CN107635086A - 固态图像传感器和图像感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固态图像传感器和图像感测方法。根据一实施例，一种固态图像传感器可包括：像素阵列，具有排列成行和列的多个像素单元，每个像素单元具有将光信号转换成电信号的光电转换器件；模数转换器，配置为将每个像素单元产生的模拟电信号转换成数字信号，从而获得每个像素单元的像素值；以及输出单元，配置为输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值。本发明的固态图像传感器可以仅发送发生变化了的像素差值，即非零差值，从而节省了数据传输带宽，可以提高帧率，并且能够简化后续的图像处理操作。

Description

固态图像传感器和图像感测方法

技术领域

本发明总体上涉及半导体领域，更特别地，涉及一种固态图像传感器和图像感测方法，其能够在不牺牲分辨率和帧率的情况下，显著减小数据传输量，因此尤其适合于视频监控、汽车辅助驾驶等领域。

背景技术

固态图像传感器已经广泛应用于人们的日常生活中，包括例如相机、诸如手机之类的便携式电子设备上的摄像头、各种视频监控摄像头、以及例如汽车上安装的用于高级辅助驾驶系统(ADAS)的摄像头等。这里，“固态”是指这些图像传感器是基于半导体工艺制造的。常见的固态图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)型和互补金属氧化物半导体(CMOS)型，其均是利用诸如光电二极管之类的光电转换器件将光信号转换成电信号，从而获得图像数据。

固态图像传感器的重要参数包括分辨率和帧率。分辨率体现了图像的精细程度，分辨率越高，越能反映图像的细节。帧率反映了所捕捉的不同图像之间的时间间隔，帧率越高，越能反应不同图像之间的细微变化。因此，在图像识别领域，高的分辨率和帧率是有益的。例如在高级辅助驾驶领域，当车辆高速行驶时，高的分辨率和帧率有助于反映驾驶环境的细节及其高速变化，从而有助于快速形成正确的驾驶策略。

然而，高的分辨率和帧率对数据的传输和处理能力提出了挑战。尤其是在目前，摩尔定律已经快要走到尽头，硬件能力的进一步提升已经非常困难。高的分辨率和帧率会产生海量的数据，并且需要对这些数据进行处理，例如传输、图形识别、以及对象计算(包括距离、速度等的计算)等，这已经超出了目前硬件的计算能力，而仅依靠算法的改进是难以解决该问题的。因此，虽然现有的固态图像传感器已经实现了高的分辨率和帧率，但是在视频监控、汽车高级辅助驾驶等领域，囿于当前的硬件计算能力，仍只能选用中低分辨率和帧率的图像传感器产品。

因此，仍需要一种图像传感器和图像感测方法，其能够以少量的数据实现高的分辨率和帧率，从而降低数据处理的负荷。

发明内容

针对现有技术中的上述和其他问题，本发明的一个方面在于提供一种图像传感器和图像感测方法，其能够以少量的数据实现高的分辨率和帧率，并且降低后续图像处理的运算负荷。

根据一实施例，一种固态图像传感器可包括：像素阵列，具有排列成行和列的多个像素单元，每个像素单元具有将光信号转换成电信号的光电转换器件；模数转换器，配置为将每个像素单元产生的模拟电信号转换成数字信号，从而获得每个像素单元的像素值；以及输出单元，配置为输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值。

在一些示例中，所述输出单元仅输出非零差值。

在一些示例中，针对每列像素单元设置有一个所述模数转换器，以将该列中的每个像素单元产生的模拟电信号转换成数字信号。

在一些示例中，所述输出单元包括：多个移位寄存器，每个移位寄存器的输入端连接到对应的模数转换器；多个减法器，每个减法器的一个输入端连接到对应的模数转换器，另一输入端连接到对应的移位寄存器的输出端，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述移位寄存器的前一帧像素值之间的差值；以及编码器，连接到所述多个减法器，以将所述差值与其对应的像素地址编码输出。

在一些示例中，所述多个移位寄存器中的每个移位寄存器的移位长度等于对应列的像素单元的数量。

在一些示例中，所述输出单元包括：移位寄存器，其输入端连接到每个所述模数转换器；减法器，其一个输入端连接到每个所述模数转换器，另一输入端连接到所述移位寄存器的输出端，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述移位寄存器的前一帧像素值之间的差值；以及编码器，配置为将所述差值与其对应的像素地址编码输出。

在一些示例中，所述移位寄存器的移位长度等于所述像素阵列中的像素单元的数量。

在一些示例中，所述输出单元包括：针对每列设置的多个寄存器，每个寄存器存储有对应列的像素单元的前一帧像素值；多个减法器，每个减法器的一个输入端连接到对应的模数转换器，另一输入端连接到对应的寄存器，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述移位寄存器的前一帧像素值之间的差值；编码器，连接到所述多个减法器，以将所述差值与其对应的像素地址编码输出；以及多个累加器，连接到对应的减法器和寄存器，将来自所述减法器的所述差值与所述寄存器中的前一帧像素值相加以获得所述当前帧像素值，并且用所述当前帧像素值更新所述寄存器中的前一帧像素值。

在一些示例中，所述输出单元包括：寄存器，用于存储所述像素阵列的前一帧像素值；减法器，其一个输入端连接到每个所述模数转换器，另一输入端连接到所述寄存器，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述寄存器的前一帧像素值之间的差值；编码器，连接到所述减法器，以将所述差值与其对应的像素地址编码输出；以及累加器，连接到所述减法器和所述寄存器，将来自所述减法器的所述差值与所述寄存器中的前一帧像素值相加以获得所述当前帧像素值，并且用所述当前帧像素值更新所述寄存器中的前一帧像素值。

在一些示例中，所述固态图像传感器还包括：计数器，用于对所述编码器输出的图像帧数进行计数，并且在计数达到每预定帧数时，输出指示信号；以及复位器，响应于来自所述计数器的指示信号，向所述移位寄存器和所述编码器发出复位信号，其中，响应于所述复位信号，所述移位寄存器将其中存储的像素值复位成预定初始值，所述编码器将其输出的下一帧图像信号标记为初始帧。

在一些示例中，所述固态图像传感器还包括：计数器，用于对所述编码器输出的图像帧数进行计数，并且在计数达到每预定帧数时，输出指示信号；以及复位器，响应于来自所述计数器的指示信号，向所述寄存器和所述编码器发出复位信号，其中，响应于所述复位信号，所述寄存器将其中存储的像素值复位成预定初始值，所述编码器将其输出的下一帧图像信号标记为初始帧。

根据另一实施例，一种图像感测方法可包括：在每个像素单元处通过光电转换将光信号转换成电信号；将每个像素单元产生的模拟电信号转换成数字信号，从而获得所述像素单元的像素值；以及输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值。

在一些示例中，所述输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值的步骤包括：仅输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的非零差值。

在一些示例中，所述输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值的步骤包括：将像素单元的当前帧像素值输入移位寄存器，并且从所述移位寄存器输出所述像素单元的前一帧像素值；将所述像素单元的当前帧像素值减去所述像素单元的前一帧像素值，以获得所述差值；以及将所述差值与所述像素单元的地址编码输出。

在一些示例中，所述方法还包括：对编码输出的图像信号的帧数进行计数；以及当所述帧数每达到预定数目时，将所述移位寄存器中存储的像素值复位成预定初始值，并且将编码输出的下一帧图像信号标记为初始帧。

在一些示例中，所述输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值的步骤包括：从寄存器获取像素单元的前一帧像素值；将所述像素单元的当前帧像素值减去所述像素单元的前一帧像素值，以获得所述差值；将所述差值与所述像素单元的地址编码输出；以及将所述差值与所述寄存器中的前一帧像素值累加以获得所述像素单元的当前帧像素值，并且用所述当前帧像素值更新所述寄存器中的前一帧像素值。

在一些示例中，所述方法还包括：对编码输出的图像信号的帧数进行计数；以及当所述帧数每达到预定数目时，将所述寄存器中存储的像素值复位成预定初始值，并且将编码输出的下一帧图像信号标记为初始帧。

本发明的固态图像传感器和图像感测方法通过仅发送发生变化了的像素差值，即非零差值，从而节省了数据传输带宽，可以提高帧率，并且能够简化后续的图像处理操作，因此非常适合在视频监控、汽车高级驾驶辅助系统等中使用。

附图说明

图1示出根据本发明一实施例的图像传感器的结构框图。

图2示出根据本发明一实施例的图像传感器的输出单元的结构框图。

图3示出根据本发明另一实施例的图像传感器的输出单元的结构框图。

图4示出根据本发明另一实施例的图像传感器的输出单元的结构框图。

图5示出根据本发明另一实施例的图像传感器的输出单元的结构框图。

图6示出根据本发明另一实施例的图像传感器的输出单元的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施例。应理解，这些实施例仅示出了本发明的一些特定实施方式，但是并不在任何方面限制本发明的范围。例如，虽然下面在一些示例性实施例中结合CMOS图像传感器进行了示例性说明，但是应理解，本发明的原理也可以应用到CCD图像传感器。

图1示出根据本发明一实施例的图像传感器100的结构框图。如图1所示，图像传感器100包括像素阵列110，其具有排列成阵列的多个像素单元P。每个像素单元P都包括将光信号转换成电信号的光电转换元件，例如光电二极管，并且可以采用现有的各种像素结构，这里不再赘述。像素单元P可以排列成水平行和垂直列的阵列。为了简单起见，这里示出了像素单元P的4×4阵列，但是应理解，像素阵列110可以包括更多或更少的像素单元P，并且像素阵列110的行数和列数可以彼此相等或不等。

图像传感器100还包括行扫描控制器120和列扫描控制器130来驱动像素阵列110。如图所示，行扫描控制器120通过行信号线R1、R2、R3和R4连接到各行像素单元P，列扫描控制器130通过列信号线C1、C2、C3和C4连接到各列像素单元P。因此，每个像素单元P可连接在对应的行和列信号线的交叉部分处，并且被其所驱动，从而执行各种操作，例如复位操作，读取操作等。这样，每个像素单元P通过光电转换所生成的模拟电信号可以通过列信号线C1-C4而被读取。

每条列信号线C1、C2、C3和C4还连接到对应的模数转换器ADC，以将像素单元P生成的模拟信号转换成数字信号。可以理解，像素单元P中的光电二极管生成的光生电荷的量与其所接收的光的量成正比，该光生电荷被读取为模拟电信号，该模拟电信号通过模数转换器ADC转换为对应的数值值，即该像素单元P的像素值。在目前常用的系统中，像素值可以在0-255的范围，因此模数转换器ADC可以是8位ADC(2⁸＝256)。当然，模数转换器ADC也可以是更高或更低位的ADC。

运行时，例如行扫描控制器120激活行信号线R1，列扫描控制器130激活列信号线C1，从而第一行第一列的像素单元P的信号被读取，并且被对应的模数转换器ADC转换成数字值，通过输出单元140输出。通过依次激活不同的行信号线和列信号线，可以将各个像素单元P的信号依次通过输出单元140输出。时钟控制单元150可以为行扫描控制器120、列扫描控制器130、以及输出单元140提供操作所需的时钟信号，以同步各个器件的操作。

应理解，上面描述的像素单元P生成光生电荷，光生电荷信号被读取以及被转换为数字值的操作，可以与现有技术中描述的那些相同，因此这里仅简要描述了相关的器件、结构和操作过程。下面，将关于输出单元140来详细描述本发明的像素值的输出过程。在本发明的一些实施例中，输出单元140被构造为仅输出每帧像素值与前一帧像素值之间的非零差值。也就是说，当一个像素的当前帧像素值与前一帧像素值相同时，输出单元140不输出该当前帧像素值；当一个像素的当前帧像素值与前一帧像素值不同时，输出单元140输出当前帧像素值与前一帧像素值的差值。

图2示出根据本发明一实施例的图像传感器的输出单元140的结构框图。如图2所示，在该实施例中，每个模数转换器ADC的输出可连接到移位寄存器142和减法器144。移位寄存器142的输入端连接到模数转换器ADC，输出端连接到减法器144，其移位长度等于ADC所对应的列的像素单元P的数目，例如在本实施例中可以为4。初始时，移位寄存器142可以被初始化为具有预定初始值，例如每位都为0(对应于常黑模式)，或者每位都为255(对应于常白模式)，当然也可以是其他初始值。

运行时，当ADC输出与第一帧对应的、该列的第一个像素单元P的像素值P₁₁时，移位寄存器142中的全部原有数据向后移动一位，像素值P₁₁被存储到移位寄存器142的第一位中，并且移位寄存器142的最后一位被输出，此时输出值为预定值例如0。在减法器144处，像素值P₁₁减去移位寄存器142输出的预定值，并且将差值(P₁₁-0)提供给编码器146以供编码输出。

以此类推，当ADC依次输出与第一帧对应的、该列中的第二至第四像素单元P的像素值P₁₂-P₁₄时，像素值P₁₄-P₁₁被依次存储到移位寄存器142中，其中P₁₄位于第一位，P₁₁位于最后一位，并且减法器144依次输出了像素值P₁₁-P₁₄与初始值0的差值(P₁₁-0)、(P₁₂-0)、(P₁₃-0)和(P₁₄-0)供编码器146编码输出。

接下来，当ADC输出与第二帧对应的、该列的第一个像素单元P的像素值P₂₁时，移位寄存器142中的全部数据P₁₄-P₁₁向后移动一位，像素值P₂₁被存储到移位寄存器142的第一位中，并且移位寄存器142的最后一位被输出，此时输出值为P₁₁。在减法器144处，第二帧像素值P₂₁减去第一帧像素值P₁₁，并且该差值(P₂₁-P₁₁)被提供给编码器146以供编码输出。

以此类推，当ADC依次输出与第二帧对应的、该列中的第二至第四像素单元P的像素值P₂₂-P₂₄时，像素值P₂₄-P₂₁被依次存储到移位寄存器142中，其中P₂₄位于第一位，P₂₁位于最后一位，并且减法器144依次输出了第二帧像素值P₂₁-P₂₄与第一帧像素值P₁₁-P₁₄的差值(P₂₁-P₁₁)、(P₂₂-P₁₂)、(P₂₃-P₁₃)和(P₂₄-P₁₄)供编码器146编码输出。

这样，通过执行上述操作，每列像素的当前帧像素值被存储在移位寄存器142中，并且减法器144输出了每个像素的当前帧像素值与前一帧像素值(或者预定初始值)之间的差值以供编码器146编码输出。

编码器146接收到该差值时，首先确定该差值是否为零。当该差值为零时，表明该像素的像素值没有发生变化，则编码器146丢弃该像素值，不对其进行编码输出。如果该差值不为零，表明该像素的像素值发生了变化，则编码器146对该差值进行编码输出。编码输出包括将该差值及其对应的地址(或者说坐标值)，例如像素行编号和列编号等，编制成预定格式，并且输出给外部设备。例如，编码器146输出的信号中可包括帧起始标志、帧结束标志、以及位于二者之间的各个像素差值和对应的像素坐标值等。编码器146输出的信号中还可以包括其他标志，例如后面描述的标记当前帧的一些属性(例如是否是初始帧)的标志。

在图2的示例中，示例性示出了每个ADC仅具有一条输出线，其连接到一个移位寄存器142和减法器144，实际上，每个ADC可以具有多条输出线。例如，对于常用的8位ADC，其对于256灰阶图像是足够的，则具有8条输出线。此时，8条输出线可以分别连接到8个对应的移位寄存器142，并且连接到减法器144的8位被减数输入端口，同时8个对应的移位寄存器142分别连接到减法器144的另一8位被减数输入端口，从而在减法器144中完成8位当前帧像素值和前一帧像素值的减法运算。当然，取决于ADC的位数，也可以有其他数目的输出线。

如上所述，根据本发明一实施例的图像传感器100仅输出每帧图像中的、与前一帧图像相比发生变化了的那些像素的像素变化差值。如果某像素的像素值在前后两帧之间没有发生变化，则可以不输出该像素的像素值。与传统的输出所有像素的每帧图像的传感器相比，本发明的图像传感器100具有若干优点。首先，其非常适合用于视频监控摄像头。视频监控摄像头常用于固定监视某场景，其视野很少发生变化，因此场景中的背景图像也很少发生变化。如果在这类摄像头中应用本发明的图像传感器，则能够大幅减少每帧中要传输的像素值的数目，从而降低数据传输带宽和存储空间需求，并且还能减少数据处理过程。而另一方面，可以容易地基于初始值和这些差值恢复出当前帧的完整图像，因此不会损害图像的分辨率。此外，本发明的图像传感器100也非常适于用作高级驾驶辅助系统领域的车载摄像头。除了前述降低数据传输带宽和存储空间需求之外，本发明的原理还能提高帧速，例如能达到100FPS或以上的帧速，从而能够及时侦测高速运动的对象，从而做出正确的驾驶策略。此外，在高级驾驶辅助系统领域的图像处理过程，常常需要计算连续帧图像之间的像素差值，这会耗费大量的计算能力，而本发明的图像传感器的输出数据正是像素差值，因此可以节省该方面的计算能力。当然，本发明的图像传感器还能适用于许多其他领域，并且产生相应的良好技术效果，这在本发明的教导下，对相关领域的技术人员而言是显而易见的。

图3示出根据本发明另一实施例的图像传感器的输出单元140的结构框图。图3的输出单元140的原理与图2类似，因此下面将仅描述其不同部分。

在图2的结构框图中，每个ADC连接到对应的移位寄存器142和减法器144；而在图3的结构框图中，所有的ADC可连接到公共的移位寄存器142和减法器144。因此，图3中的移位寄存器142的长度应是图2中的所有移位寄存器142的长度之和。或者说，图2中的每个移位寄存器142仅需要储存每列像素的像素值；而图3中的移位寄存器142需要存储所有列像素的像素值，即需要存储完整一帧像素的像素值。但是，图3的输出单元140仅需要使用一个减法器144，并且减法器144的位数可以与图2的实施例中相同，因此图3的实施例减少了减法器144的使用，从而简化了电路。

图3的输出单元140的操作与图2基本相同，区别之处仅在于每列像素的像素值都被存储在同一个移位寄存器142中，因此这里不再重复描述其具体操作过程。

图4示出根据本发明另一实施例的图像传感器的输出单元140的结构框图。与图2和图3所示的实施例不同，图4所示的输出单元140没有使用移位寄存器，而使用普通的寄存器152。

如图4所示，每个ADC输出的当前帧像素值被提供给减法器144，每个寄存器152中存储有对应列的像素的前一帧像素值。在减法器144中，ADC输出的某一像素的当前帧像素值减去寄存器152中存储的该像素的前一帧像素值，所得差值被输出给编码器146以供编码输出。此外，所得差值通过累加器154被累加到寄存器152中存储的该像素的前一帧像素值上，从而将其更新为当前帧像素值，为下一帧像素值的计算做好准备。编码器146的操作与前述实施例相同，此处不再赘述。

图5示出根据本发明另一实施例的图像传感器的输出单元140的结构框图。与图3的实施例类似，在图5的实施例中，将所有的ADC连接到公共的减法器144，并且所有像素使用公共的寄存器152和累加器154。在图4的实施例中，每个寄存器152仅需要足以存储对应列的像素值的地址空间；而在图5的实施例中，寄存器152需要足以存储整个像素阵列的像素值的地址空间。与图4的实施例相比，图5的实施例节省了减法器144和累加器154的个数，因此使电路更简化。编码器146的操作与前述实施例相同，此处不再赘述。

在上面描述的实施例中，通过仅输出像素变化值，带来了许多好处，例如节省数据传输带宽、提高帧速等。但是，当某一帧的像素值因某种原因而出现错误时，可能会导致后续所有帧的像素值都会出现连续错误。为了避免这种情况，在本发明的一些实施例中，还引入了复位机制。

图6示出包括复位机制的输出单元140的结构框图。可以看出，图6的实施例是基于图3所示的实施例，引入了复位机制，但是应理解，复位机制也可以应用于图2、4和5所示实施例中的任一实施例中。

参照图6，除了包括移位寄存器142、减法器144和编码器146之外，输出单元140还可包括计数器162和复位器164。计数器162可以对输出单元140输出的图像帧数进行计数，每输出预定数目的帧，例如8帧、10帧、或16帧等，就向复位器164发出一指示信号。复位器164响应于计数器162的指示信号，向移位寄存器142和编码器146发出复位信号。移位寄存器142响应于复位信号，将其中存储的数据都复位成预定初始值，例如前面举例说明的0。编码器146响应于复位信号，在其编码输出中设置标识位以指示该帧是初始帧还是后续(非初始)帧。如果是初始帧，在基于像素差值恢复原始像素值时，只需要加上预定初始值即可；如果是后续帧，则需要加上前一帧像素值，或者说从初始帧开始前面所有的差值以及预定初始值的累加值。这样，通过定期复位操作，即使某个像素值出现错误，其也可以在复位时得到纠正，而不会一直延续到后续的所有图像帧。

与图6所示的实施例类似，当在图4和5所示的实施例中引入定期复位机制时，可以在计数器162计数到预定帧数时，复位器164发出复位信号。响应于该复位信号，使寄存器152中存储的像素值复位为预定初始值，并且使编码器146在编码输出下一帧像素值时，指示该帧像素值为初始帧。这样，也实现了输出信号的定期复位，避免了某帧中的像素值错误可能导致的连续错误。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (17)

1.一种固态图像传感器，包括：

像素阵列，具有排列成行和列的多个像素单元，每个像素单元具有将光信号转换成电信号的光电转换器件；

模数转换器，配置为将每个像素单元产生的模拟电信号转换成数字信号，从而获得每个像素单元的像素值；以及

输出单元，配置为输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值。

2.如权利要求1所述的固态图像传感器，其中，所述输出单元仅输出非零差值。

3.如权利要求1所述的固态图像传感器，其中，针对每列像素单元设置有一个所述模数转换器，以将该列中的每个像素单元产生的模拟电信号转换成数字信号。

4.如权利要求3所述的固态图像传感器，其中，所述输出单元包括：

多个移位寄存器，每个移位寄存器的输入端连接到对应的模数转换器；

多个减法器，每个减法器的一个输入端连接到对应的模数转换器，另一输入端连接到对应的移位寄存器的输出端，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述移位寄存器的前一帧像素值之间的差值；以及

编码器，连接到所述多个减法器，以将所述差值与其对应的像素地址编码输出。

5.如权利要求4所述的固态图像传感器，其中，所述多个移位寄存器中的每个移位寄存器的移位长度等于对应列的像素单元的数量。

6.如权利要求3所述的固态图像传感器，其中，所述输出单元包括：

移位寄存器，其输入端连接到每个所述模数转换器；

减法器，其一个输入端连接到每个所述模数转换器，另一输入端连接到所述移位寄存器的输出端，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述移位寄存器的前一帧像素值之间的差值；以及

编码器，配置为将所述差值与其对应的像素地址编码输出。

7.如权利要求6所述的固态图像传感器，其中，所述移位寄存器的移位长度等于所述像素阵列中的像素单元的数量。

8.如权利要求3所述的固态图像传感器，其中，所述输出单元包括：

针对每列设置的多个寄存器，每个寄存器存储有对应列的像素单元的前一帧像素值；

多个减法器，每个减法器的一个输入端连接到对应的模数转换器，另一输入端连接到对应的寄存器，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述移位寄存器的前一帧像素值之间的差值；

编码器，连接到所述多个减法器，以将所述差值与其对应的像素地址编码输出；以及

多个累加器，连接到对应的减法器和寄存器，将来自所述减法器的所述差值与所述寄存器中的前一帧像素值相加以获得所述当前帧像素值，并且用所述当前帧像素值更新所述寄存器中的前一帧像素值。

9.如权利要求3所述的固态图像传感器，其中，所述输出单元包括：

寄存器，用于存储所述像素阵列的前一帧像素值；

减法器，其一个输入端连接到每个所述模数转换器，另一输入端连接到所述寄存器，从而输出来自所述模数转换器的当前帧像素值与来自所述寄存器的前一帧像素值之间的差值；

编码器，连接到所述减法器，以将所述差值与其对应的像素地址编码输出；以及

累加器，连接到所述减法器和所述寄存器，将来自所述减法器的所述差值与所述寄存器中的前一帧像素值相加以获得所述当前帧像素值，并且用所述当前帧像素值更新所述寄存器中的前一帧像素值。

10.如权利要求4或6所述的固态图像传感器，还包括：

计数器，用于对所述编码器输出的图像帧数进行计数，并且在计数达到每预定帧数时，输出指示信号；以及

复位器，响应于来自所述计数器的指示信号，向所述移位寄存器和所述编码器发出复位信号，

其中，响应于所述复位信号，所述移位寄存器将其中存储的像素值复位成预定初始值，所述编码器将其输出的下一帧图像信号标记为初始帧。

11.如权利要求8或9所述的固态图像传感器，还包括：

计数器，用于对所述编码器输出的图像帧数进行计数，并且在计数达到每预定帧数时，输出指示信号；以及

复位器，响应于来自所述计数器的指示信号，向所述寄存器和所述编码器发出复位信号，

其中，响应于所述复位信号，所述寄存器将其中存储的像素值复位成预定初始值，所述编码器将其输出的下一帧图像信号标记为初始帧。

12.一种图像感测方法，包括：

在每个像素单元处通过光电转换将光信号转换成电信号；

将每个像素单元产生的模拟电信号转换成数字信号，从而获得所述像素单元的像素值；以及

输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值的步骤包括：

仅输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的非零差值。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值的步骤包括：

将像素单元的当前帧像素值输入移位寄存器，并且从所述移位寄存器输出所述像素单元的前一帧像素值；

将所述像素单元的当前帧像素值减去所述像素单元的前一帧像素值，以获得所述差值；以及

将所述差值与所述像素单元的地址编码输出。

15.如权利要求14所述的方法，还包括：

对编码输出的图像信号的帧数进行计数；以及

当所述帧数每达到预定数目时，将所述移位寄存器中存储的像素值复位成预定初始值，并且将编码输出的下一帧图像信号标记为初始帧。

16.如权利要求12所述的方法，其中，所述输出当前帧像素值与前一帧像素值之间的差值的步骤包括：

从寄存器获取像素单元的前一帧像素值；

将所述像素单元的当前帧像素值减去所述像素单元的前一帧像素值，以获得所述差值；

将所述差值与所述像素单元的地址编码输出；以及

将所述差值与所述寄存器中的前一帧像素值累加以获得所述像素单元的当前帧像素值，并且用所述当前帧像素值更新所述寄存器中的前一帧像素值。

17.如权利要求16所述的方法，还包括：

对编码输出的图像信号的帧数进行计数；以及

当所述帧数每达到预定数目时，将所述寄存器中存储的像素值复位成预定初始值，并且将编码输出的下一帧图像信号标记为初始帧。