[发明专利]实现二维离散余弦变换的CMOS图像传感器有效

专利信息
申请号: 201210109884.5 申请日: 2012-04-16
公开(公告)号: CN102710906A 公开(公告)日: 2012-10-03
发明(设计)人: 姚素英;王龙菲;徐江涛;高静;史再峰;李渊清;李毅强 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: H04N5/3745 分类号: H04N5/3745;H04N5/378;H04N5/341
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 刘国威
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要: 发明涉及微电子学的集成电路设计领域和数字图像编码压缩领域。为提供一种新型的可实现2D-DCT的CMOS图像传感器结构,使2D-DCT在获取图像的同时完成,与传统处理流程相比,在不降低图像传感质量的基础上,减少由于额外使用的2D-DCT模块引入的面积和功耗,本发明采取的技术方案是,一种实现二维离散余弦变换的CMOS图像传感器,由像素阵列、读出电路、开关电容阵列、多路选择器MUX、可编程增益放大器DPGA、模数转换器ADC以及控制时序电路组成,还包括:开关电容阵列,模拟累加器;模数转换器ADC内增设有开关控制模块2、寄存器2、电容通路、数字加法器。本发明主要应用于图像传感器编码压缩。
搜索关键词: 实现 二维 离散 余弦 变换 cmos 图像传感器
【主权项】:
一种实现二维离散余弦变换的CMOS图像传感器,由像素阵列、读出电路、多路选择器MUX、可编程增益放大器DPGA、模数转换器ADC以及控制时序电路组成,其特征是:在读出电路后增加与像素阵列同尺寸的开关电容阵列,用来存放经过读出电路相关双采样消除固定模式噪声、复位噪声后的图像数据,供后续电路多次采样使用;还设置有开关控制模块3、寄存器1、开关控制模块1、电容阵列,开关控制模块1通过积分器输出到开关控制模块3,开关控制模块3、寄存器1、开关控制模块1、电容阵列与可编程增益放大器DPGA构成模拟累加器;模数转换器ADC内增设有开关控制模块2、寄存器2、电容通路、数字加法器;像素阵列第1行即m=0行像素通过读出电路存放在开关电容阵列中,在控制时序电路的clk的控制下,通过多路选择器MUX把存放在开关电容阵列中的图像数据传给模拟累加器,此时开关控制模块3打开来自多路选择器MUX输入信号与电容阵列的通路,关断积分器与电容阵列的通路,同时,通过寄存器1控制开关控制模块1中的开关选择对应的电容阵列中电容值,通过积分器完成m=0行的N个像素与v=0,n=0,1,2,……,N‑1的对应列系数的相乘并累加,得出的行累加结果同时传递给M个模数转换器ADC;在每一个模数转换器ADC进行模数转换之前完成行累加结果与各自行系数u=0,1,2…,M‑1,m=0的相乘,具体是:在控制时序电路的clkplus高电平的时候把m=0行的行累加结果通过开关控制模块3再次传递给电容阵列,进行电容复用,此时,开关控制模块3打开行累加结果与电容阵列的通路,关闭来自多路选择器MUX输入信号与电容阵列的通路,通过寄存器2控制开关控制模块2,使得信号在进入每一个模数转换器ADC之前选择各自行系数,u=0,1,2…,M‑1,m=0对应的电容通路,同时完成m=0行累加结果与M个行系数的乘法,得到m=0的M个行系数分量,这M个行系数分量同时进行9bit模数转换,第一位是符号位,把转换完的M个行系数分量的数字码在控制时序电路clkreg高电平时存入模数转换器的ADC寄存器中,在控制时序电路clkadd高电平时传递给数字加法器,等待与后续结果相加;当m=0的行累加结果传递给电容阵列进行复用后,多路选择器MUX继续从读出电路的开关电容阵列逐个采样m=1行的各个像素并传递给模拟累加器进行像素与列系数的相乘与累加,当控制时序电路clkplus高电平的时候得到m=1的行累加结果,重复m=0行系数分量的求得过程求得m=1的行系数分量,当clkadd为高电平时与m=0的行系数分量相加,重复上述过程,依次在控制时序电路clkadd为高电平时,在数字加法器中累加m=2,3,…,M‑1的行系数分量,当累加完M个行系数分量时,列级ADC进行数字输出,同时得到u=0,1,…,M‑1,v=0的2D‑DCT系数;当多路选择器MUX遍历一次M×N的像素阵列后,得到u=0,1,…,M‑1,v=0的2D‑DCT系数,MUX再次依次遍历N‑1次M×N的像素阵列,得出全部2D‑DCT系数。
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