图像感测装置及其黑阶控制方法_4

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可以参照图6所示步骤S610、步骤S620、步骤S630与步骤S640的相关说明而类推之。请参照图8与图9,于步骤S910中,黑阶控制单元830提供模拟增益对偏移量转换关系。接着,于步骤S920中,黑阶控制单元830利用步骤S910的模拟增益对偏移量转换关系,将模拟增益值G转换为模拟偏移量A_OFFSET。在本实施例的步骤S930中包括子步骤S931?S936。
[0107]于步骤S931中,图像数据读取单元820的数据取样电路821读取遮光像素811中的第一部分像素的多个原始信号。之后,于步骤S932中,增益电路822以模拟增益值G增益所述数据取样电路821所输出的原始信号,以获得遮光像素811中第一部分像素的多个经增益信号。另一方面,数字模拟转换器823b可以将数字形式的模拟偏移量A_0FFSET转换为模拟形式的模拟偏移量A_0FFSET。于步骤S933中,偏移量调整电路823的第一运算单元823a以模拟形式的模拟偏移量A_0FFSET调整增益电路822所提供的这些经增益信号,藉以获得遮光像素811中的第一部分像素的多个经调整信号。之后,于步骤S934中,模拟数字转换器824分别将第一运算单元823a所提供的这些经调整信号转换为多个数字数据,并将这些数字数据输出至数字平均计算电路831。并于步骤S935中,由数字平均计算电路831计算模拟数字转换器824所提供的这些数字数据的平均值,藉以作为遮光像素811中的第一部分像素的第一遮光数据0B_DATA。
[0108]例如,增益电路822可以将遮光像素811中的8个遮光像素的原始信号增益G倍而获得8个经增益信号。第一运算单元823a可以将增益电路822所提供的这8个经增益信号减去模拟偏移量A_0FFSET后而获得8个经调整信号。模拟数字转换器824可以将第一运算单元923a所提供的这8个经调整信号转换为8笔数字数据。数字平均计算电路831可以计算模拟数字转换器824所提供的这8笔数字数据的平均值,作为遮光像素811中所述8个遮光像素的第一遮光数据0B_DATA。
[0109]之后,于步骤S936中,黑阶控制单元830的判断电路832将会依据所获得的第一遮光数据0B_DATA而决定是否控制模拟偏移量调整电路833去调整模拟偏移量A_0FFSET。例如,当所述第一遮光数据0B_DATA与目标值(例如O或其它参考值)的差距大于某一门坎值(例如20或其它参考值)时,判断电路832可以驱使模拟偏移量调整电路833去调增模拟偏移量A_0FFSET。由于模拟偏移量A_0FFSET被调增,所以在下一次图像数据读取单元820所输出的数据可以被降低。当所述第一遮光数据0B_DATA与所述目标值的差距小于所述门坎值时,判断电路832可以驱使模拟偏移量调整电路833去保持目前的模拟偏移量A_OFFSET。至此,黑阶控制单元830完成了在模拟域的粗略黑阶校正。
[0110]当黑阶控制单元830的判断电路832已经决定了模拟偏移量A_0FFSET时,黑阶控制单元830的数字平均计算电路831可以进行步骤S940。于步骤S940中,增益电路822可以将遮光像素811中的第二部分像素的原始信号增益G倍而获得遮光像素811中的所述第二部分像素的经增益信号。例如,所述第二部分像素可以是另外8个(或是其它数量)遮光像素,或是遮光像素811中尚未被读取其它遮光像素。第一运算单元823a可以将增益电路822所提供的这第二部分像素的经增益信号减去模拟偏移量A_OFFSET后而获得这第二部分像素的经调整信号。模拟数字转换器824可以将第一运算单元823a所提供的这第二部分像素的经调整信号转换为这第二部分像素的数据。数字平均计算电路831可以在步骤S940中依据遮光像素811中的这第二部分像素的数据而计算出数字数据偏移量D_OFFSET。例如,数字平均计算电路831可以计算模拟数字转换器824所提供的这第二部分像素的数字数据的平均值,作为数字数据偏移量D_OFFSET。
[0111]在黑阶控制单元830决定了模拟偏移量A_0FFSET与数字数据偏移量D_0FFSET之后,图像数据读取单元820可以读取感光像素812的原始图像数据,并依据模拟增益G与模拟偏移量A_0FFSET来调整感光像素812的原始图像数据而获得图像数据ACT_DATA。第二运算单元840可以依据数字平均计算电路831所提供的这数字数据偏移量D_0FFSET而调整图像数据读取单元820所提供的图像数据ACT_DATA。例如,第二运算单元840可以将图像数据ACT_DATA减去数字数据偏移量D_0FFSET而获得经黑阶校正的图像数据。至此,黑阶控制单元830可以在数字域中通过调整数字数据偏移量D_0FFSET而对图像数据ACT_DATA进行细致黑阶校正。
[0112]由上述可知,数字模拟转换器823b会将数字形式的模拟偏移量A_0FFSET转换为模拟形式的模拟偏移量A_0FFSET,以供第一运算单元823a在模拟域进行粗略黑阶校正。然而,若考虑实际状况,数字模拟转换器823b可能具有误差。因此,黑阶控制单元830在步骤S910除了可以提供前述方程式I所示模拟增益对偏移量转换关系之外,还可以于开机校正期间提供不同模拟偏移量A_0FFSET给数字模拟转换器823b,以计算数字模拟转换器823b的转换比例DAC_rat1。图像数据读取单元820可以用不同模拟偏移量A_0FFSET来读取遮光像素811中不同像素的遮光数据,并由模拟数字转换器824将遮光像素811的这些遮光数据提供给黑阶控制单元830。例如,当黑阶控制单元830在步骤S910将模拟偏移量A_OFFSET的数字数据设定为InO时,模拟数字转换器824输出对应的数字遮光数据为OutO。当黑阶控制单元830将模拟偏移量A_0FFSET的数字数据设定为Inl时,模拟数字转换器824输出对应的数字遮光数据为Outl。因此,黑阶控制单元830在步骤S910可以依照下述方程式2计算出数字模拟转换器823b的转换比例DAC_rat1。
[0113]DAC_rat1= (InO-1Nl) / (OutO-Outl)方程式 2
[0114]黑阶控制单元830在步骤S920可以依据上述方程式I所示模拟增益对偏移量转换函数以及方程式2所示转换比例DAC_rat1,从而预测出模拟偏移量A_0FFSET的初始值。例如,黑阶控制单元830可以在步骤S920计算下述方程式3。其中,pixel_V表示像素阵列810中的某个像素的原始信号/数据,G表示在读取pixeljoltage时的模拟增益,a表示方程式I的斜率,b表示方程式I的截距。
[0115]A_0FFSET= (pixel_V*G) _[ (a*G+b) *DAC_rat1]方程式 3
[0116]图10是依照本发明更一实施例所绘示的图像感测装置的黑阶控制方法的流程示意图。图 10 所示步骤 S1010、S1020、S1030、S1031、S1032、S1033、S1034、S1035、S1036 与S1040 可以参照图 9 所示步骤 S910、S920、S930、S931、S932、S933、S934、S935、S936 与步骤S940的相关说明而类推之。在本实施例中,图10所示步骤S1036包括子步骤S1036a?S1036c。
[0117]请参照图8与图10,于步骤S1036a中,判断电路832判断第一遮光数据0B_DATA是否介于一预设范围内,以及模拟偏移量A_0FFSET是否为O。此预设范围可以依照设计需求而决定之,例如将所述预设范围设定为介于O至上限值TH之间,其中上限值TH为实数。所述预设范围可依据模拟数字转换器824的输入电压容许范围而决定。
[0118]当第一遮光数据0B_DATA不在所述预设范围内,或者模拟偏移量A_0FFSET为O时,判断电路832会进行步骤S1036b。于步骤S1036b中,判断电路832可以控制模拟偏移量调整电路833去调整模拟偏移量A_0FFSET,例如调升模拟偏移量A_0FFSET。详细来说,在一实施例中,模拟偏移量调整电路833调整模拟偏移量A_0FFSET的方式可以是依据一比例(例如模拟偏移量A_0FFSET的5%)来对模拟偏移量A_0FFSET进行微调。或者,在另一实施例中,模拟偏移量调整电路833也可以是使用一个定值/步阶值来调整模拟偏移量A_OFFSET,在此并不限制模拟偏移量A_0FFSET的调整方式。于步骤S1036b中,图像数据读取单元820与数字平均计算电路831会依据经调整后的模拟偏移量A_0FFSET将遮光像素811中的另一部分像素所对应的遮光数据0B_DATA输出给判断电路832,并由判断电路832再次进行上述的判断步骤S1036a。
[0119]当第一遮光数据0B_DATA落于所述预设范围内,并且模拟偏移量A_0FFSET不为O时,判断电路832会进行步骤S1036c。于步骤S1036c中,判断电路832可以控制模拟偏移量调整电路833将目前的模拟偏移量A_0FFSET保持不变。至此,模拟偏移量调整电路833可以确定以此模拟偏移量A_0FFSET来调整像素阵列810中感光像素812的像素信号。藉此,图像感测装置800即可依据此模拟偏移量A_0FFSET来在模拟域中进行较为精确的黑阶控制。
[0120]例如,图像数据读取单元820可读取遮光像素811中的32个遮光像素的原始信号,并依照模拟增益G与模拟偏移量A_0FFSET调整这32个遮光像素的原始信号而获得这32个遮光像素的遮光数据。数字平均计算电路831计算这32个遮光像素的遮光数据的平均值而获得第一遮光数据0B_DATA。在此假设此时这32个遮光像素所对应的第一遮光数据0B_DATA为11,而上述预设范围的上限值TH被设定为10。因此,判断电路832在步骤S1036a判断第一遮光数据0B_DATA未在所述预设范围内,以致步骤S1036b被执行。在步骤S1036b中,模拟偏移量调整电路833会调升模拟偏移量A_0FFSET,例如增加模拟偏移量A_0FFSET的5%。图像数据读取单元820在步骤S1036b会依照模拟增益G与经调升的模拟偏移量A_OFFSET调整遮光像素811中的另外32个遮光像素的原始信号而获得所述另外32个遮光像素的遮光数据,以及数字平均计算电路831在步骤S1036b会计算所述另外32个遮光像素的遮光数据的平均值而获得新的第一遮光数据0B_DATA。步骤S1036a与步骤S1036b会被重复进行,直到第一遮光数据0B_DATA落入所述预设范围内。当判断电路832判断第一遮光数据0B_DATA介于所述预设范围内时,模拟偏移量调整电路833可确定以此时的模拟偏移量A_0FFSET来进行模拟域的黑阶控制。
[0121]又例如,图像数据读取单元820可依照模拟增益G与模拟偏移量A_0FFSET调整遮光像素811中的32个遮光像素的原始信号而获得这32个遮光像素的遮光数据。数字平均计算电路831计算这32个遮光像素的遮光数据的平均值而获得第一遮光数据0B_DATA。在此假设此时这32个遮光像素所对应的第一遮光数据OB_DATA为小于O,而上述预设范围的下限值被设定为O。因此,判断电路832在步骤S1036a判断第一遮光数据OB_DATA未在所述预设范围内,以致步骤S1036b被执行。在步骤S1036b中,模拟偏移量调整电路833会调降模拟偏移量A_OFFSET,例如减少模拟偏移量A_OFFSET的5%。图像数据读取单元820在步骤S1036b会依照模拟增益G与经调降的模拟偏移量A_OFFSET调整遮光像素811中的另外32个遮光像素的原始信号而获得所述另外32个遮光像素的遮光数据,以及数字平均计算电路831在步骤S1036b会计算所述另外32个遮光像素的遮光数据的平均值而获得新的第一遮光数据OB_DATA。步骤S1036a与步骤S1036b会被重复进行,直到第一遮光数据OB_DATA落入所述预设范围内。
[0122]需说明的是,在一实施例中,若图像数据读取单元820读取到的第一遮光数据0B_DATA为0,为了避免过度黑阶调整的情况发生,模拟偏移量调整电路833可以些微减少模拟偏移量A_0FFSET (例如调降原模拟偏移量A_0FFSET的5%),并图像数据读取单元820与数字平均计算电路831可以依据此调整后的模拟偏移量A_0FFSET而提供落于所述预设范围内的第一遮光数据0B_DATA1给判断电路832。至此,黑阶控制单元830即完成模拟偏移量A_0FFSET的调整。
[0123]在本实施例中,判断电路832可以使用比较器来进行判断,对于所使用的比较器种类,或是其它具备类似功能的电路或元件,本发明并不限制。至于模拟偏移量调整电路833则可通过例如乘加法器或是其它具有类似运算功能的组合电路来实现。对此,本发明不限制实现调整模拟偏移量A_0FFSET的电路种类及其实现方式。
[0124]图1lA与图1lB是依照本发明再一实施例所绘示的图像感测装
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