徐江涛团队(图像传感芯片与系统)简介

团队隶属天津大学专用集成电路设计中心，聚焦图像传感芯片和智能视觉系统研究，研究领域覆盖图像传感器芯片架构、像素器件与驱动电路、信号读出和处理电路、智能成像与计算系统等，是天津市成像与感知微电子技术重点实验室、天津市集成电路与计算系统工程中心的重要组成部分。中心拥有一流的图像传感芯片设计与测试环境，可支持国际最先进的图像传感芯片研发与卓越人才培养。中心现有教师8人，其中包括国家级领军人才1名，国家级青年人才1名，天津市中青年科技创新领军人才1名，讲席教授1名，英才教授1名，英才副教授3名，博士生导师5名。每年招收博士生4-6人，硕士生20-30人，在读研究生总规模100人左右。

团队近年来承担国家科技重大专项01专项/02专项、国家科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目、国家863计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点/面上/青年项目、天津市人工智能重大专项、重大产业合作等项目60余项，累计经费超1亿元。团队突破了大规模图像传感芯片架构、像素、读出电路和成像计算等多项核心技术，成功研制了仿生智能传感芯片、亿级像素超大面阵成像芯片，微光大动态范围成像芯片、基于TOF的3D成像芯片、单光子量子成像芯片、时间延迟积分型成像芯片、全局曝光图像传感芯片等系列十余款具有国际水平的高端图像传感芯片。团队在IEEE JSSC、TCASI、IEEE TED中国科学等高水平期刊及顶级会议发表高水平学术论文200余篇，获得授权专利150余项，出版及翻译教材专著5本，参与国家标准《集成电路CMOS图像传感器测试方法》的制定。

团队多项核心技术实现了产业化，有力支持了我国图像传感芯片核心技术攻关和拔尖创新人才培养，服务国家和产业重大需求。团队牵头教学成果《面向国家急需的“四位一体”卓越集成电路人才培养改革与实践》获评2022年高等教育（研究生）国家级教学成果二等奖/天津市高等教育（研究生）教学成果特等奖（第1）。牵头科研成果《提高图像传感器满阱容量与量子效率光电二极管及方法》获评第二十二届中国专利优秀奖/2019天津市专利金奖（第1）、《仿生芯片和系统的关键技术与应用》获评2022年天津市科技进步一等奖（第1）、《高性能CMOS成像芯片关键技术研发与应用》获评2018天津市科技进步一等奖（第1）。参与科研成果《面向智能安防监控场景的互联感知芯片与系统关键技术及应用》获评2023年天津市科技进步一等奖（第3）。

近年来，团队培养的研究生获得全国研究生电子设计大赛、集成电路设计创新创业大赛、大学生FPGA设计大赛、“互联网+”大赛等奖项20余项，毕业生服务于中电科集团、航天科技集团、航天科工集团、华为、国家电网智芯微电子、韦尔股份、格科微、思特威、锐芯微等国家和行业领军企业。

团队研究方向： 

图像传感器芯片设计、传感器像素及工艺、感算一体化技术、成像与智能视觉系统等。

代表性论文

[1].     Jiangtao Xu, Liang Xu, Zhiyuan Gao, Peng Lin, Kaiming Nie, A Denoising Method Based on Pulse Interval Compensation for High-Speed Spike-Based Image Sensor, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 21(2021)2966-2980.

[2].     Jiangtao Xu, Peng Lin, Zhiyuan Gao, Kaiming Nie, Liang Xu, A Variable Threshold Visual Sensing and Image Reconstruction Method Based on Pulse Sequence, Science China Information Sciences, 65(2022) 129401.

[3].     Jiangtao Xu, Wei Li, Kaiming Nie, Liqiang Han, Xiyang Zhao, A Method to Reduce the Effect on Image Quality Caused by Resistance of Column Bus, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, 27(2019)173-181.

[4].     Xu Jiangtao; Chen Quanmin; Gao Zhiyuan*，Analysis of Transfer Gate Doping Profile Influence on Dark Current and FWC in CMOS Image Sensors，IEEE Journal of the Electron Devices Society, 2021, 9: 27-35.

[5].     Jiangtao Xu, Liuqin Shu, Zhiyuan Gao, Quanmin Chen, Kaiming Ni, Analysis and Parameter Optimization of High Dynamic Range Pixels for Split Photodiode in CMOS Image Sensors, IEEE Sensors Journal, 22(2022) 6748-6754.

[6].     Jiangtao Xu, Xiaolin Shi, Jiawen Li, Kaiming Nie, Jianguo Ma, The Calibration Method for Incomplete Charge Transfer in ToF Image Sensor, IEEE Sensors Journal, 20(2020)9928-9936.

[7].     Jiangtao Xu, Xiaolin Shi, Kaiming Nie, and Zhiyuan Gao, A global Shutter High Speed TDI CMOS Image Sensor with Pipelined Charge Transfer Pixel, IEEE Sensors Journal, 18(2018)2729-2736.

[8].     Kaiming Nie, Wanbin Zha, Xiaolin Shi, Jiawen Li, Jiangtao Xu, Jianguo Ma, A Single Slope ADC With Row-Wise Noise Reduction Technique for CMOS Image Sensor, IEEE Transactions on Circuits and Systems-I: Regular Papers, 67(2020)2873-2882.

[9].     Kaiming Nie, Xiaopei Shi, Silu Cheng, Zhiyuan Gao, Jiangtao Xu, High Frame Rate Video Reconstruction and Deblurring based on Dynamic and Active Pixel Vision Image Sensor, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 31(2021) 2938-2952.

[10].    Kaiming Nie, Jiangtao Xu, and Zhiyuan Gao, A 128-Stage CMOS TDI Image Sensor with On-Chip Digital Accumulator, IEEE Sensors Journal, 16(2016)1319-1324.

[11].    Kaiming Nie, Suying Yao, Jiangtao Xu, Jing Gao, and Yu Xia, A 128-Stage Analog Accumulator for CMOS TDI Image Sensor, IEEE Transactions on Circuits and Systems I-Regular Papers, 61(2014)1952-1961.

[12].    Kaiming Nie, Suying Yao, Jiangtao Xu, and Jing Gao, Thirty Two-Stage CMOS TDI Image SensorWith On-Chip Analog Accumulator, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, 22(2014) 951-956.

[13].    Yu Xia, Kaiming Nie, Jiangtao Xu, and Suying Yao, A Two-Step Analog Accumulator for CMOS TDI Image Sensor With Temporal Undersampling Exposure Method, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, 24(2016)1104-1117.

[14].    Zhe Zhao, Jiangtao Xu, Shijie Guo, Kaiming Nie, A Novel Imaging Method for Two-Tap Pulsed-Based Indirect Time-of-Flight Sensor, IEEE Sensors Journal, 23(2023)7017 - 7030.

[15].    Liqiang Han, Suying Yao, Albert J.P. Theuwissen, A Charge Transfer Model for CMOS Image Sensors, IEEE Transactions on Electron Devices, 63(2016)32-41.

[16].    Liqiang Han, Jiangtao Xu, Long Exposure Time Noise in Pinned Photodiode CMOS Image Sensor, IEEE Electron Device Letters, 39(2018) 979-982.

[17].    Zhiyuan Gao, Jiangtao Xu, Yiming Zhou, and Kaiming Nie, Analysis and Modeling of the Light-Dependent Full Well Capacity of the 4-T Pixel in CMOS Image Sensors, IEEE Sensors Journal, 16(2016)2367-2373.

[18].    Jing Gao, Xueqiang Gao, Kaiming Nie, Zhiyuan Gao, Jiangtao Xu, A Deblurring Method for Indirect Time-of-Flight Depth Sensor, IEEE Sensors Journal, 23(2023)2718 - 2726.

[19].    Jing Gao, Yuchen Gong, Zhiyuan Gao, Kaiming Nie, Jiangtao Xu, Analytical Modeling of Exposure Process in Pinned Photodiode CMOS Image Sensors, IEEE Journal of the Electron Devices Society, 8(2020)1063-1071.

[20].    Jiang Gao, Tianyu Gu, Kaiming Nie, Zhiyuan Gao, Jiangtao Xu, A Low-Ripple Charge Pump with Novel Compensator for Transient-Response Improvement in CMOS Image Sensors, IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Express Briefs, 68(2021) 1113-1117.

[21].    Zaifeng Shi, Jiaping Zhang, Qingjie Cao, Ke Pang, Tao Luo, Full-reference Image Quality Assessment Based on Image Segmentation with Edge Feature, Signal Processing, 145(2018):99-105.

[22].    Zaifeng Shi, Xiangwei Xie, Hangyuan Li, Qingzhen Meng, Wenxiang Cong, Ge Wang, A Reconfigurable Energy-resolving Method for a Layered Edge-on Detector, Physics in Medicine and Biology, 64 (2019) 135008.

[23].    Xiuyu Wang, Yingqiao Gao, Zhiyuan Gao, Jiangtao Xu, Charge Transfer Potential Barrier Model of a Pinned Photodiode in CMOS Image Sensors, IEEE Sensors Journal 22(2022)4036-4042. 

[24].    Xiuyu Wang, Changchun Li, Wanbin Zha, Kaiming Nie, Jiangtao Xu, A Low-noise Readout Circuit Design for Multi-bit Quanta Image Sensor, Microelectronics Journal, 125(2022)105463.

[25].    Xiuyu Wang, Guangning Hou, Zhiyuan Gao, Jiangtao Xu, Threshold Optimization Method of Single-bit Quanta Image Sensor Based on Bit Density, Optical Engineering, 61(2022) 023101.

[26].    Xiuyu Wang, Tantan Ju, Changju Liu, Kaiming Nie, Jiangtao Xu, A Column-parallel 1-bit ADC with Threshold Offset Reduction Technique for Single-bit Quanta Image Sensor, 133(2023)105714.

[27].    Silu Cheng, Jiangtao Xu, Zhiyuan Gao, Kaiming Nie, Xiaopei Shi, Jin Miao, Pixel Parameters Optimization in PWM Image Sensor for Quantization Error Suppression, IEEE Journal of the Electron Devices Society, 9(2021)14-21.

 

代表性专利

 

[1].     徐江涛，高坤，高志远，陈全民，聂凯明，王秀宇，高静，脉冲图像传感器的像素闪烁抑制方法，中国发明专利授权，CN113347375B，授权公告日：2023.01.03

[2].     徐江涛，杨正绪，高志远，石晓佩，聂凯明，王秀宇，高静，同步读出的大阵列动态视觉传感器及读出方法，中国发明专利授权，CN113518159B，授权公告日：2022.11.01

[3].     徐江涛、李凤、史兴萍、王瑞硕、夏梦真，一种消除8T CMOS图像传感器信号衰减的供电结构，CN112399108 B，授权公告日：2023.02.03

[4].     徐江涛、史晓琳，一种用于图像传感器的误差量化10位单斜ADC，CN112398472B，授权公告日：2019.08.14

[5].     徐江涛、邹佳伟，一种事件阈值自适应动态视觉传感器，CN112738432 B，授权公告日：2022.06.21

[6].     聂凯明，李少蒙，高志远，高静，罗韬，应用于图像传感器的低功耗列并行单斜式模数转换器，中国发明专利授权，CN113411524B，专利授权公告日：2022.11.01

[7].     聂凯明，刘憬衡，高志远，高静，徐江涛，消除抖动的数字累加器及抖动消除方法，中国发明专利授权，CN113422916B，专利授权公告日：2022.10.11

[8].     聂凯明，潘志红，高志远，徐江涛，高静，王耕耘，张旭，局部产生子数模转换器参考电压的模数转换器，中国发明专利授权，CN113542642B，专利授权公告日：2022.10.11

[9].     聂凯明，姚素英，徐江涛，高志远，史再峰，高静，High scanning frequency CMOS-TDI image sensor，美国发明专利授权，US 11050961 B2，授权公告日：2021.6.29

[10].    聂凯明，姚素英，徐江涛，史再峰，高志远，高静，Current accumulative pixel structure for CMOS-TDI image sensor，美国发明专利授权，US 9769407 B2，授权公告日：2017.9.19

[11].    姚素英，聂凯明，徐江涛，高静，史再峰，高岑，Digital domain accumulative CMOS-TDI image sensor with low power consumption，美国发明专利授权，US 2014/0368703 A1，授权公告日：2014.12.18

[12].    史再峰，孟庆振，谢向桅，曹清洁，张嘉平，面向医用CT的重构解析X射线能谱的方法，CN106405624B，授权公告日：2019.2.22

[13].    史再峰，高阳，庞科，高静，徐江涛，刘铭赫，基于人眼视觉特性的图像拼接融合方法，，CN107085828B，授权公告日：2020.6.26

[14].    史再峰，任辉政，罗韬，曹清洁，范博宇，一种基于复合循环神经网络系统的多目标跟踪系统，CN110728698B，授权公告日：2023.5.16

[15].    史再峰，李慧龙，罗韬，曹清洁，王仲琦，一种用于双能CT的物质分解成像方法，CN110706299B，授权公告日：2023.4.7

[16].    史再峰，王子菊，徐江涛，高静，程明，一种扩展CMOS图像传感器像素满阱容量的电路，CN110971844B，授权公告日：2021.7.27

[17].    高静，闫宁兮，徐江涛，高志远，聂凯明，应用于图像传感器领域的高速单斜坡模数转换器，中国发明专利授权，CN113014258B，专利授权公告日：2022.09.16

[18].    王秀宇，李长春，聂凯明，高志远，徐江涛，高静. 应用于量子图像传感器领域的高速低功耗读出电路，CN113438431B，授权公告日：2022.10.18

[19].    王秀宇, 高英乔, 高志远, 聂凯明, 徐江涛, 高静, 罗韬. 提高动态范围的像素单元、阵列与阵列驱动方法，CN113422918B，授权公告日：2022.10.18

[20].    王秀宇，侯广宁，高志远，聂凯明，徐江涛，高静，应用于单比特量子图像传感器的最佳阈值图像重构方法，中国发明专利授权，CN113538217B，授权公告日：2022.09.16

代表性科研项目列表

1.   徐江涛，感算一体的智能图像传感器，国家自然科学重点基金，2022-2026

2.   徐江涛，二维/三维兼容的图像传感器设计与芯片测试验证，国家重点研发计划课题，2020-2022

3.   徐江涛，国家自然科学基金面上项目，基于事件驱动机制的荧光寿命成像传感器，2018-2021

4.   徐江涛，国家自然科学基金面上项目，基于仿生视觉机理的彩色异步时域CMOS视觉传感器设计研究，2013-2016

5.   徐江涛，基于仿生视觉的3D高速智能视觉感知系统，天津市人工智能重大专项，2017-2020

6.   聂凯明，高动态低噪声微光图像传感器芯片设计，国家重点研发计划课题，2020-2022

7.   聂凯明，基于jot器件的CMOS-TDI图像传感器研究，国家自然科学基金面上项目，2019-2022

8.   聂凯明，基于低噪声全并行电荷累加方式的时间延迟积分型CMOS图像传感器设计研究，国家自然科学基金青年项目，2016-2018

9.   聂凯明，基于连续波飞行时间（TOF）三维图像传感器技术研究，天津市自然科学基金青年项目，2017-2020

10. 聂凯明，电荷域累加TDI型CMOS图像传感器研究，中国博士后基金面上资助项目，2015-2016

11. 史再峰，Edge-on型X射线能谱探测器及可重构能谱解析技术研究，国家自然科学基金面上项目，2017-2020

12. 史再峰，面向低剂量能谱CT的对抗学习式能量探测与物质分解技术研究，国家自然科学基金面上项目，2021-2024

13. 史再峰，二维/三维与速度场兼容的图像传感器芯片，国家重点研发计划课题，2022-2025

14. 史再峰，集成电路测试与设计共享云平台的研发及应用示范，天津市科技计划项目，2015-2018，负责人

15. 史再峰，用于智能终端主控芯片的高端嵌入式CPU关键技术引进与联合开发，国家国际科技合作专项课题，2012-2015

16. 高静，高灵敏宽动态有源像素研究，国家重点研发计划课题，2022-2025

17. 高静，面向室温宽动态高增益微光探测的新型低功耗量子器件研究，国家自然科学基金联合基金，2023-2025

18. 高静，可见光CMOS图像传感器像素与电路仿真设计，国家重点研发计划课题，2017-2020

19. 高静，边缘人工智能图像处理器芯片的三维互联设计，国家重点研发计划子课题，2020-2022

20. 高静，微光照条件下CMOS图像传感器设计研究，国家自然科学基金青年项目，2015-2017

21. 王秀宇，低电压高量子效率微光探测器及阵列，国家重点研发计划课题，2020-2022

22. 王秀宇，基于激子型局域态Auger激发的低压倍增式微光图像传感器研究，国家自然科学基金项目面上项目，2022-2025

23. 程思璐，仿生视觉感存算学一体化芯片，国家自然科学基金重点项目子课题，2024-2028

 

学生培养

        团队现有博士研究生13人，硕士研究生97人。

 

学生获奖情况

         所指导学生中，2名博士获国家青年人才。指导博士生获中国国际大学生创新大赛国家级金奖2项；指导硕士生参加2019年全国大学生FPGA创新设计竞赛，荣获二等奖；第十八届中国研究生电子设计竞赛获全国二等奖、华北分赛区一等奖；第七届全国大学生集成电路设计应用创新大赛二等奖；获天津市工程专业学位硕士研究生优秀论文、中国电子学会优秀硕士学位论文；指导本科生在第六届全国大学生集成电路创新创业大赛获华北分区二、三等奖；学生在TCSVT、TVLSI、TCAS-I、Science China、 IEEE Sensor Journal等顶级会议和期刊上发表文章，获得国家发明专利授权多项，积极推进科研成果应用到产业实践。

“斌桥-锐芯”奖学金

为纪念已故的李斌桥教授为天津大学微电子学院教育事业和中国图像传感器技术进步做出的突出贡献，锐芯微电子股份有限公司在天津大学设置了“斌桥-锐芯”奖学金，鼓励优秀同学开展图像传感芯片研究，沿着前辈们不畏困难、矢志创新的精神足迹，为中国高端影像设备的发展作出自己的贡献。

为了加强国际交流与合作，团队鼓励并支持硕博研究生参与国际科研交流活动，拓宽国际视野。团队硕博研究生近年来多次参加国际会议，如Fully 3D、 CISP-BMEI 等，并在大会上做会议报告及论文报告。同时积极接收外国留学生来实验室攻读学位。下图为指导的也门民主共和国的硕士生学位论文答辩场景。

指导来自也门民主共和国的硕士研究生学位论文答辩

 

 

学生就业情况 

指导的博士研究生多人毕业后进入国内高校或研究院所进行教学科研工作，如:天津大学、天津商业大学、中国海洋大学等；毕业的硕士研究生在国内知名公司和研究所工作，如：华为、锐芯微、中科院半导体所、兆易创新、集创北方等。指导的部分学生硕士毕业后进入如美国达特茅斯学院、荷兰代尔夫特大学等国际顶尖高校攻读博士学位。

团队师生在留学基金委 CSC、科研项目等资助下，多批次赴荷兰代尔夫特大学、加拿大英属哥伦比亚大学、萨省大学、多伦多大学、法国圣埃蒂安大学、美国伦斯勒理工学院等机构进行学术交流。

 

团队展示 

一、 博士后招聘

根据团队发展和项目研究需要，团队长期面向海内外诚聘具有科研创新潜力的博士后英才，热忱欢迎成像感知、集成电路、智能视觉技术等相关领域的有志之士加盟团队，共创辉煌。希望您：

具有良好的思想政治素质和品德学风；

具有较强的科研能力和创新能力；

具有电子科学与技术、微电子学与固体电子学、集成电路工程、电子信息工程、计算机等专业博士学位；

具有出色的沟通能力和英文写作能力；

具有团队精神和服务意识。

团队将为博士后提供充足的研究经费和良好的科研条件，并提供有竞争力的薪酬及其它待遇；博士后在站期间能够享受天津大学提供的其他相关福利。

 

二、团队活动

为丰富研究生们课余生活，团队在学校体育场每周为研究生预定了场地进行乒乓球和羽毛球运动。同时不定期进行课题组聚餐、户外拓展等团队建设活动，加强师生互动，增强团队凝聚力和创造力。