随着集成电路制造工艺技术的发展和集成电路设计水平的不断提高,基于CMOS集成电路工艺技术制造的CMOS图像传感器由于其集成度高、功耗低、体积小、工艺简单、成本低且开发周期较短等优势,目前在诸多领域得到了广泛的应用,特别是数码产品如数码相机、照相手机的图像传感器应用方面,市场前景广泛,因此对CMOS图像传感器的研究与开发有着非常高的市场价值。本文首先概述了国内外CMOS图像传感器的发展历史和现状,比较了CMOS图像传感器与CCD图像传感器的性能特点,指出了本课题研究的目的和意义。在叙述了CMOS图像传感器的结构和工作原理的同时,对三种像素结构的CMOS图像传感器做了简要介绍。在分析CMOS图像传感器读出电路的基础上,详细介绍了其像素单元内存在各种噪声及其来源,并建立噪声模型,再给出了相应的噪声抑制方法。在这里重点讨论了存在于CMOS图像传感器列读出电路中的固定模式噪声及其抑制电路,并提出了一种改进型的噪声抑制电路,在HSPICE仿真环境下,对该电路进行仿真测试。为了获得更好的图像效果,进一步减小对噪声对图像信号的影响,需要对CMOS图像传感器采集的图像进行后端处理,本文提出了一种自适应滤波法来消除数字噪声,在MATLAB环境下,对CMOS图像传感器中后端处理电路中产生的数字图像噪声进行仿真降噪,并用FPGA设计了两种滤波器:中值滤波和高斯滤波。