Thesis defence of Mohamed Akrarai (CDSI team): Event-based Image Sensor for low-power

Mohamed AKRARAI - CDSI team

Composition of the jury
Laurent FESQUET - Thesis director - Associate professor - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP) / TIMA Laboratory (France)
Gilles SICARD - Co-thesis director - Senior scientific manager - CEA LETI (France)
Dominique GINHAC - Rapporteur - Full professor - Université de Bourgogne Franche-Comté (France)
Wilfried UHRING - Rapporteur - Full professor - Université de Strasbourg (France)
Alain SYLVESTRE - Examinator - Full professor - Université Grenoble Alpes (France)
François BERRY - Examinator - Full professor - Université de Clermont-Ferrand (France)

Event-based Image Sensor for low-power
Keywords: Sensor, Vision, Event, Applications, Asynchronous, Dynamic
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.

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

Mots-clés : Asynchrone, Applications, Image, Evénements, Dynamique, Vision
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.