应用于帧差型传感器的带数据压缩的读出电路设计
CSTR:
作者:
作者单位:

(大连理工大学集成电路学院,辽宁大连 116024)

作者简介:

李泽豪(1997-),男,河北省邢台市人,硕士研究生,主要研究方向为数模混合集成电路设计;常玉春(1973-),男,教授,博士生导师,研究方向包括 CMOS图像传感器及图像信号处理电路等。

通讯作者:

中图分类号:

TP391. 41

基金项目:

中央高校基本科研业务费项目(DUT23RC(3)031);国家自然科学基金项目(62304030).


Design of readout circuit with data compression for frame difference sensors
Author:
Affiliation:

(School of Integrated Circuits,Dalian University of Technology,Dalian 116024,CHN)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    设计了一种基于 180 nm CIS工艺的帧差型传感器(Frame Difference Sensor,FDS)读出电路,该电路具备数据压缩功能,旨在降低数据传输带宽和存储压力。通过分析 FDS与动态视觉传感器的地址事件表示两种数据输出格式的优缺点,提出了一种自适应切换数据输出模式的读出电路架构。该电路能够根据事件密度动态选择最优的数据压缩方式,从而有效减少冗余数据。电路设计中采用自调零技术以降低事件编码电路的失调电压,仿真结果表明,该技术将失调电压对量化结果的影响从 38. 77 mV降至 1. 185 mV,显著提高了电路的精度和稳定性。此外,电路帧率可在 375 fps到 1 627 fps之间动态调整,满足不同场景的需求。实验结果表明,该电路在事件稀疏场景下表现出色,视频压缩比最高可达 98%,显著提高了数据传输和存储效率。

    Abstract:

    This paper introduces a readout circuit for a frame difference sensor based on the 180-nm CIS process. The data compression feature of the circuit reduces data transmission bandwidth and storage pressure. The advantages and disadvantages of the two data output formats,viz. frame difference and address-event representation,which are used in dynamic vision sensors,are analyzed to design a readout circuit that can adaptively switch between data output modes. This circuit dynamically selects the optimal data compression method based on event density,thereby effectively reducing redundant data. The auto-zeroing technology is employed to reduce the offset voltage in the event encoding circuit. Simulation results show that the auto-zeroing technique reduces the impact of offset voltage on quantization results(from 38. 77 to 1. 185 mV),thus significantly improving the accuracy and stability of the circuit. Additionally,the frame rate can be dynamically adjusted between 375 and 1627 fps to satisfy the requirements of different scenarios. Experimental results indicate that the circuit exhibits outstanding preformation in sparse event scenarios, with a maximum video compression ratio of up to 98%,which significantly enhances the efficiency of data transmission and processing.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李泽豪,葛晓龙,李昱天石,曲杨,姜茜,常玉春.应用于帧差型传感器的带数据压缩的读出电路设计[J].半导体光电,2025,46(3):423-431. LI Zehao, GE Xiaolong, LI Yutianshi, QU Yang, JIANG Qian, CHANG Yuchun. Design of readout circuit with data compression for frame difference sensors[J].,2025,46(3):423-431.

复制
分享
相关视频

文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2025-03-15
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2025-07-28
  • 出版日期:
文章二维码

漂浮通知

①关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
②《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注