[发明专利]预处理装置及方法

说明书

本发明提供一种预处理装置及方法，涉及数字信号处理技术领域。该预处理方法用于对脉冲输出型传感器的输出进行预处理，包括：运算阵列，包括并行布置的多个运算单元，每个运算单元用于对脉冲输出型传感器输出的原始脉冲序列进行运算得到累加值；存储单元，用于存储每个运算单元运算得到的累加值，以供下一次调用；控制器，用于控制每个运算单元的运算模式，运算模式包括压缩编码或灰度图积累；加法器用于将多个运算单元经过灰度图积累得到的达到预设像素阈值的当前像素个数相加，得到实际像素总个数。本发明能够对脉冲输出型传感器的原始输出脉冲进行压缩编码以及灰度图积累，运算单元复用性高，为后续的其他处理提供了不同的信息流。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种用于脉冲输出型传感器的预处理装置及方法。

背景技术

数字相机及光学成像装置通常采用图像传感器。图像传感器是一种用于将光转换为数字信号的装置。单光子图像传感器是一种能够实现单光子灵敏度的图像传感器，具体使用手段是通过单光子雪崩光电二极管或电子倍增CCD等。这类图像传感器的特点是感光十分敏锐，当光子落在图像传感器的像素阵列时，便会在该像素位置以单比特电信号的形式输出，具有广阔的应用场景。

目前，单光子图像传感器直接输出图像有噪声较大、不易进行处理等缺点，因此需要进行预处理。目前针对单光子图像传感器的处理手段大多在算法或软件层面，针对单光子图像传感器的硬件处理模块较少。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种预处理装置及方法，可以异构并高速进行压缩编码与转灰度图两种算法的硬件实现，并在基本不损失时间的情况下将数据输出。

本发明一方面提供了一种预处理装置，用于对脉冲输出型传感器的输出进行预处理，包括：

运算阵列，包括并行布置的多个运算单元，每个运算单元用于对脉冲输出型传感器输出的原始脉冲序列进行运算得到累加值，运算单元的个数与脉冲输出型传感器的单次并行输出序列数相等；

存储单元，连接每个运算单元，存储单元用于存储每个运算单元运算得到的累加值，以供下一次调用；

控制器，连接每个运算单元，控制器用于控制每个运算单元的运算模式，运算模式包括压缩编码或灰度图积累，控制器还用于控制多个运算单元将运算得到的累加值输出；

加法器，连接控制器和每个运算单元，加法器用于将多个运算单元经过灰度图积累得到的达到预设像素阈值的当前像素个数相加，得到实际像素总个数，实际像素总个数传递至控制器；

其中，控制器还用于检测实际像素总个数是否达到预设像素个数阈值，以及检测各个运算单元在压缩编码模式下的当前图像帧数是否达到预设帧数阈值。

根据本公开的实施例，加法器包括树状加法器或串行输入加法器。

根据本公开的实施例，存储单元包括SRAM、DRAM、寄存器或Flash 存储器。

根据本公开的实施例，运算单元包括累加器、比较器、帧数计数器和像素个数计数器，其中：

累加器，连接脉冲输出型传感器和存储单元，用于将脉冲输出型传感器的输出像素值与存储单元存储的当前像素值相加，得到累计像素值，累计像素值继续存回存储单元；

像素个数计数器，连接控制器和比较器，用于计数累计像素值达到预设像素阈值的当前像素个数；

帧数计数器，连接脉冲输出型传感器和控制器，用于计数运算单元在压缩编码模式下的当前图像帧数，在控制器检测到帧数计数器达到预设帧数阈值时，将帧数计数器清零；

比较器，连接累加器和像素个数计数器，比较器用于在灰度图积累模式下，对原始脉冲序列的每帧图像，将累计像素值与预设像素阈值进行比较，当累计像素值大于或等于预设像素阈值时，将像素个数计数器加1；