高动态范围传感器和高动态范围感测的方法技术

一种示例性高动态范围传感器，包括：具有多个像素的像素阵列；空间透光率调制器，所述空间透光率调制器具有多个预定义阴影，所述多个预定义阴影相对于所述多个像素是固定的，其中所述多个预定义阴影位于所述多个像素上方；和微透镜阵列，所述微透镜阵列具有多个与所述多个像素中的至少一者对准的微透镜，其中所述微透镜阵列位于所述多个像素上方。本发明专利技术还涉及高动态范围感测的方法。及高动态范围感测的方法。及高动态范围感测的方法。

【技术实现步骤摘要】
高动态范围传感器和高动态范围感测的方法


[0001]本专利技术涉及图像捕获装置，具体地，本专利技术涉及基于编码空间透光率调制器的图像捕获装置。

技术介绍

[0002]半导体图像传感器用于感测光辐射。光电探测器的动态范围受模数转换中噪声的限制。目前，很难同时感测光照不佳和光照明亮的场景区域。
[0003]目前，多重曝光低动态范围图像的融合需要使用运动稳定和去重影。扩展具有多重曝光图像的传感器的动态范围需要相机对准并且降低帧率。利用多个传感器通过融合具有多个传感器的不同曝光来扩展动态曝光需要利用多个传感器，并且使相机校准复杂化。

技术实现思路

[0004]一种示例性高动态范围传感器，包括：具有多个像素的像素阵列；空间透光率调制器，所述空间透光率调制器具有多个预定义阴影，所述多个预定义阴影相对于所述多个像素是固定的，其中所述多个预定义阴影位于所述多个像素上方；和微透镜阵列，所述微透镜阵列具有多个与所述多个像素中的至少一者对准的微透镜，其中所述微透镜阵列位于所述多个像素上方。
[0005]一种高动态范围感测的示例性方法，包括从像素阵列接收像素阵列信号；确定所述像素阵列信号中的至少一个过度曝光像素；以及对空间透光率调制器中的至少一个灰度调整(grayscaling)进行调制，以降低所述至少一个过度曝光像素的曝光度。
附图说明
[0006]在附图中：
[0007]图1是根据本专利技术的一个实施例的第一示例性系统的示意图；
[0008]图2是根据本专利技术的一个实施例的第二示例性系统的示意图；
[0009]图3描绘了根据本专利技术的一个实施例的基于相机的第一示例性空间透光率调制器(SLTM)传感器；
[0010]图4描绘了根据本专利技术的一个实施例的SLTM传感器结构的示例性截面图，其中SLTM元件在图像传感器的微透镜阵列下方；
[0011]图5描绘了根据本专利技术的一个实施例的SLTM传感器结构的示例性截面图，其中SLTM元件在图像传感器的微透镜阵列上方；
[0012]图6描绘了根据本专利技术的一个实施例的具有变化的透射率的编码空间透光率调制器的示例性俯视图；
[0013]图7描绘了根据本专利技术的一个实施例的用于高动态图像获取的第一示例性方法；
[0014]图8描绘了根据本专利技术的一个实施例的基于相机的第二示例性性SLTM传感器；
[0015]图9描绘了根据本专利技术的一个实施例的用于SLTM图像数据获取装置的第一示例性
架构；
[0016]图10描绘了根据本专利技术的一个实施例的SLTM元件结构的第二示例性俯视图；
[0017]图11描绘了根据本专利技术的一个实施例的在液晶中定义的可调节SLTM像素的第一示例性截面图；
[0018]图12描绘了根据本专利技术的一个实施例的在液晶中定义的可调节SLTM像素的第二示例性截面图；
[0019]图13描绘了根据本专利技术的一个实施例的具有安装在主透镜系统上的SLTM元件的相机的第二示例架构；
[0020]图14描绘了根据本专利技术的一个实施例的SLTM图像数据获取装置的第二示例性架构；
[0021]图15描绘了根据本专利技术的一个实施例的用于高动态图像获取的第二示例性方法；
[0022]图16描绘了根据本专利技术的一个实施例的用于基于SLTM传感器或SLTM元件的成像系统的第一示例性SLTM控制模块；以及
[0023]图17描绘了用于高动态图像获取的第三示例性方法。
具体实施方式
[0024]以下列出的实施例仅用于说明装置和方法的应用，而不是限制本专利技术的范围。对该装置和方法的修改的等同形式的修改应归入到权利要求的范围内。
[0025]贯穿以下说明书和权利要求使用的某些术语用于指代特定系统部件。如本领域技术人员将理解的，不同的公司可以以不同的名称来指代部件和/或方法。该文献无意区分名称不同但功能并非不同的部件和/或方法。
[0026]在以下讨论和权利要求中，术语“包括”和“包含”以开放式的方式使用，因此可以被解释为“包括，但不限于
…”
。此外，术语“联接”或“连接联接(第三人称)”旨在表示间接或直接的连接。因此，如果第一设备与第二设备联接，则该连接可以通过直接连接或通过经由其它设备和连接的间接连接来实现。
[0027]图1描绘了示例性的混合计算系统100，该系统可用于实现与过程1700中的一个或多个部分或步骤的操作相关联的神经网络。在该示例中，与所述混合系统相关联的处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)122、图形处理器单元(GPU)120和中央处理单元(CPU)118。
[0028]CPU 118、GPU 120和FPGA 122具有提供神经网络的能力。CPU是可以执行许多不同功能的通用处理器，它的通用性导致其能执行多个不同任务的能力，然而，它对于多个数据流的处理是有限的，并且它相对于神经网络的功能是有限的。GPU是图形处理器，它具有能够依次处理并行任务的许多小的处理内核。FPGA是现场可编程设备，它具有被重配置并且以硬连线电路的方式来执行任何可被编程到CPU或GPU中的功能的能力。由于FPGA的编程是以电路形式的，因此其速度是CPU的几倍快，并且明显快于GPU。
[0029]系统还可以包含其它类型的处理器，例如：加速处理单元(APU，其包括有CPU并且在芯片上具有GPU元件)以及专门用于执行高速数字数据处理的数字信号处理器(DSP)。专用集成电路(ASIC)也可以执行FPGA的硬连线功能，然而，设计和生产ASIC的交付周期约为一个季度，其并不是在对FPGA进行编程中可用的快速周转实现实施方案。
[0030]图形处理器单元120、中央处理单元118和现场可编程门阵列122连接并连接至存
储器接口和控制器112。FPGA通过可编程逻辑电路连接至存储器接口，以连接存储器互连130。由于FPGA的工作带宽非常大的事实并且为了将FPGA的用来执行存储任务的电路最小化，可以使用附加设备。存储器接口和控制器112另外连接至永久存储盘110、存储系统114和只读存储器(ROM)116。
[0031]图1的系统可用于FPGA进行编程和训练。GPU利用非结构化数据良好地运行并且可以被用于进行训练，一旦数据被训练完成，则可以找到确定性推论模型(deterministic inference model)，并且CPU可以利用由GPU确定的模型数据对FPGA进行编程。
[0032]存储器接口和控制器连接至中央互连124，中央互连124另外连接至GPU 120、CPU 118和FPGA 122。中心互连124另外连接至输入和输出接口128和网络接口126。
[0033]图2描绘了第二示例性混合计算系统200，该系统可用于实现与过程1700中的一个或多个部分或步骤的操作相关联的神经网络。在该示例中，与混合系统相关联的处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)210和中央处理单元(CPU)220。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高动态范围传感器，包括：具有多个像素的像素阵列；空间透光率调制器，所述空间透光率调制器具有多个预定义阴影，所述多个预定义阴影相对于所述多个像素是固定的，其中所述多个预定义阴影位于所述多个像素上方；和微透镜阵列，所述微透镜阵列具有多个与所述多个像素中的至少一者对准的微透镜，其中所述微透镜阵列位于所述多个像素上方。2.根据权利要求1所述的高动态范围传感器，其特征在于，所述空间透光率调制器位于所述微透镜阵列上方。3.根据权利要求2所述的高动态范围传感器，其特征在于，所述空间透光率调制器是扭曲向列型的。4.根据权利要求1所述的高动态范围传感器，其特征在于，所述空间透光率调制器位于所述微透镜阵列下方。5.根据权利要求1所述的高动态范围传感器，其特征在于，所述空间透光率调制器是被编码的。6.根据权利要求1所述的高动态范围传感器，其特征在于，所述空间透光率调制器的所述预定义阴影包括变化的灰度。7.根据权利要求1所述的高动态范围传感器，其特征在于，所述像素阵列被映射到所述多个预定义阴影。8.根据权利要求1所述的高动态范围传感器，其特征在于，所述空间透光率调制器影响所...

【专利技术属性】
技术研发人员：信钊炜，潘辉，
申请(专利权)人：黑芝麻智能科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：