高速数字化三维集成式CCD-CMOS图像传感器

为了解决CCD与CMOS工艺兼容性低、互连集成制作难度大,以及芯片间接口匹配和高性能兼备等问题,对CCD器件拓扑结构与像元、CMOS读出电路、三维异质互连集成及高密度引脚封装等技术进行研究,提出了一种1024×256阵列规模的集成式CCD-CMOS图像传感器。该器件实现了CCD信号的高精度数字化处理、高速输出及多芯粒的技术融合,填补了国内CCD-CMOS三维集成技术空白。测试结果表明:集成CCD-CMOS器件的光响应和成像功能正常,双边成像效果良好,图像无黑条和坏列,互连连通率(99.9%)满足三维集成要求,实现了集成式探测器件的大满阱高灵敏度成像(满阱电子数达165.28ke-、峰值量子效率达86.1%)、高精度数字化(12bit)和高速输出(行频率达100.85kHz),满足集成化、数字化、小型化的多光谱探测成像系统要求。     

应用于CMOS图像传感器的联合降噪插值算法研究

提出了一种可应用于CMOS图像传感器的联合并行图像预处理算法,其中,色彩插值算法采用双线性插值法和边缘导向插值法相结合的方式来完成色彩还原,而降噪算法采用带阈值的空间自适应滤波降噪算法,在硬件语言描述算法时,将两种算法的处理过程进行了联合处理.实验仿真结果表明,通过对算法进行ISE仿真和Matlab显示处理,得到色彩饱和度较高的彩色图像,峰值信噪比(PSNR)为30～36 dB.整个处理过程有效地简化了片上系统(SOC)的图像处理过程,提高了算法的运算速度,节省了芯片面积且降低了系统功耗,为CMOS图像传感器的片上系统集成化设计提供了技术支持.     

安防用CMOS图像传感器片上图像信号处理电路综述

图像信号处理技术的研究和应用在安防领域具有特殊的重要意义.介绍了一系列用于安防系统CMOS图像传感器片上图像信号处理电路的原理和算法.具体包括黑电平校正、镜头阴影校正、插值降噪、色彩校正、伽玛校正、自动白平衡、自动曝光、自动聚焦、YUV空间转换(RGB2YUV),以及背光补偿等模块处理电路等.     

W-S中含Fermi圈的光子链传播子及其 截面

研究电弱统一标准模型(W-S)里的电磁相互作用,传递相互作用的是 光子传播子,并对光子传播子里的“树图”以及出现轻子与夸克混合圈中的“链圈图”及其“链图”作了考察与分析,获得光子重整化链图传播子函数 “精确”解析计算结果. 利用这一结果,又对高能物理中备受关注的一类轻子反应： 作了有关研究,计算出在光子链图传播下的反应截面,并获得“精确”理论计算结果,同时还与实验结果作了对比分析,发现本文理论计算结果与实验吻合较好,获得了有关“辐射修正”的许多重要分析结果。     

应用于微小卫星的CMOS图像传感器芯片设计

针对小卫星以至微纳卫星领域的应用需求,文章对具有抗辐照能力的CMOS图像传感器的芯片架构和关键技术进行了研究,着重对行列选电路、低噪声信号读出、可编程增益放大器和片上ADC等电路设计技术进行了分析和仿真验证.基于0.35 μm CMOS抗辐照技术和工艺开展了芯片的关键电路仿真、设计和整体版图设计验证.流片后的测试结果表明,该CMOS图像传感器具有高动态、低噪声和抗辐照特点,其噪声电子为42 e-,动态范围为69 dB,当辐射总剂量大于100 krad(Si)时,器件噪声指标符合预期.     

多光谱TDI-CMOS图像传感器读出电路设计

针对3D集成式多光谱TDI-CMOS图像传感器的数字化处理和高速读出需求,为了解决与TDICCD探测器的整体布局、物理尺寸和接口的匹配性和一致性问题,研制了适用于五谱段TDICCD的CMOS读出电路芯片。该读出电路芯片创新地设计了一种使用多相位ADC时钟、支持相关多次采样的新型列级单斜ADC电路结构,实现了TDICCD信号的数字化和高速输出,有效提升了探测器的动态范围和噪声指标。流片测试结果表明：读出电路芯片的功能正常,集成式TDICCD的成像效果良好,新型列级ADC工作正常,读出电路以最小9.5μs的行周期输出14 bit数据,相关多次采样具备降低输出信号噪声的作用,实现了TDICCD信号的高精度数字化处理和高速输出,满足3D集成式TDI-CMOS图像传感器的研制要求。     

低照度环境下图像增强算法的FPGA实现

在低照度环境下,通用的图像传感器普遍存在成像效果不佳的情况,因此采用图像增强算法来提升图像对比度就显得尤为重要,然而大多数图像增强算法都是针对静态图像进行增强.为此,基于现有的图像增强算法,提出了一种改进的基于图像去雾的图像增强算法架构,该架构不仅利于FPGA实现,而且能够较好地增强视频的显示效果.测试结果表明:该算法占用FPGA资源较少,能够实时处理1080P 60 f/s的视频且增强效果良好.     

一种应用于CMOS图像传感器的逐行转隔行数据缓存方法

从结构设计和方法优化入手,提出了基于双SRAM缓存结构并采用乒乓读写原理的CMOS图像传感器逐行转隔行数据缓存方法.该方法采用两组SRAM作为缓存,并利用乒乓读写原理,抽取逐行数据中奇数帧周期的奇数行作为隔行数据的奇数场,抽取逐行数据中偶数帧周期的偶数行作为隔行数据的偶数场,最终实现CMOS图像传感器逐行数据到奇偶隔行数据的转换.相比传统的采用片外帧存储处理方式,极大地减小了存储面积,便于实现与CMOS图像传感器的单芯片集成,降低了成本,同时也极大地降低了电路工作时的存储读写功耗.     

全局快门CMOS图像传感器研究进展

全局快门CMOS图像传感器广泛应用于高速运动物体的成像,包括机器视觉、工业测量、航空航天,以及军事应用等领域.介绍了全局快门CMOS图像传感器的主要类型,具体分析了灵敏度、寄生光灵敏度、读出噪声、动态范围和帧频等性能参数的研究进展.最后对国内外有代表性的全局快门CMOS图像传感器产品进行了介绍.     

基于片上系统的时钟复位设计

从方法优化和电路设计入手,提出了基于片上系统(SOC)的复位方法和时钟复位电路.设计了片外按键复位电路、片内上电电路、晶振控制电路、片内RC低频时钟电路、槽脉冲产生电路、分频延时电路、时钟切换电路及异步复位同步释放电路等电路模块.以上电路模块构成了片上系统的时钟复位电路,形成了特定的电路时钟复位系统.该时钟复位系统将片外按键复位与片内上电复位结合起来,形成多重复位设计,相比单纯按键复位更智能,相比单纯上电复位则更可靠.另外,该时钟复位系统还采用了片内RC振荡时钟电路等一系列电路,借助片内RC时钟实现对芯片的延时复位,进而在保证复位期间寄存器得到正确初始化的同时,还使得芯片能够始终处在稳定的晶振时钟下正常工作.相比传统的时钟复位电路,该时钟复位系统既便捷,又保证了系统初始化和系统工作的可靠性.