[发明专利]用于校正由图像传感器提供的图像中的缺陷并且特别是用于减少噪声的方法

说明书

本发明涉及一种校正在由图像传感器(IS)生成的图像中出现的缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：接收由图像传感器拍摄的待校正图像(IM)；从图像传感器接收在图像传感器拍摄待校正图像时获得的温度(TP)；接收在拍摄待校正图像时由图像传感器应用的积分时间(IT)；以及对于待校正图像中的每个像素(px[i,j])，从像素值中减去从降噪模型得出的特定于像素的噪声校正系数(bm[i,j])，所述降噪模型包括取决于图像传感器的温度的线性分量加上取决于图像传感器的温度的指数分量乘以积分时间，线性分量和指数分量取决于特定于像素的系数(ab[i,j]，bb[i,j]，ad[i,j]，bd[i,j])。

技术领域

本发明涉及诸如视频和静态照相机的成像设备领域。本发明尤其涉及将图像传感器集成到CTIA(电荷跨阻抗放大器)或SF(源极跟随器)类型的CMOS(互补金属氧化物半导体)或CCD(电荷耦接器件)技术中的成像设备。本发明可以应用于可见光范围以及SWIR、MWIR、LWIR(短波、中波、长波红外)范围内的成像领域。

背景技术

通常，CMOS图像传感器由以阵列配置排列的像素或光点组成。每个像素包括感光区域，通常是光电二极管，其被配置为根据其接收的光来累积电荷；以及读出电路，其用于测量该光电二极管所累积的电荷量。读出电路包括传输晶体管，以控制光电二极管中累积的电荷向读出节点的传输。因此，根据包括初始化阶段、积分阶段和读出阶段的周期来控制像素。在积分阶段，光电二极管根据其接收的光来累积电荷。读出阶段包括产生与在积分阶段期间光电二极管累积的电荷量相对应的信号。初始化阶段包括消除积分阶段期间光电二极管累积的电荷。

当今的图像传感器生成的图像会受到各种噪声源的干扰，特别是当图像传感器小型化时。当图像传感器置于黑暗中时，这些噪声源中一些的影响出现在所拍摄的图像中。在这些条件下，尽管像素是完全黑暗的，但图像传感器的像素电路仍会产生信号。事实证明，这些黑暗信号的幅度随图像传感器的温度以及选择用于生成图像的积分时间而变化。这些黑暗信号的幅度在同一图像传感器中也可对于不同的像素电路而不同，以及对于不同的图像传感器而不同，即使它们来自同一制造批次。

已知通过使用放置在黑暗中的图像传感器来生成黑暗图像而建立固定模式噪声图像，并且从图像传感器生成的图像中减去该黑暗图像。为了考虑温度变化和积分时间，每当要获得新图像时都必须产生这种黑暗图像。但是，在许多应用中，尤其是视频捕获，通常在每一帧之前可用的时间不足以生成这种黑暗图像。另外，在视频图像的情况下，对每一帧或帧序列进行校正不可避免地会产生可能使人烦恼的闪烁。

因此，期望在成像设备中提供一种有效的降噪方法，该方法考虑了图像传感器温度的变化和积分时间的变化，并且不妨碍观看体验。还期望降噪方法适用于每个成像设备。

发明内容

实施例涉及一种校正在由图像传感器产生的图像中出现的缺陷的方法，该方法包括以下步骤：接收由图像传感器拍摄的待校正的图像；从图像传感器接收在待校正图像被拍摄时获得的温度；接收在拍摄待校正图像时由图像传感器应用的积分时间，以及对于待校正图像中的每个像素，从像素值中减去从降噪模型中得到的特定于像素的噪声校正因子，该降噪模型包括取决于图像传感器温度的线性分量加上取决于图像传感器的温度的指数分量乘以积分时间，线性分量和指数分量取决于特定于系数的像素。

根据一个实施例，降噪模型由以下等式定义：

bm[i,j]＝IT×ad[i,j]×Exp(bd[i,j]×TP)+ab[i,j]×TP+bb[i,j]

其中，bm[i,j]是将要从待校正图像的对应像素中减去的噪声校正因子，IT是积分时间，TP是图像传感器的温度，EXP是指数函数，ad[i,j]，bd[i,j]，ab[i,j]和bb[i,j]是特定于像素的系数。

根据一个实施例，该方法包括：每次积分时间被改变时，或者每次图像传感器的温度与先前值的偏差大于温度偏差阈值时，计算每个像素的噪声校正因子。