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基于FPGA的CMOS数字图像传感器数据检测系统设计 被引量：7
1
作者 吕同周 叶声华 杨学友 《电子测量技术》 2008年第1期88-90,117,共4页
为了在视觉检测中实现对数据的高速采集与传输,本文提出了一种基于CMOS数字图像传感器,FPGA,DSP和以太网接口芯片的实时视觉检测方案。系统主要利用高性能FPGA芯片作为硬件平台。介绍了系统硬件电路和FPGA软件程序的设计方案和工作流程... 为了在视觉检测中实现对数据的高速采集与传输,本文提出了一种基于CMOS数字图像传感器,FPGA,DSP和以太网接口芯片的实时视觉检测方案。系统主要利用高性能FPGA芯片作为硬件平台。介绍了系统硬件电路和FPGA软件程序的设计方案和工作流程。在实验室环境下进行检测试验,系统工作正常。 展开更多
关键词 视觉检测 FPGA cmos数字图像传感器 DSP以太网接口芯片
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CMOS数字图像传感器研究进展 被引量：13
2
作者 潘银松 袁祥辉 +2 位作者 林聚承 孟丽娅 黄友恕 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期16-18,26,共4页
CMOS图像传感器已从无源和有源像素结构发展到数字图像传感器(DPS),数字图像传感器是CMOS图像传感器的发展方向,DPS的优势在于可把整个图像系统集成在一块芯片上,构成单芯片成像系统,从而降低成本,节约系统功耗,改善成像质量.片上集成... CMOS图像传感器已从无源和有源像素结构发展到数字图像传感器(DPS),数字图像传感器是CMOS图像传感器的发展方向,DPS的优势在于可把整个图像系统集成在一块芯片上,构成单芯片成像系统,从而降低成本,节约系统功耗,改善成像质量.片上集成模数转换器(ADC)是CMOS图像传感器的关键部件,重点分析和比较了三类不同集成方式:芯片级、列级和像素级的原理、性能和特点.介绍了目前国内外数字图像传感器的发展现状及其未来的发展趋势. 展开更多
关键词 cmos 数字图像传感器 ADC
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基于EZ-USB FX2的CMOS数字图像传感器摄像头性能检测系统
3
作者 徐大诚 李培光 张圣祥 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第12期32-33,共2页
用EZ-USB FX2接口控制器,建立CMOS数字图像传感器与PC机之间的USB2.0数字视频信号传输通道,实现从摄像头到PC的高速传输;利用流媒体开发包DirectShow,实现视频的捕捉与显示;再利用Visual C++软件编程对PC端采集到的图像进行分析,详细讨... 用EZ-USB FX2接口控制器,建立CMOS数字图像传感器与PC机之间的USB2.0数字视频信号传输通道,实现从摄像头到PC的高速传输;利用流媒体开发包DirectShow,实现视频的捕捉与显示;再利用Visual C++软件编程对PC端采集到的图像进行分析,详细讨论了程序设计过程。从而构成视频流实时采集与显示,图像MTF、亮度、疵点等参数的检测与分析系统。 展开更多
关键词 EZ-USB FX2 cmos图像传感器 图像 性能检测
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基于uC/OS-II的CMOS数字图像传感器数据检测系统 被引量：2
4
作者 胡晓光 叶声华 杨学友 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第2期27-29,共3页
为了在视觉检测中实现对数据的实时采集、处理与传输,提出了一种基于uC/OS-II实时操作系统的实时视觉检测方案。系统主要利用CMOS摄像机、高性能CPLD、ARM7芯片以及以太网接口芯片作为硬件平台。介绍了系统硬件电路和uC/OS-II软件程序... 为了在视觉检测中实现对数据的实时采集、处理与传输,提出了一种基于uC/OS-II实时操作系统的实时视觉检测方案。系统主要利用CMOS摄像机、高性能CPLD、ARM7芯片以及以太网接口芯片作为硬件平台。介绍了系统硬件电路和uC/OS-II软件程序的设计方案和工作流程。在实验室环境下进行检测试验,系统工作正常。 展开更多
关键词 视觉检测 uC/OS—II ARM CPLD cmos 数字图像 传感器 以太网接口芯片
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CMOS数字图像传感器MT9V022在脉冲激光检测系统中的应用
5
作者 杨非 周世椿 《科学技术与工程》 2007年第14期3564-3567,共4页
介绍了一种高性噪比、高集成度、高低照度性能的新型CMOS传感器MT9V022,并将该传感器成功地应用于脉冲激光的检测系统。
关键词 cmos图像传感器 曝光 MT9V022 I^2C总线
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一种用于CMOS图像传感器的数字校准Cyclic ADC设计
6
作者 郭振华 高静 《传感技术学报》 北大核心 2025年第7期1145-1154,共10页
针对CMOS图像传感器中列并行Cyclic ADC的精度被电容失配所限制的问题,提出了一种Cyclic ADC数字校准技术。该技术复用Cyclic ADC的电路模块,对Cyclic ADC自身的数字校准参数进行精确的自测量,并使用自测量过程提取的数字校准参数,对AD... 针对CMOS图像传感器中列并行Cyclic ADC的精度被电容失配所限制的问题,提出了一种Cyclic ADC数字校准技术。该技术复用Cyclic ADC的电路模块,对Cyclic ADC自身的数字校准参数进行精确的自测量,并使用自测量过程提取的数字校准参数,对ADC进行数字校准,减小了电容失配对Cyclic ADC精度的影响,进而消除了由列并行Cyclic ADC电容失配带来的CMOS图像传感器条纹噪声问题。通过对Cyclic ADC数字校准参数进行多次自测量的方式,解决了随机噪声对校准参数自测量过程产生干扰这一问题。在110 nm CMOS工艺下设计了一款用于CMOS图像传感器的Cyclic ADC,该ADC采用了所提出的电容复用数字校准技术。对电路复用数字校准Cyclic ADC进行了仿真验证。仿真结果表明,当自测量次数为10时,所提出的数字校准技术可将具有5%电容失配的Cyclic ADC的有效位数提高5 bit,可有效降低电容失配对Cyclic ADC精度的影响。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 Cyclic ADC 电路复用 数字校准
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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：4
7
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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面向超大面阵CMOS图像传感器的全局斜坡一致性校正方法 被引量：1
8
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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航天用图像传感器研究现状及发展趋势
9
作者 刘昌举 焦金龙 +3 位作者 王振 蒋祥倩 杨洪 吕玉冰 《航天返回与遥感》 北大核心 2025年第3期61-73,共13页
相比于民用图像传感器,航天用图像传感器需要更高的精度、稳定性、可靠性和耐久性,需要适应极端的环境条件,如温度、压力和辐射等,所需材料特殊、结构复杂。近年来,航天用图像传感器取得了卓越的进步和发展,为大量航天任务进行光学测量... 相比于民用图像传感器,航天用图像传感器需要更高的精度、稳定性、可靠性和耐久性,需要适应极端的环境条件,如温度、压力和辐射等,所需材料特殊、结构复杂。近年来,航天用图像传感器取得了卓越的进步和发展,为大量航天任务进行光学测量提供了基础,被称为现代信息系统捕捉图像的“视网膜”。文章聚焦于航天用图像传感器,通过综合国内外文献和相关报道,着重介绍了CCD图像传感器和CMOS图像传感器(CIS)在航天遥感中的对地观测、对空观测以及航天器控制等应用方向的研究现状,探讨了航天用图像传感器所面临的挑战和发展趋势。 展开更多
关键词 航天遥感 CCD图像传感器 cmos图像传感器
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基于数字域TDI算法改进面阵CMOS图像传感器功能 被引量：31
10
作者 曲宏松 张叶 金光 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1896-1903,共8页
为使面阵CMOS图像传感器具有TDI成像功能,研究了TDICCD的工作原理,提出了一种基于数字域的TDI算法,并讨论了如何利用FPGA实现该算法。该算法可在不改变CMOS器件构造的前提下,使其具有时间延迟积分功能。通过举例法推导出面阵CMOS图像传... 为使面阵CMOS图像传感器具有TDI成像功能,研究了TDICCD的工作原理,提出了一种基于数字域的TDI算法,并讨论了如何利用FPGA实现该算法。该算法可在不改变CMOS器件构造的前提下,使其具有时间延迟积分功能。通过举例法推导出面阵CMOS图像传感器数字域TDI计算公式,并在此基础上优化了算法结构,优化后可以节省(m-1)(m-2)/2行内存空间。最后以航天相机为背景,讨论了地面像元分辨力、行转移时间与CMOS帧频的关系,通过一个算例计算出不同分辨力和积分级数条件下对CMOS帧频的要求。计算结果表明,帧频大于648frame/s的1280×1024CMOS,可以满足600km轨道高度下地面像元分辨力为1m的96级积分成像要求。 展开更多
关键词 时间延迟积分 cmos图像传感器 数字域 帧频
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γ射线辐照对数字型彩色CMOS图像传感器输出特性的影响 被引量：11
11
作者 孟祥提 康爱国 黄强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2004年第z1期231-235,共5页
研究了数字型彩色CMOS图像传感器的γ射线辐照效应。采用不同γ射线注量进行积累辐照和单次辐照。积累辐照后捕获的图像在1.2kGy时变得非常差,而单次辐照后图像在1.8kGy时才变得非常差。积累辐照由于类似加电模式而比单次辐照时性能退... 研究了数字型彩色CMOS图像传感器的γ射线辐照效应。采用不同γ射线注量进行积累辐照和单次辐照。积累辐照后捕获的图像在1.2kGy时变得非常差,而单次辐照后图像在1.8kGy时才变得非常差。积累辐照由于类似加电模式而比单次辐照时性能退化严重。 展开更多
关键词 半导体 cmos图像传感器 辐照效应 输出特性
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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
12
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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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
13
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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基于数字域的真彩色TDI-CMOS图像传感器实现方法
14
作者 李健 李斌桥 +2 位作者 徐江涛 聂凯明 高静 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第4期88-90,94,共4页
提出一种可以获得RGB模式真彩色图像的时间延迟积分(TDI)型CMOS图像传感器实现方法。将滚筒式曝光应用于TDI技术,采用先累加、后读出的工作方式加快了图像数据读出速度;采用红、绿、蓝三色滤光片循环排列的彩色滤波阵列(CFA)获得真彩色... 提出一种可以获得RGB模式真彩色图像的时间延迟积分(TDI)型CMOS图像传感器实现方法。将滚筒式曝光应用于TDI技术,采用先累加、后读出的工作方式加快了图像数据读出速度;采用红、绿、蓝三色滤光片循环排列的彩色滤波阵列(CFA)获得真彩色图像,避免色彩失真;推导并验证了数字域TDI算法。结果表明:TDI级数每增大2倍,图像的峰值信噪比(PSNR)提高3dB。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 滚筒式曝光 彩色滤波阵列 数字域TDI
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包含交流耦合CTIA与数字CDS的CMOS图像传感器设计 被引量：2
15
作者 邹梅 陈楠 姚立斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期204-209,共6页
设计了一种带隔直电容的交流耦合CTIA像元电路与数字相关双采样(DCDS)结构的CMOS图像传感器系统。在传统的CTIA像元电路中增加隔直电容,通过控制光电二极管的偏压,达到减小光电二极管暗电流的目的;同时采用片外数字CDS结构,通过在片外... 设计了一种带隔直电容的交流耦合CTIA像元电路与数字相关双采样(DCDS)结构的CMOS图像传感器系统。在传统的CTIA像元电路中增加隔直电容,通过控制光电二极管的偏压,达到减小光电二极管暗电流的目的;同时采用片外数字CDS结构,通过在片外实现复位信号与像元积分信号的量化结果在数字域的减法,可以减小图像传感器像元的复位噪声和固定图案噪声(FPN)。基于0.35μm标准CMOS工艺对此CMOS图像传感器进行流片,像元阵列为256×256,像元尺寸为16μm×16μm。测试结果表明交流耦合CTIA像元电路可以将光电二极管的偏压控制在零偏点附近,此时其暗电流最小;采用了数字CDS结构后,图像传感器像元的时域噪声及固定图案噪声均有不同程度降低。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 数字CDS 交流耦合CTIA 暗电流
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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
16
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图像传感器与CCD的比较及发展现状 被引量：21
17
作者 宋勇 郝群 +1 位作者 王涌天 王占和 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z2期387-389,共3页
本文从读取方式、集成性等多角度对 CMOS图像传感器和 CCD作了比较 ,并介绍了 CMOS图像传感器和 CCD技术的发展现状 ,指出了
关键词 cmos图像传感器 CCD 有源像素传感器
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CMOS图像传感器的辐射实验 被引量：19
18
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：20
19
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
20
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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