JP3091563B2 - 非線形変換装置 - Google Patents

非線形変換装置

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JP3091563B2 JP04107711A JP10771192A JP3091563B2 JP 3091563 B2 JP3091563 B2 JP 3091563B2 JP 04107711 A JP04107711 A JP 04107711A JP 10771192 A JP10771192 A JP 10771192A JP 3091563 B2 JP3091563 B2 JP 3091563B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号のガンマ補正
等、入力信号に対して非線形な出力信号を得る非線形変
換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像信号のガンマ補正等に用いられる非
線形変換装置は、一般に、入力信号のレベルに応じてゲ
インが変化する増幅回路により構成され、直線的変化を
示す入力信号に対して非直線的に変化する出力特性を示
す。即ち、傾きの異なる複数の直線により所望の特性曲
線を近似するような出力特性となる。このように、ある
特性を示す曲線を複数の直線の組み合わせにより近似す
る方法は、例えば、特開昭57−173239号公報に
開示されている。
【0003】ところで、画像信号を取り扱う信号処理装
置では、デジタル化が進められており、これに対応して
デジタル処理による非線形変換装置が考えられている。
図5は、デジタル処理による非線形変換装置の構成を示
すブロック図である。A/D変換器1は、撮像素子より
得られる1ライン単位の画像信号を受け、適数ビットの
デジタルデータに変換し、このデジタルデータをセレク
タ2を通してRAM3に供給する。このRAM3におい
ては、入力されるデジタルデータと非線形変換処理が施
されたデジタルデータとが対応付けられ、これにより画
像信号に従うデジタルデータに対して非線形な特性を示
すデジタルデータが得られるように構成される。即ち、
RAM3には、所望の変換特性を得られるようなデジタ
ルデータが所定のアドレスに予め記憶され、このRAM
3にA/D変換器1からのデジタルデータをアドレスデ
ータとして与えることで、所望の非線形変換が成された
デジタルデータを得ることができる。そして、非線形変
換処理されたデジタルデータは、RAM3からデータバ
ス4に出力され、データバスに接続される各種の信号処
理装置により、その他必要に応じたデジタル処理、例え
ば、サブ画面やスーパーインポーズの挿入等の処理が施
される。
【0004】また、変換データとしてRAMに設定され
るデジタルデータは、アドレス発生回路5からセレクタ
を通して入力されるアドレスデータと対応付けられて外
部より供給され、RAM3の所定のアドレスに書き込ま
れる。図6は、画像信号のガンマ補正を行う場合の補正
特性を示す図である。一般のテレビカメラにおいては、
再生画面を表示するブラウン管の入力信号に対する発光
出力が比例していないため、テレビカメラに入力される
光に比例した発光出力が得られるように画像信号のレベ
ルを補正する、所謂ガンマ補正が行われる。このガンマ
補正は、Y=Xr(X:入力信号、Y:出力信号)の式
に従うもので、通常r=0.45に設定される。従っ
て、入力信号に対する出力信号の変化は、入力信号のレ
ベルが大きくなるのに伴って増加率が徐々に減少する。
この場合、出力の最大値及び最小値については、入力に
一致する。
【0005】ここで、A/D変換器1を4ビット構成と
したとき、RAM3へ入力されるデジタルデータとRA
M3から出力されるデジタルデータは、以下の表1に示
すように対応付けられる。
【0006】
【表1】
【0007】即ち、RAM3は、表1に示すように、入
力データのそれぞれに対して各出力データを読み出すよ
うに構成されており、これにより、図6に示すような出
力特性を得ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のような非線形変
換装置においては、RAM3に変換データとしてA/D
変換器1が出力し得るデジタルデータの最小値から最大
値までの全ての値のデータを書き込む必要があるため、
RAM3の設定に多くの時間を要する。従って、一旦設
定されたRAM3のデータを書き換えて変換特性を変更
することが困難であり、汎用性に欠け、コスト高を招く
ことになる。
【0009】そこで本発明は、変換特性を容易に変更す
ることが可能な変換装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、その特徴とするとこと
は、撮像素子の出力に対応して得られる画像データをア
ドレスデータとしてメモリに与え、このメモリの指定さ
れたアドレスに記憶されたデータを画像データと置き換
えて出力する非線形変換装置において、上記メモリの少
なくとも2箇所のアドレスに任意のデータを書き込む手
段と、データが設定された上記メモリの第1及び第2の
アドレスに対し、第1のアドレスから第2のアドレスに
至るまでの区間を段階的に表す区間データを供給する手
段と、上記メモリの第1及び第2のアドレスに記憶され
た第1及び第2のデータをそれぞれ格納する一対のレジ
スタと、上記第2のデータから上記第1のデータを減算
した後に上記区間データを乗算し、さらに上記第1のデ
ータを加算する演算回路と、を備え、上記演算回路から
得られるデータが上記区間データと対応付られて上記メ
モリの所定のアドレスに書き込まれることにある。
【0011】
【作用】本発明によれば、非線形変換の特性曲線うち、
特定の点のデータのみをメモリに設定することで、2点
のデータに基づく演算処理により、2点間のデータが直
線補間されて得られることになる。従って、初期設定の
際にメモリに与える必要のある変換データが少なくな
り、メモリに記憶されたデータの書き換え、即ち、変換
特性の変更が容易になる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の非線形変換装置の構成を示
すブロック図である。Aレジスタ11及びBレジスタ1
2は、データバス13から1画素分の画像データを取り
込み、それぞれ所定のタイミングで出力する。Aレジス
タ11の出力は、加減算器14の一方の入力に与えら
れ、Bレジスタ12の出力は、セレクタ15を通して加
減算器14の他方の入力に与えられる。加減算器14の
出力は、一旦Cレジスタ16に取り込まれ、このCレジ
スタ16から、データバス13に出力するか、あるいは
乗算器17の一方の入力に与えるかを選択するセレクタ
18に入力される。乗算器17は、アドレス発生回路1
9からアドレスデータを受けるROM20の出力データ
を他方の入力に受け、出力をDレジスタ21に与える。
また、乗算器17の出力は、Dレジスタ21からセレク
タ15を通して、再び加減算器14の他方の入力に与え
られる。データバス13には、RAM22が接続され、
Aレジスタ11及びBレジスタ12に与えるべきデータ
を記憶すると共に、所定の演算処理が施されたデータを
記憶するように構成される。そして、このRAM22に
は、アドレス発生回路19の出力、あるいは画像信号を
受けるA/D変換器24の出力の何れかがセレクタ23
からアドレスデータとして与えられる。ここで、セレク
タ23からアドレスデータを受けるRAM22の動作に
ついては、図5と同一であり、アドレスデータに対応し
て非線形変換処理が施された所定のデータをデータバス
13に送り出すように構成される。
【0013】以上の非線形変換装置では、まず、Aレジ
スタ11及びBレジスタ12に取り込まれるデータに基
づく演算処理が繰り返されてRAM22に所望の変換デ
ータが設定された後に、A/D変換器24の出力がRA
M22に与えられて所定の変換動作が実行される。即
ち、変換動作を実行する前に初期設定期間が設けられ、
この期間内に加減算器14や乗算器17による演算処理
が行われる。図2は、装置の初期設定期間の動作を説明
するタイミング図である。
【0014】RAM22には、予め得ようとする変換特
性を示す特性曲線上のデータが数箇所の特定アドレスに
設定され、初期設定期間の初めには、2つのデータがR
AM22からデータバス13に読み出されてAレジスタ
11及びBレジスタ12に取り込まれる。例えば、図3
に示すように、変換特性を表す曲線上の9点に対応する
アドレスにそれぞれ固有のデータD0〜D8を記憶し、
このうち隣り合う2データを順次Aレジスタ11及びB
レジスタ12に取り込むようにする。ここでは、2デー
タD1、D2をAレジスタ11及びBレジスタ12に取
り込んだ場合を示している。
【0015】初めに、Aレジスタ11及びBレジスタ1
2からそれぞれデータD1及びデータD2を加減算器1
4に入力し、データD2からデータD1を差し引いて得
られるデータS1をCレジスタ16に与える。続いて、
乗算器17にCレジスタ16からデータS1を入力する
と共にROM20からデータC1を入力してデータS1
にデータC1を乗じて得られるデータM1(1)をDレジ
スタ21に与える。ROM20から与えられるデータC
1は、均等な複数の区間に分割されたデータD1のアド
レスからデータD2のアドレスの間の1区間を表すもの
で、例えば、8区間分割の場合には1/8を表してい
る。そして、Dレジスタ21からデータM1(1)を加減
算器14に入力し、このデータM1(1)にデータD1を
加算して得られるデータデータA1(1)をCレジスタ1
6に与え、Cレジスタ16からデータバス13に送り出
してRAM22に書き込む。
【0016】以後同様にして、Aレジスタ11及びBレ
ジスタ12からデータD1及びデータD2を繰り返し加
減算器14に入力し、その出力に乗算器でROM20か
らのデータC2、C3・・・を順次乗算し、さらにデー
タD1を加算することでデータA1(2)、A1(3)・・
・を得てRAM22に書き込む。例えば、データD1か
らデータD2までのアドレスを8区間に分割する場合、
図4に示すように、各区間毎にROM20からデータC
1〜C7が与えられ、これに対して、 A1(m)=(D2−D1)・Cm+D1 (mは整数) で表される演算が実行されて、それぞれデータD1とデ
ータD2とを通る直線上に位置するデータA1(1)〜A
1(7)が得られる。従って、データD1からデータD2
までの間のデータが直線補間される。以上のようにデー
タD1からデータD2までの間の補間を完了した後に
は、RAM22からデータDn(n=2、3・・・)及
びデータDn+1を順次読み出してAレジスタ11及び
Bレジスタ12に取り込み、所定の演算処理を繰り返し
てデータAn(m)を得て各データ間のデータを直線補間
することにより、データD0からデータD8まで連続す
るデータがRAM22に設定される。
【0017】以上のように、2データ間のデータを演算
により補間してRAM22に設定すれば、RAM22の
データを書き換える際に必要なデータを大幅に削減で
き、RAN22の設定の変更が容易になる。例えば、6
ビット構成の場合、A/D変換器24から入力されるデ
ータを考慮すると、64個のデータをRAM22に設定
する必要が生じるが、図3、図4に示すように、9個の
データを外部より入力することで全てのデータの設定が
可能である。ここで、RAM22に設定するデータ数及
び各データ間を分割する区間数については、ROM20
及びRAM22の設定により変更可能であり、演算回路
部分の変更は必要ない。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、非線形変換動作の変換
テーブルとなるメモリのデータを書き換えるのに必要な
データが削減されるため、変換特性を容易に変更するこ
とができる。従って、装置の汎用性を拡大でき、コスト
の低減が望める。また、演算回路部分で加減算器を演算
過程の2ステップで動作させるようにしたことで、回路
構成の増大が抑圧されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非線形変換装置の構成を示すブロック
図である。
【図2】本発明の非線形変換装置の初期設定動作を説明
するタイミング図である。
【図3】本発明の非線形変換装置の変換特性の一例を示
す図である。
【図4】データの補間の様子を説明する図である。
【図5】従来の非線形変換装置の構成を示すブロック図
である。
【図6】従来の非線形変換装置の変換特性の一例を示す
図である。
【符号の説明】
1、24 A/D変換器 2、15、18、23 セレクタ 3、22 RAM 4、13 アドレスバス 5、19 アドレス発生回路 11、12、16、21 レジスタ 14 加減算器 17 乗算器 20 ROM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−11143(JP,A) 特開 昭57−173239(JP,A) 特開 昭61−26174(JP,A) 特開 昭62−262176(JP,A) 特開 平3−68086(JP,A) 特開 平3−297278(JP,A) 特表 平4−500877(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子の出力に対応して得られる画像
    データをアドレスデータとしてメモリに与え、このメモ
    リの指定されたアドレスに記憶されたデータを画像デー
    タと置き換えて出力する非線形変換装置において、上記
    メモリの少なくとも2箇所のアドレスに任意のデータを
    書き込む手段と、データが設定された上記メモリの第1
    及び第2のアドレスに対し、第1のアドレスから第2の
    アドレスに至るまでの区間を段階的に表す区間データを
    供給する手段と、上記メモリの第1及び第2のアドレス
    に記憶された第1及び第2のデータをそれぞれ格納する
    一対のレジスタと、上記第2のデータから上記第1のデ
    ータを減算した後に上記区間データを乗算し、さらに上
    記第1のデータを加算する演算回路と、を備え、上記演
    算回路から得られるデータが上記区間データと対応付ら
    れて上記メモリの所定のアドレスに書き込まれることを
    特徴とする非線形変換装置。
  2. 【請求項2】 上記演算回路は、加減算器及び乗算器を
    備え、加減算器で上記第2のデータから第1のデータを
    減算した後、この減算データに乗算器で上記ステップデ
    ータを乗算し、この乗算データに再び加減算器で上記第
    1のデータを加算することを特徴とする請求項1記載の
    非線形変換装置。
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