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研究生: 蔡孟元
Meng-Yuan Cai
論文名稱: 影像感測器之內建自我修復裝置設計
A Built-In Self-Repair Scheme for Image Sensors
指導教授: 黃錫瑜
Shi-Yu Huang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 英文
論文頁數: 52
中文關鍵詞: 感測器修復
外文關鍵詞: CMOS, Image, Sensor, built, repair
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  • 我們利用移動向量以及移動估測的設計,使得CMOS影像感測器的感測陣列擺脫動態隨機瑕疵的困境.近年來的數篇相關論文的發表,但增加面積增加了成本的考量,以及無法區分因電路雜訊產生的瑕疵或本來不為瑕疵的自然亮點(第三章的實驗),而將它們一併消除,我們則傾向於如何有效率的改善畫面品質,在不增加太大面積的情況下,亦能改善偵錯效能,在最後一篇章節我們做了一些實驗有效將亮點暗點消除.
    第一章 簡介
    隨著製程的革新,使得CMOS影像感測器的感測陣列正面臨著動態隨機瑕疵的考驗.近年來,已有數篇相關論文的發表,但增加的面積的同時卻也增加了成本,有些簡單的偵錯電路設計此時應運而生.但目前的這些電路設計,無法區分因電路雜訊產生的瑕疵或本來不為瑕疵的自然亮點,而將它們一併消除,如何有效率的改善畫面品質,在不增加太大面積的情況下,亦能改善偵錯效能,便是CMOS影像感測器的重要課題.因此我們的目標,即為做出一個符合此需求的感測器.
    第二章 背景知識
    在這一章節中,我們將帶大家介紹目前所使用的影像感測器的內部構造.及前人的努力所做出的架構.搭配上我們的CMOS Image Sensor做出應用.
    第三章 兩種修正理論
    目前節省面積的設計,及其他可能出現的嘗試,做一個分析整理.
    在面積不過分增加的情況下,達到合乎效能偵錯達到標準的能力.
    但實驗結果為這些理論的大自然亮點也跟著消除了.
    第四章 移動修正理論
    在本章節中,我們利用移動向量以及移動估測來達成修正拍照圖像的方法.再此也詳細說明移動估測的細部各單元如何構成以及如何操作.
    它包含了四個細部單元,在面積不過分增加的情況下,達到合乎效能偵錯達到標準的能力,即辨識大自然亮點的能力.
    第五章 實驗結果
    我們利用移動向量以及移動估測的設計,使得CMOS影像感測器的感測陣列擺脫動態隨機瑕疵的困境.近年來的數篇相關論文的發表,但增加面積增加了成本的考量,以及無法區分因電路雜訊產生的瑕疵或本來不為瑕疵的自然亮點(第三章的實驗),而將它們一併消除,我們則傾向於如何有效率的改善畫面品質,在不增加太大面積的情況下,亦能改善偵錯效能,在最後一篇章節我們做了一些實驗有效將亮點暗點消除.
    第六章 結論
    最後我們利用移動向量以及移動估測的設計,使得CMOS影像感測器的感測陣列可擺脫動態隨機瑕疵的困境並可區分因電路雜訊產生的瑕疵或本來不為瑕疵的自然亮點,我們有效率的改善畫面品質,在不增加太大面積的情況下,亦能改善偵錯效能.


    In this thesis we present a self-repair scheme. This feature is using motion estimation and motion compensation. First, user takes two pictures. After that, the scheme will compare with them, get information from former picture and later one. With slight change, the scheme will recognize the relative position from one to another. By statistics, permanent and intermittent faults are separated. We also have some experiments, to test some former designs about the repair scheme of sensor array, put them in Chapter three.

    Contents 1. Introduction 16 1.1 Motivation …………………………………………………………………..17 2. Preliminaries 18 2.1 Background ………………………………………………………………..18 2.2 Pixel Cell…………………………………………………………………...20 2.3 CDS………..…………………………………………………………….21 3. Two Correction Methods 23 3.1 First Correct Method……………………………………………………..23 3.2 Second Correction method ………………………………………………..26 3.3 Conclusion…..……………………………………………………….28 4. The correction Method Using Motion 30 4.1 Motion Estimation and Motion Compensation…………………………30 4.2 Global Search block-match algorithm ….…………………………………32 4.3 Motion Estimation unit………………………………………..36 4.4 Operation Unit Array……………………………………………..38 4.5 Search Array Memory………………………………………………39 4.6 Address Generation Unit……………………………………..42 4.7 Control Unit………………………………………………….44 4.8 How to get the right picture………………………………………………46 5. Experimental Results 47 5.1 Chip Characteristics……………………………………………………….47 5.2 Simulation Results…………………………………………………………48 6. Conclusion 49 Bibliography 50

    Bibliography

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    [13] D. Yang, A. El Gamal, B. Fowler, and H. Tian, “A 640x512 CMOS Image Sensor With Ultra Wide Dynamic Range Floating-Point Pixel-Level ADC,” Proc. of International Solid-State Circuits Conf., pp. 308-309, Feb. 1999.

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