專利名稱：像素陣列的排列方法、圖像傳感器及圖像傳感方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
圖像傳感器經(jīng)常被用于同時具有非常明亮的景象和非常黑暗的 景象的場景，例如背光的場景。對于這些場景，常規(guī)的圖像傳感器的圖像陣列中的所有像素采用相同的曝光方式，使得捕捉的圖像要么在暗處曝光不足、從而丟失暗處細(xì)節(jié)，要么在亮處曝光過度、從而丟失亮處細(xì)節(jié)，很難同時兼顧同一場景中明亮和黑暗的部分。隨著圖像傳感器分辨率的不斷提升，感光像素單元的面積將進(jìn)一步的減小，這一問題表現(xiàn)得更為突出。因此，需要一些技術(shù)改進(jìn)，來獲取高動態(tài)范圍的圖像。目如獲取聞動態(tài)范圍圖像的方法主要有兩種 一種是基于圖像的數(shù)據(jù)處理獲取靜態(tài)的高動態(tài)范圍圖像，具體為對感光像素陣列的所有行進(jìn)行長時間曝光，獲得整幀的長時間曝光信號，并將這些信號存儲到特定的存儲空間；對感光像素陣列的所有行進(jìn)行短時間曝光，并將獲得的短時間曝光信號與存儲于特定存儲空間的長時間曝光信號進(jìn)行合成，典型的合成方法為y = a*xl+b*x2，其中y為最終輸出像素值，xl為該像素的長曝光值，x2為該像素的短曝光值，a和b為權(quán)重系數(shù)，且滿足a+b = 1，a和b可以為常數(shù)，也可以隨像素的明暗程度自動調(diào)節(jié)，最簡單的是y =
O.5*xl+0. 5*x2。從而，形成具有高動態(tài)范圍的圖像。這種方法需要存取整幀的像素單元數(shù)據(jù)，耗費(fèi)較多的存儲資源及處理時間，而且對同一場景不同時段的前后兩次曝光，最終圖像容易產(chǎn)生拖影，適用于軟件方法處理靜態(tài)圖像。 另一種獲取高動態(tài)范圍圖像的方法則是基于行方向的向下采樣(subsample)，對感光像素陣列中的某些行進(jìn)行長時間曝光，對其它行進(jìn)行短時間曝光。如圖I中所示，其中灰色行為短曝光，白色行為長曝光，R、G、B分別代表紅色、綠色和藍(lán)色像素。在曝光之后，通過插值獲得每個像素的長曝光和短曝光值，然后在長時間曝光行或短時間曝光行中選擇或合成。選擇策略一般是根據(jù)當(dāng)前像素的明暗程度，暗處優(yōu)先選擇長曝光值，亮處優(yōu)先選擇短曝光值，中間處則長短曝光結(jié)合。這種方法不需要額外的存儲空間，并且處理速度快。但是，行與列方向采樣不同，數(shù)據(jù)恢復(fù)的難度由采樣率低的方向決定。這里所提的這種現(xiàn)有方法，長曝光行和短曝光行交替，但是同一行內(nèi)的所有像素采取的都是同一個曝光時間，這樣列方向的長短曝光像素的采樣率為0，恢復(fù)時只能利用同一列中上下行的數(shù)據(jù)，如圖I中左部所示；或者利用斜方向的數(shù)據(jù)，如圖2中右部所示。它的缺點(diǎn)是由于基于向下采樣，像素陣列的行方向和列方向采樣率不一致，全尺寸圖像輸出時數(shù)據(jù)很難完美恢復(fù)，適用于在向下采樣過程中輸出較小尺寸的高動態(tài)范圍圖像。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有的向下采樣的技術(shù)中，對于采用上下行的方式，如圖I中左部所示，為了恢復(fù)長曝光像素B1的短曝光值，采用上下行的兩個短曝光值進(jìn)行插值，左右列的信息為0，恢復(fù)出的數(shù)據(jù)很容易與實際產(chǎn)生較大的偏差。而對于采用斜方向的方式時，例如恢復(fù)長曝光像素民的短曝光值時，如圖I中右部所示，采用四個對角的像素的值來插值，而恢復(fù)相鄰的長曝光像素B3的短曝光值時，也采用四個對角的像素的值來插值，空間位置會發(fā)生交錯，即前一列的像素用來恢復(fù)后一列，后一列的像素用來恢復(fù)前一列，并且長曝光像素B2和B3所用的插值像素沒有相同的，容易出現(xiàn)鋸齒等圖像缺陷。為了解決這些技術(shù)問題，本發(fā)明的構(gòu)思在于，在像素陣列中，同一行內(nèi)的感光像素被間隔的分配不同的曝光時間，同一列內(nèi)的感光像素也被間隔的分配不同的曝光時間。這樣允許在插值時，在一種曝光時間像素位置處獲取其另一種曝光的像素值時，能夠同時使 用與其同一行和同一列的另一種曝光時間像素的像素值，插值的維度擴(kuò)大為行向和列向，提高了采樣率；并且不存在交錯，減少了圖像缺陷。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種圖像傳感器，含有像素陣列，其特征在于，在該像素陣列的同一行中，具有不同曝光特性的相同色彩類型像素交替間隔分布，且，在該像素陣列的同一列中，具有不同曝光特性的該相同色彩類型像素交替間隔分布。相應(yīng)地，還提供了一種對本發(fā)明的第一個方面的圖像傳感器所獲的像素值進(jìn)行處理的裝置，其特征在于，對某第一曝光特性的色彩類型像素，獲取該像素對應(yīng)的第二曝光特性的數(shù)據(jù)時，該裝置使用與該像素處于同一行的、具有第二曝光特性的該色彩類型像素提供的像素值，和與該像素處于同一列的、具有第二曝光特性的該色彩類型像素提供的像素值。以上方案的優(yōu)點(diǎn)在于,在插值時，能夠同時使用與其同一行和同一列的另一種曝光時間像素的像素值，插值的維度擴(kuò)大為行向和列向，并且不存在交錯，減少了圖像缺陷。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述像素陣列中的同一行和同一列的相同色彩類型像素元件本身能夠被配置具有不同的曝光特性。該實施方式是對像素元件本身進(jìn)行改進(jìn)，使其具有不同的曝光特性。進(jìn)一步，所述像素被配置為以下任一項-同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素具有不同的曝光時長；-同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素具有不同的敏感度；-同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素具有不同的增益。該實施方式提供了多種配置像素元件具有不同曝光特性的實施方式。進(jìn)一步，該圖像傳感器還包括控制電路，用于配置同一行和同一列的相同色彩類型像素具有不同或相同的曝光特性；分析模塊，用于分析待傳感的圖像的反差度當(dāng)反差度高于一定條件時，所述控制電路提供不同的曝光特性；否則 所述控制電路提供相同的曝光特性。該實施方式能夠根據(jù)圖像的反差度來針對性地選擇使用本發(fā)明的方案或現(xiàn)有方案，具有很強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性，能夠提供更優(yōu)的成像質(zhì)量。進(jìn)一步，當(dāng)所述控制電路為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的曝光時長時，分別對于該像素陣列的依次各行，所述控制電路在第一時刻復(fù)位一行中第一曝光特性的像素，在之后的第二時刻復(fù)位該行中第二曝光特性的像素，隨后在之后的第三時刻讀出整行像素的像素值；或在第三時刻讀出第一曝光特性的像素的像素值，并在不同的第四時刻讀出第二曝光特性的像素的像素值；并且，所述控制電路控制各行像素的曝光時間至少部分重疊。該實施方式提供了一種滾動曝光的圖像傳感方式，各行的曝光時間至少部分地重疊，能夠縮短整個像素陣列的曝光時間，提高幀率。在一個優(yōu)選的實施方式中，該圖像傳感器還包括透光濾鏡陣列，位于該像素陣列之上，每個透光濾鏡用于允許入射光穿過并照射 在相應(yīng)的像素上，并且，同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素分別對應(yīng)的透光濾鏡具有不同的透光率，從而使間隔分布的各像素具有不同的曝光特性。該實施方式通過為各個像素提供不同的透光率的濾鏡進(jìn)行光強(qiáng)衰減，來為提供不同曝光特性的像素。在一個優(yōu)選的實施方式中，該像素陣列具有多種色彩類型像素，一一對應(yīng)于至少二種顏色，分別對于各種色彩類型，該色彩類型所在行和所在列中，具有間隔分布的不同曝光特性的該種色彩類型像素。該實施方式適用于多色彩通道的像素陣列，能夠分別支持像素陣列中的各種色彩類型。進(jìn)一步，所述像素陣列和多種色彩類型像素對應(yīng)以下任一項-RGGB像素組陣列，紅、綠、藍(lán)像素；-CYYM像素組陣列，青、黃、洋紅像素；-RGffB像素組陣列，紅、綠、白、藍(lán)像素；-CYWM像素組陣列，青、黃、白、洋紅像素；-RGEB像素組陣列，紅、綠、翠綠、藍(lán)像素；-CYGM像素組陣列，青、黃、綠、洋紅像素。該實施方式舉出了若干種具體的、本發(fā)明可適用的多色彩通道的像素陣列。進(jìn)一步，所述曝光特性包括強(qiáng)和弱兩種曝光特性，在該像素陣列中，包括所有色彩類型像素的2x2像素組具有相同曝光特性，在像素陣列的行/列方向交替分布強(qiáng)和弱曝光特性的像素組。該方式提供了優(yōu)選的棋盤式的布局，具有較好的圖像合成和恢復(fù)性能。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，還提供了一種圖像傳感方法，該方法使用像素陣列對圖像進(jìn)行感光，其特征在于，在該像素陣列的同一行中，交替間隔地獲得相同色彩類型像素的不同曝光特性的像素值，且，在該像素陣列的同一列中，交替間隔地獲得該相同色彩類型像素的不同曝光特性的像素值。此外，根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，也提供了一種對根據(jù)本發(fā)明的第三個方面的圖像傳感方法所獲的像素值進(jìn)行處理的方法，其特征在于，對某一種曝光特性的第一色彩類型像素，獲取該像素對應(yīng)的另一種曝光特性的數(shù)據(jù)時，使用與該像素處于同一行的、具有該另一種曝光特性的相同第一色彩類型像素提供的像素值，和與該像素處于同一列的、具有該另一種曝光特性的相同第一色彩類型像素提供的像素值。進(jìn)一步地，對該種曝光特性的第一色彩類型像素，獲取該像素對應(yīng)的該另一種曝光特性的數(shù)據(jù)時，使用與該像素相鄰的、不同行和/或不同列的、具有該另一種曝光特性的相同第一色彩類型像素提供的像素值。以及，根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，提供了一種圖像傳感器的像素陣列的排列方法，其特征在于，在該像素陣列的同一行中，交替間隔地排列具有不同曝光特性的相同色彩類型像素，且，在該像素陣 列的同一列中，交替間隔地排列具有不同曝光特性的該相同色彩類
型像素。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)將在下文中描述，或者通過下文的說明而由本領(lǐng)域的技術(shù)人員
所理解。


通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加明顯圖I示出了現(xiàn)有的用于提高動態(tài)范圍的圖像傳感器的像素陣列以及像素插值方式；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖像傳感器的像素陣列；圖3示出了圖2所示的像素陣列的曝光和讀取時序；圖4示出了適用于本發(fā)明的幾種常見的色彩濾鏡陣列圖樣；圖5示出了對圖2所示的像素陣列進(jìn)行像素插值的方式；附圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的步驟特征或部件(模塊)特征。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種圖像傳感器，含有像素陣列，其特征在于，在該像素陣列的同一行中，具有不同曝光特性的相同色彩類型像素交替間隔分布，且，在該像素陣列的同一列中，具有不同曝光特性的該相同色彩類型像素交替間隔分布。在圖像傳感器領(lǐng)域中，多種色彩濾鏡陣列圖樣被施加到感光像素陣列，以產(chǎn)生彩色圖像。優(yōu)選地，對于各該色彩類型所在的行和所在列，排列交替間隔的不同曝光特性的該種色彩類型像素。圖2所示為一種適用于Bayer色彩濾鏡陣列的感光像素曝光特性分配排列示意圖，該Bayer色彩濾鏡陣列采用RGB三原色像素，其圖樣是RGGB (紅-綠-綠-藍(lán))陣列圖樣。曝光特性包括強(qiáng)和弱兩種曝光特性，在該像素陣列中，各2x2像素組(RGGB)具有相同曝光特性，在像素陣列的行/列方向交替分布強(qiáng)和弱曝光特性的RGGB像素組，圖中灰色表示該感光像素對應(yīng)為弱曝光，白色表示該感光像素對應(yīng)強(qiáng)曝光。在一個更加具體的實施方式中，為像素陣列中同一行和同一列的相同色彩類型像素元件本身配置不同的曝光特性。配置像素元件本身具有不同的曝光特性可以由很多方法來實現(xiàn)，例如為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的曝光時長。圖2所示的實例中，每行中的感光像素按照曝光時間的不同被劃分為兩組，其中白色表示的強(qiáng)曝光像素具有長的曝光時間，而灰色表示的弱曝光像素具有短的曝光時間。例如，第I行和第2行的第1、2、
5、6、9、10、13、14等感光像素具有短的曝光時間;第I行和第2行的第3、4、7、8、11、12、15、16等感光像素具有長的曝光時間；第3行和第4行的第1、2、5、6、9、10、13、14等感光像素具有長的曝光時間；第3行和第4行的第3、4、7、8、11、12、15、16等感光像素具有短的曝光時間；其它行依此規(guī)律交替重復(fù)。這樣每幀圖像將均勻的分配有長時間曝光像素和短時間的曝光像素，并且行和列方向的交替規(guī)律相同。圖3為圖2所示的像素陣列的各行以及每行中的強(qiáng)曝光像素和弱曝光像素的讀出時序示意圖。其中在t1(l時刻，第I行內(nèi)所有長曝光感光像素被復(fù)位；在tn時刻，第I行內(nèi)所有短曝光的像素被復(fù)位；在t12時刻，所有長曝光像素值被讀出，在t13時刻，所有短曝光像素被讀出。在t2(l時刻第2行內(nèi)所有長曝光感光像素被復(fù)位；在t21時刻，第2行內(nèi)所有短曝光的像素被復(fù)位；在t22時刻和t23時刻，第2行的長曝光和短曝光像素分別被讀出。第3行及后續(xù)行依此規(guī)律類推?？梢岳斫?，圖2所示讀出時序示意圖中，t12時刻和t13時刻可以為同一時刻，即長曝光和短曝光像素也可以被同時讀出。優(yōu)選地，各行的曝光時間與前一行至少部分地重疊，這樣實現(xiàn)了滾動曝光，提高了整個像素陣列的曝光速率和幀率。在其他變化的實施方式中，為像素元件本身提供不同的曝光特性還可以實現(xiàn)為-為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的敏感度；-為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的增益。以上的配置能夠在圖像傳感器制造時固定下來?；蛘撸娲?，像素元件被制造為能夠被實時地配置曝光特性，一個控制電路能夠用于為這些像素元件配置曝光特性。具體的，該圖像傳感器還含有一個分析模塊，用于分析待傳感的圖像的反差度。分析反差度的方法是已有的，例如分析圖像的直方圖，當(dāng)亮區(qū)與暗區(qū)過多時，能夠認(rèn)為反差度過高；或者分析兩個色溫區(qū)都有灰階分布時，能夠認(rèn)為反差度過高。當(dāng)反差度高于一定條件時，以上控制電路配置同一行和同一列的相同色彩類型像素具有不同或相同的曝光特性，例如控制各像素具有不同的曝光時間；否則控制電路為相同色彩類型的像素提供相同的曝光特性，例如具有相同的曝光時間。在另一個實施方式中，為了向像素陣列提供不同的曝光特性，該圖像傳感器在像素陣列的上方，還包括透光濾鏡陣列，每個透光濾鏡用于允許入射光穿過并照射在相應(yīng)的像素上，并且，同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素分別對應(yīng)的透光濾鏡具有不同的透光率，從而使間隔分布的各像素具有不同的曝光特性。例如，圖2所示實例的另一種實現(xiàn)方式可以是通過在各感光像素上分配具有不同的透光率的濾鏡。例如，第I行和第2行的第1、2、5、6、9、10、13、14等感光像素分配具有低透光率的濾鏡；第I行和第2行的第3、4、7、8、11、12、15、16等感光像素分配具有高透光率的濾鏡；第3行和第4行的第I、
2、5、6、9、10、13、14等感光像素分配具有高透光率的濾鏡；第3行和第4行的第3、4、7、8、
11、12、15、16等感光像素分配具有低透光率的濾鏡；其它行依此規(guī)律交替重復(fù)。 以上描述了像素陣列的排列方法及構(gòu)造，下面針對該像素陣列的插值方法。在對某強(qiáng)/弱曝光像素插值恢復(fù)出其對應(yīng)于弱/強(qiáng)曝光特性的像素值時，利用四周均勻分布的、即同一行和同一列的弱/強(qiáng)曝光特性的像素值進(jìn)行。具體的，如圖5所示，對于長曝光像素B1，利用同一行和同一列分布的四個短曝光像素值進(jìn)行插值，得到該點(diǎn)對應(yīng)的短曝光值。類似地，對于長曝光像素B2，也使用利用同一行和同一列分布的四個短曝光像素值進(jìn)行插值。經(jīng)過這樣的插值之后，每個像素都將同時具有長曝光值和短曝光值，再利用前述的合成方法得到該點(diǎn)的最終值。特別地，如圖5中所指出，這兩個相鄰的長曝光像素插值使用了共同的短曝光像素，不存在數(shù)據(jù)交錯，這樣恢復(fù)出的圖像不易產(chǎn)生缺陷。當(dāng)然，在插值時，還可以進(jìn)一步使用與該像素&相鄰的、不同行和/或不同列(斜方向)的短曝光的藍(lán)色通道像素提供的像素值。以上描述的是在三色RGB通道下本發(fā)明的應(yīng)用方式，本發(fā)明還適用于其他色彩通道下。圖4上部從左至右和下部從左至右分別給出了本發(fā)明為三色RGB、三色CYM(青、黃、洋紅)、四色RGWB (紅、綠、白、藍(lán))、四色CYWM(青、黃、白、洋紅)、四色RGEB (紅、綠、翠綠、藍(lán))、和四色CYGM(青、黃、綠、洋紅)通道中為這些色彩配置在同一行和同一列配置交替間 隔的不同曝光特性。盡管在附圖和前述的描述中詳細(xì)闡明和描述了本發(fā)明，應(yīng)認(rèn)為該闡明和描述是說明性的和示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明不限于上述實施方式。例如，以上使用強(qiáng)和弱兩種曝光特性進(jìn)行說明，而實際上，曝光特性并不限于兩種，兩種以上曝光特性也是可行的，而且可以提高曝光特性的細(xì)化程度，從而提高成像質(zhì)量。那些本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權(quán)利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在本發(fā)明的實際應(yīng)用中，一個零件可能執(zhí)行權(quán)利要求中所引用的多個技術(shù)特征的功能。在權(quán)利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一個”不排除復(fù)數(shù)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為對范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器的像素陣列的排列方法，其特征在于， 在該像素陣列的同一行中，交替間隔地排列具有不同曝光特性的相同色彩類型像素，且， 在該像素陣列的同一列中，交替間隔地排列具有不同曝光特性的該相同色彩類型像素。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，為所述像素陣列中同一行和同一列的相同色彩類型像素元件本身配置不同的曝光特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述配置步驟包括如下任一項 -為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的曝光時長； -為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的敏感度； -為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，該方法在所述配置步驟之前，還包括如下步驟 判斷待傳感的圖像的反差度當(dāng)反差度高于一定條件時，進(jìn)行所述配置步驟；否則 為同一行和同一列中的該相同色彩類型像素配置相同的曝光特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，為同一行和同一列中的間隔分布的相同色彩類型像素提供不同的光強(qiáng)衰減，從而排列具有不同的曝光特性的各像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排列方法，其特征在于，該像素陣列具有多種色彩類型像素，--對應(yīng)于至少三種顏色， 分別對于各種色彩類型，在該色彩類型所在行和所在列，排列交替間隔的不同曝光特性的該種色彩類型像素。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排列方法，其特征在于，所述像素陣列和多種色彩類型像素對應(yīng)以下任一項 -RGGB像素組陣列，紅、綠、藍(lán)像素； -CYYM像素組陣列，青、黃、洋紅像素； -RGffB像素組陣列，紅、綠、白、藍(lán)像素； -CYWM像素組陣列，青、黃、白、洋紅像素； -RGEB像素組陣列，紅、綠、翠綠、藍(lán)像素； -CYGM像素組陣列，青、黃、綠、洋紅像素。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排列方法，其特征在于，所述曝光特性包括強(qiáng)和弱兩種曝光特性， 在該像素陣列中，排列包含所有色彩類型的2x2像素組具有相同曝光特性，并且， 在所述像素陣列的行/列方向交替排列強(qiáng)和弱曝光特性的像素組。
9.一種圖像傳感器，含有像素陣列，其特征在于， 在該像素陣列的同一行中，具有不同曝光特性的相同色彩類型像素交替間隔分布，且， 在該像素陣列的同一列中，具有不同曝光特性的該相同色彩類型像素交替間隔分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其特征在于，所述像素陣列中的同一行和同一列的相同色彩類型像素元件本身能夠被配置具有不同的曝光特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像傳感器，其特征在于，所述像素被配置為以下任一項-同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素具有不同的曝光時長； -同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素具有不同的敏感度； -同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素具有不同的增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像傳感器，其特征在于，還包括 控制電路，用于配置同一行和同一列的相同色彩類型像素具有不同或相同的曝光特性； 分析模塊，用于分析待傳感的圖像的反差度當(dāng)反差度高于一定條件時，所述控制電路提供不同的曝光特性；否則 所述控制電路提供相同的曝光特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像傳感器，其特征在于，當(dāng)所述控制電路為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的曝光時長時， 分別對于該像素陣列的依次各行，所述控制電路在第一時刻復(fù)位一行中第一曝光特性的像素，在之后的第二時刻復(fù)位該行中第二曝光特性的像素，隨后 在之后的第三時刻讀出整行像素的像素值；或 在第三時刻讀出第一曝光特性的像素的像素值，并在不同的第四時刻讀出第二曝光特性的像素的像素值； 并且，所述控制電路控制各行像素的曝光時間至少部分重疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其特征在于，還包括 透光濾鏡陣列，位于該像素陣列之上，每個透光濾鏡用于允許入射光穿過并照射在相應(yīng)的像素上，并且， 同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素分別對應(yīng)的透光濾鏡具有不同的透光率，從而使間隔分布的各像素具有不同的曝光特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其特征在于，該像素陣列具有多種色彩類型像素， 對應(yīng)于至少三種顏色， 分別對于各種色彩類型，該色彩類型所在行和所在列中，具有間隔分布的不同曝光特性的該種色彩類型像素。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像傳感器，其特征在于，所述像素陣列和多種色彩類型像素對應(yīng)以下任一項 -RGGB像素組陣列，紅、綠、藍(lán)像素； -CYYM像素組陣列，青、黃、洋紅像素； -RGffB像素組陣列，紅、綠、白、藍(lán)像素； -CYWM像素組陣列，青、黃、白、洋紅像素； -RGEB像素組陣列，紅、綠、翠綠、藍(lán)像素； -CYGM像素組陣列，青、黃、綠、洋紅像素。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像傳感器，其特征在于，所述曝光特性包括強(qiáng)和弱兩種曝光特性， 在該像素陣列中，包括所有色彩類型像素的2x2像素組具有相同曝光特性， 在像素陣列的行/列方向交替分布強(qiáng)和弱曝光特性的像素組。
18.—種對根據(jù)權(quán)利要求9-17中任一項所述的圖像傳感器所獲的像素值進(jìn)行處理的裝置，其特征在于，對某一種曝光特性的色彩類型像素，獲取該像素對應(yīng)的另一種曝光特性的數(shù)據(jù)時，該裝置使用 與該像素處于同一行的、具有該另一種曝光特性的該色彩類型像素提供的像素值，和 與該像素處于同一列的、具有該另一種曝光特性的該色彩類型像素提供的像素值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，該裝置是插值單元， 該插值單元使用與該某一種曝光特性的該色彩類型像素處于同一行且相鄰的和同一列且相鄰的該另一種曝光特性的該色彩類型像素提供的像素值，來獲得該像素對應(yīng)的該另一種曝光特性的數(shù)據(jù)。
20.一種圖像傳感方法，該方法使用像素陣列對圖像進(jìn)行感光，其特征在于， 在該像素陣列的同一行中，交替間隔地獲得相同色彩類型像素的不同曝光特性的像素值，且， 在該像素陣列的同一列中，交替間隔地獲得該相同色彩類型像素的不同曝光特性的像素值。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傳感方法，其特征在于，為所述像素陣列中的同一行和同一列的相同色彩類型像素元件本身配置不同的曝光特性后，獲得不同曝光特性的像素值。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述配置步驟包括如下任一項 -為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的曝光時長； -為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的敏感度； -為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的增益。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的圖像傳感方法，其特征在于，該方法在所述配置步驟之前還包括如下步驟 判斷待傳感的圖像的反差度當(dāng)反差度高于一定條件時，進(jìn)行所述配置步驟；否則 為同一行和同一列中的該相同色彩類型像素配置相同的曝光特性。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的圖像傳感方法，其特征在于，當(dāng)為同一行和同一列中的間隔分布的該相同色彩類型像素配置不同的曝光時長時，分別對于該像素陣列的依次各行，在第一時刻復(fù)位一行中第一曝光特性的像素，在之后的第二時刻復(fù)位該行中第二曝光特性的像素，隨后 在之后的第三時刻讀出整行像素的像素值；或 在第三時刻讀出第一曝光特性的像素的像素值，并在不同的第四時刻讀出第二曝光特性的像素的像素值； 并且，各行像素的曝光時間至少部分重疊。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傳感方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 為同一行和同一列中的間隔分布的相同色彩類型像素附加對該圖像的不同光強(qiáng)衰減； 讀取各像素的像素值，從而獲得同一行和同一列中的間隔分布的相同色彩類型像素的不同曝光特性的像素值。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該像素陣列具有多種色彩類型像素，--對應(yīng)于至少三種顏色，分別對于各種色彩類型，在該色彩類型所在行和所在列，為交替間隔的該種色彩類型像素配置的不同曝光特性。
27.—種對權(quán)利要求20-26中任一項所述的圖像傳感方法所獲的像素值進(jìn)行處理的方法，其特征在于，對某一種曝光特性的第一色彩類型像素，獲取該像素對應(yīng)的另一種曝光特性的數(shù)據(jù)時，使用 與該像素處于同一行的、具有該另一種曝光特性的相同第一色彩類型像素提供的像素值，和 與該像素處于同一列的、具有該另一種曝光特性的相同第一色彩類型像素提供的像素值。
全文摘要
為了提高圖像傳感器的圖像動態(tài)范圍，現(xiàn)有圖像傳感器按各行配置不同曝光特性，插值恢復(fù)數(shù)據(jù)時會出現(xiàn)采樣率低、交錯偏差等問題。本發(fā)明提出了一種圖像傳感器、圖像傳感方法及像素陣列的排列方法，該傳感器含有像素陣列，在該像素陣列的同一行中，具有不同曝光特性的相同色彩類型像素交替間隔分布，且，在該像素陣列的同一列中，具有不同曝光特性的該相同色彩類型像素交替間隔分布。在對某一種曝光特性的像素(B1、B2)插值恢復(fù)其另一種曝光特性的像素值時，使用與該像素處于同一行的和同一列的具有該另一種曝光特性的該色彩類型像素提供的像素值。本發(fā)明提高了采樣率，避免了交錯偏差，同時實現(xiàn)了較高的動態(tài)范圍和較好的圖像質(zhì)量。
文檔編號H04N5/355GK102647565SQ201210114790
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者姚爍, 孟慶, 康明, 趙立新 申請人:格科微電子(上海)有限公司