文摘

详细的热行为和理论分析提出了非冷却电阻microbolometer以及提出的热像仪模拟器。热探测器的一个精确的模型是要求设计一个读出电路,可以弥补噪音由于过程的可变性和自动加热。提出了一个现实的仿真模型的microbolometer地址固定图形噪声,约翰逊噪声和自热。不同的模拟进行了研究红外电力和偏见的影响微型测辐射热仪的性能。微型测辐射热仪是偏见与不同的偏置电流以及不同的热参数的参考microbolometer分析自动加热的热成像的影响。提出了热像仪模拟器作为工具来可视化分析噪声的影响在热图像的质量。这个模拟器不仅有助于补偿噪声模拟设计环境中的实现,但也可以作为一个平台去探索不同的读出架构。在这工作,连续读出结构模拟的微型测辐射热仪行盲目的作为参考。此外,提出的算法提出了热像仪模拟器。

1。介绍

在过去的十年里,非制冷热成像系统获得了显著的重要性因其低成本和高性能的解决方案。这些热成像系统广泛应用于许多应用程序包括热火山活动监测、医疗设备、状态监测、电气检测,热损失检查建筑,和军事侦察设备(1- - - - - -3]。随着技术的进步,建立一个低成本、低功耗、紧凑热成像仪是一个关键的挑战,涉及的研究在许多领域。这些领域包括不同热探测器的性能评估,材料选择基于热探测器的兼容性与互补金属氧化物半导体(CMOS)过程,ROIC设计,噪音消除技术,模拟信号的数字化,图像处理。

热成像系统的两个重要方面是平安险和ROIC。平安险是一个二维数组的热探测器用于探测红外辐射(4]。获得信号转换成可测量的电参数,然后传递给ROIC。ROIC的主要功能是执行信号转换和数据发送到输出。ROIC应该弥补噪声源和探测器偏压自热,背景辐射,和重要的工作温度的变化(1]。ROIC的输出是数字化的模拟-数字转换器(ADC),通过数字信号处理单元,产生最终的热图像。

使用非冷却microbolometer红外成像探测器已经画关注近年来由于它的低成本和广泛的军事和民用。非冷却microbolometer探测器在室温下操作,不需要低温冷却(5]。高的热绝缘热探测器的灵敏度最大化(6,7]。所选材料应该有一个高电阻温度系数(TCR),好的热绝缘,和良好的兼容性与标准CMOS工艺流程成本最低的方法。一些常用材料的热探测器的制备氧化钒,钛,和非晶硅8]。Microbolometer探测器阵列的使用微机电系统(MEMS)技术(5,9]。由于材料和过程中的可变性,每个捏造microbolometer标称电阻值对应相同的不同介绍了红外系统的红外辐射探测器阵列(1,2,10]。

红外系统引入了不均匀的热成像仪和设计ROIC时需要解决。统一的参考目标是最常见的解决方案不均匀性校正(NUC) [11,12]。统一的参考目标提供了已知的输入,可以用来评估热探测器的输出。最常用的方法,使用一个统一的目标是一点NUC和两点NUC。校正算法都是基于假设每个探测器的入射辐射通量是一个线性函数。一点NUC是基于假设每一个探测器都有相同的反应性,只有每个探测器的抵消需要纠正,而两点校正算法纠正偏移量和响应率(13]。在[1),个人校准偏压电流源的热探测器提出了减少不均匀性。一个常见的技术是使用一个盲人microbolometer作为参考和微分读出电路(2]。另一种方法补偿红外系统通过连接四个并行microbolometer细胞和平均的抗性微型测辐射热仪(14]。

当热探测器是红外辐射暴露,温度变化将传入的辐射通量。监控这一变化,探测器需要电的偏见。电偏压产生焦耳加热并使microbolometer的阻力的变化。这种加热效应被称为microbolometer[自热的5,10]。尽管偏差持续时间通常是非常小的热时间常数microbolometer相比,显著增加microbolometer的温度。偏见的原因是权力远远高于红外权力,从而导致大量温度漂移由于自热(15]。自动加热所产生的热量通过热传导不能迅速消散衬底。读出电路是需要一个复杂的电路设计和高动态范围如果自热是无报酬的。因此,自热必须补偿提高读出电路的性能,最终,热成像系统。

在过去,自热补偿已受到广泛的研究。自偏置功率成正比的偏见持续时间、一个简单的方法来补偿自热是偏见microbolometer相比很短的热时间常数(τmicrobolometer),也就是说,(16]。另一种技术来补偿自热是偏见的实用价值最低的microbolometer电流。偏置电流不应足够低,它减少了反应性的microbolometer [17]。常见的补偿技术是使用一排盲微型测辐射热仪作为参考microbolometer [1,5,13,18]。盲人microbolometer正常microbolometer相同但不受传入的入射辐射的影响;因此,只有进行自动加热。惠斯登电桥以及微分放大器降低了焦耳加热通过抑制共模信号(3]。另一个自热补偿技术是使用一个虚拟microbolometer一样的热质量的正常microbolometer但具有较高的热导率和不需要红外屏蔽(18,19]。假microbolometer检测器的高导热性降低了价值很低的热时间常数;因此,它可以立即响应自动加热。

ROIC的热像仪是一个重要的构件,和不同的ROIC架构优缺点的基础上放大和集成方法。最常见的架构pixel-wise,列(20.),和串行16]。Pixel-wise读出改进的噪声性能microbolometer通过增加积分时间的帧率;因此,它更适合最小化约翰逊噪声(21]。这种方法用于高速热成像。pixel-wise读出的缺点是,它增加了设计的复杂性和成本。列读出放大器的数量减少和集成商在并行工作,因此作为一个好的面积和速度之间的妥协。串行读出time-multiplexed架构执行读出像素的像素。它只需要一个放大器和一个ADC,从而减少能耗和复杂性的设计速度为代价的。通常,有一个速度和功耗之间的折衷。串口读出的功耗,在那里P_D,P_一个,P_我代表的功耗探测器、放大器和积分器。同样,列读出的功耗,在那里Y在焦平面阵列的列数。

一个全面的工具,建模的图像噪声在CMOS图像传感器提出了(22]。该工具提供了现实的视觉噪声对图像质量的影响。在[23),自热的现象由于操作UL03191探测器读出电路进行了分析。SC7900VL thermographic相机是用来衡量UL03191探测器的热力学行为。在[24认定),一个软件应用程序,提出了模拟光学透镜的影响,探测器,和图像处理算法。的应用程序允许决心成像仪的优化设计。在[25),一个图像发生器计算机程序命名SIMTERM。项目由四个基本模块:目标编辑器模块,模块的观测条件,相机模块、可视化模块。目标编辑器模块的创建和编辑的热目标。观测条件模块计算辐射信号发出的目标和创建输入图像。相机模块计算输入目标图像的扭曲由于相机不完美。可视化模块创建最终输出的热图像。SIMTERM是一个虚拟的热像仪模拟器用于地面热成像系统操作员的培训,来让他们熟悉热感摄像机的功能。

总结我们的贡献,我们提出了一个热像仪模拟器以及详细的热行为和非冷却电阻microbolometer的理论分析。现实的仿真模型的microbolometer地址固定图形噪声,约翰逊噪声,提出了自动加热。模型捕获microbolometer的行为和帮助设计一个读出电路补偿自动加热和固定图形噪声。该模拟器可以作为一个平台去探索不同的设计选项读出架构。模拟器有助于理解和补偿前噪声源的读出电路实现模拟设计环境。当前的研究主要集中在reference-based串口读出的架构。不同的模拟进行了研究偏压电源和红外电源的影响microbolometer的反应。串行和列读出架构之间的定量比较分析。本文组织如下。部分2解释了理论分析和非冷却微型测辐射热仪电阻的热行为。它还介绍了算法提出的热像仪模拟器。最后,部分3提供仿真结果和讨论。

2。方法

在本节中,ROIC的一般系统架构,以及理论分析和非冷却微型测辐射热仪的热行为。微型测辐射热仪是有偏见的理解为不同的偏置电流自热行为。微型测辐射热仪的温度变化在整个帧期间提出了偏见时只有框架的时间内一次或多次。reference-pair连续读出架构在这项研究中,探讨了在参考microbolometer读出每一次新的行被选中。自动加热的影响由于多个参考microbolometer偏压的研究了不同热导率的参考microbolometer和保持其热容一样正常microbolometer。

2.1。非冷却Microbolometer的理论分析

分析非冷却microbolometer首先解决热平衡方程可以表示为(25] 在哪里自动加热功率,是红外输入功率,是热导率,非冷却microbolometer的热容。的时间响应和热行为microbolometer取决于热时间常数、热容、热导率。这三个热之间的关系被定义为参数

当偏差很小时间microbolometer的热时间常数相比,也就是说,(≪),然后阻力线性依赖于温度,可以表示为 在哪里的阻力microbolometer由于自动加热,时间偏移时,microbolometer的标称电阻,电阻的温度系数(TCR),和Δ吗()是温度变化的脉冲偏压microbolometer和估计

如果是恒定的偏置电流应用于microbolometer读出,然后自动加热功率可以表示如下:

通过求解上述方程自动加热功率可以表示为

为了准确模拟microbolometer,重要的是要考虑电阻非冷却microbolometer约翰逊噪声。这种噪声是独立的微型测辐射热仪的材料成分和存在即使在零偏压。约翰逊噪声有效值电压可以表示为 在哪里玻耳兹曼常量,在开尔文温度,是带宽,在环境温度下的电阻microbolometer。当红外焦平面阵列暴露在事件能力,辐射通量的差异在microbolometer可以估计为传入的 在哪里之间的区别是现场和环境温度在红外波长温度对比环境温度。microbolometer像素的面积和吗是光学数字。入射辐射通量变化的温度microbolometer给出的 在哪里是microbolometer填充因子,是光学的传播,是红外microbolometer膜的吸收波长。当偏差为零,microbolometer冷却基于以下表达式: 在哪里结束时的温度是microbolometer读出脉冲,是结束的第一个脉冲之间的时间和第二个脉冲的开始参考microbolometer,然后呢microbolometer的热时间常数。

2.2。ROIC架构

图1显示了ROIC的总体系统架构。平安险由正常的微型测辐射热仪和微型测辐射热仪一排盲microbolometer作为参考。盲人微型测辐射热仪被涂上一层反光层以保护他们免受红外输入事件的力量。串口读出的架构中,一个电流源和两个输出是可取的。应该能够提供一个电流源恒流在整个读出时间所有的微型测辐射热仪不管阻力变化由于自动加热或过程的可变性。

每个microbolometer,盲目或正常,是否连接到一个电流源通过p型金属氧化物半导体(pmo)开关。pmo的门开关控制通过数字电路产生的脉冲序列的基础上读出拓扑。微分的方法是使用前置放大阶段,,最后,读出信号的数字化进行了使用ADC。放大器和adc的数量取决于读出架构。因此,如果reference-based串行架构,那么只有一个放大器和一个ADC被使用,因为它是time-multiplexed读出架构。

2.3。非冷却Microbolometer的热行为

是非常重要的理解整个热行为的红外探测器读出电路设计。的热行为microbolometer不仅解释了自热的反应,也有助于选择正确的偏差参数。每个像素的FPA代表个体microbolometer,这些像素解决基于读出拓扑。图2显示的温度和电阻变化microbolometer由于偏置电流时自动加热到50μ对于一个偏见的持续时间6μ年代,20μ50年代,μ年代。从图可以看出,对于一个偏见50的持续时间μ50年代,偏置电流被卷入μ的阻力,microbolometer下降了大约40 kΩ标称值,这是相当于大约17 K温度上升由于自动加热。表1显示了热参数的microbolometer用于仿真(4]。

偏置电流是ROIC设计中最关键的参数之一,如果选择适当减少自动加热的影响没有引入任何读出设计复杂性。有一个方向偏置电流和偏见的力量之间的关系。如果偏置电流很大,它会导致大型microbolometer自动加热。选择一个最佳偏置电流是一个棘手的任务。偏置电流不应过小的响应率microbolometer妥协,也不应该太大,由于自热温升过大。我们已经提出了一个详细的分析,以确定最优偏差参数后在这一节中。

reference-pair串口读出的,偏置电流应该申请时间短,这样每个引用microbolometer有时间返回到稳定温度之前第二个脉冲应用于相同的帧时间内microbolometer。否则,温度将逐渐增加的水平导致过热。为了防止热失控,限制探测器噪声,建议偏见短时间内的微型测辐射热仪。

图3仿真结果显示microbolometer温度变化没有红外线的权力。图3(一个)显示正常的温度变化microbolometer偏见以来只有一次在整个框架,而图3 (b)显示的温度变化参考microbolometer偏见每次当FPA的新行读出被选中。入射红外权力设置为0观察microbolometer由于只对自热温度响应。从图可以看出3(一个)microbolometer有一个名义上的温度读数。名义上的温度被定义为microbolometer与环境温度的温差。这个温度可以是零,当入射红外功率是零,或直流偏置的几个微k时尽可能的微型测辐射热仪受到红外辐射。microbolometer上升在读出的温度由于偏见microbolometer的权力导致自动加热。斜率代表在读出由于自热温升,它是线性偏差时持续时间非常小的热时间常数相比microbolometer。最后读出,microbolometer温度上升了大约600可。读出后,microbolometer冷却的框架。

表2显示了一个双向串行ROIC的脉冲序列中选择一对微型测辐射热仪和偏见在每个脉冲持续时间。微型测辐射热仪参考被偏见微型测辐射热仪只有一次而正常的偏见在整个帧时间的两倍。一旦选择对竣工的读出,偏置电流源是切换到下一条微型测辐射热仪。最近有偏见的探测器对被冷却,直到下一个脉冲在同一帧时间到了。参考microbolometer冷却的时间框架。

表3显示了reference-pair脉冲序列连续读出。在图3 (b),microbolometer偏见整个帧期间的次数,是在平安险的行数。参考microbolometer需要解决每次选择一个新行。这个引用microbolometer可以具有相同的热参数的正常microbolometer或有不同的热导率提高热行为。从图可以看出3 (b)由于多个读数,参考microbolometer上涨非常高的温度由于自动加热。稳态的行为预期microbolometer达到饱和时的温度差异。在图中,我们可以看到参考microbolometer的温度上升了大约6.5 K在50毫秒左右然后振荡在500可在年底前帧周期。

参考microbolometer经历了一场巨大的温度漂移由于自热是有偏见的每次选择一个新行。减少自动加热,一个可以使用的方法,增加了参考microbolometer的热导率,而热容microbolometer仍然一样正常。图4显示了第一个参考microbolometer RM的脉冲序列(1,1)和第一行微型测辐射热仪正常纳米(1,j微型测辐射热仪FPA),参考当前的偏见短时间的,由一个相对较长的时间间隔分开。

如果是6μ年代和平安险组成像素,然后对于每个引用microbolometer= 6μs×91 = 546μ年代期间。时间,基于(microbolometer冷却10)。微型测辐射热仪的模拟执行参考热导率值为9.5西北·K⁻¹34岁的nW·K⁻¹,144 nW·K⁻¹偏见有10μ一个和20μ对于一个偏见的持续时间6μ年代,20μ250年代,μ年代。4显示参考microbolometer在一个脉冲的温度升高和第二个脉冲Δ开始之前使用(4)和(10),分别。表4帮助确定最优microbolometer偏差参数。

见表4,如果偏差持续时间是250年μ年代,那么温度增加由于只有一个单脉冲的自热是非常高的。自参考microbolometer偏见每次FPA的新行被选中,microbolometer的温度会增加水平导致过热。如果偏置电流的最佳值是申请了那么久,那么它最终会导致热失控。偏差参数不应该用于偏见参考microbolometer标有“__”表4为了防止热失控。

图5显示的温度变化时参考microbolometer帧期间多次有偏见,对参数不标注在表“__”4。如果我们认为可接受的温度上升由于自动加热4 K高于名义microbolometer的温度,然后,从图5与参数,参考microbolometer可能有偏见的标有“‡”表4。ROI是突出显示在图2在哪里是10μ一个和20岁μ答:从表4,如果参考microbolometer的热导率明显大于正常微型测辐射热仪的热导率,=,而如果热导率值的引用和微型测辐射热仪正常是一样的,=。将最优偏差参数= 20μ一个和= 6μ年代= 144 n·W·K⁻¹而= 10μ一个和= 6μ年代= 34 n·W·K⁻¹。

偏差时间应该非常小的热时间常数比引用microbolometer;否则,由于自热温升在读出将非线性。如果microbolometer偏见的持续时间更长,与microbolometer的热时间常数,然后,最佳值的偏置电流,电阻的microbolometer显著和非线性脉冲偏压期间的变化。这种阻力变化的顺序将几个kiloohms。由于持续时间偏差太大,电压变化在此期间将是显著的和非线性而不是消极的斜坡。它可能导致减少动态范围,也就是说,电压范围由于同期明显的电压变化,从而使用允许的电压波动。理想情况下,放大器的输出电压将保持恒定的温度。然而,由于自动加热效应,输出电压随温度增加。为了确保一个放大信号保持恒定温度和读出电路的动态范围内,microbolometer需要有偏见的持续时间更短。

的热导率microbolometer取决于材料的热导率和热绝缘结构的设计。最坏的情况是当参考的导电性microbolometer正常microbolometer是一样的。在[26),一个最佳参考探测器设计以50 nW / K的热导率未冷却的电阻microbolometer。

图6微型测辐射热仪模拟的温度响应和红外辐射。微型测辐射热仪是有偏见的偏置电流10μ的持续时间10μ年代。从图可以看出,当微型测辐射热仪没有暴露于红外辐射,温度的变化在读出线性时间和没有直流偏置读出的开始之前。同样,当微型测辐射热仪受到红外辐射,有一个温度漂移由于入射辐射通量。假设所有的微型测辐射热仪达到了饱和的温差在读出的开始;微型测辐射热仪的读数,将开始50毫秒后暴露红外辐射的微型测辐射热仪。气温上升由于入射红外功率反映了小步骤开始时的温度读数。因电力红外温度变化很小而温度上升由于自动加热。

2.4。热像仪模拟器

微型测辐射热仪制作时,他们遭受过程的可变性,引入了一个红外系统的热图像。仿真的目的,这一过程变化的±10%被认为是和一个均匀分布噪声介绍100 kΩ作为红外系统的标称电阻。算法1显示了热像仪模拟器,该算法在两步工作。第一步是校准模式,第二步是图像采集模式。在校准模式下,黑暗的状态被设置为true。红外功率设置为0,这样没有改变microbolometer由于入射辐射的抵抗。校准数据被覆盖热感摄像机的镜头,即通过不公开微型测辐射热仪红外权力。的热参数microbolometer偏差和ROIC参数提供给模拟器。生成一个脉冲序列的读出微型测辐射热仪基于表中提供的脉冲序列3。执行完整的读出和数据获得在这个阶段作为校准数据。校准操作不需要每次执行一个新的热图像。

下一步是获得热图像。在图像采集模式下,黑暗的条件设置为false。提供了图像灰度热作为一个模拟器的输入。焦平面阵列暴露在红外权力几个女士,这样所有的正常微型测辐射热仪达到饱和的温差读出之前开始。入射辐射通量微型测辐射热仪只改变正常的自引用是一个红外盲目microbolometer只改变由于电偏压的阻力。完整的读出再次执行基于表中提供的脉冲序列3和获得的数据作为图像数据。参考microbolometer只有变化的电阻由于自动加热,在校准模式和图像采集的模式。但正常microbolometer的电阻变化由于在校准模式下自动加热和自热红外图像采集模式。最后产生的热图像减去校准数据从图像数据。微分放大器用于去除共模信号和执行读出电压的放大。一个14-bit非理想的ADC用于执行模拟数字转换,以及由此产生的数字信息用于显示输出热图像。

3所示。结果

表5显示了测试用例,用于模拟串口读出架构使用该模拟器。串行读出拓扑是一个双向的一点time-multiplexed行操作微型测辐射热仪读出结构,在这种结构中,一双充满偏见,读出。微型测辐射热仪法和参考是偏见,他们随着温度变化如图3(一个)和3 (b),分别。

现实,约翰逊噪声是包含在非冷却microbolometer的建模。差分放大器的输出和一个偏移量添加错误,增益误差和高斯白噪声的非理想的ADC模型如图7。

图8(一个)显示了输入热成像模拟器。对仿真的目的,这是假定所有的微型测辐射热仪都暴露在红外输入功率足够长的时间达到饱和温度的差异。对于我和案件II,参考microbolometer的热导率一直低于正常microbolometer。图8 (b)是一个图像模拟器的输出偏置电流时设为10吗μ的持续时间6μ年代。串口读出的架构与一双参考帧期内多次偏见,如此低偏置电流的值是可以接受的。

20例II的偏置电流时μ大部分的像素是黑人,如图8 (c)。原因在于,当偏置电流大,microbolometer的温度上升到一个相当高的值由于自动加热。微型测辐射热仪由于电阻有一个负的电阻温度系数,温度上升会降低他们的阻力,从而降低了整个参考microbolometer电压降。减少电压降导致更高的差分放大器的输出。差分放大器的输出是否高于ADC的最大电压摆动,然后为特定ADC的输出像素变得饱和,出现黑色。三世,偏置电流保持一样的二世,但参考microbolometer的热导率比正常microbolometer。自动加热的影响大大降低自参考microbolometer急剧冷却之前宣读下一行由于其较低的热时间常数。图8 (e)显示了引用microbolometer最坏的情况,当参考和正常的微型测辐射热仪具有相同的热导率。案例四世的偏置电流略减少降低自动加热。V,偏置电流进一步增加到30μ为引用microbolometer热导率高,导致一个扭曲的形象,因为很高的自动加热。图8 (g)显示了热像仪模拟器的输出= 20μ一个,= 250μ年代使用列读出。当微型测辐射热仪偏见的持续时间更长,那么由于自热温度漂移明显大了。它将导致垂直带状噪声的引入热图像见图所示8 (g)。不同的读出拓扑需要不同的偏差参数,根据放大和集成方法。

图像质量指数(IQI)是一个图像失真的评估技术,被用作统计工具比较上述测试用例的结果。IQI考虑三个主要因素考虑而评估图像失真:失去相关性,亮度失真,和对比度失真(27]。IQI的动态范围。为了有一个强大的关系输入热成像仪和输出图像,IQI应该方法1。测试用例中提到的表5模拟reference-based连续读出和列读出使用热像仪模拟器。帧时间连续读出架构设置为100毫秒,而列读出它被设置为10 ms。两者之间的定量比较分析架构如图9。

从结果可以推断,除了二世和案件V, reference-based连续读出IQI比列读出。II,参考microbolometer很小的导热系数比正常microbolometer,然而,V,偏置电流太大,从而引入大型温度漂移由于自动加热。为了提高IQI reference-based连续读出,偏置电流应该保持在该地区的利益,如图2。类似地,如果参考microbolometer较高的热导率比正常microbolometer,然后,更高价值的偏置电流,一个更好的热图像可以实现低噪声。进一步增加偏置电流引入了更多的图像中的噪声。另一方面,IQI列读出架构并不显著的热导率随microbolometer参考。因为所有的微型测辐射热仪包括参考microbolometer偏见只有一次在整个帧期间,reference-based连续读出是优先于列因为功耗很低,最佳值的偏置电流,实现IQI更好。

为了使比较reference-pair串行双向串行读出,第四例表5模拟了双向串行读出。图8 (h)显示输出例静脉使用双向串行读出架构。案例四世的IQI reference-pair串行是0.75而对于双向串行IQI是0.51。的功耗串行读出架构大约是相同的,因为双向串行架构使用相同的资源reference-pair串口读出的,也就是说,一个放大器和一个ADC,选择一对微型测辐射热仪一次但microbolometer方面的不同选择和读出。reference-pair连续读出了严格要求的动态范围读出成对序列相比,但在图像质量方面,reference-pair连续读出显示更好的结果比最佳的双向串行偏差参数。

4所示。结论

本文详细的热行为和理论分析,给出了非冷却microbolometer。自动加热的影响对热像仪性能的探索。选择一个适当的偏置参数是最重要的任务之一,设计一个ROIC。偏置电流应该是这样的,它不妥协microbolometer的反应性,与此同时,不会增加microbolometer膜由于自动加热的温度。同样,偏见时间应该非常小的热时间常数相比microbolometer;否则,它将导致一个大温度漂移由于自动加热。此外,它可以从结果推断温升由于偏见力量远远高于由于入射功率。提出了一种热像仪模拟器是用来作为一种工具来直观地分析噪声的影响在热成像的质量。该模拟器可以作为一个有用的工具的设计者找到一个最优值偏差参数考虑可接受的温度上升由于自动加热。在这项工作中,连续读出架构与盲目探索microbolometer作为参考。 The quantitative comparative analysis between the serial and column-wise readout was presented. The serial readout was preferred because of low power dissipation and better IQI.

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的计算机与信息科学学院的研究中心,沙特国王大学。作者感谢这种支持。