[發(fā)明專利]一種自動擴(kuò)展動態(tài)范圍的讀出電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210794225.3
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115174831A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉大河;施薛優(yōu);陳光毅;李克之
• 申請（專利權(quán)）人: 北京安酷智芯科技有限公司
• 主分類號: H04N5/33
• 分類號: H04N5/33;H04N5/378;H04N5/355
• 代理公司: 北京墨丘知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11878
• 代理人: 唐忠仙

本申請實施例公開了一種自動擴(kuò)展動態(tài)范圍的讀出電路，讀出電路包括：至少一個列通道、列選輸出模塊，其中，至少一個列通道中每個列通道包括：初始電信號讀取電路、增益控制邏輯模塊和電信號轉(zhuǎn)化電路，對應(yīng)任一列通道：初始電信號讀取電路用于輸入待成像物體熱輻射對應(yīng)的電信號；增益控制邏輯模塊用于按照增益值對電信號進(jìn)行放大，得到放大后的電信號；電信號轉(zhuǎn)化電路根據(jù)增益值將放大后的電信號轉(zhuǎn)換為列通道對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)；列選輸出模塊輸入至少一個列通道的圖像數(shù)據(jù)，以及逐列輸出至少一個列通道的圖像數(shù)據(jù)，以呈現(xiàn)待成像物體的熱成像。能夠針對不同的像素調(diào)節(jié)讀出動態(tài)范圍，實現(xiàn)在一幀內(nèi)的高動態(tài)范圍成像，得到高信噪比的熱圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請實施例涉及紅外熱成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動擴(kuò)展動態(tài)范圍的讀出電路。

背景技術(shù)

紅外熱成像技術(shù)是通過將物體的輻射熱電磁波轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)而通過讀出電路讀取電信號以呈現(xiàn)物體圖像的技術(shù)。由于傳統(tǒng)的讀出電路采用全局增益控制的方式，當(dāng)讀出電路處于低增益模式時，讀出的動態(tài)范圍較大，但信號的信噪比較差；當(dāng)讀出電路處于高增益模式時，對常溫物體有著較高的信噪比，但對于高溫物體會發(fā)生溢出，基于此，對于既有高溫部分又有低溫部分的物體，難以通過傳統(tǒng)的全局增益的方式得到較高信噪比的熱圖像。

為了得到高信噪比的熱圖像，通常采用動態(tài)增益的方式，對每個像素采用不同的增益進(jìn)行處理，以提高電路可處理的信號范圍。但是這種方法得到的數(shù)據(jù)并非原始數(shù)據(jù)，還需要在片外對不同增益模式下的數(shù)據(jù)做單獨的校正，以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，增加了系統(tǒng)的存儲代價以及標(biāo)定代價。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種自動擴(kuò)展動態(tài)范圍的讀出電路，能夠?qū)?fù)雜的片外恢復(fù)數(shù)據(jù)的操作在片內(nèi)實現(xiàn)，同時得到高信噪比的熱圖像。

第一方面，本申請實施例提供了一種自動擴(kuò)展動態(tài)范圍的讀出電路，所述讀出電路包括：至少一個列通道、列選輸出模塊，其中，所述至少一個列通道中每個列通道包括：初始電信號讀取電路、增益控制邏輯模塊和電信號轉(zhuǎn)化電路，

對應(yīng)任一列通道：

所述初始電信號讀取電路用于輸入待成像物體熱輻射對應(yīng)的電信號，以及將所述電信號輸出至所述增益控制邏輯模塊；

所述增益控制邏輯模塊用于確定對所述電信號的增益值，以按照所述增益值對所述電信號進(jìn)行放大，并輸出放大后的電信號；

所述電信號轉(zhuǎn)化電路輸入所述放大后的電信號，以及根據(jù)所述增益值將所述放大后的電信號轉(zhuǎn)換為所述列通道對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，并將所述圖像數(shù)據(jù)輸入至所述列選輸出模塊；

所述列選輸出模塊輸入所述至少一個列通道的圖像數(shù)據(jù)，以及逐列輸出所述至少一個列通道的圖像數(shù)據(jù)，以呈現(xiàn)所述待成像物體的熱成像。

在一種可選的設(shè)計中，所述初始電信號讀取電路包括：至少一個行像素電路、差分電流產(chǎn)生前端，其中所述差分電流產(chǎn)生前端用于輸入所述至少一個行像素電路的阻值，以輸出差分電流。

在一種可選的設(shè)計中，所述增益控制邏輯模塊包括：模擬讀出電路，所述模擬讀出電路用于輸入所述差分電流，以及根據(jù)所述增益值對所述差分電流進(jìn)行放大，并輸出所述放大后的電信號。

在一種可選的設(shè)計中，所述電信號轉(zhuǎn)化電路包括：列級ADC模塊，所述列級ADC模塊用于輸入所述放大后的電信號，以對所述放大后的電信號量化并輸出數(shù)字碼值。

在一種可選的設(shè)計中，所述電信號轉(zhuǎn)化電路還包括：自校零及擴(kuò)展邏輯模塊，所述自校零及擴(kuò)展邏輯模塊用于輸入所述數(shù)字碼值，以及根據(jù)所述增益值對所述數(shù)字碼值進(jìn)行擴(kuò)展，輸出所述圖像數(shù)據(jù)。

在一種可選的設(shè)計中，所述增益控制邏輯模塊用于確定對所述電信號的增益值，包括：

所述增益控制邏輯模塊根據(jù)列外或者片外的輸入信息，以輸出所述增益值；或者，