CN110933341A - 图像传感器及其控制方法、终端、计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开一种图像传感器及其控制方法、终端、计算机可读存储介质,图像传感器包括包括像素阵列、数据锁存控制器以及数据读出电路;像素阵列中的每个像素单元内均设有数据锁存电路;数据锁存控制器控制所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态;在数据读出电路已读出所有像素单元的的曝光采样数据的情况下,控制所有像素单元的数据锁存电路处于非锁存状态;数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据。本申请实施例通过在像素阵列中的像素单元内增加数据锁存电路,并增加数据锁存控制器,实现所有像素单元同时曝光;解决了在抓拍高速运动物体或者高帧率拍摄模式下,存在被拍摄主体画面倾斜、明暗抖动条纹的问题;提升用户体验。
Description
技术领域
本申请实施例涉及终端技术领域,尤其涉及一种图像传感器及其控制方法、终端、计算机可读存储介质。
背景技术
随着影像技术的不断进步与快速发展,运动抓拍以及高速帧率拍摄已经成为移动智能终端必不可少的拍摄功能。
移动终端进行拍摄时,曝光都是通过采用行曝光(Rolling shutter)的方式实现的,行曝光顾名思义就是一次只曝光一行数据,读取一行数据;拍摄一帧数据需要进行多次读取(读取次数由帧的行数决定)。因此在抓拍高速运动物体时就会出现被拍摄主体画面倾斜的现象;另外在日光灯下拍摄时由于交流电的能量分布不均,会有明显的明暗抖动条纹出现。
现有的3A算法(即自动对焦算法、自动曝光算法和自动白平衡算法)通过调整一帧的曝光时间来改善明暗条纹,但是这种方式会降低相机的输出帧率,因此对于高速运动物体的抓拍或者高帧率拍摄模式没有太大改善。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种图像传感器及其控制方法、终端、计算机可读存储介质,以解决在抓拍高速运动物体或者高帧率拍摄模式下,存在被拍摄主体画面倾斜、明暗抖动条纹的问题。
本申请实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
根据本申请实施例的一个方面,提供的一种图像传感器,所述图像传感器包括像素阵列、数据锁存控制器以及数据读出电路;
所述像素阵列中的每个像素单元内均设有数据锁存电路;所述数据锁存电路,用于在处于锁存状态的情况下,锁存所述像素单元的曝光采样数据;
所述数据锁存控制器,用于控制所述像素阵列中所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态;还用于在所述数据读出电路已读出所有像素单元的的曝光采样数据的情况下,控制所有像素单元的数据锁存电路处于非锁存状态;
所述数据读出电路,用于读出所有像素单元的的曝光采样数据。
根据本申请实施例的另一个方面,提供的一种终端,所述终端包括上述的图像传感器。
根据本申请实施例的另一个方面,提供的一种图像传感器的控制方法,所述方法包括:
数据锁存控制器控制像素阵列中所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态;其中,所述数据锁存电路在处于锁存状态的情况下,锁存所述像素单元的曝光采样数据;
数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据;
在所述数据读出电路已读出所有像素单元的曝光采样数据的情况下,所述数据锁存控制器控制所有像素单元的数据锁存电路处于非锁存状态。
根据本申请实施例的另一个方面,提供的一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有图像传感器的控制程序,所述图像传感器的控制程序被处理器执行时实现上述的图像传感器的控制方法的步骤。
本申请实施例的图像传感器及其控制方法、终端、计算机可读存储介质,通过在像素阵列中的像素单元内增加数据锁存电路,并增加数据锁存控制器,实现所有像素单元同时曝光;解决了在抓拍高速运动物体或者高帧率拍摄模式下,存在被拍摄主体画面倾斜、明暗抖动条纹的问题;提升用户体验。
附图说明
图1为现有的CMOS图像传感器结构示意图;
图2为现有的CMOS图像传感器中像素结构示意图;
图3为本申请第一实施例的图像传感器结构示意图;
图4为本申请第一实施例的图像传感器中像素单元结构示意图;
图5为本申请第三实施例的图像传感器的控制方法流程示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
第一实施例
为了更好地阐述本实施例,以下结合图1对现有的CMOS图像传感器进行说明:
图1为现有的CMOS图像传感器结构示意图。CMOS图像传感器包括像素阵列、数据读出电路102、水平寻址电路103以及垂直寻址电路104。其中,像素阵列由多个像素单元101组成。
图2为现有的CMOS图像传感器中像素单元101结构示意图。如图2所示,像素单元101包括行控制线、列控制线以及像素单元电路1011。像素单元电路1011在此不作限定,例如:像素单元电路1011可以包括感光元件、模数转换电路等等,感光元件主要用于将感受到的光转换为电信号,模数转换电路主要用于将模拟的电信号转换为数字的电信号。
数据读出电路102由移位寄存器等电路组成,移位寄存器用于存取像素单元101的曝光采样数据,一次读取一行数据。
在CMOS图像传感器中采用扫描器或者译码器来寻址每一个像素单元101。扫描器是由锁存器阵列或者移位寄存器阵列组成,根据时钟信号传输数据。当使用扫描器垂直或者水平访问时,像素单元101会被顺序寻址(即通过水平寻址电路103以及垂直寻址电路104进行像素单元101的寻址)。当访问一个任意的像素单元101时,就需要逻辑门组成的译码器。
如图3所示,本申请第一实施例提供一种图像传感器,所述图像传感器包括像素阵列、数据锁存控制器202以及数据读出电路203。其中,像素阵列由多个像素单元201组成。
请参考图4所示,每个像素单元201内均设有数据锁存电路2012;数据锁存及复位控制线用于接收信号,控制数据锁存电路2012的锁存状态及复位。
像素单元电路2011可参考前述内容,例如:像素单元电路2011可以包括感光元件、模数转换电路等等,在此不作限定。
在本实施例中,所述数据锁存电路2012,用于在所述数据锁存电路2012处于锁存状态的情况下,锁存所述像素单元201的曝光采样数据。
在本实施例中,所述数据锁存电路2012包括锁存器、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、移位寄存器中的任意一个,在此不作限定。
所述数据锁存控制器202,用于控制所述像素阵列中所有像素单元201的数据锁存电路2012处于锁存状态;还用于在所述数据读出电路2012已读出所有像素单元201的曝光采样数据的情况下,控制所有像素单元201的数据锁存电路2012处于非锁存状态。
在本实施例中,在所述数据锁存电路2012处于非锁存状态的情况下,像素单元201的曝光采样数据复位。
在本实施例中,所述数据锁存控制器202可通过触发锁存信号控制所述数据锁存电路2012的状态。例如:假定锁存信号为S,当S=1时控制所述数据锁存电路2012处于锁存状态;当S=0时控制所述数据锁存电路2012处于非锁存状态。
所述数据读出电路203,用于读出所有像素单元201的曝光采样数据。
具体地,所述数据读出电路203可根据寻址电路寻址到的所述像素单元201,读出所述像素单元201的曝光采样数据。所述寻址电路用于寻址所述像素单元201,包括但不限于扫描器或者译码器。作为示例地,所述寻址电路可包括图3中的水平寻址电路204和垂直寻址电路205。
在本实施例中,扫描器可由锁存器阵列或者移位寄存器阵列组成,根据时钟信号传输数据。当使用扫描器垂直或者水平访问时,像素单元201会被顺序寻址。当访问一个任意的像素单元201时,就需要逻辑门组成的译码器。
在本实施例中,所述数据读出电路203包括移位寄存器。所述数据读出电路203可逐行读取所有像素单元201的曝光采样数据。在其他实施方式中,若所述数据读出电路203可容纳所有像素单元201的曝光采样数据,则可同时读取所有像素单元201的曝光采样数据。
本申请实施例的图像传感器,通过在像素阵列中的像素单元内增加数据锁存电路,并增加数据锁存控制器,实现所有像素单元同时曝光;解决了在抓拍高速运动物体或者高帧率拍摄模式下,存在被拍摄主体画面倾斜、明暗抖动条纹的问题;提升用户体验。
第二实施例
本申请第二实施例提供一种终端,所述终端包括第一实施例所述的图像传感器。图像传感器可参考前述内容,在此不作赘述。
需要说明的是,终端包括但不限于移动电话、智能手机、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置等等。
本申请实施例的终端,通过在像素阵列中的像素单元内增加数据锁存电路,并增加数据锁存控制器,实现所有像素单元同时曝光;解决了在抓拍高速运动物体或者高帧率拍摄模式下,存在被拍摄主体画面倾斜、明暗抖动条纹的问题;提升用户体验。
第三实施例
如图5所示,本申请第三实施例提供一种图像传感器的控制方法,图像传感器可参考第一实施例。所述方法包括:
步骤S301、数据锁存控制器控制像素阵列中所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态;其中,所述数据锁存电路在处于锁存状态的情况下,锁存所述像素单元的曝光采样数据。
步骤S302、数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据。
步骤S303、在所述数据读出电路已读出所有像素单元的曝光采样数据的情况下,所述数据锁存控制器控制所有像素单元的数据锁存电路处于非锁存状态。
在本实施例中,所述数据锁存控制器可通过触发锁存信号控制所述数据锁存电路的状态。例如:假定锁存信号为S,当S=1时控制所述数据锁存电路处于锁存状态;当S=0时控制所述数据锁存电路处于非锁存状态。
在一种实施方式中,所述数据锁存控制器控制像素阵列中所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态,之前还包括:
初始化图像传感器。
在该实施方式中,当图像传感器初始化之后,所有像素单元的曝光采样数据复位,数据锁存电路处于非锁存状态。
在另一种实施方式中,所述数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据,之前还包括:
寻址所述像素;
所述数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据包括:
根据寻址到的所述像素单元,读出所述像素单元的曝光采样数据。
在该实施方式中,所述数据读出电路可逐行读取所有像素单元的曝光采样数据。若所述数据读出电路可容纳所有像素单元的曝光采样数据,则可同时读取所有像素单元的曝光采样数据。
为了更好地阐述图像传感器的控制过程,以下以相机的CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器为例进行说明:
首先,打开相机初始化CMOS图像传感器,在完成CMOS图像传感器的初始化之后,所有像素单元的曝光采样数据复位,数据锁存电路处于非锁存状态。
然后,在读取当前帧数据时(预览、拍照),数据锁存控制器触发锁存信号S=1,控制所有像素单元的数据锁存电路锁存当前的曝光采样数据。
接着,数据读出电路逐行读取所有像素单元的曝光采样数据。
最后,在当前帧数据读取完毕后,数据锁存控制器恢复锁存信号(即触发锁存信号S=0),此时所有像素单元的曝光采样数据复位,数据锁存电路处于非锁存状态。准备读取下一帧数据。
本申请实施例的图像传感器的控制方法,通过在像素阵列中的像素单元内增加数据锁存电路,并增加数据锁存控制器,实现所有像素单元同时曝光;解决了在抓拍高速运动物体或者高帧率拍摄模式下,存在被拍摄主体画面倾斜、明暗抖动条纹的问题;提升用户体验。
第四实施例
本申请第四实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有图像传感器的控制程序,所述图像传感器的控制程序被处理器执行时用于实现第三实施例所述的图像传感器的控制方法的步骤。
需要说明的是,本实施例的计算机可读存储介质,与第三实施例的方法属于同一构思,其具体实现过程详细见方法实施例,且方法实施例中的技术特征在本实施例中均对应适用,这里不再赘述。
本申请实施例的计算机可读存储介质,通过在像素阵列中的像素单元内增加数据锁存电路,并增加数据锁存控制器,实现所有像素单元同时曝光;解决了在抓拍高速运动物体或者高帧率拍摄模式下,存在被拍摄主体画面倾斜、明暗抖动条纹的问题;提升用户体验。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
以上参照附图说明了本申请的优选实施例,并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种图像传感器,其特征在于,所述图像传感器包括像素阵列、数据锁存控制器以及数据读出电路;
所述像素阵列中的每个像素单元内均设有数据锁存电路;所述数据锁存电路,用于在处于锁存状态的情况下,锁存所述像素单元的曝光采样数据;
所述数据锁存控制器,用于控制所述像素阵列中所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态;还用于在所述数据读出电路已读出所有像素单元的的曝光采样数据的情况下,控制所有像素单元的数据锁存电路处于非锁存状态;
所述数据读出电路,用于读出所有像素单元的的曝光采样数据。
2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述数据锁存电路包括锁存器、随机存取存储器RAM、移位寄存器中的任意一个。
3.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述数据读出电路包括移位寄存器。
4.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述图像传感器还包括寻址电路;
所述寻址电路,用于寻址所述像素单元;
所述数据读出电路,用于根据所述寻址电路寻址到的所述像素单元,读出所述像素单元的曝光采样数据。
5.根据权利要求4所述的图像传感器,其特征在于,所述寻址电路包括扫描器或者译码器。
6.一种终端,其特征在于,所述终端包括权利要求1至5任一所述的图像传感器。
7.一种图像传感器的控制方法,所述方法包括:
数据锁存控制器控制像素阵列中所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态;其中,所述数据锁存电路在处于锁存状态的情况下,锁存所述像素单元的曝光采样数据;
数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据;
在所述数据读出电路已读出所有像素单元的曝光采样数据的情况下,所述数据锁存控制器控制所有像素单元的数据锁存电路处于非锁存状态。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述数据锁存控制器控制像素阵列中所有像素单元的数据锁存电路处于锁存状态,之前还包括:
初始化图像传感器。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据,之前还包括:
寻址所述像素单元;
所述数据读出电路读出所有像素单元的的曝光采样数据包括:
根据寻址到的所述像素单元,读出所述像素单元的曝光采样数据。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有图像传感器的控制程序,所述图像传感器的控制程序被处理器执行时实现如权利要求7至9中任一项所述的图像传感器的控制方法的步骤。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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