本申請公開了一種圖像傳感器的信號處理裝置和方法。該裝置包括：圖像傳感器，用于進(jìn)行圖像采集獲得模擬信號；多級放大器，用于對圖像傳感器輸出的模擬信號執(zhí)行不同增益的放大處理；模擬信號采集單元，用于對多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，獲得多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號對應(yīng)的數(shù)字信號；處理單元，用于將多級放大器中的一級放大器輸出的模擬信號確定為目標(biāo)模擬信號，并獲取模擬信號采集單元輸出的目標(biāo)模擬信號對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)字信號；處理單元，還用于輸出目標(biāo)數(shù)字信號。該裝置可以提高光強(qiáng)突變場景下圖像傳感器所捕獲的圖像信號的質(zhì)量，以更好的滿足不同應(yīng)用場景的使用需求。以更好的滿足不同應(yīng)用場景的使用需求。以更好的滿足不同應(yīng)用場景的使用需求。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
圖像傳感器的信號處理裝置和方法
[0001]本申請涉及圖像信號數(shù)據(jù)處理
，尤其涉及一種圖像傳感器的信號處理裝置和方法。
技術(shù)介紹
[0002]圖像傳感器的主要作用是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。目前，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）已在工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，其又簡稱為CMOS傳感器。CMOS傳感器能夠提供高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)，并且具有低功耗、高速度和低噪聲等優(yōu)點。在高速應(yīng)用中，CMOS傳感器捕獲圖像時遇到光強(qiáng)突變使得捕獲的圖像存在過暗或過曝的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致CMOS傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)不可用。若通過增加上述場景中CMOS傳感器的曝光時間以獲得弱光場景下的更清晰的圖像，則會降低CMOS傳感器的響應(yīng)速度，從而無法滿足高速應(yīng)用場景的快速響應(yīng)要求。
[0003]傳統(tǒng)技術(shù)中，為解決在高速應(yīng)用中CMOS傳感器捕獲圖像存在過暗或過曝的問題，采用了以下方法：參見圖1，在CMOS傳感器110和模擬信號采集單元130之間設(shè)置放大器120，并根據(jù)光強(qiáng)動態(tài)調(diào)整放大器120的增益。這樣，可以使用較短的曝光時間與較大的放大器增益捕獲到清晰的弱光圖像，同時滿足高速響應(yīng)的要求。但上述方法中，對放大器120的增益的動態(tài)調(diào)整和CMOS傳感器110的曝光時間的調(diào)整是異步。也就是說，僅在CMOS傳感器110輸出的圖像存在過暗或過曝的現(xiàn)象的情況下，才會調(diào)整放大器120的增益和CMOS傳感器110的曝光時間。在調(diào)整階段，CMOS傳感器110所捕獲的圖像仍然不是清晰的，即CMOS傳感器110在調(diào)整階段所捕獲的圖像數(shù)據(jù)仍是不可用的，這樣，會導(dǎo)致CMOS傳感器110無法利用這些數(shù)據(jù)及時完成響應(yīng)輸出。
[0004]因此，亟需一種裝置，通過該裝置可以提高光強(qiáng)突變場景下圖像傳感器所捕獲的圖像信號的質(zhì)量，以更好的滿足不同應(yīng)用場景的使用需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0005]本申請?zhí)峁┝艘环N圖像傳感器的信號處理裝置和方法，該裝置可以提高光強(qiáng)突變場景下圖像傳感器所捕獲的圖像信號的質(zhì)量，以更好的滿足不同應(yīng)用場景的使用需求。
[0006]第一方面，本申請實施例提供了一種圖像傳感器的信號處理裝置，所述裝置包括：圖像傳感器，用于進(jìn)行圖像采集獲得模擬信號；多級放大器，用于對所述圖像傳感器輸出的所述模擬信號執(zhí)行不同增益的放大處理；模擬信號采集單元，用于對所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，獲得所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號對應(yīng)的數(shù)字信號；處理單元，用于將所述多級放大器中的一級放大器輸出的模擬信號確定為目標(biāo)模擬信號，并獲取所述模擬信號采集單元輸出的所述目標(biāo)模擬信號對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)字信號；所述處理單元，還用于輸出所述目標(biāo)數(shù)字信號。
[0007]在一種可能的設(shè)計中，所述處理單元包括峰值檢測單元和仲裁單元，所述峰值檢測單元，用于接收所述多級放大器中的至少一級放大器輸出的模擬信號，并對所述至少一
級放大器輸出的模擬信號進(jìn)行峰值檢測獲得所述至少一級放大器輸出的模擬信號的峰值；所述仲裁單元，用于根據(jù)所述峰值檢測單元輸出的所述至少一級放大器輸出的模擬信號的峰值，獲取所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值；所述仲裁單元還用于：基于所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值，將所述多級放大器中的一級放大器輸出的模擬信號確定為所述目標(biāo)模擬信號；所述仲裁單元還用于：獲取所述模擬信號采集單元輸出的所述目標(biāo)模擬信號對應(yīng)的數(shù)字信號，并輸出所述目標(biāo)數(shù)字信號。
[0008]在一種可能的設(shè)計中，所述仲裁單元還用于：根據(jù)預(yù)設(shè)峰值范圍和所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值，確定候選輸出信號集合，其中，所述候選輸出信號集合包括的每個候選模擬信號的峰值不超過所述預(yù)設(shè)峰值范圍；將所述候選輸出信號集合中的與預(yù)設(shè)峰值之間的差值最小的候選模擬信號，確定為所述目標(biāo)模擬信號。
[0009]在一種可能的設(shè)計中，所述至少一級放大器包括所述多級放大器中的部分放大器，所述仲裁單元還用于：根據(jù)所述部分放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值、所述多級放大器中除去所述部分放大器之外的每級放大器的增益、以及所述多級放大器之間的連接關(guān)系，確定所述多級放大器中除去所述部分放大器之外的每級放大器輸出的模擬信號的峰值，以獲取所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值。
[0010]在一種可能的設(shè)計中，所述多級放大器包括具有第一增益的第一級放大器和具有第二增益的第二級放大器，所述第一增益和所述第二增益不同，所述第一級放大器用于對所述圖像傳感器輸出的所述模擬信號執(zhí)行所述第一增益的放大處理，所述第二級放大器用于對所述第一級放大器輸出的模擬信號執(zhí)行所述第二增益的放大處理，所述多級放大器中的部分放大器為所述第一級放大器，所述仲裁單元還用于：將所述第一級放大器輸出的模擬信號的峰值和所述第二增益的乘積，確定為所述第二級放大器輸出的模擬信號的峰值。
[0011]在一種可能的設(shè)計中，所述多級放大器還包括具有第三增益的第三級放大器，所述第三增益、所述第二增益和所述第一增益是三個不同的增益，所述仲裁單元還用于：將所述第二級放大器輸出的模擬信號的峰值和所述第三增益的乘積，確定為所述第三級放大器輸出的模擬信號的峰值。
[0012]在一種可能的設(shè)計中，所述處理單元還包括存儲單元，所述模擬信號采集單元，還用于將所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號對應(yīng)的數(shù)字信號存儲至所述存儲單元；所述仲裁單元，還用于從所述存儲單元中獲取所述模擬信號采集單元輸出的所述目標(biāo)模擬信號對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)字信號。
[0013]在一種可能的設(shè)計中，所述處理單元還包括曝光控制單元，所述曝光控制單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)亮度閾值和所述圖像傳感器輸出的所述模擬信號的亮度，對所述圖像傳感器的曝光時間進(jìn)行調(diào)整；其中，若所述圖像傳感器輸出的所述模擬信號的亮度超過所述預(yù)設(shè)亮度閾值，則減小所述圖像傳感器的曝光時間；若所述圖像傳感器輸出的所述模擬信號的亮度不超過所述預(yù)設(shè)亮度閾值，則增大所述圖像傳感器的曝光時間。
[0014]第二方面，本申請還提供了一種圖像傳感器的信號處理方法，應(yīng)用于包括圖像傳感器、多級放大器、模擬信號采集單元和處理單元的系統(tǒng)中，其中，所述圖像傳感器，用于進(jìn)行圖像采集獲得模擬信號；所述多級放大器，用于對所述圖像傳感器輸出的所述模擬信號執(zhí)行不同增益的放大處理；所述模擬信號采集單元，用于對所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，獲得所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信
號對應(yīng)的數(shù)字信號；所述方法包括：控制所述處理單元將所述多級放大器中的一級放大器輸出的模擬信號確定為目標(biāo)模擬信號，并獲取所述模擬信號采集單元輸出的所述目標(biāo)模擬信號對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)字信號；控制所述處理單元，輸出所述目標(biāo)數(shù)字信號。
[0015]在一種可能的設(shè)計中，所述處理單元包括峰值檢測單元和仲裁單元，所述控制所述處理單元將所述多級放大器中的一級放大器輸出的模擬信號確定為目標(biāo)模擬信號，包括：控制所述峰值檢測單元接收所述至少一級本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種圖像傳感器的信號處理裝置，其特征在于，所述裝置包括：圖像傳感器，用于進(jìn)行圖像采集獲得模擬信號；多級放大器，用于對所述圖像傳感器輸出的所述模擬信號執(zhí)行不同增益的放大處理；模擬信號采集單元，用于對所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，獲得所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號對應(yīng)的數(shù)字信號；處理單元，用于將所述多級放大器中的一級放大器輸出的模擬信號確定為目標(biāo)模擬信號，并獲取所述模擬信號采集單元輸出的所述目標(biāo)模擬信號對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)字信號；所述處理單元，還用于輸出所述目標(biāo)數(shù)字信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理單元包括峰值檢測單元和仲裁單元，所述峰值檢測單元，用于接收所述多級放大器中的至少一級放大器輸出的模擬信號，并對所述至少一級放大器輸出的模擬信號進(jìn)行峰值檢測獲得所述至少一級放大器輸出的模擬信號的峰值；所述仲裁單元，用于根據(jù)所述峰值檢測單元輸出的所述至少一級放大器輸出的模擬信號的峰值，獲取所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值；所述仲裁單元還用于：基于所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值，將所述多級放大器中的一級放大器輸出的模擬信號確定為所述目標(biāo)模擬信號；所述仲裁單元還用于：獲取所述模擬信號采集單元輸出的所述目標(biāo)模擬信號對應(yīng)的數(shù)字信號，并輸出所述目標(biāo)數(shù)字信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述仲裁單元還用于：根據(jù)預(yù)設(shè)峰值范圍和所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值，確定候選輸出信號集合，其中，所述候選輸出信號集合包括的每個候選模擬信號的峰值不超過所述預(yù)設(shè)峰值范圍；將所述候選輸出信號集合中的與預(yù)設(shè)峰值之間的差值最小的候選模擬信號，確定為所述目標(biāo)模擬信號。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述至少一級放大器包括所述多級放大器中的部分放大器，所述仲裁單元還用于：根據(jù)所述部分放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值、所述多級放大器中除去所述部分放大器之外的每級放大器的增益、以及所述多級放大器之間的連接關(guān)系，確定所述多級放大器中除去所述部分放大器之外的每級放大器輸出的模擬信號的峰值，以獲取所述多級放大器中的每級放大器輸出的模擬信號的峰值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述多級放大器包括具有第一增益的第一級放大器和具有第二增益的第二級放大器，所述第一增益和所述第二增益不同，所述第一級放大器用于對所述圖像傳...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭周坪，黃錦華，李艷慶，徐朝圣，
申請(專利權(quán))人：深圳深浦電氣有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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