图像传感器及其操作方法与流程

本技术实施例涉及传感器，尤其涉及一种图像传感器及其操作方法。

背景技术：

1、随着机器视觉和人工智能(artificial intelligence，ai)的发展，对摄像头的性能有了进一步的要求，从而对图像传感器的性能也有了新的挑战。在车载领域、工业应用领域以及消费者领域，图像传感器的成像质量都是重要的指标。

2、但是，现有的图像传感器输出的图像经处理后常出现横竖条纹、斜条纹和摩尔条纹等，从而影响图像传感器的成像质量。由此，如何提升图像传感器的成像质量，称为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种图像传感器及其操作方法，改善了图像传感器成像质量差的问题。

2、为达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案。

3、第一方面，本技术实施例提供了一种图像传感器，该图像传感器包括像素阵列、读出电路、存储器和均衡器。像素阵列的输出端和读出电路的输入端耦合，读出电路的输出端和存储器耦合，存储器还和均衡器的输入端耦合。像素阵列用于将接收的光信号转换为电信号。读出电路用于将电信号转换为像素信号，像素信号用于表征像素阵列的像素点的强度值。存储器用于存储像素信号。均衡器包括滤波器，滤波器用于从存储器中读取像素信号，以及对像素信号进行均衡处理，均衡处理后的像素信号的强度值与邻近像素信号的强度值的差值小于预设值。

4、由此，本技术实施例提供的图像传感器中包括均衡器，在将像素信号传输至后续的数字信号处理单元之前，使用均衡器中的滤波器对像素信号进行均衡处理，均衡处理后的像素信号与邻近像素信号的强度值的差值小于预设值。由此，可以有效减少经过数字信号处理单元处理后的图像的条纹，提高了图像传感器的成像质量。

5、在一种可能的设计中，均衡器还包括权重匹配器，权重匹配器的输出端和滤波器的输入端耦合。权重匹配器用于根据不同像素点的强度值匹配不同的权重。滤波器具体用于从存储器中读取像素信号，以及根据不同的权重对像素信号进行不同程度的滤波处理，以实现像素信号均衡。

6、这种设计中，权重匹配器可以根据不同像素点的强度值匹配不同的权重，也即可以对均衡性最差的像素信号进行较大强度的滤波处理，也可以对均衡性较差的像素信号进行较小强度的滤波处理。

7、在一种可能的设计中，滤波器具体用于从存储器中读取预设区域的像素点的像素信号，以及在预设区域的像素点的像素信号大于预设阈值时，基于第一权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理。

8、这种设计中，预设区域的像素点的像素信号大于预设阈值，也即预设区域内的所有像素点的平均强度值大于预设阈值，可以对预设区域的像素点的像素信号进行较大强度的滤波，由此，可以改善像素信号的均衡性，提高图像传感器的成像质量。

9、在一种可能的设计中，滤波器还具体用于在预设区域的像素点的像素信号小于或等于预设阈值时，基于第二权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理，第一权重大于第二权重。

10、这种设计中，预设区域的像素点的像素信号小于或等于预设阈值，也即预设区域内的所有像素点的平均强度值小于或等于预设阈值，可以对预设区域的像素点的像素信号进行较小强度的滤波处理，由此，可以改善像素信号的均衡性，提高图像传感器的成像质量。

11、在一种可能的设计中，权重匹配器包括触发器和开关；触发器的输入端和均衡器的输入端耦合，触发器的输出端和开关的控制端耦合，开关的第一端和均衡器的输入端耦合，开关的第二端和均衡器的输出端耦合，滤波器的第一端和均衡器的输入端耦合，滤波器的第二端和均衡器的输出端耦合。触发器用于在预设区域的像素点的像素信号大于预设阈值时，控制开关断开。触发器还用于在预设区域的像素点的像素信号小于或等于预设阈值时，控制开关导通。滤波器用于在开关断开时，基于第一权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理。

12、这种设计中，触发器可以控制开关导通或关断，在开关断开时，滤波器对像素信号进行较大强度的滤波处理，在开关导通时，可以通过开关传输像素信号，此时滤波器不对像素信号进行滤波处理。由此，可以实现对像素信号进行不同程度的滤波处理，可以改善像素信号的均衡性，提高图像传感器的成像质量。

13、在一种可能的设计中，像素阵列包括至少三种像素点，滤波器具体用于，获取预设区域内每种像素点的数量。基于滤波比例对每种像素点的像素信号进行滤波处理，滤波比例存储于页表中。

14、这种设计中，可以预先对滤波器进行滤波处理的参数进行标定校准，得到滤波比例并存储于页表中。由此在图像传感器的使用过程中，可以对像素信号进行均衡处理，可以改善图像传感器的输出图像出现条纹等情况，可以提高图像传感器的成像质量。

15、在一种可能的设计中，预设值和像素信号标定的强度值相关。

16、这种设计中，通过设置合理的预设值，可以改善像素信号的均衡性，改善图像传感器的输出图像出现条纹等情况，提高图像传感器的成像质量。

17、在一种可能的设计中，像素信号为数字信号时，读出电路包括第一电子电压转换器和第一模数转换器。第一电子电压转换器用于将电信号转换为模拟信号。第一模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。

18、这种设计中，若像素信号为数字信号，则滤波器可以为数字滤波器，简化了均衡器的电路，均衡器的集成度较高，可以提供高精度和高可靠性的滤波处理。

19、在一种可能的设计中，像素信号为电压信号时，读出电路包括：第二电子电压转换器，图像传感器还包括：第二模数转换器，第二模数转换器的输入端和均衡器的输出端耦合。电子电压转换器用于将电信号转换为电压信号。第二模数转换器用于将像素信号转换为数字信号。

20、这种设计中，若像素信号为电压信号，则滤波器可以为模拟滤波器，可以消除像素信号中的各种谐波，提供高精度的滤波处理。

21、在一种可能的设计中，像素信号为电流信号时，读出电路包括电子电流转换器，图像传感器还包括：电流电压转换器和第三模数转换器，电流电压转换器的输入端和均衡器的输出端耦合，电流电压转换器的输出端和第三模数转换器的输入端耦合。电子电流转换器用于将电信号转换为电流信号。电流电压转换器用于将电流信号转换为电压信号。第三模数转换器用于将电压信号转换为数字信号。

22、这种设计中，若像素信号为电流信号，则滤波器可以为模拟滤波器，可以消除像素信号中的各种谐波，提供高精度的滤波处理。

23、第二方面，本技术实施例提供一种图像传感器的操作方法，图像传感器包括像素阵列、读出电路、存储器和均衡器。像素阵列的输出端和读出电路的输入端耦合，读出电路的输出端和存储器耦合，存储器还和均衡器的输入端耦合，均衡器包括滤波器。该方法包括：控制像素阵列将接收的光信号转换为电信号。控制读出电路将电信号转换为像素信号，像素信号用于表征像素阵列的像素点的强度值。控制存储器存储像素信号。控制滤波器从存储器中读取像素信号，以及对像素信号进行均衡处理，均衡处理后的像素信号的强度值与邻近像素信号的强度值的差值小于预设值。

24、第二方面的有益效果可以参见第一方面的说明。

25、在一种可能的设计中，均衡器还包括权重匹配器，权重匹配器的输出端和滤波器的输入端耦合。该方法还包括：控制权重匹配器根据不同像素点的强度值匹配不同的权重。控制滤波器从存储器中读取像素信号，以及对像素信号进行均衡处理，包括：控制滤波器从存储器中读取像素信号，以及根据不同的权重对像素信号进行不同程度的滤波处理，以实现像素信号均衡。

26、在一种可能的设计中，控制滤波器从存储器中读取像素信号，以及根据不同的权重对像素信号进行不同程度的滤波处理，包括：控制滤波器从存储器中读取预设区域的像素点的像素信号，以及在预设区域的像素点的像素信号大于预设阈值时，基于第一权重对预设区域的像素点的像素信号进行均衡处理。

27、在一种可能的设计中，控制滤波器从存储器中读取像素信号，以及根据不同的权重对像素信号进行不同程度的滤波处理，还包括：控制均衡器在预设区域的像素点的像素信号小于或等于预设阈值时，基于第二权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理，第一权重大于第二权重。

28、在一种可能的设计中，权重匹配器包括触发器和开关；触发器的输入端和均衡器的输入端耦合，触发器的输出端和开关的控制端耦合，开关的第一端和均衡器的输入端耦合，开关的第二端和均衡器的输出端耦合，滤波器的第一端和均衡器的输入端耦合，滤波器的第二端和均衡器的输出端耦合。控制滤波器从存储器中读取预设区域的像素点的像素信号，以及在预设区域的像素点的像素信号大于预设阈值时，基于第一权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理，包括：控制触发器在预设区域的像素点的像素信号大于预设阈值时，控制开关断开，以控制滤波器基于第一权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理。控制滤波器在预设区域的像素点的像素信号小于或等于预设阈值时，基于第二权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理，包括：控制触发器在预设区域的像素点的像素信号小于或等于预设阈值时，控制开关导通，以控制滤波器基于第二权重对预设区域的像素点的像素信号进行滤波处理。

29、在一种可能的设计中，像素阵列包括至少三种像素点，控制滤波器对预设区域的像素点的像素信号进行均衡处理，包括：控制滤波器获取预设区域内像素阵列的每种像素点的数量。控制滤波器基于滤波比例对每种像素点的像素信号进行滤波处理，滤波比例存储于页表中。

30、在一种可能的设计中，预设值和像素信号标定的强度值相关。

31、在一种可能的设计中，像素信号为数字信号时，读出电路包括：第一电子电压转换器和第一模数转换器。控制读出电路将电信号转换为像素信号，包括：控制第一电子电压转换器将电信号转换为模拟信号。控制第一模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

32、在一种可能的设计中，像素信号为电压信号时，读出电路包括：第二电子电压转换器，图像传感器还包括：第二模数转换器，第二模数转换器的输入端和均衡器的输出端耦合。控制读出电路将电信号转换为像素信号，包括：控制电子电压转换器将电信号转换为电压信号。该方法还包括：控制第二模数转换器将像素信号转换为数字信号。

33、在一种可能的设计中，像素信号为电流信号时，读出电路包括：电子电流转换器，图像传感器还包括：电流电压转换器和第三模数转换器，电流电压转换器的输入端和均衡器的输出端耦合，电流电压转换器的输出端和第三模数转换器的输入端耦合。控制读出电路将电信号转换为像素信号，包括：控制电子电流转换器将电信号转换为电流信号。该方法还包括：控制电流电压转换器将电流信号转换为电压信号，控制第三模数转换器将电压信号转换为数字信号。

34、第二方面的有益效果可以参见第一方面的说明。

35、第三方面，本技术实施例提供一种图形处理设备，该图像处理设备包括：透镜、第一方面的图像传感器和处理器。其中，透镜用于接收光信号，处理器用于处理图像传感器传输的像素信号。

36、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，计算机设备包括处理器和存储器，存储器用于存储一组计算机指令。当处理器执行一组计算机指令时，用于执行第二方面的方法。

37、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述任一方面及任一项可能的实现方式中的图像传感器的操作方法。

38、第六方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行上述任一方面及任一项可能的实现方式中的图像传感器的操作方法。

39、可以理解的是，上述提供的任一种图像传感器、图形处理设备、计算机可读存储介质或计算机程序产品等均可以应用于上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

40、本技术的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。