CN113625303A - 像素阵列的信号采集方法、飞行时间传感器、终端及介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例适用于信号采集技术领域，提供了一种像素阵列的信号采集方法、飞行时间传感器、终端及介质，该方法应用于飞行时间传感器，飞行时间传感器包括感光像素阵列，方法包括：分别控制感光像素阵列中的不同像素从调制波中采集相位差为T/2的第一相位信号值和第二相位信号值，T为调制波的周期；针对任一当前像素，确定当前像素的多个相邻像素；根据多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算当前像素的补充相位信号；根据补充相位信号和当前像素采集的原始相位信号，确定当前像素的目标相位信号。采用上述方法可减少感光像素阵列中的像素从调制波进行相位信号采集的次数。

Description

像素阵列的信号采集方法、飞行时间传感器、终端及介质

技术领域

本申请属于信号采集技术领域，尤其涉及一种像素阵列的信号采集方法、飞行时间传感器、终端及介质。

背景技术

飞行时间传感器是一种测距设备中的重要组成结构，其能够捕获自身与被测物体之间的距离信息，获得三维图像。飞行时间传感器通常采用飞行时间法计算与被测物体之间的距离信息。具体的，飞行时间传感器向被测物体发射光波后，测量光波发射至被测物体，以及形成反射光波再被飞行时间传感器接收的传播时间，从而计算与目标物体的距离信息。其中，光波从飞行时间传感器发射再被飞行时间传感器接收的传播时间具体可以为：飞行时间传感器先通过计算光波在发射时的相位，与光波被接收时的相位之间的相位差，而后，根据相位差再计算出光波的传播时间。

飞行时间传感器一般包括感光像素阵列模块，该模块中的每个像素需要采集光波的四个相位信号，才可推算出光波的传播时间。然而，通常每个像素每次只能从光波中采集一个或两个相位信号。若要采集到光波的四个相位信号，则每个像素至少需要进行两次相位信号采集。因此，飞行时间传感器需多次向被测物体发射光波，且需多次从光波中进行相位信号采集。然而，多次向被测物体发射光波将使得飞行时间传感器的功耗较高，且一个像素多次从光波中采集相位信号时，也容易使最终获得的被测物体的三维图像出现信息失真。

发明内容

本申请实施例提供了一种像素阵列的信号采集方法、装置、飞行时间传感器及介质，可以解决飞行时间传感器需多次向被测物体发射光波，且需多次从光波中进行相位信号采集的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种像素阵列的信号采集方法，应用于飞行时间传感器，飞行时间传感器包括感光像素阵列，该方法包括：

分别控制感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号；对于每一像素，采集的原始相位信号包括第一相位信号值和第二相位信号值；第一相位信号值和第二相位信号值对应调制波的相位差为T/2，其中，T为调制波的周期；

针对任一当前像素，确定当前像素的多个相邻像素；

根据多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算当前像素的补充相位信号；

根据补充相位信号和当前像素采集的原始相位信号，确定当前像素的目标相位信号。

在一实施例中，分别控制感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号，包括：

确定不同像素分别在感光像素阵列中的二维坐标位置；

将二维坐标位置中横坐标和纵坐标均为奇数或偶数的像素确定为第一像素；以及，将其余二维坐标位置对应的像素确定为第二像素；

控制第一像素采集第一类原始相位信号；以及，控制第二像素采集第二类原始相位信号；其中，第一类原始相位信号的第一相位信号值与第二类原始相位信号的第一相位信号值在调制波中的相位差为T/4；第一类原始相位信号的第二相位信号值与第二类原始相位信号的第二相位信号值在调制波中的相位差为T/4。

在一实施例中，针对任一当前像素，确定当前像素的多个相邻像素，包括：

基于不同像素的二维坐标位置，确定在感光像素阵列中分别处于当前像素左端、右端、上端以及下端的像素为当前像素的相邻像素。

在一实施例中，根据多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算当前像素的补充相位信号，包括：

基于多个相邻像素的第一相位信号值，计算补充第一相位信号值；以及，基于多个相邻像素的第二相位信号值，计算补充第二相位信号值；补充第一相位信号值和补充第二相位信号值共同构成当前像素的补充相位信号。

在一实施例中，基于多个相邻像素的第一相位信号值，计算补充第一相位信号值，以及，基于多个相邻像素的第二相位信号值，计算补充第二相位信号值，包括：

计算多个相邻像素的第一相位信号值的平均值，得到补充第一相位信号值；以及，计算多个相邻像素的第二相位信号值的平均值，得到补充第二相位信号值。

在一实施例中，相邻像素的数量具有四个，分别为当前像素的左端、右端、上端以及下端中的各一个；计算多个相邻像素的第一相位信号值的平均值，得到补充第一相位信号值；以及，计算多个相邻像素的第二相位信号值的平均值，得到补充第二相位信号值，包括：

计算四个相邻像素的第一相位信号值的平均值，作为补充第一相位信号值；以及，计算四个相邻像素的第二相位信号值的平均值，作为补充第二相位信号值。

在一实施例中，在根据补充相位信号和当前像素的原始相位信号，确定当前像素的目标相位信号之后，包括：

针对任一目标相位信号，基于第一相位信号值，第二相位信号值，补充第一相位信号值，以及补充第二相位信号值，计算调制波与其反射波的相位差；

根据相位差计算调制波发射至被测物体的传输时间。

在一实施例中，计算调制波与其反射波的相位差的公式如下；

其中，sig(A1)为第一相位信号值，sig(A2)为第二相位信号值，sig(B1)为补充第一相位信号值，sig(B2)为补充第二相位信号值。

第二方面，本申请实施例提供了一种飞行时间传感器，其中，上述方案中的任意一项像素阵列的信号采集方法可以基于本发明的所述飞行时间传感器实施，其中，所述飞行时间传感器包括：

控制模块，用于分别控制感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号；并用于针对任一当前像素，确定当前像素的多个相邻像素，对于每一像素，采集的原始相位信号包括第一相位信号值和第二相位信号值；第一相位信号值和第二相位信号值对应调制波的相位差为T/2，其中，T为调制波的周期；

计算模块，用于根据多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算当前像素的补充相位信号；并根据补充相位信号和当前像素的原始相位信号，确定当前像素的目标相位信号。

第三方面，本申请实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第一方面中任一项的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在飞行时间传感器上运行时，使得飞行时间传感器执行上述第一方面中任一项的方法。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过分别控制感光像素阵列中的每个像素从对应的调制波中采集一次相位差为T/2的第一相位信号值和第二相位信号值后，针对任一待计算相位信号值的当前像素，飞行时间传感器可根据当前像素的多个相邻像素的第一相位信号值计算一种相位信号值，以及根据多个相邻像素的第二相位信号值计算另一种相位信号值，以得到补充相位信号。之后，飞行时间传感器可将补充相位信号和当前像素的原始相位信号均确定为该像素中的相位信号，使当前像素包含所需的四个相位信号值。以此，可减少飞行时间传感器在采集信号时向被测物体发射调制波的次数，以及减少每个像素从调制波中采集相位信号值的次数，还可以基于单帧获取用于计算飞行时间的相位信号，不仅降低飞行时间传感器的功耗，还可避免最终获得的被测物体的三维图像出现信息失真。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种飞行时间传感器的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种像素阵列的信号采集方法的实现流程图；

图3是本申请一实施例提供的一种感光像素阵列的示意图；

图4是本申请另一实施例提供的一种感光像素阵列的示意图；

图5是本申请一实施例提供的一种包含目标相位信号的感光像素阵列的示意图；

图6是本申请一实施例提供的一种像素阵列的信号采集方法的S101的一种实现方式示意图；

图7是本申请又一实施例提供的一种感光像素阵列的示意图；

图8是本申请再一实施例提供的一种感光像素阵列的示意图；

图9是本申请另一实施例提供的一种像素阵列的信号采集方法的实现流程图；

图10是本申请一实施例提供的一种像素阵列的信号采集装置的结构示意图；

图11是本申请另一实施例提供的一种飞行时间传感器的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请实施例提供的一种像素阵列的信号采集方法应用于飞行时间传感器。具体的，请参照图1，飞行时间传感器可以包括光源发射器、控制器、感光像素阵列、像素信号处理器和信号处理系统。

上述光源发射器可以用于向被测物体发射特定频率和特定周期的调制波。其中，调制波包括但不限于正弦光波或脉冲方波，对此不作限定。上述频率和周期均可以由工作人员预先根据实际情况在控制器中进行设置。具体的，控制器用于控制光源发射器发射调制波时的频率以及周期，且还可以用于控制感光像素阵列中各个像素的工作状态，以使各个像素可在预设工作时间内从被测物体反射的调制波中采集相位信号值。

上述感光像素阵列可以包括多个像素，多个像素以每行和每列的排布方式形成阵列。通常的，每个像素需要多次从调制波中采集四个相位信号值。在本实施例中，每个像素只需从调制波中采集两个相位信号值即可。其中，相邻像素采集的两个相位信号值的相位不同。示例性的，一个像素可以从调制波中采集0°相位的相位信号值和180°相位的相位信号值，则与该像素在垂直方向和水平方向上相邻的像素均采集90°相位的相位信号值和270°相位的相位信号值。

具体的，控制器可以基于各个像素在感光像素阵列中的坐标位置，将各个像素分为两类像素进行控制。之后，基于每类像素的预设工作时间，分别控制相应的一类像素从调制波中采集相位信号值。

需要补充的是，上述像素在从调制波中采集相位信号值时，也可以采用相位区间的形式从调制波中采集相位信号值。示例性的，若调制波的周期为2π，像素在从调制波中采集0°相位的相位信号值时，可以从调制波中采集-45°至45°相位区间的相位信号值，即，将该区间的积分电荷信号作为该相位信号。之后，将该相位区间中的0°相位的相位信号值表示该整个相位区间的相位信号值参与后续计算。同样的，上述90°相位的相位信号值则可从45°至135°的相位区间中获取；上述180°相位的相位信号值则可从135°至225°的相位区间中获取；上述270°相位的相位信号值则可从225°值315°(即-45°)的相位区间中获取。

上述感光像素阵列中的像素具体从调制波中采集相位信号值的过程可以为：在调制波为光波时，像素可以在预设的工作时间采用光电转换元件对接收到的光信号进行信号转换处理，生成电荷信号。而后，将电荷信号传输至与像素相连接的电荷存储电容器进行处理，得到对应的数值，以得到调制波中对应的相位信号值。

上述像素信号处理器可以用于确定与像素相邻的多个相邻像素，并基于多个相邻像素中采集的两个相位信号值进行计算，对应得到两个新的相位信号值。之后，将该两个新的相位信号值和像素原始采集的两个相位信号值发送至信号处理系统，使信号处理系统可以计算调制波发射至被测物体的传输时间。

请参阅图2，图2示出了本申请实施例提供的一种像素阵列的信号采集方法的实现流程图，该方法包括如下步骤：

S101、飞行时间传感器分别控制感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号；对于每一像素，采集的原始相位信号包括第一相位信号值和第二相位信号值；第一相位信号值和第二相位信号值对应调制波的相位差为T/2，其中，T为调制波的周期。

在一实施例中，在对上述感光像素阵列进行说明时，已对像素如何从调制波中采集相位信号进行解释，对此不再进行说明。需要补充的是，针对任一像素，其从调制波采集的相位信号值即为原始相位信号。

需要补充的是，基于对上述感光像素阵列进行说明的内容，飞行时间传感器可以预先将多个像素分为第一像素和第二像素。之后，飞行时间传感器可以分别控制第一像素和第二像素进行工作，以从调制波中采集原始相位信号。

然而，需要特别说明的是第一像素从调制波中采集的原始相位信号，与第二像素从调制波中采集的原始相位信号并不相同。具体的，参照图3，若调制波的周期为2π，其第一像素可以只采集0°相位的相位信号值和180°相位的相位信号值作为原始相位信号，第二像素可以只采集90°相位的相位信号值和270°相位的相位信号值的原始相位信号。此时，飞行时间传感器可认为0°相位的相位信号值为第一像素中的第一相位信号值，180°相位的相位信号值为第一像素中的第二相位信号值。90°相位的相位信号值为第二像素中的第一相位信号值，270°相位的相位信号值为第二像素中的第二相位信号值。

基于此，可以理解的是，在S101步骤中，多个像素并不从调制波中采集相同相位的相位信号值。两个相邻像素采集的原始相位信号中，两个第一相位信号值的相位并不相同，两个第二相位信号值的相位也并不相同。其中，第一相位信号值和第二相位信号值中的“第一”、“第二”等仅用于区分一个像素采集的两个相位信号值而进行的描述。

在一具体实施例中，针对任一像素中的第一相位信号值和第二相位信号值，飞行时间传感器可将相位较小的相位信号值确定为第一相位信号值，以及将相位较大的相位信号值确定为第二相位信号值。示例性的，参照图3，针对任一像素点，飞行时间传感器可以将0°相位的相位信号值以及90°相位的相位信号值分别作为对应像素的第一相位信号值；将180°相位的相位信号值和270°相位的相位信号值作为对应像素的第二相位信号值，对此不作限定。

S102、针对任一当前像素，飞行时间传感器确定当前像素的多个相邻像素。

其中，所述当前像素可以理解为像素阵列中的任意一个像素，此处描述为当前像素仅为描述某一像素与相邻像素之分之用。在一实施例中，上述当前像素为多个像素中当前时刻下被飞行时间传感器处理的像素。上述相邻像素包括但不限于在感光像素阵列中分别处于当前像素左端、右端、上端以及下端的像素。也即对于相邻像素的数量而言，其在感光像素阵列中可能具有两个、三个、四个或多个相邻像素的情况，对此不作限定。

在一实施例中，上述当前像素的左端、右端、上端以及下端的像素，可以分别为一个，也可以分别为多个具体不作限定。

示例性的，参照图3，图3是本申请一实施例提供的一种感光像素阵列的示意图。具体的，该感光像素阵列包括多行和多列像素。其中，1、2、3、4、...、分别表示为对应的行或列。在感光像素阵列的实际场景中，包含1、2、3、4、...、等数字的行或列并不属于感光像素阵列上的结构。因此，基于图3，可以理解的是，若当前像素在感光像素阵列中的坐标位置为(3，3)，即可认为当前像素处于感光像素阵列中的第三行和第三列的位置。此时，若将当前像素的左端、右端、上端以及下端中的各一个像素确定为相邻像素，则该相邻像素具有四个。即图3中处于(2，3)、(3，2)、(3，4)和(4，3)坐标位置处的像素。若将当前像素的左端、右端、上端以及下端中的各N个像素确定为相邻像素，则通常对应的的相邻像素应当具有4N个，对此不作详细说明。

S103、飞行时间传感器根据多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算当前像素的补充相位信号。

在一实施例中，因每个像素实际需要从调制波中采集四个相位信号的相位信号值，才可推算出调制波的传播时间。然而，在上述S101步骤中每个像素只从调制波中采集两个相位信号值。基于此，可知若需推算出调制波的传播时间，通常需要像素再次进行相位信号采集。因此，为了减少像素的采集次数，以及飞行时间传感器向被测物体发射调制冲的次数。在本实施例中，飞行时间传感器可以基于多个相邻像素的第一相位信号值，计算补充第一相位信号值；以及，基于多个相邻像素的第二相位信号值，计算补充第二相位信号值；最后将补充第一相位信号值和补充第二相位信号值共同构成当前像素的补充相位信号，以使当前像素得到另外两个相位信号值。

其中，飞行时间传感器可以将每个相邻像素中第一相位信号值的平均值，作为补充相位信号中的补充第一相位信号值；以及，将每个相邻像素中第二相位信号值的平均值，作为补充相位信号中的补充第二相位信号值，以此，得到像素的补充相位信号。

具体的，若当前像素处于感光像素阵列中的(m，n)坐标位置，其当前像素中采集的相位信号值分别为Sig(A)(m，n)和Sig(B)(m，n)。其中sig(A)(m，n)可以表示处于(m，n)坐标位置的像素中采集的A°相位的相位信号值，sig(B)(m，n)可以表示处于(m，n)坐标位置的像素中采集的B°相位信号值。

示例性的，以相邻像素点的数量为四个为例，进行解释说明。其中，四个相邻像素点分别为当前像素的左端、右端、上端以及下端中的各一个。参照图4，以当前像素的二维坐标位置为图4中的(x，y坐标位置为例，其采集的第一相位信号值为Sig(0)(x，y)和Sig(180)(x，y)。当前像素(x，y)的相邻像素则分别为(x-1，y)，(x+1，y)，(x，y-1)和(x，y+1)坐标位置上的像素。基于此，当前像素(x，y)中补充第一相位信号值Sig(90)(x，y)的计算方式如下：

补充第二相位信号值Sig(270)(x，y)的计算方式如下：

即补充第一相位信号值可通过计算四个相邻像素的第一相位信号值的平均值得到；以及，补充第二相位信号值可通过计算四个相邻像素的第二相位信号值的平均值得到。

可以理解的是，基于与上述图4中(x，y)二维坐标位置处的当前像素的计算过程，针对图4中采集第一相位信号值为sig(90)和第二相位信号为sig(270)的任一像素，其计算补充第一相位信号值sig(0)和补充第二相位信号值sig(180)的计算过程，可以与上述计算过程类似，具体可参照上述Sig(90)(x，y)和Sig(270)(x，y)的计算方式。具体的，以(x，y+1)位置处的像素为例，其补充第一相位信号值Sig(0)(x，y+1)的计算方式如下：

其补充第二相位信号值Sig(180)(x，y+1)的计算方式如下：

S104、飞行时间传感器根据补充相位信号和当前像素采集的原始相位信号，确定当前像素的目标相位信号。

在一实施例中，上述S103已说明如何基于相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值计算补充相位信号，基于此，飞行时间传感器可将计算后的补充相位信号与原始相位信号均确定为该当前像素的目标相位信号。即此时当前像素中包含了调制波中的四个相位信号值。具体的可参照图5，图5是本申请一实施例提供的一种包含目标相位信号的感光像素阵列的示意图。即每个像素均包括四个相位信号值。基于本发明的技术方案，所述目标相位信号可以基于一帧获得。

在本实施例中，通过分别控制感光像素阵列中的每个像素从对应的调制波中采集一次相位差为T/2的第一相位信号值和第二相位信号值后，针对任一待计算相位信号值的当前像素，飞行时间传感器可根据当前像素的多个相邻像素的第一相位信号值计算一种相位信号值，以及根据多个相邻像素的第二相位信号值计算另一种相位信号值，以得到补充相位信号。之后，飞行时间传感器可将补充相位信号和当前像素的原始相位信号均确定为该像素中的相位信号，使当前像素包含所需的四个相位信号值。以此，可减少飞行时间传感器在采集信号时向被测物体发射调制波的次数，以及减少每个像素从调制波中采集相位信号值的次数。进而，不仅降低飞行时间传感器的功耗，还可避免最终获得的被测物体的三维图像出现信息失真。

在一实施例中，参照图6，在S101分别控制感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号中，具体可通过如下子步骤S1011-S1013实现，详述如下：

S1011、飞行时间传感器确定不同像素分别在感光像素阵列中的二维坐标位置。

在一实施例中，基于上述S103和S104中的描述，飞行时间传感器可以基于二维坐标系确定感光像素阵列中各个像素的二维坐标位置。参照图4，其行表示为二维坐标系中的x轴，其列表示为二维坐标系中的y轴。其中，上述各个像素在感光像素阵列中的二维坐标位置可以如图4所示。

S1012、飞行时间传感器将二维坐标位置中横坐标和纵坐标均为奇数或偶数的像素确定为第一像素；以及，将其余二维坐标位置对应的像素确定为第二像素。

S1013、飞行时间传感器控制第一像素采集第一类原始相位信号；以及，控制第二像素采集第二类原始相位信号；其中，第一类原始相位信号的第一相位信号值与第二类原始相位信号的第一相位信号值在调制波中的相位差为T/4；第一类原始相位信号的第二相位信号值与第二类原始相位信号的第二相位信号值在调制波中的相位差为T/4。

在一实施例中，在确定每个像素的二维坐标位置后，因当前像素需基于相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算补充相位信号。因此，为避免基于计算出的补充第一相位信号值与当前像素中的第一相位信号值的相位一致，可以预先设定相邻像素采集不同相位的第一相位信号值和第二相位信号值。

具体的，飞行时间传感器可以将二维坐标位置中横坐标和纵坐标均为奇数或偶数的像素确定为第一像素，并将其余二维坐标位置对应的像素确定为第二像素。

示例性的，参照图3和图4，若任一像素的二维坐标位置中的x，y均为奇数或偶数，则该像素即为第一像素。此时，感光像素阵列中的其余像素(二维坐标位置的x和y中，一个为奇数，一个为偶数的像素)则均为第二像素。

之后，飞行时间传感器可以控制该第一像素采集第一类原始相位信号(如采集0°相位的相位信号值和180°相位的相位信号值)；以及，控制感光像素阵列中的其余像素(第二像素)采集第二类原始相位信号(如采集90°相位的相位信号值和270°相位的相位信号值)。在另外的示例中，也可以是飞行时间传感器控制该第一像素采集第一类原始相位信号(如采集90°相位的相位信号值和270°相位的相位信号值)；以及，控制感光像素阵列中的其余像素(第二像素)采集第二类原始相位信号(如采集0°相位的相位信号值和180°相位的相位信号值)。

在一具体实施例中，为了使飞行时间传感器能够准确度基于目标相位信号计算出调制波的传播时间，在本实施例中，可以设置第一类原始相位信号的第一相位信号值与第二类原始相位信号的第一相位信号值在调制波中的相位差为T/4；以及设置第一类原始相位信号的第二相位信号值与第二类原始相位信号的第二相位信号值在调制波中的相位差也同样为T/4。

具体的，以调制波的周期为2π为例，参照图3，以二维坐标位置(x，y)处的像素为当前像素，其采集0°相位的相位信号值(第一相位信号值)和180°相位的相位信号值(第二相位信号值)，且与当前像素相邻的任一相邻像素则均是采集90°相位的相位信号值(第一相位信号值)和270°相位的相位信号值(第二相位信号值)。此时，基于上述S104的描述内容中的公式，可知在计算当前像素的补充相位信号时，即可对应得到Sig(90)(x，y)以及Sig(270)(x，y)。

基于此，参照图5，各个像素中包含的目标相位信号均对应由0°相位的相位信号值、90°相位的相位信号值、180°相位的相位信号值以及270°相位的相位信号值。另外，因调制波的周期为2π，可认为0°相位的相位信号值也为360°相位的相位信号值。因此，可以认为每个像素此时包含的四个相位信号值在一个周期的调制波内是依次属于等相位间隔的相位信号值。进而，飞行时间传感器可以基于该四个等相位间隔的相位信号值，精确的计算出调制波发射至被测物体的传输时间。

在另一实施例中，与图3和图4不同的是，对于第一像素，飞行时间传感器还可以控制该第一像素采集第二类原始相位信号(即采集90°相位的相位信号值和270°相位的相位信号值)；以及，控制感光像素阵列中的其余像素(第二像素)采集第一类原始相位信号(即采集0°相位的相位信号值和180°相位的相位信号值)。

具体的，可参照图7和图8，其中，若x，y均为奇数或偶数，此时，其对应的第一像素采集的第一相位信号值为sig(90)和第二相位信号值为sig(270)。此时，计算图8中(x，y)位置处的第一像素的补充相位信号的计算公式，可以与上述S104中描述的计算图4中(x，y)位置处的补充相位信号值的计算方式类似。以及，计算图8中任一第二像素中的补充相位信号的计算方式，也与上述S104中描述的计算图4中(x，y+1)位置处的补充相位信号值的计算方式类似，对此不做详细说明。

在一实施例中，参照图9，飞行时间传感器还包括光源发射器，光源发射器用于以预设频率发射调制波至被测物体；在S104根据补充相位信号和当前像素的原始相位信号，确定当前像素的目标相位信号之后，还可以包括如下步骤S141-S142，详述如下：

S141、针对任一目标相位信号，飞行时间传感器基于第一相位信号值，第二相位信号值，补充第一相位信号值，以及补充第二相位信号值，计算调制波与其反射波的相位差。

在一实施例中，光源发射器已在上述进行说明，对此不再进行说明。需要说明的是，参照图1，在飞行时间传感器中的信号处理器基于感光像素阵列中各个像素的第一相位信号值和第二相位信号值，确定出每个像素的目标相位信号后，可以将该目标相位信号发送至信号处理系统中进行处理，以计算调制波与其反射波的相位差。

具体的，信号处理系统可采用如下公式计算调制波与其反射波的相位差：

其中，sig(A1)为第一相位信号值，sig(A2)为第二相位信号值，sig(B1)为补充第一相位信号值，sig(B2)为补充第二相位信号值。

S142、飞行时间传感器根据相位差计算调制波发射至被测物体的传输时间。

在一实施例中，在计算出相位差后，飞行时间传感器则可以根据相位差计算调制波发射至被测物体的传输时间，具体的，其传播时间可通过如下公式进行计算：

由此可见，在本实施例中，像素可以只从调制波中进行一帧相位信号值采集，即可通过上述S102-S104步骤，使得像素可以包含调制光波中四个相位的相位信号值，以使飞行时间传感器直接计算出调制波的传播时间。

请参阅图10，图10是本申请实施例提供的一种飞行时间传感器的结构框图。本实施例中像素阵列的信号采集装置包括的各模块用于执行图2、图6和图9对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图2、图6和图9以及图2、图6和图9所对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参见图10，飞行时间传感器1000包括感光像素阵列，还可以包括：控制模块1010、以及计算模块1020，其中：

控制模块1010，用于针对任一当前像素，确定当前像素的多个相邻像素，还可用于分别控制感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号；对于每一像素，采集的原始相位信号包括第一相位信号值和第二相位信号值；第一相位信号值和第二相位信号值对应调制波的相位差为T/2，其中，T为调制波的周期；

计算模块1020，用于根据多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算当前像素的补充相位信号；还可用于根据补充相位信号和当前像素的原始相位信号，确定当前像素的目标相位信号。例如，可以是计算模块得到目标信号后，将目标信号传输给现有的ISP处理模块，进行常规的图像信号处理。

在一实施例中，控制模块1010还用于：

确定不同像素分别在感光像素阵列中的二维坐标位置；将二维坐标位置中横坐标和纵坐标均为奇数或偶数的像素确定为第一像素；以及，将其余二维坐标位置对应的像素确定为第二像素；控制第一像素采集第一类原始相位信号；以及，控制第二像素采集第二类原始相位信号；其中，第一类原始相位信号的第一相位信号值与第二类原始相位信号的第一相位信号值在调制波中的相位差为T/4；第一类原始相位信号的第二相位信号值与第二类原始相位信号的第二相位信号值在调制波中的相位差为T/4。

在一实施例中，控制模块1010还用于:

基于不同像素的二维坐标位置，确定在感光像素阵列中分别处于当前像素左端、右端、上端以及下端的像素为当前像素的相邻像素。

在一实施例中，计算模块1020还用于：

基于多个相邻像素的第一相位信号值，计算补充第一相位信号值；以及，基于多个相邻像素的第二相位信号值，计算补充第二相位信号值；补充第一相位信号值和补充第二相位信号值共同构成当前像素的补充相位信号。

在一实施例中，计算模块1020还用于：

计算多个相邻像素的第一相位信号值的平均值，得到补充第一相位信号值；以及，计算多个相邻像素的第二相位信号值的平均值，得到补充第二相位信号值。

在一实施例中，相邻像素的数量具有四个，分别为当前像素的左端、右端、上端以及下端中的各一个；计算模块1020还用于：

计算四个相邻像素的第一相位信号值的平均值，作为补充第一相位信号值；以及，计算四个相邻像素的第二相位信号值的平均值，作为补充第二相位信号值。

在一实施例中，飞行时间传感器还包括光源发射器，光源发射器用于以预设频率发射调制波至被测物体；飞行时间传感器1000还包括：

相位差计算模块，用于针对任一目标相位信号，基于第一相位信号值，第二相位信号值，补充第一相位信号值，以及补充第二相位信号值，计算调制波与其反射波的相位差。

传输时间计算模块，用于根据相位差计算调制波发射至被测物体的传输时间。

在一实施例中，相位差计算模块通过如下公式计算相位差：

其中，

为相位差，sig(A1)为第一相位信号值，sig(A2)为第二相位信号值，sig(B1)为补充第一相位信号值，sig(B2)为补充第二相位信号值。

应当理解的是，图10示出的像素阵列的信号采集装置的结构框图中，各模块可以用于执行图2、图6和/或图9对应的实施例中的各步骤，而对于图2、图6和/或图9对应的实施例中的各步骤已在上述实施例中进行详细解释，具体请参阅图2、图6和/或图9以及图2、图6和/或图9所对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。

图11是本申请一实施例提供的一种终端的结构框图。如图11所示，该实施例的终端1100包括：处理器1110、存储器1120以及存储在存储器1120中并可在处理器1110运行的计算机程序1130，例如像素阵列的信号采集方法的程序。处理器1110执行计算机程序1130时实现上述各个像素阵列的信号采集方法各实施例中的步骤，例如图1所示的S101至S104。或者，处理器1110执行计算机程序1130时实现上述图10对应的实施例中各模块的功能，例如，图10所示的模块1010至1040的功能，具体请参阅图10对应的实施例中的相关描述。

示例性的，计算机程序1130可以被分割成一个或多个模块，一个或多个模块被存储在存储器1120中，并由处理器1110执行，以实现本申请实施例提供的像素阵列的信号采集方法。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序1130在终端1100中的执行过程。例如，计算机程序1130可以实现本申请实施例提供的像素阵列的信号采集方法。

终端1100可包括，但不仅限于，处理器1110、存储器1120。本领域技术人员可以理解，图11可以仅仅是飞行时间传感器的示例，并不构成对飞行时间传感器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如飞行时间传感器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器1110可以是中央处理单元，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器1120可以是飞行时间传感器1100的内部存储单元，例如飞行时间传感器1100的硬盘或内存。存储器1120也可以是飞行时间传感器1100的外部存储设备，例如飞行时间传感器1100上配备的插接式硬盘，智能存储卡，闪存卡等。进一步地，存储器1120还可以既包括飞行时间传感器1100的内部存储单元也包括外部存储设备。

本申请实施例提供了一种飞行时间传感器，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述各个实施例中的像素阵列的信号采集方法。

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述各个实施例中的像素阵列的信号采集方法。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在飞行时间传感器上运行时，使得飞行时间传感器执行上述各个实施例中的像素阵列的信号采集方法。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种像素阵列的信号采集方法，其特征在于，应用于飞行时间传感器，所述飞行时间传感器包括感光像素阵列，所述方法包括：

分别控制所述感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号；对于每一所述像素，采集的所述原始相位信号包括第一相位信号值和第二相位信号值；所述第一相位信号值和所述第二相位信号值对应所述调制波的相位差为T/2，其中，T为所述调制波的周期；

针对任一当前像素，确定所述当前像素的多个相邻像素；

根据所述多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算所述当前像素的补充相位信号；

根据所述补充相位信号和所述当前像素采集的所述原始相位信号，确定所述当前像素的目标相位信号。

2.根据权利要求1所述的像素阵列的信号采集方法，其特征在于，分别控制所述感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号，包括：

确定所述不同像素在所述感光像素阵列中的二维坐标位置；

将所述二维坐标位置中横坐标和纵坐标均为奇数或偶数的像素确定为第一像素；以及，将其余所述二维坐标位置对应的像素确定为第二像素；

控制所述第一像素采集第一类原始相位信号；以及，控制所述第二像素采集第二类原始相位信号；

其中，所述第一类原始相位信号的第一相位信号值与所述第二类原始相位信号的第一相位信号值在所述调制波中的相位差为T/4；所述第一类原始相位信号的第二相位信号值与所述第二类原始相位信号的第二相位信号值在所述调制波中的相位差为T/4。

3.根据权利要求1所述的像素阵列的信号采集方法，其特征在于，所述针对任一当前像素，确定所述当前像素的多个相邻像素，包括：

基于所述不同像素的二维坐标位置，确定在所述感光像素阵列中分别处于所述当前像素左端、右端、上端以及下端的像素为所述当前像素的相邻像素。

4.根据权利要求1-3任一所述的像素阵列的信号采集方法，其特征在于，根据所述多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算所述当前像素的补充相位信号，包括：

基于所述多个相邻像素的第一相位信号值，计算补充第一相位信号值；以及，基于多个相邻像素的第二相位信号值，计算补充第二相位信号值；所述补充第一相位信号值和所述补充第二相位信号值共同构成所述当前像素的所述补充相位信号。

5.根据权利要求4所述的像素阵列的信号采集方法，其特征在于，基于所述多个相邻像素的第一相位信号值，计算补充第一相位信号值，以及，基于多个相邻像素的第二相位信号值，计算补充第二相位信号值，包括：

计算所述多个相邻像素的第一相位信号值的平均值，得到所述补充第一相位信号值；以及，计算所述多个相邻像素的第二相位信号值的平均值，得到所述补充第二相位信号值。

6.根据权利要求5所述的像素阵列的信号采集方法，其特征在于，所述相邻像素的数量具有四个，分别为所述当前像素的左端、右端、上端以及下端中的各一个；得到所述补充第一相位信号值以及所述补充第二相位信号值，包括：

计算四个所述相邻像素的第一相位信号值的平均值，作为补充第一相位信号值；以及，计算四个所述相邻像素的第二相位信号值的平均值，作为补充第二相位信号值。

7.根据权利要求4所述的像素阵列的信号采集方法，其特征在于，所述飞行时间传感器还包括光源发射器，所述光源发射器用于以预设频率发射所述调制波至被测物体；

在根据所述补充相位信号和所述当前像素的所述原始相位信号，确定所述当前像素的目标相位信号之后，包括：

针对任一目标相位信号，基于所述第一相位信号值，所述第二相位信号值，所述补充第一相位信号值，以及所述补充第二相位信号值，计算所述调制波与其反射波的相位差；

根据所述相位差计算所述调制波发射至所述被测物体的传输时间。

8.根据权利要求7所述的像素阵列的信号采集方法，其特征在于，所述计算所述调制波与其反射波的相位差的公式如下；

其中，sig(A1)为所述第一相位信号值，sig(A2)为所述第二相位信号值，sig(B1)为所述补充第一相位信号值，sig(B2)为所述补充第二相位信号值。

9.一种飞行时间传感器，其特征在于，所述飞行时间传感器包括：

控制模块，用于分别控制感光像素阵列中的不同像素采集对应调制波的原始相位信号；并用于针对任一当前像素，确定所述当前像素的多个相邻像素，对于每一所述像素，采集的所述原始相位信号包括第一相位信号值和第二相位信号值；所述第一相位信号值和所述第二相位信号值对应所述调制波的相位差为T/2，其中，T为所述调制波的周期；

计算模块，用于根据所述多个相邻像素的第一相位信号值和第二相位信号值，计算所述当前像素的补充相位信号；并根据所述补充相位信号和所述当前像素的所述原始相位信号，确定所述当前像素的目标相位信号。

10.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

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