一种实时CIS暗电流校正方法及系统实现

为了减弱暗电流对互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(简称CIS)图像质量的影响,本文基于图像处理的方式提出了一种实时校正CMOS图像传感器暗电流的方法,并在一个最高帧频(50f/s)的4晶体管像素结构CMOS图像传感器内集成了该方法的电路。测试结果表明,该方法获得了准确的暗电平,并且实时消除了75%以上暗电流引入的固定模式噪声(FPN,fixed pat-tern noise),大大改善了图像质量。     

CCD视频信号集成处理器的暗电平自动校正

在应用CCD视频信号集成处理器(视频处理器)的相机系统中,在目标亮度不变的情况下,当增益参数设置较大时,视频处理器的暗电平自动校正过程会导致CCD图像在开始阶段出现灰度值"渐变"和"突变"现象。以EXAR公司XRD98L59为例,对视频处理器内部结构和暗电平自动校正的工作过程进行分析,建立了暗电平自动校正过程的数学模型,通过实验确定了各项参数的值。根据模型计算结果,将相机系统准备时间调整为5s,解决了CCD图像在开始阶段灰度值"渐变"和"突变"的问题。     

适用于昼夜视觉的微光CIS

CMOS图像传感器(CIS)相比于CCD图像传感器具有可集成更多功能和集成度以及更小的系统尺寸、重量和功耗及成本(SWaP-C)的优势,CIS技术的最新进步,特别在低读出噪声和高灵敏度的突破,使其不仅达到了相当于CCD图像传感器的图像性能,同时也将其微光使用限定推进到了微光条件,介绍了一种高灵敏度低噪声大动态范围的微光CIS组件,具备从白天到多云残月夜晚的实时单色成像能力,可作为一种在微光成像性能和SWaP-C优选的可见光近红外(VIS-NIR)昼夜成像器件.     

CMOS图像传感器非均匀性实时校正算法研究

讨论了两点校正法的原理和算法,并针对高速CMOS图像传感器LUPA300,以FPGA作为系统硬件载体设计了非均匀性校正系统,进行实时非均匀性校正.实验结果表明,该系统能够有效地实时校正图像传感器的非均匀性,输出图像质量较高.     

基于暗通道原理的图像去雾算法改进研究

针对采用暗通道原理的单幅图像去雾算法的处理效率,提出了采用低分辨率暗通道模板进行有雾图像去雾处理的改进方法;该方法利用低分辨率图像估算大气透射率并利用插值还原模板分辨率以估算无雾图像,可以在保持处理效果的同时,有效节省图像去雾的处理时间及与对处理单元资源的需求;通过分析及仿真计算验证了该方法的有效性。该方法还适用于对高分辨率图像去雾处理,具有良好的工程实用性。     

基于暗通道的图像去雾改进算法研究

针对现有去雾算法对图像中天空部分处理过度增强的问题,本文对基于暗通道原理的图像去雾算法进行了改进.该算法首先对图像进行基于四叉树的搜索,查找出满足条件的大气光值.其次,根据大气物理模型和暗通道原理,求出满足条件的透射率,并对其优化,以此得到去雾图像.实验结果表明,该算法不仅去雾效果好,且有效克服了Kaiming He算法对图像中天空处理不佳的缺陷,同时具有较好的实时性,在图像去雾中具有一定的应用价值.     

基于暗通道先验改进算法的水下图像增强方法研究

针对水下图像受介质散射和吸收的影响所出现的颜色失真、对比度低和细节模糊等问题,提出水下图像增强的暗通道先验改进算法。采用白平衡处理对水下图像的蓝(绿)色偏进行颜色校正,进而在LAB空间对图像L分量进行同态滤波处理,从而获得暗部细节提亮的图像。在RGB空间对图像分别进行CLAHE处理增强图像对比度,解决图像雾化问题,MSRCR处理提高图像色彩饱和度并均衡图像亮度。根据暗通道先验图像计算融合权重系数对所得到的3幅图像进行加权融合与细节增强,得到最终增强图像。实验结果表明,所提算法能够有效消除图像颜色失真情况,增强的图像呈现出高对比度和更清晰的细节。     

CIS实时多帧组合方法研究与设计

多帧组合是扩展CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor, CIS)动态范围的有效方法。在已流片成功的CMOS图像传感器基础上对实时多帧组合方法开展研究,提出一种实时自适应控制与多次采样组合相结合的控制方法。通过获取加权光强平均值以及饱和像素数目和严重欠曝光像素的数目,对场景光强进行评价,对采样控制方式、次数和积分时间和组合算法进行实时控制,完成30万像素版图设计验证和FPGA验证。模拟仿真结果证明该方法的实时性和有效性。     

包含交流耦合CTIA与数字CDS的CMOS图像传感器设计

设计了一种带隔直电容的交流耦合CTIA像元电路与数字相关双采样（DCDS）结构的CMOS图像传感器系统。在传统的CTIA像元电路中增加隔直电容,通过控制光电二极管的偏压,达到减小光电二极管暗电流的目的;同时采用片外数字CDS结构,通过在片外实现复位信号与像元积分信号的量化结果在数字域的减法,可以减小图像传感器像元的复位噪声和固定图案噪声（FPN）。基于0.35 m标准CMOS工艺对此CMOS图像传感器进行流片,像元阵列为256256,像元尺寸为16 m16 m。测试结果表明交流耦合CTIA像元电路可以将光电二极管的偏压控制在零偏点附近,此时其暗电流最小;采用了数字CDS结构后,图像传感器像元的时域噪声及固定图案噪声均有不同程度降低。     

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DirectShow的便携式X射线数字图像采集的实现

为了满足便携式X射线数字图像采集的需要,提出了基于DirectShow的数字图像采集实现的方法.通过编写相应代码来捕捉以USB2.0协议进行数据传输的CMOS图像传感器经光锥耦合像增强器后传送的图像信息,实验结果表明该图像采集模块是可行的、有效的.     

基于暗通道原理的图像去雾算法改进

本文基于暗通原理改进的去雾算法针对透射率细化过程比较耗时的问题,通过结合Retinex算法进行改进;针对暗通道去雾类似区域出现颜色失真、色偏效应,采用分割出天空区域在求取大气参数A,提高求取大气参数A的精度,并结合阈值法对透射率加个增幅项;针对暗通道去雾处理后的图像有偏暗的现象,采用自适应对数映射算法进行色调调整。该改进算法能较好的还原出无雾图像,并具有很好的保留边缘细节信息等特性。     

基于双积分模拟重构大动态范围CIS系统研究

提出一种采用列共用模拟重构电路和双积分三采样工作时序的CMOS图像传感器(CIS)系统架构,可实现光电响应曲线压缩和像素固定模式噪声(FPN)消除,提高传感器动态范围到83 dB,使成像质量提高.该结构具有与单采样相同的像素阵列,仅增加很小的处理电路.改进的工作时序优化了长积分、短积分和信号处理的时序分配.系统控制由FPGA实现.功能和数模混合仿真验证表明,方案是可行的.     

基于同步自适应匹配的模拟前端暗电流补偿方法研究

为抑制像素阵列在曝光阶段的暗电流对图像传感器动态范围和输出图像质量的影响,基于同步自适应的暗电流跟踪机制,提出一种电路与系统级暗电流积分补偿方法。通过采样输出有效光电信号,在无源处理阶段同步进行暗电流消除。该方法不仅可以补偿不同区域暗电流对有效光电信号的影响,而且可解决传统暗电流消除方法对读出电路动态范围会造成衰减的问题。基于该方法,在55 nm CMOS工艺下设计了一种752×512阵列规模的CMOS图像传感器,实现了完整的电路设计、版图设计与后端物理验证。结果显示,采用集成暗电流补偿技术的采样放大电路对暗电流最小补偿精度可以达到12 bit,补偿范围最大可以达到500 mV,单列功耗仅有15.84 μW,同时可实现1~4倍的增益,最小增益步进6.25%。实现了从模拟前端根除暗电流对CMOS图像传感器图像质量和动态范围的影响,为高端、高性能的CMOS图像传感器设计提供了一定的理论支撑。     

基于CMOS工艺的图像传感技术研究与进展

比较了传统的CCD图像传感器和近几年发展起来的CMOS图像传感器的优缺点;讨论了CMOS图像传感器的关键技术;概述了国内外CMOS图像传感器发展的现状,预测了CMOS图像传感器的发展方向.     

基于暗原色先验去雾的改进算法

暗原色先验去雾方法在单幅图像去雾方面效果明显,但该方法算法复杂度高、处理耗时。针对该算法不足之处,在传统的暗原色先验去雾方法基础上,提出一种改进算法。改进算法通过高斯滤波和腐蚀对透射率图进行优化;同时,为避免原算法的冗余计算,采用了一种快速计算初始透射率方法;并且通过Gamma变换和对比度增强方法对去雾后图像进行亮度和对比度增强处理。实验结果显示,改进算法处理效果与原算法基本一致,算法效率得到显著提高,应用在视频增强领域可以达到准实时。     

基于暗原色先验的夜视图像增强算法

在夜晚条件下拍摄到的图像对比度低,信息缺失,对诸多领域获取图像细节信息造成不便。提出了一种改进的基于暗原色先验的夜视图像增强算法来增强这类图像。采用形态学开运算替换软抠图估计透射率,缩减了算法的时间复杂度。经过暗原色先验增强的图像会放大噪声,为了克服这个缺点,对处理后的图像局部去噪获得保真度更高的图像。实验结果表明,算法可有效增强夜视图像,提高图像对比度、突出细节信息并且减少噪点。     

Agilent小型CMOS图像传感器有助实现成本低数码相机

安捷伦科技(Agilent Technologies)推出全新系列的彩色和单色CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。与以往的产品相比,体积减小25％,表面封装的厚度降低50％,适于为家用和工控数码相机撮供更紧凑、成本更低的解决方案。     

一种色彩校正算法研究与实现

数字图像拼接是指将具有重叠区的多幅数字图像或多帧视频,通过配准和融合获得单幅宽视场图像或者动态全景图。在实际应用中,图像因色彩不一致,而利于图像的配准和融合,因此有必要研究图像色彩的校正。文中首先论述了彩色图像的色彩空间以及它们之间的转换关系,然后介绍了常用的色彩校正方法,最后提出了基于Gamma和Linear调整的色彩校正算法。该算法将图像转换到YCbCr色彩空间,对亮度分量进行Gamma校正,对色度分量进行线性校正,实验结果表明,与以往的校正算法相比,校正效果有一定的改善。     

一种基于CIS的快速字符识别算法

字符识别目前广泛用于文献资料的检索等场合。目前大多数字符识别使用摄像头采集图像,预处理后,进行字符校正,字符分割,字符识别。传统算法主要存在运行速度慢,耗时长,内存占用多等问题。同时,用摄像头采集图像,其本身也有一定的缺陷,例如对光线敏感等。因此,文中提出使用一种改进过的FPA字符细化算法结合SWT文本检测算法对文本进行预处理,使用HOG特征向量提取以及SVM分类等算法进行字符识别。同时,给出一种新型的基于CIS(接触式图像传感器)图像采集和处理系统,CIS自带光源,具有一些摄像头所不及的优点。文中方案经过测试,识别率较高,运行速率较快,内存占用率和处理时间较传统的字符识别方式都有一定的改善和提高。