本发明专利技术公开一种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。精确测试。精确测试。
【技术实现步骤摘要】
一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法及系统
[0001]本专利技术属于信息
，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。
技术介绍
[0002]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：
[0003](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。
[0004](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。
[0005](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。
[0006](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。
[0007]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。
技术实现思路
[0008]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种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。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法，包括以下步骤：
[0010]暗室环境下，从最小曝光度开始，按照n倍指数增长的步长，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副图像文件；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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；
[0014]根据曲线斜率，计算暗电流。
[0015]按照n倍指数增长的步长，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。
[0016]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。
[0017]计算横坐标值域时，根据CMOS图像传感器曝光度设置寄存器的值，以及行周期寄存器的值，计算每幅图像的曝光时间，每幅图像的曝光时间作为最小二乘法的纵坐标值域。
[0018]计算每幅图像的曝光时间具体包括以下步骤：
[0019]CMOS图像传感器曝光度设置寄存器：Reg6：曝光度低8位、Reg7：曝光度中8位、Reg8：曝光度高8位；
[0020]CMOS图像传感器行周期寄存器：Reg24：行周期低8位、Reg25：行周期高5位；
[0021]图像每行读出时间＝(Reg24+Reg25
×
256)
×
100ns；
[0022]曝光时间＝(Reg6+Reg7
×
256+Reg8
×
65536)
×
图像每行读出时间，单位：ns。
[0023]根据所得到的曲线斜率，即暗电流引发的输出灰度值，结合系统增益值，计算得出单位面积暗电流，暗电流计算公式为：
[0024]I_dark＝((A/K)*1.6*10
‑
19
/t)/s
[0025]其中，A为拟合曲线斜率；步骤4计算得出的A_x1[1]；K为系统增益；t为单位时间，1S；s为单个像元面积。
[0026]另外，本专利技术还提供一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法系统，包括图像获取模块、纵坐标值域计算模块、横坐标值域计算模块、最小二乘法计算模块以及暗电流计算模块；
[0027]图像获取模块用于获取图像，所述图像是在暗室环境下，从最小曝光度开始，按照2倍指数增长的步长，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；
[0028]纵坐标值域计算模块用于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；
[0029]横坐标值域计算模块用于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；
[0030]最小二乘法计算模块用于根据所述纵坐标值域和横坐标值域，利用最小二乘法，计算曲线的斜率值和截距值；
[0031]暗电流模块根据曲线斜率，计算暗电流。
[0032]纵坐标值域计算模块中设置寄存器设置单元，寄存器设置单元对寄存器进行设置如下，CMOS图像传感器曝光度设置寄存器：Reg6：曝光度低8位、Reg7：曝光度中8位、Reg8：曝光度高8位；
[0033]CMOS图像传感器行周期寄存器：Reg24：行周期低8位、Reg25：行周期高5位。
[0034]另一方面，本专利技术再提供一种计算机设备，包括处理器以及存储器，存储器用于存储计算机可执行程序，处理器从存储器中读取所述计算机可执行程序并执行，处理器执行计算可执行程序时能实现本专利技术所述CMOS图像传感器暗电流的计算方法。
[0035]一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算
机程序被处理器执行时，能实现本专利技术所述的CMOS图像传感器暗电流的计算方法。
[0036]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0037]本专利技术提供的CMOS图像传感器暗电流的计算方法，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；缓解了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，避免了复杂测试方法下，对CMOS图像传感器暗电流参数指标的不精确测试。
附图说明
[0038]图1为本专利技术一种可实施的流程示意图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器暗电流的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：暗室环境下，从最小曝光度开始，按照n倍指数增长的步长，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副图像文件；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。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器暗电流的计算方法，其特征在于，按照n倍指数增长的步长，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。3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器暗电流的计算方法，其特征在于，计算纵坐标值域时，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。4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器暗电流的计算方法，其特征在于，计算横坐标值域时，根据CMOS图像传感器曝光度设置寄存器的值，以及行周期寄存器的值，计算每幅图像的曝光时间，每幅图像的曝光时间作为最小二乘法的纵坐标值域。5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器暗电流的计算方法，其特征在于，计算每幅图像的曝光时间具体包括以下步骤：CMOS图像传感器曝光度设置寄存器：Reg6：曝光度低8位、Reg7：曝光度中8位、Reg8：曝光度高8位；CMOS图像传感器行周期寄存器：Reg24：行周期低8位、Reg25：行周期高5位；图像每行读出时间＝(Reg24+Reg25
×
256)
×
100ns；曝光时间＝(Reg6+Reg7
×
256+Reg8
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65536)
×
图像每行读出时间，单位：ns。6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：史杨梅，李珂，匡乃亮，梁勇，任战国，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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