JP2000224471A - Digital image communication equipment - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the S/N of picture signals by controlling the frequency band of analog picture signals to be inputted to an A/D converter. SOLUTION: Analog signals outputted from a video camera 1 are amplified in a preamplifier 2 and then led to an AGC circuit part 3, a peak value or average value of a signal voltage is detected in a signal voltage detection part 31 and a control voltage corresponding to the detected signal voltage is generated in an AGC control voltage generation part 32. The control voltage is fed back to the preamplifier 2 of a preceding stage to control the gain of the preamplifier 2 and is also inputted to a control terminal of a pre-filter 4 of a poststage to shift the cutoff frequency of the pre-filter to be lower than the cutoff frequency set under sufficient illumination. Signals passed through the pre-filter 4 are converted to digital signals in an A/D converter 5 and then, image compression for transmission is executed in the compression encoder 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号
で、画像や音声を送受信する画像通信装置のＡ/Ｄ変換
器への画像信号の周波数帯域を制御して画像信号のＳ／
Ｎ比を改善する技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital signal, which controls the frequency band of an image signal to an A / D converter of an image communication apparatus for transmitting and receiving an image and a sound by controlling the frequency band of the image signal.
The present invention relates to a technology for improving the N ratio.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般的にディジタル画像通信装置におい
ては、画像を相手端末に送信する際に、ビデオカメラ等
の画像信号出力装置から取り込んだアナログ信号を、Ａ
／Ｄ変換器を用いてデジタル信号に変換し、符号化及び
多重化を行った後、電話回線などの通信回線に送出す
る。この場合、Ａ／Ｄ変換器でアナログ信号をデジタル
信号に変換する際には、ビデオカメラから出力されたア
ナログ信号を一旦、低域通過プリフィルタを経由させ、
アナログ信号の周波数スペクトルの上限を制限すること
によりＡ／Ｄ変換器で発生する折り返し歪を防止してい
る。2. Description of the Related Art Generally, in a digital image communication apparatus, when transmitting an image to a partner terminal, an analog signal taken from an image signal output device such as a video camera is converted into an analog signal.
The signal is converted into a digital signal using a / D converter, encoded and multiplexed, and transmitted to a communication line such as a telephone line. In this case, when an analog signal is converted into a digital signal by the A / D converter, the analog signal output from the video camera is once passed through a low-pass pre-filter,
By limiting the upper limit of the frequency spectrum of the analog signal, aliasing distortion generated in the A / D converter is prevented.

【０００３】一方、画像を扱う機器においては、カメラ
が光電変換装置として使用されることが多い。実使用環
境では、カメラに入射する光量の変動幅が大きく、不十
分な照明下ではカメラからの出力信号レベルは、Ａ／Ｄ
変換器が必要とする入力レベルに達しないが、逆に過度
の照明条件では、Ａ／Ｄ変換器の直線動作領域を超えて
飽和することもある。この対応のために、ＡＧＣ機能を
採用し、動作領域内にＡ／Ｄ変換器への入力電圧を制御
していることが多い。On the other hand, in a device for handling images, a camera is often used as a photoelectric conversion device. In an actual use environment, the fluctuation range of the amount of light incident on the camera is large, and the output signal level from the camera is A / D under insufficient illumination.
The input level required by the converter may not be reached, but, conversely, under excessive lighting conditions, saturation may occur beyond the linear operating range of the A / D converter. To cope with this, an AGC function is often used to control the input voltage to the A / D converter within the operation area.

【０００４】図３に、従来のディジタル画像通信装置の
基本構成図を示す。ＡＧＣ回路部３では、ビデオカメラ
１から出力されるアナログ信号は、前置増幅器２で増幅
された後、ＡＧＣ回路部３に導入され、該回路部の信号
電圧検出部３１で、信号電圧の尖頭値、又は平均値が検
出され、ＡＧＣ制御電圧発生部３２において、その検出
された信号電圧に応じた制御電圧が生成される。この制
御電圧は、前置増幅器２に帰還され、前置増幅器２の利
得を制御し、結果としてビデオカメラ１からの出力信号
電圧に大幅な変動がある場合でも、ほぼ一定電圧の信号
として出力され、周波数帯域制限用プリフィルタ４′を
通された後、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換さ
れ、圧縮符号化器６において伝送のための画像圧縮が施
された後、通信回線を介して伝送される。FIG. 3 shows a basic configuration diagram of a conventional digital image communication apparatus. In the AGC circuit section 3, the analog signal output from the video camera 1 is amplified by the preamplifier 2, and then introduced into the AGC circuit section 3. The signal voltage detection section 31 of the circuit section detects the peak of the signal voltage. The head value or the average value is detected, and the AGC control voltage generator 32 generates a control voltage according to the detected signal voltage. This control voltage is fed back to the preamplifier 2 to control the gain of the preamplifier 2, and as a result, is output as a signal of a substantially constant voltage even when the output signal voltage from the video camera 1 fluctuates greatly. After passing through a frequency band limiting pre-filter 4 ', the signal is converted into a digital signal by an A / D converter 5 and subjected to image compression for transmission in a compression encoder 6, and then through a communication line. Transmitted.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図４は、従来装置の信
号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の被写体照度に対する特性を示
す。 この図４に示されるように、従来装置では、不十
分な照明下において、ビデオカメラから出力される低い
画像信号電圧は、前記の前置増幅器とＡＧＣ機能により
高めることが可能であるが、ビデオカメラの撮像素子が
発生する熱攪乱雑音電圧も同時に増幅される為、信号対
雑音比（Ｓ／Ｎ）が低下し、画像品位の劣化が避けられ
なかった。FIG. 4 shows the characteristics of the signal-to-noise ratio (S / N) of the conventional device with respect to the illuminance of the subject. As shown in FIG. 4, in the conventional apparatus, under insufficient illumination, the low image signal voltage output from the video camera can be increased by the preamplifier and the AGC function. Since the thermal disturbance noise voltage generated by the imaging device of the camera is also amplified at the same time, the signal-to-noise ratio (S / N) is reduced, and deterioration of image quality is inevitable.

【０００６】また、ビデオカメラからのアナログ信号出
力中に含まれる雑音の周波数スペクトルは、画像信号電
圧として必要とする周波数帯域より高い周波数成分を含
んでいるので、フィルタを設け、そのフィルタの遮断周
波数を十分な照明強度下で設定した遮断周波数より低く
シフトさせることにより雑音成分を選択的に減衰させ、
信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の改善を行うことが可能である
が、前記プリフィルタ（アンチエリアシングフィルタ）
以外に、そのためのフィルタを追加する必要があった。Further, since the frequency spectrum of the noise contained in the analog signal output from the video camera contains a frequency component higher than the frequency band required as the image signal voltage, a filter is provided, and the cutoff frequency of the filter is provided. By attenuating the noise component selectively by shifting the lower than the set cutoff frequency under sufficient illumination intensity,
Although it is possible to improve the signal-to-noise ratio (S / N), the pre-filter (anti-aliasing filter)
In addition, it was necessary to add a filter for that.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、Ａ／Ｄ変換
の前段に配置された前記プリフィルタ（アンチエリアシ
ングフィルタ）に前記追加フィルタの機能を付加するこ
とにより、一つのフィルタで前記二つのフィルタの機能
を実現するようにしたものである。より具体的には、Ａ
／Ｄ変換器の前段に配置されたプリフィルタの遮断周波
数をＡＧＣ電圧により自動制御することで低照明環境下
で撮像された画像のＳ／Ｎ改善を実現したもので、この
フィルタの統合により安価な装置を提供することができ
る。請求項１の発明は、ビデオカメラ等の画像信号出力
装置から出力されたアナログ信号を増幅するための前置
増幅器、該前置増幅器に接続され前記アナログ信号の電
圧振幅に応じて前記前置増幅器の利得を制御する制御電
圧を発生するＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路
部、前記前置増幅器に接続され折り返し歪を防止するた
めの周波数帯域制限用プリフィルタ、該プリフィルタに
接続されたアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備
え、前記ＡＧＣ回路部からの前記制御電圧により、前記
プリフィルタの遮断周波数を自動制御するようにしたも
のである。請求項２の発明は、請求項１に記載のディジ
タル画像通信装置において、前記ＡＧＣ回路部からの前
記制御電圧により、前記プリフィルタの遮断周波数を、
十分な強度の照明下で設定した遮断周波数より低い周波
数にシフトさせるように自動制御したものである。According to the present invention, the function of the additional filter is added to the pre-filter (anti-aliasing filter) arranged before the A / D conversion, so that one filter can be used. It realizes the function of two filters. More specifically, A
The A / C converter automatically controls the cut-off frequency of the pre-filter placed in front of the / D converter to improve the S / N ratio of an image captured in a low illumination environment. Device can be provided. A preamplifier for amplifying an analog signal output from an image signal output device such as a video camera is connected to the preamplifier, and the preamplifier is connected to the preamplifier in accordance with a voltage amplitude of the analog signal. AGC (Automatic Gain Control) circuit for generating a control voltage for controlling the gain of the signal, a pre-filter for frequency band limiting connected to the preamplifier to prevent aliasing, and an analog / digital connected to the pre-filter An (A / D) converter is provided, and the cutoff frequency of the pre-filter is automatically controlled by the control voltage from the AGC circuit unit. According to a second aspect of the present invention, in the digital image communication apparatus according to the first aspect, the cut-off frequency of the pre-filter is determined by the control voltage from the AGC circuit unit.
It is automatically controlled to shift to a frequency lower than the set cutoff frequency under illumination of sufficient intensity.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に詳細に
説明する。本発明の画像通信装置におけるＡＧＣ回路
は、従来装置と同様、ビデオカメラから出力されるアナ
ログ信号電圧を前置増幅器で増幅後、信号電圧の尖頭
値、又は平均値を検出し、信号電圧に応じた制御電圧を
発生する。これを前置増幅器に帰還し、前置増幅器の利
得を制御する。即ち、信号電圧が大きければ利得を下
げ、信号電圧が小さければ利得を上げ、ビデオカメラか
らの出力電圧に大幅な変動がある場合でも、ほぼ一定電
圧のＡ／Ｄ変換器入力を得る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail. The AGC circuit in the image communication device according to the present invention detects the peak value or the average value of the signal voltage after amplifying the analog signal voltage output from the video camera by the preamplifier, similarly to the conventional device, and A corresponding control voltage is generated. This is fed back to the preamplifier to control the gain of the preamplifier. That is, if the signal voltage is large, the gain is decreased, and if the signal voltage is small, the gain is increased. Even if the output voltage from the video camera fluctuates greatly, an A / D converter input with a substantially constant voltage is obtained.

【０００９】本発明は、このＡＧＣ回路の利得制御電圧
を前置増幅器のみに適用するのではなく、周波数帯域制
限用プリフィルタの遮断周波数の制御にも適用しようと
するものである。図１は、本発明の一実施例の基本構成
ブロック図を示す。図１において同じ符号が附された構
成要素は、図３に示した従来装置と同じ構成要素を表
す。なお、プリフィルタ４は、制御端子を具備し、該端
子から印加される電圧に応じてフィルタの遮断周波数が
制御されるようになっている点が、従来装置におけるプ
リフィルタ４′と異なっている。ビデオカメラ１から出
力されるアナログ信号は前置増幅器２で増幅された後、
ＡＧＣ回路部３に導かれ、信号電圧検出部３１で信号電
圧の尖頭値、又は平均値が検出され、ＡＧＣ制御電圧発
生部３２において検出信号電圧に応じた制御電圧が生成
される。この制御電圧は、前段の前置増幅器２に帰還さ
れ、前置増幅器２の利得を制御するとともに、後段のプ
リフィルタ４の制御端子に印加され、プリフィルタの遮
断周波数を自動的に制御する。プリフィルタ４を通過し
た信号は、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換された
後、圧縮符号化器６において伝送のための画像圧縮が施
される。The present invention intends to apply the gain control voltage of the AGC circuit not only to the preamplifier but also to the control of the cutoff frequency of the frequency band limiting prefilter. FIG. 1 shows a basic configuration block diagram of one embodiment of the present invention. In FIG. 1, components denoted by the same reference numerals represent the same components as those in the conventional device shown in FIG. The prefilter 4 has a control terminal, and is different from the prefilter 4 'in the conventional device in that the cutoff frequency of the filter is controlled according to the voltage applied from the terminal. . The analog signal output from the video camera 1 is amplified by the preamplifier 2,
The signal voltage detector 31 detects the peak value or the average value of the signal voltage, and the AGC control voltage generator 32 generates a control voltage corresponding to the detected signal voltage. This control voltage is fed back to the pre-amplifier 2 at the preceding stage, controls the gain of the pre-amplifier 2, and is applied to the control terminal of the pre-filter 4 at the subsequent stage, thereby automatically controlling the cutoff frequency of the pre-filter. The signal that has passed through the pre-filter 4 is converted into a digital signal by an A / D converter 5 and then subjected to image compression for transmission in a compression encoder 6.

【００１０】図２に、撮像環境の明るさが変化してもビ
デオカメラ出力信号を一定値に維持するＡＧＣ（自動利
得制御）電圧の本来の制御目的をプリフィルタの遮断周
波数自動制御にも適用した場合の被写体照度対プリフィ
ルタ遮断周波数の関係を示している。本願発明では、Ａ
ＧＣ回路部３で検出、生成された被写体照度に対応した
制御電圧は、プリフィルタ４の遮断周波数を、図２に示
すような被写体照度−遮断周波数特性となるように制御
している。すなわち、プリフィルタ４の遮断周波数を十
分な照明強度下で設定した遮断周波数より低い方にシフ
トさせるようにしている。FIG. 2 shows that the original purpose of controlling the AGC (automatic gain control) voltage for maintaining the output signal of the video camera at a constant value even when the brightness of the imaging environment changes is also applied to the cutoff frequency automatic control of the pre-filter. 4 shows the relationship between the illuminance of the subject and the cutoff frequency of the pre-filter in the case of the above. In the present invention, A
The control voltage corresponding to the subject illuminance detected and generated by the GC circuit unit 3 controls the cutoff frequency of the pre-filter 4 so as to have a subject illuminance-cutoff frequency characteristic as shown in FIG. That is, the cutoff frequency of the pre-filter 4 is shifted to a lower value than the set cutoff frequency under a sufficient illumination intensity.

【００１１】[0011]

【発明の効果】ディジタル画像通信装置において、信号
周波数を制限するためのプリフィルタを、折り返し歪み
を防止するためのアンチエリアシンクフィルタと共用さ
せ、そのフィルタの遮断周波数を十分な照明強度下で設
定した遮断周波数より低くシフトさせることにより雑音
成分を選択的に減衰させ、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の改
善を行うことができる。また、二つのフィルタを共用す
ることにより安価な装置が提供できる。In the digital image communication apparatus, the pre-filter for limiting the signal frequency is shared with the anti-area sync filter for preventing aliasing distortion, and the cut-off frequency of the filter is set under a sufficient illumination intensity. The noise component is selectively attenuated by shifting to a lower value than the cutoff frequency, and the signal-to-noise ratio (S / N) can be improved. In addition, an inexpensive device can be provided by sharing two filters.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例の基本構成ブロック図であ
る。FIG. 1 is a basic configuration block diagram of an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の被写体照度に対するプリフィルタの遮
断周波数の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a cutoff frequency of a pre-filter and an illuminance of a subject according to the present invention.

【図３】従来のディジタル画像通信装置の基本構成図を
示す。FIG. 3 shows a basic configuration diagram of a conventional digital image communication device.

【図４】従来装置の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の被写体照
度に対する特性を示す。FIG. 4 shows characteristics of a signal-to-noise ratio (S / N) of a conventional device with respect to illuminance of a subject.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…ビデオカメラ、２…前置増幅器、３…ＡＧＣ回路
部、４，４′…プリフィルタ、５…Ａ／Ｄ変換器、６…
圧縮符号化器、３１…信号電圧検出部、３２…ＡＧＣ制
御電圧発生部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Video camera, 2 ... Preamplifier, 3 ... AGC circuit part, 4, 4 '... Pre-filter, 5 ... A / D converter, 6 ...
Compression encoder, 31 ... Signal voltage detector, 32 ... AGC control voltage generator.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ビデオカメラ等の画像信号出力装置から
出力されたアナログ信号を増幅するための前置増幅器、
該前置増幅器に接続され前記アナログ信号の電圧振幅に
応じて前記前置増幅器の利得を制御する制御電圧を発生
するＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路部、前記前
置増幅器に接続され折り返し歪を防止するための周波数
帯域制限用プリフィルタ、該プリフィルタに接続された
アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備え、前記ＡＧ
Ｃ回路部からの前記制御電圧により、前記プリフィルタ
の遮断周波数を自動制御することを特徴とするディジタ
ル画像通信装置。A preamplifier for amplifying an analog signal output from an image signal output device such as a video camera;
An AGC (Automatic Gain Control) circuit unit connected to the preamplifier for generating a control voltage for controlling the gain of the preamplifier according to the voltage amplitude of the analog signal, and connected to the preamplifier to prevent aliasing distortion A frequency band limiting pre-filter for performing the frequency conversion, and an analog / digital (A / D) converter connected to the pre-filter.
A digital image communication apparatus, wherein a cutoff frequency of the pre-filter is automatically controlled by the control voltage from a C circuit unit. 【請求項２】 請求項１に記載のディジタル画像通信装
置において、前記ＡＧＣ回路部からの前記制御電圧によ
り、前記プリフィルタの遮断周波数を、十分な強度の照
明下で設定した遮断周波数より低い周波数にシフトさせ
るように自動制御することを特徴とするディジタル画像
通信装置。2. The digital image communication device according to claim 1, wherein the control voltage from the AGC circuit unit causes the cutoff frequency of the prefilter to be lower than a cutoff frequency set under illumination of a sufficient intensity. A digital image communication device, which is automatically controlled so as to shift to a digital image.