Адаптивный видеодатчик на базе КМОП приемника излучения с предварительной обработкой изображений

• Автор: Табаси Сейед Хашем
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СРАВНИТЕЛЫ 1ЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ВИДЕОДАТЧИКОВ НА БАЗЕ КМОП ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ И МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НИХ

ЕЕ Методы обработки изображений

Е2. Современные видеодатчики на основе КМОП приемников

излучения
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АДАПТИВНОГО ВИДЕОДАТЧИКА НА БАЗЕ КМОП ПРИЕМНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ
3. СОЗДАНИЕ АППАРАТНООРИЕНТИРОВАННОГО АЛГОРИТМА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ И БЫСТРОГО АЛГОРИТМА АДАПТИВНОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ

З.Е Алгоритм адаптивной интерполяции

3.2. Аппаратноориентированный алгоритм пространственной

фильтрации изображений

4. СТРУКТУРНОФУНКЦИО 1АЛБНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ АДАПТИВНОГО ВИДЕОДАТЧИКА С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ.
4.1. Структурнофункциональная организация КМОП видеодатчика
4.2. Оптикоэлектронный адаптивный датчик на базе КМОП приемника излучения
4.3. Адаптивный видео датчик с предварительной обработкой изображений
4.4. Моделирование параметров адаптивного видеодатчика на базе КМОП приемника излучения с предварительной обработкой изображений
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем предложены: в [1-2] - алгоритм работы адаптивного видеодатчика интерполяции, общая структура видеодатчика, в [3] - алгоритм анализа яркостей пикселей изображения для определения используемого метода интерполяции, в [7J - структура видеодатчика с блоком предварительной обработки, [4-6, 8] - основные принципы функционирования и использования а да пти вн о го в и деодатч и ка. Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа содержит 5 страниц основного текста, в том числе рисунков, таблиц, список использованных источников из наименований и 2 приложения. Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи исследования, представлены научная новизна и практическая ценность работы. В первой главе проведен сравнительный анализ современных видеодатчиков на базе КМОП приемников излучения, выпускаемых фирмами Kodak, Micron, ZMD AG, Omni Vision и др. В третьей главе рассмотрены алгоритм адаптивной интерполяции изображения и алгоритм фильтрации изображения. Представлены результаты моделирования разработанных алгоритмов. Разработаны схема для реализации алгоритма фильтрации в видеодатчике. В четвертой главе разработана структура адаптивного видеодатчика на базе КМОП приемника излучения с цифровыми пикселями с предварительной обработкой. Представлена структурно-функциональная организация блока предварительной обработки изображения. Проведена оценка быстродействия разработанного видеодатчика. Приведены результаты экспериментальных исследований. В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы. В приложениях приведены графические результаты обработки тестовых изображений, акты о внедрении, листинги программ, реализующих разработанные аагоритмы. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫX ВИДЕОДАТЧИКОВ НА БАЗЕ КМОП ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ И МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НИХ. До недавнего времени во всех цифровых фотоаппаратах и видеокамерах в качестве светочувствительных элементов использовались приборы с зарядовой связью, так называемые, ПЗС-матрицы. В настоящее время наряду с традиционными ПЗС широко используются пиксельные видеодатчики построенные на комплементарных структурах металл-окисел-полупроводник (КМОП. CMOS - Complementary Metal Oxyde Semiconductor) [3, -]. Комплементарная структура - это чип, построенный по схеме, в которой р-канальные и n-канальные полевые транзисторы используются парами и взаимно дополняют друг друга. Специальная технология изготовления ПЗС-матриц позволяет изготавливать высококачественные видсодатчики с точки зрения четкости получаемого изображения и чувствительности к свету. Для изготовления КМОП-матриц используется полностью стандартная технология производства, по которой, как правило, изготавливается большинство микропроцессоров. КМОП-матрицы ниже, поскольку многие из фотонов, попадающих на чип, попадают и на транзисторы, а не на фотодиод. КМОП-видеодатчики традиционно потребляют небольшую мощность. В отличие от ПЗС-матриц, видеодатчики на базе КМОП-технологии, позволяют интегрировать схемы обработки непосредственно на чипе с фотоприемной матрицей, а также реализуют возможности произвольной выборки. КМОП-датчики имеют параметры, конкурентоспособные с ПЗС по шуму считывания, динамическому диапазону и чувствительности, но со значительно увеличенными функциональными возможностями, существенно пониженной потребляемой мощностью системы (. Вт) и более низкой стоимостью системы. Рассмотрим некоторые методы обработки изображений, применяемые в видеодатчиках и системах технического зрения, построенных на основе КМОП ПИ. Методы обработки изображений, как правило, выполняют преобразование изображения и выделение из него наборов свойств, которые характеризуют это изображение. Выделение свойств имеет важное значение в системах предварительной обработки, предназначенных для подготовки изображения к дальнейшему распознаванию, поскольку именно на основе этих свойств распознавание и будет выполняться.