当处理焦点平面图像时,电流模式成像为共模有源像素传感器提供一个很有吸引力的选择。在电流模式电路中,不但可以直接实现基本的算术运算功能如加法、减法和乘法,而且在这种模式下也可以实现积分和非线性变化。目前,对基于电流复制电路、电流扩展电路以及具有可编程镜像比电流的模拟储存器进行了论证[450,206]。在图像传感器阵列的情况下,这些模式可以应用到连续时间或光电流积分中,以完成各种像素内部和像素之间的信号处理任务。
图4.13 连续时间模式、电流模式下的像素读出电路
a）连续时间模式 b）电流模式下的像素读出电路
图4.13a中给出了连续时间电流模式像素的基本电路,这种电路具有电流镜像读出功能。非均匀电流镜像比可用于放大光电流。像其他连续时间的光电路一样,这种结构具有在低光条件下感光度低、非线性以及固定模式噪声高的缺点。图4.13b给出了光敏二极管电流模式像素积分的原理图。由于电流模式成像仪的图像质量[368]较低,所以在使用上远没有电压模式的CMOS有源像素那么普遍。多重采样或速度饱和读出的方法用于减少FPN,能达到预期的结果[395,427,220,585,586]。在参考文献[70]中提到了一个百万像素的电流介导成像仪[368]的低功耗技术。(www.xing528.com)
无论是在焦平面图像处理器领域中,还是在细胞神经网络硬件阵列实现中,电流模式像素电路和信号处理都发挥了很大作用。在参考文献[450]中,更深层次地介绍了电流模式技术如何应用到处理焦平面上以及图像检测和处理方面[160]。在参考文献[202]中,提到了基本电流模式,初级视觉是256×256的像素整列,并且在参考文献[148]中描述了一个能完成简单视觉任务的模拟阵列处理器,它具有二进制成像以及可编程的内部像素处理功能。受生物学启发,人们利用电流模式技术研究出模拟平行阵列处理器,在参考文献[94]中给出了具体说明。在过去的几年里,人们千方百计地实现了复杂的时空处理[101,169,219,206,360,359,391]。
为了使焦平面低级别图像处理得到应用,人们利用电流模式的模拟电路技术,开发了具有软件可编程功能和单指令多数据（SIMD）处理器阵列的单信道单脉冲信息处理机,在参考文献[151,152]中详细介绍了这种处理机。ACE16k[323,451]是复杂视觉片上系统的第三代产品[164,163,148],包含128×128个混合信号SIMD处理单元阵列,具有可配置的光学传感器,该光学传感器能够相应以300km/s操作速度执行各种早期视觉任务（见表4.3）。
表4.3 像素中有模拟可编程或者数字处理单元的视觉芯片对比[335]
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