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基于CMOS图像传感器的智能摄像头设计
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作者 李思彤 马清晨 +2 位作者 石飞燕 周苏毅 夏百花 《无线互联科技》 2025年第1期19-23,共5页
当前,老龄化的人口问题、老年人的监护问题等日益成为社会的课题。鉴于中国独特的养老习惯——以依赖家庭和养老机构的养老模式为主,老年人往往难以应对突发的棘手问题。现在的视频监控系统大多由人实时监控。不间断的监控方式涉及老人... 当前,老龄化的人口问题、老年人的监护问题等日益成为社会的课题。鉴于中国独特的养老习惯——以依赖家庭和养老机构的养老模式为主,老年人往往难以应对突发的棘手问题。现在的视频监控系统大多由人实时监控。不间断的监控方式涉及老人不易接受的个人隐私问题。为提高老年人的生活质量,文章设计一种基于视频的老年人智能安全监测系统。该系统在运作期间通过构建关键技术异常模式库,实现对这些异常模式的精准识别。这一举措旨在加速老年人安全监测技术的研发进程,拓宽其在实际应用中的推广范围。 展开更多
关键词 cmos 图像传感器 智能摄像头
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基于粗细量化并行与TDC混合的CMOS图像传感器列级ADC设计方法 被引量:2
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作者 郭仲杰 苏昌勖 +3 位作者 许睿明 程新齐 余宁梅 李晨 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期486-499,共14页
针对传统单斜式模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)和串行两步式ADC在面向大面阵CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器读出过程中的速度瓶颈问题,本文提出了一种用于高速CMOS图像传感器的全并行ADC设计方... 针对传统单斜式模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)和串行两步式ADC在面向大面阵CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器读出过程中的速度瓶颈问题,本文提出了一种用于高速CMOS图像传感器的全并行ADC设计方法.该方法基于时间共享和时间压缩思想,将细量化时间提前到粗量化时间段内,解决了传统方法的时间冗余问题;同时采用插入式时间差值TDC(Time-to-Digital Converter),实现了全局低频时钟下的快速转换机制.本文基于55-nm 1P4M CMOS工艺对所提方法完成了详细电路设计和全面测试验证,在模拟电压3.3 V,数字电压1.2 V,时钟频率250 MHz,输入电压1.2~2.7 V的情况下,将行时间压缩至825 ns,ADC的微分非线性和积分非线性分别为+0.6/-0.6LSB和+1.6/-1.2LSB,信噪失真比(Signal-to-Noise-and-DistortionRatio,SNDR)为68.271 dB,有效位数(Effective Numbers Of Bits,ENOB)达到11.0489 bit,列不一致性低于0.05%.相比现有的先进ADC,本文提出的方法在保证低功耗、高精度的同时,ADC转换速率提高了87.1%以上,为高速高精度CMOS图像传感器的读出与量化提供了一定的理论支撑. 展开更多
关键词 cmos图像传感器 列并行ADC 单斜式ADC 两步式 全并行 时间数字转换器
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高速大像素CMOS图像传感器中钳位光电二极管形状设计的研究进展
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作者 张文轩 程正喜 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第6期514-523,共10页
采用钳位光电二极管(PPD)的CMOS图像传感器,由于其优异的性能,已成为图像传感领域中占主导地位的技术。然而,更大尺寸PPD的应用在电荷传输速度和效率方面存在挑战,特别是在微光、高速探测的场景中,传统的像素设计难以满足必要的性能标... 采用钳位光电二极管(PPD)的CMOS图像传感器,由于其优异的性能,已成为图像传感领域中占主导地位的技术。然而,更大尺寸PPD的应用在电荷传输速度和效率方面存在挑战,特别是在微光、高速探测的场景中,传统的像素设计难以满足必要的性能标准。一种有效的方法是通过PPD的形状设计来提升大像素性能。首先全面概述了产生PPD横向电场的两种机制:边缘电场设计和钳位电压调制,并探讨了基于这两种设计策略的各种设计改进。然后总结了传输栅-浮空扩散(TG-FD)节点收集结构及像素整体布局优化的相关研究进展。此外,还研究了PPD的形状设计对暗电流的影响。通过全面分析PPD形状设计中采用的方法,为提升大像素设计提供了参考。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 大尺寸像素 横向电场 电荷转移 暗电流
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基于CMOS图像传感器的复合型中子照相电子学系统的研制
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作者 田香凝 马毅超 滕海云 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第2期284-291,共8页
针对高能物理实验中高通量、高性能的中子探测需求,本文提出了一种基于CMOS图像传感器的复合型中子照相电子学系统。该系统采用Kintex-7系列的FPGA作为系统逻辑处理的核心器件,利用SiPM的快响应为CMOS图像传感器提供快门触发,使其对光... 针对高能物理实验中高通量、高性能的中子探测需求,本文提出了一种基于CMOS图像传感器的复合型中子照相电子学系统。该系统采用Kintex-7系列的FPGA作为系统逻辑处理的核心器件,利用SiPM的快响应为CMOS图像传感器提供快门触发,使其对光纤光锥投影的中子光斑进行曝光。通过SiPM提供的粗位置信息确定CMOS传感器的感兴趣区域,读出数据传输至上位机进行显示与分析。实验结果表明,该系统中最小像素单元尺寸为28μm×28μm的CMOS传感器能够对孔径为200μm的小孔进行成像,最大偏移为28μm,系统最高计数率为82 kHz,可实现高效率的中子探测。 展开更多
关键词 中子照相 电子学系统 cmos图像传感器 FPGA
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面向超大面阵CMOS图像传感器的全局斜坡一致性校正方法
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作者 许睿明 郭仲杰 +1 位作者 刘绥阳 余宁梅 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2952-2960,共9页
针对大面阵CMOS图像传感器(CIS)中存在的斜坡信号不一致性问题,该文提出一种用于CMOS图像传感器的斜坡一致性校正方法。该误差校正方法基于误差存储和电平移位思想,在列级读出电路中引入用于存储各列斜坡不一致性误差的存储电容,根据存... 针对大面阵CMOS图像传感器(CIS)中存在的斜坡信号不一致性问题,该文提出一种用于CMOS图像传感器的斜坡一致性校正方法。该误差校正方法基于误差存储和电平移位思想,在列级读出电路中引入用于存储各列斜坡不一致性误差的存储电容,根据存储的斜坡不一致性误差对各列的斜坡信号进行电平移位,确保斜坡信号的一致性。该文基于55 nm 1P4M CMOS工艺对提出的斜坡一致性校正方法完成了详细电路设计和全面仿真验证。在斜坡信号电压范围为1.4 V,斜坡信号斜率为71.908 V/ms,像素面阵规模为8 192(H)×8 192(V),单个像素尺寸为10μm的设计条件下,该文提出的校正方法将斜坡不一致性误差从7.89 mV降低至36.8μV。斜坡信号的微分非线性(DNL)为+0.001 3/–0.004 LSB,积分非线性(INL)为+0.045/–0.02 LSB,列级固定模式噪声(CFPN)从1.9%降低到0.01%。该文提出的斜坡一致性校正方法在保证斜坡信号高线性度,不显著增加芯片面积和不引入额外功耗的基础上,斜坡不一致性误差降低了99.53%,为高精度CMOS图像传感器的设计提供了一定的理论支撑。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 列级固定模式噪声 斜坡产生电路 斜坡一致性校正方法
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CMOS图像传感器CIS技术专利分析 被引量:2
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作者 石晨阳 《集成电路应用》 2020年第5期100-101,共2页
基于全球和中国专利申请状况,从国家/地区分布、技术演进路线、重要申请人等方面分析CMOS图像传感器CIS的专利状况。展望CMOS图像传感器的技术发展路径。
关键词 cmos 图像传感器、专利分析、技术展望
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一种新型高动态范围CMOS图像传感器结构设计 被引量:2
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作者 乔劲轩 魏经纬 《集成电路应用》 2024年第6期14-15,共2页
阐述一种新型的高动态范围CMOS图像传感器结构。在新型CMOS图像传感器中,像素包括两个具有不同感光灵敏度的光电二极管以及多个电荷-电压转换增益档位,列电路具有多个模拟电压增益档位。根据该结构和读出方法,对每个像素只进行一次信号... 阐述一种新型的高动态范围CMOS图像传感器结构。在新型CMOS图像传感器中,像素包括两个具有不同感光灵敏度的光电二极管以及多个电荷-电压转换增益档位,列电路具有多个模拟电压增益档位。根据该结构和读出方法,对每个像素只进行一次信号电压的读取,可以显著缩短行读出时间,进而提高帧率。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 高动态范围 增益自适应 高帧率
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利用手机CMOS图像传感器测弹簧弹性系数
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作者 韩晓雯 蔡根旺 《大学物理》 2024年第6期58-62,共5页
测量弹簧劲度系数一般有两种方法:拉伸法和简谐振动法.在传统拉伸法测量中,大多通过增减砝码来间接测量,在传统简谐振动法测量实验中,大多采用光电门对弹簧振子周期进行计时.本文主要利用智能手机CMOS图像传感器来测量简谐振动的振子位... 测量弹簧劲度系数一般有两种方法:拉伸法和简谐振动法.在传统拉伸法测量中,大多通过增减砝码来间接测量,在传统简谐振动法测量实验中,大多采用光电门对弹簧振子周期进行计时.本文主要利用智能手机CMOS图像传感器来测量简谐振动的振子位置随时间变化图像,从图像中提取周期和阻尼信息,进而得出弹簧的弹性系数.改进后,实验数据测量的标准偏差和相对误差较小,分别为0.003 7 N/m和0.26%.本实验能够详细地观察到弱阻尼简谐振动的物理图像,测量出空气和水中的弱阻尼系数. 展开更多
关键词 cmos图像传感器 弹簧振子 阻尼 弹簧弹性系数 周期
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前段结构对全隔离CMOS图像传感器性能的影响分析
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作者 王文轩 《集成电路应用》 2024年第5期10-12,共3页
阐述全隔离图像传感器前段不同的金属接触孔结构、多晶硅结构对传感器光学以及电学性能的影响。实验结果表明,在像素隔离区域设置金属接触孔结构,或者同时设置金属接触孔与多晶硅结构,可以提升传感器红外光波段抗串扰能力,并且金属接触... 阐述全隔离图像传感器前段不同的金属接触孔结构、多晶硅结构对传感器光学以及电学性能的影响。实验结果表明,在像素隔离区域设置金属接触孔结构,或者同时设置金属接触孔与多晶硅结构,可以提升传感器红外光波段抗串扰能力,并且金属接触孔与多晶硅组合的隔离结构还可以改善传感器电学高温性能。 展开更多
关键词 全隔离cmos图像传感器 金属接触孔结构 多晶硅结构
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激光对CCD及CMOS图像传感器的损伤阈值研究 被引量:41
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作者 林均仰 舒嵘 +2 位作者 黄庚华 方抗美 闫志新 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期475-478,共4页
针对激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰损伤进行了理论分析和实验研究.实验测量出常压及真空条件下1064nm激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰阈值、损伤阈值及完全损坏阈值.实验结果表明,CCD或CMOS图像传感器的各种阈值在常压和真空两种不... 针对激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰损伤进行了理论分析和实验研究.实验测量出常压及真空条件下1064nm激光对CCD及CMOS图像传感器的干扰阈值、损伤阈值及完全损坏阈值.实验结果表明,CCD或CMOS图像传感器的各种阈值在常压和真空两种不同条件下的差别不明显.实验结果还显示,无论在常压还是在真空条件下,CCD比CMOS更容易受到激光的干扰和损伤甚至严重损坏;而CMOS相机具有很好的抗干扰和抗损伤能力. 展开更多
关键词 激光干扰 CCD图像传感器 cmos传感器 损伤阈值 激光
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CMOS图像传感器的辐射实验 被引量:19
11
作者 周彦平 王晓明 +1 位作者 常国龙 汪黎黎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1270-1273,共4页
为了考察商用CMOS图像传感器应用于空间的可行性,对进行了空间辐射环境模拟实验研究。实验采用60Co-γ辐射源模拟空间辐射环境,辐射最大剂量为5×104rad(Si),辐射速率为1 Gy/s。在辐照时,根据实验需要在CMOS两端加偏置电压或不加偏... 为了考察商用CMOS图像传感器应用于空间的可行性,对进行了空间辐射环境模拟实验研究。实验采用60Co-γ辐射源模拟空间辐射环境,辐射最大剂量为5×104rad(Si),辐射速率为1 Gy/s。在辐照时,根据实验需要在CMOS两端加偏置电压或不加偏置电压,并采用在线和离线测量相结合的方法。实验结果表明:辐射初期各项性能指标变化不大,均匀度不变,暗电流略有增加,辐射停止一段时间后,性能下降较为明显,但经过较长时间退火后,性能渐趋稳定,且有一定恢复。研究表明:在采取一定防护措施后,商用CMOS像传感器可以应用在空间辐射环境中。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 总剂量效应 退火 Γ辐射
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面阵CMOS图像传感器性能测试及图像处理 被引量:19
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作者 董建婷 杨小乐 董杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期3396-3401,共6页
CMOS图像传感器具有驱动简单、单电源供电、集成度高、功耗低、抗辐射能力强等优点。但是在航天光学遥感领域,CMOS图像传感器应用还不普遍。在该领域亟需大规模、高读出速度、大动态范围的图像传感器,CMOS图像传感器LUPA4000正是这样一... CMOS图像传感器具有驱动简单、单电源供电、集成度高、功耗低、抗辐射能力强等优点。但是在航天光学遥感领域,CMOS图像传感器应用还不普遍。在该领域亟需大规模、高读出速度、大动态范围的图像传感器,CMOS图像传感器LUPA4000正是这样一款高性能面阵图像传感器,因此,选择LUPA4000作为研究对象,对其缺陷像元、光响应非均匀性、信噪比等性能指标进行测试。测试结果表明存在缺陷像元数量多、光响应非均匀性较大、信噪比较低等问题。根据测试结果采用暗背景扣除、缺陷像元替换、非均匀校正三种方法进行图像处理。对每种方法单独处理和各种方法组合处理的处理效果从图像信噪比和成像图像质量两方面进行分析评估,结果表明:非均匀校正联合缺陷像元替换的处理方法处理效果最佳。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 性能测试 图像处理
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高帧频大动态范围CMOS图像传感器时序控制电路的设计与实现 被引量:11
13
作者 陈敏思 姚素英 +4 位作者 赵毅强 张生才 李树荣 徐江涛 王天盛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1922-1925,共4页
本文主要论述了CMOS图像传感器时序控制电路的系统设计和实现方法 .针对双采样结构的图像传感器 ,分析了常用的并行式曝光方式和滚筒式曝光方式两种时序控制方法及其具体实现过程 ,并根据时序控制电路的功能仿真和在FPGA上的验证结果 ,... 本文主要论述了CMOS图像传感器时序控制电路的系统设计和实现方法 .针对双采样结构的图像传感器 ,分析了常用的并行式曝光方式和滚筒式曝光方式两种时序控制方法及其具体实现过程 ,并根据时序控制电路的功能仿真和在FPGA上的验证结果 ,对二者进行了比较 。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 时序控制 高帧频 大动态范围
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基于估计方法的CMOS图像传感器列固定模式噪声校正方法 被引量:10
14
作者 王华 曹剑中 +3 位作者 王华伟 郭惠楠 赵晓冬 刘广森 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1928-1932,共5页
CMOS图像传感器的列固定模式噪声对图像质量的影响非常严重。在分析CMOS图像传感器固定模式噪声产生机理、噪声特性以及其在输出图像中的表现的基础上,提出了一种针对CMOS图像传感器中列固定模式噪声的校正方法。该方法利用CMOS图像采... CMOS图像传感器的列固定模式噪声对图像质量的影响非常严重。在分析CMOS图像传感器固定模式噪声产生机理、噪声特性以及其在输出图像中的表现的基础上,提出了一种针对CMOS图像传感器中列固定模式噪声的校正方法。该方法利用CMOS图像采集系统对积分球发出的均匀平行光束进行多次采样并建模来对列固定模式噪声进行估计,然后将估计结果应用于CMOS图像硬件采集系统进行列固定模式噪声的校正,固定模式噪声的校正在FPGA中使用查找表方法实现。实验结果表明该方法可以有效消除列固定模式噪声,改善图像质量。 展开更多
关键词 列固定模式噪声 cmos图像传感器 不均匀性 估计方法
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CMOS图像传感器优势和最新产品 被引量:8
15
作者 柳笛 黎福海 +2 位作者 荣宏 韩兵兵 王鑫 《电视技术》 北大核心 2007年第11期29-30,37,共3页
概述了CMOS图像传感器的优势,介绍了现阶段市场最新产品的情况。结合实际应用中CMOS图像传感器的弱点,提出了相关的改进措施和新技术。
关键词 cmos图像传感器 CCD图像传感器 数码相机 图像采集
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CMOS图像传感器及其研究 被引量:7
16
作者 尚玉全 曾云 +1 位作者 滕涛 高云 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第8期19-24,共6页
介绍了CMOS图像传感器的工作原理,比较了CCD图像传感器与CMOS图像传感器的优缺点,指出了CMOS图像传感器的技术问题和解决途径,综述了CMOS图像传感器的现状和发展趋势。
关键词 cmos 图像传感器 电荷耦合器件 工作原理
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CMOS图像传感器电子辐照实验的研究 被引量:7
17
作者 周彦平 谢小龙 +2 位作者 刘洋 靳浩 于思源 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期95-99,共5页
研究了电子辐射剂量对CMOS图像传感器性能的影响,性能参数为平均暗电流输出和光强响应度。搭建了电子辐射场和光强响应度的测量系统,在器件处于工作状态和非工作状态下分别对其辐射,辐射剂量为:5×103 rad、1×104 rad、7×... 研究了电子辐射剂量对CMOS图像传感器性能的影响,性能参数为平均暗电流输出和光强响应度。搭建了电子辐射场和光强响应度的测量系统,在器件处于工作状态和非工作状态下分别对其辐射,辐射剂量为:5×103 rad、1×104 rad、7×104 rad、1×105 rad、5×105 rad。对于暗电流,当辐射总剂量超过7×104rad^1×105rad之间的某一个阈值时,暗电流随着辐射剂量的增长基本呈线性增加;光强响应方面,当器件处于非工作状态接受辐射时,辐射剂量对光强响应影响不大;当器件处于工作状态接受辐射时,辐射剂量超过7×104 rad,光强响应曲线会下移,斜率减小,灵敏度降低。理论分析后,得到了暗电流随电子辐射剂量的变化模型。研究表明:长期工作于空间环境下的CMOS图像传感器,容易受到辐射总剂量效应的影响,需采取一定的防辐射措施。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 辐射效应 电子辐射实验 平均暗电流输出 光强响应度
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CMOS图像传感器芯片的自动白平衡算法 被引量:9
18
作者 甘波 魏廷存 郑然 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期224-228,共5页
针对CMOS图像传感器芯片中的自动白平衡图像处理电路,提出了一种便于硬件实现的增益计算方法,并在此基础上实现了一个用于CMOS图像传感器芯片的自动白平衡算法。该算法将增益计算的计算法与迭代法结合使用,并用比较器和移位寄存器来取... 针对CMOS图像传感器芯片中的自动白平衡图像处理电路,提出了一种便于硬件实现的增益计算方法,并在此基础上实现了一个用于CMOS图像传感器芯片的自动白平衡算法。该算法将增益计算的计算法与迭代法结合使用,并用比较器和移位寄存器来取代复杂的组合逻辑单元,在不增加硬件开销的基础上提高了计算精度与处理速度。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 白平衡 色温 增益计算
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温度对4管像素结构CMOS图像传感器性能参数的影响 被引量:4
19
作者 王帆 李豫东 +2 位作者 郭旗 汪波 张兴尧 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期332-337,共6页
为了对4管像素结构CMOS图像传感器的空间应用提供可靠性指导,对4管像素结构的CMOS图像传感器进行了-40~80℃的变温实验,着重分析了样品器件的转换增益、满阱容量、饱和输出和暗电流等参数随温度的变化规律。实验结果表明,随着温度的升高... 为了对4管像素结构CMOS图像传感器的空间应用提供可靠性指导,对4管像素结构的CMOS图像传感器进行了-40~80℃的变温实验,着重分析了样品器件的转换增益、满阱容量、饱和输出和暗电流等参数随温度的变化规律。实验结果表明,随着温度的升高,样品器件的转换增益从0.026 54 DN/e下降到0.023 79 DN/e,饱和输出从4 030 DN下降到3 396 DN,并且暗电流从22.9 e·pixel-1·s-1增长到649 e·pixel-1·s-1。其中器件转换增益的减小应主要归因于载流子迁移率随温度升高而下降使得像素后端读出电路增益降低;饱和输出的降低则是因为转换增益的降低,因为转换增益随温度变化对饱和输出的影响要大于满阱容量随温度变化对饱和输出的影响。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 转换增益 满阱容量 暗电流 温度
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基于暗电流CMOS图像传感器固定模式噪声校正研究 被引量:9
20
作者 李强 金龙旭 李国宁 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期327-333,共7页
为了抑制由读出放大电路增益不一致导致的CMOS传感器固定模式噪声(FPN),提高成像质量,本文提出了基于暗电流的固定模式噪声校正方法。该方法相比于传统校正方法具有校正系统简单,算法易于实现的优点。本文对校正前后的图像通过灰度方差... 为了抑制由读出放大电路增益不一致导致的CMOS传感器固定模式噪声(FPN),提高成像质量,本文提出了基于暗电流的固定模式噪声校正方法。该方法相比于传统校正方法具有校正系统简单,算法易于实现的优点。本文对校正前后的图像通过灰度方差进行评估,评估结果表明由暗电流形成的本底图像,图像灰度方差校正后相比于校正前,降低1~2个数量级;均匀光照条件下的CMOS图像,校正后相比于校正前,图像灰度方差增大2个数量级。该评估结果及相关结论对暗电流本底图像及相关校正方法探讨具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 暗电流 cmos图像传感器 本底图像 固定模式噪声
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