Verfügbarkeit: Energieeffiziente integrierte analoge Vorverarbeitung in CMOS-Bildsensoren für Smart Camera-Anwendungen

Energieeffiziente integrierte analoge Vorverarbeitung in CMOS-Bildsensoren für Smart Camera-Anwendungen:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Söll, Christopher (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Erlangen ; Nürnberg 2018
Schlagworte:	Intelligente Kamera Energieeffizienz Bildsensor CMOS Vorverarbeitung Hochschulschrift
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Beschreibung:	151 Seiten Illustrationen, Diagramme 30 cm

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adam_text	INHALT S VERZEICHNIS 1 E IN LEITU N G 5 1.1 MOTIVATION...................................................................................................... 7 1.2 ZIEL DER ARBEIT ............................................................................................. 8 1.3 AUFBAU DER ARBEIT ....................................................................................... 8 2 S TAND DER TECHNIK 11 2.1 BILDSYSTEM E................................................................................................... 11 2.2 BILDSENSOREN................................................................................................... 12 2.2.1 CCD-BILDSENSOREN ........................................................................... 12 2.2.2 CMOS-BILDSENSOREN ........................................................................ 13 2.3 BELICHTUNGSSCHEMATA.................................................................................... 14 2.3.1 GLOBAL SHUTTER ................................................................................. 14 2.3.2 ROLLING S H U TTE R ................................................................................. 15 2.4 DIGITALE BILDVERARBEITUNGSALGORITHMEN ...................................................... 16 2.4.1 RAEUMLICHE F I L T E R .............................................................................. 16 2.4.1.1 RAUSCHUNTERDRUECKUNG ....................................................... 17 2.4.1.2 K ANTENDETEKTION ................................................................ 20 2.4.2 FORM- UND MARKERERKENNUNG............................................................ 23 2.4.2.1 KREISERKENNUNG MIT HILFE DES BRESENHAM-ALGORITHMUS . 23 2.4.2.2 FORMERKENNUNG MIT HILFE DER HOUGH-TRANSFORMATION . . 24 2.4.2.3 FORMERKENNUNG MIT HILFE VON TEMPLATE MATCHING .... 26 3 E N TW U RF EINES G EEIG N ETEN B ILD SEN SORS 29 3.1 PROBLEMSTELLUNG UND K O N Z E P T..................................................................... 29 3.1.1 AUSLESESCHEMA.................................................................................... 29 3.1.2 BELICHTUNGSSCHEMA........................................................................... 30 3.2 IM PLEM ENTIERUNG.......................................................................................... 31 3.2.1 F OTODIODE.......................................................................................... 32 3.2.1.1 AUSWAHL UND ENTWURF EINER GEEIGNETEN S TRU K TU R ............. 33 3.2.1.2 IC-MESSERGEBNISSE............................................................. 35 3.2.2 CMOS-PIXEL-ARCHITEKTUREN .......................................................... 35 3.2.3 PIXEL-MATRIX....................................................................................... 39 3.2.4 ZEILEN- UND SPALTENADRESSIERUNG...................................................... 40 3.2.5 DESCRAMBLER- SCHALTUNG..................................................................... 44 3.2.6 BELICHTUNGS-STEUERUNG..................................................................... 47 3.2.7 B U FFE R............................................................................................... 52 3.2.8 GESAMTSYSTEM ................................................................................... 55 4 E NTW U RF VON ANALOGEN SCHALTUNGEN ZUR B ILDVORVERARBEITU NG 59 4.1 AUSWAHLKRITERIEN FUER GEEIGNETE ALGORITHMEN ............................................. 59 4.2 RAEUMLICHE FILTER ......................................................................................... 60 4.2.1 AUERAGE-FILTER................................................................................... 60 4.2.1.1 SCHALTUNGSENTWURF ............................................................ 60 4.2.1.2 IC-MESSERGEBNISSE ............................................................ 64 4.2.2 SO6E/-FILTER...................................................................................... 64 4.2.2.1 SCHALTUNGSENTWURF ............................................................ 64 4.2.2.2 IC-MESSERGEBNISSE ............................................................ 66 4.3 KOMPLEXE ALGORITHMEN AUF EINZELPIXELN...................................................... 67 4.3.1 EINZELKOMPONENTEN .......................................................................... 67 4.3.1.1 RAIL TO RAIL-OPERATIONSVERSTAERKER..................................... 68 4.3.1.2 ADDIERER UND SUBTRAHIERER ................................................ 72 4.3.1.3 MULTIPLIZIERER UND DIVIDIERER ........................................... 74 4.3.1.4 TRIGONOMETRISCHE F UNKTIONEN .......................................... 78 4.3.2 BEHANDLUNG VON BEREICHSUEBERLAEUFEN................................................ 81 4.3.2.1 SCHALTUNGSENTWURF ............................................................ 82 4.3.2.2 IC-MESSERGEBNISSE ............................................................ 87 4.3.3 BEISPIEL: TONE MAPPING-A LGORITHM US............................................. 88 4.3.3.1 G RUNDLAGEN........................................................................ 88 4.3.3.2 ANPASSUNGEN DES ALGORITHMUS FUER DIE ANALOGE UMSETZUNG 90 4.3.3.3 SCHALTUNGSENTWURF ............................................................ 91 4.3.3.4 IC-MESSERGEBNISSE ............................................................ 94 4.3.3.5 ANALOGES TONE MAPPING IN DER C-ARM-COMPUTERTOMO GRAPHIE ............................................................................. 95 4.4 SPANNUNGSREFERENZ ...................................................................................... 96 4.4.1 VORREGULIERUNG ................................................................................ 97 4.4.1.1 SCHALTUNGSENTWURF ............................................................ 97 4.4.1.2 IC-MESSERGEBNISSE ............................................................... 100 4.4.2 HOCH-PERFORMANTE STROM- UND SPANNUNGSREFERENZ ............................ 101 5 E NTW URF EINES B ILD SEN SORSYSTEM S M IT ANALOGER K A N TEN D ETEK TION 107 5.1 A PPLIKATION..................................................................................................... 107 5.2 K O N Z EP T...........................................................................................................108 5.3 BILDSENSOR MIT ANALOGER KANTENDETEKTION ..................................................... 109 5.3.1 E N TW U RF...............................................................................................109 5.3.2 IC-MESSERGEBNISSE................................................................................ 113 5.4 DIGITALE M ARKERERKENNUNG............................................................................. 120 5.5 DISKUSSION........................................................................................................122 6 Z USAM M ENFASSUNG UND A USBLICK 125 L ITERATURVERZEICHN IS 129 A B B ILD U N GSVERZEICH N IS 137 T ABELLENVERZEICHNIS 143 A BK UERZU NGSVERZEICHN IS 145 E IGENE V EROEFFENTLICHUNGEN 149
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