JPH04140980A - 非線形ディジタル信号処理装置 - Google Patents

非線形ディジタル信号処理装置

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JPH04140980A
JPH04140980A JP26318490A JP26318490A JPH04140980A JP H04140980 A JPH04140980 A JP H04140980A JP 26318490 A JP26318490 A JP 26318490A JP 26318490 A JP26318490 A JP 26318490A JP H04140980 A JPH04140980 A JP H04140980A
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JP
Japan
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nonlinear
data
output
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digital signal
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JP26318490A
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Toshihiko Mimura
敏彦 三村
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Canon Inc
Original Assignee
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、非線形ディジタル信号処理装置、主としてデ
ジタルγ補正装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、離散的信号に対して非線形処理、例えば、γ
補正を行うには、必要帯域に対して、約4倍のサンプリ
ングレートが必要になることか知られている。これは、
非線形処理をすることで、高調波が生まれるためであり
、γ補正処理を行った場合、特に2次高調波が問題とな
る。具体的には、信号帯域か、20M1(zにも及ぶよ
うなHD T V (high deNnition 
TV)(7)場合には、標本化定理と、ブリフィルタの
特性から、約69MHz位のサンブリンク周波数が要求
され、更にγ補正も考えた場合は、200MHz程度の
サンプリング周波数が必要になってしまう。これは、高
速のアナログ、ディジタル素子を必要とすることを示し
、大幅なコストアップを招くことが指摘されている。こ
れに対し、特開昭63−13474号公報では、映像信
号を、リニヤ特性のA−D (アナログ−ディジタル)
変換器でディジタル化した後、サンブリンクレートを変
換し、その後、γ補正を行うことで、A−D変換器のサ
ンプリングレートを低下させる手法が提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前記従来例では、次のような問題がある
。それはA−D変換器にリニヤ特性のものを使用するた
めに、A−D変換に、約10ビツトもの精度を要求され
ることであり、今一つは、オーバーサンプリングした情
報にγ補正をかけた後、アナログに変換するため、D−
A(ディジタル−アナログ)変換器のサンプリングレー
トは、高速なものが必要となってしまう問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、A−D変換器のダイナミックレンジを引き下げる
ことができ、かつ、A−D。
D−A及びディジタル信号系のサンプリングレートを、
標本化定理とブリフィルタの特性を満足するレベルまで
低下させることのできる非線形ディジタル信号処理装置
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、非線形ディジタ
ル信号処理装置をつぎの(1)、(2)のとおりに構成
する。
(1)アナログ人力を非線形ディジタル信号に変換する
非線形A−D変換手段と、該非線形A−D変換手段の出
力について前記非線形とは逆特性の非線形変換を行う逆
非線形変換手段と、該逆非線形変換手段の出力サンプリ
ングレートを増大するサンプリングレート増大手段と、
該サンプリングレート増大手段の出力について非線形変
換を行う非線形変換手段と、該非線形変換手段の出力の
帯域制限を行う帯域制限手段と、該帯域制限手段の出力
のサンプリングレートを低減するサンプリングレート低
減手段とを備えた非線形ディジタル信号処理装置。
(2)つぎのa、b、cの構成要素を備えた非線形ディ
ジタル信号処理装置。
a、アナログ入力を非線形ディジタル信号に変換する非
線形A−D変換手段。
b、前記非線形A−D変換手段の出力を受け、該出力に
おける時間的に隣接する2つのデータから直線内挿補間
により第1のデータを求め、方、前記隣接する2つのデ
ータが夫々非線形特性を近似する折れ線のどのゾーンに
属するかにより第2のデータを求め、第1のデータと第
2のデータの和より非線形の補間データを形成する非線
形内挿補間手段。
C1前記非線形内装補間手段の出力を受け、帯域制限と
サンプリングレートの低減を行う手段。
〔作用〕
前記(1)、(2)の構成により、アナログ入力を圧縮
した状態でA−D変換し、非線形A−D変換に伴う高調
波を除去し、サンプリングレートを必要なレートまで増
大して所要の非線形変換を行い、サンプリングレートを
低減し、非線形変換をうけた信号を出力する。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により詳しく説明する。
第1図は、本発明の第1実施例である“非線形ディジタ
ル信号処理装置”のブロック図であり、第2図は同実施
例の各部の波形図である。
第1図において、1はサンプルホールド回路であり、こ
こには、第2図の@に示すように、帯域制限されたアナ
ログ信号が入る。第2図の■は、サンプリングホールト
により離散化された信号のスペクトラムを表わしている
。第1図の2は、ラダー抵抗自身に、γ特性を持った非
線形A−D変換器であり、これによって標本化されたア
ナログ信号は、ダイナミックレンジが圧縮された状態て
、ディジタルデータに変換される。この時、アナログ値
自身を、非線形に変換するために、ここでのスペクトラ
ムは、第2図の■のごとく、高調波の折り返し歪が発生
する。第1図の3は、逆γ変換器であり、ここで、A−
D変換後のディジタルデータは、直線特性を持つディジ
タル値に戻され、ここでのスペクトラムは、再び、第2
図の■のように、高周波の折り返し歪が除去される。
第1図の、4は、オーバサンプリング変換器であり、こ
こで、ディジタルデータはn倍(第2図は4倍)のサン
プリングレートに変換され、そのスペクトラムは、第2
図の■のようになる。第1図の5は、内挿補間フィルタ
であり、ここでは、例なるディジタルフィルタて、直線
補間され、サンブリンク周波数のn倍変換が完了する。
その結果スペクトラムは、第2図の■のようになる。第
1図の6は、γ変換器(非線形変換手段)であり、ここ
で、オーバーサンプリングされたディジタル信号がγ変
換をうけ、スペクトラムは第2図の■のようになる。第
1図の7は、この高調波成分をおとすためのディジタル
フィルタであり、ここで、帯域制限をうけた後、スペク
トラムは、再び、第2図の■のようになり、その後、第
1図の8のデシメータで−に間引かれ、その後、スペク
トルは、第2図■のようになり、以下、第1図の9で、
さまざまなディジタル信号処理をうけた後、第1図の1
0のリニヤ特性のD−A(ディジタル−アナログ)変換
器を通して、γ補正や所要の処理をうけたアナログ信号
が出力される。
第3図は、本発明の第2実施例である“非線形ディジタ
ル信号処理装置”のブロック図である。
第1実施例において、サンプルボールド、非線形A−D
変換器及びD−A変換器のサンプリングレートを、標本
化定理とブリフィルタの特性を満足するレベルに引き下
げることができ、かつ、A−D変換器のダイナミックレ
ンジを圧縮することのできる手法を示したが、第1図を
見てわかるように、大幅な、ディジタル信号処理系が必
要となり、特にγ″1変換か構成上負担になる。
第2実施例は、オーバサンプリング変換部において、内
挿補間フィルタに直線内挿フィルタを用゛い、かつγ補
正をに点の折れ線近似で実現する簡易なディジタル信号
処理系である。第3図に、そのブロック図を示し、以下
、第4図、第5図を用いて、その説明を行う。第3図の
101はサンプルホールド回路であり、ここでの信号は
、リニヤな状態で離散化され、第4図の■のような離散
データとして表わせる。第3図の102は、γ特性を持
った非線形A−D変換器であり、ここで、信号は第4図
の■のごとくγ処理をうけた信号となる。第3図の10
3は、本実施例の特徴である非線形内挿補間器であり、
時間的に隣接する2つのデータより補間データγX′を
形成する。
以下、この非線系内挿補間器103の働きについて説明
する。通常、γ変換の内挿補間データを求める場合には
、次の処理が必要である。つまり、時間的に隣接する2
つのデータγa、γbを逆γ変換してa、b値をだし、
これよりa+b/2を算出する。つきに、これを再びγ
変換し、補間データγa′を得る。しかし、この作業を
する場合、γ変換と逆γ変換の2つのテーブルが必要と
なり、かつ大きなメモリ容量が必要となる。
第3図の非線形内挿補間器103では、この2つのテー
ブルのメモリ容量を大きく削減する。
すなわち、第5図に示すγ特性図において、時間的に隣
接する2つのデータγaとγbよりγaを算出し、この
γa″と、γa、γbの属すレベルに応じた補正値αを
足しあわせ、補間データγa′を算出する。γ特性は、
直線の折れ線近似が使われるため、γa、γbのレベル
によるゾ−ン分けは、たとえば、第5図のように、3直
線折れ線近似では、3つでよ< (it 、x□)。
(J’+ 、ll3)、(J!2. ft3 )である
。
また、γ特性の性質上、近接するライン間はど、補正デ
ータは小さくなり、また、各ゾーンの変動範囲も限定さ
れるため、さほど、補正用データROMが大きくならな
い。
即ち、第3図の非線形内挿補間器103において、レジ
スタR,,R2にγa、γbを入れ、直線内挿フィルタ
103で第1のデータγa″を算出し、一方、γa、γ
bのゾーンに応した第2のデータαをROM103bか
ら読み比し、第1のデータγa″と第2のデータαの和
である補間データγa′をレジスタR3に入れる。
104は3次のF I R(finite impul
seresponse)ディジタルフィルタで、その各
タップ■、O1■に、前記レジスタR+ 、R3、R2
の出力、γa、γa′、γbをタイミンクt、で入力す
る。つぎに各タップ■1◎、■に、γb。
γb′、γCをタイミングt2で人力し、つぎのタイミ
ングて各タップ■、0.■にγC1γC1γdを入力す
るというように、各タイミングで入力信号を一つとばし
た状態で各タップに入力することにより、デシメーショ
ンをかけることができる。
また、非線形A−D変換器102によるγ変換の際の高
調波は非線形内挿補間器103の操作て除去される。
続く、FIRディジタルフィルタ104で、帯域制限さ
れ、高調波成分か除去される。
つぎに、ディジタル信号処理回路105で所要の信号処
理が行われ、リニヤ特性のD−A変換器106によりア
ナログ信号に変換され、γ補正や所要の処理を受けたア
ナログ信号か得られる。
なお、本実施例では、2倍のオーバサンプリングを行っ
ているが、n倍のオーバサンプリングでも実施できるこ
とはもちろんである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、A−D変換器の
ダイナミックレンジを引き下げることができ、かつA−
D変換、D−A変換及びディジタル信号系のサンプリン
グレートを、標本化定理とブリフィルタの特性の満足す
るレヘルまで低下させることかできるので、消費電力や
コストを低減できる。請求項2の発明によれば、更にデ
ィジタル信号系に、非線形内挿補間器をもうけることで
、ディジタル信号処理系の規模をあまり増加させないた
め、装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例のブロック図、第2図は同
実施例の各部波形図、第3図は本発明の第2実施例のブ
ロック図、第4図は同実施例の動作説明図、第5図は同
実施例で用いる非線形内挿補間器の動作説明図である。 3−・−逆γ変換器 4・・・−・オーバサンプリング変換器6−−−γ変換
器 7・・・・−・ディジタルフィルタ 8・・・・・・デシメータ 102−−−−一非線形A−D変換器 03・・・・・・非線形内挿補間器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アナログ入力を非線形ディジタル信号に変換する
    非線形A−D変換手段と、該非線形A−D変換手段の出
    力について前記非線形とは逆特性の非線形変換を行う逆
    非線形変換手段と、該逆非線形変換手段の出力サンプリ
    ングレートを増大するサンプリングレート増大手段と、
    該サンプリングレート増大手段の出力について非線形変
    換を行う非線形変換手段と、該非線形変換手段の出力の
    帯域制限を行う帯域制限手段と、該帯域制限手段の出力
    のサンプリングレートを低減するサンプリングレート低
    減手段とを備えたことを特徴とする非線形ディジタル信
    号処理装置。
  2. (2)つぎのa、b、cの構成要素を備えたことを特徴
    とする非線形ディジタル信号処理装置。 a、アナログ入力を非線形ディジタル信号に変換する非
    線形A−D変換手段。 b、前記非線形A−D変換手段の出力を受け、該出力に
    おける時間的に隣接する2つのデータから直線内挿補間
    により第1のデータを求め、一方、前記隣接する2つの
    データが夫々非線形特性を近似する折れ線のどのゾーン
    に属するかにより第2のデータを求め、第1のデータと
    第2のデータの和より非線形の補間データを形成する非
    線形内挿補間手段。 c、前記非線形内装補間手段の出力を受け、帯域制限と
    サンプリングレートの低減を行う手段。
JP26318490A 1990-10-02 1990-10-02 非線形ディジタル信号処理装置 Pending JPH04140980A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006173971A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Kawasaki Microelectronics Kk データ変換回路
US7477303B2 (en) 1995-07-31 2009-01-13 Sony Corporation Anti-aliasing video camera processing apparatus and method

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US7477303B2 (en) 1995-07-31 2009-01-13 Sony Corporation Anti-aliasing video camera processing apparatus and method
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