[发明专利]综合固定模式噪声消除

说明书

本公开涉及在已消除固定模式噪声的光线不足的环境中产生图像的方法、系统和计算机程序产品。

技术领域

科技的进步已提供了医用成像能力的进步。由于在构成内窥镜的部件方面的进步，内窥镜外科手术成为享受一些最有利进步的一个领域。

本公开整体涉及减少视频流中由电磁传感器生成的固定模式噪声，以改善图像质量，使数据在低亮度下看起来更自然，以及改善色彩准确度。本公开的特征和优势将在下面的具体实施方式中描述，并且从一定程度而言，具体实施方式可显而易见地说明这些特征和优势，也可在不过度开展试验的情况下通过对本公开进行实践来了解这些特征和优势。本公开的特征和优势可以通过所附权利要求中具体指出的器械和组合来实现和获得。

附图说明

下文结合附图描述本公开的非限制性和不完全具体实施，其中除非另外指明，相同的附图编号指多个附图中的类似部件。结合下述具体实施方式和附图，可以更好地理解本公开的优势。

图1A示出了现有技术像素阵列；

图1B示出了根据本公开原理和教导内容的像素阵列；

图2示出了根据本公开原理和教导内容的图像传感器读出操作的图形表示；

图3示出了根据本公开原理和教导内容的图像传感器读出操作的图形表示；

图4示出了根据本公开原理和教导内容的图像增强的图形表示；

图5示出了根据本公开原理和教导内容的图像增强的图形表示；

图6示出了根据本公开原理和教导内容的图像增强的流程图；

图7示出了根据本公开原理和教导内容的硬件支持和使能的原理图；

图8A和8B分别示出了单片传感器的一个具体实施的透视图和侧视图，该单片传感器具有根据本公开教导内容和原理用于产生三维图像的多个像素阵列；

图9A和9B分别示出了在多个基板上构建的图像传感器的一个具体实施的透视图和侧视图，其中形成像素阵列的多个像素列位于第一基板上，并且多个电路列位于第二基板上，并示出了一个像素列至其相关联或对应的电路列之间的电气连接和通信；以及

图10A和10B分别示出了图像传感器的一个具体实施的透视图和侧视图，该图像传感器具有用于产生三维图像的多个像素阵列，其中多个像素阵列与图像传感器构建在多个基板上。

具体实施方式

本公开涉及主要适用于医疗应用的数字成像的方法、系统和基于计算机的产品。本公开的下述描述将参考形成本文一部分的附图，其中以图示方式示出了可实践本公开的特定具体实施。应当理解，在不脱离本公开范围的前提下可利用其他具体实施以及结构改变。

在公开和描述用于在已消除固定模式噪声的光线不足环境中产生图像的结构、系统和方法之前，应当理解，本公开并不限于本文所公开的结构、配置、过程步骤和材料，因为这些结构、配置、过程步骤和材料可能略有不同。还应当理解，本文所用的术语仅为了描述具体实施例，并不旨在进行限制，因为本公开的范围将仅由所附权利要求书及其等效内容来限定。

CMOS图像传感器具有多个噪声源，噪声源的量级和外形取决于一系列物理条件。不具有相干分量(例如，光子散粒噪声或源极跟随器1/f读噪声)的纯泊松或高斯时间噪声看起来与视频流内的噪声一样自然。在相同的振幅下，所有其他可感知的噪声类型将更大程度地降低图像质量。空间噪声(FPN)尤其令人震惊，并且CMOS传感器固有至少两个源：像素FPN和列FPN。像素FPN主要由于各像素之间光电二极管泄露电流(暗信号)(DSNU)发生变化。该源与结温度(T_J)成指数关系，与曝光时间成线性关系。列FPN是读出架构造成的，其中来自相同列内的像素通过通用模拟读出元件输送。