TWI393428B - 影像校正方法及使用此方法的影像處理系統 - Google Patents

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Description

影像校正方法及使用此方法的影像處理系統
本發明有關於影像校正方法及使用此方法的影像處理系統，特別有關於不使用同一列之像素來作為參考像素的影像校正方法及使用此方法的影像處理系統。
一般而言，影像處理系統中會具有一影像感測器(例如電荷耦合元件，Charge-coupled Device，CCD)用以感測來自目標物的入射光、並將入射光量轉成電荷量。
第1圖繪示了習知技術之影像感測器100。如第1圖所示，影像感測器100包含一像素陣列(pixel array)101以及一列感測電路103。像素陣列101通常包含一有效像素區105、一原始遮蔽區107。而某些影像感測器中會更包含一參考遮蔽區108。列感測電路103用於感測有效像素區105的像素，其感測方式係一次感測一感測列的所有像素，例如感測列109或100中的所有像素，再逐個將感測的像素值輸出。參考像素區(或稱為黑像素區，black pixel)111和112係用以校正感測列109或100被感測到的像素值。其原因在於每一影像皆可能有背景雜訊的存在，因此感測參考遮蔽區108之像素值，便可得知背景雜訊而得到一校正值，再以此校正值來校正輸出的像素值(例如：以感測到的感測列109或100之像素值減去校正值後再輸出)。
然而，這樣的機制僅能使用跟被感測的列相同的參考遮蔽區來校正感測到的列，在電路設計上較無彈性。
本發明之一目的在於提供影像校正方法及使用此方法的影像處理系統，其可使用和感測列不同一列的遮蔽區作為參考像素區。
本發明的實施例揭露了一種影像校正方法，包含(a)感測一影像感測器的一有效像素區之其中一感測列的目標像素以產生至少一目標像素值；(b)在執行步驟(a)的同一時間點，感測該影像感測器的一遮蔽區之至少一參考像素以產生一修正值，其中該參考像素以及該感測列不屬於同一列；以及(c)參考該修正值校正該目標像素值。
本發明之另一實施例揭露了一種影像處理系統，包含一像素陣列、一列感測器、以及一計算單元。像素陣列具有一有效像素區，其具有複數條感測列，以及一遮蔽區。列感測器用以感測該些感測列其中之一的目標像素以產生至少一目標像素值，並在感測該些感測列其中之一的同一時間點，感測該遮蔽區之至少一參考像素以產生一參考像素值。其中該參考像素以及該感測列不屬於同一列。計算單元，根據參考像素值產生該校正值並參考該修正值校正該目標像素值。
根據上述之實施例，可以讓感測列跟參考像素所在的列不位於同一列上，以增加系統的可運用性。而且，可利用原有之硬體架構，不須增加額外的硬體成本。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。
第2圖繪示了根據本發明之第一實施例的影像校正方法之示意圖。在此例中，係選定一固定的遮蔽區作為參考像素區(例如遮蔽區201、203和205)，並非選擇跟感測列207和209同一列的遮蔽區作為參考像素區。採取這樣的機制之原因在於：影像中的背景雜訊係跟時間點有關。因此，只要是在同一時間點，不管像素位於何處，都會有相同的背景雜訊。故可選擇任意一固定的遮蔽區作為參考像素區。如此可以增加系統運用上的彈性。
第2圖中所示的本發明之第一實施例可以第3圖所示的影像校正方法之流程圖表示之。第3圖包含步驟301、303以及305。步驟301感測一影像感測器(200)的一有效像素區(211)之其中一感測列(207或209)的目標像素以產生至少一目標像素值。步驟303在執行步驟301的同一時間點，感測影像感測器(200)的一遮蔽區(213)之至少一參考像素，其中該參考像素以及該目標像素不屬於同一列。在此實施例中，步驟303係感測遮蔽區(213)之一固定區域。步驟305產生一修正值並參考修正值來校正目標像素值。
第4圖繪示了根據本發明之第二實施例的影像校正方法之示意圖。在此例中，參考像素區並非一固定的區域，被選定作為參考像素區的遮蔽區401、405，其所在的列分別少於被感測列403和407一列。也就是說，若感測列403係為第N列，則對應的遮蔽區401為第N-1列，若感測列407為第M列，則對應的遮蔽區405為第M-1列。在此機制下，不僅可以改善習知技術中，參考像素區須和感測列在同一列的缺點。須注意的是，此實施例並不限定於參考像素區所在之列和感測列相差一列，參考像素區所在之列可和感測列相差一列以上，也就是，參考像素區所在之列和感測列可具有一特定關係，而在此實施例中，此特定關係為參考像素區所在之列和感測列相差一列。
第4圖中所示的本發明之第二實施例可以第5圖所示的影像校正方法之流程圖表示之。第5圖包含步驟501、503以及505。步驟501感測一影像感測器(400)的一有效像素區(409)之其中一感測列(403或407)的目標像素以產生至少一目標像素值。步驟503在執行步驟501的同一時間點，感測影像感測器(400)的一遮蔽區(411)之至少一參考像素以產生一修正值，其中參考像素以及該目標像素不屬於同一列。在此實施例中，步驟503感測遮蔽區411中，與步驟501所感測之列具有一特定關係的一特定區域之至少一參考像素。在一實施例中，特定區域所在之列為第N列，而步驟501中所感測的列為第N+X列，其中N和X為大於等於1的正整數，亦即特定區域所在之列和感測的列相差一列或以上)。步驟505根據參考像素產生校正值，並參考修正值校正目標像素值。
而在上述實施例中，可以計算出參考像素之像素值的平均值以作為修正值。或者，可去除掉參考像素值之最大值與最小值後，計算出剩餘之參考像素之像素值的平均值以作為修正值。須注意的是如何根據參考像素之像素值計算出修正值當為熟知此項技藝者所知悉，並不受限於上述之計算方法。且在上述實施例中，步驟305和505可由一計算單元來施行，如第2圖所示的計算單元221和第4圖所示的計算單元421。計算單元221和421可整合於列感測電路220和420中，但亦可以獨立於感測電路220和420之外。
根據上述之實施例，可以讓感測列跟參考像素所在的列不位於同一列上，以增加系統的可運用性。而且，可利用原有之硬體架構，不須增加額外的硬體成本。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
200、400．．．影像感測器
201、203、205、401、405．．．遮蔽區
207、209、403、407．．．感測列
211、409．．．有效像素區
221、421．．．計算單元
第1圖繪示了習知技術之影像感測器。
第2圖繪示了根據本發明之第一實施例的影像校正方法之示意圖。
第3圖繪示了根據本發明之第一實施例的影像校正方法之流程圖。
第4圖繪示了根據本發明之第二實施例的影像校正方法之示意圖。
第5圖繪示了根據本發明之第二實施例的影像校正方法之流程圖。
200．．．影像感測器
201、203、205．．．遮蔽區
207、209．．．感測列
211．．．有效像素區

Claims (10)

  1. 一種影像校正方法，用以校正由一影像感測器感測的一影像，該影像感測器具有一像素陣列，該像素陣列包含一有效像素區以及一遮蔽區，其中該有效像素區包含至少一目標像素且該遮蔽區包含至少一參考像素，其中該像素陣列的每一列包含了至少一該目標像素以及至少一該參考像素，該影像校正方法包含：(a)感測至少一該目標像素以產生至少一目標像素值；(b)在執行步驟(a)的同一時間點，感測至少一該參考像素以產生一修正值，其中該參考像素以及於同一時間被感測的該目標像素不屬於同一列；以及(c)參考該修正值校正並輸出該目標像素值；其中當該步驟(a)和該步驟(b)被施行時，該參考像素位於第N列，而該步驟(a)中所感測的該目標像素位於第N+X列，其中N為大於等於1的正整數，且X為一固定的非零整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像校正方法，其中該遮蔽區具有複數個區域，且該步驟(b)感測該遮蔽區的該些區域之其中一固定區域以產生該修正值給位於不同列中的該些目標像素。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像校正方法，其中該步驟(b)感測該遮蔽區之複數個參考像素的像素值，並計算出該些參考像素之像素值的平均值以作為該修正值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之影像校正方法，更包含去除掉該些參考像素值之最大值與最小值，然後計算出剩餘之該些參考像素之像素值的平均值以作為該修正值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像校正方法，其中該X不為1。
  6. 一種影像處理系統，包含：一像素陣列，具有：一有效像素區，包含至少一目標像素；以及一遮蔽區，包含至少一參考像素；其中該像素陣列的每一列包含至少一該目標像素以及至少一該參考像素；一列感測器，用以感測至少一該目標像素以產生至少一目標像素值，並在感測該目標像素的同一時間點，感測至少一該參考像素以產生一參考像素值，其中於同一時間點感測的該參考像素以及該目標像素不屬於同一列，其中當該列感測器於同一時間點感測該參考像素以及該目標像素時，該參考像素所在之列為第N列，而該目標像素圍於第N+X列，其中N為大於等於1的正整數，且X為一固定的非零整數；以及一計算單元，根據該參考像素值產生該校正值並參考該修正值校正該目標像素值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之影像處理系統，其中該遮蔽區具有 複數區域，且該列感測器感測該遮蔽區的該些區域之其中一固定區域的以產生該修正值給位於不同列中的該些目標像素。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之影像處理系統，其中該計算單元計算出該些參考像素之像素值的平均值以作為該修正值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之影像處理系統，其中該計算單元去除掉該些參考像素值之最大值與最小值，然後計算出剩餘之該些參考像素之像素值的平均值以作為該修正值。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之影像處理系統，其中該X不為1。
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