本公開涉及電子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信號的處理，具體地涉及在對應(yīng)于多個(gè)輸入數(shù)據(jù)信號的多個(gè)數(shù)據(jù)值中確定最頻繁數(shù)據(jù)值。

背景技術(shù)：

1、例如從諸如電荷耦合器件(ccd)或麥克風(fēng)的連續(xù)工作的測量設(shè)備獲得的多個(gè)數(shù)據(jù)信號通常產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)?？梢猿鲇谠S多不同目的獲得數(shù)據(jù)。例如，電荷耦合器件可以用于觀察從建筑物發(fā)射的紅外輻射的發(fā)射隨時(shí)間的變化或記錄電影。依賴于數(shù)據(jù)和目的，以不同的方式處理數(shù)據(jù)。例如，可以調(diào)整電影幀中的顏色以對觀看者產(chǎn)生某種印象，并且可以處理與熱發(fā)射相對應(yīng)的數(shù)據(jù)以確定與不同溫度間隔相對應(yīng)的區(qū)域的溫度分布和大小。類似地，從麥克風(fēng)獲得的數(shù)據(jù)可能需要分析，例如以表征嘈雜地方的聲音發(fā)射或識別某個(gè)聽覺指紋，例如特定人的語音或窗戶破裂的聲音，僅舉幾例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開提供了一種用于在多個(gè)數(shù)據(jù)值中有效地確定最頻繁值的電子系統(tǒng)。在現(xiàn)有技術(shù)中未滿足這種需要，現(xiàn)有技術(shù)沒有解決以有效和快速的方式在多個(gè)數(shù)據(jù)值中找到最頻繁值的問題。下面描述確定最頻繁值的各種用途。

2、在第一個(gè)方面，本公開提供了一種電子系統(tǒng)，所述電子系統(tǒng)用于在所述電子系統(tǒng)的使用期間確定數(shù)據(jù)陣列a中的最頻繁值，所述數(shù)據(jù)陣列a包括多個(gè)n個(gè)數(shù)據(jù)值a[i]，i＝1,...,n，n≥4，各個(gè)數(shù)據(jù)值a[i]對應(yīng)于相應(yīng)數(shù)據(jù)信號s[i]，i＝1,...,n，所述電子系統(tǒng)包括第一電子子系統(tǒng)，所述第一電子子系統(tǒng)包括：

3、(i)信號輸入接口，用于接收所述數(shù)據(jù)信號s[i]，i＝1,...,n；

4、(ii)第一比較器集cai,j，用于確定對應(yīng)的比較信號ca[i,j]，i＝1,...,n，j＝1,...,n，其中，各個(gè)比較信號ca[i,j]表示數(shù)據(jù)值a[i]是否等于數(shù)據(jù)值a[j]；

5、(iii)計(jì)數(shù)器集coi，i＝1,...,n，用于確定對應(yīng)的計(jì)數(shù)信號co[i]，i＝1,...,n，其中，各個(gè)計(jì)數(shù)信號co[i]表示數(shù)據(jù)值a[i]在多個(gè)數(shù)據(jù)值a中出現(xiàn)的次數(shù)；

6、(iv)選擇器集seli，i＝1,...,m，所述選擇器集中的各個(gè)選擇器seli包括：

7、-第一信號輸入端集selin1i，其被配置成接收第一信號集{s[j],ca[j],co[j]}，其中1≤j≤n且ca[j]＝{ca[j,1],...,ca[j,n]}，以及

8、-第二信號輸入端集selin2i，其被配置成接收第二信號集{s[k],ca[k],co[k]}，其中1≤k≤n，k≠j，

9、-選擇線sellinei，用于接收選擇信號selsigi，所述選擇信號selsigi表示由對應(yīng)的選擇線比較器確定的是否co[j]>co[k]，

10、-信號輸出端集selouti，所述選擇器seli被配置成在selsigi表示co[j]>co[k]的情況下輸出信號集{s[j],ca[j],co[j]}，并且在selsigi表示co[j]≤co[k]的情況下輸出信號集{s[j],ca[j],co[j]}或信號集{s[k],ca[k],co[k]}，

11、所述選擇器集seli，i＝1,...,m包括輸出選擇器selout，所述輸出選擇器selout被互連使得所述輸出選擇器selout在其信號輸出端集上提供信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]},1≤jmax≤n作為輸出信號，其中，所述信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}的特征在于沒有其他數(shù)據(jù)值a[k],k＝1,...,n具有比數(shù)據(jù)值a[jmax]的計(jì)數(shù)co[jmax]高的計(jì)數(shù)co[k]?？梢钥闯?，上述系統(tǒng)在selsigi表示co[j]≤co[k]的情況下輸出信號集{s[j],ca[j],co[j]}或信號集{s[k],ca[k],co[k]}。因此，選擇器seli可以被配置成在co[j]＝co[k]的情況下輸出信號集{s[j],ca[j],co[j]}或信號集{s[k],ca[k],co[k]}。在一些實(shí)施方式中，集合seli，i＝1,...,m中的所有選擇器被配置成在selsigi表示co[j]＝co[k]的情況下輸出{s[k],ca[k],co[k]}。該配置用于具體實(shí)施方式中的示例中。在其他實(shí)施方式中，集合seli，i＝1,...,m中的所有選擇器被配置成在selsigi表示co[j]＝co[k]的情況下輸出{s[j],ca[j],co[j]}。在另其他實(shí)施方式中，集合seli，i＝1,...,m中的一個(gè)或更多個(gè)選擇器被配置成在selsigi表示co[j]＝co[k]的情況下輸出{s[k],ca[k],co[k]}，而集合seli，i＝1,...,m中的其他選擇器被配置成在selsigi表示co[j]＝co[k]的情況下輸出{s[j],ca[j],co[j]}。這是設(shè)計(jì)問題。上述所有實(shí)施方式導(dǎo)致輸出信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}，信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}的特征在于沒有其他數(shù)據(jù)值a[k]，k＝1,...,n具有比數(shù)據(jù)值a[jmax]的計(jì)數(shù)co[jmax]高的計(jì)數(shù)co[k]。換句話說，選擇僅是如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的問題。

12、如上所述，在下面的詳細(xì)描述中，電子系統(tǒng)被配置成在co[j]≤co[k]的情況下(包括co[j]＝co[k]的情況)輸出{s[k],ca[k],co[k]}，即，與在計(jì)數(shù)滿足co[j]>co[k]的情況下輸出的信號集即{s[j],ca[j],co[j]}不同。

13、在一些實(shí)施方式中，log2(n)是整數(shù)，并且，所述選擇器集中的第一選擇器子集selsub1i，i＝1,...,n/2中的各個(gè)選擇器被設(shè)置成分別在其第一信號輸入端集和其第二信號輸入端集上接收n個(gè)信號集{s[j],ca[j],co[j]}，j＝1,...,n中的相應(yīng)的信號集對，由此所述第一選擇器子集輸出n/2個(gè)信號集，所述n/2個(gè)信號集中的至少一個(gè)信號集對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)值a[jmax]。

14、在一些實(shí)施方式中，所述選擇器集中的第二選擇器子集selsub2i，i＝1,...,n/4中的各個(gè)選擇器被設(shè)置成接收由所述第一選擇器子集selsub1i，i＝1,...,n/2輸出的所述n/2個(gè)信號集中的相應(yīng)對，由此所述第二選擇器子集輸出n/4個(gè)信號集，所述n/4個(gè)信號集中的至少一個(gè)對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)值a[jmax]。在一些實(shí)施方式中，n≥8，并且所述選擇器集還包括彼此串聯(lián)設(shè)置并且與所述第二選擇器子集串聯(lián)設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)另外的選擇器子集selsubl，各個(gè)另外的選擇器子集在其信號輸出端上提供數(shù)目為所述各個(gè)另外的選擇器子集在其信號輸入端上接收的輸出信號集的數(shù)目的一半的輸出信號集，來自各個(gè)另外的選擇器子集的所述輸出信號集中的至少一個(gè)輸出信號集對應(yīng)于信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}，最后的另外的選擇器子集包括所述輸出選擇器selout，由此所述信號集{s[j],ca[j],co[j]}，j＝1,...,n被所述電子系統(tǒng)逐漸縮減為在所述輸出選擇器selout的所述信號輸出端輸出的單個(gè)信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}。

15、選擇器也稱為多路復(fù)用器。

16、有利地，選擇器的數(shù)目m等于n-1。這可能是所需的最低數(shù)目。m等于或大于n-1的事實(shí)遵循所要求保護(hù)的發(fā)明：所述系統(tǒng)/方法輸出信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}(信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}特征在于，沒有其他數(shù)據(jù)值a[k]，k＝1,...,n具有比數(shù)據(jù)值a[jmax]的計(jì)數(shù)co[jmax]高的計(jì)數(shù)co[k])，并且為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要至少n-1個(gè)選擇器，因?yàn)槊總€(gè)選擇器丟棄一個(gè)信號集。在具體實(shí)施方式中呈現(xiàn)的所有示例中，m等于n-1。

17、在一些實(shí)施方式中，所述選擇器集包括第一選擇器selcasc1，所述第一選擇器selcasc1被設(shè)置成接收所述信號集{s[j],ca[j],co[j]}，j＝1,...,n中的第一對信號集，所述選擇器集還包括另外的選擇器集selcasci，i＝2,...,n-1，所述另外的選擇器selcasci，i＝2,...,n-1中的各個(gè)選擇器被設(shè)置成在其第一信號輸入端集上接收來自前一選擇器selcasci-1，i＝2,...,n-1的輸出信號并且在其第二信號輸入端集上接收{(diào)s[j],ca[j],co[j]}，j＝1,...,n中的尚未作為輸入被提供給所述選擇器集的信號集，直到所有信號集已經(jīng)作為輸入被提供給所述選擇器集中的選擇器，由此，所述信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}被提供作為所述選擇器集中的選擇器selcascn-1的所述信號輸出端上的輸出。

18、在一些實(shí)施方式中，所述電子系統(tǒng)還包括：

19、圖像傳感器，所述圖像傳感器包括多個(gè)像素p[i]，i＝1,...,i，i≥4，用于捕獲圖像信號，所述圖像信號表示強(qiáng)度值集i[i]，i＝1,...,i，各個(gè)強(qiáng)度值i[i]，i＝1,...,i表示由所述圖像傳感器的對應(yīng)像素p[i]，i＝1,...,i捕獲的輻射量，

20、模數(shù)接口(adc)，所述adc被設(shè)置成接收來自所述圖像傳感器的所述圖像信號并提供對應(yīng)數(shù)字圖像信號，所述對應(yīng)數(shù)字圖像信號表示由所述圖像傳感器中的所述對應(yīng)像素p[i]，i＝1,...,i捕獲的所述強(qiáng)度值i[i]，i＝1,...,i，所述adc還包括adc輸出接口，所述adc輸出接口連接到所述信號輸入接口以向所述第一電子子系統(tǒng)提供所述數(shù)字圖像信號的至少一部分。

21、圖像傳感器通常在相對短的時(shí)間段內(nèi)收集光，以保持由不同像素捕獲的輻射量的動(dòng)態(tài)范圍。如果捕獲時(shí)間太長，則圖像傳感器最終飽和并且將不表示要成像的對象。這是眾所周知的。因此，隱含的是，圖像傳感器以呈現(xiàn)要成像的對象的方式操作。在弱光條件下，可能需要較長的曝光時(shí)間，并且在具有大量輻射的條件下，曝光時(shí)間可能需要相對短的曝光時(shí)間。

22、圖像傳感器可以例如對具有在200至15000nm范圍內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)波長的光特別敏感，諸如在200至3000nm范圍內(nèi)，諸如在300至3000nm范圍內(nèi)，諸如在200至300nm范圍內(nèi)或在300至380nm范圍內(nèi)或在380至750nm范圍內(nèi)或在750至3000nm范圍內(nèi)或在3000-6000nm范圍內(nèi)或在6000-15000nm范圍內(nèi)，或在與這些范圍中的兩個(gè)交疊的范圍內(nèi)，例如在600-1600nm范圍內(nèi)。

23、在一些實(shí)施方式中，所述adc被配置成在所述adc輸出接口上并行地輸出所述數(shù)字圖像信號的與所述強(qiáng)度值中的n個(gè)強(qiáng)度值相對應(yīng)的部分。在一些實(shí)施方式中，從所述強(qiáng)度值i[i]，i＝1,...,i中提取的所述n個(gè)強(qiáng)度值對應(yīng)于在所述圖像傳感器中連續(xù)設(shè)置的n個(gè)像素形成的子集。在一些實(shí)施方式中，所述n個(gè)像素p[i]被設(shè)置在l×p個(gè)像素的二維陣列中，其中l(wèi)，p≥2，例如l，p≥3，例如l，p≥4。在一些實(shí)施方式中，l＝p。在一些實(shí)施方式中，log2(l)和/或log2(p)是正整數(shù)。

24、在一些實(shí)施方式中，所述adc還被配置成以n個(gè)強(qiáng)度值形成的塊依次向所述第一電子子系統(tǒng)提供所述強(qiáng)度值i[i]，i＝1,...,i，所述電子系統(tǒng)還包括發(fā)送器系統(tǒng)，所述發(fā)送器系統(tǒng)聯(lián)接到所述第一電子子系統(tǒng)并且被配置成從所述輸出選擇器selout接收所述輸出信號，所述發(fā)送器系統(tǒng)還被配置成提供發(fā)送信號t，所述發(fā)送信號t包括表示所述最頻繁值a[jmax]的第一信號部分t1。在一些實(shí)施方式中，所述發(fā)送信號t包括表示計(jì)數(shù)c0[jmax]的第二信號部分t2。在一些實(shí)施方式中，所述發(fā)送信號t包括表示所述比較陣列ca[jmax]的第二信號部分t2。在一些實(shí)施方式中，所述發(fā)送信號t包括表示數(shù)據(jù)陣列a中除所述最頻繁值a[jmax]之外的數(shù)據(jù)值的第三信號部分t3。

25、在一些實(shí)施方式中，所述第一電子子系統(tǒng)被包括在專用集成電路asic中，所述專用集成電路包括：

26、(i)所述信號輸入接口，

27、(ii)所述第一比較器集，

28、(iii)所述計(jì)數(shù)器集，

29、(iv)所述選擇器集，

30、(v)所述選擇線比較器，以及

31、(vi)信號輸出接口，所述信號輸出接口被配置成從所述輸出選擇器selout提供所述輸出信號{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}。

32、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了一種asic，所述asic包括：

33、(i)所述信號輸入接口，

34、(ii)所述第一比較器集，

35、(iii)所述計(jì)數(shù)器集，

36、(iv)所述選擇器集，

37、(v)所述選擇線比較器，以及

38、(vi)所述信號輸出接口，所述信號輸出接口被配置成提供來自所述輸出選擇器selout的所述輸出信號{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}。

39、本發(fā)明的第三個(gè)方面提供了一種asic，該asic包括根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面所述的電子系統(tǒng)。

40、信號輸入接口和/或信號輸出接口可以是外部可訪問的，例如用于集成(例如通過焊接)在印刷電路板上。在一些實(shí)施方式中，所述asic包括多個(gè)第一電子子系統(tǒng)。

41、在下面的描述中，術(shù)語數(shù)據(jù)信號s和數(shù)據(jù)陣列a可互換使用，因?yàn)槎鄠€(gè)信號s[i]對應(yīng)于多個(gè)數(shù)據(jù)值a[i]，但是數(shù)據(jù)信號s是物理信號，其具有表示數(shù)據(jù)值的物理特性(例如幅度)，但是它們本身不“具有值”。這是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。例如，數(shù)據(jù)信號s[1]通常是根據(jù)在信號輸入接口上接收的輸入而變化的連續(xù)信號。特性(諸如數(shù)據(jù)信號的幅度)隨時(shí)間變化，反映接收了某個(gè)數(shù)據(jù)值(諸如數(shù)據(jù)值6)。然而，對于數(shù)據(jù)信號的比較而不是相應(yīng)的數(shù)據(jù)值的比較的引用不太直觀，并且將不必要地使權(quán)利要求以及本發(fā)明的描述復(fù)雜化。多個(gè)數(shù)據(jù)值a[i]，i＝1,...,n可互換地稱為數(shù)據(jù)值a。類似地，數(shù)據(jù)信號s[i]，i＝1,...,n可互換地稱為數(shù)據(jù)信號s。

42、這同樣適用于比較信號，其可互換地稱為比較陣列以強(qiáng)調(diào)比較信號表示的值。類似地，計(jì)數(shù)信號可互換地稱為計(jì)數(shù)或計(jì)數(shù)陣列，以強(qiáng)調(diào)計(jì)數(shù)信號表示的值。

43、在第四個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于確定數(shù)據(jù)陣列a中的最頻繁值的方法，所述數(shù)據(jù)陣列a包括多個(gè)n個(gè)數(shù)據(jù)值a[i]，i＝1,...,n，n≥4，各個(gè)數(shù)據(jù)值a[i]對應(yīng)于相應(yīng)數(shù)據(jù)信號s[i]，i＝1,...,n，所述方法在電子系統(tǒng)中執(zhí)行，所述方法包括以下步驟：

44、(i)在所述電子系統(tǒng)的信號輸入接口上接收所述數(shù)據(jù)信號s[i]，i＝1,...,n，

45、(ii)確定比較信號集ca[i,j]，i＝1,...,n，j＝1,...,n，其中，各個(gè)比較信號ca[i,j]表示數(shù)據(jù)值a[i]是否等于數(shù)據(jù)值a[j]，

46、(iii)確定計(jì)數(shù)信號集co[i]，i＝1,...,n，其中，各個(gè)計(jì)數(shù)信號co[i]表示數(shù)據(jù)值a[i]在所述多個(gè)數(shù)據(jù)值a中出現(xiàn)的次數(shù)；所述數(shù)據(jù)信號、所述比較信號和所述計(jì)數(shù)信號構(gòu)成多個(gè)信號集{s[i],ca[i],co[i]}，i＝1,...,n，其中ca[i]＝{ca[i,1],...,ca[i,n]}，

47、(iv)在選擇器集中，執(zhí)行多個(gè)信號選擇，其中，基于與至少一個(gè)其他信號集{s[j],ca[j],co[j]}，1≤j≤n，i≠j的比較來選擇或丟棄信號集{s[i],ca[i],co[i]}，i＝1,...,n中的各個(gè)信號集，其中，所述比較基于相應(yīng)的計(jì)數(shù)co[i]和co[j]，各個(gè)選擇包括：

48、-在co[i]＞co[j]的情況下，選擇信號集{s[i],ca[i],co[i]}以供與另一信號集{s[k],ca[k],co[k]}，i≠j≠k比較，并丟棄信號集{s[j],ca[j],co[j]}，或者

49、-在co[i]≤co[j]的情況下，選擇信號集{s[i],ca[i],co[i]}和{s[j],ca[j],co[j]}中的一者以供與另一信號集{s[k],ca[k],co[k]}，1≤k≤n，i≠j≠k比較，并丟棄信號集{s[i],ca[i],co[i]}和{s[j],ca[j],co[j]}中的另一者，

50、(v)繼續(xù)步驟(iv)，直到所述比較中的一個(gè)比較中除了單個(gè)信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}，1≤jmax≤n之外的所有信號都已被丟棄，并且

51、(vi)在所述電子系統(tǒng)的信號輸出接口上提供信號集{s[jmax],ca[jmax],co[jmax]}。

52、類似于根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的電子系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的方法提供與對應(yīng)于相應(yīng)數(shù)據(jù)信號s的n個(gè)數(shù)據(jù)值a中的最頻繁數(shù)據(jù)值a[jmax]相對應(yīng)的輸出信號。

53、在第五個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種電子系統(tǒng)，諸如asic，其被配置成諸如執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面的方法。

54、以上關(guān)于第一個(gè)方面描述的考慮同樣適用于第二個(gè)方面、第三個(gè)方面、第四個(gè)方面和第五個(gè)方面。例如，數(shù)據(jù)信號s可以是源自圖像傳感器的信號。作為示例，所述數(shù)據(jù)信號s對應(yīng)于由圖像傳感器捕獲的相應(yīng)n個(gè)信號，并且所述n個(gè)信號中的各個(gè)信號表示由所述圖像傳感器中的相應(yīng)n個(gè)像素諸如所述圖像傳感器中的n個(gè)連續(xù)像素捕獲的輻射量。

55、類似地，數(shù)據(jù)信號的數(shù)目n可以是偶數(shù)。在一些實(shí)施方式中，log2(n)是整數(shù)。