JP2001085997A - ディジタル信号処理装置及びビデオカメラ装置 - Google Patents
ディジタル信号処理装置及びビデオカメラ装置Info
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Abstract
ナログゲインコントロールアンプを不要として、低消費
電力化、ゲイン制御の精度向上、及び構成の簡略化を実
現する。 【解決手段】 入力端子11からのアナログ入力信号を
A/D変換回路12に送って、ディジタル信号処理系で
必要とされる要求ビット数(例えば10ビット)よりも
多くのビット数(例えば12ビット)でのィジタル信号
に変換し、乗算器13により端子16からの乗算係数と
乗算し、ビット数変換回路14にて、要求ビット数(例
えば10ビット)のディジタル信号にビット数変換す
る。
Description
理装置及びビデオカメラ装置に関し、特に、アナログ入
力信号をディジタル信号に変換するためのA/D変換を
含む処理を行うディジタル信号処理装置及びビデオカメ
ラ装置に関するものである。
ディオ・ビジュアル)機器もディジタル化が進んでお
り、このようなディジタルAV機器においては、アナロ
グのオーディオ入力信号や撮像信号等をディジタル信号
に変換するA/D変換が必要不可欠なものとなってお
り、適切なA/D変換を行うことが重要となっている。
CDイメージセンサ等の撮像素子からのアナログの撮像
信号を、アナログの利得制御増幅器(ゲインコントロー
ルアンプ)にてレベルを適正化されてからA/D変換さ
れるのが一般的である。具体的には、撮像対象である被
写体のダイナミックレンジが極端に広いために、明るい
ときはレンズ内の絞り機構にて光量を制御し、暗いとき
(低照度時)には撮像素子の出力を電気的に増幅する等
の対応が必要とされる。この低照度時の撮像出力の増幅
は、一般にアナログ回路で構成されたICを使用してい
る。
前のアナログ信号を増幅する場合には、S/Nやダイナ
ミックレンジを確保するために、高い電源電圧が必要と
なったり、電流消費が増大する傾向がある。また、アナ
ログ回路の特性上のばらつきが発生しやすく、ゲインを
絶対値で制御することが困難である。さらに、マイクロ
コンピュータ等でアナログゲインコントロールアンプの
ゲイン制御を行おうとすると、マイクロコンピュータ等
からの制御用のディジタル信号をアナログ信号に変換す
る必要があり構成が複雑化する。
れたものであって、A/D変換前のアナログ信号に対し
てゲイン制御増幅を不要とし、構成の簡略化、電圧や電
流の低減、マイクロコンピュータ等での制御の容易化、
及び精度の向上が図れるようなディジタル信号処理装置
及びビデオカメラ装置を提供することを目的とする。
めに、本発明に係るディジタル信号処理装置は、アナロ
グ入力信号を要求ビット数よりも多くのビット数のディ
ジタル信号に変換するA/D変換手段と、上記A/D変
換手段からのディジタル出力信号に対して乗算係数を乗
算するディジタル乗算手段と、上記ディジタル乗算手段
からのディジタル出力信号のビット数を上記要求ビット
数に変換するビット数変換手段とを有することを特徴と
している。
上述の課題を解決するために、撮像手段と、この撮像手
段からの撮像信号を要求ビット数よりも多くのビット数
のディジタル信号に変換するA/D変換手段と、上記A
/D変換手段からのディジタル出力信号に対して乗算係
数を乗算するディジタル乗算手段と、上記ディジタル乗
算手段からのディジタル出力信号のビット数を上記要求
ビット数に変換するビット数変換手段と、上記ビット数
変換手段からの出力信号に対してカメラ信号処理を施す
カメラ信号処理手段とを有することを特徴としている。
トロールすることが可能となる。
施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1
は、本発明に係るディジタル信号処理装置の実施の形態
を示すブロック図である。
グ入力信号、例えばマイクロホンで集音されたオーディ
オ信号や、撮像素子で撮像されたビデオ信号等が供給さ
れており、このアナログ入力信号は、ディジタル信号処
理系で必要とされる要求ビット数(例えば10ビット)
よりも多くのビット数(例えば12ビット)で変換する
A/D(アナログ/ディジタル)変換回路12に送られ
る。A/D変換回路12からのディジタル出力信号は、
乗算器13により端子16からの乗算係数と乗算され、
ビット数変換回路14に送られる。ビット数変換回路1
4は、乗算器13からのディジタル出力信号(例えば1
2ビット)を、上記要求ビット数(例えば10ビット)
にビット数変換し、出力端子15よりカメラ信号処理系
等の信号処理系へ出力する。
数は、アナログ信号レベルによって制御され、アナログ
信号レベルが大きいときは小さい乗算係数が、アナログ
信号レベルが小さいときは大きい乗算係数がそれぞれ選
択される。
10ビット、A/D変換回路12の変換ビット数を12
ビットとし、説明を簡略化するために、乗算器13の端
子16に供給される乗算係数としては「1」又は「4」
のいずれかが選択されるものとする。ビット数変換回路
14は、入力された12ビットのデータの下位2ビット
を切り捨てて10ビットのデータに変換して出力するも
のとする。
入力信号のレベルが、A/D変換回路12の許容最大レ
ベルのときには、A/D変換回路12からの12ビット
のディジタル出力値は4095となり、このとき乗算係
数には「1」が選ばれ、乗算器13からの出力値も40
95となるから、ビット数変換回路14で10ビットに
変換された出力値は1023となる。この状態で上記ア
ナログ入力信号のレベルが低下した結果、例えばA/D
変換回路12からのディジタル出力値が例えば1023
になると、ビット数変換回路14からの出力値は255
となる。この場合の10ビット出力の内の有効ビット数
は8ビットであり、信号処理系での要求ビット数(10
ビット)に対して余りが生じ、演算誤差の増加の原因等
になる。そこで、乗算器13の乗算係数を「4」とし、
A/D変換回路12からのディジタル出力値1023を
4倍した値4092をビット数変換回路14に送ること
により、ビット数変換回路14からの出力値が1023
となって、有効ビット数が10ビットとなり、信号処理
系での演算誤差も最小に抑えることができる。
ゲインコントロールアンプの機能を有しており、従来の
ようにA/D変換の前段に設けられるアナログゲインコ
ントロールアンプを不要とすることが可能となる。
プに必要とされた高い電源電圧や大きな消費電流が不要
となり、アナログ回路の特性上のばらつきがなく、ゲイ
ンを絶対値で制御することが容易であり、また、マイク
ロコンピュータ等で直接的にゲイン制御を行わせること
ができる。
メラ装置に適用した例を示すブロック図である。
イメージセンサ21からの出力信号は、いわゆる相関2
重サンプリング(CDS)等のS/H(サンプル/ホー
ルド)回路22でサンプリングされることにより信号部
分が抜き出され、アナログ撮像信号として、上記図1に
相当する回路ブロック10のA/D変換回路12に送ら
れる。A/D変換回路12からのディジタル出力信号
は、乗算器13を介し、ビット数変換回路14を介し
て、カメラ信号処理回路30に送られる。カメラ信号処
理回路30には、例えばDSP(ディジタル信号プロセ
ッサ)等が用いられており、入力ビデオ信号に対して、
輪郭強調やγ補正等の通常のカメラ信号処理を施して、
出力端子25より出力する。また、カメラ信号処理回路
30は、撮像信号の明るさあるいは画面の明るさを検出
するための明るさ検出回路31を有しており、この明る
さ検出回路31からの明るさ検出出力が、カメラ制御用
マイクロコンピュータ等のシステム制御回路23に送ら
れている。システム制御回路23は、明るさ検出回路3
1からの明るさ検出出力に基づいて、乗算器13の乗算
係数を制御する。
1の回路と同様であるが、さらに説明を補足すると、上
記乗算器13での乗算係数は、通常例えば「1」となっ
ている。カメラ信号処理回路30の明るさ検出回路31
からの出力信号に基づいて、充分に明るいとシステム制
御回路23が判断した場合は、乗算器13の乗算係数を
「1」とするように制御する。被写体環境が変化して暗
くなり、明るさ検出回路31からの出力信号に基づいて
光量不足とシステム制御回路23が判断した場合は、乗
算器13の乗算係数を例えば「4」とするように制御す
る。この場合に、「1」と「4」とを選択的に切り換え
てもよいが、「1」から「4」までの範囲で段階的に、
あるいは連続的に、乗算係数を変化させるように制御し
てもよい。すなわち、光量が低下するほど、画面が暗く
なるほど、乗算係数を大きくして「4」に近付けるよう
にする。
おけるアナログ撮像信号のゲインを制御するアナログゲ
インコントロールアンプと同等の機能を、ディジタル的
に実現することができる。上記12ビットA/D変換
と、10ビットの要求ビット数とを組み合わせる具体例
では、2ビットが余裕分として使用できるため、6dB
×2(ビット)=12dB相当の可変ゲインコントロー
ルアンプとして機能していることになる。
ば、信号処理で必要とされるビット数(要求ビット数)
よりも多いビット数でA/D変換し、信号をディジタル
的に増幅することにより、例えば被写体環境の変化に追
従して明るさを制御することが必要とされるビデオカメ
ラ装置において、従来用いられていたアナログゲインコ
ントロールアンプを不要とすることができる。また、増
幅値(乗算係数)がディジタル制御可能であるため、正
確な制御が可能となると共に、ゲインコントロールアン
プを制御するためのアナログの制御電圧を作る必要がな
くなり、構成が簡略化される。また、アナログのゲイン
コントロールアンプは一般に消費電力を多く必要とする
が、ディジタルのゲインコントロールは消費電力が少な
く、低消費電力化が可能となる。
に限定されるものではなく、例えば上記実施の形態で
は、要求ビット数を10ビット、A/D変換ビット数を
12ビットとしているが、これらのビット数に限定され
ず、また、乗算器の乗算係数も「1」〜「4」の範囲に
限定されない。また、ビデオカメラ装置への適用例を説
明したが、オーディオ信号の記録装置や、その他のAV
機器でアナログ入力をディジタル信号に変換する必要の
ある機器に適用できることは勿論である。この他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能で
ある。
よれば、アナログ入力信号を要求ビット数よりも多くの
ビット数のディジタル信号に変換するA/D変換手段
と、上記A/D変換手段からのディジタル出力信号に対
して乗算係数を乗算するディジタル乗算手段と、上記デ
ィジタル乗算手段からのディジタル出力信号のビット数
を上記要求ビット数に変換するビット数変換手段とを有
することにより、ディジタル的にゲインコントロールす
ることが可能となり、アナログゲインコントロールアン
プを不要として、アナログゲインコントロールアンプを
用いることによる不具合を解消できる。すなわち、低消
費電力化が可能で、ゲイン制御の精度が向上し、構成も
簡略化できる。
れば、撮像手段と、この撮像手段からの撮像信号を要求
ビット数よりも多くのビット数のディジタル信号に変換
するA/D変換手段と、上記A/D変換手段からのディ
ジタル出力信号に対して乗算係数を乗算するディジタル
乗算手段と、上記ディジタル乗算手段からのディジタル
出力信号のビット数を上記要求ビット数に変換するビッ
ト数変換手段と、上記ビット数変換手段からの出力信号
に対してカメラ信号処理を施すカメラ信号処理手段とを
有することにより、被写体環境の変化に追従して明るさ
を制御する機能をディジタル的に実現でき、低消費電力
化、ゲイン制御の精度向上、及び構成の簡略化が実現で
きる。
装置の概略構成を示すブロック図である。
装置の概略構成を示すブロック図である。
ト数変換回路、 21CCDイメージセンサ、 23
システム制御回路、 30 カメラ信号処理回路、 3
1 明るさ検出回路
Claims (6)
- 【請求項1】 アナログ入力信号を要求ビット数よりも
多くのビット数のディジタル信号に変換するA/D変換
手段と、 上記A/D変換手段からのディジタル出力信号に対して
乗算係数を乗算するディジタル乗算手段と、 上記ディジタル乗算手段からのディジタル出力信号のビ
ット数を上記要求ビット数に変換するビット数変換手段
とを有することを特徴とするディジタル信号処理装置。 - 【請求項2】 上記乗算係数は、上記アナログ入力信号
のレベルに応じて制御されることを特徴とする請求項1
記載のディジタル信号処理装置。 - 【請求項3】 上記ビット数変換手段からの出力信号の
レベルを検出するレベル検出手段を有し、このレベル検
出手段からの出力信号に応じて上記乗算係数を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル信号処理装
置。 - 【請求項4】 撮像手段と、 この撮像手段からの撮像信号を要求ビット数よりも多く
のビット数のディジタル信号に変換するA/D変換手段
と、 上記A/D変換手段からのディジタル出力信号に対して
乗算係数を乗算するディジタル乗算手段と、 上記ディジタル乗算手段からのディジタル出力信号のビ
ット数を上記要求ビット数に変換するビット数変換手段
と、 上記ビット数変換手段からの出力信号に対してカメラ信
号処理を施すカメラ信号処理手段とを有することを特徴
とするビデオカメラ装置。 - 【請求項5】 上記乗算係数は、上記撮像信号のレベル
に応じて制御されることを特徴とする請求項4記載のビ
デオカメラ装置。 - 【請求項6】 上記カメラ信号処理手段は、上記撮像信
号の明るさを検出する明るさ検出手段を有し、この明る
さ検出手段からの出力信号に応じて上記乗算係数を制御
することを特徴とする請求項4記載のビデオカメラ装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25810299A JP2001085997A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | ディジタル信号処理装置及びビデオカメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25810299A JP2001085997A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | ディジタル信号処理装置及びビデオカメラ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001085997A true JP2001085997A (ja) | 2001-03-30 |
JP2001085997A5 JP2001085997A5 (ja) | 2006-04-27 |
Family
ID=17315537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25810299A Pending JP2001085997A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | ディジタル信号処理装置及びビデオカメラ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001085997A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 1999-09-10 JP JP25810299A patent/JP2001085997A/ja active Pending
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