Capteur d'image intelligent basé sur des événements pour de la basse consommation

Event-based Image Sensor for low-power

• Auteur / Autrice : Mohamed Akrarai
• Direction : Laurent Fesquet, Gilles Sicard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 19/06/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Techniques de l’informatique et de la microélectronique pour l’architecture des systèmes intégrés (Grenoble, Isère, France ; 1994-....)
• Jury : Président / Présidente : François Berry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Sylvestre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Ginhac, Wilfried Patrick Uhring

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pixels

Mode de transfert asynchrone

FD-SOI (transistors)

Capteurs CCD

Mots clés libres

Asynchrone

Applications

Image

Evénements

Dynamique

Vision

Sensor

Vision

Event

Applications

Asynchronous

Dynamic

Résumé

Dans le cadre du projet européen OCEAN 12, cette thèse de doctorat a réalisé la conception, la mise en œuvre, les tests d'un capteur d'image basé sur les événements, ainsi que la publication de plusieurs articles scientifiques dans des conférences internationales, y compris des conférences renommées telles que le Symposium international sur les circuits et systèmes asynchrones (ASYNC). La conception de capteurs d'images basés sur les événements, qui sont sans trame, nécessite une architecture dédiée et une logique asynchrone réagissant aux événements. Tout d'abord, cette thèse donne un aperçu des architectures basées sur une matrice de pixels hybrides comprenant des pixels TFS et DVS. En effet, ces deux types de pixels sont capables de gérer respectivement la redondance spatiale et la redondance temporelle. L'un des principaux résultats de ce travail est de tirer parti de la présence des deux types de pixels dans un capteur d'image afin de réduire le débit de bits de sortie et la consommation d'énergie. Ensuite, la conception des pixels et de la lecture en technologie FDSOI 28 nm de STMicroelectronics est détaillée. Enfin, deux capteurs d'image ont été implémentés dans une puce de test et testés.

In the framework of the OCEAN 12 European project, this PhD achieved the design, the implementation, the testing of an event based image sensor, and the publication of several scientific papers in international conferences, including renowned ones like the International Symposium on Asynchronous Circuits and Systems (ASYNC). The design of event-based image sensors, which are frameless, require a dedicated architecture and an asynchronous logic reacting to events. First, this PhD gives an overview of architectures based on a hybrid pixel matrix including TFS and DVS pixels. Indeed, this two kind of pixels are able to manage the spatial redundancy and the temporal redundancy respectively. One of the main achievement of this work is to take advantage of having both pixels inside an imager in order to reduce its output bitstream and its power consumption. Then, the design of the pixels and readout in FDSOI 28 nm technology from STMicroelectronics is detailed. Finally, two image sensors have been implemented in a testchip and tested.