一种自动扩展动态范围的读出电路制造技术

本申请实施例公开了一种自动扩展动态范围的读出电路，读出电路包括：至少一个列通道、列选输出模块，其中，至少一个列通道中每个列通道包括：初始电信号读取电路、增益控制逻辑模块和电信号转化电路，对应任一列通道：初始电信号读取电路用于输入待成像物体热辐射对应的电信号；增益控制逻辑模块用于按照增益值对电信号进行放大，得到放大后的电信号；电信号转化电路根据增益值将放大后的电信号转换为列通道对应的图像数据；列选输出模块输入至少一个列通道的图像数据，以及逐列输出至少一个列通道的图像数据，以呈现待成像物体的热成像。能够针对不同的像素调节读出动态范围，实现在一帧内的高动态范围成像，得到高信噪比的热图像。热图像。热图像。

【技术实现步骤摘要】
一种自动扩展动态范围的读出电路


[0001]本申请实施例涉及红外热成像
，尤其涉及一种自动扩展动态范围的读出电路。

技术介绍

[0002]红外热成像技术是通过将物体的辐射热电磁波转换为电信号，进而通过读出电路读取电信号以呈现物体图像的技术。由于传统的读出电路采用全局增益控制的方式，当读出电路处于低增益模式时，读出的动态范围较大，但信号的信噪比较差；当读出电路处于高增益模式时，对常温物体有着较高的信噪比，但对于高温物体会发生溢出，基于此，对于既有高温部分又有低温部分的物体，难以通过传统的全局增益的方式得到较高信噪比的热图像。
[0003]为了得到高信噪比的热图像，通常采用动态增益的方式，对每个像素采用不同的增益进行处理，以提高电路可处理的信号范围。但是这种方法得到的数据并非原始数据，还需要在片外对不同增益模式下的数据做单独的校正，以恢复原始数据，增加了系统的存储代价以及标定代价。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种自动扩展动态范围的读出电路，能够将复杂的片外恢复数据的操作在片内实现，同时得到高信噪比的热图像。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种自动扩展动态范围的读出电路，所述读出电路包括：至少一个列通道、列选输出模块，其中，所述至少一个列通道中每个列通道包括：初始电信号读取电路、增益控制逻辑模块和电信号转化电路，
[0006]对应任一列通道：
[0007]所述初始电信号读取电路用于输入待成像物体热辐射对应的电信号，以及将所述电信号输出至所述增益控制逻辑模块；
[0008]所述增益控制逻辑模块用于确定对所述电信号的增益值，以按照所述增益值对所述电信号进行放大，并输出放大后的电信号；
[0009]所述电信号转化电路输入所述放大后的电信号，以及根据所述增益值将所述放大后的电信号转换为所述列通道对应的图像数据，并将所述图像数据输入至所述列选输出模块；
[0010]所述列选输出模块输入所述至少一个列通道的图像数据，以及逐列输出所述至少一个列通道的图像数据，以呈现所述待成像物体的热成像。
[0011]在一种可选的设计中，所述初始电信号读取电路包括：至少一个行像素电路、差分电流产生前端，其中所述差分电流产生前端用于输入所述至少一个行像素电路的阻值，以输出差分电流。
[0012]在一种可选的设计中，所述增益控制逻辑模块包括：模拟读出电路，所述模拟读出
电路用于输入所述差分电流，以及根据所述增益值对所述差分电流进行放大，并输出所述放大后的电信号。
[0013]在一种可选的设计中，所述电信号转化电路包括：列级ADC模块，所述列级ADC模块用于输入所述放大后的电信号，以对所述放大后的电信号量化并输出数字码值。
[0014]在一种可选的设计中，所述电信号转化电路还包括：自校零及扩展逻辑模块，所述自校零及扩展逻辑模块用于输入所述数字码值，以及根据所述增益值对所述数字码值进行扩展，输出所述图像数据。
[0015]在一种可选的设计中，所述增益控制逻辑模块用于确定对所述电信号的增益值，包括：
[0016]所述增益控制逻辑模块根据列外或者片外的输入信息，以输出所述增益值；或者，
[0017]所述增益控制逻辑模块根据所述列级ADC模块的输出进行阈值判断，得到所述增益值；或者，
[0018]所述增益控制逻辑模块根据模拟前端进行预比较电路输出所述增益值。
[0019]在一种可选的设计中，所述自校零及扩展逻辑模块用于在零增益模式下进行扩展，以实现失调自动校零。
[0020]在一种可选的设计中，所述自校零及扩展逻辑模块还用于输入测试电流对应的数字码值，根据所述增益值进行量化扩展，并根据扩展之后的数字码值得到比例系数。
[0021]在一种可选的设计中，所述自校零及扩展逻辑模块输入所述数字码值，根据所述比例系数对所述数字码值进行扩展，输出所述图像数据。
[0022]本申请提供了一种自动扩展动态范围的读出电路，其特征在于，所述读出电路包括：至少一个列通道、列选输出模块，其中，所述至少一个列通道中每个列通道包括：初始电信号读取电路、增益控制逻辑模块和电信号转化电路，对应任一列通道：所述初始电信号读取电路用于输入待成像物体热辐射对应的电信号，以及将所述电信号输出至所述增益控制逻辑模块；所述增益控制逻辑模块用于确定对所述电信号的增益值，以按照所述增益值对所述电信号进行放大，并输出放大后的电信号；所述电信号转化电路输入所述放大后的电信号，以及根据所述增益值将所述放大后的电信号转换为所述列通道对应的图像数据，并将所述图像数据输入至所述列选输出模块；所述列选输出模块输入所述至少一个列通道的图像数据，以及逐列输出所述至少一个列通道的图像数据，以呈现所述待成像物体的热成像。通过在读出电路中设置增益控制逻辑模块，根据不同的像素值适应性的调整增益效果，保证了热成像拥有良好的信噪比。此外，通过设置转化电路，能够对不同增益模式下的图像数据分别进行校零扩展操作，简化了片外的复杂运算，仅通过简单的电路降低了系统的存储代价以及标定代价，并且根据不同的增益值能够动态调节输入电路的信号范围，实现在一帧内高动态范围成像。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例提供的一种自动扩展动态范围的读出电路结构示意图；
[0025]图2为本申请实施例提供的第一种自动扩展动态范围的读出电路示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的第二种自动扩展动态范围的读出电路示意图；
[0027]图4为本申请实施例提供的第三种自动扩展动态范围的读出电路示意图；
[0028]图5为本申请实施例提供的第四种自动扩展动态范围的读出电路示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例的技术方案进行描述。
[0030]本申请以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，尽管在以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述某一类对象，但所述对象不应限于这些术语。这些术语仅用来将该类对象的具体对象进行区分。例如，以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述数字码值，但数字码值不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同的数字码值进行区分。以下实施例中可能采用术语第一、第二等来描述的其他类对象同理，此处不再赘述。
[0031]本申请实施例提供了一种自动扩展动态范围的读出电路，该读出电路能够将复杂的片外恢复数据的操作在片内实现，同时得到高信噪比的热图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动扩展动态范围的读出电路，其特征在于，所述读出电路包括：至少一个列通道、列选输出模块，其中，所述至少一个列通道中每个列通道包括：初始电信号读取电路、增益控制逻辑模块和电信号转化电路，对应任一列通道：所述初始电信号读取电路用于输入待成像物体热辐射对应的电信号，以及将所述电信号输出至所述增益控制逻辑模块；所述增益控制逻辑模块用于确定对所述电信号的增益值，以按照所述增益值对所述电信号进行放大，并输出放大后的电信号；所述电信号转化电路输入所述放大后的电信号，以及根据所述增益值将所述放大后的电信号转换为所述列通道对应的图像数据，并将所述图像数据输入至所述列选输出模块；所述列选输出模块输入所述至少一个列通道的图像数据，以及逐列输出所述至少一个列通道的图像数据，以呈现所述待成像物体的热成像。2.如权利要求1所述的自动扩展动态范围的读出电路，其特征在于，所述初始电信号读取电路包括：至少一个行像素电路、差分电流产生前端，其中所述差分电流产生前端用于输入所述至少一个行像素电路的阻值，以输出差分电流。3.如权利要求2所述的自动扩展动态范围的读出电路，其特征在于，所述增益控制逻辑模块包括：模拟读出电路，所述模拟读出电路用于输入所述差分电流，以及根据所述增益值对所述差分电流进行放大，并输出所述放大后的电信号。4.如权利要求1所述的自动扩展动态范围的读出电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大河，施薛优，陈光毅，李克之，
申请(专利权)人：北京安酷智芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：