本發(fā)明涉及一種影像裝置，具體地，涉及一種增加動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)字影像裝置及其操作方法。
背景技術(shù)：
：：影像傳感器通常包含感測(cè)陣列，用于感測(cè)光能量并輸出模擬信號(hào)，例如電流信號(hào)、電壓信號(hào)或電荷量等。所述模擬信號(hào)經(jīng)過模擬前處理及數(shù)字后處理后，用作為幀數(shù)據(jù)。光電元件，如光二極管(photodiode)，在非絕對(duì)零度下輸出的光電流通常包含暗電流(darkcurrent)，其會(huì)影響光電元件實(shí)際所感測(cè)的光能量的信號(hào)。因此，公知的利用所謂的黑階校正(blacklevelcalibration,BLC)來消除暗電流的信號(hào)。黑階校正一般可通過在所述感測(cè)陣列設(shè)置黑像素(blackpixel)來產(chǎn)生暗電流以作為校正值。顧名思義，黑像素是經(jīng)遮蔽而使其無法接收外界光，通常在正常像素上覆蓋不透光的遮蔽層可形成黑像素。參考圖1所示，其為公知的影像傳感器9的示意圖，其包含感測(cè)陣列91、相關(guān)雙采樣電路(CDS)93、放大器95、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)97、黑階平均電路98以及減法器99。所述感測(cè)陣列91包含多個(gè)黑像素91b及多個(gè)正常像素91n。所述相關(guān)雙采樣電路93用于依序暫存所述感測(cè)陣列91的每列像素輸出的模擬像素?cái)?shù)據(jù)。所述放大器95用于放大所述模擬像素?cái)?shù)據(jù)并將所述放大后的模擬像素?cái)?shù)據(jù)傳送至所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器97(例如11位ADC)進(jìn)行數(shù)字化，如圖2所示；其中，正常像素91n的數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)大致介于1024～2047的數(shù)字范圍內(nèi)，而黑像素91b的數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)大致位于1023的數(shù)字范圍附近。所述黑階平 均電路98計(jì)算所述多個(gè)黑像素91b的數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)的平均值以作為黑階校正量(BLC)。所述減法器99將正常像素91n的數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)減去所述黑階校正量BLC以使正常像素91n的數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)介于0～1023的有效動(dòng)態(tài)范圍(validdynamicrange)內(nèi)。然而，所述多個(gè)正常像素91n輸出的模擬像素?cái)?shù)據(jù)會(huì)受到像素本身、所述相關(guān)雙采樣電路93以及所述放大器95的影響而產(chǎn)生偏移量(offset)，如圖3所示。所述偏移量導(dǎo)致輸入至所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器97的模擬像素?cái)?shù)據(jù)超出其動(dòng)態(tài)范圍(如虛線所圈起的部分)，而造成黑階校正程序后降低所述有效動(dòng)態(tài)范圍。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明說明提出一種優(yōu)化有效動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)字影像裝置及其操作方法。本發(fā)明提出一種數(shù)字影像裝置及其操作方法，其在模擬階段即調(diào)整模擬像素?cái)?shù)據(jù)以配合模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍，以有效利用所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍以增加信號(hào)分辨率、改善信號(hào)品質(zhì)。本發(fā)明提供一種數(shù)字影像裝置，包含感測(cè)陣列、采樣保持電路、放大器、減法器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字后端。所述感測(cè)陣列包含多個(gè)黑像素及多個(gè)正常像素，其中所述多個(gè)黑像素用于輸出黑像素?cái)?shù)據(jù)而所述多個(gè)正常像素用于輸出正常像素?cái)?shù)據(jù)。所述采樣保持電路用于暫時(shí)保持所述黑像素?cái)?shù)據(jù)及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)。所述放大器以增益值放大所述黑像素?cái)?shù)據(jù)及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)。所述減法器將放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)減去校正量。所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收放大并校正后的像素?cái)?shù)據(jù)以輸出數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)及數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)。所述數(shù)字后端用于根據(jù)所述數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)偏移量，決定動(dòng)態(tài)調(diào)整量，根據(jù)所述增益值、所述數(shù)據(jù)偏移量及所述動(dòng) 態(tài)調(diào)整量計(jì)算所述校正量，以及根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量調(diào)整所述增益值。本發(fā)明還提供一種數(shù)字影像裝置的操作方法。所述數(shù)字影像裝置包含感測(cè)陣列、模擬前端及數(shù)字后端，其中所述感測(cè)陣列用于輸出黑像素?cái)?shù)據(jù)及正常像素?cái)?shù)據(jù)、所述模擬前端用于放大并校正所述黑像素?cái)?shù)據(jù)及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)、所述數(shù)字后端用于處理數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)。所述操作方法包含：以增益值放大所述黑像素?cái)?shù)據(jù)及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)；以校正量校正放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)范圍；數(shù)字化放大并校正后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)；根據(jù)數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)偏移量；決定動(dòng)態(tài)調(diào)整量；根據(jù)所述增益值、所述數(shù)據(jù)偏移量及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量計(jì)算所述校正量；以及根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量調(diào)整所述增益值。本發(fā)明還提供一種數(shù)字影像裝置，包含感測(cè)陣列、模擬前端以及數(shù)字后端。所述感測(cè)陣列包含多個(gè)黑像素及多個(gè)正常像素，其中所述多個(gè)黑像素用于輸出黑像素?cái)?shù)據(jù)而所述多個(gè)正常像素用于輸出正常像素?cái)?shù)據(jù)。所述模擬前端以增益值放大所述黑像素?cái)?shù)據(jù)及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)并以校正量校正放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)范圍。所述數(shù)字后端用于數(shù)字化放大并校正后的黑像素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)偏移量，決定動(dòng)態(tài)調(diào)整量，根據(jù)所述增益值、所述數(shù)據(jù)偏移量及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量計(jì)算最大校正量及最小校正量，計(jì)算所述最大校正量與所述最小校正量的平均值以作為所述校正量，以及根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量調(diào)整所述增益值。為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細(xì)說明如下。此外，在本發(fā)明的說明中，相同的構(gòu)件是以相同的符號(hào)表示，于此先述明。附圖說明圖1為公知的影像傳感器的示意圖。圖2為圖1的影像傳感器的黑階校正的示意圖。圖3為圖1的影像傳感器的黑階校正的另一示意圖。圖4為本發(fā)明說明的一實(shí)施例的數(shù)字影像傳感器的示意圖。圖5為本發(fā)明說明實(shí)施例的數(shù)字影像傳感器的操作示意圖。圖6為本發(fā)明說明實(shí)施例的數(shù)字影像傳感器的操作方法的流程圖。附圖標(biāo)記100數(shù)字影像裝置11、91感測(cè)陣列11b、91n黑像素11n、91b正常像素12r列掃描控制器12c行讀取控制器13采樣保持電路14時(shí)序控制器15、95放大器16、99減法器17、97模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器18數(shù)字后端19存儲(chǔ)單元9影像傳感器93相關(guān)雙采樣電路98黑階平均電路Dn數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn正常像素?cái)?shù)據(jù)Sna放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)Db數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb黑像素?cái)?shù)據(jù)Sba放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)M動(dòng)態(tài)調(diào)整量G增益值Δ數(shù)據(jù)偏移量DAC校正量DACmax最大校正量DACmin最小校正量具體實(shí)施方式參考圖4所示，其為本發(fā)明說明的一實(shí)施例的數(shù)字影像裝置的示意圖。數(shù)字影像裝置100包含感測(cè)陣列11、模擬前端以及數(shù)字后端18；其中，所 述模擬前端連接在所述感測(cè)陣列11的輸出端(例如多個(gè)輸出電極)而所述數(shù)字后端18耦接所述模擬前端。所述感測(cè)陣列100包含多個(gè)黑像素11b及多個(gè)正常像素11n；其中，所述多個(gè)黑像素11b用于輸出黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb而所述多個(gè)正常像素11n用于輸出正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn。所述模擬前端用于放大并校正所述黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn，以使所述正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn的數(shù)據(jù)范圍盡量符合數(shù)字化的動(dòng)態(tài)范圍(舉例詳述于后)。所述數(shù)字后端18則用于處理數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)。所述感測(cè)陣列100包含陣列排列(例如圖4顯示為8×8的像素陣列)的多個(gè)像素；其中，多個(gè)黑像素11b以填滿斜線的區(qū)域表示而多個(gè)正常像素11n以空白的區(qū)域表示。必須說明的是，所述多個(gè)黑像素11b的配置并不限于圖4所示。所述多個(gè)黑像素11b及所述多個(gè)正常像素11n的像素結(jié)構(gòu)相同，例如均包含光二極管及多個(gè)晶體管，其之間差別在于所述多個(gè)黑像素11b上還形成有遮光層(例如金屬層或非金屬層)以阻擋所述多個(gè)黑像素11b接收外界光；其中，在正常像素上形成遮光層的方式已為公知且其并非為本發(fā)明說明的目的，故于此不再贅述。藉此，所述多個(gè)黑像素11b輸出的黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb僅與暗電流(darkcurrent)相關(guān)，其中所述暗電流例如與環(huán)境溫度相關(guān)；所述多個(gè)正常像素11n輸出的正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn則同時(shí)與暗電流及照射像素的外界光引起的光電流相關(guān)，其中所述光電流例如與環(huán)境光的光強(qiáng)度呈正相關(guān)。所述黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb在本發(fā)明說明中可用于求出像素本身以及所述模擬前端所造成的數(shù)據(jù)偏移量(offset)，詳述于后。所述感測(cè)陣列100的像素?cái)?shù)據(jù)的掃描及讀取是由列掃描控制器12r及行讀取控制器12c所執(zhí)行，并由時(shí)序控制器(timingcontroller)14控制像素?cái)?shù)據(jù)的掃描及讀取的時(shí)序；其中，時(shí)序控制器控制列掃描控制器及行讀取控制器以進(jìn)行像素?cái)?shù)據(jù)的掃描及讀取的方式已為公知且其并非本發(fā)明說明的目的，故于此不再贅述。本發(fā)明說明中，所述模擬前端以增益值G放大所述黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn，并以校正量DAC校正放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)Sba及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)Sna的數(shù)據(jù)范圍，以盡量符合數(shù)字化的動(dòng)態(tài)范圍；其中，所述校正量DAC及所述增益值G可由所述數(shù)字后端18所控制或提供。在某些實(shí)施例中，所述模擬前端包含采樣保持電路13、放大器15、增益控制151及減法器16。必須說明的是，雖然圖4顯示模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)17包含于所述模擬前端，但本發(fā)明并不以此為限。其他實(shí)施例中，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17也可包含在所述數(shù)字后端18中，只要其用于接收放大并校正后的像素?cái)?shù)據(jù)以輸出數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db及數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)Dn即可，并無特定限制。換句話說，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的顯示位置僅用于說明，其可包含在模擬前端、數(shù)字后端或獨(dú)立于兩者之外。此外，所述模擬前端還包含其他元件，例如濾波電路，因其與本發(fā)明說明不直接相關(guān)，故于此不再贅述。所述采樣保持電路13例如為相關(guān)雙采樣(correlateddoublesampling,CDS)電路，用于暫時(shí)保持從所述感測(cè)陣列11所采樣的所述黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn，并受到所述時(shí)序控制器14的控制操作。例如，所述采樣保持電路13每次暫存一列黑像素11b或一列正常像素11n的像素?cái)?shù)據(jù)，以在一幀期間依序采樣并保持所述感測(cè)陣列11的所有像素的像素?cái)?shù)據(jù)。所述放大器15例如可為積分可編程增益放大電路(IPGA)并連接所述采樣保持電路13以接收其所保存的像素?cái)?shù)據(jù)。所述放大器15受控于所述增益控制151，以增益值G(或調(diào)整后的增益值NG)放大所述黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn以產(chǎn)生放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)Sba及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)Sna。本發(fā)明說明中，所述放大器15可包含單級(jí)(singlestage)放大單元或包含串聯(lián)的多級(jí)(multistage)放大單元，并無特定限制。所述減法器16用于將所述放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)Sba及所述放大后的正 常像素?cái)?shù)據(jù)Sna減去所述校正量DAC，以使像素?cái)?shù)據(jù)范圍能夠配合所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的動(dòng)態(tài)范圍。根據(jù)所述數(shù)字后端18所提供的所述校正量DAC，所述減法器16亦可以加法器實(shí)現(xiàn)。此外，當(dāng)所述放大器15包含單級(jí)放大單元時(shí)，所述減法器16(或加法器)連接于所述單極放大器的輸出端。當(dāng)所述放大器15包含多級(jí)放大單元時(shí)，所述減法器16(或加法器)連接于所述多個(gè)放大單元之間或所述多個(gè)放大單元的最終級(jí)放大單元的輸出端，并無特定限制。此外，當(dāng)所述放大器15包含多級(jí)放大單元時(shí)，所述模擬前端可包含多個(gè)減法器或加法器用于將多個(gè)校正量DAC分別與放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)Sba及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)Sna進(jìn)行差分。所述數(shù)字后端18用于數(shù)字化放大并校正后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及數(shù)字化放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db計(jì)算數(shù)據(jù)偏移量Δ，決定動(dòng)態(tài)調(diào)整量M，根據(jù)所述增益值G、所述數(shù)據(jù)偏移量Δ及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M計(jì)算所述校正量DAC，以及根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M調(diào)整所述增益值G。以下接著說明所述數(shù)字后端18操作的一種實(shí)施方式。如前所述，當(dāng)所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17位于所述模擬前端時(shí)，所述數(shù)字化放大并校正后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及數(shù)字化放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)的步驟是在所述模擬前端中執(zhí)行。參考圖4～5，圖5為本發(fā)明說明實(shí)施例的數(shù)字影像感測(cè)器的操作示意圖，其中以初始階段、調(diào)整階段及校正階段來說明優(yōu)化數(shù)據(jù)范圍的操作。此外，圖5是以11位動(dòng)態(tài)范圍來說明，但并不以此為限，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的采樣位數(shù)是根據(jù)實(shí)際裝置而定。所述初始階段表示所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17轉(zhuǎn)換的數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)Dn的數(shù)據(jù)范圍(例如Vref＝1mV)大致為正值，而數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db的數(shù)據(jù)范圍(例如Vref＝1mV)大致位于數(shù)字?jǐn)?shù)值1023附近，但并不以此為限；其中，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)值均為正值(如圖示0～2047)，此處定義 數(shù)字?jǐn)?shù)值1024～2047表示正值，而數(shù)字?jǐn)?shù)值0～1023表示負(fù)值。如圖5所示，在初始階段中，數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)Dn的數(shù)據(jù)范圍僅大致為所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的采樣動(dòng)態(tài)范圍的一半，本發(fā)明用于使放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)范圍盡量符合所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的數(shù)字化范圍(例如數(shù)字?jǐn)?shù)值0～2047)。例如，在第一幀中，所述數(shù)字后端18通過所述增益控制151控制所述放大器15以增益值G放大正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn及黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb。為增加有效動(dòng)態(tài)范圍，所述數(shù)字后端18利用所述調(diào)整階段及所述校正階段計(jì)算動(dòng)態(tài)調(diào)整量M及校正量DAC，以在第二幀(例如所述第一幀之后的幀)根據(jù)所述校正量DAC校正放大后正常像素?cái)?shù)據(jù)Sna；其中，所述第二幀中的增益值也根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M被調(diào)整，以增加有效動(dòng)態(tài)范圍。由于所述增益控制151是由所述數(shù)字后端18所控制，故所述數(shù)字后端18已知所述增益值G。所述數(shù)字后端18計(jì)算所述數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db的平均值與參考值(例如為數(shù)字?jǐn)?shù)值1023，但不以此為限)的差值除以所述增益值G以作為所述數(shù)據(jù)偏移量Δ，其中所述數(shù)據(jù)偏移量Δ例如為像素及所述采樣保持電路13所造成的偏移量，如圖3所示，其為縮小有效動(dòng)態(tài)范圍的原因。所述參考值可選定為所述多個(gè)黑像素11b輸出的理想值，即不存在所述數(shù)據(jù)偏移量Δ的數(shù)值。所述數(shù)據(jù)偏移量Δ經(jīng)過所述放大器15的放大而成為GΔ，如調(diào)整階段所示的+GΔ及-GΔ。所述數(shù)字后端18以所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M放大數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)Dn而形成MDn。若不存在所述數(shù)據(jù)偏移量Δ，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M選擇為2時(shí)則可完全利用所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的動(dòng)態(tài)范圍。然而由于存在所述數(shù)據(jù)偏移量Δ，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M例如介于1.5～1.9，視所述數(shù)字后端18所求出的所述數(shù)據(jù)偏移量Δ而定。例如，受所述數(shù)據(jù)偏移量Δ的影響，調(diào)整后的數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)MDn會(huì)向上或向下偏移GΔ，如調(diào)整階段所示的MDn+GΔ及 MDn-GΔ。在一實(shí)施例中，所述數(shù)字后端18可根據(jù)查找表決定所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M。例如，所述數(shù)字后端18的內(nèi)部或外部具有存儲(chǔ)單元19，例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM)等，用于存儲(chǔ)查找表(lookuptable,LUT)。所述查找表預(yù)存有多個(gè)數(shù)據(jù)偏移量Δ及多個(gè)增益值G與多個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整量M的對(duì)應(yīng)關(guān)系。藉此，所述數(shù)字后端18可將當(dāng)前增益值及當(dāng)前數(shù)據(jù)偏移量(例如根據(jù)所述第一幀所求得)與所述查找表比對(duì)以決定所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M。在另一實(shí)施例中，為最優(yōu)化所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M，所述數(shù)字后端18可進(jìn)而根據(jù)迭代演算法(iterationalgorithm)決定所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M。例如，所述數(shù)字后端18可根據(jù)所述增益值G、所述數(shù)據(jù)偏移量Δ及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M計(jì)算最大校正量DACmax及最小校正量DACmin；當(dāng)所述最大校正量DACmax大于所述最小校正量DACmin時(shí)，增加所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M并重新計(jì)算新的最大校正量及新的最小校正量，并比較所述新的最大校正量及所述新的最小校正量。如此持續(xù)增加所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M直到所述新的最大校正量小于或等于所述新的最小校正量，則選擇對(duì)應(yīng)所述新的最大校正量仍大于所述新的最小校正量的最大動(dòng)態(tài)調(diào)整量M以作為最佳動(dòng)態(tài)調(diào)整量。在一實(shí)施例中，假設(shè)所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器27的數(shù)字化具有動(dòng)態(tài)范圍(例如圖5中11位數(shù)值范圍，0～2047)。所述最大校正量DACmax可為二分之一所述動(dòng)態(tài)范圍減去所述增益值G與所述數(shù)據(jù)偏移量Δ的乘積，即DACmax＝1024-(G×Δ)；其中，所述最大校正量DACmax為使偏移的數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)MDn-GΔ不超出所述動(dòng)態(tài)范圍的最低值(如校正階段所示)。所述最小校正量DACmin可為二分之一所述動(dòng)態(tài)范圍與所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M的乘積加上所述增益值G與所述數(shù)據(jù)偏移量Δ的乘積后再減去二分之一所述動(dòng)態(tài)范圍，即DACmin＝(1024×M)+(G×Δ)-1024；其中，所述最小校正量DACmin為使偏移的數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)MDn+GΔ不超出所述動(dòng)態(tài)范圍的最高值(如校 正階段所示)。所述數(shù)字后端18根據(jù)所述增益值G、所述數(shù)據(jù)偏移量Δ及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M計(jì)算最大校正量DACmax及最小校正量DACmin后(如校正階段所示)，還計(jì)算所述最大校正量DACmax及所述最小校正量DACmin的平均值以作為所述校正量DAC。利用此平均值作為所述校正量DAC可使放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)不會(huì)超出所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的動(dòng)態(tài)范圍。接著，所述數(shù)字后端18將所述校正量DAC轉(zhuǎn)換為模擬直流值(例如通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)后提供至所述模擬前端的減法器16。同時(shí)，所述數(shù)字后端18以倍數(shù)N乘上調(diào)整前增益值G以調(diào)整所述增益值為NG，所述倍數(shù)N可為所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M除以調(diào)整前增益值G所得的商(quotient)。藉此，由于所述倍數(shù)N及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M是由當(dāng)前數(shù)據(jù)偏移量Δ及當(dāng)前增益值G所求得，可使得MDn大于Dn并介于動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，而增加有效動(dòng)態(tài)范圍及影像品質(zhì)。必須說明的是，圖5的三個(gè)階段均在所述數(shù)字后端18內(nèi)，例如數(shù)字處理器(DSP)，根據(jù)數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db以及數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)Dn以演算法通過軟件、硬件和/或固件所運(yùn)算而得。參考圖6所示，其為本發(fā)明說明實(shí)施例的數(shù)字影像感測(cè)器的操作方法的流程圖，包含下列步驟：以增益值放大所述黑像素?cái)?shù)據(jù)及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)(步驟S61)；以校正量校正放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)范圍(步驟S62)；數(shù)字化放大并校正后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)(步驟S63)；根據(jù)數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)偏移量(步驟S64)；決定動(dòng)態(tài)調(diào)整量(步驟S65)；根據(jù)所述增益值、所述數(shù)據(jù)偏移量及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量計(jì)算所述校正量(步驟S66)；以及根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量調(diào)整所述增益值(步驟S67)。參考圖4～5，接著說明本操作方法的實(shí)施方式。步驟S61：例如在第一幀(例如所述數(shù)字影像裝置100開始操作時(shí)或結(jié)束休眠時(shí)所獲取的影像幀)中，所述感測(cè)陣列11輸出多個(gè)黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb及多個(gè)正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn。所述數(shù)字后端18通過所述增益控制151控制所述放大器15以增益值G放大所述黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb及所述正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn，以產(chǎn)生放大后黑像素?cái)?shù)據(jù)Sba及放大后正常像素?cái)?shù)據(jù)Sna。步驟S62：所述數(shù)字后端18將校正量DAC輸出至所述減法器16，以校正放大后的黑像素?cái)?shù)據(jù)Sba及放大后的正常像素?cái)?shù)據(jù)Sna的數(shù)據(jù)范圍；其中，所述校正量DAC例如為直流模擬值。此外，相對(duì)所述第一幀，所述校正量DAC的初始值例如為0，但并不以此為限；而相對(duì)所述第一幀之后的數(shù)據(jù)幀，所述校正量DAC則根據(jù)所述數(shù)字后端18的計(jì)算結(jié)果決定。步驟S63：所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17數(shù)字化放大并校正后的黑像素?cái)?shù)據(jù)及放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)以分別產(chǎn)生數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db及數(shù)字正常像素?cái)?shù)據(jù)Dn；其中，所述放大是由所述放大器15所執(zhí)行而所述校正是由所述減法器17所執(zhí)行。步驟S64：所述數(shù)字后端18根據(jù)數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db計(jì)算數(shù)據(jù)偏移量Δ。如上文所述，所述數(shù)字后端18例如計(jì)算所述數(shù)字黑像素?cái)?shù)據(jù)Db的平均值與參考值(例如圖5顯示為1023，但不以此為限)的差值以作為所述數(shù)據(jù)偏移量ΔG，其代表光電流以外的因素所造成的數(shù)據(jù)偏移。步驟S65：所述數(shù)字后端18并決定動(dòng)態(tài)調(diào)整量M，如圖5所示。在一實(shí)施例中，所述數(shù)字后端18將當(dāng)前增益值G及當(dāng)前數(shù)據(jù)偏移量Δ(例如根據(jù)所述第一幀所求得)與查找表比對(duì)以決定所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M；其中，所述查找表在所述儲(chǔ)存單元19中預(yù)存有多個(gè)數(shù)據(jù)偏移量及多個(gè)增益值與多個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在另一實(shí)施例中，所述數(shù)字后端18根據(jù)迭代演算法決定所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M；例如，所述數(shù)字后端18根據(jù)當(dāng)前增益值、當(dāng)前數(shù)據(jù)偏移量及當(dāng)前動(dòng)態(tài)調(diào)整量計(jì)算最大校正量DACmax及最小校正量DACmin (如圖5所示)。當(dāng)所述最大校正量DACmax大于所述最小校正量DACmin時(shí)，增加所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M并重新計(jì)算新的最大校正量及新的最小校正量，并持續(xù)增加所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M直到所述新的最大校正量小于或等于所述新的最小校正量；其中，所述當(dāng)前動(dòng)態(tài)調(diào)整量例如根據(jù)所述當(dāng)前增益值及所述當(dāng)前數(shù)據(jù)偏移量所決定(例如根據(jù)查找表決定)。當(dāng)所述新的最大校正量小于或等于所述新的最小校正量時(shí)，則以使所述新的最大校正量仍大于所述新的最小校正量的最大動(dòng)態(tài)調(diào)整量作為最佳動(dòng)態(tài)調(diào)整量。步驟S66：所述數(shù)字后端18根據(jù)所述增益值G、所述數(shù)據(jù)偏移量Δ及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M計(jì)算所述校正量DAC。如上文所述，所述數(shù)字后端18根據(jù)所述增益值G、所述數(shù)據(jù)偏移量Δ及所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M(或最佳動(dòng)態(tài)調(diào)整量)計(jì)算最大校正量DACmax及最小校正量DACmin(如圖5所示)，并計(jì)算所述最大校正量DACmax及所述最小校正量DACmin的平均值以作為所述校正量DAC，以使得放大并校正后的正常像素?cái)?shù)據(jù)不會(huì)超出所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的動(dòng)態(tài)范圍。步驟S67：最后，所述數(shù)字后端18則將所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M傳送至所述減法器16并根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M調(diào)整所述增益值G。例如，所述數(shù)字后端18控制所述增益控制151以倍數(shù)N乘上所述增益值G以形成新增益值NG；其中，所述倍數(shù)N為所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M除以所述增益值G所得的商。接著，所述感測(cè)陣列11輸出第二幀，所述模擬前端則以所述動(dòng)態(tài)調(diào)整量M及所述新增益值NG來處理黑像素?cái)?shù)據(jù)Sb及正常像素?cái)?shù)據(jù)Sn，以有效利用所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器17的動(dòng)態(tài)范圍。所述數(shù)字影像裝置100可每經(jīng)過預(yù)設(shè)時(shí)間和/或僅在每次開機(jī)或結(jié)束休眠時(shí)執(zhí)行圖6的操作方式，可無須在每個(gè)數(shù)據(jù)幀執(zhí)行。必須說明的是，所述數(shù)字后端18所執(zhí)行的步驟S64～S66的順序并不限于圖6所示，視數(shù)字后端18中的電路設(shè)計(jì)或演算程序而定，可同時(shí)計(jì)算或 依序計(jì)算，并無特定限制。綜上所述，公知的影像裝置受到信號(hào)偏移量的影響，而具有較小的有效動(dòng)態(tài)范圍。因此，本發(fā)明說明提出一種數(shù)字影像裝置(圖4)及其操作方法(圖6)，其通過在模擬階段優(yōu)化數(shù)據(jù)范圍以盡可能匹配模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍，藉以增加信號(hào)分辨率及影像品質(zhì)。雖然本發(fā)明已通過上述實(shí)例公開，但是其并非用于限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬
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