一种应用于高动态范围CMOS图像传感器的曝光控制技术.pdfVIP

第26卷 第3期 传 感 技 术 学 报 Vol_26 No．3 2013年 3月 CHINESE JOURNALOF SENSORSANDACTUATORS Mar．20l3 A NovelHi Dyllal~CRangeExposureControlforCMOSImageSensor L／Xiaochen ， ，YAO Suying ，HUANG Bizhen ，ZHENG Wei (1．ASICDesignCenter，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．T／anjinBrigatesMicroelectronicsCo．LTd，Tianjin300384，China) Abstract：A new CMOSimagesensortechnologyusingcombinationrollingshuttertoincreasethedynamicrangeis described．Knownfrom formermethods，multiplerollingshuttersarealternatedinasingleflametime．Accordingto thedifferentexposureparameters，sensoroutputsdifferentimages，whichcombinedtoawidedynamicrangepicture atlast．By wellusingthefreecircuitresourceswhen rollingshutter，thistechnoloyg effectively sho~ensthetime spacingbetweenthetwoadjacentimaging．Thispresentedmethodmakestherollingshutterinterlacedtoachievethe multipleimagingofthetargetobject，SOithasmadeagreatimprovementinterm ofsystemefficiencyandoutput responsespeed． Keywords：CMOSimagesensor；securitysurveillance；dynamicrange；rollingshutter；multipleexposure EEACC：1265A；7230G；4150 doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．03．007 一 种应用于高动态范围CMOS图像传感器的曝光控制技术冰 李晓晨 ，姚素英 ，黄碧珍 ，郑 炜 (1．天津大学 ASIC设计 中心，天津 300072；2．天津慧微 电子研发科技有限公司，天津 300204) 摘 要 ：针对提高CMOS图像传感器的动态范围，提出了一种新的组合滚筒式曝光技术。由目前现有的技术可知，多次滚筒 式曝光一般选择在单帧的时间周期内完成。根据不同的曝光参数，CMOS图像传感器芯片输 出不同的图像 ，然后再将其组合 成一帧宽动态范围的图像作为最后输出。本文提出的方法 ，通过充分利用滚筒式曝光时的空闲电路资源，有效地缩短了相邻 图像间的时间间隔。这种方法将多次滚筒式曝光穿插进行 ，实现对 目标图像的多次成像 ，从而有效提高了系统效率和输出响 应速度。 关键词 ：CMOS图像传感器；安防监控；动态范围；滚筒式曝光；多次曝光 中图分类号：TN491 文献标识码 ：A 文章编号：1004—1699(2013)03—0328—05 近些年来，CMOS图像传感器 (CIS)在移动通 大的场景时，场景 的亮度差异远远超过感光元件的 信，电子竞技，安防监控和机器视觉等领域有着广泛 宽容度，因此对于某一指定的曝光时间，很难得到包 的应用和 良好的发展前景 ¨J。特别是在安防监控 含所有细节的图像。解决这一问题的方法无非是从 领域 ，相比于传统的电荷耦合器件 (CCD图像传 像素本身和传感器 电路两方面考虑，像素本身主要 感器)[3J，CMOS图像传感器有着更高灵敏度，从而 是设计 宽动态