[发明专利]有缺陷的图像传感器元件的校准

说明书

本公开涉及可以减少由于光学成像系统中的有缺陷的传感器元件而导致的像素噪声的方法和系统。即，相机可以在调节光学元件的焦距设定的同时利用图像传感器采集图像的突发。例如，可以在自动聚焦过程中采集图像突发。多个图像可被平均或以其它方式合并以提供单个聚合图像帧。这样的聚合图像帧可看起来模糊。在这种情况下，可以更容易地识别和/或校正“热”像素、“死”像素或其他有缺陷的像素。作为示例，可以从目标图像去除有缺陷的像素，或者通过用相邻像素的平均值替换有缺陷的像素的值来校正有缺陷的像素。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月16日提交的美国专利申请第14/972,075号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

光学成像系统可以用作独立的硬件设备或集成到其他类型的设备中。例如，静态相机和视频相机现在通常被包括在无线计算设备(例如，智能手机和平板电脑)、膝上型计算机、视频游戏接口、家庭自动化设备，甚至汽车和其他类型的车辆中。

光学成像系统包括可利用数百万个或更多的传感器元件的图像传感器。传感器元件可能由于制造缺陷或其他因素而发生故障。例如，一些传感器元件可以提供永久或间歇性的高、低或固定的值，而与通过光学成像系统照射在它们上的光无关。某些传感器元件可以报告与入射光成比例的值，但在曝光时间内会受到在元件中累积的过量与光无关的信号的影响。此外，传感器元件可能被例如灰尘颗粒遮挡。这些传感器元件的输出可能导致由光学成像系统采集的图像中对应的“死(dead)”、“卡住(stuck)”、“热(hot)”或被遮挡的像素。

图像校准过程可以被执行以识别这样的异常传感器元件，从而能够减少或消除这种图像劣化效应的影响。例如，相机校准过程可以包括在将镜头盖覆盖在光学路径上的情况下采集图像，以更容易地从深色背景图像中识别出“热”像素。然而，这样的校准过程可能限于工厂测试，其可能需要用户的交互和/或可能仅限于热像素的识别。

发明内容

本文公开的系统和方法涉及可应用于补偿宽范围的传感器元件问题的校准技术。

在一个方面，提供了一种方法。该方法包括经由图像传感器采集多个图像。图像传感器包括多个传感器元件。传感器元件被配置为表示采集的多个图像中的相应像素。针对光学元件的至少一个属性以多个不同的相应值采集多个图像。光学元件耦合到图像传感器。该方法进一步包括将多个图像组合成聚合图像，并且基于聚合图像确定多个传感器元件中的特定传感器元件的状况。该方法还进一步包括在有效负载图像中调节与特定传感器元件相关联的特定像素的值。可选地，利用由光学元件限定的不同的相应焦距设定采集多个图像。

在一个方面，提供了一种光学成像系统。该系统包括图像传感器，该图像传感器包括多个传感器元件，传感器元件被配置为表示采集的图像中的相应像素。该系统进一步包括光学元件，其耦合到图像传感器并且被配置为限定所采集图像的焦距设定。该系统还包括控制器，该控制器包括存储器和至少一个处理器，其中处理器被配置为执行存储在存储器中的指令，以便执行根据上述方面的方法提供方法。

在一个方面，提供了一种光学成像系统。光学图像系统包括图像传感器，光学元件和控制器。图像传感器包括多个传感器元件。传感器元件被配置为表示所采集图像中的相应像素。光学元件被耦合到图像传感器并且被配置为限定所采集图像的焦距设定。控制器包括存储器和至少一个处理器。处理器被配置为执行存储在存储器中的指令以执行操作。操作包括使图像传感器采集多个图像。图像由光学元件定义的不同的相应的聚焦距离设置而被采集。操作包括将多个图像组合成聚合图像，并且基于聚合图像确定多个传感器元件中的特定传感器元件的状况。操作还包括使图像传感器采集有效负载图像。该操作还包括在有效负载图像中调节与特定传感器元件相关联的特定像素的值。