(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量子化デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記量子化デジタル信号に含まれる水平同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するラインロック発振部と、
前記量子化デジタル信号に含まれる垂直同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するフレームロック発振部と、
前記ラインロック発振部とフレームロック発振部の出力信号を入力して、いずれか一方を選択出力して、前記Ａ／Ｄ変換器を含むビデオ処理回路のクロック信号とするクロック切り換え器と、
を備えたことを特徴とするアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項２】
前記量子化デジタル信号中の同期信号成分を監視して同期信号の揺らぎ、または不連続性を検出した際に、あるいはラインロック発振部のＰＬＬ動作状態を監視して安定したクロックを生成していないと決定した場合にフレーム構造を調べてフレームロック発振部が使用可能であると決定した際に、前記クロック切り換え器の選択を前記フレームロック発振部の出力信号を出力するように制御する信号品位判定部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項３】
前記信号品位判定部は、前記それぞれの発振部に含まれるＶＣＯに対して予め定めた周波数を発振するように制御する機能を有し、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後においては、前記ＶＣＯと前記クロック切り換え器を制御し、前記予め定めた周波数の信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換装置は、さらに予め定めた固定周波数の信号を出力する固定周波数発振器を備え、前記クロック切り換え器は該固定周波数発振器の出力信号を入力し、前記信号品位判定部は、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後においては、前記クロック切り換え器を制御し、前記固定水晶発振器からの予め定めた周波数の信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項５】
前記Ａ／Ｄ変換装置は、予め定めた周波数の信号を出力するように制御した後に、前記クロック切り換え器を制御し、ラインロック発振部の出力信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項６】
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファであって、該バッファは入力ビデオ信号とサンプリング・クロックとの周波数誤差に起因して生ずる１水平期間のサンプリング数の予め定められた数値からの逸脱に対して、１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力するように機能し、該バッファは前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの同期成分に基づいて制御されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項７】
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファを有し、前記信号品位判定部が前記クロック切り換え器を制御して、ラインロックされた、あるいはフレームロックされた信号を出力するように制御した際に、前記バッファから出力されるビデオ信号は、１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項８】
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量子化デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記量子化デジタル信号に含まれる水平同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するラインロック発振部と、前記量子化デジタル信号に含まれる垂直同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するフレームロック発振部と、前記ラインロック発振部とフレームロック発振部の出力信号を入力して、いずれか一方を選択出力して、前記Ａ／Ｄ変換器を含むビデオ処理回路のクロック信号とするクロック切り換え器を備えたアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置におけるＡ／Ｄ変換方法であって、
前記量子化デジタル信号中の同期信号成分を監視して同期信号の揺らぎ、または不連続性を検出し、あるいはラインロック発振部のＰＬＬ動作状態を監視して安定したクロックを生成していないと決定した場合にフレーム構造を調べてフレームロック発振部が使用可能であると決定する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて、同期信号の揺らぎ、または不連続性を検出し、あるいはフレームロック発振部が使用可能であると決定した際に前記クロック切り換え器の選択を前記フレームロック発振部の出力信号を出力するように制御する第２のステップと、
を備えることを特徴とするアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法。
【請求項９】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後を検出する電源投入検出ステップと、前記電源投入検出ステップにおいて電源投入直後を検出した際に、前記予め定めた固定周波数の信号を出力するように前記ＶＣＯと前記クロック切り換え器を制御するステップを有することを特徴とする請求項８に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法。
【請求項１０】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後を検出するステップと、前記電源投入検出ステップにおいて電源投入直後を検出した際に、水晶発振器からの固定周波数の信号を出力するように前記クロック切り換え器を制御するステップを有することを特徴とする請求項８に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法。
【請求項１１】
予め定めた周波数の信号を出力するように制御した後に、前記クロック切り換え器を制御し、ラインロック発振部の出力信号を出力するステップを、さらに有することを特徴とする請求項９または１０に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法。
【請求項１２】
入力ビデオ信号とサンプリング・クロックとの周波数誤差に起因して生ずる１水平期間のサンプリング数の予め定められた数値からの逸脱に対して、１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力するように、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファに対して、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの同期成分に基づいて制御するステップを、さらに有することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法。
【請求項１３】
前記クロック切り換え器を制御して、ラインロックされた、あるいはフレームロックされた信号を出力するように制御した際に、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファに対して、該バッファから出力されるビデオ信号が１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力するように制御するステップを、さらに有することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ・ビデオ信号をデジタル・ビデオ信号に変換する方法および装置に関し、より詳細には、家庭内において生成される各種のアナログ・ビデオ信号をデジタル・ビデオに変換する装置、あるいは、デジタル・ビデオ・レコーダに使用されるアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のビデオ信号をデジタル処理、たとえば記録媒体への記録等、を行う場合に、アナログ形式のビデオ信号をデジタル形式のビデオ信号に変換することが必要になる。この変換において、ビデオ信号源に対して限定条件を設けない場合、ビデオ信号に含まれる同期信号からデジタル変換する際のサンプリング・クロックを生成している。そして、このクロックは、入力ビデオ信号の水平同期信号に位相ロックした発振器、あるいはテレビジョン信号（以降、ＴＶ信号と略す）の場合は色の搬送波信号であるバースト信号にロックしたクロック発振器から生成されるのが普通である。後者の場合、特にＮＴＳＣのテレビジョン信号の場合、カラー・サブキャリア信号周波数ｆｓｃの整数倍、特に４倍の周波数（４ｆｓｃと略す）のクロック周波数が多く使用されている。
【０００３】
なお、テレビジョン信号で、ＮＴＳＣ信号の場合、カラー・サブキャリア信号周波数ｆｓｃと水平同期信号周波数ｆｈとの間にはｆｓｃ＝（４５５／２）ｆｈの関係があり、垂直同期周波数ｆｖとの間には、ｆｈ＝（５２５／２）ｆｖの関係がある。
【０００４】
ところで、デジタル映像信号の形式について、国際電気通信連合（ＩＴＵ）が、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６５６（旧ＣＣＩＲ６５６）という勧告を出している。この勧告は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１の４：２：２レベルで動作する５２５ラインそして６２５ライン・テレビジョン・システムにおけるデジタル成分ビデオ信号用のインターフェースである。ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１は、アスペクト比として標準４：３そしてワイド・スクリーン１６：９用のデジタル・テレビジョンのスタジオ符号化パラメーターである。
【０００５】
この勧告に従うと、５２５ライン、すなわちＮＴＳＣ規格のテレビジョン信号の水平同期周波数の１７１６倍、周波数２７ＭＨｚのクロック（以後、ｆｃと略す）を生成する必要がある。この周波数は、ＰＡＬとＮＴＳＣのテレビジョン信号の相互変換を考慮して決められたものであり、ＮＴＳＣテレビジョン信号のカラー・サブキャリア信号周波数の整数倍ではない。ｆｓｃとｆｃの比は４５５／３４３２＝（１３×７×５）／（１３×１１×３×２×２×２）＝（７×５）／（１１×３×２×２×２）＝３５／２６４である。
【０００６】
したがって、上述した勧告に従ったデジタル信号処理を行うとすると、および、入力ビデオ信号をデジタル処理するためのクロック信号を入力信号そのものから取り出さざるを得ない場合を想定すると、入力信号の水平同期信号を基に生成するか、あるいは、入力信号に含まれるバースト信号に位相ロックしたｆｓｃの信号を３５分周した信号を生成し、この信号に対して３６４分周した信号が位相ロックするようにした信号、すなわち２７ＭＨｚを生成するかしかない。前者の場合、位相ロック回路は１段で済み、後者の場合位相ロック回路が２段となってしまう。生成されたクロックの安定度を望む場合、位相ロックの段数が多い後者の方法は必然的に避けられ、また後者の場合、回路規模が前者よりも大きくなってしまう。したがって、上述した勧告に従う場合、通常においては、水平同期信号を基に生成する、いわゆるＨ−ＬＯＣＫ、あるいはラインロック（ここで、ラインとは走査線を意味している）と呼ばれるクロック生成方法が使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水平同期信号からクロックを生成する場合に考慮しなければならない事柄がある。それは、入力信号源そのもの品質と、ビデオ処理回路が入力する際に入力信号に含まれるノイズである。
【０００８】
放送局から放送されるテレビジョン信号や、デジタル映像機器から出力されるビデオ信号の同期信号は、信号源の品位の面からは、非常に安定した周波数を有している。したがって、受信したテレビジョン信号に含まれるノイズによって分離した同期信号そのものにジッタが存在しても、そのジッタによって影響を受けないようにＰＬＬ回路の位相比較器の出力をフィルタリングすることで、ノイズによるジッタの影響を低減することができる。
【０００９】
しかし、家庭用ＶＣＲ（特にアナログ記録のもの）が出力するビデオ信号の同期信号は、信号源の品質の面からも、そしてノイズの面からも品位が悪い。
【００１０】
家庭用のＶＣＲでもＴＢＣ（タイムベースコレクタ）と呼ばれる機能がつけられるものがあり、この機能は、主に映像信号（特に輝度信号）のジッタ（特にヘッドたたきによる）を低減し、ダビング時の信号の安定性を上げるために同期信号の付け替えを目的としている。一般の家庭用ＶＣＲにはＴＢＣ機能は含まれず、一般の家庭用ＶＣＲの出力には、信号源の品質の面からは、同期信号の間隔は定常的に数μ秒、１画面に１回は、数十μ秒の揺らぎがある。また、ノイズの面からは、波形歪みやノイズが含まれる。特に、同期信号の近傍にはビデオ・ヘッドの切り換えによる大きなパルス・ノイズがあり、同期分離に対して悪影響を与えている。
【００１１】
このような信号から同期信号を分離し、分離した同期信号に基づいてＰＬＬ回路を使用してクロックを生成すると、そのクロックは問題となる大きなジッタを有する。このジッタには、時間軸の揺らぎ（受信テレビジョン信号の場合は伝搬遅延の変動があるが小さい、家庭用ＶＣＲの場合には、ヘッド／テープ相互間の機械的変動等によるもので大きい）によるものと、これとは無関係な各種のノイズによるものが含まれる。
【００１２】
したがって、家庭用のＶＣＲの再生ビデオ信号を処理する場合、時間軸の揺らぎについては正確に、しかしノイズについては無視する形での同期分離、およびクロック再生が望まれる。しかしながら、両者は明確に分離することは、家庭用ＶＣＲにおいては困難なことが多い。
【００１３】
また、上述したＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６５６においては、すべてが１つの数値で規定されている。このことはアナログ信号、たとえば、ＮＴＳＣの規格においては信号の幅として最大値と最小値が規定されているが、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６５６においては、このようなことはなく、規格における数値は一意の数値である。このことは、単にサンプリング周波数の問題ではなく、たとえば、ビデオ信号の１フレーム中のクロック数、したがって、１ライン中のクロック数が厳密に規定されているということであって、時間軸の揺らぎが存在する家庭用ＶＣＲの場合には特に問題になる。このことは、入力ビデオ信号を正確にデジタル信号にサンプリングすることも重要であるが、サンプリングしてデジタル量となったビデオ信号が、最終的にデジタル・ビデオ信号としてＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６５６におけるインターフェース形式、デジタル・ビデオ・フォーマットを有していなければならないということを意味する。
【００１４】
このことは、従来におけるアナログ信号を、アナログ回路によるアナログ処理から単にデジタル処理に換えた際における問題と異なってくる。従来の、このような単なるアナログ・ビデオ信号のデジタル処理においては、最終的にアナログ形式のビデオ信号、たとえばＮＴＳＣテレビジョン信号、あるいはＰＡＬテレビジョン信号を出力することを目的としていた。あるいは、家庭用ＶＣＲの出力ビデオ信号のような信号を処理することを前提にしていなかった。
【００１５】
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、ＶＨＳ方式あるいは８ｍｍ方式のＶＣＲ、ゲーム機、レーザーディスク、ＤＶＤ／Ｖｉｄｅｏ−ＣＤ、テレビジョン・カメラ（監視用等）等の出力ビデオ信号、そしてアナログ・テレビジョン放送（地上波、ＣＳ／ＢＳ）のＮＴＳＣあるいはＰＡＬ方式のアナログ・テレビジョン信号を入力し、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１あるいは６５６に準拠した形式のデジタル・ビデオ信号に変換するアナログ／デジタル変換装置および方法を提供することにある。
【００１６】
【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、アナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置であって、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量子化デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記量子化デジタル信号に含まれる水平同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するラインロック発振部と、前記量子化デジタル信号に含まれる垂直同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するフレームロック発振部と、前記ラインロック発振部とフレームロック発振部の出力信号を入力して、いずれか一方を選択出力して、前記Ａ／Ｄ変換器を含むビデオ処理回路のクロック信号とするクロック切り換え器と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置であって、前記量子化デジタル信号中の同期信号成分を監視して同期信号の揺らぎ、または不連続性を検出した際に、あるいはラインロック発振部のＰＬＬ動作状態を監視して安定したクロックを生成していないと決定した場合にフレーム構造を調べてフレームロック発振部が使用可能であると決定した際に、前記クロック切り換え器の選択を前記フレームロック発振部の出力信号を出力するように制御する信号品位判定部をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置であって、前記信号品位判定部は、前記それぞれの発振部に含まれるＶＣＯに対して予め定めた周波数を発振するように制御する機能を有し、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後においては、前記ＶＣＯと前記クロック切り換え器を制御し、前記予め定めた周波数の信号を出力するようにしたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置であって、前記Ａ／Ｄ変換装置は、さらに予め定めた固定周波数の信号を出力する固定周波数発振器を備え、前記クロック切り換え器は該固定周波数発振器の出力信号を入力し、前記信号品位判定部は、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後においては、前記クロック切り換え器を制御し、前記固定水晶発振器からの予め定めた周波数の信号を出力するようにしたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置であって、前記Ａ／Ｄ変換装置は、予め定めた周波数の信号を出力するように制御した後に、前記クロック切り換え器を制御し、ラインロック発振部の出力信号を出力するようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置であって、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファであって、該バッファは入力ビデオ信号とサンプリング・クロックとの周波数誤差に起因して生ずる１水平期間のサンプリング数の予め定められた数値からの逸脱に対して、１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力するように機能し、該バッファは前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの同期成分に基づいて制御されることを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置であって、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファを有し、前記信号品位判定部が前記クロック切り換え器を制御して、ラインロックされた、あるいはフレームロックされた信号を出力するように制御した際に、前記バッファから出力されるビデオ信号は、１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力することを特徴とするものである。
【００２３】
また、請求項８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量子化デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記量子化デジタル信号に含まれる水平同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するラインロック発振部と、前記量子化デジタル信号に含まれる垂直同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するフレームロック発振部と、前記ラインロック発振部とフレームロック発振部の出力信号を入力して、いずれか一方を選択出力して、前記Ａ／Ｄ変換器を含むビデオ処理回路のクロック信号とするクロック切り換え器を備えたアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換装置におけるＡ／Ｄ変換方法であって、前記量子化デジタル信号中の同期信号成分を監視して同期信号の揺らぎ、または不連続性を検出し、あるいはラインロック発振部のＰＬＬ動作状態を監視して安定したクロックを生成していないと決定した場合にフレーム構造を調べてフレームロック発振部が使用可能であると決定する第１のステップと、前記第１のステップにおいて、ヘッド・スイッチングを検出し、あるいはフレームロック発振部が使用可能であると決定した際に前記クロック切り換え器の選択を前記フレームロック発振部の出力信号を出力するように制御する第２のステップと、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法であって、さらに、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後を検出する電源投入検出ステップと、前記電源投入検出ステップにおいて電源投入直後を検出した際に、前記予め定めた固定周波数の信号を出力するように前記ＶＣＯと前記クロック切り換え器を制御するステップを有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法であって、さらに、前記Ａ／Ｄ変換装置に電源が投入された直後を検出するステップと、前記電源投入検出ステップにおいて電源投入直後を検出した際に、水晶発振器からの固定周波数の信号を出力するように前記クロック切り換え器を制御するステップを有することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法であって、予め定めた周波数の信号を出力するように制御した後に、前記クロック切り換え器を制御し、ラインロック発振部の出力信号を出力するステップを、さらに有することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法であって、入力ビデオ信号とサンプリング・クロックとの周波数誤差に起因して生ずる１水平期間のサンプリング数の予め定められた数値からの逸脱に対して、１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力するように、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファに対して、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの同期成分に基づいて制御するステップを、さらに有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項８〜１１のいずれかに記載のアナログ・ビデオ信号のＡ／Ｄ変換方法であって、前記クロック切り換え器を制御して、ラインロックされた、あるいはフレームロックされた信号を出力するように制御した際に、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化データの信号系路上に設けられたバッファに対して、該バッファから出力されるビデオ信号が１水平期間内のビデオ・データとして予め定められたサンプリング数を出力するように制御するステップを、さらに有することを特徴とする。
【００２９】
【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。
【００３０】
図１は、本発明が適用可能なシステムを説明するための図である。
【００３１】
本発明は、図１において符号１００〜１０５に示すＶＨＳ方式あるいは８ｍｍ方式のＶＣＲ、ゲーム機、レーザーディスク、ＤＶＤ／Ｖｉｄｅｏ−ＣＤ、テレビジョン・カメラ（監視用等）、そしてアナログ・テレビジョン放送（地上波、ＣＳ／ＢＳ）のＮＴＳＣあるいはＰＡＬ方式のアナログ・テレビジョン信号を入力し、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１あるいは６５６に準拠した形式のデジタル・ビデオ信号に変換するＮＴＳＣ／ＰＡＬデコーダ１１０に適用可能である。
【００３２】
また、図２に例示したデジタル・ビデオ記録装置において、アナログ・ビデオ信号を入力し、そしてデジタル・ビデオ信号に変換して、ＭＰＥＧ圧縮等を実施する映像信号処理部に出力するＮＴＳＣ／ＰＡＬデコーダ２０３に適用可能である。
【００３３】
本発明の要部を、図３を基に説明する。図３は、アナログ／デジタル変換、すなわち量子化機能と、量子化されたデジタル信号の形式、主に、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６５６における１水平ライン内のデータ数を規定値に揃える機能を含めたブロックダイヤグラムである。
【００３４】
符号３００に示すアナログ・ビデオ信号（アナログ・コンポジット信号）は、同期信号の先端がクランプされた形式の信号であり、Ａ／Ｄ変換部３０１は、このようなビデオ信号全体を同期部分と映像部分を含めて、ダイナミック・レンジ一杯のデジタル信号に変換する。したがって、Ａ／Ｄ変換器３０１の出力は、そのデータ内容として同期信号と映像信号とを含んでいる。符号３０５に示す同期分離部３０５は、上述したようなＡ／Ｄ変換部からの信号を入力し、Ｖ−ＳＹＮＣとＨ−ＳＹＮＣを分離し、ラインロック発振部３０７とフレームロック発振部３０８それぞれのＰＬＬ回路の一方の位相比較入力に供給する機能を含んでいる。
【００３５】
また、同期分離部３０５に入力したＡ／Ｄ変換器３０１の出力は各種の処理をされて信号品位判定部３０６に出力し、信号品位判定部３０６において信号の品位判定を実行している。ここにおける信号の品位判定とは、たとえば、図１に示したアナログ放送信号の受信信号のような、信号源品質として安定度の高い同期信号周波数を有する信号であるか、あるいは、ＶＣＲの信号出力のような、信号源品質として基本的に時間軸の揺らぎを有する信号であるか否かを判定する。具体的には、同期信号の有無、同期信号のＨ−ＳＹＮＣの時間間隔の揺らぎ、ＯＤ／ＥＶＥＮフィールド有無、フレーム構造などの信号の状況を調べ、ＶＣＲのヘッド・スイッチの検出、またはＶＣＲの早送り中か否か、ゲーム器か否か、それともチューナからのテレビジョン受信信号か否か、等を判定する。信号品位判定部３０６の判定出力は、クロック切り換え器に送られクロックの切り換えを制御する。
【００３６】
信号品位判定部３０６の判定出力によってクロック切り換え部３０９において切り換えられたクロック信号はＡ／Ｄ変換器に送られ、さらに、輝度・色分離部３０２およびその他の処理回路のクロック信号として使用される。
【００３７】
なお、信号品位判定部３０６は、ラインロック発振部とフレームロック発振部のそれぞれのＰＬＬ部の位相比較回路に供給する信号の安定度もチェックしており、また電源投入直後であるか否かの信号生成部を有して、後述するようにクロック切り換え回路の切り換え制御を総合的に実行する。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換器３０１によってデジタル化された、正確には量子化された入力ビデオ信号（コンポジット信号）は、輝度・色信号分離部３０２に入力され、さらに輝度・色信号分離部３０２の出力（ＹおよびＣ）は、バッファ３０３に入力される。通常においては、この部分で公称２７ＭＨｚの周波数のクロックは、半分に低減され、同時に量子化データもデシメーション・フィルタ（decimation filter）によって低減される。したがって、図３に示した出力信号３１１における入力ＮＴＳＣ信号の１水平走査線期間のクロック数は、１７１６／２＝８５８となることになる。
【００３９】
図１に示すような非標準信号を処理した場合、あるいはアナログ放送信号のような標準信号であっても、ノイズによって安定した同期分離を実行することができない場合に、量子化用のクロック周波数がたとえば、１水平ラインのクロック数として規定値をオーバーしたりあるいは規定値に達しない場合がある。本発明においては、このような場合を想定し、１水平ラインのクロック数として規定値をオーバーしたりあるいは規定値に達しない場合においても、このバッファ３０３を制御することにより、１水平ラインを規定のクロック数に、具体的には規定数の輝度成分あるいはクロマ成分の量子化データとしている。バッファ３０３は、独立した書き込みアドレスと読出しアドレスを有したＲＡＭである。
【００４０】
同期分離部３０５内においてＨ−ＳＹＮＣ成分から生成された映像領域を表す信号によって、映像領域が開始されるタイミングからサンプリングした量子化ビデオ・データをＲＡＭ内に順番に記憶させる。この場合において、予め定められた数だけ記憶させる。しかし、次のＨ−ＳＹＮＣ成分のタイミングから所定のクロック数だけ前のサンプリングまでが映像の領域であるので、クロック周波数が低い場合には、予め定めたクロック数の最後の方の量子化データは、映像領域をサンプリングした量子化データでない場合が存在する。このような場合は、多くても数クロックであり、多くは黒レベルをサンプリングした量子化データである。
【００４１】
ＲＡＭの読出し側においては、Ａ／Ｄ変換器から出力される同期信号成分から予め定めた遅延を有する各種同期信号が生成され、生成された水平同期に関連する信号によって制御される。これらの信号は、一度生成されると、クロック信号のみのしたがって、周期的に繰り返される。したがって、クロック周波数と入力ビデオ信号との関係がずれていたりすると、読出し側のタイミングと書き込み側のタイミングにおける同期の関係は、対応してずれることになる。しかしながら、このずれる量が、それぞれの水平走査線においてプラス方向とマイナス方向が短時間の内に打ち消す場合もある。このような位相を有する、しかし、書き込み側よりも遅れた位相を有する、水平同期に関連する信号によって、ＲＡＭからの読出しが開始される。このとき、Ａ／Ｄ変換器において量子化したデータ数とは独立な、一走査線当たり予め定められた数の量子化データが読み出される。すなわち、バッファ出力が規定の形式を有するように制御される。
【００４２】
上述した方法以外にも、バッファ出力が規定の形式を有するように制御する方法も存在する。たとえば、少ない場合は、同じデータを繰り返したり、多い場合は削除したりすることもできる。しかしながら、本発明が適用することを想定しているビデオ信号の実際の性質、たとえば、Ｈ−ＳＹＮＣに対して実際の映像領域はどの時点で始まり、どの時点で終了するか、については、バラツキが多く、映像領域の画像データを繰り返すようにしたつもりでも実際にはブランキング・エリアであったり、また傾斜を有するブランキング信号によってレベルが低減された映像信号の部分ということも想定される。このことは、その程度の問題でもあるが、受信したテレビジョン信号においても存在する。
【００４３】
バッファ３０３は、少なくとも１水平期間に渡る輝度信号とクロマ信号を格納する容量を有し、このバッファの初期状態においては、量子化したデータがこの容量の１／２近傍まで格納された際に、出力が開始されるようになっている。したがって、その後において、クロック周波数が低い状態が続いた場合には、このバッファに格納されたが読み出されていない量子化データは減少することになる。
【００４４】
このバッファ制御において、バッファ出力において輝度信号とクロマ信号の組み合わせの関係が維持されるように制御が実行される。なお、上述したが、基本的には、輝度・色信号分離部３０２、バッファ３０３は、クロック切り換え回路の出力したクロック、あるいはこのクロックから生成したクロック・タイミングで動作する。
【００４５】
なお、上述したバッファ機能は、フレームロック発振部のクロック信号を使用した場合に特に有効に機能する。信号品質の良い標準信号を入力した場合、この場合においては、ラインクロック発振部のクロックを使用するが、実質上、バッファ機能が有効に機能することは無い。
【００４６】
ラインロックの場合の位相比較周期は、ＮＴＳＣ信号の場合、約１５．７3ＫＨｚであり、フレームロックの場合約６０Ｈｚである。したがって、フレームロック発振部の入力ビデオ信号に追従する速度は遅く、特に、ラインロックＰＬＬの方法が使用できないようなビデオ信号に対して対応しなくてはならないので、位相比較結果の信号に対してローパス・フィルタを通すので、さらに追従速度は遅くなる。したがって、信号源品質として安定した信号の場合は比較的安定なクロックを生成することが可能であるが、信号源品質として時間軸の揺らぎを有する家庭用ＶＣＲの場合、時間軸の揺らぎに対して追従することができない。この場合に、上述したバッファ機能が有効に作用することになる。
【００４７】
図４は、上述したクロック切り換え回路３０９の切り換え制御を説明する図である。
【００４８】
図４に示すように、クロック切り換え回路図３０９は３つのモードを有している。それぞれは固定モード４０１、ラインロック・モード４０２、フレームロック・モード４０３である。固定モード４０１は２７ＭＨｚの固定周波数の水晶発振器出力信号を出力する状態、ラインロック・モード４０２は入力ビデオ信号の水平同期信号にロックした発振器出力信号を出力する状態、フレームロック・モード４０３は入力ビデオ信号のＶ同期にロックした発振器出力信号を出力する状態である。なお、図１に示したように、ＰＬＬの位相比較を量子化された同期信号成分で実行しており、同期信号波形の開始部分で傾斜波形の中点（振幅レベルの中点）をサンプリングするようにクロック位相を厳密に制御する状態を示している。
【００４９】
通常においては、同期信号の立ち下がり部分（負方向信号の開始部分）は傾斜を有しており、この部分を公称２７ＭＨｚの周波数サンプリング・クロックでサンプリングするので、数クロック分の量子化値が得られる。このような量子化値を有する同期信号の立ち下がり部分の量子化データの１つが同期成分レベルの先頭値とペデスタル・レベルの中間値を有するように、位相制御を実行している。言い換えれば、そのような中間値の前後の量子化値を有する隣接する量子化データの最初の量子化データのタイミングを位相比較信号としてＰＬＬに供給した場合、その際に得られる位相誤差に対して、上述した中間値の仮想タイミングまでの位相誤差を含めて位相誤差信号を生成するようにしている。このようにすることで、生成されるラインロック信号の位相を、入力信号の同期信号の中点に一致させるようにしたクロック信号が得られる。尤も、このように理想的な動作をする場合は、図１に示した標準信号の入力信号が得られる場合である。
【００５０】
図１に示した非標準信号の場合においては、図示していないが、信号品位判定部からの制御により、Ａ／Ｄ変換部に入力される信号系路に、ノイズを低減するために、アナログのローパス・フィルタが挿入される場合がある。このような、場合に、Ａ／Ｄ変換器に入力される信号の同期部分は、より傾斜を有するようになり、このような場合において、上述した位相誤差信号の生成は有効に機能し、入力信号の本来保持すべき同期信号の位相をより正確に検出してＰＬＬ部を制御することができる。
【００５１】
図４に基づいて、本発明によるクロックの切り換え方法を説明する。
【００５２】
先ず、本発明を適用した機器の電源が投入されると、
（１）固定周波数モード４０１にする。この状態においては、クロック切り換え器が固定の２７ＭＨｚの水晶発振器出力信号を出力するように、あるいはＶＣＯに固定の周波数を発振するように電圧を制御し、この固定の周波数信号を出力するように制御する（矢印Ａ１）。この状態中において、クロック切り換え器から出力されたクロック信号によってＡ／Ｄ変換器が動作し、Ａ／Ｄ変換器から出力された入力ビデオ信号を入力した同期分離部からの信号を受けて信号品位判定部３０６が動作する。このモード中において入力ビデオ信号の有無が調べられ、有の場合で、ラインロック使用可能と判断されると、所定期間後にラインロック発振器出力信号を選択して出力する（矢印Ａ２）。
【００５３】
（２）ラインロック（Ｈ−ｓｙｎｃロック）４０２の状態に入る以前において、既に入力されているＨ−ｓｙｎｃ信号を基準としてＰＬＬの一部が動作しているがループが構成されていない状態である。しかし、クロック切り換え器がラインロック発振部の出力を選択することで、ループが構成されて、ＰＬＬ動作を開始する。この状態は、いわゆる標準信号を受信中の状態に相当する。
【００５４】
この状態中に、入力信号中に同期信号が検出されなくなると、固定モード４０１に戻る(矢印Ａ３)。また、入力信号中に同期信号が検出されているが、ＰＬＬ回路の位相比較出力状態を監視してロック状態をチェックし、ロックしていないと決定されると、あるいはＶＣＲ特有のＨ−ＳＹＮＣの揺らぎ（ヘッド・スイッチング）が検出され、あるいはフレーム構造がチェックされてフレームロックが使用可能と判断されると、フレームロック・モード４０３に切り換える（矢印Ａ４）。
【００５５】
（３）フレームロック・モード４０３において、この状態中に、入力信号中に同期信号が検出されなくなると、固定モード４０２に戻る(矢印Ａ６)。また、ＶＣＲ特有のＨ−ＳＹＮＣの揺らぎ（ヘッド・スイッチング）が検出されず、フレームロック状態を継続する条件が無くなると、ラインロック４０２に戻る（矢印Ａ５）。
【００５６】
図５は、以上説明した内容をフローチャートにしたものである。
【００５７】
電源が投入されると、予め定めた期間固定モード状態とされ、その状態がステップ５０２でチェックされて、ステップＳ５０４に進み、選択器は固定周波数を出力するように選択される。この期間がすぎると、同期信号の有無がステップＳ５０６で、ＶＣＲ出力特有のヘッド・スイッチングの有無がステップＳ５０８で、調べられる。ヘッド・スイッチングの有の場合（Ｓ５０８）、さらにフレームロックが使用可能化否か（Ｓ５１０）が入力信号の同期成分からフレーム構造を調べて決定される。
【００５８】
同期信号が有の場合（Ｓ５０８）で、ヘッド・スイッチングが無い場合（Ｓ５１０）、ラインロックが使用可能か否かが調べられ（Ｓ５１２）、可能の場合にステップＳ５１４においてラインロックの出力信号が選択される。この後ロック状態が監視され、ロック状態が悪いと決定されると、フレームロックの出力信号が選択される。
【００５９】
また、ステップＳ５１２において、ラインロックが使用不可と決定されると、ステップＳ５１０でフレームロック使用可能かがチェックされ、使用可能の場合に、ステップＳ５２０においてフレームロック信号が出力される。この後は、入力信号状態が監視され、フレームロック状態を維持する条件が解除されたと決定された場合は、ステップＳ５０６に戻る。この後入力信号条件あるいは状態によっては、ラインクロックあるいは再度フレームロックが選択されることになる。
【００６０】
以上のように制御することで、家庭において使用されている各種のビデオ信号を入力して処理することが可能であり、さらに入力したビデオ信号の品質に応じたクロック信号を再生することが可能になり、したがって、入力ビデオ信号の同期品質に応じた品質のデジタル・ビデオ・フォーマット信号を生成することが可能になる。
【００６１】
通常においては、ラインロックＰＬＬを使用したクロック生成、あるいはバーストロックＰＬＬを使用したクロック生成が行われており、このようなクロック生成方式において、ロック状態にならない場合は、クロック信号の周期が不定期となって正常なサンプリングが不可能になり、さらに各種の映像処理や同期処理が乱れて、品質以前の問題として画像生成そのものが成り立たないのが普通である。しかしながら、上述したようにフレームロックの発振部を有するので、画像品質的には劣るが、デジタル・ビデオ・フォーマットに変換することが可能になっている。
【００６２】
なお、上述の説明において、固定周波数の水晶発振器を設けた説明をしたが、固定周波数発振器の代わりに、ラインロックあるいはフレームロックの発振部に使用されるＶＣＯ（電圧可変発振器）の電圧を制御して、代用させることも可能である。ただし、この場合、固定周波数の水晶発振器に比べて周波数精度や周波数安定度が落ちるので、何らかの対策が必要になる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アナログ・ビデオ信号を入力し、アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めて量子化デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、量子化デジタル信号に含まれる水平同期成分に位相ロックしてＡ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するラインロック発振部と、量子化デジタル信号に含まれる垂直同期成分に位相ロックして前記Ａ／Ｄ変換器をサンプリングするクロック信号を生成するフレームロック発振部と、ラインロック発振部とフレームロック発振部の出力信号を入力して、いずれか一方を選択出力して、Ａ／Ｄ変換器を含むビデオ処理回路のクロック信号とするクロック切り換え器とを備えたので、ラインロックの方法を使用できない信号に対してもフレームロックの方法使用することが可能になり、許容可能な非標準信号の条件を拡大することが可能になる。
【００６４】
また、品位判定部を設けたので、ロック方法の設定を自動的に実行させることができ、入力信号に応じた最適な方法を選択することが可能になる。
【００６５】
また、フレームロックの方法によるクロック再生に備えて、バッファを設けたので、クロックの安定性に問題があっても、バッファの出力において規定のデジタル・フォーマットを出力することが可能になり、非標準信号に対しても、規定のデジタル・フォーマットの信号とすることができる。特に、デジタル・デコーダの記録系に使用した場合、再生して得た信号は形式的にもタイミング的にも規定のデジタル・フォーマットとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能なシステムを説明するための図である。
【図２】デジタル・ビデオ記録装置を含めたブロック図を示し、アナログ・ビデオ信号を入力し、そしてデジタル・ビデオ信号に変換して、ＭＰＥＧ圧縮等を実施する映像信号処理部に出力する、本発明が適用可能なＮＴＳＣ／ＰＡＬデコーダを示す図である。
【図３】本発明の要部を示し、アナログ／デジタル変換部、クロック生成部、量子化されたデジタル信号の形式、主に、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６５６における１水平ライン内のデータ数を規定値に揃えるバッファ機能を含めたブロックダイヤグラムである。
【図４】クロック切り換え回路の切り換え制御を説明する図である。
【図５】クロック切り換え回路の切り換え制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１１０    ＮＴＳＣ／ＰＡＬデコーダ（Ａ／Ｄ変換）
２０２    ＮＴＳＣ／ＰＡＬデコーダ（Ａ／Ｄ変換）
２０７    ＣＤ／ＤＶＤ
２０８    磁気テープ
３０１    Ａ／Ｄ変換器
３０２    輝度・色信号分離
３０３    バッファ
３０４    バッファ制御
３０５    同期分離部
３０６    信号品位判定部
３０７    ラインロック発振部
３０８    フレームロック発振部
３０９    クロック切り換え部
３１０    固定周波数発振部
４０１    固定周波数モード
４０２    ラインロック・クロック・モード
４０３    フレームロック・クロック・モード
【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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