JPS62123831A - Ａ−ｄ変換器 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、Ａ−Ｄ変換技術さらにはビデオ用の高速Ａ
−Ｄ変換器に適用して特に有効な技術に関するもので１
例えばγ−補正された画像信号をデジタルによる画像処
理にかけるためにＡ−Ｄ変換するのに利用して有効な技
術に関するものである。

〔背景技術〕

最近１例えば日経マグロウヒル社刊行「日経エレクトロ
ニクス１９８４年１２月１７日号隘３５８」１５６〜１
７６頁（解説：家庭用ビデオカメラの要求にこたえ、活
発な動きを見せる個体撮像素子と撮像管）Ｋ記載されて
いるように、一般の視覚的な映像撮影を目的とする低コ
ストでコンパクトな民生用ビデオカメラが普及してきた
。

そこで１本発明者らは、その普及してきた民生用ビデオ
カメラをデジタルによる画像処理システムの入力装置に
適用することを検討した。一般に広く普及している民生
用ビデオカメラをデジタルによる画像処理システムに転
用できれば、その画像処理システムの汎用性および低コ
スト化などの種々の利点が期待されるからである。

しかしながら、一般の視覚的な映像撮影を目的とする民
生用ビデオカメラをデジタルによる画像処理システムに
適用するに際し１次のような問題点が隠されていること
が本発明者らによって明らかとされた。

第６図に示すようＫ、一般の視覚的な映像撮影を目的と
する民生用ビデオカメラ１０は、結像光学系１１によっ
て結像された画像なＣＣＤ（電荷結合素子）などの撮像
素子１２によって電気的な画像信号に変換するが、この
画像信号はそのままでは出力されず、γ−補正回路１３
を通して外部へ出力されるようになっている。

γ−補正回路は、ブラウン管の電光変換特性。

つまりブラウン管の制御格子に印加される電気的入力レ
ベルと蛍光面での発光輝度レベルとの間の変換特性を補
償するために不可欠なものであり。

これＫよってブラウン管に自然な階調の画像を映し出す
ことができるようになっている。

第７図は、ブラウン管の電光変換特性を示す。

同図に示すよ５に、ブラウン管の電光変換特性Ａは顕著
な非直線性を呈する。そこで、この非直線的な電光変換
特性Ａを補償して自然に近い階調をもつ映像を得るため
にγ−補正回路１３が使用される。

第８図はγ−補正回路１３の補正特性を示す。

同図に示すように、γ−補正回路１３には、ブラウン管
の電光変換特性ＡＫ対して相補の関係となるような補正
特性Ｂがもたせられている。

以上のように、ビデオカメラ１０からγ−補正された画
像信号が出力されるようＫなっていることにより、第６
図に示すよう・に、そのビデオカメラ１０ＶＣモニ１−
ＴＶＣｆレピ）２０やＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）
３０などの映像機器をそのまま接続して使用することが
できるようになっている。

ところが、第６図に示すビデオカメラ１０からの画像信
号をデジタルによる画像処理システム４０にそのまま入
力すると、画像信号が上記γ−補正によって非直線的に
歪められたままデータとして入力されてしまい、このた
めに正確かつ適切な画像処理が行うことができなくなっ
てしまう。画像処理システム４０には１例えば画像の輪
郭抽出などを行う画像処理装置１６０とともに、この画
偉処理装［１１６０にデジタル化された画像信号を与え
るためのＡ−Ｄ変換器５０が備えられている。しかし、
そのＡ−Ｄ変換器５０には、ｒ−補正によって非直線的
に歪められてしまったアナログ画像信号が入力されるた
めに１画像処理装置６０には、元の画像情報を忠実に反
映する正しいデジタルデータが入力されなくなってしま
う。

以上のように、例えば一般の映像撮影用のビデオカメラ
によって撮像されたアナログの画像信号を１例えばデジ
タルによる画像処理システムの入力データとするために
デジタル化するに際しては、ブラウン管の電光変換特性
を補正するために行ったｒ−補正が大きな障害となり、
このことがデジタルによる画像処理を面倒にしている大
きな原因の一つとなっている。といったことが本発明者
らによって明らかとされた。

〔発明の目的〕

この発明の目的は１例えばビデオカメラなどによって撮
像されたアナログの画像信号を直ちにデジタルによる画
像処理Ｋかけられるようにするために、そのアナログの
画像信号をデジタル化と同時に逆ｒ−補正して１元の画
像情報を忠実に反映したデジタル画像データが得られる
ようにしだＡ−Ｄ変換器を提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものを簡単
に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、アナログの入力電圧を多数の電圧比較器と多
数の比較基準電圧とによって比較処理することによって
デジタル化するとともに、上記多数の比較基準電圧を互
いに同一間隔ではなく、ｒ−補正曲線に応じて段階的に
異ならせることＫより、例えばビデオカメラから出力さ
れるアナログの画像信号をデジタル化すると同時に逆γ
−補正することができるようＫなり、これにより元の画
像情報を忠実に反映したデジタルの画像データが得うれ
るようにする。という目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。

なお、図面において同一符号は同一あるいは相当部分を
示す。

第１図はこの発明によるＡ−Ｄ変換器の一実施例を示す
。

同図に示すＡ−Ｄ変換器５０は、前記ビデオカメラから
出力されるアナログの画像信号をデジタルによる画像処
理Ｋかけるためにデジタル化するように構成されたもの
であって、基準電圧発生回路５１．多数の電圧比較器Ｃ
Ｐ１＝ＣＰｎ、多数の論理ゲー）Ｇｌ〜Ｇｎ、およびエ
ンコーダ５２などによって構成される。

基準電圧発生回路５１は、所定の基準電圧Ｖｒｅｆから
段階的にレベルの異なる多数の比較基準電圧ｖ１〜Ｖｎ
を分圧して発生する。電圧比較器ＣＰＩ〜Ｃｎは、アナ
ログ入力電圧Ｖｉｎを各比較基準電圧ｖ１〜Ｖｎごとに
比較処理する。その比較処理結果は、各比較器ごとに”
１”あるいは０”の２値論理レベルによってそれぞれに
出力されろ。

論理ゲー）Ｇｌ−Ｇｎは、各電圧比較器ＣＰＩ〜ＣＰｎ
のそれぞれの比較出力から択一的な選択信号を取り出す
。エンコーダ５２は、論理ゲー）Ｇｌ〜ＧｎＫよりて取
り出された選択信号から２進符号で表されるデジタルデ
ータＤｏｕｔを組み立てて出力する。

ここで、上記基準電圧発生回路５１は、多数のインピー
ダンス素子すなわちここでは抵抗Ｒ１〜Ｒｎを直列接続
してなる電圧分圧回路によって構成されている。これと
ともに、各抵抗Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値は、前記ｒ−補正曲
線に応じて段階的に異ならせられている。

具体的には、ブラウン管の電気的入力レベルＶｇと蛍光
面発光輝度レベルＢが。

Ｂ＝ｋｌ　−Ｖｇｒ　（ｋｌは定数、ｒ’；２．２）の
関係にあるので、 上記抵抗Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値Ｒｉはそれぞれ、Ｒ１＝に
２・ｉｒ　（ｋ２は初期値、ｉは１からｎまでの間の任
意の整数） となるように設定されている。

これにより、第２図に示すように、上記Ａ−Ｄ変換器５
０のアナログ入力電圧とデジタル出力値との間には、前
述したγ−補正特性ＢＫ対して相補な変換特性Ｃが現れ
るよう釦なる。

従って、第３図に示すように、γ−補正された画像信号
が出力されるビデオカメラ１０の出力を上記Ａ−Ｄ変換
器５０に接続すると、七のＡ−Ｄ変換器５０からは逆γ
−補正されたデジタルの画像データが出力される。これ
により、ｒ−補正によって生じた非直線歪みが補正され
て１元の画像情報を忠実に反映したデジタルの画像デー
タが得られるようＫなる。この結果１例えば画像の輪郭
抽出処理などをデジタル的に行う画像処理装置６０に正
確かつ適正な処理動作を行わせることができるようにな
る。

以上のようにして、前述した一般映像撮影用のビデオカ
メラ１０を、モニターＴＶ２０やＶＴＲ３０などの映像
機器の入力装置としての用途以外に、デジタルによる映
像処理システム４ｏのデータ人力装蓋としての用途にも
利用することが可能になる。

また、上述したＡ−Ｄ変換器５０において、上記基準電
圧発生回路５１の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの配置順序を逆圧すれ
ば、つまりＶｒｅｆと接地電位の接続を反対すれば、第
４図に示すように、アナログ入力電圧とデジタル出力値
との間の変換特性なｒ−補正特性Ｂとを一緒にすること
ができる。これにより、Ａ−Ｄ変換とγ−補正とが同時
に行えるＡ−り変換器５０が得られる。

第４図に示すような変換特性をもたせられたＡ−り変換
器５０は１例えば第５図に示すよ５に、デジタルの画像
信号を出力するビデオカメラ１０に適用することができ
る。同図に示すビデオカメラ１０は、Ａ−Ｄ変換器５０
によってｒ−補正とＡ−り変換を同時に行う。そして、
そのデジタル化された画像信号は１例えばデジタルＴＶ
２０にそのまま画像信号として与えることができる。

〔効果〕

（１）アナログの入力電圧を多数の電圧比較器と多数の
比較基準電圧とによって比較処理することによってデジ
タル化するとともに、上記多数の比較基準電圧を互いに
同一間隔ではなく、γ−補正曲ｆｉ！に応じて段階的に
異ならせることＫより、例えばビデオカメラから出力さ
れるアナログの画像信号をデジタル化すると同時に逆γ
−補正することができるようになり、これにより元の画
像情報を忠実に反映したデジタルの画像データが得られ
るようになる。という効果が得られる。

（２）また、ｒ−補正とＡ−Ｄ変換とを同時に行えるＡ
−Ｄ変換器を構成することもできる。という効果が得ら
れる。

以上本発加者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、上記基準電圧
発生回路５１は、多数の直列接続された容量による電圧
分圧回路であってもよい。また、上記抵抗Ｒ１〜Ｒｎの
抵抗値を、ｒ−補正曲線の逆数に応じて段階的に異なる
ように変化させる構成であってもよい。

〔利用分野〕

以上１本発明者によってなされた発明をその背景となり
だ利用分野であるビデオ用高速Ａ−Ｄ変換器の技術に適
用した場合について説明したが。

それに限定されるものではなく１例えばファクシミリな
どにおける画像読取装置などにおいて使われるＡ−Ｄ変
換器の技術などＫも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるＡ−Ｄ変換器の一実施例を示す
回路図。 第２図はこの発明によるＡ−Ｄ変換器の変換特性の一例
を示すグラフ。 第３図はこの発明によるＡ−Ｄ変換器の使用例を示すブ
ロック図。 第４図はこの発明の別の実施例によるＡ−Ｄ変換器の変
換特性を示すグラフ、 第５図はこの発明の別の実施例によるＡ−Ｄ変換器の使
用例を示すブロック図。 第６図はこの発明以前に検討されたＡ−Ｄ変換器の使用
例を示すブロック図、 第７図はブラウン管の電光変換特性を示すグラフ。 第８図はγ−補正回路の補正特性を示すグラフである。 １０・・・ビデオカメラ、４０・・・デジタルによる画
像処理システム、５０・・・Ａ−Ｄ変換器、５１・・・
基準電圧発生回路、ＣＰ１〜ＣＰｎ・・・電圧比較器。 ５２・・・エンコー、Ｒ１〜Ｒｎ・・・基準電圧発生回
路の電圧分圧回路を構成するインピーダンス素子として
の抵抗、　Ｖｉｎ・・・アナログ入力電圧、　Ｄｏｕｔ
・・・デジタル出力データ。　　　　　　　　　／、Δ 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、段階的にレベルの異なる多数の比較基準電圧を発生
   する基準電圧発生回路と、アナログ入力電圧を各比較基
   準電圧ごとに比較処理する多数の電圧比較器と、各電圧
   比較器のそれぞれの比較出力から２進符号で表されるデ
   ジタルデータを組み立てて出力するエンコーダとを備え
   てなるＡ−Ｄ変換器であって、上記比較基準電圧が、ブ
   ラウン管の電光変換特性を補正するγ＾−補正曲線に応
   じて段階的に異なる多数の比較基準電圧を発生するよう
   に構成されていることを特徴とするＡ−Ｄ変換器。 ２、上記基準電圧発生回路が、多数のインピーダンス素
   子を直列接続してなる電圧分圧回路によって構成されて
   いるとともに、各インピーダンス素子のインピーダンス
   値が、上記γ＾−補正曲線あるいはγ＾−補正曲線の逆
   数に応じて段階的に異ならせられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のＡ−Ｄ変換器。