[发明专利]一种改善CMOS图像传感器成像质量的控制方法

说明书

本发明公开了一种改善CMOS图像传感器成像质量的控制方法，包括设置期望亮度，并统计当前图像亮度均值；设置多个可调节的控制参数，所述控制参数至少包括曝光时间、电荷电压转换增益、PGA增益、斜坡电压和数字增益；计算当前的图像亮度均值与期望亮度是否匹配，若匹配则无需调节，若不匹配，则执行调节步骤；调节步骤，逐一调节控制参数，并在调节完任意一个控制参数后统计当前图像亮度均值，并计算当前图像亮度均值是否与期望亮度相匹配，若匹配，则结束控制参数的调节，若不匹配，则继续调节当前参数或调节其他参数，直至当前图像亮度均值与期望亮度相匹配，以获得亮度适中且噪声较小、动态范围较大的高质量图像。

技术领域

本发明涉及图像传感器成像质量控制技术领域，特别是涉及一种改善CMOS图像传感器成像质量的控制方法。

背景技术

图像质量由多种因素决定，其中最直观的因素包括图像的亮度、噪声和动态范围等，适中的亮度是一副高质量图像的基础，而噪声和动态范围决定了图像的细节。

CMOS图像传感器是可见光固体图像传感器的代表之一，具备低成本、低功耗、高集成度和响应速度快的优点。在CMOS图像传感器成像时，可以影响图像亮度的参数包括曝光时间、像素信号转换增益、PGA增益、斜坡电压、数字增益等。

目前，为了得到亮度适中的图像，常见的自动曝光算法是改变图像传感器的曝光时间和数字增益，但由于曝光时间的调节范围有限，过长的曝光时间会降低图像的帧频，而数字增益的调节又很容易放大噪声，均会造成图像质量的降低，无法满足CMOS图像传感器在不同工作环境中的成像需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改善CMOS图像传感器成像质量的控制方法，以获得亮度适中且噪声较小、动态范围较大的高质量图像。

为解决上述问题，本发明提供一种改善CMOS图像传感器成像质量的控制方法，具体包括以下步骤：

设置期望亮度，并统计当前图像亮度均值；

设置多个可调节的控制参数，所述控制参数至少包括曝光时间、电荷电压转换增益、PGA增益、斜坡电压和数字增益；

计算当前的图像亮度均值与期望亮度是否匹配，若匹配则无需调节，若不匹配，则执行调节步骤；

调节步骤，逐一调节曝光时间、电荷电压转换增益、PGA增益、斜坡电压和数字增益，并在调节完任意一个控制参数后统计当前图像亮度均值，并计算当前图像亮度均值是否与期望亮度相匹配，若匹配，则结束控制参数的调节，若不匹配，则继续调节当前参数或调节其他参数，直至当前图像亮度均值与期望亮度相匹配。

进一步的，在所述步骤“设置多个可调节的控制参数”后还包括以下步骤：

设置各个控制参数的调节优先级，所述调节优先级由高到低依次为曝光时间、电荷电压转换增益、PGA增益、斜坡电压和数字增益。

进一步的，判断当前图像亮度均值与期望亮度是否匹配的判断公式为：

Y∈[(1±10％)Y₀]，

其中：Y₀为期望亮度，Y为当前图像亮度均值。

进一步的，所述步骤调节步骤中，调节曝光时间、PGA增益、斜坡电压和数字增益的条件为：

调节电荷电压增益的条件为：

其中：Y₀为期望亮度，Y为当前图像亮度均值。

进一步的，所述曝光时间的调节范围为10ns～20ms，且所述曝光时间的默认起始值为1ms。