一種讀出圖像數據的方法、裝置、計算機及存儲介質制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種讀出圖像數據的方法、裝置、計算機及存儲介質，其特征在于，該方法包括如下步驟：通過成像器件獲取目標物體的對應的像素矩陣；采用兩路模數轉換讀出所述像素矩陣中的像素值并生成圖像信號；采用起伏算子對所述圖像信號進行銳化處理；對銳化處理后的圖像信號進行位移匹配，得到最終位移量，將最終位移量做累加緩存獲得位移值，將所述位移值上傳到上位機。利用上述方法，能夠減小占用芯片面積，節約功耗，深度融合起伏算子能夠在不提高電路設計難度以及保證圖像質量的情況下將圖像數據的讀出速度提高1倍以上。像數據的讀出速度提高1倍以上。像數據的讀出速度提高1倍以上。

【技術實現步驟摘要】
一種讀出圖像數據的方法、裝置、計算機及存儲介質


[0001]本專利技術屬于基于圖像處理與運動測量領域，具體涉及一種讀出圖像數據的方法、裝置及存儲介質。

技術介紹

[0002]本部分旨在為權利要求書中陳述的本專利技術的實施例提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。
[0003]如圖3，傳統的讀出電路中，包括了像素陣列、行采樣電路、模數轉換（ADC）電路。其工作原理為像素陣列完成曝光后，依次對每一行像素曝光結果進行采樣，然后通過ADC完成模數轉換，最終結果提供給數字電路完成后續計算。其具體工作時序見圖4。依據其工作原理，可以推算其每次曝光后需要的讀出時間為(TSample+Tadc*Ncol)*Nrow，其中，TSample為行采樣時間，Tadc為ADC轉換一個像素的時間，Nrow、Ncol分別為像素陣列的行列數。
[0004]針對同步曝光的高幀率光電鼠標傳感器，幀率受限于曝光時間和讀出時間。一般情況下，降低讀出時間有兩種方法。一種是傳統的讀出結構，降低其行采樣時間或提高ADC轉換速度。對于降低采樣時間，電路噪聲會增加，而增加ADC轉換速度，設計難度也會大幅提高，并且從功耗角度來說，提高一倍的ADC轉換速度，其功耗增加一般在三倍以上。另一種為采用八路等多路ADC結構讀出電路，在這種讀出方式下，不同像素結果將通過不同的讀出通路轉換為數字結果，而不同的讀出通路間由于工藝、設計等偏差，必然存在不同的失調，表現在圖像上為橫縱深淺不一的條紋，即固定模式噪聲，從而影響圖像質量。
[0005]因此，如何通過多通路讀出有效的降低讀出時間且不降低圖像質量的讀出方式仍是一個有待解決的問題。

技術實現思路

[0006]針對上述現有技術中存在的問題，本專利技術提出了一種讀出圖像數據的方法、裝置及計算機可讀存儲介質，其在綜合考慮前面讀出和后續圖像處理均衡的基礎上，提出了深度融合起伏算子的兩路模數轉換讀出電路高速讀出方案，現有技術中沒有深度融合后續起伏算子的兩路兩通路以及沒有深度融合后續起伏算子的兩路多通路的讀出電路，利用本專利技術的這種方法、裝置及計算機可讀存儲介質可以有效的降低兩路讀出電路的失調噪聲，至少部分或全部地夠解決上述單路或多路模數轉換（ADC）結構讀出電路存在的問題，能夠在不提高電路設計難度以及保證圖像質量的情況下將圖像數據的讀出速度提高1倍以上。
[0007]對于高幀率光電鼠標的移動，其本質是通過測量光電鼠標與桌面的相對位移量，為了至少部分地解決上述問題以及其他潛在問題中的一個或者多個，本專利技術提出了一種讀出圖像數據的方法，該讀出圖像數據的方法可應用于測距、位置對齊、航空航天等多種場景中，本專利技術提出的方法和裝置可應用于需要測量任何相對位移的場景中，只需要對其中至少一方應用本專利技術提出的方法即可，或者將本專利技術提出的讀出圖像數據的裝置用于其中至少一方上即可。優選的，該讀出圖像數據的方法可應用于鼠標、手機、測距儀、航空器對準等
儀器設備中，本專利技術對此并不限制。具體的，所述方案包括如下步驟：S1：通過成像器件獲取目標物體的表面對應的像素矩陣；所述像素矩陣包括奇數像素列和偶數像素列，所述奇數像素列和所述偶數像素列依次交替呈矩陣排列；S2：在像素讀出的行采樣過程中，通過兩路模數轉換讀出電路中包括的第一電路對每一行中的偶數像素列進行采樣和模數轉換，得到轉換后的第一圖像信號；以及通過所述兩路模數轉換讀出電路中包括的第二電路對每一行中的奇數像素列進行采樣和模數轉換，得到轉換后的第二圖像信號，其中所述第一電路和所述第二電路分別都由采樣電路和模數轉換電路組成；基于所述第一圖像信號和所述第二圖像信號，確定所述成像器件當前讀出的圖像信號；S3：采用起伏算子對所述圖像信號進行銳化處理得到當前幀，即：將所述圖像信號與所述起伏算子進行卷積操作；S4：對銳化處理后的所述當前幀與參考幀進行位移匹配，得到最終位移量；S5：把當前幀與參考幀間計算出來的最終位移量做累加緩存，獲得位移值，當接收到上位機讀取操作時，將緩存的位移值發送到上位機，然后將緩存清零準備接收最終位移量的新值。
[0008]所述第一電路通過第一采樣電路Sample_ODD（a）依次對偶數列進行采樣，并且通過所述第一模數轉換電路ADC_1（x）進行模數轉換后數字輸出第一圖像信號DOUT1，所述第二電路通過第二采樣電路Sample_EVEN（b）依次對奇數列進行采樣，并且通過第二模數轉換電路ADC_2（y）進行模數轉換后數字輸出第二圖像信號DOUT2，其中a、b、x和y為對應電路的失調，優選地，所述失調為電壓失調，第一圖像信號DOUT1和第二圖像信號DOUT2分別為第一電路和第二電路的輸出信號。
[0009]在一實施例中，所述第一電路包括第三采樣電路Sample_EVEN（A）和第四采樣電路Sample_ODD（B），所述第一電路通過第三采樣電路Sample_EVEN（A）對偶數列奇數行進行采樣以及通過第四采樣電路Sample_ODD（B）對偶數列偶數行進行采樣，所述第三采樣電路和所述第四采樣電路是兩個相同的采樣電路，并且通過第三模數轉換電路ADC_3（X）進行模數轉換后輸出，得到第一圖像信號DOUT1；所述第二電路包括第五采樣電路Sample_EVEN（C）和第六采樣電路Sample_ODD（D），所述第二電路通過第五采樣電路Sample_EVEN（C）對奇數列奇數行進行采樣以及通過第六采樣電路Sample_ODD（D）對奇數列偶數行進行采樣，所述第五采樣電路和所述第六采樣電路是兩個相同的采樣電路且與第四采樣電路和所述第五采樣電路也相同，并且通過第四模數轉換電路ADC_4（Y）進行模數轉換后輸出第二圖像信號DOUT2；其中，A、B、C、D、X和Y為對應電路的失調，優選地，所述失調為電壓失調，所述第一圖像信號DOUT1和所述第二圖像信號DOUT2為分別為第一電路和第二電路的輸出信號。
[0010]在一實施例中，所述采用起伏算子對所述圖像信號進行銳化處理得到當前幀包括：對于圖像中某一個固定大小的方陣像素陣列塊，將該方陣像素陣列塊左上角的像素數據與右下角像素數據求和得到第一算子，將該方陣像素陣列塊右上角的像素數據與左下角像素數據求和得到第二算子，將第一算子和第二算子作差得到差值，獲得該方陣像素陣列塊的銳化結果，所述差值是實數，可以是正數、負數或零。
[0011]在本專利技術中，Sample_EVEN（A）和Sample_EVEN（）表示同一個采樣電路，其中A僅是代表該采樣電路的失調值，優選地，所述失調為電壓失調；同理，Sample_ODD（B）和Sample_
ODD（）表示同一個采樣電路，其中B僅是代表該采樣電路的失調值，優選地，所述失調為電壓失調；其余采樣電路和模數轉換電路的代號同理類推，此處不再贅述。
[0012]在一實施例中，當所述第一電路的所述采樣電路在采樣時，所述第二電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出；當所述第二電路的所述采樣電路在采樣時，所述第一電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出。
[0013]在一實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種讀出圖像數據的方法，其特征在于，包括如下步驟：S1：通過成像器件獲取目標物體的表面對應的像素矩陣；所述像素矩陣包括奇數像素列和偶數像素列，所述奇數像素列和所述偶數像素列依次交替呈矩陣排列；S2：在像素讀出的行采樣過程中，通過兩路模數轉換讀出電路中包括的第一電路對每一行中的偶數像素列進行采樣和模數轉換，得到轉換后的第一圖像信號；以及通過所述兩路模數轉換讀出電路中包括的第二電路對每一行中的奇數像素列進行采樣和模數轉換，得到轉換后的第二圖像信號，其中所述第一電路和所述第二電路分別都由采樣電路和模數轉換電路組成；基于所述第一圖像信號和所述第二圖像信號，確定所述成像器件當前讀出的圖像信號；S3：采用起伏算子對所述圖像信號進行銳化處理得到當前幀，即：將所述圖像信號與所述起伏算子進行卷積操作；S4：對銳化處理后的所述當前幀與參考幀進行位移匹配，得到最終位移量；S5：把所述當前幀與所述參考幀間計算出來的最終位移量做累加緩存，當接收到上位機讀取操作時，將緩存的位移值發送到上位機。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一電路包括第一采樣電路和第一模數轉換電路，所述第一電路通過所述第一采樣電路依次對偶數列進行采樣獲得偶采樣數據，并且通過第一模數轉換電路對所述偶采樣數據進行模數轉換后輸出，所述第二電路包括第二采樣電路和第二模數轉換電路，所述第二電路通過第二采樣電路依次對奇數列進行采樣獲得奇采樣數據，并且通過所述第二模數轉換電路對所述奇采樣數據進行模數轉換后輸出。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一電路包括第三采樣電路、第四采樣電路和第三模數轉換電路，所述第一電路通過第三采樣電路對像素矩陣的偶數列奇數行進行采樣以及通過第四采樣電路對像素矩陣的偶數列偶數行進行采樣，并且通過所述第三模數轉換電路對所述第三采樣電路和所述第四采樣電路采樣的數據進行模數轉換后輸出；所述第二電路包括第五采樣電路、第六采樣電路和第四模數轉換電路，所述第二電路通過第五采樣電路對像素矩陣的奇數列奇數行進行采樣以及通過第六采樣電路對像素矩陣的奇數列偶數行進行采樣，并且通過所述第四模數轉換電路對所述第五采樣電路和所述第六采樣電路采樣的數據進行模數轉換后輸出。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用起伏算子對所述圖像信號進行銳化處理得到當前幀包括：對于圖像中某一個固定大小的方陣像素陣列塊，將該方陣像素陣列塊左上角的像素數據與右下角像素數據求和得到第一算子，將該方陣像素陣列塊右上角的像素數據與左下角像素數據求和得到第二算子，將第一算子和第二算子作差得到差值，獲得該方陣像素陣列塊的銳化結果，所述差值是實數。5.根據權利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，當所述第一電路的所述采樣電路在采樣時，所述第二電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出；當所述第二電路的所述采樣電路在采樣時，所述第一電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出。6.根據權利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述通過成像器件獲取目標物體對應的像素矩陣，包括:在針對所述目標物體的表面進行曝光后，通過所述成像器件獲取所述目標物體對應的
所述像素矩陣。7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中的行采樣進一步分為奇偶行采樣，進一步包括：S2
?
1：對所述像素矩陣的第1行的像素進行采樣并存儲于第一存儲電容上；S2
?
2：對第K行的像素進行采樣時，其中，2≤K≤Nrow+1且K為整數，Nrow為圖像矩陣的行數且Nrow為大于2的正整數，當K為奇數時，采樣的信號存儲于第一存儲電容上，當K為偶數時，采樣的信號存儲于第二存儲電容上，在對第K行的像素進行采樣并將采樣的信號存儲于存儲電容上的過程中，同時對另一個存儲電容上存儲的第K
?
1行的信號進行模數轉換，所述兩路模數轉換讀出電路包括第三模數轉換電路和第四模數轉換電路，所述第三模數轉換電路和所述第四模數轉換電路同時對采樣像素值矩陣的行進行模數轉換；在每一次行模數轉換時，以第三模數轉換電路對偶數列像素進行模數轉換并輸出，以第四模數轉換電路對奇數列像素進行模數轉換并輸出，兩者同步進行；S2
?
3：更新K的值，重復步驟S2
?
2，使K遞增1，重復步驟S2
?
2，從K=2更新至K = Nrow+1，直到K＞Nrow+1結束。8.根據權利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述成像器件設置在光電鼠標中。9.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，當所述第一電路的所述采樣電路在采樣時，所述第二電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出；當所述第二電路的所述采樣電路在采樣時，所述第一電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出；所述兩路模數轉換讀出電路的讀出時間為(Tsample+Tadc*Ncol/2)*Nrow，其中，Tsample為行采樣時間，Tadc為模數轉換電路轉換一個像素所用時長，Ncol為像素矩陣列數，Nrow為像素矩陣行數。10.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，當所述第一電路的所述采樣電路在采樣時，所述第二電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出；當所述第二電路的所述采樣電路在采樣時，所述第一電路的所述模數轉換電路同時進行模數轉換輸出；所述兩路模數轉換讀出電路的讀出時間為Tsample+Tadc* Ncol/2 *Nrow，其中，Tsample為行采樣時間，Tadc為模數轉換電路轉換一個像素所用時長，Ncol為像素矩陣列數，Nrow為像素矩陣行數。11.一種讀出圖像數據的裝置，其特征在于，所述裝置包括：圖像生成模塊，通過成像器件獲取目標物體的對應的像素矩陣；所述像素矩陣包括奇數像素列和偶數像素列，所述奇數像素列和所述偶數像素列依次...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃福軍，李志謙，李杰，
申請(專利權)人：天津希格瑪微電子技術有限公司，
類型：發明
國別省市：