JP2006217453A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動信号入力を備えたＡ／Ｄ変換器を用いて、映像信号をＡ／Ｄ変換をするにあたり、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを最大限利用する。
【解決手段】映像信号をクランプし、クランプ後の信号のＤＣを調節する。そして、差動信号入力を備えたＡ／Ｄ変換器１３の正相に入力する。一方、反転アンプ１４の入力に、上記Ａ／Ｄ変換器のＬｏ側基準電圧６とＨiｇｈ側基準電圧７の中点電位を用いることで、上記Ａ／Ｄ変換器の逆相入力信号を作る。Ａ／Ｄ変換後の信号をクランプしたいデジタル基準と比較し、Ｄ／Ａ変換して、ＤＣシフト回路４に負帰還をかけることで、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを最大限利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像信号のＡ／Ｄ変換の周辺技術に関するものである。

近年、デジタル信号処理技術が進歩し、映像信号についても、アナログ信号処理からデジタル信号処理に置き換わりつつある。そのため、映像信号のＡ／Ｄ変換が必要となるが、このＡ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジをより有効に活用する技術が提案されている。

以下、図２を参照しながら、特許文献１に示されており、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを有効に活用する技術について説明する。

図２は、映像信号をクランプし、Ａ／Ｄ変換する手段を示している。１は映像アナログ信号入力端子、２はクランプ回路、３はクランプパルス入力端子、４はＤＣシフト回路、５はＡ／Ｄ変換器、６はＡ／Ｄ変換のＬｏ側基準電圧、７はＡ／Ｄ変換のＨｉｇｈ側基準電圧、８は映像デジタル信号出力端子、９はデータ切り出し回路、１０は平均化回路、１１はレベル比較回路、１２はＤ／Ａ変換器である。

図２において、映像アナログ信号入力端子１に同期信号付き映像アナログ信号を印加する。また、クランプパルス入力端子３には、上記同期信号を抜き出したクランプパルスを印加する。上記２つの信号はクランプ回路２に入力され、クランプパルス期間に映像同期信号ＤＣ電圧と基準電圧と比較して、上記基準電圧にクランプされた映像信号が出力される。この信号は、ＤＣシフト回路４に入力され、制御電圧により、上記映像信号のＤＣをシフトして出力する。この信号をＡ／Ｄ変換器５に入力し、Ａ／Ｄ変換のＬｏ側基準電圧６とＡ／Ｄ変換のＨｉｇｈ側基準電圧７により、Ａ／Ｄ変換して、映像デジタル信号を映像デジタル信号出力端子８から出力する。上記映像デジタル信号を、データ切り出し回路９に入力することにより、クランプパルス期間のデジタルデータを抜き出し、これを、平均化回路１０にて平均化する。この平均化データを、ある基準デジタル値と比較し、その差信号をＤ／Ａ変換器１２でアナログ変換し、これをＤＣシフト回路４の制御電圧として用いる。そして、この制御電圧とＤＣシフト回路４でのＤＣシフトの向きを、不帰還になるように設定する。すると、映像同期信号期間の映像デジタルデータが、レベル比較回路１１で設定した基準デジタル値と一致した信号が、映像デジタル信号出力端子８から出力される。

つまり、Ａ／Ｄ変換器５の前段にクランプ回路２とＤＣシフト回路４を設けて、Ａ／Ｄ後のデジタルデータと基準デジタル値と比較し、不帰還をかけることで、デジタル値でのクランプをかけることができる。よって、Ａ／Ｄ変換器５の入力ダイナミックレンジを有効に活用でき、かつ、デジタル値によるクランプができる。
特開平１０−２８５４３２号公報

しかしながら、映像の高画質化を進めるにあたり、ノイズ対策として差動信号処理方式のＡ／Ｄ変換器を用いることがある。この場合、新たに、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを有効に活用できるようなシステムを考案することが、課題となる。入力ダイナミックレンジを有効に使用することは、Ａ／Ｄ変換器の解像度を向上することを意味し、高画質化につながる。

前記に鑑み、本発明は、差動信号処理方式Ａ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを最大限に活用することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明に係る映像信号処理装置は、映像アナログ信号をクランプし、制御電圧により上記映像アナログ信号のＤＣをシフトする手段と、
上記手段によりＤＣシフトした信号をＡ／Ｄ変換するための、差動信号入力を特徴とするＡ／Ｄ変換器と、
上記Ａ／Ｄ変換器に必要な反転した映像アナログ信号を得るため、入力の一方に上記Ａ／Ｄ変換器のＬｏ側基準電圧とＨｉｇｈ側基準電圧の中点電圧を印加することを特徴とした反転アンプと、
上記Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された映像デジタルデータから映像同期期間のデータを抜き出し、クランプしたいデジタル値と比較し、その差信号をＤ/Ａ変換して、上記ＤＣシフト回路へ負帰還をかけることにより構成されるデジタルクランプを備えている。

本発明に係る映像信号処理装置によると、差動信号入力を特徴とするＡ／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを最大限に活用すると共に、デジタルクランプをかけることができる。

以下、本発明の実施形態に係る映像信号処理装置について、図面を参照しながら説明する。なお、背景技術のものと同一の部分については、同一符号を用いるものとする。

図１において、１３は差動信号入力を特徴とするＡ／Ｄ変換器、１４はオペアンプ、１５は第１の抵抗、１６は第２の抵抗、１７は第３の抵抗、１８は第４の抵抗、１９はバッファーである。

図１において、映像アナログ信号入力端子１に同期信号付き映像アナログ信号を印加する。また、クランプパルス入力端子３には、上記同期信号を抜き出したクランプパルスを印加する。上記２つの信号はクランプ回路２に入力され、クランプパルス期間に映像同期信号ＤＣ電圧と基準電圧と比較して、上記基準電圧にクランプされた映像信号が出力される。この信号は、ＤＣシフト回路４に入力され、制御電圧により、上記映像信号のＤＣをシフトして出力する。この信号を、差動信号入力を特徴としたＡ／Ｄ変換器１３の正相に入力する。一方、第１の抵抗１５と第２の抵抗１６を同じ抵抗値に設定し、上記抵抗とオペアンプ１４により構成される反転アンプの一つの入力に、ＤＣシフト回路２の出力信号を入力する。上記反転アンプのもう一方の入力には、上記差動信号入力を特徴としたＡ／Ｄ変換器１３のＬｏ側基準電圧６とＨｉｇｈ側基準電圧７を第３の抵抗１７と第４の抵抗１８で抵抗分割することにより作られた中点電圧を、バッファー１９を介して入力する。すると、ＤＣシフト回路２の出力信号に対し、上記中点電圧を中心とした反転信号がオペアンプ１４から出力される。この信号を、差動信号入力を特徴としたＡ／Ｄ変換器１３の逆相に入力する。上記正相と逆相の信号を差動信号入力を特徴としたＡ／Ｄ変換器１３に入力すると、Ａ／Ｄ変換のＬｏ側基準電圧６とＡ／Ｄ変換のＨｉｇｈ側基準電圧７でＡ／Ｄ変換して、映像デジタル信号出力端子８から映像デジタル信号が出力される。

そして、上記映像デジタル信号を、データ切り出し回路９に入力することにより、クランプパルス期間のデジタルデータを抜き出し、これを、平均化回路１０にて平均化する。この平均化データを、ある基準デジタル値と比較し、その差信号をＤ／Ａ変換器１２でアナログ変換し、これをＤＣシフト回路４の制御電圧として用いる。そして、この制御電圧とＤＣシフト回路４でのＤＣシフトの向きを、不帰還になるように設定する。すると、映像同期信号期間の映像デジタルデータが、レベル比較回路１１で設定した基準デジタル値と一致した信号が、映像デジタル信号出力端子８から出力される。

図３の（ａ）は、映像アナログ信号入力端子１に入力する信号波形である。（ｂ）は、
クランプパルス入力端子３に入力する信号波形である。（ｃ）は、ＤＣシフト回路４の出力波形である。（ｄ）は、オペアンプ１３の出力波形である。本発明によると、図３の（ｃ）に記載したｅと、図３の（ｄ）に記載したｆの大きさは等しくなり、これは、
レベル比較回路１１の基準デジタル値によって決定される。ｅの値を最小にすると、Ａ／Ｄの入力ダイナミックレンジを最大に利用できる。

よって、差動信号入力を特徴としたＡ／Ｄ変換器の正相入力にクランプした信号を入力し、また、逆相入力には、Ａ／Ｄ変換器のＬｏ側基準電圧とＨｉｇｈ側基準電圧の中点電位を入力した反転アンプ出力を入力して、Ａ／Ｄ変換後のデジタルデータとの比較によりクランプをかけることによって、／Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジを最大限に活用すると共に、デジタルクランプをかけることができる。

以上説明したように、本発明は、映像信号のＡ／Ｄ変換に有用である。

本発明の実施形態に係る映像信号処理装置の構成図 背景技術に係る映像信号処理装置の構成図 本発明の実施形態に係る映像信号処理装置の波形図

符号の説明

１ 映像アナログ信号入力端子
２ クランプ回路
３ クランプパルス入力端子
４ ＤＣシフト回路
５ Ａ／Ｄ変換器
６ Ａ／Ｄ変換のＬｏ側基準電圧
７ Ａ／Ｄ変換のＨｉｇｈ側基準電圧
８ 映像デジタル信号出力端子
９ データ切り出し回路
１０ 平均化回路
１１ レベル比較回路
１２ Ｄ／Ａ変換器
１３ 差動信号入力を備えたＡ／Ｄ変換器
１４ オペアンプ
１５、１６、１７、１８ 抵抗
１９ バッファー

Claims (1)

1. アナログ映像信号をクランプする手段と、
   クランプされた信号のＤＣを調節する手段と、
   上記ＤＣ調節後の信号を入力するための、差動信号入力を備えた差動信号処理方式Ａ／Ｄ変換器と、
   上記ＤＣ調節後の信号を反転し、上記Ａ／Ｄ変換器の逆相側に入力するための、入力の一方に上記Ａ／Ｄ変換器のＬｏ側基準電圧とＨiｇｈ側基準電圧の中点電位を入力し、もう一方の入力に上記ＤＣ調節後の信号を入力した反転アンプと、
   上記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータと、クランプしたいデジタル値と比較し、その差信号をＤ/Ａ変換して、上記ＤＣを調節する手段に対し負帰還をかけることを特徴とする映像信号処理装置。

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