CMOS圖像傳感器動態(tài)范圍擴展技術的研究與設計.pdf

1、限制CMOS圖像傳感器性能的一個主要問題是其有限的動態(tài)范圍。本文以CMOS圖像傳感器動態(tài)范圍擴展技術為核心，對常見的動態(tài)范圍擴展技術進行了深入的研究，并進行了創(chuàng)新。提出了一種基于人眼視覺特性的多次采樣圖像合成算法和一種新型的條件重置動態(tài)范圍擴展技術。 首先簡要介紹了光電二極管的物理基礎和電路模型，從對CMOS圖像傳感器噪聲的分析出發(fā)，介紹了可以用于分析工作在積分模式的CMOS圖像傳感器的數(shù)學模型。而后從動態(tài)范圍、信噪比、關鍵參數(shù)

2、選取標準的角度對三種積分型動態(tài)范圍擴展技術——多次采樣、條件重置、勢阱容量調(diào)節(jié)進行了深入的研究。對非積分型動態(tài)范圍擴展技術——對數(shù)擴展進行了簡要的介紹和分析。并以多次采樣技術為參照，對四種常見的動態(tài)范圍擴展技術進行了比較分析。 針對多次采樣技術中的多曝光圖像合成問題，提出了一種基于人眼視覺特性的多次采樣圖像合成算法。首先簡要介紹了常見多次采樣圖像合成算法——線性加權合成、對數(shù)壓縮合成，并對其存在的問題進行了簡要的說明。而后對人眼

3、視覺特性進行了深入的分析，據(jù)此提出了采用S狀函數(shù)模擬人眼視覺特性曲線的方法。然后，依據(jù)人眼對灰度級的分辨能力特性，提出了一種多次采樣圖像曝光時間判決算法。以視覺特性益線模擬和曝光時間判決算法為基礎，提出了一種基于人眼視覺特性的多次采樣圖像合成算法。最后通過與常見多次采樣圖像合成技術的實驗結果進行比較，證明了算法的有效性。 針對傳統(tǒng)條件重置技術存在的問題，提出了一種新型的條件重置動態(tài)范圍擴展技術，克服了傳統(tǒng)條件重置技術難于應用在高