一种图像传感装置及图像处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种图像传感装置及图像处理方法，图像传感装置包括：m个像素块，其中，像素块内包含有至少两个相邻的待曝光像素单元；m是大于0的整数；块选单元，分别与m个像素块的输入端、输出端及复位端连接，用于根据m个像素块的输出端输出的曝光信号，在m个像素块中确定进行像素曝光处理的像素块，并向进行像素曝光处理的像素块的复位端发送复位信号，向进行像素曝光处理的像素块的输入端发送曝光开始信号，向m个像素块中其他像素块的输入端发送曝光未开始信号。本发明专利技术减少待曝光像素单元的等待时间，缩短所有待曝光像素单元的曝光时间，提高了图像传感装置的帧率，提高及时便利的用户体验。

An image sensing device and image processing method

The present invention provides an image sensing device and image processing method, image sensing device includes a m pixel block, the pixel block contains at least two adjacent to the exposed pixel unit; m is an integer greater than 0; block select unit, respectively with m pixel blocks and the input and output reset end connection, according to the exposure signal output of M pixels, M pixels in the block to determine the pixel block pixel exposure, and pixel exposure processing reset pixel block sends a reset signal to the pixel exposure pixel block input signal to start sending exposure to m, a block of pixels in the input pixel block without exposure to send the signal to start. The invention reduces the waiting time of the pixel unit to be exposed, shortens the exposure time of all the exposed pixel units, improves the frame rate of the image sensing device, and improves the timely and convenient user experience.

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感装置及图像处理方法
本专利技术涉及图像处理
，特别是涉及一种图像传感装置及图像处理方法。
技术介绍
物联网技术被认为是继计算机和互联网之后的世界信息产业的第三次浪潮，是新一轮产业革命的重要方向和推动力量，对于培育新的经济增长点、推动产业结构转型升级、提升社会管理和公共服务的效率和水平具有重要意义。在物联网中，需要通过海量的传感器来采集温度、湿度、压力甚至是图像等自然界的物理信息。而其中图像传感器因为其所采集的信号直观，可挖掘的信息量大，被广泛的应用。但由于物联网中应用场地开阔，应用环境复杂多变，因此传感器节点多以配备供电电池的无线方式工作。并且在特殊应用环境下，图像传感器的电池不易更换。因此在物联网中，与传统应用截然不同的是，低功耗成为了CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器的迫切要求和主要挑战。常见的一种超低功耗的CMOS图像传感器的实现方式是采用PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)像素。如图1所示，一个典型的PWM像素由光电二极管PD、复位管MRST、像素级比较器和列级存储器组成。像素级比较器的输入端分别为PD节点电压和设定的参考电压Vref。列级存储器的输入数据由像素阵列外部的全局计数器输入。PWM像素的工作过程如下：PD节点先复位至复位电压Vrst，在像素曝光的过程中，PD节点电容因外界光强作用产生的光生电流而放电，PD节点电压下降，像素级比较器比较PD节点电压与Vref之间的关系，当它降低至Vref时，该像素级比较器的输出Vout发生跳变，这一跳变信号通过控制列级存储器进行一次“写”操作，保存当前全局计数器的数值。此时列级存储器中的数据即为该像素的曝光时间tint量化值，等价于像素从曝光开始到其比较器输出翻转之间的时间间隔所形成的脉冲宽度。这样，通过PWM像素可以将光强信号转换为时间脉冲信号，进而可以利用时间脉冲信号的宽度来反映光强信号的强弱。在实现上述利用PWM像素对像素阵列中的像素进行曝光时，专利技术人发现存在下述问题：PWM像素对像素阵列中的像素进行曝光是逐行进行曝光的。每一行像素开始曝光后，光强强的像素，复位的电压信号将很快达到参考电压Vref，得到一个时间脉冲信号，而光强较弱的像素，其复位的电压信号下降较慢，可能在计数器计数结束时，其复位电压还未下降到参考电压Vref。这样一来，必须等到整行像素的最暗像素的复位电压达到参考电压Vref，或是计数器计数结束，才能认为此行像素曝光完毕，进行下一行的像素曝光。而每一幅图片中的每一行像素一般都会有较暗的像素，导致每一行的曝光时间近似等于计算器计数周期，进而使得图像传感器的帧率较低，较难满足及时便利的用户体验要求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种图像传感装置及图像处理方法，用于解决现有技术中图像传感器的帧率低，无法满足及时便利的用户体验的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种图像传感装置，包括：m个像素块，其中，所述像素块内包含有至少两个相邻的待曝光像素单元；所述待曝光像素单元包括输入端、输出端及复位端，用于对像素进行曝光处理，并根据其自身的曝光结果及输入端获取的曝光信号，确定待发送的曝光信号，通过输出端发送所述待发送的曝光信号；m是大于0的整数；块选单元，分别与所述m个像素块的输入端、输出端及复位端连接，用于根据所述m个像素块的输出端输出的曝光信号，在所述m个像素块中确定进行像素曝光处理的像素块，并向所述进行像素曝光处理的像素块的复位端发送复位信号，向所述进行像素曝光处理的像素块的输入端发送曝光开始信号，向m个像素块中除所述进行像素曝光处理的像素块之外的其他像素块的输入端发送曝光未开始信号。于本专利技术的一实施例中，所述像素块中每个待曝光像素单元的输入端与输出端依次连接形成曝光信号输出队列；所述曝光信号输出队列的输入端为所述像素块的输入端，所述曝光信号输出队列的输出端为所述像素块的输出端，所述曝光信号输出队列的复位端为所述像素块的复位端。于本专利技术的一实施例中，所述块选单元包括：控制模块，像素块复位信号获取模块，m个开关模块；其中，所述控制模块的输出端分别与所述m个开关模块的控制端连接；所述像素块复位信号获取模块分别与所述m个开关模块的第一端及所述控制模块的输入端连接；所述块选单元分别与所述m个像素块的输入端、输出端及复位端连接包括：所述控制模块的输入端分别与所述m个像素块的输出端连接，所述控制模块的输出端分别与所述m个像素块的输入端连接；所述m个像素块的复位端分别与所述m个开关模块的第二端连接，且一个像素块的复位端仅与一个开关模块的第二端连接。于本专利技术的一实施例中，所述块选单元还包括：第一与门电路及m个第一非门电路；所述控制模块的输入端分别与所述m个像素块的输出端连接包括：所述m个像素块的输出端分别与所述第一与门电路的输入端连接，所述控制模块的输入端与所述第一与门电路的输出端连接；述控制模块的输出端分别与所述m个像素块的输入端连接包括：所述控制模块的输出端分别与所述m个第一非门电路的输入端连接，所述m个第一非门电路的输出端分别与所述m个像素块的输入端连接，且一个第一非门电路的输出端仅与一个像素块的输入端连接。于本专利技术的一实施例中，所述块选单元还包括：全局复位开关，与所述控制模块的输入端连接，用于控制所述控制模块的开启与关闭；所述像素块复位信号获取模块包括：第一延时子模块，异或电路，第二延时子模块，第二非门电路，第二与门电路及或门电路；其中，所述第一延时子模块的输入端及所述异或电路的输入端与所述全局复位开关连接，所述第一延时子模块的输出端与所述异或电路的输入端连接；所述异或电路的输出端与所述或门电路的输入端连接；所述像素块复位信号获取模块分别与所述m个开关模块的第一端及所述控制模块的输入端连接，包括：所述第二延时子模块的输入端及第二与门电路的输入端与所述控制模块的输入端连接，所述第二延时子模块的输出端与所述第二非门电路的输入端连接，所述第二非门电路的输出端与所述第二与门电路的输入端连接，所述第二与门电路的输出端与所述或门电路的输入端连接，所述或门电路的输出端分别与所述m个开关模块的第一端连接。于本专利技术的一实施例中，所述待曝光像素单元包括：PWM像素及第三与门电路；其中，所述PWM像素与所述第三与门电路的输入端连接。于本专利技术的一实施例中，所述曝光信号包括：曝光结束信号，曝光未结束信号。于本专利技术的一实施例中，所述块选单元，具体用于在接收到第i-1个像素块的输出端发送的曝光结束信号后，在所述m个像素块中确定第i个像素块进行像素曝光处理，并向所述第i个像素块的复位端发送复位信号，向所述第i个像素块的输入端发送曝光开始信号，向m个像素块中除所述第i个像素块之外的其他像素块的输入端发送曝光未开始信号；在接收到所述第i个像素块的输出端输出曝光结束信号后，在所述m个像素块中确定第i+1个像素块进行像素曝光处理，直至m个像素块依次完成像素曝光处理。于本专利技术的一实施例中，所述待曝光像素单元形成的阵列为m*m阵列；所述像素块中包含的待曝光像素单元的个数为m。进一步的，本专利技术提供一种图像传感方法，应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感装置，其特征在于，所述图像传感装置包括：m个像素块，其中，所述像素块内包含有至少两个相邻的待曝光像素单元；所述待曝光像素单元包括输入端、输出端及复位端，用于对像素进行曝光处理，并根据其自身的曝光结果及输入端获取的曝光信号，确定待发送的曝光信号，通过输出端发送所述待发送的曝光信号；m为大于0的整数；块选单元，分别与所述m个像素块的输入端、输出端及复位端连接，用于根据所述m个像素块的输出端输出的曝光信号，在所述m个像素块中确定进行像素曝光处理的像素块，并向所述进行像素曝光处理的像素块的复位端发送复位信号，向所述进行像素曝光处理的像素块的输入端发送曝光开始信号，向m个像素块中除所述进行像素曝光处理的像素块之外的其他像素块的输入端发送曝光未开始信号。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感装置，其特征在于，所述图像传感装置包括：m个像素块，其中，所述像素块内包含有至少两个相邻的待曝光像素单元；所述待曝光像素单元包括输入端、输出端及复位端，用于对像素进行曝光处理，并根据其自身的曝光结果及输入端获取的曝光信号，确定待发送的曝光信号，通过输出端发送所述待发送的曝光信号；m为大于0的整数；块选单元，分别与所述m个像素块的输入端、输出端及复位端连接，用于根据所述m个像素块的输出端输出的曝光信号，在所述m个像素块中确定进行像素曝光处理的像素块，并向所述进行像素曝光处理的像素块的复位端发送复位信号，向所述进行像素曝光处理的像素块的输入端发送曝光开始信号，向m个像素块中除所述进行像素曝光处理的像素块之外的其他像素块的输入端发送曝光未开始信号。2.根据权利要求1所述的图像传感装置，其特征在于，所述像素块中每个待曝光像素单元的输入端与输出端依次连接形成曝光信号输出队列；所述曝光信号输出队列的输入端为所述像素块的输入端，所述曝光信号输出队列的输出端为所述像素块的输出端，所述曝光信号输出队列的复位端为所述像素块的复位端。3.根据权利要求1所述的图像传感装置，其特征在于：所述块选单元包括：控制模块，像素块复位信号获取模块，m个开关模块；其中，所述控制模块的输出端分别与所述m个开关模块的控制端连接；所述像素块复位信号获取模块分别与所述m个开关模块的第一端及所述控制模块的输入端连接；所述块选单元分别与所述m个像素块的输入端、输出端及复位端连接包括：所述控制模块的输入端分别与所述m个像素块的输出端连接，所述控制模块的输出端分别与所述m个像素块的输入端连接；所述m个像素块的复位端分别与所述m个开关模块的第二端连接，且一个像素块的复位端仅与一个开关模块的第二端连接。4.根据权利要求3所述的图像传感装置，其特征在于：所述块选单元还包括：第一与门电路及m个第一非门电路；所述控制模块的输入端分别与所述m个像素块的输出端连接包括：所述m个像素块的输出端分别与所述第一与门电路的输入端连接，所述控制模块的输入端与所述第一与门电路的输出端连接；所述控制模块的输出端分别与所述m个像素块的输入端连接包括：所述控制模块的输出端分别与所述m个第一非门电路的输入端连接，所述m个第一非门电路的输出端分别与所述m个像素块的输入端连接，且一个第一非门电路的输出端仅与一个像素块的输入端连接。5.根据权利要求4所述的图像传感装置，其特征在于：所述块选单元还包括：全局复位开关，与所述控制模块的输入端连接，用于控制所述控制模块的开启与关闭；所述像素块复位信号获取模块包括：第一延时子模块，异或电路，第二延时子模块，第二非门电路，第二与门电路及或门电路；其中，所述第一延时子模块的输入端及所述异或电路的输入端与所述全局复位开关连接，所述第一延时子模块的输出端与所述异或电路的输入端连接；所述异或电...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉，霍书瑶，章琦，汪宁，田犁，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31