受人類視網(wǎng)膜工作機(jī)制的啟發(fā),動(dòng)態(tài)視覺傳感器（Dynamic Vision Sensor,DVS）由于其有諸多優(yōu)于傳統(tǒng)的基于幀的圖像傳感器的某些優(yōu)勢(shì),近來已成為研究熱點(diǎn)。DVS中的像素不是在積分模式下工作,而是通過前端對(duì)數(shù)光電探測(cè)器連續(xù)監(jiān)測(cè)局部光強(qiáng)度變化,并在達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)報(bào)告事件。DVS的輸出不是幀,而是異步地址事件流。它既可以檢測(cè)傳統(tǒng)上必須由昂貴的高速攝像機(jī)捕獲的快速運(yùn)動(dòng),又可以避免產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)量。隨著集成電路和工藝的進(jìn)步,圖像傳感器的制造成本急劇下降,基于DVS攝像機(jī)的使用更加普及。使用其進(jìn)行的錄像監(jiān)控已經(jīng)成為執(zhí)法機(jī)關(guān)不可缺少的一部分。但是,如果捕捉的錄像證據(jù)是由未經(jīng)認(rèn)證的設(shè)備觸發(fā)的,那么該錄像的可說明性是不完整的。因此,基于DVS的攝像頭的可信性必須被建立起來。作為一種新的硬件安全原語,物理不可克隆函數(shù)（Physical Unclonable Function,PUF）利用相同設(shè)計(jì)電路在制造過程中的不可控的隨機(jī)工藝差異和失配為集成器件生成具有唯一標(biāo)識(shí)的簽名數(shù)據(jù),這為建立DVS傳感器的可信安全性提供了一種有效方案。本文提出了一種新的帶有PUF功能的DVS,改進(jìn)了現(xiàn)有傳感器并建立了... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高速攝像機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景（a）體育直播中的鷹眼技術(shù)（b）汽車撞擊實(shí)驗(yàn)（c）產(chǎn)品流水線中的工業(yè)檢測(cè)（d）動(dòng)物運(yùn)動(dòng)值的工具執(zhí)行這種任務(wù)

進(jìn)一些潛在的設(shè)計(jì)缺陷，以此加強(qiáng)產(chǎn)品的安全性能。再比如，在現(xiàn)代大規(guī)模生產(chǎn)線中，高速攝像機(jī)表現(xiàn)也非常突出。如圖1-1（c）顯示的是每分鐘組裝上千瓶的飲料制造生產(chǎn)線。高速攝像機(jī)可以檢測(cè)瓶子是否裝滿、蓋好、貼好標(biāo)簽。就科學(xué)研究而言，在許多生物醫(yī)學(xué)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中分析一些快速生理現(xiàn)象或化學(xué)過程中，高速攝像機(jī)也是非常強(qiáng)有力的工具。例如，依靠這種攝像機(jī)，一組研究員成功地計(jì)算出了雙翼昆蟲的飛行力學(xué)，比如大蒼蠅，如圖1-1（d）所示，它被普遍認(rèn)為是最小最敏捷的飛行動(dòng)物，并且他們的振翅頻率高達(dá)200Hz[1]。圖1-2成像系統(tǒng)的典型組成（a）透鏡（b）圖像傳感器（c）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正如圖1-2所示，通常，主流成像系統(tǒng)有三個(gè)基本部分組成：前端的光學(xué)組件——透鏡，其作用是作為匯聚環(huán)境光；感光器件——圖像傳感器，其作用是把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；最后，后端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其作用是存儲(chǔ)和處理這些數(shù)據(jù)。當(dāng)今，作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，在各種應(yīng)用領(lǐng)域中被普遍采用的圖像傳感器是CMOS有源像素傳感器（APS），這主要是得益于CMOS制造工藝的不斷進(jìn)步和電路設(shè)計(jì)方法學(xué)的改進(jìn)。APS的基本工作原理可以被簡(jiǎn)單地用曝光時(shí)間和幀率這兩個(gè)概念加以說明。首先，APS中的pixel需要一定的時(shí)間去對(duì)微小的光電流進(jìn)行積分生成一個(gè)有用的可識(shí)別的電壓信號(hào)，其中這段時(shí)間被稱為曝光時(shí)間。此外，APS以一定的周期時(shí)間片段捕捉整個(gè)圖像（幀），一秒的時(shí)間內(nèi)生成幀的最大數(shù)量成為幀率，其通常取決于傳感器的分辨率和讀出速度以及接口的轉(zhuǎn)化速率。至于在利用高速攝像機(jī)探測(cè)瞬間動(dòng)作的應(yīng)用中，可想而知，APS必須以非常短的曝光時(shí)間和非常高的幀率來工作。否則，它要么產(chǎn)生模糊的圖像（由于長(zhǎng)的曝光時(shí)間），要么采樣不足（由于低的幀率），這些問題對(duì)于進(jìn)一步分析都是不合?

帶有物理不可克隆函數(shù)的基于事件的圖像傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)7圖2-1DVS傳感器架構(gòu)以避免在大量激活像素同時(shí)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)時(shí)發(fā)生沖突，將基于來自仲裁樹的仲裁結(jié)果順序地服務(wù)于這些像素。為了實(shí)現(xiàn)僅對(duì)視覺場(chǎng)景中的亮度變化敏感的“Magno”細(xì)胞的功能，像素設(shè)計(jì)非常獨(dú)特，這也正是了解這種傳感器工作原理的起點(diǎn)。圖2-2DVS像素的抽象示意圖與傳統(tǒng)的基于幀的APS不同，DVS中的每個(gè)像素連續(xù)監(jiān)視局部光強(qiáng)度變化，并在這種變化超過給定界限時(shí)向外部發(fā)出異步尖峰。圖2-2顯示了DVS像素的原理圖，其中包含四個(gè)獨(dú)立的部分：對(duì)數(shù)接收器，差異放大器，比較器和接口邏輯[13]。前端對(duì)數(shù)接


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