圖像採集控制方法和裝置、圖像採集設備與流程

2023-10-11 02:57:49 2

本申請涉及終端技術領域，特別是涉及一種圖像採集控制方法和裝置、圖像採集設備。

背景技術：

如數位相機等圖像採集設備所採集到的圖像的解析度，受限於感光晶片中單個物理像素的尺寸以及光學成像系統的光學解析度。對於感光晶片而言，目前的設計主流是小型化和高像素化；對於光學成像系統而言，物點經光學系統成像時，由於像差，其成像光束通常在像平面上形成一個擴散的圓形投影，稱為彌散圓(Circle of Confusion)，彌散圓的大小與鏡頭孔徑(如光圈大小)、光源偏離程度(如物距)、對焦狀態(如合焦、失焦等狀態)等因素有關，一定程度上可用彌散圓的大小衡量光學解析度。隨著感光晶片中單個物理像素的尺寸越來越小，光學成像系統的光學解析度的限制在某些場景下可能影響圖像成像效果的進一步提升。

技術實現要素：

在下文中給出了關於本申請的簡要概述，以便提供關於本申請的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述並不是關於本申請的窮舉性概述。它並不是意圖確定本申請的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本申請的範圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍後論述的更詳細描述的前序。

本申請實施例提供一種圖像採集控制方法和裝置、圖像採集設備。

第一方面，本申請實施例提供了一種圖像採集控制方法，包括：

根據數字圖像傳感器的至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元；

控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄；

根據異步級聯的各計數器的記錄結果確定相應像素組合的總採集信息。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制方法，可選地，所述控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄，包括：累加所述像素組合中的各像素單元各自的採集信息；將累加後的採集信息轉換成數位訊號；將轉換後的數位訊號通過所述像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制方法，可選地，所述異步級聯的方式包括：所述像素組合中至少一像素單元的計數器的溢出信號觸發其他至少一像素單元的計數器進行計數。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制方法，可選地，控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄之前，所述方法還包括：確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制方法，可選地，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，包括：獲取所述至少局部成像區域採集到的圖像中彌散圓的大小；響應於所述彌散圓的大小和所述像素單元的大小的比值超過一容許範圍，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制方法，可選地，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，包括：響應於所述至少局部成像區域對應目標對象失焦部分圖像的採集，確定所述至少 局部成像區域處於像素組合採集模式。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制方法，可選地，所述方法還包括：確定所述至少局部成像區域處於像素正常採集模式；控制所述數字圖像傳感器將各像素單元分別採集到的光信號所對應的感應信號，通過各像素單元分別記錄；根據各像素單元的記錄分別確定各像素單元的採集信息。

第二方面，本申請實施例還提供了一種圖像採集控制裝置，包括：

一像素組合確定模塊，用於根據數字圖像傳感器的至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元；

一第一記錄控制模塊，用於控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄；

一第一採集信息確定模塊，用於根據異步級聯的各計數器的記錄結果確定相應像素組合的總採集信息。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述第一記錄控制模塊包括：一採集信息累加子模塊，用於累加所述像素組合中的各像素單元各自的採集信息；一模數轉換子模塊，用於將累加後的採集信息轉換成數位訊號；一計數控制子模塊，用於將轉換後的數位訊號通過所述像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述像素組合中至少一像素單元的計數器的溢出信號觸發其他至少一像素單元的計數器進行計數。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述裝置還包括：一像素組合採集模式確定模塊，用於確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，並根據確定結果使能所述像素組 合確定模塊和/或所述第一記錄控制模塊。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述像素組合採集模式確定模塊包括：一彌散圓信息獲取子模塊，用於獲取所述至少局部成像區域採集到的圖像中彌散圓的大小；一第一像素組合採集模式確定子模塊，用於響應於所述彌散圓的大小和所述像素單元的大小的比值超過一容許範圍，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，並根據確定結果使能所述像素組合確定模塊和/或所述第一記錄控制模塊。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述像素組合採集模式確定模塊包括：一第二像素組合採集模式確定子模塊，用於響應於所述至少局部成像區域對應目標對象失焦部分圖像的採集，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，並根據確定結果使能所述像素組合確定模塊和/或所述第一記錄控制模塊。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述裝置還包括：一像素正常採集模式確定模塊，用於確定所述至少局部成像區域處於像素正常採集模式；一第二記錄控制子模塊，用於控制所述數字圖像傳感器將各像素單元分別採集到的光信號所對應的感應信號，通過各像素單元分別記錄；一第二採集信息確定子模塊，用於根據各像素單元的記錄分別確定各像素單元的採集信息。

第三方面，本申請實施例還提供了一種圖像採集設備，包括：

一數字圖像傳感器、一處理器、一通信接口、一存儲器以及一通信總線；所述處理器、所述通信接口、所述存儲器以及所述數字圖像傳感器通過所述通信總線完成相互間的通信；

所述存儲器用於存放至少一指令；所述指令使所述處理器執行以下操作：

根據數字圖像傳感器的至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元；

控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄；

根據異步級聯的各計數器的記錄結果確定相應像素組合的總採集信息。

本申請實施例提供的技術方案中，數字圖像傳感器的所述至少成像區域是以像素組合為粒度進行圖像採集，對每個像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。由於每個像素組合中各像素單元的計數器進行異步級聯，某一像素單元的計數器的某一輸出位觸發其他至少一像素單元的計數器的計數，這使得不同計數器的單位計數所代表的採集信息量不盡相同，異步級聯後的各計數器允許計數的總容量有所提升，因此，本申請實施例提供的技術方案可充分利用該像素組合中各像素單元的感光面積，提高該像素組合允許採集的動態範圍。

通過以下結合附圖對本申請的可選實施例的詳細說明，本申請的這些以及其它的優點將更加明顯。

附圖說明

本申請可以通過參考下文中結合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中並且形成本說明書的一部分，而且用來進一步舉例說明本申請的可選實施例和解釋本申請的原理和優點。在附圖中：

圖1為本申請實施例提供的一種圖像採集控制方法的流程圖；

圖2a為本申請實施例提供的一種可選的像素單元的結構示意圖；

圖2b為本申請實施例提供的另一種可選的像素單元的結構示意圖；

圖3為本申請實施例提供的一種可選的像素組合中各像素單元 的計數器異步級聯的電路邏輯結構圖；

圖4為本申請實施例提供的一種可選的應用場景示例；

圖5為本申請實施例提供的另一種可選的應用場景示例；

圖6為本申請實施例提供的一種圖像採集控制裝置的邏輯框圖；

圖7為本申請實施例提供的另一種圖像採集控制裝置的邏輯框圖；

圖8為本申請實施例提供的圖像採集設備的邏輯框圖。

本領域技術人員應當理解，附圖中的元件僅僅是為了簡單和清楚起見而示出的，而且不一定是按比例繪製的。例如，附圖中某些元件的尺寸可能相對於其他元件放大了，以便有助於提高對本申請實施例的理解。

具體實施方式

在下文中將結合附圖對本申請的示範性實施例進行詳細描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中並未描述實際實施方式的所有特徵。然而，應該了解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定於實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，並且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發工作有可能是非常複雜和費時的，但對得益於本公開內容的本領域技術人員來說，這種開發工作僅僅是例行的任務。

在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本申請，在附圖和說明中僅僅描述了與根據本申請的方案密切相關的裝置結構和/或處理步驟，而省略了對與本申請關係不大的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。

下面結合附圖(若干附圖中相同的標號表示相同的元素)和實施例，對本申請的具體實施方式作進一步詳細說明。以下實施例用於說明本申請，但不用來限制本申請的範圍。

本領域技術人員可以理解，本申請中的「第一」、「第二」等術語僅用於區別不同步驟、設備或模塊等，既不代表任何特定技術含義，也不表示它們之間的必然邏輯順序。

圖1為本申請實施例提供的一種圖像採集控制方法的流程圖。本申請實施例提供的圖像採集控制方法的執行主體可為某一圖像採集控制裝置，所述圖像採集控制裝置通過執行所述圖像採集控制方法進行圖像採集控制。所述圖像採集控制裝置的設備表現形式不受限制。例如，所述圖像採集控制裝置可為某一獨立的部件(所述獨立的部件可為但不限於一數據處理模組或控制電路)，該部件通過控制數字圖像傳感器中的像素單元進行圖像採集。或者，又例如，所述圖像採集控制裝置可作為某一模組或控制電路集成在包括所述數字圖像傳感器的圖像採集設備的一部分，以實現對所述數字圖像傳感器的圖像採集控制，等等。所述圖像採集控制裝置通過向數字圖像傳感器輸出控制信號等方式，對數字圖像傳感器進行如信號轉移、和/或信號輸出等控制。具體如圖1所示，本申請實施例提供的圖像採集控制方法包括：

S101：根據數字圖像傳感器的至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元。

S102：控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。

S103：根據異步級聯的各計數器的記錄結果確定相應像素組合的總採集信息。

數字圖像傳感器包括像素單元陣列，所述像素單元陣列包括陣列分布的多個像素單元。區別於在模擬域實現信號傳輸的傳統的圖像傳感器，數字圖像傳感器中光電信號的多路傳輸在數字域實現，有利於實現信號的無損傳輸，提高數字圖像傳感器的通道隔離度及抗幹擾能力等，因此，近年來，對所述數字圖像傳感器及其應用的研究引起業 內人士的廣泛關注。

具有模擬數字(Analog to Digital，簡稱AD)轉換功能的器件是數字圖像傳感器的重要組成部分，其用於將數字圖像傳感器中像素單元所採集到的光信號轉換成電信號後進行傳輸。一種可選的數字圖像傳感器為像素級數字圖像傳感器，即每個像素單元具有模擬數字(Analog to Digital，簡稱AD)轉換計數功能，這樣，每個像素單元採集到的信號即可在數字域實現傳輸，例如，每個像素單元的可選結構如圖2a所示，包括：光電檢測器23、控制器24、計數器25和寄存器26；光電檢測器23包括：用於採集光信號並轉換成模擬電信號的光電二極體(Photo-Diode)21、以及對光電二極體的模擬電信號進行放大的放大器22；控制器24包括積分電路241和比較器242，通過積分電路241、比較器242、計數器25和寄存器26配合，將模擬信號轉換成數位訊號並進行傳輸。一個可選的AD轉換計數過程例如：當包括數字圖像傳感器的圖像採集設備曝光完成後，光電二極體21將採集到的光信號轉換成電信號、電信號經放大器22放大後輸入比較器242的輸入端「-」，積分電路的輸出端與比較器242的輸入端「+」連接，控制器24中積分電路241的電容開始充電，控制器25控制計數器25復位，計數器25開始對某計數脈衝源(如所述計數脈衝源可為但不限於時鐘脈衝或者與光電檢測器的採集信息對應的脈衝等)的脈衝沿進行計數；當比較器242的輸入端「+」的電壓高於其輸入端「-」的電壓時，比較器242的輸出端信號觸發控制器25中積分電路241的電容放電，控制器25控制寄存器26讀出計數器25的計數值並控制計數器25復位。

又例如，每個像素單元的可選結構如圖2b所示，包括：光電檢測器23、控制器24和計數器25；光電檢測器23包括：用於採集光信號並轉換成模擬電信號的光電二極體21、以及對光電二極體的模擬電信號進行放大的放大器22；控制器24包括用於將放大器22輸 出的模擬信息調製成相應的脈衝信號的脈衝頻率調製器243和邏輯控制單元244，邏輯控制單元244控制脈衝頻率調製器243動作以及控制計數器25對脈衝頻率調製器243輸出的脈衝的脈衝沿進行計數、復位、計數方式設置、數據讀出等操作。

可以理解，以上像素單元的結構僅為可選性示例，不應理解為對本申請實施例技術實質的限制。

本申請實施例可將所述數字圖像傳感器的整體成像區域中的至少部分像素單元確定為多個像素組合，或者，本申請實施例可將所述數字圖像傳感器的局部成像區域中的至少部分像素單元確定為多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元，在實際應用中，可以位置相鄰或相近等原則確定二個或二個以上的像素單元為一個像素組合。

傳統的數字圖像傳感器中，各像素單元採集到的光電信號通過各像素單元自身記錄。區別於傳統的數字圖像傳感器，本申請實施例提供的技術方案中，數字圖像傳感器的所述至少成像區域是以像素組合為粒度進行圖像採集，對每個像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。由於每個像素組合中各像素單元的計數器進行異步級聯，某一像素單元的計數器的某一輸出位觸發其他至少一像素單元的計數器的計數，這使得不同計數器的單位計數所代表的採集信息量不盡相同，異步級聯後的各計數器允許計數的總容量有所提升，因此，相對於各像素單元單獨記錄各自採集信息的傳統技術來說，本申請實施例提供的技術方案可充分利用該像素組合中各像素單元的感光面積，提高該像素組合允許採集的動態範圍。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制方法，可選地，所述控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄，包括：累加所述像素組 合中的各像素單元各自的採集信息；將累加後的採集信息轉換成數位訊號；將轉換後的數位訊號通過所述像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。允許感知的最小亮度和採集面積的大小有關，某些情形下，採集面積大，其允許感知的最小亮度較小，反之，採集面積小，其允許感知的最小亮度較大，也就是說，相同條件下，提高採集面積有利於提高該採集面積的最小亮度感知靈敏度。該方案中數字圖像傳感器的所述至少成像區域在模擬域是以像素組合為粒度進行圖像採集，之後將總採集信息在數字域進行整體記錄和傳輸，該方案在模擬域中單個像素組合的採集面積相對單個像素單元的採集面積大，相當於提高了單位粒度(像素組合)所對應的採集面積的最小亮度感知靈敏度，有利於降低單位粒度允許採集的動態範圍的下限，進而增加其允許採集的動態範圍。

在進行圖像採集的實際應用過程中，不同像素組合中各像素單元的計數器的異步級聯的方式可以相同，也可以不同。此外，任一像素組合中各像素單元的計數器的異步級聯的方式可根據實際需要確定，實現方式非常靈活，本申請實施例對此並不限制。可選地，可將多個像素單元的計數器異步級聯起來並對至少一個像素單元的計數方式進行適當調整，以獲得更大的動態範圍，例如，可將像素組合中的某個像素單元對該像素組合的總採集信息轉換後的數位訊號進行記錄、並通過該像素單元的計數器的溢出信號觸發該像素組合中其他另一像素單元，如果該像素組合包括三個或三個以上的像素單元，還可進一步通過該像素單元的溢出信號觸發該像素組合中其他另一像素單元，如此類推，以增加像素組合允許採集的動態範圍。

一種可選的數字圖像傳感器中，每個像素單元包括計數器、與計數器的計數部連接的光電檢測器、以及與計數器的控制部連接的控制器。可根據該數字圖像傳感器的至少局部區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元，不妨以每 個像素單元包括二個像素單元為例，將該像素組合中的二個像素單元的計數器進行異步級聯，其中，某一像素單元(如像素單元A)的計數器和控制器還分別和該像素組合中的各像素單元(如像素單元B等)的計數器連接，這樣，通過像素單元A的控制器對像素單元A的計數器以及像素單元B的計數器分別進行計數、復位等控制，相當於通過計數器的異步級聯擴容來提高像素組合允許採集的動態範圍。

可選地，所述像素單元A的計數器的溢出部與所述像素單元B的計數器的計數部連接，且所述像素單元B的計數器的控制部與所述像素單元A的控制器連接。具體的，可通過像素單元A的控制器向像素單元B的計數器的控制部發控制信號，以控制像素單元B的計數器進行復位、計數方式控制等操作，其中，像素單元A的計數方式可採用傳統的方式計數(如通過已知脈衝的脈衝沿觸發進行計數，或通過像素單元自身的採集信息和參考信號的比較結果所對應的脈衝的脈衝沿觸發進行計數，等等)，而像素單元B的計數器的計數方式與傳統計數方式不同，它是根據像素單元A的計數器的溢出部的溢出信號進行計數，例如，像素單元A的計數器的溢出部發生信號狀態變化時觸發像素單元B的計數器計數，而像素單元A的計數器溢出後即復位並重新開始計數，直至像素單元A的計數器再次溢出，該溢出信號觸發像素單元B的計數器計數；如此反覆直至計數完成。為了便於像素單元A的計數器的溢出信號準確觸發像素單元B的計數器的計數操作。除了通過某計數器的溢出部級聯其他計數器之外，還可通過該計數器的其他部級聯，如對於N位計數器而言，可將該計數器第N位(相當於溢出位)、第N-1位、第N-2位......級聯其他計數器，具體實現方式非常靈活，本申請實施例在此不再贅述。而通過溢出部進行不同計數器之間的級聯，則可獲得更大的擴容，且控制較為簡單方便。進一步可選地，像素單元A的計數器的溢出部可至少經一取反器與像素單元B的計數器的計數部連接，該方案通過取反 器可靈敏感知像素單元A的計數器的溢出信號的狀態變化，以準確觸發像素單元B的計數器開始計數。

計數完成之後，可根據像素組合內的各像素單元的計數器的記錄結果確定該像素組合的採集信息，其中，由於計數器觸發方式的差異，該像素組合中不同像素單元的計數器的單位計數值所表示的含義不盡相同，例如，像素單元B的計數器的單位計數值表示像素單元A的計數器的一次溢出(相當於最大計數值)，在像素組合包括二個像素單元的情形下，可通過下式確定聯合記錄的計數值：

M＝Mn·Nmax+Mn+1..............................................................(1)

其中，M表示像素組合整體的計數值，Mn表示像素單元B的計數器讀出的計數值，Nmax表示像素單元A的計數器的最大計數值，Mn+1表示像素單元A的計數器讀出的計數值。對於像素組合包括三個或三個以上像素單元的情形，可根據該像素組合包括的各像素單元的計數器異步級聯的具體方式確定各像素單元的計數器的單位計數值所表示的含義，進而結合各計數器的計數值確定該像素組合整體的計數值，具體實現方式和上述實例相似。獲取像素組合整體記錄的計數值之後，採用現有技術即可確定該像素組合的採集信息，在此不再贅述。

結合本申請實施例提供的任一種技術方案，可選地，控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄之前，所述方法還包括：確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式。所述像素組合採集模式與傳統的像素正常採集模式不同，在所述像素組合採集模式之下，各像素單元並非獨立記錄各自採集的信息，而是以至少二個像素為一像素組合，以像素組合為粒度通過該像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式對該像素組合的總採集信息進行記錄，由此提高像素組合在圖像採集過程中允許獲得的動態範圍。

進一步的，本申請實施例提供的圖像採集控制方法還可包括：確 定數字圖像傳感器的至少局部成像區域處於像素正常採集模式；控制所述數字圖像傳感器將各像素單元分別採集到的光信號所對應的感應信號，通過各像素單元分別記錄；根據各像素單元的記錄分別確定各像素單元的採集信息。確定所述至少局部成像區域處於像素正常採集模式之後，所述至少局部成像區域中各像素單元採用現有方式進行圖像採集即可，如各像素單元的計數器對各自的採集信息進行計數等等，計數完成之後，根據各像素單元各自的記錄結果(如計數結果)分別確定各像素單元的採集信息。該方案通過圖像採集模式的選擇控制，可兼容數字圖像傳感器的現有圖像採集方式，提高方案的普適性，更好滿足多樣化的實際應用需求。

不妨以一像素組合包括二個像素單元(像素單元A和像素單元B)為例進行說明，可選地，某像素組合中各像素單元的計數器進行異步級聯的電路邏輯圖如圖3所示，其中：所述像素組合還包括：一第一多路選擇器271、一第二多路選擇器272和一像素採集模式選擇器28；所述第一多路選擇器271的輸入部分別連接所述像素單元A的計數器251的溢出部(如將計數器251的最高位N位與第一多路選擇器271的輸入部連接)以及所述像素單元B的計數脈衝觸發源(如果需要對像素單元B的光電檢測器所採集的信息單獨計數，該計數器252即基於該計數脈衝觸發源進行計數)，所述第一多路選擇器271的輸出部連接所述像素單元B的計數器252的計數部，所述第一多路選擇器271的控制部分別與一採集模式選擇器28連接；所述第二多路選擇器272的輸入部分別連接所述像素單元A的控制器241和所述像素單元B的控制器242，所述第二多路選擇器272的選擇部與所述採集模式選擇器28連接，所述第二多路選擇器272的輸出部與所述像素單元B的計數器252的控制部連接。可根據所述採集模式選擇器28輸出的採集模式選擇控制信號，選擇像素單元B是處於像素正常採集模式還是像素組合採集模式，以更好滿足多樣化的實際應用需 求。

進一步可選地，所述像素單元A的計數器251的溢出部經一取反器29與所述第一多路選擇器271的輸入部連接，以便靈敏感知計數器251的溢出部的信號狀態變化來觸發計數器252的計數。

可選地，在基於數字圖像傳感器進行圖像採集過程中，圖像採集控制裝置可通過採集模式選擇器輸出採集模式選擇控制信號，控制第一多路選擇器271和第二多路選擇器272選擇與該採集模式選擇控制信號對應的通路。

如果採集模式選擇器28輸出採集模式選擇控制信號為像素正常採集模式，則第二多路選擇器272連通B輸入通道(即連通像素單元B的控制器242的輸出端)、第一多路選擇器271連通B輸入通道(即連通像素單元B的計數脈衝觸發源)。該情形下，像素單元B的控制器242控制像素單元B的計數器252進行復位、計數方式等控制，像素單元B的計數器252對像素單元B的採集信息進行計數，計數完成之後，控制器242控制像素單元B的寄存器262讀取計數器252的計數值，並根據該計數值確定像素單元B的採集信息；像素單元A的採集方式與之相同，即：像素單元A的控制器241控制像素單元A的計數器251進行復位、計數方式等控制，像素單元B的計數器251對像素單元A的採集信息進行計數，計數完成之後，控制器241控制像素單元A的寄存器261讀取計數器251的計數值，並根據該計數值確定像素單元A的採集信息；等等。可見，在像素正常採集模式下，各像素單元分別採集並各自記錄自身的採集信息。

如果採集模式選擇器輸出採集模式選擇控制信號為像素組合採集模式，則在模擬域對像素單元A和像素單元B各自的採集信息進行累加，累加後的總採集信息可通過像素單元A的控制器進行整體記錄的統籌控制，其中，第二多路選擇器272連通A輸入通道(即連通像素單元A的控制器241的輸出端)、第一多路選擇器271連通 A輸入通道(即連通像素單元A的計數器251的溢出部)。該情形相當於像素單元A的控制器241接管像素單元B的控制，由像素單元A的控制器241控制像素單元B的計數器252進行復位、計數方式等，此外，像素單元B的計數器252的計數方式也發生了變化，是通過像素單元A的計數器251的溢出部的信號狀態變化進行計數觸發，因此，該情形下像素單元B的計數器252的計數值不再對應像素單元B的採集信息，而是像素組合的總採集信息中的部分信息，並且像素單元B的計數器252的單位計數值表示的是像素單元A的計數器251的一次溢出，例如，可選地，像素單元A的計數器251的溢出部經一取反器29與第一多路選擇器271的輸入部連接，當計數器251溢出，計數器251復位重新計數，計數器251的最高位(第N位)的信號狀態發生變化(假設由「1」變為「0」)，變化後的信號狀態傳遞到取反器29進行取反(假設由「0」變為「1」)，此時，觸發像素單元B的計數器252計數(如執行加1操作)；同樣的，計數器251再次計數溢出後會觸發計數器252再次計數(如再次執行加1操作)，等等。計數完成之後，根據像素單元A的計數器251的計數值和像素單元B的計數器252的計數值共同確定像素單元A的採集信息。可見，在像素組合採集模式下，多個像素單元的計數器異步級聯來聯合記錄該像素組合的總採集信息，相當於該像素組合中各像素單元分別記錄各自採集信息的現有技術而言，相當於對該像素組合的允許計數容量進行了擴容，由此提高了單個像素單元允許採集的動態範圍。

對像素組合內的各像素單元各自的採集信息進行累加的具體實現方式，可根據實際需要確定，本申請實施例並不限制，可選地，可在模擬域設置加法器的方式對像素組合內的各像素單元各自的採集信息進行累加，該方案簡單易實現，具體而言，可選地，所述像素組合還包括：一加法器210。所述加法器210的輸入部分別與所述像素組合中的各像素單元的光電檢測器的輸出端連接，以在模擬域對各像 素單元的光電檢測器輸出的採集信息進行累加。所述加法器210的輸出部與所述像素組合中的某一像素單元的控制器連接，並由該控制器對該像素組合中各像素單元的計數器進行統籌控制，以通過該像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式對該像素組合的總採集信息進行記錄。例如：加法器210的輸入端分別與像素單元A的光電檢測器的輸出端以及像素單元B的光電檢測器的輸出端連接，用於在模擬域對像素單元A和像素單元B的採集信息進行累加；所述加法器210的輸出部與像素單元A的控制器241連接，由像素單元A的控制器241對像素單元A的計數器251和像素單元B的計數器252進行統籌控制，如控制計數器251和計數器252的復位、計數方式等，如可根據加法器210的輸出部輸出的總採集信息控制像素單元A的計數器251開始計數、並通過計數器251的溢出信號觸發計數器252進行計數，由此實現計數器251和計數器252的異步級聯計數，提高允許計數的上限，進而提高該像素組合允許採集的動態範圍。

進一步可選地，所述像素組合還包括：一第三多路選擇器273，所述第三多路選擇器273的輸入端分別與該像素組合中的某像素單元(如像素單元A)的光電檢測部的輸出部以及所述加法器210的輸出部連接，所述第三多路選擇器273的輸出部與某像素單元(如像素單元A)的控制器241連接，且所述第三多路選擇器273的選擇部與像素採集模式選擇器28連接。在基於數字圖像傳感器進行圖像採集過程中，圖像採集控制裝置可通過採集模式選擇器輸出採集模式選擇控制信號，控制第三多路選擇器273選擇與該採集模式選擇控制信號對應的通路，例如，該方案可根據所述採集模式選擇器28輸出的採集模式選擇控制信號，選擇像素單元A是處於像素正常採集模式還是像素組合採集模式，以更好滿足多樣化的實際應用需求。

如果採集模式選擇器28輸出採集模式選擇控制信號為像素正常採集模式，則第三多路選擇器273連通A輸入通道(即連通像素單 元A的光電檢測器的輸出端)。該情形下，像素單元A向其控制器241輸出的採集信息為像素單元A自身的採集信息，控制器241控制像素單元A的計數器251進行復位、計數方式等控制，計數完成之後，控制器241控制像素單元A的寄存器261讀取計數器251的計數值，並根據該計數值確定像素單元A的採集信息。

如果採集模式選擇器28輸出採集模式選擇控制信號為像素組合採集模式，則第三多路選擇器273連通B輸入通道(即連通加法器210的輸出端)。該情形下，像素單元A向其控制器241輸出的採集信息為像素組合的總採集信息(即像素單元A的光電檢測器輸出的模擬採集信息和像素單元B的光電檢測器輸出的模擬採集信息的累加信息)，像素單元A的控制器241對像素單元A的計數器251和像素單元B的計數器252進行統籌控制，如控制計數器251和計數器252的復位、計數方式等，如可根據加法器210的輸出部輸出的總採集信息控制像素單元A的計數器251開始計數、並通過計數器251的溢出信號觸發計數器252進行計數，由此實現計數器251和計數器252的異步級聯計數，提高允許計數的上限，進而提高該像素組合允許採集的動態範圍。

在實際應用過程中，可根據圖像採集的實際需求確定數字圖像傳感器中的至少局部成像區域是否處於像素組合採集模式。下面對可選的場景進行舉例說明。

(一)某些場景的圖像採集應用中，圖像採集設備的數字圖像傳感器的物理像素解析度可能超過了其鏡頭的光學解析度，由此可能造成像素單元的冗餘，本申請實施例提供的技術方案可獲取數字圖像傳感器的至少局部成像區域採集到的圖像中彌散圓的大小；計算彌散圓的大小與像素單元的大小的比值，響應於所述彌散圓的大小和所述像素單元的大小的比值超過一容許範圍，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式；確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集 模式之後，可至少通過像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式記錄該像素組合的總採集信息，以充分利用該像素組合中各像素單元的感光面積，提高該像素組合允許採集的動態範圍。如果所述彌散圓的大小和所述像素單元的大小的比值落入所述容許範圍，則可確定所述至少局部成像區域處於像素正常採集模式。確定所述至少局部成像區域處於像素正常採集模式之後，所述至少局部成像區域中各像素單元採用現有方式進行圖像採集即可，如各像素單元的計數器對各自的採集信息進行計數等等。該方案通過圖像採集模式的選擇控制，可兼容數字圖像傳感器的現有圖像採集方式，提高方案的普適性，更好滿足多樣化的實際應用需求。

例如，光學衍射形成愛裡斑(Airy Disc)是物點形成具有一定大小的彌散圓的像的表現形式之一，不妨以愛裡斑為例進行說明，由於光的波動性，在進行圖像採集時，即使經完美的光學系統並精確對焦的情況下，目標對象的各物點的光在數字圖像傳感器上的成像也是具有一定大小的光斑，即愛裡斑；對於可見光(不妨按綠光的波長530納米計算)，當採用光圈F/22進行圖像採集時，所產生的愛裡斑直徑大約為29.3微米；如果數字圖像傳感器上物理像素的尺寸(即單個像素單元的大小)為6.3微米，則該情形下，光學解析度成為成像效果的瓶頸，採用高像素解析度的數字圖像傳感器進行圖像採集所獲得的成像效果，與採用稍低像素解析度的數字圖像傳感器進行圖像採集所獲得的成像效果相差不明顯，因此，可確定數字圖像傳感器的整體或局部成像區域處於像素組合採集模式。該方案計算愛裡斑的大小和像素單元的大小的比值，將該比值與預定的容許範圍進行比較，如果該比值落入所述容許範圍，則可不啟動像素組合採集模式(可啟動像素正常採集模式)，反之，如果該比值超出所述容許範圍，則可啟動像素組合採集模式；其中，所述容許範圍可根據實際需要確定，如可確定愛裡斑的半徑和像素單元的邊長的比值小於或等於2的範圍，為 所述容許範圍。該方案可在小光圈等可能存在光學衍射限制、局部失焦等條件下進行圖像採集時啟動像素組合採集模式，以充分利用該像素組合中各像素單元的感光面積，提高該像素組合允許採集的動態範圍。

如果確定數字圖像傳感器的至少局部成像區域的圖像採集模式為像素組合採集模式，可根據所述至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元，可選地，某一像素組合的各像素單元彼此相鄰，以便於進行採集信息的匯總統計，例如：一種可選的實現方式中，如圖4所示，可確定數字圖像傳感器的整體成像區域為需要採用像素組合採集模式的成像區域，兩兩相鄰的像素單元為一像素組合，同一像素組合中的各像素單元(圖中用黑格子表示的像素單元A和圖中用白格子表示的像素單元B)各自的採集信息在模擬域進行累加後，將累加後的總採集信息轉換成數位訊號，並通過該像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式對轉換後的數位訊號進行記錄，由此得到該像素組合的總採集信息。圖中給出了二個相鄰的像素單元為一像素組合的方式的示例，可以理解，根據實際應用的需要，也可根據位置相鄰或相近等原則確定三個或三個以上的像素單元為一像素組合，該像素組合中各像素單元之間的計數器進行異步級聯以獲得更大可能拍攝的動態範圍，異步級聯方式可採用串接或溢出為觸發計數等方式，不再贅述。

(二)某些場景的圖像採集應用中，數字圖像傳感器並非採集全焦距或全景深圖像，也就是說，數字圖像傳感器對應目標對象景深範圍內的部分的圖像的第一成像區域所採集的圖像清晰，而對應目標對象失焦部分(通常為景深範圍外的部分)圖像的採集的第二成像區域所採集的圖像模糊。如圖5所示，對於圖像清晰的第一成像區域(通常為中心區域)可採用像素正常採集模式進行圖像採集；對於圖像模糊的第二成像區域(通常為除中心區域之外的邊緣區域)可利用其中 部分像素單元來提高其他部分像素單元允許採集的動態範圍，即：響應於所述至少局部成像區域(如所述第二成像區域)對應目標對象失焦部分圖像的採集，可根據所述至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元，可選地，某一像素組合的各像素單元彼此相鄰，以便於進行採集信息的匯總統計；同一像素組合中的各像素單元(圖中用黑格子表示的像素單元A和圖中用白格子表示的像素單元B)各自的採集信息在模擬域進行累加後，將累加後的總採集信息轉換成數位訊號，並通過該像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式對轉換後的數位訊號進行記錄，由此得到該像素組合的總採集信息。

本領域技術人員可以理解，在本申請具體實施方式的上述任一方法中，各步驟的序號大小並不意味著執行順序的先後，各步驟的執行順序應以其功能和內在邏輯確定，而不應對本申請具體實施方式的實施過程構成任何限定。

圖6為本申請實施例提供的一種圖像採集控制裝置的邏輯框圖。如圖6所示，本申請實施例提供的圖像採集控制裝置包括：一像素組合確定模塊61、一第一記錄控制模塊62和一第一採集信息確定模塊63。

像素組合確定模塊61用於根據數字圖像傳感器的至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元。

第一記錄控制模塊62用於控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。

第一採集信息確定模塊63用於根據異步級聯的各計數器的記錄結果確定相應像素組合的總採集信息。

本申請實施例提供的技術方案中，數字圖像傳感器的所述至少成 像區域是以像素組合為粒度進行圖像採集，對每個像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。由於每個像素組合中各像素單元的計數器進行異步級聯，某一像素單元的計數器的某一輸出位觸發其他至少一像素單元的計數器的計數，這使得不同計數器的單位計數所代表的採集信息量不盡相同，異步級聯後的各計數器允許計數的總容量有所提升，因此，本申請實施例提供的技術方案可充分利用該像素組合中各像素單元的感光面積，提高該像素組合允許採集的動態範圍。

所述圖像採集控制裝置的設備表現形式不受限制。例如，所述圖像採集控制裝置可為某一獨立的部件(所述獨立的部件可為但不限於一數據處理模組或控制電路)，該部件通過控制數字圖像傳感器中的像素單元進行圖像採集。或者，又例如，所述圖像採集控制裝置可作為某一模組或控制電路集成在包括所述數字圖像傳感器的圖像採集設備的一部分，以實現對所述數字圖像傳感器的圖像採集控制，等等。所述圖像採集控制裝置通過向數字圖像傳感器輸出控制信號等方式，對數字圖像傳感器進行如信號轉移、和/或信號輸出等控制。

可選地，如圖7所示，所述第一記錄控制模塊62包括：一採集信息累加子模塊621、一模數轉換子模塊622和一計數控制子模塊623。採集信息累加子模塊621用於累加所述像素組合中的各像素單元各自的採集信息。模數轉換子模塊622用於將累加後的採集信息轉換成數位訊號。計數控制子模塊623用於將轉換後的數位訊號通過所述像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄。該方案在模擬域中單個像素組合的採集面積相對單個像素單元的採集面積大，相當於提高了單位粒度(像素組合)所對應的採集面積的最小亮度感知靈敏度，有利於降低單位粒度允許採集的動態範圍的下限，進而增加其允許採集的動態範圍。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所 述像素組合中至少一像素單元的計數器的溢出信號觸發其他至少一像素單元的計數器進行計數。該方案通過取反器可靈敏感知像素組合中某像素單元的計數器的溢出信號的狀態變化，以準確觸發該像素組合中與其級聯的其他像素單元的計數器開始計數。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述裝置還包括：一像素組合採集模式確定模塊64。像素組合採集模式確定模塊64用於確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，並根據確定結果使能所述像素組合確定模塊61和/或所述第一記錄控制模塊62。所述像素組合採集模式與傳統的像素正常採集模式不同，在所述像素組合採集模式之下，各像素單元並非獨立記錄各自採集的信息，而是以至少二個像素為一像素組合，以像素組合為粒度通過該像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式對該像素組合的總採集信息進行記錄，由此提高像素組合在圖像採集過程中允許獲得的動態範圍。

可選地，所述像素組合採集模式確定模塊64包括：一彌散圓信息獲取子模塊641和一第一像素組合採集模式確定子模塊642。彌散圓信息獲取子模塊641用於獲取所述至少局部成像區域採集到的圖像中彌散圓的大小；第一像素組合採集模式確定子模塊642用於響應於所述彌散圓的大小和所述像素單元的大小的比值超過一容許範圍，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，並根據確定結果使能所述像素組合確定模塊和/或所述第一記錄控制模塊。該方案可在小光圈等可能存在光學衍射限制、局部失焦等損失空間細節的像散(abberation)條件下進行圖像採集時啟動像素組合採集模式，由此提高像素組合允許採集的動態範圍。

可選地，所述像素組合採集模式確定模塊64包括：一第二像素組合採集模式確定子模塊643。第二像素組合採集模式確定子模塊643用於響應於所述至少局部成像區域對應目標對象失焦部分圖像的 採集，確定所述至少局部成像區域處於像素組合採集模式，並根據確定結果使能所述像素組合確定模塊和/或所述第一記錄控制模塊。該方案可在圖像模糊的所述至少局部成像區域，以像素組合為粒度，並至少通過像素組合中各像素單元的計數器異步級聯的方式對該像素組合的總採集信息進行記錄，由此提高像素組合允許採集的動態範圍。

結合本申請實施例提供的任一種圖像採集控制裝置，可選地，所述裝置還包括：一像素正常採集模式確定模塊65、一第二記錄控制子模塊66和一第二採集信息確定子模塊67。像素正常採集模式確定模塊65用於確定所述至少局部成像區域處於像素正常採集模式；第二記錄控制子模塊66用於控制所述數字圖像傳感器將各像素單元分別採集到的光信號所對應的感應信號，通過各像素單元分別記錄；第二採集信息確定子模塊67用於根據各像素單元的記錄分別確定各像素單元的採集信息。該方案通過圖像採集模式的選擇控制，可兼容數字圖像傳感器的現有圖像採集方式，提高方案的普適性，更好滿足多樣化的實際應用需求。

圖8為本申請實施例提供的圖像採集設備的結構示意圖，本申請具體實施例並不對圖像採集設備800的具體實現方式做限定。如圖8所示，圖像採集設備800可以包括：

處理器(Processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存儲器(Memory)830、通信總線840以及數字圖像傳感器850。其中：

處理器810、通信接口820、以及存儲器830通過通信總線840完成相互間的通信。

通信接口820，用於與數字圖像傳感器850等通信。

處理器810，用於執行程序832，具體可以執行上述任一方法實施例中的相關步驟；

數字圖像傳感器850包括像素單元陣列，所述像素單元陣列中至少部分像素單元設有具有AD轉換計數功能的部件(如積分電路、比較器、計數器等等)，根據設有具有AD轉換計數功能部件的至少部分像素單元可確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元，且每個像素組合中各像素單元的計數器進行異步級聯，以提高該像素單元允許採集的動態範圍。

例如，程序832可以包括程序代碼，所述程序代碼包括計算機操作指令。

處理器810可能是一個中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)，或者是特定集成電路(Application Specific Integrated Circuit，簡稱ASIC)，或者是被配置成實施本申請實施例的一個或多個集成電路。

存儲器830，用於存放程序832。存儲器830可能包含隨機存取存儲器(Random Access Memory，簡稱RAM)，也可能還包括非易失性存儲器(Non-volatile memory)，例如至少一個磁碟存儲器。

例如，在一種可選地實現方式中，處理器810通過執行程序832可執行以下步驟：根據數字圖像傳感器的至少局部成像區域中的至少部分像素單元確定多個像素組合，每個像素組合包括至少二個像素單元；控制每個所述像素組合中的各像素單元的總採集信息至少通過各像素單元的計數器異步級聯的方式進行記錄；根據異步級聯的各計數器的記錄結果確定相應像素組合的總採集信息。

在其他可選地實現方式中，處理器810通過執行程序832還可執行上述其他任一實施例提及的步驟，在此不再贅述。

程序832中各步驟的具體實現可以參見上述實施例中的相應步驟、模塊、子模塊、單元中對應的描述，在此不再贅述。所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的設備和模塊的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程描 述，在此不再贅述。

在本申請上述各實施例中，實施例的序號和/或先後順序僅僅便於描述，不代表實施例的優劣。對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。有關裝置、設備或系統實施例的實施原理或過程的相關描述，可參見相應方法實施例的記載，在此不再贅述。

本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及方法步驟，能夠以電子硬體、或者計算機軟體和電子硬體的結合來實現。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本申請的範圍。

所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器(Read-Only Memory，簡稱ROM)、隨機存取存儲器(Random Access Memory，簡稱RAM)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

在本申請的裝置、方法、系統等實施例中，顯然，各部件(系統、子系統、模塊、子模塊、單元、子單元等)或各步驟是可以分解、組合和/或分解後重新組合的。這些分解和/或重新組合應視為本申請的等效方案。同時，在上面對本申請具體實施例的描述中，針對一種實施方式描述和/或示出的特徵可以以相同或類似的方式在一個或更多 個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特徵相組合，或替代其它實施方式中的特徵。

應該強調，術語「包括/包含」在本文使用時指特徵、要素、步驟或組件的存在，但並不排除一個或更多個其它特徵、要素、步驟或組件的存在或附加。

最後應說明的是：以上實施方式僅用於說明本申請，而並非對本申請的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本申請的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本申請的範疇，本申請的專利保護範圍應由權利要求限定。