A. 直接從熱像素狀態轉到冷像素狀態
像素狀態S2和S3通常直接轉到正常像素條件。從圖10b不難看出,在S2狀態中,Mmax和Mmin嘗試以不同的時間常量接近Ms,在這個過程中,Mmax升高速度比快Mmin很多,直到像素恢復到正常工作條件為止。如圖10c所示,當像素在S3狀態時出現反轉,Mmin以比Mmax更快速度的下降接近Ms。圖10d是S4狀態的仿真結果。在這種情況下,Mmax上升速率與Mmin下降速率相同,直到像素恢復到正常條件為止。在所有情況下,變化速率是由所施加的電流脈沖振幅控制的。
B. 從一個熱像素狀態轉到另一個熱像素狀態,然后轉至冷像素
雖然S4是一個典型的禁用狀態,是根據Mmax和Mmin兩個閾值發生的熱像素,但是通常發生在校準階段系統上電過程中。在這種情況,傳感器是照片拍攝模式,算法嘗試將兩個閾值快速匯合到冷像素條件,同時像素故意設置為狀態S4。這個階段可需要幾個幀,直到整個像素達到冷狀態為止。在S4狀態,熱像素不視為潛在報警。在圖10e中,上邊界Mmax在下邊界Mmin之前穩定,導致S4轉至S2,再轉至S1。圖10f是這種情況的結果:Mmin在Mmax之前穩定; 我們觀察到,從S4進入S3,再進入S1。

圖10:內置三個憶阻器執行動態背景提取的像素架構在圖6所示LL, HL, LH, HH條件下的電仿真結果。圖a, b, c, d分別是四個不同控制狀態S1, S2, S3、S4的仿真,從熱直接變冷。圖e, f是控制狀態S4仿真,從熱間接變冷,還描述了每個像素狀態的熱像素(HOT)二進制信號。紅色條狀圖表示與上閾壓V max有關的異常事件(熱像素檢測),上閾壓V max由Mmax決定;而藍色條狀圖代表下閾壓V min有關的異常事件,下閾壓V min由Mmin決定,詳見圖4給出的算法工作原理。
VI. 結論
本文論述了如何有效地結合CMOS電子元器件使用憶阻器,實現一個高效分布式處理兼備存儲功能的視覺傳感器架構,執行穩健的實時圖像處理。本文主要論述了被稱作目標跟蹤引擎的自適應背景提取技術。憶阻器具有納米級尺度和非易失性,有望成為全新的嵌入式分布處理和存儲功能兼備的并行計算機的理想元器件。當芯片內部濾波器需要長時間常數或片上存儲器需要更長的數據保存時間時,憶阻器的特性將具有更重要的意義。