| 题名 | 红外成像器件数字信号处理电路研究 |
| 作者 | 沈晓 |
| 答辩日期 | 2010-01-19 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 何力 |
| 关键词 | 读出电路 非均匀性校正 数字图像处理 片上系统 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 红外焦平面器件是红外成像系统的核心器件，发展到以大规模，高分辨率，多波段，智能灵巧为主要特征的第三代。第三代红外焦平面器件的信号处理电路将多功能集成在一块芯片上，实现具备极强信号处理能力且应用灵活的数字化器件。针对红外焦平面技术发展的趋势，本课题对红外焦平面器件中的读出信号处理电路进行了以下两方面研究：1、红外焦平面器件功能控制电路研究。通过对提升红外焦平面应用灵活性的功能分析，提出了一种数字控制多功能集成的电路设计方案，有效的实现“快照读出”和“滚动读出”之间的双模工作切换/选择，窗口读出、图像翻转、积分数字定时等功能，为红外焦平面器件应用带来了灵活性。采用半定制流程和CSMC 0.6um CMOS工艺设计了64*64规模的验证电路，对验证芯片进行检测，达到设计要求。电路结构可扩展应用到512*512、1K*1K等大规模红外焦平面器件。2、红外焦平面器件非均匀性校正ASIC芯片研究。在传统的两点校正法基础上，提出了一种更适合读出电路集成的改进算法。通过编制C++程序和用实际采集到的红外图像作为输入进行仿真，验证了改进算法的有效性。研究了实现该算法的电路架构，并用Verilog语言对该电路进行描述。电路具有实现校正系数计算、盲元标定、输入图像校正和盲元替换的功能，可改善红外焦平面器件的成像效果。采用systemC语言编制图像级验证平台，对电路的Verilog设计代码进行图像级的功能验证。采用DesignCompiler、Astro等EDA工具进行电路综合、版图实现，将设计映射到TSMC 0.25um工艺上进行了流片验证。通过将128*128原始红外图像输入由PC和FPGA组成的测试平台对验证电路芯片检测。非均匀性为20%以上的图像，经验证电路校正后残余非均匀性在0.9%以下。测试结果表明该电路实现了非均匀性校正功能。本课题的研究为实现红外焦平面器件的多功能集成和数字信号处理奠定了技术基础，具有实际工程应用价值，推动了红外成像器件技术的发展。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5050]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 沈晓. 红外成像器件数字信号处理电路研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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