基于AER方式的CMOS視覺傳感器研究.pdf

1、基于基于AER方式的方式的CMOS視覺傳感器研究視覺傳感器研究ACMOSVisionSensBasedonAddressEventRepresentation學科專業(yè)：微電子學與固體電子學研究生：于璐指導教師：姚素英教授天津大學電子信息工程學院學院二零一二年十二月摘要傳統(tǒng)的視覺傳感器以―幀‖為圖像傳輸方式，具有像素面積小，分辨率高，填充因子高，制作成本低等優(yōu)勢。但是隨著千萬級像素的廣泛需求，以及CMOS工藝尺寸的不斷減小，電壓不斷降低，

2、傳統(tǒng)視覺傳感器遇到了數(shù)據(jù)量大、幀頻小、動態(tài)范圍低的發(fā)展瓶頸。為獲取高幀頻、大動態(tài)范圍、低數(shù)據(jù)量的精確視覺信息，本文研究了一種基于地址事件表達（AddressEventRepresentationAER）方式的CMOS視覺傳感器。本論文首先在對AER方式研究的基礎上，分析了基于此方式的視覺傳感器從源頭消除冗余數(shù)據(jù)，實現(xiàn)非―幀‖輸出的原理及工作方式；其次，針對系統(tǒng)的核心電路——雙采樣脈沖寬度調制（PulseWidthModulationPW

3、M）電路，就工作原理、噪聲消除機制進行了對比和分析，并建立了其非線性響應下噪聲引起的時間誤差模型，提出了降低時間誤差的參數(shù)選擇辦法；再次，建立了基于AER方式的視覺傳感器系統(tǒng)架構，對像素結構及仲裁模塊進行行為級建模、仿真，驗證了該方式的可行性；最后，根據(jù)系統(tǒng)方案及仿真模型的結果，對雙采樣PWM電路、光強變化感知電路、平均權重仲裁電路進行了設計和仿真。本文所設計的AER方式視覺傳感器采用128128的像素陣列，像素結構采用雙采樣PWM電路

4、與光強變化感知電路相結合的形式，實現(xiàn)了像素的事件觸發(fā)，異步工作，并從源頭上消除了冗余信息，幀頻、動態(tài)范圍大幅提高；采用多模式仲裁的功能，可有效減小輸出數(shù)據(jù)量，并獲得較小的時間延遲。經(jīng)仿真驗證，該視覺傳感器動態(tài)幀頻最小等效值為100fps1000fps，靜態(tài)動態(tài)范圍大于133dB，平均權重仲裁電路時間延遲最長160.65ns。結果表明，該AER視覺傳感器可完成視覺信息的采集、處理、輸出，適用于高速、高動態(tài)范圍視覺領域。關鍵詞：關鍵詞：CM