一种集成图像处理功能的数字像元焦平面读出电路
作者:
作者单位:

1.中国电子科技集团公司 第二十四研究所,重庆 401332;2.重庆大学 光电工程学院,重庆 400044

作者简介:

黄文刚(1977-),男,在读博士研究生,高级工程师,主要研究方向为传感器信号探测与调理等模拟/混合集成
陶治颖(1998-),男,硕士,工程师,主要研究方向为高速接口、传感器信号调制器等模拟/混合集成电路产
彭 超(1995-),男,硕士,工程师,主要研究方向为压力传感信号调理电路处理芯片技术.
周 亮(1982-),男,硕士,主要研究方向为传感器信号探测与调理等模拟/混合集成电路产品设计与研究.
黄晓宗(1984-),男,博士,研究员,主要研究方向为模拟/混合信号集成电路设计、ESD保护设计等.

通讯作者:

黄晓宗 (1984-),男,博士,研究员,主要研究方向为模拟/混合信号集成电路设计、ESD保护设计等. email:hxzchn@163.com

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(62105240;62075159);国家重点研发计划资助项目(2019YFB22023002)

伦理声明:



A digital pixel focal plane readout circuit with integrated image processing function
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.Sichuan Institute of Solid-State Circuits,China Electronics Technology Group Corp,Chongqing 401332,China;2.School of Optoelectronic Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China

Funding:

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    摘要:

    设计了一种像元级数字化焦平面读出电路,克服了传统模拟读出电路技术的电荷容量局限,实现了更大的动态范围和更低噪声的数字化图像读出;同时在像元内部进行数字化图像处理,可实现非均匀校正(NUC)、盲元补偿、数字时间延迟积分(TDI)、空间滤波等图像预处理功能。该电路采用40 nm CMOS工艺流片,面阵规格为640×512,像元步进为30 μm,全芯片尺寸约22 mm×19 mm。测试结果显示,该电路通过TDI、空间滤波功能可大幅降低(分别约90%和63%)输出图像空间噪声,提升成像质量。

    Abstract:

    A pixel-level digital focal plane readout circuit was designed to overcome the charge capacity limitations of traditional analog readout circuit technology, enabling a larger dynamic range and lower noise digital image readout. Additionally, digital image processing is performed internally at the pixel level, enabling functions such as Non-Uniformity Correction(NUC), dead pixel compensation, digital Time-Delay Integration(TDI), and spatial filtering for image preprocessing. The circuit was fabricated using a 40 nm CMOS process with an array specification of 640×512, a pixel pitch of 30 μm, and the overall chip size is approximately 22 mm×19 mm. Test results indicate that the circuit can significantly reduce(by approximately 90% and 63%, respectively) the spatial noise in the output image through TDI and spatial filtering functions, thereby enhancing the image quality.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

黄文刚,陶治颖,彭超,周亮,黄晓宗.一种集成图像处理功能的数字像元焦平面读出电路[J].太赫兹科学与电子信息学报,2024,22(10):1088~1093

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  • 收稿日期:2024-06-18
  • 最后修改日期:2024-09-23
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  • 在线发布日期: 2024-10-30
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