CN109218636A - 图像传感器的二值化数据输出方法 - Google Patents

图像传感器的二值化数据输出方法 Download PDF

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Abstract

一种图像传感器的二值化数据输出方法，将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列，先对其获取的原始图像数据进行中值滤波，并确定各个像素的灰度值；然后利用各个像素的灰度值计算各个子像素阵列的区域二值化阈值；各个子像素阵列的像素根据其参考子像素阵列的区域二值化阈值，以及像素与参考子像素阵列的中心点的距离确定其像素二值化阈值。本发明中针对每个像素计算相应像素二值化阈值，图像传感器输出的二值化数据准确率更高，扩大了图像传感器的应用范围，且二值化数据获取效率更高。

Description

图像传感器的二值化数据输出方法
技术领域
本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及一种图像传感器的二值化数据输出方法。
背景技术
CMOS图像传感器是一种利用光电效应将光学图像转换成电信号的半导体装置，由于其结构简单且可靠性高，因此在很多领域得到了广泛的应用。例如智能手机、平板电脑、汽车、安防监控、工业相机以及机器视觉等等。
在一些应用场合中(如扫码)，需要用到二值化之后的图像数据。对于此类需求，现有技术先通过图像传感器获取并存储原始图像数据；然后，后端硬件设备再对原始图像数据进行处理，获取二值化数据。但是上述方法后端硬件设备在处理原始图像数据时，需要消耗一定的时间。另外，由于成本的限制，一些后端硬件设备无法接收太高帧率的图像，相应的，也无法对原始图像数据进行处理进而获取二值化数据。
为了减少原始图像数据转化成二值化数据的处理时间，降低图像数据二值化过程中对其他硬件设备的性能要求，以及提高所获取二值化数据的准确率，扩大图像传感器的应用范围，本发明提出了一种图像传感器的二值化数据输出方法。
发明内容
本发明目的提供一种图像传感器的二值化数据输出方法，包括：
将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列；
对所述图像传感器获取的原始图像数据进行中值滤波，并确定像素阵列中各个像素的灰度值；
根据所述子像素阵列中各个像素的灰度值，计算子像素阵列的区域二值化阈值；
确定所述像素的参考子像素阵列，并根据参考子像素阵列的区域二值化阈值以及像素与参考子像素阵列的中心点的距离，计算像素的像素二值化阈值；
判断所述像素的灰度值是否大于或者等于所述像素的像素二值化阈值；
若是，则确定所述像素的二值化数据输出值为1并输出，否则，确定所述像素的二值化数据输出值为0并输出。
进一步地，所述子像素阵列包括M行、N列像素；M为大于或者等于1的正整数；N为大于或者等于1的正整数。
进一步地，对所述图像传感器获取的原始图像数据进行中值滤波，并确定所述像素阵列中各个像素的灰度值，包括：
对所述像素阵列进行逐行读取，并缓存所读取的原始图像数据；其中，每缓存M行像素的原始图像数据之后，对M行像素的原始图像数据进行中值滤波，确定M行像素中各个像素的灰度值。
进一步地，以K1*K2区域为窗口对M行所述像素的原始图像数据进行中值滤波；其中，K1为大于或者等于1且小于或者等于M的正整数，K2为大于或者等于1且小于或者等于N的正整数。
进一步地，在将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列时，若所述像素阵列剩余M1行像素，M1为大于或者等于1且小于M的正整数，则在所述像素阵列下方补位M-M1行像素；
在将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列时，若所述像素阵列剩余N1列像素，N1为大于或者等于1且小于N的正整数，则在所述像素阵列右侧补位N-N1列像素。
进一步地，所述子像素阵列的区域二值化阈值为：T＝A+D*k；其中，A为所述子像素阵列的灰度值的均值；D为所述子像素阵列的灰度值的差值的均值；k为修正常数，0<k<0.5。
进一步地，在根据所述子像素阵列中各个像素的灰度值，计算所述子像素阵列的区域二值化阈值时，包括：
判断所述子像素阵列的灰度值的差值的均值是否小于thr，thr均值阈值，1<thr<10；
若是，判断所述子像素阵列是否包括像素阵列的起始行；
若包含，则所述子像素阵列的区域二值化阈值取其行方向上左侧的子像素阵列的区域二值化阈值；若不包含，则所述子像素阵列的区域二值化阈值取其上方的子像素阵列的区域二值化阈值。
进一步地，所述像素的参考子像素阵列包括本位子像素阵列、横向参考子像素阵列和纵向参考子像素阵列；所述距离包括水平距离和垂直距离；
所述像素的像素二值化阈值为：Ti＝(Tx+Ty)/2；
其中，Tx为像素的横向像素二值化阈值，Tx＝(T0*xb+Tx0*xa)/(xa+xb)，T0为像素的本位子像素阵列的区域二值化阈值，Tx0为像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值，xa为像素与本位子像素阵列的中心点的水平距离，xb为像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离；
Ty为像素的纵向像素二值化阈值，Ty＝(T0*yb+Ty0*ya)/(ya+yb)，Ty0为像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值，ya为像素与本位子像素阵列的中心点的垂直距离，yb为像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离。
进一步地，在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列时，像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离补值为xb＝dx-xa，dx为子像素阵列在行方向上的长度；所述像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离补值为yb＝dy-ya，dy为子像素阵列在列方向上的长度；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和横向参考子像素阵列时，像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离补值为yb＝dy-ya；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和纵向参考子像素阵列时，像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离补值为xb＝dx-xa。
进一步地，在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列时，所述像素的像素二值化阈值为其本位子像素阵列的区域二值化阈值；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和横向参考子像素阵列时，所述像素的像素二值化阈值为其横向像素二值化阈值；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和纵向参考子像素阵列时，所述像素的像素二值化阈值为其纵向像素二值化阈值。
进一步地，在输出所述像素的二值化数据输出值之前，图像传感器的二值化数据输出方法包括：对所述像素的二值化数据输出值进行邻域滤波；
输出的像素的二值化数据输出值为邻域滤波之后的像素的二值化数据输出值。
进一步地，在输出所述像素的二值化数据输出值的同时，输出所述像素的原始图像数据。
本发明所提出的图像传感器的二值化数据输出方法，将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列。图像传感器在获取二值化数据时，先对其获取的原始图像数据进行中值滤波，并确定各个像素的灰度值，消除孤立噪点；然后利用各个像素的灰度值计算各个子像素阵列的区域二值化阈值；各个子像素阵列的像素根据其参考子像素阵列的区域二值化阈值，以及像素与参考子像素阵列的中心点的距离确定其像素二值化阈值。本发明中针对每个像素计算相应像素二值化阈值，图像传感器输出的二值化数据准确率更高，扩大了图像传感器的应用范围。
其次，图像传感器对其像素阵列的原始图像数据进行逐行读取并缓存，对于每个子像素阵列，在其原始图像数据读取并缓存之后，即开始对所缓存的原始图像数据进行中值滤波，以及计算该子像素阵列的区域二值化阈值；在像素的参考子像素阵列的区域二值化阈值确定之后，计算该像素的像素二值化阈值以及确定其对应的二值化数据输出值。由于图像传感器在读取并缓存像素阵列的原始图像数据时，就开始对已缓存的原始图像数据进行处理，图像传感器获取二值化数据所需的时间更短、效率更高。
而且，图像传感器能够直接对其像素阵列获取的原始图像数据进行二值化处理，其发送给其他硬件设备的数据为各个像素的二值化数据输出值。其他硬件设备无需对图像传感器所获取的原始图像数据进行存储，也无需对其进行二值化处理。因此相对于将图像传感器获取的原始图像数据发送至其他硬件设备，然后由其他硬件设备获取二值化数据的方法，本发明中图像传感器对其他硬件设备的处理性能要求较低。且由于二值化数据比原始图像数据所需的存储空间更小，本发明中图像传感器对其他硬件设备的存储空间要求较低。
附图说明
图1为本发明一个实施例中图像传感器的二值化数据输出方法流程示意图；
图2为图1实施例中图像传感器的结构示意图；
图3为图1实施例中对像素的二值化数据输出值进行邻域滤波时像素的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提出的内容进行详细说明。
参考图1，为本发明一个实施例中图像传感器的二值化数据输出方法流程图。
图1中图像传感器的二值化数据输出方法包括：
步骤S101，将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列；
步骤S102，对图像传感器获取的原始图像数据进行中值滤波，并确定像素阵列中各个像素的灰度值；
步骤S103，根据子像素阵列中各个像素的灰度值，计算子像素阵列的区域二值化阈值；
步骤S104，确定像素的参考子像素阵列，并根据参考子像素阵列的区域二值化阈值以及像素与参考子像素阵列的中心点的距离，计算像素的像素二值化阈值；
步骤S105，判断像素的灰度值是否大于或者等于像素的像素二值化阈值；
在步骤S105中，若像素的灰度值大于或者等于像素的像素二值化阈值，则执行步骤S106，确定像素的二值化数据输出值为1并输出；若像素的灰度值小于像素的像素二值化阈值，则执行步骤S107，确定像素的二值化数据输出值为0并输出。
图2为图1实施例中图像传感器的结构示意图。结合图2，对图1中图像传感器的二值化数据输出方法进行详细说明。
图2中最外侧黑实线框内区域为图像传感器的像素阵列1。像素阵列1通过黑实线划分成多个子像素阵列。
本实施例中，各个子像素阵列包括M行、N列像素，M为大于或者等于1的正整数；N为大于或者等于1的正整数。即像素阵列1被划分成M*N大小的子像素阵列。
本实施例中，像素阵列1刚好能够分成多个完整的M行、N列子像素阵列。在其他实施例中，在将图像传感器的像素阵列划分成多个M行、N列子像素阵列时，可能剩余M1行像素(M1为大于或者等于1且小于M的正整数)，或者剩余N1列像素(N1为大于或者等于1且小于N的正整数)。此时，若所述像素阵列剩余M1行像素，则在所述像素阵列下方补位M-M1行像素；若所述像素阵列剩余N1列像素，则在所述像素阵列右侧补位N-N1列像素。
本实施例中，步骤S102可进一步包括：
对像素阵列1进行逐行读取，并缓存所读取的原始图像数据；
其中，每缓存M行像素的原始图像数据之后，对M行像素的原始图像数据进行中值滤波，以消除孤立噪点，并确定M行像素中各个像素的灰度值。
具体的，以K1*K2区域为窗口对M行像素的原始图像数据进行中值滤波。其中，K1为大于或者等于1且小于或者等于M的正整数，K2为大于或者等于1且小于或者等于N的正整数。这样，在缓存M行像素的原始图像数据之后，就能够进行中值滤波，从而为计算该M行像素中子像素阵列的区域二值化阈值提供数据，使得图像传感器能够在获取原始图像数据的同时，分批对已缓存的原始图像数据进行处理，提高了对原始图像数据的处理效率，缩短了对像素阵列1的原始图像数据进行二值化处理的时间。
本实施例中，K1*K2区域的大小小于M*N子像素区域的大小，以提高中值滤波的运算效率。但本发明不限于此。
在其他实施例中，K1＝1，即以1*K2区域为窗口对M行像素的原始图像数据进行中值滤波。使得将像素阵列1划分为M*N大小的子像素阵列时，行M的选择更加灵活，中值滤波的运算效率更高。
在执行步骤S103时，根据步骤S102中确定的M行像素中各个像素的灰度值，计算M行像素中各个M*N大小的子像素阵列的区域二值化阈值。
具体的，子像素阵列的区域二值化阈值T为：T＝A+D*k；其中，A为子像素阵列1的灰度值的均值；D为子像素阵列1的灰度值的差值的均值；k为修正常数，0<k<0.5。
在另一个实施例中，对于在像素阵列下方补位M-M1行像素，或者在像素阵列右侧补位N-N1列像素的情况，在计算补位之后子像素阵列的灰度值的均值A和灰度值的差值的均值D时，以未补位之前子像素阵列所包含像素区域的灰度值的均值作为该子像素阵列的灰度值的均值，以未补位之前该子像素阵列所包含像素区域的灰度值的差值的均值作为该子像素阵列的灰度值的差值的均值。从而计算得到补位之后子像素阵列的区域二值化阈值。
在其他实施例中，在执行步骤S103时，可进一步包括：
判断子像素阵列的灰度值的差值的均值D是否小于thr，thr为均值阈值，thr的取值范围为大于1且小于10；
若是，再判断子像素阵列是否包括像素阵列1的起始行；
若包含，则子像素阵列的区域二值化阈值取其行方向上左侧的子像素阵列的区域二值化阈值；若不包含，则子像素阵列的区域二值化阈值取其上方的子像素阵列的区域二值化阈值。
以图2为例，对于子像素阵列H7，若其灰度值的差值的均值D小于thr时，确定子像素阵列H7为纯色区域，则再判断其是否包括像素阵列1的起始行。由于子像素阵列H7包含像素阵列1的起始行，故采用其行方向上左侧的子像素阵列H2的区域二值化阈值作为子像素区域H7的区域二值化阈值。而对于子像素阵列H5，若其灰度值的差值的均值D小于thr，确定子像素阵列H5为纯色区域，则再判断其是否包括像素阵列1的起始行。由于子像素阵列H5不包含像素阵列1的起始行，故采用其上方子像素阵列H7的区域二值化阈值作为子像素区域H5的区域二值化阈值。
这样，能够在对原始图像数据进行二值化处理时，有效减少数据处理量，提高对原始图像数据的处理效率。
在步骤S104中，所述像素的参考子像素阵列包括本位子像素阵列、横向参考子像素阵列和纵向参考子像素阵列。所述距离包括水平距离和垂直距离。确定像素的参考子像素阵列可包括：
所述像素所在的子像素区域为其本位子像素阵列；
确定像素阵列1中各个子像素阵列的中心点(见图2中黑色实体圆点)的位置；
在行方向上与所述本位子像素阵列相邻，且其中心点与所述像素的水平距离最近的子像素阵列为所述像素的横向参考子像素阵列；
在列方向上与所述本位子像素阵列相邻，且其中心点与所述像素的垂直距离最近的子像素阵列为所述像素的纵向参考子像素阵列。
以图2中像素p1为例，其本位子像素阵列为子像阵列H5。在行方向上与像素p1的本位子像素阵列H5相邻、且中心点与像素p1的水平距离最近的子像素阵列为子像素阵列H6，故像素p1的横向参考子像素阵列为子像素阵列H6。在列方向上与像素p1的本位子像素阵列H5相邻、且中心点与像素p1的垂直距离最近的子像素阵列为子像素阵列H7，故像素p1的横向参考子像素阵列为子像素阵列H7。
在步骤S104中，对于参考子像素阵列包括本位子像素阵列、横向参考子像素阵列和纵向参考子像素阵列的像素(例如像素p1)，其像素的像素二值化阈值Ti为：Ti＝(Tx+Ty)/2。
其中，Tx为像素的横向像素二值化阈值，Tx＝(T0*xb+Tx0*xa)/(xa+xb)，T0为像素的本位子像素阵列的区域二值化阈值，Tx0为像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值，xa为像素与本位子像素阵列的中心点的水平距离，xb为像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离。
Ty为像素的纵向像素二值化阈值，Ty＝(T0*yb+Ty0*ya)/(ya+yb)，Ty0为像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值，ya为像素与本位子像素阵列的中心点的垂直距离，yb为像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离。
本实施例中，对于图2像素单元1中上侧或者下侧灰色条纹阴影部分中的像素(例如像素p3)，对应的其上侧或者下侧无子像素阵列，故其无纵向参考子像素阵列。该像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和横向参考子像素阵列。在计算像素的像素二值化阈值时，像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离补值为yb＝dy-ya；dy为M*N大小的子像素阵列在列方向上的长度。
如图2中子像素阵列H7中的像素p3，在子像素阵列H7上方补一与子像素阵列H7大小一致的虚拟区域V4，虚拟区域V4中黑空心圆点为该区域的中心点。像素p3的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值(即虚拟区域V4的区域二值化阈值)补值为像素p3的像素最大灰度值的一半。例如，在像素p3为8bit时，其像素最大灰度值为255，虚拟区域V4的区域二值化阈值补值为128，即Ty0＝128；在像素p3为10bit时，其像素最大灰度值为1023，虚拟区域V4的区域二值化阈值补值为512，即Ty0＝512。像素p3与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离(像素p3与虚拟区域V4中心点的垂直距离)补值为yb＝dy-ya。
对于像素p3，在补值后利用与像素p1相同的方法计算其对应的像素二值化阈值。图2像素单元1中上侧或者下侧灰色条纹阴影部分中的像素，均采用与像素p3相同的方法计算其像素二值化阈值。
在另一个实施例中，对于图2像素单元1中上侧或者下侧灰色条纹阴影部分中的像素，其参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和横向参考子像素阵列，该区域内像素的像素二值化阈值为其横向像素二值化阈值。例如，对于像素p3，其像素二值化阈值Ti＝Tx。Tx＝(T0*xb+Tx0*xa)/(xa+xb)，T0为子像素区域H7的区域二值化阈值，Tx0为子像素区域H2的区域二值化阈值。xa为像素p3与子像素阵列H7的中心点的水平距离，xb为像素p3与横向参考子像素阵列H2的中心点的水平距离。图2像素单元1中上侧或者下侧灰色条纹阴影部分中的像素，均采用与本实施例中像素p3相同的方法计算其像素二值化阈值。
本实施例中，对于图2像素单元1中左侧或者右侧灰色条纹阴影部分中的像素(例如像素p2)，对应的其左侧或者右侧无子像素阵列，故其无横向参考子像素阵列。该像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和纵向参考子像素阵列。在计算像素的像素二值化阈值时，像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离补值为xb＝dx-xa；dx为M*N大小的子像素阵列在行方向上的长度。
如图2中子像素阵列H6中的像素p2，在子像素阵列H6左侧补一与子像素阵列H6大小一致的虚拟区域V3，虚拟区域V3中黑空心圆点为该区域的中心点。像素p2的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值(即虚拟区域V3的区域二值化阈值)补值为像素p2的像素最大灰度值的一半；像素p2与横向参考子像素阵列的中心点的垂直距离(像素p2与虚拟区域V3中心点的水平距离)补值为xb＝dx-xa。
对于像素p2，在补值后利用与像素p1相同的方法计算其对应的像素二值化阈值。图2像素单元1中左侧或者右侧灰色条纹阴影部分中的像素，均采用与像素p2相同的方法计算其像素二值化阈值。
在另一个实施例中，对于图2像素单元1中左侧或者右侧灰色条纹阴影部分中的像素，其参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和纵向参考子像素阵列，该区域内像素的像素二值化阈值为其纵向像素二值化阈值。例如，对于像素p2，其像素二值化阈值Ti＝Ty。Ty＝(T0*yb+Ty0*ya)/(ya+yb)，T0为子像素区域H6的区域二值化阈值，Ty0为子像素区域H2的区域二值化阈值。ya为像素p2与子像素阵列H6的中心点的垂直距离，yb为像素p2与纵向参考子像素阵列H2的中心点的垂直距离。图2像素单元1中左侧或者右侧灰色条纹阴影部分中的像素，均采用与本实施例中像素p2相同的方法计算其像素二值化阈值。
本实施例中，对于图2中子像素阵列H1的区域H11、子像素阵列H2的区域H21、子像素阵列H3的区域H31和子像素阵列H4的区域H41中的像素，其参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列(例如像素p4)。像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离补值为xb＝dx-xa；像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离补值为yb＝dy-ya。
如图2中子像素阵列H2中的像素p4，在子像素阵列H2上方补一与子像素阵列H2大小一致的虚拟区域V2，虚拟区域V2中黑空心圆点为该区域的中心点。在子像素阵列H2左侧补一与子像素阵列H2大小一致的虚拟区域V1，虚拟区域V1中黑空心圆点为该区域的中心点。像素p4的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值(即虚拟区域V2的区域二值化阈值)补值为其像素最大灰度值的一半；像素p4与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离(像素p4与虚拟区域V2中心点的垂直距离)补值为yb＝dy-ya。像素p4的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值(即虚拟区域V1的区域二值化阈值)补值为其像素最大灰度值的一半；像素p4与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离(像素p4与虚拟区域V1中心点的水平距离)补值为xb＝dx-xa。
最后，对于像素p4，在补值后利用与像素p1相同的方法计算其对应的像素二值化阈值。图2子像素阵列H1的区域H11、子像素阵列H2的区域H21、子像素阵列H3的区域H31和子像素阵列H4的区域H41中的像素，均采用与像素p4相同的方法计算其像素二值化阈值。
在获取像素的像素二值化阈值之后，通过步骤S105至步骤S107确定各个像素的二值化数据输出值并输出。
在另一个实施例中，对于图2中子像素阵列H1的区域H11、子像素阵列H2的区域H21、子像素阵列H3的区域H31和子像素阵列H4的区域H41中的像素，其参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列。该区域内像素的像素二值化阈值为其本位子像素区域的区域二值化阈值。例如，对于像素p4，其像素二值化阈值Ti＝T0。T0为子像素区域H2的区域二值化阈值。图2子像素阵列H1的区域H11、子像素阵列H2的区域H21、子像素阵列H3的区域H31和子像素阵列H4的区域H41中的像素，均采用与像素p4相同的方法计算其像素二值化阈值。
在获取像素的像素二值化阈值之后，通过步骤S105至步骤S107确定各个像素的二值化数据输出值并输出。
在另一个实施例中，在步骤S106或者S107输出所述像素的二值化数据输出值之前，对像素的二值化数据输出值进行邻域滤波。相应的，输出的像素的二值化数据输出值为邻域滤波之后的像素的二值化数据输出值。
参考图3，为图1实施例中对像素的二值化数据输出值进行邻域滤波时像素的结构示意图。本实施例以3行、3列的像素矩阵，对像素进行邻域滤波。如图3所示，在像素p01、像素p10、像素p11、像素p12和像素p21的二值化数据输出值确定之后，若与像素p11相邻的像素p10、像素p12、像素p01和像素p21中，有三个像素的二值化数据输出值相同，则将像素p11的二值化数据输出值设置成与该三个像素相同的二值化数据输出值。
例如，若像素p12、像素p01和像素p21的二值化数据输出值均为0，无论像素p10二值化数据输出值为0还是1，以及无论像素p11的二值化数据输出值为0或者1，均将像素p11的二值化数据输出值设置为0。
本实施例中通过对像素的二值化输出数据进行邻域滤波，能够进一步降噪，提高图像传感器所输出二值化数据的准确率。
在再一个实施例中，在执行步骤S106或者S107的同时，输出所述像素的原始图像数据。
具体的，可将像素的二值化数据添加至原始图像数据中高位输出。例如，每个像素获取10bit的原始图像数据，将该像素的二值化数据添加到第11bit，图像传感器最终输出的图像数据既包括像素的原始图像数据，又包括二值化数据，所保存的图像数据更加完整，利于后续其他硬件设备的使用，提高了图像传感器的应用范围。
上述实施例中图像传感器的二值化数据输出方法，针对每个像素计算相应像素二值化阈值，图像传感器输出的二值化数据准确率更高，扩大了图像传感器的应用范围。
另外，由于图像传感器在读取并缓存像素阵列的原始图像数据过程中，就开始对原始图像数据进行处理，图像传感器获取二值化数据所需的时间更短、效率更高。而且，图像传感器能够直接对其像素阵列获取的原始图像数据进行二值化处理，其发送给其他硬件设备的数据为二值化数据，二值化数据相对于获取的原始图像数据，所需的存储空间更小，图像传感器对其他硬件设备的存储空间要求较低。其他硬件设备无需对图像传感器所获取的原始图像数据进行存储，也无需对其进行二值化处理，对其他硬件设备的处理性能要求也较低。
上述本发明所提供的附图及实施例说明，并非限定本发明所提出的内容和范围。本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。基于本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，包括：
将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列；
对所述图像传感器获取的原始图像数据进行中值滤波，并确定所述像素阵列中各个像素的灰度值；
根据所述子像素阵列中各个像素的灰度值，计算所述子像素阵列的区域二值化阈值；
确定所述像素的参考子像素阵列，并根据参考子像素阵列的区域二值化阈值以及像素与参考子像素阵列的中心点的距离，计算所述像素的像素二值化阈值；
判断所述像素的灰度值是否大于或者等于所述像素的像素二值化阈值；
若是，则确定所述像素的二值化数据输出值为1并输出；否则，确定所述像素的二值化数据输出值为0并输出。
2.根据权利要求1的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，所述子像素阵列包括M行、N列像素；M为大于或者等于1的正整数；N为大于或者等于1的正整数。
3.根据权利要求2的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，对所述图像传感器获取的原始图像数据进行中值滤波，并确定所述像素阵列中各个像素的灰度值，包括：
对所述像素阵列进行逐行读取，并缓存所读取的原始图像数据；其中，每缓存M行像素的原始图像数据之后，对M行像素的原始图像数据进行中值滤波，确定M行像素中各个像素的灰度值。
4.根据权利要求3的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，以K1*K2区域为窗口对M行所述像素的原始图像数据进行中值滤波；其中，K1为大于或者等于1且小于或者等于M的正整数，K2为大于或者等于1且小于或者等于N的正整数。
5.根据权利要求2的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，在将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列时，若所述像素阵列剩余M1行像素，M1为大于或者等于1且小于M的正整数，则在所述像素阵列下方补位M-M1行像素；
在将图像传感器的像素阵列划分成多个子像素阵列时，若所述像素阵列剩余N1列像素，N1为大于或者等于1且小于N的正整数，则在所述像素阵列右侧补位N-N1列像素。
6.根据权利要求5的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，所述子像素阵列的区域二值化阈值为：T＝A+D*k；其中，A为所述子像素阵列的灰度值的均值；D为所述子像素阵列的灰度值的差值的均值；k为修正常数，0<k<0.5。
7.根据权利要求6的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，在根据所述子像素阵列中各个像素的灰度值，计算所述子像素阵列的区域二值化阈值时，包括：
判断所述子像素阵列的灰度值的差值的均值是否小于thr，thr为均值阈值，1<thr<10；
若是，判断所述子像素阵列是否包括像素阵列的起始行；
若包含，则所述子像素阵列的区域二值化阈值取其行方向上左侧的子像素阵列的区域二值化阈值；若不包含，则所述子像素阵列的区域二值化阈值取其上方的子像素阵列的区域二值化阈值。
8.根据权利要求6的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，所述像素的参考子像素阵列包括本位子像素阵列、横向参考子像素阵列和纵向参考子像素阵列；所述距离包括水平距离和垂直距离；
所述像素的像素二值化阈值为：Ti＝(Tx+Ty)/2；
其中，Tx为像素的横向像素二值化阈值，Tx＝(T0*xb+Tx0*xa)/(xa+xb)，T0为像素的本位子像素阵列的区域二值化阈值，Tx0为像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值，xa为像素与本位子像素阵列的中心点的水平距离，xb为像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离；
Ty为像素的纵向像素二值化阈值，Ty＝(T0*yb+Ty0*ya)/(ya+yb)，Ty0为像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值，ya为像素与本位子像素阵列的中心点的垂直距离，yb为像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离。
9.根据权利要求8的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列时，像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离补值为xb＝dx-xa，dx为子像素阵列在行方向上的长度；所述像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离补值为yb＝dy-ya，dy为子像素阵列在列方向上的长度；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和横向参考子像素阵列时，像素的纵向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与纵向参考子像素阵列的中心点的垂直距离补值为yb＝dy-ya；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和纵向参考子像素阵列时，像素的横向参考子像素阵列的区域二值化阈值补值为其像素最大灰度值的一半，像素与横向参考子像素阵列的中心点的水平距离补值为xb＝dx-xa。
10.根据权利要求8的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列时，所述像素的像素二值化阈值为其本位子像素阵列的区域二值化阈值；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和横向参考子像素阵列时，所述像素的像素二值化阈值为其横向像素二值化阈值；
在所述像素的参考子像素阵列仅包括本位子像素阵列和纵向参考子像素阵列时，所述像素的像素二值化阈值为其纵向像素二值化阈值。
11.根据权利要求1至10任一的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，在输出所述像素的二值化数据输出值之前，图像传感器的二值化数据输出方法包括：对所述像素的二值化数据输出值进行邻域滤波；
输出的像素的二值化数据输出值为邻域滤波之后的像素的二值化数据输出值。
12.根据权利要求1至10任一的图像传感器的二值化数据输出方法，其特征在于，在输出所述像素的二值化数据输出值的同时，输出所述像素的原始图像数据。
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