(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めてサンプリング・クロックにしたがって量子化サンプル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記量子化デジタル信号を入力してあらかじめ定めた閾値と比較することにより水平同期成分信号を抽出する水平同期分離手段と、
前記水平同期分離手段からの出力を受けて、前記量子化サンプル信号の量子化サンプル毎の水平座標を表す水平座標生成手段と、
前記水平同期分離手段からの出力を受けて前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値を一時記憶して出力する波形記憶再生手段と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化サンプル値を入力し、前記水平同期分離手段からの出力を受けて水平同期部分の先端部分を表す期間とブランキング期間内のペデスタル・レベル部分を表す期間それぞれの期間内の量子化サンプルの平均値を算出して、２つの平均値の中点を決定するＳＹＮＣスライス・レベル設定手段と、
前記波形記憶再生手段からの出力された複数の連続する量子化サンプル値と前記ＳＹＮＣスライス・レベル設定手段から出力された前記中点レベルとを比較して、該中点レベルを有するサンプルと複数の前記量子化サンプル値との関係を決定し補正データを出力する補正データ生成手段と、
前記補正データ生成手段からの補正データに基づいて、前記水平座標生成手段の出力を補正する水平座標補正手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル・ビデオ処理回路。
【請求項２】
補正データを入力して量子化サンプル信号の１クロック未満の遅延あるいは進相を含む位相調整を行う位相調整手段をさらに備え、
前記補正データ生成手段は、前記中点レベルと複数の連続する量子化サンプル値と比較して一致した量子化サンプル値と前記水平同期分離手段で抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差、一致していない場合には前記中点レベルの値を間に含む２つ連続する量子化サンプルの一方の量子化サンプルと前記水平同期分離手段で抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差を整数部の補正データとして前記水平座標補正部に出力し、該一方の量子化サンプルからのずれ量を小数部の補正データとして前記位相調整手段に出力することを特徴とする請求項１に記載のデジタル・ビデオ処理回路。
【請求項３】
前記水平座標生成手段から出力される、補正手段により補正された後の水平座標データに基づいて誤差信号を生成し前記サンプリング・クロック信号を生成するシステム・クロック信号発生手段をさらに有し、
前記補正データ生成手段は前記サンプリング・クロックを単位とした補正データのうち整数部を前記水平座標補正手段に出力し、前記該補正データの小数部を前記システム・クロック信号発生器に出力し、前記システム・クロック信号発生手段は前記補正データ生成手段からの小数部を受けて前記誤差信号に重畳し、サンプリング・クロックの位相を前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点とするように、制御することを特徴とする請求項２に記載のデジタル・ビデオ処理回路。
【請求項４】
アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めてサンプリング・クロックにしたがって量子化サンプル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えたデジタル・ビデオ処理回路におけるデジタル・ビデオ処理方法において、
前記量子化デジタル信号を入力してあらかじめ定めた閾値と比較することにより水平同期成分信号を抽出する水平同期分離ステップと、
前記水平同期分離ステップにおいて抽出された水平同期成分信号に基づいて、前記量子化サンプル信号の量子化サンプル毎の水平座標を表す水平座標データの生成を開始させる水平座標開始ステップと、
前記水平同期分離ステップにおいて抽出された水平同期成分信号を受けて前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値を一時記憶する波形記憶ステップと、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化サンプル値を入力し、前記水平同期分離手段からの出力を受けて水平同期部分の先端部分を表す期間とブランキング期間内のペデスタル・レベル部分を表す期間それぞれの期間内の量子化サンプルの平均値を算出して、２つの平均値の中点を決定するＳＹＮＣスライス・レベル設定ステップと、
前記波形記憶ステップにより記憶された前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値を入力して前記ＳＹＮＣスライス・レベル設定手段から出力された前記中点レベルとを比較し、該中点レベルを有するサンプルと複数の前記量子化サンプル値との関係を決定し補正データを出力する補正データ生成ステップと、
前記補正データ生成ステップからの前記関係を表す補正データに基づいて、前記水平座標生成ステップで開始された水平座標データの出力を補正する水平座標補正ステップを
備えたことを特徴とするデジタル・ビデオ処理方法。
【請求項５】
補正データを入力して量子化サンプル信号の１クロック未満の遅延あるいは進相を含む位相調整を行う位相調整ステップをさらに備え、
前記補正データ生成ステップは、前記中点レベルと複数の連続する量子化サンプル値と比較して一致した量子化サンプル値と前記水平同期分離手段で抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差、一致していない場合には前記中点レベルの値を間に含む２つ連続する量子化サンプルの一方の量子化サンプルと前記水平同期分離ステップで抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差を整数部の補正データとして前記水平座標補正ステップに出力し、該一方の量子化サンプルからのずれ量を小数部の補正データとして前記位相調整ステップに出力することを特徴とする請求項４に記載のデジタル・ビデオ処理方法。
【請求項６】
前記ビデオ処理回路は、前記水平座標生成手段から出力される水平座標データに基づいて誤差信号を生成し、前記サンプリング・クロック信号を生成するシステム・クロック信号発生器をさらに有し、
前記決定ステップは前記サンプリング・クロックを単位とした補正データのうち整数部を前記水平座標補正手段に出力し、前記補正データの小数部を前記システム・クロック信号発生器に出力するステップを有し、
前記システム・クロック信号発生器は前記補正データ生成ステップからの小数部を受けて前記誤差信号に重畳し、サンプリング・クロックの位相を前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点とするように制御することを特徴とする請求項５に記載のデジタル・ビデオ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル・ビデオ処理回路および方法に関し、より詳細には、アナログ・ビデオ信号をサンプリングするクロック位相とアナログ・ビデオ信号の水平同期部分の０Ｈ基準点ポイントを関係付けるよう制御して、デジタル・データにおける水平同期と映像位相の関係を正確に再現させるようにし、またサンプリング・クロックが０Ｈ基準点をサンプルするようにサンプリング・クロック発生器へ位相誤差信号を送るようにするデジタル・ビデオ処理回路および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来はアナログ回路で同期分離を行っていた。すなわち、アナログ回路によりアナログのビデオ信号の同期部分の中点レベルを決定し、決定した中点レベルでアナログ・ビデオ信号を比較し、この比較出力を使用してＰＬＬによるサンプリング・クロックの生成、あるいは比較器出力から分離同期信号、あるいは同期すげ替え様の同期信号を生成していた。
【０００３】
ＮＴＳＣ方式におけるコンポジット・ビデオ信号は、インターレース方式であり、奇数フィールドと偶数フィールドから構成されている。すなわち、静止画の場合、その画像の繰り返しは、ｏｄｄ／ｅｖｅｎの２フィールド周期である。しかし、色搬送波信号との関係においては、１フィールド毎に位相が９０度づつずれて、４フィールドで元の画像信号に戻る形式である。このことは４フィールド・シーケンスと呼ばれ、またカラー・フィールド・シーケンスとも呼ばれている。
【０００４】
ＮＴＳＣ方式のビデオ信号が、この４フィールド・シーケンスを有することに関連して、とくに、ＶＴＲへの記録時の画像の水平シフトを防ぐ（すなわち、バーストにロックしたクロックの位相と水平同期位相の関係を所定範囲に規定する）目的で、複合同期信号のスタジオ規格として従来のＥＩＡ  ＲＳ−１７０に対して、新たなＥＩＡ  ＲＳ−１７０Ａが作成された。この規格においては、水平同期信号（Ｈ−ＳＹＮＣ）と色副搬送波信号（カラー・バ−スト信号信号）との位相関係が規定されている。この関係は、ＳＣＨ（Sub Carrier to Horizontal）と呼ばれている。
【０００５】
図１は、ＮＴＳＣ規格におけるＥＩＡ  ＲＳ−１７０Ａのテレビジョン信号の水平同期信号前後、水平ブランキング期間（１０．９±０．２μｓ）内のタイミングを表した波形図である。この規格においては、水平同期信号の基準点は、その信号の開始部分点で、４０ＩＲＥの振幅レベルの中点の−２０ＩＲＥのレベルを有するタイミング点であり、このポイントは０Ｈ基準点と呼ばれている。この０Ｈ基準点は、相対的に表現すると、同期レベルの中央の値のポイントを指している、この０Ｈ基準点を基準にして、水平同期信号の後縁、カラー・バースト信号の位相、水平ブランキングの後縁が決められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アナログ回路による同期分離では水平同期先端レベルやペデスタル・レベルの平均値を精度良く求めるのは困難である。また、精度良く求まったとしても水平同期先端レベルやペデスタル・レベルの値は過去の同期信号の平均値であって、まさに検出しようとしている同期信号そのもの値ではない。
【０００７】
また、アナログ信号の形式のテレビジョン信号のレベルは、信号源において規定のレベルで生成されたとしても、ケーブル・ロスや、増幅器のゲイン誤差などに起因して、使用可能な位置において得られるそのレベルは減衰したり、あるいはレベルが大きすぎたりしており、必ずしも規格通りのレベルを有しているとは限らない。
【０００８】
また、上述したアナログ回路による同期分離に基づいて生成されたＰＬＬによるＡ／Ｄ変換のためのサンプリング・クロックであっても、制御ループに含まれる信号遅延に起因して、必ずしもアナログ信号の０Ｈ基準点をサンプリングするとは限らない。また、信号遅延やアナログ処理回路による遅延を調整して、アナログ信号の０Ｈ基準点をサンプリングするようにすることは可能であるが、そのためには安定した遅延回路が必要になり、また、人手によって回路や部品個々に合わせ込む調整作業を必要とする。
【０００９】
とくにアナログ映像信号をデジタル化する装置においては、同期の基準点にサンプリング点を持っていくことが重要になっている。また、デジタル処理回路においては、性能の向上と無調整化を図ることにそのメリットがあり、デジタル処理回路においてそのような個々の調整箇所を設けることは本末転倒となっている。正確な０Ｈ基準点を、デジタル化された量子化サンプル上に得ることは、水平方向の映像位相の正確な再現の上からも重要である。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、Ａ／Ｄ変換されたビデオ信号からデジタル処理により同期信号の０Ｈ基準位置を正確に推定し、その結果を後段のデジタル映像信号処理に利用したり、Ａ／Ｄ変換のサンプリング・クロック信号を生成するＰＬＬ発振器への位相誤差信号として返し、デジタル・ビデオにおける映像を表すデータの水平位置の補正や、あるいはサンプリング点を入力信号の０Ｈ基準点に一致させたクロック信号生成に使用するデジタル・ビデオ処理回路および方法を提供することにある。
【００１１】
本発明は、従来アナログで求めようとしていた同期信号の正確な０Ｈ位置をデジタル演算処理で求め、その結果を、映像をあらわす信号の画面の水平位置との関係に正確に反映することと、０Ｈ基準点に対するサンプリング点の位相差を演算処理で求め、これを位相誤差信号としてＰＬＬに帰還することによってサンプリング点と同期の０Ｈ基準点を一致させることにその目的がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、デジタル・ビデオ処理回路であって、アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めてサンプリング・クロックにしたがって量子化サンプル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記量子化デジタル信号を入力してあらかじめ定めた閾値と比較することにより水平同期成分信号を抽出する水平同期分離手段と、前記水平同期分離手段からの出力を受けて、前記量子化サンプル信号の量子化サンプル毎の水平座標を表す水平座標生成手段と、
前記水平同期分離手段からの出力を受けて前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値を一時記憶して出力する波形記憶再生手段と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化サンプル値を入力し、前記水平同期分離手段からの出力を受けて水平同期部分の先端部分を表す期間とブランキング期間内のペデスタル・レベル部分を表す期間それぞれの期間内の量子化サンプルの平均値を算出して、２つの平均値の中点を決定するＳＹＮＣスライス・レベル設定手段と、前記波形記憶再生手段からの出力された複数の連続する量子化サンプル値と前記ＳＹＮＣスライス・レベル設定手段から出力された前記中点レベルとを比較して、該中点レベルを有するサンプルと複数の前記量子化サンプル値との関係を決定し補正データを出力する補正データ生成手段と、前記補正データ生成手段からの補正データに基づいて、前記水平座標生成手段の出力を補正する水平座標補正手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデジタル・ビデオ処理回路であって、補正データを入力して量子化サンプル信号の１クロック未満の遅延あるいは進相を含む位相調整を行う位相調整手段をさらに備え、前記補正データ生成手段は、前記中点レベルと複数の連続する量子化サンプル値と比較して一致した量子化サンプル値と前記水平同期分離手段で抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差、一致していない場合には前記中点レベルの値を間に含む２つ連続する量子化サンプルの一方の量子化サンプルと前記水平同期分離手段で抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差を整数部の補正データとして前記水平座標補正部に出力し、該一方の量子化サンプルからのずれ量を小数部の補正データとして前記位相調整手段に出力することを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のデジタル・ビデオ処理回路であって、前記水平座標生成手段から出力される、補正手段により補正された後の水平座標データに基づいて誤差信号を生成し前記サンプリング・クロック信号を生成するシステム・クロック信号発生手段をさらに有し、前記補正データ生成手段は前記サンプリング・クロックを単位とした補正データのうち整数部を前記水平座標補正手段に出力し、前記該補正データの小数部を前記システム・クロック信号発生器に出力し、前記システム・クロック信号発生手段は前記補正データ生成手段からの小数部を受けて前記誤差信号に重畳し、サンプリング・クロックの位相を前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点とするように、制御することを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めてサンプリング・クロックにしたがって量子化サンプル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えたデジタル・ビデオ処理回路におけるデジタル・ビデオ処理方法において、前記量子化デジタル信号を入力してあらかじめ定めた閾値と比較することにより水平同期成分信号を抽出する水平同期分離ステップと、前記水平同期分離ステップにおいて抽出された水平同期成分信号に基づいて、前記量子化サンプル信号の量子化サンプル毎の水平座標を表す水平座標データの生成を開始させる水平座標開始ステップと、前記水平同期分離ステップにおいて抽出された水平同期成分信号を受けて前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値を一時記憶する波形記憶ステップと、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化サンプル値を入力し、前記水平同期分離手段からの出力を受けて水平同期部分の先端部分を表す期間とブランキング期間内のペデスタル・レベル部分を表す期間それぞれの期間内の量子化サンプルの平均値を算出して、２つの平均値の中点を決定するＳＹＮＣスライス・レベル設定ステップと、前記波形記憶ステップにより記憶された前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値を入力して前記ＳＹＮＣスライス・レベル設定手段から出力された前記中点レベルとを比較し、該中点レベルを有するサンプルと複数の前記量子化サンプル値との関係を決定し補正データを出力する補正データ生成ステップと、前記補正データ生成ステップからの前記関係を表す補正データに基づいて、前記水平座標生成ステップで開始された水平座標データの出力を補正する水平座標補正ステップを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のデジタル・ビデオ処理方法であって、補正データを入力して量子化サンプル信号の１クロック未満の遅延あるいは進相を含む位相調整を行う位相調整ステップをさらに備え、前記補正データ生成ステップは、前記中点レベルと複数の連続する量子化サンプル値と比較して一致した量子化サンプル値と前記水平同期分離手段で抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差、一致していない場合には前記中点レベルの値を間に含む２つ連続する量子化サンプルの一方の量子化サンプルと前記水平同期分離ステップで抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差を整数部の補正データとして前記水平座標補正ステップに出力し、該一方の量子化サンプルからのずれ量を小数部の補正データとして前記位相調整ステップに出力することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のデジタル・ビデオ処理方法であって、前記ビデオ処理回路は、前記水平座標生成手段から出力される水平座標データに基づいて誤差信号を生成し、前記サンプリング・クロック信号を生成するシステム・クロック信号発生器をさらに有し、前記決定ステップは前記サンプリング・クロックを単位とした補正データのうち整数部を前記水平座標補正手段に出力し、前記補正データの小数部を前記システム・クロック信号発生器に出力するステップを有し、前記システム・クロック信号発生器は前記補正データ生成ステップからの小数部を受けて前記誤差信号に重畳し、サンプリング・クロックの位相を前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０Ｈ基準点とするように制御することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１９】
図２は、本発明を適用したＡ／Ｄ変換器を含むデジタル処理回路の一実施形態を示す図である。この図は、アナログ・ビデオ処理回路における水平タイミング処理部を表し、機能ブロック図として描いている。アナログ・ビデオ信号を量子化サンプルに変換するＡ／Ｄ変換器２０１、低域通過フィルタ２０２、固定値のスライス・レベルを有して同期成分を分離するスライス部２０３、分離した同期成分から各種のタイミング信号を生成するタイミング生成部２０４、タイミング生成部からの信号を受けて水平同期部分の先端部（Sync tip）の平均値計算部２０５、ペデスタル部分の平均値計算部２０６、これらの平均値計算部の平均値を加算し、そして１／２にするの演算部２０７、タイミング生成部からの出力を受けて、遅延器２０９で遅延された同期信号の開始部分を記憶し、そして再生する波形記憶再生部２１０、波形記憶再生部からのそれぞれの量子化サンプル値と演算部からの出力値を比較して補正データを生成する補正用データ生成部２１１、タイミング生成部からの出力を受けて、デジタル処理のための水平座標データを生成するピクセル・カウンタ部２１２、を含んで構成している。
【００２０】
なお、ピクセル・カウンタ部２１２には、補正用データ生成部２１１からの出力を受けて、出力する座標データを補正する補正回路を付属している。また、補正用データ生成部からの出力は、図示しないサンプリング・クロック信号生成部のＰＬＬ回路に送られて位相差検出信号に重畳される。
【００２１】
図２において、映像成分の処理回路あるいは処理系については、簡単化のための省略している。また、デジタル処理における処理クロックとしてのサンプリング・クロック等も省略している。
【００２２】
図２に示すピクセル・カウンタ部２１２の出力データ信号は、後述する補正処理が実行されるタイミング後においては、入力したアナログ・ビデオ信号の０Ｈ基準点のタイミングを基準として表した水平同期をあらわす信号となっており、具体的には、１水平走査期間を通してサンプリング・クロックをカウントして水平位置、たとえば、カラー・バーストの位置、ブランキング領域等の範囲を最終的に決定するＨカウンタと呼ばれるカウンタの位相を決定する信号として使用される。
【００２３】
補正用データ生成部２１１によってピクセル・カウンタ２１２の出力が補正されるタイミングが、後述する説明で明らかにされるが、少なくとも、カラー・バースト信号の始まる期間よりは遅れたタイミングである。したがって、場合によっては、カラー・バーストの終了タイミングを、補正された水平座標に基づいて正確に予測することが可能であるが、上述した実施形態においては、ピクセル・カウンタ２１２は、同期成分の前縁、開始部分で起動しているので、カラー・バーストの開始部分は、仮の水平座標データとなっている。同期成分の前縁、開始部分からあらかじめ定めたクロック数を遅延して、補正用データ生成部から補正される直前に起動するように構成することにより、補正された水平座標の示す範囲を拡大することは可能である。
【００２４】
以下に、図２に示したブロック図の動作について説明する。
【００２５】
図において入力するアナログ・ビデオ信号は図示していないが、ＤＣ分が再生されて特定の電圧範囲にある信号であり、ビデオ信号のベデスタル部分、すなわちブランキング部分で黒レベルを表すレベルは、所定の電位、たとえば、Ａ／Ｄ変換器が８ビット出力であれば８０（１０進表示、以後同様）の量子化値を出力するレベルに設定されている。ここで、１００ＩＲＥの白の規定レベルを２４０とすると、−４０ＩＲＥの同期の先端レベルは１６となる。この場合、上下にそれぞれ１５の量子化レベルの余裕を残して、規定レベルのビデオ信号（テレビジョン信号）をＡ／Ｄ変換することが可能になる。
【００２６】
なお、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１に規定するスタジオ符号化パラメータでは、Ｙの黒レベルを８ビットの場合に１６、Ｙの白レベルを２３５としているが、８０〜２４０を１６〜２３５に対応させたルックアップ・テーブルで、８０〜２５５を１６〜２５４に変換することで対応可能である。また、通常１０ビットのＡ／Ｄ変換器が使用されるので、上述したような同期部分まで含めてＡ／Ｄ変換しても、ダイナミック・レンジの減少に関して問題となることはない。
【００２７】
本実施形態においては、規定レベルを入力した場合に、同期先端を１６、黒レベルを８０、白レベルを２４０としている。ここで、黒レベルは、基本的にはＡ／Ｄ変換器の入力側のペデスタル・クランプ回路でペデスタル・レベルのＤＣ電圧が一定電圧に設定されるようにしているで、少なくとも８０あるいはその近傍の値が設定されるものとしている。また、Ａ／Ｄ変換器は簡単化のために８ビットとし、量子化値も８ビットで１０進表記としている。
【００２８】
上述したようなアナログ・ビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器２０１で量子化される。この出力信号からノイズや色副搬送波成分を取り除くために、まずフィルタ２０２（ローパス・フィルタ、あるいはノイズが無い条件では、サブキャリア周波数のみを取り除くバンドパス・フィルタでも可）を通過させる。サブキャリア周波数成分が除去されたデジタル・ビデオ信号は、固定値スライス部１０３においてあらかじめ定めた固定値（たとえば、５９）と比較して（固定値スライス）同期信号を取り出す。この固定値は、入力ビデオ信号のレベルが規定レベルの半分に、あるいは同期成分のレベルが半分になった場合、その同期成分の先端部分は４８の値を有するので、このような入力信号においても、黒レベル付近のノイズを回避して同期信号のみを検出ことを可能とする数値である。
【００２９】
固定スライス部２０３の入力レベルが、規定レベルとこの規定レベルの１／２のレベルの間のレベル値を有する複合ビデオ信号であれば、この固定スライス部の出力には、分離した複合同期信号が出力される。この信号を受けたタイミング生成部は、入力した複合同期信号から等価パルス、あるいはＶ同期成分を除去して水平同期の部分のみを検出し、所定のタイミング信号を生成する。
【００３０】
通常、水平同期成分を取り出す場合は、複合同期信号の開始部分から（水平等価パルスは水平同期信号幅の１／２なので）水平同期信号幅の３／４の期間後に入力した複合同期信号の状態を調べることで行われる。この場合、水平同期信号であるとされるタイミングは、開始部分から、本実施形態においては固定スライス部の出力タイミングから、水平同期信号幅の３／４の期間後となる。
【００３１】
フィルタ部２０２の出力は遅延部２０９により、水平同期検出タイミングで検出した水平同期の開始部分を波形記憶再生部２１０に記憶させるため、信号を遅延する。この遅延部の出力ポイントでは、タイミング生成部が水平同期検出をした時点では、水平同期開始ポイントよりも前のタイミングとなっている。これは、入力信号レベルが規定値の１／２の場合には、固定スライスのスライス・レベルは、入力同期のレベルの中点よりも低く、したがって、０Ｈ基準点は固定値スライス部で検出したタイミングよりも前に存在することになるので、その範囲の信号の状態を波形記憶する必要があるためである。
【００３２】
上述したように遅延部２０９で遅延された信号は、タイミング生成部からの水平同期を検出したことを表す信号によって、波形記憶再生部２１０内への記憶開始を行い、所定のクロック数（たとえば、３２クロック；２７ＭＨｚクロックの場合約１．２μｓの期間に相当）のデータを記憶する。
【００３３】
Ｓｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値計算部２０５およびペデスタル平均値計算部２０６は、所定のデータ数、本実施形態では、ビット・シフト演算を考慮して、６４個のデータ数を積算し、且つ減算している。すなわち、１クロックに１データ積算を開始してから６５クロック（２７ＭＨzのクロックの場合、約２．３７μｓに相当、これは水平同期の幅の約１／２）後に、最初に積算したデータを減算することで、過去の６４データの積算値を得ている。またこの出力のビット操作で、１／６４の値、またその１／２の値を得ることもできる。ここでは、ビット操作で積算値の１／１２８のデータを出力している。
【００３４】
図３は、図１の各ブロックの動作を説明する図である。
【００３５】
タイミング生成部２０４は、水平同期成分を検出した時点（ｔ１で示す）、この時点は、既にＳｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値計算部２０５の入力ポイントでは、水平同期信号部分を入力してから約その期間の３／４のデータを入力している。したがって、Ｓｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値計算部２０５が水平同期期間の約１／２の期間に渡って入力する量子化サンプル値の平均値を算出しているとした場合に、タイミング生成部からの水平同期検出信号を受けた時点で水平同期幅の１／２に相当する開始部分を除外した領域の平均値を出力していることになる。このことを図３に描いた四角枠で示している。したがってＳｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値計算部２０５は、タイミング生成部からの水平同期開始の信号を受けて、それまでの平均値を出力し、その出力値を次回のタイミング生成部からの信号を受けるまで維持する。
【００３６】
ペデスタル平均値計算部２０６もＳｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値計算部２０５と同様な構成であり、タイミング生成部において水平同期成分検出信号から生成されたタイミング信号（ｔ２で示す）により、フィルタ２０２により除去されたカラー・バースト信号部分を含みあらかじめ定めた期間の信号の平均値を算出したタイミング（ｔ２示す）で、それまでの期間の平均値を出力し、その出力値を次回のタイミング生成部からの信号を受けるまで維持する。
【００３７】
ペデスタル平均値計算部２０６の出力が更新された時点で、Ｓｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値計算部２０５の出力は既に更新されており、演算部２０７においてこれらの出力値を加算してペデスタル平均値とＳｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値の中点レベル、すなわち０Ｈ基準点を検出するためのリファレンス・レベルを出力する。
【００３８】
タイミング生成部は、補正用データ生成部に上述したリファレンス・レベルが供給された時点で、波形記憶再生部に対して読出し開始制御を行う。
【００３９】
波形記憶再生部２１０は、始めて固定スライス・レベル以下となった量子化サンプルより前のタイミングの量子化サンプル、たとえば、８０近傍の値のデータから再生を開始する（図３の下方に示す）。ここで、制御の簡単化のために、始めて固定スライス・レベル以下となった量子化サンプルのアドレスがあらかじめ定められていると都合が良い。
【００４０】
図４は、規定レベルの入力信号を処理して波形記憶再生部に記憶し、そして読み出した同期開始部分の量子化サンプル値を示している。図の左部の数値は量子化値を示している。この図において、同期レベルの中点（この場合、量子化値４８）のレベルを有する量子化サンプルは存在しない。図示した例では、固定スライス・レベルを下回ったサンプルとその次のサンプルの中間ポイントが０Ｈ基準点に相当するポイントとなる。
【００４１】
仮に入力信号のレベルが規定レベルの１／２の場合、同期レベルの中間は６４の値となり、これは固定スライス・レベルよりも大きい。この場合、固定スライス・レベルを下回ったサンプルの前に０Ｈ基準点に相当するポイントが存在することになる。
【００４２】
図５は、図４の一部を拡大したもので、補正用データ生成部の動作をより詳細に説明する図である。
【００４３】
補正用データ生成部は、量子化サンプルを次々と比較し、リファレンス・レベルと同じかあるいは、低いレベルを有する量子化サンプルのアドレスを特定する。ここで、固定スライス部で最初に出力した量子化サンプルのアドレスをＡＦＩＸ、そして特定した量子化サンプルのアドレスをＡＣとし、量子化サンプルのアドレスは時刻経過とともにその数値が増加するものとする。また、固定スライス・レベルをＣＦＩＸとし、演算部１０７で算出した同期の中点レベルをＣ０Ｈとする。
【００４４】
（固定スライス・レベル＞同期中点レベルの場合）
固定スライス・レベル＞同期中点レベルの場合、０Ｈ基準ポイントは、固定スライス出力タイミングよりも、等しいかあるいは遅れたタイミング（大きいアドレス）に存在することになる。
【００４５】
ここで、補正用データ生成部２１１に供給されるリファレンス・レベルは、平均値演算をすることで、小数部を有している。したがって、比較する量子化サンプル値のレベルがリファレンス・レベルと一致する確率は相当低い。したがって通常においては、リファレンス・レベルを最初に下回った量子化サンプルのアドレスの特定が行われる。ここで、特定された量子化サンプルのアドレスをＡＣ、その値をＳＣとし、その直前の量子化サンプルのアドレスを（ＡＣ−１）、その値をＳＣ−１（この量子化サンプル値はリファレンス・レベルよりも大きいレベル値を有している）、そしてリファレンス・レベルをＳｒｅｆとする。の間で下記の２つの演算を行う。
（ＳＣ−１−Ｓｒｅｆ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）・・・式１
（Ｓｒｅｆ−ＳＣ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）・・・式２
ここで式１の値は、クロック期間を１とした場合の、量子化サンプルＳＣ−１に対する０Ｈ基準ポイントのタイミングのズレを表し、量子化サンプルＳＣ−１に対する０Ｈ基準ポイントの遅れ量を表している。また、式２はクロック期間を１とした場合の、量子化サンプルＳＣに対する０Ｈ基準のタイミングとのズレを表し、量子化サンプルＳＣに対する０Ｈ基準ポイントの進み量を表している。
【００４６】
ピクセル・カウンタに対する補正データは、以下のようになる。
補正データ＝｛（ＡＣ−１）−ＡＦＩＸ｝＋（ＳＣ−１−Ｓｒｅｆ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）・・・式３
ここで、｛（ＡＣ−１）−ＡＦＩＸ｝の項は、クロック単位の数値であり、残りはクロック単位の分数である。
【００４７】
（固定スライス・レベル＜同期中点レベルの場合）
固定スライス・レベル＜同期中点レベルの場合、０Ｈ基準ポイントは、固定スライス出力タイミングよりも、進んだタイミング（大きいアドレス）に存在することになる。この場合のピクセル・カウンタに対する補正データは、以下のようになる。
補正データ＝（ＡＣ−ＡＦＩＸ）−（Ｓｒｅｆ−ＳＣ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）・・・式４
あるいは、
補正データ＝｛（ＡＣ−１）−ＡＦＩＸ｝＋（ＳＣ−１−Ｓｒｅｆ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）・・・式５
と表すことができる。ここで、式４と式５は同一の内容を表し、（ＡＣ−ＡＦＩＸ）、｛（ＡＣ−１）−ＡＦＩＸ｝の項はクロック単位の数値であり、残りはクロック単位の分数である。
【００４８】
（補正データの分数処理のその１）
上述の式３と式５の分数は、同一である。この場合、それぞれの整数部でピクセル・カウンタ２１２を補正すると、それぞれの映像を表すサンプルの位相は、ピクセル・カウンタ２１２で表される位相よりも、式３あるいは式５の分数部で表される量だけ遅れて表されていることになる。すなわち、０Ｈ基準点は、ピクセル・カウンタ２１２が基準としたサンプル位置よりも、式３あるいは式５の分数部だけ遅れた位置にある。この場合、式３あるいは式５の分数部が同じであるということは、式３あるいは式５の分数部のデジタル処理が同一になるとことを示している。この処理は、映像領域のそれぞれのサンプル値を分数値、（ＳＣ−１−Ｓｒｅｆ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）だけ進ませることで実現できる。この位相進相は以下の演算を実行して、その値をアドレスＭ＋１の値とすることである。ここで、（ＳＣ−１−Ｓｒｅｆ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）＝αとする。
（アドレスＭ＋１の量子化値）×α＋（アドレスＭの量子化値）×（１−α）・・・式６
【００４９】
上述した式３あるいは式５を、たとえば、式５を式４に変えるようにすることで、着目点を１クロック分遅らせて考察した場合に、分数部は、（Ｓｒｅｆ−ＳＣ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）となる。この場合は、（Ｓｒｅｆ−ＳＣ）／（ＳＣ−１−ＳＣ）（クロック単位）で表される量だけ、０Ｈ基準ポイントは進んでいるので、映像のそれぞれのサンプル値を遅らせる必要がある。この場合も演算で求めた値をアドレスＭに格納することのみが異なるだけで、演算結果は式６と同等になる。
【００５０】
（補正データの分数処理のその２）
補正データの分数は、サンプリング・クロックの位相をずらせることにより、０あるいは、実質的に０とすることが可能である。この場合は、補正データの整数部のみで、ピクセル・カウンタの補正データとすることができる。
【００５１】
補正データの分数をサンプリング・クロック用ＰＬＬ回路とする場合には、分数部の表し方が問題になる。ここでは、固定値スライス部の出力に基づいてＰＬＬ回路は構成されているものとする。
【００５２】
分数部が０（ゼロ）の場合に誤差信号を０とするのは当然として、この０を基準として０Ｈ基準ポイントが遅れている場合を＋とし、進んでいる場合をマイナスとする必要がある。
【００５３】
したがって、前述した式１と式２に比較し、式１が小さいときは式１の値を＋とし、式２が小さいときは式２の値をマイナスとして、位相誤差補正信号として生成することにする。このようにした場合、ピクセル・カウンタの補正データは、式１＜式２の場合は｛（ＡＣ−１）−ＡＦＩＸ｝、式１＞式２の場合は（ＡＣ−１−ＡＦＩＸ）となる。要するに０Ｈ基準ポイントに近いサンプリングの位相を０Ｈ基準ポイントに近づけることになる。上述した位相誤差補正信号の極性が＋の場合は位相を進ませて誤差信号の値が減少する方向に、極性がマイナスの場合は、位相を進ませて誤差信号の絶対値が減少する方向に、ＰＬＬ回路を動作させることになる。
【００５４】
なお、この場合においても１クロック以下の微小ジッタは避けられない。たとえば、クロックの１／４０程度のジッタを有している場合も想定される。この場合、正確な０Ｈ基準ポイントは、特定位置のサンプル・ポイントに対して前後に位置することになる。この場合は、０Ｈ基準ポイント近傍の（時間的な）サンプル位置に基づいて補正データの整数部を生成することになる。
【００５５】
（補正データの分数処理のその３）
上述した構成と異なるＰＬＬを説明する。
【００５６】
図６は、図１に示したピクセル・カウンタと補正用データ生成部の位相誤差データの小数部を基に構成したＰＬＬである。電圧制御水晶発振器（XVCO）６０１と、たとえば、ＸＶＣＯ出力の１３．５ＭＨｚクロック信号を入力し１／８５８の分周を行う自走カウンタ６０２、この自走カウンタ６０２の出力とピクセル・カウンタ（この出力は補正後のデータ）の出力との差分を出力する減算器６０３、そしてこの出力から誤差信号を生成する誤差信号生成部６０４、そしてこの誤差信号と、補正用データ生成部からの補正データの小数部を入力して加算する加算器を備えている。加算器６０５の出力は、Ｄ／Ａ変換、あるいはＰＷＭ変調することによりアナログ変換してＸＶＣＯ部に与えられる。
【００５７】
誤差信号生成部は、たとえば、自走カウンタ６０２から補正後のピクセル・カウンタの出力データを減算した結果が、０から４２８（＝８５８／２）の間の数値の場合はそのままとし、４２９から８５７までの間の数値であれば、減算値から８５８をさらに減算して負の数とすることにより誤差信号を生成する。
【００５８】
図６に示した構成は、ＰＬＬの位相比較ポイントを水平同期信号の発生時点と切り離すことが可能であり、上述した説明では省略したが、９Ｈの垂直同期信号期間内の水平同期の０Ｈ基準点を検出する際の中点レベルの算出完了ポイントが通常の水平同期信号の場合の算出完了ポイントとずれても、そのずれを無視することができる特徴を有する。
【００５９】
なお、誤差信号生成部６０４と、補正用データ生成部の補正データの小数部の極性は整合をとり、またＸＶＣＯの制御極性と整合を取ることは勿論である。
【００６０】
以上説明したように制御することにより、入力信号の０Ｈ基準点をサンプリングするサンプリング・クロックを生成することができると同時に、０Ｈ基準点を起点にした水平座標データを得ることができる。
【００６１】
以上、本発明を、本実施形態を使用して説明したが、本発明の趣旨を逸脱しないで、次の形態に変更することは容易である。
１．２７ＭＨｚでサンプリングして基本的な処理を、半分の１３．５ＭＨｚのクロックで行う場合に、この１３．５ＭＨｚのクロック位相を０Ｈ基準に一致させる場合にも適用可能である。この方法には、幾つかの方法が考えられる。ＰＬＬ回路へ位相誤差信号を送らない場合は、再サンプリングの手法でフィルタリング処理することで実行可能である。また、ＰＬＬ回路へ位相誤差信号を送る場合は、ピクセル・カウンタの起動タイミングを１／２の１３．５ＭＨｚのクロックで行い、補正用データ生成部は２７ＭＨｚのままで、整数部を偶数値と、余りに１が生じた場合は、上述した式１と式２の比較をしないで式１が小さいとした場合の処理をして、そのときの位相補正誤差を１＋式１とすることで可能である。
２．図２において、遅延部２０９は、あらかじめ定めた容量のリング構成のＲＡＭで置き換えることも、またＦＩＦＯで置き換えることも可能である。
３．図２においてフィルタ２０２を使用しているが、この遅延量は定まった値を有するので、Ａ／Ｄ変換部の出力データを処理するビデオ成分処理回路との間で、信号間の時間一致を図ることは通常行われている。
４．Ｓｙｎｃ  ｔｉｐ平均値計算部と、ペデスタル平均値計算部を独立に設けたが、平均値計算部を１つとして、タイミングが異なるそれぞれの平均値をレジスタに格納する方法とすることもできる。
５．入力するアナログ・ビデオ信号にノイズ成分の混入が多く、上述した方法による水平同期分離信号にジッタが生じている場合、入力するアナログ・ビデオ信号そのものにはジッタが極小の場合、上述した方法で得た、補正されたピクセル・カウンタを直接、映像を表すデータの水平座標に使用するのではなく、映像を表すデータの水平座標に使用するカウンタを別に設けて、そのカウンタと補正されたピクセル・カウンタとの間で、検出した際のジッタを取りながらも入力との同期を取る方法もある。このような方法は、フレーム・シンクロナイザ、ＴＢＣ等において使用されており、公知になっている。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、量子化デジタル信号を入力して所定の固定閾値と比較して水平同期成分信号を抽出し、この信号の前縁で量子化サンプル毎の水平座標を表す水平座標生成を開始させ、水平同期部分の０Ｈ基準点付近の量子化サンプル値を一時記憶して出力する波形記憶再生部と、水平同期部分の先端とペデスタル・レベルを表す期間の量子化サンプルの平均値を算出して両者の中点を出力するリファレンス・レベル生成部と、波形記憶再生部出力とリファレンスを比較して、中点レベルのポイントと再生したサンプル値との関係を決定し、水平座標を補正するための補正データ生成部を有しているので、同期信号に対する映像信号の位相を正確に復元することができる。
【００６３】
また、水平座標を補正するための補正データ生成部は、サンプリング・クロックを単位とした補正データのうち整数部を前記水平座標補正手段に出力し、該補正データの小数部を前記システム・クロック信号発生器に出力するので、サンプリング・クロックの位相を水平同期部分の０Ｈ基準点をサンプリングするように位相制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＮＴＳＣテレビジョン信号のＲＳ−１７０Ａ規格におけるＳＣＨを説明する図である。
【図２】本発明の要旨を説明するブロック図であり、本実施形態のデジタル処理回路における水平同期座標制御を示すブロック図である。
【図３】図２に示す水平同期座標制御の動作を説明する図である。
【図４】波形記憶再生部に記憶する同期開始部分の量子化サンプル値を示す図である。
【図５】図４の一部を拡大したもので、補正用データ生成部の動作をより詳細に説明する図である。
【図６】図１に示したピクセル・カウンタと補正用データ生成部の位相誤差データの小数部を入力するＰＬＬの構成を示す図である。
【符号の説明】
２０１    Ａ／Ｄ変換器
２０２    フィルタ
２０３    固定値スライス部
２０４    タイミング生成部
２０５    Ｓｙｎｃ  Ｔｉｐ平均値計算部
２０６    ペデスタル平均値計算部
２０７    演算部
２０９    遅延部
２１０    波形記憶再生部
２１１    補正用データ生成部
２１２    ピクセル・カウンタ
ＡＦＩＸ    固定値スライス部で出力する最初の量子化サンプルのアドレス
ＡＣ    同期成分の中点レベル以下になった量子化サンプル値
ＣＦＩＸ    固定値スライス部で出力する最初の量子化サンプル値
ＳＣ    同期成分の中点レベル以下になった量子化サンプルのアドレス
ＳＣ−１    ＳＣの前の量子化サンプル値
Ｓｒｅｆ    同期成分の中点レベル
６０１    電圧制御水晶発振器
６０２    自走カウンタ
６０３    減算器
６０４    誤差信号生成部
６０５    加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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