(57)【要約】      （修正有）【課題】少ない部品点数により高いレベルのパフォーマンスを達成可能な、正確なアナログＰＬＬ回路を必ずしも必要としないフレームを取得する。【解決手段】シンクチップレベルでの水平同期パルスを含む映像信号又は関連する同期信号と同期しないようにして映像信号をブラインドサンプリングして形成される映像サンプルを受付るステップと、各映像信号の映像サンプルの少なくとも１つの映像ラインの格納が可能なメモリに受付られた映像サンプルを格納するステップと、受付られた映像サンプルの複数の映像サンプル群を解析するステップとから構成され、解析するステップは、映像信号の任意の画像の連続する映像ラインの映像特性を決定し、シンクチップレベルでの水平同期パルスとブラックレベルでのバックポーチ領域を含む映像サンプル群の各ラインの水平同期位置を決定し、受付られた映像サンプルをメモリに格納するレートに遅延しないレートで解析が行われる。【選択図】図２
2005287032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの映像画像のラインを表し、シンクチップレベルでの水平同期パルスを含む少なくとも１つの映像信号または該映像信号に関連する任意の同期信号と同期しないようにして前記少なくとも１つの映像信号をブラインドサンプリングすることにより形成される映像サンプルを受付けるステップと、
各映像信号の映像サンプルの少なくとも１つの映像ラインの格納が可能なメモリに前記受付けられた映像サンプルを格納するステップと、
各々が映像画像のサンプルの少なくとも１つの映像ラインを含む前記少なくとも１つの映像信号の受付けられた映像サンプルの複数の映像サンプル群を解析するステップと、
から構成される方法であって、
前記解析するステップは、前記映像サンプルの映像情報を復号化するのに十分な情報を提供するため、前記少なくとも１つの映像信号の任意の画像の連続する映像ラインの映像特性を決定し、シンクチップレベルでの水平同期パルスとブラックレベルでのバックポーチ領域を含む前記少なくとも１つの映像信号の映像サンプル群の各ラインの水平同期位置を決定し、該方法が前記少なくとも１つの映像信号をリアルタイムで復号できるように、前記受付けられた映像サンプルを前記メモリに格納するレートに遅延しないレートで行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記映像サンプル群を解析するステップは、
前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値とを決定し、
前記メモリの映像サンプルの水平位相を決定するため、前記ブラックレベルとシンクチップレベルの初期値を用いて前記水平同期パルスをまず特定する、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、
前記映像サンプル群を解析するステップは、さらに、前記映像サンプル群が、ブラックレベルでのバックポーチ領域とシンクチップレベルでの水平同期パルスを含むか決定することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の方法であって、
前記ブラックレベルとシンクチップレベルの初期値の決定は、
前記レベルのヒストグラムを決定し、
該ヒストグラムから前記ブラックレベルとシンクチップレベルの初期値を決定する、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２乃至４何れか一項記載の方法であって、
前記映像サンプル群を解析するステップは、前記ブラックレベルとシンクチップレベルの初期値の決定が前記映像サンプル群のサブサンプルに対し実行されるように、前記映像サンプル群をサブサンプリングすることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項２乃至５何れか一項記載の方法であって、
前記映像サンプル群を解析するステップは、前記水平同期パルスの特定が前記映像サンプル群のサブサンプルに対し実行されるように、前記映像サンプル群をサブサンプリングすることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項２乃至６何れか一項記載の方法であって、さらに、
新たな映像サンプル群に対し解析が実行されるとき、前記決定されたブラックレベルとシンクチップレベルを更新するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、さらに、
前記ブラックレベルとシンクチップレベルの時間フィルタリングしたものを提供するため、異なるラインに対して決定された前記ブラックレベルとシンクチップレベルを時間フィルタリングするステップと、
前記水平位置の時間フィルタリングしたものを提供するため、前記水平同期の位置を時間フィルタリングするステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項２乃至７何れか一項記載の方法であって、
前記水平同期パルスの特定は、前記決定されたブラックレベルとシンクチップレベルに基づく閾値による閾値処理を利用することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９何れか一項記載の方法であって、
前記映像信号の少なくとも１つは、垂直同期情報を含み、
前記映像サンプル群を解析するステップは、前記映像サンプル群がアクティブ映像ラインまたは垂直タイミング標識を含む映像ラインを含むか確認する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、
前記映像サンプル群を解析するステップは、さらに、
前記映像サンプル群が垂直タイミング標識を含む映像ラインを含むと確認した場合、アクティブ映像ラインを待機し、
垂直位置が決定された前記メモリのデータが、垂直リサンプリング映像データを提供するよう垂直リサンプリング可能となるように、各映像ラインにライン番号を割当てる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法であって、さらに、
垂直リサンプリング映像データを提供するため、前記メモリのデータを垂直リサンプリングするステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２何れか一項記載の方法であって、
前記映像サンプルを解析するステップは、複数の状態の１つにおいて、状態遷移図により記述可能な前記複数の状態間の遷移を行うことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３何れか一項記載の方法であって、
前記メモリは、前記少なくとも１つの映像信号の各映像画像に対してＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファとして構成されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４何れか一項記載の方法であって、さらに、
前記メモリに完全なラインが格納された時点を追跡するステップと、
少なくとも１つの完全な新しいサンプルラインが前記メモリに格納されると、前記サンプリングデータを解析するため、ライン解析を実行するプロセスをウェークアップするステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５何れか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、異なる映像画像の多重化シーケンスを含み、
前記映像サンプルを解析するステップは、映像画像ごとのフレームレートを維持するように各画像間の無視できるほどの切り替え遅延を有する前記映像画像の１以上がリサンプリングされるように、前記多重化シーケンスの各映像画像を適切に復号する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６何れか一項記載の方法であって、
前記映像サンプル群を解析するステップは、前記メモリに格納されている映像サンプルを変更せず、水平リサンプリング映像データを提供するため、前記メモリの水平位相が決定されているデータが水平リサンプリングされる可能となるよう行われることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法であって、さらに、
水平リサンプリング映像データを提供するため、前記メモリのデータを水平リサンプリングするステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１８何れか一項記載の方法であって、さらに、
前記映像サンプルを生成するため、前記映像信号または該映像信号に関連する任意の同期信号と同期しないように前記少なくとも１つの映像信号をブラインドサンプリングするステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１９何れか一項記載の方法であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、該方法がモノクロコンポジット映像信号、カラーコンポジット信号、セパレート同期を有するモノクロ映像信号の何れかを復号化できるよう複数種類の映像信号であり、
該復号化は、与えられた非同期リセット信号に従って任意の時点で復号化を開始する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法であって、
該方法により復号化可能な前記コンポジット映像信号は、インタレースまたは非インタレース処理が可能であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１乃至２１何れか一項記載の方法であって、さらに、
前記ライン番号と該ライン番号の前記メモリにおける対応する位置がわかると、前記映像信号が第１映像源から他の映像源までのあるポイントで切り替えられる場合、前記データが前記第１映像源に切り替えられると、該切り替えが前記第１映像源に対して同一の垂直ポイントで行うことができるように、そして多重化映像信号群を含む信号の信号源ごとに高いフレームレートを実現できるように１つの映像源から他の映像源への実質的に瞬間的な切り替えを提供するため、前記第１映像源に再同期化させるための新たなフィールドの開始まで待機する必要がなくなるように、現在のライン番号と、インタレース映像の場合には現在のフィールドパリティを追跡するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１乃至２２何れか一項記載の方法であって、さらに、
前記ライン番号と該ライン番号の前記メモリにおける対応する位置がわかると、非同期リセット信号が１つのフレームをキャプチャするために与えられる場合、垂直ブランキング領域を待機する必要なく、前記少なくとも１つの映像信号の映像フレームの何れかにおいて前記リセットが発生するように、現在のライン番号と、インタレース映像の場合には現在のフィールドパリティを追跡するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１乃至２３何れか一項記載の方法であって、
前記映像サンプルは、クランピングされておらず、クランピングされていない映像信号を有することを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１乃至２４何れか一項記載の方法であって、
前記映像サンプルを解析するステップは、画素クロックデータを生成することを特徴とする方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの映像画像のラインを表し、シンクチップレベルでの水平同期パルスを含む少なくとも１つの映像信号または該映像信号に関連する任意の同期信号と同期しないようにして前記少なくとも１つの映像信号をブラインドサンプリングすることにより形成される映像サンプルを受付ける手段と、
各映像信号の映像サンプルの少なくとも１つの映像ラインの格納が可能である前記受付けられた映像サンプルを格納する手段と、
前記格納する手段に接続され、各々が映像画像のサンプルの少なくとも１つの映像ラインを含む前記少なくとも１つの映像信号の受付けられた映像サンプルの複数の映像サンプル群をリアルタイムに解析する手段と、
から構成される装置であって、
前記解析する手段は、前記映像サンプルの映像情報を復号化するのに十分な情報を提供するため、前記少なくとも１つの映像信号の任意の画像の連続する映像ラインの映像特性を決定し、シンクチップレベルでの水平同期パルスとブラックレベルでのバックポーチ領域を含む前記少なくとも１つの映像信号の映像サンプル群の各ラインの水平同期位置を決定し、該装置が前記少なくとも１つの映像信号をリアルタイムで復号できるように、前記受付けられた映像サンプルを前記格納する手段に格納するレートに遅延しないレートで解析を実行することを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の装置であって、
前記解析する手段は、
サンプル群におけるブラックレベルの初期値とシンクチップレベルの初期値を決定する手段と、
前記格納する手段の前記映像サンプルの水平位相を決定するため、前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値を最初に利用して、サンプル群における水平同期パルスを特定する手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２７記載の装置であって、
前記解析する手段は、前記サンプル群がブラックレベルにおいてバックポーチ領域とシンクチップレベルにおいて水平同期パルスを有するか前記サンプル群において決定する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２７または２８記載の装置であって、
前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値を決定する手段は、
前記レベルのヒストグラムを決定する手段と、
前記ヒストグラムから前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値を決定する手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２７乃至２９何れか一項記載の装置であって、
前記解析する手段は、前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値を決定する手段が前記サンプル群のサブサンプルに対して前記決定を実行するように、前記サンプル群をサブサンプリングする手段を有することを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２７乃至３０何れか一項記載の装置であって、
前記解析する手段は、前記水平同期パルスの最初の特定が前記サンプル群のサブサンプルに対して実行されるように、前記サンプル群をサブサンプリングする手段を有することを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項２７乃至３１何れか一項記載の装置であって、さらに、
解析が新たな映像サンプル群に対し実行されると、前記決定されたブラックレベルとシンクチップレベルを更新する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項３２記載の装置であって、さらに、
前記ブラックレベルとシンクチップレベルの時間フィルタリングされたものを提供するため、異なるラインに対して決定されたブラックレベルとシンクチップレベルを時間フィルタリングする手段と、
前記水平同期位置の時間フィルタリングされたものを提供するため、前記水平同期位置を時間フィルタリングする時間フィルタリングする手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項２７乃至３２何れか一項記載の装置であって、
前記水平同期パルスの最初の特定は、前記決定されたブラックレベルとシンクチップレベルに基づく閾値による閾値処理を利用することを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項２６乃至３４何れか一項記載の装置であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、垂直同期情報を含み、
前記解析する手段は、前記サンプル群がアクティブ映像ラインまたは垂直タイミング標識を含む映像ラインを含むか確認する手段を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３５記載の装置であって、
前記解析する手段は、
前記サンプル群が垂直タイミング標識を含む映像ラインを含むと確認された場合、アクティブ映像ラインを待機する手段と、
垂直位置が決定された前記格納する手段におけるデータが垂直リサンプリング映像データを提供するよう垂直リサンプリング可能となるように、各映像ラインにライン番号を割当てる手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項３６記載の装置であって、さらに、
垂直リサンプリング映像データを提供するため、前記格納する手段のデータを垂直リサンプリングする手段を有することを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項２６乃至３７何れか一項記載の装置であって、
前記解析する手段は、複数の状態の１つにおいて動作し、
前記複数の状態間の遷移は、状態遷移図により記述可能である、
ことを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項２６乃至３８何れか一項記載の装置であって、
前記格納する手段は、前記少なくとも１つの映像信号の各映像画像に対するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファとして構成されることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項２６乃至３９何れか一項記載の装置であって、さらに、
前記格納する手段に完全なラインが格納された時点を追跡する手段と、
前記格納する手段に少なくとも１つの完全なサンプルラインが格納されると、前記サンプリングデータを解析するよう前記解析する手段をウェークアップする手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項２６乃至４０何れか一項記載の装置であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、異なる映像信号の多重化シーケンスを含み、
前記解析する手段は、映像画像ごとのフレームレートが維持されるよう各映像画像間の無視できるほどの切り替え遅延を有する前記画像の１以上がリサンプリングされるように、前記多重化シーケンスの各映像画像を適切に復号化する、
ことを特徴とする装置。
【請求項４２】
請求項２６乃至４１何れか一項記載の装置であって、
前記解析する手段は、前記格納する手段に格納されている映像サンプルを変更せず、水平位相が決定された前記格納する手段のデータが水平リサンプリング映像データを提供するよう水平リサンプリング可能となるように構成されることを特徴とする装置。
【請求項４３】
請求項４２記載の装置であって、さらに、
水平リサンプリング映像データを提供するため、前記格納する手段のデータを水平リサンプリングする手段を有することを特徴とする装置。
【請求項４４】
請求項２６乃至４３何れか一項記載の装置であって、さらに、
前記映像サンプルを生成するよう構成され、前記映像信号または該映像信号に関する任意の同期信号と同期しないようにして前記少なくとも１つの映像信号をブラインドサンプリングする手段を有することを特徴とする装置。
【請求項４５】
請求項２６乃至４４何れか一項記載の装置であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、該装置がモノクロコンポジット映像信号、カラーコンポジット信号、セパレート同期を有するモノクロ映像信号の何れかを復号化できるよう複数種類の映像信号であり、
該復号化は、与えられた非同期リセット信号に従って任意の時点で復号化を開始する、
ことを特徴とする装置。
【請求項４６】
請求項４５記載の装置であって、
該装置により復号化可能な前記コンポジット映像信号は、インタレースまたは非インタレース処理が可能であることを特徴とする装置。
【請求項４７】
請求項２６乃至４６何れか一項記載の装置であって、さらに、
前記ライン番号と該ライン番号の前記格納する手段における対応する位置がわかると、前記映像信号が第１映像源から他の映像源までのあるポイントで切り替えられる場合、前記データが前記第１映像源に切り替えられると、該切り替えが前記第１映像源に対して同一の垂直ポイントで行うことができるように、そして多重化映像信号群を含む信号の信号源ごとに高いフレームレートを実現できるように１つの映像源から他の映像源への実質的に瞬間的な切り替えを提供するため、前記第１映像源に再同期化させるための新たなフィールドの開始まで待機する必要がなくなるように、現在のライン番号と、インタレース映像の場合には現在のフィールドパリティを追跡する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項４８】
請求項２６乃至４７何れか一項記載の装置であって、さらに、
前記ライン番号と該ライン番号の前記格納する手段における対応する位置がわかると、非同期リセット信号が１つのフレームをキャプチャするために与えられる場合、垂直ブランキング領域を待機する必要なく、前記少なくとも１つの映像信号の映像フレームの何れかにおいて前記リセットが発生するように、現在のライン番号と、インタレース映像の場合には現在のフィールドパリティを追跡する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項４９】
請求項２６乃至４８何れか一項記載の装置であって、
前記映像サンプルは、クランピングされておらず、クランピングされていない映像信号を有することを特徴とする装置。
【請求項５０】
請求項１乃至２４何れか一項記載の方法を処理システムのプロセッサに実行させるためのコードを有することを特徴とする搬送媒体。
【請求項５１】
請求項１乃至２４何れか一項記載の方法を実行するようプログラムされた１以上のプロセッサから構成されることを特徴とする装置。
【請求項５２】
請求項１乃至２４何れか一項記載の方法を実行する手段から構成されることを特徴とする装置。
【請求項５３】
少なくとも１つの映像画像のラインを表し、シンクチップレベルでの水平同期パルスを含む少なくとも１つの映像信号または該映像信号に関する任意の同期信号に同期しないようにして前記少なくとも１つの映像信号をブラインドサンプリングすることにより構成される映像サンプルの受付け及び格納を行い、各映像信号の映像サンプルの少なくとも１つの映像ラインの格納が可能なメモリと、
各々が映像画像のサンプルの少なくとも１つの映像ラインを含む前記少なくとも１つの映像信号の前記受付された映像サンプルの複数の映像サンプル群をリアルタイムに解析するよう前記メモリに接続されるライン解析器と、
から構成される装置であって、
前記ライン解析器は、前記映像サンプルの映像情報を復号化するのに十分な情報を提供するため、前記少なくとも１つの映像信号の任意の画像の連続する映像ラインの映像特性を決定し、シンクチップレベルでの水平同期パルスとブラックレベルでのバックポーチ領域を含む前記少なくとも１つの映像信号の映像サンプル群の各ラインの水平同期位置を決定し、該装置が前記少なくとも１つの映像信号をリアルタイムで復号できるように、前記受付けられた映像サンプルを前記メモリに格納するレートに遅延しないレートで解析を行うことを特徴とする装置。
【請求項５４】
請求項５３記載の装置であって、
前記ライン解析器は、前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値を決定し、前記メモリの映像サンプルの水平位相を決定するため、前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値を最初に利用して、前記水平同期パルスを特定するよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項５５】
請求項５４記載の装置であって、
前記ライン解析器は、前記映像サンプル群がブラックレベルでのバックポーチ領域とシンクチップレベルでの水平同期パルスを含むか決定するよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項５６】
請求項５４または５５記載の装置であって、
前記ライン解析器によるブラックレベルの初期値とシンクチップレベルの初期値の決定は、前記レベルのヒストグラムを決定し、前記ヒストグラムから前記ブラックレベルの初期値と前記シンクチップレベルの初期値を決定することから構成されることを特徴とする装置。
【請求項５７】
請求項５４乃至５６何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、該ライン解析器によるブラックレベルの初期値とシンクチップレベルの初期値の決定が前記映像サンプル群のサブサンプルに対して実行されるように、前記映像サンプル群をサブサンプリングするよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項５８】
請求項５４乃至５７何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、該ライン解析器による水平同期パルスの最初の特定が、前記映像サンプル群のサブサンプルに対し実行されるように、前記サンプル群をサブサンプリングするよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項５９】
請求項５４乃至５８何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、解析が新たな映像サンプル群に対し実行されると、前記決定されたブラックレベルとシンクチップレベルを更新するよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項６０】
請求項５９記載の装置であって、
前記ライン解析器は、前記ブラックレベルとシンクチップレベルの時間フィルタリングしたものを提供するため、異なるラインに対して決定された前記ブラックレベルとシンクチップレベルを時間フィルタリングし、前記水平位置の時間フィルタリングしたものを提供するため、前記水平同期の位置を時間フィルタリングするよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項６１】
請求項５４乃至５９何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器による水平同期パルスの最初の特定は、前記決定されたブラックレベルとシンクチップレベルに基づく閾値による閾値処理を利用することを特徴とする装置。
【請求項６２】
請求項５３乃至６１何れか一項記載の装置であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、垂直同期情報を含み、
前記ライン解析器は、前記映像サンプリング群がアクティブ映像ラインまたは垂直タイミング標識を含む映像ラインを含むか確認するよう構成される、
ことを特徴とする装置。
【請求項６３】
請求項６２記載の装置であって、
前記ライン解析器は、前記映像サンプル群が垂直タイミング標識を含む映像ラインを含むと確認された場合にはアクティブ映像ラインを待機し、垂直位置が決定された前記メモリのデータが垂直リサンプリング映像データを提供するよう垂直リサンプリング可能となるように、各映像ラインにライン番号を割当てるよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項６４】
請求項６３記載の装置であって、さらに、
前記メモリに接続され、前記ライン解析器による解析結果を利用して、垂直リサンプリング映像データを提供するため、前記メモリのデータを垂直リサンプリングするリサンプラを有することを特徴とする装置。
【請求項６５】
請求項５３乃至６３何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、複数の状態の１つにおいて前記映像サンプリング群に対し実行するよう構成され、
前記複数の状態間の遷移は、状態遷移図により記述可能である、
ことを特徴とする装置。
【請求項６６】
請求項５３乃至６５何れか一項記載の装置であって、
前記メモリは、前記少なくとも１つの映像信号の各映像画像に対するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファとして構成されることを特徴とする装置。
【請求項６７】
請求項５３乃至６６何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、完全なラインが前記メモリに格納された時点を追跡し、少なくとも１つの新しい完全なサンプルラインが前記メモリに格納されると、前記サンプリングデータを解析するよう前記ライン解析器をウェークアップするよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項６８】
請求項５３乃至６７何れか一項記載の装置であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、異なる映像画像の多重化シーケンスを含み、
前記ライン解析器は、映像画像ごとのフレームレートが維持されるよう各画像間の無視できるほどの切り替え遅延を有する１以上の画像がリサンプリングされるように、前記多重化シーケンスの各映像画像を適切に復号化するよう構成される、
ことを特徴とする装置。
【請求項６９】
請求項５３乃至６８何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、前記メモリに格納されている映像サンプルを変更せず、水平位相が決定された前記メモリのデータが、水平リサンプリング映像データを提供するよう水平リサンプリング可能となるよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項７０】
請求項６９記載の装置であって、さらに、
前記メモリに接続され、前記ライン解析器による解析からの情報に従って、水平リサンプリング映像データを提供するため、前記メモリのデータを水平リサンプリングするリサンプラを有することを特徴とする装置。
【請求項７１】
請求項５３乃至７０何れか一項記載の装置であって、さらに、
前記メモリに接続され、前記映像信号または該映像信号に関する任意の同期信号と同期しないように前記少なくとも１つの映像信号をブラインドサンプリングすることにより、前記映像サンプルを生成するアナログデジタル変換器を有することを特徴とする装置。
【請求項７２】
請求項５３乃至７１何れか一項記載の装置であって、
前記少なくとも１つの映像信号は、該装置がモノクロコンポジット映像信号、カラーコンポジット信号、セパレート同期を有するモノクロ映像信号の何れかを復号化できるよう複数種類の映像信号であり、
該復号化は、与えられた非同期リセット信号に従って任意の時点で復号化を開始する、
ことを特徴とする装置。
【請求項７３】
請求項７２記載の装置であって、
該装置により復号化可能なコンポジット信号は、インタレースまたは非インタレース処理が可能であることを特徴とする装置。
【請求項７４】
請求項５３乃至７３何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、前記ライン番号と該ライン番号の前記メモリにおける対応する位置がわかると、前記映像信号が第１映像源から他の映像源までのあるポイントで切り替えられる場合、前記データが前記第１映像源に切り替えられると、該切り替えが前記第１映像源に対して同一の垂直ポイントで行うことができるように、そして多重化映像信号群を含む信号の信号源ごとに高いフレームレートを実現できるように１つの映像源から他の映像源への実質的に瞬間的な切り替えを提供するため、前記第１映像源に再同期化させるための新たなフィールドの開始まで待機する必要がなくなるように、現在のライン番号と、インタレース映像の場合には現在のフィールドパリティを追跡するよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項７５】
請求項５３乃至７４何れか一項記載の装置であって、
前記ライン解析器は、前記ライン番号と該ライン番号の前記メモリにおける対応する位置がわかると、非同期リセット信号が１つのフレームをキャプチャするために与えられる場合、垂直ブランキング領域を待機する必要なく、前記少なくとも１つの映像信号の映像フレームの何れかにおいて前記リセットが発生するように、現在のライン番号と、インタレース映像の場合には現在のフィールドパリティを追跡するよう構成されることを特徴とする方法。
【請求項７６】
請求項５３乃至７５何れか一項記載の装置であって、
前記映像サンプルは、クランピングされておらず、クランピングされていない映像信号を有することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号キャプチャ及び映像フレームグラバに関し、より詳細には、アナログデジタル変換器（ＡＤＣあるいはＡ／Ｄコンバータ）を用いることにより、直接的な「ブラインド（ｂｌｉｎｄ）」サンプリングにより１以上の映像信号をキャプチャすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで「ブラインド的」とは、同期情報、輝度情報、カラー情報、ＤＣレベル（ここではブラックレベルと呼ばれるが、通常はブランキングレベルとも呼ばれる）などの映像信号に含まれる構成情報がサンプリング処理中に考慮されないということである。このため、サンプリングは、映像信号あるいは映像信号に関する任意の同期信号に同期されないレートで行われる。
【０００３】
図１Ａは、工業用画像処理アプリケーションのための典型的な従来技術によるフレームグラバを示す。工業用画像処理のためのフレームグラバの１つの特徴は、ある規格に準拠した映像ライン数及び映像信号を有する映像フレームを含まない映像信号など、特定の映像規格に従わない映像信号の処理が可能であるということである。１つのフレームは、例えば、１本のみの映像ラインから構成されていてもよい。他の重要な特徴としては、これらの装置が任意の時点でのフレームの取得などの非同期的キャプチャを提供するということである。これは、移動するオブジェクトの画像が所望されるマシーンビジョンにおいて有用な特徴である。この場合、そのような画像のキャプチャは、検出器により当該オブジェクトがビデオカメラの視野に入ったとのトリガーが与えられた時点において、非同期的にトリガーされるようにしてもよい。
【０００４】
このような要請の結果として、図１Ａに示されるような典型的な工業用フレームグラバには、信号の非同期的性質を処理すると共に、グラバによるキャプチャされる非標準的サイズの映像画像を処理するよう設計された多数のコンポーネントが含まる。
【０００５】
フレームグラバの信号処理の多くは、特定用途向けハードウェアにより実行される。アナログデジタル変換器（Ａ／ＤコンバータあるいはＡＤＣ）によるデジタル化の前に、アナログ映像信号は、オペアンプなどのコモンモードノイズ除去回路により調整され、アンチエイリアス（ローパス）フィルタによりＡＤＣのサンプリング周波数に一致させられる。しばしば、ＤＣレベルは復元され（クランピングと呼ばれる処理）、デジタル化前にゲインとオフセットの調整が適用される。このデジタル化は、映像信号自体あるいは場合によってセパレート同期信号として与えられる同期情報に従って行われる。特に、水平同期は、コンポジット信号としての映像信号自体から、あるいはセパレートデジタル同期信号から検出される。同様に、垂直同期は映像信号から検出される。映像信号のデジタル化は、所望の同期に結び付けられる。
【０００６】
アナログ位相同期（ＰＬＬ）回路は、典型的には、映像レートを追跡するため備えられる。
【０００７】
映像信号の非標準的性質のためと、非同期リセットを設ける必要があるため、上述のあらゆる機能を実行するのに利用可能な標準的コンポーネントは、そのようなコンポーネントの組み合わせが多くの標準的映像信号によくあるものであったとしても少数である。ＰＬＬ回路は、カオス的とさえ言える動作などのそのデリケートさで知られ、工業用フレームグラバでは、典型的には、そのような回路の良好なパフォーマンスが要求される。この結果、典型的な工業用フレームグラバは比較的高価である。
【０００８】
このため、比較的少ない部品点数を有し、比較的高いレベルのパフォーマンスを達成するのに正確なアナログＰＬＬ回路を必ずしも必要としないフレームグラバ及び当該フレームグラバにおける映像信号の処理方法が求められる。
【０００９】
図１Ｂは、複数の標準的（低コスト）なビデオカメラなどを用いた映像監視用の典型的な従来技術によるフレームグラバを示す。このようなフレームグラバは、典型的には、標準的なサイズ及び特性を有するＰＡＬやＮＴＳＣなどの標準的コンポジット映像信号を処理する。このため、水平及び垂直同期の実行を含むコンポジット映像信号のコンテンツの復号化などのための映像信号を処理するための標準的コンポーネントが多数生産されてきた。例えば、米国ニュージャージー州レッドバンク及びカリフォルニア州ニューポートビーチのＣｏｎｅｘａｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃは、標準的映像を受け取り、それをデジタル情報に変換する、同期映像情報の復号化機能を有する映像デコーダを生産している。例えば、コンポーネントまたはボードレベルでの他の任意のＰＣＩマルチメディア装置と互換性を有するよう設計されたＰＣＩバス上のアナログ標準信号キャプチャのためのシングルチップ手段であるＣｏｎｅｘａｎｔ  Ｂｔ８７８Ａ製品を参照されたい。
【００１０】
このような標準的システムを扱う典型的な従来技術によるシステムは、デジタルの場合には、旧式のアナログ回路により実行されるものと同様の機能を実行するデジタル回路を備える。例えば、クランピングがＡＤＣのアナログ側に設けられていない場合には、デジタルクランピングはデジタル化後に実行される。さらに、上記回路は典型的にはリアルタイムで復号化を行うため、復号エラーがある場合、映像フィールドまたはフレームにおいて典型的には機能しなくなり、良好な復号化が開始可能となる前に、次の垂直ブランキングインターバルを待機する必要がある。
【００１１】
映像監視の要求の１つは、複数の映像ソースの間の迅速な切り替えが可能であることである。図１Ｂは、処理対象となるカメラの出力信号の１つを選択する高速スイッチングセレクタを示す。１つのソースから次のソースへの切り替え時には、デジタルであろうとアナログであろうと、従来のデコーダは、同期を回復するのに１０ｍｓあるいは２０ｍｓさえも必要とするかもしれず、これは映像フィールドからフレームまでのオーダであり、このため、このような切り替え時間は、例えば、２の因数により各カメラからのフレームレートを効果的に減少させる。
【００１２】
実際、従来のデジタルデコーダは、典型的には、ライン、フィールド及びパリティの同期を回復するのにいくつかのフィールドを必要とする。例えば、上述のＣｏｎｅｘａｎｔのＢＴ８７８は、さらなる同期情報なしでの回復に８フィールド、すなわち、ＰＡＬにおける１６０ｍｓを取得する。
【００１３】
このため、複数の映像信号を受付け、フレームの損失が起きないように比較的高速に、好ましくはほぼ瞬時に映像信号の切り替えをおこなうことができるフレームグラバが必要とされる。特に、次の垂直ブランキングインターバルを待機する必要なく、比較的高速に同期を回復することができるフレームグラバが必要とされる。
【００１４】
さらに、実質的に瞬時な切り替えが可能な複数のカメラを有する映像監視アプリケーションと、何れの規格にも従わない映像信号の受け入れが可能であると共に、様々な同期及び非同期リセット方法の受け入れが可能な工業用画像処理アプリケーションの両方に適用可能な構成が必要とされる。
【００１５】
映像をデジタル化し、生のデジタル化データを生成し、処理系列に沿ってこのデジタル化生データを処理する従来技術による多数のデコーダが知られている。一旦処理されると、このデータはもはや利用不可能となる。これらの従来技術によるシステムは、データをデジタル化し、アナログ復号化処理と同様にしてリアルタイムにより当該データを実質的に処理する。例えば、遅延に対処するため復号装置から他のバス上のコンピュータなどの他の装置に転送される場合、処理遅延に対処するためのバッファリング機能が設けられてもよい。このようなシステムでは、同一の生データに基づき、例えば、異なる解像度などによるいくつかの復号化されたデジタル信号が所望される場合、複数のデコーダを使用する必要があるであろう。
【００１６】
このため、互いに異なる複数の最終的画像が復号化された情報を用いて生データから構成できるように、データの復号化後も生のデジタル化されたデータを維持する映像デコーダが必要とされる。
【００１７】
さらに、多くの従来技術によるシステムは処理系列の初期においてクランピングを実行するため、時間多重化され、各々が異なるブラックレベルあるいはブランキングレベルを有する複数の映像ソースからの信号を含む入力信号を処理することは困難である。典型的なブランキング回路は、ブラックレベルが切り替えられると、適切なＤＣレベルが回復されるまで時間を要するような時定数を有する。この遅延は同期の損失を生じさせるかもしれない。同様に、このような信号はシンクチップレベルの変動を有する。このようなソースごとの同期信号の振幅変動は、ＤＣブラックレベルの変動と同様に重要である。例えば、上述のＣｏｎｅｘａｎｔ  ＢＴ８７８を含む従来の多くのデコーダでは、同期振幅は、効果的な映像信号振幅の指標として用いられ、これに基づきＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われる。同期振幅の回復と以降のＡＧＣに関する時定数は、ＤＣクランピング時定数と同様に切り替え時間に影響を及ぼす。このため、ライン間のシンクチップレベルを決定する必要がある。
【００１８】
画素クロックと呼ばれるものを提供する工業用カメラが知られている。これは、各画素がカメラ内部のセンサにより生成される時点と同期されるデジタル信号である。画素クロックを必ずしも使用することなく、十分な水平精度を提供することができることが効果的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の一課題は、少ない部品点数により高いレベルのパフォーマンスを達成可能な、正確なアナログＰＬＬ回路を必ずしも必要としないフレームを取得するための装置及び当該装置における映像信号の処理方法を提供することである。
【００２０】
本発明の他の課題は、複数の映像信号を受付け、フレームの損失が起きないように高速に、好ましくはほぼ瞬時に映像信号の切り替えをおこなうことができるフレームを取得するための装置及び方法が提供される。特に、次の垂直ブランキングインターバルを待機する必要なく、高速に同期を回復することができる装置が提供される。さらに、実質的に瞬時な切り替えが可能な複数のカメラを有する映像監視アプリケーションと、何れの規格にも従わない映像信号の受け入れが可能であると共に、様々な同期及び非同期リセット方法の受け入れが可能な工業用画像処理アプリケーションの両方に適用可能な構成が装置及び方法が提供することである。
【００２１】
本発明のさらなる他の課題は、互いに異なる複数の最終的画像が復号化された情報を用いて生データから構成できるように、データの復号化後も生のデジタル化されたデータを維持する装置及び方法が提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一特徴は、既知の安定的な周波数におけるアナログ映像信号を直接的にブラインドサンプリングすることからなる。「ブラインドサンプリング」とは、同期、輝度、カラーなどの映像信号に含まれる構成情報がサンプリングプロセス中に考慮されないということを意味する。このため、当該サンプリングは、映像信号またはそれに関する任意の同期信号に同期せずに行われる。サンプリング周波数は、信号のスペクトルコンテンツに適切に一致するよう十分な高さで選ばれる。
【００２３】
サンプリングからのサンプルは、映像情報の少なくとも１つのラインを格納するフロントエンドメモリに格納される。解析プロセスでは、フロントエンドメモリからの各々が少なくとも１つの映像ラインのサンプルを有するサンプル群が解析される。当該解析では、ラインの水平位置を含む映像ラインのプロパティが決定される。解析プロセスは、リアルタイムによる（少なくとも１つの）映像信号の復号化が可能となるように、受付された映像サンプルをメモリに格納するレートに遅れないレートで実行される。
【００２４】
リサンプリングプロセスでは、直接的サンプリング周波数とは異なる所望のリサンプリング周波数によりフロントエンドメモリのサンプルから映像情報が生成される。
【００２５】
本発明の特徴を利用することにより、ジッタ及び安定性に関して、高レベルのパフォーマンスを実現することができる。本発明の一特徴は、アナログＰＬＬ（位相同期）回路が不要であるということである。このような回路は、カオス的振る舞いなどで知られている。
【００２６】
本発明の特徴を利用することにより、ＤＣレベル（またはＤＣオフセット）と振幅（ゲインなど）に関して、映像レベルの測定及び復元に対する優れた精度及び再生可能パフォーマンスが提供される。
【００２７】
ＶＣＲなどの磁気テープビデオレコーダを再生することにより生成される一部の映像信号は、良好でないタイミング安定性を有する。本発明の一特徴は、リサンプリング周波数及び位相のライン単位での適応化を介し、不安定性を補償することができるということである。
【００２８】
本発明の他の特徴は、周波数及び位相におけるジッタを低減させ、リサンプリング後に比較的正確な画素クロックを生成するため、映像信号の水平位相のフィルタリングを適用することである。
【００２９】
本発明の実施例は、モノクロ及びコンポジットカラー映像信号に適用可能である。
【００３０】
従って、本発明の一用途として、アナログモノクロまたはＲＧＢ信号に対しアナログフレームグラバとして機能することを主要な目的とするフレームグラバがあげられる。
【００３１】
本発明の他の用途として、コンポジット映像信号の復号化があげられる。本説明の多くがコンポジットモノクロ映像を扱っているが、ＰＡＬやＮＴＳＣなどのコンポジットカラー信号への拡張は、ここで与えられる開示から直接的に導出されるであろう。
【００３２】
このようなコンポジット信号の復号化に対する１つの用途として、映像監視フレームグラバがあげられる。本発明の特徴がそのような用途に与える特徴は、個別のソースから複数の時間多重化映像信号を含む映像信号を扱い、これらの異なるソースが異なるブラック（ブランキング）レベルを有したとしても、１つの映像源から他の映像源への切り替えが実質的な遅延なく行うことができるということである。各映像源に対して個別のデコーダを有する以外にこれを実現する既知の手段は従来存在しなかった。
【００３３】
本発明の他の特徴、効果及び用途は、明細書、図面及び請求項から明らかとなるであろう。
【００３４】
本発明の一特徴は、アナログ映像信号をブラインドサンプリングし、コンピュータプログラム、プログラマブル論理、ＤＳＰなどとして実現可能な解析によりサンプルを解析することによって、アナログ映像信号から同期情報を復元する方法である。
【００３５】
本発明の一特徴は、コンポジット信号、１以上のセパレート同期信号を有する信号、非同期リセットによりデジタル化される信号、異なるブラックレベルを有する異なる映像信号の多重化シーケンスを含む信号、各々異なる映像源からのパラレル映像信号群などの各種映像信号をこれらの信号の処理及び適切な復号化が可能な同一のデコーダ及び復号化方法により扱うことが可能なデコーダ及び復号化方法である。
【００３６】
本発明の一特徴は、映像信号ごとのフレームレートが劣化しないよう無視できるほどの切り替え遅延により、異なる映像信号の多重化シーケンスを含む信号を処理し、当該多重化ストリームの各映像信号を適切に復号するデコーダ及び復号化方法である。
【００３７】
本発明の一特徴は、画素クロックを使用することなく高い精度により与えられたデータフレームから任意の期間（潜在的には可変）の映像ラインを復元することができる。
【００３８】
他の特徴として、比較的少数の電子コンポーネントを利用することにより、上記機能の一部またはすべてを提供するシステムを安価に構成することができる。
【００３９】
本発明の他の特徴は、クランピングされていないデジタル化された映像データが復号化に利用可能となるように、入力映像データがデジタル化前にクランピングされていない場合に、上記機能の一部またはすべてを提供する。
【００４０】
本発明のさらなる他の特徴は、データ自体を変更することなく格納されているデジタル化生データから映像情報を抽出しながら、この抽出された映像情報が生データを損なうことなく生データからの１以上の映像画像を構成するように生データと共に利用可能となるように、デジタル化生データの複数のラインを含むバッファを維持する。
【００４１】
本発明の他の特徴は、異なるブラックレベルを有するデータが許容されるように、生データからブラックレベルと水平同期パルスレベル（シンクチップレベル）を決定するため、クランピングされていないデジタル化映像データに対し実行されるレベル解析プロセスである。本発明の他の特徴は、水平同期を実現するため、水平同期パルスのデジタル化生データにおける位置の検出及び決定を行うように決定されたブラックレベルとシンクチップレベルを利用することである。本発明のさらなる他の特徴は、デジタル化生データに対しさらなる解析が行われると、決定されたブラックレベルとシンクチップレベルが更新される。
【００４２】
本発明のさらなる他の特徴は、１以上の映像信号をブラインド的にデジタル化することから取得される生データを利用することにより、垂直同期情報を検索することである。垂直同期が実現すると、本発明の他の特徴は、何れのラインの位置も水平及び垂直何れにおいても生データに対し知られるように、ライン番号と当該ライン番号の生データにおける対応する位置が利用可能となることである。この状態が実現されると、本発明の他の特徴は、生データがサブサンプリング解像度などの任意の解像度で再構成可能となるということである。異なるサイズ及び解像度を有する複数の再構成された映像画像を実現するため、複数の再構成プロセスが同一の生データに対し実行されてもよい。
【００４３】
生データは解析プロセス中には維持されているため、本発明の他の特徴は、決定されたブラックレベルとシンクチップレベルの向上と、ある時点において対称的なフィルタを利用するなどにより、以前の値と以降の値の両方を利用したレベル位置の向上が行われるということである。典型的な従来技術によるシステムでは、現在地を更新するのに「以降の」値が利用可能でないという点で、何れのプロセスも厳密に原因となる必要がある。
【００４４】
本発明の他の特徴は、画像フレームまたはフィールドの中間においてでさえ迅速な復元が可能である。任意のラインの水平位置が失われると、本発明の一特徴は、生データに水平同期情報があると仮定すると、少なくとも１つ、典型的には２つ、３つの可能もある追加的ラインにおける水平位置の復元が可能となる。
【００４５】
本発明の他の特徴は、各ラインの水平位置だけでなく、垂直位置も抽出されるように生データが解析されると、本発明によるライン解析器は、現在のライン番号とフィールドパリティを追跡する。例えば、入力データが第１映像源から他の映像源のあるポイントにおいて切り替えられる場合、データが第１映像源に切り替えられると、多くの従来のデコーダにおいて必要とされるような第１映像源を再構成する新たなフィールドの開始まで待機する必要がなくなるように、第１映像源の同一の垂直ポイントにおいてこのような切り替えが行われる。この特徴は、多重化映像信号群を含む信号における映像源ごとの高フレームレートを実現するため、１つのソースから他のソースへの実質的な瞬時の切り替えを提供する。さらに、１つのフレームをキャプチャするための非同期リセットの場合、このようなリセットは、フレーム内の何れかにおいて行われるようにしてもよい。垂直バンキング領域を待機する必要はない。
【００４６】
本発明のさらなる他の特徴は、画素クロックを必ずしも使用することなく、復号化における十分な水平精度を提供する。画素クロックのないカメラは、典型的には安価である。さらに、高価なケーブルの必要やクロストークを含む画素クロックの配信に関する問題が通常存在する。
【００４７】
本発明のさらなる他の特徴は、セパレート同期信号の処理方法である。典型的な工業用カメラは、１以上のセパレート電気線を用いて、水平及び／または垂直タイミング基準を提供するかもしれない。このような水平及び／または垂直タイミング基準は、独立したラインを介して論理パルス列として提供される。
【００４８】
本発明の一特徴は、このような水平及び／または垂直タイミング信号をデジタル化された「他の」アナログ映像信号として扱うことである。本発明による方法及び装置は、ここで開示されるものと同一の方法を用いて、コンポジットアナログ映像信号からパルスのエッジ位置を抽出する。このような復号化は、開示される方法及び装置が同期情報を含む映像ラインに対してこの機能を提供するため、「フリー」に提供される。
【００４９】
このような追加的同期信号が含まれているとき、本装置は、ここで開示される方法を利用して、解析される各信号に対する追加的なＡ／Ｄ変換器を有する。このような水平及び／または垂直タイミング論理信号は直接的サンプリング周波数と両立しない急峻なエッジを示すため、別のＡＤＣの前に各ラインに対して、適切なアンチエイリアシングローパスフィルタ（一般には、アナログ信号調整フィルタ）が備えられる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明の一特徴によると、少ない部品点数により高いレベルのパフォーマンスを達成可能な、正確なアナログＰＬＬ回路を必ずしも必要としないフレームを取得するための装置及び当該装置における映像信号の処理方法が提供される。
【００５１】
本発明の他の特徴によると、複数の映像信号を受付け、フレームの損失が起きないように高速に、好ましくはほぼ瞬時に映像信号の切り替えをおこなうことができるフレームを取得するための装置及び方法が提供される。特に、次の垂直ブランキングインターバルを待機する必要なく、高速に同期を回復することができる装置が提供される。さらに、実質的に瞬時な切り替えが可能な複数のカメラを有する映像監視アプリケーションと、何れの規格にも従わない映像信号の受け入れが可能であると共に、様々な同期及び非同期リセット方法の受け入れが可能な工業用画像処理アプリケーションの両方に適用可能な構成が装置及び方法が提供される。
【００５２】
本発明のさらなる他の特徴によると、互いに異なる複数の最終的画像が復号化された情報を用いて生データから構成できるように、データの復号化後も生のデジタル化されたデータを維持する装置及び方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
［一般的構成］
図２は、本発明の実施例の一般的構成２００を示す。少なくとも１つのビデオカメラ２０１または他のアナログ映像信号源と、映像信号の同期内またはそれに関する任意の同期信号に同期せず、同様にＤＣレベルなどの映像信号内の他の何れの映像情報にも関連しないようブラインド的に映像信号２０３をデジタル化するための対応するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０５を提供する。
【００５４】
図２の「映像信号」２０３の少なくとも１つは、映像情報を有する実映像信号であり、上述のように場合によっては、映像信号２０３の１つは、実際には映像信号として処理される同期信号であってもよい。
【００５５】
ＡＤＣ２０５は、十分高いサンプリングレートでサンプリングされるなど、映像信号の特性に適合され、デジタル論理信号のサンプリングでは、適切な前処理フィルタを有するようにしてもよい。
【００５６】
一実施例では、アナログ信号は、当該信号の全範囲をカバーする電圧範囲において安定的な固定周波数でブラインド的にサンプリングされる。本発明の１つの特徴は、解析対象の各ブラックレベルによる複数の時間多重信号を許容するため、信号が各ブラック（ブランキング、ＤＣ）レベルに対して訂正されないということである。
【００５７】
デジタル化されたデータ２０７は、即座に記録される。すなわち、少なくとも１つ、または典型的には複数の映像ラインを有するのに十分なデータメモリサブシステム２０９に格納される。当該メモリ２０９は、ここではフロントエンドメモリと呼ばれ、以降のすべてのプロセスに対するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファなどのエラスティックバッファとして機能する。このようなプロセスが、以下においてより詳細に説明される。各映像源に対し、１つのＦＩＦＯが設定される。
【００５８】
本発明の１つの特徴は、生データがＦＩＦＯにおいて変更されることなく、データ内の映像構成に関する情報のため解析されるということである。このデータに関する映像情報が抽出されると、当該映像情報は、各映像源の生データからの所望の解像度での映像データをブラインド処理するリサンプリングプロセスで利用される。
【００５９】
この解析は、リアルタイムで（少なくとも１つの）映像信号が復号可能となるように、受付けた映像サンプルをメモリに格納するレートに追従するレートで行われる。
【００６０】
ホストメモリ２３３を有するホストコンピュータ２３１との接続のため、バスサブシステム２１７とインタフェースをとる実施例では、リサンプリングプロセスは、ＰＣＩバスなどのバス２１７を介したホストコンピュータメモリ２３３へのリサンプリングされたデータの転送を行うようにしてもよい。ここで、いくつかの実施例はセパレートバスインタフェースサブシステムを有するかもしれない。また、ＰＣＩを介した転送は、回避できない付随する遅延を招くかもしれず、ＦＩＦＯはこのような遅延に対応できることが期待される。
【００６１】
映像プロパティに関する情報を抽出するプロセス及びリサンプリングプロセスを含む、フロントエンドメモリ２０９のデータに対して行われるプロセスは、フロントエンドメモリ２０９のデータに対するデコーダを構成する処理論理２２１を含む処理信号論理２１１によって実行される。一実施例では、論理２１１の処理部２２１により提供されるプロセスには、映像プロパティを抽出するライン解析、映像コンテンツに関する抽出されたプロパティの一部を精緻化するポストライン解析時間フィルタリング処理、出力のためのリサンプリング画像を生成するためのリサンプリング処理、リサンプリング映像データのダイナミックレンジを変更するなどの後処理が含まれる。これらの各処理が以下で説明される。
【００６２】
様々な実施例により、処理信号論理２１１は様々に実現されてもよい。一実施例では、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）を用いた処理信号論理２１１が実現される。他の実施例では、マイクロコントローラやマイクロプロセッサなどの１以上のプログラム可能なプロセッサと付属の論理デバイスが利用され、さらなる他の実施例では、１以上のＤＳＰ装置が利用される。さらなる他の実施例では、カスタムＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が利用される。ここで、上記アプローチは相互に排他的なものではない。最近では、ＦＰＧＡの一部がマイクロコントローラ装置、マイクロプロセッサあるいはＤＳＰ装置の論理を実現可能であるということを当業者は理解するであろう。
【００６３】
さらに、様々な実施例により、論理２１１の処理部２２１は様々に実現されてもよい。一実施例では、少なくとも１つのＦＰＧＡの一部として、当該ＦＰＧＡにおいて実現されるカスタム論理と共にマイクロコントローラを利用した処理論理２２１が実現される。ローカルメモリ２２３が、マクロコントローラのプログラムの格納と、当該処理に用いられるデータ構造の格納のため設けられる。他の実施例では、１以上のＤＳＰ装置が利用され、さらなる他の実施例では、マイクロプロセッサやマイクロコントローラなどの１以上の他のプログラム可能なプロセッサが利用される。さらなる他の実施例では、カスタム論理が利用される。
【００６４】
一実施例では、処理信号論理２１１は、必要に応じて信号の切り替えあるいはルーティングを行い、さらに信号制御を提供する信号論理を備える。
【００６５】
一部の実施例では、アップストリームカメラ制御及び／またはダウンストリームカメラ制御を含む１以上のカメラ制御信号２１３が設けられてもよい。アップストリームカメラ制御とは、カメラに送られる制御信号を意味する。複数のカメラを同期させるため、水平及び／または垂直同期信号を設定するための外部カメラ同期制御信号が含まれる。また、非同期リセット信号や露光制御などがこのカテゴリに含まれる。ダウンストリームカメラ制御とは、カメラによって生成される制御信号を意味する。セパレート水平及び／または垂直同期信号などのセパレート同期信号が含まれる。また、映像信号に関する情報を示すためカメラにより提供される画素クロック信号及び他の信号が、このカテゴリに含まれる。
【００６６】
ここで、一部のブロック図はカメラからのセパレート同期信号を示し、他のブロック図は映像信号の１つとして個別のカメラにより生成された同期信号を有する。これは、本発明の一特徴では、このようなセパレート同期信号があたかも映像信号であるかのようにデジタル化されたが、さらなる他の実施例は、このようなセパレート同期信号がダウンストリームカメラ制御信号に含まれると仮定するためである。ここでの文脈や説明からどのケースが成り立つか当業者は理解するであろう。
【００６７】
一部の実施例では、１以上のシステム制御信号２１４が設けられてもよい。システム制御信号とは、フレームグラバが用いられているシステムとの間でやりとりされる制御信号を意味し、入力制御信号の場合には、外部システムの１以上の特徴によりフレーム取得処理をトリガーさせる時点、またはフレーム取得処理を同期させる方法に関する信号を提供し、出力制御信号の場合には、フレームグラバ及び／またはカメラでイベントが発生する時点を外部システムに示すための表示を提供する。
【００６８】
このようなシステム制御信号、アップストリーム及び／またはダウンストリームカメラ制御信号を提供することは、高性能の工業用制御フレームグラバなどのフレームグラバでは通常である。
【００６９】
図３は、本発明の実施例を説明するシステム３００の機能ブロック図を示す。複数のビデオカメラ３０３の形態による複数の映像源が図示されているが、少なくとも１つの映像源により１以上の映像信号３０５が与えられる。図３では、各カメラは映像を生成し、場合によっては、さらにデジタルパルスあるいは他の形式によるセパレート水平及び／または垂直同期信号もまた生成する。映像信号３０５は、各ＡＤＣ３０７によりブラインド的にデジタル化され、各映像源に対しＦＩＦＯ形式によりフロントエンドメモリ３０９に入力される。各ＦＩＦＯ３０９は、同期の喪失などの問題がある場合には、次のラインが利用可能となるだけの十分な数の少数の映像ラインを保持することができる。さらに、ライン数は、ＰＣＩバスなどの外部バスを介した転送などにおいて、出力段階での遅延及び／または非同期に対処するのに十分である。
【００７０】
従来のシステムでは、映像データはクランピングされる。すなわち、ＤＣレベルが、デジタル化前のアナログ信号に、またはデジタル処理の初期の段階として回復される。本発明の一特徴は、ＤＣレベルが別々に回復されるということである。これにより、映像源は時間多重された複数のカメラの映像から構成されることとなる。各カメラは、異なるブラックレベルを有するようにしてもよく、さらに、カメラ間の切り替えにより、クランピング回路を許容できないくらい一時的なものとするかもしれない。本発明の一特徴では、入力のシンプルなＡＣ接続が提供され、入力は全範囲までデジタル化される。映像レベルの以降の解析により、このような様々なブラックレベルと、さらに水平同期パルス（シンクチップ）のレベルが決定される。
【００７１】
本発明の他の特徴は、ライン解析器３１１がラインの画定、各ラインのブラックレベル及びシンクチップレベル、同期パルス及びライン開始位置、各ラインの垂直位置、垂直バンキング領域におけるラインの有無などの映像信号の特徴３１５を判断する間、データは生データとして維持されるということである。このような情報３１５がラインに関して収集されている間、データはフロントエンドメモリ３０９にそれの当初の形式により残される。ラインの水平及び垂直位置に関する情報が十分取得され、各ラインがフロントエンドメモリ３０９に格納された場合にのみ、リサンプリング仕様３１９により指定されるような任意の所望の解像度による映像ライン形式の新たな映像データを生成するリサンプリングプロセスを実現するリサンプラ３１７によって、当該データ自体の処理がなされる。
【００７２】
本発明の他の特徴は、リサンプリングされたデータのダイナミックレンジが、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、適切な映像レベルなどと同様の様々な所望の仕様を実現するため、後処理装置３２１によりリサンプリングされた生データの形式から変更されてもよいということである。この後処理は、後処理仕様３２３に従うものである。
【００７３】
生データはフロントエンドメモリ３０９に残され、ラインに関する情報３１５のみがライン解析器３１１により決定されるため、複数のリサンプリングプロセスが同一のデータに対し実行されるかもしれない。このため、例えば、複数の画像が異なる解像度により再構成される。リサンプリングプロセス自体には、カラーサブキャリア情報のフィルタリング処理、カラー情報の処理、様々なタイプの同期パルスの生成、ズーム処理などの各種機能が、リサンプリング機能に加えて含まれてもよい。
【００７４】
本発明の他の特徴は、リサンプリング解像度がフロントエンドメモリのサンプリングされたデータの当初のサンプリング解像度より精細に指定されてもよいということである。
【００７５】
本発明のさらなる他の特徴は、ライン解析器３１１とその機能である。一実施例では、ライン解析器は、映像信号のブラック（ブランキング）レベルとシンクチップレベルを決定し、これらの決定された値を１または２ライン分のデータの同期パルスの水平位置を決定する水平同期プロセスにおいて利用する。他の特徴は、より多くのデータが処理され、水平同期が実現されるに従い、ブラックレベル及びシンクチップレベルが精緻化されるというものである。水平同期が決定されると、ライン解析器３１１は、ライン解析器３１１が垂直タイミングを決定するのを可能にする垂直同期パルスまたは垂直ブランキング時間などの垂直指標を待機する状態に入る。垂直タイミングが決定されると、解析器３１１は、生のサンプル映像に関するデータが、例えば、各ライン垂直位置、インタレース映像の場合のフィールドのパリティ、及びフロントエンドメモリ３０９における各ラインのスタート及びストップ位置を確認するのに十分であるなど、リサンプリングに対し十分であるという点で、フロントエンドメモリ３０９のデータによりフレームロック状態となる。
【００７６】
本発明の他の特徴は、素早い回復である。例えば、ライン解析器は、適切な位置での水平同期パルスが存在するか各ラインの完全性を継続的にチェックする。ある理由のために水平同期が喪失すると、ライン解析器に水平位相を再決定するための１または２本のラインを取得させる。ライン解析器がすでにフレームロック位置にある場合には、１または２本のみのリサンプリングラインが喪失されるかもしれない。従来の映像デコーダでは、デジタルでコーダであっても、典型的には、水平同期の喪失後データの良好な復号化を開始することが可能となる前に、典型的にはより長い次の垂直期間を少なくとも待機する必要がある。
【００７７】
本発明の実施例の他の特徴は、複数のカメラなどの複数の映像源からの時間多重化された映像信号を有する映像信号を処理する機能である。各カメラの信号がフレームロックを実現すると、すなわち、ライン解析器が各ラインの垂直位置を知ると、カメラ間の切り替えは、リサンプリングされた出力に関して垂直的に瞬間的とすることが可能である。ライン解析器はどの垂直ラインで切り替えが行われるか知っているため、例えば、正確なフレーム数においてカメラ間の切り替えを行うため、入力においてアナログマルチプレクサのためのスイッチング信号を生成し、ライン解析器が同じカメラに戻ると、当該カメラに対して解析された前のラインと同じフィールドまたはフレームになくても、適切なライン番号からライン解析を再び開始することができる。従来は、切り替えが発生すると、デコーダは典型的には、次のカメラの映像信号上でロック状態となるため、次の垂直期間まで待機する必要がある。これにより、効果的なカメラ単位フレームレートを短縮することができる。
【００７８】
図３のシステム３００の各プロセスが詳述される。
【００７９】
ライン解析器３１１のライン解析
フロントエンドメモリ３０９のデータ要素は、サンプルの連続するパケットとして考察及び処理される。まず、これらのサンプルは、映像コンテンツに対し重要なレベル、特に水平同期パルスのブラックレベル及びシンクチップレベルを決定するため解析される。これらから、ブラックレベルとシンクチップレベルの最初の推定値が生成される。入力データはＤＣ変動を最初に取り除くことなくデジタル化されるため、レベル解析は、様々な映像源からの時間多重データなどにより生ずるものと同様のデータにおける様々なブラックレベルを対処することができる。
【００８０】
ブラックレベルとシンクチップレベルの最初の推定値は、水平同期の位置を決定するのに利用される。最初のパケット群が考察された後、本システムは「ラインロック状態」となる。ラインロックモードでは、各パケットは完全な個々の映像ラインを含む。映像データのラインであるパケット群は、映像ラインを特徴付ける１以上の情報要素の抽出を含む、各々が１以上のタスクに特化したいくつかのプロセスを施される。
【００８１】
このようなパケット、すなわちデータラインのこの処理は、ここでは「ライン解析」と呼ばれ、ライン解析を実行するためのプロセスは、ライン解析プロセスと呼ばれ、当該プロセスの実現は処理論理２２１により実現されるライン解析器と呼ばれる。ライン解析の１つの特徴は、デコーダがアナログ信号２０３の同期を維持することを保証するということである。
【００８２】
一実施例では、ライン解析は以下のプロセスを含む。
・サブサンプリングによる入力情報量の減少させること（サブサンプリングプロセスと呼ばれる）。
・ブラックレベルとシンクチップレベルの重要なレベルの初期値の検索すること。このような検索は、レベル解析プロセスと呼ばれる。例えば、レベル解析は、計算時間を短縮するためサブサンプリングデータ上で実行される。
・水平タイミング情報の検索（ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＳｙｎｃプロセスと呼ばれる）すること。例えば、ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＳｙｎｃプロセスは、計算時間を短縮するためサブサンプリングデータ上で実行される。
・データがラインロックされると、他のプロセスが垂直タイミング情報を待機し、検索する（ＶｅｒｔｉｃａｌＳｙｎｃプロセス）。最終的には、これにより垂直位置が知られることとなる。その後、当該データは完全なフレームロック状態となる。完全なフレームロック状態では、生データに関して決定された情報と所望のリサンプリングパラメータを用いて、生データがリサンプリングされてもよい。
・同期状態を維持すること（ＭａｉｎｔａｉｎＬｏｃｋプロセスと呼ばれる）。
【００８３】
各ライン解析プロセスの終了及び完了により、次のライン解析プロセスはどのプロセスが行われるかのシーケンスを制御する。ライン解析の一実施例は、この時系列のイベントを規定する状態遷移図に従う。一実施例では、時系列イベントを規定する状態遷移図は、処理論理２２１（図２）の一部であるマイクロコントローラにより実現される。他の実施例では、当該状態遷移図は、処理論理２２１を含むＦＰＧＡの一部としての論理要素からなど、論理状態マシーンにより実現される。
【００８４】
本説明では、「ライン解析」とタイトル付けされたセクションにおいて、状態遷移図が説明され、各状態において実行されるタスクの詳細が与えられる。具体的プロセスの一部は、別のセクションにおいてより詳細に後述される。
【００８５】
ライン解析は、連続した映像ラインを特徴付ける情報を構成する。「ラインレコード」とは、ラインプロセスにより生成されるラインに関する情報アイテムを意味する。一実施例では、解析プロセスが実行されるごとに、ラインレコードが書き込まれ、その後、以前に解析したラインのラインレコードのライン解析データ構造に添付される。典型的には、ライン解析プロセスが適切な水平同期パルスを認識すると、ラインごとに１つのラインレコードが設けられる。まず、ブラックレベル及びシンクチップレベルに対し初期値を決定するためのレベル解析の実行を含む、第１水平パルスの検出プロセスにミスがあるとき、サンプリングバッファのデータは、適切なラインとしてまだ解析されていないかもしれない。例えば、エラー状態に依存して、解析器は、次のサンプリングバッファのコンテンツ上の前の「ライン」のラインレコードを使用するかもしれない。ライン解析器が水平ロックされると、すなわち、水平同期パルスの水平位置を検出すると、１つのラインに１つのラインレコードが設けられる。
【００８６】
もちろん他の実施例では、様々な方法により情報アイテムが構成されてもよい。他の実施例では、複数のラインレコードを用いて、１つのラインを特徴付けるかもしれず、当該ライン上で解析プロセスが実行されるたびに、新しいラインレコードが書き込まれ、当該ラインのラインレコードのライン解析データ構造に添付される。
【００８７】
図２を参照するに、一実施例では、ライン解析データ構造は、ライン解析を実現する処理論理２２１のローカルメモリ２２３に保持される。
【００８８】
従って一実施例では、あるラインに対するライン解析データ構造の構築は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより実行されるリアルタイム処理であり、フロントエンドメモリ２０９へのデータ２０７の挿入に続く。
【００８９】
本発明者は、各解析プロセスを実行するのに要する時間のフレキシビリティを与えるため、フロントエンドメモリ２０９のサイズを複数の映像ラインなどの十分大きなものにすることを選んだ。一部のライン解析プロセスは、他のライン解析プロセスより長い処理時間を要するかもしれない。典型的には、ライン解析の平均的な実効時間は、１以上の入力２０３における各映像源の実映像ラインの時間より短くなるべきである。
【００９０】
本発明の１つの重要な特徴は、ライン解析がフロントエンドメモリのデータを変更する必要がないということである。むしろそれは、ライン解析データ構造を構成するのにこのようなデータを解析する。
【００９１】
ポストライン解析フィルタリング
一実施例では、フロントエンドメモリに含まれるラインの映像特性を記述するライン解析データ構造の構築後、２つのフィルタリングプロセスが行われる。すなわち、
・水平位相フィルタを用いた水平位相フィルタリングと、
・ブラックレベルフィルタを用いたブラックレベルフィルタリング、
である。
【００９２】
これらのポストライン解析（ｐｏｓｔ−ｌｉｎｅ−ａｎａｌｙｓｉｓ）プロセスは、ライン解析プロセスにより実行される選ばれた測定精度を向上させるものである。適用される映像信号の急激な変動に迅速に反応するため、ライン解析は比較的短い時定数により行われる。ある状況では、このような短い反応時間を与えることにより、映像信号を劣化させるノイズの悪影響を適切に取り除くことができなくなるかもしれない。例えば、映像信号の長さは、ビデオテープレコーダからのデータの場合にでは可変とされるかもしれない。
【００９３】
一実施例では、「後解析」的に測定された値にフィルタが適用される。各フィルタは、実質的に、対象となる映像ラインの近傍の複数の時間的に連続した測定結果を平均化する。本発明者は、信号の歪みに対するロウバスト性とノイズ除去との間のトレードオフを提供するため、水平位相フィルタリングとブラックレベルフィルタリングの２段階のアプローチを選んだ。各フィルタリングプロセス及びフィルタは、そのためのセクションにおいてより詳細に説明される。
【００９４】
ＴＡＣ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｖｅｒａｇｉｎｇ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）と呼ばれる１つのパラメータにより、水平位相フィルタは大域的に制御される。
【００９５】
ＬＡＣ（Ｌｅｖｅｌ  Ａｖｅｒａｇｉｎｇ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）と呼ばれるもう１つのパラメータは、ブラックレベルフィルタを大域的に制御する。
【００９６】
本発明の１つの特徴は、２つのみのパラメータに後解析フィルタリングを制御させることである。
【００９７】
後解析時間フィルタリングは、ライン解析プロセスの後の少数の映像ラインの遅延により動作する。従って一実施例では、時間フィルタリングプロセスは、まず、このような時間フィルタリングの実行前に、ライン解析プロセスが複数のラインを解析するまで待機する。
【００９８】
後解析時間フィルタリングは、ライン解析データ構造のラインレコードのいくつかの要素を更新する。与えられたラインレコードに対しこのような要素が計算され、各ラインの垂直位置がわかるようにデータが十分解析されると、当該ラインに対する映像信号に関するすべての情報がわかる。その後、次のプロセスであるリサンプリングプロセスが実行可能となる。
【００９９】
リサンプリング
一実施例では、フロントエンドメモリ２０９に記録されている生データと、ライン解析データ構造のラインレコードに含まれるデータに関する情報に対して、リサンプリング処理が行われる。
【０１００】
デコーダの第１のシンプルな実施例では、１つのリサンプリング画像を生成するためリサンプリングプロセスが１度のみ適用される。このリサンプリングされた画像は、フレームグラバの最終データを形成する。一実現形態では、当該データは、フレームバッファメモリにローカルに格納される。一実現形態では、リサンプリングデータは、ホストデータバスに接続されたＰＣＩインタフェースなどのバスインタフェースを介し接続されたホストコンピュータメモリに転送される。他の実現形態では、リサンプリングデータは、フレームバッファメモリにローカルに格納され、その後、ホストプロセッサによるアクセスのためホストコンピュータメモリに転送することができる。
【０１０１】
より機能性の高い実施例では、複数のリサンプリングプロセスが、同じライン解析データ構造を用いて、同一の生データから同時に実行可能である。例えば１つのタイプでは、デコーダは、表示用とホストコンピュータメモリへの格納ようの異なるスケーリング係数を有する同一画像の２つのバージョンを生成する。一実現形態では、表示用のリサンプリングデータは、フレームバッファの形式によりローカルに格納され、他方の画像バージョンは、ホストメモリに転送される。他の実現形態では、リサンプリングデータのすべてのバージョンがホストメモリに転送される。
【０１０２】
リサンプリングプロセスは、基本的には正確な位置でのサンプルの補間を行うためのものである。
【０１０３】
本発明の一特徴は、リサンプリングが、生データを所望のリサンプリングサイズにリサンプリングすることに加えて、他の１以上の目的を同時に達成することができる。一実施例では、リサンプリングはまた、
・調整可能ローパスフィルタリング
・カラーサブキャリア除去（必要に応じて）
・ピーキング（ｐｅａｋｉｎｇ）とも呼ばれる一次元エッジエンハンスメントまたは輪郭エンハンスメント
・振幅訂正
を含む。
【０１０４】
本発明の一特徴は、可変長ラインを可能にするよう適応されたライン解析により、リサンプリングプロセスは、ＶＣＲ出力信号などの磁気記録からの信号などの比較的良好でない水平位相安定性を示す信号に対処することができる。
【０１０５】
後処理
一実施例では、後処理プロセスと呼ばれる追加的なプロセスが、バス２１７を介したホストメモリへの最終的な転送以前に、あるいはそれと同時にリサンプリング画像に適用される。様々な実施例には、
・出力信号に対するクランピングを実行するための自動的レベル訂正
・慎重なオフセット制御
・ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）
・慎重なゲイン制御
・ルックアップテーブル
の１以上が含まれる。
［各種実施例のブロック図］
このセクションでは、本発明の１以上の特徴を用いたフレームグラバの簡単化されたブロック図により、いくつかの他の構成が説明される。また様々なアプリケーションの分野が示唆される。これらの実施例は、図２の一般的構成に従っている。
【０１０６】
一部の実施例のみがここで与えられ、これらはいくつかの共通の要素を有するが、本発明の趣旨及び範囲に属する他の構成及び方法が可能であるということは、当業者には明らかに理解されるであろう。従って、これらの変形は網羅的であることを意図するものではない。本発明の一般的な趣旨及び範囲に属する他の実施例が可能である。
【０１０７】
工業用モノクロフレームグラバ
図４Ａは、本発明の特徴を備え、図２の一般的構成に従う工業用モノクロ画像フレームグラバの一実施例を示す。工業用画像処理の枠組みでは、人間により工業用アナログカメラから取得した信号が処理される。この映像信号は、１〜３つの個別の信号によりフレームグラバに与えられる。アナログチャネルは、同じ周波数においてパラレルにデジタル化される。このようなフレームグラバは、水平同期のセパレートソースが与えられている場合に対応する。このような同期信号はダウンストリームカメラ信号であるが、図４Ａは、このような個別の信号が所望され、利用可能であるとき、水平同期を搬送する信号をデジタル化するためのセパレートＡＤＣ４０５とは別のセパレート水平信号を示す。信号調整フィルタは、同期信号のための同期ダウンストリーム信号のＡＤＣに含まれると仮定される。
【０１０８】
図４Ａにおいて、ＰＣＩや同様のホストバスのためなどのセパレートバスインタフェースが示される。
【０１０９】
一実施例では、水平同期ＡＤＣ４０５のサンプリングレートは、映像信号と同一である。このため、水平同期信号は、単なる他の映像チャネルとみなされるかもしれない。
【０１１０】
画素クロックに関して、例えば、アップストリームカメラ制御の１つとしてカメラによって提供されたときでさえ、本発明の一特徴は、ライン解析器により実行されるライン解析が典型的には与えられた画素クロックの何れも使用する必要がないような良好な精度の水平検出プロセスを提供するということである。既知のように、画素クロックを使用することは、映像信号の干渉を避けるため、比較的高価なケーブルにより当該信号をカメラからフレームグラバまで接続することを求める。画素クロックを使用しないことにより、カメラとフレームグラバを接続するケーブルにおける当該クロックの送信による問題を回避することができる。
【０１１１】
工業用カラーフレームグラバ
図４Ｂは、本発明の特徴を備え、図２の一般的構成に従う工業用カラー画像フレームグラバの一実施例を示す。図４Ｂの一般的構成は、Ｒ、Ｇ及びＢなどの３つの映像チャネルが使用されるという点を除いて、図４Ａに示されるものと同様である。
【０１１２】
図４Ａの場合と同様に、デジタルパルスなどのセパレート同期信号はダウンストリームカメラ信号であるが、図４Ｂは、このようなセパレート信号が所望かつ利用可能であるとき、水平同期を実行する信号をデジタル化するためのセパレートＡＤＣ４５５とはセパレート水平信号を示す。信号調整フィルタは、同期信号のためのＡＤＣ４５５に含まれると仮定される。
【０１１３】
工業用シングルカメラフレームグラバ
図５は、本発明の特徴を備え、図４Ａの一般的構成に従う工業用モノクロ画像フレームグラバ５００の一実施例を示す。しかしながら、図４Ａのケースと異なり、同期信号は、他の何れのダウンストリームカメラ制御信号とは別に示されてはいないが、ダウンストリームカメラ制御信号として含まれる。処理信号論理ユニット５０３の論理は、必要に応じて信号の切り替えあるいはルーティングを行い、ここでは独立したユニット５０５として示される同期デジタル化装置にこの信号をルーティングする。同期デジタル化装置５０５は、デジタル化対象の水平同期信号をフィルタリングするためのローパスフィルタなどの必要とされる信号調整器を備え、さらに、当該信号をあたかも映像信号であるかのようにデジタル化するためのＡＤＣを備える。処理信号論理ユニット５０３の信号論理部は、異なる映像信号であるかのように、デジタル化された水平同期信号をフロントエンドメモリ５０７に格納させる。
【０１１４】
ここで、このような工業用カメラのコネクタには既存の規格が存在しないため、処理信号論理５０３の一部として信号ルーティング及び／または切り替え論理を設けることは、信号接続及び適切な信号のルーティングにおけるフレキシビリティを与える。従って、様々なダウンストリームカメラ制御信号が、水平同期ユニットに接続されるようにしてもよい。
【０１１５】
ここで、図５は、フレームグラバに接続される工業用システム５１１を示す。図２を参照して説明されたようなシステムから入出力されるシステム信号が設けられてもよい。
【０１１６】
工業用デュアルカメラフレームグラバ
図６は、本発明の特徴を備え、図２の一般的構成に従う工業用デュアルチャネルモノクロ画像フレームグラバの一実施例を示す。この一般的構成は図５の構成に従い、デジタル化される何れのセパレート同期信号も他の何れのダウンストリームカメラ制御信号とは別には示されないが、ダウンストリームカメラ制御信号として含まれる。同期デジタル化装置は、ここでは別々のユニット６０５と６０６として示されている。本システムは、２つの工業用カメラあるいは他の映像情報源と接続するための構成を備える。
【０１１７】
工業用クワドカメラフレームグラバ
図７は、本発明の特徴を備え、図２の一般的構成に従う工業用クワドチャネルモノクロ画像フレームグラバ７００の一実施例を示す。この一般的構成は図５のものに従い、デジタル化される何れのセパレート同期信号も他の何れのダウンストリームカメラ制御信号から別には示されないが、ダウンストリームカメラ制御信号として含まれる。同期デジタル化装置は、ここでは別々のユニット７０５、７０６、７０７及び７０８として示される。本システムは、４つの工業用カメラまたは他の映像情報源と接続するための構成を備える。
【０１１８】
低コスト映像監視フレームグラバ
図８は、本発明の特徴を備え、図２の一般的構成に従う映像監視に適した比較的シンプルな低コストフレームグラバ８００の一実施例を示す。マルチプレクサ８０３を介した複数のビデオカメラからの複数の映像源を時間多重することにより、映像信号が取得される。図８において、４つのカメラが示されているが、カメラの個数はそれに限らない。映像監視では、カメラは、典型的にはコンポジット映像信号を提供する低コストカメラである。典型的には、セパレート水平または垂直同期信号は与えられない。映像は非インタレースであってもよいが、典型的にインタレースされている。
【０１１９】
本発明の一特徴は、図８に示される構成に特に適用可能である。入力ラインは時間多重された複数の映像信号を含むため、複数のブラックレベルが設けられてもよい。ここで説明されるライン解析方法は、時間多重された各ソースの異なるブラックレベル及びシンクチップレベルを可能にするため、信号の時間多重された各タイムセグメントを個別に解析する。さらに、ライン解析器が現在ラインがフィールドのどこにあるか知っているフレームロック状態に達すると、１または２フレーム後のものであったとしても、完全な映像フレームが垂直同期情報を待機する必要なく各映像源に対し構成され、各映像源のラインが当該映像源の最後に解析されたライン番号から継続するよう多重化を制御することができる。もちろん、このような映像フレームは、異なる入力フレームからのデータを含むものであってもよい。にもかかわらず、このような方法では、垂直ブランキングインターバルや垂直同期パルスなどの垂直イベントを待機するラインが失われる必要はなく、リサンプリング映像の映像源の間の「切り替え」は、実質的に瞬間的なものとなる。
【０１２０】
高性能映像監視フレームグラバ
図９は、映像監視に適し、図８に示されるものより複雑なフレームグラバ９００の一実施例を示す。本実施例によりフレームグラバ９００は、本発明の特徴を備え、図２の一般的構成に従う。複数のビデオカメラなどからの複数の映像源のそれぞれに対し、セパレート映像信号がデジタル化される。図９において、４つのカメラと４つの対応するＡＤＣが示されるが、カメラの台数はそれに限定されるものではない。
【０１２１】
高性能工業用フレームグラバ：実際の実現形態
図１０は、工業用画像アプリケーションに適し、ここでより詳細に示される図５の実施例の一般的構成に従うフレームグラバ１０００の一実現形態を示す。カメラコネクタは、カメラからフレームグラバにアナログ映像信号を接続し、パワーコネクタを備える。デジタルコネクタは、ダウンストリームカメラ信号、アップストリームカメラ信号、及びストローブ（ｓｔｒｏｂｅ）やトリガー信号などのシステム制御を接続する。アナログインタフェースは、ＲＧＢ信号に対しては３つなどの各アナログ映像信号に対するＡＤＣを備え、さらに、あたかももう１つの映像チャネルであるかのように、デジタル化されるセパレート同期信号に対するローパス信号調整フィルタを有する第４のＡＤＣを備える。一実施例の信号調整器は、離散的ＲＣフィルタである。これらのＡＤＣは同期処理され、一実施例では、各ＡＤＣは、２Ｖ入力範囲において１０ビット及び４０ＭＨｚでデジタル化される。これにより、アナログインタフェースの出力は、一実施例では各々が１０ビットである４つまでのデジタルストリームとなる。信号ＴＢＳは、「Ｔｏ  ｂｅ  ｓａｍｐｌｅｄ」を意味し、サンプリング対象のダウンストリーム信号の選択された１つである。ＡＤＣは、アナログ装置ＡＤ９２１８ダブル４０ＭＨｚ１０ビットＡＤＣコンポーネントである。他の実現形態では、装置に一体化された１以上のＡＤＣが備えられてもよい。
【０１２２】
各種コンポーネントに対し、電圧調整器が備えられる。例えば、３．３Ｖアナログ調整器がＡＤＣにより求められる。
【０１２３】
デジタル及びアナログインタフェースは、当該信号とＦＰＧＡにおける各種信号パスを接続する。一実施例によるＦＰＧＡは、Ｘｉｌｉｎｘによる「Ｖｉｒｔｅｘ−ＩＩ」ＦＰＧＡ（カリフォルニア州サンノゼのＸｉｌｉｎｘ，Ｉｎｃ．）であり、高速論理、メモリ、埋め込み乗算器及びデジタルクロックマネージャを備える。本実施例はさらに、「ＭｉｃｒｏＢｌａｚｅＴＭ」と呼ばれる３２ビットソフトプロセッサを備える。このプロセッサは、ハーバードスタイルセパレート３２ビット命令を有するＲＩＳＣアーキテクチャと、プログラムの実行及びオンＦＰＧＡ及び外部メモリからのデータのアクセスを行うためフルスピードで実行するデータバスにより特徴付けされる。
【０１２４】
ＦＰＧＡクロックを動作させるためのオシレータが設けられている。ハードウェア署名が外部レジスタに格納されている。フロントエンドメモリは、６４０ＭＢ／秒までの読み出し／書き込みが可能な３２ビットＤＤＲメモリである。外部ＥＥＰＲＯＭがまた、カメラの詳細を格納するのに設けられると共に、一実施例では外部装置であるＰＣＩインタフェースのために１つが設けられる。
【０１２５】
図１１は、図１０の実現形態の機能ブロック図を示す。セレクタ１１０３は、使用するダウンストリームカメラ信号を選択する。信号の１つがあたかも映像チャネルであるかのようにライン解析器により解析される場合、セレクタは、信号ＴＢＳのダウンストリームカメラ信号を選択する。４つのＡＤＣ１１０５、１１０７、１１０９及び１１１１が設けられる。使用時には、信号ＴＢＳは、ＡＤＣの１つであるＡ／Ｄ４（１１０５）にローパスフィルタ１１１３を介し接続される。コントローラ１１１５を用いて、フロントエンドメモリ１１１７への信号のルーティング及び書き込みが行われ、さらに、フロントエンドメモリ１１１７における解析のためラインが準備されたと予想されると、ＦＧＰＡのプロセッサにおいて実現されるライン解析器１１１９に対するウェークアップ（ｗａｋｅ−ｕｐ）信号が生成される。各映像チャネルに対して、ＦＩＦＯがフロントエンドメモリ１１１７において維持される。各ＦＩＦＯはサンプリングバッファと呼ばれ、４つのバッファ１１２１、１１２２、１１２３及び１１２４が示される。ここで、ＡＤＣから各ＦＩＦＯへのセパレート論理データラインが示されているが、図１１は論理図であり、バスを介しメモリアドレスコントローラを用いて、メモリは通常は１つのポートを介し書き込みされ、メモリには実際４つの物理的入力ポートが設けられるということを当業者は理解するであろう。
【０１２６】
フロントエンドメモリ１１１７はまた、メモリの構造を記述する動作パラメータ及び変数群１１２５を含む。
【０１２７】
ＦＰＧＡは、プロセッサ（ＣＰＵ）１１２７とローカルメモリ１１２９を備える。ローカルメモリは、ライン解析、リサンプリング及び後処理のプロセスを実行するようプロセッサ１１２７に指示するプログラミングコード１１３１を備える。ライン解析器は、複数のサンプリングバッファの複数の生データを解析するのに共有される複数のリソースを示す「ライン解析器」１１１９とラベル付けされた独立したボックスとして示されている。
【０１２８】
各映像源に対し、状態遷移図に従ってライン解析は実行される。状態コントローラにより、当該処理は制御される。コントローラからのウェークアップ信号はウェークアップを示し、ローカルメモリは現在状態と当該状態のプロセスの条件を含む。
【０１２９】
ライン解析器の状態と関連するプロセスが上述され、以下においてより詳細に説明される。レベル解析は、重要なブラックレベルとシンクチップレベルを決定し、水平検出器は水平位相を決定し、垂直検出器はラインの垂直位置を決定する。解析を通じ条件とレベルをモニタするため、同期エッジメータと信号レベルメータが格納される。
【０１３０】
一実施例では、映像信号において、あるいはダウンストリーム制御としてセパレートに与えられるすべての同期信号は映像信号として処理されてもよいが、本発明者は、本実施例に対して、デジタル化チャネルの本数を４本に限定することにした。従って、セパレート垂直同期検出器が設けられ、セパレートダウンストリーム垂直同期信号を処理することができる。例えば、水平及び垂直同期信号の両方がセパレートダウンストリーム信号として与えられる場合、本発明者は、水平同期信号を第４ＡＤＣ１１０５にルーティングされるＴＢＳ信号として処理し、当該信号をセパレート映像チャネルとして処理するが、従来のように垂直同期信号をセパレート垂直同期検出器１１３９により処理することにした。
【０１３１】
ライン解析器によりサンプリングバッファのデータが「フレームロック」されている、すなわち、データの水平及び垂直位置の両方がわかっているとき、当該データはリサンプリングの準備が整っている。ここで、この時点までで、フロントエンドメモリのデータは生のデジタル化データとして残っている。フレームロックの後、当該データは、ここでは共有可能リソース１１３３として示されるリサンプラによりリサンプリングされる。抽出コントローラ１１３７は、選ばれたリサンプリングパラメータを用いて、リサンプリングにおいてどのデータが抽出されるか、当該データをどのようにして抽出するかを決定する。リサンプリングデータはセパレートデータストリームとして論理的に示され、従来通り当該データは外部メモリから読み出されるということは理解されるであろう。
【０１３２】
リサンプリングデータは、所望のダイナミックレンジを出力リサンプリングデータに提供するためライン解析の結果を利用して、プロセッサ１１３５により後処理される。
【０１３３】
ローカルバスカプラは、外部ＰＣＩコントローラを介しこのデータを外部バスにわたす。
【０１３４】
アップストリームコントローラ１１４１は、ローカルバスカプラ１１４３に接続される。アップストリームコントローラ１１４１は、アップストリームカメラ制御を生成し、さらに、非同期キャプチャなどのため、ストローブ信号を生成し、トリガー信号を受付けることができる。
【０１３５】
もちろんこれは、ここで開示された方法を用いた一実現形態において説明される。当業者は、ここで説明された特徴を用いて他の多数の構成が可能であると認識するであろう。
［映像信号取り決め］
本セクションは、本開示で用いられる取り決めを開示する。この説明では、映像ラインは１から番号付けされる。コンポジット映像信号では、第１ラインは、垂直同期パルスの始まりを含む。他の取り決めも可能であり、そのような他の取り決めに対処するよう本開示を変更する方法は、当業者には明らかであろう。
【０１３６】
従って、ここで用いられる取り決めにより、垂直同期の始まりと水平同期パルスとの一致により、偶数フィールドが始まる。奇数フィールドは、２つの水平同期パルス間の垂直同期の始まりにより開始される。インタレース映像信号は、偶数フィールドと奇数フィールドを交互に発生させる。プログレッシブ走査と呼ばれる非インタレース映像信号、すなわち、プログレッシブ映像信号は、偶数または奇数の一方のフィールドを発生させる。
［機能］
以下のテーブルは、本発明の特徴を内包するフレームグラバの一実施例により実行可能な機能のリストを与える。一実現形態はこれらの機能のすべてを有するが、他の実施例はこれらの機能の一部またはすべてを含むかもしれない。
【０１３７】
【表１】
2005287032.tif 000003
［セパレート同期信号のタイプ］
水平同期は、典型的には、３種類の方法によりカメラから与えられる。
【０１３８】
【表２】
2005287032.tif 000004
第１の方法（ＬＶ）は、「アナログ」同期と呼ばれる特性である。その他の２つの方法は、「デジタル」同期と呼ばれる特性である。
【０１３９】
垂直同期は、典型的には、３種類の方法によりカメラから与えられる。
【０１４０】
【表３】
2005287032.tif 000005
さらに、「マスタ」同期のカメラは、利用可能な垂直同期ダウンストリームを返さなくてもよい。このような場合、処理信号論理におけるアップストリームコントローラは、処理信号論理のダウンストリームコントローラにデジタル信号を与え、当該プロセスをＦＰの特殊ケースとして解釈することができる。
【０１４１】
以下のテーブルは、工業用アナログカメラからセパレート同期ダウンストリームを受け取ることが可能であると見込まれる各種方法（モード）を示す。
【０１４２】
【表４】
2005287032.tif 000006
７つのモードＬＶ−ＦＶ、ＬＰ−ＦＶ、ＬＭ−ＦＶ、ＬＶ−ＦＰ、ＬＰ−ＦＰ、ＬＶ−ＦＭ及びＬＭ−ＦＭが以下においてより詳細に説明される。
【０１４３】
これらのモードは、マルチタップ（マルチチャネル）カメラにおいて以下のテーブルに整理された方法により使用される。マスタチャネルは、例えば、ここで開示されるライン解析による水平同期を制御するチャネルである。
【０１４４】
【表５】
2005287032.tif 000007
従来のフレームバッファは、工業用カメラなどにセパレートダウンストリーム制御形式で与えられたとき、典型的には、個別の方法を用いてセパレート同期をデコードする。このようなセパレート信号は復号するのが比較的容易であり、このため、簡単なハードウェアの追加のみにより復号可能である。本発明者は、ここで開示されるライン解析方法によりコンポジット映像信号を復号するためのリソースなどの、水平及び／または垂直同期を含む映像信号を復号するためのリソースは、本発明の実現形態ではすでに利用可能であり、このため、あたかも映像信号であるかのようにセパレート同期信号を復号するのに利用することが可能であるということを認識している。このため、本発明の一特徴は、このようなセパレート同期信号を「単なる」映像信号として扱うということである。これらのリソースはすでに利用可能であるため、使用される方法がこのような復号化がはるかにシンプルな方法により可能であるということを意味する「オーバーキル（ｏｖｅｒｋｉｌｌ）」と考えられるかもしれないが、その利用は部品点数を少なくし、より安価なフレームバッファをもたらすかもしれない。
【０１４５】
ここで、垂直同期がセパレート信号として与えられるとき、この信号は大変シンプルなものであるため、いくつかの実施例では、例えばデジタル化され、ライン解析された映像チャネルがすでに４つ設けられるように垂直同期のためのセパレートラインが存在するときなど、いくつかの実施例は、垂直同期をキャプチャする独立した要素を備える。上記テーブルでは、このようなリソースは、「垂直キャプチャ」とラベル付けされたカラムにある。
【０１４６】
ＬＶ−ＦＶ：Ｔｒｕｅアナログ同期
このモードでは、映像信号から水平及び垂直同期情報が抽出される。カラー（３つのデジタル化チャネル）の場合、第４のデジタル化チャネルは使用されない。
【０１４７】
マルチタップカメラのチャネルのうち、マスタチャネルは、同期情報を搬送し、通常は第１チャネルとされる。このようなカメラによる動作のための一実施例では、マスタチャネルから水平タイミングと垂直タイミングが抽出される。垂直同期をキャプチャする独立した要素は使用されない。開示されるライン解析は、マスタチャネルに適用される。
【０１４８】
ＬＰ−ＦＰ：デュアルワイヤＴｒｕｅデジタル同期
このモードでは、水平及び垂直同期情報が、デジタルパルスとして相異なる２つのダウンストリームラインにより伝えられる。３つのデジタル化チャネルを有するカラーカメラでは、第４のチャネルが水平同期信号をデジタル化する。マスタチャネルは、水平タイミングが開示されるように抽出される第４のチャネルであり、開示されるライン解析は主としてこのマスタチャネルに適用される。垂直同期をキャプチャする要素は、垂直同期信号を解析し、それから垂直タイミングが抽出される。
【０１４９】
ＬＭ−ＦＭ：シングルワイヤＴｒｕｅデジタル同期
このモードでは、水平及び垂直同期情報が、合成パルス形式により単一のラインダウンストリームによって伝えられる。３つのデジタルカメラを有するカラーカメラでは、第４チャネルがこの合成された同期信号をデジタル化し、マスタチャネルがこの第４チャネルとなる。ここで開示されるライン解析プロセスを用いて、水平及び垂直タイミングが抽出される。垂直同期のセパレートデータキャプチャは用いられない。
【０１５０】
ＬＶ−ＦＰ：コンボアナログ／デジタル同期
このモードでは、映像信号から水平同期が抽出され、垂直同期がデジタルパルス形式によりラインダウンストリームにより搬送される。３つのデジタルカメラを有するカラーカメラでは、第４デジタル化チャネルを使用されない。マスタチャネルは、同期情報を搬送し、通常は第１チャネルとなる。ここで開示されるライン解析を利用して、それから水平タイミングが抽出される。一実施例では、垂直同期をキャプチャする独立した要素が、垂直同期信号を解析する。垂直タイミングがそれから抽出される。
【０１５１】
ＬＶ−ＦＭ：コンボアナログ／デジタル同期
このモードでは、映像信号から水平同期が抽出され、１つがダウンストリーム信号の水平パルスを利用していない合成パルス形式によりダウンストリームラインによって垂直同期が搬送される。３つのデジタルカメラを有するカラーカメラでは、第４デジタル化チャネルは使用されない。マスタチャネルは、同期情報を搬送するものであり、通常は第１チャネルとなる。ここで開示されるライン解析を用いて、水平タイミングがそれから抽出される。
【０１５２】
一実施例では、垂直同期をキャプチャする独立した要素が、合成同期信号を解析する。垂直タイミングがこの合成同期信号から抽出される。
【０１５３】
ＬＰ−ＦＶ：コンボアナログ／デジタル同期
このモードでは、水平同期がデジタルパルス形式によりダウンストリームラインによって搬送され、垂直同期が映像信号から抽出される。３つのデジタルカメラを有するカラーカメラでは、第４チャネルが水平同期信号をデジタル化し、これがマスタチャネルとなる。ここで開示されるライン解析を用いて、水平タイミングがそれから抽出される。垂直同期のデータキャプチャは使用されない。
【０１５４】
ＬＭ−ＦＶ：コンボアナログ／デジタル同期
このモードでは、水平同期が使用されない垂直同期を有する合成パルス形式によりダウンストリームラインによって搬送される。映像信号から垂直同期が抽出される。３つのデジタルカメラを有するカラーカメラでは、第４チャネルが合成同期信号をデジタル化し、これがマスタチャネルとなる。ここで開示されるライン解析を用いて、水平タイミングがそれから抽出される。垂直同期のためのセパレートデータキャプチャは利用されない。
［ライン解析の復号化］
本セクションは、適用される信号に関するデコーダのいくつかの特徴を説明する。
【０１５５】
復号化機能
本発明の実施例は、上述のような広範な信号を処理することができる。すべての実施例が後述される機能のすべてを有するものではないが、所望の機能の多くを扱うことが可能な実施例が構成可能である。図２に示される構成の一特徴は、同一の全体的構成を用いて、様々な変形を構成することができるということである。
【０１５６】
一実施例では、デコーダの機能を示すため、処理論理にレジスタが設けられる。一実施例は、８ビットレジスタを使用する。レジスタの始めの２ビットは、スキャニング機能を説明するＶＳＣ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）と記されたパラメータを与える。次の３ビットは、基本カラー機能を与えるＣＤＣ（Ｃｏｌｏｒ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）と記されるパラメータを与え、その次の３ビットは、信号に対し予想される同期タイプを規定するパラメータＳＰＣ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を規定する。
【０１５７】
インタレース復元
パラメータＶＳＣ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）は、インタレース処理に関するデコーダの機能を示す。ＶＳＣは、デコーダがインタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを意味する「Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ」値を有することが可能である。ＶＳＣはまた、デコーダが非インタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを示す「Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ」値をとることも可能である。
【０１５８】
カラー復号化
パラメータＣＤＣ（Ｃｏｌｏｒ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）は、デコーダが復号可能なカラー情報に関するデコーダの機能を示す。ＣＤＣは、以下のような異なる値をとりうる。「ＰＡＬ」は、デコーダがＰＡＬ符号化信号からモノクロ及カラー情報を復元するよう構成されるということを示す。「ＮＴＳＣ」は、デコーダがＮＴＳＣ符号化信号からモノクロ及びカラー信号を復元するよう構成されるということを示す。「Ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ」は、デコーダがモノクロ情報を復元するよう構成されることを示す。「ＰＡＬ  Ｔｒａｐ」は、デコーダがＰＡＬ周波数でサブキャリアコンポーネントを除去しながら、モノクロ情報を復元するよう構成されることを示す。「ＮＴＳＣ  Ｔｒａｐ」は、デコーダがＮＴＳＣ周波数でサブキャリアコンポーネントを除去しながら、モノクロ情報を復元するよう構成されることを示す。
【０１５９】
同期
パラメータＳＰＣ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）は、異なる形式の同期情報に関するデコーダの機能を示し、一実施例では、以下の値をとる。「ＰａｌＳｙｎｃ」は、デコーダがＰＡＬに従う偶数及び奇数同期パターンを示すインタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを示す。「ＰａｌＥｖｅｎ」は、デコーダがフィールドの偶数ＰＡＬスタートのようにみえる同期パターンを示す非インタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを示す。「ＰａｌＯｄｄ」は、フィールドの奇数ＰＡＬスタートのようにみえる同期パターンを示す非インタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを示す。「ＮｔｓｃＳｙｎｃ」は、ＮＴＳＣに従う偶数及び奇数同期パターンを示すインタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを示す。「ＮｔｓｃＥｖｅｎ」は、デコーダがフィールドの偶数ＮＴＳＣスタートのようにみえる同期パターンを示す非インタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを示す。「ＮｔｓｃＯｄｄ」は、デコーダがフィールドの奇数ＮＴＳＣスタートのようにみえる同期パターンを示す非インタレース信号から画像情報を復元するよう構成されることを示す。
【０１６０】
復号化の全体的説明
「サンプリング」とは、フロントエンドメモリへの格納のため、アナログ映像信号をデジタルデータストリームに変換するフロントエンドプロセスを意味する。ここで、サンプリングは、処理系列の以降で行われ、すでにサンプリングされたデータに適用されるリサンプリング処理とは区別される。リサンプリングは、映像データを所望の解像度やスケーリングなどで構成するプロセスである。
【０１６１】
サンプリングは、ＡＳＲ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｒａｔｅ）と記される周波数で行われ、ＡＳＲの逆数はＡＳＰ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ）と記される。
【０１６２】
各アナログ映像信号、あるいは映像信号を形成する各アナログ映像チャネルが、信号をサンプリングする専用ＡＤＣに適用される。工業用画像フレームグラバアプリケーションなどのいくつかのアプリケーションには、水平基準同期を含むセパレート信号の提供が含まれてもよい。この場合、一実施例では、あたかも他の映像信号であるかのように、セパレート水平同期信号はセパレートＡＤＣによりデジタル化される。
【０１６３】
デジタル化ビット数をＡＳＮ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）により表す。デジタル信号の離散レベル数をＡＳＬ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｌｅｖｅｌｓ）により表す。
【０１６４】
本発明の一特徴は、アナログ処理を実行する必要がないか、あるいはシンプルなＡＣ接続以外のアナログ信号に対しアナログ処理が実行されるということである。一実施例では、シンプルなＡＣ接続キャパシタを用いて、デジタル化範囲の中央に信号を接続する。
【０１６５】
本発明の他の特徴は、デジタル化前にアナログクランピングを実行することなく、映像信号がその全範囲でデジタル化されるということである。このようにして、様々なブラックレベルが、各々が異なる映像源からの時間多重された映像信号群などの同一信号に収容されてもよい。
【０１６６】
他の特徴は、シンプルなＡＣ接続により、入力インピーダンスの不一致を許容する広範な入力電圧範囲が許容されるということである。このため、この特徴によると、当該信号は、適切なＤＣレベル及び適切な不一致が確実である場合と比較して、より多くのレベルとより広範な電圧範囲にデジタル化される。
【０１６７】
このデジタル化電圧範囲は、ボルトにより測定されるＡＳＳ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｓｐａｎ）により示される。
【０１６８】
図１２は、サンプリングプロセスを示す概略図を示す。フレームグラバは、ＡＤＣがレートＡＳＲ（ヘルツ）でサンプリングするようサンプリング信号を与えるサンプリングクロックを含む。
【０１６９】
名目的には、映像信号は、１ボルトのピークからピークの振幅を与え、ＡＳＳをデジタル化する範囲は２ボルトである。ＡＳＳの値は、すべての典型的な映像コンテンツに適用可能である。
【０１７０】
映像信号が１ボルトより高い振幅を与える場合があるかもしれない。これは、信号が７５Ω以外の抵抗によって不適切に終端処理された場合などで起こり、この場合、振幅は急激に２倍となるかもしれない。Ｓｃｈｏｔｔｋｙダイオードは、これらの限界状態において機能を再構成する安価な解決手段である。それは、シンクチップ（ピーク）が約０．３５Ｖ以下となるのを防ぐ。
【０１７１】
以下の式が成り立つ。
【０１７２】
【数１】
2005287032.tif 000008
本発明の実施例が機能するいくつかの可能なタイプのビデオカメラのサンプリングが説明される。
【０１７３】
工業用アナログビデオカメラ
典型的な工業用ビデオカメラの場合、映像信号は「映像チャネル」と呼ばれる１〜３個の個別信号としてフレームグラバに与えられる。これらのチャネルは、パラレルに同時にデジタル化される。
【０１７４】
これらの信号に含まれる情報が、タイミング情報を完全に規定するには十分でない場合がある。この場合、カメラは、映像信号の水平及び／または垂直タイミング構造を規定するデジタルパルスを含む１以上の追加的信号を与えるようにしてもよい。
【０１７５】
例えば、水平セパレートタイミングを考える。一実施例では、水平情報を追加的映像チャネルとして伝える追加的デジタル信号が扱われ、映像情報などの画像情報を伝えるその他のチャネルと同じ周波数においてデジタル化される。
【０１７６】
画素クロックと呼ばれるものを与える工業用カメラが知られている。これは、各画素がカメラ内部のセンサにより生成される時点に同期されたデジタル信号である。本発明の一実施例では、画素クロックは利用されない。本発明の一特徴は、コンポジット信号の場合、あるいは個々に送出される場合に、水平基準信号を用いたタイミング回復プロセスが十分な精度を得られるように十分正確であるということである。このような実施例では、画素クロックの利用は追加的な有効精度または安定性をもたらすものでないということが発明者によりわかっている。画素クロックを使用しないことは、安価で信頼性の高いシステムを提供する。例えば、画素クロック接続は画素クロックケーブルの増加的コストを求めないということが知られている。画素クロックはしばしば、映像信号を電気的に劣化させ、電磁的互換性の問題を引き起こす。画素クロックの利用はしばしば、サンプリングジッタ問題を解消するための主要な方法と考えられているが、ジッタ問題より悪い干渉ノイズを生じさせる。本発明の一特徴は、画素クロックを用いることなく、またそれに伴う問題なく画素クロックの利用の効果を実現させる。他の特徴は、ライン解析の結果から画素クロックを生成することができるということである。
【０１７７】
標準的インタレースビデオカメラ
本発明の１以上の特徴を利用したフレームグラバは、変調サブキャリアにより符号化されたクロミナンス情報を有するカラーカメラを含む標準的インタレースビデオカメラ（ＰＡＬまたはＮＴＳＣ）と共に利用可能である。
【０１７８】
本発明の一特徴は、コンポジット映像信号のブラインドサンプリングが、同期、輝度及びカラーを含むコンポジット映像信号において映像情報を復元するのに必要なすべての情報を含むサンプリングされたデジタルデータを提供するということである。
【０１７９】
１つの用途は、映像監視である。このような用途では、フレームグラバが複数の標準的ビデオカメラまたは他の映像源と同時に動作することが望まれる。図８及び９は、このようなコンポジットビデオカメラと共に動作する２つの構成を示す。安価（コスト効率的）な選択肢と高価（高機能）な選択肢の２つが示されている。
【０１８０】
図８において、コスト効果的なフレームグラバの実施例が示される。安価の実施例の一特徴は、単一のＡ／Ｄ変換器による変換前に、映像信号がアナログドメインで時間シーケンス化されるか、あるいは時間多重されるということである。一実施例によるフレームグラバは、この切り替え機能を支援するのに必要なすべての手段を含む。このような複数映像源の実施例のパフォーマンスの評価は、ＡＤＣの入力が何れの復号可能な映像信号にも供給されない時間量として定義される切り替え遅延時間である。本発明の実施例は、比較的少ない部品点数を与えながら、この点に関して従来の手段のパフォーマンスを上回ることが期待される。ライン水平位置がわかると、同期を回復するための有効時間が失われないように、正確な個数のフレームとは別に時間シーケンス処理を行うことができる。多くの従来技術による解決法は、新しい垂直インターバルが同期が実現可能となる前に検出されることを求め、これにより、カメラごとの有効なフレームレートを低下させることができる。
【０１８１】
図９において、高機能フレームグラバの一実施例が示される。ここでは、すべての入力映像信号は、共通の周波数において各自のＡ／Ｄ変換器により個別にデジタル化される。切り替え遅延時間は、図８に示される実施例と同様に問題ではない。
【０１８２】
図２〜６に示される実施例などの工業用カメラと共に利用されると、本発明の実施例は、ＡＳＬ＝１０２４レベルを与えるＡＳＮ＝１０の解像度によるＡＳＳ＝２ボルトの電圧スパンにおいて、ＡＳＲ＝４０ＭＨｚでコンポジット映像信号をサンプリングする。
【０１８３】
図８及び９に示される実施例などの標準的コンポジットカメラと共に利用されると、本発明の実施例は、ＡＳＬ＝１０２４レベルのためＡＳＮ＝１０ビットの解像度によるＡＳＳ＝２ボルトの電圧スパンにおいて、ＡＳＲ＝２０ＭＨｚでコンポジット映像信号をサンプリングする。
【０１８４】
ここで、他の実施例では、ダイナミックレンジ全体がキャプチャされることをより確実にするため、１２ビットなどのより大きなビット数でデジタル化されてもよい。
【０１８５】
もちろん、他のパラメータも可能である。例えば、リサンプリングがあり、最終的な画像のリサンプリングが２０ＭＨｚ未満であるとわかっている場合、本発明の一実施例は２の係数による間引きを利用する。間引きでは、ＡＳＲ＝４０ＭＨｚでサンプリングされた２つの連続するサンプルの和がとられ、この結果は１０ビットで保存される。ここで、このような場合、ＡＤＣは４０ＭＨｚで動作するが、有効周波数ＡＳＲは実際には４０ＭＨｚでなく２０ＭＨｚである。リサンプリング（ライン解析後）を示すパラメータをＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｒａｔｅ）により表す。以下のテーブルは、間引きを含む一実施例を表す。
【０１８６】
【表６】
2005287032.tif 000009
サンプリングバッファ
定義
各実施例は、サンプリングデータを受信するフロントエンドメモリの異なる記憶量を用いることができる。フレームグラバが多くのデータをローカルに格納することが所望される場合、このようなメモリは、いくつかの映像ラインのデータには十分小さいものであってもよく、いくつかの映像フレームのデータには十分大きなものであってもよい。このサイズは、典型的には、ホストコンピュータシステムのバスを介したＰＣＩデータの転送などのデータ転送の予想される不規則性及び非一様性を許容するよう設定される。
【０１８７】
本明細書では、「サンプリングバッファ」という用語は、デジタルデータの単一の映像ラインを保持するのに十分なフロントエンドメモリの一部を呼ぶのに利用される。従って、映像源ごとかつ映像チャネルごとに１つのサンプリングバッファが設けられる。フロントエンドメモリは、複数のサンプリングバッファを維持するようにしてもよい。
【０１８８】
サンプリングバッファは、１つのＡＤＣからのデータにより充填され、その後ライン解析プロセスを受ける。ウェークアップ信号は、サンプリングバッファがライン解析プロセスの準備ができる時点を示す。ウェークアップは、当該タイプの割込みプロセスの実行を行わせるウェークアップ状態による割込みとして実現されてもよい。動作中、入力映像ラインに対する連続するサンプリングバッファが考慮される。
【０１８９】
図１３は、サンプリングバッファを示し、また上記テーブルに規定されているサンプリングに関するいくつかの数量とこれらの数量の一部の関係を示す。
【０１９０】
一実施例では、水平同期パルスエッジが、サンプリングバッファの始めと終わりに配置される。サンプリングバッファの始めに配置される同期パルスエッジは、「リード」同期パルスエッジと呼ばれ、サンプリングバッファを終了させる同期パルスエッジは、「トレイル」同期パルスエッジと呼ばれる。
【０１９１】
リサンプリングプロセス中、このバッファは、「ポインタ」（「スキャニングポインタ」とも呼ばれる）を用いたアドレッシング機構によりスキャンされる。一実施例では、このポインタは、固定小数点形式による整数部分と小数部分を有する３２ビットの数値である。整数部分は、サンプリングバッファのサンプルを配置する。小数部分は、２つのサンプル点の間の信号の重要点の位置を精緻化する。スキャニングポインタの各ユニットは、「ポイント単位」と呼ばれる。スキャニングポインタは、リサンプリングを扱うセクションにおいて詳細に説明される。
【０１９２】
サンプリングバッファの充填
サンプリングバッファは、Ａ／Ｄ変換器の１つを用いてデジタル化されたデータから充填される。図１４は、Ａ／Ｄ変換器からのサンプリングデータの取得中にフロントエンドメモリの充填を管理するハードウェア構成を一実施例を示す。図１４は、上述のテーブルに規定されるサンプリングに関する複数の値の関係を示す。
【０１９３】
カウンタは、ＡＬＡと記される絶対ラインアドレスの維持にレジスタを使用しながら、ＡＳＡ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ａｄｄｒｅｓｓ）を提供する。ＡＳＡカウンタは、ＡＤＣからのデータのライトアドレスを与える。レジスタは、あるラインにおける絶対アドレスが設けられている位置に関するラインアドレスの結果である情報を提供するのに用いられる。サンプリング時には、ＡＤＣはブラインドサンプリングを行い、フロントメモリの絶対アドレスに情報を書き込む。
【０１９４】
ＲＳＡ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ａｄｄｒｅｓｓ）は、あるサンプルが存在するライン上の位置を示す。これは以降において用いられ（以下を参照せよ）、ＡＳＡとＡＬＡから計算される。
【０１９５】
ライン解析ウェークアップは、以下でより詳細に説明される状態である。
【０１９６】
セパレート水平同期
フロントエンドメモリは、いくつかの映像信号を対応するサンプリングバッファとして保持するようにしてもよい。これにより、複数のサンプリングバッファが書き込みされるようにしてもよい。上述のアドレッシング構成は、各サンプリングバッファに共通している。図１１に示される実施例は、セパレート水平同期により工業用ＲＧＢカメラを管理するのに必要なものとして、４つまでのサンプリングバッファを設ける。サンプリングバッファの個数は、実施例に応じて可変とされる。
【０１９７】
セパレート水平同期
いくつかの場合では、水平同期情報は、セパレートライン上のデジタルパルス形式により与えられる。本発明の一特徴は、このような同期情報がサンプリングされ、あたかも映像信号であるかのように、フロントエンドメモリのサンプリングバッファに正確にデジタル化される。
【０１９８】
輝度レベル符号化
一実施例では、映像レベルは、データのデジタル処理中にＡ／Ｄ変換器によって与えられるものより高い精度で扱われる。好適な実施例では、映像レベルデータは１６ビットすうとして扱われ、その整数部分が１０ビットなどのデジタル化プロセスのダイナミックレンジに対応し、残りのビットが６ビットなどの小数部分を与えるような固定点小数として理解される。
［ライン解析］
イントロダクション
ライン解析がより詳細に説明される。一実施例では、ライン単位でライン解析が行われる。また一実施例では、所定のルールセットに従い解析される情報単位によりサンプリングされた映像ラインが形成される。
【０１９９】
映像ラインがサンプリングされ、フロントエンドメモリに生形式で取得されるたびに、ライン解析プロセスがトリガーされる。ウェークアップ信号が、ライン解析をトリガーする。
【０２００】
一実施例では、ライン解析は、格納されているラインがそこに含まれる画像情報の正確なレンダリングを確実にするのに要するすべての条件を満たすかのチェックが含まれる。一実施例では、安全な復号化に十分良好ではない特性を有すると判断される格納されている（取得された）映像ラインが拒絶される。一実施例では、ホストコンピュータ上で動作するソフトウェア「ホストソフトウェア」は、フレームグラバの動作を制御し、当該実施例では、映像ラインが拒絶された状態がホストコンピュータに通知される。
【０２０１】
他の実施例では、例えば、一実施例がマルチメディアデコーダとして機能するとき、このような通知は実行されない。「ある」「可読」な画像を取得する可能性を最大化するため、画素損失または水平及び垂直シフトなどの不完全さを許容するものであってとしても、データは処理される。例えば、監視アプリケーションでは、データの利用可能な部分を維持することが重要である。ライン解析プロセスの一特徴は、水平同期が１または２ラインだけで取得されるかもしれないということである。いくつかの理由のため、映像信号がフレームグラバに無線送信される場合に起こるような信号クオリティの低下などのラインの信号クオリティの低下があると仮定する。ここで説明されるライン解析プロセスは、水平同期の喪失を判断し、水平同期を再取得するための状態に移行する。ライン解析器が各ラインの垂直位置を知っている状態にすでにある場合、ライン解析器が水平同期を再取得すると、解析器は、ラインの垂直位置を知るようになるかもしれず、データがリサンプリングに対し利用可能となる状態を再開する。もちろん、同期のないラインと、水平同期が再取得されている間に通過したラインは、レンダリング不可能であるが、利用可能な映像情報が依然として存在する。多くの従来システムにおいて、デコーダは、このようなデータが利用可能となる前に、次の垂直期間まで待機する必要があり、フレームの一部の重大な喪失を招くこととなる。
【０２０２】
しかしながら、本発明の実施例は、毀損した画像の除去を含む復元された画像の完全性を補償するのに必要とされるよりプロフェッショナルな領域において利用される可能性が高い。従って本発明の一特徴は、解析器が信号に復元不可能な異常が存在すると検出すると、画像データの転送を防ぐことである。
【０２０３】
ライン解析器はさらに、解析される映像ラインを特徴付けする変数の値を決定する。これらの変数は、当該ラインのラインレコードを形成する。このラインレコードは、リサンプリングラインの構築のため以降において利用される。
【０２０４】
該当パラメータ
以下のパラメータは、ライン解析に関する。一実施例では、ライン解析器は、状態遷移図に従って状態コントローラの制御の下で動作する。ライン解析パラメータの一部は、相対遷移図に関する。
【０２０５】
【表７】
2005287032.tif 000010
機能
ライン解析は、生データがサンプリングバッファに残っている間、与えられた映像信号に対する各種機能を実行する。以下では、一実施例において、ライン解析が実行するか、あるいは少なくとも寄与する機能のリストである。すなわち、完全性、水平ロック、垂直ロック、オフセット、ゲイン、カラー及びウェークアップである。これらが簡単に説明される。より詳細な説明は、本明細書の以降の箇所において与えられる。
【０２０６】
ライン解析の重要な特徴は、サンプリングバッファのデータを破壊あるいは変更することなく、サンプリングバッファの映像コンテンツに関するパラメータを決定することである。サンプリングバッファのデータに関する垂直及び水平位置などの情報が確認されると、一実施例では、サンプリングバッファのデータをリサンプリングする。
【０２０７】
ブラック及びシンクチップレベル
一実施例では、ライン解析プロセスは、他の機能に対して利用可能となるように、ブラックレベルとシンクチップレベルを決定する。
【０２０８】
完全性
一実施例では、ライン解析プロセスは、本発明の１以上の特徴に従う適切な復号化に対する十分なクオリティ（「適切な」）を映像信号が有するか確認することができる。
【０２０９】
この確認は、バイナリによる結果を返す。サンプリングバッファに格納されている映像ラインは適切であり、画像コンテンツの復元が実行されるか、あるいはライン解析プロセスにより、映像ラインが１以上の所定の基準により問題があると確認する。一実施例では、画像コンテンツを復元する試みは、不良なラインの場合には実行されない。
【０２１０】
ライン解析プロセスがラインを拒絶する場合、ライン解析プロセスは、満たされなかった１以上の基準などの拒絶のための１以上の理由に関する表示を与える。一実現形態では、ソフトウェアドライバは、フレームグラバとホストコンピュータのソフトウェアアプリケーションとのインタフェースをとり、ライン解析プロセスはソフトウェアアプリケーションに利用可能な拒絶理由を与える。これらの理由は、ドライバによって解釈可能であり、アプリケーションに通知することができる。
【０２１１】
本発明者は、シミュレーションを実行し、本発明の実施例が比較的高いレベルのノイズ及び位相ジッタを許容することができる。
【０２１２】
水平ロック
ライン解析の他の特徴は、ラインが正確に決定されるように、サンプリングバッファのデータが変更されない間にサンプリングバッファに格納されている映像ラインの水平位相に関する知識を取得することである。この水平位相の知識は、生データに対し決定されたブラックレベルとシンクチップレベルを利用する。
【０２１３】
この水平位相知識は、高い精度と再生可能性によるリサンプリング（リサンプリングデータ）のためのデータの特定を与える。
【０２１４】
垂直ロック
ライン解析の１つの機能は、垂直同期パルスがコンポジット映像信号に含まれているか、あるいはフロントエンドメモリに個別にデジタル化される同期論理信号として個別に与えられるかに関して垂直同期パルスを検出することである。
【０２１５】
この検出により与えられる情報から、ライン解析はちょうど取得された映像ラインをインデックス付けする垂直ラインカウンタを維持する。再び、サンプリングバッファのラインの位置に関する当該情報は、サンプリングバッファデータ自体を変更するものではない。映像ラインをインデックス付けするこのカウンタは、入力ラインにおいて逐次的に出現するいくつかの映像源を時間多重する時点に関する信号を提供するため、消失したデータにより映像フレームを再構成するためなど、各種機能に対して利用可能である。
【０２１６】
オフセット
ライン解析は、サンプリングバッファに記録されている映像ラインのＤＣレベルの決定（「測定」）を行う。この測定を反映した１以上の変数が保持されている。この情報は、例えば、水平位相の決定に用いられる。この情報はまた、ダイナミックレンジ（グレイスケール）内で正確に特定された画像情報を構成するため、（サンプリング後の）後処理段階での以降の利用のため用いられるかもしれない。このプロセスは、オフセットプロセスと呼ばれる。
【０２１７】
一実施例では、このオフセットプロセスは、通常は「クランピング」と呼ばれるＤＣレベルの復元（ブラックレベルの復元）を有する。オフセットプロセスはまた、輝度制御を実現するためなど、ダイナミックレンジのオフセットに慎重に適用される。
【０２１８】
ゲイン
一実施例では、ライン解析はまた、サンプリングバッファにおいて記録された映像ラインの有効振幅の決定（「測定」）を行う。一実施例では、この測定を行うために複数の方法が提供される。この測定を反映した変数が、グレイレベルのダイナミックレンジ内で正確に増幅された画像情報を復元するため、後処理段階における以降の利用のため維持される。
【０２１９】
このような測定の実行は、ゲインプロセスと呼ばれる。このゲインプロセスは、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）の問題を解決する。ゲインプロセスはまた、コントラスト制御などの輝度ゲインの慎重な適用を提供する。
【０２２０】
カラー
一実施例において、カラー映像データの場合、ライン解析はカラーコンポジット映像信号の復号化を行う。これは、サンプリングバッファに格納されている各映像信号の始めで利用可能なカラーサブキャリアバーストの位相及び振幅の測定を伴う。これは、カラープロセスと呼ばれる。一実施例では、カラープロセスは、カラーサブキャリアのバーストの位相の測定を含む。
【０２２１】
一実施例では、カラープロセスは、復号されたカラー画像に対する慎重な飽和及び色相制御の適用を含む。
【０２２２】
ここで、カラー情報を処理するための従来技術による方法が知られている。従って、このようなカラー復号処理を行うための詳細な情報はここでは与えられない。
【０２２３】
ウェークアップ
ウェークアッププロセスと呼ばれる処理は、ライン解析が次の映像ラインに対し実行可能となるためのライン解析プロセスの再起動に関するものである。ライン解析は、現在ラインの解析がフロントエンドメモリに完全に記録されるとすぐに再起動される。次の映像ラインは、新しいサンプリングバッファである。
【０２２４】
ライン解析状態遷移図
ライン解析の一実施例は、処理論理２２１（図２）のマイクロコントローラにより実現され、状態遷移図により記述された状態コントローラにより制御される。当業者は、他の実施例がここで開示された状態遷移図から設計され、処理論理２２１の一部としてハードウェアにより実現される状態マシーンにより制御されてもよい。他の実施例では、複数のプログラマブルコントローラや他の機構が利用されてもよい。
【０２２５】
イントロダクション
ライン解析は、復号されてきた映像信号の履歴と現在解析されているラインを示す変数群を用いた繰り返しまたは再帰的プロセスである。あるラインに対するライン解析プロセスの実行は、当該ラインを表す生のサンプリングデータから情報を抽出し、この生データを記述する変数群に対する新たな値を計算することを含む。
【０２２６】
一実施例では、ライン解析器は、１つのみのラインを処理するため、生データを要する。このため、１ラインのデータを格納するのに十分なメモリのみが必要とされ、他の実施例では、より多くのメモリが利用されてもよい。
【０２２７】
ライン解析の「状態」とは、現在ラインのライン解析の段階を特徴付ける変数を意味する。フロントエンドメモリの新たにサンプリングされ、記録された各データに対して、実行されるライン解析機能の性質は、ライン解析器の現在状態に依存する。
【０２２８】
周知のように、状態コントローラは、状態と次の状態への遷移のための条件を含む状態遷移図により記述されてもよい。
【０２２９】
ここで開示される実施例では、ＰＡＳ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｔａｔｅ）と呼ばれる変数は、状態遷移前のライン解析器の状態を反映し、ＮＡＳ（Ｎｅｘｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｔａｔｅ）と呼ばれる変数は、状態遷移後のライン解析の状態を反映する。
【０２３０】
ＳＴＲ（Ｓｔａｔｅ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）は、ライン解析プロセスの出力情報を反映し、これにより、次の状態への状態遷移が決定される。
【０２３１】
本発明の一実施例では、ＰＡＬやＮＴＳＣなどの公式規格やそれ以外の規格に従うインタレースまたは非インタレース映像信号のため、すべての復号化モードに適した状態遷移図に従う状態コントローラが用いられる。
【０２３２】
状態リスト
一実施例では、ライン解析器は、以下のテーブルに列挙されるような１１個の解析状態を有する。
【０２３３】
【表８】
2005287032.tif 000011
遷移状態情報
ライン解析は、レジスタに格納されている１６ビットワードを介しそれの結果を通知する。図１５は、状態レジスタのビットの割当てを示す。一実施例では、上記コードの一部の意味は、以下の通りである。
【０２３４】
ウェークアップコード
１〜６の範囲の３ビットの値であるウェークアップコードは、次のライン解析ウェークアップが行われる方法を示している。また、図１５において、ウェークアップ情報を検出するのにレジスタに適用可能なマスクが示される。
【０２３５】
フェールビット及びフェールコード
いわゆるフェールビット（ｆａｉｌ  ｂｉｔ）は、ライン解析により通常の動作条件の欠落が検出される場合に設定される。フェールコードと呼ばれる１〜３の値をとりうる２ビットのコードが、エラーの原因を通知するのに利用される。図１５において、エラー情報を検出するため、レジスタに適用可能なマスクが示される。
【０２３６】
パスビット及びパスコード
いわゆるパスビット（ｐａｓｓ  ｂｉｔ）は、ライン解析が良好に終了した場合に設定されるレジスタのビットである。パスコードと呼ばれる１〜１１までの値をとりうる４ビットのコードを用いて、成功した状態を通知する。図１５において、成功したパス情報を検出するのにレジスタに適用可能なマスクが示される。
【０２３７】
遷移コード
レジスタはまた、パスまたはフェールの各組み合わせに対する可能な遷移の１つに対してコードを与える。一実施例では、これは、１〜２６の値であると仮定されるいわゆる５ビットの遷移コードにより特徴付けされる。ある遷移は先行するフェール及びパスコードフィールドのみによっては十分には特定できないため、このフィールドが利用される。
【０２３８】
状態遷移図
図１６は、本発明の一実施例の完全状態遷移図を示す。各状態において実行される機能が、より詳細に説明される。ここで、図１６の状態図において、いわゆる「垂直同期」状態ＶＷ１６０３、ＢＫ１６０５、ＢＶＰ１６０９、ＥＶＰ１６１１、ＶＰ１６０７及びＶＤ１６１３の各状態は、それぞれ次の状態がＳＳＬ１６１７、ＳＳＨ１６１９及びＶＷ１６０３であるＦａｉｌ＿Ｌｅｖｅｌ、Ｆａｉｌ＿Ｌｉｎｅ及びＦａｉｌ＿Ｆｒａｍｅの３つのフェールパスを含む。各垂直同期状態から出る３つのパスの各々を示すのでなく、ＶＷ１６０３、ＢＫ１６０５、ＢＶＰ１６０９、ＥＶＰ１６１１、ＶＰ１６０７またはＶＤ１６１３の状態のいずれかを表す破線によりマークされた状態から出る３つのパスは、一回のみ示される。
【０２３９】
以下において、一部の変数の意味が要約される。以下では、パスコードが示される。
【０２４０】
【表９】
2005287032.tif 000012
さらに以下では、パス状態が示される。
【０２４１】
【表１０】
2005287032.tif 000013
以下では、一部がフェール状態を導くフェール状態が示される。
【０２４２】
【表１１】
2005287032.tif 000014
以下では、ウェークアップコードが示される。
【０２４３】
【表１２】
2005287032.tif 000015
以下では、状態遷移コード、各自の名称及びその意味が示される。
【０２４４】
【表１３】
2005287032.tif 000016
パラレル処理
理論的には、ライン解析器は、サンプリングバッファと同数設けられ、このため、カメラまたは他の映像源と同数のＡＤＣが設けられる。しかしながら、そのことは、各入力に影響される各ライン解析器による当該数の物理的ライン解析器が必要であるということを必ずしも意味するものではない。一実施例では、複数のライン解析器は、アクティブなカメラと同数のユニットにより実現される単一のプログラム可能な処理システムを利用する。
【０２４５】
ライン解析プロセスは、本明細書においてさらに詳細に説明される。
［ライン解析機能］
ライン解析で実行される各種機能が説明される。
［ライン解析におけるサブサンプリング機能］
本発明の一特徴は、一部のライン解析機能は、フロントエンドメモリのサンプリングバッファのデータでなく、ダウンサンプリングデータに対して実行されるということである。これにより、ライン解析機能の計算付加を低減させることができる。このサブサンプリングセクションは、ライン解析が縮小されたデータライン群がレベル検索のため用意されるＳＳＬ１６１７（レベル検索前のサブサンプル）と、縮小された映像データ群が水平同期のため用意されるＳＳＨ１６１９（水平前のサブサンプル）の状態の１つにあるとき、ライン解析プロセスにより実行される機能を説明する。
【０２４６】
生データでなくサブサンプリングデータに対して実行される機能にためのダウンサンプリングデータは、処理信号論理（ＦＰＧＡ）のメモリなどにローカルに格納される。
【０２４７】
情報縮小レシオは、ＣＰＳ（Ｃｏａｒｓｅ  Ｐｅｒｉｏｄ  Ｓｉｚｅ）により表される。また、ＣＰＳは、ＣＰＮ（Ｃｏａｒｓｅ  Ｐｅｒｉｏｄ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）により表されるパラメータにより定義される。すなわち、
ＣＰＳ＝２ＣＰＮ
である。
【０２４８】
サンプリングバッファは、ＣＰＳサンプルから構成される連続するパケットに分割される。本発明の一実施例では、各パケットに対してデータを加算し、この結果をＣＰＮビットに切り捨てることにより、サブサンプリングが行われる。このようにして、結果として得られたデータは、ＡＳＮ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）ビットなどのもとの生サンプリングデータと同じダイナミックレンジを有する。
【０２４９】
一実施例では、以降のライン解析機能の１つは、データに存在するブラックレベル及びシンクチップレベルなどのいくつかの重要なレベルを求めるため、サブサンプリングデータに対するヒストグラム解析を含むレベル検索である。これは、「サーチレベル」状態において実行される（以下を参照せよ）。このようなヒストグラム計算の１つの結果は、ダイナミックレンジの一部のみ、すなわち、ＣＳＮ（Ｃｏａｒｓｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）により示される最上位ビットが保持されるということである。対応して保持されるレベル数は、ＣＳＬ（Ｃｏａｒｓｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｌｅｖｅｌ）により示される。すなわち、
ＣＳＬ＝２ＣＳＮ
である。ここで、
ＡＳＮ＝ＣＰＮ＋ＣＳＮ
である。
【０２５０】
本発明者は、サイズＣＰＮとＣＳＮをサンプリング深さＡＳＮにリンクさせれば十分であることがわかった。この関係は、ＡＳＮ＝ＣＰＮ＋ＣＳＮである。従って、一実施例では、ＡＳＮ−ＣＳＮビットは、ダイナミックレンジを近似するプロセスでは無視される。この値は、ＣｏａｒｓｅＮと表される。
【０２５１】
ここで、ＣｏａｒｓｅＮはＣＰＮと等しい。このため、この値は、時間とダイナミック軸との両方において近似の粒度を表す。
【０２５２】
以下の値は、本発明者により求められた一例として与えられる。ＡＳＮ＝１０ビット（ＡＳＬ＝１０２４）に対して、ＣＰＮ＝４（ＣＰＳ＝１６）及びＣＳＮ＝６（ＣＳＬ＝６４）である。この例では、１０２４サンプル映像ラインに対して、生データは１０２４０（１０２４×１０）ビットを占め、サブサンプリング機能は６４０（６４×１０）ビットを生成し、ヒストグラムのコースデータは３８４（６４×６）ビットを占める。
【０２５３】
サブサンプリング状態中に実行される解析は、以下の遷移コード及びウェークアップ状態を生じさせる。
【０２５４】
【表１４】
2005287032.tif 000017
サブサンプリング機能により更新される変数は、以下のテーブルに示されるように再構成される。
【０２５５】
【表１５】
2005287032.tif 000018
ここで、一実施例では、ＬｏｗＲｅｓＬｉｎｅは、処理論理２２３（図２）のメモリなどのローカルメモリに格納され、ブラックレベルとシンクチップレベルの初期値を求めるためのレベル解析と、その後のトレイルエッジの水平同期機能の両方のために利用される。
【０２５６】
［ライン解析におけるレベル検索］
このセクションは、ライン解析がサーチレベル（ＳＬ１６２１）またはレベル解析と呼ばれる以下の状態にあるときに実行される機能を規定する。ここでは、データにおけるブラックレベルとシンクチップレベルのいくつかの重要なレベルを決定するため、ヒストグラムが形成及び解析される。
【０２５７】
図１６の状態遷移図を参照するに、ＳＬ状態１６２１は、ライン解析の比較的初期に行われる。この段階では、一実施例によると、返された値の精度は必ずしも高いものである必要はない。これらの比較的精度の低い値は、時間同期を回復しようとする前に取得される。
【０２５８】
本発明のこの特徴は、ＤＣレベルを回復するのに入力に対しクランピングを必要とすることなく、入力データが任意のブラック（ブランキング）レベル及びシンクチップレベルを有することを可能にする。従来システムは、典型的には、まずＤＣレベルを回復するためクランピングを実行する。このレベル解析機能は、データの任意のスケーリングを許容する。
【０２５９】
ブラック及びシンクチップレベルの取得された値は、水平同期パルスの検出及び水平位相の決定に以降において利用される。
【０２６０】
ここでまた、一実施例では、ＳＬ１６２１から生じる測定された値は、以降において精緻化され、入力映像信号で発生するかもしれないレベル変動に関係なく維持される。このようなレベル変動は、電気ノイズ及び映像信号の入力で用いられるＡＣ接続のために発生するかもしれない。
【０２６１】
この初期測定値は、ＳＳＬ状態１６１７のサブサンプリングプロセスにより与えられるサブサンプリングデータ群に基づくものである。
【０２６２】
本発明の一特徴は、これらの重要なブラックレベル及びシンクチップレベルを決定するのに利用されるヒストグラム方法である。
【０２６３】
レベル解析が成功すると、現在解析されているラインバッファに関連付けされているラインレコードの要素が更新される。これらの要素は、ブランキング（ＢＬＫ）及びシンクチップ（ＴＩＰ）レベルに対してそれぞれＡｎｌ．ＢＬＫ及びＡｎｌ．ＴＩＰと表される。Ａｎｌは、現在解析されているラインバッファに関連付けされたラインレコードを表す。
【０２６４】
一実施例では、Ａｎｌ．ＢＬＫとＡｎｌ．ＴＩＰは何れも、輝度レベル符号化に対する慣例に従って１６ビット固定小数として表される。この初期測定値は、ＣＳＮの最上位ビットにおけるブラック（ブランキング）レベル及びシンクチップレベル測定値を通知する。これらの値は、サンプリングのダイナミックレンジの１／６４内において正確なものである。
【０２６５】
レベル解析プロセスが不成功のとき、ＳＳＬサブサンプリング状態１６１７は、フロントエンドメモリのさらなる新しいデータ群にサブサンプリングを適用するウェークアップ命令により再開される。しかしながら、本発明者は、レベル解析（ＳＬ１６２１）プロセスがロウバストであるとわかった。信号が極めてノイズが大きいときのみレベル解析は不成功となる。
【０２６６】
ブラック（ブランキング）レベル及び／またはシンクチップレベルに関するライン解析プロセスの任意の状態において不一致が起こるとき、ライン解析は現在状態をＦａｉｌ＿Ｌｅｖｅｌ状態としたまま、ＳＳＬ状態１６１７を再開する。
【０２６７】
レベル解析出力
以下のテーブルは、ＳＬ状態１６２１において実行されるレベル解析の結果に従ってＳＬ状態１６２１の終わりで発行される遷移コード及びウェークアップ状態を示す。
【０２６８】
【表１６】
2005287032.tif 000019
以下のテーブルでは、ＳＬ状態において実行されるレベル解析により更新される変数が示される。
【０２６９】
【表１７】
2005287032.tif 000020
ＳＬ状態１６２１におけるレベル解析の原則
ＳＬ状態１６２１では、入力映像信号のＤＣレベルに関する以前からの知識は利用可能でない。同様に、同期振幅または水平位相に関する手掛かりもない。本発明の一特徴は、各ライン解析プロセスがある個数のサンプルから構成される映像ラインを処理するということである。映像ストリームからランダムに抽出されたラインに対してでさえ、映像信号のタイミング安定性は、このようなラインが同期パルスと共にブラックレベルの重要部分を含む信頼性を与える。
【０２７０】
図１７Ａ〜１７Ｄは、ラインレコードにおいて利用可能とされうる４つの可能性を示す。各図は、サンプリングバッファの一例を示す。各ケースにおいて、記録されたラインは、ブランキング値のサンプルとシンクチップ値のサンプルを含む。本発明の一実施例によるヒストグラム解析は、これら２つの値を決定する。
【０２７１】
レベル解析フローチャート
図１８は、ブラックレベル及びシンクチップレベルを決定するレベル解析方法の一実施例のフローチャートを示す。このカウントはＨにより表され、レベル値はＸにより表される。各レベル値に対し、ヒストグラムはカウントＨをマッピングする。当該方法では、リーク処理（ｌｅａｋｉｎｇ）基準に従って、ピーク値を検索するゼロ値から始まるヒストグラムがスキャンされる。一実施例では、このヒストグラム解析は、処理論理２２３（図２）のローカルメモリなどのローカルメモリに保持されているサブサンプリングデータに対して実行される。
【０２７２】
検索の進行は、連続するカウントが同じ（おそらくゼロ）である限り継続される。連続する２つのカウントが増加する値のペアを構成するとすぐに、ピークの開始が想定される。カウントは、この増加するペアの最初の値を含め累積される。
【０２７３】
本方法は、ゼロに飽和するシンクチップレベルの検出を可能にするため、本実施例ではゼロである初期値に任意に設定された第１のペア要素から始まる。
【０２７４】
一実施例では、ピーク検出基準は、連続する２つのカウントが減少する値のペアを構成するとき、ピークの終わりと想定する。このとき、減少する値の第２の要素を含む累積されたカウントは、当該ピークの幅、すなわち、ピークに寄与するサンプル数としてみなされる。
【０２７５】
一実施例では、この幅がＶＣＣ（Ｖａｌｉｄ  Ｃｏａｒｓｅ  Ｃｏｕｎｔ）により表される値に少なくとも等しいとき、当該ピークは保持される。この値は、サブサンプリング状態の関数として自動的に計算される。
【０２７６】
最初に保持されたピークは、シンクチップステーションを形成する。一実施例では、シンクチップレベルの測定は、減少するペアの第１要素に対応する値として定義される。
【０２７７】
累積値は、再びゼロに設定され、決定されるブラックレベルを構成する次のピークを検索するため、ピーク検索方法が繰り返される。
【０２７８】
いくつかのサンプリング期間として表され、名目的な同期期間の１／２の幅をＨＰＤ＿Ｐにより表し、ＣＰＳによりサブサンプリング期間を表す。このとき、ＶＣＣは、
ＶＣＣ＝［（ＨＰＤ＿Ｐ／ＣＰＳ）＋２］
により与えられる。
【０２７９】
ここで、本発明の１以上の特徴に従って、信頼できるレベルの管理方法のための複数のライン解析状態に共通したタスクを処理する「ライン解析における複数の状態に共通したタスク」とのタイトルのセクションを参照されたい。
［ライン解析中の水平同期機能］
検索レベル状態がブラックレベルとシンクチップレベルの初期値の決定に成功した後、ライン解析プロセスはこれらの値を用いて水平同期パルスを検出し、当該パルスの位置を決定する。
【０２８０】
このセクションは、ライン解析が水平同期（ＨＳ）状態１６２３にあるときに実行される機能を定義し、ここでは、水平パルスが検索され、位相が測定される。
【０２８１】
ＳＬ状態１６２１においてブラック及びシンクチップレベルの近似的な知識が取得されるとすぐに、水平位相の測定が行われる。ライン数プラスシンクパルス数の１／２などのいくつかのサンプルが検索される。このデータ量は、当該データに下降シンクパルスエッジが存在することを保証するようにとられる。その後、シンクパルスの下降エッジの位置が決定される。
【０２８２】
一実施例では、水平位相測定の結果は、現在のスタートサンプリングバッファからのトレイル同期パルスのエッジの（指定単位での）測定位置を示すＴＳＥ＿Ｐを有する現在解析されているラインバッファ（当該レコードは、Ａｎｌにより参照される）に関連付けされたラインレコードＡｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐにより示される要素に格納される。このラインレコード要素は、スキャニングポインタのデータタイプを有する。
【０２８３】
一実施例では、本発明者は、水平同期の検索がレベル解析（ＳＬ）状態１６２１においてスキャンされたものと同じサブスキャニングバッファＬｏｗＲｅｓＬｉｎｅを利用することができる。すなわち、一実施例では、サンプリングバッファのフル解像度生データでなく、ＬｏｗＲｅｓＬｉｎｅのサブサンプリングデータを用いて、水平位相が決定される。この測定により、ＣＰＮにより表されるサンプル数の時間的不確実性を示す値が返される。典型的にはローカルに格納されている低解像度アレイが検索される主たる理由は計算速度であり、本発明の他の実施例では、フル解像度のサンプリングバッファにおいてこの検索が行われてもよい。
【０２８４】
ここで、以降の解析において、同期位置が精緻化され、信号を変動させる可能性のある電気ノイズ及び位相ジッタに対するロウバスさを向上させるためにフィルタリングが行われる。
【０２８５】
同期エッジの検出は、ちょうど完了したレベル解析プロセスにより通知されたグローバル変数ＡｎｌＢｌａｃｋ及びＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐに保持されている測定結果を利用する。これらグローバルな値は、現在の信頼できるブラックレベルを反映するものであり、初期的にはレベル解析プロセスからのＡｎｌ．ＢＬＫ及びＡｎｌ．ＴＩＰの値となる。
【０２８６】
一実施例では、水平シンクチップの位置を決定するため、通知されたＡｎｌＢｌａｃｋとＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐの中間の閾値レベルを用いて、閾値処理が実行される。
【０２８７】
水平同期検出の完了により、一般には以前のものより正確なブラック及びシンクチップレベルに対する更新された測定値が供給される。これにより、現在のラインレコードのＡｎｌ．ＢＬＫとＡｎｌ．ＴＩＰの要素も更新される。これらの新しい測定値が認められると、グローバル変数ＡｎｌＢｌａｃｋとＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐもまた更新される。
【０２８８】
後述される各ステップは、可能な限り正確に水平同期を維持しながら、垂直同期が行われるのを待機するためのものである。
【０２８９】
初期化ステップとしてＳＬ状態１６２１から開始し、位相維持プロセスが構成される。
【０２９０】
ここで、レベル解析が不成功となると、本システムは、新しいサブサンプリングデーら群を構成する状態を回復する。損失の深刻さに応じて、次の状態は、ブラック及びシンクチップに対する新たな初期レベルを検索するのに用いられる新しいサブサンプリングデータを生じさせるＳＳＬ状態１６１７と、以前に決定された初期ブラック及びシンクチップレベルが水平位相を検索するのに利用される（図１６のフローチャートを参照せよ）ＳＳＨ状態１６１９の何れかとなる。
【０２９１】
水平同期出力
水平同期状態において実行されるライン解析の結果に従って、以下の遷移コード及びウェークアップ状態が提供される。
【０２９２】
【表１８】
2005287032.tif 000021
以下のテーブルは、水平同期機能により更新される変数を示している。
【０２９３】
【表１９】
2005287032.tif 000022
水平同期の測定原理
図１９Ａは、簡単な一例として、位相同期することなくサブサンプリングデータを有するサンプリングバッファなどの水平同期プロセスのスタートポイントを示す。サンプリングバッファは、標準的な映像ラインに対応する期間に対して以前に記録された。映像データは水平同期パルスを含むと仮定される。
【０２９４】
ここで、この仮定は、垂直同期と等化及びブロードパルスの進行の場合には修正される必要があるかもしれない。
【０２９５】
図１９Ａを参照するに、パルスエッジ位置が測定され、ＴＳＥ＿Ｐと表される値として記録される。
【０２９６】
図１９Ｂは、簡単な一例として、次のサンプリングバッファが映像ラインを正確に含むことを保証するため、スタートポイントを調整するためのパルスエッジ測定（ＴＳＥ＿Ｐ）の利用方法を示す。図１９Ｂに示されるサンプリングバッファの初期部分は、完全な水平同期パルス（リーディング（ｌｅａｄｉｎｇ）同期と呼ばれる）を含む。サンプリングバッファの最後のサンプルは、次の同期パルス（トレイリング（ｔｒａｉｌｉｎｇ）同期と呼ばれる）の先端に配置されている。
【０２９７】
本発明者は、シミュレーションにより、水平同期パルスが損失しているときでさえ、このような損失が典型的には２または３本のラインの後の復元をもたらすが、水平同期を実現するには１ラインほどしか要しないということを確認した。
【０２９８】
水平同期フローチャート
図２０は、ライン解析プロセス全体の水平同期の一実施例のフローチャートを示す。以下において、その特徴が説明される。
【０２９９】
水平同期における重要な遷移の検索
一実施例では、水平同期検出プロセスは、右から左にサブサンプリングバッファをスキャンする。このバッファは、フルダイナミックレンジＡＳＬを有する。ＡｎｌＢｌａｃｋとＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐの中間に定義される閾値が考慮され、この閾値を上回るレベルは、非同期レベルとみなされ、「ブランク」と呼ばれる。前の例から開始して、本方法は、「ブランク」レベルに到達するまでバッファをスキャンする。これは、即座に生じうる。そこから、本方法は、「シンク」レベルに達するまで、バッファを左方向にスキャンする。到達したシンクレベルのすぐ右の位置の値が、Ａｎｌ．ＢＬＫとして保持される。
【０３００】
そこから、本方法は、「ブランク」レベルに達するまで、左方向にバッファをスキャンする。到達したブランクレベルのすぐ右の位置の値が、Ａｎｌ．ＴＩＰとして保持される。
【０３０１】
バッファのスキャンでは、サブサンプリングバッファの左端に到達すると、解析は中断され、Ｆａｉｌ＿Ｌｉｎｅを返す。そうでない場合は、映像データに完全な水平同期パルスがあったと仮定する。この中断位置は、それのリーディングエッジの近似的測定値であり、Ａｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐに保持される。
【０３０２】
ここで、一実施例では、本方法は、等化パルス、ブロードパルス及び「ｔｒｕｅ」水平同期パルスの間の区別は行わない。
【０３０３】
さらに、説明されたフローチャート及び方法は、水平同期パルスを特定するための１つの方法を提供している。もちろん、他の多くの変形が可能であるということは当業者は理解するであろう。バッファの検索にどの方法を利用するか、そしてどのバッファが検索されるかは、本発明の限定的な要素でない。
【０３０４】
より単純な他の実施例では、水平同期パルスと仮定されるパルスが同期パルスであるか検証するためのチェックがなされる。同期パルスの長さは、それが実際の水平同期パルスか、ブロードパルスか、あるいは等化パルスであるか判断するのに評価される。これは、近似的なシンクチップレベルにおけるサブサンプリングアレイのサンプルなどのサンプル数をカウントすることにより実行される。小さな値は、おそらく等化パルスを示す。これらがラインレートの２倍でおこるとき、等化パルス上で同期させることを明らかに望ましくない。このような他の実施例では、垂直同期領域の中間にあるとき、適切に水平同期させることは望ましいことでもなく、また効果的でもない。図２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃはそれぞれ、通常の水平同期パルス、等化パルス及びブロードパルスを示すと共に、どのタイプのパルスに直面したか分類するため、ＴＩＰ＿Ｐのまわりの領域ＭＮＳ以内のサンプル数をカウントする方法を示す。
【０３０５】
水平同期レベルの信頼性管理
一実施例では、シンクチップレベルの正確な値の更新及び維持が行われる。このような維持に関する説明に対し、複数のライン解析状態に共通なタスクを処理する「ライン解析における複数の状態に共通なタスク」というタイトルのセクションを参照されたい。
【０３０６】
ここで、状態遷移図に示されるように、水平同期プロセス（ＨＳ状態１６２３）が水平動に対する良好な水平同期パルスを決定するのに失敗すると、次のラインの生データがサブサンプリングされ（ＳＳＨ状態１６１９）、これまで精緻化されたブラック（ブランキング）レベル及びシンクチップレベルを用いて、新たな（サブサンプリング）データ群によって水平同期において再試行される。
【０３０７】
ここで、本発明による方法の特徴の１つは、ノイズデータとのＨＳ状態１６２３を適切に出るための水平同期を実現するには、１または２本のライン、あるいはいくつかのラインを典型的には要するということである。
［垂直同期機能］
ラインの水平位置がわかるように水平同期が実現されると、ライン解析器は、垂直位置を決定するため、インタレース映像の場合にはラインのパリティを決定するため、垂直バンキング領域や垂直同期パルスなどの垂直「イベント」を待機する状態にパスする。大気状態では、通常の映像ラインが到達するか、あるいはそのようなイベントが発生する。この場合、水平及び垂直位置の両方においてサンプリングバッファにおけるラインを完全に特定するための機能群が実行される。決定された位置を有するラインは、フレームロックまたは完全ロックと呼ばれ、所望の映像出力を生成するためのリサンプリングに適している。
【０３０８】
このセクションは、垂直タイミングが扱われる以下の状態の１つにライン解析があるときに実行される機能を規定する。「垂直状態」とは、垂直位置決め／同期に関する以下のテーブルの状態の１つを意味する。これには、垂直同期の検出が含まれる。図１６は、垂直状態のための状態遷移図を含む。
【０３０９】
【表２０】
2005287032.tif 000023
一実施例では、ライン解析プロセスは、ＨＳ状態１６２３において水平位相が決定された後でも、垂直同期を待機することにより進行する。垂直同期イベントの検出は、複数のライン解析垂直状態の探索を行うものであってもよい（状態遷移図を参照せよ）。
【０３１０】
ライン解析は、垂直待機（ＶＷ１６０３）状態に進行し、ブランキングインターバルに到達する（状態ＢＫ１６０５）まで状態群ＶＷ１６０３内に留まる。ライン解析は、シーケンスが垂直同期パルスの潜在的な標識として認識されるまで、ＶＷ１６０３とＢＫ１６０５との間を移動する。このような認識には、中間状態ＶＰ１６０７、ＢＶＰ１６０９またはＥＶＰ１６１１の１つにおいて実行される機能が利用される。
【０３１１】
垂直同期が評価されるとすぐに、ライン解析は、潜在的に画像情報を伝えるラインが出現するまでラインをカウントしながら、垂直検出（ＶＤ１６１３）状態に留まる。すなわち、「アクティブライン」を含む「アクティブゾーン」と呼ばれるものが開始されるまで行われる。
【０３１２】
垂直同期機能の結果は、垂直状態の１つから他の垂直状態への遷移を含む。成功した垂直同期関数は、９つの遷移コードの１つで終了する。これらのコードの何れが起こるかは、図１６の状態図に従う次の状態を決定する。
【０３１３】
一実施例では、垂直同期検出プロセスは、常に映像信号のアノマリの影響を受け易いままである。このようなアノマリが生じると、以下の３つのエラー状態の１つが通知される。
・Ｆａｉｌ＿Ｌｅｖｅｌは、検出レベルがもはや信頼できないと判断されることを意味する。これは、ライン解析をレベル解析状態に戻す。
・Ｆａｉｌ＿Ｌｉｎｅは、水平位相が喪失していることを意味する。これは、ライン解析を水平同期状態に戻す。
・Ｆａｉｌ＿Ｆｒａｍｅは、ラインの遷移が異常であることを意味する。これは、ライン解析を垂直待機状態に戻す。
【０３１４】
垂直同期に関連するパラメータ
パラメータＬＣＳ（Ｌｉｎｅ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｔｕｓ）は、垂直同期中に分類されたラインのタイプを示す。ＬＣＳの可能な値には、Ｎｏｔ＿Ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ、Ｒｅｊｅｃｔ、ＯＫ、ＶＩＤ、ＢＫ、ＶＰ、ＢＶＰ及びＥＶＰがあげられる。
【０３１５】
垂直同期プロセスの脱出状態
垂直同期状態中に実行される解析結果に依存して、本発明の一実施例により、以下のテーブルにより発行されるウェークアップコードと状態遷移コードが提供される。
【０３１６】
【表２１】
2005287032.tif 000024
「ＶＳ＿」から始まる名前を有する遷移コードは、垂直同期状態の何れかから生じるかもしれない。
【０３１７】
「ＶＷ＿」から始まる名前を有する遷移コードは、状態ＶＷ１６０３からと、以降の４つの状態ＢＫ１６０５、ＢＶＰ１６０９、ＥＶＰ１６１１及びＶＰ１６０７のみから生じる。
【０３１８】
「ＶＤ＿」から始まる名前を有する遷移コードは、状態ＶＤ１６１３のみから生じる。
【０３１９】
以下のテーブルでは、これらの垂直同期状態において発生する垂直同期処理により更新される変数が説明されている。「Ａｎｌ．」から始まる名前を有する変数は、現在のラインレコードの要素である。
【０３２０】
【表２２】
2005287032.tif 000025
垂直同期方法の原理
垂直同期のスタート地点は、水平位相処理された映像ラインを有するサンプリングバッファである。
【０３２１】
一実施例では、垂直同期は以下のものからなる。
・ライン解析状態コントローラの進行を指示するラインタイプの決定
・トレイリング同期のエッジ位置の測定
・正確な測定のためのブラック及びシンクチップレベルの測定値の更新
ライン分類
一実施例では、ブラックレベルの正確な測定がラインのサンプリングバッファのブラック（ブランキング）領域で実行される。この領域は、ときどき「バックポーチ（ｂａｃｋ−ｐｏｒｃｈ）」と呼ばれる。これにより、現在ラインのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＢＬＫ」は更新される。さらに、ＬＶＤ（Ｌｅｖｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれる数値の測定が、映像ラインのアクティブ領域の右側で行われ、現在のラインレコード（Ａｎｌ）の「Ａｎｌ．ＬＶＤ」と呼ばれるラインレコード要素を更新する。
【０３２２】
一実施例では、２つの測定値「Ａｎｌ．ＢＬＫ」と「Ａｎｌ．ＬＶＤ」が、信頼できると考えられているブラック及びシンクチップレベルの値に基づき、基準閾値を用いて少数のクラスの１つに量子化される。ブラック及びシンクチップレベルの信頼できる（基準）値は、グローバル変数「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」に保持される。
【０３２３】
これら２つのレベル「Ａｎｌ．ＢＬＫ」と「Ａｎｌ．ＬＶＤ」を少数のクラスの１つに量子化することにより、映像ラインの分類方法が与えられる。この分類結果は、ラインレコード「Ａｎｌ」に対する「Ａｎｌ．ＬＣＳ（Ｌｉｎｅ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｔｕｓ）」と呼ばれるラインレコード要素としてラインレコードに記録される。
【０３２４】
トレイリング同期エッジの特定
ライン分類の完了後、サンプリングバッファの終わり近傍などの予想位置での水平同期エッジの有無及び位置を確認するため、検出プロセス「ＬｏｃａｔｅＥｄｇｅ」がサンプリングバッファ上で実行される。一実施例では、この検出プロセスは、検出したエッジ位置を「Ｌｅｆｔ」、「Ｍｉｄｄｌｅ」及び「Ｒｉｇｈｔ」としてそれぞれ表される左、中間及び右の３つのゾーンの１つで検出されたと通知する。さらに、検出プロセスは、検出したエッジが存在する既知の幅を有するウィンドウの位置を返す。一実施例では、検出プロセスは、それの左と右の位置により当該ウィンドウを画定し、現在のラインレコードに対する「Ａｎｌ．ＬｅｆｔＥｄｇｅ」と「Ａｎｌ．ＲｉｇｈｔＥｄｇｅ」と呼ばれる２つのラインレコード要素を設定することによりこのウィンドウを通知する。
【０３２５】
この段階では、最近の測定値に従ってグローバル変数「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」を調整するため、レベル維持機能が呼び出される。一実施例では、軽度の時間フィルタリングが更新に適用される。このフィルタリングから生じるレベルの一貫性がチェックされる。
【０３２６】
この段階において、エッジ測定機能が呼び出される。エッジ測定機能は、測定されたレベルを用いて検出プロセスにより通知されたウィンドウ内のトレイリング同期パルスのエッジ位置を計算する。このエッジ位置の測定は、現在のラインレコードに対する「Ａｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐ」と呼ばれるラインレコード要素に記録される。さらに、リード同期プラスのエッジ位置は、ライン解析データ構造から抽出された以前のサンプリングバッファに対し実行された測定値を利用して、「Ａｎｌ．ＬＳＥ＿Ｐ」と呼ばれるラインレコード要素において更新される。
【０３２７】
垂直同期プロセスは、垂直同期パルスが検出されたか確認する。これは、ライン解析が状態ＶＤ１６１３にあることにより示される。
【０３２８】
垂直同期が検出された場合、垂直同期プロセスは、画像のアクティブ領域に到達しない限り、「Ｐａｓｓ＿ＢｆｒＭｉｎ」を返し、アクティブ領域に到達すると、「Ｐａｓｓ＿ＡｔＭｉｎ」を返す。
【０３２９】
一実施例では、アクティブ領域の第１ラインは、偶数フィールドの場合にはＥＭＮ（Ｅｖｅｎ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）によって、奇数フィールドの場合にはＯＭＮ（Ｏｄｄ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）によって示される。非インタレース映像信号の場合、当該信号は、垂直同期の性質に従って偶数または奇数と呼ばれる１つのフィールドから構成される。図１１と上述のセクション「映像信号の取り決め」を参照されたい。
【０３３０】
垂直同期が検出されていないとき、図示されるように、ライン解析は、非ＶＤ状態ＶＷ１６０３、ＢＫ１６０５、ＶＰ１６０７、ＢＶＰ１６０９及びＥＶＰ１６１１の１つにある。この状況では、垂直同期プロセスは、ラインレコード要素「Ａｎｌ．ＬＣＳ」において分類及び記録されるようなラインタイプに関する通知により終了する。
【０３３１】
ここで、上記プロセス中には、いくつかの例外状態が発生しうる。これらの状態が何れかにおいて説明される。
【０３３２】
ライン分類のラインタイプ
垂直同期の一特徴は、「ラインタイプ」を決定するため映像ラインのタイプを区別することである（ライン分類）。各種ラインタイプとその分類方法が説明される。本発明の一特徴は、異なる同期及び映像信号がそれぞれ、あたかも映像ラインであるかのように処理のためにブラインド的にデジタル化され、格納されるということである。このライン分類プロセスは、ラインタイプを特定する垂直同期プロセスの一部である。
【０３３３】
（映像に対する）ＶＩＤにより表されるタイプ
これは、１つのラインの前半部分または輝度情報を伝える映像ラインである、図２２Ａ及び２２Ｂはそれぞれ、ラインの前半部分と輝度情報を伝搬する映像ラインの２つのＶＩＤタイプを示す。
【０３３４】
（垂直ブランキングに対する）ＢＫにより表されるタイプ
図２３Ａ及び２３Ｂはそれぞれ、等化パルスの有無に応じた垂直バンキング領域における映像ラインを示し、図２３Ｃ及び２３Ｄはそれぞれ、等化パルスの有無に応じたライン後半部とブランキングラインを示す。
【０３３５】
（垂直パルスに対する）ＶＰにより表されるタイプ
図２４は、垂直同期パルス内部のデータを示す。
【０３３６】
（開始垂直パルスに対する）ＢＶＰにより表されるタイプ
図２５は、垂直同期パルスの始まりを含むデータを示す。
【０３３７】
（終了垂直パルスに対する）ＥＶＰにより表されるタイプ
図２６は、垂直同期パルスの終わりを含むデータを示す。
【０３３８】
フローチャート
図２７Ａ及び２７Ｂは、垂直同期状態で発生する垂直同期プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【０３３９】
垂直同期正確なレベル測定及び垂直同期における信頼レベルの管理は、複数のライン解析状態に共通したタスクを処理する「ライン解析における複数の状態に共通するタスク」というタイトルのセクションにおいて説明される。
【０３４０】
信頼レベル管理（信頼レベル維持）
複数のライン解析状態に共通したタスクを処理する「ライン解析における複数の状態に共通するタスク」というタイトルのセクションを参照されたい。
【０３４１】
測定レベルの量子化
複数のライン解析状態に共通したタスクを処理する「ライン解析における複数の状態に共通するタスク」というタイトルのセクションを参照されたい。一実施例では、この測定レベルは、「Ｖｉｄｅｏ」、「Ｂｌａｎｋ」、「Ｓｙｎｃ」及び「Ｏｕｔ」により表される４つのクラスの１つに量子化される。
【０３４２】
ライン分類
垂直同期プロセスにより解析される映像ラインは、２つの量子化測定値「Ａｎｌ．ＢＬＫ」と「Ａｎｌ．ＬＶＤ」から５つの可能なタイプの中のラインタイプに分類される。図２８は、分類格子の一実施例を示す。この分類結果は、現在のラインレコードの「Ａｎｌ．ＬＣＳ（Ｌｉｎｅ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｔｕｓ）」により表されるレコード要素に記録される。
【０３４３】
水平同期エッジの特定及び同期エッジの正確な測定
上記各タスクに対して、複数のライン解析状態に共通したタスクを処理する「ライン解析における複数の状態に共通するタスク」というタイトルのセクションを参照されたい。
【０３４４】
特殊状態
このプロセスの初期において、垂直同期機能は、ＢＬＫとＬＶＤの名目的な数値により与えられる位置において２つのレベル測定を実行する。これは、ラインタイプを認識するためのスタート地点である。
【０３４５】
ここでまた、本システムは、ブランキング（ＢＬＫ）とシンクチップ（ＴＩＰ）の２つのレベルの知識を必要とする。ブラックレベルは、ラインタイプＶＰとＥＶＰを除き、名目的位置ＢＬＫにおける測定から効果的にわかる。図２９Ａ及び２９Ｂに示されるような垂直同期の開始は、値の置換方法を示す。
【０３４６】
図２９Ａに示されるように、一実施例では、ラインがＶＰタイプとして認識されると、特定されたエッジの左側において新たに測定が行われる。図２９Ｂに示されるように、一実施例では、ラインがＥＶＰタイプと認識されると、ＬＶＤ測定がＢＬＫ測定としてリサイクルされる。
【０３４７】
すべての場合において、ＴＩＰ測定が等化または通常の性質と無関係に、特定されたエッジの右側、すなわち、検出されたパルスの中央において実行される。
【０３４８】
遅発パリティ訂正
一実施例では、垂直同期状態を実現するライン解析状態コントローラ部分は、垂直インターバルの出現を迅速に認識し、さらに垂直インターバルのパリティ（偶数又は奇数）を確立することができる。一実施例では、垂直パルスの開始後に、検出プロセスを開始することが可能である。このような場合、一実施例では、パルスの終わりは識別マーカとして利用される。
【０３４９】
検出プロセスが等化パルスシーケンスの開始前にスタートすると、特別な配慮が必要である。ライン解析プロセスは、一致はしているように見えるが、実際には５０％位相がずれた映像ライン上でロックされる可能性がある。図３０は、このような状況の一例と、一実施例によるプロセスが当該状況をどのように訂正するかを示す。
【０３５０】
図３０の例では、この解析はサンプリングバッファ１から開始される。サンプリングバッファ２の解析中、ＢＶＰラインが認識される。本システムは、奇数フィールドが開始されたと判断する。これにより、状態コントローラは、ＶＤ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｄｅｔｅｃｔｅｄ）状態１６１３に入る。各ラインにおいて、エッジ特定機能は、最右同期エッジの位置を返す。等化パルスは、当該機能が「Ｒｉｇｈｔ」と回答するよう導く。
【０３５１】
バッファ７において、この機能は、「Ｒｉｇｈｔ」でなく「Ｍｉｄｄｌｅ」を通知する。これは、サンプリングバッファが映像ラインに沿って５０％シフトしたことを示す。
【０３５２】
一実施例では、本プロセスは、適切な位相処理が行われるように、次のサンプリングバッファに対するウェークアップ状態を調整する。本プロセスはまた、解析プロセスにおいて維持されるパリティと従来のライン番号を調整する。
【０３５３】
バッファ８から、通常の状況が回復され、同期が偶然に喪失しなければ継続される。
【０３５４】
ロック復元
一実施例では、ロック復元機能が各ラインにおいて呼び出される。「Ｔｒｕｅ」を返すロック復元機能は、ＶＷ状態１６０３が、完全ロック状態ＬＯＣ１６１５中にライン同期の偶発的喪失に従って到達したことを意味する。この状況は、特定の状態下で復元することができる。この説明の適切な部分を参照されたい。
［完全ロックＬＯＣ状態１６１５中のライン解析機能］
図１６の状態遷移図を参照するに、このセクションは、本発明の位置実施例によりライン解析がＬＯＣ状態１６１５にあるときに実行される機能を説明する。この状態では、サンプリングバッファのデータが「完全に解析され」、フレームロックされるように、各ラインの垂直位置と共に水平位相が決定されている。
【０３５５】
このため、ＥＭＮ（Ｅｖｅｎ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）あるいはＯＭＮ（Ｏｄｄ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）に対応するラインに到達するとすぐ、ＬＯＣ状態１６１５に到達する（状態Ｐａｓｓ＿ＡｔＭｉｎ）。リサンプリングがデータに対して実行されるように、ＬＯＣ状態１６１５にあることにより水平及び垂直同期が保証される。ＬＯＣ状態１６１５は、最大値に到達するまで継続される。すなわち、ＥＭＸ（Ｅｖｅｎ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）に対応するラインに到達するまで、あるいはＯＭＸ（Ｏｄｄ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）により示されるラインに到達するまで、ＬＯＣ状態１６１５が継続する。この最大値に達すると（状態Ｐａｓｓ＿ＡｔＭａｘ）、ライン解析は、次の垂直パルスを待機する状態ＶＷ１６０３（垂直待機）に移行する。
【０３５６】
ここで、非インタレース映像信号は、垂直同期パルスの特性に従って単一の偶数または奇数フィールドから構成されるということを思い出してもらいたい。
【０３５７】
ＬＯＣ状態１６１５中には、何れの垂直パルスも生じないと予想される。ここで開示される実施例では、このような垂直パルスの存在は、ＬＯＣ状態１６１５ではチェックされない。他の実施例では、ＬＯＣ状態１６１５には垂直パルスの検出器が含まれ、垂直パルスが検出されると、エラー状態が通知される。
【０３５８】
ＬＯＣ状態１６１５期間中は、一実施例では、ライン解析は、同期を維持するが、更新のためブラック及びシンクチップレベルの正確な測定を実行し続ける。ＬＯＣ状態１６１５の各更新されたラインに対して、トレイリング同期パルスの正確なエッジ測定が行われる。
【０３５９】
これらのラインの測定値は、ライン解析データ構造のラインレコードに収集される。これらは、リサンプリングに必要な情報を構成するのに以降において利用される。
【０３６０】
ここで開示される実施例では、リサンプリングに対して構成される情報は、ラインの第１アクティブ画素を指し示すＲＡＳ＿Ｐにより表される変数と、画素単位でインクリメントするＤＲＰ＿Ｐにより表される変数を含む。ここで開示される実施例では、ＲＡＳ＿ＰとＤＲＰ＿Ｐは、状態ＬＯＣにおけるロック維持機能によってでなく、ＥＬＤ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）により表されるライン期間のフィルタリングされた測定値と、ＥＬＳ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｌｅａｄｉｎｇ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）により表されるリード同期パルスのフィルタリングされた測定値を利用したリサンプリングにおいて以降において計算される。ＥＬＤとＥＬＳは、該当するラインのラインレコードにおいて通知されるロックされた各ラインに対するＡｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐ（Ｔｒａｉｌｉｎｇ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｅｄｇｅ）により表される測定値を生成するライン解析プロセスによる測定値のフィルタリングから取得される。
【０３６１】
一実施例では、ＬＯＣ状態１６１５において決定される測定値は、印加される映像信号の一貫性を定期的にチェックする方法を提供する。一貫性が失われると、解析のＬＯＣ状態１６１５はエラー状態を返す。このようなエラー脱出状態としては、以下の２つがあげられる。
・Ｆａｉｌ＿Ｌｅｖｅｌは、検出レベルがもはや信頼できるものでなく、レベル検索段階に戻ることを意味する。
・Ｆａｉｌ＿Ｌｉｎｅは、水平位相が失われ、水平同期状態に戻ることを意味する。
【０３６２】
解析出力
完全ロック状態で実行されるライン解析の結果に従って、以下の遷移コードとウェークアップ状態が発行されてもよい。
【０３６３】
【表２３】
2005287032.tif 000026
垂直完全ロック状態（ＬＯＣ）機能により更新される変数は、以下のテーブルに示されるものを含む。「Ａｎｌ．」から始まる名前を有する変数は、現在のラインレコードの要素である。
【０３６４】
【表２４】
2005287032.tif 000027
ＬＯＣ状態１６１５中における動作原理
完全ロック状態中では、サンプリングバッファは、水平位相処理された映像ラインを含む。ライン解析プロセスは、当該ラインを特定する従来の値を知っている。インタレース映像では、フィールドパリティもまた知られている。
【０３６５】
特に、ライン番号は、「ＡｎｌＬｉｎｅ」と呼ばれるグローバル変数に記録され、パリティは、「ＡｎｌＰａｒｉｔｙ」と呼ばれる変数に記録される。
【０３６６】
一実施例では、ＬＯＣ状態１６１５には、ブラック及びシンクチップレベルの正確な測定が含まれる。特に、ブラックレベルの正確な測定は、ブランキング領域（ときどきバックポーチと呼ばれる）において実行される。これは、現在ラインのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＢＬＫ」を更新する。シンクチップレベルの正確な測定は、トレイリング同期の始めで行われる。これは、現在ラインのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＴＩＰ」を更新する。測定の特定は、以前の段階において解析により通知された検出されたエッジ位置を利用する。
【０３６７】
一実施例では、垂直同期状態で実行される機能には、簡素化されたバージョンがある。
【０３６８】
例えば、測定値「Ａｎｌ．ＢＬＫ」と「Ａｎｌ．ＬＶＤ」は、ブラック及びシンクチップレベルに対する信頼できる値に基づく基準閾値を用いて量子化される。これらの信頼値は、グローバル変数「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」に保持される。これら２つのレベルを量子化することにより、映像ラインの効率的な分類が可能となる。この分類結果は、ラインレコードのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＬＣＳ（Ｌｉｎｅ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｔｕｓ）」に記録される。この分類は、印加された映像信号の重大な劣化を通知することができる。
【０３６９】
この段階では、直近の測定値に従って、グローバル変数「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」を調整するようレベル維持機能が適用される。軽度の時間フィルタリングが適用され、レベルの一貫性がチェックされる。
【０３７０】
その後、サンプリングバッファの終わり近傍の予想される位置での同期エッジの有無がチェックされる。この検出により、「Ｌｅｆｔ」、「Ｍｉｄｄｌｅ」及び「Ｒｉｇｈｔ」の３つの領域の１つで検出されるような位置が通知される。さらに、この検出では、検出したエッジを完全に内包する既知の幅を有するウィンドウの位置が通知される。当該ウィンドウは、現在のラインレコードのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＬｅｆｔＥｄｇｅ」と「Ａｎｌ．ＲｉｇｈｔＥｄｇｅ」により特徴付けされる。
【０３７１】
この段階では、ＬＯＣ状態１６１５は、トレイリング同期のエッジ位置の正確な測定を含む。このため、測定レベルを利用して、通知されたウィンドウにおいてトレイリング同期のエッジ位置を計算するエッジ測定機能が適用される。このエッジ位置の測定は、現在ラインのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐ」に記録される。リード同期パルスのエッジ位置は、以前のサンプリングバッファに対して行われ、ライン解析データ構造から抽出された測定値から「Ａｎｌ．ＬＳＥ＿Ｐ」において更新される。
【０３７２】
一実施例では、ＬＯＣ状態方法は、アクティブライン領域の完了を検出する。解析は、アクティブラインがスキャンされている限り「Ｐａｓｓ＿ＢｆｒＭａｘ」の値を返し、解析がアクティブ領域から離れると、「Ｐａｓｓ＿ＡｔＭａｘ」を返す。慣例的には、一実施例において、アクティブ領域の最終ラインが、偶数フィールドに対するＥＭＸ（Ｅｖｅｎ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）により表される値、あるいは奇数フィールドに対するＯＭＸ（Ｏｄｄ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）により表される値に番号付けされる。
【０３７３】
ここで、状態ＬＯＣの処理中に、例外状態が発生する可能性がある。これについては、他の箇所において説明される。
【０３７４】
ロック状態ＬＯＣのためのフローチャート
図３１は、ライン解析のＬＯＣ状態において実行される機能の一実施例のフローチャートを示す。このフローチャートのブロックの一部が、以下において詳細に説明される。
【０３７５】
ＬＯＣ状態における正確なレベル測定、信頼レベルの管理、測定レベルの量子化、同期エッジの特定及び同期エッジの正確な測定
上記機能に対して、複数のライン解析状態に共通なタスクを処理する「ライン解析における複数の状態に共通なタスク」というタイトルのセクションを参照されたい。
【０３７６】
ライン分類
測定されたブラック及びシンクチップレベルは、「Ｖｉｄｅｏ」、「Ｂｌａｎｋ」、「Ｓｙｎｃ」及び「Ｏｕｔ」の４つのクラスに量子化される。完全ロック状態ＬＯＣにおいて実行されるプロセスにより解析される映像ラインは、２つの量子化された測定値「Ａｎｌ．ＢＬＫ」と「Ａｎｌ．ＬＶＤ」から２つの可能なラインタイプの中の１つに分類される。図３２は、本発明の一実施例に従って用いられる分類格子を示す。分類結果は、現在のラインレコードのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＬＣＳ（Ｌｉｎｅ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｔｕｓ）」に記録される。
【０３７７】
完全ロック状態ＬＯＣにおけるロック復元
同期損失（「Ｆａｉｌ＿Ｌｉｎｅ」または「Ｆａｉｌ＿Ｌｅｖｅｌ」を返す）は、本明細書の何れかにおいて説明されるような状況の下で復元されてもよい。
【０３７８】
完全ロック状態ＬＯＣにおけるアクティブライン領域
各フィールドでは、ＬＯＣ状態１６１５の出現を決定するアクティブライン領域は、偶数フィールドに対してはＥＭＮとＥＭＸにより、奇数フィールドに対してはＯＭＮとＯＭＸにより規定される。これらの値は、ラインの映像規格の事前的知識から取得される。以下のテーブルは、具体例を与えるものである。一実施例では、リサンプリング対象の映像ラインは、アクティブ領域内のもののみである。
【０３７９】
【表２５】
2005287032.tif 000028
［ライン解析における複数の状態に共通なタスク］
複数のタスクが、ライン解析の複数の状態に共通している。これらには、正確なレベル測定、信頼できるブラック及びシンクチップレベルの管理、測定レベルの量子化、同期エッジの特定及び同期エッジの正確な測定が含まれる。各機能を実行する実施例が、以下において説明される。
【０３８０】
垂直同期及び完全ロック状態における正確なレベル測定
垂直同期及び完全ロック状態における実行される機能において、サンプリングバッファの指定された位置における映像信号レベルを通知するため、正確なレベル測定が行われる。
【０３８１】
一実施例では、直接的なサンプリング解像度より良好な精度を与える指定された位置の近傍における加重平均化プロセスが含まれる。
【０３８２】
レベル測定には、ＢＬＫ、ＴＩＰ及びＬＶＤにより表される３つの情報アイテムが備えられる。ＢＬＫ測定はブラックレベルを通知し、ＴＩＰ測定はシンクチップレベルを通知し、ＬＶＤ測定はラインの分類に用いられる右側レベルである。
【０３８３】
これらの測定値は、「Ａｎｌ．ＢＬＫ」、「Ａｎｌ．ＴＩＰ」及び「Ａｎｌ．ＬＶＤ」という名前のラインレコードのラインレコード要素に記録される。
【０３８４】
図３３は、大部分のラインタイプに対して測定が実行されるサンプリングバッファの位置を示す。いくつかの垂直同期ラインは、この図に従っていない。これらは、本明細書の何れかにおいて説明される。
【０３８５】
正確なレベル測定に関連するパラメータ
秒単位でのレベル測定領域の位置を示すパラメータＭＧＰ（Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｇａｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、正確なレベル測定タスクに関連している。
【０３８６】
正確なレベル測定のための測定領域の期間
各測定領域の期間は、秒単位によるＭＧＤ（Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｇａｔｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）により表される。ＡＳＲ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｒａｔｅ）でのサンプル数として解釈されるとき、この数値は２のべき乗となるよう発明者により選択された。一実施例では、ＭＧＤは、３２のサンプル期間幅である。
【０３８７】
コンポジット信号では、幅ＢＬＫがサブキャリアカラーバースト領域に完全に含まれることが好ましい。
【０３８８】
正確なレベル測定のための測定領域の特定
ＢＬＫ測定は、サンプリングバッファの始めから「ＯｆｆｓｅｔＧａｔｅ」により表される距離において実行される。一実施例では、「ＯｆｆｓｅｔＧａｔｅ」は、特定の映像規格の事前的知識に基づきサンプル数としてオフラインに決定されるグローバル変数である。
【０３８９】
一実施例では、ＬＶＤ測定は、サンプリングバッファの終わりからの距離「ＯｆｆｓｅｔＧａｔｅ」の２倍で実行される。他の実施例では、他の値を用いるようにしてもよい。
【０３９０】
ＴＩＰ測定は、測定位置「Ａｎｌ．ＲｉｇｈｔＥｄｇｅ」に従う可変アドレスにおいて実行される。現在のラインレコードの「Ａｎｌ．ＲｉｇｈｔＥｄｇｅ」の検出を処理する本明細書の該当する部分を参照されたい。
【０３９１】
ＯｆｆｓｅｔＧａｔｅの事前値
「ＯｆｆｓｅｔＧａｔｅ」は、ＳＳＢ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｙｎｃ  ｔｏ  Ｂｕｒｓｔ）とＳＢＰ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｂｕｒｓｔ  Ｐｕｌｓｅ）により示されるパラメータにより表されるように、映像規格を特徴付けるタイミング数値に依存する。以下のテーブルは、ＰＡＬ及びＮＴＳＣ規格に対する開示された実施例で用いられる値を提供する。
【０３９２】
【表２６】
2005287032.tif 000029
一実施例では、ＭＧＰにより表される測定ゲート位置に関するパラメータは、
ＭＧＰ＝ＳＳＢ＋（ＳＢＰ／２）
により与えられる。
【０３９３】
この位置は、ＢＬＫ測定領域の中間を指し示し、このため一実施例では、
ＯｆｆｓｅｔＧａｔｅ＝ＭＧＰ×ＡＳＲ−１６
となる。
【０３９４】
正確なレベル決定のための測定原理
本発明者は、カラーバーストが存在する場合、サンプリングされた値の単純平均を計算するだけでは有用でないということを認識している。むしろ、本発明の一実施例は、加重平均を判断している。この加重プロファイルは、２のべき乗となる和を有する３２個の１２ビットワードとして符号化される。本発明者は、加重平均を構成することにより、信号内の高周波ランダムノイズを効果的に減衰することができるということを認識している。
【０３９５】
図３４は、一実施例による加重平均の重み集合を示す。これらの重みは、近似的ガウス形状に従っている。
【０３９６】
信頼できるブラック及びシンクチップレベルの管理
任意の時点において、ライン解析プロセスは、ブラック及びシンクチップレベルの近似的知識を適切に利用する。これらの値は、例えば、指定された測定を行うための検出閾値として用いられる。
【０３９７】
これらのレベルは、「信頼できる」ものとみなされ、２つのグローバル整数変数「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」に含まれる。一実施例では、これらの数値は、ｍＡＳＮビットなどの直接サンプリングされたデータとして同じダイナミックレンジを有する。
【０３９８】
以下のライン解析プロセスは、これらのレベルを利用する。
・正確な測定前の同期エッジの特定
・水平同期機能
・レベルの量子化
レベル解析（ＳＬ）１６２１及び水平同期（ＨＳ）状態中には、「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」は、サンプリングバッファのデータに対して実行される測定から単に転送される。これにより、当該レベルの「初期化」が形成される。
【０３９９】
垂直同期状態及び完全ロック状態中には、信頼できる「ＡｎｌＢｌａｃｋ」及び「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」レベルは、以前のいくつかのサンプリングバッファから取得されたデータをフィルタリングすることにより計算される。このプロセスは、信頼レベルの「維持」または単に「信頼レベル維持」として表現される。
【０４００】
信頼レベル維持に関連するパラメータ
ＡｎｌＢｌａｃｋ及びＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐの初期化
初期的には、ブラック及びシンクチップレベルの整数要素は、信頼できる「ＡｎｌＢｌａｃｋ」及び「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」レベルとして用いられる。
【０４０１】
ＡｎｌＢｌａｃｋ及びＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐの維持
レベル測定が行われたか、あるいは実行中の解析段階を「ｎ」により表し、ブランキングまたはシンクチップレベルの特定の測定を「Ｌｅｖｅｌ」により表し、現在のサンプリングバッファに対し、段階ｎでのライン解析中に実行される測定を「Ｌｅｖｅｌ［ｎ］」により表す。「ｎ＝０」は現在のサンプリングバッファを表し、これにより、「Ｌｅｖｅｌ［０］」は、現在のサンプリングバッファから取得される測定値を表し、「Ｌｅｖｅｌ［−１］」は、前のサンプリングバッファから取得した測定値を表し、「Ｌｅｖｅｌ［−２］」は、２つ前のサンプリングバッファから取得された測定を表す。
【０４０２】
ブランキングまたはシンクチップレベルの測定のためのフィルタリング（加重平均）処理の結果を「Ｒｅｌｉａｂｌｅ」として表す。
【０４０３】
一実施例では、維持フィルタは、一般に現在と２つの過去の値からなる３つの測定値を利用する。しかしながら、本明細書の何れかにおいて説明されるように、ロック復元機構などにより、一部の数値は利用可能でないかもしれない。
【０４０４】
一実施例では、あるラインレコードにあるレベル測定が利用可能であるか示すフラグビットが用いられる。このフラグは、ラインレコードの要素であり、現在のラインレコードに対して「Ａｎｌ．ＬｅｖｅｌＫｎｏｗｎ」により表される。「Ａｎｌ．ＬｅｖｅｌＫｎｏｗｎ」を設定する評価プロセスに関しては以下を参照されたい。
【０４０５】
一実施例では、Ｌｅｖｅｌ［０］、Ｌｅｖｅｌ［−１］及びＬｅｖｅｌ［−２］のすべてがわかっているとき、
Ｒｅｌｉａｂｌｅ＝Ｌｅｖｅｌ［０］／４＋Ｌｅｖｅｌ［−１］／２＋Ｌｅｖｅｌ［−２］／４
となる。
【０４０６】
一実施例では、Ｌｅｖｅｌ［０］とＬｅｖｅｌ［−１］がわかっているとき、
Ｒｅｌｉａｂｌｅ＝Ｌｅｖｅｌ［−１］
となる。
【０４０７】
一実施例では、Ｌｅｖｅｌ［０］のみがわかっているとき、
Ｒｅｌｉａｂｌｅ＝Ｌｅｖｅｌ［０］
となる。
【０４０８】
図３５は、上記方程式に従う「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」の信頼できる値を維持するプロセスのフローチャートを示す。
【０４０９】
他の実施例では、これらのレベルを維持するのに異なる方法が用いられている。
【０４１０】
レベルの有効性評価
「ＡｎｌＢｌａｃｋ」及び「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」レベルの初期化または維持後、一実施例では、結果の有効性に対するチェックがなされる。取得したブラックレベル「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と取得したシンクチップレベル「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」との差は、ＭＮＳ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）により表される値とＭＸＳ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）により表される値とにより画定される領域内にあるべきである。
【０４１１】
一実施例では、変数「ＭＮＳ」と「ＭＸＳ」は、以下のような名目的同期振幅の一部としてパラメータＭＮＳ＿ＲとＭＸＳ＿Ｒを制御することから抽出される。
【０４１２】
ＭＮＳ＝Ｄｉｇｉｔｉｚｅ（ＭＮＳ＿Ｒ×ＳＳＡ）
ＭＸＳ＝Ｄｉｇｉｔｉｚｅ（ＭＸＳ＿Ｒ×ＳＳＡ）
ここで、ＳＳＡ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）は、ボルト単位での同期の名目的振幅を示し、「Ｄｉｇｉｔｉｚｅ」は、電圧レベルをＡＳＮビット上の２進数に変換する関数である。
【０４１３】
レベル評価の結果は、「Ａｎｌ．ＬｅｖｅｌＫｎｏｗｎ」により表される現在のラインレコードのラインレコード要素に通知される。
【０４１４】
測定レベルの量子化
一部のライン解析状態では、特に垂直同期状態と完全ロック状態では、映像レベルの測定値は、当該ラインデータを特徴付けする「Ｖｉｄｅｏ」、「Ｂｌａｎｋ」、「Ｓｙｎｃ」あるいは「Ｏｕｔ」により表された少数のレベルに量子化される。
【０４１５】
測定レベルの量子化では、測定レベルがどの量子化ゾーンに属するか決定される。一実施例では、量子化を実行するのに整数値のみが考慮される。これらのゾーンは、信頼できるレベル「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」に基づく。図３６は、量子化プロセスを示す。
【０４１６】
同期エッジの特定
一部のライン解析状態、特に垂直同期状態と完全ロック状態では、サンプリングバッファにおける同期パルスのエッジが特定される。
【０４１７】
一実施例では、エッジを特定する機能は、対象となるエッジを正確に内包するウィンドウを返す。当該ウィンドウの内部において、正確な位置測定が行われる。ウィンドウの境界は、現在のラインレコードに対する「Ａｎｌ．ＬｅｆｔＥｄｇｅ」と「Ａｎｌ．ＲｉｇｈｔＥｄｇｅ」により表されるラインレコードである。図３７は、これらの値の規定方法を示す。
【０４１８】
同期エッジを特定する機能は、「Ｉｎｖａｌｉｄ」、「Ｌｅｆｔ」、「Ｍｉｄｄｌｅ」及び｛Ｒｉｇｈｔ｝の１つとみなされる「ＥｄｇｅＬｏｃ」により表される変数により当該特定処理の成功あるいは失敗を返す。これは、存在する場合には、エッジが検出された位置を近似的に示す。
【０４１９】
通常返される値は、正確に位相処理されたサンプリングバッファがその終わりに近い同期エッジを示すとき、「Ｒｉｇｈｔ」となる。遅発パリティ管理機能は、「Ｍｉｄｄｌｅ」を利用する。「Ｉｎｖａｌｉｄ」と「Ｌｅｆｔ」は、水平同期の損失を示す。
【０４２０】
同期エッジの特定に関するパラメータ
同期検出フィルタの拡張を特徴付けるビット数を示すＥＦＮ（Ｅｄｇｅ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）と、ポイント単位での同期検出フィルタの拡張を与えるＥＦＳ（Ｅｄｇｅ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｓｉｚｅ）とは、同期エッジの特定に関する２つのパラメータである。
【０４２１】
同期エッジ検索フィルタリング
一実施例では、同期エッジの検索は、ローパスフィルタを用いて、ノイズ耐性を与える。ローパスフィルタは、ＥＦＮ（Ｅｄｇｅ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）とＥＦＳ（Ｅｄｇｅ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｓｉｚｅ）により表される２つのパラメータにより特徴付けされる。ここで、以下の式が成り立つ。
【０４２２】
ＥＦＳ＝２ＥＦＮ
一実施例では、ローパスフィルタの幅は、特定されるエッジを内包するウィンドウの幅である。すなわち、
Ａｎｌ．ＲｉｇｈｔＥｄｇｅ−Ａｎｌ．ＬｅｆｔＥｄｇｅ＝ＥＦＳ−１
一実施例では、ＥＦＮ＝４である。
【０４２３】
このフィルタリング処理では、右から左へのサンプリングバッファのスキャニングが行われる。フィルタリング方法の一実施例は、ＬＩＦＯ（Ｌａｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）と呼ばれるスタック装置を用いて実現される。ＬＩＦＯの深さは、ＥＦＳにより最後にスキャンされた値を格納するＥＦＳである。バッファでの進行は、新たな値をＬＩＦＯにプッシュすることである。
【０４２４】
一実施例では、スタック装置は、その内容の和が常にわかっている。この和は、サンプリングデータがプッシュされるたびに更新されるフィルタの結果である。ここでは、「Ｌｅｖｅｌ」と記される。
【０４２５】
初期化段階では、結果としての和を明らかにする前に、サンプリングバッファのＥＦＳによる最右サンプルをプッシュする。
【０４２６】
エッジを特定するための測定原理
一実施例では、エッジ特定機構及び方法では、図３８に示される状態遷移図を有する状態マシーンなどの小さな状態コントローラが利用される。
【０４２７】
「Ｌｅｖｅｌ」の値は、サンプリングバッファの各スキャニングステップにおいて計算される。この値は、サンプルのダイナミックレンジに一致するようにＥＦＮビットだけ右にシフトされ、信頼できるレベル「ＡｎｌＢｌａｃｋ」と「ＡｎｌＳｙｎｃＴｉｐ」との間の中間の閾値と比較される。
【０４２８】
一実施例では、この比較は、「Ｌｅｖｅｌ」がブランキングよりもシンクチップに近いときにＴｒｕｅとなる「Ｉｓｔｉｐ」により表されるブール変数により通知される。
【０４２９】
エッジローカル化方法は、シンクチップ検出を行い、その後にブランキング検出を連続的に行う。このとき、スキャニングアドレスは、内包するウィンドウの左における位置となる。簡単な算術計算により、当該位置がサンプリングバッファの「Ｒｉｇｈｔ」、「Ｍｉｄｄｌｅ」または「Ｌｅｆｔ」であるか判断される。
【０４３０】
同期エッジの正確な測定
エッジが当該エッジを含むウィンドウにより特定されると、垂直同期状態と完全ロック状態において、トレイリング同期パルスのエッジの正確なサブサンプリングインターバルが測定される。一実施例では、この測定の結果はスキャニングポインタの固定小数点（整数と小数部）データ構造に従う３２ビット数となる。
【０４３１】
図３９を参照するに、この測定では、エッジ特定機能「ＬｏｃａｔｅＥｄｇｅ」により通知されるようなエッジを内包するウィンドウに含まれるサンプルの和が構成される。
【０４３２】
この測定ではまた、「Ａｎｌ．ＢＬＫ」と「Ａｎｌ．ＴＩＰ」に記録されるようなブラック及びシンクチップレベルの以前の正確な測定値が利用される。
【０４３３】
「Ａｎｌ．ＴＩＰ」の測定は、ここで開示される測定の対象である初期エッジを有するタイミングパルスのシンクチップで同じバッファにおいて以前に実行されたであろう。
【０４３４】
「Ａｎｌ．ＢＬＫ」の測定は、ここで開示された測定の対象である同期エッジに先行するブランキング領域（バックポーチ）で同じバッファにおいて以前に実行されているだろう。
【０４３５】
本発明者は、特に信号のＤＣコンポーネントが安定的でないかもしれないとき、フィルタリングされた信頼レベルよりこれらローカルに測定されたレベルにより、より正確な結果が取得されるということを認識している。
【０４３６】
エッジを正確に特定するための測定原理
ウィンドウに属するサンプルの和が計算され、信号トレースの下の領域が生成される。図４０は、「Ｓｉｇｍａ」とラベル付けされた斜線が引かれた領域を示す。
【０４３７】
一実施例では、測定された「Ａｎｌ．ＢＬＫ」と「Ａｎｌ．ＴＩＰ」の整数部分のみが保持される。「Ｈｅｉｇｈｔ」の値は、これら２つの値の差である。
【０４３８】
ブラックレベルの下の領域は、「Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ」と呼ばれる。
【０４３９】
図４０で斜線が引かれた領域は、「Ｓｉｇｍａ」と「Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ」との間の差である。
【０４４０】
「Ｍｅａｓｕｒｅ」と呼ばれる対象となる測定値は、「Ｈｅｉｇｈｔ」に等しい高さと上述の差「Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ−Ｓｉｇｍａ」に等しい面積を有する長方形の幅である。
【０４４１】
「Ｈｅｉｇｈｔ」による分割が、２１６／Ｈｅｉｇｈｔを返す予め計算されたテーブルから取得される。
【０４４２】
このようにして、一実施例では、１６ビット端数精度を示す「Ｍｅａｓｕｒｅ」が取得される。この結果は、当該精度を考慮した変数「ＴＳＥ＿Ｐ」に伝えられる。
［ライン解析における補助的グローバルタスク］
状態変更
一実施例では、状態変更には、遷移コードを返す「ＣｈａｎｇｅＳｔａｔｅ」と呼ばれる機能が含まれる。状態に応じて、遷移コードは以下の１以上を含む。
・前の状態中に実行された機能の成功または失敗
・状態遷移図（図１６）に示される標識に従う成功または失敗に関する追加情報
・次の機能に対するウェークアップ状態
・進行またはエラー状態を通知するのに用いられる遷移コード
一実施例では、現在の状態に応じて、状態変更は以下の処理の１以上を含む。
・状態遷移変数の更新
・ライン番号付けの維持（より詳細には以下を参照されたい）
・ライン解析データ構造における新たなラインレコードの生成
・ライン解析のためのウェークアップ状態の管理（より詳細には以下を参照されたい）
・次の状態の決定
・ポスト解析フィルタリングのためのフィルタリング系列の生成
さらに、現在の状態に依存して、一実施例では、以下のパラメータの１以上が状態変更プロセスにより影響を受けるか、あるいは関係する。
【０４４３】
【表２７】
2005287032.tif 000030
ポストライン解析時間フィルタリングのためのフィルタリング系列の生成
ライン解析プロセスに続いて、精緻化プロセスが水平位相とブラックレベルに適用される。これは、ポストライン解析時間フィルタリングプロセスと呼ばれ、そのためのセクションにおいてより詳細に説明される。本発明者は、本発明の一特徴によるポスト解析時間フィルタリングが、ここで開示される特徴を実現するフレームグラバのパフォーマンスに大きく寄与すると信じている。
【０４４４】
ポストライン解析時間フィルタリングは、ライン解析中に構成されたデータ構造のラインレコードにおいて収集される情報を利用する。例えば、完全ロックＬＯＣ状態１６１５において価値ある測定値が生成される。
【０４４５】
ポストライン解析フィルタリングへの補助として、一実施例では、ラインレコードは、他のすべてのラインレコードと完全ロックラインレコードを区別する系列化リストをサポートする。この系列化リストの生成は、状態変更プロセスの機能の１つである。
【０４４６】
一実施例では、ライン解析データ構造の各レコードは、ライン解析データ構造でのそれの位置を指し示すインデックスにより識別される。このインデックスは、ライン「Ａｎｌ」のラインレコード要素「Ａｎｌ．Ｉｎｄｅｘ」に保持される。「Ａｎｌ．ＮｅｘｔＬｉｎｅ」は、フィルタリングのための貴重な情報を適切に与えられた次のレコードなどのフィルタ系列の次のレコードの位置を含む。
【０４４７】
従って、一実施例では、フィルタリング系列は、映像信号の映像ラインの自然な継続に従わない。その理由として、以下のものがあげられる。
・一部の初期ラインレコードは、典型的には、垂直同期が完了するのを待機する必要があった。
・新たに入力される各映像フィールドでは、アクティブ映像ライン領域が次の新しい垂直同期エッジを待機するため解放される。
・ロック状態が偶発的に失われ、以降において復元される。これにより、１以上のロックされていないレコードが生成される。
【０４４８】
従って、ロックレコードは、映像ラインの自然な継続に従うものではないかもしれない。
【０４４９】
状態変更プロセスのフローチャート
図４１は、状態変更プロセスの一実施例のフローチャートを示す。このフローチャートでは、Ｐｒｖは、ラインレコード「Ａｎｌ」の前の値であり、次のラインレコードは「Ａｎｌ」である。フローチャートにおける変数とその意味に関して、「Ａｎｌ．Ｃｏｄｅ」は状態遷移コードを意味し、「Ａｎｌ．ＳＴＲ」はパス／フェールコードを意味し、「Ａｎｌ．ＷＵＳ」はウェークアップスタイルを意味し、「ＷａｓＬｏｃｋｅｄ」は当該レコードのメモリがロックされたことを意味し、「Ａｎｌ．ＷａｓＬｏｃｋｅｄ」はロックされたことを意味し、「Ｐｒｖ」は直近レコードの「Ａｎｌ」値を意味し、「Ａｎｌ」は新しい現在ラインレコードを意味し、「Ａｎｌ．Ｉｎｄｅｘ」はレコード「Ａｎｌ」のインデックスを意味し、「Ａｎｌ．ＳＶＳ」はサンプリング映像サイズを意味し、「ＮｏｍＳＶＳ」は名目的なサンプリング映像サイズを意味し、「Ｐｒｖ．ＰＡＳ」は前の状態を意味し、「Ｐｒｖ．ＮＡＳ」は新しい状態を意味し、「ＡｎｌＳｔａｔｅ」はグローバルな現在状態を意味し、「ＡｎｌＡｄｄｒ」はグローバルな現在バッファスタートアドレスを意味し、「Ａｎｌ．ＡＬＡ」は新たなラインレコードを意味し、「Ｌｉｎｋ．ＮｅｘｔＬｉｎｅ」はフィルタ系列のレコードのリンクを意味する。
【０４５０】
ライン番号付けの維持
本開示では、映像信号ラインは、上述の取り決めに従って番号付けされる。各フィールドでは、１から番号付けは開始される。フィールドは、垂直同期を特徴付ける指定された規則に従って偶数または奇数により表される。非インタレース信号は、単一の偶数または奇数フィールドから構成されるものとしてみなされる。
【０４５１】
各ラインレコードは、関連付けされたサンプリングバッファに含まれるラインを特徴付けする「Ａｎｌ．ＬＮＢ」と「Ａｎｌ．ＰＡＲ」により表される以下の２つのラインレコード要素を含む。
・「Ａｎｌ．ＬＮＢ（Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）」は、ラインの従来の番号を含む整数変数である。一実施例では、ライン解析プロセスがライン番号を確立することができない場合、当該数値はゼロとなる。
・「Ａｎｌ．ＰＡＲ（Ｐａｒｉｔｙ）」は、ラインが属するフィールドのパリティ（「Ｅｖｅｎ」または「Ｏｄｄ」）の標識を含む。一実施例では、ライン解析プロセスがパリティを確立することができない場合、当該数値は「Ｕｎｋｎｏｗｎ」となる。
【０４５２】
さらに、一実施例では、「ＡｎｌＬｉｎｅ」と「ＡｎｌＰａｒｉｔｙ」により表される２つのグローバル変数は、ライン解析中の任意に時点で同一の情報を反映する。
【０４５３】
ロック状態（ＶＤ１６１３とＬＯＣ）中、一実施例では、ライン番号をインクリメントする規則は、ライン番号をインクリメントし、パリティを維持することである。一部の状態遷移では、変数の初期化が行われる。初期化が行われるとき、特定遷移の検出方法が以下で説明される。
【０４５４】
初期化
遷移の初期化は、ある状態と当該状態からの脱出状態の関連付けにより認識される。一実施例では、フレーム処理（ライン番号の初期化）の初期値が、以下のテーブルに示される。
【０４５５】
【表２８】
2005287032.tif 000031
フローチャート
図４２は、ライン番号を初期化するフレーム処理プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【０４５６】
ライン解析ウェークアップ状態
一実施例では、前述のセクションで説明されたように、１１の状態と５つのライン解析プロセスが存在する。これらのライン解析プロセスは、直接サンプリングされた信号から取得され、サンプリングバッファに収集されるデータセットを共通的にアドレス指定する。一実施例では、サンプリングバッファが適当な個数のサンプルにより充填された直後に、プロセスは開始される。ライン解析プロセスのこのような開始は、「ライン解析のウェークアップ」、または単に「ウェークアップ」と呼ばれる。一実施例では、１以上のプロセスがソフトウェアコードにより実現される。ウェークアップの一実現形態は、割込みプロセスを利用する。もちろん他の実現形態も可能である。
【０４５７】
図１４は、サンプリングバッファを充填するためのアドレスを生成する一構成を示す。一実施例では、この信号はまた、バッファが一杯になったとき、信号を生成するための基礎を与える。一実施例では、このような「フル」信号は、ちょうど記録された映像ラインを処理するため、ライン解析プロセスをウェークアップする。一実現形態では、ＳＶＳを格納するレジスタと関連付けされ、次のサンプリングバッファの必要な長さを有するＳＶＳレジスタをプログラミングする論理が含まれる。
【０４５８】
一実施例では、通常動作では、連続するサンプリングバッファは、わずかな重複を有する。図４３は、このようなウェークアップ機構のグラフィカルな解釈を与える。
【０４５９】
サンプリングバッファの開始
フロントエンドメモリのサンプリングバッファの現在アドレスは、ＡＬＡ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｌｉｎｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ）により表される。次のサンプリングバッファは、
ＡＬＡ［Ｎｅｘｔ］＝ＡＬＡ［Ｐｒｅｖｉｏｕｓ］＋Ｉｎｔｅｇｅｒ（ＴＳＥ＿Ｐ「Ｐｒｅｖｉｏｕｓ」）
（ただし、引数「Ｎｅｘｔ」と「Ｐｒｅｖｉｏｕｓ」は、２つの状態間の遷移に関するものとして理解される）という一般規則がある。
【０４６０】
従って、一実施例では、２つの連続するサンプリングバッファの間のギャップは、第１バッファのトレイル同期のためのエッジ位置の測定値の整数部分である。このようにして、第２サンプリングバッファの第１サンプルは、前のサンプリングバッファのトレイル同期パルスであるリード同期パルスのエッジを常に含む。
【０４６１】
一実施例では、「ＡＬＡ」の値は、「ＡｎｌＡｄｄｒ」と呼ばれるグローバル変数と共に、ラインレコードのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＡＬＡ」に維持される。
【０４６２】
サンプリングバッファの長さ
サンプリングバッファの長さをより正確に計算することができないとき、一実施例では、サンプリングバッファの名目的長さが使用される。この長さは、サンプリングバッファの名目的長さと呼ばれ、「ＮｏｍＳＶＳ」により表され、
ＮｏｍＳＶＳ＝ＴＬＤ＿Ｐ＋ＨＤＤ＿Ｐ
（ただし、ＴＬＤ＿Ｐ（Ｔｏｔａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）は、映像規格の事前的知識に従う映像ラインの名目的長さをポイント単位により表したものであり、「ＨＰＤ＿Ｐ（Ｈａｌｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）は、水平同期パルスの名目的長さをポイント単位により表すものである。」により与えられる。一実施例では、名目的バッファ長さ「ＮｏｍＳＶＳ（Ｎｏｍｉｎａｌ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｓｉｚｅ）」は、グローバル変数として格納される。
【０４６３】
サンプリングバッファサイズの実際に計算された値は、「ＳＶＳ」により表され、ラインレコードのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＳＶＳ」に記録される。「ＳＶＳ」は、「ＮｏｍＳＶＳ」とは異なるものとすることができる。
【０４６４】
ウェークアップ状態の指定
以下のテーブルに、６タイプのウェークアップがまとめられている。
【０４６５】
【表２９】
2005287032.tif 000032
「Ｓａｍｅ」により表されるウェークアップタイプは、ライン解析が以下の状態で終了したとき呼び出される。
【０４６６】
【表３０】
2005287032.tif 000033
サンプリングバッファの特徴は以下の通りである。
【０４６７】
【表３１】
2005287032.tif 000034
「ＴＬＤ＿Ｐ（Ｔｏｔａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、映像ラインの名目的期間である。
【０４６８】
「ＨＰＤ＿Ｐ（Ｈａｌｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、水平同期の１／２の名目的期間である。
【０４６９】
サンプリングバッファの位置及びサイズは不変とされる。ライン解析プロセスは、同じデータセットに対し行われる。バッファサイズは名目的なものである。
【０４７０】
一実施例では、ウェークアップタイプ「ＳａｍｅＳｈｉｆｔ」は、解析が以下の状態で終了したとき呼び出される。
【０４７１】
【表３２】
2005287032.tif 000035
サンプリングバッファの特徴は以下の通りである。
【０４７２】
【表３３】
2005287032.tif 000036
「ＳＰＤ＿Ｐ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）は、水平同期の名目的期間である。
【０４７３】
「ＴＬＤ＿Ｐ（Ｔｏｔａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、映像ラインの名目的期間である。
【０４７４】
「ＨＰＤ＿Ｐ（Ｈａｌｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、水平同期の１／２の名目的期間である。
【０４７５】
サンプリングバッファは、より好ましい領域におけるレベル検索機能を試行するため、１つの同期パルスからシフトされる。バッファサイズは名目的なものである。
【０４７６】
一実施例では、ウェークアップタイプ「Ｎｅｘｔ」は、ライン解析が以下の状態で終了したとき呼び出される。
【０４７７】
【表３４】
2005287032.tif 000037
サンプリングバッファの特徴は以下の通りである。
【０４７８】
【表３５】
2005287032.tif 000038
「ＴＳＥ＿Ｐ」は、ちょうど解析されたサンプリングバッファの同期エッジの位置である。この位置は、整数として低い精度で計算される。
【０４７９】
「ＴＬＤ＿Ｐ（Ｔｏｔａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、映像ラインの名目的期間である。
【０４８０】
「ＨＰＤ＿Ｐ（Ｈａｌｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、水平同期の１／２の名目的期間である。
【０４８１】
サンプリングバッファは、１／２同期パルスの重複を有する前のものの後に配置される。バッファサイズは名目的なものである。
【０４８２】
一実施例では、ウェークアップタイプ「ＮｅｘｔＳｈｉｆｔ」は、解析が以下の状態で終了すると呼び出される。
【０４８３】
【表３６】
2005287032.tif 000039
サンプリングバッファの特徴は以下の通りである。
【０４８４】
【表３７】
2005287032.tif 000040
「ＴＬＤ＿Ｐ（Ｔｏｔａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、映像ラインの名目的期間である。
【０４８５】
「ＳＰＤ＿Ｐ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、水平同期の１／２の名目的期間である。
【０４８６】
「ＨＰＤ＿Ｐ（Ｈａｌｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、水平同期の１／２の名目的期間である。
【０４８７】
一実施例では、サンプリングバッファは、より好ましい領域においてレベル検索機能を試行するため、１同期パルスの追加遅延を有する前のものの後に配置される。
【０４８８】
一実施例では、ウェークアップタイプ「Ｅｓｔｉｍａｔｅ」は、ライン解析が以下の状態で終了すると呼び出される。
【０４８９】
【表３８】
2005287032.tif 000041
サンプリングバッファの特徴は以下の通りである。
【０４９０】
【表３９】
2005287032.tif 000042
「ＴＬＤ＿Ｐ（Ｔｏｔａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、映像ラインの名目的期間である。
【０４９１】
「ＨＰＤ＿Ｐ（Ｈａｌｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、水平同期の１／２の名目的期間である。
【０４９２】
サンプリングバッファの同期エッジの位置は、映像ラインの名目的期間により推定される。次のサンプリングバッファは、前のものの後に配置される。バッファサイズは名目的である。
【０４９３】
一実施例では、ウェークアップタイプ「Ｅｘａｃｔ」は、ライン解析が以下の状態で終了すると呼び出される。
【０４９４】
【表４０】
2005287032.tif 000043
サンプリングバッファの特徴は以下の通りである。
【０４９５】
【表４１】
2005287032.tif 000044
「ＴＳＥ＿Ｐ」は、ちょうど解析されたサンプリングバッファの同期エッジの位置である。この位置は、小数として高い精度で計算される。
【０４９６】
「ＨＰＤ＿Ｐ（Ｈａｌｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）」は、水平同期の１／２の名目的期間である。
【０４９７】
一実施例では、次のサンプリングバッファは前のものの後に配置される。新たなバッファの第１サンプルは、リード同期を含む。サンプリングバッファのサイズは、同期の測定位置に調整される。
【０４９８】
ＬＯＣ状態１６１５におけるロック復元
本発明の一特徴は、ＬＯＣ状態１６１５中に同期が失われると、ロック状態（ＬＯＣ）が次の垂直同期パルスを待機することなく復元されてもよいということである。これは、ロック復元と呼ばれ、ライン解析の補助的グローバルタスクの１つである。
【０４９９】
同期損失は、完全ロック（ＬＯＣ状態）プロセスの脱出コード「Ｆａｉｌ＿Ｌｉｎｅ」または「Ｆａｉｌ＿ｌｅｖｅｌ」により通知される。これは、水平同期を再取得する状態の１つへの遷移を決定する。
【０５００】
水平同期が再取得されると、状態「ＶＷ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｗａｉｔ）」１６０３に到達する。一実施例では、ロック復元の有無のため、当該状態に到達したか通知するプロセスが含まれる。それがロック復元のためである場合、当該プロセスは計算により確立される一貫性のある変数によりロック復元を直接再開する。
【０５０１】
ロック復元は、ＦＡＬＳＥとして初期化されるグローバルなブール変数「ＷａｓＬｏｃｋｅｄ」を用いる（「Ｐａｓｓ＿ＡｔＭｉｎ」を退出）。
【０５０２】
「ＷａｓＬｏｃｋｅｄ」は、垂直同期プロセスが映像ラインのアクティブライン領域の始まりを認識するとすぐにＴＲＵＥとなる。
【０５０３】
「ＷａｓＬｏｃｋｅｄ」は、完全ロック（状態ＬＯＣ）プロセスが映像ラインのアクティブライン領域の終わりを認識するとすぐにＦＡＬＳＥとなる（「Ｐａｓｓ＿ＡｔＭａｘ」を退出）。
【０５０４】
「ＬａｓｔＬｏｃｋ」により表される変数は、完全ロック状態にあったと知られている直近のラインレコードへの参照を任意の時点で維持する。一実施例では、完全ロック（状態ＬＯＣ）プロセスが「Ｐａｓｓ＿ＢｆｒＭａｘ」により退出するたび、変数「ＬａｓｔＬｏｃｋ」は当該ラインの解析されたラインレコードにより更新される。
【０５０５】
フローチャート
図４４は、ロック復元プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
［ポストライン解析時間フィルタリング］
一実施例では、ライン解析後、２つのフィルタリングプロセスが連続的に適用される。一方はブラックレベルの時間フィルタリングされたものを取得するためのものである。もう一方は、水平位相の時間フィルタリングされたものを取得するためのものである。何れのプロセスでも、もとのデータはＬＩＦＯ（Ｌａｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）スタック構造に収集される。一実施例では、それぞれブランキングフィルタリングと位相フィルタリングのための「ＢｌｋＬｉｆｏ」と「ＰｈｓＬｉｆｏ」と呼ばれる２つの変形が利用される。各スタックは、対応するフィルタリング処理と同じサイズの「Ｓｉｚｅ」により表されるサイズを有する。一実施例では、ＬＩＦＯは、ライン解析データ構造からの連続するラインレコードから「Ｓｉｚｅ」の連続する測定を収集する。
【０５０６】
ここで、ライン解析がすべてのラインに対して完全に完了すると、連続するラインに対して時間フィルタリングが実行される。他の実施例では、２ラインごと、３ラインごと、あるいは他の構成が利用されてもよい。しかしながら、本開示では、時間フィルタリングは、すべてのライン解析が成功したと仮定して、連続するラインに対し実行されると仮定する。一般に、フィルタは異なるサイズを有する。
【０５０７】
一実施例では、ライン解析は、解析を正確に終了させないか、あるいはすべてのラインを完全に連続して正確に復元するものであってもよい。同期が失われた連続する１以上のラインがあるかもしれない。さらに、映像フィールドの始まり及び／または終わりは、ラインレコードのフローにおいて不規則さをもたらすかもしれない。
【０５０８】
「ポストライン解析時間フィルタリングのフィルタリング系列の生成」というタイトルの上述のサブセクションは、ポストライン解析フィルタリングに寄与するラインレコードを常に追跡するよう構成されたフィルタリング系列を生成する。一実施例では、生成されたフィルタリング系列に従って、フィルタリングＬＩＦＯにデータがプッシュされる。フィルタリング系列に従うこのような進行は、必ずしもシンプルなものでない。
【０５０９】
図４５は、サイズが３のＬＩＦＯ装置を有する例を示す。任意の時点において、ＬＩＦＯに対する３つのラインレコードの３つのデータ群は、「Ｆｉｒｓｔ」、「Ｔａｒｇｅｔ」及び「Ｌａｓｔ」と呼ばれる。ＬＩＦＯの中心要素は、フィルタのターゲットとして指定されたラインレコードに対応し、このため「Ｔａｒｇｅｔ」と呼ばれる。図４５は、ライン解析データ構造のスキャン中の連続位置を示す。ＬＩＦＯの３つのレコードに含まれる測定値は、フィルタのソースデータを与える。レコードが欠落しているときのための置換方針が含まれる。例えば、図４５には、欠落した２つのレコードが示されている。
【０５１０】
各フィルタリングＬＩＦＯは、任意の時点においてフィルタリングされた結果に寄与するすべての測定値を保持する図２の処理論理２２１のメモリなどのデータ構造である。このＬＩＦＯは、フィルタのターゲットとして指定されたラインレコードを中心とする。図４５の例に示されるように、当該ターゲットは、フィルタリングがフィルタリング系列に従って進行するに従い、ライン解析データ構造において進行する。
・一実施例は、フィルタリングＬＩＦＯは、以下の属性を有する。
【０５１１】
【表４２】
2005287032.tif 000045
ライン解析データ構造で与えられるフィルタリング系列は。ラインレコードシーケンスを規定する。シーケンスの中断が発生しないとき、当該系列は、逐次的な従来通りの番号を有する。１つの映像フィールドから次のフィールドにジャンプし、ロック状態がライン解析中に時間的に消失するとき、シーケンスの中断がフィルタリング系列で検出される。
【０５１２】
フィルタリングの進行は、ライン解析データ構造においてスキャンされるラインレコードに関する従来通りのライン番号を保持する「Ａｈｅａｄ」により表される変数を利用する。このフィルタリング系列は、進行中に変数「Ａｈｅａｄ」が従うシーケンスを提供する。
【０５１３】
進行により吸収された各ラインレコードに対して、予想される従来通りのライン番号を保持する「ＴｏｐＮｕｍｂｅｒ」により表される変数がインクリメントされる。
【０５１４】
本開示では、フィルタリング進行は、２つの変数「ＴｏｐＮｕｍｂｅｒ」と「Ａｈｅａｄ」が等しいときに位相処理されると言われる。そうでない場合、位相処理機能が呼び出される。一実施例では、「ＴｏｐＮｕｍｂｅｒ」は「Ａｈｅａｄ」を継続的に追跡させられる。
【０５１５】
２単位以上の「ＴｏｐＮｕｍｂｅｒ」を上回る「Ａｈｅａｄ」は、フィルタリング系列がそのソースレコードに「ホール」を有するということを意味する。一実施例では、その後、「復元」が新たなラインレコードを吸収することなく「ＴｏｐＮｕｍｂｅｒ」がインクリメントされる期間中に行われる。
【０５１６】
「ＴｏｐＮｕｍｂｅｒ」より小さくなった「Ａｈｅａｄ」は、フィルタリング系列が１つのフィールドから次のフィールドにジャンプしたことを意味する。この場合、フィールドの開始に適した機能群が実行される。
【０５１７】
一実施例では、ＬＩＦＯのサイズは偶数であってもよい。ＬＩＦＯの中心レコードの意味は、このような場合に対して正確な定義を求める。図４６は、様々なＬＩＦＯのサイズに対するこの定義を示す。
【０５１８】
各ＬＩＦＯは複数の連続するラインレコードを含むため、あるＬＩＦＯ要素のラインレコードはフィルタリング系列では存在せず、すなわち、フィルタリングのためのデータが存在しないということであるかもしれない。ＬＩＦＯ要素がフィルタリング系列には存在しないラインレコードに対応するとき、ＬＩＦＯのデータは、ターゲットに対する最も近い近隣ラインレコードからのデータ要素のコピーにより置換されるか、あるいはこのような近隣レコードから導かれる。ターゲットに直面するラインレコードは、常に定義により存在する。
【０５１９】
一実施例では、プロセスは、ターゲットから外部へのＬＩＦＯ要素をスキャンし、既知のデータ要素を残ったＬＩＦＯ要素に伝搬する。
【０５２０】
図４７は、ライン解析において決定されたフィルタリング系列に従うスキャニングの一実施例のフローチャートを示す。
【０５２１】
図４８は、ＬＩＦＯの進行のための一実施例のフローチャートを示す。
【０５２２】
一方はブランキングのポストライン解析時間フィルタリングであり、もう一方は位相のポストライン解析時間フィルタリングである２つのＬＩＦＯ構造が利用される。以下でその各々が説明される。
【０５２３】
ブランキングのポストライン解析時間フィルタリング
与えられたラインレコードに対して、特にブラックレベル復元（クランピング）のために、後処理機能で用いられるブラックレベルは、当該ラインの近接する測定値を平均化することにより取得される。一実施例では、この計算に寄与するライン数は、「ＬＡＣ（Ｌｅｖｅｌ  Ａｖｅｒａｇｉｎｇ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）」により表される設定可能な上位レベルでの制御パラメータにより決定される２のべき乗として設定可能である。
【０５２４】
ブランキングフィルタリングＬＩＦＯのサイズは、
Ｓｉｚｅ＝２ＬＡＣ
となる。
【０５２５】
一実施例では、パラメータＬＡＣは０から６の間で調整される。従って、フィルタのサイズは、１（フィルタリングなし）から６４の間となる。
【０５２６】
比較的小さなＬＡＣは、短過ぎる時定数でＡＣ接続される映像信号に対して起こるブラックレベルの変動の高速追跡を可能にする。比較的大きなＬＡＣは、フィールドに沿った不変のＤＣレベルを維持しながら、極端なノイズ信号の調整を可能にする。ＬＡＣパラメータの設定には絶対的規則はない。本発明者は、典型的には４が良好な値であると認識している。
【０５２７】
ブランキングフィルタのソースデータは、完全ロック状態のプロセスの結果とし小数精度で取得されるラインレコードのラインレコード要素「Ａｎｌ．ＢＬＫ」となる。ブランキングフィルタリングは、新しいラインレコード要素「Ａｎｌ．ＢＬＫ＿Ｆ」を発生させる。サフィックス「＿Ｆ」は、当該要素のフィルタリング特性を表すのに用いられる。
【０５２８】
位相のポストライン解析時間フィルタリング
リサンプリングプロセスは、正確な結果のため、記録された映像ラインにおける比較的正確なタイミング測定を要する。これらの測定を表すのに、ＥＬＤ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）とＥＬＳ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｌｅａｄｉｎｇ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）の２つの変数が導入される。一実施例では、スキャニングポインタと同じ精度により時間位置を表す３２ビット変数が設けられる。
【０５２９】
このため、各ラインに対して、データのフロントエンドメモリにおける位置を与えるリード同期位置ＥＬＳと長さＥＬＤが備えられる。
【０５３０】
適切な映像では、リード同期位置ＥＬＳは、時間と共に線形的に増加する。このため、一実施例では、線形回帰を実行する、すなわち、同期位置に対しライン解析により取得された値から直線を適合させるフィルタリング処理を行うことにより、ＥＬＳが決定される。
【０５３１】
ＥＬＤとＥＬＳは、ライン解析により測定された値「Ａｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐ（Ｔｒａｉｌｉｎｇ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｅｄｇｅ）」のフィルタリングから得られる。「Ａｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐ」は、各サンプリングバッファのトレイリング同期位置を高い精度で示す。各ラインレコードはまた、スタートアドレスを示す「Ａｎｌ．ＡＬＡ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｌｉｎｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ）」を保持する。
【０５３２】
「Ａｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐ」と「Ａｎｌ．ＡＬＡ」は位相ＬＩＦＯに転送される。位相ＬＩＦＯに含まれるラインの近傍からのこの情報は、フィルタリングされた値「ＥＬＤ」と「ＥＬＳ」を計算するためのソースである。
【０５３３】
「ＥＬＳ」は、完全な映像ラインの始まりのフィルタリングされた位置である。「ＥＬＤ」は、当該完全な映像ラインのフィルタリング期間である。リサンプリングプロセスは、後述されるように、これらの値を直接用いる。
【０５３４】
位相フィルタの「強度」は、ＴＡＣ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｖｅｒａｇｉｎｇ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）により表される設定可能な上位レベルのパラメータによって与えられる。フィルタリングされるラインの近傍では、フィルタリング方法は、（ＴＡＣ＋１）の以前のラインとＴＡＣの次のラインから形成される線形回帰を用いる。すなわち、「完全な」信号において、これらの値は時間と共に線形的に変動すると知られているため、フィルタリング方法はこれらの値から直線を適合させる。これには、位相フィルタのサイズである２×（ＴＡＣ＋１）のラインの近傍が関与する。
【０５３５】
一実施例では、パラメータ「ＴＡＣ」は、０から２５までの間で設定可能である。このため、フィルタのサイズは、１（フィルタリングなし）から５２までとなる。
【０５３６】
小さなＴＡＣは、低質のアナログＶＣＲにより発せられるなど、信号が低質であるとわかっているときなどでは、大きな位相ノイズや位相変動を調整することが可能である。大きなＴＡＣは、ノイズ電圧が映像信号に存在したとしても、印加される信号のタイミングが安定的であるときには、同期精度を向上させる。このパラメータの設定には絶対的な規則はない。本発明者は、典型的には１０が良好な値であると認識している。
【０５３７】
ＴＡＣ＝１、従ってフィルタの長さが４である図４９の簡単な形式により、線形回帰として知られるデータに直線を適合させるためのフィルタリングプロセスが示される。計算対象のＥＬＤとＥＬＳはそれぞれ、図４９の十字として示される測定値の線形結合である。各十字は、ラインバッファにそれぞれ寄与する「Ａｎｌ．ＴＳＥ＿Ｐ」と「Ａｎｌ．ＡＬＡ」の和に対応する。
【０５３８】
フィルタを計算する機能は、２つの係数群からの積の和に関する２つの線形結合を実現する。
【０５３９】
フィルタリングされた値であるＥＬＤは、「Ｄｕｒａｔｉｏｎ」と呼ばれる６４ビット変数に累積させることにより構成される。フィルタリング値ＥＬＳは、「Ｅｄｇｅ」と呼ばれる６４ビット変数に累積させることにより構成される。
【０５４０】
乗数が、参加するレコードをスキャンするループ内において、「ＤｕｒＣｏｅｆｆ」と「ＥｄｇｅＣｏｅｆｆ」と呼ばれる変数において繰り返し計算される。これらの係数は、「ＤｕｒＦｉｒｓｔ」と「ＥｄｇｅＦｉｒｓｔ」から始まって、ループの各ステップにおいて「ＤｕｒＩｎｃ」と「ＥｄｇｅＩｎｃ」から増加する。
【０５４１】
乗加算後、加算器は「ＤｕｒＭｕｌｔ」と「ＥｄｇｅＭｕｌｔ」と呼ばれる２つの係数を用いて、指定したダイナミックレンジに戻される。
【０５４２】
「ＤｕｒＦｉｒｓｔ」、「ＤｕｒＩｎｃ」、「ＤｕｒＭｕｌｔ」、「ＥｄｇＦｉｒｓｔ」、「ＥｄｇＩｎｃ」及び「ＥｄｇＭｕｌｔ」は、パラメータＴＡＣの様々な値に対してオフライン計算される。この計算では、ライン解析により取得された値に直線を適合させるため、標準的な線形回帰が用いられる。線形回帰の実行方法は、当業者には既知であろう。
【０５４３】
ここで、本発明の一特徴は、以前の値だけでなく以降の値も維持するということである。これは、ライン解析を実行しながら、フロントエンドメモリに生データを維持する効果を与える。この生データを有することは、「以降の」値を用いて各同期パルスの位置を与えることにより、線形回帰が可能となる。従来の解決法は、入力に従いデータを処理し、処理後には生データを保持しないため、同じレベルの精度を実現することが不可能であった。本セクションで説明されたような位相の正確な測定を行うため、線形回帰を用いるなどによって、補間ではなく過去から位置を予測することができる。
［ライン解析後のリサンプリング］
イントロダクション
ライン解析後、一実施例では、後解析時間フィルタリング、リサンプリング及び後処理が行われる。本セクションは、与えられた周波数におけるサンプリング信号を、他の周波数の当初のサンプリング信号から生成する処理であるリサンプリングを説明する。ライン解析により映像フレームを構成するのに十分なサンプリングバッファの生データに関する情報が決定されると、リサンプリングが行われる。
【０５４４】
本明細書では、リサンプリング周波数はＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｒａｔｅ）と呼ばれ、その逆数はＤＲＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ）と呼ばれる。一実施例では、リサンプリング周波数は、ズーム処理が関係するとき以外は、当初のサンプリング周波数より低くされる。
【０５４５】
以下の式が成り立つ。
【０５４６】
ＤＲＲ＝１／ＤＲＰ
リサンプリング仕様（水平）
ここでは、リサンプリングにより再構成された映像ラインが、３つのパラメータによって特徴付けされる。実際には、４つのパラメータが定義されるが、これらは、第４のパラメータがその他３つから導出可能となるように関連付けされている。
【０５４７】
図５０は、リサプリング値を有する典型的な映像ラインを示す。リサンプリングに関するすべての数値は、「リサンプリング画素」の整数値として示される。ＤＲＰによりリサンプリング画素の期間を表す。
【０５４８】
リサンプリング水平表示領域をＲＨＤにより表す。一実施例では、ＲＨＤによってカバーされている部分のみが効果的にリサンプリングされる。ＲＨＡ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｔａｌ  Ａｌｌ）により表される全幅では、ＲＨＬ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｌｅａｄｉｎｇ）により表される数値はリード部分であり、トレイル部分はＲＨＴ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｔｒａｉｌｉｎｇ）により表される。
【０５４９】
このとき、
ＲＨＡ＝ＲＨＬ＋ＲＨＤ＋ＲＨＴ
が成り立つ。
【０５５０】
関連パラメータ
ここで説明されるリサンプリングプロセスに関するパラメータとして、スキャニングポインタのトータルサイズであるビット単位での「ＳＰＮ（Ｓｃａｎ  Ｐｏｉｎｔｅｒ  Ｎｕｍｂｅｒ）」と、２つの隣接するサブサンプリング位置の間の秒単位での時間差であるＳＳＵ（ＳｕｂＳａｍｐｌｉｎｇ  Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ）があげられる。
【０５５１】
スキャニングポインタ
一実施例では、リサンプリングでは、各画素に対し、所望のリサンプリング画素の近傍におけるサンプリングバッファの既存の画素の加重和を構成する補間プロセスが実行される。これは、加重和の加重を記述する畳み込みカーネルを利用することにより、サンプリングバッファの生データに対する畳み込み処理により実行される。リサンプリングのための情報は、ライン解析及び所望のリサンプリングの仕様により取得される。
【０５５２】
一実施例では、このリサンプリング処理は、「スキャニングポインタ」を利用する。所望される各リサンプリング画素に対して、このポインタは、補間に寄与するデータサンプルが取り出されるサンプリングバッファの近傍を正確に特定する。
【０５５３】
一実施例では、スキャニングポインタは、３つのフィールドを有する３２ビット構造を有する。「ＳＶＮ」により表される第１フィールドは、１４ビットを有し、サンプリングバッファのベースアドレスを整数として示す。残り２つのフィールドは、２つのサンプルの間の位置を精緻化する単位より小さな小数としてみなされうる。このため、スキャニングポインタは、整数部分と小数部分を有する小数値としてみなされてもよい。この小数コンポーネントは、ポインタの第２部分と第３部分から構成される。ＳＳＮ（Ｓｕｂ−Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｂｉｔｓ）により表される第２部分は、もとの２つのサンプル間でサンプリングインターバル（ビット数として）がどのように分割されるかを示す６ビット値である。ＳＡＮにより表される第３部分は、ポインタで用いられるサブサンプリング以下のビット数を表す１２ビット値である。このＳＡＮフィールドは、リサンプリングバッファの長さに等しいインクリメントが行われた後、スキャニングポインタの精度を保証する。
【０５５４】
スキャニングポインタの最下位ビットは、実現された最小の進行単位を定義し、「ポイント単位」と呼ばれる。
【０５５５】
ここで開示されるポインタ構造に対する他の多数の構造が、他の実施例において、サブサンプリングを指し示すのに利用可能である。さらに、ここで使用されるビット数は、例示的なものであり、本発明を限定するものではない。
【０５５６】
図５１は、本発明の一実施例で用いられるようなスキャニングポインタを示す。
【０５５７】
所望されるリサンプリング画素のサンプル間位置を示すのに、「リサンプリング位相」という用語が使用される。可能なリサンプリング位相はＳＳＳ個（ＳＳＳ＝２ＳＳＮ）あり、このため、開示される実施例では６４個のリサンプリング位相が存在する。リサンプリング位相は、畳み込みカーネルが計算を実行するためにサンプリングバッファに含まれるデータの前で「位相処理」される方法を決定する。
【０５５８】
リサンプリングに対する初期状態の設定
ライン解析器は、リサンプリングプロセスに以下の２つの数値を提供する。
・アクティブラインのスタートへのポインタ  このポインタは、ポイント単位で表されたＲＡＳ＿Ｐ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｓｔａｒｔ）により表される。
・スキャニングポインタに対するステップインクリメント  このインクリメントは、ポイント単位で表されたＤＲＰ＿Ｐ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ）により表される。
【０５５９】
映像ラインのリサンプリング処理では、サンプリングバッファの始めからＲＡＳ＿Ｐポイント単位の位置から開始され、画素の「ＲＨＤ」により表される番号のカウントに対して実行され、ＤＲＰ＿Ｐポイント単位だけ離間した連続する位置における補間カーネルによる畳み込みが行われる。
［畳み込みカーネル］
リサンプリング処理には、一実施例では、サンプリングデータを予め選ばれた畳み込みカーネル群の１つにより畳み込む補間が含まれる。
【０５６０】
補間のグラフィカル表示
図５２は、周知のｓｉｎｃ（ｓｉｎ  ｘ／ｘ）関数に従う畳み込みカーネルによる補間プロセスのグラフィカル表示を与える。図５２に示されるリサンプリングパラメータは、当該方法を示すために簡単化される。図示されるリサンプリング値では、１３，１４，．．．，２０としてアドレス指定されたサンプルが用いられる。補間に適用される重みは、（ｓｉｎ  ｘ／ｘ）関数の黒い点である。
【０５６１】
畳み込みカーネル
本発明の一特徴は、複数の畳み込みカーネルが利用可能であるということである。一実施例では、要件群に従ってオフライン的に畳み込み群が計算される。この処理では、リサンプリングプロセスのため、１つの畳み込みカーネルが選択される。
【０５６２】
正確なサンプリング信号を生成するための補間に加えて、本発明の一特徴は、畳み込みカーネルが任意的に１以上の追加的機能を有するということである。他の実施例では、調整可能な帯域幅によるローパスフィルタリング、ピーク処理と呼ばれるエッジ強調のためのハイパスフィルタリング、及びモノクロ復号化が要求されたとき、カラーコンポジット信号からのカラーサブキャリアの除去のためのノッチフィルタリング（ｎｏｔｃｈ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）の１以上が提供される。このようなノッチフィルタはまた、「カラートラップ（ｃｏｌｏｒ  ｔｒａｐ）と呼ばれ、ノッチフィルタリングは「カラーフィルタリング」と呼ばれる。
【０５６３】
一実施例では、畳み込みカーネルの該当するパラメータは、１つのリサンプリング値を生成するように必要な畳み込みステップ数を示すＣＶＮ（Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｓｔｅｐｓ）と、ＬｏｗＰａｓｓ、ＣｏｌｏｒＴｒａｐ、ＰａｓｓＢａｎｄ、ＰｅａｋｉｎｇまたはＰｅａｋＴｒａｐの何れかの値をとる補間フィルタの一般計であるＳＨＰ（Ｓｈａｐｅ）である。
【０５６４】
以下のパラメータは、満足できるパフォーマンスを提供するため、発明者により求められた。
・各カーネル係数に対する１２ビット解像度  これは、−２０４８〜＋２０４７の係数範囲に対応する。
・与えられたカーネルの係数の和、すなわち、「重み」は、２のべき乗に限定される。「ＫＵＶ（Ｋｅｒｎｅｌ  Ｕｎｉｔａｒｙ  Ｖａｌｕｅ）」により表されるパラメータは、カーネルの重みを規定する。
・ビットシフトによる畳み込み後の振幅復元（もとの振幅の復元）  ＫＡＳ（Ｋｅｒｎｅｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔ）により表されるパラメータは、もとの震央区を復元するための畳み込み後にシフトされるビット数を表す。従って、ＫＵＶ＝２ＫＡＳとなる。
・カーネルに割り当てられた機能に従って８〜２６の畳み込みステップ数ＣＶＮ
いくつかの代表的なカーネルの特性が、以下に示される。
【０５６５】
【表４３】
2005287032.tif 000046
リサンプリング画像のサイズ（垂直仕様）
リサンプリング画像を構成するライン数であるＲＶＤ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）と、リサンプリング画像エンドから垂直同期までのライン数であるＲＶＴ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｔｒａｉｌｉｎｇ）のパラメータは、垂直次元の後処理のサイズ変更に関する。
【０５６６】
時間ポストライン解析フィルタリング後、ライン解析データ構造は、リサンプリング画像を構成するのに必要とされるすべての情報を含む。各々が異なる特性を有する複数の画像が構成可能である。
【０５６７】
一実施例では、リサンプリング画像のサイズに影響を与えるユーザ設定可能な制御が提供される。
【０５６８】
水平パラメータは、畳み込み処理に関する上述の説明において定義された。これらの水平値はリサンプリング画素により表される。１つのラインのリサンプリング画素の合計は、調整可能なＲＨＡにより表される。これは、リサンプリング周波数の調整に等しく、このため、水平方向のズーム処理またはスケール処理が可能となる。
【０５６９】
上述の復号化プロセスは、垂直方向のスケール処理やズーム処理を直接与えるものではない。ＲＶＡにより表されるパラメータは、復号化プロセスでは一定であり、復号化されるライン合計数に等しくなる。ＲＶＡは、インタレース映像規格に対しては奇数となる。
【０５７０】
リサンプリング画像の垂直位置は、ＲＶＬ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｌｅａｄｉｎｇ）により表されるパラメータにより定義される。非インタレース映像規格に対しては、これは、規格による従来の第１ラインと要求される第１ラインとの間のライン数となる。インタレース映像規格に対しては、インタレースに関係なく１つのライン内での垂直位置決定を可能にする機構が設けられる。
【０５７１】
完全リサンプリング画像を構成するための垂直スキャニング
垂直インデックス処理テーブル（オフライン計算）
完全リサンプリング画像を構成するため、ライン解析データ構造のスキャニングは、以下の１以上のため簡単ではない。
・インタレース処理
・垂直同期構造の多様性
・必要とされる画像の位置及びサイズ
・１以上のロックラインレコードを画像中央で欠落させる同期喪失
一実施例では、完全な画像を生成するため、「ＥｖｅｎＤｅｃＹ」と「ＯｄｄＤｅｃＹ」と呼ばれる２つの垂直インデックス処理テーブルが利用される。これらのテーブルのインデックスは、「映像信号の取り決め」というタイトルのセクションで説明された定義に従う従来のライン番号である。
【０５７２】
これらのテーブルは、リサンプリングされる画像のラインを特定するゼロベースの垂直座標（Ｙ）を与える。「ＥｖｅｎＤｅｃＹ」は、対象となるラインが偶数フィールドに属しているとき用いられ、「ＯｄｄＤｅｃＹ」は、対象となるラインが奇数フィールドに属しているとき用いられる。リサンプリングされる画像に属していないラインは、テーブルにおいて−１とされる。
【０５７３】
オフラインコンピュータプログラムは、垂直インデックス処理テーブルを構成するのに用いられる。このプログラムは、ユーザがリサンプリングされる画像の他の垂直サイズまたは位置を要求するたびに利用される。これらのテーブルは、オフラインコンピュータプログラムを用いて再構成される。この方法は、ＶＳＣ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）、ＣＤＣ（Ｃｏｌｏｒ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）及びＳＰＣ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）のパラメータを保持する復号化レジスタにおいて前述のように定義されたようなフレームグラバの復号化機能を用いる。
【０５７４】
図５３は、このようなオフラインコンピュータプログラムの擬似コードを示す。このプログラム実現は、標準的インタレースの場合と、画像及びフレームの合計サイズを表す標準的非インタレースの場合に対する変数を用いる。インタレースのための変数は、浮動小数であり、整数＋１／２に等しい。従来のインタレース規格では、この変数は、ＮＴＳＣには２６２．５であり、ＰＡＬには３１２．５である。
【０５７５】
ライン解析データ構造のスキャニング
デコーダの先行する段階によりラインレコードが生成される限り、ライン解析データ構造からのラインはスキャンされる。
【０５７６】
すべてのラインレコードが、ブラインド的に検査される。ラインレコードは、それのラインレコード要素ＬＮＢがゼロでない場合、貴重な情報のベアラとして認識される。このラインレコード要素は従来の映像ライン番号を指定し、この番号付けシステムは１から開始される。従って、１つのラインレコードに対して、ゼロのＬＮＢは、有用性のないラインレコードを示す。
【０５７７】
一実施例では、オフライン計算された垂直インデックス処理テーブル「ＥｖｅｎＤｅｃＹ」と「ＯｄｄＤｅｃＹ」は、存在する場合には、リサンプリングされる画像の垂直座標を取得するため、スキャンされたラインレコードのラインレコード要素ＬＮＢに適用される。
【０５７８】
インデックス処理機能がゼロでない結果を与える場合、フレームグラバのセパレートメモリやホストメモリなどの最終的なフレームバッファの適切な垂直位置において、ラインはリサンプリングされ、格納される。
【０５７９】
詳細なリサンプリング処理
上述された水平次元のリサンプリング処理が、より詳細に説明される。サンプリングに関するパラメータは、リサンプリング後の輝度データのビット深さであるＤＲＮ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｅ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）である。リサンプリングレートは、ＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｒａｔｅ）により表されるパラメータにより表現される。すなわち、
ＤＲＲ＝ＲＨＡ／ＴＬＤ
ただし、ＲＨＡ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ＡＬＬ）はライン全体のリサンプリング画素数を表し、ＴＬＤ（Ｔｏｔａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）は当該ライン全体の秒単位での期間を表す。この周波数ＤＤＲの逆数は、リサンプリング期間ＤＲＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ）となる。
【０５８０】
一実施例では、リサンプリングのダイナミックレンジは、ユーザにより設定される。このリサンプリングダイナミックレンジは、ＤＲＮにより表されるパラメータとＤＲＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｌｅｖｅｌ）により与えられる（ただし、ＤＲＬ＝２ＤＲＮ）。
【０５８１】
リサンプリング期間は、ＤＲＰ＿Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ  Ｒｅｌａｔｉｖｅ）により表されるパラメータによりトータルラインの一部として表される。水平同期エッジとラインのリサンプリング部分のスタートとの間の遅延は、ＲＨＬ＿Ｒ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｌｅａｄｉｎｇ  Ｒｅｌａｔｉｖｅ）により表されるパラメータによってトータルラインの一部として表される。
【０５８２】
一実施例では、これらの相対遅延は、２２ビットの固定小数で符号化されている。「２２２」、すなわち、「４，１９４，３０４」は、単位コードである。本発明者は、これが大部分の用途に高い精度を与えることを認識している。以下のように表すことができる。
【０５８３】
【数２】
2005287032.tif 000047
リサンプリングされる各ラインに対して、リサンプリング期間の効果的な値は、対応するラインレコードにより通知されるライン期間ＥＬＤ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｌｉｎｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）のフィルタリング測定値を利用して計算される。このリサンプリング期間は、ＤＲＰ＿Ｐ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ）と呼ばれ、３２ビットを用いてポイント単位により表される。ＥＬＤはラインごとにわずかに変動するため、可能なタイミング不安定性に対する調整がＤＲＰ＿Ｐにより可能である。ＤＲＰ＿Ｐは、
【０５８４】
【数３】
2005287032.tif 000048
により与えられる。
【０５８５】
リサンプリングされる各ラインに対して、リサンプリングの効果的な開始位置が、対応するラインレコードに通知されるリード同期エッジＥＬＳ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｌｅａｄｉｎｇ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）のフィルタリング測定を用いて計算される。この計算はまたＥＬＤを利用する。このリサンプリング開始位置は、ＲＡＳ＿Ｐ（Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｓｔａｒｔ）と呼ばれ、３２ビット用いてポイント単位で表される。ＥＬＳとＥＬＤはラインごとにわずかに変動しうるため、可能なタイミング不安定性に対する調整がＲＡＳ＿Ｐにより可能である。ＲＡＳ＿Ｐは、
【０５８６】
【数４】
2005287032.tif 000049
により与えられる。
【０５８７】
ＥＬＳは、典型的には、０と１のサンプル期間の間にあるが、信号中のジッタとノイズによりときにはこの範囲を超えることがある。従って、一実施例では、変数ＥＬＳは符号付の値である。
【０５８８】
ＲＡＳ＿Ｐは常に正の値とされ、インターバルＲＨＬはＥＬＳの可能な変動より実質的に大きなものとなる。
【０５８９】
上述のＲＡＳ＿ＰとＤＲＰ＿Ｐは、スキャニングポインタと同じ解像度を有する時間位置を表す正の３２ビット整数値となる。それらは、リサンプリングループに対するスタートポイント及びインクリメントとしてリサンプリングルーチンによってそのまま利用される。
【０５９０】
ダイナミックレンジの変更
図５４は、後処理中にダイナミックレンジの変更により実行されるデータフローと機能の概略図を示す。
【０５９１】
サンプリングバッファから始めて、サンプリングバッファによる補間カーネルの畳み込みにより、値がより大きな整数値により表される拡張されたダイナミックレンジにリサンプリングデータが生成される。
【０５９２】
ダイナミックレンジの変更の一特徴は、リサンプリングされた畳み込み後のデータのダイナミックレンジをもとのサンプリングバッファダイナミックレンジとは異なる可能性のあるリサンプリングバッファの求められるダイナミックレンジに変換することである。ＫＡＳ（Ｋｅｒｎｅｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔ）により表されるパラメータは、もとのサンプリングバッファのダイナミックレンジのリサンプリング後、ダイナミックレンジを返す２のべき乗により表される係数を示す。
【０５９３】
ダイナミックレンジの変更の他の特徴は、ＤＣコンポーネントを除去することである。これはクランピングと呼ばれ、ラインレコードのＢＬＫ＿Ｆにより与えられるブラックレベルのフィルタリング測定に従って実行される。
【０５９４】
ダイナミックレンジの変更の他の特徴は、ユーザ調整されたゲインとオフセットを与えることである。
【０５９５】
さらなる他の特徴によると、ＡＧＣが任意的に適用される。これは、ＡＧＣ機能と呼ばれる。
【０５９６】
さらなる他の特徴によると、ルックアップテーブル変換が適用される。
【０５９７】
ゲイン
ユーザに所望されるゲインは、ＵＲＧ（Ｕｓｅｒ  Ｒｅｑｕｉｒｅｄ  Ｇａｉｎ）により表されるパラメータとして与えられる。ＵＲＧは、慎重なオフセットの適用前に信号に適用される慎重な乗数を表す。一実施例では、０〜８のＵＲＧの範囲が与えられる。
【０５９８】
「１」の値は、映像信号の輝度コンポーネントの名目的な振幅が出力ダイナミックレンジを正確に占めるように、もとの振幅のレンダリングを意味する。この出力ダイナミックレンジは、ＤＲＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｌｅｖｅｌ）により表されるパラメータにより表現される。「１」以外の値は、再構成される信号の振幅を比例的変動させる。
【０５９９】
標準的な映像信号の輝度コンポーネントの名目的振幅は、ＰＡＬ信号には７００ｍＶとされ、ＮＴＳＣ信号には６６１ｍＶとされる。これは、ＳＶＡ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）により表されるパラメータにより表現される。
【０６００】
「Ｇａｉｎ」の値は、オフライン計算され、１０ビットの小数精度により１６ビットの固定小数として保持される。「ＦｌｔＧａｉｎ」により表される浮動小数は、
【０６０１】
【数５】
2005287032.tif 000050
に従って最初に計算される。
ただし、ＡＳＳ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｓｐａｎ）はＡ／Ｄ変換器のデジタル電圧領域であり、ＤＲＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｌｅｖｅｌｓ）はリサンプリング後に与えられるレベル数であり、ＡＳＬ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｌｅｖｅｌｓ）はＡ／Ｄ変換器により与えられるレベル数である。
【０６０２】
例えば、ＵＲＧ＝１．２、ＳＶＡ＝０．７ボルト、ＡＳＳ＝２ボルト、ＤＲＬ＝ＡＳＬ＝１０２４である場合、「ＦｌｔＧａｉｎ」の値は３．４２９であり、「Ｇａｉｎ」の値は３５１１である。
【０６０３】
オフセット
ユーザにより所望されるオフセットは、ＵＲＯ（Ｕｓｅｒ  Ｒｅｑｕｉｒｅｄ  Ｏｆｆｓｅｔ）により表されるパラメータとしてユーザにより与えられる。ゼロの値は、もとの信号のブラックレベルが、リサンプリングデータにおいてレベルゼロを占めることを意味する。
【０６０４】
オフセットの計算は、ＮＴＳＣでは５４ｍであるＳＢＳ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｂｌａｃｋ  Ｓｅｔｕｐ）により表されるパラメータにより表現される規格ＮＴＳＣに固有なブラックレベルを考慮する。ＰＡＬでは、ＳＢＳは０ｍＶである。
【０６０５】
ＵＲＯにより表されるパラメータは、ゲインの慎重な適用後にデジタル信号に適用される慎重な加算項を表す。一実施例では、ＵＲＯは、−８〜＋８の範囲を有する。正の値はゼロを超えるブラックレベルを配置し、これにより再構成された画像は明るくされる。「＋１」の値は、ＤＲＬにブラックレベルを配置する。負の値はゼロを下回るブラックレベルを配置し、これにより再構成された画像は暗くなる。「−１」の値は、−ＤＲＬにブラックレベルを配置する。
【０６０６】
しかしながら、出力信号は、超過増幅映像信号を観察可能な出力ダイナミックレンジに戻すことを可能にする。
【０６０７】
「Ｏｆｆｓｅｔ」の値は、オフライン計算され、２ビットの小数精度による１６ビット固定小数データとして保持される。浮動小数「ＦｌｔＯｆｆｓｅｔ」が最初に計算される。「ＦｌｔＯｆｆｓｅｔ」と「Ｏｆｆｓｅｔ」は、
【０６０８】
【数６】
2005287032.tif 000051
として計算される。
【０６０９】
例えば、ＵＲＯ＝０．２、ＳＢＳ＝０．０５４ボルト、ＳＶＡ＝０．６６１ボルト、ＤＲＬ＝１０２４である場合、「ＦｌｔＯｆｆｓｅｔ」の値は１２１．１４４となり、「Ｏｆｆｓｅｔ」の値は４８５となる。
【０６１０】
オフライン計算
一実施例では、ダイナミックレンジの変更前に、画素を再構成するための補間（リサンプリング）プロセスの生データは、畳み込みに関する積の和を含むのに十分なビットを有するＭＡＣにより表される変数に含まれる。このビット数はＡＳＮ＋ＫＡＳとなる。ただし、ＡＳＮ（Ａｎａｌｏｇ  Ｓｍａｐｌｉｎｇ  Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｂｉｔｓ）は、１０などの直接的サンプリングのビット数であり、ＫＡＳ（Ｋｅｒｎｅｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔ）は、１１または１２などの畳み込みプロセスにより加えられるビット数を表す。従って、一実施例では、ＭＡＣは２２ビットを有する。
【０６１１】
一実施例では、補間結果であるＭＡＣは、ＫＡＳ−ＡＳＮビットの右シフト動作により１６ビットダイナミックレンジに戻される。この結果は、「ＲｓｍＤａｔａ」により表される変数に格納される。このため、「ＲｓｍＤａｔａ」は、ＭＡＣ×２１６−ＡＳＮ／２ＫＡＳを格納する。
【０６１２】
フィルタリング測定ＢＬＫ＿Ｆは、ＤＣレベルを回復するため、ＲｓｍＤａｔａから差し引かれる。一実施例では、「ＲｓｍＤａｔａ」は、「ＲｓｍＤａｔａ」−ＢＬＫ＿Ｆと置換される。
【０６１３】
オフライン計算されたゲインがその後で適用される。このため、「ＲｓｍＤａｔａ」は、「ＲｓｍＤａｔａ」×Ｇａｉｎ／（２２４−ＡＳＮ）により置換される。この指数「２４」は、
・サンプリングデータの容量サイズ（＋１６）
・ゲインコントロールの小数精度（＋１０）
・オフセット制御の小数精度（−２）
を加えることにより得られる。
【０６１４】
その後、オフライン計算されるオフセットが適用される。このため、「ＲｓｍＤａｔａ」は、［ＲｓｍＤａｔａ＋Ｏｆｆｓｅｔ］／（２２）により置換される。この指数「２」は、オフセット制御の小数精度から得られる。
【０６１５】
最後に、結果は、０〜ＤＲＬ−１のリサンプリングデータの画定された範囲内で飽和される。「ＲｓｍＤａｔａ」は、Ｍｉｎ（ＲｓｍＤａｔａ，ＤＲＬ−１）により置換され、「ＲｓｍＤａｔａ」はＭａｘ（ＲｓｍＤａｔａ，０）により置換される。
【０６１６】
従って、サンプリングが映像信号の特性に同期した方法で行われることなく入力映像信号をブラインドサンプリングすることを含め、映像信号を処理し、フレームグラバ機能を与える方法及び装置が説明された。
【０６１７】
本発明は工業用画像及び映像監視などの用途及び各種映像信号に関して説明されたが、本発明は、このような文脈及び用途に限定されず、映像データのリアルタイムでのキャプチャを要する他のシステムなどの各種アプリケーション及びシステムにおいて利用されてもよい。
【０６１８】
ここで開示された各方法の実施例は、フレームグラバを実現するＦＰＧＡの一部である１以上のプロセッサなどの処理システム上で実行されるコンピュータプログラムの形態をとる。このため、当業者に理解されるように、本発明の実施例は、方法、特定用途向け装置などの装置、データ処理システムなどの装置、あるいはコンピュータプログラムプロダクツなどの搬送媒体として実現されてもよい。搬送媒体は、方法を実現する処理システムを制御するための１以上のコンピュータ可読コードセグメントを搬送する。従って、本発明の特徴は、方法、ハードウェアによる実施例、ソフトウェアによる実施例及びソフトウェアとハードウェアの組み合わせによる実施例の形態をとるかもしれない。さらに、本発明は、媒体に実現されるコンピュータ可読プログラムコードセグメントを搬送する搬送媒体（コンピュータ可読記憶媒体上のコンピュータプログラムプロダクツなど）の形態をとるものであってもよい。ディスケットやハードディスクなどの磁気記憶装置やＣＤ−ＲＯＭなどの光記憶装置を含む任意の適切なコンピュータ可読媒体が利用されてもよい。
【０６１９】
開示される方法の各ステップは、一実施例では、ストレージに格納されている命令（コードセグメント）を実行する処理システム（すなわち、コンピュータシステム）の適切な１以上のプロセッサにより実行されるということは理解されるであろう。また、本発明は、特定の実現形態またはプログラミング技術に限定されるものでなく、ここで開示された機能を実現するための任意の適切な技術を利用して実現されてもよいということは理解されるであろう。本発明は、特定のプログラミング言語またはオペレーティングシステムに限定されるものでない。
【０６２０】
本明細書を通じて、「一実施例」または「実施例」という用語は、当該実施例に関して説明された特徴や構成が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。従って、本明細書を通じて様々な箇所に出現する「一実施例では」や「実施例では」という用語は、それらすべてが同じ実施例を必ずしも参照していないということを意味する。さらに、特定の構成や特徴は、１以上の実施例による本開示から当業者には明らかなように、任意の適切な方法により合成されてもよい。
【０６２１】
同様に、本発明の実施例に関する上記説明では、本発明の様々な特徴がときには、様々な発明の特徴の１以上の理解に資するため、そして本開示を整理するため、単一の実施例、図面または説明にグループ化される。しかしながら、開示された方法は、請求された発明が各請求項に明示的に記載されたものより多くの特徴を要するという意図を反映させるものとして解釈されるべきでない。従って、詳細な説明に従う請求項は、各請求項が本発明の実施例としてサポートされる詳細な説明に明示的に含まれる。
【０６２２】
ここで記載されたすべての刊行物、特許及び特許出願は、参照することによりここに含まれる。
【０６２３】
本発明の好適な実施例と考えられるものが説明されたが、本発明の趣旨から逸脱することなく、他の変更が可能であるということは当業者には理解されるであろう。また、このような変更及び改良のすべてが本発明の範囲に属することが意図される。例えば、上記の任意の式は、利用される手続きを単に表すものである。ブロックから機能が追加または削除されてもよく、機能ブロック間での処理は交換されてもよい。ステップが、本発明の範囲に属するものとして説明された方法に追加または削除されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０６２４】
【図１】Ａは、工業用画像アプリケーションのための典型的な従来技術によるフレームグラバを示す。Ｂは、複数の標準的（低コスト）ビデオカメラなどを用いた映像監視のための典型的な従来技術によるフレームグラバを示す。
【図２】図２は、本発明の複数の実施例の一般的構成を示す。
【図３】図３は、３つの映像源を示し、本発明を説明する詳細な機能ブロック図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、図２の一般的構成に従い、本発明の特徴を含む工業用モノクロ画像フレームグラバの一実施例を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図２の一般的構成に従い、本発明の特徴を含む工業用カラー画像フレームグラバの一実施例を示す。
【図５】図５は、図４Ａの一般的構成に従い、本発明の特徴を含む工業用モノクロ画像フレームグラバの一実施例を示す。
【図６】図６は、図２の一般的構成に従い、本発明の特徴を含む工業用デュアルチャネルモノクロ画像フレームグラバの一実施例を示す。
【図７】図７は、図２の一般的構成に従い、本発明の特徴を含む工業用クワドチャネルモノクロ画像フレームグラバの一実施例を示す。
【図８】図８は、図２の一般的構成に従い、本発明の特徴を含む映像監視に適した比較的簡単な低コストのフレームグラバの一実施例を示す。
【図９】図９は、映像監視に適した図８のものより複雑なフレームグラバの一実施例を示す。
【図１０】図１０は、図５の実施例の一般的構成に従う工業用画像アプリケーションに適したフレームグラバの一実現形態を示す。
【図１１】図１１は、図１０に示される実施例の実現形態の機能ブロック図を示す。
【図１２】図１２は、本発明の特徴によるＡ／Ｄ変換器によって実行されるサンプリングプロセスを説明する概略図を示す。
【図１３】図１３は、本発明の実施例に従い規定されたサンプリングに関する複数の数値とサンプリングバッファを示す。
【図１４】図１４は、Ａ／Ｄ変換器からのサンプリングデータの取得中におけるフロントエンドメモリの充填を関するためのハードウェア構成の一実施例を示す。
【図１５】図１５は、本発明の一実施例によるライン解析状態を説明する一例となる状態レジスタにおけるビット割当てを示す。
【図１６】図１６は、本発明の一実施例による状態解析のための状態遷移図を示す。
【図１７】Ａ乃至Ｄは、本発明の一特徴によるサンプリングバッファラインレコードに含まれる可能性のあるものを示す４つの例を示す。
【図１８】図１８は、ブラックレベルとシンクチップレベルを決定するレベル解析方法を提供する検索レベルプロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【図１９】図１９Ａは、一例として、水平同期プロセスのスタートポイントとして位相同期なしのサブサンプリングデータを有するサンプリングバッファを示す。図１９Ｂは、本発明の一特徴による次のサンプリングバッファが映像ラインを正確に内包することを保証するため、スタートポイントを調整するためのパルスエッジ測定（ＴＳＥ＿Ｐ）の利用方法を示す。
【図２０】図２０は、ライン解析プロセス全体の水平同期プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【図２１】Ａ乃至Ｃは、本発明の一特徴による通常の水平同期パルス、等化パルス及びブロードパルスと、直面するパルスタイプを分類するため、ＴＩＰ＿Ｐの近傍の範囲ＭＮＳ内のサンプル数をカウントする方法を示す。
【図２２】Ａ及びＢは、本発明の特徴を図示するため、前半ライン、輝度情報を搬送する映像ライン及び２つのＶＩＤタイプを簡単化された形式により示す。
【図２３】Ａ乃至Ｄは、本発明の特徴を図示するため、等化パルスの有無による垂直バンキング領域の映像ラインと、後半ライン及びブランキングラインを簡単化された形式により示す。
【図２４】図２４は、本発明の特徴を示すため、垂直同期パルス内部のデータを簡単化された形式により示す。
【図２５】図２５は、本発明の特徴を示すため、垂直同期パルスの始まりを含むデータを簡単化された形式により示す。
【図２６】図２６は、本発明の特徴を示すため、垂直同期パルスの終わりを含むデータを簡単化された形式により示す。
【図２７Ａ】図２７は、本発明の一特徴による垂直同期状態で発生する垂直同期プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【図２７Ｂ】図２７は、本発明の一特徴による垂直同期状態で発生する垂直同期プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【図２８】図２８は、本発明の一特徴による垂直同期の一実施例の分類格子を示す。
【図２９】Ａ及びＢは、一実施例による垂直同期中における無効と決定された測定値の置換方法を示すため、２つのケースでの垂直同期のスタートを簡単化された形式により示す。
【図３０】図３０は、本発明の一実施例による複数のラインの解析を例示的に示す。
【図３１】図３１は、本発明の一特徴によるライン解析のロック状態ＬＯＣにおいて実行される機能の一実施例のフローチャートを示す。
【図３２】図３２は、本発明の一特徴によるＬＯＣ状態で行われる測定に用いられる分類格子を示す。
【図３３】図３３は、本発明の一特徴による大部分のタイプのラインに対し測定が実行されるサンプリングバッファにおける位置を示す。
【図３４】図３４は、本発明の一実施例におけるレベルの測定に利用される加重平均に対する重み群を示す。
【図３５】図３５は、本発明の一特徴によるブラック及びシンクチップレベルの信頼値を維持するプロセスのフローチャートを示す。
【図３６】図３６は、本発明の特徴を示すため量子化を説明するのに用いられる図である。
【図３７】図３７は、本発明の一特徴による正確な位置測定が行われるウィンドウの境界画定方法を示す。
【図３８】図３８は、本発明の一特徴によるエッジローカリゼーションの一実施例の状態遷移図を示す。
【図３９】図３９は、一実施例において、トレイル同期パルスのエッジ測定がエッジを内包するウィンドウに含まれるサンプルの和の形成をどのように含むか示す。
【図４０】図４０は、本発明の一特徴によるウィンドウに属するサンプルの計算された和を斜線領域として示す。
【図４１】図４１は、本発明の一実施例において用いられる状態変更プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【図４２】図４２は、本発明の一実施例において用いられるライン番号を初期化するフレーム処理プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【図４３】図４３は、本発明の一特徴によるウェークアップ機構を図示する。
【図４４】図４４は、本発明の一実施例において用いられるロック復元プロセスの一実施例のフローチャートを示す。
【図４５】図４５は、本発明の一特徴によるサイズが３であるＬＩＦＯ（Ｌａｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）装置によるスキャニングの一例を示す。
【図４６】図４６は、本発明の実施例における様々な偶数ＬＩＦＯサイズのＬＩＦＯの中心レコードの意味を規定する。
【図４７】図４７は、本発明の一特徴によるライン解析において決定されたフィルタリング系列によるスキャニングの一実施例のフローチャートを示す。
【図４８】図４８は、本発明の一特徴によるＬＩＦＯの進行のための一実施例のフローチャートを示す。
【図４９】図４９は、本発明の一実施例によるデータに直線を適合させるためのフィルタリングプロセスを簡単化された形式により示す。
【図５０】図５０は、本発明の一実施例によるリサンプリング量を有する典型的な映像ラインを示す。
【図５１】図５１は、本発明の一実施例で用いられるようなスキャニングポインタを示す。
【図５２】図５２は、本発明の一特徴による周知のｓｉｎｃ（ｓｉｎ  ｘ／ｘ）関数に従う畳み込みカーネルによる補間プロセスの図解を与える。
【図５３】図５３は、本発明の一特徴による完全な画像を生成するための垂直インデックス処理テーブルを構成するためのコンピュータプログラムの擬似コードを示す。
【図５４】図５４は、本発明の一特徴による後処理中のダイナミックレンジ変更により実行されるアクション及びデータフローの概略図を示す。
【符号の説明】
【０６２５】
ＡＬＡ  サンプリングバッファにおける絶対ラインアドレス
ＡＳＬ  サンプリングプロセスのアナログサンプリングレベル
ＡＳＮ  サンプリングプロセスのアナログサンプリングビット数
ＡＳＲ  ブラインドサンプリングのアナログサンプリングレート
ＡＳＳ  デジタル化のためのアナログサンプリングスパン（範囲）
ＢＬＫ  ブラックレベル（測定された）
ＢＬＫ＿Ｆ  ブラックレベル（フィルタリングされた）
ＢＬＫ＿Ｑ  ブラックレベル（量子化された）
ＣＰＮ  サブサンプリングのコース（ｃｏａｒｓｅ）期間ビット数
ＣＰＳ  サブサンプリングのコース期間サイズ
ＣＳＬ  レベル解析のコースサンプリングレベル（レベル数）
ＣＳＮ  レベル解析のコースサンプリングビット数
ＣＶＮ  サブサンプリング値を生成する畳み込みステップ数
ＤＲＬ  デジタルリサンプリングレベル（輝度）
ＤＲＮ  デジタルリサンプリングビット数（輝度）
ＤＲＰ  デジタルリサンプリング期間（リサンプリング画素）
ＤＲＰ＿Ｐ  ポイント単位でのデジタルリサンプリング期間
ＤＲＰ＿Ｒ  トータルライン長に対するデジタルリサンプリング期間
ＤＲＲ  デジタルリサンプリングレート
ＥＦＮ  エッジフィルタビット数
ＥＦＳ  ポイント単位でのエッジフィルタサイズ
ＥＬＤ  ポイント単位での有効ライン期間（ノイズなしフィルタリング）
ＥＬＳ  ポイント単位での有効リード同期
ＥＭＮ  偶数ライン数最小値（偶数フィールドの第１アクティブライン）
ＥＭＸ  偶数ライン数最大値（偶数フィールドの最終アクティブライン）
ＨＰＤ＿Ｐ  １／２同期パルス期間
ＫＡＳ  カーネル減衰シフト
ＫＵＶ  カーネルユニタリ値（カーネルの重み）
ＬＡＣ  レベル平均化係数
ＬＣＳ  ライン分類状態
ＬＳＥ＿Ｐ  リード同期エッジ
ＬＶＤ  レベル検出：ライン右側の測定値
ＬＶＤ＿Ｑ  量子化レベル検出：Ｎ／Ａ、Ｏｕｔ、Ｓｙｎｃ、Ｂｌａｎｋ及びＶｉｄｅｏの何れか１つ
ＭＧＤ  レベル測定の測定ゲート期間
ＭＧＰ  レベル測定の測定ゲート位置
ＭＮＳ＿Ｒ  名目的シンクレベルに対する最小同期振幅
ＭＸＳ＿Ｒ  名目的シンクレベルに対する最大同期振幅
ＮＡＳ  状態遷移後の次の解析状態
ＯＭＮ  奇数ライン番号最小値（奇数フィールドの第１アクティブライン）
ＯＭＸ  奇数ライン番号最大値（奇数フィールドの最終アクティブライン）
ＰＡＳ  状態遷移前の以前の解析状態
ＲＡＳ＿Ｐ  リサンプリングアクティブスタート：現在サンプリングバッファの第１画素位置
ＲＨＡ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ａｌｌ：映像ラインのリサンプリング画素数
ＲＨＤ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：リサンプリングラインにおけるリサンプリング画素数
ＲＨＬ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｌｅａｄｉｎｇ：アクティブラインのスタートへのシンクエッジ
ＲＨＬ＿Ｒ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｌｅａｄｉｎｇ：トータルラインサイズに対する
ＲＨＴ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｔｒａｉｌｉｎｇ：シンクエッジに対するアクティブラインのエンド
ＲＶＡ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｌ：映像信号のライン
ＲＶＤ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｌ：リサンプリング画像のライン
ＲＶＬ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｌｅａｄｉｎｇ：リサンプリング画像スタートへの垂直同期
ＲＶＴＬ  Ｒｅｓａｍｐｌｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｔｒａｉｌｉｎｇ：垂直同期へのリサンプリング画像エンド
ＳＡＮ  スキャニング精度ビット数
ＳＢＰ  秒単位での標準バーストパルス
ＳＢＳ  標準ブロック設定：ブラックレベルを超える名目的ブラックレベル振幅
ＳＨＰ  補間フィルタの形状
ＳＰＤ＿Ｐ  ポイント単位での同期パルス期間
ＳＰＮ  ビット単位でのスキャニングポインタ
ＳＳＡ  標準（名目的）同期振幅
ＳＳＢ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｙｎｃ  ｔｏ  Ｂｕｒｓｔ（カラーバーストの位置）
ＳＳＮ  サブサンプリングステップ数
ＳＳＳ  サブサンプリングステップ
ＳＴＲ  ライン解析解放時の状態遷移
ＳＶＡ  標準映像振幅（輝度の）
ＳＶＮ  サンプリング映像アドレス指定ビット数
ＳＶＳ  サンプルによるサンプリングバッファのサンプリング映像サイズ
ＴＡＣ  スムーズ処理段階のラインのタイミング平均化係数
ＴＩＰ  同期チップ（測定された）
ＴＩＰ＿Ｑ  同期チップ（Ｎ／Ａ、Ｏｕｔ、Ｓｙｎｃ、Ｂｌａｎｋ及びＶｉｄｅｏの何れか１つ）
ＴＬＤ＿Ｐ  ポイント単位でのトータルライン期間
ＴＳＥ＿Ｐ  ポイント単位でのバッファにおけるトレイル同期エッジ
ＵＲＧ  ユーザ要求ゲイン（比率）
ＵＲＯ  ユーザ要求オフセット（比率）
ＶＣＣ  有効コースカウント（サンプル数として）
ＷＵＳ  ライン解析のウェークアップタイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
2005287032.tif 000243
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2005287032.tif 000247
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
2005287032.tif 000291
【図４９】
2005287032.tif 000292
【図５０】
2005287032.tif 000293
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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