[发明专利]图像传感器的图像处理系统及方法

权利要求书

1.一种图像传感器的图像处理系统，包含：

一像素阵列，提供像素信号，所述像素阵列包含主动像素感测元件、补偿光学黑像素及预估光学黑像素；

一模拟至数字转换单元，对像素信号执行模拟至数字转换，以产生数字像素信号；

一相关双重取样单元，对数字像素信号执行相关双重取样；

一黑阶预估单元，根据所述预估光学黑像素经执行相关双重取样所得到的暗电压以产生负偏移电压，所述像素信号减去所述负偏移电压之后馈至所述模拟至数字转换单元；及

一黑阶补偿单元，对所述主动像素感测元件及所述补偿光学黑像素执行黑阶补偿。

2.根据权利要求1所述的图像传感器的图像处理系统，其中所述像素阵列包含一电流汲取行，所述电流汲取行包含多个电流汲取电路，分别耦接至像素信号的输出节点。

3.根据权利要求1所述的图像传感器的图像处理系统，还包含一行解码器，所述行解码器每次选择所述像素阵列当中的一行，用以读出被选择行的像素信号。

4.根据权利要求1所述的图像传感器的图像处理系统，其中所述模拟至数字转换单元包含：

一斜坡产生器，产生斜坡信号；

一组比较器，每一比较器耦接以接收所述像素阵列的相应像素信号、所述斜坡信号及所述负偏移电压；及

一组计数器，每一计数器耦接以接收计数时钟及相应比较器的比较结果。

5.根据权利要求4所述的图像传感器的图像处理系统，其中所述模拟至数字转换单元还包含一组存储装置，所述存储装置耦接以分别接收所述计数器的计数值。

6.根据权利要求4所述的图像传感器的图像处理系统，其中所述比较器包含：

一差动至单端放大器；

一第一电容器，藉以让所述像素信号连接至所述放大器的反相输入；及

一第二电容器，藉以让所述负偏移电压连接至所述放大器的反相输入；

其中所述斜坡信号连接至所述放大器的非反相输入。

7.根据权利要求4所述的图像传感器的图像处理系统，其中所述比较器包含：

一差动至差动放大器；

一第一电容器，藉以让所述像素信号连接至所述放大器的反相输入；

一第二电容器，藉以让所述负偏移电压连接至所述放大器的反相输入；及

一第三电容器，藉以让所述斜坡信号连接至所述放大器的非反相输入。

8.根据权利要求4所述的图像传感器的图像处理系统，其中所述比较器包含：

一单端输入单端输出放大器；

一第一电容器，藉以让所述像素信号连接至所述放大器的输入；

一第二电容器，藉以让所述负偏移电压连接至所述放大器的输入；及

一第三电容器，藉以让所述斜坡信号连接至所述放大器的输入。

9.根据权利要求1所述的图像传感器的图像处理系统，其中所述黑阶补偿单元包含一光学黑像素子单元及一主动像素感测元件子单元，于重置期间，所述模拟至数字转换单元处理所述补偿光学黑像素，因而产生第一数字像素信号，其包含偏移电压与重置电压；于信号期间，所述模拟至数字转换单元处理所述补偿光学黑像素，因而产生第二数字像素信号，其包含偏移电压、重置电压与暗电压；所述相关双重取样单元将第二数字像素信号减去第一数字像素信号，因而产生暗电压暂存于所述光学黑像素子单元；于重置期间，所述模拟至数字转换单元处理所述主动像素感测元件，因而产生第三数字像素信号，其包含偏移电压与重置电压；于信号期间，所述模拟至数字转换单元处理所述主动像素感测元件，因而产生第四数字像素信号，其包含偏移电压、重置电压、暗电压与光信号；所述相关双重取样单元将第四数字像素信号减去第三数字像素信号，因而产生暗电压与光信号暂存于所述主动像素感测元件子单元；储存于所述主动像素感测元件子单元的暗电压与光信号减去储存于所述光学黑像素子单元的暗电压，因而产生补偿像素信号。