CMOS图像传感器及噪声校正方法

创意无极限，仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——CMOS图像传感器及其行噪声校正方法。该专利由江苏思特威电子科技有限公司申请，并于2018年8月14日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及图像传感器技术领域，特别涉及一种CMOS图像传感器及其行噪声校正方法。

发明背景

CMOS图像传感器是一种利用光电效应将光学图像转换成电信号的半导体装置，所述CMOS图像传感器结构简单而且可靠性高，因此在众多领域都得到了广泛的应用。

现有的CMOS图像传感器100包括像素阵列110和读出电路，所述像素阵列110的每个像素单元分别与电源和读出电路电连接。外界光照射到所述CMOS图像传感器100的像素阵列110上，所述像素阵列110的像素单元发生光电效应，在像素单元内产生相应的电荷。所述CMOS图像传感器100通常是以行为单位读出像素的，在读出过程中根据实际需要选通相应的行，选通的一行像素单元将图像信号转换成数字图像信号进行输出。所述CMOS图像传感器100通过读出电路进行读出时必须使用共模参考电平(common mode reference voltage)，所述共模参考电平能够避免像素单元输出的信号因噪声或其他因素而发生偏移。

然而，所述CMOS图像传感器100的像素阵列110、读出电路、电源及地的共模参考电平存在随机的噪声，因此读出过程中会引入瞬态噪声。所述CMOS图像传感器100若采用逐行读出，则同一时刻读出的一行像素的该瞬间噪声相同，而不同行之间的该瞬态噪声不同，不同帧之间的同一行的该瞬态噪声也不相同，所以采用所述CMOS图像传感器100在观看连续图像时图像中出现水平条纹，此现象称为行噪声(row noise)。行噪声的存在会严重影响图像质量，其在低光状态下尤为明显。

因此，如何去除CMOS图像传感器的行噪声成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器及其行噪声校正方法，以解决现有技术中CMOS图像传感器的存在行噪声的问题。

本发明实施例的CMOS图像传感器的行噪声校正方法的流程图。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：读出电路、像素阵列和参考阵列；所述像素阵列和参考阵列分别由多个有效像素单元和多个参考像素单元组成，所述多个有效像素单元和多个参考像素单元均与电源和读出电路电连接；其中，所述参考像素单元的感光度为零。

可选的，在所述的CMOS图像传感器中，每行有效像素单元之前均设置有一行参考像素单元。在所述的CMOS图像传感器中，所述像素阵列和参考阵列的行数相同。在所述的CMOS图像传感器中，所述参考阵列的列数大于等于25。

本发明还提供一种CMOS图像传感器的行噪声校正方法，所述CMOS图像传感器的行噪声校正方法包括：提供一CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括由感光度均为零的参考像素单元所组成的参考阵列；计算所述CMOS图像传感器的行噪声；根据行噪声的计算结果消除所述CMOS图像传感器的行噪声。

可选的，在所述的CMOS图像传感器的行噪声校正方法中，计算所述行噪声的过程包括：读取每个参考像素单元的输出值；分别计算每行参考像素单元的输出值之和及每行参考像素单元中两个最大值及两个最小值之和；读取所述CMOS图像传感器的暗电流值；根据每行参考像素单元的输出值之和、每行参考像素单元中两个最大值及两个最小值之和及所述暗电流值计算行噪声。

在所述的CMOS图像传感器的行噪声校正方法中，所述行噪声的计算公式为：row_noise=average(Psum-Pmax_min_sum)-Poffset；其中，row_noise表示行噪声，Psum表示每行参考像素单元的输出值之和，Pmax_min_sum表示每行参考像素单元中两个最大值及两个最小值之和，Poffset表示所述CMOS图像传感器的暗电流值。

在所述的CMOS图像传感器的行噪声校正方法中，消除所述CMOS图像传感器的行噪声之前，计算所述CMOS图像传感器的行噪声之后，还包括读取每行有效像素单元的输出值以得到消除行噪声之前的图像信息。

在本发明提供的CMOS图像传感器的行噪声校正方法中，所述CMOS图像传感器在像素阵列的基础上增设了参考阵列，以所述参考阵列的每个像素单元作为参考像素单元，通过读取所述参考像素单元的输出值能够计算出行噪声，从而实现行噪声的消减，使得所述CMOS图像传感器的图像质量得以提高。