消除圖像傳感器固定模式噪聲的方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及視頻圖像處理，特別涉及一種自動和高效的前端互補金屬氧化物半導 體（CMOS)圖像傳感器中固定模式噪聲消除的方法。
【背景技術】
[0002] 固定模式噪聲（FixedPatternNoise)是由CMOS圖像傳感器制造工藝存在缺陷 等原因引入的，會隨著傳感器周圍環境溫度和傳感器的模擬增益等的變化而變化。
[0003] 現有的技術都是在圖像傳感器上進行簡單的消除，并沒有深入的建立固定模式噪 聲與溫度和模擬增益的模型來高效的對固定模式噪聲進行消除，針對前端互補金屬氧化物 半導體（CMOS)圖像傳感器對固定模式噪聲（FixedPatternNoise)隨著溫度和模擬增益 的變化得到的消除效果不理想，仍然有很多垂直條紋的固定模式噪聲。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的方法及其裝置，通過 深入地建立固定模式噪聲與溫度和模擬增益的模型，在圖像處理器上實現了高性能的固定 模式噪聲消除的方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的實施方式公開了一種消除圖像傳感器固定模式噪 聲的方法，固定模式噪聲被拆分為對應于分通道每列均值的列向固定模式噪聲，和對應于 每點的值與本列對應通道均值的差值的頓向固定模式噪聲，方法包括W下步驟：
[0006] 對圖像傳感器輸入的化yer格式圖像數據去除直流分量；
[0007] 使用第一擬合參數計算當前溫度和模擬增益下分通道的每列均值，并減去該值W 消除列向固定模式噪聲；
[0008] 使用第二擬合參數計算當前溫度和模擬增益下每點的值與本列對應通道均值的 差值隨著溫度和模擬增益變化的部分，并減去該值W消除頓向固定模式噪聲。
[0009] 本發明的實施方式還公開了一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的裝置，固定模式 噪聲被拆分為對應于分通道每列均值的列向固定模式噪聲，和對應于每點的值與本列對應 通道均值的差值的頓向固定模式噪聲，裝置包括W下模塊：
[0010] 去直流分量模塊，用于對圖像傳感器輸入的化yer格式的圖像數據去除直流分 量；
[0011] 列向固定模式噪聲消除模塊，用于使用第一擬合參數計算當前溫度和模擬增益下 分通道的每列均值，并減去該值W消除列向固定模式噪聲；
[0012] 頓向固定模式噪聲消除模塊，用于使用第二擬合參數計算當前溫度和模擬增益下 每點的值與本列對應通道均值的差值，并減去該值W消除頓向固定模式噪聲。
[0013] 本發明實施方式與現有技術相比，主耍區別及其效果在于：
[0014] 通過深入地建立固定模式噪聲與溫度和模擬增益的模型，在圖像處理器上實現了 高性能的固定模式噪聲消除的方法。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發明第一實施方式中一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的方法的流程 示意圖；
[0016] 圖2是本發明中Bayer四種格式的圖像；
[0017]圖3是本發明第二實施方式中一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的方法優選實 施例流程圖；
[0018]圖4是本發明第四實施方式中一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的裝置的結構 示意圖；
[0019]圖5是本發明第四實施方式中一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的裝置優選實 施例的結構示意圖；
[0020] 圖6是本發明第四實施方式中固定模式噪聲消除單元結構示意圖；
[0021] 圖7是本發明第四實施方式中數據統計和參數估計單元結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 在W下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，本 領域的普通技術人員可W理解，即使沒有這些技術細節和基于W下各實施方式的種種變化 和修改，也可W實現本申請各權利耍求所耍求保護的技術方案。
[0023] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施 方式作進一步地詳細描述。
[0024] 本發明第一實施方式涉及一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的方法，圖1是該消 除圖像傳感器固定模式噪聲的方法的流程示意圖。
[0025] 具體地說，如圖1所示該消除圖像傳感器固定模式噪聲的方法包括W下步驟：
[0026] 在步驟101中對圖像傳感器輸入的化yer格式圖像數據去除直流分量。
[0027] 此外，可W理解，在步驟101中圖像傳感器傳送的信號是化yer格式的圖像，如圖 2所示為化yer四種格式的圖像，可W看出每列僅有兩個通道。
[0028] 通過大量的實驗分析，如前所述為了降低圖像處理器的實現代價，將固定模式噪 聲拆分為兩個部分；一部分是分通道的每列均值，這個部分的值隨著溫度和模擬增益的變 化不大；另一部分是每點的值與本列對應通道均值的差值，這個部分隨著溫度和模擬增益 的變化改變很大，而且規律不統一。由于R/化/Gb/B四個通道的感光能力不一樣，對應的均 值也會不一樣，而化yer格式的圖像每列有兩個通道，每列需耍分通道得到各自通道的均 值。
[0029] 可W理解，在對輸入的化yer格式的圖像數據去除直流分量的步驟101中，直流分 量為圖像傳感器對于一個固定溫度和固定模擬增益下黑色電平不為零的固定值。此外，不 考慮黑色電平隨著溫度和模擬增益的變化而變化。
[0030] 此后進入步驟102,使用第一擬合參數計算當前溫度和模擬增益下分通道的每列 均值，并減去該值W消除列向固定模式噪聲。
[0031] 優選地，在使用第一擬合參數計算當前溫度和模擬增益下分通道的每列均值的步 驟102之前，還包括W下步驟：
[0032] 采集和統計不同模擬增益和溫度下對應的固定模式噪聲的數據。
[0033] 根據統計的固定模式噪聲的數據計算第一擬合參數和第二擬合參數。
[0034] 此外，可W理解，在上述采集和統計不同模擬增益和溫度下對應的固定模式噪聲 的數據的步驟中，先需耍蓋上圖像傳感器的鏡頭，讓圖像傳感器處在沒有光源的輸入，圖像 傳感器的輸出相當于固定模式噪聲的信息；然后在模擬增益上W-倍為間隔，溫度W五攝 氏度為間隔采集對應模擬增益和溫度下的固定模式噪聲。
[0035] 此后進入步驟103,使用第二擬合參數計算當前溫度和模擬增益下每點的值與本 列對應通道均值的差值隨著溫度和模擬增益變化的部分，并減去該值W消除頓向固定模式 噪聲。
[0036] 優選地，在使用第一擬合參數計算當前溫度和模擬增益下分通道的每列均值和使 用第二擬合參數計算當前溫度和模擬增益下每點的值與本列對應通道均值的差值的步驟 之前，還包括步驟：
[0037] 利用溫度傳感器傳送當前圖像傳感器附近的環境溫度。
[003引利用圖像傳感器傳送當前圖像傳感器的模擬增益。
[0039] 通過深入地建立固定模式噪聲與溫度和模擬增益的模型，在圖像處理器上實現了 高性能的固定模式噪聲消除的方法。
[0040] 本發明第二實施方式涉及一種消除圖像傳感器固定模式噪聲的方法。如前述第一 實施方式所提及的，為降低實現代價，將固定模式噪聲拆分為對應于分通道每列均值的列 向固定模式噪聲，和對應于每點的值與本列對應通道均值的差值的頓向固定模式噪聲，具 體計算見公式