[發明專利]成像設備和成像方法

無效

• 申請號: 201110316310.0
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102547163A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 小森英明
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;H04N5/367
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 宋鶴

技術領域

本公開涉及諸如視頻攝錄機之類的成像設備以及用于該成像設備的成像方法，更具體地，涉及用于去除垂直行狀固定圖案噪聲的技術。?

背景技術

在使用圖像傳感器的成像設備中，在一些情況下垂直行狀固定圖案噪聲出現在從成像設備輸出的圖像的特定部分中。例如，在使用CMOS圖像傳感器的成像設備中，垂直行狀固定噪聲例如由于以列為基礎執行并行處理的A/D轉換器中的偏移誤差而出現。另一方面，在使用CCD圖像傳感器的成像設備中，垂直行狀噪聲有時會出現，例如在高頻水平傳輸脈沖被使用并且水平傳輸脈沖滿足具體相位條件時。?

這樣產生的垂直行狀噪聲可以通過如下方式被去除：檢測作為噪聲的源的偏移分量并且從像素信號中減去偏移分量。偏移分量不僅存在于來自有效像素區域中的像素的輸出中并且也存在于來自光學黑區域(以下也稱為OPB區域)中的像素的輸出中。鑒于該事實，在現有技術中，從OPB區域中的像素輸出的光學黑信號(以下也稱為OPB信號)被用來檢測偏移分量的量，即，垂直行電平(vertical?line?level)，并且產生用于去除垂直行狀噪聲的校正值。垂直行狀噪聲可以通過如下方式被去除：將從有效像素區域中的像素輸出的有效像素信號乘以這樣產生的校正值。?

部分OPB區域(其具有垂直形狀并且被遮光以使得光不能入射到其上)在許多情況下被用作從其檢測垂直行電平的區域，特別是用作具有與有效像素區域中的行的數目相對應的寬度的區域。在該區域被掃描的時段中，從該區域中的像素讀出的OPB信號被用來檢測垂直行電平和產生校正值，該校正值被用來處理來自有效像素區域中的行中的有效像素信號。因此可以在圖像被捕獲的同時，實時地去除垂直行狀噪聲。然而，在上述方?法中，垂直行電平被采樣的位置的絕對數目是小的，導致垂直行電平的檢測精度降低。即，將不會以令人滿意的方式校正垂直行狀噪聲。?

作為用于提高垂直行電平檢測精度的一種方法，例如，JP-A-10-313428描述了一種方法，用于選擇與圖像傳感器中的多個水平行相對應的像素，將來自垂直方向的像素的輸出加和，將該和除以加和的行數來產生平均值，并且通過使用平均值來產生校正數據。?

發明內容

另一方面，當成像設備中使用的圖像傳感器具有較窄的可變模擬增益范圍時，在稍后階段中進一步施加數字增益。例如，當圖像傳感器的可變模擬增益范圍從1倍到4倍時，在稍后階段中施加從1倍到2倍的數字增益提供了從1倍到8倍的擴展可變相機增益。?

然而，當垂直行電平未被精確地檢測并且因此垂直行狀噪聲未被充分去除時，施加數字增益不利地放大了寬度方向上的垂直行狀噪聲。?

因此，期望在應用了模擬增益和數字增益二者的成像設備中在不損失實時處理速度的情況下提高校正垂直行狀噪聲的能力。?

本公開的一個實施例針對一種成像設備，其包括像素、模擬放大器、垂直行檢測器、垂直行校正器和乘算器。上述組件中的每一個具有如下功能配置：像素將經過鏡頭入射的對象光轉換成電荷并累積電荷，所述像素被部署在光學黑區域中和有效像素區域中，光學黑區域被遮光以使得沒有光入射到其上并且輸出光學黑信號，有效像素區域未被遮光以使得光能入射到其上，部署在光學黑區域和有效像素區域中的像素在水平方向和垂直方向上按矩陣排列。?

模擬放大器對作為有效像素信號從有效像素區域中的像素中的每個像素讀取的電荷施加預定增益，并輸出結果信號。垂直行檢測器首先在所述鏡頭被遮光的情況下，將模擬放大器的增益因子從最小向最大改變，讀取在所述有效像素區域內的被部署于每個垂直列中并被排列于由預定水平行形成的區域中的每個像素的像素值。垂直行檢測器隨后計算在每個垂直列中所讀取的像素值的算術平均值，并且從鉗位后的黑電平(零)減去計算?出的算術平均值中的每個算術平均值，以檢測垂直行電平。垂直行檢測器隨后基于檢測出的垂直行電平來計算用于去除垂直行狀固定圖案噪聲的校正值。垂直行校正器將由垂直行檢測器計算出的每個校正值與相應有效像素信號相加。乘算器將每個有效像素信號乘以數字增益，或將已經經歷了垂直行校正器中的垂直行校正以使得像素信號不包含垂直行狀固定圖案噪聲的每個像素信號乘以數字增益。?

上述配置和處理使得可以根據每個模擬增益級來產生有效像素區域中的每個水平位置的垂直行狀噪聲校正值。這樣產生的校正值被用來校正垂直行狀噪聲。?