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(xué)科專業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)研究生：于璐指導(dǎo)教師：姚素英教授天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院學(xué)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(shì)。但是隨著千萬級(jí)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(dòng)態(tài)范圍低的發(fā)展瓶頸。為獲取高幀頻、大動(dòng)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(dá)（AddressEventRepresentationAER）方式的CMOS視覺傳感器。本論文首先在對(duì)AER方式研究的基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)非―幀‖輸出的原理及工作方式；其次，針對(duì)系統(tǒng)的核心電路——雙采樣脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulationPW

3、M）電路，就工作原理、噪聲消除機(jī)制進(jìn)行了對(duì)比和分析，并建立了其非線性響應(yīng)下噪聲引起的時(shí)間誤差模型，提出了降低時(shí)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(gòu)，對(duì)像素結(jié)構(gòu)及仲裁模塊進(jìn)行行為級(jí)建模、仿真，驗(yàn)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(jié)果，對(duì)雙采樣PWM電路、光強(qiáng)變化感知電路、平均權(quán)重仲裁電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真。本文所設(shè)計(jì)的AER方式視覺傳感器采用128128的像素陣列，像素結(jié)構(gòu)采用雙采樣PWM電路

4、與光強(qiáng)變化感知電路相結(jié)合的形式，實(shí)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(dòng)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(shí)間延遲。經(jīng)仿真驗(yàn)證，該視覺傳感器動(dòng)態(tài)幀頻最小等效值為100fps1000fps，靜態(tài)動(dòng)態(tài)范圍大于133dB，平均權(quán)重仲裁電路時(shí)間延遲最長(zhǎng)160.65ns。結(jié)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(dòng)態(tài)范圍視覺領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：CM