[发明专利]一种图像传感装置及图像处理方法

说明书

本发明提供一种图像传感装置及图像处理方法，图像传感装置包括：m个像素块，其中，像素块内包含有至少两个相邻的待曝光像素单元；m是大于0的整数；块选单元，分别与m个像素块的输入端、输出端及复位端连接，用于根据m个像素块的输出端输出的曝光信号，在m个像素块中确定进行像素曝光处理的像素块，并向进行像素曝光处理的像素块的复位端发送复位信号，向进行像素曝光处理的像素块的输入端发送曝光开始信号，向m个像素块中其他像素块的输入端发送曝光未开始信号。本发明减少待曝光像素单元的等待时间，缩短所有待曝光像素单元的曝光时间，提高了图像传感装置的帧率，提高及时便利的用户体验。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像传感装置及图像处理方法。

背景技术

物联网技术被认为是继计算机和互联网之后的世界信息产业的第三次浪潮，是新一轮产业革命的重要方向和推动力量，对于培育新的经济增长点、推动产业结构转型升级、提升社会管理和公共服务的效率和水平具有重要意义。在物联网中，需要通过海量的传感器来采集温度、湿度、压力甚至是图像等自然界的物理信息。而其中图像传感器因为其所采集的信号直观，可挖掘的信息量大，被广泛的应用。但由于物联网中应用场地开阔，应用环境复杂多变，因此传感器节点多以配备供电电池的无线方式工作。并且在特殊应用环境下，图像传感器的电池不易更换。因此在物联网中，与传统应用截然不同的是，低功耗成为了CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器的迫切要求和主要挑战。

常见的一种超低功耗的CMOS图像传感器的实现方式是采用PWM (Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)像素。如图1所示，一个典型的PWM像素由光电二极管PD、复位管MRST、像素级比较器和列级存储器组成。像素级比较器的输入端分别为PD节点电压和设定的参考电压V_ref。列级存储器的输入数据由像素阵列外部的全局计数器输入。PWM像素的工作过程如下：PD节点先复位至复位电压V_rst，在像素曝光的过程中， PD节点电容因外界光强作用产生的光生电流而放电，PD节点电压下降，像素级比较器比较 PD节点电压与V_ref之间的关系，当它降低至V_ref时，该像素级比较器的输出V_out发生跳变，这一跳变信号通过控制列级存储器进行一次“写”操作，保存当前全局计数器的数值。此时列级存储器中的数据即为该像素的曝光时间tint量化值，等价于像素从曝光开始到其比较器输出翻转之间的时间间隔所形成的脉冲宽度。这样，通过PWM像素可以将光强信号转换为时间脉冲信号，进而可以利用时间脉冲信号的宽度来反映光强信号的强弱。

在实现上述利用PWM像素对像素阵列中的像素进行曝光时，发明人发现存在下述问题： PWM像素对像素阵列中的像素进行曝光是逐行进行曝光的。每一行像素开始曝光后，光强强的像素，复位的电压信号将很快达到参考电压V_ref，得到一个时间脉冲信号，而光强较弱的像素，其复位的电压信号下降较慢，可能在计数器计数结束时，其复位电压还未下降到参考电压V_ref。这样一来，必须等到整行像素的最暗像素的复位电压达到参考电压V_ref，或是计数器计数结束，才能认为此行像素曝光完毕，进行下一行的像素曝光。而每一幅图片中的每一行像素一般都会有较暗的像素，导致每一行的曝光时间近似等于计算器计数周期，进而使得图像传感器的帧率较低，较难满足及时便利的用户体验要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种图像传感装置及图像处理方法，用于解决现有技术中图像传感器的帧率低，无法满足及时便利的用户体验的问题。