CMOS圖像傳感器噪聲抑制與多分辨率量化研究.pdf

1、CMOS圖像傳感器在許多領(lǐng)域中被認(rèn)為是未來(lái)的成像器件，其不僅能滿足工業(yè)及專業(yè)領(lǐng)域中嚴(yán)格的圖像獲取需求，而且還會(huì)對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。CMOS圖像傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，具有諸多優(yōu)勢(shì)，例如低供電電壓、低功耗、高集成度、便于實(shí)現(xiàn)VLSI片上系統(tǒng)集成等諸多優(yōu)勢(shì)，使其成為人們研究的熱點(diǎn)和關(guān)注的焦點(diǎn)。 本文首先簡(jiǎn)要介紹了光電二極管的物理基礎(chǔ)和電路模型，從CMOS圖像傳感器的噪聲分析出發(fā)，介紹了可以用于分析工作在積分模式的CM

2、OS圖像傳感器的像素等效模型、噪聲模型以及相應(yīng)的噪聲抑制方法等。而后針對(duì)CMOS圖像傳感器的固定模式噪聲，設(shè)計(jì)了一種基于開關(guān)電容的相關(guān)雙采樣電路。 在動(dòng)態(tài)范圍的研究中，提出一種基于人眼視覺(jué)特性的圖像傳感器系統(tǒng)，采用非線性拉伸算法來(lái)量化CMOS圖像傳感器像素輸出信號(hào)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，該量化方法可以有效改善低亮度場(chǎng)景下的圖像拍攝效果，使灰度直方圖更加均衡化，提高CMOS圖像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍，并獲取適合人眼視覺(jué)特性的圖像。 最后

3、，針對(duì)上述理論基礎(chǔ)，提出一種改進(jìn)的基于增量查找表結(jié)構(gòu)的多分辨率非線性ADC。本方案與Shih-FangChen(2003)提出的方案相比較，不僅查找表資源需求大幅縮減(前者需要256×10個(gè)查找表單元，而本文僅需12×16個(gè)單元)，而且降低了ADC對(duì)比較器的精度要求(同樣實(shí)現(xiàn)8bitsADC，前者要求比較器具有10位精度，而本文僅需8位精度)。基于CSM0.35um2p4m標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，對(duì)上述方案設(shè)計(jì)的線性量化積分型ADC進(jìn)行仿真分