Procesamiento digital óptimo de la señal de vídeo de un sensor de imagen Skipper-CCD

Autores
Becerra, Lucas
Año de publicación
2024
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis de maestría
Estado
versión publicada
Colaborador/a o director/a de tesis
Fernández Moroni, Guillermo
Sofo Haro , Miguel
Descripción
Fil: Becerra, Lucas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Tesis de Maestría en Ciencias de la Ingeniería. Mención Telecomunicaciones; Argentina.
Los sensores de imagen Skipper-CCD poseen una arquitectura de lectura que permite la toma de muestras no destructivas de la carga de cada píxel [1], facilitando la obtención del valor de la carga mediante el promedio de múltiples muestras. Desarrollado en 1990 [2], este dispositivo ha demostrado recientemente un error de lectura de 0.068 electrones con 4000 muestras por p´ıxel, permitiendo contar con precisión el número exacto de electrones en cada píxel [3]. Sin embargo, este logro se alcanza a costa de un tiempo de lectura prolongado por píxel. La determinación del valor de carga en sensores CCD y Skipper-CCD se realiza mediante la diferencia entre dos niveles de tensión en la salida de la etapa amplificadora. La técnica convencional para estimar el valor de carga es el Correlated Double Sampling (CDS), ´optima en condiciones ideales, pero no en la práctica debido a la presencia de ruido correlacionado y distorsiones. Recientemente, se ha desarrollado un sistema de lectura digital [4] [5] que permite la implementación de filtros óptimos. Los resultados obtenidos sugieren que el procesamiento digital de señales puede mejorar la precisión en la medición de la carga del píxel [6] [7]. Este trabajo de investigación aborda la optimización del proceso de estimación de carga en sensores de imagen CCD, superando las limitaciones del técnica estándar Correlated Double Sampling (CDS). Aunque el CDS es ´optimo para condiciones ideales de ruido blanco, no considera el ruido correlacionado de baja frecuencia (1/f) y las distorsiones introducidas por la función transferencia del canal de lectura. En este estudio, se analiza el impacto del ruido de Jitter durante la etapa de transferencia de carga y se propone una nueva estrategia para mejorar la precisión de la estimación de carga. Los resultados obtenidos demuestran que la inclusión del ruido de Jitter en el modelo de simulación permite una mejor comprensión de las limitaciones del CDS y abre nuevas perspectivas para el diseño de Filtros Óptimos en condiciones reales. En esta Tesis, se propone el desarrollo de un filtro ´optimo mediante técnicas de filtrado digital, que aproveche la información de la función de transferencia del canal de lectura y el espectro de ruido medido del amplificador. El objetivo es minimizar la varianza en el error de lectura, logrando un Filtro Optimo en sentido estadístico. Esta Tesis se centra en el diseño y síntesis de un nuevo algoritmo para la implementación digital de este Filtro Optimo.
Fil: Becerra, Lucas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Tesis de Maestría en Ciencias de la Ingeniería. Mención Telecomunicaciones; Argentina.
Materia
Electrones
Píxeles
Correlated Double Sampling
Ruido de Jitter
TECHNOLOGY
Telecomunicaciones
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Repositorio
Repositorio Digital Universitario (UNC)
Institución
Universidad Nacional de Córdoba
OAI Identificador
oai:rdu.unc.edu.ar:11086/559077
Acceder
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