【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电成像，尤其涉及一种视觉传感器芯片。
技术介绍
1、视觉传感器是一种用于感知环境中可见光信息并转换为电信号的设备，它被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。
2、目前，常见的视觉传感器是基于帧的cmos图像传感器(cis)，它像素内部集成了晶体管来实现高性能电荷电压转换，因此又被称为有源像素传感器(aps)。cis通过基于帧的采样原理实现视频的拍摄，即cis的每帧图像都会记录像素阵列中所有像素单元的输出且每帧都是等时间间隔的。此外，cis通过像素阵列上覆盖的彩色滤光片阵列(cfa)来感知不同波长的可见光，从而得到彩色图像。可以说，cis具有像素阵列分辨率高，色彩还原度高，图像质量高的优势。但是它存在拍摄速度慢的问题。这是由于cis保留了每一帧内的所有像素信息，使得数据量过大，在有限带宽下难以提高拍摄速度。为克服这一问题，动态视觉传感器(dvs)应运而生。动态视觉传感器(dvs)与cis像素记录入射光的光强值不同，dvs的每个像素单元记录相应位置的入射光的光强变化量，且只有当变化量超过一定阈值的时候才会输出一个正向或负向的脉冲(表示光强减弱或光强增加)。dvs可以异步地输出信号，即只要某个像素满足脉冲发放条件，就会立即输入信号，而此时其他像素没有输出。这大大地减小了数据量，降低了数据冗余，实现了极高的时间分辨率。并且由于dvs具有对变化敏感且高速记录的特性，它对运动监测等任务具有天然的适应性。然而，单纯的dvs仅仅感知了光强变化，虽然数据冗余极低，但是损失了大量的色彩信息，像素精度也有所不足(仅仅只
3、因此，本专利技术亟需提供一种改进的视觉传感器。
技术实现思路
1、为克服上述问题，本专利技术提供一种视觉传感器芯片，将人类视觉系统的双通路特征融入到现有的视觉传感器芯片中，从而能够大幅度提升视觉传感器芯片对时空动态信息的感知能力，实现高精度、高帧率、高动态范围且高效鲁棒的视觉表示。
2、第一方面，本专利技术提供一种视觉传感器芯片，所述芯片包括由像素单元构成的像素阵列；
3、对于每一个像素单元，所述像素单元具有对应的时间差分通路和空间差分通路；
4、所述时间差分通路，用于输出所述像素单元的时间差分值；
5、所述空间差分通路，用于输出所述像素单元的空间差分值；
6、其中，所述时间差分值为所述像素单元内部的感光子单元的当前时刻输出值与上一时刻输出值之间的差分与量化结果；
7、所述空间差分值为所述感光子单元的当前时刻输出值与目标感光子单元的当前时刻输出值之间的差分与量化结果；
8、所述目标感光子单元所处的像素单元为像素阵列中除所述像素单元之外的任意像素单元。
9、根据本专利技术提供的视觉传感器芯片，所述时间差分通路包括所述感光子单元、部署于所述像素单元内部的差分用存储子单元和时间差分与量化器；
10、所述空间差分通路包括所述感光子单元、所述差分用存储子单元和空间差分与量化器；
11、其中，所述时间差分与量化器部署于所述像素单元内部，或者部署于所述像素单元外部并由所述像素单元及其同处一列的像素单元共用；
12、所述空间差分与量化器部署于所述像素单元内部，或者部署于所述像素单元外部并由所述像素单元及其同处一列的像素单元共用；
13、所述感光子单元，用于将所述像素单元当前时刻入射光的光强转换为电信号输出；
14、所述差分用存储子单元用于写入所述感光子单元的当前时刻输出值；其中，所述差分用存储子单元包括第一存储节点和第二存储节点，其在所述感光子单元的上一时刻输出值写入在所述第一存储节点/所述第二存储节点中的情况下，将所述感光子单元的当前时刻输出值写入在所述第二存储节点/所述第一存储节点；
15、所述时间差分与量化器，用于计算并输出所述时间差分值；
16、所述空间差分与量化器，用于基于所述目标感光子单元的当前时刻输出值计算并输出所述空间差分值。
17、根据本专利技术提供的视觉传感器芯片，所述像素阵列中每一个像素单元中设置一个触发脉冲发生器；
18、或者
19、所述像素阵列中所有像素单元共同连接一个触发脉冲发生器；
20、或者
21、将所述像素阵列分成多个子区域，每个子区域中所有像素单元共同连接一个触发脉冲发生器；
22、其中，所述触发脉冲发生器用于以固定时间间隔产生触发信号，或者以自适应、可编程的可变间隔产生触发信号，以控制对应感光子单元的开始曝光时刻与曝光时长。
23、根据本专利技术提供的视觉传感器芯片，连接同一个触发脉冲发生器的像素单元同步曝光，连接不同触发脉冲发生器的像素单元同步曝光或异步曝光。
24、第二方面，本专利技术提供一种视觉传感器芯片，所述像素阵列中每一个像素单元的曝光方式为全局曝光或者滚动曝光。
25、根据本专利技术提供的视觉传感器芯片，所述芯片包括由像素单元构成的像素阵列；
26、对于每一个像素单元，所述像素单元具有对应的强度通路、时间差分通路和空间差分通路；
27、所述强度通路，用于输出所述像素单元内部的感光子单元的当前时刻输出值的量化值；
28、所述时间差分通路，用于输出所述像素单元的时间差分值；
29、所述空间差分通路，用于输出所述像素单元的空间差分值；
30、其中，所述时间差分值为所述像素单元内部的感光子单元的当前时刻输出值与上一时刻输出值之间的差分与量化结果；
31、所述空间差分值为所述感光子单元的当前时刻输出值与目标感光子单元的当前时刻输出值之间的差分与量化结果；
32、所述目标感光子单元所处的像素单元为像素阵列中除所述像素单元之外的任意像素单元。
33、根据本专利技术提供的视觉传感器芯片，所述强度通路包括所述感光子单元、部署于所述像素单元内部的第一单元和强度用量化器，或者包括所述感光子单元、部署于所述像素单元内部的差分用存储子单元、部署于所述像素单元内部的分频选通器和强度用量化器；
34、所述时间差分通路包括所述感光子单元、所述差分用存储子单元和所述时间差分与量化器；
35、所述空间差分通路包括所述感光子单元、所述差分用存储子单元和所述空间差分与量化器；
36、其中，所述时间差分与量化器部署于所述像素单元内部，或者部署于所述像素单元外部并由所述像素单元及其同处一列的像素单元共用；
37、所述空间差分与量化器部署于所述像素单元内部，或者部署于所述像素单元外部并由所述像素单元及其同处一列的像素单元共用；
38、所述强度用量化器部署于所述像素单元内部，或者部署于所述像素单元外部并由所述像素单元及其同处一列的像素单元共用；
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种视觉传感器芯片，其特征在于，所述芯片包括由像素单元构成的像素阵列；
2.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述时间差分通路包括所述感光子单元、部署于所述像素单元内部的差分用存储子单元和时间差分与量化器；
3.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每一个像素单元中设置一个触发脉冲发生器；
4.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，连接同一个触发脉冲发生器的像素单元同步曝光，连接不同触发脉冲发生器的像素单元同步曝光或异步曝光。
5.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每一个像素单元的曝光方式为全局曝光或者滚动曝光。
6.一种视觉传感器芯片，其特征在于，所述芯片包括由像素单元构成的像素阵列；
7.根据权利要求6所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述强度通路包括所述感光子单元、部署于所述像素单元内部的第一单元和强度用量化器，或者包括所述感光子单元、部署于所述像素单元内部的差分用存储子单元、部署于所述像素单元内部的分频选通器和强度用量化器
8.根据权利要求6或7任一项所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述强度通路输出为灰度值或彩色值；
9.根据权利要求6所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每一个像素单元中设置一个触发脉冲发生器；
10.根据权利要求9所述的视觉传感器芯片，其特征在于，连接同一个触发脉冲发生器的像素单元同步曝光，连接不同触发脉冲发生器的像素单元同步曝光或异步曝光。
11.根据权利要求9所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每一个像素单元的曝光方式为全局曝光或者滚动曝光。
...【技术特征摘要】
1.一种视觉传感器芯片，其特征在于，所述芯片包括由像素单元构成的像素阵列；
2.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述时间差分通路包括所述感光子单元、部署于所述像素单元内部的差分用存储子单元和时间差分与量化器；
3.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每一个像素单元中设置一个触发脉冲发生器；
4.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，连接同一个触发脉冲发生器的像素单元同步曝光，连接不同触发脉冲发生器的像素单元同步曝光或异步曝光。
5.根据权利要求1所述的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每一个像素单元的曝光方式为全局曝光或者滚动曝光。
6.一种视觉传感器芯片，其特征在于，所述芯片包括由像素单元构成的像素阵列；
7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵蓉，陈雨过，王韬毅，林逸晗，施路平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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