CN101350890A - 在向下采样模式中具有高动态范围的图像传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有感光像素阵列并且支持行的逐行读取的图像传感器。在常规的分辨率模式中，每行具有相同的标称增益和曝光时间。在向下采样模式中，根据具有至少两个不同曝光时间的交替顺序而改变行的曝光时间。在向下采样期间，来自具有不同曝光时间的行的原始像素数据被结合，从而在获得向下采样的同时，得到高动态范围。

Description

在向下采样模式中具有高动态范围的图像传感器
技术领域
一般来说，本发明涉及一种图像传感器；更具体地讲，本发明涉及一种具有高动态范围(HDR)的图像传感器。
背景技术
互补型金属氧化半导体(CMOS)图像传感器通常包括像素的阵列。每个像素包括将入射光子转变成电流信号的光电探测器。另外，CMOS图像传感器中的像素还包括其它的已知元件，以便设定光电探测器的曝光时间并且执行读取，例如复位开关、信号放大器和输出电路。一个单独的像素包括用于固定的曝光时间的输出，最后随光强度的增加而达到饱和。
图1表示了CMOS图像传感器100。像素阵第1列00包括具有列平行读取构造(column parallel read out architecture)的、并按列和行进行排列的像素102，其中，同一行中的像素被同时读取并被平行处理。即，第0行被读取，然后第1行，然后第2行，并直到第M行被读取。采样和保持(S&H)元件支持从各行中逐行读取。同一帧中的各行在全分辨率模式和向下采样模式(down-sampling)下具有相同的曝光时间。
CMOS图像传感器被经常用于可能遇到的非常明亮和非常黑暗的条件。已经采用了一系列的技术，用来试图改善在一系列光照条件下的CMOS图像传感器响应。例如，受让给OmniVision Technologies，Inc.的第US2004/0141075号美国申请公开(在此引用作为参考)，教导了可以根据帧序列调整增益和曝光时间，从而补偿变化的光照条件。曝光时间的调整由对某个帧的分析所决定，并随后用来对后续的帧做出调整。尽管第US2004/0141075号美国申请公开按照一系列的帧改变曝光时间，从而相对于明亮和黑暗的状态做出调整，但对于特定帧而言，其不会导致图像传感器的动态范围的实际增加。众所周知，在图像传感器领域中，动态范围是最大的可探测信号与最小信号的比率(对于CMOS图像传感器而言，通常是由黑暗条件下最大非饱和信号与噪声的标准偏差的比率所决定的)。
用于改善在系列光照条件下CMOS图像传感器的响应的其它技术，也具有其它的权衡因素。特别地，获得高动态范围的常规方法通常要求芯片面积的显著增加和/或更为复杂的制造程序，这增加了图像传感器的成本。
因此，基于上述问题的启示，期望得到一种新方法，其能够按照高成本/效益的方式，获得高动态范围(HDR)CMOS图像传感器模式。
发明内容
本发明的图像传感器包括排列成行和列格式的感光像素阵列，并且针对行具有逐行读取序列。图像传感器具有全分辨率模式和至少一个向下采样模式。在向下采样模式中，竖向像素的分辨率被减小。在竖向分辨率至少降低1∶2的向下采样模式下，也可以根据行曝光时间的交替顺序、通过改变行曝光时间而获得高动态范围。来自各组行并结合起来以获得向下采样的数据，也具有不同的行曝光时间。结果，在向下采样模式下，获得了高动态范围。
一方面，本发明提供了一种在图像传感器中获得高动态范围的方法，该图像传感器包括排列成行和列格式的感光像素，该格式支持行的逐行读取，这种方法包括：
在向下采样模式中给每行分配行曝光时间，其中，特定行内的所有像素具有共同的曝光时间；以及沿着竖向维度方向上如此选择行曝光时间的交替顺序，使得沿着竖向维度方向上具有兼容类型、而在向下采样期间相结合的像素具有至少两个不同的行曝光时间；
按照逐行顺序读取行；以及
将具有不同行曝光时间的各组行的数据相结合，以便在减小竖向分辨率的同时，扩展动态范围。
上述的向下采样模式可以是1∶2的向下采样模式，其中，来自各组两行邻近行且具有不同行曝光时间的像素数据被结合，以便减小竖向分辨率。
或者，上述的向下采样模式是1∶3的向下采样模式，其中，来自各组三行邻近行且具有不同行曝光时间的像素数据被结合，以便减小竖向分辨率。
或者，上述的向下采样模式是1∶N的向下采样模式，其中，来自各组N行邻近行且具有不同行曝光时间的像素数据被结合，以便减小竖向分辨率。N大于3的正整数。
上述的方法还可以进一步包括：在全分辨率模式中，选择所有行的曝光时间，以使其具有相同的行曝光时间，并按照逐行顺序读取行，且不执行向下采样。
或者，上述的方法进一步包括：按照逐行顺序从读取行中提供数据给处理器，该处理器在存储器中临时储存具有不同曝光时间的相邻图线并执行数据的结合，以便减小竖向分辨率并扩展动态范围。
在本发明的方法中，图像传感器可以进一步包括色彩过滤器阵列，该色彩过滤器阵列中的每行都具有预先选择顺序的色彩过滤器，该预先选择顺序基于变化的行图样，而该变化的行图样在预先选择的行数之后重复；其中，选择行曝光时间包括选择行曝光时间的交替顺序，以使其与来自具有不同曝光时间的各组行的数据相兼容。色彩过滤器阵列可以为具有交替的蓝-绿行和绿-红行的Bayer图样，或者色彩过滤器阵列选自于如下一组中：RGB图样、RGBE图样、RGBC图样、RGBW图样和CYGM图样。
另一方面，本发明提供了一种在图像传感器中获得高动态范围的方法，该图像传感器具有感光像素，阵列中的每个单独像素均被色彩阵列过滤器图样指定为特定的色彩，该色彩阵列过滤器图样具有对于每行的具体色彩顺序，该具体色彩顺序在选择的行数之后重复，该方法包括：
在向下采样模式中给每行分配行曝光时间，其中，特定行内的所有像素具有共同的曝光时间；以及沿着竖向维度方向上如此选择行曝光时间的交替顺序，使得沿着竖向维度方向上过滤器类型相同的像素具有至少两个不同的行曝光时间；
按照逐行顺序读取行；以及
将来自各组行的具有不同行曝光时间的数据相结合，以便使来自于沿着竖向维度方向上具有过滤器类型相同的像素的像素数据被结合，从而在减小竖向分辨率的同时，扩展动态范围。
再一方面，本发明还提供了一种图像传感器，其包括：
排列成行和列的感光像素的阵列；以及
控制模块和地址解码器，该控制模块设置成具有常规的分辨率模式，其中，按照逐行顺序读取行，而各行具有相同的标称曝光时间；该控制模块还具有竖向分辨率减小的向下采样模式，其中，每行具有行曝光时间，特定行内的所有像素具有共同的曝光时间，并且沿着竖向维度方向上各行具有如此行曝光时间的序列，使得沿着竖向维度方向上具有兼容类型而在向下采样期间相结合的像素，具有至少两个不同的行曝光时间。
上述的图像传感器中，阵列中的每个单独像素可以均被色彩阵列过滤器图样指定为特定色彩，该色彩阵列过滤器图样具有对于每行的具体色彩顺序，并在选择的行数之后重复该具体色彩顺序。
上述的图像传感器中，行曝光时间的序列可以如此选择，使得具有相同过滤器图样的、至少两个相邻行的组具有不同的曝光时间。
上述的图像传感器中，对于在每两行之后重复的过滤器图样，行曝光时间在每两行之后变化。
上述的图像传感器中，行曝光时间在不同的、基于过滤器图样之周期的值之间调节。
上述的图像传感器还可以进一步包括：
接收来自各行的逐行读取的处理器，在向下采样模式中，该处理器将来自具有不同行曝光时间的各组行的数据进行结合，以便减小竖向分辨率并改善动态范围。
上述的图像传感器中，控制模块包括用于常规分辨率模式的预充电地址模块、以及至少一个附加的预充电地址模块，以便在向下采样模式中支持行的不同曝光时间。
下面，结合附图，通过具体实施方式，对本发明进行详细地描述，以便更充分地理解本发明。
附图说明
图1显示了常规的图像传感器的操作；
图2显示了本发明一实施方式中在向下采样模式下支持高动态范围的成像***；
图3A、3B和3C表示了本发明一实施方式中沿着具有不同曝光时间的竖向维度的两个像素，其原始像素数据如何在向下采样期间被结合(combine)从而增加动态范围；以及
图4显示了本发明一实施方式中的向下采样模式的一个示例，其具有彩色图像图样过滤器。
在所有的附图中，相同的标记标记表示相应的元件。
具体实施方式
图2是本发明中图像感应***200一实施方式的框图，其在向下采样模式中支持高动态范围。为了清楚起见，省略了一些常规的已知元件。图像传感器201包括阵列203，该阵列包括排列成行和列的单个感光像素202(为了清楚的目的，省略一些列和像素以及单个像素，用圆点表示)。例如，图像传感器可以为CMOS图像传感器，每个像素202包括一光电探测器以及相关的电路，从而支持设定曝光时间和执行读取操作。
阵列203表示为具有列平行读取构造，其中，一行中的像素202被同时读取，并按照逐行的顺序平行处理。即第0行被读取，然后第1行，然后第2行，直到第M+1行被读取。连接到每个列读取线205的采样和保持(S&H)元件204支持针对各行进行列平行逐行读取。第二级放大器206接收S&H元件204的输出。第二级放大器206的输出提供给处理器250。处理器250处理图像传感器数据，从而产生图像。例如，处理器250可以为具有局部线路存储器(图未示)的数字信号处理器。
提供行地址解码器208和列地址解码器210，以支持读取像素。定时&控制模块215支持逐行地读取行像素数据，并且设定各行的曝光时间。在一实施方式中，提供预充电地址1模块220、预充电地址2模块225、以及采样地址模块230，以便允许在向下采样模式中，将各行的曝光时间按照逐行的基础设定为不同值，从而提高动态范围。例如，预充电地址模块220可支持对于每行均具有相同增益和相同曝光时间的常规的全分辨率模式，而附加的预充电地址模块225在向下采样模式中支持对于行的不同曝光时间。如果需要的话，可提供更多的附加的预充电地址模块(图未示)，以便支持一个以上的向下采样模式。
处理器250接受来自图像传感器201的数据并产生图像，该图像的分辨率取决于由感光像素元件所产生的原始(未处理)像素数据如何被采样并被处理、从而产生用于已处理图像的像素。在本专利申请中，采用术语“原始像素数据”，以便与图像传感器201在像素数据被采样并由处理器250执行了附加的处理之后而从该像素数据所产生的数据相区别。特别地，从图像传感器201处接受的原始像素数据可以被向下采样，从而减少已处理图像的有效竖向分辨率。多种标准分辨率格式被用于图像感应领域。例如，1.3兆象素超级延展图形阵列(super extended graphics array，SXGA)格式具有1280×1024像素的分辨率，而视频图形阵列(videographics array，VGA)格式具有640×480像素的分辨率。
根据本发明一实施方式，在向下采样模式中，原始像素数据的竖向分辨率被处理器250降低，从而实现格式转换并同时获得高动态范围。例如，在向下采样模式下，将1.3兆像素格式转换成VGA。此时，向下采样需要竖向分辨率的1∶2缩小。当在竖向分辨率中具有1∶2的简单几何比率时，获得成向下采样的一个方法是将来自每两行中的数据进行结合。例如，对于在竖向分辨率中的1∶2缩小，原始像素数据如此处理，使得对于每组两行的线数据可以被处理器结合，从而在最终图像中产生相应的一行像素。在向下采样期间，通过将两个不同曝光时间的图像结合，可以使动态范围相对于常规的全分辨率模式有所增加。
如图2所示，在向下采样模式的一实施方式中，每个行的所有像素具有相同的曝光时间(在每行中所有像素的共同的“行曝光时间”)。然而，在向下采样模式中，每行按照行曝光时间的交替顺序，指定行曝光时间。在一实施方式中，其中一组行具有长的行曝光时间，而另一组行具有短的行曝光时间。例如，第0行、第2行、第4行、...、第M行具有相同的行曝光时间t1，而第1行、第3行、....、第M+1行可能具有不同的行曝光时间t2。也就是，曝光时间从行到行是变化的，例如长曝光的行、短曝光的行、如此继续。为了进行说明，只显示了有限的列，例如第0列、第1列、...、第K列。在向下采样模式中，将类型相同(如相同色彩或过滤器类型)、行曝光时间不同、并沿着特定的竖向维度相邻(也就是沿着相同的列彼此比较靠近)的像素的原始像素数据，进行结合，从而获得竖向分辨率减小但动态范围提高的向下采样。
如前所述，处理器250包括局部线路存储器，其存储并使具有不同行曝光时间的图线的处理同步。特别地，局部存储器可用于储存在不同时间被采样的长的行曝光图线和短的行曝光图线的组，从而允许为每一单个像素而将来自图线的数据进行准直(aligned)和结合。在向下采样期间，处理器250读取存储器，并将沿着竖向维度相邻、同为兼容类型、且具有不同曝光时间的像素的原始像素数据进行结合。像素的曝光时间影响它的输出响应。当像素以长的曝光时间进行操作时，它将会非常敏感，但是倾向于在低光照水平下饱和。相反，当像素以短的曝光时间操作时，其敏感度较低，但在强光照水平下才饱和。因此，通过改变将会在向下采样期间相结合的行的曝光时间，可获得对于向下采样模式的高动态范围。例如，参照图3A，考虑在图像传感器201中对应第0列、第0行的像素。该像素具有由其行曝光时间所决定的响应，在该实施方式中，其对应短的行曝光时间，其中，像素不是很敏感，但是在强光照水平下才饱和。参照图3B，第0列、第1行的另一个像素具有不同的行曝光时间，其更敏感，但是在低光照水平下饱和。图3C表示了在向下采样模式中当这两个像素的原始像素数据被结合时的结合响应。该结合响应具有高动态范围。
具有高动态范围的向下采样模式的各种不同的延展和修改，是可以考虑的。在最常见的情况下，在竖向分辨率具有1∶N缩小的任何向下采样模式可以被支持，例如1∶2、1∶3、1∶4、等等。通常，在任何行曝光时间的插行序列(interleaved sequence)中，行的曝光时间可以变化，从而允许获得具有动态范围增加的向下采样。例如，对于竖向分辨率具有1∶3缩小的向下采样，行可具有长曝光时间、中曝光时间和短曝光时间的序列，从而进一步增加动态范围。在该实施方式中，当从短曝光时间、中曝光时间和长曝光时间向下采样原始像素数据期间，行会在1∶3向下采样期间被结合，从而扩大动态范围。
具有高动态范围的向下采样模式，与多种色彩过滤器阵列格式也是兼容的。在图像感应领域中，多种色彩过滤器阵列图样被施加到像素的阵列，从而产生彩色图像。对每个像素的入射光线进行过滤，使得像素阵列中的每个像素，根据该像素所用过滤器的类型，只记录一种颜色，例如红、绿、蓝、青(cyan)、翠绿或洋红(magenta)。每个色彩过滤器阵列图样是马赛克式组合(mosaic)，其中，依照重复周期图样，在每行像素中，颜色依次变化。这样，向下采样模式中，也可以选择行曝光时间的变化，以便与过滤器阵列图样的周期相兼容。对于特定的阵列图样，可以选择向下采样时的行曝光时间，使得在向下采样期间，具有兼容过滤器类型、且沿着列(竖向维度)相邻的像素被结合。一些通常的色彩过滤器阵列图样在每两行之后重复。例如，Bayer(拜耳)过滤器阵列图样是RGB过滤器图样，其中，50％的绿、25％的红和25％的蓝。在Bayer图样中，绿-红行的像素后，接着是蓝-绿行的像素。CYGM过滤器阵列图样是青、黄、绿和洋红图样，其包括青-黄行和绿-洋红行。其它的示例包括RGBE色彩过滤器阵列图样，其具有红-绿行和蓝-翠绿行。也可以考虑使用包括透明(clear)像素的图样，例如红-绿-蓝-原色(RGBC)。另一种可能是红-绿-蓝-白(RGBW)图样。如在成像领域中众所周知的，附加的去马赛克式组合(de-mosaicing)的算法，可以把结果数据转换成全彩图像。
图4表示用于Bayer过滤器图样的向下采样模式。左边部分405是图像传感器的Bayer过滤器图样；右边部分410显示了向下采样后的结果。对于Bayer过滤器图样，行具有两种交替的彩色图样：蓝-绿-蓝-绿和绿-红-绿-红。如其下角标所示，像素行进一步被分配为长(1)或短(s)曝光时间行。在该实施方式中，两行具有长曝光时间，两行具有短曝光时间，并按如此顺序重复。选择序列，以使其与Bayer图样相兼容，其也在每两行后重复。具有相同的行图样但不同曝光时间的每两个邻近的行，其像素数据在向下采样期间被结合。因此，例如，长曝光时间G-R-G-R第415行和短曝光时间G-R-G-R第420行进行结合，从而在向下采样之后产生单个的GRGR第425行，其中，G包括结合的长和短曝光时间的像素数据(来自具有不同曝光时间的两个绿像素)，R包括结合的长和短曝光时间的像素数据(来自具有不同曝光时间的二个红像素)，等等。同样，长曝光时间BGBG第430行和短曝光时间BGBG第435行相结合从而在向下采样之后产生单个的BGBG第440行。因为很多其它的普通过滤器图样也在每两行之后重复，可以理解，图4所示的原则也同样适用于Bayer图样之外的其它过滤器图样。
如前所述，图像传感器也支持常规的全分辨率模式下像素数据的常规逐行读取，其中，每行具有相同的曝光时间。因此，在一个优选的实施方式中，图像传感器200具有两种操作模式：具有有限动态范围的常规全分辨率模式以及具有减小的竖向分辨率但高动态范围的向下采样模式的。注意，附加的预充电地址模块仅仅需要相对少量的芯片有效面积，该附加的预充电地址模块是必需的，以便在向下采样期间，给行提供不同的曝光时间。图像传感器的大部分面积不会从常规的分辨率模式下变化。另外，仅仅需要对处理器250进行相对便宜的改进，以便执行向下采样模式。实质上，在向下采样期间使用“空余图线”(spare lines)，以便在非常低的边际成本下获得高动态范围的感应模式。
作为对比，在常规的向下采样方案中，重点通常是减少噪声，而增益和每行的曝光时间在常规的向下采样中名义上是相同的。向下采样的常规方法可包括去掉来自图线的一部分数据或对具有相同的统一曝光时间的图线执行平均。结果，常规的向下采样方法不会在向下采样模式中形成高动态范围。
如前所述，处理器250可为数字信号处理器。可以理解，处理器250可使用储存在处理器上或者对于处理器可存取的存储器上的计算机指令，来执行向下采样。因此，也可以理解，本发明的一实施方式涉及计算机存储产品，其包括其上具有计算机编码的计算机可读介质，以便执行各种计算机可执行的操作。介质和计算机编码可以为了本发明的目的而特别设计和制造，或者对于计算机软件领域的技术人员而言，它们也可以是众所周知且可获得的类型。计算机-可读介质的示例包括但不限制于：磁性介质，例如硬盘、软盘和磁带；光学介质，例如CD-ROMs、DVDs和全息装置(holographic devices)；磁-光介质；以及特别配置成储存并运行程序编码的硬件装置，例如专用集成电路(application-specificintegrated circuits，″ASICs″)、可编程逻辑器件(programmable logic device，″PLDs″)以及ROM和RAM装置。计算机编码的示例包括机器编码，例如由编译器产生的，以及由计算机通过采用翻译器来执行的包括高水平编码的文件。例如，本发明的一实施方式可通过采用Java、C++、或其它面向对象的程序语言和开发工具来实现。本发明的另一实施方式可在代替机器-执行软件指令的硬连线电路中、或者与机器-执行软件指令相结合的硬连线电路中来实现。
为了说明的目的，前面的描述采用了特定的术语，以便充分理解本发明。然而，特定的细节对于实现本发明并不是必需的，这对本领域的技术人员是显而易见的。因此，本发明的特定实施例的前述说明只是为了示例和描述的目的。它们不是穷尽式的说明，或者要将本发明限制为所揭示的确切形式；显然，在上述启示下可以进行许多改进和改变。所选择和描述的实施方式，只是为了最好地解释本发明的原则和其实际应用，从而使本领域技术人员能够最好地利用本发明，而具有各种不同改进的实施方式，可以适于预期的特定用途。本发明的权利要求以及其等同物界定了本发明的范围。

Claims (20)

1、一种在图像传感器中获得高动态范围的方法，该图像传感器包括排列成行和列格式的感光像素，该格式支持行的逐行读取，所述方法包括：
在向下采样模式中给每行分配行曝光时间，其中，特定行内的所有像素具有共同的曝光时间；以及沿着竖向维度方向上如此选择行曝光时间的交替顺序，使得沿着竖向维度方向上具有兼容类型、而在向下采样期间相结合的像素具有至少两个不同的行曝光时间；
按照逐行顺序读取行；以及
将具有不同行曝光时间的各组行的数据相结合，以便在减小竖向分辨率的同时，扩展动态范围。
2、如权利要求1所述的方法，其中，所述的向下采样模式是1:2的向下采样模式，其中，来自各组两行邻近行且具有不同行曝光时间的像素数据被结合，以便减小竖向分辨率。
3、如权利要求1所述的方法，其中，所述的向下采样模式是1:3的向下采样模式，其中，来自各组三行邻近行且具有不同行曝光时间的像素数据被结合，以便减小竖向分辨率。
4、如权利要求1所述的方法，其中，所述的向下采样模式是1:N的向下采样模式，其中，来自各组N行邻近行且具有不同行曝光时间的像素数据被结合，以便减小竖向分辨率。
5、如权利要求1所述的方法，其进一步包括：在全分辨率模式中，选择所有行的曝光时间，以使其具有相同的行曝光时间，并按照逐行顺序读取行，且不执行向下采样。
6、如权利要求1所述的方法，其进一步包括：按照逐行顺序从所述的读取行中提供数据给处理器，该处理器在存储器中临时储存具有不同曝光时间的相邻图线并执行数据的结合，以便减小竖向分辨率并扩展动态范围。
7、如权利要求1所述的方法，其中，所述的图像传感器进一步包括色彩过滤器阵列，该色彩过滤器阵列中的每行都具有预先选择顺序的色彩过滤器，该预先选择顺序基于变化的行图样，而该变化的行图样在预先选择的行数之后重复；其中，所述的选择行曝光时间包括选择行曝光时间的交替顺序，以使其与来自具有不同曝光时间的各组行的数据相兼容。
8、如权利要求7所述的方法，其中，所述的色彩过滤器阵列包括具有交替的蓝-绿行和绿-红行的Bayer图样。
9、如权利要求7所述的方法，其中，所述的色彩过滤器阵列选自于如下一组中：RGB图样、RGBE图样、RGBC图样、RGBW图样和CYGM图样。
10、一种在图像传感器中获得高动态范围的方法，该图像传感器具有感光像素，阵列中的每个单独像素均被色彩阵列过滤器图样指定为特定的色彩，该色彩阵列过滤器图样具有对于每行的具体色彩顺序，该具体色彩顺序在选择的行数之后重复，所述方法包括：
在向下采样模式中给每行分配行曝光时间，其中，特定行内的所有像素具有共同的曝光时间；以及沿着竖向维度方向上如此选择行曝光时间的交替顺序，使得沿着竖向维度方向上过滤器类型相同的像素具有至少两个不同的行曝光时间；
按照逐行顺序读取行；以及
将来自各组行的具有不同行曝光时间的数据相结合，以便使来自于沿着竖向维度方向上具有过滤器类型相同的像素的像素数据被结合，从而在减小竖向分辨率的同时，扩展动态范围。
11、如权利要求10所述的方法，其中，所述的向下采样模式是1：N的向下采样模式，其中，来自各组N行邻近行且具有不同行曝光时间的像素数据被结合，以便减小竖向分辨率。
12、如权利要求10所述的方法，其进一步包括：在全分辨率模式中，选择所有行的曝光时间，以使其具有相同的行曝光时间，并按照逐行顺序读取行，且不执行向下采样。
13、如权利要求10所述的方法，其中，所述的色彩过滤器阵列选自于如下一组中：RGB图样、RGBE图样、RGBC图样、RGBW图样和CYGM图样。
14、一种图像传感器，其包括：
排列成行和列的感光像素的阵列；以及
控制模块和地址解码器，所述的控制模块设置成具有常规的分辨率模式，其中，按照逐行顺序读取行，而各行具有相同的标称曝光时间；所述的控制模块还具有竖向分辨率减小的向下采样模式，其中，每行具有行曝光时间，特定行内的所有像素具有共同的曝光时间，并且沿着竖向维度方向上各行具有如此行曝光时间的序列，使得沿着竖向维度方向上具有兼容类型而在向下采样期间相结合的像素，具有至少两个不同的行曝光时间。
15、如权利要求14所述的图像传感器，其中，所述阵列中的每个单独像素均被色彩阵列过滤器图样指定为特定色彩，该色彩阵列过滤器图样具有对于每行的具体色彩顺序，并在选择的行数之后重复该具体色彩顺序。
16、如权利要求15所述的图像传感器，其中，所述的行曝光时间的序列如此选择，使得具有相同过滤器图样的、至少两个相邻行的组具有不同的曝光时间。
17、如权利要求16所述的图像传感器，其中，对于在每两行之后重复的过滤器图样，所述的行曝光时间在每两行之后变化。
18、如权利要求15所述的图像传感器，其中，所述的行曝光时间在不同的、基于所述过滤器图样之周期的值之间调节。
19、如权利要求14所述的图像传感器，其进一步包括：
接收来自各行的逐行读取的处理器，在向下采样模式中，该处理器将来自具有不同行曝光时间的各组行的数据进行结合，以便减小竖向分辨率并改善动态范围。
20、如权利要求14所述的图像传感器，其中，所述的控制模块包括用于常规分辨率模式的预充电地址模块、以及至少一个附加的预充电地址模块，以便在向下采样模式中支持行的不同曝光时间。
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