本发明公开的一种用于单帧分段曝光的图像传感器，包括图像传感器模块、拐点参考输入模块、存储器和数字信号处理器，在第一帧数据采集过程中，拐点参考输入模块将拐点参考输入信号写入至像素阵列，像素阵列输出伪曝光信号，并将伪曝光信号写入至存储器；从第二帧数据采集开始，像素阵列进行分段曝光，所述数字信号处理器读出像素阵列的曝光信号和存储器中的伪曝光信号，并将对应像素单元的曝光信号与伪曝光信号相减，得到拐点差异消除的曝光信号；本发明提供的一种用于单帧分段曝光的图像传感器，能够缩短图像传感器每行的处理时间，提高图像传感器帧率，且能够完全消除FPN。