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一种CMOS图像传感器驱动及视频处理技术的研究与实现

作　者: 姚岚
导　师: 胡晓东
学　校: 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）
专　业: 信号与信息处理
关键词: CMOS图像传感器时序驱动噪声抑制 AD模块光电自准直仪
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 340次
引　用: 3次
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内容摘要

随着CMOS图像传感器技术的迅速发展,由于CMOS图像传感器不断呈现出的优势,基于CMOS图像传感器的视频设备,在诸多领域,如数码相机、医疗设备、工业监控、航海航天、星敏感器等方面得到了应用,有着广泛的应用前景。本文首先简要介绍了CMOS图像传感器的研究背景以及国内外的发展状况,并研究了CMOS图像传感器的性能特点、工作原理,将CMOS图像传感器和CCD图像传感器的优缺点做出对比。在系统实验中,以Fillfactory公司的IBIS5-A-1300图像传感器为核心,在分析其性能和工作原理的基础上,实现了两种快门模式——卷帘快门和同步快门;基于FPGA硬件设计平台,使用VHDL语言实现对时序的控制,完成对CMOS图像传感器的驱动;基于DSP的高速及灵活的数据传输,通过CMOS图像传感器的SPI接口,完成对CMOS图像传感器的寄存器配置及初始化,为下一步进行视频处理做好准备;为了实现更好的性能和处理的灵活性,本文提出了一种高转换速率、低噪声、低功耗的独立AD模块的设计;以IBIS5-A-1300CMOS图像传感器为成像核心的光电转换单元应用于光电准直测角系统,并通过系统实验,证明该视频处理技术的研究与实现对改善光电准直测角系统的精度起到了一定的作用,这对我们以后设计出低成本、高精度的光电自准直仪是一个有益的尝试。本文最后提出了系统的不足之处和改进方法。本文的研究,是对设计及将CMOS图像传感器应用于其他相关产品进行视频处理的有益尝试。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章引言  8-16
  1.1 CMOS图像传感器及研究背景  8
  1.2 CMOS图像传感器的基本构成及工作原理  8-10
  1.3 CMOS图像传感器与CCD的比较  10-13
  1.4 CMOS图像传感器的性能指标  13-14
  1.5 本论文的研究意义和研究内容  14-16
第二章 IBIS5-A-1300 CMOS图像传感器  16-24
  2.1 IBIS5-A-1300主要的性能指标  16
  2.2 成像核心的操作  16-19
  2.3 IBIS5-A-1300的两种快门模式  19-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 IBIS5-A-1300 CMOS图像传感器驱动时序的设计与实现  24-38
  3.1 时序设计的要求  24
  3.2 两种快门模式的驱动时序的设计  24-29
  3.3 IBIS5-A-1300 CMOS图像传感器的驱动时序的实现  29-35
  3.4 三种工作模式下分别获得的图像质量的检测  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 CMOS图像传感器的视频处理  38-51
  4.1 CMOS图像传感器视频信号中的噪声抑制  38-40
  4.2 IBIS5-A-1300 CMOS图像传感器的片载输出放大器  40-43
  4.3 IBIS5-A-1300的ADC转换  43-47
  4.4 独立AD模块的设计  47-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章基于光电准直测角系统的CMOS图像传感器的应用及实验  51-59
  5.1 系统结构  51-52
  5.2 实验系统组成  52-53
  5.3 光电自准直仪测角精度检测  53-58
  5.4 自准直角度测量精度检查结论  58
  5.5 本章小结  58-59
第六章结论与展望  59-61
  6.1 论文的研究工作  59
  6.2 展望  59-61
参考文献  61-64
攻读硕士学位期间发表的论文  64-65
致谢  65

一种CMOS图像传感器驱动及视频处理技术的研究与实现

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