JP2671351B2 - 撮像信号処理回路 - Google Patents

撮像信号処理回路

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JP2671351B2
JP2671351B2 JP63042582A JP4258288A JP2671351B2 JP 2671351 B2 JP2671351 B2 JP 2671351B2 JP 63042582 A JP63042582 A JP 63042582A JP 4258288 A JP4258288 A JP 4258288A JP 2671351 B2 JP2671351 B2 JP 2671351B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本願の発明を以下の順序で説明する。
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課題 E 課題を解決するための手段 F 作用 G 実施例 G−1 構成及び動作(第1図〜第3図) G−2 変形例 H 発明の効果 A 産業上の利用分野 本願の発明は、ビデオカメラ等の撮像装置における撮
像部から導出される撮像信号に対し、ディジタル化した
もとでガンマ補正を施す撮像信号処理回路に関する。
B 発明の概要 本願の発明は、撮像部から導出される撮像信号に、そ
れをディジタル信号に変換してガンマ補正を施す撮像信
号処理回路において、入力アナログ撮像信号に参照レベ
ル信号を付加して、参照レベル付アナログ撮像信号を形
成し、その参照レベル付アナログ撮像信号に非直線特性
をもってレベル圧縮を施し、レベル圧縮された参照レベ
ル付アナログ撮像信号をアナログ/ディジタル変換(A/
D変換)部に供給してディジタル信号を得、得られたデ
ィジタル信号に、入力アナログ撮像信号に施されたレベ
ル圧縮を補正すべくレベル伸長処理を施し、レベル伸長
処理が施されたディジタル信号中の参照レベル信号に対
応する参照レベルデータを取り出して、取り出された参
照レベルデータと基準レベルデータとを比較し、その比
較結果に応じて、上述のA/D変換部から得られるディジ
タル信号にレベル伸長処理を施すディジタルレベル伸長
部におけるレベル伸長特性を制御するとともに、ディジ
タルレベル伸長部からのレベル伸長処理が施されたディ
ジタル信号に、ガンマ補正を施すようにすることによ
り、ダイナミックレンジを狭めることなく、A/D変換部
の扱いビット数の低減を図ることができて、コスト及び
消費電力等の面で有利となるようにしたものである。
C 従来の技術 映像信号を形成するビデオカメラ等の撮像装置の信号
処理回路部においては、通常、撮像部から導出される撮
像信号に対して、そのレベルが非直線入出力特性をもっ
て制御されることになるガンマ補正が施される。そし
て、昨今においては、このようなビデオカメラ等の撮像
装置における撮像信号が形成されるにあたっての信号処
理においても、ディジタル処理が採用されるようになさ
れており、例えば、アナログ撮像信号をA/D変換により
ディジタル化してガンマ補正を行うディジタル化回路と
して、従来、第4図に示される如くの撮像信号処理回路
が提案されている。
この第4図に示される撮像信号処理回路においては、
例えば、撮像部から導出されたアナログ撮像信号Svが、
入力端子1に供給され、さらに、ゲイン制御部2を経て
A/D変換器3に供給される。そして、A/D変換器3におい
て、アナログ撮像信号SvがA/D変換されてディジタル信
号D1が形成される。A/D変換器3からのディジタル信号D
1は、ディジタル処理部4において各種の処理がなされ
てディジタル信号D2とされ、ガンマ補正部5に供給され
る。ガンマ補正部5においては、ディジタル信号D2に対
する所定のガンマ入出力特性のもとになされるレベル補
正がディジタル的に行われ、出力端子6に、ガンマ補正
が施された撮像信号をあらわすディジタル信号D3が導出
される。
D 発明が解決しようとする課題 上述の如く従来提案されている撮像信号処理回路にあ
っては、アナログ撮像信号Svが、ゲイン制御部2を経て
A/D変換器3に供給されてディジタル信号D1に変換され
るが、その際、アナログ撮像信号Svが一般に比較的広い
ダイナミックレンジを有しており、また、ディジタル信
号D1がガンマ補正の対象とされることからして、アナロ
グ撮像信号Svをディジタル信号D1にA/D変換するA/D変換
器3は、アナログ撮像信号Svの比較的広いダイナミック
レンジに対処でき、かつ、効果的なガンマ補正が行われ
るようにすべく、通常、ディジタル信号D1を10ビット以
上のビット数のディジタル・データとして形成するもの
とされる。即ち、A/D変換器3は、扱いビット数を10ビ
ット以上とするものとされることになるが、斯かる扱い
ビット数が10ビット以上とされるA/D変換器は、極めて
高価なものとなり、また、消費電力も大とされる。従っ
て、第4図に示される如くの従来提案されている撮像信
号処理回路は、コストが嵩み、かつ、消費電力の面で不
利なものとなるという不都合を伴うことになる。
斯かる点に鑑み、本願の発明は、アナログ撮像信号を
A/D変換部によりディジタル信号に変換してガンマ補正
を行うにあたり、アナログ撮像信号の比較的広いダイナ
ミックレンジに対処でき、かつ、適正なガンマ補正が行
われるようにしたもとで、A/D変換部の扱いビット数の
低減を図ることができ、それにより、コスト及び消費電
力を低減させることができるものとされた撮像信号処理
回路を提供することを目的とする。
E 課題を解決するための手段 上述の目的を達成すべく、本願の発明に係る撮像信号
処理回路は、入力アナログ撮像信号を信号加算部に供給
し、信号加算部において、入力アナログ撮像信号に参照
レベル信号を付加して参照レベル付アナログ撮像信号を
形成し、斯かる参照レベル付アナログ撮像信号を、非直
線特性をもってレベル圧縮を施すレベル圧縮部を通過さ
せた後、A/D変換部に供給してディジタル信号化し、A/D
変換部から得られるディジタル信号を、レベル圧縮部に
おいて入力アナログ撮像信号に施されたレベル圧縮を補
正すべくレベル伸長処理を施すディジタルレベル伸長部
を通過させた後、所定のガンマ補正を施すディジタルガ
ンマ補正部に供給するようにされるに加え、ディジタル
レベル伸長部から得られるレベル伸長処理が施されたデ
ィジタル信号中の参照レベル信号に対応する参照レベル
データを取り出す参照レベルデータ抽出部と、参照レベ
ルデータ抽出部により取り出された参照レベルデータと
基準レベルデータとを比較するデータ比較部と、データ
比較部から得られる比較出力データに応じてディジタル
レベル伸長部におけるレベル伸長特性を制御するレベル
伸長特性制御部とが備えられるものとされる。
F 作用 上述の如くのものとされる本願の発明に係る撮像信号
処理回路においては、入力アナログ信号に参照レベル信
号を付加する信号加算部から得られる参照レベル付アナ
ログ撮像信号が、レベル圧縮部において非直線特性をも
ってレベル圧縮された後、A/D変換部によるディジタル
信号化に供される。従って、A/D変換部に供給されるア
ナログ撮像信号がダイナミックレンジが狭められたもの
とされることになり、A/D変換部は、その扱いビット数
が、例えば、8ビットで足りるものとされ、従来に比し
て、扱いビット数の低減が図られるものとされる。そし
て、A/D変換部から得られる、レベル圧縮された参照レ
ベル付アナログ撮像信号に基づくディジタル信号が、デ
ィジタルレベル伸長部において、レベル圧縮部において
入力アナログ撮像信号に施されたレベル圧縮を補正すべ
くレベル伸長処理されて、ディジタルガンマ補正部によ
るガンマ補正に供される。その際、ディジタルレベル伸
長部におけるレベル伸長特性が、レベル伸長特性制御部
によって、参照レベルデータ抽出部により取り出された
ディジタルレベル伸長部から得られるディジタル信号中
の参照レベルデータと基準レベルデータとを比較するデ
ータ比較部から得られる比較出力データに応じて制御さ
れ、ディジタルレベル伸長部における参照レベル付アナ
ログ撮像信号に基づくディジタル信号についてのレベル
伸長が、入力アナログ撮像信号に付加された参照レベル
信号がレベル圧縮部において受けるレベル圧縮状態に基
づいて、レベル圧縮部において入力アナログ撮像信号に
施されたレベル圧縮を正確に補正するものとされること
になる。それにより、ディジタルガンマ補正部によるガ
ンマ補正が施されるディジタル信号は、レベル圧縮部に
おいて入力アナログ撮像信号に施されたレベル圧縮に対
する補正が正確になされて、入力アナログ撮像信号が直
接にディジタル信号化されたものと同等のものとされ、
ディジタルガンマ補正部において適正なガンマ補正が施
される。
G 実施例 G−1 構成及び動作(第1図〜第3図) 第1図は、本願の発明に係る撮像信号処理回路の一例
を示す。
この例においては、入力端子11に、例えば、ビデオカ
メラ等の撮像装置における撮像部から導出されるアナロ
グ撮像信号Svが供給される。そして、入力端子11からの
アナログ撮像信号Svは、ゲイン制御部12により適正なレ
ベルを有するものとされて、信号加算部13の一方の入力
端に供給される。信号加算部13の他方の入力端には、端
子10を通じて、一定のレベルを有するパルス状の信号と
された参照レベル信号Srが、アナログ撮像信号Svの各水
平ブランキング期間となるタイミングをもって供給され
る。信号加算部13においては、第2図に示される如く、
アナログ撮像信号Svに、その水平ブランキング期間Tb内
となる位置において参照レベル信号Srが付加され、信号
加算部13から、参照レベル信号Srが付加されたアナログ
撮像信号Sv、即ち、参照レベル付アナログ撮像信号が得
られて、非直線性レベル圧縮部14に供給される。
非直線性レベル圧縮部14は、例えば、第3図に示され
る如くの、非直線性の入力信号レベル(Li)−出力信号
レベル(L0)特性をもって信号レベル処理を行うものと
され、信号加算部13からの参照レベル付アナログ撮像信
号に、その非直線入出力特性に基づいてのレベル圧縮を
施す。それにより、非直線性レベル圧縮部14の出力端に
は、信号加算部13からの参照レベル付アナログ撮像信号
がそのダイナミックレンジが、例えば、1/4に狭められ
たものとされて得られるアナログ信号Sv′が導出され
る。
非直線性レベル圧縮部14から得られるレベル圧縮され
たアナログ信号Sv′は、A/D変換部15に供給される。A/D
変換部15は、扱いビット数を、例えば、8ビットとする
ものとされ、アナログ信号Sv′を8ビット構成のディジ
タル信号Dv′に変換する。その際、アナログ信号Sv′
は、アナログ撮像信号Svに比して、ダイナミックレンジ
が1/4に狭められているので、8ビット構成のディジタ
ル信号Dv′にA/D変換されるにあたって別段の不都合は
ない。
続いて、A/D変換部15から得られるディジタル信号D
v′が、非直線性レベル伸長部16に供給される。非直線
性レベル伸長部16は、ディジタル信号Dv′に、非直線性
レベル圧縮部14において参照レベル付アナログ撮像信号
に施されたレベル圧縮を補正すべく、ディジタル的なレ
ベル伸長処理を施すディジタルレベル伸長部とされ、例
えば、予め設定されたレベル変換データテーブルが格納
されたリード・オンリー・メモリ(ROM)が用いられて
構成され、ディジタル信号Dv′がレベル変換データテー
ブルと照合されてレベル変換データテーブルからレベル
データが読み出されることにより、ディジタル信号Dv′
に対するレベル伸長処理が行われるようにされる。そし
て、非直線性レベル伸長部16の出力端には、ディジタル
信号Dv′に、非直線性レベル圧縮部14において参照レベ
ル付アナログ撮像信号に施されたレベル圧縮を補正し
て、信号加算部13からの参照レベル付アナログ撮像信号
が直接的にA/D変換されて得られるディジタル信号と同
等のものとするためのレベル伸長処理が施されて得られ
る。例えば、10ビット構成とされたディジタル信号Dvが
導出される。
このディジタル信号Dvは参照レベルデータ抽出部20に
供給され、参照レベルデータ抽出部20により、ディジタ
ル信号Dv中における参照レベル信号Srに対応する参照レ
ベルデータDrが取り出される。斯かる参照レベルデータ
Drは、信号加算部13においてアナログ撮像信号Svに付加
された参照レベル信号Srが、非直線性レベル圧縮部14に
おいてレベル圧縮を受け、A/D変換部15においてA/D変換
され、非直線性レベル伸長部16においてディジタル的な
レベル伸長処理を受けて得られるデータである。そし
て、参照レベルデータDrは、データ比較部21の一方の入
力端に供給され、データ比較部21においてその他方の入
力端に端子22を通じて供給される基準レベルデータDaと
比較される。データ比較部21からは、参照レベルデータ
Drと基準レベルデータDaとの差をあらわす比較出力デー
タDdが得られて、それが制御信号形成部23に供給され
る。制御信号形成部23は、データ比較部21からの比較出
力データDdに応じたディジタル制御信号Dcを形成して、
それを非直線性レベル伸長部16の制御端に供給し、非直
線性レベル伸長部16におけるレベル伸長特性を、ディジ
タル制御信号Dcにより制御する。それにより、非直線性
レベル伸長部16におけるレベル伸長特性は、データ比較
部21からの比較出力データDdに応じて、従って、アナロ
グ撮像信号Svに付加された参照レベル信号Srが非直線性
レベル圧縮部14において受けるレベル圧縮状態に基づい
て制御されることになり、非直線性レベル伸長部16にお
けるディジタル信号Dv′についてのレベル伸長処理が、
非直線性レベル圧縮部14において参照レベル付アナログ
撮像信号に施されたレベル圧縮を正確に補正するものと
されることになる。それにより、非直線性レベル伸長部
16から導出されるディジタル信号Dvは、信号加算部13か
らの参照レベル付アナログ撮像信号が直接的にA/D変換
されて得られるディジタル信号と同等のものとされる。
非直線性レベル伸長部16から導出されるディジタル信
号Dvは、また、ディジタル処理部17にも供給され、ディ
ジタル処理部17において各種の処理がなされてディジタ
ル信号Dxとされ、ガンマ補正部18に供給される。ガンマ
補正部18においては、ディジル信号Dxに対する所定のガ
ンマ入出力特性のもとになされるレベル補正がディジタ
ル的に行われ、ガンマ補正部18の出力端に、ガンマ補正
が施された撮像信号をあらわすディジタル信号Dx0が得
られて、それが出力端子19に導出される。
斯かる際、ガンマ補正部18によるガンマ補正が施され
るディジタル信号Dxは、非直線性レベル圧縮部14におい
てアナログ撮像信号Svに施されたレベル圧縮に対する補
正が正確になされて、アナログ撮像信号Svが直接にディ
ジタル信号化されたものと同等のものとされるので、ガ
ンマ補正部18において適正なガンマ補正が施される。
G−2 変形例 なお、信号加算部13においてアナログ撮像信号Svに付
加される参照レベル信号Srを、そのレベルが、アナログ
撮像信号Svの各水平ブランキング期間毎に階段状等に変
化するもの、あるいは、アナログ撮像信号Svの垂直周期
をもって所定の変化をするものとなすことにより、アナ
ログ撮像信号Svの入力レベルが変化する場合にも、非直
線性レベル伸長部16におけるディジタル信号Dv′につい
てのレベル伸長処理が、非直線性レベル圧縮部14におい
て参照レベル付アナログ撮像信号に施されたレベル圧縮
を正確に補正するものとなるようにすることができる。
さらに、参照レベルデータ抽出部20は、非直線性レベ
ル伸長部16から得られるディジタル信号Dvに代えて、A/
D変換部15から得られるディジタル信号Dv′が供給さ
れ、ディジタル信号Dv′中における参照レベル信号Srに
対応する参照レベルデータを取り出すものとされてもよ
い。
H 発明の効果 以上の説明から明らかな如く、本願の発明に係る撮像
信号処理回路によれば、アナログ撮像信号をA/D変換部
によりディジタル信号に変換してガンマ補正を行うにあ
たり、アナログ撮像信号のA/D変換においてアナログ撮
像信号の比較的広いダイナミックレンジに対処でき、か
つ、アナログ撮像信号がA/D変換されて得られるディジ
タル信号に対する適正なガンマ補正を行うことができる
もとで、A/D変換部の扱いビット数の低減を図ることが
できることになり、それにより、コスト及び消費電力の
効果的な低減が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願の発明に係る撮像信号処理回路の一例を示
すブロック図、第2図は参照レベル信号を含む撮像信号
を示す波形図、第3図は第1図に示される例における非
直線性レベル圧縮部の説明に供される特性図、第4図は
従来の撮像信号処理回路を示すブロック図である。 図中、13は信号加算部、14は非直線性レベル圧縮部、15
はA/D変換部、16は非直線性レベル伸長部、18はガンマ
補正部、20は参照レベルデータ抽出部、21はデータ比較
部、23は制御信号形成部である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力アナログ撮像信号に参照レベル信号を
    付加して、参照レベル付アナログ撮像信号を形成する信
    号加算部と、 該信号加算部から得られる参照レベル付アナログ撮像信
    号に、非直線特性をもってレベル圧縮を施すレベル圧縮
    部と、 該レベル圧縮部から得られる参照レベル付アナログ撮像
    信号をディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル
    変換部と、 該アナログ/ディジタル変換部から得られるディジタル
    信号に、上記レベル圧縮部において上記参照レベル付ア
    ナログ撮像信号に施されたレベル圧縮を補正すべくレベ
    ル伸長処理を施すディジタルレベル伸長部と、 該ディジタルレベル伸長部から得られるレベル伸長処理
    が施されたディジタル信号中の上記参照レベル信号に対
    応する参照レベルデータを取り出す参照レベルデータ抽
    出部と、 該参照レベルデータ抽出部により取り出された参照レベ
    ルデータと基準レベルデータとを比較するデータ比較部
    と、 該データ比較部から得られる比較出力データに応じて上
    記ディジタルレベル伸長部におけるレベル伸長特性を制
    御するレベル伸長特性制御部と、 上記ディジタルレベル伸長部から得られるレベル伸長処
    理が施されたディジタル信号に、所定のガンマ補正を施
    すディジタルガンマ補正部と、 を具備して構成される撮像信号処理回路。
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