[發明專利]高速大面陣多通道CMOS圖像傳感器數據訓練方法

有效

• 申請號: 201911377190.8
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111064862B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 石俊霞;郭永飛;姜肖楠;司國良;寧永慧;袁航飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/04
• 分類號: H04N5/04;H04N5/374;G06K9/62
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

高速大面陣多通道CMOS圖像傳感器數據訓練方法，涉及CMOS成像技術領域，解決現有CMOS圖像傳感器各通道數據采用相同的訓練方法，導致難以確保所有通道都訓練成功的問題，包括位訓練、字訓練和通道訓練，本發明方法為通道可調參數的訓練方法，來適應不同通道間數據差異的特性。通過參數調整，可以獲得不同通道的數據特性，最后為每個通道選擇一組最佳參數，使得訓練結果準確且穩定。在數據頻率為540MHz的條件下可以同時對CMOS圖像傳感器的42個通道訓練成功，采集到穩定的圖像數據，該方法在最大、典型和最小工況下均能有效的對CMOS數據進行訓練。

技術領域

本發明涉及CMOS成像技術領域，具體涉及一種高速大面陣多通道CMOS圖像傳感器數據訓練方法。

背景技術

空間遙感相機發展的重要方向就是高速大視場成像，而CMOS圖像傳感器在實現高速大視場成像具有其獨特的優勢，其大面陣可以做到單片圖像傳感器實現10*10K的像素成像，同時由于其結構簡單，不需要額外的信號處理電路，CMOS圖像傳感器在空間遙感領域應用廣泛。但是由于制造工藝等原因，CMOS輸出的LVDS數據和時鐘之間不同步，且不同通道之間數據時鐘的傳輸延遲各不相同，為了確保圖像采樣正確，同步CMOS輸出的LVDS數據，需要對CMOS數據進行訓練。CMOS圖像傳感器輸出數據在每次上電之后相位都可能發生變化，因此需要在每次上電之后都重新訓練，另外由于大面陣CMOS圖像傳感器通道數較多，通道之間存在差異性，這也給訓練帶來一定的難度，因此需要一種行之有效的訓練方法，確保多通道面陣CMOS圖像傳感器訓練成功，相機輸出穩定準確的圖像。訓練共包括三個步驟，位訓練、字訓練和通道間訓練。位訓練是通過對數據進行移動調整來尋找數據的有效起始位置和結束位置；字訓練的目的是對齊數據的起始結束位置；通道訓練的目的是將各通道間數據進行同步。傳統訓練方式均是對于CMOS圖像傳感器各通道數據采用相同的方法進行訓練。

傳統訓練方式對于CMOS圖像傳感器各通道數據采用相同的方法。這對于低速相機而言是可行的，因為速度低意味著數據保持時間較長，對于數據采樣也相對而言容易，但是，對于高幀頻多通道CMOS圖像傳感器而言，由于LVDS數據頻率較高，數據有效時間較短，再者不同通道之間存在較大的不一致性，如果采用相同的方式進行訓練很難確保所有通道都訓練成功或達到最佳訓練效果。

發明內容

本發明為解決現有CMOS圖像傳感器各通道數據采用相同的訓練方法，導致難以確保所有通道都訓練成功的問題，提供一種高速大面陣多通道CMOS圖像傳感器數據訓練方法。

高速大面陣多通道CMOS圖像傳感器數據訓練方法，FPGA產生CMOS圖像傳感器工作時序并接收CMOS圖像傳感器輸出的LVDS圖像數據，FPGA接收圖像數據并進行訓練、存儲及處理，圖像采集計算機用于采集輸出的圖像數據；其特征是：所述FPGA對接收的圖像數據進行位訓練、字訓練和通道訓練；具體由以下步驟實現：

步驟一、位訓練；

CMOS圖像傳感器輸出14bit串行數據，FPGA內部采用36bit寬度進行移位，FPGA內部通過IDELAY調節輸入串行數據位置尋找訓練字，

要求連續檢測到M次訓練字，通過IDELAY反方向調整串行輸入數據N次，取連續M次采集到訓練字的中間位置作為數據采樣位置；

步驟二、字訓練；

所述字訓練通過記錄同步信號到CMOS輸出訓練字的距離來實現；從位訓練成功后的第一個同步信號開始，每個時鐘字訓練計數器從0開始計數，直到采集到并行數據為訓練字計數器停止計數，保存該計數器值，作為CMOS圖像傳感器各通道讀取圖像數據的起始位置；

步驟三、通道訓練；

完成字訓練后開始進行通道訓練，將數據寫入RAM，各通道在檢測到第一個有效像元時分別開始進行RAM的寫操作，確保每個通道的第一個像元存儲位置均為RAM的0地址。

本發明的有益效果：