CN107147856B - 一种像素单元及其去噪方法、动态视觉传感器、成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动态视觉传感器的像素单元。像素单元包括像素感光电路，用于检测光信号，当检测到光信号有变化时产生并输出电信号；以及通信电路，与像素感光电路连接并输出电信号；还包括：邻域去噪电路，与像素感光电路、通信电路以及四个邻域的其他所述像素单元连接，用于根据相邻的像素单元的响应状态，控制通信电路是否输出所述电信号。本发明实施例中，当像素单元对光信号有响应触发事件发生时，通过获取位于四个邻域的像素单元的激发状态信号并判断其状态，若该四个邻域的像素单元至少有三个处于未响应状态，则使该像素单元不作出响应，有效避免孤立噪声的产生，具有处理速度快、去噪准确度高的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像传感器领域，更具体地说，涉及一种像素单元及其去噪方法、动态视觉传感器、成像装置。
背景技术
动态视觉传感器是一种基于地址事件表示(AER)的CMOS异步图像传感器，相比于传统图像传感器以帧的形式对外输出像素信息，动态视觉传感器仿照生物视网膜神经的工作机理，采用异步地址事件表示，仅输出发生光强变化的像素地址和信息，而不是依次读出帧内每个像素信息。具有场景变化实时动态响应、图像超稀疏表示、时域变化事件异步输出等特点，可解决传统图像传感器帧采样方式带来的高冗余、高延迟、高噪声、低动态范围、传输瓶颈等缺陷，适用于高速、实时性应用较高的视觉领域。
现有的动态视觉传感器像素感光电路如图1所示，主要分成三个部分：光电转换电路，变化检测电路以及比较器输出电路，其主要功能是检测光信号是否变化，并给出相对应的响应。该电路结构输入是光信号，输出是电压脉冲信号，脉冲宽度可以达到纳秒级别。如果光信号是变化的，则输出脉冲，且变化越大，脉冲的间隔越小，反之，间隔越大。如果光信号没有变化，则没有脉冲输出。动态视觉传感器具有诸多优点，但该结构具有不可忽视的缺点，第一，静态背景中的噪声过大。背景噪声的来源主要来自于像素本身对变化检测的灵敏度。具有高灵敏度的同时带来了容易受到噪声影响的缺陷，尤其是像素结构中开关电容部分电路，它能够检测的电压峰峰值在20mV左右，所以，该结构对电路中的热噪声和节点漏电流很敏感。第二，变化的像素作为独立的单元响应和输出，之间未有信息交流，这和生物体视网膜结构相违背。
目前，去掉动态视觉传感器的背景噪声多采用后期处理的办法，包括基于JAVA的jAER处理算法以及采用时间相关性的数模混合电路处理方法。基于JAVA软件处理的方法，其速度太慢，不利于后期追踪检测等算法的实现，而采用时间相关性的方式，通过缓存数据做差分，从时间上加入了不必要的延时。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中为了解决采用软件处理算法处理动态视觉传感器的背景噪声问题时，处理速度太慢的缺陷，提供一种像素单元及其去噪方法、动态视觉传感器、成像装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种动态视觉传感器的像素单元。
所述像素单元包括：
像素感光电路，用于检测光信号，当检测到所述光信号有变化时产生并输出电信号；以及
通信电路，与所述像素感光电路连接并输出所述电信号；
其特征在于，还包括：
邻域去噪电路，与所述像素感光电路、所述通信电路以及四个邻域的其他所述像素单元连接，用于根据相邻的所述像素单元的响应状态，控制所述通信电路是否输出所述电信号。
本发明还构造了一种动态视觉传感器，包括：
像素阵列，由多个如上述的像素单元组成，输出阵列中的所述像素单元在感测到光信号后所产生的电信号；
其中，每一所述像素单元的激发信号输出端均分别与所述像素单元四个邻域上的其他所述像素单元的邻域去噪电路连接。
本发明还构造了一种动态视觉传感器像素单元的去噪方法，包括以下步骤：
当位于中心的像素单元检测到光信号有变化时，触发获取四个邻域上的其他所述像素单元的响应状态；
判断四个邻域上的其他所述像素单元的响应状态是否至少有三个处于未响应状态；
若是，则位于中心的所述像素单元对所述光信号的变化不作响应。
本发明还构造了一种成像设备，包括：
如上述的动态视觉传感器；
图像处理单元，对所述动态视觉传感器输入的电信号进行处理，生成并输出图片数据或动态影像数据；
存储单元，存储所述图像处理单元生成的所述图像数据或所述动态影像数据；以及
传输单元，可使外部设备与所述存储单元建立连接通信。
本发明实施例所提供的一种动态视觉传感器及其像素单元、去噪方法、成像设备。采用硬件搭建的邻域去噪电路，当像素单元对光信号有响应触发事件发生时，通过获取位于四个邻域的像素单元的状态信息并判断其状态，若该四个邻域的像素单元至少有三个处于未响应状态，则使该像素单元不作出响应，可有效避免孤立噪声的产生，具有处理速度快、去噪准确度高的有益效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供的一种像素感光电路的结构示意图；
图2是本发明第一实施例提供的一种四邻域孤立噪声点与邻域中的像素单元状态关系示意图；
图3是本发明实施例提供的像素单元的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的邻域去噪电路的功能模块示意框图；
图5是本发明实施例提供的邻域去噪电路判决流程示意图；
图6是本发明实施例提供的二输入去噪电路的原理示意图；
图7是本发明实施例提供的邻域去噪电路的原理示意图；
图8是本发明实施例提供的一种动态视觉传感器的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的一种像素单元去噪方法的实现流程图；
图10是本发明实施例提供的邻域中像素单元状态判决过程的实现流程图；
图11是本发明实施例提供的一种成像设备功能模块框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图2，为本发明实施例提供的一种四邻域孤立噪声点与邻域中的像素单元1状态关系示意图。
普通动态视觉传感器输出的图像中的背景噪声绝大多数为孤立噪声，一般包括三邻域孤立噪声或四邻域孤立噪声，而四邻域孤立噪声更是达到了95％以上。具体的，当某一像素单元1P接收到响应事件时，会转换为响应状态，若此时四个邻域P1-P4仍然均为未响应状态，则通常可以认为该像素单元1P因为灵敏度过高从而导致形成四邻域孤立噪声点，影响该动态视觉传感器生成的图像或影像的质量。
参见图3，为本发明实施例提供的一种像素单元1的结构，该像素单元1的结构包括：
像素感光电路1a，用于检测光信号，当检测到光信号有变化时产生并输出电信号；以及通信电路1b，与像素感光电路1a连接并输出电信号；
还包括邻域去噪电路1c，与像素感光电路1a、通信电路1b以及四个邻域的其他像素单元1连接，用于根据相邻的像素单元1的响应状态，控制通信电路1b是否输出电信号。
在本发明实施例中，像素感光电路1a的具体结构可以参见图1，包括光电转换电路，变化检测电路以及比较器输出电路，其主要功能是检测光信号是否变化，并给出相对应的响应。该电路结构输入是光信号，输出是电压脉冲信号，脉冲宽度可以达到纳秒级别。如果光信号是变化的，则输出脉冲，且变化越大，脉冲的间隔越小，反之，间隔越大。如果光信号没有变化，则没有脉冲输出。
通信电路1b与该像素感光电路1a的比较器输出电路连接，用于将该比较器输出电路输出的电信号进行编码并输出至外部设备，具体的，该通信电路1b为AER(地址事件表示)电路仅输出发生光强变化的像素地址和信息，而不是依次读出帧内每个像素信息。
该像素单元1还包括一邻域去噪电路1c，该邻域去噪电路1c与像素感光电路1a、通信电路1b以及四个邻域的其他像素单元1连接，用于根据相邻的像素单元1的响应状态，控制通信电路1b是否输出所述电信号。
像素感光电路通过四个不同的偏置电压V0-V3，进行变化检测，同时邻域去噪电路接收四邻域像素的激发状态信号Vp1-Vp4,如果此时Vp1-Vp4都是处于非激发状态，则DVS检测的结果将会受到抑制，不对外输出请求，否则像素感光电路检测结果则通过AER电路对外发出事件请求信号REQ，并等待外部应答信号ACK，一旦ACK有效，则需要将像素感光电路复位，同时将该像素的激发状态Vp外输出
在本发明实施例中，采用硬件搭建的邻域去噪电路，当像素单元对光信号有响应触发事件发生时，通过获取位于四个邻域的像素单元的激发状态信号并判断其状态，若该四个邻域的像素单元至少有三个处于未响应状态，则使该像素单元不作出响应，可有效避免孤立噪声的产生，具有背景噪声少、处理速度快、去噪准确度高的有益效果。同时，可以理解的是，该四个邻域的像素单元，可以是位于中心像素单元的四个邻边上，也可以是位于中心像素单元的对角上，或者是其相邻的位置的其他组合。
参见图4，为本发明实施例提供的邻域去噪电路1c的功能模块示意框图。
在本发明实施例中，邻域去噪电路1c包括判决电路以及电信号抑制电路20，该判决电路可将邻域中两两相邻的所述像素单元所输出的激发状态信号按预设方式分别进行比对，输出判决结果信号。具体的，按预设方式分别进行比对，可以采用两路或多路输入的比较电路、开关电路等等一些用于判决两个或多个输入信号的判决电路硬件设计，为同时对所输入的各个邻域中像素单元的激发状态信号进行组合排列式的比对，即可简单、快速地获知该邻域中的像素单元是否均为未响应状态，以方便确定该像素单元是否为邻域孤立噪声点。
当判决结果信号对应的相邻像素单元的状态均为未响应状态时，电信号抑制电路20则输出抑制信号至通信电路1b，以控制通信电路1b不输出电信号。
作为本发明的一个实施例，其中，判决电路包括第一级判决电路11、第二级判决电路12及第三级判决电路13。
第一级判决电路11的输入端分别与像素单元四个邻域的其他像素单元的状态输出端连接，用于判决邻域中两两相邻的像素单元中的响应状态，并输出第一级判决结果，其中，当用于判决的两个像素单元均为未响应状态时，则输出第一状态信号；具体的，四个邻域的其他像素单元均会向该像素单元的邻域去噪电路1c发送与其响应状态对应的激发状态信号，邻域去噪电路1c会对该激发状态信号进行两两比对判决。
第二级判决电路12，其输入端与第一级判决电路11输出端连接，用于将不同的两个所述第一级判决结果进行判决，并输出第二级判决结果，其中，当用于判决的两个第一级判决结果均为第一状态信号时，则输出第二状态信号。该级判决电路的目的在于，用于对第一级判决电路11输出的状态信号进行比对，以通过比对确定四个邻域像素单元的状态，只要邻域中有一个像素单元的状态为响应状态，则该第二级判决结果中必有一组缺少第一状态信号的输入，使得该组的第二级判决不输出第二状态信号。
第三级判决电路13，其输入端与第二级判决电路12输出端连接，用于根据经第二级判决电路12判决后的两个第二级判决结果输出的状态信号进行判决，并输出第三级判决结果，其中，当用于判决的两个第二级判决结果均为第二状态信号时，则输出第三状态信号。其原理和第一级判决电路11、第二级判决电路12相同，用于对第二级判决电路12输出的状态信号进行最后一次判决，使得可以最终确定邻域中四个像素单元的响应状态。若第三级判决电路13输出第三状态信号，则说明该邻域中的像素单元均为未响应状态。
电信号抑制电路20包括抑制信号发送模块21，当接收到第三级判决结果为第三状态信号时，则向通信电路1b发送抑制信号。一般情况下，当位于中心的像素单元有激发响应事件时，会通过通信电路1b发送请求信号至外部，当通信电路1b接收到抑制信号后，会对该像素单元发送的请求信号作出无效处理，以不响应该像素单元的读取请求。
参见图5，为本发明实施例提供的邻域去噪电路1c判决流程示意图。
在本发明实施例中，将邻域中的四个像素单元输出的激发状态信号，通过输入至三级判决电路进行比对判决，可以快速、准确地获得该邻域的像素单元是否均为未响应状态，例如：假设在邻域中，第一、第二、第三、第四像素单元分别设为P1、P2、P3、P4，其中，
第一级判决：将P1和P2输出的状态信号进行判决，其判决结果为Vout12，将P2和P3输出的激发状态信号进行判决，其判决结果为Vout23，将P3和P4输出的激发状态信号进行判决，其判决结果为：Vout34。将P1和P4输出的激发状态信号进行判决，其判决结果为Vout14。将Vout12，Vout23，Vout34，Vout14作为下一级的输入。
第二级判决：将Vout12和Vout23进行判决，其判决结果为：Vout123；将Vout34和Vout41进行判决，其判决结果为Vout134。Vout123和Vout341作为下一级的输入。
第三级判决：将Vout123和Vout134进行判决，其判决结果为Vout。
假设第一状态信号、第二状态信号以及第三状态信号均为高电平，除此之外的结果均为低电平，若Vout需要为高电平，则第二级判决中的Vout123和Vout341均需为高电平，如此逆推可知，第一级判决中Vout12、Vout23、Vout34以及Vout14，也均需要为高电平，又因为在第一级判决中，只有当比对的两个激发状态信号对应的响应状态均为未响应状态时才会输出高电平，可知邻域中四个像素单元的响应状态均为未响应状态。
在本发明实施例中，每级判决电路可以采用两路或多路输入的比较电路、开关电路等等一些用于判决两个或多个输入信号的判决电路硬件，并将每级判决电路的输出端与下一级判决电路输入端连接，以实现三级判决，即可简单、快速地获知该邻域中的像素单元是否均为未响应状态。当然，三级判决电路为本发明一种优选的实施例，还可以选择多输入的一级判决、二级判决，甚至是更多级判决，以确定邻域上的像素单元的响应状态。
参见图6，为本发明实施例提供的二输入去噪电路的原理示意图。
作为本发明的一个实施例，参考图4，第一级判决电路11、第二判决电路12、第三判决电路13包括多组用于对输入信号进行判决的二输入噪声抑制单元111组，二输入噪声抑制单元111包括第一信号输入子单元111a、第二信号输入子单元111b，反相器111c以及判决单元111d，其中，第一信号输入子单元111a包括：
第一信号输入mos晶体管M0以及第一下拉mos晶体管M5，第一信号输入mos晶体管M0的栅极连接第一输入信号源Vp1，源极连接第一偏置电压源，第一下拉mos晶体管M5的漏极与所述第一信号输入mos晶体管M0的漏极连接，栅极与第二偏置电压源连接；
第二信号输入子单元111b包括：第二信号输入mos晶体管M1以及第二下拉mos晶体管M6，第二信号输入mos晶体管M1的栅极连接第二输入信号源，源极连接第一偏置电压源，第二下拉mos晶体管M6的栅极与第二偏置电压源连接，源极与第一下拉mos晶体管M5的源极连接；
反相器111c包括：第一反相mos晶体管M2与第二反相mos晶体管M3，第一反相mos晶体管M2的源极与第一偏置电压源连接，漏极与第二反相mos晶体管M3的漏极连接，第一反相mos晶体管M2的栅极及第二反相mos晶体管M3的栅极组成反相器111c的输入端，并连接所述第一信号输入mos晶体管M0的漏极；
判决单元111d包括：判决mos晶体管M4，判决mos晶体管M4的源极与第二信号输入mos晶体管M1的漏极连接，漏极与第二下拉mos晶体管的漏极连接，栅极与第一反相mos晶体管M2漏极及第二反相mos晶体管M3漏极所组成的反相器111c输出端连接；漏极作为二输入噪声抑制单元111的输出端，输出第一输入信号及第二输入信号之间的判决状态信号。
M0和M1的mos晶体管作为输入信号的缓冲级，当Vp1/Vp2的电压低于Vth+VDD，M0/M1开始导通，由于pMOS导通时的阻抗较低，漏极电压基本可以达到VDD。M2和M3组成一个增益为1的反相器111c，M0的漏极电压经过反相器111c后传输给M4的栅极。M4作为判决Vp1和Vp2信号的晶体管，当Vp1,Vp2大于VDD+Vth时,由于M0，M1和M4管子处于截止区,三者没有导通，源端电压VM0-S,VM1-S和VM4-S的值被拉低，M4,M5和M6作为下拉电阻。当,Vp2、Vp1小于VDD+Vth时，由于M0，M1和M4管子处于饱和区,源端电压值VM0-S,VM1-S和VM4-S被拉高，Vout＝VM4-S。以上过程可知，低电平的信号Vp1和Vp2在传递到Vout后压降比较小，且Vout以高电平为有效，变化趋势和Vp1和Vp2相反。Vout信号输入像素单元的像素感光电路，影响像素单元当前的请求状态。如果输出信号Vout为高电平，则像素单元请求信号被强制置于无效状态，从而抑制了静态背景中的孤立噪声。
参见图7，为本发明实施例提供的邻域去噪电路1c的原理示意图。
在本发明实施例中，第一级判决电路由四个信号输入子单元组成，其中，第一信号输入子单元与第二信号输入子单元构成第一二输入噪声抑制单元111，输出第一判决状态信号Vout12；第二信号输入子单元与第三信号输入子单元构成第二二输入噪声抑制单元112，输出第二判决状态信号Vout23；第三信号输入子单元与第四信号输入子单元构成第三二输入噪声抑制单元113，输出第三判决状态信号Vout34；第四信号输入子单元与第一信号输入子单元构成第四二输入噪声抑制单元114，输出第四判决状态信号Vout41；
第二级判决电路由四个信号输入子单元组成；其中，第一判决状态信号及第二判决状态信号输入至由第五信号输入子单元与第六信号输入子单元构成的第五二输入噪声抑制单元121，输出第五判决状态信号Vout123；第三判决状态信号及第四判决状态信号输入至由第七信号输入子单元与第八信号输入子单元构成的第六二输入噪声抑制单元122，输出第六判决状态信号Vout341；
第三级判决电路由两个所述信号输入子单元组成；其中，第五判决状态信号及第六判决状态信号输入至由第五信号输入子单元与第六信号输入子单元构成的第七二输入噪声抑制单元131，输出邻域去噪电路1c最终判决出的第三级判决结果Vout。
上述由二输入噪声抑制单元组成的三级判决电路，可以使得像素单元避免了被误判或者因灵敏度过高造成的背景噪声点过多的问题；且其结构简单，硬件处理速度快，判决准确度高的特点，适合集成到像素单元中，用来有效提升动态视觉传感器的成像质量。
参见图8，为本发明实施例提供的一种动态视觉传感器的结构。
在本发明实施例中，该动态视觉传感器包括：
像素阵列，由多个如图2所示的像素单元组成，输出阵列中的像素单元在感测到光信号后所产生的电信号；其中，每一像素单元的激发信号输出端均分别与像素单元邻域上的其他像素单元的邻域去噪电路1c连接。
具体的，如图所示，该动态视觉传感器芯片为由5X5像素单元构成的集成邻域去噪结构的动态视觉传感器，整个结构包括五大部分电路，分别是：5X5像素阵列，偏置电路21，行/列仲裁电路221/222，行/列编码电路231/232以及读出电路24。具有五输入的行仲裁电路221接收像素阵列的请求信号，经过仲裁后给出相对应的应答信号，得到应答信号的像素单元接收到仲裁电路的应答信号后经过通信电路1b对列仲裁电路222模块发出请求信号，等待应答，如果在同一时间点上没有相互竞争的像素单元请求信号的话，经过行/列仲裁电路221/222，相对应的像素将会得到有效应答，否则只有得到有效应答信号的像素才会进行下一步操作。在像素阵列得到列仲裁电路222的应答信号之后，对该像素单元的像素感光电路进行复位，同时读出电路将会对外输出请求，如果外部的应答信号有效，则对行/列编码电路231/232编码后的地址进行输出，完成一次事件的请求和输出。
在像素阵列中，因每一像素单元的激发信号输出端均分别与像素单元四个邻域上的其他像素单元的邻域去噪电路连接，使得每个像素单元均能根据邻域中的其他像素单元的响应状态，对自身的激发响应事件进行孤立噪声点判断，可有效避免孤立噪声的产生，具有背景噪声少、处理速度快、去噪准确度高的有益效果。
参见图9，为本发明实施例提供的一种像素单元去噪方法的实现流程。
在本发明实施例中，该去噪方法包括如下步骤：
步骤S100，当位于中心的像素单元检测到光信号有变化时，触发获取四个邻域上的其他像素单元的响应状态。
在实际应用中，该四个邻域上的其他像素单元均会输出与自身响应状态相关的激发信号，位于中心的像素单元通过获取邻域上的其他像素单元所输入的激发信号来获知其响应状态。
步骤S200，判断四个邻域上的其他像素单元的响应状态是否至少有三个处于未响应状态。
作为本发明的一种实施例，因为四邻域孤立噪声占动态视觉传感器输出的图像中的背景噪声数的95％以上，故在本实施例中优选地采用判断四个邻域上的其他像素单元的响应状态是否均为未响应状态的方案，当然，也可只判断是否有三个邻域中的像素单元处于未响应状态。
步骤S300，若是，则位于中心的像素单元对响应触发事件不作响应。
当检测到四个邻域上的其他像素单元的响应状态至少有三个处于未响应状态时，会对该像素单元发送的请求信号作出无效处理，以不响应该像素单元的读取请求。
在本发明实施例中，当像素单元对光信号有响应触发事件发生时，通过获取位于四个邻域的像素单元的状态信息并判断其状态，若该四个邻域的像素单元至少有三个处于未响应状态，则使该像素单元不作出响应，可有效避免孤立噪声的产生，使得由该像素单元组成的动态视觉传感器具有背景噪声少、处理速度快、去噪准确度高的有益效果。同时，可以理解的是，该四个邻域的像素单元，可以是位于中心像素单元的四个邻边上，也可以是位于中心像素单元的对角上，或者是其相邻的位置的其他组合。
在本发明实施例中，判断四个邻域上的其他像素单元的响应状态是否至少有三个处于未响应状态，包括：
将邻域中两两相邻的像素单元所输出的状态信号按预设方式分别进行比对；
进一步的，参见图10，图中示出了本发明实施例提供的判断邻域中像素单元响应状态的实现流程。
在本发明实施例中，将邻域中两两相邻的像素单元所输出的状态信号按预设方式分别进行比对，包括：
步骤S211，判决邻域中两两相邻的像素单元中的响应状态，并输出第一级判决结果，其中，当用于判决的两个像素单元均为未响应状态时，则输出第一状态信号；
具体的，四个邻域的其他像素单元均会向该像素单元发送与其响应状态对应的激发状态信号，像素单元会对该激发状态信号进行两两比对判决。
步骤S212，根据输入不同的两个第一级判决结果的状态信号进行判决，并输出第二级判决结果，其中，当用于判决的两个第一级判决结果均为第一状态信号时，则输出第二状态信号；
该级判决的目的在于，用于对第一级判决输出的状态信号进行比对，以通过比对确定四个邻域像素单元的状态，只要邻域中有一个像素单元的状态为响应状态，则该第二级判决结果中必有一组缺少第一状态信号的输入，使得该组的第二级判决不输出第二状态信号。
步骤S213，根据经第二级判决电路判决后的两个第二级判决结果输出的状态信号进行判决，并输出第三级判决结果，其中，当用于判决的两个第二级判决结果均为第二状态信号时，则输出第三状态信号；
其原理和第一级判决电路、第二级判决电路相同，用于对第二级判决电路输出的状态信号进行最后一次判决，使得可以最终确定邻域中四个像素单元的响应状态。若第三级判决电路输出第三状态信号，则说明该邻域中的像素单元均为未响应状态。
在本发明实施例中，参见图5，将邻域中的四个像素单元输出的激发状态信号，通过输入至三级判决电路进行比对判决，可以快速、准确地获得该邻域的像素单元是否均为未响应状态，例如：假设在邻域中，第一、第二、第三、第四像素单元分别设为P1、P2、P3、P4，其中，
第一级判决：将P1和P2输出的状态信号进行判决，其判决结果为Vout12，将P2和P3输出的激发状态信号进行判决，其判决结果为Vout23，将P3和P4输出的激发状态信号进行判决，其判决结果为：Vout34。将P1和P4输出的激发状态信号进行判决，其判决结果为Vout14。将Vout12，Vout23，Vout34，Vout14作为下一级的输入，若其中。
第二级判决：将Vout12和Vout23进行判决，其判决结果为：Vout123；将Vout34和Vout41进行判决，其判决结果为Vout134。Vout123和Vout134作为下一级的输入。
第三级判决：将Vout123和Vout134进行判决，其判决结果为Vout。
假设第一状态信号、第二状态信号以及第三状态信号均为高电平，除此之外的结果均为低电平，若Vout需要为高电平，则第二级判决中的Vout123和Vout134均需为高电平，如此逆推可知，第一级判决中Vout12、Vout23、Vout34以及Vout14，也均需要为高电平，又因为在第一级判决中，只有当比对的两个激发状态信号对应的响应状态均为未响应状态时才会输出高电平，可知邻域中四个像素单元的响应状态均为未响应状态。
在本发明实施例中，每级判决电路可以采用两路或多路输入的比较电路、开关电路等等一些用于判决两个或多个输入信号的判决电路硬件，并将每级判决电路的输出端与下一级判决电路输入端连接，以实现三级判决，即可简单、快速地获知该邻域中的像素单元是否均为未响应状态。当然，三级判决电路为本发明一种优选的实施例，还可以选择多输入的一级判决、二级判决，甚至是更多级判决，以确定邻域上的像素单元的响应状态。
步骤220，根据比对得出结果，判断四个邻域上的其他像素单元的响应状态是否有四个均为未响应状态。
在本发明实施例中，若第三级判断结果为输出第三状态信号时，则邻域上的其他像素单元的响应状态均为未响应状态。
进一步的，当位于中心的像素单元有激发响应事件，且有接收到第三状态信号时，则使位于中心的所述像素单元的通信电路1b对所述像素感光电路输出的请求信号不作响应。这样，当像素单元对光信号有响应触发事件发生时，通过获取位于四个邻域的像素单元的状态信息并判断其状态，若该四个邻域的像素单元均处于未响应状态，则使该像素单元不作出响应，可有效避免孤立噪声的产生，使得由该像素单元组成的动态视觉传感器具有背景噪声少、处理速度快、去噪准确度高的有益效果。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机、手机等终端设备的可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
参见图11，图中示出了本发明实施例提供的一种成像设备功能模块框图；
该成像设备包括：如图8所示的动态视觉传感器；图像处理单元，对动态视觉传感器输入的电信号进行处理，生成并输出图片数据或动态影像数据；存储单元，存储图像处理单元生成的图像数据或动态影像数据；以及传输单元，可使外部设备与存储单元建立连接通信。
在本发明实施例中，该成像设备的具体结构可以参考现有技术中的其他成像设备，本领域技术人员可以很容易获知该具体结构的情况，唯一不同是本实施例中的成像设备采用集成有邻域去噪电路1c的动态视觉传感器。
使用该动态传感器的成像设备，可以在当像素单元有响应触发事件发生时，通过获取位于四个邻域的像素单元的状态信息并判断其状态，若该四个邻域的像素单元至少有三个处于未响应状态，则使该像素单元不作出响应，可在成像过程中，有效避免孤立噪声的产生，具有背景噪声少、处理速度快、去噪准确度高的有益效果。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (12)
1.一种像素单元，包括：
像素感光电路，用于检测光信号，当检测到所述光信号有变化时产生并输出电信号；以及
通信电路，与所述像素感光电路连接并输出所述电信号；
其特征在于，还包括：
邻域去噪电路，与所述像素感光电路、所述通信电路以及四个邻域的其他所述像素单元连接，用于根据相邻的所述像素单元的响应状态，控制所述通信电路是否输出所述电信号；包括：
当所述像素单元对所述光信号有响应触发事件发生时，通过获取位于四个领域的所述像素单元的激发状态信号并判断其状态，若该四个领域的所述像素单元至少有三个处于未响应状态，则使所述像素单元不作出响应。
2.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述邻域去噪电路包括：
判决电路，将所述邻域中两两相邻的所述像素单元所输出的激发状态信号按预设方式分别进行比对，输出判决结果信号；以及
电信号抑制电路，当所述判决结果信号对应的相邻所述像素单元的状态均为未响应状态时，则输出抑制信号至所述通信电路，以控制所述通信电路不输出所述电信号。
3.如权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述判决电路包括：
第一级判决电路，其输入端分别与所述像素单元四个邻域的其他所述像素单元的状态输出端连接，用于判决邻域中两两相邻的所述像素单元中的响应状态，并输出第一级判决结果，其中，当用于判决的两个所述像素单元均为未响应状态时，则输出第一状态信号；
第二级判决电路，其输入端与所述第一级判决电路输出端连接，用于将不同的两个所述第一级判决结果进行判决，并输出第二级判决结果，其中，当用于判决的两个所述第一级判决结果均为所述第一状态信号时，则输出第二状态信号；以及
第三级判决电路，其输入端与所述第二级判决电路输出端连接，用于将不同的两个第二级判决结果进行判决，并输出第三级判决结果，其中，当用于判决的两个所述第二级判决结果均为第二状态信号时，则输出第三状态信号。
4.如权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述电信号抑制电路包括：
抑制信号发送模块，当接收到所述第三级判决结果为所述第三状态信号时，则向所述通信电路发送抑制信号。
5.如权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述第一级判决电路、第二判决电路、第三判决电路包括多组用于对输入信号进行判决的二输入噪声抑制单元组，所述二输入噪声抑制单元包括第一信号输入子单元、第二信号输入子单元，反相器以及判决单元，其中，
所述第一信号输入子单元包括：
第一信号输入mos晶体管以及第一下拉mos晶体管，所述第一信号输入mos晶体管的栅极连接第一输入信号源，源极连接第一偏置电压源，所述第一下拉mos晶体管的漏极与所述第一信号输入mos晶体管的漏极连接，栅极与第二偏置电压源连接；
所述第二信号输入子单元包括：
第二信号输入mos晶体管以及第二下拉mos晶体管，所述第二信号输入mos晶体管的栅极连接所述第二输入信号源，源极连接所述第一偏置电压源，所述第二下拉mos晶体管的栅极与第二偏置电压源连接，源极与所述第一下拉mos晶体管的源极连接；
所述反相器包括：
第一反相mos晶体管与第二反相mos晶体管，所述第一反相mos晶体管的源极与所述第一偏置电压源连接，漏极与所述第二反相mos晶体管的漏极连接，所述第一反相mos晶体管的栅极及所述第二反相mos晶体管的栅极组成所述反相器的输入端，并连接所述第一信号输入mos晶体管的漏极；
所述判决单元包括：
判决mos晶体管，所述判决mos晶体管的源极与所述第二信号输入mos晶体管的漏极连接，漏极与所述第二下拉mos晶体管的漏极连接，栅极与所述第一反相mos晶体管漏极及所述第二反相mos晶体管漏极所组成的反相器输出端连接；漏极作为所述二输入噪声抑制单元的输出端，输出所述第一输入信号及第二输入信号之间的判决状态信号。
6.如权利要求5所述的像素单元，其特征在于，
所述第一级判决电路由四个所述信号输入子单元组成；
其中，所述第一信号输入子单元与第二信号输入子单元构成第一二输入噪声抑制单元，输出第一判决状态信号；所述第二信号输入子单元与第三信号输入子单元构成第二二输入噪声抑制单元，输出第二判决状态信号；所述第三信号输入子单元与第四信号输入子单元构成第三二输入噪声抑制单元，输出第三判决状态信号；所述第四信号输入子单元与第一信号输入子单元构成第四二输入噪声抑制单元，输出第四判决状态信号；
所述第二级判决电路由四个所述信号输入子单元组成；
其中，所述第一判决状态信号及第二判决状态信号输入至由所述第五信号输入子单元与第六信号输入子单元构成的第五二输入噪声抑制单元，输出第五判决状态信号；所述第三判决状态信号及第四判决状态信号输入至由所述第七信号输入子单元与第八信号输入子单元构成的第六二输入噪声抑制单元，输出第六判决状态信号；
所述第三级判决电路由两个所述信号输入子单元组成；
其中，所述第五判决状态信号及第六判决状态信号输入至由所述第五信号输入子单元与第六信号输入子单元构成的第七二输入噪声抑制单元，输出所述邻域去噪电路最终判决出的第三级判决结果。
7.一种动态视觉传感器，其特征在于，包括：
像素阵列，由多个如权利要求1-6所述的像素单元组成，输出阵列中的所述像素单元在感测到光信号后所产生的电信号；
其中，每一所述像素单元的激发信号输出端均分别与所述像素单元邻域上的其他所述像素单元的邻域去噪电路连接。
8.一种动态视觉传感器像素单元的去噪方法，其特征在于，包括以下步骤：
当位于中心的像素单元检测到有响应触发事件时，触发获取四个邻域上的其他所述像素单元的响应状态；
判断四个邻域上的其他所述像素单元的响应状态是否至少有三个处于未响应状态；
若是，则位于中心的所述像素单元对所述响应触发事件不作响应。
9.如权利要求8所述的动态视觉传感器的去噪方法，其特征在于，所述判断四个邻域上的其他所述像素单元的响应状态是否至少有三个处于未响应状态，包括：
将所述邻域中两两相邻的所述像素单元所输出的状态信号按预设方式分别进行比对；
根据所述比对得出结果，判断四个邻域上的其他所述像素单元的响应状态是否有四个均为未响应状态。
10.如权利要求9所述的动态视觉传感器的去噪方法，其特征在于，所述将所述邻域中两两相邻的所述像素单元所输出的状态信号按预设方式分别进行比对，包括：
判决邻域中两两相邻的所述像素单元中的响应状态，并输出第一级判决结果，其中，当用于判决的两个所述像素单元均为未响应状态时，则输出第一状态信号；
根据输入不同的两个所述第一级判决结果的状态信号进行判决，并输出第二级判决结果，其中，当用于判决的两个所述第一级判决结果均为第一状态信号时，则输出第二状态信号；
根据经所述第二级判决电路判决后的两个第二级判决结果输出的状态信号进行判决，并输出第三级判决结果，其中，当用于判决的两个所述第二级判决结果均为第二状态信号时，则输出第三状态信号；
所述根据所述比对得出结果，判断邻域上的其他像素单元的响应状态是否有四个均为未响应状态，包括：
若所述第三级判断结果为输出第三状态信号时，则邻域上的其他所述像素单元的响应状态均为未响应状态。
11.如权利要求8所述的动态视觉传感器的去噪方法，其特征在于，所述若是，位于中心的所述像素单元则对所述响应触发事件不作响应，包括：
若是，则使位于中心的所述像素单元的通信电路对所述像素感光电路输出的请求信号不作响应。
12.一种成像设备，其特征在于，包括：
如权利要求7所述的动态视觉传感器；
图像处理单元，对所述动态视觉传感器输入的电信号进行处理，生成并输出图片数据或动态影像数据；
存储单元，存储所述图像处理单元生成的所述图像数据或所述动态影像数据；以及
传输单元，可使外部设备与所述存储单元建立连接通信。
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