吴南健

(中国科学院半导体研究所 超晶格国家重点实验室,北京 100083)

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视觉是人类感知外部世界的最重要手段,人类从外部环境获取信息中的80%是视觉信息。如图1所示人的视觉信息系统包括人的眼睛和大脑。人的眼睛是一个典型的图像传感器,能够摄取图像并且进行一些噪声去除等初级图像处理。人的大脑神经元网络是一个视觉图像处理系统,具有非常强的、对所摄取的视觉信息进行并行处理的能力。

加州理工学院Mead[1]和东京大学石川正俊[2]最先提出了视觉片上系统 (SoC)芯片的概念。如图2所示视觉SoC芯片是一种集图像传感器和图像信息处理电路为一体,实现高速实时视觉信息处理的片上系统芯片。视觉SoC芯片能够模仿人的视觉和大脑图像处理系统进行图像摄取、实时图像信息并行处理和控制外部设备等完整的系统操作。它具有图像处理速度快、功能强、功耗低、体积小和成本低的优点,在高速运动目标的实时追踪、机器人视觉系统、图像识别、智能交通、虚拟现实及各类智能化玩具等领域具有广泛的应用前景。是当今图像传感和图像处理系统芯片研究领域最前沿的研究课题之一。

近年来国内外研究机构纷纷投入了大量资金和研究人员支持视觉SoC芯片的关键技术研究,取得了一系列重要的进展。加州理工大学[1]、东芝公司和麻省理工大学[3]、爱丁堡大学[4]、东京大学[5-6]、斯坦福大学[7]、Burgundy大学[8]、约翰霍普金斯大学[9]、曼彻斯特大学[10]、静……