一种CMOS传感器中感光二极管的光能转化增益选择方法及装置。选择方法包括：计算光强值，所述光强值与图像亮度Y、曝光时间TEXP、感光二极管的当前光能转化增益FD以及第二增益GAIN有关；从所述感光二极管具备的光能转化增益系列中选择与所述光强值匹配的光能转化增益；所述光能转化增益系列至少包括两种光能转化增益。选择装置包括：光强值计算单元、光能转化增益选择单元。本发明专利技术能根据不同的光强，智能化地选择合适的光能转化增益，有效解决高光下黄带与暗光下灵敏度不够的矛盾。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及CMOS传感器，尤其涉及CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法及装置。
技术介绍
集成电路技术已经深入各个领域。在成像领域，CXD与CMOS传感器是被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光ニ极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，其主要差异在于数字数据传送的方式不同。CCD传感器中每一行中每ー个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；CM0S传感器中，每个象素都会邻接ー个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。与传统的CCD技术相比，CMOS传感器能更好地满足用户在各种应用中不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等，因此被人们普遍看好。CMOS传感器成像的主要构成是像素。像素的数量、大小和间隔决定了成像器件产生的图像的分辨率。通过将入射光光子转换成电流信号产生像素，一般每个像素产生的信号都非常小，需通过调整光电转化増益来改变像素信号強度。在行方式曝光的CMOS传感器中，以日光灯作为光源获取图像数据时会产生黄帯，其根本原因是照在不同行上像素的光能量不同，引起图像亮度的不同。由于日光灯采用了50/60HZ的电源，产生的光能量是100/120HZ的半圆波形。为了使不同行之间所接受的能量相同，使得每一行即使曝光开始点不同，但是所接受的光能量是相同的，曝光时间必须是光能量周期的整数倍时间。但外部光强很强的情况下，就会造成图像过曝。如果此时感光ニ极管的光能转化增益较低，就能比较好的解决这个问题。暗光下的灵敏度是传感器的另ー个重要指标，灵敏度越高，细节表现カ就越好。此时要求感光ニ极管的光能转化增益越高越好。如何解决高光下的黄带与暗光下的灵敏度不够这对难以调和的矛盾，成了本领域技术人员亟待解决的难题。授权公告号为CN100361020C的中国专利中，披露了更多相关内容。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供ー种CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益的选择方法及装置，能根据不同的光强，智能化地选择合适的光能转化增益。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了ー种CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，包括计算光强值，所述光强值与图像亮度Y、曝光时间TEXP、感光ニ极管的当前光能转化增益FD以及第ニ增益GAIN有关；从所述感光ニ极管具备的光能转化增益系列中选择与所述光强值匹配的光能转化増益；所述光能转化增益系列至少包括两种光能转化增益。可选的，所述的计算光强值包括以下步骤统计图像的R、G、B分量，得到所述的图像亮度Y ；根据图像亮度 Y、曝光时间TEXP、感光ニ极管的当前光能转化增益FD以及第ニ增益GAIN，计算得到光强信息light ；对N帧图像的光强信息light值取平均值，得到所述的光强值，所述N为自然数。可选的,所述的统计图像的R、G、B分量,根据公式Y=a|R+b|G+c|B计算，a、b、c为正实数且a+b+c=l。可选的，a为 O. 299，b 为 O. 587，c 为 O. 114。可选的，所述的计算得到光强信息light，根据公式light=log2Y-log2TEXP-log2FD-log2GAIN+M 计算，所述 M 为自定义实数。可选的，所述的M为40。可选的，所述的N的大小，由选择光能转化增益的频率決定。可选的，所述的图像亮度Y的范围为f 1023，所述的曝光时间TEXP的范围为f(256*582*908)，所述的光能转化增益FD的范围为1 10，所述的第二增益GAIN的范围为I 51。可选的，所述的第二增益GAIN包括模拟增益、数字増益。可选的，所述的从所述感光ニ极管具备的光能转化增益系列中选择与所述光强值匹配的光能转化增益，包括根据所述光能转化增益系列包括的光能转化增益，设置光强阈值，所述光能转化増益与所述光强阈值的数量比为(η+1) 2η, η为自然数；建立光强阈值与光能转化增益的对应关系，所述光强阈值越小，对应的光能转化増益越高；相邻的2个光强阈值对应相邻的2种光能转化增益；根据所述光强值，确定相邻的2个光强阈值；当所述光强值小于相邻2个光强阈值中较小一个时，选择对应2种光能转化增益中较闻者；当所述光强值大于相邻2个光强阈值中较大ー个时，选择对应2种光能转化增益中较低者；当所述光强值介于相邻2个光强阈值之间，根据所述当前光能转化增益选择光能转化增益。可选的，所述的根据所述当前光能转化增益选择光能转化增益，包括在对应2个光能转化增益中选择与所述当前光能转化增益差距较小者。可选的，η为2;所述光能转化增益包括高、中、低三种，所述光强阈值包括表示暗光上限的第一阈值、表示适度光下限的第二阈值、表示适度光上限的第三阈值及表示高光下限的第四阈值；当所述的光强值小于等于第一阈值时，选择高光能转化增益；当所述的光强值大于等于第二阈值，且小于等于第三阈值时，选择中光能转化增益;当所述的光强值大于等于第四阈值时，选择低光能转化增益；当所述的光强值介于第一阈值和第二阈值之间或第三阈值和第四阈值之间时，根据所述当前光能转化增益选择光能转化增益。可选的，根据所述当前光能转化 增益选择光能转化增益，包括当所述的光强值介于第一阈值和第二阈值之间时，仅在原来的光能转化增益为低光能转化增益时，选择中光能转化增益；否则，所述当前光能转化增益保持不变；当所述的光强值介于第三阈值和第四阈值之间时，仅在原来的光能转化增益为高光能转化增益时，选择中光能转化增益；否则，所述当前光能转化增益保持不变。可选的，所述的第一、第二、第三、第四阈值在2 50范围内。可选的，所述的光能转化增益，通过CMOS传感器的特征參数进行配置。可选的，所述的光能转化增益，在CMOS传感器特征參数一定的情况下，根据用户需要进行小幅调整。本专利技术还提供了ー种CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择装置，包括光强值计算单元、光能转化增益选择单元，其中光强值计算单元，用于根据与图像亮度Y、曝光时间TEXP、感光ニ极管的当前光能转化增益FD以及第二増益GAIN，计算光强值；光能转化增益选择单元，用于从所述感光ニ极管具备的光能转化增益系列中选择与所述光强值匹配的光能转化增益。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点I、通过分析光强值的影响因素，计算光强值。參考光强值，智能化地选择合适的光能转化增益，以同时满足高光下避免产生黄带和暗光下灵敏度的要求。2、可选方案中，通过与当前光能转化增益比较后再选择合适的光能转化增益，避免了当光强值正好在阈值点附近波动时光能转化增益闪烁的问题。附图说明图I为本专利技术CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法的流程示意图；图2为本专利技术CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法中计算光强值的ー种具体实施方式的流程示意图；图3为本专利技术CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法中选择匹配的光能转化增益的ー种具体实施方式的流程示意图；图4为本专利技术的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法的第一实施例的结果波形图；图5为本专利技术的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法的第二实施例的结果波形图；图6为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于 计算光强值，所述光强值与图像亮度(Y)、曝光时间(TEXP)、感光ニ极管的当前光能转化增益(FD)以及第ニ增益(GAIN)有关； 从所述感光ニ极管具备的光能转化增益系列中选择与所述光强值匹配的光能转化增益，所述光能转化增益系列至少包括两种光能转化增益。2.如权利要求I所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于所述的计算光强值包括以下步骤 统计图像的R、G、B分量，得到所述的图像亮度； 根据图像亮度、曝光时间、感光ニ极管的当前光能转化增益以及第ニ増益，计算得到光强信息(light)； 对N帧图像的光强信息取平均值，得到所述的光强值，所述N为自然数。3.如权利要求2所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于 所述的统计图像的R、G、B分量，根据公式Y=a|R+b|G+c|B计算，a、b、c为正实数且a+b+c=lο4.如权利要求3所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在干a 为 O. 299，b 为 O. 587，c 为 O. 114。5.如权利要求2所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于 所述的计算得到光强信息，根据公式 Iight=log2Y-log2TEXP-log2FD-log2GAIN+M 计算，所述 M 为自定义实数。6.如权利要求5所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于所述的M为40。7.如权利要求2所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在干 所述的N的大小，由选择光能转化增益的频率決定。8.如权利要求I所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于 所述的图像亮度的范围为1 1023，所述的曝光时间的范围为(256*582*908)，所述的光能转化增益的范围为广10，所述的第二増益的范围为广51。9.如权利要求I所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于所述的第二増益包括模拟增益和数字増益。10.如权利要求I所述的CMOS传感器中感光ニ极管的光能转化增益选择方法，其特征在于 所述的从所述感光ニ极管具备的光能转化增益系列中选择与所述光强值匹配的光能转化增益，包括 根据所述光能转化增益系列包括的光能转化增益，设置光强阈值，所述光能转化增益与所述光强阈值的数量比为(η+1) 2η, η为自然数； 建立光强阈值与光能转化增益的对应关系，所述光强阈值越小，对应的光能转化增益越高；相邻的2个光强阈值对应相邻的2种光能转化增益； 根据所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗文哲，任晓慧，
申请(专利权)人：昆山锐芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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