WO2021051999A1 - 去除固定模式噪声的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种去除固定模式噪声的方法，包括如下步骤：S01：对像素阵列进行单帧分段曝光；S02：进行像素阵列的信号读取，具体包括：S021：进行软复位：将像素单元中复位信号设置为中间电压，进行差异复位信号读取；S022：进行硬复位：将像素单元中复位信号设置为高电压；S023：打开传输MOS管，使得光电二极管中曝光信号传输至悬浮扩散区，进行差异像素传输信号读取；S03：将差异像素传输信号和差异复位信号相减，得到去除固定模式噪声的曝光信号。本发明提供的一种基于差异复位的去除固定模式噪声方法，通过在读取复位信号时引入和曝光信号相同的固定模式噪声，通过相减处理，消除图像中固定模式噪声。

Description

去除固定模式噪声的方法
交叉引用
本申请要求2019年9月16日提交的申请号为CN201910871007.3和CN201910871176.7的中国专利申请的优先权。上述申请的内容以引用方式被包含于此。
技术领域
本发明涉及图像传感器领域，具体涉及去除固定模式噪声的方法。
技术背景
CMOS图像传感器(CIS)由于其高集成度、低功耗和低成本等优势，在日常生活和工艺中应用广泛。高动态范围和高帧率都是衡量CIS的重要指标。目前提高动态范围的常用办法主要是多帧曝光融合、不同转换增益以及分段曝光，但是多帧曝光融合需要牺牲帧率；增益转换的方式也会使帧率减半。多帧曝光融合和不同转换增益都需要额外的ISP(数字信号处理器)算法处理。单帧内通过分段曝光的方式，只需要一帧即可读出所有信号，在得到高动态范围的同时不牺牲帧率。
但是采用单帧分段曝光HDR(High-Dynamic Range)的方式获取的光敏感曲线会形成一个拐点差异；使得图像的FPN(Fixed Pattern Noise固定模式噪声)增大。现有技术之一通过每行预曝光，再采集包含拐点差异的参考输出信号，对每行输出信号的拐点差异进行消除。但这种消除FPN的办法会使得每行的处理时间加倍，降低图像传感器帧率。
如附图11所示，为常规图像传感器框架示意图，其中图像传感器模块主要由像素阵列、行驱动电路、列级ADC、接口电路构成，接口电路作为图像传感器的输出端口，将图像传感器信号输出到数字信号处理器。专利 US 10250832 B1中公开一种基于满阱控制的单帧HDR FPN优化结构，如图12所示，相比于图11中的常规图像传感器，图12中增加一个拐点参考输入模块，拐点参考输入模块与像素阵列相连；图13为图12对应的结构中针对拐点消除方案的工作过程示意图。图13中的工作模式，在每行像素信号读出时，包括5个过程：像素复位信号读出SHR_VP、像素输出信号读出SHS_VP、伪曝光VIRTUAL EXP(拐点参考信号输入)、拐点复位信号读出SHR_RP、拐点输出信号读出SHS_RP，需要读出两组数据，即像素曝光数据和伪曝光数据，这样行周期增大，图像传感器帧率降低。
发明概要
本发明提供去除固定模式噪声的方法，通过在读取复位信号时引入和曝光信号相同的固定模式噪声，通过相减处理，消除图像中固定模式噪声。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种去除固定模式噪声的方法，包括如下步骤：S01：对像素阵列进行单帧分段曝光，所述单帧分段曝光包括在同一帧中分别进行低满阱量曝光和高满阱量曝光；所述像素阵列中包括像素单元，所述像素单元包括传输MOS管、光电二极管、复位MOS管和悬浮扩散区，且所述光电二极管和悬浮扩散区通过所述传输MOS管连接，所述悬浮扩散区还通过所述复位MOS管连接复位信号；
S02：进行像素阵列的信号读取，具体包括：S021：进行软复位：将所述像素单元中复位信号设置为小于电源电压大于接地电压的中间电压，进行差异复位信号读取；S022：进行硬复位：将所述像素单元中复位信号设置为大于等于电源电压和复位MOS管阈值电压之和的高电压；S023：打开所述传输MOS管，使得所述光电二极管中曝光信号传输至所述悬浮扩散区， 进行差异像素传输信号读取；
S03：将差异像素传输信号和差异复位信号相减，得到去除固定模式噪声的曝光信号。
进一步的，所述步骤S022中进行硬复位的时候，不进行复位信号读取。
进一步的，所述步骤S01中通过复位MOS管控制像素单元进行单帧分段曝光。
进一步的，所述复位MOS管控制像素单元先进行低满阱量曝光，再进行高满阱量曝光。
进一步的，所述步骤S01中对像素阵列进行单帧A次低满阱量曝光和B次高满阱量曝光，A和B均为大于0的正整数，且A次低满阱量曝光对应的满阱电荷量均不相同，B次高满阱曝光对应的满阱电荷量均不相同。
进一步，所述像素阵列中各个像素单元的复位MOS管的阈值电压不同；
所述步骤S021中各个像素单元中复位MOS管源漏两端电压不相等，且悬浮扩散区的复位电压也不相等，所述像素单元中悬浮扩散区的复位电压与该像素单元中的复位MOS管阈值电压负相关；
所述步骤S022中各个像素单元中复位MOS管源漏两端电压相等，且悬浮扩散区的复位电压也相等，各个像素单元的悬浮扩散区的复位电压均与电源电压相等；
所述步骤S023中各个像素单元的差异像素传输信号与该像素单元中的复位MOS管阈值电压负相关。
进一步的，包括如下步骤：所述步骤S01中，当对图像传感器的的第一帧数据进行采集时，像素阵列不曝光，拐点参考输入模块将拐点参考输入信 号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；当对图像传感器的第二帧及以后帧数据进行采集时，像素阵列进行曝光；
所述步骤S02中，针对像素阵列的第二帧及以后帧数据，数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号；
所述步骤S03中，针对像素阵列的第二帧及以后帧数据，同时将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号。
进一步的，所述步骤S02中数字信号处理器同时读出像素阵列中X行像素单元的曝光信号和存储器中对应的伪曝光信号，X为大于0且小于等于像素阵列行数的整数。
进一步的，所述步骤S01中的拐点参考输入模块输出的拐点参考输入信号包括高拐点参考输入信号和低拐点参考输入信号，分别对应伪曝光复位信号和伪曝光输出信号；所述步骤S03中的曝光信号包括曝光复位信号和曝光输出信号，所述伪曝光信号包括伪曝光复位信号和伪曝光输出信号。
一种去除固定模式噪声的方法，包括如下步骤：S01：进行图像传感器的第一帧数据采集，此时，像素阵列不曝光，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；
S02：进行图像传感器的第二帧数据采集，此时，像素阵列进行曝光，数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号，并将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号；
S03：重复步骤S02进行图像传感器的第三帧至第P帧数据采集，直至完成所有帧的数据采集，P为图像传感器的数据采集总帧数。
进一步的，所述步骤S02中数字信号处理器同时读出像素阵列中X行像素单元的曝光信号和存储器中对应的伪曝光信号，X为大于0且小于等于像素阵列行数的整数。
进一步的，所述步骤S01中的拐点参考输入模块输出的拐点参考输入信号包括高拐点参考输入信号和低拐点参考输入信号，分别对应伪曝光复位信号和伪曝光输出信号；所述步骤S03中的曝光信号包括曝光复位信号和曝光输出信号，所述伪曝光信号包括伪曝光复位信号和伪曝光输出信号。
一种去除固定模式噪声的图像传感器，包括图像传感器模块、拐点参考输入模块、存储器和数字信号处理器，其中，所述图像传感器模块包括含有像素单元的像素阵列，所述图像传感器模块的输出端口同时连接所述存储器和数字信号处理器，所述存储器与所述数字信号处理器连接，所述拐点参考输入模块的输出端口连接所述像素单元中控制分段曝光的MOS管；
在第一帧数据采集过程中，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；从第二帧数据采集开始，像素阵列进行分段曝光，所述数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号，并将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号；
其中，存储器中的伪曝光信号在写入、读出过程中包含的拐点差异次数与像素阵列曝光、读出过程中的拐点差异次数相同。
进一步的，所述曝光信号包括曝光复位信号和曝光输出信号，所述伪曝光信号包括伪曝光复位信号和伪曝光输出信号；所述拐点参考输入模块输出的拐点参考输入信号包括高拐点参考输入信号和低拐点参考输入信号，分别 对应伪曝光复位信号和伪曝光输出信号。
进一步的，所述分段曝光包括低满阱量曝光和高满阱量曝光，通过控制像素单元中感光二极管与电源之间的势垒高度，实现低满阱量曝光和高满阱量曝光。
进一步的，所述图像传感器模块、拐点参考输入模块集成在图像传感器芯片内，所述存储器和/或数字信号处理器集成在图像传感器芯片外或者集成在图像传感器芯片内。
进一步的，所述数字信号处理器同时读出像素阵列中X行像素单元的曝光信号和存储器中对应的伪曝光信号，X为大于0且小于等于像素阵列行数的整数。
本发明具有如下有益效果：本发明通过在信号读取过程中引入和曝光信号相同的差异，通过相减处理，简单有效地消除图像中固定模式噪声，而且不会降低图像传感器帧率；同时本发明在第一帧数据采集时进行伪曝光信号采集，从第二针数据采集开始，进行曝光信号采集，且伪曝光信号和曝光信号均包含相同的拐点差异，将对应像素的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号；能够缩短图像传感器每行的处理时间，提高图像传感器帧率，且能够完全消除FPN。
附图说明
图1为现有技术中的基于单帧分段曝光的HDR图像传感器工作周期；
图2为常规的基于4T像素单元满阱电荷量变化的HDR图像传感器工作时序示意图；
图3为4T像素单元结构示意图；
图4为实施例1中基于差异复位的HDR FPN优化的工作模式示意图；
图5为实施例1中基于4T像素单元的差异复位的HDR FPN优化的工作时序示意图；
图6为实施例1基于4T像素单元的低满阱量曝光过程中势垒变化图；
图7为实施例1基于4T像素单元的高满阱量曝光过程中势垒变化图；
图8为实施例1基于4T像素单元的软复位过程中势垒变化图；
图9为实施例1基于4T像素单元的硬复位光过程中势垒变化图；
图10为实施例1基于4T像素单元的差异像素传输信号读取过程中势垒变化图；
图11为常规图像传感器框架示意图。
图12为现有技术基于满阱控制的单帧HDR FPN优化的框架示意图。
图13为现有技术基于满阱控制的单帧HDR FPN优化工作过程示意图。
图14为实施例2中图像传感器的框架示意图。
图15为实施例2中图像传感器的工作过程示意图。
图16为实施例2基于5T像素单元和拐点参考输入模块的结构示意图。
图17为实施例2基于5T像素单元进行伪曝光的工作过程示意图。
发明内容
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提供的去除固定模式噪声的方法具体包括如下三种实施例：
实施例1：请参阅附图1-3，图1为常规的基于单帧分段曝光的HDR图像传感器工作模式示意图，在一帧时间内，像素经过两个阶段的曝光：一次 低满阱量曝光EXP_LFWC和一次高满阱量曝光EXP_HFWC，两次曝光结束后经过两次信号读取READ读出曝光信号，两次信号读取包括复位信号读取和曝光信号读取，且现有技术中不进行软复位，仅读出不包含拐点差异的硬复位信号，由于曝光信号包含拐点差异，因此现有技术中含有差异的曝光信号和不含拐点差异的硬复位信号相减，无法去除拐点差异，导致最终图像FPN大。而在低满阱量曝光阶段，由于不同像素单元的控制满阱电荷量变化的MOS管的阈值电压Vth差异，导致每个像素最终的信号输出曲线上的拐点不同，使得最终图像的FPN较大。以附图3中常规的4T像素单元为例，结合附图2中时序图可知，现有技术中4T像素单元通常采用传输MOS管TX控制像素单元中光电二极管与电源之间的势垒高度，实现低满阱量曝光和高满阱量曝光。由于每个像素的分段曝光控制管的阈值电压不同导致每个像素的拐点不同，即形成了拐点差异；使得图像的FPN增大。
如附图4所示，本实施例提供了一种基于差异复位的去除固定模式噪声方法，包括如下步骤：S01：对像素阵列进行单帧分段曝光，单帧分段曝光包括在同一帧中分别进行低满阱量曝光和高满阱量曝光；像素阵列中包括像素单元，像素单元包括传输MOS管、光电二极管、复位MOS管和悬浮扩散区，且光电二极管和悬浮扩散区通过传输MOS管连接，悬浮扩散区还通过复位MOS管连接复位信号。
本实施例提供的方法适用于可以受复位MOS管控制的像素单元，通过复位MOS管控制像素单元进行低满阱量曝光EXP_LFWC和高满阱量曝光EXP_HFWC，即通过调整复位MOS管的相关时序和电压实现低满阱量曝光和高满阱量曝光，因此曝光信号的差异是由复位MOS管引起的，这样在复 位阶段引入软复位中引入复位MOS管差异后，才能消除FPN。本发明中低满阱量曝光指的是低满阱电荷量曝光，高满阱量曝光指的是高满阱电荷量曝光。像素阵列中所有的像素单元在分段曝光阶段都会进行曝光积累电荷，分段曝光的顺序一定是先低满阱量曝光再高满阱量曝光。
在分段曝光过程中，像素阵列中不同像素的满阱电荷量和复位MOS管的阈值电压有关。在相同的控制条件下，不同像素单元复位MOS管阈值电压不同，导致不同像素单元的满阱电荷量不同，因此对于不同像素单元在相同的总曝光时间内积累的总电荷量也不同，也就是说在相同曝光时间内，不同像素单元积累的总电荷量和复位MOS管的阈值电压有关，且积累曝光总电荷和复位MOS管的阈值电压正相关。
本实施例中分段曝光也可以是大于2次的多次分段曝光，但每次分段曝光的满阱电荷量均不同，本实施例中单帧曝光中的分段次数并不会影响本实施例的方法。既可以对本步骤对像素阵列进行单帧A次低满阱量曝光和B次高满阱量曝光，A和B均为大于0的正整数，且A次低满阱量曝光对应的满阱电荷量均不相同，B次高满阱曝光对应的满阱电荷量均不相同。
S02：进行像素阵列的信号读取READ，具体包括：S021：进行软复位：将像素单元中复位信号设置为小于电源电压大于接地电压的中间电压，进行差异复位信号Vrst读取，此时的差异复位信号Vrst包含拐点。
在本步骤中，复位信号处于中间电压，中间电压指的是小于电源电压大于接地电压的电压值，此时，复位MOS管源漏两端电压不相等，与复位MOS管相连的悬浮扩散区的复位电压与该像素单元中的复位MOS管的阈值电压有关。由于工艺的偏差，不同像素单元的复位MOS管的阈值电压不同， 则此时不同像素单元中悬浮扩散区的复位电压值不同，此时图像传感器读取的各个像素单元的复位信号也不同。而且复位MOS管的阈值电压越高，则其对应的像素单元中悬浮扩散区的复位电压值越低，此时图像传感器读取的对应像素单元中的复位信号电压值越小，像素单元中悬浮扩散区的复位电压与该像素单元中的复位MOS管阈值电压负相关。
S022：进行硬复位：将像素单元中复位信号设置为大于等于电源电压的高电压。硬复位只是为了像素信号传输之前悬浮扩散区的电位相等，图像传感器并不读取此时的复位信号。
本步骤中复位信号为高电压，这里高电压指的是不小于与复位MOS管相连的电源电压和复位MOS管的阈值电压之和，在硬复位的时候，复位MOS管的源漏两端的电压值会相等，即悬浮扩散区的电压值与和复位MOS管相连的电源电压值相等，可以认为此时所有像素单元的悬浮扩散区电压均与电源电压相等。
S023：打开传输MOS管，使光电二极管中曝光信号传输至悬浮扩散区，进行差异像素传输信号Vsig读取，此时的差异像素传输信号Vsig包含拐点。
本步骤中，当光电二极管与悬浮扩散区之间的传输MOS管开启之后，光电二极管曝光产生的电荷传输到悬浮扩散区，使得悬浮扩散区电压降低，降低的电压大小由曝光阶段光电二极管产生的电荷量决定。由于在曝光信号传输之前悬浮扩散区是硬复位，在曝光信号传输之后，悬浮扩散区电压降低，且降低后的电压信号大小只由曝光电荷量决定。而对于基于复位MOS管进行分段曝光的HDR图像传感器，曝光产生的电荷与复位MOS管的阈值电压有关，由于工艺的偏差，不同像素单元的复位MOS管的阈值电压不同，则 在同样的光强和曝光时间下，不同像素单元中曝光产生电荷量不同。复位MOS管的阈值电压越大，其对应的像素单元在整个曝光阶段能产生的电荷量越多，读取的差异像素传输信号电压值越小，即差异像素传输信号与对应的像素单元中的复位MOS管的阈值电压呈负相关。
S03：将差异像素传输信号和差异复位信号相减，得到去除固定模式噪声的曝光信号Vpf，此时的曝光信号Vpf不包含拐点。
最终像素信号传输之后读取的差异像素传输信号包含曝光阶段产生的电荷量的差异。由于两次读取的差异复位信号和差异像素传输信号都和复位MOS管的阈值电压呈负相关，则通过差异复位信号和差异像素传输信号相减，得到去除固定模式噪声的曝光信号。
以下通过4T像素单元结合附图5-10对本实施例方法做进一步解释，本实施例中的方法可以适用于所有结构的像素单元，并不限于4T像素单元。
如附图5所示，本实施例单帧分段曝光采用现有技术中低满阱量曝光和高满阱量曝光，且曝光阶段和常规基于满阱电荷量调整的HDR图像传感器相同。如附图5和6所示，低满阱量曝光是通过将复位MOS管RST电压降低至中间电压实现的，在低满阱量曝光时，像素单元中电荷势垒示意图如图6所示。由于复位MOS管RST的阈值电压不同，不同像素单元中低满阱量曝光阶段的满阱势垒不同，在该曝光阶段光电二极管PD处能存储的最大电荷量不同。
如附图5和7所示，当像素阵列进入高满阱量曝光阶段时，传输MOS管TX栅极电压降低，传输MOS管TX关断，此时光电二极管PD处继续积累电荷，如附图7所示。不考虑像素单元光电感应噪声的情况下，此阶段各 个像素单元感应的电荷相同，但由于低满阱量曝光阶段的电荷不同，此时光电二极管PD处的总电荷不同。
如附图5所示，曝光之后像素阵列进入信号读取READ阶段时，每个像素单元有两次信号读取：差异复位信号Vrst和差异像素传输信号Vsig。如附图5和8所示，在软复位阶段进行差异复位信号读取，复位MOS管RST电压为中间电压值，此时各个像素单元中悬浮扩散区FD复位电压不同，各个像素单元中悬浮扩散区FD势垒不同，此时读取不同像素单元的差异复位信号Vrst。
如附图5和9所示，差异复位信号读取结束后，复位MOS管RST拉高，此时FD点硬复位，像素阵列中所有像素单元的悬浮扩散区FD点势垒与电源相同，如附图9所示，即此时所有像素单元的悬浮扩散区FD点势垒高度相同。此时不进行数据读取。
如附图5和10所示，在差异像素传输信号读取阶段，复位MOS管RST关断，传输MOS管TX打开，光电二极管PD处电荷都传输到悬浮扩散区FD处。由于曝光产生的电荷量不同，此时悬浮扩散区FD点的势垒不同，如附图10所示，此时读取不同像素单元的差异像素传输信号Vsig。
差异复位信号Vrst和差异像素传输信号Vsig都与复位MOS管RST的阈值电压Vth有关，硬复位时的电压V1与复位MOS管RST的阈值电压无关，V1＝VDD。不考虑增益放大，则Vrst＝VDD–Vth，Vsig＝V1–Q/C。Q为曝光阶段PD处的总电荷量，C为悬浮扩散区FD的电容。Q与复位MOS管RST的阈值电压Vth有关，Vth越大，Q越大，Vsig越小，即Vsig与Vth负相关。同时，Vth越大，Vrst也越小，即Vrst与Vth负相关。最终像素曝 光信号Vpd＝Vrst–Vsig与Vth无关。
本实施例在一次曝光以后的完整信号读取周期内，本实施例使得悬浮扩散区进行两次复位和两次信号读取。两次复位分别为软复位和硬复位，软复位产生的差异复位信号是图像传感器读取的有效复位信号，而硬复位只是为了像素信号传输之前悬浮扩散区的电位相等，图像传感器并不读取此时的复位信号，最终像素信号传输之后读取的差异像素传输信号包含曝光阶段产生的电荷量的差异。由于两次读取的差异复位信号和差异像素传输信号都和复位MOS管的阈值电压呈负相关，则通过差异复位信号和差异像素传输信号相减，得到去除固定模式噪声的曝光信号。
实施例2：如图14所示，本实施例的一种用于单帧分段曝光的图像传感器，包括图像传感器模块、拐点参考输入模块、存储器和数字信号处理器，其中，图像传感器模块包括含有多个像素单元的像素阵列，图像传感器模块的输出端口同时连接存储器和数字信号处理器，存储器与数字信号处理器连接，拐点参考输入模块的输出端口连接像素单元中控制分段曝光的MOS管。
本实施例中图像传感器模块还包括行驱动电路、列级ADC和接口电路，行驱动电路产生像素阵列每行驱动信号，控制像素阵列逐行曝光及信号读取；列级ADC电路将每行输出的所有列模拟信号转化为数字信号并通过接口电路输出；接口电路的输出端口即为整个图像传感器模块的输出端口。图像传感器模块和拐点参考输入模块集成在图像传感器芯片内，数字信号处理器可以集成在图像传感器芯片外或者集成在图像传感器芯片内，存储器可以集成在图像传感器芯片内，也可以集成在图像传感器外。
存储器存储所有像素阵列的伪曝光信号，伪曝光信号中包括拐点差异。 只有第一帧数据采集过程中像素阵列对存储器写入拐点差异，从第二帧起，像素阵列正常感光，每帧只从存储器读出第一帧写入的拐点差异，而不再对存储器进行写入操作。存储器的一端与数字信号处理器相连，从第二帧起从存储器读出的值将输入到数字信号处理器进行处理。数字信号处理器第一帧不进行拐点差异消除操作。从第二帧图像传感器正常感光开始，数字信号处理器将图像传感器接口输出的曝光信号与从存储器中读出的伪曝光信号相减，消除图像传感器输出数据中因为拐点差异导致的FPN。
本实施例图像传感器用于单帧分段曝光，单帧分段曝光的原理是低满阱量曝光阶段控制曝光的MOS管的电压值不是最大电压(相对于接地和电源电压不是最大电压)，定义低满阱量曝光阶段的电压为中间电压，使得高于中间电压对应的势垒高度的电荷都会泄放掉，在感光敏感度曲线上体现出来是一个有拐点的折线。在中间电压下，由于每个像素单元控制曝光的MOS管的阈值差异，每个像素单元在中间电压下形成的势垒高度不同，导致剩余电荷不同，导致每个像素单元的拐点不同。也就是说，拐点是由于中间电压产生的。因此在伪曝光信号读取阶段，为了保证读出的伪曝光信号包含拐点差异，则读出伪曝光信号时，对应的控制曝光的MOS管也应该处于中间状态。由于像素单元的拐点差异是由控制分段曝光的MOS管的阈值决定，而芯片上器件阈值与时间无关，可以认为第一帧与之后的帧每个像素单元的拐点差异相同，用后续帧减去第一帧的拐点差异即可消除拐点差异。本实施例中拐点差异指的是因为不同像素单元中控制分段曝光的MOS管阈值不同，会在像素阵列输出信号中产生偏离正常拐点值的差异。
拐点参考输入模块输出的拐点参考输入信号必须经过拐点差异产生的 MOS管，即控制像素单元分段曝光的MOS管；这样才能保证曝光信号和伪曝光信号相减时消除拐点差异，且拐点参考输入信号在存储器中写入和读出包括的拐点差异次数必须和像素信号曝光、读出过程中的拐点差异产生次数一致。如果像素单元只在曝光阶段产生一次拐点差异，则拐点参考输入信号在存储器中写入和读出的整个过程中只能有一次操作产生拐点差异；如果像素单元在曝光读取阶段产生两次拐点差异，则拐点参考输入信号在存储器中写入和读出的过程中必须包含两次拐点差异，这样才能最大程度地消除拐点差异带来的图像FPN，如果像素单元在曝光读取阶段产生两次拐点差异，拐点参考输入信号在存储器中写入和读出的整个过程中只有一次操作产生拐点差异，则不能完全消除拐点差异带来的FPN。本实施例中控制分段曝光的MOS管可以为一个或多个，当控制分段曝光的MOS管为多个时，每个控制分段曝光的MOS管上均连接一个拐点参考输入模块，确保最终形成的图像中所有拐点均被消除。
本实施例中拐点参考输入模块的输出端口连接在像素单元中控制分段曝光的MOS管上，即要确保拐点参考输入信号的写入必须经过拐点差异产生的MOS管。具体的拐点参考输入模块连接在像素阵列中每个像素单元或是一列像素单元或是一个像素单元上，需要取决于像素阵列的曝光方式和像素阵列的输出方式。若像素阵列为全局曝光，则所有的像素阵列的像素单元和一个拐点参考输入模块相连，即整个图像传感器只需要一个拐点参考输入模块即可；若像素阵列为逐行曝光，则每行像素单元和一个拐点参考输入模块相连，即整个图像传感器的拐点参考输入模块的个数和图像传感器的行数一致；若像素阵列为每个像素独立曝光独立输出，则每个像素单元都需要连 接一个拐点参考输入模块，即整个图像传感器的拐点参考输入模块的个数和图像传感器的像素数量一致。
本实施例中图像传感器消除拐点差异的原理为：在第一帧数据采集过程中，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号输入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；从第二帧数据采集开始，像素阵列进行分段曝光，数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号，将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号；其中，伪曝光信号在写入、读出过程中包含的拐点差异次数与像素阵列曝光、读出过程中的拐点差异次数相同。整个芯片工作过程中，只需要在第一帧数据采集过程中写入拐点参考输入信号，之后帧都进行正常曝光，不再写入拐点参考输入信号；同理，存储器只有在第一帧需要写入伪曝光信号，在之后帧存储器只需要进行伪曝光信号读取。
请参阅附图15，以相关双采样过程为例进行说明，本实施例中消除拐点的方法也适用其他的采样方法。从图15中可以看到，伪曝光和拐点差异读取只在第一帧中进行，从第二帧起，像素只有3个工作状态：低满阱量曝光EXP_LFWC、高满阱量曝光EXP_HFWC、读出READ，且读出阶段只有2个工作状态：像素复位信号读出SHR_VP和像素输出信号SHS_VP读出。第一帧的伪曝光过程和图13一致，拐点参考输入模块两次分别写入一个高拐点参考输入信号和一个低拐点参考输入信号，模拟像素的曝光。伪曝光对应的信号读出过程中有两个工作状态：拐点复位信号读出SHS_KP和拐点输出信号读出SHS_KP。
第一帧像素不进行曝光，即伪曝光和像素曝光不在同一帧中进行，但现 有技术中是在同一帧中完成。从第二帧起，像素的曝光过程包括低满阱量曝光和高满阱量曝光，通过控制像素感光二极管与电源之间的势垒高度，实现低满阱量和高满阱量的转换。每个像素都会经过这两个曝光阶段的曝光，但对于大信号来说，曝光有效时间可能小于低满阱量的曝光时间和高满阱量曝光时间的和，因为低满阱量曝光阶段，信号更容易饱和，饱和后多余的曝光时间内产生的电荷均被吸收到电源，不再被像素积累。
第一帧的读出阶段的处理也和之后的帧读出处理不同。第一帧读出伪曝光复位信号和伪曝光输出信号后即可得到每个像素包含拐点差异的伪曝光信号。先对每个像素单元写入伪曝光信号，再将伪曝光信号读出，读出的伪曝光信号写入存储器。第二帧开始的信号读出阶段，每个像素采集曝光复位信号和曝光输出信号之后即可得到每个像素的曝光信号，曝光信号中包含拐点差异。将得到的曝光信号输出到数字信号处理器中，同时数字信号处理器读出存储器中对应像素单元的伪曝光信号，将对应像素单元的曝光信号和伪曝光信号相减，得到拐点差异消除之后的曝光信号。
本实施例提供的一种采用单帧分段曝光的图像传感器进行数据采集的方法，包括如下步骤：S01：进行图像传感器的第一帧数据采集，此时，像素阵列不曝光，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器。
S02：进行图像传感器的第二帧数据采集，此时，像素阵列进行曝光，数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号，并将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号。
其中，数字信号处理器同时读出像素阵列中X行像素单元的曝光信号和 存储器中对应的伪曝光信号，X为大于0且小于等于像素阵列行数的整数。也就是说，数字信号处理器对某一行的伪曝光信号的读取以及曝光信号与伪曝光信号的相减可以与其它行的曝光信号同时进行，这样可以提高帧率。同时，如果数字信号处理器对某一行的伪曝光信号的读取以及曝光信号与伪曝光信号的相减是独立进行的，即逐行处理，也在本发明保护范围内。
S03：重复步骤S02进行图像传感器的第三帧至第P帧数据采集，直至完成所有帧的数据采集，P为图像传感器的数据采集总帧数。
本实施例中消除拐点差异的结构和方法只需要确保拐点参考输入模块的输出端口连接像素单元中控制分段曝光的MOS管，且伪曝光信号在输入、输出过程中包含的拐点差异次数与像素阵列曝光、输出过程中的拐点差异次数相同即可，在此基础上可以适用于任何结构的图像传感器。以下以5T结构的图像传感器进行说明：
图16为基于5T的拐点参考输入模块与像素的连接示意图，5T的HDR通过AB管的栅极电压调节实现。当正常曝光时，拐点参考输入模块始终输出电源电压，像素正常工作。当伪曝光时，拐点参考输入模块分别输出高拐点参考输入信号和低拐点参考输入信号。
图16结合图17，对本专利所述的伪曝光信号的伪曝光和读取进行说明。记拐点输入模块的输出信号为VKP，VKP的高拐点参考输入信号为VH，低拐点参考输入信号为VL，像素电源电压为VDDP，AB栅极高电压为VH_AB，中间电压为MID_AB，低电压为VL_AB，其中MID_AB为正常曝光中低满阱量曝光阶段的AB栅极电压值。当拐点输入模块输出VH时，AB栅极电压为VH_AB，此时AB管完全导通，PD处的电压为VPD1＝VH，采集此时 的PD信号即伪曝光复位信号Vrst_KP；当拐点输入模块输出VL时，AB管栅极电压为MID_AB，此时AB管不完全导通，PD处电压为VPD2＝VL-Vth，Vth为AB管的阈值；采集此时的PD信号即伪曝光输出信号Vsig_KP；当伪曝光数据采集结束后，拐点输入模块输出电源电压VDDP，AB拉高值VH_AB，PD进入复位状态，为接下来的曝光做准备。伪曝光得到的信号即为V_KP＝VH-(VL-Vth)＝VH-VL+Vth，由此可见：V_KP与Vth正相关。
对于正常曝光过程中，记采集的曝光复位信号为Vrst_PD，采集到的曝光输出信号为Vsig_PD。当AB电压为MID_AB时，势垒高度与(MID_AB-Vth)相关。AB管的Vth越小，(MID_AB-Vth)越大，势垒高度越低，积累的电荷越少，得到的Vsig_PD越大；反之，AB管的Vth越大，(MID_AB-Vth)越小，势垒高度越高，积累的电荷越多，得到的Vsig_PD越小。由此可见Vsig与Vth负相关。得到的曝光信号V_PD＝Vrst_PD-Vsig_PD与Vth正相关，因此(V_PD-V_KP)即与Vth无关，即由于Vth差异导致的拐点差异最终形成的图像FPN恶化现象得到优化。
实施例3：同时采用实施例1和实施例2中方法去除固定模式噪声，具体如下：一种去除固定模式噪声的方法，包括如下步骤：S01：对像素阵列进行单帧分段曝光，单帧分段曝光包括在同一帧中分别进行低满阱量曝光和高满阱量曝光；像素阵列中包括像素单元，像素单元包括传输MOS管、光电二极管、复位MOS管和悬浮扩散区，且光电二极管和悬浮扩散区通过传输MOS管连接，悬浮扩散区还通过复位MOS管连接复位信号；具体方法如实施例1中所述；
其中在对像素阵列进行单帧分段曝光过程中，当对图像传感器的的第一 帧数据进行采集时，像素阵列不曝光，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；当对图像传感器的第二帧及以后帧数据进行采集时，像素阵列进行曝光。
S02：进行像素阵列的信号读取，包括：S021：进行软复位：将像素单元中复位信号设置为小于电源电压大于接地电压的中间电压，进行差异复位信号读取；S022：进行硬复位：将像素单元中复位信号设置为大于等于电源电压和复位MOS管阈值电压之和的高电压；S023：打开传输MOS管，使得光电二极管中曝光信号传输至悬浮扩散区，进行差异像素传输信号读取；
其中对像素阵列的信号进行读取过程中，针对像素阵列的第二帧及以后帧数据，数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号；
S03：将差异像素传输信号和差异复位信号相减，得到去除固定模式噪声的曝光信号；
其中，针对像素阵列的第二帧及以后帧数据，同时将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号。
上述步骤中的具体操作可以参阅实施例1和实施例2中内容，在此不再重复描述。
最后所应说明的是，以上实施例仅为本发明较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (17)

  1. 一种去除固定模式噪声的方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：对像素阵列进行单帧分段曝光，所述单帧分段曝光包括在同一帧中分别进行低满阱量曝光和高满阱量曝光；所述像素阵列中包括像素单元，所述像素单元包括传输MOS管、光电二极管、复位MOS管和悬浮扩散区，且所述光电二极管和悬浮扩散区通过所述传输MOS管连接，所述悬浮扩散区还通过所述复位MOS管连接复位信号；S02：进行像素阵列的信号读取，具体包括：S021：进行软复位：将所述像素单元中复位信号设置为小于电源电压大于接地电压的中间电压，进行差异复位信号读取；S022：进行硬复位：将所述像素单元中复位信号设置为大于等于电源电压和复位MOS管阈值电压之和的高电压；S023：打开所述传输MOS管，使得所述光电二极管中曝光信号传输至所述悬浮扩散区，进行差异像素传输信号读取；S03：将差异像素传输信号和差异复位信号相减，得到去除固定模式噪声的曝光信号。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S022中进行硬复位的时候，不进行复位信号读取。
  3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S01中通过复位MOS管控制像素单元进行单帧分段曝光。
  4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述复位MOS管控制像素单元先进行低满阱量曝光，再进行高满阱量曝光。
  5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S01中对像素阵列进行单帧A次低满阱量曝光和B次高满阱量曝光，A和B均为大于0的正整数，且A次低满阱量曝光对应的满阱电荷量均不相同，B次高满阱曝光对应的满 阱电荷量均不相同。
  6. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述像素阵列中各个像素单元的复位MOS管的阈值电压不同；S021中各个像素单元中复位MOS管源漏两端电压不相等，且悬浮扩散区的复位电压也不相等，所述像素单元中悬浮扩散区的复位电压与该像素单元中的复位MOS管阈值电压负相关；S022中各个像素单元中复位MOS管源漏两端电压相等，且悬浮扩散区的复位电压也相等，各个像素单元的悬浮扩散区的复位电压均与电源电压相等；S023中各个像素单元的差异像素传输信号与该像素单元中的复位MOS管阈值电压负相关。
  7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：S01，当对图像传感器的第一帧数据进行采集时，像素阵列不曝光，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；当对图像传感器的第二帧及以后帧数据进行采集时，像素阵列进行曝光；S02，针对像素阵列的第二帧及以后帧数据，数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号；S03，针对像素阵列的第二帧及以后帧数据，同时将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，S02中数字信号处理器同时读出像素阵列中X行像素单元的曝光信号和存储器中对应的伪曝光信号，X为大于0且小于等于像素阵列行数的整数。
  9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，S01的拐点参考输入模块输出的拐点参考输入信号包括高拐点参考输入信号和低拐点参考输入信号， 分别对应伪曝光复位信号和伪曝光输出信号；S02中曝光信号包括曝光复位信号和曝光输出信号，伪曝光信号包括伪曝光复位信号和伪曝光输出信号。
  10. 一种去除固定模式噪声的方法，其特征在于，包括：S01：进行图像传感器的第一帧数据采集，此时，像素阵列不曝光，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；S02：进行图像传感器的第二帧数据采集，此时，像素阵列进行曝光，数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号，并将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号；S03：重复步骤S02进行图像传感器的第三帧至第P帧数据采集，直至完成所有帧的数据采集，P为图像传感器的数据采集总帧数。
  11. 根据权利要求10的方法，其特征在于，S02中数字信号处理器同时读出像素阵列中X行像素单元的曝光信号和存储器中对应的伪曝光信号，X为大于0且小于等于像素阵列行数的整数。
  12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，S01中的拐点参考输入模块输出的拐点参考输入信号包括高拐点参考输入信号和低拐点参考输入信号，分别对应伪曝光复位信号和伪曝光输出信号；S02中的曝光信号包括曝光复位信号和曝光输出信号，所述伪曝光信号包括伪曝光复位信号和伪曝光输出信号。
  13. 一种去除固定模式噪声的图像传感器，其特征在于，包括图像传感器模块、拐点参考输入模块、存储器和数字信号处理器，其中，所述图像传感器模块包括含有像素单元的像素阵列，所述图像传感器模块的输出端口同时连接所述存储器和数字信号处理器，所述存储器与所述数字信号处理器连 接，所述拐点参考输入模块的输出端口连接所述像素单元中控制分段曝光的MOS管；在第一帧数据采集过程中，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；从第二帧数据采集开始，像素阵列进行分段曝光，所述数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号，并将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号；
    其中，存储器中的伪曝光信号在写入、读出过程中包含的拐点差异次数与像素阵列曝光、读出过程中的拐点差异次数相同。
  14. 根据权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述曝光信号包括曝光复位信号和曝光输出信号，所述伪曝光信号包括伪曝光复位信号和伪曝光输出信号；所述拐点参考输入模块输出的拐点参考输入信号包括高拐点参考输入信号和低拐点参考输入信号，分别对应伪曝光复位信号和伪曝光输出信号。
  15. 根据权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述分段曝光包括低满阱量曝光和高满阱量曝光，通过控制像素单元中感光二极管与电源之间的势垒高度，实现低满阱量曝光和高满阱量曝光。
  16. 根据权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器模块、拐点参考输入模块集成在图像传感器芯片内，所述存储器和/或数字信号处理器集成在图像传感器芯片外或者集成在图像传感器芯片内。
  17. 根据权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述数字信号处理器同时读出像素阵列中X行像素单元的曝光信号和存储器中对应的伪曝光信号，X为大于0且小于等于像素阵列行数的整数。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103716559A (zh) * 2014-01-13 2014-04-09 中国科学院上海高等研究院 像素单元读出装置及方法、像素阵列读出装置及方法
CN108419033A (zh) * 2018-03-01 2018-08-17 上海晔芯电子科技有限公司 基于拐点的hdr图像传感器像素结构及成像系统
US20190068905A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 Atsushi Suzuki Solid-state image sensor and image capturing device
CN109922287A (zh) * 2018-05-02 2019-06-21 思特威电子科技（开曼）有限公司 降低图像传感器像素阵列固定图像噪声的方法、成像系统
CN110677603A (zh) * 2019-09-16 2020-01-10 上海集成电路研发中心有限公司 一种用于单帧分段曝光的图像传感器
CN110708481A (zh) * 2019-09-16 2020-01-17 上海集成电路研发中心有限公司 一种基于差异复位的去除固定模式噪声方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7045753B1 (en) * 2000-08-09 2006-05-16 Dalsa, Inc. Five transistor CMOS pixel
JP3944829B2 (ja) * 2002-01-17 2007-07-18 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその駆動方法
JP4308170B2 (ja) * 2005-06-10 2009-08-05 本田技研工業株式会社 イメージセンサ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103716559A (zh) * 2014-01-13 2014-04-09 中国科学院上海高等研究院 像素单元读出装置及方法、像素阵列读出装置及方法
US20190068905A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 Atsushi Suzuki Solid-state image sensor and image capturing device
CN108419033A (zh) * 2018-03-01 2018-08-17 上海晔芯电子科技有限公司 基于拐点的hdr图像传感器像素结构及成像系统
CN109922287A (zh) * 2018-05-02 2019-06-21 思特威电子科技（开曼）有限公司 降低图像传感器像素阵列固定图像噪声的方法、成像系统
CN110677603A (zh) * 2019-09-16 2020-01-10 上海集成电路研发中心有限公司 一种用于单帧分段曝光的图像传感器
CN110708481A (zh) * 2019-09-16 2020-01-17 上海集成电路研发中心有限公司 一种基于差异复位的去除固定模式噪声方法

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