一、高性能大动态范围CMOS图像传感器控制电路的设计（论文文献综述）
赵阳[1]（2021）在《基于LUX13HS的高帧频成像系统设计》文中研究表明在国防与航天等领域中,为了观测弹丸与航天器等目标的高速瞬态变化过程,必须使用高速相机采集记录高速过程,事后进行回放和处理。随着科学技术的发展,研究对象的运动速度大幅提升,对高速相机的分辨率、拍摄帧频以及成像质量提出了更高的要求。当前具备实时传输功能的高速相机很少具备图像预处理功能,且成像分辨率和帧频需要进一步提升,因此文章选用LUXIMA公司生产的LUX13HS传感器,提出一种能够对图像进行预处理并实时传输的高帧频成像系统设计方案。依据所选择CMOS传感器的输出特点,相机具备两种工作方式:在半画幅模式下,图像分辨率为864×640,成像帧频可以达到3513 fps;全画幅模式的分辨率为1280×864,成像帧频为2054 fps。在对比当前主流的几种数据传输接口特点以后,选择以Camera Link接口作为图像测试和控制接口,以Coa XPress接口进行图像实时传输。本文将高帧频成像系统分为硬件设计和软件设计来实现。首先对CMOS成像、系统控制和接口传输三大部分进行硬件设计,其次通过FPGA程序设计实现CMOS传感器控制、DAC控制、图像数据接收解码、图像数据预处理、图像缓存与图像发送,对各个模块的输入输出进行了功能仿真。本设计为高帧频成像系统引入基于移位运算的直方图均衡化算法,与常规实现方法相比,能够保证运算精度同时降低延时与FPGA逻辑资源占用。在此基础上,实现了基于直方图分析的自动调光算法。通过对高帧频成像系统进行功能测试,验证了整体设计方案的可行性,经过直方图均衡化后的图像对比度增强,自动调光使得高速相机能够根据环境亮度条件实时调整曝光时长。在拍摄高速运动物体时,采集图像清晰无拖影,满足高帧频成像系统设计要求。
褚培松[2]（2020）在《高灵敏度红外焦平面大动态范围读出电路研究》文中认为mK级温度探测能力是高灵敏度红外焦平面的发展的重要方向,实现此目标的基础是红外焦平面读出电路具有超大的电荷容量和高动态范围。随着焦平面面阵规模不断扩大和中心距不断缩小,以及有限的CMOS工艺单位面积电容率和输出电压幅度等情况下,对具有大电荷容量和高动态范围的读出电路设计带来了难度和挑战。本文针对实现红外焦平面高灵敏度探测所需要的读出电路的电荷容量和动态范围参数做了详细的分析,通过文献调研对比,对电荷包计数型ADC结构、线性-对数结构、传统结构读出电路三种方式实现大电荷容量和高动态范围的目标展开研究。电荷包计数型ADC结构读出电路是基于电流-脉冲调制方式,每个脉冲是一个电荷包,在设定的积分时通过计数器得到电荷包的个数即可以得到有效的信号。本文基于CSMC 0.18μm 1P6M工艺,设计完成了像元规模为512×32、中心距30μm×30μm的电荷包计数型ADC读出电路,最大电荷容量为2.4 Ge-～8.9 Ge-之间可调。单元电路设计需要在有限的面积内平衡性能与晶体管资源等,通过对比设计,单元电路中采用了DI注入级的结构、工作电流可调的较低延迟的两级开环运放比较器,比较器的仿真结果表明比较器的延迟优于14 ns。数字电路部分使用了高速、低功耗的动态逻辑TSPC结构的D触发器构成16 bit计数器。单元电路实现了在30μm×30μm面积内集成了417个MOS管。读出电路的输出接口采用了标准LVDS输出接口,实现阵列数据的高速输出。对测试结构的测试结果表明,LVDS接口的输出速度达到100 MHz,输出信号线性度大于99.9%。耦合长波Hg Cd Te探测器的红外焦平面测试结果显示,当焦平面的工作温度为70K时,在F#2,积分时间41.01 ms的情况下实现了峰值输出噪声为4,NEDT达到8 m K,相应的动态范围达到了84 d B。线性-对数结构读出电路中,对数响应模式是基于处于亚阈值区的MOS管的栅-源电压和漏-源电流之间的对数关系实现。对数响应模式可以极大的提高读出电路的动态范围,但是由于对数模式对于弱信号的响应较差,信噪比较低,所以需要结合线性响应模式来得到高信噪比的弱信号信息。本文中线性-对数结构读出电路使用了Global Founfry 0.18μm 1P6M工艺,设计了规模为16元、中心距为30μm的验证读出电路。注入级结构选择使用了BDI结构,并将用于对数响应的两个MOS晶体管与之结合。读出电路可以在线性响应模式和对数响应模式之间自动切换。测试结果表明读出电路在线性响应模式下的噪声为0.45 m V,对数响应模式下的灵敏度为86 m V/dec,读出电路的动态范围达到137 d B,耦合Hg Cd Te红外探测器后的动态范围大于102 d B。干涉式大气垂直探测器读出电路用于风云四号02星,用于获取更加丰富的大气三维方向的各类信息。本文使用CSMC 0.5μm DPDM工艺,设计了一款128（16×8）通道的红外焦平面读出电路,使用增大积分电容和降低电路噪声的方式提高读出电路的电荷容量和动态范围。由于干涉式大气垂直探测器需要工作于地球同步轨道中,工作环境昼夜温差大,则背景环境信号变化大,所以读出电路的注入级结构采用了性能较好的CTIA结构,采用了相关双采样来降低噪声。读出电路积分电容4档可调,最大积分电容为16 p F,读出电路的最大电荷容量可以达到130 Me-。测试结果表明读出电路的输出摆幅为2.6 V,噪声为0.14 m V,动态范围达到85.4 d B。耦合中波Hg Cd Te红外探测器的焦平面的噪声为0.43 m V,动态范围达到75.6 dB。
樊胜姣[3]（2020）在《基于PYNQ-Z2的高动态图像处理系统设计》文中研究说明上个世纪七十年代,CCD图像传感器凭借其低成本和低噪声成为主流的图像传感器,随着半导体工艺和技术的提高,CMOS图像传感器因其高集成度、低功耗和高灵敏度等优势开始逐渐取代CCD成为市场主流。动态范围是CMOS图像传感器最重要的技术指标之一,传统CMOS图像传感器由于动态范围小于实际环境,存在曝光过度和曝光不足的问题,所以许多学者一直在研究具有高动态范围的CMOS图像传感器。目前研究出的高动态图像传感器输出信号噪声高,显示器设备也不能满足高动态图像的显示。基于这些问题,目前高动态图像处理主要有两种,一种是基于软件,由于高动态图像的高分辨率和高动态范围,需要耗费大量资源且计算速度慢;一种是基于硬件,主要是FPGA,FPGA的开发周期短,但灵活性差,对于高动态图像的高数据量存储和复杂运算实现较为困难。为了解决上述问题,基于PYNQ-Z2设计了一套高动态图像处理系统,PYNQ-Z2是一款SOC开发板,在可编程逻辑（PL）端进行图像处理,在处理系统（PS）端主要实现VDMA等IP的驱动,驱动图像输出到显示器进行显示。高动态范围图像传感器输出信号中的噪声主要是列级固定模式噪声、高斯噪声和椒盐噪声,本文提出了相应算法并进行了消除,然后将滤波后图像进行自动对焦,得到清晰图像,再将得到图像进行边缘处理得到图像边框,在输出图像时,采用了全局色调映射中的伽马校正对高动态图像进行压缩,实现图像在普通显示器的正常显示,图像通过HDMI接口输出。本文首先将确定的算法基于Matlab平台进行验证,经验证结果正确,后进行算法实现,即对算法进行Verilog代码编写,并利用Vivado仿真平台对每个模块进行仿真验证。其次,将得到的算法模块基于Vivado平台进行封装,便于硬件系统搭建。然后,根据硬件设计流程进行综合,通过约束文件对接口进行引脚分配,并在SDK平台进行软件代码编写,实现AXI Video Direct Momory Access（VDMA）等IP的驱动。最后将生成的文件下载入PYNQ-Z2开发板进行板上测试。经验证输出图像在普通显示器可正常显示且噪声基本被消除。
李萍萍[4]（2020）在《强光环境下微光像增强器的工作机理和保护技术研究》文中指出像增强器是夜视系统的核心部件,具有高增益特性,其主要作用是视觉辅助,通常工作在低照度环境下,在强光环境下像增强器会出现图像饱和及器件损伤问题。为提高像增强器在强光环境下的工作性能,预防强光损伤现象,本文开展像增强器在强照度环境下的工作机理和保护技术研究。本文首先对国内外夜视技术和强光保护技术的发展历程以及研究现状做了简要概述。其次,基于像增强器工作原理,对强光环境下光电阴极、微通道板（Microchannel Plate,MCP）、荧光屏的饱和效应和机理展开研究,研究结果表明MCP是像增强器内部最先出现饱和现象的部件。然后,针对超二代像增强器的多碱阴极和三代微光像增强器的Ga As阴极展开强光照电流饱和实验,实验结果表明阴极发射电流出现饱和现象的环境照度值为102lx;针对MCP常用型号展开电子流饱和阈值实验,得到在800V的工作电压下,该类型MCP产生饱和效应时的电子流密度为6.4×10-10A/cm2,对应地,像增强器中在强光环境中由于光电阴极激发光电子造成MCP饱和的光照阈值为10-3lx,该照度即为强光保护动作开启点;同时测试得到MCP工作电压从650V变化到1000V的过程中,增益调节范围达到100倍。在此基础上研制像增强器强光保护系统,设计占空比调节范围达到0.1%-100%的门控电源电路、MCP增益外部调节电路和基于图像反馈调节的FPGA控制程序,通过阴极门控电源占空比和MCP增益电压的联合调控,可保证像增强器在10-5lx至102lx的照度范围内正常工作,动态范围达到7个数量级。最后,本文对阴极电压、阴极占空比、MCP电压、荧光屏电压协同自适应控制展开研究和模型建立,作为未来像增强器动态范围扩展、强光保护、分辨力保持技术的解决途径。
袁锦飞[5]（2020）在《高速CMOS相机研究以及实现》文中指出高速CMOS相机能够捕捉并记录人眼无法分辨的物体高速运动过程,在许多场合都需要对高速瞬态过程进行记录并研究。近年来高速成像系统的发展迅速,但是仍然存在帧频慢,动态范围窄,信噪比低等问题,无法确保在不同的环境下都能获得较好的图像,因此,研究一款帧频快,动态范围大、信噪比高的高速CMOS相机是很有必要的。本文以美国LUXIMA公司生产的LUX1310数字图像传感器为研究对象,分析了该款传感器的性能条件,以传感器的配置要求和需要达到的最终效果为目的,进而设计了一套硬件和软件框架,在此基础上,进行了图像校正算法和以Coax Press为基础的图像传输算法的研究,实现高速高质量成像的目的。实验结果表明,本文设计的高速CMOS相机可以在1000帧每秒的传输速度下,实时地传输图像分辨率为1280×1024的高质量图像数据。提出的图像传输算法可以使相机帧频高达1000FPS;提出的图像增益算法使相机的动态范围提高到了73d B;提出的图像校正算法使相机信噪比最高可达53d B。通过对该高速CMOS相机实现方法的研究,拓展了高速成像技术的应用领域。
魏聪[6]（2020）在《应用于CMOS图像传感器前置放大器的低噪声设计》文中提出在互联网高度普及发达的世界环境中,各种类型的信息都可以通过互联网快速并且广泛地传播开来,信息的快速、准确地获取也就变得尤为重要。图像信息作为最直观的信息源,是信息传递的重要载体,因此图像传感器在军事、安防监控、工业制造、汽车电子、消费市场等领域都得到了广泛的应用。图像传感器极端环境下的性能以及稳定性也就显得尤为重要。本论文以CMOS图像传感器的夜视图像性能为切入点,分析了未来图像传感器的几个主要的发展趋势,并针对目前实际应用条件下对图像传感器的夜间图像采集能力提升的迫切需求,深入分析当前CMOS图像传感器的结构的基础上,对增加前置可编程增益放大器的必要性和可设计性进行详尽的分析和研究。并针对前置可编程增益放大器（PGA）的噪声情况进行深入分析,并在前端电路和后端版图进行针对性设计和仿真,实现PGA的在特定的CMOS图像传感器中特定环境下（5.94um宽度）的低噪声设计,即PGA整体噪声小于150uV的像元噪声。根据图像传感器中列级前置PGA应用的特殊应用环境和特点和实现成本,结合实际需求指标,舍弃了增益和稳定性更高的两级运算放大器,采用的单级cascode结构运算放大器作为其主运算放大器,反馈增益调节的实现采用可编程开关电容阵列结构,最终实现最高8倍增益的PGA系统设计,扩展18dB的图像传感器模拟增益范围,同时能够减小小信号输入时后级ADC转换的量化误差。同时根据系统应用的特定条件,对系统的失调、复位噪声进行理论分析,并提出对应的设计方案,通过统计仿真数据,确认系统整体噪声符合应用需求。版图设计方面,是本次研究的另一个重点,是PGA低噪声设计的重要部分。通过对电路结构进行拆分分析,充分考虑各个部分的实现,并重点对优化减小版图对系统噪声贡献。为了减小输入信号对整体系统的影响,采用电容阵列前置的方式进行布局,并且充分考虑运算放大器输入的匹配性要求,采用共质心匹配进行设计,同时为了保持增益的准确性,对开关电容阵列进行特殊的针对性布局。为了避免由寄生参数引起的信号间串扰,通过衬底和金属的方式进行完全隔离,将串扰降低到最小,并通过提取寄生的方式进行后仿真确认。在国产华力55 nm专用工艺下结合实际应用需求,通过前端电路设计和后端版图的优化设计调整,在5.94 um宽度内完成整体PGA系统的实现。最终的长度开销为150 um,在预期开销内,达到了预期的设计目标。
张冬[7]（2019）在《图像传感器温度控制系统设计》文中认为作为探测仪器核心部件的CMOS图像传感器在成像时受暗电流影响,对探测目标信号产生噪声干扰,特别是对探测太空中暗弱目标的望远镜,暗电流的存在会使探测效果变差,甚至探测不到目标,因此需要对图像传感器进行制冷,减小暗电流,提高图像传感器成像质量。针对图像传感器对制冷的需求,本文设计了针对图像传感器制冷控制系统。该系统以STM32F407为数字控制核心芯片,利用PT100温度传感器采集CMOS图像传感器的温度信号,通过滤波电路滤除温度传感器信号中的高频分量,并利用集成了可编程恒流源、放大电路和A/D转换电路的高精度ADS1247芯片完成对温度信号的调理与转换。驱动电路利用PWM控制原理对通过热电制冷器的电流进行大小和方向的控制,将STM32F407发出的控制信号经过LM5105芯片进行放大,进而对H桥进行控制。根据系统非线性特性设计了基于指数趋近律的滑模控制器,并在实验平台上完成实验,证明设计的滑模控制器有良好的的性能。实验结果显示,使用滑模控制器有良好的性能,系统能在要求的-20℃到-30℃之间的温度范围内保持稳定,稳态误差达到±0.1℃以内,满足系统设计指标要求。
马成[8]（2019）在《基于高动态像素及高速低功耗ADC的CMOS图像传感器研究》文中进行了进一步梳理本论文的主要内容是基于新提出的高填充因子的双增益像素及低功耗斜坡模数转换器（Ramp ADC）,研究设计了一块高动态范围（HDR）、低功耗的CMOS图像传感器芯片。并在此基础上,通过对Ramp ADC的计数逻辑部分的简单修改,提出了一种简单有效的双时钟沿计数方法,提高了ADC的转换速度。通过高速大分辨率全局快门传感器的设计与测试进行了验证。本论文首先提出了一种高填充因子的高动态范围像素结构,这种像素的实现不需要生产工艺的调整,可以采用标准的CMOS图像传感器工艺。该像素基于外溢漏极（overflow）双增益高动态范围像素,通过减少像素中元器件的数量实现高填充因子以及灵敏度,能够更广泛的应用于低光照、高动态范围的图像传感器中。本论文也提出了一种低功耗的Ramp ADC结构。传统的Ramp ADC采用一路计数时钟对转换后的时间进行计数,其计数次数随着输入信号改变,功耗较大。本论文提出的双时钟计数方式,采用高低频率不同的两路时钟对时间进行计数,大大降低了一次模数转换的总计数次数,从而降低了计数器及传感器的功耗。基于提出的高动态像素及低功耗模数转换器,设计了一块高动态范围、低功耗图像传感器。除了本论文提出的像素和ADC模块,该图像传感器片上集成时序生成,高速数据传输等多个模块,降低了使用的复杂度。通过对图像传感器的测试,验证了所提出的像素和ADC结构的有效性和优越性。为克服Ramp ADC转换速度相对较慢的问题,本论文提出一种双沿计数方法,通过对ADC计数逻辑单元的简单修改,对高速计数时钟的上升沿和下降沿同时计数,降低模数转换的时间至原计数方式的一半。这种方式不需要像其他的双沿计数方式一样成倍的增加模数转换器的面积及功耗,适用于低功耗、低成本的应用。通过一块基于电荷域全局快门像素的高速图像传感器的设计与测试,验证了双沿Ramp ADC结构的功能。
肖立[9]（2019）在《时变流场实时自适应PIV测量技术研究与应用》文中研究表明时变流场在时间尺度上通常表现为非定常特性,在同一测量点的流体速度具有大范围的时变特性。时变流场的精确测量对飞行器的气动特性分析以及汽车的动力学研究具有重要理论意义和应用价值。粒子图像测速技术（Particle Image Velocimetry,PIV）由于其具有非接触、无干扰、瞬态、全场测量等优点被广泛应用于各类流场速度的测量。传统PIV测量技术相邻两帧图像时间间隔固定,无法满足时变流场的实时精确测量。本文针对传统PIV测量技术的局限性,提出一种RTA-PIV（Real-Time Adaptive Particle Image Velocity）测量技术,并基于此研制一套RTA-PIV装置,通过实验验证了RTA-PIV测量技术的可行性和准确性。本文的具体研究工作如下:（1）针对目前PIV测量技术中视觉装置时间间隔固定,无法实现时变流场精确测量的问题,本文基于二分光技术研制出纳秒级跨帧超高速分幅视觉成像装置.通过控制图像传感器与激光器之间的时序关系,实现相邻两帧图像时间间隔可调,提高时变流场测量的测量精度及动态范围。该分幅视觉成像装置分辨率最大可达2048×2048pixels,帧率最高可达100fps,时间间隔在10ns至5ms范围可调。（2）针对图像传感器自有噪声影响图像质量从而影响流场速度测量精度的问题,本文通过采用数字域相关双采样、暗参考帧与暗参考列减除、平场校正以及水冷散热等方式将图像信噪比提升至19.61,利用图像传感器的双增益通道实现双增益图像融合,将图像的动态范围提升至85.5dB,为流场速度场计算提供高质量图像。（3）针对目前PIV测量技术中图像处理计算实时性不足的问题,研制出基于FPGA（Field Programmable Gate Array）+2 DSP（Digital Signal Processor）分布式处理器架构的实时超高速图像处理装置,并进行固件设计,实现了图像预处理、流场速度估计以及下一帧最优时间间隔的计算。该装置传输带宽最高可达12.5Gbps,图像处理频率最高可达50Hz。（4）针对传统PIV算法的局限性,本文提出RTA-PIV测量算法。利用相关滤波进行流场速度场的估计,利用卡尔曼预测模型对下一帧图像进行速度预测从而选择最优时间间隔,提高时变流场速度测量的测量精度,在仿真流场和真实流场实验中,该算法测量值与理论值的相对误差小于1%。
崔霜[10]（2018）在《基于CCPT的宽动态范围图像传感器的研究》文中研究指明图像传感器作为现代视觉信息的重要获取途径,经历了从化学银盐胶片到今天的数字成像,可以实现信息的获取、存储、转换和视觉感知功能的扩展,能够给出直观、真实、层次多以及内容丰富的可视图像信息。CMOS图像传感器凭借高性能、低功耗、低成本、集成度高等明显的优势基本占据了整个同类产品的市场。对于一般的CMOS图像传感器,因其像素电路中感光元件的最大势阱容量的限制,只有70dB80dB的动态范围,远低于自然场景中180dB的动态范围,因此,动态范围过于狭窄是限制图像传感器发展的重要因素。本文针对图像传感器的动态范围做了如下研究:首先,本文对CMOS图像传感器进行了基础的研究,简要介绍了图像传感器的几种主要的性能参数指标,阐述了各参数对图像传感器成像质量的影响,并分析了各性能参数之间相互促进或相互制约的关系。介绍了影响图像传感器性能的几种主要噪声源,包括固定模式噪声和时域噪声,详细分析了各种噪声的产生原因和抑制及消除方法。对图像传感器的动态范围现状进行了分析,介绍了几种扩展动态范围的方法,主要包括:阱容量扩展、多次曝光、多探测器技术、对数响应及混合响应技术等,为了提高动态范围,设计者通常会大幅度的修改像素架构,添加许多额外的辅助电路,这势必会占用一定的芯片面积,增加电路的噪声,且或许会有各种各样的非理性因素对图像传感器其他性能产生制约和影响。其次,在分析现有的高动态范围成像技术的基础之上,本文创新的提出一种电荷补偿光电晶体管CCPT,并基于此电荷补偿技术共设计了两种像素结构,分别是基于3T像素架构和4T像素架构,并利用两种像素结构分别进行了图像传感器系统的设计。在传统3T像素架构基础上设计的CCPT的像素结构,只是比传统结构增加了一个P+掺杂区形成的补偿电压源。新的掺杂区形成了一个补偿二极管,其正极与外部可调的补偿电压源相接,负极与主光电二极管的负极相连,充当光电器件的输出节点,这样两个背靠背的二极管构成了一个光电晶体管结构。在入射光强较弱时或积分时间较短时,补偿二极管工作在反向偏置状态,相当于与主光电二极管并联,两者都作为普通的光电二极管工作在积分模式下,共同释放光生电荷,像素在弱光下具有良好的线性响应。随着积分时间的延长或光强的增强时,输出点电压逐渐降低,使得补偿二极管两端电压差逐渐超过其阈值电压,补偿二极管转向正向偏置状态。此后,补偿二极管不再产生光生电荷,而是向主光电二极管提供正电荷,抵消其产生的光生电荷,从而形成补偿机制,避免了像素输出过早饱。当补偿二极管产生的正向电流与主光电二极管产生的光生电荷达到一种平衡状态时,输出点电压将不再变动,且平衡点的大小只与光照强度有关,而与积分时间无关。理论上由于二极管的正向导通电流与输出电压呈指数关系,使得像素输出电压与光照强度呈对数模式,从而极大的扩展了动态范围。而基于4T像素架构所设计的CCPT的像素结构有相似的工作原理。这种设计结构同时结合了线性和对数两种工作模式的优点,弱光下与积分模式的传感器性能相同,具有良好的线性响应;强光下与光强呈对数响应,便于其探测更高的光强,其理论分析和仿真结果都证明此结构可以极大地扩展动态范围。再次,本文基于所设计的两种CCPT像素结构进行了图像传感器系统的设计,包括像素阵列设计、读出电路设计和时序驱动设计等。在读出电路设计中采样保持电路使用了相关双采样技术,可以有效地消除像素复位噪声和FPN噪声。在整体结构设计中,利用编码器直接选择某一个像素进行输出,这样的测试方法避免了传统测试方法为每个像素预留PAD,使得测试时更加便捷,同时又节省了芯片面积。在完成整体设计及版图绘制后,采用0.18μm标准商用CMOS工艺对所设计的图像传感器系统芯片进行了制造,分别制成了基于3T像素结构的芯片和基于4T像素结构的芯片。制成的芯片面积分别为4×4mm2和3×3mm2,像素分辨率分别为210×280和160×200,像素间距分别为为10μm和8μm,填充因子分别约为36%和31%。对制成的芯片进行了暗电流、光电响应特性、噪声等性能进行了测试与分析,测试结果表明,两种像素结构得到的动态范围分别为167dB和169dB。最后,针对像素输出的信号过于微弱满足不了后续处理电路对信号需求的问题,本文设计了一款应用于读出电路模拟前端的开关电容可变增益放大器。为了提高整个可变增益放大器系统的精度,作为核心电路的运算放大器采用了全差分两级结构来提高开环增益。为了保证系统的稳定性,运算放大器的增益带宽积可以随着VGA增益的变化而变化。误差校正DAC的引入可以补偿暗电流引起的误差,且误差校正DAC的补偿电压随VGA增益的增大而增加。利用xfab 0.18μm CMOS工艺进行流片。最后结果表明,在电源电压为3.3V的情况下,VGA电路功耗为65mW,增益动态范围为-3dB19 dB。在40MS/s的采样频率下,得到有效位数为14.9bit精度,信噪比达到了91.4dB,无杂散动态范围达到了97.9dB,误差校正范围为-507mV507mV,可以很好的实现对像素输出信号的放大功能和校正功能。
二、高性能大动态范围CMOS图像传感器控制电路的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高性能大动态范围CMOS图像传感器控制电路的设计（论文提纲范文）
（1）基于LUX13HS的高帧频成像系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 高帧频成像系统研究背景 |
| 1.1.2 高帧频成像系统研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文内容及章节安排 |
| 第2章 高帧频成像系统总体方案设计 |
| 2.1 高帧频相机系统架构 |
| 2.2 高速图像传感器选型 |
| 2.2.1 CMOS图像传感器对比 |
| 2.2.2 高速CMOS图像传感器特性与参数 |
| 2.2.3 CMOS图像传感器LUX13HS芯片简介 |
| 2.3 高帧频相机设计指标与功能设置 |
| 2.3.1 全画幅工作模式技术指标 |
| 2.3.2 半画幅工作模式技术指标 |
| 2.4 核心控制器件简介 |
| 2.5 图像传输接口选择 |
| 2.5.1 主流接口对比 |
| 2.5.2 Camera Link接口简介 |
| 2.5.3 Coa XPress接口简介 |
| 2.6 SDRAM存储器件选型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 高帧频成像系统硬件设计 |
| 3.1 高帧频成像系统设计 |
| 3.2 高速成像板硬件设计 |
| 3.2.1 电源电路设计 |
| 3.2.2 偏置电压供给电路设计 |
| 3.2.3 连接器电路设计 |
| 3.3 主控板硬件设计 |
| 3.3.1 电源模块 |
| 3.3.2 时钟电路设计 |
| 3.3.3 复位电路设计 |
| 3.3.4 FPGA配置电路设计 |
| 3.3.5 DDR4 硬件电路设计 |
| 3.4 高速接口板硬件设计 |
| 3.4.1 Camera Link接口电路设计 |
| 3.4.2 Coa XPress接口电路设计 |
| 3.4.3 电源电路设计 |
| 3.4.4 连接器电路设计 |
| 3.5 高速PCB设计 |
| 3.5.1 高速成像板PCB设计 |
| 3.5.2 高速接口板PCB设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高帧频成像系统的FPGA逻辑实现 |
| 4.1 FPGA顶层设计 |
| 4.2 CMOS传感器LUX13HS成像控制与实现 |
| 4.2.1 偏置电压供给配置 |
| 4.2.2 传感器寄存器配置 |
| 4.2.3 图像帧时序与行时序控制 |
| 4.2.4 半画幅工作模式相机时序控制 |
| 4.2.5 全画幅模式相机时序控制 |
| 4.3 图像数据接收与解码 |
| 4.3.1 LUX13HS传感器数据输出格式 |
| 4.3.2 半画幅模式数据接收与解码 |
| 4.3.3 全画幅模式数据接收与解码 |
| 4.4 图像预处理与自动调光 |
| 4.4.1 基于FPGA的直方图均衡化算法 |
| 4.4.2 FPGA的直方图均衡化算法实现 |
| 4.4.3 自动调光算法 |
| 4.5 图像缓存 |
| 4.6 Camera Link接口模块设计 |
| 4.6.1 接口链路协议 |
| 4.6.2 并串转换输出模块设计 |
| 4.6.3 相机控制 |
| 4.7 Coa XPress接口模块设计 |
| 4.7.1 接口链路协议 |
| 4.7.2 接口传输实现 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 高帧频CMOS成像系统测试 |
| 5.1 高帧频成像系统测试环境 |
| 5.2 硬件电路调试 |
| 5.3 图像输出测试 |
| 5.3.1 直方图均衡化功能测试 |
| 5.3.2 自动调光功能测试 |
| 5.3.3 半画幅模式高速运动成像测试 |
| 5.3.4 全画幅模式高速运动成像测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要完成工作 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）高灵敏度红外焦平面大动态范围读出电路研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 红外探测成像技术及其应用 |
| 1.2 红外焦平面阵列简述 |
| 1.3 高灵敏度红外焦平面读出电路的发展与现状 |
| 1.3.1 电荷包计数型ADC读出电路现状 |
| 1.3.2 线性-对数结构读出电路进展 |
| 1.4 本论文课题的目的和意义 |
| 1.5 本论文课题的创新点 |
| 1.6 本论文的结构安排 |
| 第2章 读出电路设计基础与分析 |
| 2.1 MOSFET器件基础 |
| 2.1.1 MOSFET工作原理 |
| 2.1.2 MOSFET的二级效应 |
| 2.2 读出电路结构和性能指标 |
| 2.2.1 读出电路的注入级结构 |
| 2.2.2 读出电路的性能指标 |
| 2.3 读出电路的噪声分析 |
| 2.3.1 MOS和无源器件噪声 |
| 2.3.2 电路工作噪声 |
| 2.3.3 噪声等效温差分析 |
| 2.4 读出电路设计流程和工具 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 512×32数字化读出电路设计研究 |
| 3.1 电荷包计数型ADC读出电路工作原理与分析 |
| 3.2 512×32电荷包计数型ADC读出电路的整体架构 |
| 3.3 单元电路设计 |
| 3.3.1 注入级结构的设计 |
| 3.3.2 比较器设计 |
| 3.3.3 计数器设计 |
| 3.3.4 锁存器设计 |
| 3.3.5 单元电路仿真及版图设计 |
| 3.4 16bit并行转串行电路 |
| 3.5 行、列移位寄存器设计 |
| 3.6 LVDS设计 |
| 3.6.1 前级缓冲器电路 |
| 3.6.2 偏置电路设计 |
| 3.6.3 LVDS驱动电路 |
| 3.7 512×32电荷包计数型ADC读出电路仿真及版图 |
| 3.7.1 512×32读出电路仿真 |
| 3.7.2 512×32读出电路的版图、ESD设计及后仿真 |
| 3.8 测试模块 |
| 3.9 读出电路的测试分析 |
| 3.9.1 TEST读出电路的测试 |
| 3.9.2 耦合长波红外探测器的焦平面验证测试 |
| 3.10 本章小结 |
| 第4章 线性-对数结构读出电路设计研究 |
| 4.1 线性-对数结构读出电路的原理和结构 |
| 4.2 线性-对数结构读出电路的整体框架 |
| 4.3 模拟链路的设计与仿真结果 |
| 4.3.1 单元电路的设计与仿真 |
| 4.3.2 输出缓冲器的设计与仿真 |
| 4.3.3 模拟链路的仿真结果 |
| 4.4 数字控制模块 |
| 4.5 16元电路整体仿真及版图设计 |
| 4.6 线性-对数结构读出电路的测试分析 |
| 4.6.1 电流源输入测试 |
| 4.6.2 HgCdTe探测器输入测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 干涉式大气垂直探测器读出电路研究 |
| 5.1 干涉式大气垂直探测器工作模式 |
| 5.2 读出电路的整体及模拟链路结构 |
| 5.3 相关双采样结构的噪声分析 |
| 5.4 模拟链路的设计与仿真 |
| 5.5 128通道读出电路整体仿真及版图设计 |
| 5.6 测试分析 |
| 5.6.1 读出电路的测试 |
| 5.6.2 焦平面测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于PYNQ-Z2的高动态图像处理系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及论文结构 |
| 2 高动态图像信号处理算法原理 |
| 2.1 估计值法消除列级固定模式噪声算法 |
| 2.2 高斯滤波 |
| 2.3 中值滤波 |
| 2.4 自动对焦 |
| 2.5 伽马校正 |
| 2.6 改进型边缘算法 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 高动态CMOS图像信号处理系统设计方案 |
| 3.1 系统总体方案 |
| 3.2 系统硬件平台设计 |
| 3.2.1 开发板选型及结构 |
| 3.2.2 图像传感器选型 |
| 3.2.3 Vivado平台设计 |
| 3.2.4 图像显示模块 |
| 3.2.5 外围硬件模块 |
| 3.3 软件平台设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 硬件实现 |
| 4.1 开发板设计流程 |
| 4.2 硬件实现 |
| 4.2.1 图像采集模块 |
| 4.2.2 估计法消除列级固定模式噪声模块实现 |
| 4.2.3 高斯滤波模块实现 |
| 4.2.4 中值滤波模块实现 |
| 4.2.5 自动对焦模块实现 |
| 4.2.6 边缘算法模块实现 |
| 4.2.7 伽马校正模块实现 |
| 4.2.8 HDMI输出接口模块实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 系统调试与运行结果分析 |
| 5.1 高动态CMOS图像信号处理系统搭建 |
| 5.2 各模块功能验证 |
| 5.3 各模块仿真运行测试 |
| 5.4 开发板利用率 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）强光环境下微光像增强器的工作机理和保护技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 夜视技术发展概述 |
| 1.2 像增强器强光保护系统发展现状 |
| 1.3 本文研究背景 |
| 1.4 本文主要工作内容 |
| 2 像增强器饱和理论研究 |
| 2.1 像增强器的结构和原理 |
| 2.2 像增强器饱和理论研究 |
| 2.2.1 阴极饱和 |
| 2.2.2 MCP饱和 |
| 2.2.3 荧光屏饱和 |
| 2.2.4 饱和部位分析 |
| 2.3 MCP电子发射特性理论模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 强光保护数据测试实验 |
| 3.1 阴极光照饱和实验 |
| 3.2 MCP增益以及入射电子流饱和实验 |
| 3.2.1 测试装置组成及工作原理 |
| 3.2.2 电压与增益的关系实验 |
| 3.2.3 入射电子流饱和实验 |
| 3.3 ICMOS照度—灰度值标定实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 像增强器强光保护系统 |
| 4.1 门控电源基本理论 |
| 4.2 硬件设计与调试 |
| 4.2.1 总体设计 |
| 4.2.2 系统器件及驱动电路介绍 |
| 4.2.3 门控电源电路设计 |
| 4.2.4 MCP增益电压控制 |
| 4.3 FPGA逻辑设计 |
| 4.3.1 局部强光检测 |
| 4.3.2 PWM模块实现 |
| 4.3.3 MCP增益电压控制模块 |
| 4.3.4 控制信号产生模块 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 自适应分辨力模型研究 |
| 5.1 分辨力模型建立 |
| 5.2 数据预处理 |
| 5.3 自适应分辨力参数预估模型 |
| 5.4 自适应分辨力参数迭代逼近模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 本文有待进一步改善的工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）高速CMOS相机研究以及实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 高速成像概述 |
| 1.1.1 高速成像的基本概念 |
| 1.1.2 高速成像的发展 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 国外高速成像技术发展现状 |
| 1.2.2 国内高速成像技术发展现状 |
| 1.3 研究背景及意义 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 高速CMOS相机硬件设计 |
| 2.1 相机总体框架设计 |
| 2.1.1 相机设计要求 |
| 2.1.2 系统总体设计框架 |
| 2.2 传感器LUX1310 电路设计 |
| 2.2.1 特征介绍 |
| 2.2.2 供电电路设计 |
| 2.2.3 驱动电路设计 |
| 2.3 FPGA电路设计 |
| 2.3.1 芯片选择 |
| 2.3.2 供电电路设计 |
| 2.3.3 配置电路设计 |
| 2.3.4 时钟电路设计 |
| 2.3.5 Flash电路设计 |
| 2.4 CoaxPress接口电路设计 |
| 2.4.1 传输接口技术比较以及选型 |
| 2.4.2 接口电路设计 |
| 2.5 高速PCB设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 高速CMOS相机软件设计 |
| 3.1 相机的工作流程图 |
| 3.2 LVDS数据采集与训练模块 |
| 3.2.1 数据采集 |
| 3.2.2 图像数据训练 |
| 3.3 图像数据处理 |
| 3.3.1 非均匀性校正 |
| 3.3.2 中值滤波 |
| 3.4 CoaxPress传输模块 |
| 3.4.1 传输协议逻辑信道 |
| 3.4.2 传输协议数据包格式 |
| 3.5 增益以及快门模块 |
| 3.5.1 增益控制 |
| 3.5.2 传感器快门控制 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高速CMOS相机的FPGA逻辑实现 |
| 4.1 相机系统逻辑框架 |
| 4.2 LVDS数据采集与训练模块 |
| 4.2.1 驱动时序控制 |
| 4.2.2 寄存器时序控制 |
| 4.2.3 LVDS数据采集与训练 |
| 4.3 图像数据处理 |
| 4.3.1 非均匀性校正 |
| 4.3.2 中值滤波 |
| 4.4 CoaxPress传输协议 |
| 4.5 增益与快门控制模块 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 高速CMOS相机性能测试 |
| 5.1 相机硬件电路测试 |
| 5.2 图像采集测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）应用于CMOS图像传感器前置放大器的低噪声设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 CMOS图像传感器概述 |
| 1.1.2 图像传感器的发展方向 |
| 1.1.3 可编程增益放大器在CIS中的应用 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 本论文主要工作 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 CMOS图像传感器中可编程放大器设计基础 |
| 2.1 CMOS电路的设计基础 |
| 2.1.1 二级效应 |
| 2.1.2 交流小信号模型 |
| 2.1.3 共源共栅放大器 |
| 2.2 可编程增益放大器基本原理和理论分析 |
| 2.2.1 可编程增益放大器的分类 |
| 2.2.2 可编程增益放大器的编码方式 |
| 2.2.3 可编程增益放大器的系统性分析 |
| 2.2.4 可编程增益放大器中CDS过程的实现 |
| 2.2.5 噪声分析 |
| 2.3 运算放大器的非理想 |
| 2.3.1 单级运算放大器分析 |
| 2.3.2 两级运算放大器分析 |
| 2.4 主要系统干扰分析 |
| 2.4.1 开关时钟馈通 |
| 2.4.2 系统复位噪声分析 |
| 2.4.3 负反馈电路对电源耦合或者地耦合的影响 |
| 2.4.4 单级运算放大器跨导电路负反馈等效噪声 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 列级可编程放大器电路电路设计及仿真 |
| 3.1 PGA中运算放大器的设计 |
| 3.1.1 PGA运算放大器电路设计 |
| 3.1.2 PGA运算放大器的失调Offset |
| 3.2 PGA主要电路仿真 |
| 3.2.1 PGA电路设计 |
| 3.2.2 PGA的静态仿真和频率响应 |
| 3.2.3 PGA线性度仿真 |
| 3.2.4 PGA的噪声仿真 |
| 3.2.5 PGA的失配导致的失调分析和仿真 |
| 3.2.6 PGA电容失配导致的增益误差 |
| 3.3 本章总结 |
| 第四章 列级可编程放大器电路版图及后仿 |
| 4.1 集成电路工艺中的版图设计 |
| 4.1.1 版图设计的特性 |
| 4.1.2 版图的验证方法 |
| 4.2 列级可编程放大器的版图设计 |
| 4.2.1 版图总体布局思路 |
| 4.2.2 版图设计的工艺和工具 |
| 4.2.3 PGA实际布局 |
| 4.2.4 PGA版图设计的要点 |
| 4.2.5 PGA版图 |
| 4.3 列级可编程放大器的后仿真 |
| 4.3.1 PGA的频率响应仿真比较 |
| 4.3.2 PGA的线性度后仿结果比较 |
| 4.3.3 PGA的噪声仿真 |
| 4.3.4 PGA后仿真总结 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 1 PGA电路附图 |
| 2 PGA版图寄生电容网表 |
| 3 200万夜视图像传感器整体版图 |
（7）图像传感器温度控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 CMOS图像传感器制冷的作用及采用热电制冷的原因 |
| 1.3 热电制冷技术国内外发展现状 |
| 1.3.1 热电制冷成像系统国外发展现状 |
| 1.3.2 热电制冷成像系统国内发展现状 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 热电制冷原理概述 |
| 2.1 热电制冷的历史 |
| 2.2 热电制冷原理 |
| 2.2.1 热电效应简介 |
| 2.2.2 热电制冷器原理 |
| 2.2.3 热电制冷器的最佳工作状态 |
| 2.3 热负载的估计及热电制冷器的选择 |
| 2.3.1 热负载估计 |
| 2.3.2 热电制冷器的选择 |
| 2.4 散热器的选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 制冷系统控制电路的设计 |
| 3.1 控制器最小系统、通信模块的方案选择及设计 |
| 3.2 温度测量模块的设计 |
| 3.2.1 电测量温度传感器选型 |
| 3.2.2 PT100 温度传感器的接线方式 |
| 3.2.3 滤波电路的设计 |
| 3.2.4 恒流源电路、放大电路与A/D转换电路的设计 |
| 3.3 热电制冷器驱动电路的设计 |
| 3.4 电源的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 制冷系统的模型分析 |
| 4.1 系统建模方法 |
| 4.2 热电制冷系统模型的研究现状 |
| 4.3 系统辨识 |
| 4.3.1 热电制冷系统原理分析 |
| 4.3.2 系统辨识实验设计 |
| 4.3.3 模型参数估计与实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统控制算法的设计与验证 |
| 5.1 PID控制原理 |
| 5.2 滑模控制 |
| 5.2.1 滑模面 |
| 5.2.2 趋近律 |
| 5.2.3 滑模控制器设计 |
| 5.3 仿真分析 |
| 5.4 实验调试分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 工作总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）基于高动态像素及高速低功耗ADC的CMOS图像传感器研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.1.1 数字成像系统介绍 |
| 1.1.2 图像传感器基本原理 |
| 1.1.3 CCD和 CMOS图像传感器 |
| 1.2 图像传感器发展历史及现状 |
| 1.3 CMOS图像传感器的未来发展方向 |
| 1.3.1 高性能背照式传感器 |
| 1.3.2 堆栈式图像传感器 |
| 1.4 本论文的研究目的与创新点 |
| 1.5 本论文的结构 |
| 第2章 CMOS传感器信号处理 |
| 2.1 CMOS图像传感器基本结构及曝光控制方式 |
| 2.2 基本像素结构 |
| 2.2.1 无源像素 |
| 2.2.2 3T有源像素 |
| 2.2.3 4T有源像素 |
| 2.3 CMOS图像传感器的测试 |
| 2.3.1 噪音 |
| 2.3.2 信噪比 |
| 2.3.3 满阱 |
| 2.3.4 填充因子 |
| 2.3.5 动态范围 |
| 2.4 图像传感器的模数转换器 |
| 2.4.1 芯片级ADC |
| 2.4.2 列级并行ADC |
| 2.4.3 像素级并行ADC |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高动态像素及测试系统设计 |
| 3.1 高动态范围常见实现方式 |
| 3.2 4T有源像素动态范围 |
| 3.3 高动态范围像素 |
| 3.3.1 对数响应像素 |
| 3.3.2 过溢漏极高动态像素 |
| 3.3.3 其他高动态范围像素结构 |
| 3.4 高填充因子高动态像素 |
| 3.4.1 高动态模式 |
| 3.4.2 单增益HG及 LG模式 |
| 3.4.3 多级转换因子像素的实现方式 |
| 3.5 像素测试片设计及测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 低功耗ADC计数方式 |
| 4.1 列ADC结构 |
| 4.2 Ramp ADC简介 |
| 4.3 计数器原理 |
| 4.4 低功耗计数方式 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高动态图像传感器设计 |
| 5.1 传感器概述 |
| 5.1.1 高动态实现方式 |
| 5.1.2 图像传感器的结构 |
| 5.2 像素设计 |
| 5.2.1 设计目标 |
| 5.2.2 像素阵列设计 |
| 5.3 卷帘和全局高动态工作方式 |
| 5.3.1 卷帘高动态方式 |
| 5.3.2 全局高动态方式 |
| 5.4 模拟读出结构设计 |
| 5.5 帧频计算 |
| 5.6 关键模块电路设计 |
| 5.6.1 像素输出总线负载电流源 |
| 5.6.2 可调增益放大器设计 |
| 5.6.3 CDS噪音分析 |
| 5.6.4 比较器设计 |
| 5.7 图像传感器测试 |
| 5.7.1 卷帘快门方式 |
| 5.7.2 全局快门方式 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 双沿Ramp ADC及高速传感器设计 |
| 6.1 双沿Ramp ADC设计 |
| 6.2 高速图像传感器设计 |
| 6.2.1 像素结构 |
| 6.2.2 像素阵列排布 |
| 6.2.3 芯片结构 |
| 6.2.4 速度计算 |
| 6.3 图像传感器的测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 后续工作及研究方向 |
| 参考文献 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）时变流场实时自适应PIV测量技术研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 文章内容和组织结构 |
| 2 纳秒级跨帧超高速分幅视觉成像装置 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 总体方案设计 |
| 2.3 分幅视觉装置机械结构设计 |
| 2.4 光路结构设计及校正 |
| 2.5 分幅视觉装置硬件设计 |
| 2.6 分幅视觉装置固件设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 成像装置噪声分析与图像质量提升 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 图像传感器噪声分析 |
| 3.3 图像信噪比提升技术 |
| 3.4 高动态范围合成技术 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 实时超高速图像处理装置 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 总体方案设计 |
| 4.3 实时超高速图像处理装置硬件设计 |
| 4.4 实时超高速图像处理装置固件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 时间分辨率自适应调整算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 时间分辨率自适应调整算法 |
| 5.3时间分辨率自适应调整算法实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间投稿论文与申请专利 |
（10）基于CCPT的宽动态范围图像传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 图像传感器的成像流程 |
| 1.3 图像传感器的发展历史及现状 |
| 1.4 本论文的研究目的与创新点 |
| 1.5 本论文组织结构 |
| 第二章 CMOS图像传感器概述 |
| 2.1 CMOS图像传感器主要性能指标 |
| 2.1.1 量子效率 |
| 2.1.2 响应率 |
| 2.1.3 填充因子 |
| 2.1.4 转换增益 |
| 2.1.5 满阱容量 |
| 2.1.6 动态范围 |
| 2.1.7 信噪比 |
| 2.1.8 暗电流 |
| 2.2 图像传感器中的噪声 |
| 2.2.1 固定模式噪声(FPN) |
| 2.2.2 时域噪声 |
| 2.3 CMOS图像传感器像素结构 |
| 2.3.1 3T有源像素 |
| 2.3.2 4T有源像素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高动态范围成像设计 |
| 3.1 图像传感器的动态范围 |
| 3.2 图像传感器动态范围扩展技术 |
| 3.2.1 阱容量调节 |
| 3.2.2 多重曝光技术 |
| 3.2.3 双光电二极管技术 |
| 3.2.4 对数响应技术 |
| 3.2.5 线性-对数混合响应技术 |
| 3.3 基于CCPT的像素设计 |
| 3.3.1 像素工作原理与理论分析 |
| 3.3.2 器件结构及仿真 |
| 3.3.3 器件版图结构设计 |
| 3.3.4 像素时序设计 |
| 3.3.5 像素面阵及读出电路设计 |
| 3.4 基于CCPT的像素测试结果 |
| 3.4.1 器件性能测试结果 |
| 3.4.2 FPN测试结果及校正方法 |
| 3.4.3 时域噪声测试结果 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于CCPT的图像传感器的设计 |
| 4.1 基于CCPT的像素结构设计 |
| 4.1.1 工作原理分析 |
| 4.1.2 器件结构与仿真 |
| 4.1.3 像素版图结构设计 |
| 4.2 系统整体架构设计 |
| 4.3 图像传感器像素面阵设计 |
| 4.4 整体芯片的实现 |
| 4.5 图像传感器测试平台的搭建 |
| 4.5.1 均匀光源系统设计 |
| 4.5.2 测试平台硬件设计 |
| 4.6 测试结果与分析 |
| 4.6.1 暗电流测试结果 |
| 4.6.2 光电响应测试结果 |
| 4.6.3 FPN测试结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 开关电容可变增益放大器 |
| 5.1 整体结构 |
| 5.2 运算放大器的设计 |
| 5.2.1 运算放大器的参数估计 |
| 5.2.2 全差分运算放大器的设计 |
| 5.3 VGA反馈电容阵列的设计 |
| 5.4 误差校正DAC电路的设计 |
| 5.5 电路整体仿真与测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、高性能大动态范围CMOS图像传感器控制电路的设计（论文参考文献）
- [1]基于LUX13HS的高帧频成像系统设计[D]. 赵阳. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]高灵敏度红外焦平面大动态范围读出电路研究[D]. 褚培松. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
- [3]基于PYNQ-Z2的高动态图像处理系统设计[D]. 樊胜姣. 大连理工大学, 2020(02)
- [4]强光环境下微光像增强器的工作机理和保护技术研究[D]. 李萍萍. 南京理工大学, 2020
- [5]高速CMOS相机研究以及实现[D]. 袁锦飞. 南京理工大学, 2020(01)
- [6]应用于CMOS图像传感器前置放大器的低噪声设计[D]. 魏聪. 电子科技大学, 2020(07)
- [7]图像传感器温度控制系统设计[D]. 张冬. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2019(07)
- [8]基于高动态像素及高速低功耗ADC的CMOS图像传感器研究[D]. 马成. 吉林大学, 2019(11)
- [9]时变流场实时自适应PIV测量技术研究与应用[D]. 肖立. 华中科技大学, 2019
- [10]基于CCPT的宽动态范围图像传感器的研究[D]. 崔霜. 吉林大学, 2018(04)