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利用可变时间多采样部分转移技术优化CMOS图像传感器，以实现全帧高动态范围，并具备卓越的低光和停格拍摄能力

DOI：10.2352/issn.2470-1173.2017.11.imse-186 期刊：Electronic Imaging 出版年份：2017 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 差分二进制像素技术是一种基于阈值的时序、读出和图像重建方法，通过在标准四晶体管（4T）像素CMOS图像传感器（CIS）中采用亚帧部分电荷转移技术，实现具有定格动画效果的高动态范围视频。该技术可将低光环境下的信噪比（SNR）提升高达21dB。该方法已在台积电65nm 1.1μm像素工艺的100万像素（MP）测试芯片阵列上通过硅验证，并与传统全电荷转移的4倍过采样技术进行对比。测试芯片还与iPhone 6s后置摄像头进行比较，展现出更优越的高动态范围视频性能。
作者： Salman Kabir，Craig Smith，Frank Armstrong，Gerrit Barnard，Michael Guidash，Thomas Vogelsang，Jay Endsley
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用差分二进制像素技术在CMOS图像传感器中实现全画幅高动态范围，具备卓越的低光和停帧运动捕捉能力。

研究成果

差分二进制像素技术相比传统方法和iPhone 6s后置摄像头，能将低光环境下的信噪比显著提升高达21分贝，并实现卓越的HDR视频性能。该方法为在不增大像素尺寸的前提下提升CMOS图像传感器的动态范围和低光表现提供了可行方案。

研究不足

该研究的局限性在于所采用的特定技术节点（台积电65纳米）和像素尺寸（1.1微米），可能无法代表CMOS图像传感器技术的最新进展。此外，与iPhone 6s后置摄像头的对比可能未涵盖实际应用中的所有变量。

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