本发明提供了一种在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法及装置，图像传感器包括排列为行和列的感光像素阵列，该方法包括：以当前图像帧积分时间T1，在起始位置开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第S行，其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数；循环执行步骤A、B，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出；可达到积分时间由小变大时，图像帧率不变的效果。
1.在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，所述图像传感器包括排列为行和列的感光像素阵列，其特征在于，该方法包括如下步骤：A：以当前图像帧积分时间T1，在起始位置开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；
B：从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时以后一图像帧积分时间复位后一图像帧感光像素阵列的第S行，其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数；
C：循环执行步骤A、B，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出。
2.根据权利要求1所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：在所述步骤C之后还包括：将所述模拟积分图像信号模数转换为数字积分图像信号的步骤；将所述数字积分图像信号进行图像信号处理并输出的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：在获取一个图像帧的过程中，感光像素阵列的有效行的积分时间相同。
4.根据权利要求1或2所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：在获取一个图像帧的过程中还包括，对感光像素阵列的有效行完成读出或复位之后，对未用到的行进行复位的步骤。
5.根据权利要求4所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：所述有效行包括相互间隔的行。
6.根据权利要求4所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：所述有效行包括相邻的行。
7.在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：A1：以当前图像帧积分时间T1，在起始位置开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；
B1：判断在同时只复位一行的状态下，若保持帧率不变，当前图像帧感光像素阵列的复位与后一图像帧感光像素阵列的复位是否会发生冲突；如果是，则执行步骤C1；
C1：从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时以后一图像帧积分时间复位后一图像帧感光像素阵列的第S行，其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数；
D1：循环执行步骤A1、B1、C1，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出。
8.根据权利要求7所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：判断在同时只能复位一行的状态下，若保持帧率不变，当前图像帧感光像素阵列的复位与后一图像帧感光像素阵列的复位发生冲突的具体方法为：将当前图像帧的积分时间与后一图像帧的积分时间进行比较；其中当前图像帧积分时间小于当前图像帧长；当后一图像帧积分时间大于当前图像帧积分时间，且后一图像帧积分时间减当前图像帧积分时间的差大于当前图像帧的空闲帧长。
9.根据权利要求7所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：在所述步骤D1之后还包括：将所述模拟积分图像信号模数转换为数字积分图像信号的步骤；将所述数字积分图像信号进行图像信号处理并输出的步骤。
10.根据权利要求7至9任一项权利要求所述的在图像传感器中获取固定 帧率动态图像的方法，其特征在于：在获取一个图像帧的过程中，感光像素阵列的有效行的积分时间相同。
11.根据权利要求7至9任一项权利要求所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：在获取一个图像帧的过程中还包括，对感光像素阵列的有效行完成读出或复位之后，对未用到的行进行复位的步骤。
12.根据权利要求11所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：所述有效行包括相互间隔的行。
13.根据权利要求11所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，其特征在于：所述有效行包括相邻的行。
14.在图像传感器中获取固定帧率动态图像的装置，其特征在于，包括：
比较单元，用以将当前图像帧的积分时间与后一图像帧的积分时间进行比较；其中当前图像帧积分时间小于当前图像帧长；当后一图像帧积分时间大于当前图像帧积分时间，且当前图像帧积分时间与后一图像帧积分时间的差大于当前图像帧的空闲帧长时输出比较信号；
积分控制单元，用以根据比较信号和积分时间输出积分控制信号；
感光像素阵列，用以根据积分控制信号的控制，从当前图像帧复位起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列未积分的第S行，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出；其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1的整数，T1为当前图像帧的积分时间。
15.根据权利要求14所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的装置，其特征在于：还包括：模数转换单元，用以将所述模拟积分图像信号模数转换为数字积分图像信 号；
图像信号处理单元，用以将所述数字积分图像信号进行图像信号处理并输出。
16.根据权利要求14或15所述的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的装置，其特征在于：在获取一个图像帧的过程中，感光像素阵列的有效行的积分时间相同。
在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法及装置
技术领域
[0001] 本发明属于图像传感器领域，具体涉及一种在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法及装置。
背景技术
[0002] 对于图像传感器来说，其最核心的控制就是确定并实现积分时间，即曝光时间；积分时间是通过特定的时序控制实现的。而对图像传感器来说，其实现积分时间的原理就在于在一定时间内先将像素阵列所有行按特定顺序逐行复位，等间隔一段时间后再按这个复位顺序将特定行逐行读出。
[0003] 由于整个积分时间原理的实现需要在对像素阵列处理时，需要在上一计数帧对感光像素阵列进行复位，然后在下一计数帧读出，这样，获取一个图像帧从复位到完整读出就需要两个计数帧的时间，为提高帧率，我们通常采用的方法是在一行时间(对感光像素阵列的一行进行读出/复位的时间)内既进行读出操作又进行复位操作，使得在一个计数帧时间内除了完成当前图像帧的读出和复位之外，还可以开始下一图像帧的复位。其中图像帧包括有效帧长及空闲帧长；当积分时间由小变大时，若其变化量大于当前图像帧中的空闲帧长，则为了保证当前图像帧和下一图像帧所有行都能够复位完全，需要使下一图像帧与当前图像帧的间隔时间变长，从而使得帧率变小。图1为现有技术积分时间由10变为100时的复位积分的时序图，由该图可以看出，由于积分时间变大，为了保证当前图像帧和下一图像帧所有行都能够复位完全，需要使下一图像帧与当前图像帧的间隔时间(在积分时间不变的情况下为510)变为600；由此使得图像帧率变慢，因此不能满足NTSC(NatioNal TeleviSioN StaNdardS Committee，国家电视标准委员会)或PAL(PhaSe AlterNatiNg LiNe，逐行倒相)制输出时需满足的帧率固定的要求。
发明内容
[0004] 本发明为解决现有技术的图像传感器获取的动态图像在积分时间由小变大的情况下无法保持固定帧率的技术问题，提供一种在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，该方法包括如下步骤：
[0005] A：以当前图像帧积分时间T1，在起始位置开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；
[0006] B：从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第S行，其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数；
[0007] C：循环执行步骤A、B，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出。
[0008] 为解决现有技术中存在的问题，本发明还提供了另一种在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，该方法包括如下步骤：
[0009] A1：以当前图像帧积分时间T1，在起始位置开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；
[0010] B1：判断在同时只能复位一行的状态下，若保持帧率不变(后一图像帧与前一图像帧的间隔时间不变)，当前图像帧感光像素阵列的复位与后一图像帧感光像素阵列的复位是否会发生冲突；如果是，则执行步骤C1；
[0011] C1：从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第S行，其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数；
[0012] D1：循环执行步骤A1、B1、C1，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出。
[0013] 为解决现有技术中存在的问题，本发明还提供了在图像传感器中获取固定帧率动态图像的装置，包括：
[0014] 积分时间产生单元，用以产生积分时间；
[0015] 比较单元，用以将当前图像帧的积分时间与后一图像帧的积分时间进行比较；其中当前图像帧积分时间小于当前图像帧长；当后一图像帧积分时间大于当前图像帧积分时间，且当前图像帧积分时间与后一图像帧积分时间的差大于当前图像帧的空闲帧长时输出比较信号；
[0016] 积分控制单元，用以根据比较信号和积分时间输出积分控制信号；
[0017] 感光像素阵列，用以根据积分控制信号的控制，从当前图像帧复位起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列未积分的第S行，并将获取的已积分行的积分信号输出；其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数。
[0018] 本发明提供的在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法及装置，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分行的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第S未积分行；与现有技术相比，可保证感光像素阵列进行图像帧率固定的积分操作时，积分时间由小变大的情况下，保证后一图像帧与当前图像帧复位完全，且后一图像帧与当前图像帧的间隔不变，由此达到了保证图像质量的同时，保证了能图像以固定帧率输出的效果。
附图说明
[0019] 图1为现有技术积分时间由10变为100时的复位积分的时序图；
[0020] 图2为本发明实施例的流程图；
[0021] 图3为本发明实施例的电路原理图；
[0022] 图4为本发明实施例的积分时间由10变为100时的复位积分的时序图。
具体实施方式
[0023] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024] 需要说明的是，本发明实施例所说的图像帧包括：对实现特定积分时间的感光像素阵列进行读出的有效帧长，以及进行其他操作的空闲帧长；其中“进行其他操作的空闲帧长”，为本领域技术人员习知的技术，在此不做赘述。
[0025] 图2为本发明实施例的流程图；图4为本发明实施例的积分时间由10变为100时的复位积分的时序图。如图2和图4所示：在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，所述图像传感器包括排列为行和列的感光像素阵列，本实施例的帧计数器以510到0进行递减计数(其中除0以外的所有数都会持续一行的时间，而0只占一个系统时钟的时间)，感光像素阵列有490行；帧有效信号为高电平时，读出行地址有效；其中积分时间的确定为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述；积分时间即为感光像素阵列中某一有效行从复位到读出之间的时间差，可理解为该行的曝光时间，且为输出感光像素阵列中一行所需时间的整数倍；积分时间的值一般等于一帧中某一时刻复位行地址减去读出行地址的差。
[0026] 该方法包括如下步骤：
[0027] 首先以当前积分时间T1，在起始位置开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；
[0028] 然后从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第S行，其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数；
[0029] 如图4所示，帧计数器以510到0进行计数，帧有效信号为高电平时，读出行地址有效；假设当前积分时间为10，后一帧的积分时间为100；则在起始位置(复位行地址第0行)开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；然后从当前图像帧读出起始位置(读出行地址第0行)开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，以实现积分时间；在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第411行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第421行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第1行(对应后一图像帧复位行地址)。由图4可以得出，由于积分时间始终小于当前图像帧长，后一图像帧帧长与当前图像帧帧长的间隔可以保持为510，由在积分时间由小变大的情况下，保证了能图像以固定帧率输出的效果。
[0030] C：循环执行步骤A、B，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出，[0031] 本发明实施中在所述步骤C之后还包括：将所述模拟积分图像信号模数转换为数字积分图像信号的步骤；将所述数字积分图像信号进行图像信号处理并输出的步骤，以得到最终处理好的图像。
[0032] 在本发明实施中，一帧时间内，感光像素阵列的有效行的积分时间相同。
[0033] 在本发明实施中，还包括在一帧时间内，对感光像素阵列的有效行完成读出或复位之后，对未用到的行进行复位的步骤；用以清空未用到的行的累积电荷，以避免出现行间串扰，使得其不至于影响有效行的数据输出；在某些实施例中，需要将感光像素阵列进行隔行复位/读出，此时未用到的行即为位于复位/读出行之间的行；在某些实施例中，需要将感光像素阵列部分相邻的行进行复位/读出，此时未用到的行即为位于感光像素阵列复位/读出行的上和/或下的行。
[0034] 本发明实施例还提供了另一种在图像传感器中获取固定帧率动态图像的方法，该方法包括如下步骤：
[0035] A1：以当前图像帧积分时间T1，在起始位置开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；
[0036] B1：判断在同时只复位一行的状态下，若保持帧率不变，当前图像帧感光像素阵列的复位与后一图像帧感光像素阵列的复位是否会发生冲突；如果是，则执行步骤[0037] C1：从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第S行，其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数；
[0038] D1：循环执行步骤A1、B1、C1，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出。以得到最终处理好的图像。
[0039] 如图4所示，本实施例的帧计数器以510到0进行计数，感光像素阵列490行；帧有效信号为高电平时，读出行地址有效；其中积分时间的确定为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述；积分时间即为感光像素阵列中某一有效行从复位到读出之间的时间差，可理解为该行的曝光时间，且为输出感光像素阵列中一行所需时间的整数倍；积分时间的值一般等于一帧中某一时刻复位行地址减去读出行地址的差。
[0040] 在本发明实施例中，
[0041] 首先假设当前积分时间10，在起始位置(复位行地址第0行)开始对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；
[0042] 然后判断在同时只能复位一行的状态下，若保持帧率不变，当前图像帧感光像素阵列的复位与后一图像帧感光像素阵列的复位是否会发生冲突；如果是，则执行步骤C1；
[0043] 在本实施例中，当前图像帧的积分时间为10，后一图像帧的积分时间为100；其中当前图像帧积分时间10小于当前图像帧长510；后一图像帧积分时间100大于当前图像帧积分时间10，且后一图像帧积分时间100减当前图像帧积分时间10的差90大于当前图像帧的空闲帧长32，因此判断当前图像帧感光像素阵列的复位与后一图像帧感光像素阵列的复位是会发生冲突。
[0044] 执行步骤C1：从当前图像帧读出起始位置(读出行地址第0行)开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第411行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第411+10行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列的第1行(对应后一图像帧复位行地址)；
[0045] 最后执行步骤D1：循环执行步骤A1、B1、C1，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出。
[0046] 由图4可以得出，在后一图像帧积分时间增大为100的情况下，后一图像帧与当前图像帧的间隔可以保持为510，与积分时间不变时的间隔一样，由此达到了积分时间由小变大的情况下，保证了能图像以固定帧率输出的效果。
[0047] 在本发明实施中，在所述步骤D1之后还包括：将所述模拟积分图像信号模数转换为数字积分图像信号的步骤；将所述数字积分图像信号进行图像信号处理并输出的步骤。以得到最终处理好的图像。
[0048] 在本发明实施中，一帧时间内，感光像素阵列的有效行的积分时间相同。
[0049] 在本发明实施中，还包括在一帧时间内，对感光像素阵列的有效行完成读出或复位之后，对未用到的行进行复位的步骤；用以清空未用到的行的累积电荷，以避免出现行间串扰，使得其不至于影响有效行的数据输出；在某些实施例中，需要将感光像素阵列进行隔行复位/读出，此时未用到的行即为位于复位/读出行之间的行；在某些实施例中，需要将感光像素阵列部分相邻的行进行复位/读出，此时未用到的行即为位于感光像素阵列复位/读出行的上和/或下的行。
[0050] 图3为本发明实施例的原理框图；如图3所示，本发明实施例还提供了一种在图像传感器中获取固定帧率动态图像的装置，包括：
[0051] 积分时间产生单元，用以产生积分时间；
[0052] 比较单元，用以将当前图像帧的积分时间与后一图像帧的积分时间进行比较；其中当前图像帧积分时间小于当前图像帧长；当后一图像帧积分时间大于当前图像帧积分时间，且当前图像帧积分时间与后一图像帧积分时间的差大于当前图像帧空闲帧长时输出比较信号；
[0053] 积分控制单元，用以根据比较信号和积分时间输出积分控制信号；
[0054] 感光像素阵列，用以根据积分控制信号的控制，从当前图像帧复位起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列进行逐行复位；从当前图像帧读出起始位置开始依次对当前图像帧感光像素阵列的已积分行进行读出，在对所述当前图像帧感光像素阵列的已积分的第N行进行读出时，复位当前图像帧感光像素阵列的第N+T1行，并同时复位后一图像帧感光像素阵列未积分的第S行，并将获取的已积分行的模拟积分图像信号输出；其中S＜N＜N+T1，S、N、T1均为大于等于1整数。
[0055] 本发明实施例还包括：模数转换单元，用以将所述模拟积分图像信号模数转换为数字积分图像信号；图像信号处理单元，用以将所述数字积分图像信号进行图像信号处理并输出。
[0056] 在本发明实施例中，在获取一个图像帧的过程中，感光像素阵列的有效行的积分时间相同。
[0057] 本发明实施例可达到当前图像帧与后一图像帧可以复位完全，积分时间由小变大时，保持后一图像帧与当前图像帧的间隔不变，图像帧率不变的效果。
[0058] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
