新型CMOS圖像傳感器原理及應(yīng)用
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2 圖像的預(yù)處理過程及方法
為了得到良好的圖像質(zhì)量,需要對所采集的原始圖像數(shù)據(jù)進行處理。一般上,圖像的預(yù)處理是在協(xié)處理器中完成的。最近,隨著SoC技術(shù)的發(fā)展,可以在CMOS傳感器中集成圖像預(yù)處理功能.這正顯示了CMOS圖像傳感器的優(yōu)勢所在。
圖像的預(yù)處理主要包括了缺陷修正、去除FPN噪聲、色彩差值,圖像銳化差值、光圈修正、Gamma修正等一系列處理。
通過數(shù)字圖像處理算法來實現(xiàn)來實現(xiàn)上述的圖像預(yù)處理過程,其硬件平臺可以是集成在SoC中的圖像處理電路、ASIC圖像處理芯片,或通用的DSP芯片。首先是消除圖像中的缺陷,如果某一個像素中有缺陷,而導(dǎo)致了其輸出電平被鉗位于高電乎(黑點)或低電平(白點),就需要通過圖像處理來進行彌補。通常是使用其周圍相同顏色像素的平均值來代替該像素的輸出值。
通常情況下,不同列的列模/數(shù)轉(zhuǎn)換器存在著差異,這就導(dǎo)致了固定模式噪聲(fixed Pattern Noise,F(xiàn)PN)的產(chǎn)生。圖4中Black Lines中的數(shù)據(jù)就是用來消除FPN的。協(xié)處理器會利用這一部分數(shù)據(jù)來達到消除FPN的目的。
由于每個像素上為某種彩色濾光片,所以要通過色彩差值來得到其余兩種色彩信息。Gamma修正是為了消除在電學(xué)器件和光學(xué)器件之間在信號傳輸上的非線性效應(yīng)。
從以上的圖像處理過程可知,許多算法中使用了差值,這就導(dǎo)致了圖像的平滑化,而為了恢復(fù)銳利的圖像,就需要進行光圈修正。在圖像處理中,通過邊緣檢測而得到的銳化邊緣對差值后的平滑圖像進行卷積,從而得到銳利的圖像。
3 結(jié) 語
為了提高CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量,通過對圖像主要的噪聲源以及圖像失真的分析,本文提出了一種新型的CMOS有源像素圖像傳感器。該CMOS圖像傳感器使用4T有源像素,大大提高了圖像傳感器的靈敏度。通過在傳感器中集成圖像預(yù)處理功能,對改善圖像的質(zhì)量起到了很好的效果。
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