CMOS探测器

芯片上的处理技术和新的快门技术增加了高速成像的机会。     

高速小目标成像技术

分析了特定目标的特点,提出了一种解决远处高速小目标高分辨率成像的方法.这里采用引导相机和成像相机相结合搭载在高精度二维转台的方案,解决目标搜索和粗略跟踪的问题.方案在成像相机中引入积分时间控制与利用高精度二维平动台实现像移补偿的精跟踪机制.另外,在后期采用运动模糊恢复处理来改善图像质量,解决运动补偿不完全可能引起的像模糊问题.文中给出了具体设计的参数要求和电子学解决方案,为具体实施提供基础.     

紧跟CCD器件的CMOS探测器

经过数十年的研究与发展,互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器有可能在各种应用中取代随处可见的电荷耦合器件(CCD),而且不单单是在成像技术方面。CMOS器件可做在与微处理器使用的芯片相同的芯片上,在过去的     

8×2元SPRITE探测器对热成像系统性能改善的模拟分析

研究了采用CCD实现移位延时的nv×ns元SPRITE探测器的性能模型,分析了相对于nv×1元SPRITE探测器对热成像系统性能的改善,模拟计算表明:采用串联技术可满足实际高性能热成像系统的需求.同时,此研究也扩展了热成像系统性能模型的适用范围,对于热成像系统的性能分析、方案论证以及优化设计等都有实际意义.     

与CMOS工艺兼容的硅高速光电探测器模拟与设计

用器件模拟的方法,设计了一种与常规CMOS 工艺兼容的硅高速光电探测器,该探测器可与CMOS接收机电路单片集成,对该探测器进行了器件模拟研究,给出了该探测器的电路模型.通过MOSIS(MOS implementation support project) 0.35μm COMS工艺制做了该探测器,实际测试了该器件的频率响应和波长响应,探测器频率响应在1GHz以上,峰值波长响应在0.69μm.     

与CMOS工艺兼容的硅高速光电探测器模拟与设计

用器件模拟的方法,设计了一种与常规CMOS 工艺兼容的硅高速光电探测器,该探测器可与CMOS接收机电路单片集成,对该探测器进行了器件模拟研究,给出了该探测器的电路模型.通过MOSIS(MOS implementation support project) 0.35μm COMS工艺制做了该探测器,实际测试了该器件的频率响应和波长响应,探测器频率响应在1GHz以上,峰值波长响应在0.69μm.     

高光谱成像用高速CMOS图像传感器设计

针对高帧频、全局曝光、通道数可选等成像应用需求,提出了一种高光谱成像用CMOS图像传感器,重点分析了8T像素结构和读出电路的设计方案与电路原理,完成了芯片的整体仿真和流片验证。结果表明:设计符合预期,成像效果良好,像素具备较高的满阱和全局快门功能,读出电路实现了输出通道数可选功能,同时保证了模拟信号在大面阵、低输出通道数条件下的高速、低噪声输出,最终实现的像素阵列为2048×256,像素尺寸为24μm×24μm,单通道最大输出频率为40×10⁶pixel/s,最高帧频为4000f/s,可满足高光谱成像系统对图像传感器的需求。     

基于FPGA的高速大面阵成像系统设计

为了获取高帧频大面阵图像数据,设计了一套基于FPGA结合CMOS图像探测器的成像系统。首先,介绍了国产GSENSE6060图像探测器的特性和设计方法。然后提出了成像系统的供电等硬件设计。最后,重点研究了基于Xilinx公司Virtex-5型FPGA的CMOS图像数据训练算法,保证了数据采集的准确性。试验结果表明,所设计的成像系统在6 144 pixel×6 144 pixel分辨率时,帧频达20 frame/s,图像数据峰值速率16 Gbit/s,且读出噪声优于4e^-。目前,系统已经工程应用,其功能、性能满足了项目实际需要。     

基于背照式CCD的微弱目标成像系统设计

为了对微弱目标进行探测,提出一种采用背照式CCD47-10为传感器的成像系统设计方案。通过对CCD47-10的工作原理和性能参数进行分析,完成电源模块、驱动模块、信号处理模块、数据传输模块的硬件设计。使用VHDL语言完成FPGA中的逻辑电路设计,使用VC++完成上位机软件设计。最后通过搭建实验系统,在微弱光下对光栅进行成像,并分析图像信噪比。实验结果表明,设计的系统在对微弱目标成像时信噪比为72,能够满足对微弱目标探测的应用要求。     

红外成像目标模拟器图像生成系统的实时性措施

动态红外图像实时生成是红外成像制导半实物仿真系统目标模拟器的关键技术之一.图像生成的质量与实时性是设计和研制红外图像实时生成系统需重点考虑的问题.介绍了某红外图像实时生成系统的设计方案,详细阐述了系统的实时性措施.从系统的硬件选型、硬件设计和软件设计共7个方面(即选用基于反射内存的实时通信网络、基于PC架构的图形工作站、关闭垂直同步、驱动控制单元实时性设计、Windows XP系统实时性改造、图像渲染控制与帧时间测试、非均匀性校正算法的在线查表)出发,来保证图像生成的实时性.红外图像实时生成系统的测试表明:图像生成的帧时间可控制在5 ms内,满足全系统200 Hz帧频的要求,所采取的实时性措施是有效的.     

A small pixel CMD image sensor

A charge modulation device (CMD) imager with pixel dimensions of 7.3 μm(H)×7.6 μm(V) was designed, fabricated, and examined. These pixel dimensions are suitable for an HDTV imager with a 1-in image format. The optical aperture ratio is 34%. The effective number of pixels in the imager is 660 horizontal and 492 vertical. The saturation signal current is 17 μA/pixel at an exposure of 1 lx-s with good linearity of photoconversion characteristics. The peak of its spectral response occurs at a wavelength of 575 nm. The blooming suppression ratio of the CMD was measured to be -122 dB. The sensor produces a high-quality image with no degradation in spatial resolution and no image lag. These features show that the CMD imager is eminently suitable for a further high-resolution imager sensor     

双色红外成像系统空间点目标识别方法

针对干扰条件下的空间点目标识别问题,提出了一种基于双色红外成像传感器时-空信息融合的空间点目标识别方法,并采用D—S证据合成理论对来自两个红外成像传感器的实际图像目标信息进行了仿真计算。结果表明该方法对强干扰条件下的红外点目标具有理想的识别效率。     

双色红外成像传感器时空信息融合的空间点目标识别方法

针对干扰条件下的空间点目标识别问题,提出了一种基于双色红外成像传感器时-空信息融合的空间点目标识别方法,并采用Ｄ-Ｓ证据合成理论对来自两个红外成像传感器的实际图像目标信息进行了仿真计算。结果表明该方法对强干扰条件下的红外点目标具有理想的识别效率。     

基于DSP+FPGA的红外图像小目标检测系统设计

研究单帧红外图像小目标的检测问题.对传统基于教学形态学的Top-hat算子进行分析和实验,并利用一种最大类间方差方法确定分割阈值,进行图像分割和目标检测.在Matlab仿真中发现,这种方法能够在一定程度上提高单帧图像目标检测的成功率,并且在一定程度上能够适应不同环境的需要,在实际应用中具有一定的鲁棒性.同时描述一种基于DSP+FPGA的红外图像处理系统,该结构在一定程度上可满足实时性和灵活性的要求,具有很强的通用性和可扩展性.介绍了该系统的总体结构,并且给出系统各部分的硬件组成,同时描述各个部分之间的数据传输关系.     

红外序列图像弱小目标检测算法

红外图像中的弱小目标因为信噪比和对比度较低,用单帧图像检测很难得到满意的效果,利用多帧图像信息进行检测是有效的手段之一。分析了利用帧间相关性对红外图像中的弱小目标进行检测的方法,提出了改进的算法和对比度相关性的概念。该算法在序列图像灰度起伏情况下,克服了直接利用灰度相关效果不好的缺点,具有良好的抗噪声和背景干扰的特点。算法可以推广到其他类型图像目标的检测中。     

High-resolution high-speed panoramic cardiac imaging system

A panoramic cardiac imaging system consisting of three high-speed CCD cameras has been developed to image the surface electrophysiology of a rabbit heart via fluorescence imaging using a voltage-sensitive fluorescent dye. A robust, unique mechanical system was designed to accommodate the three cameras and to adapt to the requirements of future experiments. A unified computer interface was created for this application - a single workstation controls all three CCD cameras, illumination, stimulation, and a stepping motor that rotates the heart. The geometric reconstruction algorithms were adapted from a previous cardiac imaging system. We demonstrate the system by imaging a polymorphic cardiac tachycardia.     

红外小目标图像的分割与聚类分析

天空背景下红外小目标图像的分割与聚类是检测和识别目标过程的预处理部分。首先对图像进行对比度增强处理,并通过模板滤波法去除弱噪声,再运用分割算法把目标和强噪声从背景中分离出来,然后根据聚类得到可能的小目标,最后给出整套处理方法的实验结果和分析。     

Three-TFT image sensor for real-time digital X-ray imaging

A new current-programmed, current-output active TFT image sensor suitable for real-time X-ray imaging (e.g. fluoroscopy) using hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin-film-transistor (TFT) technology is introduced. The proposed pixel circuit can successfully compensate for characteristic variations such as mobility and threshold voltage shift in a-Si:H TFTs. Simulation and measurement results show that high on-pixel amplification can be accomplished with this pixel circuit.