(57)【要約】画素クロック周波数は、表示されるビデオ信号と捕捉されるビデオ信号の間の相対的な位置を周期的にモニタすることに応答して調整される。信号表示の画像ずれは素早く避けられる。画素クロック周波数結果の劇的な変化の場合にはカラーバースト信号に調整がなされる。
2004530167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係を決定し、ビデオウインドウは表示ラスタ内にあり、
ビデオウインドウのずれを避けるために画素クロックを調整する、方法。
【請求項２】
ビデオウインドウが捕捉ラスタのタイミング内であることを決定し、
ビデオウインドウから画像ずれを素早く移動することを、
更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ビデオウインドウが完全に捕捉ラスタのタイミング内ではないことを決定し、
表示ラスタがゆっくりドリフトするように画素クロックを設定することを、
更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
カラーバースト発生器を表示ラスタ内に位相ロックさせるように設定することを、更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
カラーバースト発生器を表示ラスタ内に位相ロックさせるように設定することは、カラーバースト発生器を予め定められた公称設定に設定することを、更に有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ビデオウインドウから画像ずれを素早く移動することは、更に、
ビデオウインドウが捕捉されたラスタよりも遅いことを決定し、
表示ラスタを素早く遅らせるように画素クロックを調整することを、
有する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
表示ラスタ上に見える画像を維持するためにカラーバースト発生器を調整することを、更に有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
予め定められた位相ロックループパラメータのテーブルから周波数誤差情報を検索し、
その周波数誤差情報を使用してカラーバースト調整を計算することを、
更に有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ビデオウインドウから画像ずれを素早く移動することは、更に、
ビデオウインドウが捕捉ラスタよりも早いことを決定し、
表示ラスタを素早く進めるために画素クロックを調整し、
表示ラスタ上に見える画像を維持するためにカラーバースト発生器を調整することを、
有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
表示ラスタがゆっくりドリフトするように画素クロックを設定することは、更に、
画素クロックが表示ラスタを素早く進めていることを決定し、
表示ラスタをゆっくり進めるように画素クロックを設定することを、
有する、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
表示ラスタがゆっくりドリフトするように画素クロックを設定することは、更に、
画素クロックが表示ラスタを素早く遅らせていることを決定し、
表示ラスタをゆっくり遅らせるように画素クロックを設定することを、
有する、請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
更に、捕捉ラスタ走査線番号を決定することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
更に、表示ラスタ走査線番号を決定することを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
更に、
捕捉ラスタフィールド極性を決定し、
表示ラスタフィールド極性を決定することを、
有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係を決定することは、更に、
捕捉ラスタと表示ラスタを周期的にモニタすることを、
有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
モニタリング期間は、フィールド時間の正確な倍数ではない、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ビデオウインドウのずれを避けるために画素クロックを調整することは、更に、
垂直帰線消去期間を識別し、
画素クロックを調整する割り込みサービスルーチンを呼出すことを、
有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係を決定し、ビデオウインドウは表示ラスタ内にあり、
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整する、方法。
【請求項１９】
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整することは、更に、
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係が予め定められたしきい値よりも上であることを決定し、
表示ラスタをゆっくり遅らせるように画素クロックを設定することを、
有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整することは、更に、
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係が予め定められたしきい値よりも下であることを決定し、
表示ラスタをゆっくり進めるように画素クロックを設定することを、
有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整することは、更に、
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係が予め定められた範囲内であることを決定し、
画素クロックを調整しないことを、
有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係が予め定められたしきい値よりも上であることを決定することは、更に、
捕捉ラスタと表示ラスタの間のドリフトのレートを決定すること、
を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
捕捉ラスタと表示ラスタの間のドリフトのレートを決定することは、更に、
捕捉ラスタの第１のインジケータをサンプリングし、
表示ラスタの第２のインジケータをサンプリングし、
結果を発生するために第２のインジケータからの第１のインジケータの差を計算し、
差の差を発生するためにその結果を前に計算された結果と比較すること、
を有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
更に、差の差を前に記憶された差の差と平均することを有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
更に、予め定められた位相ロックループパラメータのテーブルから周波数誤差情報を検索することを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
予め定められた位相ロックループパラメータのテーブルから周波数誤差情報を検索することは、更に、
テーブル内で隣接する位相ロックループパラメータのグループから、上方パラメータ、中間パラメータ、下方パラメータを検索し、
省略時設定として中間パラメータを指定することを、
有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係を決定し、ビデオウインドウは表示ラスタ内にあり、
ビデオウインドウのずれを避けるために画素クロックを調整し、
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整する、方法。
【請求項２８】
ビデオウインドウのずれを避けるために画素クロックを調整することは、更に、
表示ラスタと捕捉ラスタの間のタイミング関係をモニタすることを有し、モニタは第１の周波数で実行される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整することは、更に、
表示ラスタと捕捉ラスタの間のタイミング関係をモニタすることを有し、モニタは第２の周波数で実行される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
更に、
表示ラスタと捕捉ラスタの間のタイミング関係をモニタすることを有し、第１の周波数は第２の周波数よりも大きい、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係を計算し、ビデオウインドウは表示ラスタ内であり、
ビデオウインドウのずれを避けるために画素クロックを調整する、
ことをシステムに可能とする命令を記憶する媒体を有する物。
【請求項３２】
前記命令は更にシステムに：
ビデオウインドウは捕捉ラスタのタイミング内であることを決定し、
ビデオウインドウから画像のずれを素早く移動する、
ことを可能とする、請求項３１に記載の物。
【請求項３３】
前記命令は、更にシステムに：
ビデオウインドウが、捕捉ラスタのタイミング内にないことを決定し、
表示ラスタがゆっくりドリフトするように画素クロックを設定する、
ことを可能とする、請求項３１に記載の物。
【請求項３４】
前記命令は、更にシステムに：
カラーバースト発生器を表示ラスタに位相ロックさせるように設定する、
ことを可能とする、請求項３３に記載の物。
【請求項３５】
前記命令は、更にシステムに：
カラーバースト発生器を予め定められた公称設定に設定する、
ことを可能とする、請求項３４に記載の物。
【請求項３６】
前記命令は、更にシステムに：
ビデオウインドウが捕捉ラスタよりも遅いことを決定し
表示ラスタを素早く遅らせるように画素クロックを調整する、
ことを可能とする、請求項３１に記載の物。
【請求項３７】
前記命令は、更にシステムに：
表示ラスタ上に見える画像を維持するためにカラーバースト発生器を調整する、
ことを可能とする、請求項３６に記載の物。
【請求項３８】
前記命令は、更にシステムに：
ビデオウインドウが捕捉ラスタよりも前であることを決定し、
表示ラスタを素早く進めるために画素クロックを調整し、
表示ラスタ上に見える画像を維持するためにカラーバースト発生器を調整する、
ことを可能とする、請求項３３に記載の物。
【請求項３９】
前記命令は、更にシステムに：
画素クロックが表示ラスタを素早く進めるていることを決定し、
表示ラスタをゆっくり進めるように画素クロックを設定する、
ことを可能とする、請求項３３に記載の物。
【請求項４０】
前記命令は、更にシステムに：
画素クロックが表示ラスタを素早く遅らせていることを決定し、
表示ラスタをゆっくり遅らせるように画素クロックを設定する、
ことを可能とする、請求項３３に記載の物。
【請求項４１】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係を決定し、ビデオウインドウは表示ラスタ内にあり、
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整する、
ことをシステムに可能とする命令を記憶する媒体を有する物。
【請求項４２】
更に、システムに：
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係が予め定められたしきい値よりも上であることを決定し、
表示ラスタをゆっくり遅らせるように画素クロックを設定する、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４１に記載の物。
【請求項４３】
更に、システムに：
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係が予め定められたしきい値よりも下であることを決定し、
表示ラスタをゆっくり進めるように画素クロックを設定する、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４１に記載の物。
【請求項４４】
更に、システムに：
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係が予め定められた範囲内であることを決定し、
画素クロックを調整しない、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４１に記載の物。
【請求項４５】
更に、システムに：
捕捉ラスタと表示ラスタの間のドリフトのレートを決定する、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４２に記載の物。
【請求項４６】
更に、システムに：
捕捉ラスタの第１のインジケータをサンプルし、
表示ラスタの第２のインジケータをサンプルし、
結果を発生するために第２のインジケータからの第１のインジケータの差を計算し、
差の差を発生するためにその結果を前に計算された結果と比較する、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４５に記載の物。
【請求項４７】
更に、システムに：
差の差を前に記憶された差の差と平均する、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４６に記載の物。
【請求項４８】
ビデオウインドウと捕捉ラスタの間のタイミング関係を決定し、ビデオウインドウは表示ラスタ内にあり、
ビデオウインドウのずれを避けるために画素クロックを調整し、
ビデオウインドウのずれのない表示を維持するために画素クロックを調整する、
ことをシステムに可能とする命令を記憶する媒体を有する物。
【請求項４９】
更に、システムに：
表示ラスタと捕捉ラスタの間のタイミング関係をモニタし、モニタは第１の周波数で実行される、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４８に記載の物。
【請求項５０】
更に、システムに：
表示ラスタと捕捉ラスタの間のタイミング関係をモニタし、モニタは第２の周波数で実行される、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項４９に記載の物。
【請求項５１】
更に、システムに：
表示ラスタと捕捉ラスタの間のタイミング関係をモニタし、第１の周波数は第２の周波数よりも大きい、
ことを可能とする命令を記憶する、請求項５０に記載の物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景
本発明は、ビデオ信号に関連し、特に、ビデオ信号の効果的な同期に関連する。
【０００２】
テレビジョンモニタ上で見られる画像は、そこへ幾つかのソースから送られうる。生放送とテープの番組の両方は、テレビジョンモニタへ送られうるビデオ信号の例である。これらのビデオ信号はしばしば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）グラフィックス信号と結合される。典型的にはプロセッサベースのシステムで生成されるＰＣグラフィックスは、テレビジョンディスプレイで見られる前にテレビジョン信号と結合される。
【０００３】
セットトップボックスは、ビデオ信号、ＰＣグラフィックス信号又は、この２つの結合を見るために、コンピュータモニタの代わりにテレビジョンモニタを使用する、プロセッサベースのシステムである。セットトップボックスは、電子メールプログラム及びウェブブラウザのような、アプリケーションソフトウェアを実行し、インターネットのようなデータネットワークに接続し、そして、テレビジョン番組信号を受信し且つ表示する。
【０００４】
セットトップボックスは、放送ビデオ信号とグラフィックス信号を結合しうる。セットトップボックスは、同軸ケーブルのような、外部ソースからビデオ信号を受信し、そして、その信号と典型的にはセットトップボックス内で発生されたＰＣグラフィックス信号を混合する。
【０００５】
入力ビデオ信号のある処理は一般的には、セットトップボックス内で実行されるので、フレームバッファがビデオ信号の一時的な記憶を提供する。処理動作は、幾つかを示す、スケーリング、ミキシング、カラー変換、及びフィルタリングを含む。これらの動作は典型的には、セットトップボックス内のビデオ復号器及び／又はグラフィックスコントローラで実行される。
【０００６】
アクティブビデオに加えて、入力ビデオ信号は、セットトップボックスが意図する画像を適切に復号するための他の情報を含む。水平同期信号、又は、ｈｓｙｎｃ信号は、例えば、そのようアクティブビデオの各走査線に先行する。垂直同期信号、又は、ｖｓｙｎｃ信号は、アクティブビデオの各フィールドに先行する。カラーバースト信号は、セットトップボックスが、ビデオ信号内のアクティブビデオ内のカラー情報を復号するための基準を供給する。
【０００７】
典型的には、ビデオ信号のアクティブビデオ部分のみが、セットトップボックスのフレームバッファに記憶されている。セットトップボックスの出力表示信号を発生するために、水平ｓｙｎｃ（同期信号）、垂直ｓｙｎｃ（同期信号）及びカラーバーストが、セットトップボックス内で再発生され、処理されたアクティブビデオとＰＣグラフィックスが結合され、そして、テレビジョンモニタへ送られる。テレビジョンモニタは、もともとセットトップボックスへ受信された信号の改作物として画像を表示する。
【０００８】
表示信号の水平同期信号、垂直同期信号及びカラーバースト信号は、画素クロックを使用して発生される。画素クロックは典型的には、位相ロックループ（ＰＬＬ）により発生される高周波数矩形波である。ＰＬＬは、順に、周波数基準として、水晶発振器を使用する。
【０００９】
水晶発振器は非常に正確である。それにも関わらず、水晶発振器は、ある公差又は、不正確さで製造され、これは、それらの性能に影響しうる。不正確さは、特に、温度の変化を受けるときに明らかである。不正確さは、画素クロックＰＬＬを通して反映し、そして、従って、ビデオ処理中に再生成された他の信号のタイミングに影響を与える。
【００１０】
装置の公差は、通常は、そのコストに関連する。従って、低コスト発振器は、高コスト発振器よりも広い範囲の公差範囲を有する。セットトップボックスは、例えば、デスクトップ又はラップトップコンピュータに対して、低コストプロセッサベースのシステムであることが多い。従って、セットトップボックスは、相対的に広い公差の水晶発振器を使用する。
【００１１】
セットトップボックスの出力表示カラーバーストは、典型的には、画素クロックＰＬＬへ参照の第２のＰＬＬにより発生される。カラーバースト周波数が、テレビジョンモニタにより予想されない場合には、テレビジョンディスプレイは、カラーを歪ませ又は、カラーを全く表示せず、黒と白の画像に戻し、これも歪まされる。
【００１２】
セットトップボックスの出力表示ラスタは、局所水晶発振器を参照する場合には、遠隔周波数基準により発生される、入力ビデオ信号ラスタに対してドリフトする。出力ラスタは、入力ビデオとタイミング／位相関係が変わるので、入力アクティブビデオの表示される画像は、ある異常が発生する。入力ビデオをスケーリングするときに、シアリング（ずれ）が発生し、そこでは、表示されたビデオの上方部分は、下方部分と異なる入力フィールドからである。スケーリングしないときには、入力ビデオ画像の、時折のずれ、ドロッピング又は、フィールドの複製が、表示ラスタ内で発生する。
【００１３】
入力ビデオの２つ又はそれ以上のフレームフレームバッファに記憶されている、２重バッファリング技術は、ずれ問題を解決することができるが、しかし、まだ、周期的なフレーム複製又は、ドロッピングとなり、そして、単一フレームを記憶するよりも２倍のフレームバッファメモリをとる。更に、この技術は、単一バッファリングよりも長くビデオ画像を遅延し、その番組を見ている視聴者により知覚されるような、テレビジョン番組のオーディオコンテンツとの同期異常を起こしうる。
【００１４】
表示ラスタが捕捉ラスタ同期信号に直接的にロックするハードｓｙｎｃ（同期）ロック技術も、表示フィールドの極性が、捕捉フィールドの極性と反対である場合には、ずれ問題を解決する。しかしながら、これは、例えば、ＴＶチャネルを変えたときに入力ビデオソースが変わるときに、ＰＣグラフィックス表示の妨害となる。更に、この技術は、多くのＰＣグラフィックスハードウェアチップでは利用できない。
【００１５】
従って、表示異常を避けるために、画素クロック位相ロックループとカラーバースト信号を調整する継続的な必要がある。
【００１６】
詳細な説明
ここに開示の実施例に従って、画素クロック発生器とカラーバースト発生器は、表示信号がテレビジョンモニタ上で適切に見られるようにに、調整される。調整は、過度なフレームバッファメモリの使用なしに画像ずれを除去しそして、テレビジョンモニタが有効なカラーバースト信号を受信することを保証するために、表示ラスタと捕捉ラスタを同期する。調整は表示される画像のジッタを避けるために緩やかに実行される。
【００１７】
図１では、システム１００のブロック図は、本発明に従った、システムバス１２に接続されたプロセッサ１０を有する。システム１００は、パーソナルコンピュータ、インターネット装置、セットトップボックス等を含む、どのような種々のプロセッサバーすのシステムでもよい。
【００１８】
ビデオ信号３８は、ケーブルIN３０を介してシステム１００に受信され、そして、表示信号４２としてテレビジョンモニタ２０に表示される。セットトップボックスは典型的には、グラフィックス画像を付加することによるように、テレビジョンモニタ２０に表示する前に、入力ビデオ信号３８を向上する。ビデオ表示と同時にウェブページにアクセスするようなインターラクティブな特徴も、セットトップボックスでは利用できる。一実施例では、システム１００は、テレビジョンモニタ２０に表示する前に入力ビデオ信号３８を向上する。
【００１９】
多機能ブリッジ２２は、システムバス１２に接続されている。ブリッジ２２は、それ自身がメモリ制御機能を有しうる。一実施例では、ブリッジ２２は、フラッシ／ＲＯＭ１８とともに、システムメモリ４０とインターフェースする。
【００２０】
例として、メモリ４０は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）又は、Ｒａｍｂｕｓ（Ｒ）ＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）のようなランダムアクセスメモリ又は、データを記憶する他の媒体でもよい。フラッシュ／読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１８は、プロセッサ１０による実行のために、１つ又はそれ以上のソフトウェアプログラムを記憶しする。
【００２１】
代わりに、メモリ１８は、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）又は、他の不揮発性媒体を含みうる。又は、メモリ１８は、（図示していない）ネットワークインターフェースを通して、システム１００によりアクセス可能な、（図示していない）遠隔サーバ上にあってもよい。
【００２２】
一実施例では、ブリッジ２２は、更にペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）バス２４に接続されている。ＰＣＩ仕様は、オレゴン９７２１４、ポートランドの、ＰＣＩスペシャルインテレストグループから入手できる。ＰＣＩバスは、Ｉ／Ｏプロセッサ、バス、コントローラ等を接続するための、高性能バスである。
【００２３】
システム１００は、更に、ＰＣＩバス２４に接続されたグラフィック／オーディオコントローラ１４を有する。一実施例では、カリフォルニア、サンタクララのＴｖｉａテクノロジー社から入手できる、セットトップボックス及びインターネット装置に適する、ＴｖｉａＣｙｂｅｒＰｒｏＴＭ５０５０ストリーミングメディアプロセッサが、グラフィックス／オーディオコントローラ１４として動作できる。代わりに、グラフィックス制御とオーディオ制御は、別の構成要素で構成されてもよい。
【００２４】
グラフィックス／オーディオコントローラ１４のグラフィック部分は、種々のビデオ動作を実行する回路を含みうる。グラフィックス／オーディオコントローラ１４は、入力ビデオをフレームバッファに捕捉するビデオキャプチャエンジン、フレームバッファにグラフィックス画像をレンダリングするグラフィックスエンジン、ラスタ化器、アルファブレンダ、ビデオミキサ、ビデオスケーラ、テレビジョンエンコーダ、フリッカフィルタ及び他の回路を含んでもよい。
【００２５】
一実施例では、ビデオ信号３８は、ケーブル、衛星、地上放送又は、他のＲＦ伝送チャネルにより伝送されたアナログテレビジョン信号である。ビデオ信号３８は、チューナ２８に受信され、これは、無線周波数（ＲＦ）信号を、ベースバンドコンポジットビデオに変換する。代わりに、入力ビデオ信号３８は、ＶＣＲ又はＤＶＤプレーヤのような外部装置から受信された、ベースバンドコンポジット信号３１でもよい。
【００２６】
一実施例では、ベースバンドコンポジットビデオ信号３１は、ビデオ復号器２６により受信され、これは、ベースバンドコンポジット信号３１を復号しそして、信号をルマ（ｌｕｍａ）とクロマ（ｃｈｒｏｍａ）画像成分へディジタル化する。ビデオ復号器２６は、スケーリング、フィルタリング又は、当業者に知られた他の動作を実行することにより、更に画像成分を処理しそして、ディジタル化ビデオストリーム４６を発生する。
【００２７】
一実施例では、ディジタル化ビデオ４６は、専用のビデオポート４８を使用して、グラフィックス／オーディオコントローラ１４へ受信される。グラフィックス／オーディオコントローラ１４は、スケーリング、フィルタリング又は、当業者に知られた他の動作を実行することにより、更に画像成分を処理する。グラフィックス／オーディオコントローラ１４は、ディジタル化ビデオ４６を、フレームバッファメモリ１６としても知られる、グラフィックスメモリ１６へ送る。
【００２８】
フレームバッファメモリ１６は、このように位置実施例では、１次記憶と表示メモリの両方として使用される。水平同期信号、垂直同期信号及びカラーバーストのような他のビデオタイミング信号は、典型的には、フレームバッファメモリ１６に記憶されないが、しかし、代わりに、表示信号４２としてテレビジョンモニタ２０へ送られる前に、グラフィックス／オーディオコントローラ１４により再構成される。
【００２９】
一実施例では、タイミング調整器５００は、グラフィックス／オーディオコントローラ１４と結合される。以下にさらに記載するように、タイミング調整器５００は、表示信号４２がテレビジョンモニタ２０上で見られるように、システム１００が、画像ずれを避け、そして、許容できるカラーバースト周波数を維持することを可能とする。タイミング調整器５００は、ハードウェア論理、１つ又はそれ以上のプログラム又は、ハードウェアとソフトウェアのハイブリッドを使用して実装されうる。
【００３０】
一実施例では、システム１００はステレオ復号器３６を更に有する。ステレオ復号器３６は、チューナ２８から中間周波数オーディオサブキャリア信号を受信する。ステレオ復号器３６は、その信号を、オーディオ符号化器／復号器（コーデック）３２により受信するために、ステレオのベースバンドオーディオ信号に復号する。オーディオコーデック３２は、一実施例では、システム１００の外の１つ又はそれ以上のスピーカ３４に接続されうる。
【００３１】
図２を参照すると、図１のシステム１００のブロック図は、一実施例に従った、グラフィックス／オーディオコントローラ１４内の回路図を示す。グラフィックス／オーディオコントローラ１４は、グラフィックスエンジン９８から、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）グラフィックスとして知られる、グラフィックス画像を生成する。１つ又はそれ以上の内部的に発生されたグラフィックス信号は、ビデオミキサ／エンコーダ８８で記憶されたディジタルビデオ信号と混合され、ビデオミキサ／エンコーダ８８内でラスタ化されたデータストリームを発生する。ラスタ化されたデータストリームは、結合されたビデオ及びグラフィックス画像を示す。
【００３２】
ビデオ信号３８をグラフィックスと混合するときに、グラフィックス／オーディオコントローラ１４は、更に、スケーリング、フィルタリング、カラー変換、アルファブレンディング又は、当業者に知られた他の動作によるように、更に画像成分を処理する。
【００３３】
例えば、グラフィックス画像は、両方が同時に見えるように、ビデオ画像上に重ねられる。幾つかのテレビジョンネットワークは、例えば、番組が放送されながら、テレビジョンモニタの右下の角にアイコンが透明で目に見えるように、識別アイコンを番組信号と、アルファブレンドする。
【００３４】
他の例として、ウェブペエージは、入力ビデオの縮小された画像を表示する小ウインドウを有するＰＣグラフィックスを含んでもよい。さらに他の例として、ＰＣグラフィックスは、視聴者が遠隔制御装置を使用するときに、ビデオ画像上に重ねられた、ＴＶチャネル変更又は音量変更情報を示してもよい。
【００３５】
画像内容に関わらず、用語”表示信号”は、この明細書を通して、テレビジョンディスプレイ２０により受信されるのに適する、レンダリングされる可能性のある信号を識別するのに使用される。表示信号４２を発生するために、ビデオミキサ／エンコーダは、更に、ラスタ化されたデータストリームをエンコードする。エンコード後に、ラスタ化データストリームは、ディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）５４に受信され、表示信号４２を発生する。一実施例では、表示信号４２はテレビジョンモニタ２０により受信されるのに適する、アナログベースバンドコンポジット信号である。
【００３６】
一実施例では、ビデオミキサ／エンコーダ８８は、水平及び垂直同期信号を挿入し、局所的に発生された水平同期信号、垂直同期信号及びカラーバースト信号を使用してクロマデータを変調する。従って、図２のグラフィックス／オーディオコントローラ１４は、カラーバースト発生器１０２、水平同期信号発生器１０４及び垂直同期信号発生器１０６を有する。
【００３７】
画像内容に関わらず、表示信号４２はテレビジョンモニタ２０により受信され、これは、一実施例では、システム１００の外にある。テレビジョンモニタ２０は、陰極線管（ＣＲＴ）、フラットパネルディスプレイ、ビデオプロジェクタ、又は、見える画像へ表示信号４２を変換する他のそのような構成要素を含む。
【００３８】
図３Ａと３Ｂでは、仮定のビデオ信号１５０の成分は、アクティブビデオ部分９０、垂直同期信号部分９２、水平同期信号部分９４及びカラーバースト部分９６を有する。仮定のビデオ信号１５０は、例えば、システム１００へ入力するビデオ信号３８又は、システム１００により発生される表示信号４２である。仮定のビデオ信号１５０の各走査線は、アクティブビデオ９０、水平同期信号９４、及びカラーバースト９６を含む。各フィールドは更に、垂直帰線消去期間（ＶＢＩ）９３を有する。
【００３９】
ＶＢＩ３９内では、垂直同期信号９２は、フィールドの先頭を示し且つマークする。更に、垂直同期信号９２は、電子ビームが、テレビジョンモニタ２０のＣＲＴの下部から上部へ帰線するときを示す。垂直同期信号９２は、低い平均ＤＣレベル特性を有する３つの特別に変調された走査線のグループであり、これは、テレビジョンモニタ又はセットトップボックスハードウェア内で検出するのが簡単である。特別に変調された走査線９２は、合計で９個の垂直同期信号と等化走査線について、３つのラインの等化パルスにより両側が囲まれている。
【００４０】
各アクティブビデオ９０の間では、水平同期信号９４が各走査線を線引きしそして、テレビジョンモニタ２０の電子ビームがＣＲＴの右側から左側へ帰線するときを示す。水平同期信号９４は、各走査線の先頭に現れる、鋭い、矩形の低い信号である。
【００４１】
図３Ｂでは、アクティブビデオ９０と水平同期信号９４は拡大されている。カラーバースト９６は、水平同期信号９４のすぐ後の、各新たな走査線の先頭に挿入される。カラーバースト９６は、ＴＶ受信器（例えば、システム１００又は、テレビジョンモニタ２０）が、直交振幅変調（ＱＡＭ）されたカラーサブキャリアのサインとコサイン成分から、色差信号を正確に復調することを可能とする。ＴＶ受信器は、カラーバースト９６に位相ロックすることにより、カラー情報を復調する。この動作は各テレビジョン走査線について実行されるので、明確なカラーバースト９６が、アクティブビデオ９０の各走査線に先行する。
【００４２】
図２に戻ると、画素クロック７０として知られるタイミング基準は、グラフィックス／オーディオコントローラ１４が、水平同期信号９４、垂直同期信号９２及びカラーバースト９６を発生することを可能とする。画素クロック７０は、典型的には、図４にも示されている画素クロック発生器（ＰＬＬ）７２に送られる、水晶発振器６６のような基準クロックから得られる。
【００４３】
一実施例では、画素クロック７０は、カラーバースト９６を発生するためにカラーバースト発生器１０２に送られる。画素クロック７０は、水平同期信号９４を発生するために水平同期信号発生器１０４及び、垂直同期信号９２を発生するために垂直同期信号発生器１０６に送られる。
【００４４】
一実施例では、画素クロック発生器７２は、位相ロックループ装置である。位相ロックループ（ＰＬＬ）は、出力が基準周波数信号から発生される、帰還システムである。ＰＬＬは、出力信号と基準入力信号の周波数の比を設定することにより動作する。一実施例では、画素クロック発生器７２についての比は、グラフィックスコントローラ１４の（図示していない）レジスタに固定精度の数をローディングすることによりプログラムされる。画素クロック発生器７２は、分子と分母の比の数の精度に基づいて、制限された数の周波数を発生しうる。
【００４５】
位相ロックループは、幾つかの例を示すが、電圧制御発振器（ＶＣＯ）のようなアナログ回路、ＸＯＲゲート又はＪ−Ｋフリップフロップ、又は、アナログとディジタル回路の組み合わせのようなディジタル論理装置、を含む。ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）システムのような、十分に高速なプロセッサを有するシステムについては、ソフトウェアＰＬＬも利用できる。図４では、画素クロック発生器７２は、安定な出力周波数（画素クロック７０）を、入力周波数（水晶発振器６６により生成されたクロック６０）から発生することを可能とする。
【００４６】
画素クロック７０は、安定性について、水晶発振器６６と画素クロック発生器７２に依存する。水晶発振器６６が、小さな不正確さを示す場合には、不正確さは、画素クロック７０を通して反映し、そして、その結果、垂直同期信号９２と水平同期信号９４とともにカラーバースト９６の精度に影響する。
【００４７】
従って、実施例に従って、システム１００のタイミング調整器５００（図１と２を参照）は、カラーバースト９６、水平同期信号９４及び垂直同期信号９２信号が適切に発生されるように、画素クロック７０を調整する。入力ビデオソースの変化（例えば、チャネル変更）に関わらず及び、発振器６６の不正確さに関わらず、画像ずれが緩やかに避けられるように、画素クロック発生器７２を調整することにより、システム１００は、入力ビデオラスタに対して表示ラスタの適するタイミング関係を達成し且つ維持する。
【００４８】
画像ずれ
システム１００と捕捉及び表示信号の間の関係が、図５に示されている。一実施例では、システム１００は、ビデオ信号３８と表示信号４２の間の中間段階として働く。フレームバッファメモリ１６への捕捉は、捕捉ラスタ８４として示されているように、入力ビデオ信号３８のラスタのタイミングに追随する。
【００４９】
一実施例では、捕捉ラスタ８４は、例えば、システム１００の外側で、遠隔的に発生される。逆に、（表示ラスタ８２としての）フレームバッファメモリ１６からの表示信号４２は、水晶発振器６６を参照する、グラフィックスコントローラ１６により局所的に発生されたラスタタイミングに追随する。このタイミング基準の差のために、ビデオを捕捉及び表示するときに、表示ラスタ８２と捕捉ラスタ84の初期タイミング又は位相関係は、ランダムであり、そして、動作中に連続してドリフトすることが予想される。
【００５０】
ビデオスケーリング又はＰＣグラフィックスと結合するような処理動作に続き、表示信号４２が発生される。表示信号４２は、新たに発生された水平同期信号９４、垂直同期信号９２及びカラーバースト９６信号とともに、操作されたアクティブビデオ９０を含む。表示信号４２は、エンコードされ、そして、表示ラスタ８２としてテレビジョンモニタ２０へ送られる。捕捉ラスタ８４と共に、表示ラスタ８２はテレビジョンモニタ２０上に表示するインターレースされた２つのフィールドを含む。
【００５１】
図６Ａから６Ｃでは、表示ラスタ８２と捕捉ラスタ８４のタイミング図は、縮小のときの画像ずれの原理を示す。表示ラスタ８２は、複数の表示垂直ｓｙｎｃ（ｖｓｙｎｃ）信号１１２を含み、一方、捕捉ラスタ８４は、複数の捕捉ｖｓｙｎｃ信号１１４を含む。図６Ａから６Ｃの各々は、捕捉及び表示ラスタの約２つのフィールドを含む。
【００５２】
表示フィールド１１０内（２つの表示ｖｓｙｎｃ信号１１２の間）では、縮小されたビデオウインドウ８０が示されている。破線の対角線は、縮小されたビデオウインドウ８０のコンテンツ／タイミングを、捕捉フィールド１２０（２つのｖｓｙｎｃ信号１１４の間）のコンテンツ／タイミングと、マップする。図６Ａでは、表示フィールド１１０は、捕捉フィールド１２０と奇数と偶数フィールドに関して、同じ極性であると仮定される。
【００５３】
縮小されたビデオウインドウ８０は、表示ラスタ８２の上部近くにある（例えば、表示フィールド１１０の左）。表示ラスタ８２と捕捉ラスタ８４の示された整列により、縮小されたビデオウインドウ８０は、このように、全体的に捕捉フィールド１２０のタイミング内にある。縮小されたビデオウインドウ８０が表示されるのが開始されるときに、キャプチャエンジンは、約半分のフィールドコンテンツを捕捉している。縮小されたビデオウインドウ８０は小さいので、非常に速く、縮小されたビデオウインドウ８０の表示はキャプチャエンジンに”追いつき”そして、キャプチャエンジンを”通過”しさえする（垂直の破線８６）。結果は、古いデータが、縮小されたビデオウインドウ８０の下部（例えば、右部分）に表示され、これにより、水平のずれ（又は、引き裂き）線を生成する。
【００５４】
図６Ｂでは、縮小されたビデオウインドウ８０は、表示ラスタ８２の下部に近い（例えば、表示フィールド１１０の右端に近い）。しかしながら、図６Ａと異なる、表示ラスタ８２と捕捉ラスタ８４の示された整列により、縮小されたビデオウインドウ８０は、図６Ａと同じ捕捉ラスタ８４のタイミング関係を有する。従って、（再び垂直の破線８６での）同じ水平ずれ線問題が発生する。図６Ｂは、従って、縮小されたビデオウインドウ８０の相対的なタイミングは、単純に表示ラスタ８２の位置でなく、画像ずれが発生するかどうかに関連することを示す。
【００５５】
図６Ｃでは、縮小されたビデオウインドウ８０は、図６Ｂのように、表示ラスタ８２の下部（例えば、表示フィールド１１０の端の右）に向かう。しかしながら、表示ラスタ８２と捕捉ラスタ８４の示された整列により、これは、図６Ｂに示された整列と異なり、縮小されたビデオウインドウ８０は、全体的に、捕捉ラスタ８４のタイミング内でない。この効果は、縮小されたビデオウインドウ８０が、キャプチャエンジンを”通過する”点はないことである。このように、図６Ｃでは、垂直の破線はなく、そして、画像ずれはテレビジョンモニタ２０上には発生しない。
【００５６】
図６Ａ−６Ｃの情報を使用して、一実施例では、システム１００のタイミング調整器５００は、周期的に、捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２内の縮小されたビデオウインドウ８０のタイミング関係を監視（モニタ）する。必要な場合には、タイミング調整器５００は、表示ラスタ８２を図６Ｃに似た捕捉ラスタ８４との関係にするために、画素クロック発生器７２を修正する。言いかえると、タイミング調整器５００は、縮小されたビデオウインドウ８０のタイミングが、部分的に又は完全に捕捉フィールド１２０のアクティブ部分のタイミングの”外側”であるように、表示ラスタ８２を、修正する。
【００５７】
例えば、タイミング調整器５００が、縮小されたビデオウインドウ８０と捕捉ラスタ８４のタイミング関係を検出する場合には（図６Ｂ参照）、タイミング調整器５００は、表示ラスタ８２が捕捉ラスタ８４に対して僅かに速く又は遅く移動するように、画素クロック７０の周波数を変更する。これは、縮小されたビデオウインドウ８０と捕捉ラスタ８４の相対的なタイミングが、図６Ｃに示されたのと同様なタイミングに徐々にシフトする。
【００５８】
当業者は、画素クロック発生器７２を修正するのを超える、他の技術も表示レートを変更するのに使用されうることを認識する。例えば、水晶発振器６０の周波数は、基準としての電圧制御発振器を使用して、同様に修正される。他の例として、他のＰＬＬが基準周波数チェイン内である場合には、それも修正されうる。他の例として、走査線又は画素は、表示ラスタに追加又はそこから除去されうるが、実験はこれは通常は表示にジャンプを発生することが示された。
【００５９】
一実施例では、タイミング調整器５００は、”中間点の”しきい値に対して相対位置を比較することにより、縮小されたビデオウインドウ８０と捕捉ラスタ８４の望ましいタイミング関係を達成する最も近い経路を見つける。結果に依存して、タイミング調整器５００は、ＰＬＬレジスタを、画素クロック７０の周波数を増加する又は減少させるように調整する。この方法で、タイミング調整器５００は、迅速に望ましいタイミングを達成する。観測者に対しては、これは、画像ずれがなくなるまで、水平ずれ線を、ビデオウインドウの最も近いエッジに向かって上方に又は下方に移動するように見える。
【００６０】
一実施例では、画素クロック７０の周波数は、画像ずれが、例えば１０秒以内に素早く除去されるように、劇的に修正される。カラーバースト信号９６は、システム１００により正確に発生されるべき画素クロック７０に依存することを思い出してほしい。残念ながら、画素クロック７０の劇的な調整は、カラーバースト信号９６を、テレビジョンモニタ２０による正確なカラー表示の範囲の外にする。さらに中程度の調整は、カラーバーストを許容できる範囲に保持しうるが、１分又はそれ以上のような、比較的長い時間の期間の後にのみ画像ずれを除去する。視聴者はテレビジョンモニタ２０上の画像ずれを容易く見ることができるので、そのような中程度の調整は望ましくない。
【００６１】
従って、一実施例では、タイミング調整器５００は、カラーバースト周波数９６がテレビジョンモニタ２０による正確なカラー表示の範囲内に維持されるように、カラーバースト信号９６を補償する。カラーバースト信号９６を補償することは、公称値からの画素クロック７０の非常に大きな偏差を可能とする。この結果は、カラーバースト９６に悪影響なしに、水平ずれ線が、縮小されたビデオウインドウ８０の外へ非常に素早く移動される。更に、相対ラスタ位置を周期的にモニタすることにより、画像ずれの後続の発生が予想され且つ避けられる。
【００６２】
全体的な動作
一実施例に従った、必要なときに捕捉ラスタ８４のタイミング関係をモニタし且つ調整する、システム１００の動作は、図７にフロー図が示されている。動作の第１段階では、システム１００は、画像ずれ問題を避けるために、必要なときに、表示ラスタ８２を素早く進め又は遅らせる（ブロック２０２とダイアモンド２０４）。この動作は”画像ずれを検出し且つ避ける”と題するセクションと図８，９及び１０で、以下に更に詳細に説明する。
【００６３】
一旦、ずれのない表示が達成されると、ずれのない表示は、必要により、表示ラスタ８２をゆっくり進め又は遅らせることにより維持される（ブロック２０６）。
【００６４】
更に、一実施例では、システム１００は、ドリフトを連続して分析し、表示ラスタ８２のゆっくりした遅れ又は進みとなる画素クロック設定を割当て（ブロック２０８）、一実施例に従って、基準クロックの不正確さを補償する。これらの動作を、”ずれのない表示と良好なカラーバーストを維持する”と題するセクションと図１１、１２及び１３で、以下に更に詳細に説明する。
【００６５】
画像ずれを検出し且つ避ける
図８では、フロー図は、（図７のブロック２０２のような）カラーバースト信号９６に悪影響を及ぼすことなしに画像ずれを素早く除去する、タイミング調整器５００の動作を示すフロー図である。一実施例では、図８の動作は、毎秒（第１のサンプリングレート）のような、周期的に実行される。捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２の両方に対する現在の走査線数のサンプルは、タイミング調整器５００により受信される（ブロック２８２）。
【００６６】
捕捉及び表示ハードウェアから利用できる場合には、フィールド極性情報も受信される。フィールド情報を含むことは、ずれのない画像表示に受け入れられると考えられる非常に大きな範囲の相対ラスタタイミング位置を提供する。フィールド極性情報がないと、最悪の場合が仮定され、これは、そうでなければ表示ラスタ８２の不必要な高速の補正を起こしうる。
【００６７】
捕捉処理中に垂直に縮小するときには、捕捉走査線カウントは、実際に捕捉された走査線の数を示しうる。縮小するときには、走査線は、垂直縮小比に従って、落とされる。従って、サンプル値は、入力ビデオ信号３８の未スケーリングラスタの走査線カウントに対して、垂直縮小比の逆数により減じられうる。
【００６８】
例えば、２：１の比で縮小するときには、入力ビデオ信号３８がアクティブビデオの１００番目の走査線に達するときに、サンプルされた値は、”５０”を示しうる。タイミング調整器５００は、縮小比により捕捉走査線サンプル値を乗算することにより補償し、未スケーリングの入力ビデオ信号３８の現在のラスタタイミングを示す値となる。
【００６９】
同様に、表示処理で拡大するときには、捕捉されたビデオの走査線は複製され、タイミング調整器５００による表示走査線カウントの補償となる。当業者は、捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２の他の形式の補償は、この２つの間のタイミング関係を測定する意味のある方法で補償されることが可能な値を発生しうることは、認識する。
【００７０】
例えば、表示ハードウェアが、半分の走査線に関する表示ラスタ位置を示し、一方、捕捉ハードウェアが、全体の走査線に関する捕捉位置を示しうる。他の例としては、表示ハードウェアが垂直帰線消去期間中に発生するインアクティブなビデオ走査線を含むように表示ラスタを示し、一方、捕捉ハードウェアは、アクティブに捕捉された走査線のカウントのみを示しうる。
【００７１】
他の例としては、表示ハードウェアは、一時に全フレームの、順次走査画像を表示し、そして、それに従って、表示走査線を示し、一方、捕捉ハードウェアは、インターレースされたラスタの単一のフィールド内で捕捉されたインターレースされた走査線のカウントを示しうる。そのような指示は、同等にするために、当業者には明らかな、適する補償を必要とする。
【００７２】
捕捉ラスタ８４は、”デッド”ゾーンを有し、これは、本質的に、捕捉ラスタ８４の垂直帰線消去期間であり、その間に走査線が捕捉されない。この時間の間は、捕捉ハードウェアは、捕捉ラスタ８４の正確な位置を決定する機構を提供しない。このゾーン内での排他的な繰返しのサンプリングを避けるために、一実施例では、捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２をサンプリングする期間は、フィールド時間の正確な倍数ではない。
【００７３】
図８に戻ると、一実施例では、タイミング調整器５００は、表示ラスタ８２内で縮小されたビデオウインドウ８０の上部又は下部エッジを示す情報を受信する。この情報とそして、表示ラスタの現在のサンプルと捕捉ラスタタイミング位置から、タイミング調整器５００は、捕捉ラスタ８４に対する縮小されたビデオウインドウ８０のタイミング関係を計算する（ブロック２８４）。
【００７４】
この情報から、図６Aと６Bの垂直線８６により示されているように、画像ずれが発生するかどうかを決定することが可能である。タイミング調整器５００は、図６Aと６Bに示されたように、縮小されたビデオウインドウ８０が、捕捉フィールド１２０の開始後に開始しそして、捕捉フィールド１２０の終了の前に終了するかどうかを決定する（ダイアモンド２８６）。当業者は、縮小されたビデオ８０の上部と下部のエッジに関する情報が異なる形式で受信され得、そして、異なる形式で捕捉されたビデオと比較されうることを、認識する。
【００７５】
例えば、上部エッジ座標と高さが示され又は、代わりに、上部エッジと下部エッジについての別の座標が示されうる。当業者は、上部及び下部エッジに関する情報は、順次走査ラスタ内の位置を示す形式で受信され、一方インターレースラスタが表示されることを、認識する。そのような場合には、タイミング調整器５００は、分析中に情報を変換しうる。
【００７６】
縮小されたビデオウインドウが、捕捉ラスタ８４のタイミング内にある場合（ダイアモンド２８６の”ｙｅｓ”側）には、一実施例に従って、システム１００は素早く画像ずれを表示ラスタ８２から移動する（ブロック２８８）。この動作は、図９のフロー図に示されている。
【００７７】
代わりに、縮小されたビデオウインドウが捕捉ラスタ８４のタイミング内にない場合（ダイアモンド２８６の”ｎｏ”側）には、一実施例に従って、システム１００は、ゆっくりドリフトするように、画素クロック７０とカラーバースト発生器１０２を設定する（ブロック２９０）。この動作は、図１０のフロー図に示されている。
【００７８】
図９では、フロー図は、表示ラスタ８２から画像ずれを素早く移動するための、一実施例に従った、タイミング調整器５００の動作を示す。一実施例では、動作は、約２００ｍｓｅｃごとに実行される（第２のサンプリングレート）。タイミング調整器５００は、最初に、表示ラスタ８２を既に素早く進めているか又は遅らせているかどうかを決定する（ダイアモンド３０２）。そうである場合には、タイミング調整器５００により、更なる動作はとられない。
【００７９】
そうでない場合には、タイミング調整器５００により、表示ラスタ８２を速くするか又は遅くするかのいずれが、縮小されたビデオウインドウ８０から画像ずれ線８６を移動する（図６Ａと６Ｂ参照）、最も早い方法を提供するかに関する決定がなされる。タイミング調整器５００は、縮小されたビデオウインドウ８０の垂直の中心のタイミングを、捕捉されたビデオラスタ８４の垂直中心のタイミングと比較する（ダイアモンド３０４）。縮小されたビデオウインドウ８０の中心が捕捉されたビデオラスタ８４の中心よりも後である場合（ダイアモンド３０４の”ｙｅｓ”側）には、タイミング調整器５００は、画素クロック７０の周波数を減少させる。それにより、これは、表示ラスタ８２を遅らせ、画像ずれ線８６を縮小されたビデオウインドウ８０の下部に向かって移動する（ブロック３０６）。
【００８０】
逆に、縮小されたビデオウインドウ８０の中心が、捕捉されたビデオラスタ８４の中心よりも早い場合（ダイアモンド３０４の”ｎｏ”側）には、タイミング調整器５００は、画素クロック７０の周波数を増加させ、それにより、表示ラスタ８２を進め、画像ずれ線８６を縮小されたビデオウインドウ８０の上部に向かって移動する（ブロック３０８）。
【００８１】
画像ずれを避けるために、一実施例に従って、縮小されたビデオウインドウ８０の１つのエッジのみを、捕捉ラスタ８４のタイミングの外側へ、移動すれば十分である。タイミング調整器５００は、そのようなタイミングのしきい値で正確に、ずれ線の高速な移動を停止し、そして、すぐにずれのない表示を達成する。
【００８２】
一実施例では、しかしながら、特別なヒステリシスゾーンが設けられ、そこでは、高速な移動が、ビデオウインドウエッジが捕捉ラスタ８４のタイミングを過ぎる幾つかの走査線（例えば、１０）まで、継続する。ゆっくりしたラスタ移動に戻るときには（以下を参照）、タイミング調整器５００は水晶発振器６６の特性を詳しく知る必要はない。自己較正が発生する前に（以下を参照）、何のＰＬＬ設定が表示ラスタ８２をゆっくり進めるか又は遅らせるかは、正確に知られない。ヒステリシスゾーンは、ラスタ移動を、タイミング調整器５００がそれ自身を水晶発振器６６の特性に較正するまで、しばらくの間、高速な移動の反対方向へ進めることを許す。
【００８３】
表示ラスタ８２を能動的に移動するときに、タイミング調整器５００は、一実施例に従って、第１のサンプリングレートよりも更に頻繁にラスタ位置をサンプルする（図８のブロック２８２参照）。一実施例では、加速されたサンプリングレート（第２のサンプリングレート）は、望ましいラスタタイミングが達成された後に、オーバーシュートを最小化する。一旦、ずれのないラスタタミングが達成されると、タイミング調整器５００は、第１のサンプリングレートに戻る。一実施例では、第１のサンプリングレートは、フィールド時間の正確な倍数ではない。より短いサンプリング期間（第２のサンプリングレート）は、より長いサンプリング期間（第１のサンプリングレート）の約５倍の頻度である。
【００８４】
一実施例では、タイミング調整器５００は、分子、分母、及び乗算値を含む、予め定められたＰＬＬパラメータのテーブルを使用する。テーブルに含まれるのは、表示ラスタ８２の高速な進みを発生する予め定められたエントリ、表示ラスタ８２の高速な遅れを発生する予め定められたエントリ、表示ラスタ８２のゆっくりした移動を発生する予め定められたエントリである。
【００８５】
一実施例では、ゆっくりした動きの正確な性質は、タイミング調整器５００がラスタ移動対入力ビデオ信号を較正するまで知られない（以下を参照）。非常に正確な基準クロック周波数が与えられた正確な所定のＰＬＬ設定については、水晶発振器６６の公差は、セットトップボックス１００の一例では表示ラスタ８２のゆっくりした進みを生じ、一方、他の例では、表示ラスタ８２のゆっくりした遅れを生じる。
【００８６】
図９に戻ると、画素クロック７０を調整した後に、タイミング調整器５００は、カラーバースト信号９６（図３Ｂ参照）が適切に発生されるように、カラーバースト発生器１０２を調整する（ブロック３１０）。一実施例では、予め定められたＰＬＬパラメータのテーブルは、較正データと結合され且つカラーバースト調整がそれから計算される周波数誤差情報も含む。
【００８７】
一実施例では、タイミング調整器５００は、画素クロック発生器７２を新たなパラメータに再ロックしながら、視覚的なアーティファクトを最小化するために、表示ラスタ８２の垂直帰線消去期間（ＶＢＩ）中に、画素クロック発生器７２とカラーバースト発生器１０２レジスタセットを変更する。一実施例では、画素クロック発生器７２とカラーバースト発生器１０２は、割り込みサービスルーチンで調整され、これは、垂直帰線消去期間でグラフィックス／オーディオコントローラ１４により発生されたハードウェア割り込みに応答して実行される。
【００８８】
図８に戻ると、システム１００は、図９の動作に従って、最も早い方向へビデオウインドウから画像ずれを移動する（ブロック２８８）。
【００８９】
一旦、タイミング調整器５００が、縮小されたビデオウインドウが捕捉ラスタ８４のタイミング内には完全にはなく（第１モンド２８６の”ｎｏ”側）、そして、従って、画像ずれを示さないことを決定すると、タイミング調整器５００は、表示ラスタ８２がゆっくりドリフトするように、画素クロック７０とカラーバースト発生器１０２を設定する（ブロック２９０）。これらの動作は、図１０に記載されている。
【００９０】
最初に、実施例に従って、タイミング調整器５００は、ずれを高速に移動することの残り効果として、表示ラスタ８２を高速に進めているか又は遅らせているかを決定する（ダイアモンド３２２）。高速に進めている場合には、画素クロック７０は表示ラスタ８２をゆっくり進めるように調整される（ブロック３２６）。高速に遅らせている場合には、画素クロック７０は表示ラスタ８２をゆっくり遅らせるように調整される（ブロック３２８）。
【００９１】
高速に進めるか又は高速に遅らせるかのいずれでもない場合には、処理の先頭で画像はずれがなくそして、そらすことは必要ない。この場合には、画素クロック７０はそのまま残り（ブロック３２４）、現在の方向へ、表示ラスタのゆっくりしたドリフトを続ける。
【００９２】
一旦、画素クロック７０を調整するかどうかの決定がなされると、カラーバースト発生器１０２は、一実施例に従って、公称設定に調整される（ブロック３３０）。
【００９３】
許容されるタイミング範囲内でゆっくりドリフトするときには、タイミング調整器５００は、カラーバースト発生器１０２を公称の省略時設定へ設定し、非常に正確な水晶発振器６６を仮定する。省略時設定は、画素クロックＰＬＬ設定が変更されても維持され、それにより、カラーバースト周波数を変更する。たとえ、カラーバースト周波数変更が、それ自身で望ましくなくても、カラーバースト発生器１０２の省略時設定は、表示信号４２の水平同期信号へのカラーバーストの位相ロックを維持する。一実施例では、カラーバーストを水平同期信号へロックすることは、”クローリングドット”のような視覚的な異常を最小化する。以下に記載の処理は、ＴＶモニタ２０による連続する表示のために、カラーバースト信号を受け入れられる許容範囲内に保持する。
【００９４】
このように、ゆっくりドリフトさせるために、画素クロック７０とカラーバースト発生器１０２を設定する動作は、完了する。
【００９５】
ずれのない表示と良好なカラーバースト周波数を維持する
図７に戻ると、画像ずれ問題を解決した後に、システム１００は、ずれの無い表示を維持する（ダイアモンド２０４の”ｎｏ”側を参照）。一旦、ずれの無いラスタタイミング位置が初期的に達成又は検出されると、タイミング調整器５００は、表示ラスタ８２にラスタタイミング位置の許容範囲内でゆっくりドリフトするようにすることにより、ずれの無い状態を維持する。一実施例では、タイミング調整器５００は、進行中の周期に基づいて、捕捉ラスタ８４、表示ラスタ８２及び縮小されたビデオウインドウ８０の位置をモニタする。
【００９６】
モニタされている情報から、タイミング調整器５００は、ずれの無い表示のために、許容できるラスタタイミング関係を維持するために、必要により、周波数比を僅かに高く又は低く調整するように、画素クロック発生器７２を調整する。一実施例では、調整は、表示ラスタ８２を、捕捉ラスタ８４に対してゆっくり交互に進める又は遅らせるようにする。ラスタタイミング位置がずれの無い表示のために許容できるタイミング範囲に達するときに、タイミング調整器５００は、ドリフトの方向を逆にする。
【００９７】
一実施例に従った、ずれの無い表示を維持するタイミング調整器５００の動作は、図１１のフロー図に示されている。タイミング調整器は、有効ならば、捕捉ラスタ８４及び表示ラスタ８２の極性とともに、捕捉及び表示走査線番号をサンプルする（ブロック３４２）。この情報を使用して、タイミング調整器５００は、捕捉ラスタ８４に対して縮小されたビデオウインドウのタイミング関係を計算する（ブロック３４４）。
【００９８】
タイミング関係に依存して、タイミング調整器５００は、表示ラスタ８２がゆっくり遅れるように（ブロック３５０）、表示ラスタ８２をゆっくり進めるように（ブロック３５２）又は、画素クロック７０がそのままであるように（ブロック３４８）、画素クロック７０を調整する。
【００９９】
捕捉ラスタ８４と縮小されたビデオウインドウ８０の相対的なタイミング位置をモニタしながら、タイミング調整器５００は、現在のＰＬＬ設定のために、捕捉ラスタ８４に対する表示ラスタ８２のドリフトの全体的なレートも、モニタする。較正に基づいて、タイミング調整器５００は、水晶発振器６６の公差から生じるラスタドリフトとカラーバーストの不正確さの両方を最小化する、新たなＰＬＬ設定を選択しうる。
【０１００】
上述のように、一実施例では、画素クロック発生器７２周波数の各ステップは、分子、分母及び乗算値の幾つかの組の１つである。これらの値は、画素クロック発生器７２についての密に配置された離散周波数の可能性のグループを構成する。その値は、上述のように、ＰＬＬ設定のテーブルに示されている。一実施例では、捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２の間の最小の相対的な移動を生じるＰＬＬ値は、水晶発振器６６が非常に正確であると仮定すると、画素クロック発生器７２についての初期省略時値であると考えられる。
【０１０１】
タイミング調整器５００は、テーブル内の２つ又は３つの隣接ＰＬＬ値の組みのグループを選択する。一実施例では、３つのＰＬＬ値の組、上方設定、中間設定及び下方設定が、選択され、中間設定は初期省略時設定として、指定される。上方設定は、中間と下方設定に対してより高い周波数値を含む。最初に、ずれの無い表示の維持を開始するときに、タイミング調整器５００は、ゆっくり表示ラスタ８２を進める上方設定値又は、ゆっくり表示ラスタ８２を遅らせる下方設定値を使用する。
【０１０２】
一実施例では、ＰＬＬ設定のテーブルは、各設定の周波数誤差対理想的な画素クロック周波数に関する情報を含み、非常に正確な水晶発振器６６を仮定する。当業者は、この情報は多くの形式をとり、そして、表示ラスタ８２対入力ビデオ信号３８の捕捉ラスタ８４の予想されるドリフトレートに対応することを認識する。
【０１０３】
ずれの無い表示を維持するためにゆっくりドリフトしながら、タイミング調整器５００は、周期的に、ドリフトの実際のレートをモニタしそして推定する。タイミング調整器５００は、更に、テーブル内の周波数誤差情報に基づいて、ドリフトのこの推定されたレートを最もよく補償するＰＬＬ設定について検索する。獲得されたＰＬＬ設定は、新たな省略時設定となりそして、タイミング調整器５００は、表示ラスタ８２を進める又は遅らせるために、その上方又は下方値設定を使用する。
【０１０４】
一実施例では、タイミング調整器５００は、省略時設定が、表示ラスタ８２を明確に進める（又は、逆に、遅らせる）ことを決定し得る。この場合には、省略時設定は、タイミング調整器５００がそれで表示ラスタ８２を進める（又は、逆に、遅らせる）設定としても働く。この決定は、推定された実際のドリフトを補償する新たな省略時画素クロック発生器７２設定を使用するとき期待される周波数誤差に基づいてなされる。
【０１０５】
画素クロック発生器７２は、離散的な周波数を発生するので、正確な画素クロック７０を発生する最も近い一致は、非常に正確な画素クロック７０を発生しないようである。ある場合には、最も近い一致の推定された周波数誤差は、ドリフトの実際のレートの測定値の予め定められた不確定性を覆うほど十分に大きい。当業者は、これらの不確定性は、モニタリング期間の正確な時間期間、捕捉及び表示ラスタの測定値の量子化（特に、縮小中のラインドロッピングによ量子化が悪化されうる、捕捉ラスタ）、及び同様な関係の不確定性から生じることを認識する。
【０１０６】
タイミング調整器５００の動作は、一実施例に従って、ドリフトの実際のレートをモニタしそして２つ又は３つのＰＬＬ設定のグループを選択するときに、図１２のフロー図で示されている。一実施例では、図１２の動作は毎秒１回実行されうる。
【０１０７】
捕捉ラスタ８４の現在の走査線と表示ラスタ８２の現在の走査線が、引き出される（ブロック３６２）。この動作は、画像ずれの防止のために捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２をモニタするときと同じ動作である（図８のブロック２８２参照）。ハードウェアから読まれた実際の値は、捕捉及び表示値が比較されるために、上述のように、補償が必要である。引き出された走査線の間の差が計算される（ブロック３６４）。この情報、捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２の間のタイミング関係は、タイミング調整器５００によりメモリ１６内に又は、グラフィックス／オーディオコントローラ１４内のローカルメモリに記憶される。
【０１０８】
一実施例では、メモリ１６に記憶されている、前の位置の差が引き出されそして、差の差の結果を生じるために、現在の位置の差と比較され（ブロック３６６）、これは、捕捉ラスタ８４に対する表示ラスタ８２のドリフトレートを表す。差の差の計算は、そして、蓄積されそして、前の差の差の計算と共に記憶される（ブロック３６８）。繰返しカウンタ（ブロック３７０）は、蓄積されているサンプルの数を示す。
【０１０９】
一実施例では、複数の位置の差が記憶され、各々は幾つかのサンプリング／モニタリング期間にわたる。これは、複数の差の差の計算がなされるのを可能とする。一実施例では、４つの位置の差が記憶され、４サンプリング／モニタリング期間にわたる。これは、ドリフトレートの推定に更なる精度を供給する。
【０１１０】
一実施例では、十分な数の計算が蓄積されたかどうかを決定するために、チェックがなされる（ダイアモンド３７２）。一実施例では、８サンプルが十分であると考えられる。一旦、十分な数のサンプルが利用できると、画素クロック７０が変更されうるように、データが分析される（ブロック３７４）。図１２の動作は、毎秒１回のように、周期的に繰返される。
【０１１１】
蓄積されたサンプルの分析（図１２のブロック３７４）は、図１３のように、タイミング調整器５００により実行される。変化の平均レートが、計算される（ブロック３８２）。変化の平均レートは、捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２の、位置の差又はドリフトの１次微分に等しい。一実施例では、メモリ１６又はローカルメモリに記憶された、蓄積された差の差は、既にタイミング調整器５００により記憶された、繰返しカウント数により除算される（図１２のブロック３７０参照）。
【０１１２】
一実施例では、タイミング調整器５００はそして、ドリフト推定値を、実際の画素周波数対ドリフトのない画素クロック７０の理想周波数の誤差の推定値に、変換する（ブロック３８４）。例えば、一実施例では、ドリフト推定値は、４つのモニタリング期間をわたり半分の走査線に関して計算され、ここで、各モニタリング期間は１０１０ｍｓｅｃの継続時間である。
【０１１３】
ここで、表示ラスタ８２は、フェーズアルターネートライン（ＰＡＬ）であり、そして、”正方形” 画素を使用し、例えば、表示ラスタ８２についての画素クロック周波数は、一実施例では、２９．５００ＭＨｚであり、実際の画素表示レートは１４．７５０ＭＨｚである。これらの特性で、走査線当り９４４画素（７６８アクティブ／可視及び１７６インアクティブ／ブランクの画素）又は、半走査線当り９４４画素ロック期間がある。以下の式は、”ＨＳＬ”は”半走査線”を意味し、ドリフトレート推定値をヘルツに変換する：
【数１】
2004530167.tif 000003
ドリフトレートの推定値は、画素クロック７０に関連する。当業者は、ドリフトを推定する幾つかの他の機構が存在することは、認識する。以下の：基準クロック、バースト発生器、走査線レート、フィールドレート等の１つ又はそれ以上の誤差のようなしるしは、例えば、ドリフトを推定するために使用されうる。
【０１１４】
一実施例では、タイミング調整器５００は、現在のＰＬＬ設定についてのテーブル内の周波数誤差情報を考慮する。周波数誤差は、非常に正確な水晶発振器６６で、ＰＬＬ設定についてＨｚで誤差を示すことを思い出してほしい。例えば、あるＰＬＬ設定が、正確に２４．５７６０００ＭＨｚの水晶発振器６６を使用して、２９．５００３８４ＭＨｚの周波数を生成する場合には、テーブルは値３８４を含む。画素クロック７０の誤差は、次のように計算される：
【数２】
2004530167.tif 000004
タイミング調整器５００は、最もよい省略時設定についてのＰＬＬ設定を検索し、ＥｒｒｏｒＩｎＨｚの逆（−ＥｒｒｏｒＩｎＨｚ）とテーブル内の誤差値とを比較する（ブロック３８６）。一実施例では、最も近い一致は、省略時の最も低いドリフトＰＬＬ設定となる。
【０１１５】
最も近い一致についての検索では、タイミング調整器５００は、−ＥｒｒｏｒＩｎＨｚと、新たな省略時画素クロック発生器７２についてのテーブルエントリ内の誤差値の間の差の絶対値を計算する。この値が、予め定められたしきい値よりも大きい場合には、周期的なラスタサンプリング内の不確定性をおおい、そして、新たな省略時画素クロック発生器７２エントリが、表示ラスタ８２を明確に進める又は遅らせると考えられうる（ダイアモンド３８８）。
【０１１６】
一実施例では、タイミング調整器５００は、ＰＬＬ設定を、ずれの無い表示のための捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２の間の受け入れられるタイミング関係を維持するときに使用される、ゆっくり進める、省略時、及びゆっくり遅らせる設定として割当てる。
【０１１７】
省略時設定が明確に表示ラスタ８２を進める場合には、省略時及びゆっくり進める設定は同じである（ブロック３９０）。他の端では、省略時設定が明確に表示ラスタ８２を遅らせる場合には、省略時及びゆっくり遅らせる設定は同じである（ブロック４００）。
【０１１８】
捕捉ラスタ８４と表示ラスタ８２の間のドリフトを最小化するために画素クロック７０を調整することにより、画素クロック発生器７２は、合理的に正確な画素クロック７０を発生しうる（ブロック４０２）。図１２と１３の方法を使用して、画素クロック７０は本質的に入力ビデオ信号３８を参照する。システム１００は代わりにテレビジョンモニタ２０上に表示される画像の完全性を維持する。
【０１１９】
特に、コストに敏感なセットトップボックスについては、タイミング調整器５００は、システム１００の使用できる動作のより広い温度範囲を許すと共に、水晶発振器６６のより広い公差と、そして、それゆえに、よりやすい発振器部品コストを可能とする。
【０１２０】
図１２と１３に示された処理は、システム１００に有効な入力ビデオ信号３８が受信される限り継続する。入力ビデオ信号３８についてのソースが変更の時又はビデオキャプチャ動作のない期間の後にビデオキャプチャを開始又は再開始するときのような、平均化処理をリセットした後に、１次微分の正確な表現を保証するために毎回十分な数のサンプルがとられる。一実施例では、１２サンプルが十分な数と考えられる。
【０１２１】
有効な入力ビデオ信号３８がなくそして、タイミング調整器５００が”最も良い”省略時ＰＬＬ設定を選択する機会を有しない場合には、予め定められた省略時ＰＬＬ設定がタイミング調整器５００により使用される。一実施例では、タイミング調整器５００が新たな省略時ＰＬＬ設定を選択するのに十分長く、有効なビデオ信号が存在する場合には、新たな省略時設定は、有効な入力ビデオ信号３８が失われる場合及びときに、使用される。これは、ビデオが存在しないときでさえも、正確なカラーバースト信号についての最良の推定値を保存する。
【０１２２】
本発明を制限された数の実施例に関して説明したが、当業者は、それからの多くの修正と変形があることは、理解しよう。添付の請求項は、そのような修正と変形を、本発明の精神と範囲内であるようにカバーすることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の一実施例に従った、システムのプロセッサベースの実装のブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に従った、システムのブロック図である。
【図３】図３Ａ及び３Ｂは、従来技術に従ったビデオ信号のコンポーネントを示す。
【図４】従来技術に従った、システムの画素クロック回路のブロック図である。
【図５】本発明の一実施例に従った、システムに関連する捕捉及び表示ラスタを示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施例に従った画像ずれの原理を示す。
【図６Ｂ】本発明の一実施例に従った画像ずれの原理を示す。
【図６Ｃ】本発明の一実施例に従った画像ずれの原理を示す。
【図７】本発明の一実施例に従った図１のタイミング調整の動作を示すフロー図である。
【図８】本発明の一実施例に従った画像ずれを検出し且つ避けるためのフロー図である。
【図９】本発明の一実施例に従った画像ずれを検出し且つ避けることに関する第２のフロー図である。
【図１０】本発明の一実施例に従った画像ずれを検出し且つ避けることに関する第３のフロー図である。
【図１１】本発明の一実施例に従ったずれのない表示を維持するためのフロー図である。
【図１２】本発明の一実施例に従って、画素クロック調整がなされたかどうかを決定するフロー図である。
【図１３】本発明の一実施例に従って、カラーバースト周波数を維持するために、画素クロックを調整するフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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