[发明专利]一种事件阈值自适应型动态视觉传感器

说明书

一种事件阈值自适应型动态视觉传感器，由像素阵列、AER协议电路输出事件速率检测模块和编码调节型偏置电压产生电路组成，编码调节型偏置电压产生电路的每个输出电压通过总线连接每个像素的偏置电压输入端，像素阵列中，同一行的像素以相应的行总线连接，同一列像素以相应的列总线连接；AER协议电路以各行列总线为输入，对事件进行排序后同时向片外和输出事件速率检测模块输出；输出事件速率检测模块以协议电路的输出的事件脉冲以及占空比为50%的方波信号为输入；该传感器能够通过判断的结果自适应地调节事件阈值，从而降低事件在AER协议电路中的阻塞的概率，提高DVS对于场景响应的实时性。

技术领域

本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种事件阈值自适应型动态视觉传感器。

背景技术

动态视觉传感器（Dynamic Vision Sensor，DVS）是一种新型CMOS（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）图像传感器，其基本架构如图1所示，包括像素阵列、地址事件表示（Address-event Representation，AER）协议电路以及偏置电压产生电路3个模块。偏置电压产生电路为像素阵列中的所有像素提供一套相同的偏置电压；每个像素能够提取光强在时域上的相对变化，并在其超过偏置电压所设定的阈值时将之编码为脉冲型事件；所有的脉冲型事件将通过AER协议电路进行排序和地址编码后对外串行输出；输出后的像素将消去事件并开始新一轮的事件探测，而未输出的像素则将保持事件等待输出。DVS在感知动态场景时能够提取光信息的变化，并通过AER协议电路高速串行地输出，相较于传统的基于帧方式的CMOS图像传感器，有效地降低了输出的数据量，并且大大提升了成像的实时性。

像素内部编码事件的电路如图2所示，由放大器A2、电容C1、电容C2、开关RST、比较器Comp1和比较器Comp2组成。在开关RST从闭合转为断开后，输入电压V_p正向变化ΔV，Comp1产生一个ON事件；输入电压V_p负向变化ΔV，Comp2产生一个OFF事件。ΔV称为事件阈值，其具体值由Comp1正端电压V_refl和Comp2负端电压V_refh决定。

在传统架构的DVS中，偏置电压产生电路产生的V_refl和V_refh为外部人为设置，若阈值给定过小，每个像素在短时间内会产生多个事件，导致像素阵列同时产生大量事件。若在该段时间内产生的事件数量超过了AER协议电路的极限输出能力，则传感器会产生阻塞，造成事件严重的延迟，使得输出的数据量激增，从而难以保证成像的实时性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明一种事件阈值自适应型动态视觉传感器，增加了对AER协议电路输出事件频率的判断电路，偏置电压产生电路能够通过判断的结果自适应地调节事件阈值。

一种事件阈值自适应型动态视觉传感器，其架构如图3所示，由像素阵列、AER协议电路输出事件速率检测模块和编码调节型偏置电压产生电路组成，具体连接关系如下：编码调节型偏置电压产生电路的每个输出电压通过总线连接每个像素的偏置电压输入端，从而为像素中的比较器Comp1和Comp2提供可自适应的偏置电压；像素阵列中，同一行的像素以相应的行总线连接，第m行产生的事件输出到行总线m上，同一列像素以相应的列总线连接，第n列产生的事件输出到列总线n上；AER协议电路以各行列总线为输入，对事件进行排序后同时向片外和输出事件速率检测模块输出；输出事件速率检测模块以AER协议电路的输出的事件脉冲以及频率分别为f_low和f_high的占空比为50%的方波信号Ref_L和Ref_H为输入，检测事件输出速率并产生2^k位独热码C输入编码调节型偏置电压产生电路，从而调节像素的事件阈值。