JPH0223778A - デジタルテレビジョンカメラ装置 - Google Patents
デジタルテレビジョンカメラ装置Info
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- JPH0223778A JPH0223778A JP63172774A JP17277488A JPH0223778A JP H0223778 A JPH0223778 A JP H0223778A JP 63172774 A JP63172774 A JP 63172774A JP 17277488 A JP17277488 A JP 17277488A JP H0223778 A JPH0223778 A JP H0223778A
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- digital
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- Picture Signal Circuits (AREA)
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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。
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、撮像素子と、該撮像素子から得られる映像信
号をアナログ・デジタル変換するA/D変換器と、該A
/D変換器の出力であるデジタル映像信号を処理するデ
ジタル信号処理回路と、を有して成るデジタルテレビジ
ョンカメラ装置に関するものであり、更に詳しくは、そ
のデジタル信号処理回路における信号処理に起因して住
しるピットエラーによるS/N比の劣化を軽減すること
を可能にした、かかるデジタルテレビジョンカメラ装置
に関するものである。
号をアナログ・デジタル変換するA/D変換器と、該A
/D変換器の出力であるデジタル映像信号を処理するデ
ジタル信号処理回路と、を有して成るデジタルテレビジ
ョンカメラ装置に関するものであり、更に詳しくは、そ
のデジタル信号処理回路における信号処理に起因して住
しるピットエラーによるS/N比の劣化を軽減すること
を可能にした、かかるデジタルテレビジョンカメラ装置
に関するものである。
〔従来の技術]
近年、電子回路のデジタル化が進み、テレビジョンカメ
ラの分野にも普及しつつある。テレビジョンカメラの信
号系のデジタル化の利点は、半導体製造技術の急速な向
上とともに大規模集積化が簡単になり、信号系の簡素化
が図れること、また、テレビジョンカメラ特有の信号処
理であるホワイトバランス γ補正などが演算で正確に
、かつ簡単に行なえることなどが挙げられる。
ラの分野にも普及しつつある。テレビジョンカメラの信
号系のデジタル化の利点は、半導体製造技術の急速な向
上とともに大規模集積化が簡単になり、信号系の簡素化
が図れること、また、テレビジョンカメラ特有の信号処
理であるホワイトバランス γ補正などが演算で正確に
、かつ簡単に行なえることなどが挙げられる。
第2図にデジタルカラーカメラの構成の一例をブロック
図で示す。同図は特開昭61−280189号公報の第
1図にも示されており、1は撮像素子、2 (2,,2
□)はプリアンプ、3(33□)はアナログ・デジタル
変換器(A/D変換器)、4はデジタル信号処理回路、
5はデジタル・アナログ変換器(D/A変換器)である
。
図で示す。同図は特開昭61−280189号公報の第
1図にも示されており、1は撮像素子、2 (2,,2
□)はプリアンプ、3(33□)はアナログ・デジタル
変換器(A/D変換器)、4はデジタル信号処理回路、
5はデジタル・アナログ変換器(D/A変換器)である
。
撮像素子1から得られたアナログ映像信号をプリアンプ
2で増幅した後、A/D変換器3でデジタル信号に変換
し、デジタル信号処理回路4で色信号の復調やホワイト
バランス、γ補正などのカメラ特有の信号処理を施し、
D/A変換器5でアナログ信号に戻す。なお、第2図に
おいて、撮像素子1の出力、プリアンプ2及びA/D変
換器3を2系統用いるものとして示したが、これは、カ
ラーカメラの場合、複数系統用いることが必要であるこ
とを示す意味であるから、2系統というごとにこだわる
必要はない。
2で増幅した後、A/D変換器3でデジタル信号に変換
し、デジタル信号処理回路4で色信号の復調やホワイト
バランス、γ補正などのカメラ特有の信号処理を施し、
D/A変換器5でアナログ信号に戻す。なお、第2図に
おいて、撮像素子1の出力、プリアンプ2及びA/D変
換器3を2系統用いるものとして示したが、これは、カ
ラーカメラの場合、複数系統用いることが必要であるこ
とを示す意味であるから、2系統というごとにこだわる
必要はない。
上記従来技術は、テレビジョンカメラ特有の信号処理で
ある(i)ノンリニア信号処理、即ちγ補正、(ii
)ホワイトバランス、について配慮されていなかった。
ある(i)ノンリニア信号処理、即ちγ補正、(ii
)ホワイトバランス、について配慮されていなかった。
ここでγ補正とは、テレビの送受信系では、種々の変換
過程において入力対象出力の関係が直線的(リニア)で
ない、撮像カメラや受像管を使用しているので、全系統
の適当な場所において予め補正を行う必要があり、かか
る補正を云うものであること、ホワイトバランスとは、
明るい部分から暗い部分にわたって無彩色(白色)の画
像が得られるように3チヤネルの信号のレベル合わせを
行う調整を云うものであること、は周知の通りである。
過程において入力対象出力の関係が直線的(リニア)で
ない、撮像カメラや受像管を使用しているので、全系統
の適当な場所において予め補正を行う必要があり、かか
る補正を云うものであること、ホワイトバランスとは、
明るい部分から暗い部分にわたって無彩色(白色)の画
像が得られるように3チヤネルの信号のレベル合わせを
行う調整を云うものであること、は周知の通りである。
先ず(1)γ補正について第3図を用いて説明する。
同図(a)は撮像素子1に結像される光学像の光量(入
射光量)に対するA/D変換器3の入力を、(b)はA
/D変換器3の入出力関係を、(C)はデジタル信号処
理回路4の入出力関係を、それぞれ示す。A/D変換器
3には入射光量に比例した映像信号が入力され、A/D
変換器3も、入力信号に比例したデジタル信号を出力す
ることが第3図(a)、(b)から理解されるであろう
。
射光量)に対するA/D変換器3の入力を、(b)はA
/D変換器3の入出力関係を、(C)はデジタル信号処
理回路4の入出力関係を、それぞれ示す。A/D変換器
3には入射光量に比例した映像信号が入力され、A/D
変換器3も、入力信号に比例したデジタル信号を出力す
ることが第3図(a)、(b)から理解されるであろう
。
この時、A/D変換器3によってアナログ・デジタル変
換を行う時に量子化誤差(量子化雑音)に起因して生じ
るビットエラーΔ1.Δ2は、そのままの量でデジタル
信号処理回路4に入力される。
換を行う時に量子化誤差(量子化雑音)に起因して生じ
るビットエラーΔ1.Δ2は、そのままの量でデジタル
信号処理回路4に入力される。
一方、デジタル信号処理回路4では、前述のようにして
γ補正を行なうので、その入出力特性は、第3図(C)
に見られる如くである。すなわち、信号量の小さな時に
起きるビットエラーΔ1は信号処理回路4の出力におい
ては拡大されてしまい、逆に信号量の大きな時に起きる
ビットエラーΔ2は縮小されてしまう。したがって、信
号量の小さな時のS/N比が劣化し、更に、そのS/N
比の劣化したデジタル信号を演算に用いればよりS/N
比が劣化してしまうという問題があった。
γ補正を行なうので、その入出力特性は、第3図(C)
に見られる如くである。すなわち、信号量の小さな時に
起きるビットエラーΔ1は信号処理回路4の出力におい
ては拡大されてしまい、逆に信号量の大きな時に起きる
ビットエラーΔ2は縮小されてしまう。したがって、信
号量の小さな時のS/N比が劣化し、更に、そのS/N
比の劣化したデジタル信号を演算に用いればよりS/N
比が劣化してしまうという問題があった。
また、第3図(d)に示すように、A/D変換器3の入
出力特性をγ補正のそれと同し特性(y−X1丁)にす
ると、入力信号の小さな時には階調を非常に小さくする
必要があり、一般にはA/D変換器3の入力分解能を超
える精度を必要としてしまう。すなわち、第4図に示す
A/D変換器3の入力部の量子化ステップを作り出すた
めの基準抵抗rの抵抗値を非常に精度良く合わせる必要
がある。
出力特性をγ補正のそれと同し特性(y−X1丁)にす
ると、入力信号の小さな時には階調を非常に小さくする
必要があり、一般にはA/D変換器3の入力分解能を超
える精度を必要としてしまう。すなわち、第4図に示す
A/D変換器3の入力部の量子化ステップを作り出すた
めの基準抵抗rの抵抗値を非常に精度良く合わせる必要
がある。
なお、同図において、Vref、 1 、 Vref
、 2は基準電圧、■は入力端子、6 (6,,6□、
・・・6、)はコンパレータであって、入力端子Iから
入力されたアナログ信号がディジタル信号となってコン
パレータ6I〜6.、から出力されるものである。
、 2は基準電圧、■は入力端子、6 (6,,6□、
・・・6、)はコンパレータであって、入力端子Iから
入力されたアナログ信号がディジタル信号となってコン
パレータ6I〜6.、から出力されるものである。
更に、A/D変換器3の入力信号が複数の補色信号(例
えばシアン、マゼンタ等)である場合、複数の補色信号
それぞれの信号量が異なる時にホワイトバランスがとれ
るので、補色信号の段階でγ補正をかけることはできな
い。
えばシアン、マゼンタ等)である場合、複数の補色信号
それぞれの信号量が異なる時にホワイトバランスがとれ
るので、補色信号の段階でγ補正をかけることはできな
い。
次に(ii)ホワイトバランスについて説明する。
テレビジョンカメラでは、一般に照明光の色温度が30
00〜10000°に程度の範囲で変化してもホワイト
バランスをとる必要がある。色温度が上記範囲で変化す
ると、撮像素子1.及びプリアンプ2の信号出力レベル
は倍から半分程度にまで変化する。したがって、A/D
変換器3の入力レンジを常に有効に使用できず、ビット
エラーによりS/N比が劣化してしまうという問題があ
った。
00〜10000°に程度の範囲で変化してもホワイト
バランスをとる必要がある。色温度が上記範囲で変化す
ると、撮像素子1.及びプリアンプ2の信号出力レベル
は倍から半分程度にまで変化する。したがって、A/D
変換器3の入力レンジを常に有効に使用できず、ビット
エラーによりS/N比が劣化してしまうという問題があ
った。
撮像素子1に用いる色フィルタが原色フィルタである場
合、撮像素子1.及びプリアンプ2の出力信号は複数の
原色信号であるので、複数の原色信号どうしの信号レベ
ルを合わせてから(ホワイトバランスをとってから)A
/D変換器3に入力すれば、常にA/D変換器3の入力
レンジを有効に使えることになるが、ホワイトバランス
をとるアナログ回路が必要になり回路規模が増大するし
、デジタル的な演算でホワイトバランスをとる場合に比
べ、性能向上が図り難い。また、補色フィルタを用いて
、複数の補色信号をA/D変換器3に人力する場合には
、前記の通り、信号レベルを合わせることではホワイト
バランスはとれない。
合、撮像素子1.及びプリアンプ2の出力信号は複数の
原色信号であるので、複数の原色信号どうしの信号レベ
ルを合わせてから(ホワイトバランスをとってから)A
/D変換器3に入力すれば、常にA/D変換器3の入力
レンジを有効に使えることになるが、ホワイトバランス
をとるアナログ回路が必要になり回路規模が増大するし
、デジタル的な演算でホワイトバランスをとる場合に比
べ、性能向上が図り難い。また、補色フィルタを用いて
、複数の補色信号をA/D変換器3に人力する場合には
、前記の通り、信号レベルを合わせることではホワイト
バランスはとれない。
本発明の目的は、上述したテレビジョンカメラ特有の信
号処理に起因して生しるビットエラーによるS/N比の
劣化を軽減することのできるデジタルテレビジョンカメ
ラ装置を提供することにある。
号処理に起因して生しるビットエラーによるS/N比の
劣化を軽減することのできるデジタルテレビジョンカメ
ラ装置を提供することにある。
上記目的は、第1の手段としてA/D変換器3の入出力
特性を第5図に示すように、折れ線で表わせるノンリニ
アな特性にし、このノンリニア化された信号を後段のデ
ジタル信号処理回路で再びリニア化してからホワイトバ
ランスなどの演算を行ない、演算でT処理を施すことに
よって達成される。
特性を第5図に示すように、折れ線で表わせるノンリニ
アな特性にし、このノンリニア化された信号を後段のデ
ジタル信号処理回路で再びリニア化してからホワイトバ
ランスなどの演算を行ない、演算でT処理を施すことに
よって達成される。
第5図において各折れ線領域における勾配al。
a2.a3はそれぞれ定数で、at >a2 >a3の
関係にある。
関係にある。
ここでは3つの折れ線で全体の特性を近似したが、3つ
にこだわる必要はない。また、A/D変換器3の入力の
前段に第5図に示す入出力特性の増幅器を設け、A/D
変換器3の入出力特性を第3図(b)に示すような従来
と同じ特性のものとしても同様に達成される。
にこだわる必要はない。また、A/D変換器3の入力の
前段に第5図に示す入出力特性の増幅器を設け、A/D
変換器3の入出力特性を第3図(b)に示すような従来
と同じ特性のものとしても同様に達成される。
第2の手段として、A/D変換器3の入力の前段に増幅
器を設け、この増幅器の利得を離散的(N種類)に選択
できるようにし上記N種類の利得で粗くホワイトバラン
スをとり、後段のデジタル信号処理回路で上記利得を補
正してから正確なホワイトバランスをとることによって
達成される。
器を設け、この増幅器の利得を離散的(N種類)に選択
できるようにし上記N種類の利得で粗くホワイトバラン
スをとり、後段のデジタル信号処理回路で上記利得を補
正してから正確なホワイトバランスをとることによって
達成される。
A/D変換器3の入出力特性を第5図に示す入出力特性
にすると、あらかじめ入力信号量の小さい時には階調を
多くとっているので、前述のSZN比劣化は軽減される
。更に、折れ線領域における勾配a1を大きくても3程
度以下にしておけば、前述の入力部の基準抵抗に要する
精度も現状プロセス技術でも実現性のある精度となる。
にすると、あらかじめ入力信号量の小さい時には階調を
多くとっているので、前述のSZN比劣化は軽減される
。更に、折れ線領域における勾配a1を大きくても3程
度以下にしておけば、前述の入力部の基準抵抗に要する
精度も現状プロセス技術でも実現性のある精度となる。
また、折れ線によるノンリニア化であれば、デジタル信
号処理回路で入射光量に対しリニアな信号に演算で戻し
やすく、その上複数のA/D変換器の特性を揃え易くな
る。
号処理回路で入射光量に対しリニアな信号に演算で戻し
やすく、その上複数のA/D変換器の特性を揃え易くな
る。
また、正確ではないにしても粗くホワイトバランスをと
っておけばA/D変換器3の入力レンジを有効に利用で
き、前述のS/N比劣化は軽減される。この時、A/D
変換器3より前段の増幅器の利得はN11t類のなかか
ら選択すれば良いので、後段のデジタル信号処理回路で
補正し易くなる。
っておけばA/D変換器3の入力レンジを有効に利用で
き、前述のS/N比劣化は軽減される。この時、A/D
変換器3より前段の増幅器の利得はN11t類のなかか
ら選択すれば良いので、後段のデジタル信号処理回路で
補正し易くなる。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。同図
において1は撮像素子、2(2,,2□)はプリアンプ
、5はD/A変換器、7(7,,7□)は入出力特性が
第5図に示すような折れ線特性になっているA/D変換
器、8はデジタル信号処理回路、100 (1003,
100g )は利得補正回路、101は演算回路である
。
において1は撮像素子、2(2,,2□)はプリアンプ
、5はD/A変換器、7(7,,7□)は入出力特性が
第5図に示すような折れ線特性になっているA/D変換
器、8はデジタル信号処理回路、100 (1003,
100g )は利得補正回路、101は演算回路である
。
第2図の従来例と共通化できるものについては同一の符
号を付けている。また、撮像素子1の出力線数及びプリ
アンプ2の数を2つづつにしているが、これにとられれ
る必要はない。デジタル信号処理回路8内の利得補正回
路100 (100+ 。
号を付けている。また、撮像素子1の出力線数及びプリ
アンプ2の数を2つづつにしているが、これにとられれ
る必要はない。デジタル信号処理回路8内の利得補正回
路100 (100+ 。
1002)でy=(1/al)x、y=(1/a2)x
。
。
y=(1/a3)xという逆の係数をつけてリニアな信
号に戻し、演算回路101でホワイトバランス等の演算
を行なってからγ補正を行なう。
号に戻し、演算回路101でホワイトバランス等の演算
を行なってからγ補正を行なう。
第6図にA/D変換器7の具体例を示す。コンパレータ
61〜67(nは階調数を表わす。aビットのA/D変
換器では2I″階調を有す)のそれぞれの基準電圧差を
、上位のコンパレータ(例えば61と6□)間と下位の
コンパレータ(例えばL−1と6.、)間で異ならせる
ために、基準電圧Vref、a、 Vref、b (V
ref、1 >Vref、a>Vref、 b >Vr
ef、2 )を中間タップから供給する。第5図に示す
ような、上側に凸の折れ線の入出力特性にするには、V
ref、 a 、 Vref、 bを供給する中間タ
ップのそもそちの電圧値よりそれぞれ低い電圧を供給す
れば良い。
61〜67(nは階調数を表わす。aビットのA/D変
換器では2I″階調を有す)のそれぞれの基準電圧差を
、上位のコンパレータ(例えば61と6□)間と下位の
コンパレータ(例えばL−1と6.、)間で異ならせる
ために、基準電圧Vref、a、 Vref、b (V
ref、1 >Vref、a>Vref、 b >Vr
ef、2 )を中間タップから供給する。第5図に示す
ような、上側に凸の折れ線の入出力特性にするには、V
ref、 a 、 Vref、 bを供給する中間タ
ップのそもそちの電圧値よりそれぞれ低い電圧を供給す
れば良い。
第7図にA/D変換器7の別の例を示す。回路構成は第
4図に示す従来例と同じであるが、各コンパレータの基
準電圧を作る抵抗の抵抗値を上位のコンパレータのそれ
と下位のコンパレータのそれとで(γ 、T’ 、T“
)の如(、異ならせている。第5図に示すような上側に
凸の折れ線の入出力特性にするには、γ 〉T′〉γ″
の関係を持たせれば良い。
4図に示す従来例と同じであるが、各コンパレータの基
準電圧を作る抵抗の抵抗値を上位のコンパレータのそれ
と下位のコンパレータのそれとで(γ 、T’ 、T“
)の如(、異ならせている。第5図に示すような上側に
凸の折れ線の入出力特性にするには、γ 〉T′〉γ″
の関係を持たせれば良い。
次に、デジタル信号処理回路8の具体例を第8図、第9
図にそれぞれ示す。
図にそれぞれ示す。
第8図において50 (50,,50□)は利得補正回
路、51は係数回路、52は比較器、53は基準レベル
発生器、54は演算回路である。
路、51は係数回路、52は比較器、53は基準レベル
発生器、54は演算回路である。
A/D変換器7の出力は第5図に示す折れ線でノンリニ
ア化されているので、第5図に示すAI。
ア化されているので、第5図に示すAI。
A2レベルを基準レベル発生器53から発生させ、かか
るA + A zレベルと上記ノンリニア化された信
号を比較器52で比較し、ノンリニア化された信号がA
2レベル以上であれば係数(al/a3)を、A、レベ
ル以上、A2レベル以下であれば係数(al/a2)を
、A、レベル以下であれば係数1を係数回路51におい
て有効化する。すなわち、第5図の折れ線でノンリニア
化された信号をリニアに戻してから演算回路54でデジ
タル的にγ補正を行なうわけである。しかも、第5図に
示す折れ線特性で圧縮された信号を、低レベルの信号を
基準にして伸長することになるので、演算回路54では
A/D変換器7のビット数以上の有効ビット数で演算で
き、ビットエラーによるS/N劣化を抑えることができ
る。
るA + A zレベルと上記ノンリニア化された信
号を比較器52で比較し、ノンリニア化された信号がA
2レベル以上であれば係数(al/a3)を、A、レベ
ル以上、A2レベル以下であれば係数(al/a2)を
、A、レベル以下であれば係数1を係数回路51におい
て有効化する。すなわち、第5図の折れ線でノンリニア
化された信号をリニアに戻してから演算回路54でデジ
タル的にγ補正を行なうわけである。しかも、第5図に
示す折れ線特性で圧縮された信号を、低レベルの信号を
基準にして伸長することになるので、演算回路54では
A/D変換器7のビット数以上の有効ビット数で演算で
き、ビットエラーによるS/N劣化を抑えることができ
る。
次に第9図に示すデジタル信号処理回路の具体例を説明
する。同図において55(55,、55□)は利得補正
回路、56はアドレス発生回路、57はメモリ、58は
演算回路である。アドレス発生回路56は、A/D変換
器7の出力レベルに応じてアドレスを発生し、メモリ5
7のアドレスを選択する。したがって、メモリ57にあ
らかじめリニア化のためのデータを入力しておけばこれ
を前記アドレスによって読み出すことによってリニア化
できる。上記リニア化の具体例を以下に説明する。
する。同図において55(55,、55□)は利得補正
回路、56はアドレス発生回路、57はメモリ、58は
演算回路である。アドレス発生回路56は、A/D変換
器7の出力レベルに応じてアドレスを発生し、メモリ5
7のアドレスを選択する。したがって、メモリ57にあ
らかじめリニア化のためのデータを入力しておけばこれ
を前記アドレスによって読み出すことによってリニア化
できる。上記リニア化の具体例を以下に説明する。
まずA/D変換器7の入出力特性を第10図の折れ線の
欄で示したものとする(比較のため、リニアの欄に従来
のA/D変換器3の入出力特性を示している)。ここで
AはA/D変換器7の入力レンジを表わす。第10図の
折れ線の欄で示した入出力特性は、第5図においてal
=2.a2−1、a3=0.5とした場合のそれであ
る。この時、A/D変換器7の人出特性をグラフで表わ
すと第11図のようになる。ここで、信号レベルが小さ
い方から順に領域l、領域2.領域3と定義しておく。
欄で示したものとする(比較のため、リニアの欄に従来
のA/D変換器3の入出力特性を示している)。ここで
AはA/D変換器7の入力レンジを表わす。第10図の
折れ線の欄で示した入出力特性は、第5図においてal
=2.a2−1、a3=0.5とした場合のそれであ
る。この時、A/D変換器7の人出特性をグラフで表わ
すと第11図のようになる。ここで、信号レベルが小さ
い方から順に領域l、領域2.領域3と定義しておく。
第12図にメモリ57のアドレスに対する読み出し出力
特性を示す。領域1においては、隣接レベル同士は最小
ビットが異なるだけで、差00001=αである。領域
2においては、隣接レベル同士の差は(al/a2)X
α−2α−00010、領域3においては、隣接レベル
の差は(al/a3)Xα−4α=OO100である。
特性を示す。領域1においては、隣接レベル同士は最小
ビットが異なるだけで、差00001=αである。領域
2においては、隣接レベル同士の差は(al/a2)X
α−2α−00010、領域3においては、隣接レベル
の差は(al/a3)Xα−4α=OO100である。
これをグラフで表わすと第13図のようになり、第11
図の上側に凸の特性で圧縮されたデータは、第13図の
下側に凸の特性で伸長され、メモリ57の出力はA/D
変換器7の入力信号に対しリニアな信号になる。
図の上側に凸の特性で圧縮されたデータは、第13図の
下側に凸の特性で伸長され、メモリ57の出力はA/D
変換器7の入力信号に対しリニアな信号になる。
以上の説明で明らかなように、信号レベルの小さな領域
1において階調数が2倍とれ、メモリ57の出力は1ビ
ツト追加された信号になり、演算回路58で精度の良い
演算が行なえる。A/D変換器7のビット数をNとする
と、N+ ビット化が可能となる( が整
数でなければ少数点板下を切り上げればよい)。
1において階調数が2倍とれ、メモリ57の出力は1ビ
ツト追加された信号になり、演算回路58で精度の良い
演算が行なえる。A/D変換器7のビット数をNとする
と、N+ ビット化が可能となる( が整
数でなければ少数点板下を切り上げればよい)。
第5図に示す折れ線特性を用いて信号圧縮を行なう別の
例を第14図に示す。同図において59(59,,59
□)は比較器、60は基準電圧発生回路、110は演算
増幅器、SWはスイッチ、R及びrは抵抗(抵抗値も示
す)である。周知のように第14図に示す抵抗R,r、
及び演算増幅器110で構成された増幅回路の利得Gは
、スイッチSWI、SW2がともに導通状態の時、スイ
ッチSWIのみ導通状態の時、 SW2がともに非導通状態の時G3= と I なり、Gr >Gz >03の関係がある。
例を第14図に示す。同図において59(59,,59
□)は比較器、60は基準電圧発生回路、110は演算
増幅器、SWはスイッチ、R及びrは抵抗(抵抗値も示
す)である。周知のように第14図に示す抵抗R,r、
及び演算増幅器110で構成された増幅回路の利得Gは
、スイッチSWI、SW2がともに導通状態の時、スイ
ッチSWIのみ導通状態の時、 SW2がともに非導通状態の時G3= と I なり、Gr >Gz >03の関係がある。
一方、比較器59.は信号が基準電圧A、(第5図に示
すA1 レベル)より大きな時はスイッチSW2を非導
通状態にし、比較器59□は信号が基準電圧A 2 (
第5図に示すA2レベル)より大きな時はスイッチSW
1を非導通状態にする。したがって、r1〜r3を適当
に選んでG、=al 、G2−a2 、G3−a3とす
れば、第5図に示す折れ線特性による信号圧縮を、第1
4図の回路の入力と出力の間で行なうことができる。
すA1 レベル)より大きな時はスイッチSW2を非導
通状態にし、比較器59□は信号が基準電圧A 2 (
第5図に示すA2レベル)より大きな時はスイッチSW
1を非導通状態にする。したがって、r1〜r3を適当
に選んでG、=al 、G2−a2 、G3−a3とす
れば、第5図に示す折れ線特性による信号圧縮を、第1
4図の回路の入力と出力の間で行なうことができる。
以上はγ補正に着目した実施例であり、以下にホワイト
バランスに着目した実施例を示す。
バランスに着目した実施例を示す。
第15図はその一実施例を示すブロック図である。同実
施例は、撮像素子1に原色の色フィルタを用いた場合を
例にとっている。
施例は、撮像素子1に原色の色フィルタを用いた場合を
例にとっている。
同図において61は利得制御回路、62(62゜〜62
5)は増幅器、G1−G5は利得、63(63、,63
□)はスイッチ、64 (64,〜643)はA/D
変換器、65はデジタル信号処理回路であり、A/D変
換器64は第1図のA/D変換器7でも第2図のA/D
変換器3でも良い。
5)は増幅器、G1−G5は利得、63(63、,63
□)はスイッチ、64 (64,〜643)はA/D
変換器、65はデジタル信号処理回路であり、A/D変
換器64は第1図のA/D変換器7でも第2図のA/D
変換器3でも良い。
プリアンプ2(21〜23)の出力信号であるr(赤)
2g(緑)、b(青)の原色信号は、白色の被写体を撮
像しても第16図(a)に示すように色温度によって信
号レベルが変化する。したがって、色温度が高い場合と
低い場合でスイッチ63を切り換え、第16図(b)の
ようにすればA/D変換器64の入力レンジを有効に利
用できる。
2g(緑)、b(青)の原色信号は、白色の被写体を撮
像しても第16図(a)に示すように色温度によって信
号レベルが変化する。したがって、色温度が高い場合と
低い場合でスイッチ63を切り換え、第16図(b)の
ようにすればA/D変換器64の入力レンジを有効に利
用できる。
第16図(b)のように粗くホワイトバランスをとって
から、後段のデジタル信号処理回路65でrr 、
gl 、 b′の信号レベルを演算で合わせることに
より、厳密なホワイトバランスを容易にとることができ
る。
から、後段のデジタル信号処理回路65でrr 、
gl 、 b′の信号レベルを演算で合わせることに
より、厳密なホワイトバランスを容易にとることができ
る。
撮像素子1に補色の色フィルタW(透明)、Ye(黄色
)、CY(シアン)、G(緑)を用いた場合の実施例を
第17図に示す。同図において66(66、〜666)
は増幅器、67(67、,67゜)はスイッチ、68は
利得制御回路、G、〜G6は利得、69(69,〜69
4)はA/D変換器、■0はデジタル信号処理回路、7
1(71,〜716)は係数回路、1/G1〜1/G6
は係数回路71で付加される係数、72 (72,,7
2□)はスイッチ、73は演算回路であり、A/D変換
器69(69,〜694)は第1図のA/D変換器7で
も第2図のA/D変換器3でも良い。
)、CY(シアン)、G(緑)を用いた場合の実施例を
第17図に示す。同図において66(66、〜666)
は増幅器、67(67、,67゜)はスイッチ、68は
利得制御回路、G、〜G6は利得、69(69,〜69
4)はA/D変換器、■0はデジタル信号処理回路、7
1(71,〜716)は係数回路、1/G1〜1/G6
は係数回路71で付加される係数、72 (72,,7
2□)はスイッチ、73は演算回路であり、A/D変換
器69(69,〜694)は第1図のA/D変換器7で
も第2図のA/D変換器3でも良い。
色フィルタW、Ye、C,,Gに対応する補色信号W、
yet Cy、gは、色温度が変化すると、白い
被写体を撮像しても第18図(a)に示すように信号レ
ベルが変化する。したがって、色温度が高い場合と低い
場合でスイッチ67を切り換えて第18図(b)に示す
W’ + Va ’ + cV′g′のようにすれ
ばA/D変換器69の入力レンジを有効に利用できる。
yet Cy、gは、色温度が変化すると、白い
被写体を撮像しても第18図(a)に示すように信号レ
ベルが変化する。したがって、色温度が高い場合と低い
場合でスイッチ67を切り換えて第18図(b)に示す
W’ + Va ’ + cV′g′のようにすれ
ばA/D変換器69の入力レンジを有効に利用できる。
上記切り換えと同時に、スイッチ72を切り換えて、再
びw+ )’ 11 + cY +gのレベルに戻
してから演算回路73に入力し、該演算回路で原色信号
に戻して、該原色信号のレベルを揃えて厳密なホワイト
バランスをとる。
びw+ )’ 11 + cY +gのレベルに戻
してから演算回路73に入力し、該演算回路で原色信号
に戻して、該原色信号のレベルを揃えて厳密なホワイト
バランスをとる。
第19図に更に別の実施例を示す。同図において75は
色温度検出回路であり、他は第18図におけるのと同じ
である。色温度検出回路75によって色温度が高いか低
いかを検出し、高い場合にはスイッチ67.72を上側
に接続し、低い場合には下側に接続する。この時Gz
>G3 、 Gs >G4としておけば第18図(b)
の特性を自動的に得ることができる。なお、第15図の
実施例についても同様に色温度検出回路75によって自
動化が図れる。
色温度検出回路であり、他は第18図におけるのと同じ
である。色温度検出回路75によって色温度が高いか低
いかを検出し、高い場合にはスイッチ67.72を上側
に接続し、低い場合には下側に接続する。この時Gz
>G3 、 Gs >G4としておけば第18図(b)
の特性を自動的に得ることができる。なお、第15図の
実施例についても同様に色温度検出回路75によって自
動化が図れる。
以上の実施例では、色温度の範囲を2分割したが、3分
割以上にも同様の手段で達成できることは言うまでもな
い。また、信号w+gは色温度変化に対する信号レベル
変化が比較的少ないので、増幅器62.66、係数回路
71を1つしか用いていないので、2つ以上用いて、ス
イッチで切り換えても良い。
割以上にも同様の手段で達成できることは言うまでもな
い。また、信号w+gは色温度変化に対する信号レベル
変化が比較的少ないので、増幅器62.66、係数回路
71を1つしか用いていないので、2つ以上用いて、ス
イッチで切り換えても良い。
本発明によれば、アナログ・デジタル変換にともなうS
/N比の劣化を小さくすることができ、画質の良いデジ
タルテレビジョンカメラ装置を提供できる。また、用い
るA/D変換器のビット数を従来より小さくすることが
でき、装置の小形化低消費電力化が図れる効果がある。
/N比の劣化を小さくすることができ、画質の良いデジ
タルテレビジョンカメラ装置を提供できる。また、用い
るA/D変換器のビット数を従来より小さくすることが
でき、装置の小形化低消費電力化が図れる効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
デジタルカラーカメラの従来例を示すブロック図、第3
図は従来のデジタルカラーカメラを構成する諸回路素子
の入出力特性を示す特性図、第4図は従来のA/D変換
器の構成例を示す回路図、第5図は本発明において用い
るA/D変換器の入出力特性例を示す特性図、第6図、
第7図はそれぞれ本発明において用いるA/D変換器の
構成の具体例を示す回路図、第8図、第9図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示すブロック図、第10図は本発
明において用いるA/D変換器の折れ線特性のデータに
よる説明図、第11図は本発明において用いるA/D変
換器の折れ線特性の具体例を示す特性図、第12図は折
れ線特性をメモリによって得る場合のメモリアドレスと
メモリ内容の対応を示す説明図、第13図は本発明にお
いて用いるデジタル信号処理回路に付与される折れ線特
性を示す特性図、第14図は第5図に示す折れ線特性を
実現する具体例を示す回路図、第15図は本発明の別の
実施例を示すブロック図、第16図は第15図における
回路動作の説明に用いる特性図、第17図は本発明の更
に別の実施例を示すブロック図、第18図は第17図に
おける回路動作の説明に用いる特性図、第19図は本発
明のなお更に別の実施例を示すブロック図、である。 符号の説明 7・・・A/D変換器、8,65.70・・・デジタル
信号処理回路、61.68・・・利得制御回路代理人
弁理士 並 木 昭 夫 J儂9 第 図 第 図 、551 第 図 第 図 上イ立ど−,ト (依#同べべや) 8Kg トフトハトギp
デジタルカラーカメラの従来例を示すブロック図、第3
図は従来のデジタルカラーカメラを構成する諸回路素子
の入出力特性を示す特性図、第4図は従来のA/D変換
器の構成例を示す回路図、第5図は本発明において用い
るA/D変換器の入出力特性例を示す特性図、第6図、
第7図はそれぞれ本発明において用いるA/D変換器の
構成の具体例を示す回路図、第8図、第9図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示すブロック図、第10図は本発
明において用いるA/D変換器の折れ線特性のデータに
よる説明図、第11図は本発明において用いるA/D変
換器の折れ線特性の具体例を示す特性図、第12図は折
れ線特性をメモリによって得る場合のメモリアドレスと
メモリ内容の対応を示す説明図、第13図は本発明にお
いて用いるデジタル信号処理回路に付与される折れ線特
性を示す特性図、第14図は第5図に示す折れ線特性を
実現する具体例を示す回路図、第15図は本発明の別の
実施例を示すブロック図、第16図は第15図における
回路動作の説明に用いる特性図、第17図は本発明の更
に別の実施例を示すブロック図、第18図は第17図に
おける回路動作の説明に用いる特性図、第19図は本発
明のなお更に別の実施例を示すブロック図、である。 符号の説明 7・・・A/D変換器、8,65.70・・・デジタル
信号処理回路、61.68・・・利得制御回路代理人
弁理士 並 木 昭 夫 J儂9 第 図 第 図 、551 第 図 第 図 上イ立ど−,ト (依#同べべや) 8Kg トフトハトギp
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、撮像素子と、該撮像素子から得られる映像信号をア
ナログ・デジタル変換するA/D変換器と、該A/D変
換器の出力であるデジタル映像信号を入力されてデジタ
ル処理をするデジタル信号処理回路と、を少なくも有し
て成るデジタルテレビジョンカメラ装置において、 前記A/D変換器または該A/D変換器より前段にある
回路に、 入力信号レベルに対する出力信号レベルの関係が、入力
信号レベルの低い或る第1の範囲では、第1の勾配a1
を持ってリニアであり、入力信号レベルがそれより高い
第2の範囲では、第2の勾配a2を持ってリニアであり
、更に高い第3の範囲では、第3の勾配a3を持ってリ
ニアであり、以下、同様にして、入力信号レベルが最も
高い第nの範囲では、第nの勾配anを持ってリニアで
あり、かつa1>a2>a3>・・・>anの関係が成
立しているような、入力信号レベルに対する出力信号レ
ベルの特性(以下、圧縮特性という)を持たせ、 前記デジタル信号処理回路には、 入力信号レベルに対する出力信号レベルの関係が、入力
信号レベルの低い或る第1の範囲では、第1の勾配b1
を持ってリニアであり、入力信号レベルがそれより高い
第2の範囲では、第2の勾配b2を持ってリニアであり
、更に高い第3の範囲では、第3の勾配b3を持ってリ
ニアであり、以下、同様にして、入力信号レベルが最も
高い第nの範囲では、第nの勾配bnを持ってリニアで
あり、かつb1<b2<b3<・・・<bnの関係が成
立しているような、入力信号レベルに対する出力信号レ
ベルの特性(以下、伸長特性という)を持たせたことを
特徴とするデジタルテレビジョンカメラ装置(但し、n
は整数)。 2、請求項1に記載のデジタルテレビジョンカメラ装置
において、前記伸長特性は、前記デジタル信号処理回路
において映像信号の信号レベルの大きな範囲においての
み持たせ、前記A/D変換器から得られるデジタル映像
信号のビット数よりもビット数の多いデジタル映像信号
を得ることを特徴とするデジタルテレビジョンカメラ装
置。 3、撮像素子と、該撮像素子から得られる複数系統の映
像信号をそれぞれアナログ・デジタル変換する複数個の
A/D変換器と、該複数個のA/D変換器の出力である
複数系統のデジタル映像信号を入力されてデジタル処理
をするデジタル信号処理回路と、を少なくも有して成る
デジタルテレビジョンカメラ装置において、前記撮像素
子から得られる複数系統の映像信号が対応したA/D変
換器にそれぞれ入力されるまでの各信号経路に、それぞ
れ増幅器を設け、各増幅器を介して前記の各A/D変換
器に入力される各映像信号のレベルが大略的に揃うよう
に前記各増幅器の利得切替を行い、前記デジタル信号処
理回路では、各A/D変換器を介して入力された、大略
的にレベルを揃えられた各映像信号のレベルを、その揃
う前の元の信号レベルに戻した上で、改めて精密に各映
像信号のレベルを揃えてホワイトバランスをとることを
特徴とするデジタルテレビジョンカメラ装置。 4、請求項3に記載のデジタルテレビジョンカメラ装置
において、撮像対象に対する照明光の色温度を検出する
色温度検出回路を設け、該検出回路で検出した色温度に
従って前記増幅器の利得を切り替えることを特徴とする
デジタルテレビジョンカメラ装置。 5、請求項1乃至4の中の任意の一つに記載のデジタル
テレビジョンカメラ装置において、前記撮像素子に補色
フィルタを用い、前記A/D変換器には補色の映像信号
を入力することを特徴とするデジタルテレビジョンカメ
ラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172774A JP2650969B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | デジタルテレビジョンカメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172774A JP2650969B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | デジタルテレビジョンカメラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223778A true JPH0223778A (ja) | 1990-01-25 |
| JP2650969B2 JP2650969B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=15948092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63172774A Expired - Lifetime JP2650969B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | デジタルテレビジョンカメラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650969B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422284A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2001309393A (ja) * | 2000-04-19 | 2001-11-02 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| KR100386080B1 (ko) * | 1996-09-16 | 2003-08-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | 비디오 신호의 감마 보정장치 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840981A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-10 | Sony Corp | 撮像装置の制御装置 |
| JPS5945775A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-14 | Sharp Corp | ガンマ補正回路 |
| JPS59221078A (ja) * | 1983-05-28 | 1984-12-12 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 画像信号輪郭補正方法 |
| JPS6195621A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 並列型ad変換器 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP63172774A patent/JP2650969B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840981A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-10 | Sony Corp | 撮像装置の制御装置 |
| JPS5945775A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-14 | Sharp Corp | ガンマ補正回路 |
| JPS59221078A (ja) * | 1983-05-28 | 1984-12-12 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 画像信号輪郭補正方法 |
| JPS6195621A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 並列型ad変換器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422284A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置 |
| KR100386080B1 (ko) * | 1996-09-16 | 2003-08-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | 비디오 신호의 감마 보정장치 |
| JP2001309393A (ja) * | 2000-04-19 | 2001-11-02 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2650969B2 (ja) | 1997-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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