[发明专利]产生图像传感器的列偏移校正

说明书

技术领域

本发明大体上涉及图像传感器，且更具体地说，涉及用于补偿图像传感器中的列固定图案噪声的方法。更具体地说，本发明涉及用于产生用以补偿图像传感器中的列固定图案噪声的列偏移校正的方法。

背景技术

互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器通常包含布置成行和列以形成像素阵列的多个像素。列输出电路连接到所述阵列中的每一列像素以从所述列中的像素读出信号。来自一行像素的输出信号通过所述列输出电路每次一行地(并行地)从所述像素阵列读出。

列输出电路可包含模拟和数字电路两者，包含电容器、开关、多路复用器、晶体管和放大器。通过CMOS图像传感器捕捉的图像的质量可由于列输出电路中的电路的偏移与增益之间的差异或不匹配而降低。这些不匹配在图像中产生列固定图案噪声假影或缺陷。列固定图案噪声由于列固定图案噪声的柱形或条纹结构而较容易被观察者看见且另其反感。

当捕捉图像时，通常将增益应用于像素的输出信号。当在低光条件下捕捉图像时，此情形尤其成立，其中增益用以使图像较明亮。不幸的是，列固定图案噪声也由增益放大，从而使列固定图案噪声假影在图像中更为显著。举例来说，增益的两倍增加可导致列固定图案噪声加倍。

发明内容

一种图像传感器包含通常布置成行和列以形成像素阵列的多个感光像素和多个暗参考像素。可获得所述像素阵列中的所有列的全局偏移窗，其中所述全局偏移窗界定所有列的可接受的最大暗信号和可接受的最小暗信号。接着从每一列中的给定数目的暗参考像素读出暗信号。做出关于来自每一列的暗信号中的一个或一个以上是否在所述全局偏移窗外部的确定。在根据本发明的实施例中，如果在全局偏移窗外部，那么补偿或丢弃在所述全局偏移窗外部的每一暗信号。

接着使用在全局偏移窗内的暗信号来确定每一列的列偏移校正。在已从像素阵列读出给定数目的暗信号之后，获得所述像素阵列中的每一列的局部偏移窗，其中所述局部偏移窗界定每一列的可接受的最大暗信号和可接受的最小暗信号。接着从每一列中的给定数目的暗参考像素读出暗信号，且对其进行分析以确定所述暗信号中的一者或一者以上是否在相应局部偏移窗外部。在根据本发明的实施例中，如果在相应局部偏移窗外部，那么补偿或丢弃在所述全局偏移窗外部的每一暗信号。

在从像素阵列读出给定数目的暗信号之后，可更新所述列偏移校正。

当在捕捉图像时检测到增益电平的改变时，可定标所述列偏移校正。

附图说明

参看以下图式来更好地理解本发明的实施例。所述图式的元件未必相对于彼此按比例绘制。

图1是根据本发明的实施例中的图像捕捉装置的简化框图；

图2是根据本发明的实施例中的图像传感器106的俯视图的框图；

图3是图2中所图示的模拟前端电路216的框图；

图4是根据本发明的实施例中的用于产生列偏移校正的第一方法的流程图；

图5是用于使用根据图4中所图示的第一方法产生的列偏移校正的第一方法的流程图；

图6A-6B描绘根据本发明的实施例中的用于产生和使用列偏移校正的第二方法的流程图；

图7A-7B说明根据本发明的实施例中的用于在产生列偏移校正时检测异常暗信号且补偿异常暗信号的方法的流程图；以及

图8是根据本发明的实施例中的用以描绘局部偏移窗的从每一列读出的暗信号的示范性图。

具体实施方式

遍及本说明书和权利要求书，以下术语采用本文中明确相关联的含义，除非上下文另有清楚指示。“一”和“所述”的含义包含复数参考，“在……中”的含义包含“在……中”和“在……上”。术语“经连接”意指经连接的物品之间的直接电连接，或意指经由一个或一个以上被动或主动中间装置的间接连接。术语“电路”意指连接在一起以提供所要功能的单个组件或多个组件，无论是主动组件或是被动组件。术语“信号”意指至少一个电流、电压或数据信号。

另外，例如“在……上”、“在……上方”、“顶部”、“底部”的方向性术语参考所描述的图式的定向来加以使用。因为本发明的实施例的组件可以许多不同定向来定位，因此方向性术语仅用于说明目的而决非限制。

参看图式，相同数字遍及诸图指示相同部分。

图1是根据本发明的实施例中的图像捕捉装置的简化框图。图像捕捉装置100在图1中实施为数码相机。所属领域的技术人员应了解，数码相机仅为可利用并入有本发明的图像传感器的图像捕捉装置的一个实施例。其它类型的图像捕捉装置(例如，手机相机、扫描器和数字视频摄录机)可用于本发明。