TW201635782A - 增加動態範圍的數位影像裝置及其運作方法 - Google Patents

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Abstract

一種數位影像裝置，包含一感測陣列、一類比前端及一數位後端。該感測陣列用以輸出黑畫素資料及正常畫素資料。該類比前端以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料並以一校正量校正放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料。該數位後端用以數位化放大並校正後黑畫素資料，根據數位黑畫素資料計算一資料偏移量，決定一動態調整量，根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算該校正量；以及根據該動態調整量調整該增益值。

Description

增加動態範圍的數位影像裝置及其運作方法
本發明係有關一種影像裝置，更特別有關一種增加動態範圍的數位影像裝置及其運作方法。
影像感測器通常包含一感測陣列用以感測光能量並輸出類比信號，例如電流信號、電壓信號或電荷量等。該類比信號經過類比前處理及數位後處理後，用作為圖框資料。
一光電元件，如光二極體(photodiode)，於非絕對零度下輸出之光電流通常包含暗電流(dark current)，其會影響光電元件所實際感測的光能量的信號。因此，習知利用所謂的黑階校正(black level calibration,BLC)來消除暗電流的信號。黑階校正一般可透過於該感測陣列設置黑畫素(black pixel)來產生暗電流以作為校正值。顧名思義，黑畫素係經遮蔽而使其無法接受外界光，通常於正常畫素上覆蓋不透光的一遮蔽層可形成黑畫素。
請參照第1圖所示，其為習知影像感測器9的示意圖，其包含一感測陣列91、一相關倍取樣電路(CDS)93、一放大器95、一類比數位轉換器(ADC)97、一黑階平均電路98以及一減法器99。
該感測陣列91包含複數黑畫素91b及複數正常畫素91n。該相關倍取樣電路93用以依序暫存該感測陣列91之每列畫素輸出之類比畫素資料。該放大器95用以放大該類比畫素資料並傳送至該類比數位轉換器97(例如11位元ADC)進行數位化，如第2圖所示；其中，正常畫素91n之數位畫素資料大致介於1024~2047的數位範圍內，而黑畫素91b之數位畫素資料大致位於1023的數位範圍附近。該黑階平均電路98計算該等黑畫素91b之數位畫素資料之一平均值以作為一黑階校正量(BLC)。該減法器 99將正常畫素91n之數位畫素資料減去該黑階校正量BLC以使正常畫素91n之數位畫素資料介於0~1023的一有效動態範圍(valid dynamic range)內。
然而，該等正常畫素91n輸出之類比畫素資料會受到畫素本身、該相關倍取樣電路93以及該放大器95的影響而產生一偏移量(offset)，如第3圖所示。該偏移量導致輸入至該類比數位轉換器97之類比畫素資料超出其動態範圍(如虛線所圈起的部分)，而造成黑階校正程序後降低該有效動態範圍。
有鑑於此，本發明說明提出一種優化有效動態範圍的數位影像裝置及其運作方法。
本發明說明提出一種數位影像裝置及其運作方法，其於類比階段即調整類比畫素資料以配合類比數位轉換器的動態範圍，以有效利用該類比數位轉換器的動態範圍以增加信號解析度、改善信號品質。
本發明說明提供一種數位影像裝置，包含一感測陣列、一取樣保持電路、一放大器、一減法器、一類比數位轉換器以及一數位後端。該感測陣列包含複數黑畫素及複數正常畫素，其中該等黑畫素用以輸出黑畫素資料而該等正常畫素用以輸出正常畫素資料。該取樣保持電路用以暫時保持該黑畫素資料及該正常畫素資料。該放大器以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料。該減法器將放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料減去一校正量。該類比數位轉換器接收放大並校正後畫素資料以輸出數位黑畫素資料及數位正常畫素資料。該數位後端用以根據該數位黑畫素資料計算一資料偏移量，決定一動態調整量，根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算該校正量，以及根據該動態調整量調整該增益值。
本發明說明另提供一種數位影像裝置之運作方法。該數位影像裝置包含一感測陣列、一類比前端及一數位後端，其中該感測陣列用以輸出黑畫素資料及正常畫素資料、該類比前端用以放大並校正該黑畫素資料及該正常畫素資料、該數位後端用以處理數位畫素資料。該運作方法包含：以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料；以一校正量校正放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料之資料範圍；數位化放大並校正後黑畫素資料及放大並校正後正常畫素資料；根據數位黑畫素資料計算一 資料偏移量；決定一動態調整量；根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算該校正量；以及根據該動態調整量調整該增益值。
本發明說明另提供一種數位影像裝置，包含一感測陣列、一類比前端以及一數位後端。該感測陣列包含複數黑畫素及複數正常畫素，其中該等黑畫素用以輸出黑畫素資料而該等正常畫素用以輸出正常畫素資料。該類比前端以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料並以一校正量校正放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料之資料範圍。該數位後端用以數位化放大並校正後黑畫素資料，根據數位黑畫素資料計算一資料偏移量，決定一動態調整量，根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算一最大校正量及一最小校正量，計算該最大校正量與該最小校正量之一平均值以作為該校正量，以及根據該動態調整量調整該增益值。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此先述明。
100‧‧‧數位影像裝置
11、91‧‧‧感測陣列
11b、91n‧‧‧黑畫素
11n、91b‧‧‧正常畫素
12r‧‧‧列掃描控制器
12c‧‧‧行讀取控制器
13‧‧‧取樣保持電路
14‧‧‧時序控制器
15、95‧‧‧放大器
16、99‧‧‧減法器
17、97‧‧‧類比數位轉換器
18‧‧‧數位後端
19‧‧‧儲存單元
9‧‧‧影像感測器
93‧‧‧相關倍取樣電路
98‧‧‧黑階平均電路
Dn‧‧‧數位正常畫素資料
Sn‧‧‧正常畫素資料
Sna‧‧‧放大後正常畫素資料
Db‧‧‧數位黑畫素資料
Sb‧‧‧黑畫素資料
Sba‧‧‧放大後黑畫素資料
M‧‧‧動態調整量
G‧‧‧增益值
△‧‧‧資料偏移量
DAC‧‧‧校正量
DACmax‧‧‧最大校正量
DACmin‧‧‧最小校正量
第1圖為習知影像感測器之示意圖。
第2圖為第1圖之影像感測器之黑階校正之示意圖。
第3圖為第1圖之影像感測器之黑階校正之另一示意圖。
第4圖為本發明說明一實施例之數位影像感測器之示意圖。
第5圖為本發明說明實施例之數位影像感測器之運作示意圖。
第6圖為本發明說明實施例之數位影像感測器之運作方法之流程圖。
請參照第4圖所示，其為本發明說明一實施例之數位影像裝置之示意圖。數位影像裝置100包含一感測陣列11、一類比前端以及一數位後端18；其中，該類比前端連接於該感測陣列11之輸出端(例如複數輸出電極)而該數位後端18耦接該該類比前端。
該感測陣列100包含複數黑畫素11b及複數正常畫素11n； 其中，該等黑畫素11b用以輸出黑畫素資料Sb而該等正常畫素11n用以輸出正常畫素資料Sn。該類比前端用以放大並校正該黑畫素資料Sb及該正常畫素資料Sn，以使該正常畫素資料Sn之資料範圍盡量符合數位化之一動態範圍(舉例詳述於後)。該數位後端18則用以處理數位畫素資料。
該感測陣列100包含陣列排列(例如第4圖顯示為8×8的畫素陣列)的複數畫素；其中，複數黑畫素11b以填滿斜線的區域表示而複數正常畫素11n以空白的區域表示。必須說明的是，該等黑畫素11b之配置並不限於第4圖所示。該等黑畫素11b及該等正常畫素11n的畫素結構相同，例如均包含一光二極體及複數電晶體，其間差別在於該等黑畫素11b上另形成有一遮光層(例如金屬層或非金屬層)以阻擋該等黑畫素11b接收外界光；其中，於正常畫素上形成遮光層的方式已為習知且其並非為本發明說明的目的，故於此不再贅述。藉此，該等黑畫素11b輸出之黑畫素資料Sb僅與暗電流(dark current)相關，其中該暗電流例如與環境溫度相關；該等正常畫素11n輸出之正常畫素資料Sn則同時與暗電流及照射畫素的外界光引起的光電流相關，其中該光電流例如與環境光之光強度呈正相關。該黑畫素資料Sb於本發明說明中可用以求出畫素本身以及該類比前端所造成的資料偏移量(offset)，容詳述於後。
該感測陣列100之畫素資料的掃描及讀取係由一列掃描控制器12r及一行讀取控制器12c所執行，並由一時序控制器(timing controller)14控制畫素資料的掃描及讀取的時序；其中，一時序控制器控制一列掃描控制器及一行讀取控制器以進行畫素資料的掃描及讀取的方式已為習知且其並非本發明說明的目的，故於此不再贅述。
本發明說明中，該類比前端以一增益值G放大該黑畫素資料Sb及該正常畫素資料Sn，並以一校正量DAC校正放大後黑畫素資料Sba及放大後正常畫素資料Sna之資料範圍，以盡量符合數位化之一動態範圍；其中，該校正量DAC及該增益值G可由該數位後端18所控制或提供。
某些實施例中，該類比前端包含一取樣保持電路13、一放大器15、一增益控制151及一減法器16。必須說明的是，雖然第4圖顯示一類比數位轉換器(ADC)17係包含於該類比前端，但本發明並不以此為限。其他實施例中，該類比數位轉換器17亦可包含於該數位後端18，只要 其用以接收放大並校正後畫素資料以輸出數位黑畫素資料Db及數位正常畫素資料Dn即可，並無特定限制。換句話說，該類比數位轉換器17的顯示位置僅用以說明，其可包含於類比前端、數位後端或獨立於兩者之外。此外，該類比前端另包含其他元件，例如濾波電路，因其與本發明說明不直接相關，故於此不再贅述。
該取樣保持電路13例如為一相關倍取樣(correlated double sampling,CDS)電路，用以暫持保持從該感測陣列11所取樣的該黑畫素資料Sb及該正常畫素資料Sn，並受到該時序控制器14的控制運作。例如，該取樣保持電路13每次暫存一列黑畫素11b或一列正常畫素11n的畫素資料，以於一圖框期間依序取樣並保持該感測陣列11的所有畫素的畫素資料。
該放大器15例如可為一積分可程式化增益放大電路(IPGA)並連接該取樣保持電路13以接收其所保存的畫素資料。該放大器15受控於該增益控制151以一增益值G(或調整後增益值NG)放大該黑畫素資料Sb及該正常畫素資料Sn以產生放大後黑畫素資料Sba及放大後正常畫素資料Sna。本發明說明中，該放大器15可包含一單級(single stage)放大單元或包含串聯的多級(multistage)放大單元，並無特定限制。
該減法器16用以將該放大後黑畫素資料Sba及該放大後正常畫素資料Sna減去該校正量DAC，以使畫素資料範圍能夠配合該類比數位轉換器17的動態範圍。根據該數位後端18所提供的該校正量DAC，該減法器16亦可以一加法器實現。此外，當該放大器15包含一單級放大單元時，該減法器16(或加法器)連接於該單極放大器之一輸出端。當該放大器15包含多級放大單元時，該減法器16(或加法器)連接於該等放大單元之間或該等放大單元之一最終級放大單元之一輸出端，並無特定限制。此外，當該放大器15包含多級放大單元時，該類比前端可包含多個減法器或加法器用以將複數校正量DAC分別與放大後黑畫素資料Sba及放大後正常畫素資料Sna進行差分。
該數位後端18用以數位化放大並校正後黑畫素資料及數位化放大並校正後正常畫素資料，根據數位黑畫素資料Db計算一資料偏移量△，決定一動態調整量M，根據該增益值G、該資料偏移量△及該動態調整量M計算該校正量DAC，以及根據該動態調整量M調整該增益值G。 以下接著說明該數位後端18運作的一種實施方式。如前所述，當該類比數位轉換器17位於該類比前端時，所述數位化放大並校正後黑畫素資料及數位化放大並校正後正常畫素資料的步驟係於該類比前端中執行。
請同時參照第4~5圖，第5圖為本發明說明實施例之數位影像感測器之運作示意圖，其中以一初始階段、一調整階段及一校正階段來說明優化資料範圍的運作。此外，第5圖係以11位元動態範圍來說明，但並不以此為限，該類比數位轉換器17之取樣位元數係根據實際裝置而定。
該初始階段表示該類比數位轉換器17轉換之數位正常畫素資料Dn的資料範圍(例如Vref=1mV)大致為正值而數位黑畫素資料Db的資料範圍(例如Vref=1mV)大致位於數位數值1023附近，但並不以此為限；其中，該類比數位轉換器17輸出之數位數值係均為正值(如圖示0~2047)，此處定義數位數值1024~2047表示正值而數位數值0~1023表示負值。
如第5圖所示，於初始階段中，數位正常畫素資料Dn的資料範圍僅大致為該類比數位轉換器17之取樣動態範圍的一半，本發明說明用以使放大並校正後正常畫素資料的資料範圍盡量符合該類比數位轉換器17之數位化範圍(例如數位數值0~2047)。
例如，於一第一圖框中，該數位後端18透過該增益控制151控制該放大器15以一增益值G放大正常畫素資料Sn及黑畫素資料Sb。為增加有效動態範圍，該數位後端18利用該調整階段及該校正階段計算一動態調整量M及一校正量DAC，以於一第二圖框(例如該第一圖框之後的圖框)根據該校正量DAC校正放大後正常畫素資料Sna；其中，該第二圖框中之增益值亦根據該動態調整量M被調整，以增加有效動態範圍。由於該增益控制151係由該數位後端18所控制，故該數位後端18已知該增益值G。
該數位後端18計算該數位黑畫素資料Db之一平均值與一參考值(例如為數位數值1023，但不以此為限)之一差值除以該增益值G以作為該資料偏移量△，其中該資料偏移量△例如為畫素及該取樣保持電路13所造成的偏移量，如第3圖所示，其為縮小有效動態範圍的原因。該參考值可選定為該等黑畫素11b輸出之理想值，即不存在該資料偏移量△的數值。該資料偏移量△經過該放大器15的放大而成為G△，如調整階段所示之+G△及-G△。
該數位後端18以該動態調整量M放大數位正常畫素資料Dn而形成MDn。若不存在該資料偏移量△，該動態調整量M選擇為2時則可完全利用該類比數位轉換器17之動態範圍。然而由於存在該資料偏移量△，該動態調整量M例如介於1.5~1.9，端視該數位後端18所求出之該資料偏移量△而定。例如，受該資料偏移量△的影響，調整後的數位正常畫素資料MDn會向上或向下偏移G△，如調整階段所示的MDn+G△及MDn-G△。
一實施例中，該數位後端18可根據一查找表決定該動態調整量M。例如，該數位後端18之內部或外部具有一儲存單元19，例如一動態隨機存取記憶體(RAM)或一唯讀記憶體(ROM)等，用以儲存一查找表(look up table,LUT)。該查找表預存有複數資料偏移量△及複數增益值G與複數動態調整量M之對應關係。藉此，該數位後端18可比對一目前增益值及一目前資料偏移量(例如根據該第一圖框所求得)與該查找表以決定該動態調整量M。
另一實施例中，為最佳化該動態調整量M，該數位後端18可進而根據一疊代演算法(iteration algorithm)決定該動態調整量M。例如，該數位後端18可根據該增益值G、該資料偏移量△及該動態調整量M計算一最大校正量DACmax及一最小校正量DACmin；當該最大校正量DACmax大於該最小校正量DACmin時，增加該動態調整量M並重新計算一新最大校正量及一新最小校正量，並比較該新最大校正量及該新最小校正量。如此持續增加該動態調整量M直到該新最大校正量小於或等於該新最小校正量，則選擇對應該新最大校正量仍大於該新最小校正量的一最大動態調整量M以作為一最佳動態調整量。
一實施例中，假設該類比數位轉換器27之數位化具有一動態範圍(例如第5圖中11位元數值範圍，0~2047)。該最大校正量DACmax可為二分之一該動態範圍減去該增益值G與該資料偏移量△之一乘積，亦即DACmax=1024-(G×△)；其中，該最大校正量DACmax為使偏移的數位正常畫素資料MDn-G△不超出該動態範圍之一最低值(如校正階段所示)。該最小校正量DACmin可為二分之一該動態範圍與該動態調整量M之一乘積加上該增益值G與該資料偏移量△之一乘積後再減去二分之一該動態範 圍，亦即DACmin=(1024×M)+(G×△)-1024；其中，該最小校正量DACmin為使偏移的數位正常畫素資料MDn+G△不超出該動態範圍之一最高值(如校正階段所示)。
該數位後端18根據該增益值G、該資料偏移量△及該動態調整量M計算一最大校正量DACmax及一最小校正量DACmin後(如校正階段所示)，另計算該最大校正量DACmax及該最小校正量DACmin之一平均值以作為該校正量DAC。利用此平均值作為該校正量DAC可使放大並校正後正常畫素資料不會超出該類比數位轉換器17之動態範圍。
接著，該數位後端18將該校正量DAC轉換為類比直流值(例如透過一數位類比轉換器)後提供至該類比前端之減法器16。同時，該數位後端18以一倍數N乘上調整前增益值G以調整該增益值為NG，該倍數N可為該動態調整量M除以調整前增益值G所得之一商數(quotient)。藉此，由於該倍數N及該動態調整量M係由目前資料偏移量△及目前增益值G所求得，可使得MDn大於Dn並介於動態範圍內，而增加有效動態範圍及影像品質。
必須說明的是，第5圖的三個階段均於該數位後端18內，例如一數位處理器(DSP)，根據數位黑畫素資料Db以及數位正常畫素資料Dn以一演算法透過軟體、硬體及/或韌體所運算而得。
請參照第6圖所示，其為本發明說明一實施例之數位影像感測器之運作方法之流程圖，包含下列步驟：以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料(步驟S61)；以一校正量校正放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料之資料範圍(步驟S62)；數位化放大並校正後黑畫素資料及放大並校正後正常畫素資料(步驟S63)；根據數位黑畫素資料計算一資料偏移量(步驟S64)；決定一動態調整量(步驟S65)；根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算該校正量(步驟S66)；以及根據該動態調整量調整該增益值(步驟S67)。
請同時參照第4~5圖，接著說明本運作方法的實施方式。
步驟S61：例如於一第一圖框(例如該數位影像裝置100開始運作時或結束休眠時所擷取的影像圖框)中，該感測陣列11輸出複數黑畫素資料Sb及複數正常畫素資料Sn。該數位後端18透過該增益控制151控 制該放大器15以一增益值G放大該黑畫素資料Sb及該正常畫素資料Sn，以產生放大後黑畫素資料Sba及放大後正常畫素資料Sna。
步驟S62：該數位後端18輸出一校正量DAC至該減法器16，以校正放大後黑畫素資料Sba及放大後正常畫素資料Sna之資料範圍；其中，該校正量DAC例如為一直流類比值。此外，相對該第一圖框，該校正量DAC之一初始值例如為0，但並不以此為限；而相對該第一圖框之後的資料圖框，該校正量DAC則根據該數位後端18的計算結果決定。
步驟S63：該類比數位轉換器17數位化放大並校正後黑畫素資料及放大並校正後正常畫素資料以分別產生數位黑畫素資料Db及數位正常畫素資料Dn；其中，所述放大係由該放大器15所執行而所述校正係由該減法器17所執行。
步驟S64：該數位後端18根據數位黑畫素資料Db計算一資料偏移量△。如前所述，該數位後端18例如計算該數位黑畫素資料Db之一平均值與一參考值(例如第5圖顯示為1023，但不以此為限)之一差值以作為該資料偏移量△G，其代表光電流以外的因素所造成的資料偏移。
步驟S65：該數位後端18並決定一動態調整量M，如第5圖所示。一實施例中，該數位後端18比對一目前增益值G及一目前資料偏移量△(例如根據該第一圖框所求得)與一查找表以決定該動態調整量M；其中，該查找表預存有複數資料偏移量及複數增益值與複數動態調整量之對應關係於該儲存單元19中。另一實施例中，該數位後端18根據一疊代演算法決定該動態調整量M；例如，該數位後端18根據一目前增益值、一目前資料偏移量及一目前動態調整量計算一最大校正量DACmax及一最小校正量DACmin(如第5圖所示)。當該最大校正量DACmax大於該最小校正量DACmin時，增加該動態調整量M並重新計算一新最大校正量及一新最小校正量，並持續增加該動態調整量M直到該新最大校正量小於或等於該新最小校正量；其中，該目前動態調整量例如根據該目前增益值及該目前資料偏移量所決定(例如根據查找表決定)。當該新最大校正量小於或等於該新最小校正量時，則以使該新最大校正量仍大於該新最小校正量之一最大動態調整量作為一最佳動態調整量。
步驟S66：該數位後端18根據該增益值G、該資料偏移量 △及該動態調整量M計算該校正量DAC。如前所述，該數位後端18根據該增益值G、該資料偏移量△及該動態調整量M(或最佳動態調整量)計算一最大校正量DACmax及一最小校正量DACmin(如第5圖所示)，並計算該最大校正量DACmax及該最小校正量DACmin之一平均值以作為該校正量DAC，以使得放大並校正後正常畫素資料不會超出該類比數位轉換器17的動態範圍。
步驟S67：最後，該數位後端18則將該動態調整量M傳送至該減法器16並根據該動態調整量M調整該增益值G。例如，該數位後端18控制該增益控制151以一倍數N乘上該增益值G以形成新增益值NG；其中，該倍數N為該動態調整量M除以該增益值G所得之一商數。
接著，該感測陣列11輸出一第二圖框，該類比前端則以該動態調整量M及該新增益值NG來處理黑畫素資料Sb及正常畫素資料Sn，以有效利用該類比數位轉換器17的動態範圍。
該數位影像裝置100可每經過一預設時間及/或僅於每次開機或結束休眠時執行第6圖之運作方式，可無須於每個資料圖框執行。
必須說明的是，該數位後端18所執行的步驟S64~S66的順序並不限於第6圖所示，端看數位後端18中的電路設計或演算程式而定，可於同時計算或依序計算，並無特定限制。
綜上所述，習知影像裝置受到信號偏移量的影響，而具有較小的有效動態範圍。因此，本發明說明提出一種數位影像裝置(第4圖)及其運作方法(第6圖)，其透過於類比階段優化資料範圍以盡可能匹配類比數位轉換器之動態範圍，藉以增加信號解析度及影像品質。
雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧數位影像裝置
11‧‧‧感測陣列
11b‧‧‧黑畫素
11n‧‧‧正常畫素
12r‧‧‧列掃描控制器
12c‧‧‧行讀取控制器
13‧‧‧取樣保持電路
14‧‧‧時序控制器
15‧‧‧放大器
16‧‧‧減法器
17‧‧‧類比數位轉換器
18‧‧‧數位後端
19‧‧‧儲存單元

Claims (20)

  1. 一種數位影像裝置，包含：一感測陣列，包含複數黑畫素及複數正常畫素，其中該等黑畫素用以輸出黑畫素資料而該等正常畫素用以輸出正常畫素資料；一取樣保持電路，用以暫時保持該黑畫素資料及該正常畫素資料；一放大器，以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料；一減法器，用以將放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料減去一校正量；一類比數位轉換器，接收放大並校正後畫素資料以輸出數位黑畫素資料及數位正常畫素資料；以及一數位後端，用以根據該數位黑畫素資料計算一資料偏移量，決定一動態調整量，根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算該校正量，及根據該動態調整量調整該增益值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像裝置，其中該數位後端用以根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算一最大校正量及一最小校正量，並計算該最大校正量及該最小校正量之一平均值以作為該校正量。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像裝置，其中該數位後端用以計算該數位黑畫素資料之一平均值與一參考值之一差值以作為該資料偏移量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像裝置，其中該數位後端用以比對該增益值及該資料偏移量與一查找表以決定該動態調整量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像裝置，其中該數位後端用以：根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算一最大校正量及一最小校正量；當該最大校正量大於該最小校正量時，增加該動態調整量並重新計算一新最大校正量及一新最小校正量；及持續增加該動態調整量直到該新最大校正量小於或等於該新最小校正量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像裝置，其中該放大器包含一單級放大單元，該減法器連接於該單極放大器之一輸出端。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像裝置，其中該放大器包含多級放大單元，該減法器連接於該等放大單元之間或該等放大單元之一最終級放大單元之一輸出端。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之數位影像裝置，其中該動態調整量介於1.5~1.9。
  9. 一種數位影像裝置之運作方法，該數位影像裝置包含一感測陣列、一類比前端及一數位後端，其中該感測陣列用以 輸出黑畫素資料及正常畫素資料、該類比前端用以放大並校正該黑畫素資料及該正常畫素資料、該數位後端用以處理數位畫素資料，該運作方法包含：以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料；以一校正量校正放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料之資料範圍；數位化放大並校正後黑畫素資料及放大並校正後正常畫素資料；根據數位黑畫素資料計算一資料偏移量；決定一動態調整量；根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算該校正量；以及根據該動態調整量調整該增益值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之運作方法，其中計算該校正量之步驟包含：根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算一最大校正量及一最小校正量；及計算該最大校正量及該最小校正量之一平均值以作為該校正量。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之運作方法，其中該決定該動態調整量之步驟包含：比對該增益值及該資料偏移量與一查找表以決定該動態調整量。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之運作方法，其中該決定該動態調整量之步驟包含：根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算一最大校正量及一最小校正量；當該最大校正量大於該最小校正量時，增加該動態調整量並重新計算一新最大校正量及一新最小校正量；及持續增加該動態調整量直到該新最大校正量小於或等於該新最小校正量。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之運作方法，其中調整該增益值之步驟包含：以一倍數乘上該增益值，該倍數為該動態調整量除以該增益值所得之一商數。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之運作方法，其中計算該資料偏移量之步驟包含：計算該數位黑畫素資料之一平均值與一參考值之一差值以作為該資料偏移量。
  15. 一種數位影像裝置，包含：一感測陣列，包含複數黑畫素及複數正常畫素，其中該等黑畫素用以輸出黑畫素資料而該等正常畫素用以輸出正常畫素資料；一類比前端，以一增益值放大該黑畫素資料及該正常畫素資料並以一校正量校正放大後黑畫素資料及放大後正常畫素資料之資料範圍；以及一數位後端，用以 數位化放大並校正後黑畫素資料，根據數位黑畫素資料計算一資料偏移量，決定一動態調整量，根據該增益值、該資料偏移量及該動態調整量計算一最大校正量及一最小校正量，計算該最大校正量與該最小校正量之一平均值以作為該校正量，以及根據該動態調整量調整該增益值。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之數位影像裝置，其中該數位化具有一動態範圍，該最大校正量為二分之一該動態範圍減去該增益值與該資料偏移量之一乘積，該最小校正量為二分之一該動態範圍與該動態調整量之一乘積加上該增益值與該資料偏移量之一乘積後再減去二分之一該動態範圍。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之數位影像裝置，其中該數位後端根據一疊代演算法決定該動態調整量。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之數位影像裝置，其中該數位後端根據一查找表決定該動態調整量，該查找表預存有複數資料偏移量及複數增益值與複數動態調整量之對應關係。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之數位影像裝置，其中該數位後端以一倍數乘上該增益值以調整該增益值，該倍數為該動態調整量除以該增益值所得之一商數。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之數位影像裝置，其中該數位後端計算該數位黑畫素資料之一平均值與一參考值之一差值以作為該資料偏移量。
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