三星如何推動圖像傳感器的發(fā)展？

圖像傳感器，能感受光學(xué)圖像信息并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。它是組成數(shù)字?jǐn)z像頭的重要組成部分。三星的該項(xiàng)圖像傳感器技術(shù)可以通過使用移動平均對從像素輸出的模擬信號進(jìn)行合并，提高圖像數(shù)據(jù)的分辨率。

如今在智能手機(jī)和照相機(jī)中，像素合并規(guī)則正在悄然改變原有的攝像規(guī)則，它不僅減小了存取圖片時(shí)所占的內(nèi)存大小，而且還有助于提高像素的捕獲能力，進(jìn)而推進(jìn)更高像素處理系統(tǒng)的發(fā)展。

集微網(wǎng)消息，今年5月三星推出了高達(dá)5000萬像素的圖像傳感器 ISOCELL GN1，其采用像素合并技術(shù)，將多個像素合并為一個以提高像素捕獲和處理更多光的能力。

圖像傳感器是將照片圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導(dǎo)體器件。因此，圖像傳感器廣泛地用于諸如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等的便攜式電子設(shè)備中。通常，圖像傳感器可以分類為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。與CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器具有如低制造成本、低功耗、易于與外圍電路集成等優(yōu)點(diǎn)。

但如何實(shí)現(xiàn)極致的像素大小，如何捕獲更多的像素，卻成了CMOS 圖像傳感器的一大難題，為此三星申請了一項(xiàng)名為“圖像信號處理器、圖像處理系統(tǒng)和對像素進(jìn)行合并的方法”的發(fā)明專利(申請?zhí)枺?01810775028.0)，申請人為三星電子株式會社。

圖1 圖像處理系統(tǒng)框圖

上圖1是此專利提出的一種圖像處理系統(tǒng)的框圖。從圖中可以看到，圖像處理系統(tǒng)10包括光學(xué)透鏡103、CMOS圖像傳感器100、數(shù)字信號處理器(DSP)200和顯示器250以及視差處理模塊300等。

此系統(tǒng)的主要核心就是圖像傳感器100，圖像傳感器100中含有負(fù)責(zé)對像素合并的合并塊130以及合并控制器155。其中合并塊130可以對像素陣列110中輸出的像素信號進(jìn)行合并，而合并控制器155可以通過控制寄存器塊150來控制合并塊130。

圖2 合并操作示意圖

圖2是合并操作執(zhí)行時(shí)的示意圖。參照以上兩圖，在合并模式中，合并塊130可以順序地選擇像素陣列110中的多個合并窗口(BWIN1至BWIN4)，合并窗口中的每一個包括(2n)*(2m)個像素(2n和2m分別表示第一方向D1和第二方向D2上的像素個數(shù))，這樣就使得第二方向D2上的m個像素被重復(fù)地選擇。而且，在對圖像數(shù)據(jù)的合并操作完成之后，合并塊130在第一方向D1上仍保持空間分辨率，同時(shí)還能提高圖像數(shù)據(jù)的深度分辨率。

圖3 對圖像傳感器像素進(jìn)行合并的流程圖

圖3是對圖像傳感器的像素進(jìn)行合并的流程圖。在對包括像素陣列110的圖像傳感器100中的像素進(jìn)行合并的方法中，合并塊130可以順序地選擇像素陣列110中的多個合并窗口，由于合并窗口中所包含的像素個數(shù)等特性，使得第二方向D2上的m個像素被重復(fù)地選擇(S410)。

對于每個合并窗口BWIN，像素的第一半可以與之前選擇的合并窗口共享，而像素的第二半可以與隨后選擇的合并窗口共享。例如，參考圖2，合并窗口BWIN2可以與合并窗口BWIN1、BWIN3分別共享第一列和第二列像素，。然后合并塊130在每個合并窗口中選擇具有相同顏色的像素(S420)。

最后，合并塊130通過對與所選擇的像素相對應(yīng)的模擬信號進(jìn)行平均，進(jìn)而生成合并模擬信號 (S430)。

上述就是三星此項(xiàng)發(fā)明專利的介紹，此發(fā)明中的圖像傳感器可以通過使用移動平均對從像素輸出的模擬信號進(jìn)行合并，提高圖像數(shù)據(jù)的分辨率。如今在智能手機(jī)和照相機(jī)中，像素合并規(guī)則正在悄然改變原有的攝像規(guī)則，它不僅減小了存取圖片時(shí)所占的內(nèi)存大小，而且還有助于提高像素的捕獲能力，進(jìn)而推進(jìn)更高像素處理系統(tǒng)的發(fā)展。