[发明专利]一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法及系统

说明书

本发明公开一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法及系统，所述方法在暗室环境下采集最图像，曝光度以指数级增长，在图像采集正确的前提下，将图像保存为*.RAW格式文件，对图像文件的数据进行解析，在图像数据文件平均值以及平均值所对应的曝光时间的基础上，以最小二乘法拟合曲线，得出CMOS图像传感器暗电流的参数指标，能够解决目前对CMOS图像传感器暗电流测试方法的局限性、复杂性、不够直观的特性以及测试精度的不完善性，有效提供一种基于应用环境下，简单直观的计算CMOS图像传感器暗电流参数指标的方法；缓解设计人员采用第三方测试工具进行人工测量的耗时耗力操作，避免复杂测试方法下，对CMOS图像传感器暗电流参数指标的不精确测试。

技术领域

本发明属于信息技术领域，涉及图像采集、图像数据处理计算领域，具体涉及一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法及系统。

背景技术

CMOS图像传感器暗电流是指没有光时相机的输出电流。由图像传感器热致电子产生，与温度有关，并会产生随曝光时间线性变化的暗信号。由于暗电流属于元件的热噪声，随机产生，无法消除。暗电流的不均匀性，形成了CMOS图像传感器的固定模式噪声，这种噪声在通常的工作模式下无法察觉，但是在长曝光时间或者在高温下拍摄的图像可以观测到，直接影响图像的成像质量。因此，尤其在工业领域，暗电流的测试属于必测项。一般来说，暗电流都很小，基本都在uA和nA量级，目前，对暗电流的测试技术有以下几种：

(1)在电流表的回路中加入电压源，提供一个反向偏压，加速电子和空穴的迁移过程，减少电子和空穴的复合率，提高量子效率和响应时间，使用电流表或者万用表进行测量。这种方法的缺点是因为引入反向偏压的大小不好控制，导致测试系统复杂化，测量的暗电流精度无法保证。

(2)SMU源测量单元：一方面可完成反向偏压的扫描，又能完成小电流的测试。缺点是SMU单价较高，性价比低。

(3)采用高精度的DMM或者皮安表进行测量。DMM的缺点是无法提供偏压，只能完成无偏压环境下暗电流的测试。高精度万用表输入端压降比较高，影响小电流的测试精度。

(4)吉时利的6487小电流测试仪表进行测试。该测试仪表既可以提供反向偏压，又可以完成小电流的高精度测试。

然而，以上所述的测试方法，均采用第三方的测量工具进行测试。无法满足在系统应用环境下，直观的观测CMOS图像传感器的暗电流参数指标。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法，既能解决在系统应用环境下CMOS图像传感器暗电流参数指标的测试，又能有效的提供一种简单直观的观测CMOS图像传感器暗电流的参数指标的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法，包括以下步骤：

暗室环境下，从最小曝光度开始，按照以n为底的指数增长的步长，采集暗室环境下不同曝光度下CMOS图像传感器输出的图像文件，直到曝光度饱和或至少采集20幅图像文件；

计算所采集的每幅图像的平均值，平均值作为最小二乘法的纵坐标值域；

计算每幅采集图像的曝光时间值，时间值作为最小二乘法的横坐标值域；

基于所述纵坐标值域和横坐标值域，利用最小二乘法，计算曲线斜率值和截距值；

根据曲线斜率，计算暗电流。

按照以n为底的指数增长的步长，采集暗室环境下不同曝光度下CMOS图像传感器输出的图像文件时，n＝2，基于DALS图像集卡采集CMOS图像传感器输出的不同曝光度下的图像文件，对所述图像进行文件保存，保存格式为*.RAW格式。

计算横坐标值域时，根据图像分辨率，对采集的图像文件进行解算，按照行列矩阵进行图像平均值的计算，将每幅图像的平均值作为最小二乘法纵坐标的值域。