CMOS圖像傳感器預處理數(shù)字電路的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著半導體工藝的提升和革新，對采用CMOS工藝的圖像傳感器有更加深入的研發(fā)。國內(nèi)外研究機構(gòu)和商業(yè)公司對CMOS圖像傳感器的興趣越來越大，投入的資金也逐年增加。CMOS圖像傳感器芯片作為重要影像采集部件，有著巨大的商業(yè)市場，每年增加的市場需求是其廣泛使用的重要原因。CMOS圖像傳感器在在電路集成度和功耗等方面的優(yōu)勢，是CCD圖像傳感器無法比擬的。這使得CMOS圖像傳感器在移動設(shè)備，數(shù)碼相機，行車安全，安防監(jiān)控，航天航空領(lǐng)域的應用越來越多，

2、但是CMOS圖像傳感器在成像質(zhì)量和噪聲控制方面還有天生的弱勢。
　　本論文正是針對上述問題，將設(shè)計與實現(xiàn)的對象鎖定為CMOS圖像傳感器預處理數(shù)字電路。首先使用一個基于FPGA開發(fā)板的平臺和MIS100X系列的130W像素的CMOS圖像傳感器進行圖像采集，采集到的RAW格式圖像數(shù)據(jù)作為算法驗證對象，同時研究了主流的CMOS圖像傳感器的像素單元，及MIS100X系列圖像傳感器的時序和驅(qū)動，以便準確的采集所需的圖像數(shù)據(jù)。
　　在深

3、入研究分析了CMOS圖像傳感器的像素單元的重要參數(shù)，主要噪聲來源，以及推導了相關(guān)的噪聲公式后，重點針對影響成像質(zhì)量最大因素：暗電流，壞點，行噪聲，列方向條紋噪聲問題。在分析已有的抑制方法的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，分別提出基于數(shù)字電路方式抑制噪聲的方法，并使用芯片采集的RAW數(shù)據(jù)，在Matla b軟件中對方法進行了圖像驗證，分模塊設(shè)計了暗電流抑制算法，壞點去除算法，行噪聲抑制算法，列方向條紋噪聲算法，最終結(jié)果均達到預期效果。
　　本論文將設(shè)

4、計好的算法使用Verilog語言實現(xiàn)了硬件電路的描述，按照數(shù)字電路前端設(shè)計的流程，分模塊形成了暗電流抑制數(shù)字電路，壞點去除數(shù)字電路，行噪聲抑制電路，列方向條紋噪聲抑制電路的RTL級代碼，并詳細說明了每個模塊的輸入和輸出端口，數(shù)據(jù)流向，功能框圖。
　　最后將寫好的CMOS預處理電路RTL級代碼按照流程進行了仿真驗證，驗證平臺是基于MIS100X系列的芯片的頂層驗證平臺。針對預處理電路的功能和時序制定了驗證方案，分模塊和Testcas