一种新型大动态范围CMOS图像传感器

提出了一种具有新型像素结构的大动态范围CMOS图像传感器,通过调整单个像素的积分时间来自适应不同的局部光照情况,从而有效提高动态范围。设计了一种低延时、低功耗、结构简单的新型pixel级电压比较器及基于可逆计数器的时间-电压编码电路。采用0.6μm DPDM标准数字CMOS工艺参数对大动态范围像素单元电路进行仿真,积分电容电压Vcint与光电流呈良好的线性关系,其动态范围可达126dB。在3.3V供电电压下,单个像元功耗为2.1μW。     

CMOS图像传感器介绍

CMOS工艺是超大规模集成电路的主流工艺，集成度高，可以根据需要将多种功能集成在一块芯片上。CMOS图像传感器包括图像阵列逻辑寄存器、存储器、定时脉冲发生器和转换器在内的全部系统。与传统的CCD图像传感器相比，把整个图像系统集成一块芯片上，不仅降低了功耗，而且具有重量轻、空间占有小以及总体价格低的优点。本文着重研究了CMOS图像传感器的结构、发展前景及其应用。     

CMOS 图像传感器介绍

CMOS工艺是超大规模集成电路的主流工艺,集成度高,可以根据需要将多种功能集成在一块芯片上。CMOS图像传感器包括图像阵列逻辑寄存器、存储器、定时脉冲发生器和转换器在内的全部系统。与传统的CCD图像传感器相比,把整个图像系统集成一块芯片上,不仅降低了功耗,而且具有重量轻、空间占有小以及总体价格低的优点。本文着重研究了CMOS图像传感器的结构、发展前景及其应用。     

基于FPGA的CMOS图像传感器驱动电路设计

提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Progammable Gata Array,FPGA)的图像实时采集和显示的驱动电路设计方案.该方案采用了Omni Vision公司的OV7670 CMOS图像传感器,选用Altera公司Cyclone II系列EP2C8Q208C8N作为逻辑控制芯片FPGA,构建了图像传感器驱动电路,并用Modelsim进行仿真验证.仿真结果表明,系统能够很好地满足设计时序要求,并输出稳定的图像.     

CMOS图像传感器的性能及应用发展

首先介绍了CMOS传感器的发展状况、其芯片的总体结构、象元电路及其工作原理，分析了有源象素图像传感器优于CCD技术的特点，主要有制造简单、节省电源、价格便宜和小体积等。介绍了CMOS传感器的应用新技术，详细阐述了C3D技术和Aramis技术对CMOS传感器性能的改善，并介绍了CMOS传感器在国内外的应用研发。最后说明了CMOS传感器超越CCD传感器的美好发展前景。     

应用CMOS图像传感器的足球机器人视觉系统硬件设计

在足球机器人比赛中，视觉系统是整个系统获取外部信息的惟一通道。应用CMOS图像传感器OV6620，设计了一种新的足球机器人视觉系统。本系统的特点是体积小、重量轻，这对自主式足球机器人的机动与灵活性十分重要。     

基于CMOS图像传感器应用的斜坡发生器

基于CMOS图像传感器应用,针对列并行的单斜模数转换器设计了一种内在精度高、分辨率可调的斜坡发生器IP核.在建立数学模型的基础上,通过改变参考电压实现分辨率在8bits与10bits之间可调.在3.3V电源电压、10MHz采样时钟下,平均功耗为2.288mw;8位分辨率时最大微分非线性和积分非线性分别为0.12LSB和0.32LSB;10位分辨率时微分非线性<0.38LSB,积分非线性<0.54LSB,满足百万像素阵列数据处理要求.整体CMOS图像传感器芯片采用Chartered 0.35 μm CMOS工艺实现,斜坡发生器所占有效面积仅为150×112μm2.     

图像传感器与声音传感器耐辐照实验

高辐照环境下的监测技术与传统监测技术有很大的不同,对传感器、放大电路以及传输电缆的耐辐照性能有很高的要求．通过对半导体器件的辐射效应的研究以及对比实验发现,动圈式声音传感器的耐辐照性能高出CMOS图像传感器几个数量级,对核设施运行时所产生的音频信号进行故障诊断提供了有力的硬件支持．     

基于FPGA的高性能CMOS图像采集系统设计

针对高性能CMOS图像传感器数据传输速度快、数据量大的特点,为了满足高性能图像采集系统的设计要求,基于高性能CMOS图像传感器CIS2521芯片,通过研究图像传感器芯片的工作方式及驱动控制特点,设计了一套以FPGA芯片作为控制核心处理器件,搭载CameraLink作为传输接口,以此来实现对高速图像数据的采集、缓存和传输等功能,为此本文给出了详细的硬件设计和实验结果验证。实验结果表明:该系统具有高性能、速度快、体积小、重量轻、速度快、集成度高等优点。     

CIS片上系统中伽玛校正的低功耗设计

为了实现CMOS图像传感器(CIS)片上系统(SoC)中伽玛(γ)校正的低功耗设计,同时又保证校正的精度,提出一种查找表和直线拟合相结合的γ校正技术。算法对灰度值较低的像素使用直接查找表方法校正,对于γ曲线上升缓慢部分的像素采用分段直线拟合的方法。在直线分段时,使用外层分段与内层分段相结合的方法,达到了分段优化的目的。算法保证了图像校正精度,与使用完全查找表法相比,误差在0.5 pixel之内。基于该方法设计了一个8 bit输入/8 bit输出的VLSI模块,通过FPGA对模块进行了验证,模块占用723个LE和195个LC寄存器,比完全查找表法减少了硬件资源耗费,实现了低功耗设计。系统最大工作频率可达148 MHz,完全满足实时处理的需求。     

基于FPGA和CMOS传感器的三维高清实时视频系统

利用现场可编程门阵列(FPGA)高速和并行处理的特点,结合高清CMOS图像传感器,设计基于FPGA的三维高清实时视频处理系统,分析CMOS图像传感器的配置方法以及两路CMOS图像数据的输出处理和图像数据的Bayer格式转换算法.研究并实现了基于FPGA的DDR2SDRAM分时读写操作的处理方法,实现720像素/120Hz三维高清视频图像的实时显示.视频显示清晰稳定,系统延时约为1/30秒.     

基于图像传感器的片烟规格测量方法

针对传统工艺对打叶后片烟面积的检测和分类方法的缺点,提出了基于图像传感器的片烟规格测量方法。由CMOS图像传感器采集工作台上的片烟图像信息,并以统一的亮度阈值对图像进行二值化处理;然后采用硬件方法提取二值图像的边界信息,再根据连续区段标记算法统计出各个连续区域的面积,进而最终得到各个面积段片烟的比例。实验证明该测量方法准确可靠,测量结果相对误差小于2％;实时性好,为打叶工序工艺参数的快速调整提供了依据。     

具有视网膜仿生处理功能的CMOS图像传感器

借鉴生物视网膜进行图像采集和处理的结构及功能,设计了具有视网膜仿生片上信号处理电路的智能CMOS图像传感器(CIS)。像元内的仿生处理电路主要由自适应光接受器、滤波网络和减法运算电路3部分构成;CIS采用结构简单的空间滤波电阻网络和基于运算放大器的减法电路分别模拟水平细胞和双极细胞的功能,实现图像的边缘检测。在Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺参数下,对各单元电路及6×6 CIS阵列进行仿真。     

结构先验约束的动态PET图像重建

为提高图像质量,提出一种利用其他高质量解剖模板作为先验,引导动态正电子发射断层 (PET) 成像重建的方法.该方法基于状态空间理论体系,将与生理特性相关的解剖模板耦合于状态方程中,并与成像模型相结合构成完善的状态空间方程组,运用具有鲁棒性的H∞滤波法求解,从而构建一种适合于符合计数率低、噪声影响显著的动态PET图像的重建框架.蒙特卡洛模拟实验结果表明,与其他传统方法相比,本方法在能够适应实际动态PET成像中统计特性和系统特性不确定的基础上,进一步抑制了噪声,并保持了图像边缘和细节信息.     

基于数字图像技术的露石混凝土路面纹理构造抗滑性能

为稳定露石水泥混凝土路面高抗滑性能,提出一种基于数字图像技术的露石表面纹理构造分析方法.通过规范数字图像采集过程以缩小露石表面图像信息误差,通过数字图像获取露石表面纹理构造特征,建立像素空间曲面模型,计算露石纹理构造深度.运用图像形态学基础理论,分析二值图像中代表露石颗粒形态的上凸小区域相关参数,计算上凸小区域的数量、面积及大小组成,得到露石表面上凸面积百分数.研究结果表明:露石表面抗滑值与上凸面积百分数呈近似抛物曲线关系,为有效发挥露石表面高抗滑性能,建议露石表面上凸面积百分数控制在[0.25,0.43],露石纹理构造深度合适区间为[0.58 mm,1.05 mm],粗集料粒级对露石表面质量影响显著,4.75~19 mm级配的露石表面具有高抗滑性能.