[发明专利]黑电平的消除方法、系统及具有该系统的图像传感器

说明书

本发明公开了一种黑电平的消除方法，包括：接收有效像素单元输出的第一次电平信号和第二次电平信号；当接收到第一次电平信号和斜波信号时开始第一次计数，并当斜波信号的幅值与第一次电平信号的幅值相等时停止第一次计数，得到第一计数值；当接收到第二次电平信号和斜波信号时进行计时，并在延迟预定时钟周期后开始第二次计数，当斜波信号的幅值与第二次电平信号的幅值相等时停止第二次计数，得到第二计数值，其中，预定时钟周期为无光像素单元的黑电平值；根据第一计数值和第二计数值得到转换后的数字信号。该方法在第二电平信号转换的同时消除了黑电平，省去了在数字电路中有效像素单元的解析结果与黑电平值相减所需要的时间。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种黑电平的消除方法、一种黑电平的消除系统以及具有黑电平的消除系统的图像传感器。

背景技术

由于CIS(CMOS Image Sensors，CMOS图像传感器)具有功耗低，可以在同一芯片上集成传感器和处理电路等优点，因而在图像处理中使用得越来越普及。

通常，CIS由像素单元阵列以及相应的处理电路组成，像素单元阵列中的像素单元将光信号转换为电信号，并传输到相应的处理电路进行处理。其中，像素单元阵列通常分为3类：虚拟像素单元(dummy pixel)、无光像素单元(dark pixel)和有效像素单元(activepixel)，虚拟像素单元用于减少工艺误差，无光像素单元用于模拟无光下像素单元的噪声等，而有效像素单元为有效的像素单元。

在对图像处理过程中，通常是在一帧图像中，先将所有的无光像素单元的信号解析出来，并计算所有无光像素单元信号的解析结果的平均值以得到黑电平值(BlackLevel)，然后在解析有效像素单元的信号时将黑电平值减掉，以消除有效像素单元引起的一部分噪声。

相关技术中，黑电平的去除方式是：将所有无光像素单元的信号解析结果进行平均以得到黑电平值，并将黑电平值进行存储。然后，将所有有效像素单元的信号解析出来，并将解析结果进行存储。进而，在数字电路中将有效像素单元信号的解析结果与黑电平值相减以去除黑电平。然而，由于在数字电路中将有效像素单元信号的解析结果与黑电平值相减需要一定的时间，因此现有的去除黑电平的方法处理速度比较慢。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种黑电平的消除方法，该方法在第二次电平信号的转换过程中减掉了黑电平值，因此实现了第二电平信号转换的同时消除了黑电平，从而省去了在数字电路中实现有效像素单元的解析结果与黑电平值相减所需要的时间。

本发明的另一个目的在于提出一种黑电平的消除系统。本发明的又一个目的在于提出一种图像传感器。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出的一种黑电平的消除方法，包括以下步骤：接收有效像素单元输出的电平信号，其中，所述电平信号包括第一次电平信号和第二次电平信号；当接收到所述第一次电平信号和斜波信号时开始第一次计数，并当所述斜波信号的幅值与所述第一次电平信号的幅值相等时停止所述第一次计数，得到第一计数值；当接收到所述第二次电平信号和所述斜波信号时进行计时，并在延迟预定时钟周期后开始第二次计数，以及当所述斜波信号的幅值与所述第二次电平信号的幅值相等时停止所述第二次计数，得到第二计数值，其中，所述预定时钟周期为无光像素单元的黑电平值；根据所述第一计数值和所述第二计数值得到所述有效像素单元输出的电平信号转换后的数字信号。

本发明实施例的黑电平的消除方法，将黑电平值作为延时的时钟周期的周期数，在对有效像素单元输出的signal信号进行转换时，将计数器开始计数的控制端CNT_Syn相对于斜波发生器输出的斜波信号开始下降的控制端Ramp_En延时预定个数的时钟周期，以在signal信号的转换过程中减掉黑电平值，因此实现了在signal信号转换的同时消除了黑电平，省去了将有效像素单元的解析结果与黑电平值存储后在数字电路中相减所需要的时间。