基于像素級處理的CMOS圖像傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、CMOS圖像傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并通過對電信號的處理(信號預(yù)放大、A/D轉(zhuǎn)換、色彩平衡等)將場景信息轉(zhuǎn)換成圖像信息的器件。它是集光電探測器、模擬電路和數(shù)字電路于一體的超大規(guī)模數(shù)?；旌霞呻娐?。隨著深亞微米CMOS工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，信號在像素級處理已成為可能。相對于其它系統(tǒng)處理方案，像素級處理具有較高的信噪比(距離信號源近，模擬處理鏈最短，因此引入的噪聲等干擾信號較少)、簡單而穩(wěn)定的電路結(jié)構(gòu)、較高的動態(tài)范圍、較低的系統(tǒng)成本及功耗

2、等優(yōu)點(diǎn)，在圖像捕捉和處理的諸多不同要求面前表現(xiàn)出卓越的適應(yīng)性和靈活性。 本文研究了采用像素級ADC實(shí)現(xiàn)的CMOS圖像傳感器系統(tǒng)。首先，對CMOS圖像傳感器的發(fā)展歷程作了簡要地回顧，通過對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的討論引出了像素級處理方案，并介紹了國內(nèi)外發(fā)展情況及論文選題的意義。然后，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，制定了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求制定了合理的系統(tǒng)解決方案。接著，根據(jù)系統(tǒng)解決方案對各功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括模擬電路的實(shí)現(xiàn)及數(shù)字控制

3、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。最后，對系統(tǒng)中各功能模塊進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，給出了各模塊的仿真結(jié)果及整個系統(tǒng)的仿真結(jié)果。最后的結(jié)果說明，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。 設(shè)計(jì)完成的CMOS圖像傳感器系統(tǒng)是基于chrt公司0.35μm兩層多晶硅4層金屬N阱CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的；電源電壓3.3V,ADC分辨率8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間2.08ms，幀頻為 30 幀/秒；每2×2個像素子陣列共用一個 ADC，像素填充因子27％；一個像素子模塊 (4個像素連同比較器/鎖存器