CN104902191B - 一种像素阵列的处理方法、图像感光装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种像素阵列的处理方法、图像感光装置及电子设备，在像素阵列中，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2行相邻像素子行组成，每一个像素列均由2列相邻像素子列组成，且像素行的总行数以及像素列的总列数均是N+1的整数倍，通过选择同时位于目标像素行和目标像素列中的像素为感光像素，并为该感光像素配置相同的曝光特性，这样，当需要对电子设备获取的预览图像进行曝光成像时，仅对具有相同曝光特性的感光像素进行同时曝光，即可避免拍摄运动对象时图像倾斜甚至失真的问题，满足了用户的拍摄要求。

Description

一种像素阵列的处理方法、图像感光装置及电子设备

技术领域

本发明主要涉及图像处理技术领域，更具体地说是涉及一种像素阵列的处理方法、图像感光装置及电子设备。

背景技术

如今，手机已广泛应用到人们的日常生活和工作中，其不仅作为通讯工具使用，而且，随着其摄像头像素的逐渐增大，越来越多的用户选择使用手机来代替照相机和摄像机进行拍摄，操作简单且便于携带。

然而，在实际拍摄过程中，当拍摄对象处于运动状态时，由于现有手机逐行曝光的方式导致整个图像曝光时间较长，往往会导致所拍摄图像中的运动对象倾斜甚至失真，无法满足用户的拍摄要求，为用户的生活或工作带来很多不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种像素阵列的处理方法、图像感光装置及电子设备，解决了现有的手机拍摄处于运动状态的对象时，因逐行曝光方式而使整个图像曝光时间较长，从而导致拍摄图像中的拍摄对象倾斜甚至失真，无法满足用户的拍摄要求的技术问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种像素阵列的处理方法，应用于电子设备的图像感光装置，包括：

在所述像素阵列中，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列，其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2行相邻像素子行组成，每一个像素列均由2列相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍；

选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素作为感光像素；

为所述感光像素配置相同的曝光特性。

优选的，所述为所述感光像素配置相同的曝光特性包括：

为所述感光像素配置同一电子快门，以使所述感光像素具有相同的曝光时间。

优选的，还包括：

控制所述像素阵列中除所述感光像素之外的所有像素的曝光时间为零。

优选的，所述感光像素包含有所述像素阵列所具有的所有色彩类型的像素。

优选的，所述像素阵列及其包含的所有色彩类型像素对应以下任一项：

RGGB像素组阵列，红、绿、蓝像素；

CYYM像素阵列，青、黄、洋红像素；

RGWB像素阵列，红、绿、白、蓝像素；

CYWM像素阵列，青、黄、白、洋红像素；

RGEB像素阵列，红、绿、翠绿、蓝像素；

CYGM像素阵列，青、黄、绿、洋红像素。

一种图像感光装置，应用于电子设备，包括：

感光元件，所述感光元件包含有像素阵列；

处理器，用于在所述像素阵列中，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列时，选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素为感光像素，并为所述感光像素配置相同的曝光特性；

其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2行相邻像素子行组成，每一个像素列均由2行相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍。

优选的，所述处理器具体用于在选择出所述像素阵列中的感光像素后，为所述感光像素配置同一电子快门，以使所述感光像素具有相同的曝光时间。

一种电子设备，包括：

内置的电子快门，以及如上所述的图像感光装置。

由此可见，与现有技术相比，本申请提供了一种像素阵列的处理方法、图像感光装置及电子设备，若在该像素阵列中，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列，其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2行相邻像素子行组成，每一个像素列均由2列相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍，通过选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素为感光像素，并为所述感光像素配置相同的曝光特性，这样，当需要对电子设备获取的预览图像进行曝光成像时，仅对具有相同曝光特性的感光像素进行曝光，大大缩短了曝光时间，避免了拍摄的运动对象倾斜甚至失真的问题，满足了用户的拍摄要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种像素阵列的处理方法实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的一种像素阵列中感光像素的排列结构示意图；

图3为本发明提供的另一种像素阵列中感光像素的排列结构示意图；

图4为本发明提供的一种图像感光装置实施例的结构示意图；

图5为本发明提供的一种电子设备实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供了一种像素阵列的处理方法、图像感光装置及电子设备，若在该像素阵列中，每隔N个像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N个像素列选取1列像素列作为目标像素列，其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2个相邻像素子行组成，每一个像素列均由2个相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍，通过选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素为感光像素，并为所述感光像素配置相同的曝光特性，这样，当需要对电子设备获取的预览图像进行曝光成像时，仅对具有相同曝光特性的感光像素进行曝光，大大缩短了曝光时间，避免了拍摄的运动对象倾斜甚至失真的问题，满足了用户的拍摄要求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的一种像素阵列的处理方法实施例的流程示意图，该方法可以应用于电子设备的图像感光装置，其中，该电子设备具体可以是手机等移动通信设备，则该图像感光装置可以设置在手机的摄像装置内，基于此本发明实施例提供的方法具体可以包括以下步骤：

步骤S110：在像素阵列中，每隔N个像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N个像素列选取1列像素列作为目标像素列。

其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2个相邻像素子行组成，每一个像素列均由2个相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍。

在实际应用中，对于图像感光装置的感光元件内的像素阵列，在其同一行中，交替间隔地排列具有相同色彩类型的像素，且在其同一列中，交替间隔地排列具有相同色彩类型的像素。

其中，该像素阵列及其包含的所有色彩类型像素具体可以是：RGGB像素组阵列，红、绿、蓝像素；或者，CYYM像素阵列，青、黄、洋红像素；或者，RGWB像素阵列，红、绿、白、蓝像素；或者，CYWM像素阵列，青、黄、白、洋红像素；或者，RGEB像素阵列，红、绿、翠绿、蓝像素；或者，CYGM像素阵列，青、黄、绿、洋红像素。如图2所示，本发明仅以RGGB像素组阵列，红(R)、绿(G)、蓝(B)像素为例对本发明提供的像素阵列的处理方法进行详细说明，其他像素阵列类型，本发明在此不再一一列举。

为了更方便且清楚地确定本发明确定该像素阵列中感光像素的位置，本实施例通过对该像素阵列包含的多个像素子行、像素子列重新进行行与列的划分，即2个相邻像素子行作为一个新的像素行，将2个相邻像素子列作为一个新的像素列，且新的像素行或像素列能够构成该像素阵列，也就是说，对像素阵列的像素行和列重新划分后，不能有单一的像素子列和像素子行，如图2中粗黑线所划分的像素行和像素列，将8像素子行12像素子列的像素矩阵重新划分成4像素行6像素列的像素矩阵，但其像素点的组成及结构并没有改变；而且，新形成的像素行的总行数以及像素列的总列数均是N+1的整数倍，N为不小于1的正整数，从而保证后续选取的感光像素平均分布在该像素阵列，避免所拍摄的图像因曝光不均匀而失真。

基于此，在本实施例实际应用中，对于该像素阵列，可以，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列，之后可在该目标像素行和目标像素列中选定感光像素，具体过程如下步骤。

举例说明，当N＝1时，仍以图2所示像素阵列为例，所选取的目标像素行和目标像素列可以为图2中的浅灰色区域，即图2中的第3、4、7和8像素子行，第3、4、7、8、11和12像素子列；而当N＝2时，如图3所示的6像素行6像素列的像素阵列，此时选取的目标像素行和目标像素列为图3所示的浅灰色区域，即图3中的第5、6、11和12像素子行，第5、6、11和12像素子列。

其中，在实际应用中，根据像素阵列本身能够划分的新的像素行的总行数以及像素列的总列数，确定N的具体数值，本发明对此不作具体限定，只要不是本领域技术人员付出创造性劳动确定的，均属于本发明保护范围，本发明在此不再一一列举说明。

步骤S120：选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素作为感光像素。

仍以上述图2所示的像素阵列为例，所选定的感光像素为第3、4行第3、4、7、8、11、12列的像素，以及第7、8行第3、4、7、8、11、12列的像素，需要说明的是，当该图像感光装置内的像素阵列比例及其包含的像素数量所有改变时，所选定的感光像素数量必然也会有所改变，具体可以根据上述选定方法确定，本实施例仅以图2所示大小的像素阵列为例进行说明，但并不局限于此。

同理，若以图3所示的像素阵列为例，所选定的感光像素为图中深灰色且字母为粗体表示的像素，即第5、6像素子行第5、6、11和12像素子列的像素以及第11、12像素子行第5、6、11和12像素子列的像素。

步骤S130：为所述感光像素配置相同的曝光特性。

为了解决现有技术中手机内的图像感光装置通常采用逐行(即像素子行)曝光的方式，对于上千万像素的像素阵列来说，这将使得第一像素子行曝光时间与最后一像素子行曝光时间的时间差较大，导致所拍摄的图像中快速运动的对象倾斜或失真，从而降低用户体验的技术问题，本发明提出了一种对选定的某些像素点同时曝光的方式，避免了先曝光像素点与后曝光像素点之间的曝光时间差带来的问题。

其中，关于像素阵列中要求同时曝光的感光像素点的选择，具体可以参照上述步骤S110～步骤S120所记载的方式选择，即经上述步骤S110确定目标感光像素行和目标感光像素列之后，可以将同时位于该目标像素行和目标像素列中的像素作为感光像素，如图2和3中背景为深灰色且字母用粗体表示的像素点即为本实施例选取的感光像素。基于该像素阵列中像素点的组成及结构，所选定的感光像素必然包含有该像素矩阵所包含的所有色彩类型的像素。

之后，可通过为这些感光像素配置相同的曝光特性来实现对这些感光像素的同步控制，具体可以使这些感光像素受控于同一电子快门，从而实现对选定的感光像素的同时曝光，不仅解决了上述现有技术问题，而且，大大提高了拍摄图像的效率，提高了用户体验。

当然，若这些感光像素并不是受控于同一电子快门，则可以将其受控的所有电子快门同步控制，即控制这些电子快门同时动作，从而保证其对应的感光像素能够同时曝光，实现本申请发明目的。

其中，在本发明上述实施例中，在像素阵列进行曝光时，除上述选定的感光像素外的其他像素点并不需要曝光，因此，本发明可控制该像素阵列中除选定的感光像素之外的所有像素的曝光时间为零。

需要说明的是，对于选定的感光像素中不同色彩类型像素的其他曝光特性，如敏感度、增益等，可以设定相等数值，但并不局限于此，具体可根据需要进行设定，本发明在此不再详述。

另外，关于本实施例选定的感光像素，结合图2和3所示的感光像素在像素阵列中的位置得知，所选定的感光像素是成矩阵是分布的，且平均分布在像素阵列中；而且，每一处目标像素行和目标像素列的交叉区域，均包括RGGB像素阵列所包含的所有色彩类型的像素，从而避免了所拍摄的对象因曝光不均而失真。

由此可见，对于选定的感光像素，只要其能够均匀的分布在像素阵列，使该感光像素在像素阵列中成矩阵式分布，本发明并不限定该感光像素的具体选定方式，只要不是本领域技术人员付出创造性劳动确定的，均属于本发明保护范围。

综上所述，本实施例通过重新划分像素行和像素列，在间隔N行像素行选定目标像素行，间隔N列像素列选定目标像素列，将同时位于选定的目标像素行和目标像素列中的像素作为感光像素，并控制其同时曝光，从而解决了现有技术中手机拍摄处于运动状态的对象时，因逐行曝光方式而使整个图像曝光时间较长，导致拍摄图像中的拍摄对象倾斜甚至失真，无法满足用户的拍摄要求的技术问题。

参照图4所示的本发明提供的一种图像感光装置实施例的结构示意图，该装置可以应用于电子设备，如手机等移动通信设备中，具体可以设置在手机的摄像装置上，但并不局限于此，本实施例提供的图像感光装置具体可以包括：

感光元件410，所述感光元件410包含有像素阵列。

在实际应用中，感光元件作为摄像装置的核心，又可称为图像传感器，通常主要分为COMS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)元件或CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合)元件。

其中，CCD元件成像质量较好，但制造工艺复杂，能够成产的厂家较少，价格上也相对较高，且功耗也较高，因此，在实际应用中，通常不会应用到移动设备上。而CMOS元件耗电低，但画质水平比不上CCD元件，不过随着技术的提高，CMOS的画质已经逐步赶上了CCD元件，另外，在相同分辨率下，COMS价格比CCD便宜，所以，目前市面上的手机摄像头多采用CMOS元件，但并不局限于此。

关于如何利用感光元件实现拍摄对象的成像过程属于本领域公知常识，本发明在此不再详述。

另外，关于感光元件中的像素阵列中的像素排列，通常都是在该像素阵列中的同一行(即像素子行)中，交替间隔地排列具有相同色彩类型的像素，如图2中任意一行像素子行中都是R、G像素交替排列或G、B像素交替排列；且在该像素阵列同一列中，交替间隔地排列具有相同色彩类型的像素，如图2中任意一列像素子列中都是R、G像素交替排列或者G、B像素交替排列。需要说明的是，当该像素阵列为CYYM像素阵列、RGWB像素阵列、CYWM像素阵列、RGEB像素阵列或者CYGM像素阵列时，同一行或列中交替间隔排列的像素的色彩类型将相应改变，具体可参照现有技术对这些像素阵列的像素排列，本发明在此不再一一说明。

处理器420，用于在所述像素阵列中，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列时，选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素为感光像素，并为所述感光像素配置相同的曝光特性。

其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2行相邻像素子行组成，每一个像素列均由2列相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍。

基于上述方法实施例对应部分的描述可知，本实施例处理器420对像素阵列重新划分行和列，仅是为了方便对选定的成矩阵式分布的感光像素区域(即由4个相邻的具有不同色彩类型的像素组成，如图2和3所示的背景为深灰色且粗体字母表示的区域)进行描述，但对于感光像素的具体选定方式并不局限于此，本领域技术人员可在本发明主体思想下，适当调整选定方法，只要不是本领域技术人员付出创造性劳动的确定的，均属于本发明保护范围。

其中，需要说明的是，在本实施例中，通过处理器420所实现的对感光元件410中像素阵列的感光像素的选定，使得该感光元件410的像素阵列的感光像素的排列结构区别于现有感光元件的像素阵列的感光像素的排列结构，基于本实施例的像素阵列中的感光像素的排列结构，在实际使用手机对快速运动的对象进行拍照时，当触发电子快门后，这些感光像素将同时曝光，从而保证了所拍摄的图像中运动的拍摄对象与其实体对象已知，从而解决了现有手机因将像素阵列所有像素均作为感光像素，且采用逐行曝光方式，造成拍摄快速运动对象时画面失真的技术问题。

可见，本实施例中的处理器420具体可以在选择出所述像素阵列中的感光像素后，为所述感光像素配置同一电子快门，以使所述感光像素具有相同的曝光时间，而该像素阵列中除该选定的感光像素之外的所有像素点将不会曝光，即控制其曝光时间为零。需要说明的是，所选定的感光像素需要包括该像素阵列所包含的所有色彩类型的像素点。

可选的，在实际应用中，上述处理器420具体可以为数字信号处理器，但并不局限于此，只要能够实现上述功能，均属于本发明保护范围。

综上所述，本实施例通过对选定的成矩阵式分布的感光像素进行同时曝光，从而解决了现有的手机拍摄处于运动状态的对象时，因逐行曝光方式而使整个图像曝光时间较长，从而导致拍摄图像中的拍摄对象倾斜甚至失真，无法满足用户的拍摄要求的技术问题。

参照图5所示的本发明提供的一种电子设备实施例的结构示意图，该电子设备可以包括内置的电子快门510以及图像感光装置420，其中，该图像感光装置420的具体结构及其功能可参照上述装置实施例所描述的图像感光装置，本实施例在此不再赘述。

可选的，该图像感光装置通常设置在电子设备的摄像装置内，具体拍摄过程中感光成像原理可参照现有的摄像原理，本发明在此不再详述。

在实际应用中，该电子设备具体可以是手机，因而，该手机除了包含上述器件外，还可以包括摄像头、显示屏、电源等部件，本发明在此不再一一列举，只要不是本领域技术人员付出创造性劳动确定的，均属于本发明保护范围。

结合上述分析，本实施例对像素阵列中重新划分的像素行和像素列，每隔N行选定目标像素行，同时每隔N列选定像素列，将同时位于该目标像素行和目标像素列中的像素作为选定的感光像素之后，使这些感光像素受控于同一电子快门510，从而保证在拍摄过程中，这些感光像素能够同时曝光，从而解决现有的手机拍摄处于运动状态的对象时，因逐行曝光方式而使整个图像曝光时间较长，从而导致拍摄图像中的拍摄对象倾斜甚至失真，无法满足用户的拍摄要求的技术问题。

可选的，若选定的像素阵列中的感光像素并不是受控于同一电子快门，可通过控制这些感光像素受控的所有电子快门同时动作，从而保证这些感光像素能够同时曝光，以达到上述技术效果。由此可见，在本发明实际应用中，并不限定所选定的像素阵列中的感光像素是否受控于同一个电子快门，只要保证这些感光像素能够同时曝光即可达到发明目的，本发明在此不再一一列举。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者系统中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置和电子设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种像素阵列的处理方法，其特征在于，应用于电子设备的图像感光装置，包括：

在所述像素阵列中，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列，其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2行相邻像素子行组成，每一个像素列均由2列相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍；

选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素作为感光像素；

为所述感光像素配置相同的曝光特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为所述感光像素配置相同的曝光特性包括：

为所述感光像素配置同一电子快门，以使所述感光像素具有相同的曝光时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

控制所述像素阵列中除所述感光像素之外的所有像素的曝光时间为零。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述感光像素包含有所述像素阵列所具有的所有色彩类型的像素。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述像素阵列及其包含的所有色彩类型像素对应以下任一项：

RGGB像素组阵列，红、绿、蓝像素；

CYYM像素阵列，青、黄、洋红像素；

RGWB像素阵列，红、绿、白、蓝像素；

CYWM像素阵列，青、黄、白、洋红像素；

RGEB像素阵列，红、绿、翠绿、蓝像素；

CYGM像素阵列，青、黄、绿、洋红像素。

6.一种图像感光装置，其特征在于，应用于电子设备，包括：

感光元件，所述感光元件包含有像素阵列；

处理器，用于在所述像素阵列中，每隔N行像素行选取1行像素行作为目标像素行，且每隔N列像素列选取1列像素列作为目标像素列时，选择同时位于所述目标像素行和所述目标像素列中的像素为感光像素，并为所述感光像素配置相同的曝光特性；

其中，N为不小于1的正整数，每一个像素行均由2行相邻像素子行组成，每一个像素列均由2行相邻像素子列组成，且所述像素行的总行数以及所述像素列的总列数均是N+1的整数倍。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于在选择出所述像素阵列中的感光像素后，为所述感光像素配置同一电子快门，以使所述感光像素具有相同的曝光时间。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

内置的电子快门，以及如权利要求6或7所述的图像感光装置。