【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电成像，尤其涉及一种基于混合阵列的视觉传感器芯片。
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cis(cmos image sensor，cmos图像传感器)，cis通过基于帧的采样原理实现视频的拍摄，具有像素阵列分辨率高，色彩还原度高，图像质量高的优势。然而cis获取的图像信号的动态范围较小，并且拍摄速度较慢。另一种新型的图像传感器dvs(dynamic vision sensor，动态视觉传感器)能够以稀疏事件流的形式感知动态场景的变化，拍摄速度较快，且动态范围较大。然而这类传感器存在空间分辨率低，有效信息损失过多的问题。
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基于混合阵列的视觉传感器芯片，通过基于混合阵列的三通路视觉传感芯片架构，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、本专利技术提供一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，包括像素阵列和对应设置的视觉传感通路；所述视觉传感通路包括强度通路、时间差分通路和空间差分通路；所述像素阵列包括多个复用像素单元和多个单一像素单元；所述复用像素单元为强度、时间差分和空间差分中的两种元素复用的像素单元；所述单一像素单元为与所述复用像素单元的元素不同的像素
3、根据本专利技术提供的一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，所述复用像素单元为时间差分和空间差分复用的像素单元，所述单一像素单元为强度像素单元；所述强度通路与所述强度像素单元对应，所述时间差分通路和所述空间差分通路与所述时间差分和空间差分复用的像素单元对应。
4、根据本专利技术提供的一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，所述强度通路包括强度用存储模块和强度用量化模块；所述强度用存储模块用于存储当前时刻当前像素单元位置的入射光光强转换的电信号；所述强度用量化模块用于将所述当前时刻当前像素单元位置的入射光光强转换的电信号进行模拟数字转换，得到所述当前时刻当前像素单元位置的入射光光强的电信号的量化值；所述时间差分通路包括时间差分用存储模块和时间差分与量化模块；所述时间差分用存储模块用于采用乒乓缓存方式存储不同时刻当前像素单元位置的电信号；时间差分用存储模块所述包括第一时间差分用存储节点和第二时间差分用存储节点；所述乒乓缓存的方式为在上一时刻当前像素单元位置的电信号存储在所述第一时间差分用存储节点/所述第二时间差分用存储节点中的情况下，将当前时刻所述像素单元位置的电信号存储在所述第二时间差分用存储节点/所述第一时间差分用存储节点；所述时间差分与量化模块用于将当前时刻当前像素单元位置的电信号与上一时刻当前像素单元位置的电信号进行时间差分与量化运算，得到时间差分值；所述空间差分通路包括复用所述第一时间差分用存储节点的空间差分用存储节点和空间差分与量化模块；所述空间差分用存储节点用于存储当前时刻当前像素单元位置的电信号；所述空间差分与量化模块用于将当前时刻当前像素单元位置的电信号与当前时刻空间关联像素单元位置的电信号进行差分与量化运算，得到空间差分值。
5、根据本专利技术提供的一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，所述强度用量化模块设置于所述强度像素单元内，采用像素级信号读出的方式；或者所述强度用量化模块设置与所述强度像素单元外，并由同处一列的强度像素单元共用，采用列级信号读出的方式；所述时间差分与量化模块设置于所述时间差分与空间差分复用的像素单元内，采用像素级信号读出的方式；或者所述时间差分与量化模块设置于所述时间差分与空间差分复用的像素单元外，并由同处一列的时间差分与空间差分复用的像素单元共用，采用列级信号读出的方式；所述空间差分与量化模块设置于所述时间差分与空间差分复用的像素单元内，采用像素级信号读出的方式；或者所述空间差分与量化模块设置于所述时间差分与空间差分复用的像素单元外，并由同处一列的时间差分与空间差分复用的像素单元共用，采用列级信号读出的方式。
6、根据本专利技术提供的一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，所述像素阵列中每个像素单元中设置一个脉冲发生模块；或，所述像素阵列中所有像素单元共同连接一个脉冲发生模块；或，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脉冲发生模块；其中，所述脉冲发生模块用于以固定时间间隔产生触发信号，或者以自适应、可编程的可变时间间隔产生触发信号，以控制感光模块的开始曝光时刻与曝光时长，连接到同一个脉冲发生模块的像素单元同步曝光，连接到不同脉冲发生模块的像素单元同步曝光或异步曝光；所述感光模块设置于所述像素单元内，用于将所述当前像素单元位置的光信号转换为模拟电信号。
7、根据本专利技术提供的一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，所述像素阵列中每个像素单元的曝光方式为全局曝光或滚动曝光。
8、根据本专利技术提供的一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，所述像素单元设置有彩色滤光片的情况下，所述像素单元对应通路的输出颜色类型为彩色值；所述像素单元未设置有彩色滤光片的情况下，所述像素单元对应通路的输出颜色类型为灰度值。
9、本专利技术还提供一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，包括像素阵列和对应设置的视觉传感通路；所述视觉传感通路包括强度通路、时间差分通路和空间差分通路；所述像素阵列包括强度像素单元、时间差分像素单元和空间差分像素单元；所述强度通路与所述强度像素单元对应，所述时间差分通路与所述时间差分像素单元对应，所述空间差分通路与所述空间差分像素单元对应；所述强度通路用于确定当前时刻当前强度像素单元位置的入射光光强转换的电信号的量化值；所述时间差分通路用于将当前时刻当前时间差分像素单元位置的信号与上一时刻当前时间差分像素单元位置的信号，在电荷、模拟或者数字域进行时间差分与量化运算，得到时间差分值；所述空间差分通路用于将当前时刻当前空间差分像素单元位置的信号与当前时刻空间关联空间差分像素单元位置的信号，在电荷、模拟或者数字域进行空间差分与量化运算，得到空间差分值，所述空间关联像素单元为所述像素阵列中除当前空间差分像素单元外的任意一个或多个像素单元。
10、根据本专利技术提供的一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，所述强度通路包括强度用存储模块和强度用量化模块；所述强度用存储模块用于存储当前时刻当前强度像素单元位置的入射光光强本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，包括像素阵列和对应设置的视觉传感通路；所述视觉传感通路包括强度通路、时间差分通路和空间差分通路；所述像素阵列包括多个复用像素单元和多个单一像素单元；所述复用像素单元为强度、时间差分和空间差分中的两种元素复用的像素单元；所述单一像素单元为与所述复用像素单元的元素不同的像素单元；所述强度通路用于确定当前时刻当前像素单元位置的入射光光强转换的电信号的量化值；
2.根据权利要求1所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述复用像素单元为时间差分和空间差分复用的像素单元，所述单一像素单元为强度像素单元；所述强度通路与所述强度像素单元对应，所述时间差分通路和所述空间差分通路与所述时间差分和空间差分复用的像素单元对应。
3.根据权利要求2所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述强度用量化模块设置于所述强度像素单元内，采用像素级信号读出的方式；或者所述强度用量化模块设置与所述强度像素单元外，并由同处一列的强度像素单元共用，采
5.根据权利要求1所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每个像素单元中设置一个脉冲发生模块；
6.根据权利要求1所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每个像素单元的曝光方式为全局曝光或滚动曝光。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素单元设置有彩色滤光片的情况下，所述像素单元对应通路的输出颜色类型为彩色值；所述像素单元未设置有彩色滤光片的情况下，所述像素单元对应通路的输出颜色类型为灰度值。
8.一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，包括像素阵列和对应设置的视觉传感通路；所述视觉传感通路包括强度通路、时间差分通路和空间差分通路；所述像素阵列包括强度像素单元、时间差分像素单元和空间差分像素单元；所述强度通路与所述强度像素单元对应，所述时间差分通路与所述时间差分像素单元对应，所述空间差分通路与所述空间差分像素单元对应；
9.根据权利要求8所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述强度用量化模块设置于所述强度像素单元内，采用像素级信号读出的方式；或者所述强度用量化模块设置与所述强度像素单元外，并由同处一列的强度像素单元共用，采用列级信号读出的方式；
11.根据权利要求8所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每个像素单元中设置一个脉冲发生模块；
12.根据权利要求8所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每个像素单元的曝光方式为全局曝光或滚动曝光。
13.根据权利要求8至12任一项所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素单元设置有彩色滤光片的情况下，所述像素单元对应通路的输出颜色类型为彩色值；所述像素单元未设置有彩色滤光片的情况下，所述像素单元对应通路的输出颜色类型为灰度值。
...【技术特征摘要】
1.一种基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，包括像素阵列和对应设置的视觉传感通路；所述视觉传感通路包括强度通路、时间差分通路和空间差分通路；所述像素阵列包括多个复用像素单元和多个单一像素单元；所述复用像素单元为强度、时间差分和空间差分中的两种元素复用的像素单元；所述单一像素单元为与所述复用像素单元的元素不同的像素单元；所述强度通路用于确定当前时刻当前像素单元位置的入射光光强转换的电信号的量化值；
2.根据权利要求1所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述复用像素单元为时间差分和空间差分复用的像素单元，所述单一像素单元为强度像素单元；所述强度通路与所述强度像素单元对应，所述时间差分通路和所述空间差分通路与所述时间差分和空间差分复用的像素单元对应。
3.根据权利要求2所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述强度用量化模块设置于所述强度像素单元内，采用像素级信号读出的方式；或者所述强度用量化模块设置与所述强度像素单元外，并由同处一列的强度像素单元共用，采用列级信号读出的方式；
5.根据权利要求1所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每个像素单元中设置一个脉冲发生模块；
6.根据权利要求1所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像素阵列中每个像素单元的曝光方式为全局曝光或滚动曝光。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于混合阵列的视觉传感器芯片，其特征在于，所述像...
【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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