專利名稱：在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于圖像傳感器領域，尤其涉及一種在圖像傳感器中獲取固定幀率高 動態(tài)圖像的裝置
背景技術：
目前獲取高動態(tài)圖像幀的方法為在一定時間內對感光像素陣列的所有行進行長 時間曝光，獲得整圖像幀的長時間曝光信號；并對感光像素陣列的所有行進行短時間曝光， 獲得整圖像幀的短時間曝光信號；將獲得的短時間曝光信號與長時間曝光信號進行合成。對于圖像傳感器來說，上述曝光是通對感光像素陣列進行長積分時間復位或短積 分時間復位來實現(xiàn)的，而實現(xiàn)積分的原理就在于在一定時間內先將像素陣列所有行按特定 順序逐行復位，等間隔一段時間后再按這個復位順序將特定行逐行讀出；在獲取高動態(tài)圖 像時，其中一個圖像幀中所有行內感光像素陣列的長積分時間或短積分時間一致。由于整個積分時間原理的實現(xiàn)需要在上一計數幀對感光像素陣列復位，然后在下 一計數幀讀出，這樣，一幀圖像數據從復位到完整讀出就需要兩個計數幀的時間，為提高幀 率和實現(xiàn)長度小于一幀的積分時間，我們通常采用的方法是在一行時間(對感光像素陣列 的一行進行讀出/復位的時間)內既讀出又復位，使得在一計數幀時間內除了完成當前 圖像幀的讀出和復位之外，還可以開始下一圖像幀的復位。其中一個圖像幀包括有效幀長 及空閑幀長；由于一行時間內只復位一行，因此當長積分時間由小變大時，若其變化量大 于當前圖像幀中的空閑幀長，則為了保證當前圖像幀和下一圖像幀所有行都能夠復位完 全，需要使后一圖像幀與當前圖像幀的間隔變長，從而使得圖像幀率變小。因此不能滿足 NTSC (NatioNal TeleviSioN StaNdardS Committee，國家電視標準委員會)或 PAL (PhaSe AlterNatiNg LiNe，逐行倒相)制輸出時需滿足的圖像幀率固定的要求。

實用新型內容本實用新型為解決現(xiàn)有技術的圖像傳感器獲取的高動態(tài)圖像在積分時間由小變 大的情況下無法保持固定幀率的技術問題，提供了一種在圖像傳感器中獲取固定幀率高動 態(tài)圖像的裝置，所述圖像傳感器包括排列為行和列的感光像素陣列，包括與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行長積分時間復 位的第一長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行短積分時間復 位的第一短積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行長積分時間復位的同 時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行長積分時間復位的第二長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行短積分時間復位的同 時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行短積分時間復位的第二短積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以將當前圖像幀的長積分時間圖像信號和短積分時間圖像信號交替讀出的積分圖像信號讀出單元。進一步地，所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置還包括與圖像信號讀出單元相連，用以將長積分時間圖像信號轉換為數字長積分時間圖 像信號；以及將短積分時間圖像信號轉換為數字短積分時間圖像信號的模數轉換單元；與模數轉換單元相連，用以將數字長積分時間圖像信號和數字短積分時間圖像信 號進行合成，并輸出合成信號的合成單元；進一步地，所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置還包括與合成單元連接并將合成信號進行數字圖像信號處理并輸出的數字圖像處理單兀。進一步地，所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置還包括用以在當前幀感光像素陣列的有效行完成讀出或復位之后，將對未用到的行進行 復位的順帶復位單元。進一步地，所述有效行包括相互間隔的行。進一步地，所述有效行包括相鄰的行。本實用新型提供的一種圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，包括與 感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行長時間復位的第一長積分 時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行短時間 復位的第一短積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列 進行長時間復位的同時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行長時間復位的第二長積分時間 控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行短時間復位的同時， 控制后一圖像幀感光像素陣列進行短時間復位的第二短積分時間控制單元；可以在對當前 圖像幀感光像素陣列進行長時間復位的同時對后一幀感光像素陣列進行長時間復位，在對 前圖像幀感光像素陣列進行短時間復位的同時對后一幀感光像素陣列進行短時間復位，與 現(xiàn)有技術相比可以保證當前圖像幀與后一圖像幀的間隔不變，從而保證圖像信號的幀率不 變。

圖1為本實用新型第一實施例的原理圖；圖2為本實用新型第二實施例的原理圖；圖3為本實用新型第三實施例的原理圖；圖4為本實用新型第四實施例的原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下 結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施 例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖1為本實用新型第一實施例的原理圖；如圖1所示的一種在圖像傳感器中獲取 固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，所述圖像傳感器包括排列為行和列的感光像素陣列，包括與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行長時間復位的第一長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行 進行短時間復位的第一短積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感 光像素陣列進行長時間復位的同時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行長時間復位的第二 長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行短時間 復位的同時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行短時間復位的第二短積分時間控制單元; 與感光像素陣列連接，用以將當前圖像幀的長積分時間圖像信號和短積分時間圖像信號交 替讀出的積分圖像信號讀出單元。圖2為本實用新型第二實施例的原理圖；第二實施例子在第一實施例的基礎上， 進一步包括與圖像信號讀出單元相連，用以將長積分時間圖像信號轉換為數字長積分時間 圖像信號；以及將短積分時間圖像信號轉換為數字短積分時間圖像信號的模數轉換單元； 與模數轉換單元相連，用以將數字長積分時間圖像信號和數字短積分時間圖像信號進行合 成，并輸出合成信號的合成單元；其中模數轉換及數字長積分時間圖像信號和數字短積分 時間圖像信號進行合成為本領域技術人員習知技術在此不再贅述。圖3為本實用新型第三實施例的原理圖；實施例三在實施例二的基礎上進一步包 括與合成單元連接并將合成信號進行數字圖像信號處理并輸出的數字圖像處理單元，以獲 取最終的圖像信號；其中數字信號處理單元為本領域技術人員習知的技術，在此不再贅述。圖4為本實用新型第四實施例的原理圖。實施例四在實施例三的基礎上進一步包 括用以在當前幀感光像素陣列的有效行完成讀出或復位之后，將對未用到的行進行復位 的順帶復位單元，用以清空未用到的行的累積電荷，以避免出現(xiàn)行間串擾，使得其不至于影 響有效行的數據輸出；在某些情況中，需要將感光像素陣列進行隔行復位/讀出，此時未用 到的行即為位于復位/讀出行之間的行；在某些實施例中，需要將感光像素陣列部分相鄰 的行進行復位/讀出，此時未用到的行即為位于感光像素陣列復位/讀出行的上和/或下 的行。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
權利要求在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，所述圖像傳感器包括排列為行和列的感光像素陣列，其特征在于包括與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行長積分時間復位的第一長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行短積分時間復位的第一短積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行長積分時間復位的同時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行長時間復位的第二長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行短積分時間復位的同時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行短時間復位的第二短積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以將當前圖像幀的長積分時間圖像信號和短積分時間圖像信號交替讀出的積分圖像信號讀出單元。
2.根據權利要求1所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，其特征在 于還包括與圖像信號讀出單元相連，用以將長積分時間圖像信號轉換為數字長積分時間圖像信 號；以及將短積分時間圖像信號轉換為數字短積分時間圖像信號的模數轉換單元；與模數轉換單元相連，用以將數字長積分時間圖像信號和數字短積分時間圖像信號進 行合成，并輸出合成信號的合成單元；
3.根據權利要求1所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，其特征在 于還包括與合成單元連接并將合成信號進行數字圖像信號處理并輸出的數字圖像處理單元。
4.根據權利要求1至3任一項所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝 置，其特征在于還包括用以在當前幀感光像素陣列的有效行完成讀出或復位之后，將對 未用到的行進行復位的順帶復位單元。
5.根據權利要求4所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，其特征在 于所述有效行包括相互間隔的行。
6.根據權利要求4所述的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，其特征在 于所述有效行包括相鄰的行。
專利摘要本實用新型提供的在圖像傳感器中獲取固定幀率高動態(tài)圖像的裝置，包括與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行長時間復位的第一長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以控制當前圖像幀感光像素陣列逐行進行短時間復位的第一短積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行長時間復位的同時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行長時間復位的第二長積分時間控制單元；與感光像素陣列連接，用以在當前圖像幀感光像素陣列進行短時間復位的同時，控制后一圖像幀感光像素陣列進行短時間復位的第二短積分時間控制單元；與現(xiàn)有技術比可使當前圖像幀與后一圖像幀間隔不變，從而使圖像信號的幀率不變。
文檔編號H04N5/335GK201623774SQ20092026226
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者付璟軍, 胡文閣, 覃知 申請人:比亞迪股份有限公司