提高CMOS图像传感器像素的方法及系统与流程

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种提高CMOS图像传感器像素的方法及系统。

背景技术：

随着手机应用的不断提升，拍照功能成为手机的必备功能，甚至是大卖点；目前技术发展是向着小尺寸高像素的CMOS图像传感器(CIS)芯片发展，必会要求像素点(Pixel)尺寸的缩小，以满足高像素需求。然而Pixel尺寸越小越会导致CIS像素(pixel)弱光(暗场)下的噪点加剧，极大影响画质。

目前有些CIS的芯片通过扩大尺寸来降低噪点，但是尺寸扩大导致像素不高，因此，能否实现大尺寸Pixel来降低噪点的同时来增加像素总量的新方法或新设计，成为未来发展的趋势，而不再是不断缩小Pixel的尺寸来获得高像素。

技术实现要素：

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种提高CMOS图像传感器像素的方法及系统。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种提高CMOS图像传感器像素的方法，其包括：

步骤01：提供一具有CMOS图像传感器的芯片；

步骤02：利用所述CMOS图像传感器对一物体进行初次拍摄；

步骤03：将所述CMOS图像传感器进行移动；

步骤04：对所述物体再次进行拍摄；

步骤05：至少重复所述步骤03-04一次，将初次拍摄得到的图像的像素值和再次拍摄得到的图像中对应位置的像素值叠加后得到的叠加像素值赋予该对应位置。

优选地，所述步骤03中，将所述CMOS图像传感器进行水平方向的移动，所述步骤04中，对所述物体再次进行拍摄；所述步骤05中，重复所述步骤03-04具体为：将完成步骤04的所述CMOS图像传感器进行竖直方向的移动，然后对所述物体再次进行拍摄。

优选地，所述步骤05还包括：对于再次拍摄得到的图像与初次拍摄得到的图像之间的不重叠区域，采用像素差值法增加像素或者直接放弃该不重叠区域的像素。

优选地，所述步骤05中，在重复所述步骤03和04之后具体包括：对初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像建立同一坐标系，根据所述同一坐标系来找到初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像上对应像素位置，然后，将对应像素位置的各个像素值叠加。

优选地，当所述CMOS图像传感器具有坏点时，将没有坏点图像的再次拍摄得到的图像中和/或初次拍摄得到的图像中与坏点位置对应的像素值相加求取平均值，然后将该平均值赋予出现坏点的再次拍摄得到的图像中或初次拍摄得到的图像中坏点图像的位置。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种上述的提高CMOS图像传感器像素的方法所采用的系统，其具有CMOS图像传感器的芯片，其包括：

光栅，通过光栅的启闭来完成所述CMOS图像传感器对一物体进行初次拍摄或再次拍摄；

移动模块，将所述CMOS图像传感器进行移动；

控制模块，控制模块控制光栅的启闭和移动模块的移动；

计算模块，将初次拍摄得到的图像的像素值和再次拍摄得到的图像中对应位置的像素值叠加后得到的叠加像素值赋予该对应位置。

优选地，还包括：控制模块控制移动模块将所述CMOS图像传感器进行水平方向的移动，然后控制模块控制光栅启闭对所述物体再次进行拍摄；接着，控制模块控制移动模块将所述CMOS图像传感器进行竖直方向的移动，然后控制模块控制光栅启闭对所述物体再次进行拍摄。

优选地，对于再次拍摄得到的图像与初次拍摄得到的图像之间的不重叠区域，所述计算模块还采用等距插值法增加像素或者直接放弃该不重叠区域的像素。

优选地，该系统还包括坐标系建立模块和定位模块，坐标系建立模块对初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像建立同一坐标系，定位模块根据所述同一坐标系来找到初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像上对应像素位置，然后，计算模块将对应像素位置的各个像素值叠加。

优选地，还包括判断模块，用于判断所述CMOS图像传感器是否具有坏点，当结果为是时，通过定位模块来定位到出现坏点的再次拍摄得到的图像中或初次拍摄得到的图像中坏点图像的位置，在通过定位模块找出没有坏点的再次拍摄得到的图像中和/或初次拍摄得到的图像中与坏点对应的位置，计算模块将没有坏点的再次拍摄得到的图像中和/或初次拍摄得到的图像中与坏点对应的位置的像素值相加求取平均值，然后将该平均值赋予出现坏点的再次拍摄得到的图像中或初次拍摄得到的图像中坏点图像的位置。

本发明的提高CMOS图像传感器像素的方法及系统，通过采用CMOS图像传感器对一物体进行多次拍摄，将多次拍摄得到的图像相叠加，从而使得最后叠加后的图像具有的像素为初次拍摄得到的图像像素的多倍，实现了在不减小CMOS图像传感器像素单元尺寸前提下提高像素并且降低噪点的目的。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的提高CMOS图像传感器像素的系统的方块图

图2为本发明的一个较佳实施例的提高CMOS图像传感器像素的方法的流程示意图

图3为本发明的一个较佳实施例的CMOS图像传感器出现坏点时拍摄得到的图像示意图

图4为本发明的一个较佳实施例的CMOS图像传感器初次拍摄得到的图像示意图

图5为本发明的一个较佳实施例的CMOS图像传感器沿水平方向移动后再次拍摄得到的图像示意图

图6为本发明的一个较佳实施例的CMOS图像传感器沿竖直方向移动后再次拍摄得到的图像示意图

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

以下结合附图1-5和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。

请参阅图1，本实施例的提高CMOS图像传感器像素的系统，其具有CMOS图像传感器的芯片，包括：

光栅，通过光栅的启闭来完成CMOS图像传感器对一物体进行初次拍摄或再次拍摄；

移动模块，将CMOS图像传感器进行移动；控制模块，控制模块控制光栅的启闭和移动模块的移动；计算模块，将初次拍摄得到的图像的像素值和再次拍摄得到的图像中对应位置的像素值叠加后得到的叠加像素值赋予该对应位置。

本实施例中，控制模块控制移动模块将CMOS图像传感器进行水平方向的移动，如图5所示，将CMOS图像传感器CIS沿X轴向右平移一定的距离，例如10；然后控制模块控制光栅启闭对物体再次进行拍摄；接着，控制模块控制移动模块将CMOS图像传感器进行竖直方向的移动，如图6所示，将CMOS图像传感器CIS沿Y轴向上平移一定的距离，例如也为10；然后控制模块控制光栅启闭对物体再次进行拍摄。

对于再次拍摄得到的图像与初次拍摄得到的图像之间的不重叠区域，如图6中左下角填充图案区域所示，计算模块还采用等距插值法增加像素或者直接放弃该不重叠区域的像素。如图6所示，例如，在不重叠区域同一行的两端的像素值分别为34和44，34为初次拍摄得到的图像所在不重叠区域的侧边的一个像素值，44为再次拍摄得到的图像所在不重叠区域的另一个侧边的相同行对应的像素值，按照等距插值法来插值的过程为：求取44和34的差的10，将10平均分成5份得到间隔为2，也就是在34和44之间以相同的间隔插入值，这里，以2为间隔，插入36,38,40,42。

该系统还包括坐标系建立模块和定位模块，坐标系建立模块对初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像建立同一坐标系，如图4-6中所示的坐标系XOY，定位模块根据同一坐标系来找到初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像上对应像素位置，然后，计算模块将对应像素位置的各个像素值叠加。

该系统还包括判断模块，用于判断CMOS图像传感器是否具有坏点，当结果为是时，如图3所示，CMOS图像传感器CIS中存在坏点B，通过定位模块来定位到出现坏点图像的再次拍摄得到的图像W中或初次拍摄得到的图像W中坏点图像的位置B’，在通过定位模块找出没有坏点图像的再次拍摄得到的图像W中和/或初次拍摄得到的图像W中与坏点B对应的位置B’，计算模块将没有坏点的再次拍摄得到的图像W中和/或初次拍摄得到的图像W中与坏点B对应的位置B’的像素值相加求取平均值，然后将该平均值赋予出现坏点的再次拍摄得到的图像W中或初次拍摄得到的图像W中坏点图像的位置B’。需要说明的是，CMOS图像传感器平移量不固定。

例如，控制器可以为微机械系统，将具有CMOS图像传感器的芯片植入微机械系统中，微机械系统将CMOS图像传感器CIS向右水平移动10个像素单位，CMOS图像传感器CIS进行拍摄，然后微机械系统再将CMOS图像传感器CIS向上竖直移动10个像素单位，CMOS图像传感器CIS再次进行拍摄；最终实现对同一物体连续拍摄三张图片，该过程类似连拍特性，当微机械系统外接一快门时，按下快门，在极短时间内连续排出三张图片，每张图片的物体的图像与CMOS图像传感器相对位置具有细微差异。将这三张图片经行叠图扩充图像，同一个像素位置有三个像素点表示，第一张图片的像素位置为(x,y)，第二张图片的像素位置为(x-1,y)，第三张图片的像素位置为(x-1,y-1)，根据这些坐标可以找到每张图片中相同像素，然后将该三张图片叠加，将同一像素位置划分为三个像素区，这样，同一像素位置进行了进一步的细分，从而增加了图片的像素也即是分辨率。

需要说明的是，CMOS图像传感器拍摄的次数可以不仅限于3次，还可以为4次，5次等等，处理方法同上。

本实施例的方法在拍照时CIS会有移动与传统的CIS不移动相比，优势为：可以实现同一物体像有不同Pixel进行感光图像收集(只是收集时间不是同时，仅有细微时间差)，达到与真实CIS芯片一致的成像，即同一像素位置由CIS上的多个不同像素点感应。同时，在拍照时，CIS移动还能有效消除CIS的坏点和/或坏线对图像的影响(CIS芯片在制造中一定会出现坏点和/或坏线，只是可以允许的量有要求而已)，关于此原理上述已经说明。

请参阅图2，本实施例的提高CMOS图像传感器像素的方法，包括：

步骤01：提供一具有CMOS图像传感器的芯片；

具体的，具有CMOS图像传感器的芯片可以为常规结构，这里不再赘述。

步骤02：利用CMOS图像传感器对一物体进行初次拍摄；

步骤03：将CMOS图像传感器进行移动；

具体的，将CMOS图像传感器进行水平方向的移动。

步骤04：对物体再次进行拍摄；

步骤05：至少重复步骤03-04一次，将初次拍摄得到的图像的像素值和再次拍摄得到的图像中对应位置的像素值叠加后得到的叠加像素值赋予该对应位置。

具体的，重复步骤03-04具体为：将完成步骤04的CMOS图像传感器进行竖直方向的移动，然后对物体再次进行拍摄；

本步骤05还包括：对于再次拍摄得到的图像与初次拍摄得到的图像之间的不重叠区域，采用等距插值法增加像素或者直接放弃该不重叠区域的像素

等距插值法来增加像素具体包括：初次拍摄得到的图像所在不重叠区域的边界的像素值和再次拍摄得到的图像所在不重叠区域的边界的像素值之间以相同间隔来取值。具体可以参见上述描述，这里不再赘述。

本实施例中的步骤05中，在重复步骤03和04之后具体包括：对初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像建立同一坐标系，根据同一坐标系来找到初次拍摄得到的图像和再次拍摄得到的图像上对应像素位置，然后，将对应像素位置的各个像素值叠加。

这里，当CMOS图像传感器具有坏点时，将没有坏点图像的再次拍摄得到的图像中和/或初次拍摄得到的图像中坏点对应位置的像素值相加求取平均值，然后将该平均值赋予出现坏点图像的再次拍摄得到的图像中或初次拍摄得到的图像中坏点图像的位置。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书为准。