高动态科学级CMOS相机设计与成像分析

摘要：

为了满足高动态范围高灵敏度的全局曝光模式下成像系统的需求,基于CIS-2521科学级CMOS图像传感器设计了一个相机系统,通过分析CIS-2521芯片像素读出结构特点,通过芯片内部模拟相关双采样与FPGA片内数字域相关双采样完成相关四采样算法,列向噪声去除效果明显.通过设计曲线拟合双增益通道图像数据合成输出,保证了系统成像有较高输出动态范围.相机常温下输出图像峰值信噪比达62.9 dB,采用半导体制冷后输出图像峰值信噪比74.3 dB.根据EMVA1288标准实测相机动态范围达到78.2 dB,设计的相机系统实现了每秒50帧2 560×2 160像素,16 bit深度高清晰度高动态范围图像的实时全局曝光成像输出,能够满足低照度条件下的高帧频高动态范围成像的需求.

关键词：全局曝光、科学级CMOS、相关四采样、噪声抑制、高动态范围

所属期刊栏目：32

分类号：TP212(自动化技术及设备)

资助基金：国家高技术研究发展计划基金课题 No.2015AA7031010B Supported by National High Technology Research and Development Program of China2015AA7031010B

在线出版日期：2017-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：240-248