成像降噪方法及成像装置、电子设备、存储介质制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种成像降噪方法及成像装置、电子设备、存储介质，成像装置包括由多个SPAD像素形成的像素阵列，该方法包括：确定成像装置的感光区在无光照射条件下产生脉冲计数的目标SPAD像素；并确定目标SPAD像素在像素阵列中的像素点分布信息；根据像素点分布信息，统计目标SPAD像素中位置不相邻的像素点的第一数量和目标SPAD像素中位置相邻的像素组的第二数量；其中，一个像素组包括位置相邻的至少两个像素点；在像素阵列检测到光子并产生脉冲信号的情况下，对脉冲信号进行计数，得到脉冲计数数据；并利用第一数量和第二数量对脉冲计数数据进行降噪处理，得到降噪后的脉冲计数数据。计数数据。计数数据。

【技术实现步骤摘要】
成像降噪方法及成像装置、电子设备、存储介质


[0001]本申请涉及成像
，尤其涉及一种成像降噪方法及成像装置、电子设备、存储介质。

技术介绍

[0002]单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)像素用于探测光子信息并对每个光子产生光子脉冲信号，通过对脉冲信号进行计数反映光强信息，从而能够对非常暗的场景进行成像；在利用SPAD像素进行单光子计数成像的过程中，1个光子能够对应百万电荷，使得光子增益能够达到106，同时提高成像的灵敏度，使得SPAD像素在成像领域有着非常大的影响。
[0003]由于SPAD像素存在暗计数噪声和串扰噪声，在利用SPAD像素进行单光子技术成像的过程中，暗计数噪声和串扰噪声会导致SPAD像素的光子计数值不准确，进而导致成像的准确性低的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种成像降噪方法及成像装置、电子设备、存储介质，能够提高成像的准确性。
[0005]本申请的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提出一种成像降噪方法，应用于成像装置，所述成像装置包括由多个SPAD像素形成的像素阵列，所述方法包括：
[0007]确定所述成像装置的感光区在无光照射条件下产生脉冲计数的目标SPAD像素；并确定所述目标SPAD像素在所述像素阵列中的像素点分布信息；
[0008]根据所述像素点分布信息，统计所述目标SPAD像素中位置不相邻的像素点的第一数量和所述目标SPAD像素中位置相邻的像素组的第二数量；其中，一个像素组包括位置相邻的至少两个像素点；
[0009]在所述像素阵列检测到光子并产生脉冲信号的情况下，对所述脉冲信号进行计数，得到脉冲计数数据；并利用所述第一数量和所述第二数量对所述脉冲计数数据进行降噪处理，得到降噪后的脉冲计数数据。
[0010]第二方面，本申请实施例提出一种成像装置，所述成像装置包括由多个SPAD像素形成的像素阵列，所述装置包括：
[0011]标定单元，用于确定所述成像装置的感光区在无光照射条件下产生脉冲计数的目标SPAD像素；及用于确定所述目标SPAD像素在所述像素阵列中的像素点分布信息；
[0012]计数单元，用于根据所述像素点分布信息，统计所述目标SPAD像素中位置不相邻的像素点的第一数量和所述目标SPAD像素中位置相邻的像素组的第二数量；其中，一个像素组包括位置相邻的至少两个像素点；
[0013]降噪单元，用于在所述像素阵列检测到光子并产生脉冲信号的情况下，对所述脉
冲信号进行计数，得到脉冲计数数据；并利用所述第一数量和所述第二数量对所述脉冲计数数据进行降噪处理，得到降噪后的脉冲计数数据。
[0014]第三方面，本申请实施例提出一种成像装置，所述装置包括：由多个SPAD像素形成的像素阵列和处理器；所述像素阵列用于产生脉冲计数；所述处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有所述装置的电子设备执行上述成像降噪方法。
[0015]第四方面，本申请实施例提出一种电子设备，所述电子设备包括上述成像装置。
[0016]第五方面，本申请实施例提出一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述成像降噪方法。
[0017]本申请实施例提供了一种成像降噪方法及成像装置、电子设备、存储介质，应用于成像装置，成像装置包括由多个SPAD像素形成的像素阵列，该方法包括：确定成像装置的感光区在无光照射条件下产生脉冲计数的目标SPAD像素；并确定目标SPAD像素在像素阵列中的像素点分布信息；根据像素点分布信息，统计目标SPAD像素中位置不相邻的像素点的第一数量和目标SPAD像素中位置相邻的像素组的第二数量；其中，一个像素组包括位置相邻的至少两个像素点；在像素阵列检测到光子并产生脉冲信号的情况下，对脉冲信号进行计数，得到脉冲计数数据；并利用第一数量和第二数量对脉冲计数数据进行降噪处理，得到降噪后的脉冲计数数据。采用上述实现方案，在成像装置进行成像之前，先使得成像装置的感光区处于无光照射条件下，确定产生脉冲计数的目标SPAD像素，之后根据目标SPAD像素在像素阵列中的像素点分布信息，确定位置不相邻的像素点的第一数量和位置相邻的像素组的第二数量，这里的第一数量表征暗计数事件数量，第二数量表征串扰事件数量；之后，在成像装置进行成像时，利用第一数量和第二数量对脉冲计数数据进行降噪处理，能够降低暗计数噪声和串扰噪声对SPAD像素的光子计数值的影响，提高了SPAD像素的光子计数值的准确性，进而提高了成像的准确性。
附图说明
[0018]图1为一种SPAD像素对应的光子脉冲计数参考图；
[0019]图2为一种CIS像素对应的模拟幅值参考图；
[0020]图3为一种SPAD像素的等效原理图；
[0021]图4为一种SPAD像素对应的光子脉冲计数的示意图；
[0022]图5为一种次级光子传播到相邻微单元以引起串扰的各种方式的图示；
[0023]图6为一种传感器在黑暗中的输出的示波器图；
[0024]图7为本申请实施例提供的一种成像降噪方法的流程图；
[0025]图8为本申请实施例提供的一种示例性的4
×
4像素阵列的像素点分布信息的示意图；
[0026]图9为本申请实施例提供的一种示例性的4
×
4像素阵列的左右相邻的位置关系示意图；
[0027]图10为本申请实施例提供的一种示例性的4
×
4像素阵列的上下相邻的位置关系示意图；
[0028]图11为本申请实施例提供的一种示例性的4
×
4像素阵列的对角相邻的位置关系示意图；
[0029]图12为本申请实施例提供的一种示例性的4
×
4像素阵列的3个位置相邻的像素点的位置关系示意图；
[0030]图13为本申请实施例提供的一种成像装置的结构示意图一；
[0031]图14为本申请实施例提供的一种成像装置的结构示意图二；
[0032]图15为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0033]为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。
[0034]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
[0035]在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。还需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅是用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像降噪方法，其特征在于，应用于成像装置，所述成像装置包括由多个单光子雪崩二极管SPAD像素形成的像素阵列，所述方法包括：确定所述成像装置的感光区在无光照射条件下产生脉冲计数的目标SPAD像素；并确定所述目标SPAD像素在所述像素阵列中的像素点分布信息；根据所述像素点分布信息，统计所述目标SPAD像素中位置不相邻的像素点的第一数量和所述目标SPAD像素中位置相邻的像素组的第二数量；其中，一个像素组包括位置相邻的至少两个像素点；在所述像素阵列检测到光子并产生脉冲信号的情况下，对所述脉冲信号进行计数，得到脉冲计数数据；并利用所述第一数量和所述第二数量对所述脉冲计数数据进行降噪处理，得到降噪后的脉冲计数数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一数量和所述第二数量对所述脉冲计数数据进行降噪处理，得到降噪后的脉冲计数数据，包括：确定所述第一数量随第一曝光时间的第一计数率，并确定所述第二数量占所述第一数量的第一比例；所述第一曝光时间为确定所述目标SPAD像素的曝光时间；获取所述像素阵列检测光子的第二曝光时间，并利用所述第二曝光时间和所述第一计数率，确定暗计数数据；利用所述脉冲计数数据和所述第一比例，确定串扰计数数据；从所述脉冲计数数据中，剔除所述暗计数数据和所述串扰计数数据，得到所述降噪后的脉冲计数数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述成像装置的感光区在无光照射条件下产生脉冲计数的目标SPAD像素；并确定所述目标SPAD像素在所述像素阵列中的像素点分布信息，包括：多次确定所述成像装置的感光区在无光照射条件下产生脉冲计数的多组目标SPAD像素；并分别确定所述多组目标SPAD像素在所述像素阵列中的多组像素点分布信息；相应地，所述根据所述像素点分布信息，统计所述目标SPAD像素中位置不相邻的像素点的第一数量和所述目标SPAD像素中位置相邻的像素组的第二数量，包括：根据每组像素点分布信息，统计对应的一组目标SPAD像素中位置不相邻的一组像素点数量和对应的一组目标SPAD像素中位置相邻的一组像素组数量；将所述多组像素点分布信息对应的多组像素点数量确定为所述第一数量；将所述多组像素点分布信息对应的多组像素组数量确定为所述第二数量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一数量随第一曝光时间的第一计数率，包括：确定所述第一数量随多个第一曝光时间之和的第一计数率；其中，每一次确定一组目标SPAD像素时对应一个第一曝光时间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述像素阵列为线阵像素或面阵像素。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置相邻包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王麟，张睿，
申请(专利权)人：武汉北极芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：