一种基于CIS的暗像素校正系统设计

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相较于CCD图像传感器, CMOS图像传感器拥有集成度高、价格低、功耗低、重量轻、开发周期短等优点，因此获得了越来越广泛的应用，尤其是手机摄像头、数码相机、工业相机等。但是 CMOS图像传感器具有更大的随机噪声、固定模式噪声（FPN，fixed pattern noise）和暗电流噪声，因此造成CMOS图像传感器的出图动态范围小、信噪比低，这些因素制约了 CMOS图像传感器在高端领域的应用。因此改善CMOS图像传感器出图质量具有很高的研究价值。
　　本研究介绍了CMOS图像传感器的概况，包括其发展历程和发展趋势，对比CCD图像传感器与CMOS图像传感器的特点，介绍了CMOS图像传感器中的噪声类型及其成因，着重介绍了暗电流噪声，并且介绍了暗电流消除的国内外研究现状以及几种典型的暗像素校正算法，引出设计的暗像素校正算法。为了消除暗电流噪声对 CMOS图像传感器（简称 CIS）图像质量的影响，设计了一种适应型的校正CMOS图像传感器暗电流的电路，为滤除暗电流噪声中的尖峰，设计中包含中值滤波模块，为了适应不同的场合、取得不同的校正效果，本文设计了三种校正模式，分别为单帧校正模式、多帧校正模式和负反馈校正模式，同时可采用统计的最大值、最小值、中位值或者平均值作为校正值。设计完成后，本文对电路进行了综合，并采用门控时钟的策略降低了系统功耗和电路面积。运用debussy、LEDA、ncverilog、Formality等多种EDA工具进行验证，并采用C模型进行数据对比。最终在集成了本文设计的暗像素校正系统的 CMOS图像传感器芯片上进行了硬件测试，测试结果表明，本文设计的电路系统获得了准确的暗电流数据，并且消除了暗电流引入的固定模式噪声，大大改善了图像质量。

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作者
陈国栋;
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作者单位

西安电子科技大学;

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授予单位西安电子科技大学;
学科软件工程
授予学位硕士
导师姓名游海龙,李琛;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TP212.14;TP274.2;
关键词
光传感器; 信息采集; 像素校正; 数据处理;

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