图像处理装置及方法与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像处理装置及方法。


背景技术：

2.互补金属氧化物半导体(complementary metal
‑
oxide
‑
semiconductor，cmos)是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片，cmos图像传感器(cmos image sensor，cis)在图像领域具有不可替代性，被广泛应用于安防监控、消费电子、车载设备、科学测量等领域中。cis的基本发展方向包括：多像素、低噪声、高动态范围、高图像帧率。低噪高动态的图像质量能给用户带来更好的视觉体验。
3.在图像处理中，将同一场景条件下，不同强度照片的数据合成在一起，就能得到高动态范围渲染(high dynamic range，hdr)，相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节，根据不同的曝光时间的ldr(low
‑
dynamic range，低动态范围图像)，并利用每个曝光时间相对应最佳细节的ldr图像来合成最终hdr图像。它能够更好地反映出真实环境中的视觉效果。
4.像素转换得到的电压为：曝光时间(exposure time)、灵敏度(sensitivity)、转换增益(cg，conversion gain)、读出电路增益之间的乘积，其中曝光时间、灵敏度、转换增益都可以对图像信号的强度进行调节，但是目前通过高动态范围渲染的电路对图像进行处理之后，输出数据带宽大，而且电路功耗高。
5.因此，有必要提供一种新型的图像处理装置及方法以解决现有技术中存在的上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种图像处理装置及方法，通过将图像信号单帧输出，有效降低了输出数据的带宽，并减小了电路动态功耗。
7.第一方面，为实现上述目的，本发明的所述一种图像处理装置，包括：
8.读出模块，用于将输入的图像信号经过溢出判断后获取单帧目标数据；
9.图像增益配置模块，与所述读出模块连接，用于配置所述图像信号的图像增益；
10.增益标定模块，与所述读出模块和所述图像增益配置模块连接，用于根据所述图像增益将所述目标数据组合为增益输出数据。
11.本发明所述图像处理装置的有益效果在于：通过读出模块将所述图像信号经过比较判断之后获取得到目标数据，以便于对图像信号进行溢出判断后得到单帧的目标数据，而图像增益配置模块对图像信号的不同帧信号配置图像增益，之后通过增益标定模块对目标数据进行处理，将目标数据对应的图像增益与所述目标数据组合成为增益输出数据以输出单帧图数据，从而将最终的输出结果由多帧输出变为单帧输出，不仅有效降低了输出数据的带宽，而且能够有效降低电路动态功耗。
12.可选的，所述读出模块包括：
13.源随器单元，用于将所述图像信号转换为像素电压信号；
14.斜坡发生器单元，用于生成斜坡信号；
15.比较器单元，分别与所述源随器单元和所述斜坡发生器单元连接，以比较所述像素电压信号和所述斜坡信号并输出比较信号；
16.计数器单元，与所述比较器单元连接，用于根据所述比较信号进行计数，并输出计数结果；
17.溢出判断单元，与所述计数器单元连接，用于根据所述计数结果或者所述比较信号进行溢出判断并得到溢出结果，根据所述溢出结果输出所述目标数据；
18.数据缓存单元，与所述溢出判断单元连接，用于缓存所述目标数据；
19.暂停开关逻辑单元，所述暂停开关逻辑单元的输入端与所述溢出判断单元连接，所述暂停开关逻辑单元的输出端分别与所述源随器单元、所述比较器单元和所述计数器单元连接，以根据所述溢出结果调节所述源随器单元、所述比较器单元和所述计数器单元的工作状态。其有益效果在于：上述的读出模块通过比较器单元对像素电压信号和斜坡信号进行比较并输出比较信号，之后通过计数器单元对比较信号进行计数以输出计数结果，并通过溢出判断单元对计数结果或者比较信号进行溢出判断，并根据所述溢出结果对应输出所述目标数据，并通过数据缓存单元将所述目标数据缓存起来，便于后续调用；同时通过所述暂停开关逻辑单元对读出模块的所述源随器单元、所述比较器单元和所述计数器单元进行控制，在根据溢出结果确定当前没有信号溢出的时候，在开始读取下一帧图像信号之前，将所述源随器单元、所述比较器单元和所述计数器单元软关断或者控制进入低功耗模式，从而有效降低整个读出模块的功耗。
20.可选的，所述增益标定模块包括帧序增益单元、计数输出单元和合成单元，所述帧序增益单元的输入端分别与所述图像增益配置模块和所述读出电路连接，以根据目标数据的帧序获取所述目标数据对应的图像增益，所述计数输出单元与所述读出模块连接，以输出所述读出模块输出的目标数据，所述合成单元分别与所述帧序增益单元和所述计数输出单元输出端连接，以将所述目标数据和对应的图像增益组合成增益输出数据。
21.可选的，所述图像增益配置模块通过调节所述读出模块的曝光长度、转换增益、模拟增益、像素切换中的至少一种以调节所述图像信号的图像增益。其有益效果在于：便于通过多种方式调节图像信号的图像增益。
22.第二方面，本发明还提供了一种图像处理方法，所述处理方法包括：
23.输入待处理的图像信号，并通过图像增益配置模块对所述图像信号配置图像增益；
24.通过读出模块对待处理的所述图像信号进行溢出判断以获取单帧的目标数据；
25.根据所述图像信号的所述图像增益，通过增益标定模块将所述目标数据组合为增益输出数据。
26.本发明所述的图像处理方法的有益效果在于：通过将待处理的图像信号进行溢出判断后获取单帧目标数据，并根据配置好的图像增益，将获取到的单帧目标数据组合成为增益输出数据，从而将最终的输出结果由多帧输出变为单帧输出，不仅有效降低了输出数据的带宽，而且能够有效降低电路动态功耗。
27.可选的，所述通过读出模块对待处理的所述图像信号进行溢出判断以获取单帧目
标数据，包括：
28.通过源随器单元按照帧序将所述图像信号转换为像素电压信号；
29.通过比较器单元将所述像素电压信号与预设的斜坡信号进行比较，并根据比较结果输出比较信号；
30.计数器单元根据所述比较信号进行计数处理以得到计数结果；
31.溢出判断单元对所述计数结果进行溢出判断以得到溢出结果，根据所述溢出结果获取所述目标数据。
32.可选的，所述根据比较结果输出比较信号，包括：
33.根据所述像素电压信号与所述斜坡信号的大小，分别输出高电平或者低电平的比较信号；
34.所述根据所述比较信号进行计数处理以得到计数结果，包括：
35.根据所述比较信号的电平高低进行计数或者停止计数，并在计数后输出所述计数结果。
36.可选的，所述计数处理包括复位阶段和信号阶段，在所述计数处理处于所述复位阶段时，所述计数处理为负计数；在所述计数处理过程处于所述信号阶段时，所述计数处理为正计数。其有益效果在于：便于对不同阶段进行计数。
37.可选的，所述对所述计数结果进行溢出判断以得到溢出结果，包括：
38.判断所述计数结果与预设溢出判断阈值的大小；
39.在所述计数结果大于所述预设溢出判断阈值时，确定当前帧信号发生溢出，在所述计数结果小于或等于所述预设溢出判断阈值时，确定当前帧信号没有发生溢出；
40.所述根据所述溢出结果获取所述目标数据，包括：
41.在根据所述溢出结果确定当前的所述像素电压信号没有溢出时，输出当前帧的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序，并停止读出下一个像素电压信号；
42.在根据所述溢出结果确定当前的所述像素电压信号溢出时，继续读取下一个像素电压信号，直至出现所述像素电压信号没有溢出，并输出当前帧的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序；
43.将所述目标数据写入数据缓存之中。其有益效果在于：通过预设溢出判断阈值和计数结果判断以确定当前帧的图像信号是否发生溢出，以便于后续根据溢出结果获取目标数据，在当前的像素电压信号溢出时，输出当前帧的计数结果作为目标数据，并输出帧序；而在当前像素电压信号没有溢出时，读取下一个像素电压信号，直至出现没有溢出的像素电压信号，并将该帧信号的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序。
44.可选的，所述根据所述溢出结果获取所述目标数据，还包括：
45.在所有的所述像素电压信号没有溢出或者当前所述像素电压信号对应所述图像信号的最后一帧时，将最后一帧的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序。其有益效果在于：在始终没有像素电压信号溢出或者当前的像素电压信号为图像信号的最后一帧时，将最后一帧的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序，保证始终存在输出数据。
46.可选的，在确定当前帧信号没有发生溢出后，所述处理方法还包括：
47.控制所述源随器单元、所述比较器单元和所述计数器单元软关断或进入低功耗模式。其有益效果在于：降低整体功耗。
48.可选的，所述通过图像增益配置模块对所述图像信号配置图像增益，包括：
49.调节所述读出模块的曝光长度、转换增益、模拟增益、像素切换中的至少一种以调节所述图像信号的图像增益。
50.可选的，所述根据所述图像信号的所述图像增益，将所述目标数据组合为增益输出数据，包括：
51.获取所述目标数据的目标帧序；
52.根据所述目标帧序获取所述目标数据的图像增益；
53.将所述目标数据的图像增益与所述目标数据相乘以得到所述增益输出数据。
54.可选的，所述处理方法还包括对所述目标数据进行输出计数。
附图说明
55.图1为本发明实施例所述的图像处理装置的整体结构示意图；
56.图2为本发明实施例所述的图像处理装置的读出模块的结构框图；
57.图3为本发明实施例的所述图像处理方法的流程示意图；
58.图4本发明实施例所述图像处理方法中复位一、信号一、复位二、信号二的两次hdr合成过程时序图；
59.图5为本发明实施例所述图像处理方法中复位二、复位一、信号一、信号二的两次hdr的合成过程时序图。
具体实施方式
60.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
61.针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种图像处理装置，参照图1，包括：
62.读出模块1，用于将输入的图像信号经过溢出判断后获取单帧目标数据；
63.图像增益配置模块2，与所述读出模块1连接，用于配置所述图像信号的图像增益；
64.增益标定模块3，与所述读出模块1和所述图像增益配置模块2连接，用于根据所述图像增益将所述目标数据组合为增益输出数据。
65.在上述的图像处理装置中，在外部的图像信号输入到读出模块1之后，经过读出模块1对输入的图像信号进行溢出判断，从而获取得到满足要求的单帧目标数据，并通过图像增益配置模块2对输入每一帧图像信号进行增益配置，之后通过增益标定模块3将输出的单帧的目标数据与对应的图像增益进行组合以得到最终的增益输出数据，在实现图像合成的时候，将多帧图输出转换为单帧图输出，不仅减小了数据输出带宽，而且有效降低了整个装置的电路功耗。
66.在一些实施例中，图2为本发明实施例所述图像处理装置的读出模块1的结构框图，参照图2，所述读出模块1包括：
67.源随器单元101，用于将所述图像信号转换为像素电压信号；
68.斜坡发生器单元102，用于生成斜坡信号；
69.比较器单元103，分别与所述源随器单元和所述斜坡发生器单元连接，以比较所述像素电压信号和所述斜坡信号并输出比较信号；
70.计数器单元104，与所述比较器单元103连接，用于根据所述比较信号进行计数，并输出计数结果；
71.溢出判断单元105，与所述计数器单元104连接，用于根据所述计数结果或者所述比较信号进行溢出判断并得到溢出结果，根据所述溢出结果输出所述目标数据；
72.数据缓存单元106，与所述溢出判断单元105连接，用于缓存所述目标数据。
73.具体的，源随器单元101与外部的输入端连接，用于将通过输入端输入的图像信号转换为像素电压信号输出，同时斜坡发生器单元102生成斜坡信号，而比较器单元103的两个输入端分别与源随器单元101和斜坡发生器单元102连接，以通过比较器单元103对像素电压信号和斜坡信号进行比较，并根据比较结果输出比较信号，而计数器单元104与比较器单元103连接，从而根据比较信号进行计数并输出计数结果，而溢出判断单元105根据计数结果或者比较信号进行溢出判断，并根据溢出结果输出最终的目标数据，其中所述目标数据为当前帧的像素电压信号，在输出目标数据的同时，输出当前目标数据对应的当前帧序；而在完成溢出判断之后，最终输出的目标数据通过数据缓存单元106进行缓存。
74.其中，所述比较器单元103的输出记为cm输出，所述在当前帧的像素电压信号小于斜坡信号时，所述比较器单元103的cm输出低电平信号的比较信号；而在当前帧的像素电压信号大于斜坡信号时，所述比较器单元103的cm输出高电平的比较信号。
75.在一些实施例中，所述数据缓存单元106在写入使能之后，将输出的目标数据缓存起来。
76.可选的，继续参照图2，所述读出模块1还包括暂停开关逻辑单元107，所述暂停开关逻辑107单元的输入端与所述溢出判断单元105连接，所述暂停开关逻辑单元107的输出端分别与所述源随器单元101、所述比较器单元103和所述计数器单元104连接，以根据所述溢出结果调节所述源随器单元101、所述比较器单元103和所述计数器单元104的工作状态。
77.具体的，在溢出判断单元105判断当前帧的图像信号没有发生溢出的时候，也就是可以将当前帧的像素电压信号作为目标数据输出之后，由于后续像素电压信号的读出过程暂时中止，通过暂停开关逻辑单元107控制源随器单元101、比较器单元103和计数器单元104软关断或者进入低功耗模式，从而使得整个读出模块1的功耗降低，以有效降低整体的电路功耗。
78.在又一些实施例中，参照图1，所述增益标定模块3包括帧序增益单元301、计数输出单元302和合成单元303，所述帧序增益单元301的输入端分别与所述图像增益配置模块2和所述读出电路1连接，以根据目标数据的帧序获取所述目标数据对应的图像增益，所述计数输出单元302与所述读出模块1连接，以输出所述读出模块1输出的目标数据，所述合成单元303分别与所述帧序增益单元301和所述计数输出单元302输出端连接，以将所述目标数据和对应的图像增益组合成增益输出数据。
79.具体的，所述帧序增益单元301的输入端分别与所述图像增益配置模块2的输出端、所述读出模块1的输出端连接，从而通过帧序增益单元301根据输出的目标数据的帧序从图像增益配置模块2配置的图像增益中获取所述目标数据对应的图像增益，而计数输出单元302与读出模块1的输出端连接，以输出读出模块1的目标数据，之后通过合成单元303将目标数据和目标数据的帧序对应的图像增益相乘，从而得到最终的增益输出数据。
80.在本实施例中，通过所述帧序增益单元301的输入端分别与所述图像增益配置模块2的输出端和所述读出模块1的输出端连接，从而将输出结果从传统的多帧图输出转换为带帧识别信号的单帧图像输出，有效减小了数据输出带宽，同时也在一定程度上降低了电路动态消耗。
81.其中，所述读出模块1的输出端与所述数据缓存单元106的输出端连接。
82.在一些实施例中，所述图像增益配置模块2通过调节所述读出模块1的曝光长度、转换增益、模拟增益、像素切换中的至少一种以调节所述图像信号的图像增益。
83.具体的，在所述图像增益配置模块2在对读出模块1中的图像信号进行增益配置的时候，通过调节曝光长度、转换增益、模拟增益、像素切换中的一种或者几种来调节图像信号的图像增益，以便于对不同帧序的图像信号配置不同的图像增益。
84.需要说明的是，所述图像增益配置模块2的增益配置包括片内处理和片外处理两种方式，在片内处理时，将配置后的图像增益结合读出模块1输出的目标数据进行相乘处理后输出至帧序增益单元301；也可以将配置后的图像增益和读出模块1输出的目标数据输出分别输出至帧序增益单元301，此处不再赘述。
85.本发明还提供了一种图像处理方法，如图3所示，所述处理方法包括如下步骤：
86.s301、输入待处理的图像信号，并通过图像增益配置模块对所述图像信号配置图像增益。
87.在一些实施例中，所述通过图像增益配置模块对所述图像信号配置图像增益，包括：
88.调节所述读出模块的曝光长度、转换增益、模拟增益、像素切换中的至少一种以调节所述图像信号的图像增益。
89.通过调节读出模块的曝光长度、转换增益、模拟增益、像素切换中一种或几种参数来调节图像信号的图像增益，以满足不同的图像增益配置要求。
90.s302、通过读出模块对待处理的所述图像信号进行溢出判断以获取单帧的目标数据。
91.在一些实施例中，所述通过读出模块对待处理的所述图像信号进行溢出判断以获取单帧目标数据，包括如下步骤：
92.通过源随器单元按照帧序将所述图像信号转换为像素电压信号；
93.通过比较器单元将所述像素电压信号与预设的斜坡信号进行比较，并根据比较结果输出比较信号；
94.计数器单元根据所述比较信号进行计数处理以得到计数结果；
95.溢出判断单元对所述计数结果进行溢出判断以得到溢出结果，根据所述溢出结果获取所述目标数据。
96.在将图像信号输入到读出模块之后，首先通过源随器单元将输入的图像信号转换
为像素电压信号输出，同时读出模块内部的斜坡发生器单元产生对应的斜坡信号，在比较器单元的作用下，将当前帧的像素电压信号和斜坡信号进行比较，并根据比较结果输出比较信号，而在比较器单元输出比较信号之后，计数器单元对比较器单元输出的比较信号进行计数处理以得到计数结果，之后通过溢出判断单元对输出的计数结果进行溢出判断以确定当前帧的像素电压信号是否溢出，后续根据当前帧的像素电压信号的溢出判断结果获取最终的目标数据。
97.在一些实施例中，所述根据比较结果输出比较信号，包括：
98.根据所述像素电压信号与所述斜坡信号的大小，分别输出高电平或者低电平的比较信号；
99.所述根据所述比较信号进行计数处理以得到计数结果，包括：
100.根据所述比较信号的电平高低进行计数或者停止计数，并在计数后输出所述计数结果
101.在一些具体的实施例中，在所述像素电压信号大于所述斜坡信号时，所述比较信号输出为高电平信号；
102.在所述像素电压信号小于所述斜坡信号时，所述比较信号输出位低电平信号；
103.所述根据所述比较信号进行计数处理以得到计数结果，包括：
104.在所述比较信号为低电平信号时，根据时钟周期进行计数以得到所述计数结果；
105.在所述比较信号为高电平时，停止计数。
106.具体的，在当前的像素电压信号小于斜坡信号时，比较器单元输出低电平的比较信号，而在当前的像素电压信号大于斜坡信号时，比较器单元输出高电平信号，而计数器单元根据输出的比较信号计数，当比较器输出低电平的比较信号，所述计数器单元根据时钟周期进行计数；而当比较器单元输出高电平的比较信号，所述计数器单元停止计数。
107.但本方案不限于根据上述方式输出比较信号并计数，也可以采取与上述方案相反的方式来实现上述过程，此处不再赘述。
108.需要说明的是，在本方案中，所述计数器单元的计数处理包括复位阶段和信号阶段，在所述计数处理处于所述复位阶段时，所述计数处理为负计数；在所述计数处理过程处于所述信号阶段时，所述计数处理为正计数。
109.在一些实施例中，所述对所述计数结果进行溢出判断以得到溢出结果，包括如下步骤：
110.判断所述计数结果与预设溢出判断阈值的大小；
111.在所述计数结果大于所述预设溢出判断阈值时，确定当前帧信号发生溢出，在所述计数结果小于或等于所述预设溢出判断阈值时，确定当前帧信号没有发生溢出；
112.所述根据所述溢出结果获取所述目标数据，包括：
113.在根据所述溢出结果确定当前的所述像素电压信号没有溢出时，输出当前帧的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序，并停止读出下一个像素电压信号；
114.在根据所述溢出结果确定当前的所述像素电压信号溢出时，继续读取下一个像素电压信号，直至出现所述像素电压信号没有溢出，并输出当前帧的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序；
115.将所述目标数据写入数据缓存之中。
116.具体的，在计数器单元计数得到计数结果之后，通过溢出判断单元对当前的计数结果进溢出判断，当计数结果大于所述预设溢出判断阈值时，确定当前帧的像素电压信号发生溢出，在所述计数结果小于或等于所述预设溢出判断阈值时，确定当前帧的像素电压信号没有发生溢出，而在获取当前帧的像素电压信号的溢出结果之后，根据溢出结果来获取最终的目标数据，具体的，在确定当前的像素电压信号溢出时，继续读取下一帧的像素电压信号，直至出现像素电压信号没有溢出，并将该没有溢出的当前帧的计数结果作为目标数据，同时输出当前帧序；另一方面，在当前帧的像素电压信号没有溢出之后，将当前帧的计数结果作为目标数据，同时输出当前帧序，并停止读出下一个像素电压信号。
117.在又一些实施例中，所述根据所述溢出结果获取所述目标数据，还包括：
118.在所有的所述像素电压信号没有溢出或者当前所述像素电压信号对应所述图像信号的最后一帧时，将最后一帧的计数结果作为目标数据，并输出当前帧序。
119.在溢出判断单元根据溢出结果获取最终的目标数据的时候，如果已经读取所有帧的像素电压信号，并确定没有像素电压信号满足不溢出的条件或者当前的像素电压信号对应图像信号的最后一帧时，将最后一帧的计数结果作为目标数据，并输出最后一帧像素电压信号的帧序，以作为最终的目标数据。
120.在又一些实施例中，所述溢出判断单元对当前的像素电压信号进行溢出判断时，还可以通过在斜坡发生器单元的信号阶段生成一个脉冲信号，当脉冲信号为高电平且比较器单元输出的比较信号为低电平时则判断当前的像素电压信号为溢出；否则不溢出。上述的判断方法与前述通过预设溢出判断阈值判断溢出的方法均可以用于像素电压信号的溢出判断，具体根据电路的需要进行选择，本方案对此不作特别限定。
121.在一些可能的实施例中，在确定当前帧信号没有发生溢出后，还包括控制所述源随器单元、所述比较器单元和所述计数器单元软关断或进入低功耗模式，从而有效降低整个读出模块的电路动态功耗。
122.s303、根据所述图像信号的所述图像增益，通过增益标定模块将所述目标数据组合为增益输出数据。
123.通过上述方法，在将待处理的图像信号输入之后，先通过图像增益配置模块对输入的图像信号配置图像增益之后，通过待处理的图像信号输入到读出模块之中，通过读出模块对待处理的图像信号进行溢出判断，从而使得读出模块输出单帧的目标数据，之后根据配置的图像增益，将输出的单帧的目标数据与对应的图像增益组合在一起从而得到增益输出数据，以便于在完成图像合成的过程中，减小cis到图像处理器之间的数据带宽，同时减小整体电路的动态功耗。
124.在一些实施例中，所述根据所述图像信号的所述图像增益，将所述目标数据组合为增益输出数据，包括：
125.获取所述目标数据的目标帧序；
126.根据所述目标帧序获取所述目标数据的图像增益；
127.将所述目标数据的图像增益与所述目标数据相乘以得到所述增益输出数据。
128.在获取目标数据之后，根据目标数据对应的帧序获取目标帧序，并根据目标帧序获取目标数据对应的图像增益，并将目标数据和对应的图像增益相乘从而得到增益输出数据，从而将输出结果从传统的多帧图输出转换为带帧识别信号的单帧图像输出，有效减小
了数据输出带宽，同时也在一定程度上降低了电路动态消耗。
129.具体的，具有同一像素增益的帧图像为同一帧，在hdr过程中，由于多帧读取是交替进行的，所以同一行是可以连续读出的。因此所述图像的读出顺序满足：同一行的像素不同图像增益k的信号应连续读出；同一行图像读出顺序图像增益k从高到低的顺序排列。
130.其中，将第r行第c列第n次读出的计数结果标记为d
r,c,n
。
131.将预设溢出判断阈值记为d
sat
；将第n次输入的图像增益对应标记为a
n
，a
n
＝k1/k
n
；按顺序读出d
r,c,n
，如果d
r,c,n
小于d
sat
,则该像素信号输出帧序n和d
r,c,n
，同时后续的数据不输出；反之，不输出当前数据d
r,c,n
，读出d
r,c,n+1
。重复该过程，直到有像素信号输出或者该坐标的像素信号最后一次读出，将对应的第n帧输出数据乘以a
n
以得到增益输出数据输出。
132.为进一步说明本方案，图4为本发明实施例的复位一、信号一、复位二、信号二的两次hdr合成过程时序图，参照图4，图4中上方包括斜坡信号和两组像素电压信号v1、v2，v1、v2为信号一减去复位一阶段的像素电压信号。其中v1未数据溢出；v2数据溢出。v1/p，v2/p为信号二减去复位二阶段的像素信号。v1和v1/p的关系为引入了p倍的像素增益；同理v2和v2/p的关系。虚线为斜坡信号，斜坡信号此时引入了g倍的模拟增益，即信号1阶段的斜率是信号2阶段的1/g；其第2帧a2的增益标定为gp。
133.参照图4，当像素电压信号输出为v1时，比较器单元输出高电平在第1帧未溢出，最终输出1位f1d1，其中f1为第一帧的数据，d1为未溢出所采用的数据。
134.而当像素输出信号为v2时，比较器输出cm输出1在第1帧溢出，在第2帧未溢出，最终输出1位f2d2，其中，f2即第一帧的数据，d2为未溢出所采用的数据。
135.在完成数据输出之后，输出数据均在数据缓存单元写入使能后统一写入，以便于实现数据合成。
136.图5为本发明实施例复位二、复位一、信号一、信号二的两次hdr的合成过程时序图，参照图5，该合成会用于较为特殊的信号中，如dcg过程的读取，由于切换了dcg，复位信号会连续读出。复位二和信号二组成了低增益(low conversion gain:lcg)信号；复位1和信号1组成了低增益信号。该结构较为特殊，需要两组计数器逻辑。
137.参照图5，图中上方包括斜坡信号和两组像素电压信号，v1、v2为信号一减去复位一阶段的像素信号。其中v1未数据溢出；v2数据溢出。v1/p，v2/p为信号二减去复位二阶段的像素信号。v1和v1/p的关系为引入了p倍的像素增益；同理v2和v2/p的关系。虚线为斜坡信号，斜坡信号此时引入了g倍的模拟增益，即信号一阶段的斜率是信号二阶段的1/g。
138.当像素输出信号为v1时，比较器单元输出cm输出1在第1帧未溢出，最终输出1位f1d1。f1即第一帧的数据，d1为未溢出所采用的数据。此时输出数据通过计数器a输出
139.当像素输出信号为v2时，比较器输出cm输出1在第1帧溢出，在第2帧未溢出，最终输出1位f2d2，其中f2为第一帧的数据，d2为未溢出所采用的数据。此时输出数据通过计数器b输出。
140.在完成数据输出之后，输出数据均在数据缓存单元写入使能后统一写入，以便于实现数据合成。
141.需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模
块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，选择模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
142.例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)，或，一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system
‑
on
‑
a
‑
chip，简称soc)的形式实现。
143.通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
144.在本技术实施例各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
145.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
146.以上所述，仅为本技术实施例的具体实施方式，但本技术实施例的保护范围并不局限于此，任何在本技术实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术实施例的保护范围之内。因此，本技术实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
147.虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。