抗辐射低噪声CMOS图像传感器设计技术研究

为满足航天应用对大面阵高动态CMOS图像传感器的需求,对噪声优化与辐射加固等关键技术进行了深入研究。基于系统架构的增益级与双相关双采样设计优化、基于采样电路的时序改进,实现了对系统噪声的多层次优化;基于像素级与电路级的总剂量辐射加固与单粒子闩锁辐射加固设计,实现了对100k rad(Si)总剂量和99.8 MeV·cm2/mg单粒子效应的免疫。研究成果已成功应用于一款64M像素超大面阵高性能CMOS图像传感器产品。流片测试结果显示,抗总剂量辐射能力优于100k rad(Si)、暗电流与噪声随辐射增长率提升了一个数量级;抗单粒子闩锁能力优于99.8 MeV·cm2/mg;在整个辐射环境下读出噪声不超过5e-;本征动态范围高达75dB。     

双立互锁单元单粒子效应加固方法研究

经典双立互锁单元主从型触发器存在由逆向驱动引起的单粒子翻转情况。为此,通过在主从两级之间插入缓冲器阻断反向驱动路径来解决该问题。对一款双立互锁加固芯片进行地面重粒子实验,实验结果显示,改进型双立互锁单元触发器不仅能消除单粒子功能中断,而且能减少单粒子翻转情况。     

多传感器大差异像素图像融合方法研究与仿真

研究多传感器采集的图像高清融合问题。图像采集传感器分布区域较为广阔,各区域的图像像素灰度、梯度、像素密度等存在较大差异,不同区域的像素灰度存在较大冲突。传统的多传感器多采用图像的像素叠加技术完成融合,无法避免不同区域的传感器采集图像像素不匹配引起的像素冲突。针对造成融合图像信息丢失的问题,提出一种基于冲突惩罚因子的多传感器图像融合方法,通过对像素进行分类,运用冲突惩罚因子,选取高信息量的像素进行平滑融合,得到高清晰多传感器融合图像。实验证明,这种多传感器图像融合方法能够最大化地保证融合后的图像信息,得到高清晰度的融合图像。     

图像传感器的研制现状

介绍新型有源像素传感器和多媒体图像传感器的研制动向。     

光电二极管有源像素 CMOS图像传感器固定模式噪声分析

在研究有源像素工作机理和制作工艺的基础上,分析了固定模式噪声的产生机制以及对输出信号的影响,建立了噪声产生模型,得出了噪声影响的定量计算的公式.提出了通过优化电路和版图设计抑制电路固定模式噪声的方法.对于无法通过电路设计消除的噪声,提出了双采样电路抑制方法.研究结果对于设计低噪色有源像素具有指导意义.     

第一个纳米图像传感器在美国诞生

PLANET82公司是一家世界知名的纳米技术企业，2006年1月10日，该公司宣布，其采用纳米技术最新开发的具有高灵敏度的成像传感器——单载波调制图像探测器SMPD已经过测试，该产品使用纳米技术，甚至在黑暗中都可以保证视频设备采集高分辨图片或者视频。     

高速视频技术的1300万像素CMOS图像传感器

正该款传感器支持智能手机和平板电脑录制相当于240 fps的全高清视频东芝公司推出1300万像素BSI1 CMOS图像传感器"T4K82"。该款图像传感器支持智能手机和平板电脑录制相当于240帧每秒(fps)(业界最高2帧率)的全高清视频。样品出货预定从3月份开始。高速视频录制要求高帧率、短曝光时间,而这会导致图像曝光不足。"T4K82"采用"Bright Mode"技术,能将图像亮度提升至原来的4倍,实现相当于240 fps的全高清视频录     

CMOS图像传感器芯片OV5017及其应用

阐述了CMOS图像传感器的一般特征,详细介绍了CMOS黑白图像传感器芯片OV5017的性能与使用特点,讨论了OV5017在图像采集中的应用。     

CMOS图像传感器用于网络摄像机的设计

以网络摄像机为应用背景,介绍了OmniVision公司两款CMOS图像传感器芯片的参数、接口和通信协议,结合网络摄像机的开发环境,给出了芯片与嵌入式CPU的硬件连接、PCB布局和调试经验,以及选择两款芯片的注意事项,并示例详细说明了用软件设置芯片有关寄存器的方法。分析了用CMOS图像传感器替代CCD图像传感器做网络摄像机视频前端的优势和可行性。     

CMOS有源图像传感器的最新研究进展

由于CMOS有源图像传感器在单片集成、系统功耗、价格以及微型化方面都大大优于CCD,近年来得到较快进展,特别是其抗辐射的性能,使其在空间应用方面尤其具有优势.介绍了CMOS有源图像传感器的原理、性能和研究进展,重点介绍了在空间领域,特别是星敏感器中的研究进展和应用现状.     

基于数字温度传感器的风速测量仪

介绍了以温度传感器TMP04为检测器件的风速传感器的测量方法。系统以单片机AT89C51为核心,由风速传感器采集数据,单片机接收并处理数据,LED数码管显示测量风速值。采用分段插值法进行非线性数据处理;描述了电路设计和软件实现。由于采用了数字温度传感器做检测器件,省去了放大电路和A/D转换器,测量电路与单片机接口简单,编程处理简单。     

CMOS图像传感器动态范围扩展技术

CMOS有源像素图像传感器动态范围的扩展可采用各种技术,如对数像素结构、横向溢出栅像素结构、多次曝光技术、局部曝光技术等,其中多次曝光技术在可获得大动态范围图像的同时,信噪比(SNR)较高。     

利用像素置换的自适应可逆信息隐藏

目的 像素置换作为一种可逆信息隐藏方式具有良好的抗灰度直方图隐写分析能力,但嵌入容量偏小一直是其缺陷。针对这一问题,提出了一种基于像素置换的自适应可逆信息隐藏算法。方法 首先,与传统2×2像素块结构相比构造了尺寸更小的像素对结构,使得载体图像可以被更稠密地分割,为嵌入容量的提升提供了基数条件。其次,提出适用于该新像素结构的可嵌像素对（EPP）筛选条件,避免嵌入过程引起图像质量大幅下降。之后,根据EPP的灰度趋势差异对其进行自适应预编码,提高Huffman编码压缩比,进一步提升算法嵌入容量。最终,通过像素置换嵌入信息。结果 与2×2像素块结构的非自适应图像隐写算法相比,在同样保证灰度直方图稳定性的情况下该算法的PSNR提高了32%左右,嵌入容量提高了95%以上。其中自适应性对嵌入容量提升的贡献极大。结论 本文算法同时具有抗灰度直方图隐写分析能力与高嵌入容量性的可逆信息隐藏。算法构造了更高效的可嵌单位,并且针对不同载体图像的特点对其可嵌区域进行差异化编码。实验结果表明,本文算法在具有更好的不可见性的同时,嵌入容量得到大幅提升。     

用于数字图像传感器的脉冲宽度调制读出方法研究

为提高数字像素图像传感器的动态范围,提出了一种具有自适应参考电压的脉冲宽度调制读出方法。该方法将像素阵列分成包含相同数目像素的像素块,通过参考电压产生模块使每个像素块的参考电压和像素块内光照强度相关,理论上这种结构能够将数字像素图像传感器的动态范围从48 dB提升至96 dB,实际仿真结果为88.16 dB。分析了像素分块内主要的噪声来源和参考电压产生模块的采样电容引入的偏差。采用65 nm CMOS工艺实现了4×4的像素块电路,在高光强和弱光强条件下分别将电路输出同理论计算值相比较,并分析了产生误差的原因。     

液晶型化学传感器检测有机胺化合物的研究

该实验报道了一种以微米级沟槽状Au膜为基底的液晶型化学传感器;通过在具有微米级沟槽(一个沟槽周期5μm)的玻璃基底上进行平面镀金,制备了具有相同沟槽周期的Au膜;并在Au膜上制备巯基十一酸自组装敏感膜。传感器对乙胺检测的线性范围不是单一线性曲线;乙胺浓度在0～0.3g/m3,线性方程y=-0.18x 0.0028,相关系数r=0.9891;乙胺浓度在0.3～1.6g/m3,线性方程y=-0.04x-0.0046,r=0.9901。证实微米级沟槽状Au膜为基底制作的液晶型化学传感器可以用于检测目标化合物。     

基于SWT区域对比度像素提取的多聚焦图像融合

在多聚焦图像融合算法中,针对多分辨率系数融合法无法提取源图像清晰像素点和分块法存在的块效应的现象,从多聚焦图像清晰像素点和人眼视觉对比度的特征出发,利用平稳小波变换(SWT)的非下采样性和平移不变性,定义基于SWT的图像像素点区域对比度作为提取像素点的依据,在研究区域对比度邻域大小对像素点提取影响的基础上,设定适合的阈值建立提取模板,对多聚焦源图像中清楚区域的像素点进行提取,并对小部分未能提取的像素位置采用基于局部能量策略进行融合。仿真实验结果表明,新算法既有效地提取源图像的清晰像素点,又改善了块效应现象,融合效果有了很大提升。     

单总线式数字温度传感器MAX6575的应用

介绍单总线温度数字传感器MAX6575的特点、工作原理。设计了MAX6575与单片机89C51构成的测温电路,得到了传感器MAX6575测温误差及测温距离的结论。     

新型数字干湿球湿度传感器

传统的湿度传感器由于存在准确度不高、没有数字化、线性度不好以及寿命短等方面的问题,在使用和测量时极为不便。基于干湿球测量湿度的原理,设计开发了一种以DS18B20单片温度传感器和单片机AT89C2051为核心的干湿球型湿度传感器,较好地解决了传统传感器在准确度、线性度以及使用寿命方面的问题。     

使用线阵CCD的纬斜检测装置

针对织物的纬斜检测提出了一个利用线阵CCD器件的技术方案,这个方案将织物在CCD的成像经二值化处理后,通过逻辑推理判断得到纬斜角;采用这种方法可以将复杂的模拟图像处理变成数字量的逻辑判断;这种检测方法在纬斜角较大时,分辨率较低（8°～12°时,分辨率为0．25°）,在纬斜角较小时分辨率较高（1°以下可达0．001°）,正是纬斜检测所想要的结果。