TW201517625A - 影像感測裝置及其黑階控制方法 - Google Patents

Abstract

一種影像感測裝置及其黑階控制方法。所述黑階控制方法包括下列步驟。提供類比增益對偏移量轉換關係。利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量。依據遮光像素中的第一部分像素所對應的第一遮光資料，決定是否調整該類比偏移量。依據遮光像素中的第二部分像素的資料，計算一數位資料偏移量。

Description

影像感測裝置及其黑階控制方法

本發明是有關於一種影像處理技術，且特別是有關於一種影像感測裝置及其黑階(black level)控制方法。

一般以數位相機(digital still camera；DSC)或其他影像感測裝置拍攝影像時，即使沒有光源入射至影像感測器，拍攝出的影像亦有可能因為暗電流(dark current)而產生雜訊。其中，「熱能」為造成暗電流的主要因素。「熱能」導致晶片的電子活動加劇，受熱的電子不斷的運動而產生了電流，形成所謂的「暗電流」。為了從影像信號中去除暗電流造成的雜訊，有必要對影像感測裝置進行黑階(black level)校正/控制。

本發明提供一種影像感測裝置的黑階控制方法以及影像感測裝置，可有效利用像素陣列中的遮光區(optical black area) 所提供的暗電流資訊進行精確的黑階控制，從而提供較佳的輸出影像資料。

本發明提出一種影像感測裝置的黑階控制方法，其中影像感測裝置至少包括一像素陣列，像素陣列包括多個遮光像素(optical black pixel)以及多個感光像素(active pixel)。所述影像感測裝置的黑階控制方法包括下列步驟。提供類比增益對偏移量轉換關係，並利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量。依據遮光像素中的第一部分像素所對應的第一遮光資料，決定是否調整該類比偏移量。再依據遮光像素中的第二部分像素的資料去計算數位資料偏移量。

在本發明的一實施例中，上述提供類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括於開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取遮光像素的多個感測資料，以獲得類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述讀取遮光像素的多個感測資料，以獲得類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括於開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取遮光像素的感測資料，並利用線性迴歸分析類比增益值與遮光像素的感測資料，藉以獲得類比增益對偏移量轉換函數作為類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述讀取遮光像素的多個感測資料，以獲得類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括於開機校正 期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取遮光像素的感測資料。並利用線性迴歸分析類比增益值與遮光像素的感測資料，藉以獲得類比增益對偏移量轉換函數。再藉由使用不同的偏移量分別讀取遮光像素的感測資料，以計算轉換比例。依據類比增益對偏移量轉換函數與轉換比例獲得類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述依據類比增益對偏移量轉換函數與轉換比例獲得類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括計算類比增益對偏移量轉換函數與轉換比例之乘積作為類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述提供類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括提供查找表(lookup table)，其中查找表內記錄著類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述將類比增益值轉換為類比偏移量的步驟包括依據預覽畫面時的感光度(ISO)，決定類比增益值，並利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述決定是否調整類比偏移量的步驟包括：讀取遮光像素中的一遮光像素的原始信號後，以類比增益值增益原始信號，以獲得遮光像素的經增益信號，並以類比偏移量調整經增益信號，以獲得第一遮光資料。依據該第一遮光資料決定是否調整該類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述決定是否調整類比偏移量 的步驟包括：讀取遮光像素中的第一部分像素的多個原始信號，並以類比增益值增益原始信號，以獲得遮光像素中的第一部分像素的多個經增益信號。接著，以類比偏移量調整經增益信號，以獲得遮光像素中的第一部分像素的多個經調整信號。之後，分別將經調整信號轉換為多個數位資料，以及計算數位資料的平均值作為第一遮光資料。依據該第一遮光資料決定是否調整該類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述決定是否調整類比偏移量的步驟包括：a. 判斷第一遮光資料是否介於預設範圍內以及類比偏移量是否為0；b. 當第一遮光資料未介於預設範圍內或類比偏移量為0時，調整類比偏移量，且依據經調整後的類比偏移量獲得遮光像素中的另一部分像素所對應的遮光資料作為第一遮光資料，並再次進行步驟a。

在本發明的一實施例中，上述決定是否調整類比偏移量的步驟更包括：當第一遮光資料介於預設範圍內以及類比偏移量不為0時，確定以類比偏移量調整該像素陣列的像素信號。

在本發明的一實施例中，上述決定是否調整類比偏移量的步驟包括：當第一遮光資料介於預設範圍內以及類比偏移量不為0時，讀取遮光像素中的其餘部分像素的多個原始信號，並以類比增益值增益所述其餘部分像素的原始信號，以獲得遮光像素中的其餘部分像素的多個經增益信號。接著，以類比偏移量調整所述其餘部分像素的經增益信號，以獲得遮光像素中的其餘部分 像素的多個經調整信號。之後，分別將所述其餘部分像素的經調整信號轉換為遮光像素中的其餘部分像素的多個數位資料，以及計算數位資料的平均值作為數位資料偏移量。

在本發明的一實施例中，上述黑階控制方法更包括：藉由使用類比偏移量，分別讀取感光像素所對應的影像資料，以及依據數位資料偏移量調整感光像素所對應的影像資料。

在本發明的一實施例中，上述利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量的步驟更包括：判斷類比增益值是否改變，以及當類比增益值改變時，重新利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量的步驟更包括：判斷讀取畫面次數是否達次數門檻值，以及當讀取畫面次數達次數門檻值時，重新利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述的類比增益對偏移量轉換關係包括二元一次方程式，或其他冪次的多項式和/或其組合。

本發明提出一種影像感測裝置。所述影像感測裝置包括至少一像素陣列、影像資料讀取單元以及黑階控制單元。其中，像素陣列包括多個遮光像素以及多個感光像素。影像資料讀取單元耦接至像素陣列。影像資料讀取單元接收像素陣列的輸出，並依照類比增益值與類比偏移量輸出像素陣列所對應的影像資料。 黑階控制單元耦接至影像資料讀取單元。黑階控制單元提供類比增益對偏移量轉換關係，並利用類比增益對偏移量轉換關係將類比增益值轉換為類比偏移量。依據遮光像素中的第一部分像素所對應的第一遮光資料，黑階控制單元決定是否調整該類比偏移量。之後，依據該些遮光像素中的一第二部分像素的資料去計算數位資料偏移量。其中，黑階控制單元將類比偏移量輸出給影像資料讀取單元，以及依據數位資料偏移量調整影像資料讀取單元所輸出的影像資料。

在本發明的一實施例中，上述黑階控制單元於開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取遮光像素的多個感測資料，以獲得類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述黑階控制單元於開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取遮光像素的感測資料，並利用線性迴歸分析類比增益值與遮光像素的感測資料，藉以獲得類比增益對偏移量轉換函數作為類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述黑階控制單元於開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取遮光像素的感測資料，並利用線性迴歸分析類比增益值與遮光像素的感測資料，藉以獲得類比增益對偏移量轉換函數，且藉由使用不同的偏移量分別讀取遮光像素的感測資料，以計算轉換比例，以及依據類比增益對偏移量轉換函數與轉換比例獲得類比增益對偏移量轉換關 係。

在本發明的一實施例中，上述黑階控制單元計算類比增益對偏移量轉換函數與轉換比例之乘積作為類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述影像感測裝置更包括查找表，其中查找表內記錄著類比增益對偏移量轉換關係。

在本發明的一實施例中，上述影像資料讀取單元依據預覽一畫面時的感光度而決定類比增益值，黑階控制單元利用類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值轉換為類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述影像資料讀取單元包括資料取樣電路、增益電路以及偏移量調整電路。其中，耦接至像素陣列的資料取樣電路接收像素陣列的輸出，以獲得原始信號。增益電路耦接至資料取樣電路以接收所述原始信號，其中增益電路依照類比增益來增益原始信號，以獲得經增益信號。偏移量調整電路耦接至增益電路以接收所述經增益信號，其中偏移量調整電路依照該類比偏移量調整經增益信號，以輸出經調整信號。

在本發明的一實施例中，上述資料取樣電路讀取遮光像素中的遮光像素的原始信號，增益電路以類比增益值增益該遮光像素的原始信號以獲得遮光像素的經增益信號，並由偏移量調整電路以類比偏移量調整該遮光像素的經增益信號，以獲得第一遮光資料。

在本發明的一實施例中，上述影像資料讀取單元更包括 類比數位轉換器。類比數位轉換器耦接至偏移量調整電路。

在本發明的一實施例中，上述黑階控制單元更包括數位平均計算電路，並。數位平均計算電路耦接至類比數位轉換器。其中，資料取樣電路讀取遮光像素中的第一部分像素的多個原始信號。接著，增益電路以類比增益值增益該第一部分像素的原始信號以獲得遮光像素中的第一部分像素的多個經增益信號，並由偏移量調整電路以類比偏移量調整該第一部分像素的經增益信號以獲得遮光像素中的第一部分像素的多個經調整信號，之後，類比數位轉換器分別將經調整信號轉換為多個數位資料，以及數位平均計算電路計算數位資料的平均值作為第一遮光資料。

在本發明的一實施例中，上述黑階控制單元包括數位平均計算電路、判斷電路以及類比偏移量調整電路。其中，數位平均計算電路耦接影像資料讀取單元，以將影像資料讀取單元所輸出的遮光資料轉換為第一遮光資料。判斷電路耦接數位平均計算電路以接收第一遮光資料，其中判斷電路判斷第一遮光資料是否介於預設範圍內以及類比偏移量是否為0。類比偏移量調整電路耦接判斷電路與該影像資料讀取單元，其中當判斷電路判斷第一遮光資料未介於預設範圍內或類比偏移量為0時，類比偏移量調整電路調整類比偏移量作為類比偏移量，且影像資料讀取單元依據類比偏移量獲得遮光像素中的另一部分像素所對應的遮光資料。

在本發明的一實施例中，上述當判斷電路判斷第一遮光資料介於預設範圍內以及類比偏移量不為0時，類比偏移量調整 電路確定以類比偏移量調整像素陣列的像素信號。

在本發明的一實施例中，上述影像資料讀取單元藉由使用類比偏移量，分別讀取感光像素所對應的影像資料，且黑階控制單元依據數位資料偏移量調整感光像素所對應的影像資料。

在本發明的一實施例中，上述影像感測裝置更包括重置單元。重置單元耦接至黑階控制單元，其中重置單元判斷類比增益值是否改變。當重置單元判斷類比增益值改變時，重置單元觸發黑階控制單元重新利用類比增益對偏移量轉換關係，從而將類比增益值轉換為類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述影像感測裝置更包括重置單元。重置單元耦接至影像資料讀取單元與黑階控制單元，其中重置單元判斷讀取畫面次數是否達次數門檻值。當重置單元判斷讀取畫面次數達次數門檻值時，重置單元觸發黑階控制單元重新利用類比增益對偏移量轉換關係，從而將類比增益值轉換為類比偏移量。

在本發明的一實施例中，上述類比增益對偏移量轉換關係包括二元一次方程式，或其他冪次的多項式和/或其組合。

基於上述，本發明實施例的影像感測裝置及其黑階控制方法可透過類比增益對偏移量轉換關係而獲得類比偏移量，並利用遮光資料決定是否調整類比偏移量以及計算數位資料偏移量，而可有效利用遮光區，從而實現精確的黑階控制，進而提供較佳的輸出影像資料。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、500、800、1200、1400‧‧‧影像感測裝置

110、510、810、1210、1410‧‧‧像素陣列

111、511、811、1211、1411‧‧‧遮光像素

112、512、812、1212、1412‧‧‧感光像素

120、520、720、820、1220、1420‧‧‧影像資料讀取單元

130、530、830、1230、1430‧‧‧黑階控制單元

210‧‧‧遮光資料電壓

220‧‧‧感光資料電壓

410‧‧‧類比增益對偏移量轉換關係

521、721、821‧‧‧資料取樣電路

522、722、822‧‧‧增益電路

523、723、823‧‧‧偏移量調整電路

723a、823a‧‧‧第一運算單元

723b、823b‧‧‧數位類比轉換器

824‧‧‧類比數位轉換器

831‧‧‧數位平均計算電路

832‧‧‧判斷電路

833‧‧‧類比偏移量調整電路

840、1240‧‧‧第二運算單元

1250‧‧‧重置單元

1460‧‧‧查找表

S310~S340、S610~S640、S910~S940、S1010~S1040、S1036a~S1036c、S1110~S1160、S1136a~S1136c、S1310~S1374、S1336a~S1336c‧‧‧步驟

A_OFFSET‧‧‧類比偏移量

ACT_DATA‧‧‧影像資料

D_OFFSET‧‧‧數位資料偏移量

FG‧‧‧旗標

G‧‧‧類比增益

OB_DATA‧‧‧遮光資料

TH‧‧‧上限值

圖1是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。

圖2A至2E是依照本發明一實施例所繪示取樣自像素陣列的資料電壓分佈示意圖。

圖3是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。

圖4是依照本發明一實施例所繪示的類比增益對偏移量轉換關係的範例。

圖5是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。

圖6是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。

圖7是依照本發明一實施例所繪示的影像資料讀取單元的電路方塊示意圖。

圖8是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。

圖9是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控 制方法的流程示意圖。

圖10是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。

圖11A、圖11B是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。

圖12是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。

圖13A、圖13B是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。

圖14是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

本發明實施例的影像感測裝置的黑階控制方法首先利用 類比增益對偏移量的轉換關係取得類比偏移量，並依據此類比偏移量對遮光資料進行初步的黑階調整。之後，再經由回饋方式，並依據經調整的遮光資料對類比偏移量進行微調。藉此，可實現較為精確的黑階控制，並得到較佳的輸出影像資料。

以下將詳細說明本發明實施例所提出的影像感測裝置的黑階控制方法。請先參照圖1，圖1是依照本發明一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。影像感測裝置100例如是互補式金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)感測器、電荷耦合裝置(charge coupled device；CCD)感測器，或是其他利用獨立像素感測器之陣列所構成的影像感測器，本發明並不限制影像感測裝置的種類。影像感測裝置100包括像素陣列110、影像資料讀取單元120以及黑階控制單元130。其中，像素陣列110包括多個遮光像素(Optical Black Pixel)111以及多個感光像素(Active Pixel)112。遮光像素111以及感光像素112可由互補式金屬氧化物半導體、電荷耦合裝置或是其他技術來實施。

感光像素112可能包括例如紅(R)、綠(G)以及藍(B)色像素，用以接收/感測影像的光信號。至於遮光像素111則可藉由與感光像素相同或相似的結構，並利用光遮蔽層(例如金屬或其他阻擋層)覆蓋遮光像素111而使其無法接收/感測光信號。因為沒有光線照射遮光像素111，因此理想上遮光像素111的輸出信號應該是表示「無光線」的信號準位。然而，因為「熱能」或是 其他因素導致像素陣列110的電子活動加劇。受熱的電子不斷的運動而產生了電流，形成所謂的「暗電流」。因此，感光像素112所感測到的光資料包括實際影像資料以及來自暗電流的雜訊。沒有光線照射的遮光像素111可以用來偵測暗電流。本實施例並不限制遮光像素111以及感光像素112的布局方式。例如，在一些實施例中，遮光像素111可以經由列(row)及/或行(column)的方式環繞/配置於像素陣列110的邊界，或亦可位於像素陣列110的其他位置。

圖2A至圖2E是依照本發明一實施例所繪示取樣自像素陣列的資料電壓分佈示意圖，其中縱軸表示資料電壓，橫軸表示像素位置。請參照圖1與圖2A至圖2E，影像資料讀取單元120耦接至像素陣列110。影像資料讀取單元120接收像素陣列110的輸出，以獲得原始信號(例如圖2A所示)。影像資料讀取單元120可以依照類比增益值G與類比偏移量A_OFFSET輸出該像素陣列110所對應的影像資料。例如，在一些實施例中，影像資料讀取單元120可以依據類比增益值G對像素陣列110的輸出信號進行增益，以獲得經增益信號(例如圖2B所示)。影像資料讀取單元120可以依照類比偏移量A_OFFSET來對經增益信號進行調整，以獲得經調整信號(例如圖2C所示)。圖2C中的箭號即表示影像資料讀取單元120可對經增益信號進行信號準位的調整，而獲得經調整信號。

上述經調整信號為類比資料形式。本實施例的影像資料 讀取單元120還可將經調整信號轉換為數位形式的影像資料(例如圖2D所示)，以便於後級電路(未繪示)進行影像資料處理。黑階控制單元130耦接至影像資料讀取單元120。黑階控制單元130輸出類比偏移量A_OFFSET至影像資料讀取單元120，以控制影像資料讀取單元120去對所述經增益信號進行偏移調整。黑階控制單元130還可以依據影像資料讀取單元120所輸出的影像資料而計算出數位資料偏移量D_OFFSET。依據數位資料偏移量D_OFFSET，黑階控制單元130還可以調整影像資料讀取單元120所輸出的對應於感光像素112的影像資料ACT_DATA。

請參照圖2E，其繪示了取樣自像素陣列110中遮光像素111與感光像素112的資料電壓分佈的範例。由前述可知，遮光像素111的原始信號包含來自暗電流的雜訊，而感光像素112的原始信號則包括實際影像資料以及來自暗電流的雜訊。黑階控制單元130可藉由調整類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET來處理感光像素112的影像資料，以去除來自暗電流的雜訊成分。具體來說，如圖2E所示，取樣自遮光像素111的遮光資料電壓210包含來自暗電流的雜訊，而取樣自感光像素112的感光資料電壓220(圖2E中的實線)包括了來自暗電流的雜訊(圖2E中的水平虛線)以及真正的影像資料電壓。需注意的是，若沒有在類比域(analog domain)中調整所述經增益信號，則在將資料電壓轉換為數位資料時，由於類比數位轉換器(Analog to Digital Converter；ADC)對其電壓轉換範圍有限制，故影像資料 中的暗電流雜訊可能或使影像資料讀取單元120的數位輸出發生飽和，導致部份影像資訊喪失。

黑階控制單元130可藉由調整類比偏移量A_OFFSET來控制影像資料讀取單元120，使影像資料讀取單元120在類比域中先除去所述經增益信號中暗電流雜訊的一部分(例如降低所述經增益信號的直流準位)，以避免影像資料讀取單元120的數位輸出發生飽和。經由數位處理，例如是減法器的技術，黑階控制單元130可將數位資料偏移量D_OFFSET與影像資料讀取單元120的數位輸出二者進行運算，以在數位域(digital domain)中除去暗電流雜訊的其他部分。也就是說，影像感測裝置100可以使用兩階段(類比域與數位域)進行黑階校正。

圖3是依照本發明一實施例說明影像感測裝置的黑階控制方法的流程圖。本實施例的方法適用於上述的影像感測裝置100，以下即搭配圖1中影像感測裝置100的各項元件，並依照圖3來說明本實施例方法的詳細流程與影像感測裝置100及其黑階控制單元130的詳細作動方式。

請參照圖1與圖3，於步驟S310中，黑階控制單元130可以提供「類比增益對偏移量轉換關係」。在一些實施例中，類比增益對偏移量轉換關係可以是二元一次方程式，也可以是其他冪次的多項式和/或其組合，本發明對此並不限制。所述類比增益對偏移量轉換關係可以預先內建於黑階控制單元130內。

在另一些實施例中，影像感測裝置100可在開機校正期 間，藉由使用不同的類比增益值G分別讀取遮光像素111的多個感測資料，藉以獲得類比增益對偏移量轉換關係。其中，黑階控制單元130可以在開機校正期間獲得一類比增益對偏移量轉換函數來作為所述類比增益對偏移量轉換關係，也可以是依據一類比增益對偏移量轉換函數以及一轉換比例來獲得所述的類比增益對偏移量轉換關係。對於上述情況，以下各舉一實施例來說明在開機校正期間，黑階控制單元130獲得類比增益對偏移量轉換關係的實施方式。

在一實施例中，於開機校正期間，影像感測裝置100藉由影像資料讀取單元120分別讀取與各類比增益值G相對應的該些遮光像素的感測資料，並由黑階控制單元130利用線性迴歸的方式分析類比增益值與遮光像素的感測資料，藉以獲得類比增益對偏移量轉換函數，從而作為類比增益對偏移量轉換關係。例如，圖4是依照本發明一實施例所繪示的類比增益對偏移量轉換關係的範例，其中縱軸表示偏移量(遮光像素的經增益資料)，而橫軸表示類比增益值G。於開機校正期間，影像感測裝置100可以將多個不同類比增益值G提供給影像資料讀取單元120，並藉由影像資料讀取單元120對遮光像素進行讀取，以獲得如圖4中對應於各類比增益值G的多個感測資料(例如圖4中小圓圈所示者)。對應於不同類比增益值G的各感測資料可以是來自相同遮光像素的讀取結果，也可以是數個遮光像素所對應之感測資料的平均。之後，再藉由線性迴歸分析方式歸納圖4所繪示的各感測資料， 從而獲得類比增益對偏移量轉換關係410。所述類比增益對偏移量轉換關係410例如是二元一次方程式。舉例來說，所述類比增益對偏移量轉換關係410可以是下述方程式1，其中A_OFFSET表示偏移量，a表示斜率，G表示類比增益，而b表示截距。黑階控制單元130可以歸納圖4中所述類比增益對偏移量轉換關係410的斜率a與截距b。因此，在開機校正期間結束後，黑階控制單元130可以使用類比增益對偏移量轉換關係410而將類比增益G與轉換為偏移量A_OFFSET。

A_OFFSET=a*G+b 方程式1

在其他實施例中，當類比增益對偏移量轉換關係為其他冪次的多項式和/或其組合時，黑階控制單元130亦可對應使用多項式迴歸或其他統計學的迴歸方法來得到類比增益對偏移量轉換關係。

值得一提的是，由於製程因素或環境變化的影響，像素陣列110中的各遮光像素彼此間可能具有差異。而透過線性迴歸的方式，各遮光像素之間的變異性可被考慮，例如，上述類比增益對偏移量轉換關係中的截距b參數即隱含各遮光像素間的變異資訊。

請參照圖1與圖3，於步驟S320中，黑階控制單元130利用步驟S310所述類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值G 轉換為類比偏移量A_OFFSET。在本實施例中，影像感測裝置100可依據預覽一畫面時的感光度(ISO)，而決定類比增益值G。在其他實施例中，類比增益值G也可以是影像感測裝置100的內建預設值，類比增益值G也可以是前次關機時的設定值，或者類比增益值G也可以是經由使用者手動選擇而決定的參數值。本實施例對類比增益值G的決定方式並不限制。

在類比增益值G被決定後，黑階控制單元130可以利用所述類比增益對偏移量轉換關係，而將類比增益值G轉換為類比偏移量A_OFFSET。在此，黑階控制單元130可將經轉換而得到的類比偏移量A_OFFSET存入相對應的暫存器中。當影像資料讀取單元120對影像資料進行偏移量調整時，類比偏移量A_OFFSET可以從黑階控制單元130的暫存器輸出給影像資料讀取單元120。

於步驟S330中，黑階控制單元130依據遮光像素111中的第一部分像素(一個或多個遮光像素)所對應的第一遮光資料，決定是否調整步驟S320所述類比偏移量A_OFFSET。在一些實施例中，影像感測裝置100可以透過影像資料讀取單元120讀取遮光像素111中的單一個遮光像素的感測資料作為所述第一遮光資料。而若考慮多個遮光像素111之間可能存在的變異而造成額外雜訊，在另一些實施例中，影像感測裝置100也可以透過影像資料讀取單元120讀取遮光像素111中的多個遮光像素的感測資料，再經由平均的方式來獲得相對應的第一遮光資料。當黑階控制單元130獲得所述第一遮光資料之後，黑階控制單元130可以 檢查所述第一遮光資料並決定是否對類比偏移量A_OFFSET進行調整。例如，當所述第一遮光資料與目標值(例如0或其他參考值)的差距大於某一門檻值(例如10或其他參考值)時，黑階控制單元130可以增加類比偏移量A_OFFSET，以期減少所述第一遮光資料。當所述第一遮光資料與所述目標值的差距小於所述門檻值時，黑階控制單元130可以維持目前的類比偏移量A_OFFSET。

於步驟S340中，黑階控制單元130可依據遮光像素111中的第二部份像素(一個或多個遮光像素)的資料，來計算數位資料偏移量D_OFFSET。例如，在本實施例中，影像資料讀取單元120可依據上述步驟S330中所確定的類比偏移量A_OFFSET輸出遮光像素111中的其餘遮光像素的感測資料給黑階控制單元130，以及黑階控制單元130可以依據所述其餘遮光像素的感測資料計算出數位資料偏移量D_OFFSET。在此所述遮光像素的感測資料可以是來自一或多個遮光像素。例如，黑階控制單元130可以將遮光像素111中多個遮光像素的感測資料加以平均，並將此平均值作為數位資料偏移量D_OFFSET。其中，讀取多個遮光像素來獲得相對應的數位資料偏移量可免除源自於各遮光像素之間的差異而導致的雜訊。黑階控制單元130可以依據數位資料偏移量D_OFFSET而修正影像資料ACT_DATA。

綜上所述，本實施例所提出的黑階控制方法與影像感測裝置100可以分二階段進行黑階校正。在類比域中，影像資料讀 取單元120可依據黑階控制單元130所提供的類比偏移量A_OFFSET進行粗略黑階校正，以避免影像資料ACT_DATA發生飽和現象。在數位域中，黑階控制單元130可以藉由調整數位資料偏移量D_OFFSET而對影像資料ACT_DATA進行細緻黑階校正。其中，黑階控制單元130使用遮光像素111中的部份遮光像素的感測資料便可以決定類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET。因此，本實施例所提出的黑階控制方法與影像感測裝置100可以有效利用面積有限的遮光像素111，並進行精確的黑階校正及控制。

無論如何，本發明的實現方式不應受限於上述實施例。例如，圖5是依照本發明另一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。圖5所示影像感測裝置500包括像素陣列510、影像資料讀取單元520與黑階控制單元530。像素陣列510包括遮光像素511與感光像素512。圖5所示影像感測裝置500、像素陣列510、遮光像素511、感光像素512、影像資料讀取單元520與黑階控制單元530可以參照圖1所示影像感測裝置100、像素陣列110、遮光像素111、感光像素112、影像資料讀取單元120與黑階控制單元130的相關說明而類推之。與圖1所示實施例的不同處在於，圖5所示影像資料讀取單元520包括資料取樣電路521、增益電路522以及偏移量調整電路523。

請參照圖5，資料取樣電路521耦接至像素陣列510，並接收像素陣列510的輸出，以獲得一原始信號(例如圖2A所示)。 在一些實施例中，資料取樣電路521自像素陣列510取樣並將電荷資料轉換為類比電壓輸出而作為原始信號。在一些實施例中，像素陣列510可結合資料取樣電路521而可直接輸出類比電壓至增益電路522。應用本實施例者應可依據其設計需求以及像素陣列510的特性而配置對應的資料取樣電路521，來獲得對應於儲存於像素陣列510中的原始信號。增益電路522耦接至資料取樣電路521以接收所述原始信號，並依照類比增益值G來增益原始信號，以獲得經增益信號(例如圖2B所示)。增益電路522例如是可程式化增益放大器(programmable gain amplifier)，或是其他種類的放大器。本實施例並不限制實現增益電路522的元件種類與電路架構。

偏移量調整電路523耦接至增益電路522以接收所述經增益信號。偏移量調整電路523可以在類比域依照類比偏移量A_OFFSET調整所述經增益信號，以獲得經調整信號(例如圖2C所示)。偏移量調整電路523還可以將所述經調整信號轉換為數位的影像資料ACT_DATA(例如圖2D所示)。因此，偏移量調整電路523可在類比域中依據黑階控制單元530所提供的類比偏移量A_OFFSET進行粗略黑階校正，以避免影像資料ACT_DATA發生飽和現象。

偏移量調整電路523可以經由資料取樣電路521與增益電路522來獲得遮光像素511的遮光資料。當遮光資料與目標值(例如0或其他參考值)的差距大於某一門檻值(例如15或其他 參考值)時，黑階控制單元530可以增加類比偏移量A_OFFSET，以期減少所述遮光資料。當所述遮光資料與所述目標值的差距小於所述門檻值時，黑階控制單元530可以保持目前的類比偏移量A_OFFSET。當黑階控制單元530將類比偏移量A_OFFSET保持不變時，影像資料讀取單元520可以依據類比增益G與類比偏移量A_OFFSET而輸出感光像素512所對應的影像資料ACT_DATA。

當黑階控制單元530已經決定了類比偏移量A_OFFSET時，偏移量調整電路523可以經由資料取樣電路521與增益電路522來獲得遮光像素511的部份遮光像素(一個或多個遮光像素)的遮光資料，並將此遮光資料提供給黑階控制單元530。黑階控制單元530可依據遮光像素511的部份遮光像素的遮光資料來計算數位資料偏移量D_OFFSET。例如，黑階控制單元530可以將遮光像素511中多個遮光像素的遮光資料加以平均，並將此平均值作為數位資料偏移量D_OFFSET。經由數位處理電路(例如是減法器)，影像感測裝置500可將影像資料ACT_DATA減去數位資料偏移量D_OFFSET來進行數位域的黑階校正。因此，黑階控制單元530可以在數位域中藉由調整數位資料偏移量D_OFFSET而對影像資料ACT_DATA進行細緻黑階校正。

圖6是依照本發明另一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。圖6所示步驟S610、步驟S620、步驟S630與步驟S640可以參照圖3所示步驟S310、步驟S320、步驟S330與步驟S340的相關說明而類推之。請參照圖5與圖6， 於步驟S610中，黑階控制單元530提供類比增益對偏移量轉換關係。接著，於步驟S620中，黑階控制單元530利用所述類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值G轉換為類比偏移量A_OFFSET。

在本實施例的步驟S630中包括子步驟S631~S634。於步驟S631中，影像資料讀取單元520的資料取樣電路521讀取像素陣列510的遮光像素511中部份遮光像素的原始信號。接著，於步驟S832中，增益電路522以類比增益值G增益所述資料取樣電路521所輸出的原始信號，以獲得所述遮光像素511的部份遮光像素的經增益信號。之後，於步驟S633中，再經由偏移量調整電路523以類比偏移量A_OFFSET調整所述經增益信號，藉此，即可獲得第一遮光資料OB_DATA。

黑階控制單元530將會依據所獲得的第一遮光資料OB_DATA而決定是否調整類比偏移量A_OFFSET(步驟S634)。當黑階控制單元530已經決定了類比偏移量A_OFFSET時，黑階控制單元530可以依據遮光像素511中的第二部分像素的資料而計算數位資料偏移量D_OFFSET(步驟S640)。

圖7是依照本發明又一實施例繪示的影像資料讀取單元的電路方塊示意圖。圖7所示影像資料讀取單元720包括資料取樣電路721、增益電路722以及偏移量調整電路723。圖7所示影像資料讀取單元720、資料取樣電路721、增益電路722以及偏移量調整電路723可以參照圖1所示影像感測裝置100與影像資料 讀取單元120的相關說明而類推之，以及/或是參照圖5所示影像感測裝置500、影像資料讀取單元520、資料取樣電路521、增益電路522以及偏移量調整電路523的相關說明而類推之。與圖5所示實施例的不同處在於，圖7所示影像資料讀取單元720中的偏移量調整電路723可包括第一運算單元723a以及數位類比轉換器(Digital to Analog Converter；DAC)723b。

數位類比轉換器723b的輸入端耦接黑階控制單元，以接收來自黑階控制單元的類比偏移量A_OFFSET。數位類比轉換器723b可以將類比偏移量A_OFFSET從數位資料形式轉換為類比資料形式。數位類比轉換器723b將類比形式的類比偏移量傳送至第一運算單元723a。第一運算單元723a耦接增益電路722以及數位類比轉換器723b。第一運算單元723a接收來自增益電路722所輸出的經增益信號，以及接收來自數位類比轉換器723b的類比形式的類比偏移量A_OFFSET。第一運算單元723a可以在類比域對所述經增益信號與類比偏移量A_OFFSET進行運算而獲得調整信號，並將所述經調整信號輸出給下一級電路。例如，第一運算單元723a可以將所述經增益信號減去類比偏移量A_OFFSET，並將相減結果作為所述經調整信號。

此外，在另一些實施例中，影像資料讀取單元則可藉由資料取樣電路讀取遮光像素中的第一部分像素的多個原始信號，並將這些原始信號對應的多個數位資料取其平均後，藉以獲得第一遮光資料。例如，圖8是依照本發明更一實施例所繪示的影像 感測裝置的電路方塊示意圖。在本實施例中，圖8所示影像感測裝置800包括像素陣列810、影像資料讀取單元820、黑階控制單元830與第二運算單元840。像素陣列810包括遮光像素811與感光像素812。圖8所示影像感測裝置800、像素陣列810、遮光像素811、感光像素812、影像資料讀取單元820與黑階控制單元830可以參照圖1所示影像感測裝置100、像素陣列110、遮光像素111、感光像素112、影像資料讀取單元120與黑階控制單元130的相關說明而類推之，也可以參照圖5所示影像感測裝置500、像素陣列510、遮光像素511、感光像素512、影像資料讀取單元520與黑階控制單元530的相關說明而類推之。

圖8所示影像資料讀取單元820包括資料取樣電路821、增益電路822、偏移量調整電路823以及類比數位轉換器(Analog to Digital Converter；ADC)824。圖8所示資料取樣電路821、增益電路822與偏移量調整電路823可以參照圖5所示資料取樣電路521、增益電路522與偏移量調整電路523的相關說明而類推之，也可以參照圖7所示資料取樣電路721、增益電路722與偏移量調整電路723的相關說明而類推之。圖8所示偏移量調整電路823包括第一運算單元823a以及數位類比轉換器823b。圖8所示第一運算單元823a以及數位類比轉換器823b可以參照圖7所示第一運算單元723a以及數位類比轉換器723b的相關說明而類推之。與圖5與圖7所示實施例的不同處在於，圖8所示黑階控制單元830包括數位平均計算電路831、判斷電路832以及類比偏移 量調整電路833。

請參照圖8，類比數位轉換器824的輸入端耦接至偏移量調整電路823的第一運算單元823a的輸出端。類比數位轉換器824可以將第一運算單元823a所輸出的經調整信號轉換為對應的數位資料。數位平均計算電路831的輸入端耦接至類比數位轉換器824。數位平均計算電路831可以計算類比數位轉換器824所輸出的多筆數位資料的平均值作為第一遮光資料OB_DATA，或者計算類比數位轉換器824所輸出的另外多筆數位資料的平均值作為數位資料偏移量D_OFFSET。

圖9是依照本發明又一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。圖9所示步驟S910、步驟S920、步驟S930與步驟S940可以參照圖3所示步驟S310、步驟S320、步驟S330與步驟S340的相關說明而類推之，也可以參照圖6所示步驟S610、步驟S620、步驟S630與步驟S640的相關說明而類推之。請參照圖8與圖9，於步驟S910中，黑階控制單元830提供類比增益對偏移量轉換關係。接著，於步驟S920中，黑階控制單元830利用步驟S910的類比增益對偏移量轉換關係，將類比增益值G轉換為類比偏移量A_OFFSET。在本實施例的步驟S930中包括子步驟S931~S936。

於步驟S931中，影像資料讀取單元820的資料取樣電路821讀取遮光像素811中的第一部分像素的多個原始信號。之後，於步驟S932中，增益電路822以類比增益值G增益所述資料取樣 電路821所輸出的原始信號，以獲得遮光像素811中第一部分像素的多個經增益信號。另一方面，數位類比轉換器823b可以將數位形式的類比偏移量A_OFFSET轉換為類比形式的類比偏移量A_OFFSET。於步驟S933中，偏移量調整電路823的第一運算單元823a以類比形式的類比偏移量A_OFFSET調整增益電路822所提供的這些經增益信號，藉以獲得遮光像素811中的第一部分像素的多個經調整信號。之後，於步驟S934中，類比數位轉換器824分別將第一運算單元823a所提供的這些經調整信號轉換為多個數位資料，並將這些數位資料輸出至數位平均計算電路831。並於步驟S935中，由數位平均計算電路831計算類比數位轉換器824所提供的這些數位資料的平均值，藉以作為遮光像素811中的第一部分像素的第一遮光資料OB_DATA。

例如，增益電路822可以將遮光像素811中的8個遮光像素的原始信號增益G倍而獲得8個經增益信號。第一運算單元823a可以將增益電路822所提供的這8個經增益信號減去類比偏移量A_OFFSET後而獲得8個經調整信號。類比數位轉換器824可以將第一運算單元923a所提供的這8個經調整信號轉換為8筆數位資料。數位平均計算電路831可以計算類比數位轉換器824所提供的這8筆數位資料的平均值，作為遮光像素811中所述8個遮光像素的第一遮光資料OB_DATA。

之後，於步驟S936中，黑階控制單元830的判斷電路832將會依據所獲得的第一遮光資料OB_DATA而決定是否控制類比 偏移量調整電路833去調整類比偏移量A_OFFSET。例如，當所述第一遮光資料OB_DATA與目標值(例如0或其他參考值)的差距大於某一門檻值(例如20或其他參考值)時，判斷電路832可以驅使類比偏移量調整電路833去調增類比偏移量A_OFFSET。由於類比偏移量A_OFFSET被調增，所以在下一次影像資料讀取單元820所輸出的資料可以被降低。當所述第一遮光資料OB_DATA與所述目標值的差距小於所述門檻值時，判斷電路832可以驅使類比偏移量調整電路833去保持目前的類比偏移量A_OFFSET。至此，黑階控制單元830完成了在類比域的粗略黑階校正。

當黑階控制單元830的判斷電路832已經決定了類比偏移量A_OFFSET時，黑階控制單元830的數位平均計算電路831可以進行步驟S940。於步驟S940中，增益電路822可以將遮光像素811中的第二部分像素的原始信號增益G倍而獲得遮光像素811中的所述第二部分像素的經增益信號。例如，所述第二部分像素可以是另外8個(或是其他數量)遮光像素，或是遮光像素811中尚未被讀取其他遮光像素。第一運算單元823a可以將增益電路822所提供的這第二部分像素的經增益信號減去類比偏移量A_OFFSET後而獲得這第二部分像素的經調整信號。類比數位轉換器824可以將第一運算單元823a所提供的這第二部分像素的經調整信號轉換為這第二部分像素的資料。數位平均計算電路831可以在步驟S940中依據遮光像素811中的這第二部分像素的資料 而計算出數位資料偏移量D_OFFSET。例如，數位平均計算電路831可以計算類比數位轉換器824所提供的這第二部分像素的數位資料的平均值，作為數位資料偏移量D_OFFSET。

在黑階控制單元830決定了類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET之後，影像資料讀取單元820可以讀取感光像素812的原始影像資料，並依據類比增益G與類比偏移量A_OFFSET來調整感光像素812的原始影像資料而獲得影像資料ACT_DATA。第二運算單元840可以依據數位平均計算電路831所提供的這數位資料偏移量D_OFFSET而調整影像資料讀取單元820所提供的影像資料ACT_DATA。例如，第二運算單元840可以將影像資料ACT_DATA減去數位資料偏移量D_OFFSET而獲得經黑階校正的影像資料。至此，黑階控制單元830可以在數位域中藉由調整數位資料偏移量D_OFFSET而對影像資料ACT_DATA進行細緻黑階校正。

由上述可知，數位類比轉換器823b會將數位形式的類比偏移量A_OFFSET轉換為類比形式的類比偏移量A_OFFSET，以供第一運算單元823a在類比域進行粗略黑階校正。然而，若考慮實際狀況，數位類比轉換器823b可能具有誤差。因此，黑階控制單元830在步驟S910除了可以提供前述方程式1所示類比增益對偏移量轉換關係之外，還可以於開機校正期間提供不同類比偏移量A_OFFSET給數位類比轉換器823b，以計算數位類比轉換器823b的轉換比例DAC_ratio。影像資料讀取單元820可以用不同 類比偏移量A_OFFSET來讀取遮光像素811中不同像素的遮光資料，並由類比數位轉換器824將遮光像素811的這些遮光資料提供給黑階控制單元830。例如，當黑階控制單元830在步驟S910將類比偏移量A_OFFSET的數位資料設定為In0時，類比數位轉換器824輸出對應的數位遮光資料為Out0。當黑階控制單元830將類比偏移量A_OFFSET的數位資料設定為In1時，類比數位轉換器824輸出對應的數位遮光資料為Out1。因此，黑階控制單元830在步驟S910可以依照下述方程式2計算出數位類比轉換器823b的轉換比例DAC_ratio。

DAC_ratio=(In0-IN1)/(Out0-Out1) 方程式2

黑階控制單元830在步驟S920可以依據上述方程式1所示類比增益對偏移量轉換函數以及方程式2所示轉換比例DAC_ratio，從而預測出類比偏移量A_OFFSET的初始值。例如，黑階控制單元830可以在步驟S920計算下述方程式3。其中，pixel_V表示像素陣列810中的某個像素的原始信號/資料，G表示在讀取pixel_Voltage時的類比增益，a表示方程式1的斜率，b表示方程式1的截距。

A_OFFSET=(pixel_V*G)-[(a*G+b)*DAC_ratio] 方程式3

圖10是依照本發明更一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。圖10所示步驟S1010、S1020、S1030、S1031、S1032、S1033、S1034、S1035、S1036與S1040可以參照圖9所示步驟S910、S920、S930、S931、S932、S933、S934、S935、S936與步驟S940的相關說明而類推之。在本實施例中，圖10所示步驟S1036包括子步驟S1036a~S1036c。

請參照圖8與圖10，於步驟S1036a中，判斷電路832判斷第一遮光資料OB_DATA是否介於一預設範圍內，以及類比偏移量A_OFFSET是否為0。此預設範圍可以依照設計需求而決定之，例如將所述預設範圍設定為介於0至上限值TH之間，其中上限值TH為實數。所述預設範圍可依據類比數位轉換器824的輸入電壓容許範圍而決定。

當第一遮光資料OB_DATA不在所述預設範圍內，或者類比偏移量A_OFFSET為0時，判斷電路832會進行步驟S1036b。於步驟S1036b中，判斷電路832可以控制類比偏移量調整電路833去調整類比偏移量A_OFFSET，例如調昇類比偏移量A_OFFSET。詳細來說，在一實施例中，類比偏移量調整電路833調整類比偏移量A_OFFSET的方式可以是依據一比例(例如類比偏移量A_OFFSET的5%)來對類比偏移量A_OFFSET進行微調。或者，在另一實施例中，類比偏移量調整電路833也可以是使用一個定值/步階值來調整類比偏移量A_OFFSET，在此並不限制類比偏移量A_OFFSET的調整方式。於步驟S1036b中，影像資料讀取單元 820與數位平均計算電路831會依據經調整後的類比偏移量A_OFFSET將遮光像素811中的另一部分像素所對應的遮光資料OB_DATA輸出給判斷電路832，並由判斷電路832再次進行上述的判斷步驟S1036a。

當第一遮光資料OB_DATA落於所述預設範圍內，並且類比偏移量A_OFFSET不為0時，判斷電路832會進行步驟S1036c。於步驟S1036c中，判斷電路832可以控制類比偏移量調整電路833將目前的類比偏移量A_OFFSET保持不變。至此，類比偏移量調整電路833可以確定以此類比偏移量A_OFFSET來調整像素陣列810中感光像素812的像素信號。藉此，影像感測裝置800即可依據此類比偏移量A_OFFSET來在類比域中進行較為精確的黑階控制。

例如，影像資料讀取單元820可讀取遮光像素811中的32個遮光像素的原始信號，並依照類比增益G與類比偏移量A_OFFSET調整這32個遮光像素的原始信號而獲得這32個遮光像素的遮光資料。數位平均計算電路831計算這32個遮光像素的遮光資料的平均值而獲得第一遮光資料OB_DATA。在此假設此時這32個遮光像素所對應的第一遮光資料OB_DATA為11，而上述預設範圍的上限值TH被設定為10。因此，判斷電路832在步驟S1036a判斷第一遮光資料OB_DATA未在所述預設範圍內，以致步驟S1036b被執行。在步驟S1036b中，類比偏移量調整電路833會調昇類比偏移量A_OFFSET，例如增加類比偏移量A_OFFSET 的5%。影像資料讀取單元820在步驟S1036b會依照類比增益G與經調昇的類比偏移量A_OFFSET調整遮光像素811中的另外32個遮光像素的原始信號而獲得所述另外32個遮光像素的遮光資料，以及數位平均計算電路831在步驟S1036b會計算所述另外32個遮光像素的遮光資料的平均值而獲得新的第一遮光資料OB_DATA。步驟S1036a與步驟S1036b會被重複進行，直到第一遮光資料OB_DATA落入所述預設範圍內。當判斷電路832判斷第一遮光資料OB_DATA介於所述預設範圍內時，類比偏移量調整電路833可確定以此時的類比偏移量A_OFFSET來進行類比域的黑階控制。

又例如，影像資料讀取單元820可依照類比增益G與類比偏移量A_OFFSET調整遮光像素811中的32個遮光像素的原始信號而獲得這32個遮光像素的遮光資料。數位平均計算電路831計算這32個遮光像素的遮光資料的平均值而獲得第一遮光資料OB_DATA。在此假設此時這32個遮光像素所對應的第一遮光資料OB_DATA為小於0，而上述預設範圍的下限值被設定為0。因此，判斷電路832在步驟S1036a判斷第一遮光資料OB_DATA未在所述預設範圍內，以致步驟S1036b被執行。在步驟S1036b中，類比偏移量調整電路833會調降類比偏移量A_OFFSET，例如減少類比偏移量A_OFFSET的5%。影像資料讀取單元820在步驟S1036b會依照類比增益G與經調降的類比偏移量A_OFFSET調整遮光像素811中的另外32個遮光像素的原始信號而獲得所述另外 32個遮光像素的遮光資料，以及數位平均計算電路831在步驟S1036b會計算所述另外32個遮光像素的遮光資料的平均值而獲得新的第一遮光資料OB_DATA。步驟S1036a與步驟S1036b會被重複進行，直到第一遮光資料OB_DATA落入所述預設範圍內。

需說明的是，在一實施例中，若影像資料讀取單元820讀取到的第一遮光資料OB_DATA為0，為了避免過度黑階調整的情況發生，類比偏移量調整電路833可以些微減少類比偏移量A_OFFSET(例如調降原類比偏移量A_OFFSET的5%)，並影像資料讀取單元820與數位平均計算電路831可以依據此調整後的類比偏移量A_OFFSET而提供落於所述預設範圍內的第一遮光資料OB_DATA1給判斷電路832。至此，黑階控制單元830即完成類比偏移量A_OFFSET的調整。

在本實施例中，判斷電路832可以使用比較器來進行判斷，對於所使用的比較器種類，或是其他具備類似功能的電路或元件，本發明並不限制。至於類比偏移量調整電路833則可透過例如乘加法器或是其他具有類似運算功能的組合電路來實現。對此，本發明不限制實現調整類比偏移量A_OFFSET的電路種類及其實現方式。

圖11A與圖11B是依照本發明再一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。圖11A與圖11B所示步驟S1110、S1120、S1130、S1131、S1132、S1133、S1134、S1135、S1136、S1136a、S1136b、S1136c與S1140可以參照圖10所示步 驟S1010、S1020、S1030、S1031、S1032、S1033、S1034、S1035、S1036、S1036a、S1036b、S1036c與S1040的相關說明而類推之。圖11A與圖11B的步驟S1140中包括子步驟S1141~S1145。

請參照圖8、圖11A與圖11B，如上所述，步驟S1130會使用/讀取遮光像素811中的一部分像素來調整類比偏移量A_OFFSET。當黑階控制單元830的類比偏移量調整電路833在步驟S1136c中確定用以調整影像信號的類比偏移量A_OFFSET之後，影像感測裝置800可以接著進行步驟S1141。於步驟S1141中，資料取樣電路821讀取遮光像素811中的其餘部分像素的多個原始信號。接著，於步驟S1142中，增益電路822以類比增益值G增益所述其餘部分像素的原始信號，以獲得遮光像素811中的所述其餘部分像素的多個經增益信號。於步驟S1143中，第一運算單元823a會以經過步驟S1130調整後的類比偏移量A_OFFSET去調整增益電路822所輸出的所述經增益信號，以獲得遮光像素811中的所述其餘部分像素的多個經調整信號。其中，經調整後的類比偏移量A_OFFSET會先經由數位類比轉換器823b將其從數位形式轉為類比形式後，再提供給第一運算單元823a。之後，於步驟S1144中，類比數位轉換器824則分別將第一運算單元823a所輸出的所述經調整信號轉換為遮光像素811中的所述其餘部分像素的多個數位資料。於步驟S1145中，數位平均計算電路831計算所述數位資料的平均值作為數位資料偏移量D_OFFSET。

在獲得調整後的類比偏移量A_OFFSET以及數位資料偏移量D_OFFSET之後，影像感測裝置800將據以對感光像素812的影像資料ACT_DATA進行黑階校正。例如於步驟S1150中，影像資料讀取單元820藉由使用類比增益G與類比偏移量A_OFFSET，分別讀取感光像素812所對應的影像資料ACT_DATA。接著，於步驟S1160中，黑階控制單元830將數位資料偏移量D_OFFSET傳輸至第二運算單元840，而第二運算單元840依據數位資料偏移量D_OFFSET調整感光像素812所對應的影像資料ACT_DATA。例如，在一實施例中，第二運算單元840(例如是減法器)可以將影像資料ACT_DATA減去數位資料偏移量D_OFFSET，藉以從影像資料ACT_DATA中去除黑階信號的成分，並從而獲得較佳的輸出影像資料。在其他實施例中，影像感測裝置800也可以透過其他電路形式來實現上述對於影像資料和數位資料偏移量D_OFFSET的減法運算，本發明並不限制用以實現減法運算的電路元件種類。

藉此，透過上述本發明實施例中所提出的黑階控制方法，影像感測裝置可獲得經調整後的類比偏移量A_OFFSET以及其對應的數位資料偏移量D_OFFSET。類比偏移量A_OFFSET可以在類比域中對感光像素的影像資料ACT_DATA粗略黑階修正。數位資料偏移量D_OFFSET可以在數位域中對感光像素的影像資料ACT_DATA細緻黑階修正。基此，上述諸實施例中所提出的黑階控制方法與影像感測裝置可以實現精確的黑階控制。

在另一些實施例中，影像感測裝置可更包括重置單元，藉以在類比增益值G發生改變時，適時地調整相對應的偏移量，從而實現精確的動態黑階控制。例如，圖12是依照本發明更一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。圖12所示影像感測裝置1200包括像素陣列1210、影像資料讀取單元1220、黑階控制單元1230、第二運算單元1240與重置單元1250。像素陣列1210包括遮光像素1211與感光像素1212。圖12所示影像感測裝置1200、像素陣列1210、遮光像素1211、感光像素1212、影像資料讀取單元1220、黑階控制單元1230與第二運算單元1240可以參照圖8所示影像感測裝置800、像素陣列810、遮光像素811、感光像素812、影像資料讀取單元820、黑階控制單元830與第二運算單元840的相關說明而類推之。不同於圖8所示實施例之處在於，圖12的實施例中影像感測裝置1200更包括重置單元1250。重置單元1250耦接至黑階控制單元1230。

圖13A與圖13B是依照本發明再一實施例所繪示的影像感測裝置的黑階控制方法的流程示意圖。圖13A與圖13B所示步驟S1310、S1320、S1330、S1331、S1332、S1333、S1334、S1335、S1336、S1336a、S1336b、S1336c、S1340、S1341、S1342、S1343、S1344、S1345、S1350與S1360可以參照圖11A與圖11B所示步驟S1110、S1120、S1130、S1131、S1132、S1133、S1134、S1135、S1136、S1136a、S1136b、S1136c、S1140、S1141、S1142、S1143、S1144、S1145、S1150與S1160的相關說明而類推之。圖13A與 圖13B更包括步驟S1371~S1374。

請參照圖12與圖13A與圖13B，在黑階控制單元1230於步驟S1310中提供類比增益對偏移量轉換關係之後，重置單元1250可以利用一個旗標FG來判斷是否要調校類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET。例如，當重置單元1250偵測到類比增益值G發生改變時，重置單元1250可以設定旗標FG為1而觸發黑階控制單元1230去進行類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作；而當重置單元1250偵測到類比增益值G未發生改變時，則可以設定旗標FG為0而使黑階控制單元1230去保持目前的類比偏移量A_OFFSET與目前的數位資料偏移量D_OFFSET。對於上述旗標FG的設定方式，本發明並不加以限制。

於步驟S1371中，重置單元1250將旗標FG設定為初始值(例如初始值為1)。在步驟S1372中，黑階控制單元1230判斷旗標FG是否為1。當重置單元1250判斷旗標FG為1時，重置單元1250便會觸發黑階控制單元1230將類比增益值G轉換為類比偏移量A_OFFSET(步驟S1320)，以及進行步驟S1330與步驟S1340而找出類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET。因此在系統完成初始化後，步驟S1371可以讓黑階控制單元1230去進行類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作，使影像感測裝置1200可在開機之後首次取得類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET。在獲 得類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET後，黑階控制單元1230可以對感光像素1212的影像資料ACT_DATA進行黑階校正。

值得一提的是，當重置單元1250判斷/偵測到類比增益值G發生改變時，重置單元1250會將旗標FG設置為1，以觸發黑階控制單元1230再一次進行類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作(即步驟S1320、S1330與S1340)。在進行類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作的期間，黑階控制單元1230可以將旗標FG設定為0(步驟S1373)，以減少類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作的執行頻率。

當旗標FG為0時，表示類比增益值G未發生改變，故影像感測裝置1200可以不用重新調校類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET。因此當步驟S1372判斷旗標FG為0時，影像感測裝置1200忽略過步驟S1320、S1330與S1340而進行步驟S1350與S1360。於步驟S1350與S1360中，影像感測裝置1200分別使用經確定的類比偏移量A_OFFSET與經確定的數位資料偏移量D_OFFSET在類比域與數位域中對感光像素1212的感測資料進行黑階調整，以獲得感光像素1212所對應的影像資料ACT_DATA。

在完成步驟S1360後，重置單元1250還可計算影像感測裝置1200讀取像素陣列1210的影像畫面(image frame)的次數， 以及判斷所述次數是否的達到門檻值(步驟S1374)。當所述次數尚未達到門檻值時，影像感測裝置1200可以忽略過步驟S1320、S1330與S1340(亦即將類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET保持不變)而進行步驟S1350與S1360。當步驟S1374判斷所述次數達到門檻值時，重置單元1250還可以將旗標FG設置為1，以觸發黑階控制單元1230再一次進行類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作(即步驟S1320、S1330與S1340)。因此，影像感測裝置1300可以每隔一段時間適時地依據當下的類比增益值G而動態調整相對應的類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET，藉以避免影像感測裝置1300長時間使用後可能因溫度上升而增加暗電流雜訊的情況，從而實現精確的動態黑階控制。換言之，本實施例是透過讀取畫面次數來反映出溫度可能的變化，進而免除溫度改變對黑階控制精確度造成的影響。本實施例中的重置單元1250可以包括用以計算讀取畫面次數的計數器，並利用比較器比較所述門檻值與計數器所述出的所述次數，藉以判斷讀取畫面次數是否達到次數門檻值。在另一實施例中，判斷讀取畫面次數亦可以使用倒數的方式來計數，例如影像感測裝置1200可預設每讀取10張影像即重新依據當下的類比增益值G並將其轉換為類比偏移量A_OFFSET，藉此來實現本實施例的重置功能。

本實施例並不限制圖13A與圖13B中步驟S1374的實現方式。例如，在其他實施例中，重置單元1350可以在步驟S1374 中用時間取代讀取畫面次數。也就是說，重置單元1350可以在步驟S1374中可以計數從前次調校類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET至今的時間，以及判斷所計數的時間是否達時間門檻值。當重置單元1250判斷所計數的時間未達到時間門檻值時，影像感測裝置1200可將類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET保持不變而進行步驟S1350與S1360。當重置單元1250判斷所計數的時間達到時間門檻值時，重置單元1250便會將旗標FG設置為1，以觸發黑階控制單元1230再一次進行類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作(即步驟S1320、S1373、S1330與S1340)。

另外，在一些實施例中，影像感測裝置還可以包括查找表，其中查找表內記錄著步驟S1310所述類比增益對偏移量轉換關係。藉此，黑階控制單元即可透過查找表而直接得到類比增益對偏移量轉換關係。例如，圖14是依照本發明再一實施例所繪示的影像感測裝置的電路方塊示意圖。在本實施例中，影像感測裝置1400包括像素陣列1410、影像資料讀取單元1420、黑階控制單元1430以及查找表1460。圖14所示影像感測裝置1400、像素陣列1410、遮光像素1411、感光像素1412、影像資料讀取單元1420與黑階控制單元1430可以參照圖1所示影像感測裝置100、像素陣列110、遮光像素111、感光像素112、影像資料讀取單元120與黑階控制單元130的相關說明而類推之。請參照圖14，在本實施例中，查找表1460可儲存於影像感測裝置1400的儲存單 元中。查找表1460內記錄著類比增益對偏移量轉換關係。黑階控制單元1430可以依據查找表1460內的類比增益對偏移量轉換關係，而將類比增益值G轉換為類比偏移量A_OFFSET，藉以實現黑階控制。

綜上所述，本發明實施例的影像感測裝置及其黑階控制方法可透過開機校正期間取得類比增益對偏移量轉換關係，或是從查找表中取得類比增益對偏移量轉換關係。利用所述類比增益對偏移量轉換關係，黑階控制單元可以將類比增益G轉換為對應的類比偏移量A_OFFSET。此外，本發明實施例並利用遮光像素的遮光資料來決定是否調整類比偏移量A_OFFSET以及計算數位資料偏移量D_OFFSET，從而進行精確的黑階控制。藉此，本發明實施例所述影像感測裝置及其黑階控制方法可有效利用遮光區進行類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET的調校操作。在類比增益G改變或是當溫度變化導致暗電流雜訊發生改變時，本發明實施例所述影像感測裝置及其黑階控制方法可以具備重置功能而適時動態調整類比偏移量A_OFFSET與數位資料偏移量D_OFFSET，並進而提供較佳的輸出影像資料。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S310~S340‧‧‧步驟

Claims (33)

1. 一種影像感測裝置的黑階控制方法，該影像感測裝置至少包括一像素陣列，該像素陣列包括多個遮光像素以及多個感光像素，該黑階控制方法包括：提供一類比增益對偏移量轉換關係；利用該類比增益對偏移量轉換關係，將一類比增益值轉換為一類比偏移量；依據該些遮光像素中的一第一部分像素所對應的一第一遮光資料，決定是否調整該類比偏移量；以及依據該些遮光像素中的一第二部分像素的資料，計算一數位資料偏移量。
2. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述提供該類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括：於一開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取該些遮光像素的多個感測資料，以獲得該類比增益對偏移量轉換關係。
3. 如申請專利範圍第2項所述的黑階控制方法，其中所述讀取該些遮光像素的多個感測資料，以獲得該類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括：於該開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取該些遮光像素的感測資料；以及利用線性迴歸分析該些類比增益值與該些遮光像素的感測資 料，藉以獲得一類比增益對偏移量轉換函數作為該類比增益對偏移量轉換關係。
4. 如申請專利範圍第2項所述的黑階控制方法，其中所述讀取該些遮光像素的多個感測資料，以獲得該類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括：於該開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取該些遮光像素的感測資料；利用線性迴歸分析該些類比增益值與該些遮光像素的感測資料，藉以獲得一類比增益對偏移量轉換函數；藉由使用不同的偏移量分別讀取該些遮光像素的感測資料，以計算一轉換比例；以及依據該類比增益對偏移量轉換函數與該轉換比例獲得該類比增益對偏移量轉換關係。
5. 如申請專利範圍第4項所述的黑階控制方法，其中所述依據該類比增益對偏移量轉換函數與該轉換比例獲得該類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括：計算該類比增益對偏移量轉換函數與該轉換比例之乘積作為該類比增益對偏移量轉換關係。
6. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述提供該類比增益對偏移量轉換關係的步驟包括：提供一查找表，其中該查找表內記錄著該類比增益對偏移量轉換關係。
7. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述將該類比增益值轉換為該類比偏移量的步驟包括：依據預覽一畫面時的感光度，決定該類比增益值；以及利用該類比增益對偏移量轉換關係，將該類比增益值轉換為該類比偏移量。
8. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述決定是否調整該類比偏移量的步驟包括：讀取該些遮光像素中的一遮光像素的原始信號；以該類比增益值增益所述原始信號，以獲得該遮光像素的經增益信號；以該類比偏移量調整所述經增益信號，以獲得該第一遮光資料；以及依據該第一遮光資料，決定是否調整該類比偏移量。
9. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述決定是否調整該類比偏移量的步驟包括：讀取該些遮光像素中的該第一部分像素的多個原始信號；以該類比增益值增益該些原始信號，以獲得該些遮光像素中的該第一部分像素的多個經增益信號；以該類比偏移量調整該些經增益信號，以獲得該些遮光像素中的該第一部分像素的多個經調整信號；分別將該些經調整信號轉換為多個數位資料；計算該些數位資料的平均值作為該第一遮光資料；以及 依據該第一遮光資料，決定是否調整該類比偏移量。
10. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述決定是否調整該類比偏移量的步驟包括：a.判斷該第一遮光資料是否介於一預設範圍內以及該類比偏移量是否為0；以及b.當該第一遮光資料未介於該預設範圍內或該類比偏移量為0時，調整該類比偏移量，以及依據經調整後的該類比偏移量獲得該些遮光像素中的另一部分像素所對應的遮光資料作為該第一遮光資料，以及再次進行所述步驟a。
11. 如申請專利範圍第10項所述的黑階控制方法，其中所述決定是否調整該類比偏移量的步驟更包括：當該第一遮光資料介於該預設範圍內以及該類比偏移量不為0時，確定以該類比偏移量調整該像素陣列的像素信號。
12. 如申請專利範圍第10項所述的黑階控制方法，其中所述計算該數位資料偏移量的步驟包括：當該第一遮光資料介於該預設範圍內以及該類比偏移量不為0時，讀取該些遮光像素中的其餘部分像素的多個原始信號；以該類比增益值增益所述其餘部分像素的所述原始信號，以獲得該些遮光像素中的所述其餘部分像素的多個經增益信號；以該類比偏移量調整所述其餘部分像素的所述經增益信號，以獲得該些遮光像素中的所述其餘部分像素的多個經調整信號；分別將所述其餘部分像素的所述經調整信號轉換為該些遮光 像素中的所述其餘部分像素的多個數位資料；以及計算該些數位資料的平均值作為該數位資料偏移量。
13. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，更包括：藉由使用該類比偏移量，分別讀取該些感光像素所對應的影像資料；以及依據該數位資料偏移量調整該些感光像素所對應的影像資料。
14. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述利用該類比增益對偏移量轉換關係，將該類比增益值轉換為該類比偏移量的步驟更包括：判斷該類比增益值是否改變；以及當該類比增益值改變時，重新利用該類比增益對偏移量轉換關係，將該類比增益值轉換為該類比偏移量。
15. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中所述利用該類比增益對偏移量轉換關係，將該類比增益值轉換為該類比偏移量的步驟更包括：判斷一讀取畫面次數是否達一次數門檻值；以及當該讀取畫面次數達該次數門檻值時，重新利用該類比增益對偏移量轉換關係，將該類比增益值轉換為該類比偏移量。
16. 如申請專利範圍第1項所述的黑階控制方法，其中該類比增益對偏移量轉換關係包括二元一次方程式，或其他冪次的多項式和/或其組合。
17. 一種影像感測裝置，包括：至少一像素陣列，該像素陣列包括多個遮光像素以及多個感光像素；一影像資料讀取單元，耦接至該像素陣列，其中該影像資料讀取單元接收該像素陣列的輸出，並依照一類比增益值與一類比偏移量輸出該像素陣列所對應的影像資料；以及一黑階控制單元，耦接至該影像資料讀取單元，其中該黑階控制單元提供一類比增益對偏移量轉換關係，利用該類比增益對偏移量轉換關係將該類比增益值轉換為一類比偏移量，依據該些遮光像素中的一第一部分像素所對應的一第一遮光資料來決定是否調整該類比偏移量，以及依據該些遮光像素中的一第二部分像素的資料去計算一數位資料偏移量，其中該黑階控制單元將該類比偏移量輸出給該影像資料讀取單元，以及依據該數位資料偏移量調整該影像資料讀取單元所輸出的影像資料。
18. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述黑階控制單元於一開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取該些遮光像素的多個感測資料，以獲得該類比增益對偏移量轉換關係。
19. 如申請專利範圍第18項所述的影像感測裝置，其中所述黑階控制單元於該開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取該些遮光像素的感測資料，並利用線性迴歸分析該些類比 增益值與該些遮光像素的感測資料，藉以獲得一類比增益對偏移量轉換函數作為該類比增益對偏移量轉換關係。
20. 如申請專利範圍第18項所述的影像感測裝置，其中所述黑階控制單元於該開機校正期間，藉由使用不同的類比增益值分別讀取該些遮光像素的感測資料，並利用線性迴歸分析該些類比增益值與該些遮光像素的感測資料，藉以獲得一類比增益對偏移量轉換函數，且藉由使用不同的偏移量分別讀取該些遮光像素的感測資料，以計算一轉換比例，以及依據該類比增益對偏移量轉換函數與該轉換比例獲得該類比增益對偏移量轉換關係。
21. 如申請專利範圍第20項所述的影像感測裝置，其中所述黑階控制單元計算該類比增益對偏移量轉換函數與該轉換比例之乘積作為該類比增益對偏移量轉換關係。
22. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述影像感測裝置更包括：一查找表，其中該查找表內記錄著該類比增益對偏移量轉換關係。
23. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述影像資料讀取單元依據預覽一畫面時的感光度而決定該類比增益值，且該黑階控制單元利用該類比增益對偏移量轉換關係，將該類比增益值轉換為該類比偏移量。
24. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述影像資料讀取單元包括： 一資料取樣電路，耦接至該像素陣列，其中該資料取樣電路接收該像素陣列的輸出，以獲得一原始信號；一增益電路，耦接至該資料取樣電路以接收所述原始信號，其中該增益電路依照該類比增益來增益所述原始信號，以獲得經增益信號；以及一偏移量調整電路，耦接至該增益電路以接收所述經增益信號，其中該偏移量調整電路依照該類比偏移量調整所述經增益信號，以輸出經調整信號。
25. 如申請專利範圍第24項所述的影像感測裝置，其中所述資料取樣電路讀取該些遮光像素中的一遮光像素的原始信號，該增益電路以該類比增益值增益該遮光像素的所述原始信號以獲得該遮光像素的經增益信號，並由該偏移量調整電路以該類比偏移量調整該遮光像素的所述經增益信號，以獲得該第一遮光資料。
26. 如申請專利範圍第24項所述的影像感測裝置，其中所述影像資料讀取單元更包括：一類比數位轉換器，該類比數位轉換器耦接該偏移量調整電路。
27. 如申請專利範圍第26項所述的影像感測裝置，其中所述黑階控制單元包括：一數位平均計算電路，該數位平均計算電路耦接該類比數位轉換器；其中該資料取樣電路讀取該些遮光像素中的該第一部分像素 的多個原始信號，該增益電路以該類比增益值增益該第一部分像素的所述原始信號以獲得該些遮光像素中的該第一部分像素的多個經增益信號，該偏移量調整電路以該類比偏移量調整該第一部分像素的所述經增益信號以獲得該些遮光像素中的該第一部分像素的多個經調整信號，該類比數位轉換器分別將所述經調整信號轉換為多個數位資料，以及該數位平均計算電路計算所述數位資料的平均值作為該第一遮光資料。
28. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述黑階控制單元包括：一數位平均計算電路，耦接該影像資料讀取單元，以將該影像資料讀取單元所輸出的遮光資料轉換為該第一遮光資料；一判斷電路，耦接該數位平均計算電路以接收該第一遮光資料，其中該判斷電路判斷該第一遮光資料是否介於一預設範圍內以及該類比偏移量是否為0；以及一類比偏移量調整電路，耦接該判斷電路與該影像資料讀取單元，其中當該判斷電路判斷該第一遮光資料未介於該預設範圍內或該類比偏移量為0時，該類比偏移量調整電路調整該類比偏移量，且該影像資料讀取單元依據該類比偏移量獲得該些遮光像素中的另一部分像素所對應的遮光資料。
29. 如申請專利範圍第28項所述的影像感測裝置，其中當該判斷電路判斷該第一遮光資料介於該預設範圍內以及該類比偏移量不為0時，該類比偏移量調整電路確定以該類比偏移量調整該 像素陣列的像素信號。
30. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述影像資料讀取單元藉由使用該類比偏移量，分別讀取該些感光像素所對應的影像資料，且該黑階控制單元依據該數位資料偏移量調整該些感光像素所對應的影像資料。
31. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述影像感測裝置更包括：一重置單元，耦接至該黑階控制單元，其中該重置單元判斷該類比增益值是否改變，並當該重置單元判斷該類比增益值改變時，該重置單元觸發該黑階控制單元重新利用該類比增益對偏移量轉換關係，從而將該類比增益值轉換為該類比偏移量。
32. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述影像感測裝置更包括：一重置單元，耦接至該黑階控制單元，其中該重置單元判斷一讀取畫面次數是否達一次數門檻值，並當該重置單元判斷該讀取畫面次數達該次數門檻值時，該重置單元觸發該黑階控制單元重新利用該類比增益對偏移量轉換關係，從而將該類比增益值轉換為該類比偏移量。
33. 如申請專利範圍第17項所述的影像感測裝置，其中所述類比增益對偏移量轉換關係包括二元一次方程式，或其他冪次的多項式和/或其組合。