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JSSC 2006第3期Image Sensors

MATIA A Programmable 80 22Wframe CMOS Block Matrix Transform Imager Architecture

介绍了一种可编程CMOS块矩阵变换成像器架构MATIA,支持图像矩阵运算,具有高填充因子和低功耗。
80μW/frame, 46% fill factor
CMOS矩阵变换可编程低功耗成像器
创新点1:可编程矩阵运算(系统创新) - 该架构通过浮栅存储任意矩阵系数,实现了在片上进行灵活可编程的矩阵运算,支持多种图像处理算法(如卷积、块变换),突破了传统图像传感器仅能捕获原始数据的限制。
创新点2:高填充因子设计(电路创新) - 采用特殊像素结构,在实现矩阵乘法功能的同时保持46%的高填充因子,与常规有源像素传感器(APS)相当,兼顾了计算能力和光学灵敏度。
创新点3:亚阈值域低功耗运行(电路创新) - 芯片工作在亚阈值区域,功耗低至80μW/帧,相比传统数字处理方案显著降低能耗,适合嵌入式视觉应用。
创新点4:模块化可编程架构(系统创新) - 提出模块化设计理念,支持JPEG/Motion JPEG等不同算法的硬件实现,验证了架构的通用性和可扩展性。
Abstract
In this paper, we introduce our CMOS block MAtrix Transform Imager Architecture (MATIA). This imager is capable of performing programmable matrix operations on an image. The imager architecture is both modular and programmable. The pixel used in this architecture performs matrix multiplication while maintaining a high fill factor (46%), comparable to active pixel sensors. Floating gates are used to store the arbitrary ma- trix coefficients on-chip. The chip operates in the subthreshold domain and