[发明专利]基于事件的视觉传感器的延迟均衡

说明书

一种基于事件的像素传感器系统，在不同照明像素之间采用延迟均衡。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月4日提交的第62/895,709号美国临时申请第35 USC 119(e)规定的权益，该申请通过引用全文并入本文。

背景技术

今天，机器视觉主要是基于传统相机及其相关的基于帧的空间分辨光学传感器。对于某些机器视觉任务，如目标识别，这些传统的基于帧的相机和基于图像的光学传感器是非常适合的。然而，对于其他任务，如监视、跟踪或位置和运动估计，传统的图像传感器存在缺陷。

传统相机的主要缺点是产生大量冗余和不必要的数据，这些数据必须被捕获、通信和处理。这种高数据负载通过降低时间分辨率来减慢反应时间，导致功耗增加，并增加机器视觉系统的尺寸和成本。此外，大多数图像传感器存在动态范围有限、弱光性能差和运动模糊等问题。

另一方面，所谓的动态视觉传感器(DVS)克服了基于帧编码的局限性。参见Lichtsteiner等人的美国专利申请公开No.US 2008/0135731，其标题为“用于检测时间依赖图像数据的光阵列”，该专利申请通过本参考文献并入本文。这些空间分辨光学传感器使用像素内数据压缩来消除数据冗余。它们还可以实现高时间分辨率、低延迟、低功耗和高动态范围，且运动模糊很小。因此，DVS型光学传感器非常适合于太阳能或电池供电的压缩传感或移动机器视觉应用，其中必须估计系统的位置，并且由于电池容量有限，处理能力有限。

DVS在本地对视觉信息进行预处理。DVS不是生成清晰的图像，而是为计算机应用程序生成智能数据。虽然传统的图像传感器将电影捕捉为一系列静止图像，但DVS只检测并传输场景中变化的位置。它采用像素内数据压缩，比传统相机更有效地编码视觉信息。这意味着可以使用更少的资源、更低的净功率和更快的系统反应时间来处理数据。高时间分辨率允许连续跟踪视觉特征，从而克服对应问题。此外，DVS的结构允许高动态范围和良好的弱光性能。

基于事件的视觉传感器(EBVS)通常是但不总是原始DVS体系结构的变体。作为一般规则，EBVS的像素至少在其像素的部分中异步操作，而不具有周期性采样率，并且一旦它们感知到亮度变化超过可调阈值，就发射所谓的DVS地址事件。在其他示例中，它们产生二值(或三值)图像。ON事件与亮度的增加超过阈值相关联；并且OFF事件与给定像素处亮度超过阈值的降低相关联。

发明内容

基于事件的视觉传感器像素将通常使用对数前端电路。前端像素电容(有时指定为Cm)通常是不可避免的寄生电容。因此，它们通常经历从光输入改变到事件生成的延迟。其他寄生电容也会影响延迟。通常，延迟与光电二极管中的电流成反比，并且与CM成正比。对于光电二极管上的固定电压，光电二极管中的电流与落在每个像素上的光强度成正比。结果，在不同照明的像素之间存在不同的延迟，并且这可能在数据的软件处理中造成困难，特别是当涉及诸如惯性测量单元(IMU)的其他传感器时。

本发明涉及均衡不同照明像素之间的延迟。

一般而言，根据一个方面，本发明的特征在于基于事件的像素传感器。它包括用于检测与照明变化相关联的事件的基于事件的像素阵列和用于均衡像素之间的延迟的一个或多个电路。

通常，延迟电路基于由对应像素接收的照明水平应用不同量的延迟。例如，可以基于由对应像素接收的照明的增加来增加延迟。

在一些示例中，延迟电路包括每个像素中的受控电容。

在其他示例中，延迟电路包括数字延迟电路或模拟延迟电路。

在其他示例中，延迟电路可以包括对从基于事件的像素阵列读出的事件数据应用延迟的延迟块。这里，可以基于从基于事件的像素阵列读出的灰度图像来控制延迟块。