JPH04165821A - Ａ―ｄ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像信号処理装置等に用いられるＡ−Ｄ　（
アナログーティシタル）変換装置に関するものである。

（従来の技術〕 従来、ディジタルビデオカメラは、例えば第２図に示す
ように構成されている。撮像素子２０１からの信号を、
Ａ−Ｄ変換器２０２てＡ−Ｄ変換し、その結果のディジ
タル信号をディジタル映像信号処理部２０３でディジタ
ル映像信号処理し、これをＤ−Ａ変換器２０４てＤ−Ａ
変換することで標準ビデオ信号を得ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ディジタル映像信号処理部２０３の中では、標
準ビデオ１３号の階調特性を実現するために、通常第３
図に示すような人出力特性をもつγ変換を行う必要かあ
る。Ａ−Ｄ変換器２０２の分解能（Ｎ子化鯖度）は、人
力に対して等間隔になっているが、γ変換されているこ
とで、出力では、信号レベルの小さい所（暗部）はど量
子化の幅が大きくなって、いわゆる偽似輪郭か目立って
しまうし、量子化雑音も犬きくなってしまう。

従って、通常Ａ−Ｄ変換器２０２のビット数は１０ビッ
トａ度以上のものか必要であり、この種の装置の低コス
ト化を妨げていた。

本発明は、このような問題を解決するためなされたもの
で、構成が簡単で、低コストで、γ変換を含む画像信号
処理に用いた場合、画像の暗部でも量子化雑音や偽似輪
郭の目立たないＡ−Ｄ変換装置を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明ではＡ−Ｄ変換装置を
つぎの（１）、（２）、（３）のとおりに構成する。

（１）入力信号をその変動幅の全範囲についてＡ−Ｄ変
換するＡ−Ｄ変換手段と、入力信号をその変動幅の一部
範囲についてＡ−Ｄ変換するＡ−Ｄ変換手段と、これら
のＡ−Ｄ変換手段の各出力を、前記入力信号の大きさに
応じて切り換えて出力する切換え手段とを備えたことを
特徴とするＡ−Ｄ変換装置。

（２）前記（１）において、切換え手段は確率的に制御
されるものとしたＡ−Ｄ変換装置。

（３）前記（２）において、確率的に制御するための閾
値としてディザパターンを用いたＡ−Ｄ変換装置。

〔作用〕

前記（１）、（２）、（３）の構成によれば、入力信号
は、その変動幅の一部範囲即ち小信号範囲は他の範囲よ
り高い分解能でＡ−Ｄ変換される。

また、（２）、（３）の構成によれば、各Ａ−Ｄ変換手
段の出力か確率的に切り換えられるので、切り換え部分
で生ずる偽似輪郭が目立たなくなる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により説明する。

第１図は、本発明の第１実施例である“Ａ−Ｄ変換装置
”のブロック図である。不図示の撮像素子からの信号は
、８ビット精度のＡ−Ｄ変換器１０１に入力されると同
時に、増幅器１０３で４倍増幅されて、同しく８ビット
精度のＡ−Ｄ変換器１０２へ入力される。入力信号の変
動幅を０〜Ａｍとすると、各々のＡ−Ｄ変換器１０１゜
１０２のＡ−Ｄ変換特性は、第４図のＴＩ、Ｔ２のよう
になる。

Ａ−Ｄ変換器１０１の出力は、掛は算器１０６で４倍さ
れてマルチプレクサ１０５の入力となる。実質的にはＡ
−Ｄ変換器１０１の８ビツトのデータに、更に下位２ビ
ツトの０をつけ加えるだけなので、掛は算器１０６はな
くてもよい。

この１０ビツトの出力は、第４図に点線ＴＩ’で示すよ
うな特性になっている。従って、マルチプレクサ１０５
で特性Ｔ２とＴｌ′を適時切り換えれば、暗部の方か明
部より分解能の高い１０ビツトのディジタルデータを、
８ビツトのＡ−Ｄ変換器１０１．１０２を用いて簡単に
構成できる。

特性Ｔ２とＴｌ′のどちらを選択するかは、切り換え制
御部１０４て決められる。例えば、入力レンジ（入力信
号の変動幅の全範囲）の１／４に対応する特性Ｔ１のデ
ータは、Ｌｌ　（６３）であるので、次のようにすれば
よい。

Ｔ１≧６４のとき、特性ＴＩ’　を選択する。

Ｔ１≦６３のとき、特性Ｔ２を選択する。

以上より、Ａ−Ｄ変換器１０１．掛は算器１０６は、入
力信号をその変動幅の全範囲（０〜Ａｍ）についてＡ−
Ｄ変換するＡ−Ｄ変換手段を構成し、増幅器１０３．Ａ
−Ｄ変換器１０２は、入力信号をその変動幅の一部範囲
（０〜Ａｍ／４）についてＡ−Ｄ変換するＡ−Ｄ変換手
段を構成しているといえる。

第１実施例は、閾値（Ｌｌ）をひとつ設け、これを基準
に特性Ｔ２とＴｌ′を切り換えるものであるが、２つの
閾値Ｌ１とＬｌ　（Ｌｌ＜Ｌｌ）を設け、これを基準に
特性Ｔ２とＴｌ′を切り換えてもよい。これを本発明の
第２実施例として説明する。本実施例においては、 ＴＩ＜Ｌｌのときは、特性Ｔ２を選択 ＴＩ＞Ｌｌのときは、特性Ｔｌ′を選択Ｌ１≦Ｔ１≦Ｌ
２のときは、特性Ｔ２とＴＩ′を確率的に切り換えるよ
うにする。

このようにすると、閾値がひとつの場合に比べて、特性
Ｔ２とＴＩ’の切り換え部分で生ずる偽像輪郭が目立た
なくなり画質がより向上する。

第５図に、本実施例の切換え制御部１０４の構成を示す
。コンパレータ５０１は、特性Ｔ１（７）データとディ
ザパターン発生器５０２の出力を比較して、特性Ｔ１の
データの方が大であれば信号ＳＴＩ’を出力して特性Ｔ
Ｉ’を選択し、そうでなければ反転器５０３を介して信
号ＳＴ２を出力しＴ２を選択する。

第６図に、Ｌ２＝６３．Ｌ１＝５７としたディザパター
ン発生器５０２による２×２のサイズのディザパターン
を示す。アドレスＸは、水平方向の画素数のクロックの
カウント、アドレスＹは、垂直方向の走査期間のカウン
トに対応じている。

アドレスＸ、アドレスＹの時のディザパターン発生器５
０２の出力は、ディザパターン上のＭＯＤ（Ｘ、２）列
、ＭＯＤ　（Ｙ、２）行目の成分となる。例えば、Ｘ、
Ｙ共に偶数の場合は６３となる。このようにすることで
、第７図のような特性Ｔ２とＴＩ’の選択確率を実現で
きる。

なお、第２実施例の変形として、ディザパターンのサイ
ズを４Ｘ４，８Ｘ８などにしてもよい。

又、乱数発生器を用いて、特性Ｔ２とＴＩ’の切り換え
確率が第７図のようになるように制御してもよい。

以上、２個の低ビットのＡ−Ｄ変換器を用いる場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、３個以上の低ビットのＡ−Ｄ変換器を用いて実施す
ることもできる。第８図はその１例で３個の８ビツトの
Ａ−Ｄ変換器を用いる場合の説明図である。第１図と同
様に、入力の増幅倍率×１のＡ−Ｄ変換器の出力は４倍
し、増幅倍数×２のＡ−Ｄ変換器の出力は２倍し、増幅
倍率×４のＡ−Ｄ変換器の出力は１倍し、入力信号の振
幅に応じてこれらのＡ−Ｄ変換手段の出力を切り換えて
出力するようにすればよい。

又、第１実施例の変形としてＡ−Ｄ変換器を２つ使うの
でなく、１つのＡ−Ｄ変換器を時分割で使うこともでき
る。第９図はそのブロック図である。スイッチ３０３と
３０４は連動して動き、第１実施例のＴＩ、Ｔ２に対応
する信号が各々メモリ３０５，３０６へ格納される。

次にメモリ３０５．３０６の内容を同時に読み出せば、
他は第１実施例と同様である。被写体が静止しているよ
うな場合は、このような手法でもよい。

又、色フィルタの装着された撮像素子を用いてカラーＳ
準ビデオ信号を得る場合では、色ごとに本発明のＡ−Ｄ
変換装置を用い実施すればよい。

例えば、純色ＲＧＢストライブフィルタなどの装着され
た撮像素子では、水平方向に３色がくり返されることに
なるので、夫々色ごとにＬｌ、Ｌ２とディザパターンを
有し、これを順次切り換えるようにすればよい。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、比較的低分解能
のＡ−Ｄ変換器から構成され、構成が簡単で、低コスト
で、画像信号処理に用いた場合、画像の暗部でも量子化
雑音や偽像輪郭の目立たないＡ−Ｄ変換装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１案施例のブロック図、第２図は従
来のディジタルビデオカメラのブロック図、第３図はγ
変換の入出力特性図、第４図は実施例の説明図、第５図
は本発明の第２実施例の切換え制御部のブロック図、第
６図、第７図は第２実施例の説明図、第８図は３個のＡ
−Ｄ変換器を用いる場合の説明図、第９図は１つのＡ−
Ｄ変換器を時分割で使う例のブロック図である。 １０１　、　１０２−−−−Ａ−Ｄ変換器１０３−・・
−・増幅器 １０４　＝・−・切換え制御部 １０５・−・・−マルチプレクサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号をその変動幅の全範囲についてＡ−Ｄ変
   換するＡ−Ｄ変換手段と、入力信号をその変動幅の一部
   範囲についてＡ−Ｄ変換するＡ−Ｄ変換手段と、これら
   のＡ−Ｄ変換手段の各出力を、前記入力信号の大きさに
   応じて切り換えて出力する切換え手段とを備えたことを
   特徴とするＡ−Ｄ変換装置。
2. （２）切換え手段は確率的に制御されるものであること
   を特徴とする請求項１記載のＡ−Ｄ変換装置。
3. （３）確率的に制御するための閾値としてディザパター
   ンを用いたことを特徴とする請求項２記載のＡ−Ｄ変換
   装置。