运动检测电路的制作方法

1.本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种运动检测电路。


背景技术：

2.随着cmos集成电路工艺的发展，电子产品在日常生活中的应用越来越广泛，成为各个领域不可缺少的一部分。而随着人工智能算法的飞速发展，目前电子产品的智能化应用迅速推广实现，智能图像传感器使用需求越来越广泛。在智能图像传感器中，很重要的一个应用需求就是对图像的运动状态进行检测，从而进行运动模型分析、运动物体行为预判和采取相应应急措施等一系列智能应用。
3.在目前图像传感器技术领域，对于运动物体的检测通过对图像传感器的两帧图像数据进行对比，检测两帧数据是否存在差异判定物体是否处于运动状态。在当前的图像传感器运动检测方法中，对两帧图像输出的数字信号进行比较，但这样每次每帧图像的所有像素数据都必须经过模数转换器的模数转换处理，电路的读出时间受限于模数转换器的转化时间，减小了图像传感器的可实现的最大帧率，使得运动检测所需的时间较长。同时当前运动检测对数字信号比较的方法中，无论是在片内实现还是片外通过增加图像信号处理(image signal processing，isp)实现，都需要额外的面积和功耗资源开销，系统成本增加。
4.公开号为cn 110870297 a的中国专利公开了使用像素间网格关系的cmos图像传感器裸片上运动检测，包含多个模拟比较器和包含多行像素和多列像素的二维像素阵列。每个像素被配置成将所述像素上的光学信号转换为模拟信号。所述二维像素阵列被组织成多组像素，每组像素与基于来自所述一组像素中的像素的所述模拟信号确定的组合组信号相关联。每个模拟比较器包含两个输入并且用于比较在同一时间段期间由所述多组像素中的两组像素生成的组合组信号，以生成一位像素间数字信号，其中所述两组像素中的每一个耦合到所述每个模拟比较器的所述两个输入中的对应输入。该专利使用了多个模拟比较器，占用面积较大，增加了图像传感器的生产成本。
5.因此，有必要提供一种运动检测电路以解决上述的现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于一种运动检测电路，以解决现有技术中的图像传感器的运动检测时间长、增加了成本的问题。
7.为实现上述目的，本发明的所述运动检测电路，包括像素输出模块、差异处理模块和差异比较模块，所述差异提取模块包括差异提取模块和差异指数放大模块，所述差异提取模块的输入端连接像素输出模块的输出端，所述差异提取模块的输出端连接所述差异指数放大模块的输入端，所述差异指数放大模块的输出端连接所述差异比较模块的第一输入端，所述差异比较模块的第二输入端用于接收第一共模信号；
8.所述像素输出模块用于将若干连续的相邻帧像素信号顺次传输至所述差异提取
模块；
9.所述差异提取模块用于提取所述相邻帧像素信号的差异以获取像素的信号差；
10.所述差异指数放大模块用于对所述信号差进行指数放大操作以得到像素差异信号；
11.所述差异比较模块用于对所述像素差异信号与所述第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据所述比较结果判断该像素差异信号对应的目标像素是否为运动状态。
12.本发明所述的运动检测电路的有益效果在于：
13.通过所述差异提取模块提取所述相邻帧像素信号的差异以获取像素的信号差，通过所述差异指数放大模块对所述信号差进行指数放大操作以得到像素差异信号由于差异信号，经过指数放大，既能将细微差异信号放大便于捕捉精细的运动物体变化信号，能更加准确地采集到相邻两帧图像像素之间的信号差异，增加了运动检测的精度；同时通过指数放大相邻两帧信号的差异放大，即使前一帧信号比后一帧信号小也不会被截止，可以得到任何两帧信号的差异信号，进一步增大了运动检测的精度；通过所述差异比较模块用于对所述像素差异信号与所述第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据所述比较结果判断该像素差异信号对应的目标像素是否为运动状态；由于不需要对每个像素进行模数转换，因此节省了模数转换时间，提高了运动检测效率，节省了检测成本，解决了现有技术中的图像传感器的运动检测时间长、增加了成本的问题。
14.可选地，所述差异提取模块包括第一提取单元和第二提取单元，所述第一提取单元的输入端和所述第二提取单元的输入端均连接所述像素输出模块的输出端，所述第一提取单元的输出端和所述第二提取单元的输出端均连接所述差异指数放大模块的输入端；
15.所述第一提取单元采集第n帧至第n+m帧连续的像素信号，所述n和所述m均为正整数，所述第二提取单元采集第n+1帧至第n+m帧连续的像素信号；
16.所述第一提取单元和所述第二提取单元依据所述第n帧至第n+m帧连续的像素信号交替获取相邻帧像素信号的差异，以得到第一信号差至第m信号差，并将所述第一信号差至第m信号差分别输出至所述差异指数放大模块。其有益效果在于，通过所述第一提取单元和所述第二提取单元分别提取依据所述第n帧至第n+m帧连续的像素信号，交替获取相邻帧像素信号的差异，以得到第一信号差至第m信号差，体现了运动检测的有序性，通过第一提取单元和第二提取单元交替差异采集的方式工作，实现所有连续帧的差异信号比较，实现整个图像传感器的连续运动检测。
17.可选地，所述第一提取单元包括第一电容和第一开关控制单元，所述第一电容与所述第一开关控制单元连接；
18.所述第一开关控制单元用于控制所述第一电容接近所述差异指数放大模块的第二端输出所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值，以得到所述第一信号差。
19.可选地，所述第一开关控制单元包括第一开关、第二开关和第三开关；
20.所述第二开关接近所述像素输出模块的第一端连接所述像素输出模块的输出端，所述第二开关的第二端连接所述第一电容的第一端；
21.所述第一电容的第二端连接所述差异指数放大模块的输入端；
22.所述第一开关的的两端分别接地和连接所述第二开关的第二端与所述第一电容的第一端间的节点；
23.所述第三开关的两端分别连接所述第二开关的第一端和所述第一电容的第二端。
24.可选地，所述第二提取单元包括第二电容和第二开关控制单元，所述第二开关控制单元与所述第二电容连接；
25.所述第二开关控制单元用于控制所述第二电容靠近所述差异指数放大模块的第二端输出第n+2帧像素信号与所述第n+1帧像素信号的差值，以得到第二信号差。
26.可选地，所述第二开关控制单元包括第四开关、第五开关和第六开关；
27.所述第五开关接近所述像素输出模块的第一端连接所述像素输出模块的输出端，所述第五开关的第二端连接所述第一电容的第一端；
28.所述第二电容的第二端连接所述差异指数放大模块的输入端；
29.所述第六开关的两端分别连接所述第五开关的第一端和所述第二电容的第二端；
30.所述第四开关的两端分别接地和连接所述第五开关的第二端与所述第二电容的第一端间的节点。
31.可选地，当所述像素输出模块输出第n帧像素信号时，所述第二开关闭合，所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关均断开，所述第一电容的第一端储存所述第n帧像素信号；
32.当所述像素输出模块输出第n+1帧像素信号时，所述第三开关和所述第五开关闭合，所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关和所述第六开关断开，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第一端均存储所述第n+1帧像素信号；
33.使所述第一开关闭合、所述第二开关和第三开关断开，在所述第一电容的耦合作用下所述第一电容的第二端信号转变为所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值。其有益效果在于，通过控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的开关状态，从而分别使得第一电容的第一端储存所述第n帧像素信号、所述第一电容的第二端和所述第二电容的第一端均存储所述第n+1帧像素信号、第一电容的第二端信号转变为所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值，从而使得所述第一提取单元获取所述第一信号差。
34.可选地，当所述像素输出模块输出第n+2帧像素信号时，所述第二开关和所述第六开关闭合，所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关均断开，所述第二电容的第一端存储第n+1帧像素信号，所述第二电容的第二端和所述第一电容的第一端存储所述第n+2帧像素信号；
35.使所述第四开关闭合，所述第五开关和所述第六开关断开，在所述第二电容的电容耦合作用下，所述第二电容的第二端信号转变为所述第n+2帧像素信号与所述第n+1帧像素信号的差值。其有益效果在于，通过控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的开关状态，从而分别使得所述第二电容的第一端存储第n+1帧像素信号，所述第二电容的第二端和所述第一电容的第一端存储所述第n+2帧像素信号，所述第二电容的第二端信号转变为所述第n+2帧像素信号与所述第n+1帧像素信号的差值，从而使得所述第二提取单元获取第二信号差。
36.可选地，所述差异指数放大模块包括三极管、放大器和电阻，所述三极管的集电极连接所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端，所述三极管的基极与集电极短接，所述三极管的发射极连接所述放大器的反相输入端；
37.所述放大器的输出端连接所述差异比较模块的第一输入端，所述放大器的正相输入端用于接收第二共模信号，所述第二共模信号用于参与所述信号差的指数放大操作以得到像素差异信号；
38.所述电阻的的两端分别连接所述三极管的发射极与所述放大器的反相输入端间的节点、所述放大器的输出端与所述差异比较器的第一输入端间的节点。
39.可选地，当所述比较结果为所述像素差异信号与所述第一共模信号相等，判定该像素差异信号对应的目标像素处于静止状态；
40.当所述比较结果为所述像素差异信号与所述第一共模信号不相等，判定该像素差异信号对应的目标像素处于运动状态。其有益效果在于，通过所述差异比较模块获取比较结果，依据比较结果来判断目标像素是否处于运动状态，判断方法简单，步骤少，电路复杂度不高，提高了运动检测的速度。
附图说明
41.图1为本发明实施例的所述运动检测电路的结构框图；
42.图2为本发明实施例的运动检测电路的运动检测步骤流程图；
43.图3为本发明实施例第一提取单元和第二提取单元交替工作的步骤流程图；
44.图4为本发明实施例的运动检测电路的电路结构示意图；
45.图5为根据图4的差异提取模块的第一种电路连接示意图；
46.图6为根据图4的差异提取模块的第二种电路连接示意图；
47.图7为根据图4的的差异提取模块的第三种电路连接示意图；
48.图8为根据图4的的差异提取模块的第四种电路连接示意图；
49.图9为根据图4的的差异提取模块的第五种电路连接示意图。
具体实施方式
50.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
51.针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种运动检测电路，图1为本发明实施例的所述运动检测电路的结构框图。
52.参照图1，本发明的所述运动检测电路，包括像素输出模块1、差异处理模块和差异比较模块4，所述差异处理模块包括差异提取模块2和差异指数放大模块3，所述差异提取模块2的输入端连接像素输出模块1的输出端，所述差异提取模块2的输出端连接所述差异指数放大模块3的输入端，所述差异指数放大模块3的输出端连接所述差异比较模块4的第一输入端，所述差异比较模块4的第二输入端用于接收第一共模信号；
53.所述像素输出模块1用于将若干连续的相邻帧像素信号顺次传输至所述差异提取
模块2；
54.所述差异提取模块2用于提取所述相邻帧像素信号的差异以获取像素的信号差；
55.所述差异指数放大模块3用于对所述信号差进行指数放大操作以得到像素差异信号；
56.所述差异比较模块4用于对所述像素差异信号与所述第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据所述比较结果判断该像素差异信号对应的目标像素是否为运动状态。
57.本发明所述的运动检测电路的优点为：通过所述差异指数放大模块3对所述信号差进行指数放大操作以得到像素差异信号由于差异信号，通过指数放大，既能将细微差异信号放大便于捕捉精细的运动物体变化信号，能更加准确地采集到相邻两帧图像像素之间的信号差异，增加了运动检测的精度；同时通过指数放大相邻两帧信号的差异放大，即使前一帧信号比后一帧信号小也不会被截止，可以得到任何两帧信号的差异信号，进一步增大了运动检测的精度；由于不需要对每个像素进行模数转换，因此节省了模数转换时间，提高了运动检测效率，节省了检测成本，解决了现有技术中的图像传感器的运动检测时间长、增加了成本的问题。
58.在一些实施例中，所述像素输出模块1可通过本领域的常规电路模块实现提取多帧图像中的像素、并将若干连续的相邻帧像素信号顺次传输至所述差异提取模块2的功能，在此不再赘述。
59.在一些实施例中，通过所述像素输出模块1提取像素的特征，依据像素的特征获取多帧图像中待检测的、具有相同像素的特征的目标像素，然后获取所述目标像素在不同帧图像中的信号差、像素差异信号，对所述像素差异信号与所述第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据所述比较结果判断该像素差异信号对应的目标像素是否为运动状态，以实现对在不同帧图像中所述目标像素的运动状态的检测。
60.在一些实施例中，通过检测多帧图像中运动物体之间的所述像素差异信号，能反映出物体的运动轮廓和运动方向，从而可以进一步应用于运动轨迹预测和运动物体的智能应用场景。
61.作为本发明一种可选的实施方式，参照图1，所述差异提取模块2包括第一提取单元21和第二提取单元22，所述第一提取单元21的输入端和所述第二提取单元22的输入端均连接所述像素输出模块1的输出端，所述第一提取单元21的输出端和所述第二提取单元22的输出端均连接所述差异指数放大模块3的输入端；
62.所述第一提取单元21采集第n帧至第n+m帧连续的像素信号，所述n和所述m均为正整数，所述第二提取单元22采集第n+1帧至第n+m帧连续的像素信号；其中，n≥1，m≥2；
63.所述第一提取单元21和所述第二提取单元22依据所述第n帧至第n+m帧连续的像素信号交替获取相邻帧像素信号的差异，以得到第一信号差至第m信号差，并将所述第一信号差至第m信号差分别输出至所述差异指数放大模块3。其优点为，通过所述第一提取单元21和所述第二提取单元22分别采集所述第n帧至第n+m帧连续的像素信号，并交替获取相邻帧像素信号的差异，以得到第一信号差至第m信号差，体现了检测的有序性，通过第一提取单元21和第二提取单元22交替差异采集的方式工作，实现所有连续帧的差异信号比较，实现整个图像传感器的连续运动检测。
64.图2为本发明实施例的运动检测电路的运动检测步骤流程图。
65.在一些实施例中，参照图2，本发明的所述运动检测电路的运动检测步骤包括：
66.s1：通过差异提取模块采集第n帧像素信号和第n+1帧像素信号，n为正整数，提取所述第n帧像素信号与所述第n+1帧像素信号的差异以获取第n帧信号差；
67.s2：通过差异指数放大模块对所述第n帧信号差进行指数放大操作以得到像素差异信号；
68.s3：通过所述差异比较模块对所述像素差异信号与第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据所述比较结果判断该像素差异信号对应的目标像素是否为运动状态。
69.在一些实施例中，所述步骤s1中，采集第n帧像素信号和第n+1帧像素信号的步骤可以同时进行，以提高运动检测速度。
70.在一些实施例中，上述的步骤s1至s3中，采集第n帧像素信号和第n+1帧像素信号后，获取第n帧信号差，并对第n帧相邻信号差进行指数放大以得到像素差异信号，对所述像素差异信号与第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据所述比较结果判断该像素差异信号对应的目标像素是否为运动状态后，再进行第n+2帧像素信号的采集；
71.在实际工作过程中，所述像素差异信号与第一共模信号进行比较的过程可以与第n+2帧像素信号的采集的过程同时进行，即像素差异信号的比较过程与采集待检测的下一帧像素的过程可以同时进行，以进一步提高运动检测速度。
72.图3为本发明实施例第一提取单元和第二提取单元交替工作的步骤流程图，在一些实施例中，参照图3，以采集相邻的四帧像素信号以实现两次运动检测为例，第一提取单元和第二提取单元的工作步骤包括：
73.s201：通过所述第一提取单元采集第n帧像素信号；其中，n为正整数，且n≥1；
74.s202：通过所述第一提取单元和第二提取单元采集第n+1帧像素信号；
75.s203：通过第一提取单元提取第n帧像素信号和第n+1帧像素信号的差异，以获取第一相邻帧像素差异；
76.对所述第一相邻帧像素差异进行指数放大以获取第一像素差异信号，对所述第一像素差异信号与第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据比较结果获取运动状态，以实现对第一像素差异信号对应的像素的运动检测，该步骤为非第一提取单元和非第二提取单元执行的步骤；
77.s204：通过所述第一提取单元和第二提取单元采集第n+2帧像素信号；
78.s205：通过第二提取单元提取第n+2帧像素信号和第n+1帧像素信号的差异，以获取第二相邻帧像素差异；
79.对所述第二相邻帧像素差异进行指数放大以获取第二像素差异信号，对所述第二像素差异信号与第一共模信号进行比较以输出比较结果，依据比较结果获取运动状态，以实现对第二像素差异信号对应的像素的运动检测，该步骤为非第一提取单元和非第二提取单元执行的步骤；
80.s206：通过所述第一提取单元和第二提取单元采集第n+3帧像素信号；
81.第一提取单元和第二提取单元按照上述的交替采集像素信号并获取像素差异信号的步骤工作，实现对所有连续帧的像素差异信号的比较，实现整个图像传感器的对目标像素的连续运动检测。
82.上述的步骤s206中，采集第n+3帧像素信号是为了说明整个运动检测过程能够按
照前面的运动检测步骤继续交替工作下去，具体细节即后续步骤不做说明。
83.在本技术中，当n＝1时，只有第一提取单元采集第1帧像素信号；第1帧像素信号后续的信号均由第一提取单元和第二提取单元共同采集；即除第1帧像素信号外，第一提取单元和第二提取单元共同采集像素信号；
84.当n》1时，若从第n帧像素信号和第n+1帧像素信号开始对第一像素差异信号对应的像素进行运动检测，则第n帧前的像素信号虽然不做上述运动检测，但是依然通过所述第一提取单元和第二提取单元采集第n帧前的像素信号，但是对所述第n帧前的像素信号的处理或不做处理，不在本发明的考虑范围之内。
85.在一些实施例中，在实际工作过程中，除所述第一提取单元采集第n帧像素信号的步骤外，当所述第一提取单元工作时，所述第二提取单元可以同时并行工作，以提高运动检测速度。图3只是示意图，为了能清晰描述交替工作过程，在所述第一提取单元工作时，所述第二提取单元工作情况未画出。
86.在一些实施例中，所述步骤s201和步骤s202的采集第n帧像素信号和采集第n+1帧像素信号的步骤可以同时进行，以提高运动检测速度；
87.步骤s203的提取第n帧和第n+1帧的差异步骤，与步骤s204的采集第n+2帧像素信号的步骤也可以同时进行，以进一步提高运动检测速度。
88.图4为本发明实施例的运动检测电路的电路结构示意图。
89.作为本发明一种可选的实施方式，参照图4，所述第一提取单元21包括第一电容210和第一开关控制单元，所述第一电容210与所述第一开关控制单元连接；
90.所述第一开关控制单元用于控制所述第一电容210接近所述差异指数放大模块3的第二端输出所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值，以得到所述第一信号差。其优点为，通过第一开关控制单元控制第一电容210的第二端输出所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值，以得到所述第一信号差，第一电路提取单元电路结构简单，易于实现，对图像传感器的面积需求较小。
91.作为本发明一种可选的实施方式，参照图4，所述第一开关控制单元包括第一开关211、第二开关212和第三开关213；
92.所述第二开关212接近所述像素输出模块1的第一端连接所述像素输出模块1的输出端，所述第二开关212的第二端连接所述第一电容210的第一端；
93.所述第一电容210的第二端连接所述差异指数放大模块3的输入端；
94.所述第一开关211的的两端分别接地和连接所述第二开关212的第二端与所述第一电容210的第一端间的节点；
95.所述第三开关213的两端分别连接所述第二开关212的第一端和所述第一电容210的第二端。
96.作为本发明一种可选的实施方式，参照图4，所述第二提取单元22包括第二电容220和第二开关控制单元，所述第二开关控制单元与所述第二电容220连接；
97.所述第二开关控制单元用于控制所述第二电容220靠近所述差异指数放大模块3的第二端输出第n+2帧像素信号与所述第n+1帧像素信号的差值，以得到第二信号差。其优点为，通过第二开关控制单元控制第二电容220的第二端输出所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值，以得到所述第二信号差，第二提取单元22电路结构简单，易于实现，对
图像传感器的面积需求较小。
98.作为本发明一种可选的实施方式，参照图4，所述第二开关控制单元包括第四开关221、第五开关222和第六开关223；
99.所述第五开关222接近所述像素输出模块1的第一端连接所述像素输出模块1的输出端，所述第五开关222的第二端连接所述第一电容210的第一端；
100.所述第二电容220的第二端连接所述差异指数放大模块3的输入端；
101.所述第六开关223的两端分别连接所述第五开关222的第一端和所述第二电容220的第二端；
102.所述第四开关221的两端分别接地和连接所述第五开关222的第二端与所述第二电容220的第一端间的节点。
103.作为本发明一种可选的实施方式，当所述像素输出模块1输出第n帧像素信号时，所述第二开关212闭合，所述第一开关211、所述第三开关213、所述第四开关221、所述第五开关222和所述第六开关223均断开，所述第一电容210的第一端储存所述第n帧像素信号；
104.当所述像素输出模块1输出第n+1帧像素信号时，所述第三开关213和所述第五开关222闭合，所述第一开关211、所述第二开关212、所述第四开关221和所述第六开关223断开，所述第一电容210的第二端和所述第二电容220的第一端均存储所述第n+1帧像素信号；
105.使所述第一开关211闭合、所述第二开关212和第三开关213断开，在所述第一电容210的耦合作用下所述第一电容210的第二端信号转变为所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值。其优点为，通过控制所述第一开关211、所述第二开关212、所述第三开关213、所述第四开关221、所述第五开关222和所述第六开关223的开关状态，从而分别使得第一电容210的第一端储存所述第n帧像素信号、所述第一电容210的第二端和所述第二电容220的第一端均存储所述第n+1帧像素信号、第一电容210的第二端信号转变为所述第n+1帧像素信号与所述n帧像素信号的差值，从而使得所述第一提取单元21获取所述第一信号差。
106.在一些实施例中，差异提取模块2支持两个提取单元任意采集像素信号，第一提取单元21和第二提取单元22依次提取像素信号，比如第一提取单元21提取第n帧像素信号和第n+1帧像素信号，第二提取单元22提取n+1帧像素信号和n+2帧像素信号，然后第一提取单元21再提取n+2帧像素信号和n+3帧像素信号，第二提取单元22就提取n+3帧像素信号到n+4帧像素信号，按上述规律依次采集像素信号。
107.在另一些实施例中，当只有第一提取单元21提取像素信号时，在第一提取单元21提取完第n帧像素信号和n+1帧像素信号之后，第四开关221打开，第五开关222和第六开关223再次闭合重新把第n+1帧像素信号保存在第二电容220两端。这种采集像素信号的方式相当于将第n+1帧像素信号向差异提取模块传输2次，此采集像素信号的方式的帧率相对于第一提取单元21和第二提取单元22依次提取像素信号的帧率有所降低。
108.作为本发明一种可选的实施方式，当所述像素输出模块1输出第n+2帧像素信号时，所述第二开关212和所述第六开关223闭合，所述第一开关211、所述第三开关213、所述第四开关221和所述第五开关222均断开，所述第二电容220的第一端存储第n+1帧像素信号，所述第二电容220的第二端和所述第一电容210的第一端存储所述第n+2帧像素信号；
109.使所述第四开关221闭合，所述第五开关222和所述第六开关223断开，在所述第二电容220的电容耦合作用下，所述第二电容220的第二端信号转变为所述第n+2帧像素信号
与所述第n+1帧像素信号的差值。其优点为，通过控制所述第一开关211、所述第二开关212、所述第三开关213、所述第四开关221、所述第五开关222和所述第六开关223的开关状态，从而分别使得所述第二电容220的第一端存储第n+1帧像素信号，所述第二电容220的第二端和所述第一电容210的第一端存储所述第n+2帧像素信号，所述第二电容220的第二端信号转变为所述第n+2帧像素信号与所述第n+1帧像素信号的差值，从而使得所述第二提取单元22获取所述第二信号差。
110.作为本发明一种可选的实施方式，参照图4，所述差异指数放大模块3包括三极管31、放大器32和电阻33，所述三极管31的集电极连接所述第一电容210的第二端和所述第二电容220的第二端，所述三极管31的基极与集电极短接，所述三极管31的发射极连接所述放大器32的反相输入端；
111.所述放大器32的输出端连接所述差异比较模块4的第一输入端，所述放大器32的正相输入端用于接收第二共模信号，所述第二共模信号用于参与所述信号差的指数放大操作以得到像素差异信号；
112.所述电阻33的的两端分别连接所述三极管31的发射极与所述放大器32的反相输入端间的节点、所述放大器32的输出端与所述差异比较器的第一输入端间的节点。
113.作为本发明一种可选的实施方式，当所述比较结果为所述像素差异信号与所述第一共模信号相等，判定该像素差异信号对应的目标像素处于静止状态；
114.当所述比较结果为所述像素差异信号与所述第一共模信号不相等，判定该像素差异信号对应的目标像素处于运动状态。其优点为，通过所述差异比较模块4获取比较结果，依据比较结果来判断目标像素是否处于运动状态，判断方法简单，步骤少，电路复杂度不高，提高了运动检测的速度。
115.在一些实施例中，所述差异比较模块4可以通过现有技术的比较电路或比较器实现；所述差异比较模块4的比较方法并不局限于上述的所述像素差异信号与所述第一共模信号的比较，所有实现像素差异信号与参考信号的比较以获取比较结果，依据比较结果庞大目标像素是否处于运动状态，均在本发明的保护范围内。
116.图5为根据图4的差异提取模块的第一种电路连接示意图；图6为根据图4的差异提取模块的第二种电路连接示意图；图7为根据图4的的差异提取模块的第三种电路连接示意图；图8为根据图4的的差异提取模块的第四种电路连接示意图；图9为根据图4的的差异提取模块的第五种电路连接示意图。
117.在一些具体实施例中，参照图2-图7中所示的本发明的所述运动检测电路的具体运动检测步骤，包括如下四个步骤：
118.步骤(1)：获取第一信号差，其具体步骤如下：
119.当所述像素输出模块1输出第n帧像素信号vpn时，n为正整数，参照图5，所述第二开关212闭合，所述第一开关211、所述第三开关213、所述第四开关221、所述第五开关222和所述第六开关223均断开，第一提取单元21工作，所述第一电容210的第一端储存所述第n帧像素信号vpn，即所述第一电容210的第一端信号v1＝vpn；
120.当所述像素输出模块1输出第n+1帧像素信号vp
n+1
时，参照图6，所述第三开关213和所述第五开关222闭合，所述第一开关211、所述第二开关212、所述第四开关221和所述第六开关223断开，第一提取单元21和第二提取单元22均工作，此时第一电容210的第一端信
号保持为v1＝vpn，所述第一电容210的第二端和所述第二电容220的第一端均存储所述第n+1帧像素信号vp
n+1
，即第一电容210的第二端信号v2和第二电容220的第一端信号v3均为vp
n+1
，即v2＝v3＝vp
n+1
，此时第一电容210的两端分别保存第n帧像素信号vpn和第n+1帧像素信号vp
n+1
；
121.参照图7，使所述第一开关211闭合、所述第二开关212和第三开关213断开，第一提取单元21工作，第二提取单元22保持之前的状态，此时第一电容210的第一端信号v1接地，第一电容210的第二端信号v2此时处于悬空状态，在第一电容210耦合作用下，第一电容210的第二端信号v2也会同时下降，v2下降的电压幅度和v1相同，即v2会下降至v21，v21的计算公式为：
122.v21＝vp
n+1-vpn123.其中，v21为第一信号差；
124.实现了第n帧像素信号和第n+1帧像素信号的差异提取，获得了第一信号差v21。
125.步骤(2)：获取第二信号差，其具体步骤如下：
126.当所述像素输出模块1输出第n+2帧像素信号vp
n+2
时，参照图8，所述第二开关212和所述第六开关223闭合，所述第一开关211、所述第三开关213、所述第四开关221和所述第五开关222均断开，第一提取单元21和第二提取单元22均工作；所述第二电容220的第一端存储第n+1帧像素信号vp
n+1
，所述第二电容220的第二端和所述第一电容210的第一端存储所述第n+2帧像素信号vp
n+2
，即v3＝vp
n+1
，第二电容220的第二端信号为v4，v1＝v4＝vp
n+2
；此时第二电容220的两端分别保存了第n+1帧像素信号vp
n+1
和第n+2帧像素信号vp
n+2
；
127.参照图9，使所述第四开关221闭合，所述第五开关222和所述第六开关223断开，第二提取单元22工作，第一提取单元21保持之前的状态，此时第二电容220的第一端信号v3接地，由于第二电容220的第二端信号v3处于悬空状态，在所述第二电容220的电容耦合作用下，所述第二电容220的第二端信号转变为所述第n+2帧像素信号vp
n+2
与所述第n+1帧像素信号vp
n+1
的差值，即v4下降，v4下降的电压幅度和v3相同，即v4会下降至v43，v43的计算公式为：
128.v43＝vp
n+2-vp
n+1
，
129.其中v43为第二信号差；
130.完成第n+2帧像素信号vp
n+2
和第n+1帧像素信号vp
n+1
的差异信号提取，获取了第二信号差v43。
131.步骤(3)：计算差异指数放大模块输出端输出的像素差异信号的计算公式，其具体步骤如下：
132.将提取的差异信号输入差异指数放大模块3，即将第一信号差v21和第二信号差v43输入差异指数放大模块3。由于放大器32的两输入端“虚断”，流入放大器32两个输入端的电流近似为0，因此流过三极管31的电流id与流过电阻33的电流ir相等；由于放大器32两输入端“虚短”，放大器32的正相输入端和反向输入端视为等电位，因此流过电阻33的电流ir满足计算公式(1)：
133.ir×
r1＝vx-v5
134.其中，vx为放大器的正相输入端输入的第二共模信号，r1为电阻的电阻值，v5为差异指数放大模块3输出端输出的像素差异信号；
135.可说明的是，“虚断”是指放大器工作在线性状态时，两个输入端的电流均近似为0，即放大器的反相输入端与同相输入端之间相当于断路，称为虚假断路，简称“虚断”；
[0136]“虚短”是指放大器工作在线性状态时，正相输入端和反向输入端可认为被施加了相同的电压，因此可把两输入端视为等电位，即放大器的反相输入端与同相输入端之间相当于短路，这一特性称为虚假短路，简称“虚短”，但是放大器的两个输入端并非短路状态；
[0137]
因此，流过三极管31的电流满足计算公式(2)：
[0138][0139]
其中，id为流过三极管的电流，具体为三极管的集电极流向基极的电流；is为三极管pn结反向饱和电流，ut为温度电压当量；
[0140]
依据上述公式(1)和公式(2)，获得差异指数放大模块3输出端输出的像素差异信号v5的计算公式(3)为：
[0141][0142]
当差异提取模块2采集完两帧像素信号并提取像素信号差异后，得到v21＝vp
n+1-vpn，此时v5的计算公式(4)为：
[0143][0144]
依据上述公式可以看出，差异指数放大模块3输出端输出的像素差异信号v5与第一信号差v21呈一一对应关系。
[0145]
步骤(4)：设置第二共模信号，并判断像素是否处于运动状态，其具体步骤如下：
[0146]
差异比较器的第二输入端的输入的第二共模信号的电压为vy，预设vy的计算公式(5)为：
[0147][0148]
其中，vy为第一共模信号；
[0149]
通过公式(4)和公式(5)比较v5和vy，以判定像素是否处于运动状态：
[0150]
当v5＝vy时，说明v
pn+1
＝vpn，n与n+1的两帧图像不存在差异，判定该像素差异信号对应的目标像素处于静止状态，即判定目标像素所对应的物体处于静止不动状态；
[0151]
当v5≠vy时，说明v5≠vy，n与n+1的两帧图像存在差异，判定该像素差异信号对应的目标像素处于运动状态，即判断目标像素所对应的物体处于运动状态。
[0152]
上述的运动检测步骤为本发明所述运动检测结构的一个实施例，本发明的实施例只是为了说明整个运动检测工作方式，信号采集、差异信号采集和差异比较过程均不并行同时工作，但任意两个过程并行同时工作的运动检测方式也在本发明权利保护范围内。同时本发明只给出了包含两个提取单元的差异提取模块的电路示意图，包含两个或者多个提取单元的差异提取模块的结构也在本发明保护范围内。
[0153]
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施式，并且可通过多种方式实施或实现。