CMOS成像:从Phototransduction在图像处理

This  book  starts  with  a  detailed  presentation  of  the  basic  concepts  ofphoto  transduction,  modeling,  evaluation,  and  optimization  of  Active  PixelSensors  (APS).  It  continues  with  the  des  cription  of  APS  design  issues  usinga  bottom-up  strategy,  starting  from  pixels  and  finishing  with  imageprocessing  systems.  Various  focal-plane  image  processing  alternatives  eitherto  improve  imaging  or  to  extract  visual  information  are  presented.  The  bookcloses  with  a  discussion  of  a  completely  non-traditional  method  for  imagenoise  suppression  that  utilizes  floating-gate  learning  techniques.  The  finalthree  chapters  in  fact  provide  a  glimpse  into  a  potential  future  of  CMOSimaging  and  image  processing,  where  concepts  gleaned  from  otherdisciplines,  such  biological  vision,  are  combined  with  alternative  mixedsignalcomputation  circuits  to  perform  complex  visual  informationprocessing  and  feature  extraction  at  the  focal  plane.  This  benefit  of  CMOSimaging  and  image  processing  is  still  largely  unexploited  by  the  commercialsector.The  first  chapter  reviews  the  background  knowledge  and  concepts  ofsilicon-based  photo  transduction,  and  introduces  relevant  concepts  fromsemiconductor  physics.  Several  silicon-based  photo  detectors  are  examined,including  the  photodiode  and  the  photogate.  This  chapter  also  describes  theoperation  of  the  charge-coupled  device  (CCD)  imager,  the  predominanttechnology  available  for  digital  imaging.  CCD  technology  is  compared  witha  promising  alternate  technology,  the  APS  imager.  In  addition,  the  functionalperformances  of  several  basic  pixel  structures  are  compared  by  consideringthem  as  communication  channels  and  determining  their  ability  to  conveyinformation  about  an  incident  optical  signal.  At  30  frames  per  second,information  rates  are  similar  for  charge-,  voltage-,  and  current-mode  pixels.