[发明专利]多段曝光图像传感器的成像校正方法

说明书

本发明公开了一种多段曝光图像传感器的成像校正方法，判断每个像素点的实时像素值Pn是否经过各自的像素值拐点，若经过至少一个像素值拐点，则根据像素值Pn经过的最后一个像素值拐点对像素值Pn进行偏差校正，校正后的像素值为Pn(x)＝Pn+Pa(z)‑Pn(z)，其中，z表示所述像素值Pn经过的最后一个像素值拐点的序号。本发明通过对多段曝光图像传感器的像素点上经过像素值拐点的像素值进行拐点固定偏差校正，消除了电压值拐点的固定偏差给像素值造成的影响，提高了像素值的精确度，从而提高了输出图像质量；每个像素点单独进行拐点标定与偏差校正，可减少曝光光源的不一致性对校正结果的影响；将标定数据存储于OTP中，方便多段图像传感器的大规模量产测试与标定校正。

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，尤其是涉及一种多段曝光图像传感器的成像校正方法。

背景技术

动态范围是图像传感器成像质量的一项重要指标，动态范围越大意味着能够探测到场景信息的光强范围越宽，即图像所包含的信息越丰富。近年来，CMOS图像传感器技术不断发展，因其具有低功耗、集成度高、低成本以及可随机读取等优点，已成为主流的图像传感器芯片。而CMOS图像传感器内部集成有较多的放大器、寻址译码等电路，导致器件的相对噪声比较大，因此在相同的环境下，其动态范围不如CCD图像传感器的宽。

一般的，CMOS图像传感器中像素点的输出电压与曝光量线性相关，而曝光量等于曝光时间与光照强度的乘积，在光照强度一定时，输出电压与曝光时间成正相关(输出电压未饱和之前)。针对普通CMOS图像传感器只有单段曝光、动态范围相对较小等问题，目前研发有一类CMOS图像传感器，这类CMOS图像传感器采用多段曝光的方式，分两段或者多段对光照进行响应，可以很好的提高动态范围。

如图1所示，以两段曝光为例，在曝光时间为T的范围内，分为0-T1和T1-T两个积分时间，在0-T1段时间内，输出电压饱和值限定在V1，在T1-T时间段内继续曝光：对于弱光，在0-T1时间段内，并没有到饱和值V1，所以在整个时间内是一直曝光的；对于强光，在0-T1内达到饱和，此时数值不在增加，在T1-T2时间内继续曝光。

对于此类曝光方式，由于工艺原因，每个像素点在前段曝光0-T1时间段内的饱和值V1值并非完全一致，会有差异，导致同样光照强度下，在前段曝光经过V1后，输出电压值有固定偏差，即电压拐点V1引起的固定偏差。因此，如何消除这种电压拐点引起的固定偏差，以提高多段曝光图像传感器的输出图像质量，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多段曝光图像传感器的成像校正方法，以消除电压拐点的固定偏差给输出电压及像素值带来的影响，从而提高多段曝光图像传感器的成像质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种多段曝光图像传感器的成像校正方法，包括步骤：

提供多段曝光的图像传感器，采集每个像素点上输出电压V与曝光时间T的多段曝光响应曲线，所述多段曝光响应曲线含有至少一个拐点；

通过所述多段曝光响应曲线获取每个像素点的电压值拐点Vn(m)以及所有像素点电压值拐点的均值Va(m)，其中，Vn(m)表示第n个像素点的第m个电压值拐点，Va(m)表示所有像素点的第m个电压值拐点的均值，n、m取正整数；

针对实时获取的图像，根据每个像素点的实时输出电压值Vn、电压值拐点Vn(m)以及电压值拐点的均值Va(m)得到实时像素值Pn、像素值拐点Pn(m)以及像素值拐点的均值Pa(m)；

判断每个像素点的实时像素值Pn是否经过各自的像素值拐点，若经过至少一个像素值拐点，则根据实时像素值Pn经过的最后一个像素值拐点对实时像素值Pn进行偏差校正，得到校正后的像素值为Pn(x)＝Pn+Pa(z)-Pn(z)，其中，z表示实时像素值Pn经过的最后一个像素值拐点的序号。