KR20070025136A - Method for compensating digital gain in cmos image sensor - Google Patents

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KR20070025136A
KR20070025136A KR1020050080938A KR20050080938A KR20070025136A KR 20070025136 A KR20070025136 A KR 20070025136A KR 1020050080938 A KR1020050080938 A KR 1020050080938A KR 20050080938 A KR20050080938 A KR 20050080938A KR 20070025136 A KR20070025136 A KR 20070025136A
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편창희
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매그나칩 반도체 유한회사
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/77Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase

Abstract

A method for compensating a digital gain in a CMOS image sensor is provided to actively compensate a signal level by using gain values of a variable amplifier and a color variable amplifier, thereby obtaining a reliable signal value for image processing. A method for compensating a digital gain in a CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor comprises the following steps of: detecting a gain value of an analog variable amplifier and a gain value of a color variable amplifier; calculating a gain value which will be used in a digital gain compensator after reading the gain values of the analog variable amplifier and the color variable amplifier according as the analog variable amplifier or the color variable amplifier shows a gain value below one time; and enabling the digital gain compensator to perform differential gain compensation for a luminance value and a color value by using the calculated gain value.

Description

씨모스 이미지 센서의 디지털 이득 보상 방법{METHOD FOR COMPENSATING DIGITAL GAIN IN CMOS IMAGE SENSOR}Digital gain compensation method of CMOS image sensor {METHOD FOR COMPENSATING DIGITAL GAIN IN CMOS IMAGE SENSOR}

도 1은 CMOS 이미지 센서의 블럭 구성을 나타낸 도면.1 is a block diagram illustrating a CMOS image sensor.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 블럭 다이어그램.2 is a block diagram of a CMOS image sensor in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 가변증폭기와 색상가변 증폭기의 이득값에 따른 신호레벨 보상예를 나타내 도면.3 shows an example of signal level compensation according to gain values of a variable amplifier and a color variable amplifier.

본 발명은 CMOS 이미지 센서 관련 기술에 관한 것으로, 특히 CMOS 이미지 센서의 디지털 이득 보상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a CMOS image sensor related technology, and more particularly, to a digital gain compensation method of a CMOS image sensor.

이미지 센서는 반도체가 빛에 반응하는 성질을 이용하여 이미지를 찍어내는 장치를 말한다. 즉 각각의 피사체에서 나오는 각기 다른 빛의 밝기 및 파장을 화소(pixel)가 감지하여 전기적인 값으로 읽어내는 장치이다. 이 전기적인 값(코드값)을 신호처리가 가능한 레벨로 만들어 주는 것이 바로 이미지 센서의 역할이라 할 수 있다.An image sensor refers to a device for taking an image by using a property of a semiconductor in response to light. In other words, the pixel senses the brightness and wavelength of different light emitted from each subject and reads it as an electric value. It is the role of the image sensor to make this electrical value (code value) a level capable of signal processing.

현재 이미지 센서 시장은 CCD(charge coupled device)와 CMOS 이미지 센서로 양분되어 있다.The current image sensor market is divided into charge coupled device (CCD) and CMOS image sensors.

CCD는 빛을 받아들여 전기적인 신호로 전환해 주는 발광 다이오드의 집적체로서, 직사각형이며 현재 1/3인치 1/2.7인치 1/2인치 2/3인치의 CCD 렌즈가 통상적으로 사용되고 있다. 이 CCD는 빛의 강도를 전하의 양으로 변환, 전자로 만들어 축적하는 방식을 사용한다. 따라서, CCD 이미지 센서에서는 영상의 구성 입자인 화소가 빛을 받아 특수 반도체에 의해 전자의 흐름(전하)으로 바뀐다. 이어 CCD 반도체가 이 전하를 변조기로 보내 일반 전기신호로 바꾼다. 이 신호가 전기회로에서 해독돼 영상이 합성된다.The CCD is an integrated light emitting diode that receives light and converts it into an electrical signal. A rectangular, 1 / 3-inch 1 / 2.7-inch 1 / 2-inch 2 / 3-inch CCD lens is commonly used. The CCD uses a method of converting the intensity of light into the amount of charge and making it accumulate in electrons. Therefore, in the CCD image sensor, the pixel, which is a constituent particle of the image, receives light and is changed into a flow of electrons (charge) by a special semiconductor. The CCD semiconductor then sends this charge to the modulator to convert it into a normal electrical signal. This signal is decoded by the electric circuit to synthesize the image.

한편, CMOS 이미지 센서는 전하를 전기신호로 바꾸는 변조기가 모든 화소 각각에 부착된다. 이 때문에 필요 부분의 데이터만을 읽어낼 수 있고 CCD에 비해 해독 속도가 빨라지게 된다. 또한, CCD 이미지 센서에서는 전하를 보낼 때 일반 반도체에서는 사용하지 않는 여러 가지 특수 전압의 전력을 필요로 하지만 CMOS 이미지 센서는 이것이 필요없다. 사용하는 전압이 한 종류만 있으면 되는 셈이다. 따라서, 단일 전압으로 작동하는 CMOS 이미지 센서는 CCD에 비해 소비전력을 낮출 수 있다. 또한 다양한 전압을 제어하는 IC도 필요 없기 때문에 시스템 전체를 소형화할 수 있는 이점도 있다. 이 밖에 CMOS 이미지 센서의 장점으로 특히 주목되는 점은 소형화와 관련해 주변회로와의 원칩(one chip)화 가능성이다. CCD 이미지 센서는 특수 고전압을 필요로 하기 때문에 촬영한 영상의 처리 기능을 맡고 있는 주변 칩과 같 은 실리콘 웨이퍼 상에 부착할 수 없다. 반면, 일반 반도체와 같은 수준의 전압만 사용하는 CMOS 이미지 센서는 주변의 신호처리회로와 함께 한 장의 실리콘 웨이퍼 상에 집적할 수 있다. 예를 들면, CMOS 이미지 센서로 촬영한 영상데이터를 디지털신호로 변환하는 회로, 데이터를 넣어두는 메모리, 데이터의 출력이나 기기 전체를 제어하는 초소형 연산처리장치 등을 모두 한 개의 칩으로 집적할 수 있다. 이를 통해 칩의 소형화와 코스트 다운을 동시에 달성할 수 있는 것이다. On the other hand, CMOS image sensors have a modulator attached to each pixel that converts charge into an electrical signal. Because of this, only necessary data can be read and the decoding speed is faster than that of CCD. In addition, in CCD image sensors, the transfer of charge requires the power of a number of special voltages not used in conventional semiconductors, but CMOS image sensors do not. Only one type of voltage is required. Thus, CMOS image sensors operating at a single voltage can lower power consumption compared to CCDs. It also has the advantage of miniaturizing the entire system because no IC is needed to control the various voltages. In addition, the merit of the CMOS image sensor is particularly noticeable in terms of miniaturization and the possibility of one chip with a peripheral circuit. Because CCD image sensors require special high voltages, they cannot be attached to silicon wafers, such as peripheral chips, which are responsible for processing the captured images. On the other hand, a CMOS image sensor that uses only the same level of voltage as a conventional semiconductor can be integrated onto a single silicon wafer along with surrounding signal processing circuitry. For example, a circuit for converting image data captured by a CMOS image sensor into a digital signal, a memory for storing data, and a micro arithmetic processing device for controlling data output or the entire device can be integrated in one chip. . This enables chip miniaturization and cost down simultaneously.

이처럼 CMOS 이미지 센서는 양산 가능한 CMOS 스위치로 구성돼 회로의 집적도가 높고 주변 IC와 원칩화가 가능해 다양한 기능을 부가할 수 있으며, 소비전력이 CCD의 10% 수준이고 가격이 저렴하여 디지털 카메라(Digital still camera), PC 캠코더, 이동통신 단말기 등에 널리 적용되고 있다.Like this, CMOS image sensor is composed of mass-produced CMOS switch, so the circuit integration is high, and it can be integrated with peripheral IC to add various functions, and power consumption is about 10% of CCD and the price is low. ), It is widely applied to PC camcorders and mobile communication terminals.

도 1은 CMOS 이미지 센서의 블럭 구성을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram illustrating a CMOS image sensor.

도 1을 참조하면, CMOS 이미지 센서는 크게 화소 어레이부(10)와, 아날로그/디지털 변환부(11)와, 화소 라인 메모리부(12)와, 화상신호 처리부(13)와, 제어 및 외부시스템 인터페이스부(14)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the CMOS image sensor is largely comprised of a pixel array unit 10, an analog / digital converting unit 11, a pixel line memory unit 12, an image signal processing unit 13, a control and an external system. It consists of an interface unit 14.

제어 및 외부시스템 인터페이스부(14)는 FSM(Finite State Machine)을 이용하여 CMOS 이미지 센서의 전체적인 동작을 제어하며, 외부시스템과의 인터페이싱 역할을 담당한다. 또한, 배치 레지스터를 구비하고 있어, 여러 가지 내부동작에 관련된 사항에 대해 프로그램이 가능하며, 이 프로그램 정보에 따라 전체 칩의 동작을 제어한다.The control and external system interface unit 14 controls the overall operation of the CMOS image sensor using a finite state machine (FSM), and serves as an interface with an external system. In addition, it is provided with a batch register, which allows programming of matters related to various internal operations, and controls the operation of the entire chip according to this program information.

화소 어레이부(10)는 빛의 반응하는 성질을 극대화 시키도록 만든 가로 N개, 세로 M개(N×M)로 배치된 단위 화소를 구비하며, 외부에서 들어오는 이미지에 대한 정보를 감지하는 부분으로 전체 센서의 핵심적인 부분이다.The pixel array unit 10 includes unit pixels arranged in horizontally N and vertically M (N × M) patterns for maximizing the response of light. The pixel array unit 10 detects information about an image from the outside. It is an integral part of the overall sensor.

아날로그/디지털 변환부(11)는 화소 어레이부(10)의 각 화소에서 감지한 아날로그 전압을 디지털 시스템에서 처리가 가능하도록 디지털 값으로 바꿔주는 역할을 한다.The analog / digital converter 11 converts the analog voltage sensed by each pixel of the pixel array unit 10 into a digital value so that the digital system can process it.

화소 라인 메모리부(12)는 아날로그/디지털 변환부(11)를 통해 변환된 화소의 디지털 값을 저장하는 역할을 하며, 뒷 단의 화상신호 처리부의 다양한 기능을 수행하기 위해 여러 라인으로 구성된다.The pixel line memory unit 12 stores digital values of the pixels converted by the analog / digital converter 11 and is composed of several lines to perform various functions of the image signal processor of the rear stage.

화상신호 처리부(13)는 이미지 센서의 기능에 따라 색 보간(Color interpolation), 색 보정(Color correction), 감마 보정(Gamma correction), 자동 화이트 밸런스(Auto white balance) 보정, 자동 노출(Auto exposure) 보정 등 화소 라인 메모리부(12)에 저장된 화소의 출력값을 바탕으로 이미지 센서의 성능 향상을 위한 여러가지 기능을 수행한다.The image signal processor 13 may perform color interpolation, color correction, gamma correction, auto white balance correction, and auto exposure depending on the function of the image sensor. Various functions are performed to improve the performance of the image sensor based on the output values of the pixels stored in the pixel line memory unit 12 such as correction.

한편, 화상신호 처리부(13)에 자동 노출 보정 장치와 자동 백색 보정 장치를 구비하는 씨모스 이미지 센서에서 다양한 외부 환경 조건에 따라 가변 증폭기와 색상 보정 가변 증폭기의 이득 조절값은 다이나믹하게 움직이며 이로 인해 밝은 빛이 입력되는 특정 조건에서는 신호의 RGB 포화값 범위가 달라져 백색이 백색으로 보이지 않는 등 이미지의 질이 떨어질 수 있다.Meanwhile, in the CMOS image sensor including the automatic exposure compensation device and the automatic white compensation device in the image signal processor 13, the gain adjustment values of the variable amplifier and the color correction variable amplifier move dynamically according to various external environmental conditions. Under certain conditions where bright light is input, the RGB saturation range of the signal may vary, resulting in poor image quality such as whites not appearing white.

즉, 종래의 씨모스 이미지 센서는 밝은 빛이 입력되는 환경에서, 자동 노출 보정 장치의 가변 증폭기 이득값이 높으면 출력 영상은 포화되므로 이득값을 1 이 하의 서브-게인값을 인가하여 영상보정을 수행한다. 그리고, 노출 보정에서 이득 감소로 인한 다이나믹 레인지를 보상하기 위하여 디지털 이득 보상기로 가변 증폭기 이득비를 기준으로 디지털 단에서 감소된 신호 레벨을 보상해 준다.That is, the conventional CMOS image sensor performs image correction by applying a sub-gain value of 1 or less, since the output image is saturated when the variable amplifier gain value of the automatic exposure compensation apparatus is high in a bright light input environment. do. In addition, the digital gain compensator compensates for the reduced signal level in the digital stage based on the variable amplifier gain ratio to compensate for the dynamic range due to the gain reduction in the exposure compensation.

그러나, 노출 보정과 색상 보정은 별개의 영역으로 나뉘어져 보정이 이루어지므로 아날로그 가변 증폭기와 색상 가변 증폭기가 서로 다른 공간에서 동작한다. 그러므로 밝은 빛이 입력되는 특정조건에서 색상 가변 증폭부가 1 이하의 이득값이 인가되어 가변 증폭에서 감소된 이득값을 디지털 이득 보상기에서 보상되는 반면에 색상신호는 감소되어 색상신호에 대한 신호레벨 확보가 어렵다. 그로 인해 채도 틀어짐과 같은 문제점이 발생한다.However, since the exposure compensation and the color correction are divided into separate areas, the correction is performed, so that the analog variable amplifier and the color variable amplifier operate in different spaces. Therefore, under a specific condition where bright light is input, the color variable amplification unit is applied with a gain value of 1 or less, and the digital gain compensator compensates for the gain value reduced in the variable amplification, while the color signal is reduced to secure the signal level for the color signal. it's difficult. This causes problems such as chroma saturation.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 밝은 빛이 입력되는 환경에서 색상신호에 대한 신호레벨을 확보할 수 있는 CMOS 이미지 센서의 디지털 이득 보상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and provides a digital gain compensation method of a CMOS image sensor that can secure a signal level for a color signal in an environment where bright light is input. have.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 아날로그 가변증폭기의 이득값과 색상 가변 증폭기의 이득값을 검출하는 단계; 상기 아날로그 가변증폭기 또는 상기 색상 가변 증폭기가 1배 이하의 이득값을 나타냄에 따라 상기 아날로그 가변증폭기 및 상기 색상 가변 증폭기의 이득값을 읽고 디지털 이득 보상기에서 사용할 이득값을 계산하는 단계; 및 계산된 이득값을 이용하여 디지털 이득 보상기에서 휘도값과 색상값에 대해 각각 다르게 이득 보상을 수행하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 디지털 이득 보상 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, detecting the gain value of the analog variable amplifier and the gain value of the color variable amplifier; Reading gains of the analog variable amplifier and the color variable amplifier as the analog variable amplifier or the color variable amplifier exhibits gain values of 1 times or less and calculating a gain value to be used in the digital gain compensator; And performing gain compensation on the luminance value and the color value in the digital gain compensator differently using the calculated gain value.

본 발명은 아날로그 가변 증폭기와 색상 가변 증폭기에 다라 신호의 레벨이 달라지는 것을 디지털 단에서 신호 보상을 통해 신호의 다이나믹 레이지를 보상해줘 색상 왜곡을 방지한다. 외부 환경 변화에 따라 아날로그단의 가변 증폭기와 색상가변 증폭기가 서로 다른 영역에서 변화하면서 생길 수 있는 ADC 다이나믹 레인지 감소를 아날로그 단에서 보상하지 않고 ADC 뒤쪽의 디지털단에서 보상이 가능하다. 따라서, 본 발명은 씨모스 이미지 센서의 아날로그 가변증폭기의 이득값과 색상 가변 증폭기의 이득값을 검출하여 하나의 증폭기라도 1배 이하의 이득값을 나타내는 경우 휘도와 색상을 각각 능동적으로 보정할 수 있도록 설계하였다. 그러므로, 가변 증폭기의 보상만으로 명도와 색상신호에 동일한 이득 보상값을 보상해줘 색상가변 증폭부에서 발생되는 1 이하의 증폭률로 인한 채도 틀어짐을 방지할 수 있으며, 외부 조건에 민감하게 대응하는 가변증폭부나 색상 가변 증폭부가 아닌 디지털 이득 보상부에서의 보상을 통해 안정된 신호범위 폭을 일정하게 유지시켜 준다.The present invention compensates the dynamic range of a signal through signal compensation in a digital stage in which the level of the signal varies depending on the analog variable amplifier and the color variable amplifier, thereby preventing color distortion. As analogue variable and color-variable amplifiers change in different areas due to changes in the external environment, the ADC's dynamic range reduction can be compensated at the digital stage behind the ADC without compensating at the analog stage. Accordingly, the present invention detects the gain of the analog variable amplifier and the gain of the color variable amplifier of the CMOS image sensor so that the luminance and the color can be actively corrected in the case where a single amplifier shows a gain of less than 1 times. Designed. Therefore, the compensation of the same gain compensation value for the brightness and the color signal only by compensation of the variable amplifier can prevent the chromatic drift due to the amplification factor less than 1 generated in the color variable amplification unit, and the variable amplification unit sensitive to external conditions or The digital gain compensation unit compensates for the stable signal range width rather than the color variable amplification unit.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced in order to enable those skilled in the art to more easily carry out the present invention.

이미지 센서에서 휘도 성분은 인간의 눈에 가장 민감한 성분으로 이 휘도값은 집광시간을 조절하는 방법과 가변 증폭부를 조절하는 방법으로 조절할 수 있다. 예컨대, 같은 집광 시간을 주더라도 이미지 센서 주위의 밝기에 따라 서로 다른 휘도값을 가진다. 휘도값을 조절하는 방법 중에 집광시간을 조절하는 방법은 휘도 성분을 적절히 맞출 수는 있으나 집광 시간이 주위 광원의 주기에 정수배가 되지 않을 경우 CMOS 이미지 센서는 라인 방식으로 처리하므로 각 라인별 적분값이 달라져 플리커를 유발시키게 되는 문제점이 발생한다. In the image sensor, the luminance component is the most sensitive component of the human eye. The luminance value can be adjusted by adjusting the condensing time and adjusting the variable amplification unit. For example, even though the same condensing time is given, the luminance values are different depending on the brightness around the image sensor. Among the methods of adjusting the luminance value, the method of adjusting the condensing time can suitably adjust the luminance component, but when the condensing time does not become an integer multiple of the period of the ambient light source, the CMOS image sensor processes the line method. The problem arises that it will cause flicker.

반면, 가변증폭부를 조절하여 휘도값을 조절하는 경우는 밴딩노이즈를 최소화할 수는 있지만 픽셀에서 나오는 노이즈까지 증폭시키는 문제점이 있으므로 자동 노출 보정부는 외부에서 들어오는 이미지에 대한 평균위도 정보와 목표 위도값을 비교하면서 그 환경에 적절한 휘도 조절 방법을 선택하게 된다.On the other hand, in the case of adjusting the luminance value by adjusting the variable amplifier, the banding noise can be minimized, but there is a problem of amplifying even the noise from the pixel. Therefore, the automatic exposure compensation unit adjusts the average latitude information and the target latitude value of the image from the outside. In comparison, the appropriate brightness control method is selected.

또한 색상보정은 태양광선, 형광등 및 백열등의 각 경우의 광원을 동일한 백색의 종이에 조사하면 광원의 분광분포 곡선 특성에 의해서 태양광선의 경우는 자연색, 형광등에서는 푸르게, 백열등에서는 붉게 보이게 된다. 이때 인간은 상이한 광원에 의해서 나타나는 색의 차이를 보정하여 색을 인식하지만 이미지 센서로 물체를 촬영하는 경우에는 실제광원에 의해서 나타나는 색의 차이만큼을 그대로 입력하므로 사람의 눈으로 물체를 보는 경우와 이미지 센서로 촬영한 경우는 서로 다른 색온도로 표현된다. 이때 이미지 센서가 인간과 같이 광원에 따라서 입력되는 색 성분의 크기를 자동 백색 보정부가 자동적으로 제어한다. 그러므로 자동노출 보정부와 자동 백색 보정부는 서로 다른 영역상에서 동작한다.In the case of color correction, when the light source of each case of sunlight, fluorescent lamp and incandescent lamp is irradiated on the same white paper, the spectral distribution curve characteristics of the light source make natural color in the sunlight, blue in fluorescent lamp, and red in incandescent lamp. At this time, human recognizes color by correcting color difference caused by different light sources, but when photographing an object with an image sensor, it inputs the difference of color represented by actual light source as it is. When taken with a sensor, different color temperatures are represented. At this time, the image sensor automatically controls the size of the color component input according to the light source, such as a human, automatically. Therefore, the autoexposure corrector and the auto white corrector operate on different areas.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 블럭 다이어그램이다.2 is a block diagram of a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 자동노출 보정부는 이미지 센서의 동작 환경이 어두운 환경에서 밝은 환경으로 이동했을 때, 평균 휘도가 목표 휘도값보다 크다면 먼저 가변 증폭부의 이득값을 네거티브 방향으로 계산된 스텝값만큼 감소시킨다. 이때 밝은 빛이 계속 들어와 가변증폭부의 이득값을 줄였음에도 평균 휘도가 목표 위도값보다 크다면 밴딩 잠김을 풀고 집광 시간을 줄이게 된다. 이후 가변증폭부의 이득값이 계속 감소하여 밴딩이득 보다 작아지면 아날로그 가변증폭부의 이득값은 들어오는 입력신호에 서브-게인으로 작용하게 되어 1보다 이득값이 작아지게 된다. 이처럼 픽셀 어레이에서 들어오는 신호값은 가변 증폭기의 1보다 작은 이득값으로 고정된 상태에서 자동 색상보상장치가 동작한다. 자동 색상보정장치는 현재 자동 색상보상장치에서 얻어진 채도평균값을 이용하여 색상가변 증폭부를 조절한다.Referring to FIG. 2, when the operating environment of the image sensor moves from a dark environment to a bright environment, if the average luminance is greater than the target luminance value, first, the gain value of the variable amplification unit is calculated by the step value calculated in the negative direction. Decrease. At this time, if the average brightness is greater than the target latitude even though bright light continues to decrease and the gain value of the variable amplifier is reduced, the banding lock is released and the focusing time is reduced. After that, if the gain of the variable amplifier continues to decrease and becomes smaller than the banding gain, the gain of the analog variable amplifier acts as a sub-gain on the incoming input signal, resulting in a gain less than one. As such, the automatic color compensator operates with the signal value coming from the pixel array fixed at a gain less than 1 of the variable amplifier. The automatic color corrector adjusts the color variable amplification unit using the saturation average value obtained from the automatic color compensator.

도 3은 가변증폭기와 색상가변 증폭기의 이득값에 따른 신호레벨 보상예를 나타내 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of signal level compensation according to gain values of a variable amplifier and a color variable amplifier.

도 3을 참조하면, 자동 노출보정장치에서 계산된 보정값이 가변 증폭부의 이득값을 조절하여 1 이하의 이득값이 적용되는 상황에서 색상가변증폭부 또한 1 이하의 이득값이 적용될 경우 기존 디지털 이득보상기에서는 가변 증폭부의 이득값 만으로 디지털 이득보상기의 보정값을 계산하기 때문에 색상 증폭부의 1 이하의 이득값 적용에는 보상방법이 없었다.Referring to FIG. 3, when the color variable amplifier and the gain value of 1 or less are applied when the correction value calculated by the automatic exposure compensation device adjusts the gain value of the variable amplifier and the gain value of 1 or less is applied, the existing digital gain. Since the compensator calculates the correction value of the digital gain compensator only by the gain value of the variable amplifier, there is no compensation method for applying a gain value of 1 or less in the color amplifier.

이를 해결하기 위해 채도 보상적용기준값을 고려하여 색상가변증폭부 이득값 이 기준목표 이득값 보다 적을 경우, 가변 증폭부와 색상가변 증폭부의 이득값을 읽고 두 이득값을 이용하여 디지털 이득보상기에서 사용할 이득값을 계산한다. 계산된 이득값을 이용하여 디지털 이득 보상기단에서는 휘도값과 색상값에 각각 다르게 보상된다.To solve this problem, if the gain of the color variable amplification unit is smaller than the reference target gain in consideration of the saturation compensation reference value, the gain of the variable amplifier and the color variable amplifier is read and the gain to be used in the digital gain compensator using the two gain values. Calculate the value. Using the calculated gain value, the digital gain compensator base compensates the luminance value and the color value differently.

따라서, 본 발명을 적용하면 환경 변화에 따른 색상 왜곡을 방지하기 위해 능동적 디지털 이득보상기를 적용해 최대 신호범위 폭을 일정하게 유지시켜 줌으로써 신호 범위 감소로 인한 색상왜곡을 해결하여 이미지 색상재현 향상에 크게 기여한다.Therefore, by applying the present invention, the active digital gain compensator is applied to prevent color distortion due to environmental changes, thereby keeping the maximum signal range width constant, thereby solving color distortion caused by the signal range reduction, thereby greatly improving image color reproduction. Contribute.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

다양한 환경에 이미지 센서가 노출되었을 때 자동 노출 보정 장치와 자동 백색보정 장치에 의해서 조절되는 가변증폭부와 색상 가변증폭부의 이득값 감소로 인한 다이나믹 레인지가 보장되지 않아 ADC 신호의 출력레벨이 최대 신호범위 이하로 출력되어 색상 왜곡의 원인이 되었다. 본 발명은 이를 가변 증폭부와 색상 가변증폭부의 이득값을 이용하여 능동적으로 신호레벨을 보상해 주어 이미지 처리를 위한 신뢰성 있는 신호값을 확보하는데 큰 효과가 있다.When the image sensor is exposed to various environments, the dynamic range is not guaranteed due to the reduction of the gain value of the variable amplifier and the color variable amplifier controlled by the automatic exposure compensation device and the automatic white compensation device. The output was as follows to cause color distortion. The present invention has a great effect to secure a reliable signal value for image processing by actively compensating the signal level using the gain value of the variable amplifier and the color variable amplifier.

Claims (1)

아날로그 가변증폭기의 이득값과 색상 가변 증폭기의 이득값을 검출하는 단계;Detecting a gain value of the analog variable amplifier and a gain value of the color variable amplifier; 상기 아날로그 가변증폭기 또는 상기 색상 가변 증폭기가 1배 이하의 이득값을 나타냄에 따라 상기 아날로그 가변증폭기 및 상기 색상 가변 증폭기의 이득값을 읽고 디지털 이득보상기에서 사용할 이득값을 계산하는 단계; 및Calculating gains to be used in a digital gain compensator by reading gains of the analog variable amplifier and the color variable amplifier as the analog variable amplifier or the color variable amplifier exhibits gain values of 1 times or less; And 계산된 이득값을 이용하여 디지털 이득 보상기에서 휘도값과 색상값에 대해 각각 다르게 이득 보상을 수행하는 단계Performing gain compensation on the luminance value and the color value differently in the digital gain compensator using the calculated gain value 를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 디지털 이득 보상 방법.Digital gain compensation method of the CMOS image sensor comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113709936A (en) * 2021-08-26 2021-11-26 漳州立达信光电子科技有限公司 Constant light adjusting method and system for self-defined area

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