数字像素系统(Digital Pixel System)

简介

Pixim公司的数字像素系统(DPS)技术是一个突破性成像系统，该技术极大地增强了众多应用中的视频和静止图像的捕捉能力。DPS技术扩展的动态范围、快速读出速度、系统级芯片集成能力以及低工作功率是现有图像捕捉和处理技术的一个极大的进步。

固态图像传感器技术可以追溯到上世纪六十年代晚期第一个电荷耦合器件(CCD)的发明。1990年出现了CMOS活动像素传感器(APS)，随后DPS平台开始发展。DPS技术的发明源于斯坦福大学(Stanford University)长达八年以上的研究工作。

数字像素系统将Pixim公司新兴像素架构的固有优势与嵌入式处理器设计的新进展结合起来，可向制造商提供能够轻松整合到各种下一代产品的先进成像系统。

图像系统类型

图像传感器一般分为三大类：CCD、CMOS APS以及Pixim的数字像素系统技术。CCD传感器是原始的图像传感器技术，它需要复杂的实现系统和高制造成本的工艺，从而限制了其在许多市场中的发展。上世纪九十年代早期，随着新兴CMOS制造技术的出现，CMOS APS (活动像素传感器)产品得到发展，并成为低端市场中CCD传感器的主要替代产品。DPS(数字像素系统)产品则源于上世纪九十年代中期斯坦福大学(Stanford University)的技术突破。

相比现有技术，DPS技术可以提供增强的功能，包括：

1．单次日光过程中图像的多级采样，可获得高帧速率和宽动态范围；

2．数字地采样，可获得高分辨率和图像品质；

3．集成图像处理功能，可减少功耗和占板面积；

4．温度和空间过滤，可获得清晰图像；

5．超低功耗；

6．高信噪比。

相比CCD和CMOS APS，DPS平台可以大幅改进图像品质，并给相机设计工程师和制造商带来更多灵活性。

数字像素系统技术概述

在多变的光照环境和宽动态范围场景中往往同时有暗区和亮区，而数字像素系统的独特架构和紧密结合的成像软件在这种环境下仍然可以提供出色的图像品质。相比电荷耦合器件(CCD)或CMOS活动像素传感器(APS)，在类似的录像机应用中采用DPS技术将获得质量得到大幅提高的宽动态范围图像。

Pixim最初的基于DPS技术的产品线由高集成度双芯片集组成，包括数字图像传感器和数字图像处理器芯片。芯片互连和用户接口的布局相当简单。用户接口包括可定制菜单式在屏幕显示(OSD)、开关和电位计，组合形式多种多样。

制造商可以定义哪些设置用于用户控制，哪些设置是固定的，由工厂设置。必要时，固定设置可以被锁定，以便这些设置无法被找出或被更改。

另外，基于DPS技术的相机还具有以下功能：

1．可编程曝光控制，可配置噪声抑制和更宽的动态范围；

2．数字视频输出和/或模拟复合视频输出；

3．其它传感器一般会出现的固定模式噪声问题得到缓解；

4．采用图像处理器芯片提供的数字信号处理功能包括数字全景/倾斜/缩放、自动白平衡和颜色校正。