CMOS图像传感器结课论文
浙江大学硕士学位论文基于CMOS...
浙江大学硕士学位论文基于CMOS传感器的显微图像处理技术研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：***2002.3.1塑坚查堂堡圭丝塞———————————————』坚摘要本论文针对基于ＣＭＯＳ图像传感器的显微图像系统，详细论述了ＣＭＯＳ图像传感器的原理、构造及当前的发展状况，阐述了各种显微图像处理系统的构成和特点，并着重针对基于ＣＭＯＳ图像传感器的显微图像系统的软件处理问题研究了程序结构和编程方法，就如何使用基于ＶＦＷ的视频捕捉．基于ＭＣＩ的视频播放，基于ＤＩＢ的图像操作等给出了应用结果。
本文还针对常规图像处理方法在ＣＭＯＳ图像传感器的显微图像系统中的应用提出了见解。
本论文给出了基于ＣＭＯＳ图像传感器的自行编制的显微图像处理软件的应用结果，并针对目前ＣＭＯＳ图像传感器所存在的一些局限性，提出了在显微图像处理工作中的改进意见和前景展望。
关键词：ＣＭＯＳ图像传感器，显微图像，图像处理－ＩＩ。
塑坚盔兰塑主丝塞——————』里墅墨垒盟ＡＢＳＴＲＡＣＴＣＭＯＳＩＳ（ＩｍａｇｉｎｇＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｍｉｃｒｏｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＳｅｎｓｏｒ）ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｌｓｏｗｅｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｒｅｃｅｎｔＣＭＯＳＩＳ．Ａｆｔｅｒｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｔｈｅｏｆｍａｎｙｍｉｃｒｏｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ，ｗｅｐａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｋｅｙｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅｐａｐｅｒ．ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｏｗｔｏｃａｐｔｕｒｅｖｉｄｅｏｂａｓｅｄｏｎＶＦＷ，ｈｏｗｔｏｐｌａｙｖｉｄｅｏｂａｓｅｄｏｎＭＣＩａｎｄｈｏｗｔｏｐｒｏｃｅｓｓｉｍａｇｅｓｂａｓｅｄｏｎＤＩＢ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｗｒｉｔｔｅｎｂｙｏｕｒｓｅｌｖｅｓｉｓｇｉｖｅｎｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ＦａｃｅｄｔｈｅｄｒａｗｂａｃｋｓｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔＣＭＯＳＩＳａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｎｅｗｉｄｅａｓａｎｄｆｏｒｇｒｏｕｎｄｏｆｔｈｅｓｙｅｔｅｍ．ＫｅｙＷｏｒｄ：ＣＭＯＳＩｍａｇｉｎｇｓｅｎｓｏｒ，Ｍｉｃｒｏｉｍａｇｅ，Ｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．ＩＩｌ－浙江大学硕士论文致谢致谢本论文的研究工作是在我的导师徐向东教授的悉心指导和关切下完成的，在学习期间，导师不但在学习和科研上给予了悉心的指导．而且在生活上也给予了无微不至的关怀．导师渊博的知识、严谨的治学作风和诚恳热情的待人给我留下了深刻的印象。
CMOS图像传感器的噪声分析及图像处理
关键词： 三维噪声模型 图像增强 CMOS 图像传感器
Key words：Three-dimensional noise model Image sensor
Image enhancement
CMOS
II
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
At first，in this thesis we analyzed the analog noise of CMOS image sensor, mainly based on time and space noise, this thesis described three-dimensional noise model. On the ground of it we designed a three-dimensional noise measurement test system. And then we capture a series of pictures of homogeneous background, after analysis and process the pictures, we can get the value of time and space noise under different illumination, and reached its trend.
CMOS图像传感器中的视觉信号处理技术研究
CMOS图像传感器中的视觉信号处理技术研究第一章绪论CMOS图像传感器是一种基于CMOS工艺制造的图像传感器，具有低功耗、高集成度、成像速度快等优势。
同时，视觉信号处理技术是CMOS图像传感器技术中的关键环节，对CMOS图像传感器的成像质量和性能影响非常大。
因此，对CMOS图像传感器中的视觉信号处理技术进行研究和优化具有重要的意义。
本文将对CMOS图像传感器中的视觉信号处理技术进行探讨，从图像信号增强、去噪、边缘检测、分割、识别等方面进行论述，旨在为相关科研工作者和技术人员提供一定的参考和借鉴。
第二章图像信号增强技术图像信号增强技术是指对图像信号进行滤波或其他处理，以提高图像质量和清晰度的技术。
在CMOS图像传感器中，图像信号增强技术可以用来提高图像的对比度、清晰度和细节等方面。
常用的图像增强方法包括直方图均衡化、灰度变换、滤波等。
直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，其基本思想是通过对图像的亮度分布进行统计分析，得出图像的灰度直方图，然后通过调整灰度值分布来增强图像对比度和清晰度。
在CMOS图像传感器中，直方图均衡化可以用于提高光照均匀的场景下的图像质量，如室内照明不均匀、夜间低光量等场景。
灰度变换是另一种常用的图像增强方法，其基本思想是将原图像的灰度级经过某种变换后得到一个新的灰度级。
通过确定变换函数的形式和参数，可以调整图像亮度和对比度等参数，以达到增强图像的目的。
在CMOS图像传感器中，灰度变换可以用于对不同亮度场景下的图像进行在线调整，以提高图片的质量和可读性。
滤波是另一种常用的图像增强方法，其基本思想是对图像信号进行卷积操作，以去除噪声和增强图像特征。
常用的滤波方法包括高通滤波、低通滤波、中值滤波等。
在CMOS图像传感器中，滤波可以用于去除CMOS图像传感器输出信号中的噪声和干扰，提高图像的质量和可靠性。
第三章图像去噪技术图像噪声是指图像中包含的非目标信号，它会降低图像的质量和清晰度。
CMOS图像传感器研究
视频信息处理与传输课程研究报告CMOS图像传感器研究班级：电子1003班姓名：学号：时间：2013-10-10摘要：20世纪90年代以来，随着超大规模集成（VLSI）技术的发展，CMOS图像传感器显示出强劲的发展势头。
简要介绍了CMOS图像传感器的发展历程及工作原理，比较了CMOS图像传感器与CCD的特点，综述了CMOS图像传感器的应用领域及市场份额，最后对CMOS图像传感器的发展趋势进行了展望。
关键词：光电子学；传感器；CMOS图像传感器；CCD图像传感器是将光信号转换为电信号的装置。
目前，应用最为广泛的图像传感器主要有电荷藕合器件CCD （ charge一Coupled Deviee ）图像传感器和互补金属氧化物场效应管CMOS（Complementary Metal Oxide Semieonduetor））图像传感器。
随着半导体制造工艺技术不断发展，CMOS图像传感器显示出强劲地发展势头，并且被广泛地应用到数码电子产品、视频电子邮件、汽车尾视、医疗设备、保安监控、可视通信、眼膜识别、工业视频监控、视觉玩具等社会生活和工业生产的方方面面。
特别是数码产品例如数码相机、照相手机的图像传感器可望由CCD快速转换到CMOS，市场前景广阔，所以对CMOS图像传感器的研究与开发具有较高的市场价值。
1 CMOS图像传感器发展历程Fossum在他的论文中描述了CMOS和CCD图像传感器的发展历史，简要描述如下：1963年 - Morriosn发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。
1964年 - IBM的Hortonet.al发表了scanistor，这是一种通过电阻网络寻址的一维光电二极管阵列扫描器，这种扫描器产生与入射光能量成线性比例关系的输出脉冲电压。
1966年 - 西屋公司的Schuster和Strull报道了像元分辨率为50 x 50的单片光敏晶体管成像阵列器：MOS阵列集成电路（MOSAICS，Mos Oxide Semieonductor Arary Intgerated Cirouits）。
高性能CMOS图像传感器设计技术研究
内容摘要
CMOS图像传感器的图像降噪技术是当前研究的热点之一。随着科技的不断发 展，CMOS图像传感器已经成为了现代数字相机的主流传感器之一。然而，由于 CMOS图像传感器在成像过程中会受到多种噪声的干扰，因此研究CMOS图像传感器 的图像降噪技术具有重要意义。
内容摘要
图像降噪技术是指通过一定的算法或方法对图像中的噪声进行抑制或消除， 以提高图像的质量和清晰度。常见的图像降噪方法包括图像滤波、降噪算法等。 图像滤波是一种基于像素或像素块邻域信息的降噪方法，常见的滤波器包括均值 滤波、中值滤波、高斯滤波等。降噪算法则是一种基于统计理论和神经网络技术 的降噪方法，常见的算法包括PCA、Wavelet、非局部均值等。
CMOS图像传感器的应用场景
CMOS图像传感器的应用场景
1、图像拍摄：CMOS图像传感器广泛应用于数码相机、手机等拍摄设备。这些 设备依靠CMOS图像传感器捕获图像信息，再通过数字信号处理技术生成我们所看 到的图像。
CMOS图像传感器的应用场景
2、视频录制：CMOS图像传感器同样适用于高清摄像机、无人机等视频录制设 备。这些设备利用CMOS图像传感器实时感知环境变化目前，国内外对于高性能CMOS图像传感器设计的研究主要集中在提高像素密 度、降低噪声、优化光学设计和封装技术等方面。在提高像素密度方面，研究者 们正在不断探索更小的像素单元设计，以实现更高的像素密度和更好的图像质量。 在降低噪声方面，通过优化电路设计和像素结构，可以有效降低噪声，提高图像 传感器的信噪比。
内容摘要
然而，在实际应用中，CMOS图像传感器的降噪技术仍然存在一些问题和挑战。 首先，CMOS图像传感器中的暗场噪声和固定噪声等难以消除，需要采取针对性的 降噪算法进行处理。此外，CMOS图像传感器的降噪效果受到曝光时间、光照条件 等多种因素的影响，需要在不同情况下进行适应性调整和优化。
CMOS图像传感器技术的进步和应用
CMOS图像传感器技术的进步和应用随着各种高科技电子产品的逐步推进，像手机、数码相机、Surveillance和视频监控等领域，传感技术的低廉化和集成化需求越来越大。
而CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor）则是相对于CCD传感器（Charge Coupled Device）而言，具有特别的优点。
CMOS图像传感器以其体积小巧、功耗低、可随意集成电子电学系统等特点，成为目前最被广泛采用的图像传感器类型之一。
CMOS图像传感器（CIS）技术的出现，使得数字图像技术迈上了一个新的台阶。
这种传感器采用了CMOS工艺，通过调整堆积结构等关键技术，成功实现了读取器件和像素放大器之间的高输入电容时的低噪声、低电量和高速率要求。
其中，像素的制造和输出一体化，可以控制低噪音和信噪比，并为高性能I/O处理器提供了更好的接口。
这个技术的重要性就在于它在成像领域也出现了巨大的进步和应用领域。
首先，在感光元件市场中有一个激烈的竞争，而CMOS图像传感器可以低成本地生产，而且可以随意集成全系统以及某些利润稀薄的市场。
另外，CIS传感器在能效、完整性和集成度三方面少有重大挑战，占据着非常突出的优势。
当然，CMOS图像传感器也值得注意的是，它可以更好地记录图像细节，从而提供视觉上更清晰、更真实和高分辨率的图像，这可以帮助用户们快速地获取有关环境和对象的信息。
在实际应用中，CMOS图像传感器技术也得到了广泛的应用，例如学术研究、教育、军事、医疗和民用等领域。
比如，在学术研究领域，CMOS图像传感器技术的迅速发展，为生物、医学、行星和实验物理等领域的高分辨率微观成像提供了支持，同时也可以应用于地震波形记录、3D显微成像等重要方面。
而在医疗领域，CMOS图像传感器的特点，往往能够更好地满足医学图像处理和透视图像等方面的需求。
比如，X线探头中所包含的CMOS图像传感器，可以获得高静态和动态性能，进而改善其成像质量，得以更好地实现人体细微结构的成像。
基于cmos图像传感器的内窥微机电系统设计 ---大学毕业(论文)设计说明书
学号：毕业设计说明书基于CMOS图像传感器的内窥微机电系统设计Design Of Endoscopic MEMS Based On CMOS Image Sensor学院专业班级班学生指导教师（讲师）完成时间年月日至年月日本科毕业设计（论文）诚信承诺保证书本人郑重承诺：《基于CMOS图像传感器的内窥微机电系统设计》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，是本人在陈英俊指导教师的指导下，独立进行研究所完成。
毕业设计（论文）中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。
学生签名：年月日专业负责人批准日期毕业设计（论文）任务书院（系）：专业：班级：学生：学号：一、毕业设计（论文）课题基于CMOS 图像传感器的内窥微机电系统设计二、毕业设计（论文）工作自2013 年 3 月18 日起至2013 年 5 月31 日止三、毕业设计（论文）进行地点四、毕业设计（论文）的内容要求1、已知条件：OV5116、OV7930、OV6920图像传感器，无线摄像头等。
2、设计要求：（1）按要求写出开题报告；（2）收集国内外有关情报资料，查阅有关文献资料15篇以上；（3）翻译不少于5000单词的科技英语（英译中）；（4）在分析、计算、选择和设计的基础上编写出不少于两万字的设计计算说明书；（5）给出CMOS图像传感器（OV5116、OV7930、OV6920）的电路原理图，并验证电路。
3、工作进度：（1）查阅资料，了解国内外无线内窥镜地发展现状，写出开题报告；（2）外文翻译；（3）了解图像传感器的分类及特点，比如CMOS和CCD图像传感器、模拟式图像传感器和数字式图像传感器，并选择合适的图像传感器；了解模拟图像的制式；（4）根据图像传感器的说明书，设计图像传感器的外围电路；（5）在老师的指导下，验证所设计的电路；（6）整理编写设计计算说明书；（7）准备和参加毕业答辩；4、主要参考资料：（1）方萍. 电子内窥镜的技术进展. 医疗卫生装备, 2003（2）吕平, 刘芳, 吕坤章, 等. 内窥镜发展史. 中华医史杂志, 2002,vol.32(1）（3）熊平. CCD与CMOS图像传感器特点比较. 半导体光电, 2004（4）段杏林. 浅谈彩色电视机制式. 黄山学院学报, 2004, 6(3)（5）萧泽新. 工程光学设计.电子工业出版社, 2003: 12-13（6）宋贤杰, 屠其非, 周伟, 等. 高亮度发光二极管及其在照明领域中的应用. 半导体光电, 2002, 23(5)（7）张富鑫, 林崇文. 极高频生物医学电子学.电子科技大学出版社, 1993（8）陈英俊, 李洁, 黄平. 人体胃肠道窥视微机电系统设计与研制. 中国机械工程, 2006, 17(9)（9）黄胜, 黄平. 基于ov7930 芯片磁控人体胶囊式无线内窥镜的研究与实验. 机电工程技术, 2007, 36(12)（10）OmniVision Technologies. /（11）Micron Technology, Inc. /指导老师接受论文任务开始执行日期2013 年 3 月 4 日学生签名基于CMOS图像传感器的内窥微机电系统设计摘要在分析原有技术资料的基础上，提出一种新型的模拟式内窥微机电系统设计方案，并希望在系统的尺寸，性能等方面有所改善。
基于CMOS图像传感器的拍照技术研究
基于CMOS图像传感器的拍照技术研究在现代社会，拍照已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着科技的不断发展，拍照技术也日益地提高和完善。
其中，基于CMOS图像传感器的拍照技术成为图像采集领域的热门话题，它是数字相机、智能手机、平板电脑等电子设备采集图像信号的核心元件。
在本文中，我们将探究基于CMOS图像传感器的拍照技术的原理、发展历程及应用前景。
一、CMOS图像传感器的原理CMOS图像传感器是一种实现图像数字化的元件。
它由图像元素、读出电路和控制电路组成。
图像元素是CMOS的图像电荷耦合元件，它负责将光能转换为电信号，并将这些信号累积在一个基准电容中。
当累积达到一定程度时，就会被一次有效地读出，并转换为模拟信号；读出电路负责对模拟信号进行增益和放大，同时进行噪声抑制和模拟数字转换。
控制电路主要是由时钟、控制逻辑等部分组成，根据特定的工作模式进行控制。
二、CMOS图像传感器的发展历程CMOS图像传感器起源于20世纪60年代，由于CMOS技术的制造难度较大，使得CMOS传感器一直没有成为主流。
直到90年代，CMOS图像传感器出现了许多新的研究成果，加上CMOS制造技术的不断推进，CMOS图像传感器才逐渐走向了商业化和普及化。
近年来，CMOS图像传感器的发展也是飞速的。
CMOS制造工艺的进步，将芯片面积缩小到了纳米级别，使得CMOS图像传感器的像素尺寸更加微小、灵敏度更高，同时降低了成本和功耗。
此外，CMOS图像传感器已经得到广泛应用，从智能手机、平板电脑的摄像头，到安防监控和医学等领域，都有广泛的应用。
三、CMOS图像传感器在拍照技术中的应用CMOS图像传感器在拍照技术中的应用非常广泛。
例如，在智能手机和平板电脑的摄像头中，CMOS图像传感器可以实现自动对焦、自动曝光、白平衡等功能，还可以通过连拍功能来实现视频拍摄和连拍功能。
在安防监控领域，CMOS图像传感器具有高灵敏度和成像质量，可以帮助区分场景的细节差异，加强对入侵者的监控和识别。
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CMOS图像传感器的工作原理及应用摘要：随着集成电路制造工艺技术的发展和集成电路设计水平的不断提高，基于CMOS集成电路工艺技术制造的CMOS图像传感器由于其自身的优势，目前在诸多领域中得到了广泛的应用，市场前景广阔，所以对CMOS图像传感器的研究与开发有非常高的市场价值。
本文首先介绍了CMOS传感器的工作原理及应用现状，随后叙述了CMOS图像传感器的像元、结构及工作原理，着重说明了成像原理和图像信号的读取和处理过程，以及在数字摄像机，数码相机，拍照手机中的应用方式。
关键词：CMOS图像传感器、工作原理及应用现状The principle and application of CMOS image sensor Abstract:With the development of integrated circuit manufacturing technology and the continuous improvement of integrated circuit design level, based on CMOS integrated circuit manufacturing technology of CMOS image sensor due to its own advantages, the current has been widely used in many fields, wide prospect of market, so for CMOS image sensor research and development has a very high market value. At first, this paper introduces the working principle of CMOS sensor and application present situation, then describes the CMOS image sensor as yuan, structure and working principle, emphasize the imaging principle and image signal reading and processing, as well as in digital cameras, digital cameras, camera phones, the application of the way.Keywords: CMOS image sensor, the working principle and application status1引言CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。
CMOS 图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成这几部分通常都被集成在同一块硅片上。
其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。
在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。
目前，新型CMOS图像传感器不仅应用在数码相机，并且这项技术也广泛应用在中高端智能手机中，与我们的生活息息相关2 CMOS图像传感器相关技术2.1 像元结构和工作原理CMOS图像传感器的光电转换原理与CCD基本相同，其光敏单元受到光照后产生光生电子。
而信号的读出方法却与CCD不同，每个CMOS源像素传感单元都有自己的缓冲放大器，而且可以被单独选址和读出。
图2-1上部给出了MOS三极管和光敏二极管组成的相当于一个像元的结构剖面，在光积分期间，MOS三极管截止，光敏二极管随入射光的强弱产生对应的载流子并存储在源极的P．N 结部位上[1]。
当积分期结束时，扫描脉冲加在MOS三极管的栅极上，使其导通，光敏二极管复位到参考电位，并引起视频电流在负载上流过，其大小与入射光强对应。
图2-1下部给出了-个具体的像元结构，由图可知，MOS三极管源极P．N结起光电变换和载流子存储作用，当栅极加有脉冲信号时，视频信号被读出。
图2-l 光敏二极管和CMOS三极管组成的光电转换及光电存储元件和开关模型2.2 CMOS图像传感器阵列结构图2-2所示的是CMOS像敏元阵列结构，它由水平移位寄存器、垂直移位寄存器和CMOS像敏元阵列组成。
图2-3是CMOS摄像器件的原理框图。
如前所述，各MOS晶体管在水平和垂直扫描电路的脉冲驱动下起开关作用。
水平移位寄存器从左至右顺次地接通起水平扫描作用的MOS晶体管，也就是寻址列的作用，垂直移位寄存器顺次地寻址列阵的各行。
每个像元由光敏二极管和起垂直开关作用的MOS晶体管组成，在水平移位寄存器产生的脉冲作用下顺次接通水平开关，在垂直移位寄存器产生的脉冲作用下接通垂直开关，于是顺次给像元的光敏二极管加上参考电压(偏压)。
被光照的二极管产生载流子使结电容放电，这就是积分期间信号的积累过程。
而上述接通偏压的过程同时也是信号读出过程。
在负载上形成的视频信号大小正比于该像元上的光照强弱。
（1一垂直移位寄存器：2一水平移位寄存器；3一水平扫描开关；4一垂直扫描开关；5一像敏元阵列；6一信号线；7一像敏元）图2-2 CMOS像敏元列阵结构图2-3 CMOS摄像器件原理框图2.3 CMOS图像传感器的功能结构及工作原理主要论述CMOS图像传感器采集图像的过程及CMOS图像传感器的读出电路。
如图2-4所示，给出了CMOS图像传感器结构框图信号流程图，首先，景物通过成像透镜聚焦到图像传感器阵列上，而图像传感器阵列是一个二维的像素阵列，每一个像素上都包括一个光敏二极管，每个像素中的光敏二极管将其阵列表面的光强转换为电信号，然后通过行选择电路和列选择电路选取希望操作的像素，并将像素上的电信号读取出来，放大后送相关双采样CDS电路处理，相关双采样是高质量器件用来消除一些干扰的重要方法，其基本原理是由图像传感器引出两路输出，一路为实时信号，另外一路为参考信号，通过两路信号的差分去掉相同或相关的干扰信号，这种方法可以减少KTC噪声、复位噪声和固定模式噪声FPN(Fixed Pattern Noise)，同时也可以降低1／f噪声，提高了信噪比[12] 13]，此外，它还可以完成信号积分、放大、采样、保持等功能。
然后信号输出到模拟／数字转换器上变换成数字信号输出。
图2-4 CMOS图像传感器结构及信号流程图3 CMOS图像传感器应用实例3.1 数字摄像机现在市场上数字摄像机的品种已经很多了，多数使用CMOS彩色图像传感器制成，可以是线型图像传感器，也可以是面型图像传感器。
其结构图如图3-1所示。
图3-1 数字摄像机基本结构我们知道，对变化的外界景物连续拍摄图片，只要拍摄速度超过24幅／s，再按同样的速度播放这些图片，可以重现变化的外界景物，这是利用了人眼的视觉暂留原理。
外界景物通过镜头照射到COMS彩色图像传感器上，CMOS彩色图像传感器在扫描电路的控制下，可将变化的外界景物以25幅／s图像的速度转换为串行模拟脉冲信号输出。
该串行模拟脉冲信号经A／D转换器转换为数字信号，由于信号量很大，所以还要进行信号数据压缩。
压缩后的信号数据可存储在存储卡上，日本松下最新推出的P2存储卡容量可达64GB，也可以存储在专用的数码录像磁带上。
数字摄像机使用2／3in 57万像素(摄像区域为33万像素)的高精度CMOS彩色图像传感器芯片。
3.2 数码相机数码相机的结构与数字摄像机相似，只不过数码相机拍摄的是静止图像。
数码相机的基本结构如图3-2所示。
图3-2 数码相机基本结构变化的外界景物通过镜头照射到CMOS彩色图像传感器上，当使用者感到图像满意时，可由取景器电路发出信号锁定，再由CMOS彩色图像传感器转换为串行模拟脉冲信号输出。
该串行模拟脉冲信号由放大器放大，再由A／D转换器转换为数字信号，存储在PCMCIA卡(个人电脑存储卡国际接口标准)上。
该存储卡上的图像数据可送微型计算机显示和保存。
A ／D转换器输出的数字图像信号也可由串行口直接送微型计算机显示和保存。
3.3 彩信手机彩信手机也叫拍照手机．目前大都采用CMOS彩色图像传感器。
彩信手机的照相机功照由相机模组(摄像头)实现。
相机模组组成如图3-3所示。
图3-3 彩信手机相机模组组成框图相机模组属于有彩信功能的手机的基本配置，镜头和闪光灯安放在翻盖表面上。
开启面板上的照相功能键后，就可进行拍照。
被摄景物通过镜头照射到CMOS彩色图像传感器上。
CMOS彩色图像传感器将图像转换，为串行模拟脉冲信号，经A／D转换，送DSP数字信号处理器处理。
处理后的数字图像信号以YUV422的亮度和色度信号比例，送液晶屏显示。
用(OK)按键选定并拍照，图像数据存入存储器。
按(发送)键，该图像数据输送到手机的基带信号电路，与语音信号一样，调制到射频频率上发送到对方手机。
CMOS传感器被认为是拍照手机的理想解决方案，它的优点是制造成本I较CCD更低，功耗也低得多(手机可接受的功耗为80。
lOOmW)，速度快。
只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，也无法达到CCD那样高的分辨率，但对640×480像素分辨率(35万像素)的手机摄像头来说，CMOS已足以应付。
日本东京Y Media公司将高分辨率与低噪声技术相结合，已推出YM-3170A型CMOS传感器，该CMOS传感器基于0．251um技术设计规范，在1／2in大小的感光面积中总共有2056×1544像素阵列(其中实际有效像素为2048×1536)，每个像素的大小为3．3u m×3．3 um。
连拍速度最高能够达到120张／s。
用手机拍照，应注意景物光线必须充足。
最近500万像素的CMOS拍照手机也已投入市场，但用手机发送照片时会因数据量大，增加发送和接收时间。
随着科技的进步，CMOS图像传感器的不断发展，4100万像素的手机也已经面世，目前的移动设备主流像素水平普遍在1300万像素，相信在不久的将来，移动设备，智能手机也将取代专业的数码相机，成为大家拍照的首选。
4结束语CMOS 图像传感器正在向高灵敏度、高分辨率、高动态范围、集成化、数字化、智能化的“片上相机”解决方案方向发展。
芯片加工工艺不断发展, 从0.5 μm→0.35 μm→0.25 μm→0.18 μm, 接口电压也在不断降低, 从 5 V→3.3 V→2.5 V/3.3 V→1.8 V/3.3 V。