[发明专利]低功率和低数据速率成像仪

说明书

提供一种用于低功率和低数据速率应用的成像系统。所述成像系统包括：像素阵列，所述像素阵列具有多个光敏元件（像素），其被划分成光敏元件的多个群组（超级像素）。一种图像处理器可操作地连接到像素阵列并且被配置成选择性地用以下任一个来操作光敏元件的每个群组：（i）高分辨率模式，其中像素阵列输出与光敏元件的相应群组中的所有光敏元件相对应的读出电压，或（ii）低分辨率模式，其中像素阵列输出仅仅与光敏元件的相应群组中的光敏元件的子集相对应的读出电压。用高分辨率模式来操作与每个图像帧中的所检测的运动相对应的光敏元件的群组，而用低分辨率模式来操作光敏元件的其余群组。

本申请要求于2017年8月10日提交的序列号为62/543,646的美国临时申请、以及于2017年8月18日提交的序列号为62/547,297的美国临时申请的优先权权益，这二者的公开内容通过引用以其全部被并入本文中。

技术领域

本文档中所公开的设备和方法涉及成像系统，并且更具体地涉及一种实现低功率和低数据速率而不损失重要信息的成像系统。

背景技术

除非在本文中另行指示，否则在本章节中所描述的材料不是对于本申请中的权利要求的现有技术，并且不通过被包括在本章节中而被承认为是现有技术。

许多图像处理算法依赖于背景减法来标识移动的对象。在这样的算法中，首先生成背景模型，所述背景模型然后用于标识对象。因为背景模型由于对象的改变、诸如光照条件中的改变、诸如椅子之类的对象的移动等等而改变，所以必须时常地更新背景模型。许多图像处理算法对小块像素阵列起作用，如与作用于每单个像素相对。也就是说，代替于将每个像素标注为对象或背景，一些算法聚焦于小区以标识在该区中是否存在对象。这样的小区被称为“超级像素”，并且图像传感器像素阵列的设计也基于这样的超级像素。一般在现今的市场中存在具有对数据的芯片上或像素中处理的成像仪。然而，具有芯片上或像素中处理的这些成像仪中没有一个使得能够从像素阵列仅仅读出相关数据，以尝试减小数据速率以及还有功耗。

发明内容

公开了一种成像系统。所述成像系统包括：像素阵列，所述像素阵列具有多个光敏元件，其以栅格构造被布置并且被划分成光敏元件的多个群组，在所述栅格构造中，光敏元件的每个群组中的光敏元件与彼此相邻，所述像素阵列被配置成在所述多个光敏元件中的单独的光敏元件处输出与光强度成比例的读出电压；模拟至数字转换器，其可操作地连接到像素阵列以接收读出电压，并且将读出电压转换成经数字化的光强度值；以及至少一个处理器，其可操作地连接到像素阵列以及模拟至数字转换器，所述至少一个处理器被配置成选择性地用以下之一来操作光敏元件的所述多个群组中的光敏元件的每个群组：（i）高分辨率模式，其中像素阵列输出与光敏元件的相应群组中的所有光敏元件相对应的读出电压，以及（ii）低分辨率模式，其中像素阵列输出仅仅与光敏元件的相应群组中的光敏元件的子集相对应的读出电压，其中光敏元件的所述多个群组中的光敏元件的群组可由所述至少一个处理器在不同的时间用所述高分辨率模式和低分辨率模式二者来操作。

在一个实施例中，所述至少一个处理器被配置成：从模拟至数字转换器接收图像帧，所述图像帧包括与光敏元件的所述多个群组中的光敏元件的每个群组中的至少一些光敏元件相对应的经数字化的光强度值；以及取决于所述图像帧的经数字化的光强度值，选择性地在不同的时间用高分辨率模式和低分辨率模式来操作光敏元件的所述多个群组中的光敏元件的每个群组。

在一个实施例中，所述至少一个处理器被配置成：取决于图像帧中与光敏元件的第一群组中的光敏元件相对应的经数字化的光强度值，用低分辨率模式来操作光敏元件的所述多个群组中的光敏元件的第一群组；以及取决于图像帧中与光敏元件的第二群组中的光敏元件相对应的经数字化的光强度值，用高分辨率模式来操作光敏元件的所述多个群组中的光敏元件的第二群组。