JPH04212525A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリニー処理，ガンマ
処理等の非線形処理を行うＡ−Ｄ（アナログ−ディジタ
ル）変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種装置の代表例を図８に示す
。図中、２１は固体撮像素子等のセンサであり、２２は
プリニー処理回路、２３はＡ−Ｄ（アナログ−ディジタ
ル）変換器、２４は例えばＬＵＴ（ＬＯＯＫ　　ＵＰ　
　ＴＡＢＬＥ）変換によるディジタルガンマ処理回路、
２５は様々なディジタル信号処理を行うＤＳＰ回路（ｄ
ｉｇｔａｌｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）　回路
、２６はＤ−Ａ（ディジタル−アナログ）変換器である
。また、２７は、アナログ回路によるガンマ処理回路で
あり、２８はラダー抵抗値を非線形にし、ガンマ特性を
持たせた非線形Ａ−Ｄ変換器である。

【０００３】つぎに動作を説明する。まず（ａ）の回路
ブロックについて説明する。センサ２１より読み出され
た映像信号は、プリニー処理回路２２において高輝度部
の圧縮が行われ、Ａ−Ｄ変換器２３によりアナログディ
ジタル変換された後、ディジタルガンマ処理回路２４に
おいて、例えばマスクＲＯＭを使用したＬＵＴ変換によ
りガンマ処理が行われる。ガンマ処理を受けた映像信号
は、ＤＳＰ回路２５において、例えば補間処理，アパー
チャ補正処理，帯域制限処理等、撮像信号処理で必要と
される様々なディジタル信号処理が行われ、Ｄ−Ａ２６
変換器によりディジタルアナログ変換され出力される。

【０００４】この回路ブロックにおいては、ガンマ処理
をディジタルで行なっており、映像信号暗部における量
子化雑音を軽減するため、Ａ−Ｄ変換器２３は一般に１
０ビットのものを使用している。

【０００５】つぎに、（ｂ）の回路ブロック図について
であるが、（ａ）の回路ブロック図との差異は、ガンマ
処理回路２７によりアナログ回路によりガンマ処理を行
っていることである。したがって、Ａ−Ｄ変換器２３は
暗部量子化雑音が増幅されないため一般に８ビットのも
のを使用している。

【０００６】つぎに（ｃ）の回路ブロック図についてで
あるが、（ａ）及び（ｂ）の回路ブロック図との差異は
、非線形Ａ−Ｄ変換器２８によりガンマ処理を行ってい
ることである。これについて図９に前記非線形Ａ−Ｄ変
換器２８の回路ブロック図を、また図１０にその特性図
を示し説明する。

【０００７】図９中、２９，３０，３１は全並列型Ａ−
Ｄ変換器の構成要素である、ラダー抵抗器，比較器，エ
ンコーダ回路であるが、ここにおいて、ラダー抵抗器２
９の各抵抗値を各々異なる値に設定している。これによ
りアナログ信号入力とディジタル信号出力が非線形の関
係となる非線形特性を持たせたＡ−Ｄ変換器２８が構成
できる。ここでは、ラダー抵抗値を各々適切に設定する
ことにより図１０に示すガンマ特性を持たせている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例において、（ａ）の構成は、１０ビットのＡ−Ｄ変
換器が必要であるが、高精度，高速及び低消費電力の１
０ビットＡ−Ｄ変換器が得にくいという問題や、ガンマ
処理のためのＬＵＴか必要であり、比較的大きな容量の
マスクＲＯＭにより構成されるため、回路規模が大きく
もなるという問題がある。

【０００９】また、（ｂ）の構成については、アナログ
回路によりガンマ処理を行っており、その代表的なもの
としてダイオードのスイッチング特性を利用したもの等
が良く知られているが、これは、一般的に言って周波数
特性が劣化したり、温度ドリフトが大きいという問題が
ある。

【００１０】（ｃ）の構成については、ラダー抵抗器の
値を各々異った値に設定するためＩＣ化する際にはレイ
アウト上複雑になり作りにくいという問題や、非線形専
用のＡ−Ｄ変換器になるために汎用性が失われるという
問題がある。

【００１１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、簡単な構成で特性が良く、ガンマ処理，プリ
ニー処理等の処理のできるＡ−Ｄ変換装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、信号処理装置をつぎの（１）のとおりに構成
するものである。 （１）ラダー抵抗器の中間タップに並列に抵抗を接続し
折れ線近似の非線形入出力特性としたアナログ−ディジ
タル変換器と、該アナログ−ディジタル変換器の出力を
受け、前記非線形入出力特性の折曲点近傍の出力を補正
するテーブル変換手段とを備えたＡ−Ｄ変換装置。

【００１３】

【作用】前記（１）の構成において、アナログ−ディジ
タル変換器により、折れ線近似の非線形入出力特性でア
ナログ−ディジタル変換が行われ、テーブル変換手段に
より前記非線形入出力特性の折曲点近傍の特性が補正さ
れる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。 図１は、本発明の第１実施例である“撮像装置”のブロ
ック図であり、図２は同実施例の非線形Ａ−Ｄ変換器の
回路図である。

【００１５】図１においては、１は、固体撮像素子等の
センサであり、２は非線形Ａ−Ｄ変換器、３はマスクＲ
ＯＭ等を使用したＬＵＴ変換回路である。また、４は様
々なディジタル信号処理を行うＤＳＰ回路であり、５は
Ｄ−Ａ変換器、６は検出回路、ｓｗ１及びｓｗ２はスイ
ッチ回路である。

【００１６】図２において、１０は、等しい抵抗値を有
する抵抗Ｒ１〜Ｒ２５６　からなる比較器群、１２はエ
ンコーダ回路であり、これらは全並列型Ａ−Ｄ変換器を
構成している。また、Ｒ１０〜Ｒ１２は抵抗器であり、
ＳＷ１０〜ＳＷ１２はスイッチ回路である。

【００１７】図３は、図２に示す非線形Ａ−Ｄ変換器の
入出力特性図である。図４はＬＵＴ変換回路の概念図で
あり、図５はその説明図である。

【００１８】つぎに動作について説明する。センサ１よ
り読み出された映像信号は、非線形Ａ−Ｄ変換器２によ
り、図３に示したようにガンマ特性，プリニー特性を折
れ線近似した非線形処理が行なわれる。これは図２に示
すようにラダー抵抗器１０の中間タップに適切な抵抗値
を有する抵抗器Ｒ１０〜Ｒ１２を接続し、切り換え制御
信号により制御可能なスイッチ回路ＳＷ１０〜ＳＷ１２
をオンすることにより、ラダー抵抗器を非線形にし、図
３の入出力特性を得ている。このように非線形処理した
映像信号は、検出回路６により制御されるスイッチ回路
ＳＷ１，ＳＷ２により直接かあるいはＬＵＴ変換回路３
を通じてかが選択され、ＤＳＰ回路４に供給される。

【００１９】ところで、ＬＵＴ変換回路３は、図４に示
すように、ディジタル入力信号によりアドレスを指定し
ているが、このアドレスには変換したいディジタルデー
タが格納されており、アドレス指定によりアクセスされ
たデータを出力すれば、任意の変換が可能となる。ここ
においては、図５に示すように、非線形処理により特性
が急激に変化している折れ曲り部（折曲点という）の近
傍ａからｂまでのディジタル信号を、同図点線のように
特性がなめらかに変化するようにし、所望のガンマ特性
及びプリニー特性を得ている。

【００２０】また、この場合、ディジタル信号がａから
ｂの範囲にあるか否かによって前記スイッチ回路ＳＷ１
，ＳＷ２を切り換える必要があるが、その制御は図２に
示す比較器群１１の出力信号Ｃａ，Ｃｂを簡単なロジッ
ク回路で構成される検出回路６に供給し、判断すること
によって行っている。

【００２１】また、この実施例では折曲点が３つの場合
を示したが、一般には折曲点は任意の数でよく、これに
よって形成される特性も様々なものが考えられることは
言うまでもない。

【００２２】このようにしてＤＳＰ回路４に供給された
映像信号は、ここにおいて例えば補間処理、アパーチャ
ー補正処理、帯域制限処理等の撮像信号処理で必要とさ
れる様々なディジタル信号処理を受け、Ｄ−Ａ変換器５
によりディジタル−アナログ変換され出力される。

【００２３】以上説明したように、Ａ−Ｄ変換直前にラ
ダー抵抗の中間タップに並列に抵抗を接続し非線形にす
ることにより非線形処理を行っていて、しかも、折曲点
近傍のみＬＵＴ変換することにより特性をなめらかに補
正し、ガンマ処理及びプリニー処理を行なっているため
、 ａ．映像信号の暗部のビット割り付けを多くすることが
可能となり高速，高性能，低消費電力の８ビットＡ−Ｄ
変換器が使用できる。

【００２４】ｂ．ＬＵＴ変換は、部分的に行い比較的小
さな容量のマスクＲＯＭ等で行えるため、規模も小さく
なる。

【００２５】ｃ．ラダー抵抗器を利用ししかもＬＵＴ変
換により非線形処理を行っているため周波数特性が良く
、しかも温度に対しても安定である。

【００２６】ｄ．ラダー抵抗器の中間タップに並列に接
続された抵抗器を切り換え制御し、切り離せる構成とし
たため、線形Ａ−Ｄ変換器としても使用可能となり汎用
性を持たせることができる。

【００２７】ところで、本実施例においては図２に示す
ように全並列型アナログディジタル変換器を例に挙げて
いるが、これは一部の直並列型アナログディジタル変換
器において、ラダー抵抗の中間タップに並列に抵抗を接
続することにより非線型な特性を持たせる事が可能であ
り、全並列型アナログディジタル変換器に限定するもの
ではない。

【００２８】図６は本発明の第２実施例のブロック図で
あり、図７はその説明図である。図６において、７，８
，ＳＷ３以外は図１と同様に構成されている。そして、
７は減算器であり、８は値が０およびｘの基準ディジタ
ル値（固定値）を発生する回路であり、ＳＷ３はスイッ
チ回路である。つぎに動作を説明する。

【００２９】センサ１より読み出された映像信号は非線
形Ａ−Ｄ変換器２により折曲点が（７５＋ｘ），（１５
０＋ｘ），（２００＋ｘ）である非線形処理を受けた後
、検出回路６により切り換え制御されるスイッチ回路Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２により減算器７かあるいはＬＵＴ変換回路
３を通じてかが選択され、ＤＳＰ回路４に供給される。 また、減算器７には、検出回路６により切り換え制御さ
れたスイッチ回路ＳＷ３により基準ディジタル値である
０あるいはｘの固定値が選択され供給されている。

【００３０】ところで、簡単なロジック回路で構成でさ
れる検出回路６には非線形Ａ−Ｄ変換器２の比較器であ
るＣａとＣ（７５＋ｘ）の出力が供給されていて以下の
ようにスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ３を制御する。つまり
映像信号がａから（７５＋ｘ）のデイジタル値である場
合はスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２をＬＵＴ変換回路３側
に制御し、ａから７５までのディジタル値に変換する。

【００３１】また、それ以外の際はスィッチ回路ＳＷ１
，ＳＷ２を減算器７側に制御し、さらに映像信号がａ以
下の時はスイッチ回路ＳＷ３により０の固定値が、（７
５＋ｘ）以上の時はｘの固定値が選択され、減算器７に
供給され、映像信号との減算が行なわれる。以上により
図７に示すように、非線形Ａ−Ｄ変換器２により非線形
処理された実線の特性は、点線で示すように、（７５＋
ｘ）の折曲点はなめらかに変化するように補正される。 この例においては、一つの折曲点のみを補正しているが
、考え方を拡張することによりすべての折曲点を補正す
ることが可能である。このようにして、ＤＳＰ回路４に
供給された映像信号は様々なディジタル信号処理が行わ
れた後、Ｄ−Ａ変換器５にてディジタル−アナログ変換
され出力される。

【００３２】以上より、映像信号にガンマ処理及びプリ
ーニー処理等の非線形処理を行うことができるが、この
例では図７の拡大図に示したように非線形Ａ−Ｄ変換し
特性において傾斜を小さくするようにＬＵＴ変換してい
るためビットの割り付けが折曲点周辺においても徐々に
少なくなるように構成でき、量子化雑音の増幅を最小限
に押えることが可能である。

【００３３】以上の各実施例は撮像信号処理に関するも
のであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、
非線形Ａ−Ｄ変換処理一般に適用できることはいうまで
もない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で特性良く非線形のＡ−Ｄ変換ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブロック図

【図２】第１
実施例の非線形Ａ−Ｄ変換器の回路図

【図３】図２に示
す回路の入出力特性図

【図４】第１実施例のＬＵＴ変換
回路の概念図

【図５】図４の回路の説明図

【図６】本発明の第２実施例のブロック図

【図７】第２
実施例の説明図

【図８】従来例のブロック図

【図９】図８の（ｃ）におけるＡ−Ｄ変換器の回路図

【
図１０】図９に示す回路の入力出力特性図

【符号の説明】

２　　非線形Ａ−Ｄ変換器 ３　　ＬＵＴ変換回路 １０　　ラダー抵抗器 Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２　　抵抗器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ラダー抵抗器の中間タップに並列に抵
   抗を接続し折れ線近似の非線形入出力特性としたアナロ
   グ−ディジタル変換器と、該アナログ−ディジタル変換
   器の出力を受け、前記非線形入出力特性の折曲点近傍の
   出力を補正するテーブル変換手段とを備えたことを特徴
   とするＡ−Ｄ変換装置。