CN105472244B - 一种低功耗图像采集模块 - Google Patents
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Abstract
为了有效地降低图像采集所消耗的电力，本发明提供了一种低功耗图像采集模块，包括：图像光学采集单元，用于获得图像的光学信号；光电转换单元，用于根据不同时刻的光学信号获得与其对应的、表示图像信息的电气信号；判断单元，所述光电转换单元输出的电气信号确定当前的光学信号是否需要输出到图像处理单元；图像处理单元，用于根据所述判断单元的输出，处理所述电气信号。本发明能够在进行滤波降噪、通讯传输等耗电较大的处理之前，判断是否有必要进行滤波降噪、通讯传输等操作，从而降低了电力消耗，节省了图像采集模块的耗电量。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，更具体地，涉及一种低功耗图像采集模块。
背景技术
在安防技术领域，图像采集模块通常用于采集设置在楼宇中待监控的各处区域的摄像头，用于获得待监控区域的图像。这些图像一般是实时地传输到监控室。现有技术中，一般采用CCD摄像机作为图像采集的主要设备。CCD(电荷耦合器件)是20世纪60年代出现的新型半导体图像传感器，主要分为线阵型和面阵型两类，目前均已广泛应用于数码成像、卫星监测、图文传真、文档扫描等方面.线阵型CCD以其测量范围大、频率响应高、实时传输光电变换信号和自扫描速度快等独特优点而尤其适合于光谱分析、干涉计量等精密测量领域。CCD是以电荷作为信号，其基本功能是信号电荷的产生、存储、传输和检测.当光入射到CCD的光敏面时，CCD首先完成光电转换，即产生与入射光辐射量成线性关系的光电荷。CCD的工作原理是根据光的强弱积聚相应的电荷，产生与光电荷量成正比的弱电压信号，经过滤波、放大处理，通过驱动电路输出一个能表示敏感物体光强弱的电信号或标准的视频信号。线阵CCD基于上述将一维光学信息转变为电信息输出的原理，实现图像传感和尺寸测量的功能。
然而，虽然可以利用现有技术中经常采用的降低图像分辨率等方式降低CCD摄像机采集图像的功耗，但是实际上由于分辨率一般均希望越清晰越好，因此这种降低功耗的做法仍主要停留在理论可行而实际操作不多见的阶段。
发明内容
为了有效地降低图像采集所消耗的电力，本发明提供了一种低功耗图像采集模块，包括：
图像光学采集单元，用于获得图像的光学信号；
光电转换单元，用于根据不同时刻的光学信号获得与其对应的、表示图像信息的电气信号；
判断单元，所述光电转换单元输出的电气信号确定当前的光学信号是否需要输出到图像处理单元；
图像处理单元，用于根据所述判断单元的输出，处理所述电气信号。
进一步地，所述图像采集单元采用光学透镜组件。
进一步地，所述光电转换单元包括由多个光电感应单元构成的阵列，其中每个光电感应单元对应于一个图像区域。
进一步地，所述光电感应单元包括：NMOS晶体管T1-T9和电容C，其中T1的栅极连接时钟信号CLK1，源极连接前一时刻图像的电气信号IMG1，漏极连接T4的源极，T4的漏极连接T5的源极，T5的漏极连接T6的源极，T6的漏极连接T8的源极，T8的漏极连接T9的源极，T9的漏极连接输出端Sout，T3的栅极连接时钟信号CLK2，T3的源极连接当前时刻图像的电气信号IMG2，T3的漏极连接T2的漏极、电容C的一端以及T8的源极，T2的栅极连接CLK2，T4的栅极连接CLK1以及T7的源极和T7和T8的栅极，T7的漏极接地，T5的栅极连接电容C的另一端，T2的源极连接电源VDD，T9的栅极连接电源VDD。进一步地，所述判断单元采用MCU。
进一步地，所述图像处理单元包括滤波降噪单元。
进一步地，所述滤波降噪单元采用高斯滤波器。
本发明的有益效果是：本发明能够在进行滤波降噪、通讯传输等耗电较大的处理之前，判断是否有必要进行滤波降噪、通讯传输等操作，从而降低了电力消耗，节省了图像采集模块的耗电量。此外，本发明还能够利用晶体管设计而成的图像处理电路简略地进行不同时刻图像的处理，而不需要采用耗电较高的CPU专门处理，也无需为此给监控点的图像采集设备增加额外的负担，从根本上降低了图像识别所需要的电力消耗
附图说明
图1示出了根据本发明的低功耗图像采集模块的组成框图。
图2示出了根据本发明的光电感应单元的电路图。
具体实施方式
如图1所示，低功耗图像采集模块，包括图像光学采集单元、光电转换单元、判断单元和图像处理单元。其中：
所述图像光学采集单元用于获得图像的光学信号；根据本发明的实施例，所述图像采集单元采用光学透镜组，例如多个被粘接在一起的凸透镜。
所述光电转换单元用于根据不同时刻的光学信号获得与其对应的、表示图像信息的电气信号。根据本发明的优选实施例，所述光电转换单元包括由多个光电感应单元构成的阵列，其中每个光电感应单元对应于一个图像区域。根据本发明的一个实施例，该图像区域对应于一个像素或多个像素的集合。
如图2所示，所述光电感应单元包括：NMOS晶体管T1-T9和电容C，其中T1的栅极连接时钟信号CLK1，源极连接前一时刻图像的电气信号IMG1，漏极连接T4的源极，T4的漏极连接T5的源极，T5的漏极连接T6的源极，T6的漏极连接T8的源极，T8的漏极连接T9的源极，T9的漏极连接输出端Sout，T3的栅极连接时钟信号CLK2，T3的源极连接当前时刻图像的电气信号IMG2，T3的漏极连接T2的漏极、电容C的一端以及T8的源极，T2的栅极连接CLK2，T4的栅极连接CLK1以及T7的源极和T7和T8的栅极，T7的漏极接地，T5的栅极连接电容C的另一端，T2的源极连接电源VDD，T9的栅极连接电源VDD。进一步地，所述判断单元采用MCU。
在该电路中，光电感应单元根据时钟信号CLK1和CLK2的控制，进行将前一时刻的光学信号对应的电气信号IMG1取反，与IMG2叠加。这些IMG1和IMG2信号表示此光电感应单元对应的像素点在不同时刻的灰度对应的电压信号，该像素对应的光电感应单元的输出值表示此像素点对应的输出信号Sout在灰度值上的改变。
所述判断单元所述光电转换单元输出的电气信号确定当前的光学信号是否需要输出到图像处理单元。该判断单元采用MCU或DSP等信号处理器件。当电气信号的上述灰度值超过预设阈值时，判断单元将当前光学图像对应的电气信号输出给图像处理单元。
图像处理单元，用于根据所述判断单元的输出，处理所述电气信号。该图像处理单元包括滤波降噪单元，例如，采用高斯滤波器。当判断单元确定此时的此像素值的灰度值改变超过预设阈值时，则表明此时的该像素点的图像发生了较大改变，则该信号将进行进一步处理和上传到监控端，从而减少了上传和进行后续处理的像素的数量，减少了操作步骤，节省了电力消耗。
本发明上述“图像对应的电气信号”通常是指来自图像采集单元的光学信号经过光电转换单元转换而成的电气信号，例如图像帧。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。
Claims (4)
1.一种低功耗图像采集模块，包括：
图像光学采集单元，用于获得图像的光学信号；
光电转换单元，用于根据不同时刻的光学信号获得与其对应的、表示图像信息的电气信号；
判断单元，所述光电转换单元输出的电气信号确定当前的光学信号是否需要输出到图像处理单元；
图像处理单元，用于根据所述判断单元的输出，处理所述电气信号；
所述图像光学采集单元采用光学透镜组件；
所述光电转换单元包括由多个光电感应单元构成的阵列，其中每个光电感应单元对应于一个图像区域；
其特征在于，
所述光电感应单元包括：NMOS晶体管T1-T9和电容C，其中T1的栅极连接时钟信号CLK1，源极连接前一时刻图像的电气信号IMG1，漏极连接T4的源极，T4的漏极连接T5的源极，T5的漏极连接T6的源极，T6的漏极连接T8的源极，T8的漏极连接T9的源极，T9的漏极连接输出端Sout，T3的栅极连接时钟信号CLK2，T3的源极连接当前时刻图像的电气信号IMG2，T3的漏极连接T2的漏极、电容C的一端以及T8的源极，T2的栅极连接CLK2，T4的栅极连接CLK1以及T7的源极和T7和T8的栅极，T7的漏极接地，T5的栅极连接电容C的另一端，T2的源极连接电源VDD，T9的栅极连接电源VDD。
2.根据权利要求1所述的图像采集模块，其特征在于，所述判断单元采用MCU。
3.根据权利要求1所述的图像采集模块，其特征在于，所述图像处理单元包括滤波降噪单元。
4.根据权利要求3所述的图像采集模块，其特征在于，所述滤波降噪单元采用高斯滤波器。
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