JP2638006B2 - アナログ−ディジタル変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来の技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例 （Ｇ−１）第１の実施例 （Ｇ−１−１）A/D変換装置の構成（第１図、第２図） （Ｇ−１−２）A/D変換装置の動作（第３図〜第５図） （Ｇ−１−３）D/A変換装置（第６図） （Ｇ−２）第２の実施例 （Ｇ−２−１）A/D変換装置の構成（第７図、第８図） （Ｇ−２−２）A/D変換装置の動作（第９図〜第11図） （Ｇ−２−３）D/A変換装置（第11図） （Ｇ−３）応用例 H.発明の効果 A.産業上の利用分野 本発明は、アナログ入力信号をディジタル化するアナ
ログ−ディジタル変換装置に関し、特に、アナログ入力
信号を少ないデータ量でディジタル化するアナログ−デ
ィジタル変換装置に関する。

B.発明の概要 本発明は、アナログ入力信号をディジタル化するアナ
ログ−ディジタル変換装置において、アナログ入力信号
を高周波成分と低周波成分とに周波数分離して、それぞ
れ異なる標本化周波数でディジタル化し、アナログ入力
信号を少ないデータ量でディジタル化するようにしたこ
とによって、回路規模を小さくでき、且つ汎用のA/D変
換器を使用可能とするものである。

C.従来の技術 一般に、アナログ信号をディジタル化するアナログ−
ディジタル変換装置（以下、A/D変換装置と略称す
る。）が、広く用いられている。このA/D変換装置に
て、例えば画像情報等のアナログ信号をPCM符号等にデ
ィジタル化して表現すれば、従来のアナログ信号による
表現と比較して、信号伝送や記録の際の信頼性の向上及
び信号処理の多様化を実現することができるという利点
がある。ところが、反面、アナログ信号をディジタル化
すると、所要周波数帯域や伝送路容量の増大を招くとい
う難点がある。

そこで、画質をあまり劣化させることなしに、A/D変
換装置にてディジタル化されたアナログ信号のデータ量
を少なくする、DPCM等の所謂データ圧縮技術が、例えば
特開昭57−55635号公報等に開示されている。

D.発明が解決しようとする問題点 ところで、従来、情報量が多大な画像情報等のアナロ
グ信号をディジタル化するためには、アナログ信号を高
速でサンプリングして１サンプルについて多ビットでデ
ィジタル化できる高品質のA/D変換装置が用いられてい
た。

しかし、このようなA/D変換装置は、回路構成が複雑
であり、高速・高精度動作が必要であるとともに、高価
であるという問題点がある。

また、従来、ディジタル化されたアナログ信号のデー
タ量を少なくするためには、データ圧縮処理を施すディ
ジタル信号処理回路が上記A/D変換装置のあとに用いら
れていたが、回路規模が増大する割には効率の良いデー
タ圧縮が行えないのが実情であった。

そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、
アナログ入力信号を少ないデータ量でディジタル化でき
るとともに、回路規模が小さく且つ汎用のA/D変換器が
使用可能なA/D変換装置を提供することを目的とする。

E.問題点を解決するための手段 本発明に係るA/D変換装置は、上述の問題点を解決す
るために、入射光に対して帯域制限を行う第１の光学的
ローパスフィルタと、上記第１の光学的ローパスフィル
タよりも低い遮断周波数で上記入射光の帯域制限を行う
第２の光学的ローパスフィルタとを介して撮像光を受光
する各撮像素子からそれぞれ出力される撮像信号をディ
ジタル化するアナログ−ディジタル変換装置において、
上記第１の光学的ローパスフィルタにて帯域制限された
撮像信号から上記第２の光学的ローパスフィルタにて帯
域制限された撮像信号を減算して高域周波数の撮像信号
を出力する信号減算器と、上記信号減算器による高域周
波数の撮像信号をディジタル化する第１のA/D変換器
と、上記第２の光学的ローパスフィルタにて帯域制限さ
れた低域周波数の撮像信号をディジタル化する第２のA/
D変換器とを備え、上記第１のA/D変換器は、上記高域周
波数の撮像信号を上記第２のA/D変換器よりも少ないデ
ータ量でディジタル化して、上記第２のA/D変換器は、
上記低域周波数の撮像信号を上記第１のA/D変換器より
も低い標本化周波数でディジタル化することを特徴とし
ている。

F.作用 本発明に係るアナログ−ディジタル変換装置では、第
２の光学的ローパスフィルタを介して入射光の帯域制限
された低周波成分の撮像信号を出力して、この低周波成
分の撮像信号を第１の光学的ローパスフィルタを介して
入射光の帯域制限された撮像信号から減算して高周波成
分信号を取り出し、上記高周波成分信号を第１のA/D変
換器にて少ないビット数でディジタル化し、上記低周波
成分信号を第２のA/D変換器にて低サンプリング周波数
でディジタル化する。

G.実施例 以下、本発明の実施例について、図面に従い詳細に説
明する。

（Ｇ−１）第１の実施例 （Ｇ−１−１）A/D変換装置の構成 第１図は、画像情報のアナログ入力信号をディジタル
符号化するA/D変換装置に本発明を適用した第１の実施
例の概略構成を示すブロック回路図である。

この第１図において、A/D変換装置１は、アナログ入
力信号（Sin）が供給される信号入力端子２にバッファ
（Buffer）回路３を介して接続されている第1,第２のLP
F（ローパスフィルタ）4,5と、上記第１のLPF4の出力信
号（Ａ）が正入力端に供給されているとともに上記第２
のLPF5の出力信号（Ｂ）が負入力端に供給されている信
号減算器６と、上記第１の信号減算器６の出力信号
（Ｃ）が供給されている第１のA/D変換器７と、上記第
２のLPF5の出力信号（Ｂ）が演算増幅器８を介して供給
されている第２のA/D変換器９とが設けられており、こ
れら第1,第２のA/D変換器7,9の出力データを所定の伝送
フォーマットに変換するデータフォーマット回路10の出
力端がデータ送出回路11を介してデータ出力端子12に接
続されている。

このうち、上記第１のLPF4は、供給されるアナログ信
号に対して上記第１のA/D変換器７のサンプリング周波
数fCK1の1/2倍（上記サンプリング周波数fCK1のナイキ
スト周波数）以下の遮断周波数f1で帯域制限を行う第２
図に実線で示すようなLPF特性を有している。

また、上記第２のLPF5は、供給されるアナログ信号に
対して上記第１のLPF4の遮断周波数f1よりも低い遮断周
波数f2で帯域制限を行う第２図に破線で示すようなLPF
特性を有している。この第２のLPF5の遮断周波数f2は、
上記第２のA/D変換器９のサンプリング周波数fCK2に対
して1/2倍（上記サンプリング周波数fCK2のナイキスト
周波数）以下の周波数に設定されている。

上記第１のA/D変換器７は、サンプリングクロックCK1
が図示しないクロック発生器から供給されている。そし
て、この第１のA/D変換器７は、供給されるアナログ信
号を上記サンプリング周波数fCK1にてサンプリングして
ｎビットでディジタル化する。同様に、上記第２のA/D
変換器９は、サンプリングクロックCK2が図示しないク
ロック発生器から供給されている。そして、この第２の
A/D変換器９は、供給されるアナログ信号を上記サンプ
リング周波数fCK2にてサンプリングしてｍビットでディ
ジタル化する。

上記データ送出回路11は、データ送出クロックCK3が
図示しないクロック発生器から供給されている。そし
て、このデータ送出回路11は、上記データフォーマット
回路10から供給される伝送フォーマットに変換された上
記各A/D変換器7,9の出力データを上記データ送出クロッ
クCK3のタイミングで上記データ出力端子に供給するよ
うになっている。

なお、上記演算増幅器８は、上記信号減算器６と同一
回路素子を用いて構成されており、上記信号減算器６に
おける信号処理時間に相当する遅延量を上記第２のLPF5
の出力信号（Ｂ）に与えるためのものである。

（Ｇ−１−２）A/D変換装置の動作 このような構成の上記A/D変換装置１においては、上
記信号入力端子２に第３図に示すようなアナログ入力信
号（Sin）が供給されると、上記第１のLPF4が遮断周波
数f1で帯域制限を施して、上記第１のA/D変換器７のナ
イキスト周波数以下の第４図に実線にて示す出力信号
（Ａ）を生成するとともに、上記第２のLPF5が遮断周波
数f2で帯域制限を施して、上記第２のA/D変換器９のナ
イキスト周波数以下の第４図に破線にて示す出力信号
（Ｂ）を生成する。上記信号減算器６は、上記第１のLP
F4の出力信号（Ａ）から上記第２のLPF5の出力信号
（Ｂ）を減算して、第５図に示す出力信号（Ｃ）を生成
する。

ここで、上記第４図に実線にて示した第１のLPF4の出
力信号（Ａ）は、上記第３図に示した信号入力端子２に
供給されるアナログ入力信号（Sin）と略同一である。
また、上記第４図に破線にて示した第２のLPF5の出力信
号（Ｂ）は、上記第３図に示したアナログ入力信号（Si
n）の低周波成分信号である。さらにまた、上記第５図
に示した信号減算器６の出力信号（Ｃ）は、上記第１の
LPF4の通過帯域内の上記アナログ入力信号（Sin）と上
記低周波成分信号（Ｂ）との差信号であり、これは画像
処理において画像強調や特徴抽出等に利用される輪郭や
点の部分を示す高周波成分信号である。このように、こ
のA/D変換装置１では、上記第1,第２のLPF4,5と信号減
算器６とによって、上記アナログ入力信号（Sin）を低
周波成分信号（Ｂ）と高周波成分信号（Ｃ）とに周波数
分離する。

次に、上記第１のA/D変換器７は、上記信号減算器６
の出力信号（Ｃ）をサンプリング周波数fCK1にてサンプ
リングして、ｎビットでディジタル化する。また、上記
第２のA/D変換器９は、上記演算増幅器８を介して供給
される上記第２のLPFの出力信号（Ｂ）をサンプリング
周波数fCK2にてサンプリングして、ｍビットでディジタ
ル化する。これら第1,第２のA/D変換器7,9から出力され
る各ディジタルデータは、上記データフォーマット回路
10にて伝送フォーマットに変換され、上記データ出力端
子12から上記データ送出回路11のデータ送出クロックCK
3のタイミングで出力データ（Dout）として送出され
る。

ここで、上記第１のA/D変換器７に供給されている高
周波成分信号（Ｃ）は、一般に０レベルの近傍に大きな
出現頻度を有するので、上記低周波成分信号（Ｂ）と比
較して振幅が非常に小さくなる。したがって、高周波成
分信号（Ｃ）をディジタル化する上記第１のA/D変換器
７には、少ないビット数（ｎ）のA/D変換器を用いるこ
とが可能である。また、上記第２のA/D変換器９に供給
されている低周波成分信号（Ｂ）は、上記アナログ入力
信号（Sin）に含まれていた高周波成分信号（Ｃ）を取
り除いたものに等しい。したがって、低周波成分信号
（Ｂ）をディジタル化する上記第２のA/D変換器９に
は、低いサンプリング周波数fCK2のA/D変換器を用いる
ことが可能である。

このA/D変換装置１では、高周波成分信号（Ｃ）を低
いビット数（ｎ）でディジタル化し、低周波成分信号
（Ｂ）を低いサンプリング周波数fCK2でディジタル化す
ることによって、アナログ入力信号を高速サンプリング
して多ビット数でディジタル化する従来のA/D変換装置
と比較して、同一のアナログ入力信号を少ないデータ量
でディジタル化することができる。

さらにまた、上記A/D変換装置１は、アナログ入力信
号（Sin）を低周波成分信号（Ｂ）と高周波成分信号
（Ｃ）とに周波数分離して上記第1,第２のA/D変換器7,9
にて少ないデータ量でディジタル化するので、ディジタ
ル信号処理を行う回路を小規模にでき、全体の回路規模
を小さくできる。しかも、上記第１のA/D変換器７に少
ないビット数（ｎ）の及び上記第２のA/D変換器９に低
サンプリングクロックCK2の安価な汎用のA/D変換器を用
いることができる。

以下、このA/D変換装置１を用いて、画像の輝度信号
（Ｙ）のアナログ入力信号（Sin）をディジタル化した
ときの、データ圧縮率の具体例を示す。

例えば上記アナログ入力信号（Sin）をサンプリング
周波数（fCK1）＝13.5（MHz）でサンプリングして、１
サンプリングあたり８ビットでディジタル化すると、必
要なビット数は１秒間に 13.5（MHz）×８ビット＝108Mビット となる。

本発明を適用した上記A/D変換装置１では、上記アナ
ログ入力信号（Sin）の高周波成分信号（Ｃ）をサンプ
リング周波数（fCK1）＝13.5（MHz）で上記第１のA/D変
換器７にてサンプリングして、１サンプリングあたり４
ビットでディジタル化するとともに、低周波分信号
（Ｂ）をサンプリング周波数（fCK2）＝3.375（MHz）で
上記第２のA/D変換器９にてサンプリングして、１サン
プリングあたり８ビットでディジタル化すると、必要な
ビット数は１秒間に 13.5（MHz）×４ビット＋3.375（MHz）×８ビット＝81M
ビット となり、上記108Mビットに比較して0.75倍にデータ圧縮
が可能である。

さらに、このA/D変換装置１において、上記第２のA/D
変換器９のサンプリング周波数（fCK2）を1.6875（MH
z）と低くして、１サンプリングあたり８ビットでディ
ジタル化すると、必要なビット数は１秒間に 13.5（MHz）×４ビット＋1.6875（MHz）×８ビット＝6
7.5Mビット になり、上記108Mビットに比較して0.625倍にデータ圧
縮が可能である。

なお、上記A/D変換装置１において、データを圧縮し
ても画質の劣化が殆ど生じないばかりでなく、例えばサ
ブサンプリング方式等と比較しても十分な水平解像度を
確保でき、良好なA/D変換を表現できる。

（Ｇ−１−３）D/A変換装置 上記A/D変換装置１の出力データ（Dout）は、伝送回
路系や記録再生系等を介してディジタル−アナログ変換
装置（以下、D/A変換装置と略称する。）に供給され、
再びアナログ信号に再生される。

第６図は、このD/A変換装置20の具体的な構成を示す
ブロック回路図である。

この第６図において、上記D/A変換装置20は、入力デ
ータ（Din）が供給されるデータ入力端子21にデータ受
信回路22を介して接続されているデータデフォーマット
回路23と、上記データデフォーマット回路23から供給さ
れる高周波成分データをアナログ化する第１のD/A変換
器24と、上記データデフォーマット回路23から供給され
る低周波成分データをアナログ化する第２のD/A変換器2
5と、上記第１のD/A変換器24から第１のLPF26を介して
供給されるアナログ信号（Ｃ）と上記第２のD/A変換器2
5から第２のLPF27を介して供給されるアナログ信号
（Ｂ）とを加算合成する加算回路28とが設けられてお
り、上記加算回路28の出力端がバッファ回路29を介して
信号出力端子30に接続されて成っている。

このうち、上記データ受信回路22は、上記D/A変換装
置１のデータ送出回路11に供給されているデータ送出ク
ロックCK3と同じ周期のデータ受信クロックCK3が図示し
ないクロック発生器から供給されており、上記データ入
力端子21に供給される入力データ（Din）を受信して上
記データデフォーマット回路23に供給する。

また、上記第1,第２のD/A変換器24,25には、上記D/A
変換装置１の第1,第２のA/D変換器7,9に供給されている
サンプリングクロックCK1,CK2と同じ周期のサンプリン
グクロックCK1,CK2が図示しないクロック発生器から供
給されている。

このような構成の上記D/A変換装置20においては、上
記データデフォーマット回路23は、上記データ受信回路
22から供給される入力データ（Din）から、上記A/D変換
装置１の第１のA/D変換器７の出力データに対応するｎ
ビットの高周波成分データを生成して上記第１のD/A変
換器24に供給するとともに、上記A/D変換装置１の第２
のA/D変換器９の出力データに対応するｍビットの低周
波成分データを生成して上記第２のD/A変換器25に供給
する。

上記データデフォーマット回路23から出力したｎビッ
トの高周波成分データは、上記第１のD/A変換器24にて
アナログ化され、上記第１のLPF26を通過することによ
って、上記A/D変換装置１の信号減算器６の出力信号に
対応する高周波成分信号（Ｃ）に再生される。また、上
記データデフォーマット回路23から出力したｍビットの
低周波成分データは、上記第２のD/A変換器25にてアナ
ログ化され、上記第２のLPF27を通過することによっ
て、上記A/D変換装置１の第２のLPF5の出力信号に対応
する低周波成分信号（Ｂ）に再生される。

これら第1,第２のLPF26,27の各出力信号は、上記加算
回路28にて加算合成されて、上記A/D変換装置１の第１
のLPF4の出力信号（Ａ）に対応するアナログ出力信号
（Sout）になり、上記バッファ回路29を介して上記信号
出力端子30に供給する。

（Ｇ−２）第２の実施例 （Ｇ−２−１）A/D変換装置の構成 第７図は、上記A/D変換装置１の第1,第２のLPF4,5に
撮像光による光学的LPFを用いて構成した、例えばディ
ジタルビデオカメラ等に用いられるA/D変換装置の実施
例の概略構成を示すブロック回路図である。なお、上記
A/D変換装置１と同様に構成されている各回路素子につ
いては、第１図に示した各回路素子と同一の番号を第７
図に付して、その詳細な説明を省略する。

この第７図において、A/D変換装置30は、レンズ31と
分光器32とを介して入射する同一の撮像光を電気信号に
変換する第1,第２のCCD（Charge Coupled Device）イメ
ージセンサ33,34から成る撮像光学系と、これらCCDイメ
ージセンサ33,34の動作制御を行う制御回路35とが設け
られており、上記第１のCCDイメージセンサ33がバッフ
ァ回路34を介して信号減算器６の正入力端に接続されて
いるとともに、上記第２のCCDイメージセンサ34がバッ
ファ回路35を介して上記信号減算器６の負入力端と演算
増幅器８とに接続されて成っている。

このうち、上記制御回路35には、第１のA/D変換器７
に供給されているサンプリングクロックCK1と同一のク
ロックが図示しないクロック発生回路から供給されてい
るとともに、水平同期信号（Ｈ）および垂直同期信号
（Ｖ）が図示しない同期信号生成回路から供給されてい
る。この制御回路35は、これら各信号に基づき上記第1,
第２のCCDイメージセンサ33,34が所定の同期したタイミ
ングで各撮像信号を生成するように制御している。

上記第１のCCDイメージセンサ33には、上記レンズ31
と分光器32とを介して撮像光がピントが合致した状態で
撮像面に与えられている。よって、この撮像光の伝達関
数ｆ（１）は、第８図に実線で示すような遮断特性を持
つ光学的LPFを通過させたものと等価になっている。

これに対して、上記第２のCCDイメージセンサ34に
は、上記レンズ31と分光器32とを介して撮像光がピント
がややずれた状態で撮像面に与えられている。よって、
この撮像光の伝達関数ｆ（２）は、上記第１のCCDイメ
ージセンサ33の撮像光の伝達関数ｆ（１）と比較して高
周波成分信号の減衰した、第８図に破線で示すような遮
断特性を持つ光学的LPFを通過させたものと等価になっ
ている。

ここで、上記伝達関数ｆ（１）は、上記第１のCCDイ
メージセンサ33の出力が、上記A/D変換装置１の第１のL
PF4の出力（４）と同様に、上記第１のA/D変換器７のサ
ンプリング周波数fCK1の1/2倍（上記サンプリング周波
数fCK1のナイキスト周波数）以下になるように定められ
ている。また、上記伝達関数ｆ（２）は、上記第２のCC
Dイメージセンサ34の出力が、上記A/D変換装置１の第２
のLPF5の出力（Ｂ）と同様に、上記第２のA/D変換器９
のサンプリング周波数fCK2の1/2倍（上記サンプリング
周波数fCK2のナイキスト周波数）以下になるように定め
られている。

なお、上記A/D変換装置１の第1,第２のLPF4,5は、線
順次で供給されるアナログ入力信号（Sin）に１次元のL
PF特性を与えるようになっている。これに対して、この
A/D変換装置30の撮像光学系によるLPFは、上記各CCDイ
メージセンサ33,34の撮像面に結像する撮像光による２
次元のLPF特性を与えることになる。

（Ｇ−２−２）A/D変換装置の動作 このような構成の上記A/D変換装置30においては、上
記第１のCCDイメージセンサ33からは、上記A/D変換装置
１の第１のLPF4の出力信号（Ａ）に対応する出力信号が
得られる。また、上記第２のCCDイメージセンサ34から
は、上記A/D変換装置１の第２のLPF5から出力される低
周波成分信号（Ｂ）に対応する出力信号が得られる。そ
して、上記信号減算器６は、上記第２のCCDイメージセ
ンサ34から供給される低周波成分信号（Ｂ）を上記第１
のCCDイメージセンサ33の出力信号（Ａ）から減算し
て、高周波成分信号（Ｃ）を生成する。

そして、上記A/D変換装置１の動作と同様に、このA/D
変換装置30では、第１のA/D変換器７が、上記高周波成
分信号（Ｃ）をサンプリング周波数ｆck1でサンプリン
グしてｎビットでディジタル化し、第２のA/D変換器９
が、上記低周波成分信号（Ｂ）をサンプリング周波数ｆ
ck2でサンプリングしてｍビットでディジタル化する。
これら第1,第２のA/D変換器7,9の各出力データは、デー
タフォーマット回路10にて伝送フォーマットに変換され
たデータ送出回路11を介してデータ出力端子12に出力デ
ータ（Dout）として供給されている。

以下、このA/D変換装置30における、画像の輝度信号
（Ｙ）のサンプリングを説明する。

例えば、サンプリング周波数（ｆck0）＝13.5（MHz）
で輝度信号（Ｙ）のアナログ入力信号をサンプリングし
て、１サンプリングあたり８ビットでディジタル化した
場合を考える。このときのサンプリング位置は、第９図
に○にて示すように線順次信号の水平走査線（l,l＋1,l
＋2,・・・,l＋５）から成る２次元平面上に模式的に示
される。この内、連続する４サンプリングに必要なビッ
ト数は、 ４サンプリング×８ビット＝32ビット である。

上記A/D変換装置30を用いて、上記第１のA/D変換器６
にてサンプリング周波数（ｆck1）＝13.5（MHz）で輝度
信号（Ｙ）の高周波成分信号（Ｃ）をサンプリングし
て、１サンプリングあたり４ビットでディジタル符号化
するとともに、上記第２のA/D変換器９にてサンプリン
グ周波数（ｆck2）＝3.375（MHz）で上記輝度信号
（Ｙ）の低周波成分信号（Ｂ）をサンプリングして、１
サンプリングあたり８ビットでディジタル符号化する場
合を考える。このときのサンプリング位置は、第９図に
示したサンプリング位置と同様に第10図の２次元平面上
に模式的に示すと、 ｆck2＝（ｆck1）/4 の関係があるので、同図中に○にて示す高域成分信号
（Ｃ）のサンプリング位置の４地点ごとに、同図中に×
にて示す低域成分信号（Ｂ）のサンプリング位置が１地
点重複して示される。この内、連続する４サンプリング
に必要なビット数は、 ４サンプリング×４ビット＋１サンプリング×８ビット
＝24ビット となり、上記32ビットに比較して0.75倍にデータ圧縮が
可能である。

さらに、このA/D変換装置30において、上記第２のA/D
変換器９のサンプリングを少なくして、第11図の２次元
平面上に模式的に示すように、○にて示した高域成分信
号（Ｃ）のサンプリング位置の４水平走査線ごとに、×
にてサンプリング位置を示した低域成分信号（Ｂ）のサ
ンプリングを行うような２次元のフィルタ処理を施すよ
うにする。例えば（４サンプリング×４水平走査線）で
示される２次元の画像情報のディジタル符号化に必要な
ビット数は、 ４サンプリング×４水平走査線×８ビット＝128ビット であるが、これに対して、上記A/D変換装置30では、 ４サンプリング×４水平走査線×４ビット＋１サンプリ
ング×８ビット＝72ビット となり、上記128ビットに比較して0.5625倍にデータ圧
縮が可能である。

なお、一般に２次元の画像情報は、水平方向に分割さ
れて１次元の画像情報として伝送等がなされているの
で、その２次元のフィルタ処理は、ディジタル化した１
次元の画像情報を２次元のディジタルフィルタを用いて
演算処理することによってなされていた。しかし、この
A/D変換装置30では、上記撮像光学系にて２次元の光学
的LPFを形成することにより、画像情報の２次元のフィ
ルタ処理が容易に実現できる。

（Ｇ−２−３）D/A変換装置 このA/D変換装置30の出力データ（Dout）は、伝送回
路系や記録再生系等を介してD/A変換装置に供給され、
再びアナログ信号に再生される。このD/A変換装置は、
上記第６図を用いて説明したD/A変換装置20と同様であ
り、その詳細な説明を省略する。

以下、上記A/D変換装置30の出力データ（Dout）が、
上記第11図を用いて説明した２次元のフィルタ処理が施
されたデータである場合に、上記D/A変換装置20のデー
タデフォーマット回路23にて行われるデータ補間処理に
ついて説明する。

このデータ補間処理を行うデータデフォーマット回路
23の具体的な構成を第12図に示す。

この第12図において、上記データデフォーマット回路
23は、上記A/D変換装置30のデータフォーマット回路10
の出力データに対応するデータ入力端子40に供給される
データを高周波成分データと低周波成分データとに分離
するデータ分離回路41と、上記データ分離回路41にて生
成される高周波成分データに4H（1Hは、１水平走査期間
とする。）の遅延量を与えて高周波成分データ出力端子
42に出力する遅延回路43と、上記データ分離回路41にて
生成される低周波成分データにデータ補間処理を施して
低周波成分データ出力端子44に出力する補間処理ブロッ
ク45とで構成されている。

ここで、上記データ分離回路41にて生成される高周波
成分データとは、上記A/D変換装置30のA/D変換器７の出
力データに対応するデータであり、低周波成分データと
は、上記A/D変換装置30のA/D変換器９の出力データに対
応するデータである。

上記補間処理ブロック45は、上記データ分離回路41か
ら供給される低周波成分データに4Hの遅延量を与える遅
延回路46と、上記データ分離回路41から供給される低周
波成分データから上記遅延回路46の出力データを減算す
る減算回路47と、上記減算回路47の出力データが供給さ
れている３つの掛算回路48,49,50にそれぞれ接続されて
いる３組の加算回路51,52,53と遅延回路54,55,56との直
列接続回路と、これら３組の直列接続回路の各遅延回路
54,55,56の各出力データと上記遅延回路46の出力データ
とから１つのデータを選択して出力するデータ選択回路
47とで構成されている。

そして、上記遅延回路46から出力されるデータは、上
記３つの掛算回路48,49,50にてそれぞれ3/4,2/4,1/4を
掛算された後、上記３つの加算回路51,52,53にて上記遅
延回路46の出力データと加算処理され、上記３つの遅延
回路54,55,56にてそれぞれ3H,2H,1Hの遅延量を与えられ
る。

このような構成の補間処理ブロック45における低周波
成分データの補間処理を具体的に説明するために、以
下、上記第11図にB1にて示すサンプリング位置の低周波
成分データをD1とし、それから4H後の同図にB5にて示す
サンプリング位置の低周波成分データをD5として、上記
サンプリング位置B1から1H,2H,3H後の各サンプリング位
置B2,B3,B4にそれぞれデータ補間される低周波成分デー
タD2,D3,D4について考えるものとする。

この補間処理ブロック45において、上記減算器47は、
上記データ分離回路41からデータD5が供給されるときに
は、上記4Hの遅延量を有する遅延回路46から4H前のデー
タD1が供給されるので、データD5からデータD1を減算し
たデータ、すなわち（D5−D1）がその出力端子に得られ
る。この出力データ（D5−D1）は、上記各掛算回路48,4
9,50と各加算回路51,52,53にて所定の演算処理が施され
た後、上記各遅延回路54,55,56にて所定の遅延量が与え
られ３つのデータD2,D3,D4となる。

すなわち、上記遅延回路56の出力端には、 にて示されるデータD2が、上記データD1より1H遅れて生
じる。

また、上記遅延回路55の出力端には、 にて示されるデータD3が、上記データD1より2H遅れて生
じる。

さらにまた、上記遅延回路54の出力端には、 にて示されるデータD4が、上記データD1より3H遅れて生
じる。

上記データ選択回路47は、上記遅延回路46から供給さ
れるデータD1と上記３つの遅延回路56,55,54を介して供
給される上記３つのデータD2,D3,D4との中から、上記サ
ンプリング位置B1のときに上記データD1を選択し、上記
サンプリング位置B2のときに上記データD2を選択し、上
記サンプリング位置B3のときに上記データD3を選択し、
上記サンプリング位置C4のときに上記データD4を選択し
てそれぞれ出力する。

このようにすることによって、上記データデフォーマ
ット回路10は、上記第11図を用いて説明したような２次
元のフィルタ処理を施されたデータを補間して、上記第
10図を用いて説明したような１次元のフィルタ処理を施
されたデータと同様のサンプリング位置のデータを生成
することができる。

（Ｇ−３）応用例 なお、本発明は、上述の実施例のみに限定されるもの
でなく、例えばアナログオーディオ信号のディジタル化
に用いることができる。また、上記A/D変換装置1,30の
各A/D変換器7,9のサンプリング周波数やビット数は、上
述の実施例以外の最適な値に設定することも可能であ
る。さらにまた、CPCM等を用いることによって、さらに
データを圧縮することが可能である。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。

H.発明の効果 本発明によれば、アナログ入力信号に第1,第２のロー
パスフィルタにて帯域制限を施して、上記第２のローパ
スフィルタから低周波成分信号を取り出すとともに、第
１のローパスフィルタの出力信号から上記第２のローパ
スフィルタ出力信号を減算して高周波成分信号を取り出
す。上記高周波成分信号は、第１のA/D変換器にて少な
いビット数でディジタル化されるとともに、上記低周波
成分信号は、第２のA/D変換器にて低サンプリング周波
数でディジタル化される。よって、本発明に係るアナロ
グ−ディジタル変換装置は、アナログ入力信号を高サン
プリング周波数，多ビット数でディジタル化する従来の
アナログ−ディジタル変換装置と比較して、データ量を
少なくすることができる。

さらに、本発明に係るアナログ−ディジタル変換装置
は、ディジタル信号処理回路を小規模にできるので、全
体の回路規模を小さくすることができる。

さらにまた、本発明に係るアナログ−ディジタル変換
装置は、アナログ信号をディジタル化するために少ない
ビット数あるいは低サンプリング周波数の汎用のA/D変
換器を用いることができるので、安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアナログ−ディジタル変換装置の
第１の実施例の構成を示すブロック回路図であり、第２
図は上記第１の実施例に用いるLPFの周波数特性を説明
するための特性図である。第３図乃至第５図は上記第１
の実施例の動作を説明するための波形図で、第３図はア
ナログ入力信号波形を示し、第４図は上記第１の実施例
に用いる各LPFの出力信号波形を示し、第５図は上記第
１の実施例に用いる信号減算器の出力信号波形を示して
いる。第６図は上記第１の実施例の出力データをアナロ
グ信号に再生するディジタル−アナログ変換装置の具体
的な構成を示すブロック回路図である。 第７図は本発明に係るアナログ−ディジタル変換装置の
第２の実施例の構成を示すブロック回路図であり、第８
図は上記第２の実施例に用いる各CCDイメージセンサに
よる撮像光の伝達関数を示す図である。第９図乃至第11
図は上記第２の実施例のサンプリングを説明するための
模式図で、第９図は一般的なサンプリングを示し、第10
図は上記第２の実施例のサンプリングを示し、第11図は
上記第２の実施例の他のサンプリングを示している。第
12図は上記第２の実施例の出力データをアナログ信号に
再生するディジタル−アナログ変換装置に用いるデータ
デフォーマット回路の具体的な構成を示すブロック回路
図である。 1,30……アナログ−ディジタル変換装置 4,5……ローパスフィルタ ６……信号減算器 7,9……A/D変換器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射光に対して帯域制限を行う第１の光学
   的ローパスフィルタと、上記第１の光学的ローパスフィ
   ルタよりも低い遮断周波数で上記入射光の帯域制限を行
   う第２の光学的ローパスフィルタとを介して撮像光を受
   光する各撮像素子からそれぞれ出力される撮像信号をデ
   ィジタル化するアナログ−ディジタル変換装置におい
   て、 上記第１の光学的ローパスフィルタにて帯域制限された
   撮像信号から上記第２の光学的ローパスフィルタにて帯
   域制限された撮像信号を減算して高周波成分の撮像信号
   を出力する信号減算器と、 上記信号減算器による高周波成分の撮像信号をディジタ
   ル化する第１のA/D変換器と、 上記第２の光学的ローパスフィルタにて帯域制限された
   低周波成分の撮像信号をディジタル化する第２のA/D変
   換器とを備え、 上記第１のA/D変換器は、上記高周波成分の撮像信号を
   上記第２のA/D変換器よりも少ないデータ量でディジタ
   ル化し、上記第２のA/D変換器は、上記低周波成分の撮
   像信号を上記第１のA/D変換器よりも低い標本化周波数
   でディジタル化することを特徴とするアナログ−ディジ
   タル変換装置。