JP2558696B2 - Digital signal processor - Google Patents

Digital signal processor

Info

Publication number
JP2558696B2
JP2558696B2 JP12621387A JP12621387A JP2558696B2 JP 2558696 B2 JP2558696 B2 JP 2558696B2 JP 12621387 A JP12621387 A JP 12621387A JP 12621387 A JP12621387 A JP 12621387A JP 2558696 B2 JP2558696 B2 JP 2558696B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
offset
circuit
level
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP12621387A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63291176A (en
Inventor
森村  淳
好徳 北村
聡 岩村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP12621387A priority Critical patent/JP2558696B2/en
Publication of JPS63291176A publication Critical patent/JPS63291176A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2558696B2 publication Critical patent/JP2558696B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Image Input (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アナログ信号をディジタル信号に変換し、
信号処理を行い、ディジタル信号の精度を向上さすディ
ジタル信号処理装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention converts an analog signal into a digital signal,
The present invention relates to a digital signal processing device that performs signal processing and improves the accuracy of digital signals.

従来の技術 近年ディジタル信号処理は画像処理に広く用いられる
様になり、固体撮像素子よりの信号をA/D変換し、ディ
ジタルで信号処理を行なう装置が開発されているが、信
号処理過程において信号の精度が不足し、問題となる。
以下にアナログの撮像装置をディジタル信号処理におき
かえ、従来のA/D変換器を用いたディジタル化された単
板式の固体撮像装置のディジタル信号処理装置について
説明する。
2. Description of the Related Art In recent years, digital signal processing has been widely used for image processing, and a device for A / D converting a signal from a solid-state image sensor to perform digital signal processing has been developed. The accuracy of is insufficient, which causes a problem.
A digital signal processing device of a digitized single-plate solid-state imaging device using a conventional A / D converter will be described below by replacing the analog imaging device with digital signal processing.

第4図は固体撮像素子の受光素子上に配置するモザイ
クフィルタで、各受光素子の上に1つの色のフィルタが
置かれる。第4図のフィルタの色の配列について説明す
る。あるフィールドのn番目の水平ラインには透明
(W),グリーン(G)のフィルターがn+1番目の水
平ラインには、シアン(Cy),2イエロー(Ye)のフィル
タが配置される。次のフィールドのn′番目の水平ライ
ンにはグリーン(G),透明(W),のフィルタが、
n′+1番目の水平ラインには、イエロー(Ye),シア
ン(Cy)のフィルタが配置される。
FIG. 4 shows a mosaic filter arranged on the light receiving element of the solid-state image pickup element, and one color filter is placed on each light receiving element. The color arrangement of the filters in FIG. 4 will be described. Transparent (W) and green (G) filters are arranged on the n-th horizontal line of a certain field, and cyan (Cy) and 2 yellow (Ye) filters are arranged on the (n + 1) -th horizontal line. On the n'th horizontal line of the next field, green (G), transparent (W) filters are
Yellow (Ye) and cyan (Cy) filters are arranged on the (n ′ + 1) th horizontal line.

第5図に第4図のモザイクフィルタをもった固体撮像
素子を用いたカラービデオカメラの具体例を示すもので
あり、1は固体撮像素子で各画素ごとの光電変換された
電気信号を駆動パルスで順次読み出していく。2は1の
固体撮像素子の出力信号をディジタル信号に変換するA/
Dコンバータである。3は1水平走査期間遅延(1HDL)
させ、4の同時化回路に原信号を1水平走査期間遅延さ
せる信号と原信号とを入力する。4の同時化回路で4つ
の色成分W,G,Ye,Cyに分解する。5はマトリックスと利
得調整する回路で、W,G,Ye,Cyから赤(R),緑
(G),青(B)にマトリックスして得て、ホワイトパ
ランスが得られる様に利得調整された出力信号R0,G0,B0
を得る。マトリックスの式は となる。
FIG. 5 shows a specific example of a color video camera using the solid-state image pickup device having the mosaic filter shown in FIG. 4, and 1 is a pulse for driving an electric signal photoelectrically converted for each pixel in the solid-state image pickup device. To read sequentially. 2 is A / which converts the output signal of the solid-state image sensor 1 into a digital signal
D converter. 3 is 1 horizontal scanning period delay (1 HDL)
Then, a signal for delaying the original signal for one horizontal scanning period and the original signal are input to the synchronization circuit of 4. It is decomposed into four color components W, G, Ye, and Cy by four synchronization circuits. Reference numeral 5 is a matrix and a circuit for adjusting the gain, which is obtained by forming a matrix from W, G, Ye, Cy to red (R), green (G), and blue (B), and the gain is adjusted so as to obtain a white balance. Output signal R 0 , G 0 , B 0
Get. The matrix formula is Becomes

6はγ補正する回路で3原色の入力信号P0,G0,B0に対
して、 の出力を得る。
Reference numeral 6 denotes a γ-correction circuit for the three primary color input signals P 0 , G 0 , B 0 , Get the output of

7はマトリックス回路で、輝度信号 と色差信号 を得、8のエンコーダでエンコーダされた信号を得、9
のD/Aで、ディジタル信号をアナログ信号に変換して、
標準テレビジョン信号にする。一般にビデオ信号の周波
数帯域をもつ信号をディジタル化して、信号処理する場
合、並列的処理をする。またA/Dコンバータは全並列型
がもちいられる。そのため、8ビットのA/Dでコンパレ
ータが256個必要で、これを9ビットにすると512個、ま
た10ビットにすると1024個になる。1ビットのビット数
を増加すると2倍のコンパレータが必要であるのでなく
ビット数の少ないA/Dを用いる必要がある。例えば今、
8ビットのA/Dコンバータを用い、透明(W)部の信号
の最高値を8ビットとすると、赤(R)はWの振巾の約
3/7で、青(B)の振巾は約1/7である。そのため赤のビ
ット数は6.7ビット、青のビット数は5.2ビットになる。
これをγ補正すると少なくとも1.5ビットは減少する。
その他赤のビット数は5.2ビット,青のビット数は37ビ
ットになる。一般に色のビット数は6ビット程度必要で
あることを考えるとA/Dコンバータは10ビット必要にな
る。これはコンパレータが個数が1024個必要で、コスト
が非常に高くまた消費電力も多くなるという問題点を有
していた。
7 is a matrix circuit, which is a luminance signal And color difference signal To obtain the signal encoded by the encoder of 8 and 9
D / A converts the digital signal into an analog signal,
Use standard television signal. Generally, in the case of digitizing a signal having a frequency band of a video signal and processing the signal, parallel processing is performed. The A / D converter is a fully parallel type. Therefore, 256 comparators are required for 8-bit A / D, and when it is 9 bits, it becomes 512, and when it is 10 bits, it becomes 1024. When the number of bits of 1 bit is increased, it is necessary to use an A / D having a small number of bits instead of requiring a double comparator. For example, now
If you use an 8-bit A / D converter and set the maximum value of the signal in the transparent (W) part to 8 bits, red (R) is about the amplitude of W.
At 3/7, the amplitude of blue (B) is about 1/7. Therefore, the number of red bits is 6.7 bits and the number of blue bits is 5.2 bits.
When this is γ-corrected, at least 1.5 bits are reduced.
The other red bits are 5.2 bits and the blue bits are 37 bits. Considering that the number of color bits is generally about 6 bits, the A / D converter requires 10 bits. This requires 1024 comparators, which is very expensive and consumes a lot of power.

またbit数が少なく、量子化のステップ(1LSBのレベ
ル)が大きいとき、CRT上で偽輪郭が発生し、画質をい
ちじるしく悪化させる。この改善手段としてディサ法が
提案されている(J,O.Limb:Bell Syst.Tech.J.,48,7pp2
555〜2582(1986))。この方法を第6図に示す。第6
図aは直線的にレベルが上っていくランプ波形に対して
図に示す量子化レベル(1LSB)で量子化(A/D変換)し
たものである。ディサ法はこのアナログ信号に対してラ
ンダムな疑似雑音第6図bを加算し、第6図cのアナロ
グ信号とする。この加算された信号に対してA/D変換を
行なうもので、疑似雑音により一定の閾値の上下に信号
がふられた場所ではA/D変換後の出力も1LSB分だけ上下
に分離する。このため、第6図aで見えた偽輪郭は分散
され、見えにくくなるが、疑似雑音を加えているため、
S/N比が悪くなる。また偽輪郭は見えにくくなっている
が、これは偽輪郭部に相当するエッジがノイズにより分
散されているのであり、A/D変換された信号の精度が上
ったためではない。
Also, when the number of bits is small and the quantization step (1 LSB level) is large, false contours occur on the CRT and the image quality deteriorates significantly. The Disa method has been proposed as a means for improving this (J, O.Limb: Bell Syst.Tech.J., 48,7pp2
555-2582 (1986)). This method is shown in FIG. Sixth
In Fig. A, the ramp waveform whose level rises linearly is quantized (A / D converted) at the quantization level (1 LSB) shown in the figure. In the dither method, random pseudo noise Fig. 6b is added to this analog signal to obtain the analog signal of Fig. 6c. A / D conversion is performed on this added signal, and the output after A / D conversion is also separated by 1 LSB at the place where the signal is above and below a certain threshold due to pseudo noise. Therefore, the false contour seen in FIG. 6a is dispersed and hard to see, but since pseudo noise is added,
S / N ratio deteriorates. Further, the false contour is hard to see, but this is not because the edges corresponding to the false contour are dispersed by noise and the accuracy of the A / D converted signal is improved.

また、従来のディジタル信号処理装置としては、第7
図に示すものがある。第7図のブロック図において、10
はA/D変換器、11はオフセット発生回路、12は平均化回
路、13は10〜12のタイミングを制御するタイミング発生
回路である。
In addition, as a conventional digital signal processing device,
Some are shown in the figure. In the block diagram of FIG. 7, 10
Is an A / D converter, 11 is an offset generation circuit, 12 is an averaging circuit, and 13 is a timing generation circuit for controlling the timing of 10 to 12.

以上の様に構成されたこの従来例の信号処理装置に関
して以下その動作を説明する。第8図にオフセット発生
回路11より発生さす電圧を示す。電圧レベルは、A/D変
換器のm/n(0≦m<n m,nは整数)LSBとする。
The operation of the signal processing apparatus of this conventional example configured as described above will be described below. FIG. 8 shows the voltage generated by the offset generating circuit 11. The voltage level is m / n (0 ≦ m <nm, n is an integer) LSB of the A / D converter.

又、電圧を発生させる周期は必要とされるディジタル
信号データの周期の1/n倍となる(nは整数)。n=2,m
=1のときはオフセットは0と1/2LSBであり、それぞれ
のオフセットを加算してA/D変換を各データに対して行
なう。このオフセット電圧を加算することによりtが奇
数(t=2n+1)のときは、入力信号はそのままA/D変
換器10に入力され、tが偶数のとき(t=2n)は1/2LSB
だけオフセットされ、A/D変換器10の入力となる。第7
図aの信号レベルを第9図aに示す。入力波形を実線と
した場合、t=2n+1のときは変化せず実線のレベルと
なりt=2nのとき破線のレベルとなる。この2つの場合
においてA/D変換された信号bを第9図bに示す。実線
はt=2n+1のとき、破線はt=2nのときのものであ
る。A/D変換器の精度で定まるLSBのレベルで段階的に変
化する波形となる。アナログ信号にオフセット電圧を加
えることによりスレシホールドレベルが変化し第9図b
に示したようにA/D変換器の出力値が1つ上のレベルに
変化する時刻が異なる。以上の2つの信号を平均回路12
により平均することにより出力信号cを得る。第9図c
にその波形を示す。以上の信号処理を行なうことにより
A/D変換器単体で符号化するときの2倍の精度で符号化
することが可能となり高精度が必要とされる回路に有効
である。
Further, the cycle of generating the voltage is 1 / n times the cycle of the required digital signal data (n is an integer). n = 2, m
When = 1, the offsets are 0 and 1/2 LSB, and the respective offsets are added to perform A / D conversion on each data. By adding this offset voltage, when t is an odd number (t = 2n + 1), the input signal is directly input to the A / D converter 10, and when t is an even number (t = 2n), 1 / 2LSB
It is offset only and becomes the input of the A / D converter 10. Seventh
The signal levels of figure a are shown in figure 9a. When the input waveform is a solid line, there is no change when t = 2n + 1, and the level is a solid line when t = 2n. The signal b A / D converted in these two cases is shown in FIG. 9b. The solid line is for t = 2n + 1, and the broken line is for t = 2n. The waveform will change in steps at the LSB level determined by the accuracy of the A / D converter. The threshold level is changed by adding an offset voltage to the analog signal, as shown in FIG. 9b.
As shown in, the time when the output value of the A / D converter changes to the next higher level is different. Averaging circuit 12 for the above two signals
The output signal c is obtained by averaging. FIG. 9c
The waveform is shown in. By performing the above signal processing
The A / D converter can be encoded with double the precision of the encoding when it is encoded by itself, which is effective for a circuit that requires high precision.

以上の様に、A/D変換器のアナログ入力部に一定の信
号をオフセットし、A/D変換後のディジタル信号を平均
することにより、A/D変換器の精度を上げることを可能
にする。
As described above, it is possible to improve the accuracy of the A / D converter by offsetting a fixed signal to the analog input section of the A / D converter and averaging the digital signals after A / D conversion. .

以上の従来例では、A/D変換したのち、平均回路12に
てn個の平均をとるが、ディジタル回路で平均をとる
と、LPFとなり高域成分が失なわれてしまう。この問題
を解決するため以下に示す構成のものがある。第11図a,
bに示す特性を持ったLPFとHPF及びクリップ回路なる平
均回路を構成し、信号を通過させる。このブロック図を
第10図に示す。ここで、クリップ回路はm/nレベルのオ
フセット信号を加算したアナログ信号をディジタル化し
たため発生する誤差信号をクリップするもので、±1LSB
の信号をすべて0にする。平均回路への入力信号はLPF
を通過させることにより、低域の精度がlog2nビットだ
け上がり、HPF及びクリップ回路を通過させることで、
入力信号の高域成分に含まれる前記誤差を取り除く。こ
の2つの信号を加算することでこの平均回路の入力信号
を低域では精度が上り、高域の信号成分も失なわれず通
過させる。
In the above-mentioned conventional example, after A / D conversion, the averaging circuit 12 takes an average of n pieces, but when taking an average by the digital circuit, it becomes LPF and high frequency components are lost. In order to solve this problem, there is a configuration shown below. Figure 11a,
An averaging circuit consisting of an LPF and an HPF having the characteristics shown in b and a clipping circuit is configured to pass a signal. This block diagram is shown in FIG. Here, the clipping circuit clips the error signal generated by digitizing the analog signal to which the m / n level offset signal is added.
All the signals of 0. Input signal to averaging circuit is LPF
By passing through, the low-frequency precision is increased by log 2 n bits, and by passing through the HPF and the clipping circuit,
The error contained in the high frequency component of the input signal is removed. By adding these two signals, the accuracy of the input signal of the averaging circuit is increased in the low frequency range, and the signal component in the high frequency range is not lost.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、A/D変換した後
の平均処理回路として、LPF,HPF,クリップ回路と回路規
模が大きくなり、又輝度信号の様に周波数特性の高域成
分の重要な信号を通過させる目的では、高域成分の(変
化成分の)小信号レベルがクリップされ、特性が低下す
る。という問題を有していた。又、前記のHPF,LPF,クリ
ップ処理を行わないで、オフセット信号を加算し、A/D
変換をすると、ディジタル変換誤差となりその誤差が妨
害となる問題点も有していた。
Problems to be Solved by the Invention However, in the configuration as described above, as the averaging circuit after A / D conversion, the LPF, HPF, and the clipping circuit are large in circuit scale, and the frequency characteristics such as the luminance signal are increased. For the purpose of passing the important signal of the high frequency component, the small signal level (of the changing component) of the high frequency component is clipped, and the characteristic is deteriorated. Had a problem. Also, without performing the HPF, LPF, and clip processing described above, the offset signal is added, and A / D
When the conversion is performed, there is a problem that it becomes a digital conversion error and the error interferes.

本発明はかかる点に鑑み、回路規模を削減し、低分解
能レベルまでの高域周波数成分を確保し、合わせて低周
波成分においては信号レベルの誤差が発生する妨害を受
けることなく精度の高いディジタル信号を得ることを目
的とする。
In view of such a point, the present invention reduces the circuit scale, secures high frequency components up to a low resolution level, and at the same time, provides a highly accurate digital signal without interference that causes a signal level error in the low frequency component. Aim to get a signal.

問題点を解決するための手段 本発明は、2次元情報である画像を水平方向に走る1
次元の複数の走査線に分解し、前記走査線の一部又は全
部により構成される画像信号を1フィールドとし、1枚
以上の前記フィールドにより完成される1枚の前記画像
信号を1フレームとする時系列の画像アナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するA/D変換回路と、前記アナログ
信号に前記A/D変換回路のLSBレベルのm/n(0≦m<n
m,nは整数)レベルのオフセット信号を加算する回路手
段とを備え、前記オフセット信号のレベルは周期的に変
化させ、前記オフセット信号の位相を前記A/D変換回路
のサンプリングタイミングの位相から前記走査線毎にh/
k周期、前記フィールド毎にi/k周期、前記フレーム毎に
j/k周期(0≦i<k、0≦h<k、0≦j<k h,i,j,k
は整数、ただしi,h,jが全て0の場合を除く)位相をず
らせるようにし信号処理の過程で低域信号成分について
平均化することを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems The present invention runs horizontally on an image that is two-dimensional information.
Image signal composed of a part or all of the scanning lines is defined as one field, and one image signal completed by one or more fields is defined as one frame. An A / D conversion circuit for converting a time-series image analog signal into a digital signal, and an LSB level m / n (0 ≦ m <n of the A / D conversion circuit for the analog signal.
m, n is an integer) circuit means for adding an offset signal of a level, the level of the offset signal is periodically changed, the phase of the offset signal from the phase of the sampling timing of the A / D conversion circuit H / for each scan line
k period, i / k period for each field, each frame
j / k period (0 ≦ i <k, 0 ≦ h <k, 0 ≦ j <kh, i, j, k
Is an integer, except when i, h, and j are all 0), and the phase is shifted so that low-frequency signal components are averaged in the process of signal processing.

作 用 本発明は前記した構成により、アナログ入力信号にA/
D変換器のLSBのm/nのレベルのオフセット信号を加算し
た後、A/D変換し、又加算するオフセット信号の位相を
アナログ入力信号の位相と、走査線ごと、フィールドご
と、フレームごとにずらすことにより、A/D変換後平均
することで、単独でA/D変換器を用いたときの精度より
高い精度のディジタル信号を、オフセット信号による信
号レベルの誤差が発生する妨害を受けることなく、又入
力信号の周波数特性の高域成分を損うことなく、得るこ
とができる。
Operation The present invention has the above-mentioned configuration and is capable of converting analog input signals into analog signals.
After adding the offset signal of the m / n level of the LSB of the D converter, A / D conversion is performed, and the phase of the offset signal to be added is also the phase of the analog input signal, scan line, field, and frame By shifting and averaging after A / D conversion, a digital signal with higher accuracy than the accuracy when using the A / D converter alone can be used without being disturbed by the signal level error caused by the offset signal. Further, it can be obtained without damaging the high frequency component of the frequency characteristic of the input signal.

実施例 第1図は本発明の実施例におけるディジタル信号処理
装置のブロック図を示すものである。第1図において20
は入力アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変
換器、21はm/nレベルのオフセット信号を発生するオフ
セット信号発生器、22はオフセット信号の位相を入力ア
ナログ信号の位相と、走査線ごと、フィールドごと、フ
レームごとずらす位相遅延回路、23はA/D変換する制御
を行うタイミング発生回路である。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a digital signal processing device according to an embodiment of the present invention. 20 in FIG.
Is an A / D converter that converts an input analog signal into a digital signal, 21 is an offset signal generator that generates an m / n level offset signal, 22 is the phase of the offset analog signal, and the phase of the input analog signal , A phase delay circuit that shifts each field and each frame, and 23 is a timing generation circuit that performs A / D conversion control.

以上のように構成された本実施例のディジタル信号処
理装置を、撮像装置について用いた場合の動作について
以下に説明する。本実施例では、輝度信号の様に、ディ
ジタル信号として、周波数特性の高域成分まで確保した
い場合は、第1図のブロック図の様に、LSBの1/2のレベ
ルのオフセット信号を加算した後A/D変換し、その後は
平均処理を行なわない。この平均処理を行なわないこと
によりディジタル信号の精度は全く上がらないが、ウォ
ーブル効果により偽輪郭は分散される。
The operation when the digital signal processing apparatus of the present embodiment configured as described above is used for an image pickup apparatus will be described below. In the present embodiment, when it is desired to secure a high frequency component of the frequency characteristic as a digital signal like a luminance signal, an offset signal having a level of 1/2 of LSB is added as shown in the block diagram of FIG. After A / D conversion, averaging is not performed thereafter. By not performing this averaging process, the accuracy of the digital signal is not improved at all, but the false contour is dispersed by the wobble effect.

一般にオフセット信号を加算する場合は第2図aに示
す様に、オフセット信号の位相と入力アナログ画素信号
の位相は、走査線ごとに補えることが多い。前記の様
に、平均処理を行なわない場合には、オフセット信号を
加算したアナログ信号をA/D変換して求めたデジタル信
号に、変換誤差が表われ、誤差が走査線ごとに補ってい
るため、縦線の妨害となってしまう。本例では前記のデ
ィジタル変換の誤差が出た場合でも、画面上で揃わない
様、走査線ごと、フィールドごと、フレームごとに、オ
フセット信号の位相を位相遅延回路22によりずらしてあ
る。
Generally, when the offset signal is added, the phase of the offset signal and the phase of the input analog pixel signal are often supplemented for each scanning line, as shown in FIG. As described above, when the averaging process is not performed, the conversion error appears in the digital signal obtained by A / D converting the analog signal added with the offset signal, and the error is compensated for each scanning line. , It will interfere with the vertical line. In the present example, the phase of the offset signal is shifted by the phase delay circuit 22 for each scanning line, each field, and each frame so that even if the above-mentioned digital conversion error occurs, it is not aligned on the screen.

以下に本実施例で行なうオフセット信号の位相関係に
ついて説明する。第2図bに示す通り、オフセット信号
の周波数を走査線の繰り返し周波数(以下、水平周波数
と称す)の(S+1/2)倍(Sは整数)、A/D変換器のサ
ンプリング周波数scの1/4倍に選ぶ。これにより、各
走査線ごとにオフセット信号の位相が、入力アナログ画
素信号に対して一画素分(1/2π)だけ前にずれてい
く。その結果フィールドごとにオフセット信号の位相が
1/2π後にずれ、フレームごとに3/2πだけ後にずれる。
The phase relationship of the offset signal in this embodiment will be described below. As shown in FIG. 2b, the frequency of the offset signal is (S + 1/2) times the repetition frequency of the scanning line (hereinafter referred to as the horizontal frequency) (S is an integer), and 1 of the sampling frequency sc of the A / D converter. Select 4 times. As a result, the phase of the offset signal shifts by one pixel (1 / 2π) with respect to the input analog pixel signal for each scanning line. As a result, the phase of the offset signal is
It shifts after 1 / 2π and shifts by 3 / 2π after each frame.

特に、水平画素数が404画素数の素子を用いてNTSC方
式のテレビジョン信号を作製する場合には、A/D変換す
るサンプリング周波数は、色副搬送波の周波数の2倍と
なり、この色副搬送数を1/2分周したものが、前記の関
係と一致し、オフセット信号として採用できるため、位
相遅延回路も省略することが出来、回路構成が簡単にな
る。その他の画素数の素子を用いた場合、一般的には水
平パルスでリセットしてオフセット信号を作るため、水
平方向にオフセット信号を揃っていることが多いので第
1図に示す位相遅延回路22によって、走査線ごとに、オ
フセット信号の位相を、入力画素信号の位相より1/2π
ずつ前にずらしていき、フィールドごとに1/2π遅ら
せ、フレームで3/2π遅らす。以上のことによりディジ
タル変換誤差が出た場合でも、縦方向に揃うこともな
く、目立ちぬくくなる。
In particular, when an NTSC television signal is produced using an element with 404 horizontal pixels, the sampling frequency for A / D conversion is twice the frequency of the color subcarrier, and this color subcarrier A number obtained by dividing the number by ½ corresponds to the above relationship and can be used as an offset signal, so that the phase delay circuit can be omitted and the circuit configuration becomes simple. When an element having a different number of pixels is used, an offset signal is generally generated by resetting with a horizontal pulse, and therefore the offset signals are often aligned in the horizontal direction. Therefore, the phase delay circuit 22 shown in FIG. , The phase of the offset signal for each scan line is 1 / 2π from the phase of the input pixel signal.
Each one is delayed by 1 / 2π for each field and 3 / 2π in the frame. Due to the above, even if a digital conversion error occurs, it does not align in the vertical direction and becomes conspicuous.

従来の方式では、輝度信号の様な高域周波数成分まで
必要とされるディジタル信号の場合は、1/2LSBレベルの
オフセット信号を入力アナログ信号に加算し、A/D変換
した後、LPF,HPF,クリップ回路を用いて平均処理を行な
って、ディジタル信号の語長を上げている。そのため回
路構成も大きくなり、精度が上がるのも低域周波数成分
だけに限られている。
In the conventional method, in the case of a digital signal that requires a high frequency component such as a luminance signal, a 1/2 LSB level offset signal is added to the input analog signal and A / D converted, then LPF, HPF Then, the averaging process is performed using the clip circuit to increase the word length of the digital signal. Therefore, the circuit configuration becomes large and the accuracy is limited only to the low frequency component.

次に、色信号の様に、高域周波数の成分を必要としな
い入力信号の場合、従来の技術では、LPFを用いて平均
処理を行なっていたが、本例では特にA/D変換した直後
で平均処理を行なう必要はなく、出力までの信号処理回
路の中に含まれていれば良い。このため本実施例ではA/
D変換直後に平均処理のブロックは含まれていない。以
上、本実施例では低域のA/D変換精度を上げるため、1/2
LSBレベルのオフセット信号の加算で2つの信号の平均
にて説明してきたが、特に2つに限る必要はない。又、
オフセット信号の位相のずらせ方も以上の説明した方法
に限らず、一般的に、水平方向にg個の画素を1ブロッ
クとみなし、走査線ごとにh/k周期フィールドごとにi/k
周期、フレームごとにj/k周期(0≦h<k,0≦i<k,0
≦j<k h,i,f,kは整数、ただしi,h,jが全て0の場合を
除く)ずらして加算する。また加算するレベルは1/nLSB
〜n−1/nLSBのオフセット信号レベルを1回のA/D変換
が行われるごとに順次オフセットし、オフセットのない
ものと合わせてn個を、後の信号処理に平均することに
より、論理的には、精度をもとのA/D変換器のn倍まで
上げることが可能である。例えば、第3図aでは、n=
4,k=4,h=1,j=2,j=0とすると、オフセットレベルを
1/4LSB、平均を4つ、走査線ごとに一画素、フィールド
で2画素ずらしている。また第3図bではn=4,k=4,h
=2,i=j=0とすると、第3図aと同オフセット信号
レベル、同平均数で走査線ごとに2画素ずらしている。
以上の様に平均数nが決れば、誤差が縦にそろわないよ
うに、h,i,j,kを選ぶことにより誤差を分散することが
出来る。
Next, in the case of an input signal that does not require a high frequency component such as a color signal, in the conventional technique, the averaging process was performed using the LPF, but in this example, immediately after A / D conversion, It is not necessary to perform the averaging process in step S4, and it is sufficient that the averaging process is included in the signal processing circuit up to the output. Therefore, in this embodiment, A /
Immediately after D conversion, the block for averaging is not included. As described above, in this embodiment, in order to improve the A / D conversion accuracy in the low frequency range,
The addition of the LSB level offset signal has been described as the average of two signals, but the number is not particularly limited to two. or,
The method of shifting the phase of the offset signal is not limited to the method described above. Generally, g pixels in the horizontal direction are regarded as one block, and i / k for each h / k period field for each scanning line.
Cycle, j / k cycle for each frame (0 ≦ h <k, 0 ≦ i <k, 0
≤j <kh, i, f, k are integers, except when i, h, j are all 0). The level to be added is 1 / nLSB
The offset signal level of ~ n-1 / nLSB is sequentially offset each time one A / D conversion is performed, and n signals including those with no offset are averaged in the subsequent signal processing to obtain a logical value. It is possible to increase the accuracy up to n times that of the original A / D converter. For example, in FIG. 3a, n =
If 4, k = 4, h = 1, j = 2, j = 0, the offset level is
1/4 LSB, 4 averages, 1 pixel for each scan line, 2 pixels in the field. Further, in FIG. 3b, n = 4, k = 4, h
= 2, i = j = 0, two pixels are shifted for each scanning line with the same offset signal level and the same average number as in FIG.
If the average number n is determined as described above, the errors can be dispersed by selecting h, i, j, and k so that the errors are not vertically aligned.

以上の様に本実施例によれば、輝度信号の例の様に要
求されるディジタル信号に高域周波数成分が必要な場合
には、i/n〜n−1/nLSBレベルのオフセット信号を前記
実施例の様に適切な位相のずらし方により加算した後に
A/D変換するだけで、ディジタル変換による量子化誤差
を目立たなくすることが出来、同時に色信号の様に、高
域周波数成分がそれ程必要とせず、ディジタル信号の語
長数がより必要とされる場合には、A/D変換後の信号を
最終出力までに平均処理することにより、もとのA/D変
換器の語長による精度をn倍まで上げることが出来る。
As described above, according to the present embodiment, when a high frequency component is required in the required digital signal as in the case of the luminance signal, the offset signal of the i / n to n-1 / n LSB level is set to the above. After adding by the appropriate phase shift method as in the example
Only by A / D conversion, the quantization error due to digital conversion can be made inconspicuous, and at the same time, the high frequency components are not so much needed as with color signals, and the word length of digital signals is more needed. In this case, by averaging the signals after A / D conversion until the final output, the accuracy due to the word length of the original A / D converter can be increased up to n times.

尚、本実施例は撮像装置について説明したが特に撮像
装置に限ることもなく、標準テレビ信号やプリンタ入力
信号等のアナログ入力信号をA/D変換する様な一般のデ
ィジタル信号処理にも広く応用できる。
Although the present embodiment has been described with respect to the image pickup apparatus, it is not limited to the image pickup apparatus in particular, and is widely applied to general digital signal processing such as A / D conversion of analog input signals such as standard television signals and printer input signals. it can.

発明の効果 以上説明したように本発明によれば、A/D変換器のLSB
レベルのm/n(0≦m<n m,nは整数)のレベルのオフセ
ット信号の位相を、入力画像信号の画素、ライン、フィ
ールド及びフレームに対して周期的にずらし、オフセッ
ト信号を入力アナログ信号に加算することにより、ライ
ン状の妨害が出る事なく偽輪郭を分散することができ、
高域周波数成分の1LSBの変化成分まで得ることが出来
る。又、高域成分が重要でない場合には同様にオフゼッ
ト信号を入力アナログ信号に加算し、A/D変換した後に
出力までの信号処理の中で平均処理を行なうことによ
り、A/D変換器単独で定まる精度を上げることが出来、
高精度のディジタル信号処理装置に出力信号語長の短い
A/D変換器を用いることが可能となり、コスト面でも又
周波電力の面でもその実用効果は大きい。
As described above, according to the present invention, the LSB of the A / D converter is
The phase of the offset signal of level m / n (0 ≦ m <nm, n is an integer) is periodically shifted with respect to the pixel, line, field and frame of the input image signal, and the offset signal is input as an analog signal. By adding to, it is possible to disperse false contours without causing line-shaped interference,
It is possible to obtain a change component of 1 LSB of the high frequency component. When the high frequency component is not important, similarly, the offset signal is added to the input analog signal, A / D conversion is performed, and then averaging is performed in the signal processing up to the output. You can increase the accuracy determined by
High precision digital signal processor with short output signal word length
An A / D converter can be used, and its practical effect is great in terms of cost and frequency power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例におけるディジタル信号処理
装置のブロック図、第2図はオフセット信号の位相と入
力アナログ画素信号の位相関係を示す図、第3図はオフ
セット信号の位相の変化を示す図、第4図は固体撮像素
子用モザイク色フィルターの構成を示す図、第5図は第
4図のモザイク色フィルターを配した固体撮像素子を用
い、従来のA/D変換器を用いた信号処理回路の一例を示
すブロック図、第6図は従来の偽輪郭の改善を行なうデ
ィザ法を説明するための波形図、第7図は従来例におけ
るディジタル信号処理装置のブロック図、第8図は従来
のオフセット発生回路の電圧波形を示す波形図、第9図
は従来例の各部動作波形を示す波形図、第10図は従来例
の平均処理を行なったブロック図、第11図は従来例の平
均処理に用いたLPFとHPFの周波数特性図である。 20……A/D変換回路、21……オフセット発生回路、22…
…位相遅延回路、23……タイミング発生回路、24……色
分離回路、25……低域通過フィルター、26……エンコー
ダ。
FIG. 1 is a block diagram of a digital signal processing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a phase relationship between an offset signal phase and an input analog pixel signal, and FIG. 3 shows a phase change of the offset signal. Fig. 4 is a diagram showing the structure of a mosaic color filter for a solid-state image sensor, and Fig. 5 is a solid-state image sensor with the mosaic color filter shown in Fig. 4 and a conventional A / D converter. FIG. 6 is a block diagram showing an example of a signal processing circuit, FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a conventional dither method for improving false contours, FIG. 7 is a block diagram of a digital signal processing device in a conventional example, and FIG. Is a waveform diagram showing the voltage waveform of the conventional offset generating circuit, FIG. 9 is a waveform diagram showing the operation waveforms of each part of the conventional example, FIG. 10 is a block diagram of the averaging process of the conventional example, and FIG. 11 is a conventional example. LPF and HPF used for averaging 3 is a frequency characteristic diagram of FIG. 20 ... A / D conversion circuit, 21 ... Offset generation circuit, 22 ...
… Phase delay circuit, 23 …… Timing generation circuit, 24 …… Color separation circuit, 25 …… Low pass filter, 26 …… Encoder.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】2次元情報である画像を水平方向に走る1
次元の複数の走査線に分解し、前記走査線の一部又は全
部により構成される画像信号を1フィールド上とし、1
枚以上の前記フィールドにより完成される1枚の前記画
像信号を1フレームとする時系列の画像アナログ信号を
ディジタル信号に変換するA/D変換回路と、 前記アナログ信号に前記A/D変換回路のLSBレベルのm/n
(0≦m<n m,nは整数)レベルのオフセット信号を加
算する回路手段とを備え、 前記オフセット信号のレベルは周期的に変化させ、前記
オフセット信号の位相を前記A/D変換回路のサンプリン
グタイミングの位相から前記走査線毎にh/k周期、前記
フィールド毎にi/k周期、前記フレーム毎にj/k周期(0
≦i<k、0≦h<k、0≦j<k h,i,j,kは整数、た
だしi,h,jが全て0の場合を除く)位相をずらせるよう
にし信号処理の過程で低域信号成分について平均化する
ことを特徴とするディジタル信号処理装置。
1. An image which is two-dimensional information is run in a horizontal direction 1
A plurality of dimensional scanning lines, and an image signal composed of a part or all of the scanning lines is set on one field.
An A / D conversion circuit for converting a time-series image analog signal having one frame of the image signal completed by one or more of the fields into a digital signal, and the analog signal of the A / D conversion circuit LSB level m / n
(0 ≦ m <nm, n is an integer) circuit means for adding a level offset signal, the level of the offset signal is periodically changed, and the phase of the offset signal is sampled by the A / D conversion circuit. From the timing phase, h / k cycle for each scanning line, i / k cycle for each field, j / k cycle (0
≤ i <k, 0 ≤ h <k, 0 ≤ j <kh, i, j, k are integers (except when i, h, j are all 0). A digital signal processing device characterized by averaging low-frequency signal components.
【請求項2】オフセット信号の周波数を走査線の繰り返
し周波数の(s+1/2)倍(sは整数)に選ぶことによ
り、前記オフセット信号の位相がA/D変換回路のサンプ
リングタイミングの位相から、走査線毎に±1/2πず
れ、フィールド毎に±1/2πずれ、フレーム毎に±1/2π
ずれて前記オフセット信号を加算するようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジタル信号
処理装置。
2. The frequency of the offset signal is selected to be (s + 1/2) times the repetition frequency of the scanning line (s is an integer), whereby the phase of the offset signal is determined from the sampling timing phase of the A / D conversion circuit. ± 1 / 2π deviation for each scanning line, ± 1 / 2π deviation for each field, ± 1 / 2π for each frame
The digital signal processing device according to claim 1, wherein the offset signals are added with a shift.
JP12621387A 1987-05-22 1987-05-22 Digital signal processor Expired - Lifetime JP2558696B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12621387A JP2558696B2 (en) 1987-05-22 1987-05-22 Digital signal processor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12621387A JP2558696B2 (en) 1987-05-22 1987-05-22 Digital signal processor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63291176A JPS63291176A (en) 1988-11-29
JP2558696B2 true JP2558696B2 (en) 1996-11-27

Family

ID=14929530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12621387A Expired - Lifetime JP2558696B2 (en) 1987-05-22 1987-05-22 Digital signal processor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2558696B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61144171A (en) * 1984-12-17 1986-07-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Accuracy improving device of analog digital convertion

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63291176A (en) 1988-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4176373A (en) Signal processing for discrete-sample-type-color-video signal
US5940138A (en) Analog signal process with dither pattern
US5309183A (en) Image pickup apparatus having difference encoding and non-linear processing of image signals
US9030568B2 (en) Data processing apparatuses, data processing method, program, and camera system
JPH1175181A (en) Converter and conversion method for digital image signal
JP2558696B2 (en) Digital signal processor
JPH0572136B2 (en)
US4562456A (en) Analog-to-digital conversion apparatus including a circuit to substitute calculated values when the dynamic range of the converter is exceeded
JPH08317346A (en) Device and method for converting digital video signal
RU2004136445A (en) METHOD FOR CONVERTING DIGITAL SIGNAL OF IMAGE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JPH1056596A (en) Video camera
JPS5821979B2 (en) Image signal halftone processing method
JPS60143023A (en) Digital signal processing device
KR100363349B1 (en) Apparatus for Processing Image Signal
JP2004023384A (en) Method for interpolating pixel signal such as tesselated green signal in interleave relation of single-plate color camera
CN1111823C (en) Sectionally weighting correcting device of image processing system
JP3450361B2 (en) Imaging device
JP3461247B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JPS60143022A (en) Digital signal processing device
JPS60127883A (en) Digital camera
JPS6126275B2 (en)
JP2715163B2 (en) Imaging device
JP2788733B2 (en) Color television signal processing method and circuit
JPS61144171A (en) Accuracy improving device of analog digital convertion
JP2763305B2 (en) Digital signal processor