压缩感知技术在低功耗CMOS图像传感器设计中的应用

"基于压缩感知的低功耗高效率CMOS图像传感器设计" 本文介绍了一种创新的CMOS图像传感器（CIS）设计方法，该设计利用压缩感知理论，旨在实现低功耗和高效率的图像采集。在传统的CIS中，图像数据通常需要大量存储和处理，这会导致较高的功耗和传输带宽需求。然而，基于压缩感知的CIS通过在像素级、列级和芯片级集成帧存储、帧差求解和帧压缩功能，将图像传感与压缩过程紧密结合，从而优化了这些方面。 在像素级，设计实现了压缩感知的初步处理，减少了原始数据量；在列级，通过帧差检测进一步减少数据传输；在芯片级，全局的帧压缩操作进一步降低输出数据的复杂性。这种分层次的处理策略显著降低了系统的整体功耗，并提高了传输效率。 该设计采用了Global Foundries的0.18微米1P6M混合信号工艺进行制造，验证结果显示，新的像素结构不仅能够实现更小的像素面积，提高空间分辨率，同时保持良好的填充因子，确保光敏性能。此外，文中还提到了自适应读出量化方法，这种方法可根据不同类型的图像数据进行选择性处理，进一步实现低功耗的实时图像压缩。 文章指出，这种基于压缩感知的CIS结构特别适用于对功耗和效率有严格要求的应用场景，例如无线视频传感网络。通过这种方式，能够在保证图像质量的同时，显著减少设备的能耗，这对于远程监控、移动设备以及物联网(IoT)应用中的图像传感器具有重大意义。 总结起来，这项工作在CMOS图像传感器的设计上实现了理论与实践的结合，利用压缩感知技术有效解决了传统传感器在功耗和效率上的瓶颈，为未来低功耗、高效率的成像系统开发提供了新的思路和解决方案。