半导体集成电路、成像系统以及信号转换方法

专利名称：半导体集成电路、成像系统以及信号转换方法
技术领域：
本发明涉及在使用图像传感器等成像元件的成像系统中，使用代码转换方式降低因数字图像数据的传递而产生的噪声能量的技术。更详细而言，涉及具有这种功能的半导体集成电路、成像系统以及信号转换方法。本发明的技术作为例如在数码照相机或摄像机等中，通过内部LSI的数字接口来降低噪声能量的技术是有用的。
背景技术：
近年来，照相机行业中从模拟技术向数字技术的过渡较为显著。特别是不需要胶卷也不需要显影的数字静物照相机呈现出繁荣景象，手机也由照相机搭载型占据主流。另外，数字静物照相机中由高像素化及图像处理带来的画质的提高较为显著。在数字静物照相机中组装有将从固体成像元件(图像传感器)等输出的视频信号 (模拟电荷信号)转换为与该模拟电荷信号对应的数字数据并输出的模拟前端装置(大规模半导体集成电路)。由模拟前端装置输出的数字数据通过数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)等信号处理电路，进行亮度信号处理、色彩分离处理、色彩矩阵处理等各种图像处理等。固体成像元件、DSP、模拟前端装置分别被制成半导体集成电路并被安装在印刷布线板上。参照图21对成像系统(电子静物照相机和摄像机)中的问题进行说明。成像系统具有作为成像元件的电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device) 91、AD转换用LSI 92 以及DSP 93。CXD 91、AD转换用LSI 92以及DSP 93分别由半导体集成电路构成并被安装在印刷布线板100上。CXD 91将拍摄得到的模拟视频信号输出到AD转换用LSI 92。AD转换用LSI 92将输入的模拟视频信号转换为数字信号，并输出到DSP 93。DSP 93将输入的数字信号进行图像处理之后显示到显示器101上。AD转换用LSI 92在印刷布线板100上经由印刷布线连接于DSP 93。由AD转换用LSI 92生成的图像数据经由布线向DSP 93传递时产生电源噪声。该电源噪声经由印刷布线板100上的电源线(Vcc和地)进入CXD 91。因此，该电源噪声侵入到从CXD 91向AD 转换用LSI 92输出的模拟视频信号中。进而，侵入AD转换用LSI 92的电源噪声经由电源线和半导体基板从LSI 92的输出端子再次侵入到LSI 92的输入端子。上述电源噪声因下述等理由变为比较大的值 从AD转换用LSI 92输出数字信号时，在比特切换时流过大的贯通电流和负载驱动电流；· LSI的输出器的输出电流比较大。由于AD转换用LSI 92具有将输入模拟信号进行放大的可编程增益控制放大器 (PGA)等放大器，因此侵入的上述电源噪声也与视频信号一起被放大。其结果是显示器的显示画面也会出现噪声，从而显示画质降低。作为上述噪声的对策，可以考虑在AD转换用LSI的电源端子上连接大容量的旁路电容器。但是，这样一来不但对于噪声状况的改善效果不充分，而且还会招致芯片尺寸的增大、系统安装效率的降低。图16所示的AD转换用LSI 80被提出用于解决上述问题。AD转换用LSI 80可以参考日本公开专利文献(特开2002-300591号)。AD转换用LSI 80包括相关双采样电路(CDS)81、PGA 82,AD转换器(ADC)83、编码及代码转换器84以及输出缓冲器88。⑶S 81对来自于CXD 70的模拟视频信号进行采样。PGA 82对于针对采样信号的放大增益进行可变控制。ADC 83将放大的模拟信号转换为数字信号。编码及代码转换器84对经AD转换的数字图像数据进行差分，进而将其转换为格雷码(gray code) 0输出缓冲器88向芯片外部输出经代码转换的信号。AD转换用LSI 80在AD转换器83与输出缓冲器88之间设置有编码及代码转换器 84，在这一点上，与图21的结构存在实质性差异。此外，格雷码是以二进制数表示整数的代码的一种，是以原来的整数仅变化1时，二进制数表示中的比特变化位置必定只有一处的方式组成的代码。编码及代码转换器84在AD转换后的与同一颜色相关的相邻的像素的代码之间取差分，将由差分处理得到的差分输出代码转换为如格雷码这样在前后的代码间切换时变化比特数少的代码。如此进行代码转换的结果是输出器中的贯通电流和负载驱动电流减少， 与输出的变化相伴随的噪声能量降低。作为编码及代码转换器84中的代码转换单元，可以举出将输入二进制代码转换为格雷码的二进制_格雷码转换器作为代表例。在这种现有技术中，对作为使切换时变化比特数减少的对象的差分输出代码为“AD转换后的与同一颜色相关的相邻的像素的代码之间的差分”这一点需要留意。特别是需要注意“与同一颜色相关的相邻的像素”。在拜尔排列中，在一行上按照1 、6、1 、6、1 、6......这样排列R(红)与G(绿)的
各像素，另外在其他行上按照G、B、G、B、G、B......这样排列G(绿)与B (蓝)的各像素。
若以前者的排列进行说明，则“与同一颜色相关的相邻的像素的代码之间的差分”是指AR3^1 =(第3列的R数据值)_(第1列的R数据值)AR5^3=(第5列的R数据值)_(第3列的R数据值)AR7_5=(第7列的R数据值)_(第5列的R数据值)......，以及AG4^2=(第4列的G数据值)_(第2列的G数据值)AGe_4=(第6列的G数据值)_(第4列的G数据值)AG8^6=(第8列的G数据值)_(第6列的G数据值).......这是沿着水平方向提取同一颜色的电平变化作为微分信息。由于普通的
AD转换后的信号为两种颜色数据每隔一个像素而重复的数据，因此在前述方式中对相隔一个像素的同一颜色的数据取差分。图17示出编码及代码转换器84的结构。编码及代码转换器84包括延迟器85、 减法器(差分器)86以及二进制-格雷码转换器87。延迟器85使从AD转换器83输出的数据延迟规定的时钟周期。减法器(差分器)86对从AD转换器83输出的数据与经过延迟器85延迟的数据取差分。二进制_格雷码转换器87将通过差分得到的二进制数据转换为格雷码。
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图18示出差分处理与二进制-格雷码转换的具体步骤。延迟器85中的延迟量为 CDS 81中的采样时钟的两个周期。设为两个周期是为了对相隔一个像素的同一颜色的数据取差分。如图18的(A)栏所示，R信号与G信号交替输入到编码及代码转换器84之后，进而如(B)栏所示，假设各信号的AD转换值发生变化(十进制数)。(C)栏为实际输出的二进制代码。在旧有技术的情况下，该代码被原样输出。对相邻的像素之间进行比较，各代码切换为下一代码时发生变化的比特数，即切换时变化比特数如(D)栏所示。此时，切换时变化比特数的计算基于下述计算式AGRh=(第2列的G数据值-第1列的R数据值)Δ RG3_2 =(第3列的R数据值-第2列的G数据值)AGR4^3 =(第4列的G数据值-第3列的R数据值)Δ RG5_4 =(第5列的R数据值-第4列的G数据值)。在减法器86中，从AD转换器83输入(C)栏所示的二进制代码。减法器86计算出相邻的像素的同一颜色之间的数据值的差分，即如(B)栏中圆弧箭头所示每隔一个的数据值之间的差分。此时，差分的计算与上述说明同样，基于下述计算式ARh=(第3列的R数据值)_(第1列的R数据值)AG4^2=(第4列的G数据值)_(第2列的G数据值)AR5^3=(第5列的R数据值)_(第3列的R数据值)AGe_4=(第6列的G数据值)_(第4列的G数据值)。初始数据不取差分而保持原样。从减法器86输出的值采用十进制数则如(E)栏所示，采用二进制代码则如(F)栏所示。二进制-格雷码转换器87将(F)栏的差分二进制代码转换为格雷码。其转换结果为(G)栏。向下的粗箭头表示二进制-格雷码转换。对(G)栏中相邻的代码之间进行比较，切换时变化比特数如(H)栏所示。若将⑶ 栏与(H)栏进行比较，则AD转换用LSI 80与AD转换用LSI 92相比，切换时变化比特数减少。另外，在AD转换用LSI 92中，切换时变化比特数(4、4、4、5、6、5、4)的合计值为“32”， 与此相对，在AD转换用LSI 80中，切换时变化比特数(4、4、0、2、1、1、1)的合计值为“13”， AD转换用LSI 80中的改善得以确认。另外，在AD转换用LSI 80中，由于在同一颜色之间取差分并转换为格雷码，因此即使相邻像素间颜色不同，差分之间也不会产生那么大的差异。因此，例如在从R(红)分量的图像数据的输出向G(绿)分量的图像数据的输出切换时，发生变化的比特数也减少。以下说明进行二进制_格雷码转换的理由。如果仅仅取差分而不进行二进制_格雷码转换，则会留下如下所示的问题。即，在一个画面中，差分为正的比例与为负的比例大致相同。二进制代码由2的补码表示。从正变为负时，代码从全“0”到全“1”发生较大变化，另外从负变为正时，代码从全“1”到全“0”发生较大变化。与此相对，如果将二进制代码转换为格雷码，则即使二进制代码从正变为负或者从负变为正，此时的代码变化也会减小。这里，作为参考，对由2的补码表示的二进制代码与格雷码之间的关系进行说明。 例如，3比特的二进制代码在从十进制数的“0”变化为“-1 ”时，是从“000”变化为“111”。 即使是4比特、8比特或者更多比特数的代码，也同样是从全“0”变化为全“1”。此时，切换的比特为全部比特(3个)。另一方面，格雷码在例如3比特的情况下，从十进制数的“0”变化为“-1”时，是从“000”变化为“100”，所以此时切换的比特仅为1比特。因此，在输出缓冲器切换输出时，与输出二进制代码时相比，输出格雷码时流过的贯通电流也会大幅减少。由于在视频信号中相邻的像素间的急剧的变化少，因此即使将AD转换后的代码直接转换为格雷码，同一颜色之间的比特变化量也少。在现有技术中，之所以不将AD转换后的代码直接转换为格雷码而是取差分，是由于使CCD的输出通过颜色元素排列的滤光器而输出时，即使在视频信号中相邻的像素之间变化少，一个像素的不同颜色间的代码差也往往会比较大。作为例外，当拍摄对象为缺乏色彩变化的灰色时，不同颜色间的代码差会变小。此外，图20示出现有技术中作为接收侧的格雷-二进制差分解码器90的结构。格雷_ 二进制差分解码器90包括格雷-二进制代码转换器91、加法器92以及延迟器93。专利文献1 日本特开2002-300591号公报发明要解决的问题在上述现有技术(AD转换用LSI 80)中，是以在普通的拍摄条件下从成像元件输出的两种颜色各自的数据差分值的变化具有相关性，且差分值之间的变化较少为前提。在上述例子的情况下，是以AIV1与AG4_2之间的变化、AG4_2与AR5_3之间的变化、AR5_3与 AG6_4之间的变化等等较少为前提。但是，当拍摄单色且具有灰度变化的自然图像等时，上述前提并不成立，两种颜色的差分值之间的变化变大。例如，在上述例子的情况下，AIV1与AG4_2之间的变化、AG4_2 与AR5_3之间的变化、AR5_3与AG6_4之间的变化等等变大。另外，同一颜色的采样是每隔一个像素。因此，特别是当含有具有相当于采样频率的1/2的奈奎斯特频率附近的频率特性的灰度分量时，(D)栏中彼此相邻的差分值之间的变化显著变大。以上说明的差分值之间的变化变大时，即使在代码转换中使用格雷码转换，格雷码带来的切换时变化比特数也不会减少，噪声降低效果下降(参照图19)。另外，在图18的状态下，(B)栏的数据串为(200、100、200、100、202、101、200、
100、......)，与此相对，在图19的状态下，(B)栏的数据串为(200、100、207、100、212、101、
209、100、......)，R信号的变化大。而且，关于切换时变化比特数，在图18的状态下，(4、4、0、2、1、1、1)的合计值为 “13”，与此相对，在图19的状态下，(4、3、1、3、2、2、2)的合计值为“ 17”，切换时变化比特数增加。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种即使在拍摄单色且具有灰度变化的图像等时，也能够减少代码转换后的切换时变化比特数、降低输出数字图像数据时的噪声从而提高画质的半导体集成电路、成像系统、信号转换方法。本发明的半导体集成电路包括放大器，放大从成像元件输入进来的模拟彩色视频信号；AD转换器，将经过所述放大器放大的所述模拟彩色视频信号转换为数字信号；相邻色差数据生成器，通过计算出所述数字信号的每个像素的颜色信息不同的数
8据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有第一代码格式的第一色差数据；以及代码转换器，将所述第一色差数据转换为具有第二代码格式的第二色差数据，所述第二代码格式为从所述第一代码格式进行代码转换时转换前后的切换时变化比特数少的代码格式。假设该半导体集成电路在芯片上被构成为模拟前端装置。上述代码转换器例如是指二进制-格雷码转换器。本发明的结构在与现有技术的对比中，特征点在于相邻色差数据生成器。现有技术情况下的差分器是取与同一颜色相关的相邻的像素的代码之间的差分。与此相对，本发明的相邻色差数据生成器是取AD转换后的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分而生成色差数据。两者在“同一颜色”与“颜色信息不同”这一点上是有区别的。 在上述结构中，“每个像素的颜色信息不同的数据串”是假设前面的成像元件安装有对被摄物的光学图像进行光电转换的多种颜色的滤色器。为了易于理解，举出拜尔排列作为一例， 则在现有技术的情况下，其差分处理对象像素为每隔一个的两个像素，与此相对，在本发明
中，其差分处理对象像素为相邻的像素之间。若以R1、G1、R2、G2、R3、G3......的排列来考
虑，则现有技术的情况为R1-R2、R2-R3......及G1-G2、G2-G3......，与此相对，在本发明
中则为Rl-Gl、G1-R2、R2-G2、G2-R3、R3-G3.......现有技术情况下的Ri-Rj与Gi-Gj的组
合是两种色差数据，而本发明情况下的Ri-Gj、Gi-Rj却为一种色差数据。此外，这仅仅为一例，并不用以限制本发明。而且，如上所述，对于取颜色信息不同的相邻数据之间的差分而生成的色差数据， 由代码转换器进行代码转换，转换为在前后的代码间切换时变化比特数少的代码。据此，即使拍摄单色且具有灰度变化的图像等时，与现有技术相比，代码转换后的切换时变化比特数也会减少。其结果是包括AD转换器的半导体集成电路的输出器中的贯通电流与输出负载中的驱动电流减少。据此，在输出数字图像数据(数字信号)时的噪声降低更为有效，画质得到提高。另外，由于噪声能量的总量减少，因此削减了功耗。本发明的半导体集成电路具有以下方式。所述第一色差数据为正负符号一致的数据，所述相邻色差数据生成器包括色差型差分器，通过计算出所述数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有所述第一代码格式且每一个像素时钟的正负符号不同的第一反转色差数据；以及正负符号反转器，通过使所述第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成所述第一色差数据。这是用于更详细地说明相邻色差数据生成器的结构，且相邻色差数据生成器由色差型差分器与正负符号反转器的组合来构成时的方式。“色差型”与本发明的特征“每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分”密切关联。正负符号是指正“ + ”、负
U 一 ”
ο此时，色差型差分器通过计算出从AD转换器提供的数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成每一个像素时钟的正负符号不同的第一反转色差数据。如此，第一反转色差数据在每一个像素时钟的正负符号不同会典型地出现在如后所述的色差型差分器为包括延迟器与减法器的结构这种情况下。如果原样保持该每一个像素时钟的正负符号不同的第一反转色差数据，则难以将其代码转换为在前后的代码间切换时变化比特数少的代码格式。因此，正负符号反转器将第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转，生成正负符号一致的第一色差数据。第一色差数据为一种连续的色差数据。如果是该正负符号一致的第一色差数据，则能够将其代码格式(第一代码格式)转换为在前后的代码间切换时变化比特数少的代码格式(第二代码格式)。其结果是在数字信号切换时，同时发生变化的比特数(同时变化比特数)减少，据此，能够使输出器中的贯通电流与负载的驱动电流减少，降低与输出的变化相伴随的噪声。
另外，本发明的半导体集成电路具有以下方式。
所述色差型差分器包括第一延迟器，对所述数字信号进行一个像素时钟的延迟处理；以及第一减法器，计算出经过所述第一延迟器延迟的已延迟数字信号与所述数字信号之间的差分。根据这种方式，减法器计算出延迟数据与当前数据之间的差分，但由于第一延迟器是延迟量为一个像素时钟的延迟器，因此能够生成作为颜色信息不同的相邻数据间的差分的色差数据。只是由于延迟量为一个像素时钟，因此该色差数据在每一个像素时钟的正负符号不同。用来解决这种交替不同符号的问题的，就是下面要说明的正负符号反转器。本发明的半导体集成电路具有以下方式所述正负符号反转器根据在所述数字信号的有效数据的水平方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使所述第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成所述第一色差数据。另外，本发明的半导体集成电路具有以下方式所述正负符号反转器根据在所述数字信号的有效数据的垂直方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使所述第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成所述第一色差数据。无论将像素时钟的基准相位固定于有效数据的水平方向前方时，还是固定于垂直方向前方时，正负符号反转器都将从第一减法器输出的每一个数据的正负符号反转的第一反转色差数据转换为正负符号一致的第一色差数据。如果将第一反转色差数据原样发送到后面的代码转换器进行代码转换，则难以转换为具有在代码转换前后切换时变化比特数少的第二代码格式的第二色差数据。如果将第一反转色差数据预先转换为正负符号一致的第一色差数据，则不会产生这种问题，代码转换器能够将第一色差数据正确转换为具有在代码转换前后切换时变化比特数少的第二代码格式的第二色差数据。另外，本发明的半导体集成电路具有以下方式所述相邻色差数据生成器具有0数据插入器，所述0数据插入器被设置在所述色差型差分器之前，并在所述数字信号的有效数据的前数据部插入0数据。由第一延迟器与第一减法器来构成色差型差分器时，有效数据的起始数据欠缺。 用来避免该起始数据欠缺的，就是0数据插入器。其结果是能够良好地处理有效数据的整体，能够抑制噪声能量的不注意的增加。
另外，本发明的半导体集成电路具有以下方式所述第一代码格式为二进制代码格式，所述第二代码格式为格雷码格式。综上所述，根据本发明的半导体集成电路，彼此相邻的色差数据之间的差分不会产生那么大的差异，其结果是在具有自然灰度的图像数据的输出切换时，相比现有技术能够减少同时变化比特数。因此，能够在输出数字图像数据时更有效地降低噪声，从而提高画质。另外，由于噪声能量的总量减少，因此削减了功耗。以上是对本发明所涉及的半导体集成电路所进行的说明，以下对本发明所涉及的成像系统进行说明。在本发明的成像系统中，优选地，所述色差数据解码器包括代码逆转换器、正负符号反转还原器以及减法累积器，所述代码逆转换器将从所述第一半导体集成电路输出的所述第二色差数据解码转换为具有所述第一代码格式且正负符号一致的第三色差数据，所述正负符号反转还原器通过使从所述代码逆转换器输出的所述第三色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转还原，从而生成每一个数据的正负符号反转的第二反转色差数据，所述减法累积器通过计算出所述第二反转色差数据中的相邻数据间的差分并依次累积，从而将所述第二反转色差数据解码为所述第一色差数据。代码逆转换器将从第一半导体集成电路发送来的第二色差数据(其具有同时变化比特数少的第二代码格式)解码转换为具有第一代码格式且正负符号一致的第三色差数据。由于通过该解码转换而得到的第三色差数据的正负符号一致，因此如果将其原样进行减法累积，则由该处理得到的数据串与第一半导体集成电路中从其AD转换器输出的数字信号的数据串成为每一个数据的正负符号逆转的数据串。也就是，仅靠代码逆转换器无法将第二色差数据正确还原为第一色差数据。因此，由减法累积器处理第三色差数据之前， 将第三色差数据提供给正负符号反转还原器。正负符号反转还原器通过将从代码逆转换器提供的正负符号一致的第三色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转还原，从而生成每一个数据的正负符号反转的第二反转色差数据。至此，减法累积的准备已完成。第二反转色差数据被送入减法累积器，计算出每一个数据的正负符号反转的第二反转色差数据的相邻数据间的差分并依次累积。其结果是得到的数据串(色差数据)为与第一半导体集成电路中从其AD转换器输出的数字信号的数据串相同的数据串。据此，第一色差数据被正确还原。本发明的成像系统具有以下方式所述正负符号反转还原器根据在所述数字信号的有效数据的水平方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使从所述代码逆转换器输出的所述第一色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转还原，从而生成所述第二反转色差数据。另外，本发明的成像系统具有以下方式所述正负符号反转还原器根据在所述数字信号的有效数据的垂直方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使从所述代
11码逆转换器输出的所述第一色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转还原，从而生成所述第二反转色差数据。根据这些方式，无论将像素时钟的基准相位固定于有效数据的水平方向前方时， 还是固定于垂直方向前方时，正负符号反转还原器都能够以正确的相位关系，针对色差数据的正负符号，正确地执行每隔一个数据的反转还原。另外，本发明的成像系统具有以下方式。所述减法累积器包括减法器，对所述第二反转色差数据进行减法处理；以及第二延迟器，使所述减法器的运算结果延迟，所述第二延迟器在所述第二反转色差数据的颜色信息每隔一个像素变化时，对所述运算结果进行一个像素时钟的延迟处理之后，将延迟处理后的所述运算结果作为累积输入提供给所述减法器。根据该方式，能够将从第一半导体集成电路提供的第二色差数据正确还原为第一色差数据。另外，本发明的成像系统具有以下方式所述减法累积器包括向所述第二反转色差数据插入初始0数据的复位器。根据该方式，能够消除通过0数据插入器插入的0数据的影响，将数据串还原为完全正确的数据串。另外，本发明的成像系统具有以下方式，进一步包括使能代码附加器，被设置在所述代码转换器之前，并在任意的时刻向所述第一色差数据附加表示基准时刻的使能代码；以及使能代码解码器，被设置在所述代码逆转换器之后，并解码出所述使能代码，所述色差数据解码器根据所述使能代码解码器解码出的所述使能代码，设定解码处理开始的基准时刻。根据该方式，能够在任意的时刻开始发挥本发明的成像系统特有的功能。另外，在本发明的成像系统中，优选地，所述第一代码格式为二进制代码格式，所述第二代码格式为格雷码格式。另外，本发明的信号转换方法具有以下构成，包括将模拟彩色视频信号转换为数字信号的步骤；通过计算出所述数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有第一代码格式且每一个像素时钟的正负符号不同的反转色差数据的步骤；从在所述反转色差数据中任意设置的基准位置开始，每隔一个数据使所述反转色差数据的符号进行反转，从而生成正负符号一致的第一色差数据的步骤；以及将所述第一色差数据转换为具有第二代码格式的第二色差数据的步骤，所述第二代码格式为从所述第一代码格式进行代码转换时转换前后的切换时变化比特数少的代码格式。根据本发明，即使是单色且具有灰度变化的图像数据等，与现有技术相比，也能够减少代码转换后的切换时变化比特数，减少半导体集成电路的输出器中的贯通电流和输出负载的驱动电流。因此，能够在输出数字图像数据时更有效地降低噪声，从而提高画质。另外，由于噪声能量的总量减少，因此削减了功耗。


图1是表示本发明的实施方式1中的成像系统的概略结构的框图。图2是表示本发明的实施方式1中的色差型编码及代码转换器的详细结构的框图。图3A是表示本发明的实施方式1中的色差型编码及代码转换器的更详细的结构的框图。图3B是本发明的实施方式1中的动作概要图。图4A是本发明的实施方式1中的拜尔排列的说明图。图4B是本发明的实施方式1中的颜色数据的输出方式的说明图。图5A是本发明的实施方式1中的色差型编码及代码转换器的详细的动作说明图 (其一)。图5B是本发明的实施方式1中的色差型编码及代码转换器的详细的动作说明图 (其二)。图5C是本发明的实施方式1中的色差型编码及代码转换器的详细的动作说明图 (其三)。图6是表示发明的实施方式1中的二进制-格雷码转换器的具体结构的电路图。图7是本发明的实施方式1中的色差型编码及代码转换器的具体动作的说明图 (其一)。图8是本发明的实施方式1中的色差型编码及代码转换器的具体动作的说明图 (其二)。图9是表示本发明的实施方式1中的十进制数、二进制代码、格雷码的对应表的图。图10是表示本发明的实施方式1中的色差数据解码器的详细结构的框图。图IlA是表示本发明的实施方式1中的色差数据解码器的更详细的结构的框图。图IlB是本发明的实施方式1中的色差数据解码器的动作概要图。图12是表示本发明的实施方式1中的格雷-二进制代码转换器的具体结构的电路图。图13A是本发明的实施方式1中的色差数据解码器的详细的动作说明图(其一)。图13B是本发明的实施方式1中的色差数据解码器的详细的动作说明图(其二)。图13C是本发明的实施方式1中的色差数据解码器的详细的动作说明图(其三)。图14A是表示本发明的实施方式2中的色差型编码及代码转换器的详细结构的框图。图14B是本发明的实施方式2中的色差型编码及代码转换器的动作概要图。图15A是表示本发明的实施方式2中的色差数据解码器的详细结构的框图。图15B是本发明的实施方式2中的色差数据解码器的动作概要图。
图16是表示现有技术中的成像系统所使用的AD转换用LSI的概略结构的框图。图17是表示现有技术中的编码及代码转换器的结构的框图。图18是现有技术中的编码及代码转换器的具体动作的说明图(其一)。图19是现有技术中的编码及代码转换器的具体动作的说明图(其二)。图20是表示现有技术中的代码逆转换器的结构的框图。图21是说明由现有技术解决的旧有技术的成像系统(电子静物照相机和摄像机) 中的问题的图。符号说明10图像传感器(成像元件)20模拟前端装置(AD转换用LSI ；第一半导体集成电路)21相关双采样电路(⑶S)22放大器(可编程增益放大器)23 AD 转换器(ADC)24色差型编码及代码转换器25并行数据输出器30数字信号处理器(DSP ；第二半导体集成电路)31色差数据解码器32图像处理器41相邻色差数据生成器42代码转换器(二进制_格雷码转换器)43单稳态触发器44使能代码附加器510数据插入器52色差型差分器53正负符号反转器54延迟器55减法器56放大器(增益系数-1)57选择器58 二分频器61代码逆转换器(格雷_ 二进制代码转换器)62正负符号反转还原器63减法累积器64使能代码解码器71放大器(增益系数-1)72选择器73 二分频器74复位器75减法器
14
76延迟器
具体实施例方式以下，参照附图对本发明所涉及的半导体集成电路、成像系统的实施方式进行详细说明。(实施方式1)图1是表示本发明的实施方式1中的成像系统的概略结构的框图。该成像系统由图像传感器、模拟前端装置以及DSP构成。成像系统包括作为成像元件的CXD等图像传感器10、作为第一半导体集成电路的模拟前端装置(AD转换用LSI) 20以及作为第二半导体集成电路的DSP 30。模拟前端装置20包括相关双采样电路(CDS)21、放大器(可编程增益放大器 (PGA)) 22, AD转换器(ADC) 23、色差型编码及代码转换器24、并行数据输出器25、CPU接口 26、时钟倍频器27、同步信号发生器(SSG) 28以及时序发生器29。⑶S 21对从图像传感器10输出并输入到输入端子IN的模拟彩色视频信号进行采样。PGA 22对经过采样的视频信号进行能够控制增益的放大。ADC 23将经过放大的模拟信号转换为数字信号。色差型编码及代码转换器24通过对数字信号中的相邻的数字图像数据进行差分并每隔一个像素将数据的正负符号进行反转，从而生成具有二进制代码格式的第一色差数据，进而，通过将生成的第一色差数据的代码格式(二进制代码格式)转换为格雷码格式，从而生成第二色差数据。并行数据输出器25从输出端子OUT向芯片外部输出代码转换为格雷码格式的信号(第二色差数据)。DSP 30包括色差数据解码器31和图像处理器32。色差数据解码器31通过将具有格雷码格式的第二色差数据转换为具有二进制代码格式的第三色差数据，进而使第三色差数据正负符号每隔一个像素进行反转，从而解码出具有二进制代码格式的第一色差数据。 图像处理器32对从色差数据解码器31输出的第一色差数据进行图像处理。在模拟前端装置20的结构单元之中，除色差型编码及代码转换器24之外的电路可以认为在现有技术中也被设置。本实施方式的特征在于设置有在AD转换器23与并行数据输出器25之间的色差型编码及代码转换器24，以及与其相关而追加的色差数据解码器31。此外，虽未图示，但在LSI芯片内设置有控制芯片整体的动作并对可编程增益放大器22的增益进行控制的控制器，以及生成向CDS 21提供采样时序的时钟信号与在AD转换器23和色差型编码及代码转换器24的动作中各自所需的时钟信号的时钟生成器(或者时钟缓冲器，将从外部提供的时钟信号分配给芯片内部的电路)等。模拟前端装置20的电路结构并不限定于图示的结构。图2是表示色差型编码及代码转换器24的详细结构的框图。在图2中，代码转换器24包括相邻色差数据生成器41和代码转换器42。相邻色差数据生成器41通过计算出经过AD转换器23进行AD转换后的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据之间的差分，从而生成具有二进制代码格式的第一色差数据。代码转换器42将第一色差数据的代码转换为具有在前后的代码间切换时变化比特数少的代码格式(此例中为格雷码格式) 的第二色差数据。
相邻色差数据生成器41包括0数据插入器51、色差型差分器52以及正负符号反转器53。0数据插入器51在从AD转换器23输出的数字信号中插入0数据。色差型差分器 52通过计算出数字信号中每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有二进制代码格式且每一个像素时钟的正负符号不同的第一反转色差数据。色差型差分器52包括第一延迟器54和第一减法器55。第一延迟器54使从0数据插入器51输出的数字信号(已插入0数据)延迟一个时钟周期。第一减法器55通过计算出从0数据插入器51输出的数字信号与经过第一延迟器54延迟的已延迟数字信号之间的差分，从而生成第一反转色差数据。正负符号反转器53通过将第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成具有二进制代码格式且正负符号一致的第一色差数据。代码转换器42由二进制-格雷码转换器构成，将第一色差数据转换为具有格雷码格式的第二色差数据。图3A是表示色差型编码及代码转换器24的更详细的结构的框图。色差型编码及代码转换器24包括相邻色差数据生成器41和二进制-格雷码转换器(代码转换器的一例)42。相邻色差数据生成器41包括0数据插入器51、色差型差分器52以及正负符号反转器53。色差型差分器52包括第一延迟器54和第一减法器55。正负符号反转器53包括放大器56、选择器57、以及二分频器58。放大器56的增益系数被设定为-1。二分频器58 对像素时钟进行二分频。图3B是色差型编码及代码转换器24的动作说明图。以下，在对要说明其概要的色差型编码及代码转换器24的动作进行说明时，设置以下三个前提。·附设于图像传感器10的滤色器如图4A所示，为三原色R (红)、G (绿)、B (蓝) 的拜尔排列。·如图4B所示，偶数行上的水平方向扫描视频信号与奇数行上的水平方向扫描视频信号在垂直方向上交替扫描。此时，第一延迟器54中的延迟量为一个时钟周期(⑶S 21 中的采样时钟的一个周期)。 将在一行中交替重复的两种颜色数据(G数据与R数据，或者B数据与G数据) 概括为a数据、b数据。回到图3B来说明色差型编码及代码转换器24的动作的概要。首先，0数据插入器51通过在从AD转换器23输入进来的数字信号的一系列数据串( 、‘ 、‘ 、‘ 、
b4......)的起始插入0数据，从而生成0数据插入数据串Dl (0、B1, bp a2、b2、a3、b3、a4、
b4......)。该0数据插入数据串Dl通过由第一延迟器54、第一减法器55、正负符号反转
器53以及二进制-格雷码转换器42实施各种处理，从而生成二进制-格雷码转换数据串
D4 (a!-0>a^b^ a2-b2> a3"b2> a3"b3> a4-b3> a4-b4>......)。 二_ I^ll石马ig
串D4相当于第二色差数据。另外，该二进制_格雷码转换数据串D4 (除了起始的 -0外)
相当于后述的图 7 的(J)栏中的 Rl-Gl、R2-G1、R2-G2、R3-G2、R3-G3、R4-G3、R4-G4.......
也就是相当于 100、100、100、102、101、99、100.......图5用于时序性地详细表示图3B的动作概要。图5A是第一延迟器54和第一减法器55的动作说明，图5B是正负符号反转器53的动作说明，图5C是二进制-格雷码转换器42的动作说明。首先，根据图5A来说明第一延迟器54和第一减法器55的动作。该动作用于通过计算出数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻的像素代码之间的差分，从而生成第一反转色差数据。第一延迟器54使数字信号的0数据插入数据串Dl (0、 、b^ a2、b2、a3、b3、a4、
b4......)延迟一个时钟周期之后，输出到第一减法器55。第一减法器55对0数据插入数
据串Dl (0、a” b” a2、b2、a3、b3、a4、b4......)与其一个时钟周期延迟数据串之间的差分进
行运算。其情况示于图5A。左侧的输入数据串为0数据插入数据串DlOKapVaylvh、
b3、a4、b4......)。右侧的输出数据串为经过差分的数据串D2，该差分数据串D2的下层数
据串为当前数据串，上层数据串为延迟数据串。而且，各差分通过差分=(延迟数据)_(当前数据)=(上层数据)_(下层数据)的计算式来计算。将延迟数据串((Kapbpaylvapbpapb4......)与当前数据串(apbpaylv
a3、b3、a4、b4......)代入上述计算式，则差分数据串 D2 为(0_&1、afb:、bfa2、a2_b2、b2_a3、
a3-b3、b3_a4、a4_b4......)。如此计算出的差分数据串D2就是第一反转色差数据。差分数
据串D2为(a-b)形式与(b-a)形式交替配置的数据串形态。在差分数据串D2中，由于一个像素时钟前的减数在下一周期会切换为被减数，因此成为每一个像素时钟的正负符号不同的色差数据串。另外，在差分数据串D2中，虽然正负符号在每一个像素时钟不同，但却为一种色差数据。在现有技术中，是取同一颜色的相邻的像素的代码之间的差分，与此相对，在本实施方式中，取每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据之间的差分而生成色差数据。本实施方式在这一点上与现有技术不同。这里，需要关注“色差数据”这一表述。在现有技术中，差分处理对象像素是同一颜色，并不是色差。这种差异对于作为本实施方式的结构单元的色差型编码及代码转换器24与色差型差分器52中的“色差型”也同样存在。接着，参照图5B来说明正负符号反转器53的动作。左侧的输入数据串为每一个像素时钟的正负符号不同的第一反转色差数据，即差分数据串D2。差分数据串D2被输入到选择器57的选择输入端子“H”。另外，经过放大器56 (增益系数-l)进行反转的反转数据串D2’ ( = -D2)被输入到选择器57的选择输入端子“L”。选择器57根据从二分频器 58提供的选择控制信号，在每一个时钟周期交替选择并输出被输入到选择输入端子“L”的数据与被输入到选择输入端子“H”的数据。其结果是从正负符号反转器53输出的符号调
整数据串 D3 为(&1-0、arb” a2_b” a2_b2、a3_b2、a3_b3、a4_b3、a4_b4......)。符号调整数据
串D3为构成第一色差数据的数据串。符号调整数据串D3全部为(a-b)形式，第一反转色差数据(差分数据串D2)被转换成由符号调整数据串D3(正负符号一致的一种连续的色差数据串)构成的第一色差数据。接着，参照图5C来说明二进制-格雷码转换器42的动作。在图5C中，左侧的输入数据串为第一色差数据(正负符号一致的符号调整数据串D3)。二进制_格雷码转换器 42对具有二进制代码格式的第一色差数据(符号调整数据串D3)进行二进制-格雷码转换。据此，第一色差数据(符号调整数据串D3)被转换为具有格雷码格式的第二色差数据即数据串D4。数据串D4是与符号调整数据串D3相比，切换时变化比特数少的代码。此外， 切换时变化比特数是指，各代码切换为下一代码时发生变化的比特的数量。图6是表示二进制_格雷码转换器42的具体结构的电路图。二进制_格雷码转换器42由多个异或门构成。异或门的个数为比要进行转换的代码的比特数少1的数。这里，作为一例，假设要进行转换的代码的比特数为8比特时，二进制_格雷码转换器42包括 7个异或门Gl G7。异或门Gl取第一比特d0与第二比特dl之间的异或，并将该值作为转换后的第一比特d0’输出。异或门G2取第二比特dl与第三比特d2之间的异或，并将该值作为转换后的第二比特dl’输出。以下同样，异或门G7取第七比特d6与第八比特d7之间的异或，并将该值作为转换后的第七比特d6’输出。最高位的第八比特d7并不与其他比特之间取异或，其值直接作为转换后的第八比特d7’输出。此外，图6的电路例是将具有8比特的二进制代码的第一色差数据转换为具有格雷码格式的第二色差数据时的电路的一例，除此以外，能够以同样的方式构成10比特或12 比特等任意比特数的代码转换器。接着，参照图7、图8和图9对色差型编码及代码转换器24的动作的具体例进行说明。图7与现有技术情况下的图18的(A)栏所示同样，示出交替输入进来的R信号的数据串与G信号的数据串为G电平< R电平的、红色系单一电平的数字信号(颜色数据)情况下的动作例。图8示出数据串为红色系的单色且具有灰度变化的数字信号(颜色数据)情况下的动作例。图9示出十进制数、二进制代码、格雷码的对应表(摘选必要部分)。首先， 进行图7的数字信号(颜色数据)情况下的动作说明之后，接着进行图8的数字信号(颜色数据)情况下的动作说明。(1)图7的动作例的说明在图7的动作例中，输入的数字信号(数据串)与图18的㈧栏(现有技术的动
作例)同样为(200、100、200、100、202、101、200、100、......)。该数字信号(数据串)为
R与G被交替输入进来，且R电平大于G电平的红色系单一电平的颜色数据。而且，如图18 的(B)栏所示，假设各颜色的AD转换值发生了变化(十进制数)。图18的(C)栏示出实际输出的数字信号(二进制代码格式)。到此为止与现有技术相同。如图7的(I)栏所示，色差型编码及代码转换器24中的第一延迟器54与第一减法器55协作实施数字信号的差分处理，从而生成由每一个像素时钟的正负符号不同的色差的差分数据构成的第一反转色差数据。图7的(I)栏中的第一反转色差数据由差分数据
串D27(100、-100、100、-102、101、-99、100、......)构成。差分数据串D27虽然正负符号在
每一个像素时钟不同，但却为一种色差数据。接着，如图7的(J)栏所示，正负符号反转器53通过将第一反转色差数据(差分数据串D27)的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成由正负符号一致的色差二进制数据构成的第一色差数据(数据反转处理)。图7的(J)栏中的第一色差数据由符号调整数据
串D37adj(100、100、100、102、101、99、100.......)构成。符号调整数据串D37adj为正负符号
一致的一种连续的色差数据串。以二进制代码表示第一色差数据(符号调整数据串D37adj) 的是图7的(K)栏。至此为了避免说明的烦杂而省略了，但是在第一色差数据(符号调整数据串D37adj)中，已通过0数据插入器51进行了 0数据插入，在图7的⑷栏所示的二进制代码中已进行了 0数据插入。0数据插入在图7的(A) (J)栏中有效。接着，如图7的(L)栏所示，二进制-格雷码转换器42对第一色差数据(符号调整数据串D37a(U)进行二进制-格雷码转换。其结果是得到具有格雷码格式的第二色差数据 (数据串D47)。第二色差数据(数据串D47)的切换时变化比特数少。这相当于对(L)栏的
18相邻代码之间进行比较的结果。通过图7的(M)栏的切换时变化比特数(本实施方式的动作例)与图18的(H) 栏的切换时变化比特数(现有技术)的比较，显然本实施方式的动作例产生了与现有技术同等的效果。此外，本实施方式的动作例的切换时变化比特数(4、0、0、2、1、2、1)的合计值为“10”，现有技术的切换时变化比特数(4、4、0、2、1、1、1)的合计值为“13”，确认出在本实施方式中有若干提高。(2)图8的动作例的说明在图8的动作例中，数字信号的输入数据串为(200、100、207、100、212、101、209、 100、···)。该数字信号的颜色数据为红色系的单色且具有灰度变化的颜色数据，与图7的数字信号(红色系的单一电平的颜色数据)是有区别的。如图8的(I)栏所示，第一延迟器54与第一减法器55协作进行差分处理，从而生成每一个像素时钟的正负符号不同的第一反转色差数据。第一反转色差数据由差分数据串 D28(100、-107、107、-112、lll、-108、109、......)构成。接着，如图8的(J)栏所示，正负符号反转器53通过使第一反转色差数据(差分数据串D28)的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成具有二进制代码格式且正负符号一致的第一色差数据(数据反转处理)。作为第一色差数据，得到符号调整数据串D38adj(100、
107、107、112、111、108、100.......)。图8的(K)栏示出具有二进制代码格式的第一色差
数据(符号调整数据串D38a(U)。此外，在图8的(K)栏的第一色差数据中，已进行了 0数据插入。观察图8的(K)栏的第一色差数据(符号调整数据串D38adj)的二进制代码，其相
邻像素之间的切换时变化比特数按照(3、4、0、4、5、2、1.......)推移。该切换时变化比特
数明显比图7的⑷栏的符号调整数据串D37adj的二进制代码中的相邻像素之间的切换时变化比特数的推移(3、0、0、1、2、2、1、...)大。这是由于当拍摄单色且具有灰度变化的自然图像等时，比特转换的条件等会发生变化。如此，差分值之间的变化变大时，如[发明要解决的问题]一栏中说明所示，即使使用格雷码转换作为代码转换，格雷码带来的切换时变化比特数也不会减少，噪声降低效果下降。本实施方式解决了该问题。下面进行说明。如图8的(L)栏所示，二进制-格雷码转换器42对第一色差数据(符号调整数据串D38a(U)进行二进制-格雷码转换。其结果是得到切换时变化比特数少的第二色差数据的数据串D48。数据串048相当于对(L)栏的相邻代码之间进行比较的结果。将本动作例的图8的(M)栏的切换时变化比特数与现有技术情况下的图19的(H) 栏的切换时变化比特数进行比较，可知在本动作例中，与图7的情况相比毫不逊色，产生了比现有技术优异的效果。此外，本动作例情况下的切换时变化比特数(4、1、0、3、1、1、1)的合计值为“11”，现有技术情况下的切换时变化比特数(4、3、1、3、2、2、2)的合计值为“17”， 确认出大幅的改善。如上所述，色差型编码及代码转换器24通过计算出两种颜色的数据差分，从而生成第一反转色差数据之后，通过调整第一反转色差数据的数据差分的正负符号，从而生成第一色差数据，进而通过将该第一色差数据的代码格式(二进制代码格式)转换为格雷码格式，从而生成第二色差数据。如此，在生成格雷码格式的第二色差数据的中途所生成的第一反转色差数据的差分中，即使颜色不同也不会产生那么大的差异。因此，在具有自然灰度的图像数据中，相比现有技术能够减少第一色差数据切换为第二色差数据时的切换时变化比特数。下面，对DSP 30中的色差数据解码器31进行说明。DSP 30对从模拟前端装置20 输出的图像数据(包括第二色差数据)进行包括解码处理在内的其他数据处理。在色差数据解码器31实施的解码处理中，需要进行与由色差型编码及代码转换器24进行的处理相对的逆处理，将第二色差数据正确还原为第一色差数据。图10是表示色差数据解码器31的详细结构的框图。色差数据解码器31包括代码逆转换器(格雷_ 二进制代码转换器)61、正负符号反转还原器62、以及减法累积器63。 代码逆转换器61将从模拟前端装置20输出的第二色差数据(格雷码格式)逆转换为第三色差数据(二进制代码格式)。代码逆转换器61生成的第三色差数据的正负符号一致。正负符号反转还原器62通过将第三色差数据的正负符号每隔一个像素进行反转，从而生成第二反转色差数据。减法累积器63通过对每隔一个像素正负符号反转的第二反转色差数据进行减法累积处理，从而将第二反转色差数据解码为原始的第一色差数据。色差数据解码器31包括代码逆转换器(格雷_ 二进制代码转换器)61、正负符号反转还原器62以及减法累积器63。减法累积器63包括第二减法器75，输入有正负符号反转还原器62的输出数据；以及第二延迟器76，使来自第二减法器75的运算结果延迟。正负符号反转还原器62的输出数据(第二反转色差数据)由第二延迟器76延迟之后，作为累积输入被提供给第二减法器75。第二延迟器76在颜色信息每隔一个像素变化的数据时进行一个像素时钟的延迟处理。图IlA是表示色差数据解码器31的更详细的结构的框图。色差数据解码器31包括格雷-二进制代码转换器61、正负符号反转还原器62以及减法累积器63。格雷-二进制代码转换器61将图9中右侧所示的第二色差数据(格雷码格式)解码转换为左侧所示的第三色差数据(二进制代码格式)。正负符号反转还原器62包括放大器71、选择器72 以及二分频器73。放大器71的增益系数被设定为-1。减法累积器63包括复位器74、第二减法器75以及第二延迟器76。以下，参照图IlB来说明色差数据解码器31的动作概要。第二色差数据(数据串 D4)为具有切换时变化比特数少的代码格式(格雷码格式)的数据串，从模拟前端装置20 的并行数据输出器25被提供给格雷_ 二进制代码转换器61。格雷-二进制代码转换器61 将第二色差数据(数据串D4)转换为具有二进制代码格式的第三色差数据(数据串DO)。 格雷-二进制代码转换器61在生成第三色差数据(数据串DO)时，从数据串DO中去除由 0数据插入器51插入的0数据。图12是表示格雷-二进制代码转换器61的具体结构的电路图。格雷-二进制代码转换器61包括多个异或门。异或门的个数被设定为比要进行转换的代码的比特数少1 的数。作为一例，当要进行转换的代码的比特数为8比特时，在格雷-二进制代码转换器61 中设置7个异或门Gll G17。在格雷-二进制代码转换器61中，最高位的第八比特d7’的输入数据直接作为转换后的第八比特的输出数据d7输出，并且也被输入到异或门G17。异或门G17取第七比特的输入数据d6’与第八比特的输入数据d7’之间的异或，将该逻辑运算结果作为转换后的第七比特的输出数据d6输出，并且也提供给异或门G16。异或门G16取第六比特的输入数据d5’与第七比特的输出数据d6之间的异或，将该逻辑运算结果作为转换后的第七比特的输出数据d6输出，并且也提供给异或门G15。以下同样，异或门G12取第二比特的输入数据dl’与第三比特的输出数据d2(异或门G13的输出)之间的异或，作为转换后的第二比特dl输出。异或门Gll取第一比特的输入数据d0’与第二比特的输出数据dl (异或门G12 的输出)之间的异或，作为转换后的第一比特d0输出。通过进行以上的处理，格雷_ 二进制代码转换器61将第二色差数据(数据串D4) 转换为具有二进制代码格式的第三色差数据。此外，图12的结构是将8比特的具有格雷码格式的第二色差数据转换为具有二进制代码格式的第三色差数据时的一例，除此以外，能够以同样的方式构成10比特或12比特等任意比特数的格雷_ 二进制代码转化器。 图13A 图13C用于时序性地详细表示图IlB的动作概要。图13A是格雷-二进制代码转换器61的动作说明，图13B是正负符号反转还原器62的动作说明，图13C是减法累积器63的动作说明。首先，如图13A所示，格雷-二进制代码转换器61将具有格雷码格式的第二色差数据(数据串D4)转换为具有二进制代码格式的第三色差数据(数据串D3)。第二色差数据(数据串D4)是切换时变化比特数少的代码的数据串。第三色差数据(数据串D3)为 (ε^—O、B^b1 > a2-h^ a2-b2> a3-b2> a3-b3> a4-b3> a4-b4......)， ΣΕ^, ^一MXo接着，如图13Β所示，正负符号反转还原器62将第三色差数据(数据串D3)转换为每一个像素时钟的正负符号不同的第二反转色差数据(数据串D2)。具体而言，第三色差数据(数据串D3)被提供给选择器72的选择输入端子“H”，并且被提供给放大器71 (增益系数-1)并在此经过反转处理之后，其反转数据串D3’( = -D3)被输入到选择器72的选择输入端子“L”。选择器72根据来自于二分频器73的选择控制信号，在每一个时钟周期交替选择被输入到选择输入端子“L”的数据与被输入到选择输入端子“H”的数据。其结果是从选择器72输出作为第二反转色差数据的差分数据串D2(0_ai、Brb1, bfa2、a2_b2、b2_a3、 a3-b3、b3-a4、a4-b4......)。数据串D2是每一个像素时钟的正负符号不同的色差数据串。接着，如图13C所示，第二减法器75通过使第二反转色差数据(数据串D2)的正负符号反转，从而生成反转数据串D2” (ar0, bra:、a2_b” b2_a2、a3_b2、b3_a3、a4_b3、
b4-a4......)。第二延迟器76将反转数据串D2”进行一个像素时钟的迟延处理之后，提供给
第二减法器75。第二减法器75通过进行(D2”-D2)的减法处理( -0、bf^、S2-ID1、b2_a2、 &3_、b3—&3、、匕4_&4......) — (O-S1、S^b1、b^S2、、b2—、b3—&4Λ ......)，
从而解码生成作为第一色差数据的数据串DO (B1^b1, a2、b2、a3、b3、a4、b4......)。如此解码
出的第一色差数据(数据串DO)与进行了数据插入的0数据被去除的状态下的原始的第一色差数据(原始数据串DO)等同。复位器74是在处理开始的时刻所需的装置，从结果来看是去除在先插入的0数据。数据串DO成为两种颜色数据交替重复的数据串。此外，在解码处理中使用的从减法累积器63取出输出数据的位置也可以是第二延迟器76的输出侧。(实施方式2)图14A是表示本发明的实施方式2中的半导体集成电路中的色差型编码及代码转换器24的详细结构的框图，图15A是表示实施方式2中的色差数据解码器31的详细结构的框图。在图14A中，与实施方式1的图3A相同的符号表示同一结构单元，在图15A中，与实施方式1的图IlA相同的符号表示同一结构单元。
21
色差型编码及代码转换器24包括单稳态触发器43和使能代码附加器44。单稳态触发器43根据数据使能信号生成复位信号。使能代码附加器44被插入在选择器57与二进制_格雷码转换器42之间，由数据使能信号控制。单稳态触发器46根据数据使能信号生成复位信号，将生成的复位信号提供给二分频器58。使能代码附加器44在数据使能信号输入的时刻向选择器207的输出中附加使能代码，将其发送到二进制_格雷码转换器42。色差数据解码器31进一步包括连接于格雷_ 二进制代码转换器61之后的使能代码解码器64。使能代码解码器64解码出使能代码，将解码出的使能代码提供给二分频器 73与复位器74。使能代码通过格雷_ 二进制代码转换器61被逆转换为二进制代码。根据本实施方式，由于利用使能代码，因此通过使用解码出的使能代码作为解码处理开始的基准时刻，从而能够在任意的时刻开始发挥上述特有的功能。关于其他结构和动作，由于与实施方式1相同，因此省略说明。产业上的利用可能性本发明的技术在成像系统及用于成像系统的半导体集成电路等中，作为抑制在传输数字输出数据时电源噪声的交叠而实现画质提高的技术是有用的。
权利要求
1.一种半导体集成电路，包括放大器，放大从成像元件输入进来的模拟彩色视频信号； AD转换器，将经过所述放大器放大的所述模拟彩色视频信号转换为数字信号； 相邻色差数据生成器，通过计算出所述数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有第一代码格式的第一色差数据；以及代码转换器，将所述第一色差数据转换为具有第二代码格式的第二色差数据， 所述第二代码格式为从所述第一代码格式进行代码转换时转换前后的切换时变化比特数少的代码格式。
2.根据权利要求1所述的半导体集成电路， 所述第一色差数据为正负符号一致的数据， 所述相邻色差数据生成器包括色差型差分器，通过计算出所述数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有所述第一代码格式且每一个像素时钟的正负符号不同的第一反转色差数据；以及正负符号反转器，通过使所述第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转， 从而生成所述第一色差数据。
3.根据权利要求2所述的半导体集成电路， 所述色差型差分器包括第一延迟器，对所述数字信号进行一个像素时钟的延迟处理；以及第一减法器，计算出经过所述第一延迟器延迟的已延迟数字信号与所述数字信号之间的差分。
4.根据权利要求2所述的半导体集成电路，所述正负符号反转器根据在所述数字信号的有效数据的水平方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使所述第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成所述第一色差数据。
5.根据权利要求2所述的半导体集成电路，所述正负符号反转器根据在所述数字信号的有效数据的垂直方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使所述第一反转色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转，从而生成所述第一色差数据。
6.根据权利要求3 5所述的半导体集成电路， 所述相邻色差数据生成器具有0数据插入器，所述0数据插入器被设置在所述色差型差分器之前，并在所述数字信号的有效数据的前数据部插入0数据。
7.根据权利要求1所述的半导体集成电路， 所述第一代码格式为二进制代码格式， 所述第二代码格式为格雷码格式。
8.一种成像系统，包括第一半导体集成电路和第二半导体集成电路， 所述第一半导体集成电路由权利要求1所述的半导体集成电路构成， 所述第二半导体集成电路包括色差数据解码器和图像处理器，所述色差数据解码器将从所述第一半导体集成电路输出的第二色差数据逆代码转换为第一色差数据，所述图像处理器对从所述色差数据解码器输出的所述第一色差数据进行图像处理。
9.根据权利要求8所述的成像系统，所述色差数据解码器包括代码逆转换器、正负符号反转还原器以及减法累积器， 所述代码逆转换器将从所述第一半导体集成电路输出的所述第二色差数据解码转换为具有所述第一代码格式且正负符号一致的第三色差数据，所述正负符号反转还原器通过使从所述代码逆转换器输出的所述第三色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转还原，从而生成每一个数据的正负符号反转的第二反转色差数据，所述减法累积器通过计算出所述第二反转色差数据中的相邻数据间的差分并依次累积，从而将所述第二反转色差数据解码为所述第一色差数据。
10.根据权利要求9所述的成像系统，所述正负符号反转还原器根据在所述数字信号的有效数据的水平方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使从所述代码逆转换器输出的所述第一色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转还原，从而生成所述第二反转色差数据。
11.根据权利要求9所述的成像系统，所述正负符号反转还原器根据在所述数字信号的有效数据的垂直方向上以在时间上位于前方的任意的相位位置为基准被固定相位的像素时钟的二分频控制，使从所述代码逆转换器输出的所述第一色差数据的正负符号每隔一个数据进行反转还原，从而生成所述第二反转色差数据。
12.根据权利要求9所述的成像系统， 所述减法累积器包括第二减法器，对所述第二反转色差数据进行减法处理；以及第二延迟器，使所述第二减法器的运算结果延迟，所述第二延迟器在所述第二反转色差数据的颜色信息每隔一个像素变化时，对所述运算结果进行一个像素时钟的延迟处理之后，将延迟处理后的所述运算结果作为累积输入提供给所述减法器。
13.根据权利要求9所述的成像系统，所述减法累积器包括向所述第二反转色差数据插入初始0数据的复位器。
14.根据权利要求9所述的成像系统，进一步包括使能代码附加器，被设置在所述代码转换器之前，并在任意的时刻向所述第一色差数据附加表示基准时刻的使能代码；以及使能代码解码器，被设置在所述代码逆转换器之后，并解码出所述使能代码， 所述色差数据解码器根据所述使能代码解码器解码出的所述使能代码，设定解码处理开始的基准时刻。
15.根据权利要求9所述的成像系统， 所述第一代码格式为二进制代码格式，所述第二代码格式为格雷码格式。
16. 一种信号转换方法，包括将模拟彩色视频信号转换为数字信号的步骤；通过计算出所述数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有第一代码格式且每一个像素时钟的正负符号不同的反转色差数据的步骤；从在所述反转色差数据中任意设置的基准位置开始，每隔一个数据使所述反转色差数据的符号进行反转，从而生成正负符号一致的第一色差数据的步骤；以及将所述第一色差数据转换为具有第二代码格式的第二色差数据的步骤， 所述第二代码格式为从所述第一代码格式进行代码转换时转换前后的切换时变化比特数少的代码格式。
全文摘要
相邻色差数据生成器通过计算出从模拟彩色视频信号转换而成的数字信号的每个像素的颜色信息不同的数据串中的相邻数据间的差分，从而生成具有第一代码格式的第一色差数据。代码转换器将所述第一色差数据转换为具有第二代码格式的第二色差数据。这里，所述第二代码格式为从所述第一代码格式进行代码转换时转换前后的切换时变化比特数少的代码格式。据此，即使是单色且具有灰度变化的图像数据，也能够减少代码转换后的切换时变化比特数，并降低输出数字图像数据时的噪声。
文档编号H04N9/07GK102301721SQ20098015565
公开日2011年12月28日 申请日期2009年1月30日 优先权日2009年1月30日
发明者秦野敏信 申请人:松下电器产业株式会社