[发明专利]一种摄像机及其图像处理方法

说明书

本申请实施例公开了一种摄像机及其图像处理方法，涉及图像传感器领域，能够降低两次曝光之间的时间间隔，确保两次曝光拍摄的图像中运动物体没有明显的移动。具体方案为：摄像机包括CMOS传感器和控制器，对于CMOS传感器中的每个像素电路，控制器，用于：在第一曝光结束后产生用于导通第一晶体管的第一脉冲信号，将光电二极管产生的第一电子转移至电荷存储区；在第二曝光开始前产生用于导通第二晶体管的第二脉冲信号，将电荷存储区存储的第一电子转移至浮动扩散节点；在第二曝光结束后产生用于导通第一晶体管的第三脉冲信号，将光电二极管产生的第二电子转移至电荷存储区。

本申请要求于2021年10月25日提交国家知识产权局、申请号为202111241467.1、申请名称为“一种在FD中保持信号的暗电流抑制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请实施例涉及图像传感器领域，尤其涉及一种摄像机及其图像处理方法。

背景技术

互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)传感器因具备体积小、功耗低等优势，在图像传感器领域得到了广泛应用。

在智能交通场景中，被车灯直射的车牌等区域照度可达数千勒克斯，而其他区域照度可能只有几勒克斯，动态范围非常大。如果采用CMOS传感器进行单次曝光，可能造成过曝或欠曝的问题，因此单次曝光的成像动态范围非常有限。为了提升图像的动态范围，可以采用全局快门CMOS传感器进行两次曝光，并对两次曝光拍摄的图像进行宽动态合成。但是采用传统全局快门CMOS传感器受限于读出速度，每次拍摄的时间间隔较长。在智能交通场景中拍摄高速运动物体时，如果相隔最近的两帧图像间存在明显的运动位移，将造成两次曝光的图像进行宽动态合成的结果会出现运动伪影。因此，如何降低两次曝光之间的时间间隔成为了亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种摄像机及其图像处理方法，能够降低两次曝光之间的时间间隔，确保两次曝光拍摄的图像中运动物体没有明显的移动。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种摄像机，该摄像机包括互补金属氧化物半导体CMOS传感器和控制器，CMOS传感器包括多个像素电路，该多个像素电路中的每个像素电路包括至少一个光电二极管，电荷存储区，耦合在光电二极管与电荷存储区之间的第一晶体管，耦合在电荷存储区与浮动扩散节点之间的第二晶体管；对于每个像素电路，控制器，用于：在第一曝光结束后产生用于导通第一晶体管的第一脉冲信号，将光电二极管产生的第一电子转移至电荷存储区；在第二曝光开始前产生用于导通第二晶体管的第二脉冲信号，将电荷存储区存储的第一电子转移至浮动扩散节点；在第二曝光结束后产生用于导通第一晶体管的第三脉冲信号，将光电二极管产生的第二电子转移至电荷存储区。

基于本方案，通过将第一曝光产生的第一电子从光电二极管传输并存储在浮动扩散节点中，将第二曝光产生的第二电子传输并存储在电荷存储区，即第一曝光产生的第一电子和第二曝光产生的第二电子可以存储在不同的器件中。与第二次曝光必须等到第一次曝光全部读出后才能进行相比，由于本方案将两次曝光产生的电子分别存储在浮动扩散节点和电荷存储区，因此第二次的曝光不需要等待第一次曝光读出以后再进行，能够减小第二曝光与第一曝光之间的时间间隔，能够实现无时隙双重曝光。

在一种可能的实现方式中，上述像素电路还包括第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的栅极耦合至浮动扩散节点，第三晶体管的源极耦合至第四晶体管的漏极，第三晶体管的漏极耦合至预设电压，第四晶体管的栅极耦合至控制器，第四晶体管的源极为信号输出端；控制器，还用于在第三曝光结束后产生用于导通第四晶体管的第四脉冲信号，将浮动扩散节点上的噪声信号读出。