基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合虚拟增强现实（MR）技术、自动驾驶、物联网以及机器视觉等领域的飞速发展，对图像传感器的采集速度提出了更高的要求。传统基于“帧”扫描形式的CMOS 或 CCD 图像传感器较难满足高速运动物体的拍摄需求，若提高相机的图像采集帧率，则需要采用高性能且结构复杂的模数转换器，大量的图像会带来较大的数据冗余，此外，也会面临功耗高的问题。 相比于传统的光电和图像传感器，生物视网膜具有许多不可比拟的优势。视网膜中的光感受器可根据外界光强的变化自适应调节增益，能够感知超过 180dB 的光强范围。另外，视网膜基于事件驱动式的采集方式，仅输出场景中光强发生变化的信息，因而，能够滤除低频信息带来的冗余。在信号处理和传输上，采用异步通信的方式，通过神经节细胞将光强信息转换为时空脉冲信号，实现低功耗。 受到生物视网膜的启发，研究人员提出了基于事件驱动方式的仿生视觉图像传感器，用于高速场景的拍摄。该类传感器多采用对数像素电路作为光强探测单元，因其动态响应范围宽，可随机读取。然而，对数电路在弱光环境下灵敏度低，几乎没有光响应，即仍然无法模仿视网膜弱光下的高灵敏度，除此之外，其输出受到 (Fixed Pattern Noise，FPN)的影响，降低了图像质量。 我们提出了一种兼容 CMOS 工艺的光敏二极管体偏置场效应晶体管器件(PD- body biased MOSFET，简称 PD-MOS)，其结构图和等效电路如图 1所示。 利用 PD 的感光特性以及 MOSFET 的正向衬底偏置效应实现集成光强探测及信号放大于一体的光电器件。该器件可解决对数电路在弱光下灵敏度低的问题，并且提出了一种明暗传感器的方案以降低噪声。设计成像测试方案并搭建静态图像采集测试系统，实现静态显示，通过 MTALAB 进行图像恢复从而实现动态图像显示功能。   图 1 (a) PD-MOS 器件结构及其 (b) 等效电路图 经过商用 180nm CMOS 工艺流程制备后的器件概貌如图 2 所示，图 (a) 为三种不同像素设计的芯片实物图，从上至下分别为环形结构、条形结构及对数像素电路，将其中的环形结构在显微镜下放大观察可看到图 (b) 所示的形貌，图 (c) 为4个像素的显微图。   图 2 (a) PD-MOS 成像阵列芯片的实物图，(b) 环形结构芯片在显微镜下的放大图以及 (c) 环形结构像素放大图 上位机实时显示效果如图3所示，可以明显看出两根头发相交。子图 (a) 为暗态时的 100 帧平均灰度图，子图 (b) 为暗态时的曲面图，子图 (c) (e) (g) (i) 为光态下的图，子图 (d) (f) (h) (j) 为光态下的图像数据减去暗态下图像数据的降噪图，可以发现在30nw/cm2 辐照度下已经出现头发的轮廓，当辐照度继续增加，头发的轮廓越来越清晰，当辐照度达到 3mw/cm2，仍然可以看到头发的轮廓。   图 3 阵列芯片采集的图像 不同于传统计算机视觉系统的图像采集方式，生物视觉系统的成像由视野场景中发生的事件触发，且生物视网膜具有宽动态响应范围、超低功耗以及异步传输等特点，这为仿生视觉系统的研究提供了全新的思路。随着物联网、自动驾驶以及安防等领域的快速发展，它们对高速动态图像传感器的需求也日益提升。近些年，针对这些需求，研究人员提出了一种用于采集高速动态信息的类视网膜相机，成为了一大热点研究方向。类视网膜相机的工作原理模拟了生物视网膜事件驱动型的采集方式及异步型的传输模式，为动态视觉成像提供了硬件基础。综上，该类传感器的研究具有十分重要的科研意义和深远的经济价值。

短波红外(SWIR)光电探测器可探测1.0–3.0μm的光谱，可广泛应用于遥感、成像和自由空间通信等领域。传统的商用SWIR光电探测器主要依赖于HgCdTe或InAs/GaSb II–型超晶格和InGaAs/GaAsSb II–型量子阱，但是它们都存在一些瓶颈。譬如，HgCdTe半导体存在原料毒性和均匀性差、产率低等问题。而且，HgCdTe SWIR光电探测器必须在低温下工作才能抑制热噪声，以此获得较高的比探测率。此外，基于II

美智光电科技股份有限公司，是美的集团的企业成员伙伴，专注于照明及智能前装产品、方案设计、研发、生产和销售的高新技术企业，产品涵盖智能灯光、智能控制、智能安防及智能吊顶等，致力于成为以智能设备、智能场景和物联网为核心领先的智慧空间解决方案提供商，让科技服务舒适人居空间。 主营产品品类：智能照明、智能浴霸、智能门锁、智能开关面板、智能晾衣架等智能家居场景产品。 美智光电对产品生产及产品品质把控严苛，先后获得了环境管理体系认证、质量管理体系认证证书、职业健康安全管理体系认证三大体系认证，检测中心获得了CNAS认可实验室认可证书和中国标准化研究院能效标识管理中心授权LED照明产品认可企业实验室，主要产品获得了TÜV南德首个室内加热器类产品China Mark认证、CCC、CQC、CE、CB等国内外知名认证及德国红点奖、德国iF设计奖等专业大奖。

郑州高新区佛光电子电器厂创立于2002年8月，公司位于国家郑州高新技术产业开发区，是一家从事教学无线耳机、电视遥控无线耳机、电脑无线耳机、车载无线耳机、电脑数码产品、无线导游系统设计开发，生产销售的专业制造厂商，自主品牌有艾本AIBEN；公司以"创行业先锋，与客户，员工，社会共同发展"为企业理念，严格遵循 "勇于创新，坚持不懈，相互协作，共同发展"的经营原则。   公司现有员工150多人，其中高级技术人才占20%，厂房占地面积3000平方米。雄厚的技术力量，先进的生产工艺，严格的产品检测，优良的售后服务，使本厂电视无线耳机系列产品，成为国内外许多知名企业的合作伙伴，康佳、创维、海信、厦华，TCL等均为我公司的长期客户。教学无线耳机产品，在国内教育界享有极高的信誉，产品屡次在大中院校采购招标中中标，而且已被全国多家中高考招生办公室指定为外语听力考试专用听音设备。    公司先后在北京、上海、广州、成都、郑州、石家庄等国内30多个城市建立了营销网络，产品销售覆盖全国主要的大、中城市，目前正努力拓展海外市场。 本公司视产品质量为企业生命，关键元器件全部采用进口器件，普通元件均采用国内大厂定牌产品，生产过程中采用波峰焊机自动焊接，自动流水线装配。 主营产品: 无线耳机；无线耳机价格；教学无线耳机；电脑无线耳机; 电视无线耳机；听力考试耳机；英语听力耳机; 校园广播耳机;四六级考试耳机；听力耳机；教学耳机；USB迷你数码音箱；无线导游系统；QQ精灵；遥控无线耳机。

实验内容 1、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解； 2、测量普朗克常数 h； 3、测量光电管的伏安特性曲线

京津冀三地教育融合发展逐步深化，教育改革创新与产业转型、区域发展结合更加紧密，产教融合共同体建设需要政府、高校、企业等各方努力和协作，通过搭建育人平台、构建运行机制、创新人才培养模式，推动共同体建设深入发展。天津市大学软件学院基于十余年的先行先试，围绕“更好发挥企业重要主体作用，促进人才培养供给侧和产业需求侧结构要素全方位融合”等产教融合深化课题，不断探索创新，凝练成果，创建了“需求传导明确、校企高效协同、资源集约共享”的校企协同育人组织形态，即产教融合共同体的实现路径，为高校开展产教融合、校企合作提供可复制可借鉴的经验。

一、 项目简介本项目所研究的疲劳监测告警系统以视频流为基础，通过先进的图像处理技术，可以实时利用眼部和嘴部的特征对监测对象的疲劳状态进行判定，同时在监测对象发生疲劳时给予告警。二、 项目技术成熟程度项目与中国民航大学安全科学研究所联合开发，所开发的原型系统可在一般光照情况下对监测对象的疲劳状态进行判定。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）项目于2009年完成项目验收。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）主要用于航空管制员、驾驶员以及其它特定对象的疲劳状态监测，在目前的安全科学领域具有一定应用价值。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）整体每套设备投资约为3万元，需在指定监控地点安装摄像机以及PC机。六、 生产设备系统需摄像机一部，高性能PC机一台，以及必须的辅助软件。七、 效益分析  系统可自动监测被监测人的疲劳状态，可用于航空管制员、驾驶员以及其它行业的工作疲劳监测，可为管理部门提供有效的监测数据。八、 合作方式软件使用权转让，包括软件的安装和培训。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）于明，e-mail: yuming@hebut.edu.cn十、高清成果图片3-4张