CN1150879A - 图像信号的相位同步方法、电路及合成装置 - Google Patents

Abstract

从包含由输入端1提供的第1彩色副载波信号的模拟图像信号中生成与该第1彩色副载波信号同步的连续波信号(彩色副载波分离电路2、相位误差检测电路3、A/D变换电路4、数字振荡电路)，在把含有输入端7提供的彩色信号成分的数字图像信号变换为含有载波彩色信号的复合图像信号时(数字图像信号变换电路6)，用上述连续波信号把彩色信号成分变换为载波彩色信号，从而使包含在上述模拟图像信号内的第1彩色副载波信号的相位与由数字图像信号形成的复合图像信号的载波彩色信号的第2彩色副载波信号的相位同步。这样，能够用简单的构成使模拟图像信号的载波彩色信号和包含在由数字图像信号形成的复合图像信号内的载波彩色信号的相位同步，并能够容易地进行用数字图像信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像的合成。

Description

图像信号的相位同步方 法、电路及合成装置

本发明涉及适于合成例如图像信号时用的图像信号的相位同步方法、电路及合成装置，特别是涉及合成用数字图像信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像时使用的图像信号的相位同步方法、电路及合成装置。

近年来随着图像压缩、扩张技术的提高、通信线路的数字化、计算机的普及、数字卫星发送和数字CATV等的实用化，数字化的图像信号(电视信号)的利用的可能性逐渐增大。

另一方面，由于现行的电视发送网以及家用电视接收机、VTR等图像机器的普及使原来的模拟图像信号构成社会基础，所以，当前状况下并不考虑舍弃这种模拟图像信号的利用。因此，现实的状况下，一般的图像信号的利用形态是模拟图像信号和上述的数字化的图像信号混合在一起同时利用。

因此，在同时利用这些多种图像信号的情况下，就要探讨在一幅画面上显示这些多种图像信号的利用方法以及合成图像信号后再显示的利用方法。作为模拟信号的合成方法，以往，例如日本公开专利文件昭64-11477和平1-190176所公开的技术已为公知。

即：在昭64-11477公开专利中，先把第1图像信号变换为数字数据，再按顺序存储在3个存储器中。并且，与第2图像信号同步地读出这些存储器，从而使这些存储器中所存储的第1图像信号与第2图像信号同步，就能把第1和第2图像信号合成起来。

但是，按照这种方案是由同步信号的电平来使第1和第2图像信号同步，所以并未考虑高频率的彩色副载波信号的相位同步问题，因此，按照这种方案不能合成彩色信号，例如只能合成第1图像信号只是亮度信号(黑白信号)的情况。

对此，平1-190176中公开的方案是先把RGB信号从第1和第2复合图像信号中解码出来，再根据各自的同步信号存储到第1和第2帧存储器中。进而与某一方的图像信号同步地读出这些帧存储器，同时按RGB信号的状态合成被读出的第1和第2图像信号，再从合成的RGB信号编码复合图像信号。

按照这种方案，由于使用RGB信号进行合成，所以不会出现载波彩色信号的同步问题。但是，按照这种方案，在从A/D变换器61c、62c到D/A变换器72之间的电路中必须要有各RGB的3个系统，电路结构极为庞大。另一方面，例如在用复合图像信号的形式合成多种图像信号时，不仅必须使被合成的复合图像信号的同步信号同步，还必须使载波彩色信号的相位同步。

本申请就是鉴于这种问题而提出的技术方案，其目的是提供一种结构简单的能合成用数字图像信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像的图像信号相位同步方法、电路及合成装置。

本发明所公开的图像信号的相位同步方法、电路及合成装置是从包含第1彩色副载波信号的模拟图像信号生成与上述第1彩色副载波信号同步的连续波信号；把包含彩色信号成分的数字图像信号变换为包含载波彩色信号的复合图像信号时，使用上述连续波信号把上述彩色信号成分变换为上述载波彩色信号，从而使上述第1彩色副载波信号的相位与上述载波彩色信号的第2彩色副载波的相位同步。

附图简要说明

图1是表示按照本发明的图像信号合成装置的第1实施例构成的方框图。

图2是表示数字图像信号变换电路的一例的构成的方框图。

图3是表示按照本发明的图像信号合成装置的第2实施例构成的方框图。

图4是表示按照本发明的图像信号合成装置的第3实施例构成的方框图。

下面使用附图来详细说明按照本发明图像信号的相位同步方法、电路及合成装置。

本发明提供一种结构简单的能合成用数字图像信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像的图像信号相位同步方法、电路及合成装置。为此，在本发明中，先生成与模拟图像信号的彩色副载波信号同步的连续波信号，再用该连续波信号把数字图像信号的彩色信号成分变换成为载波彩色信号，由此而形成包含与模拟图像信号的彩色副载波信号的相位同步的载波彩色信号的复合图像信号。

本发明的第1实施例具有如下的构成，即：图1是包含实现按照本发明的图像信号的相位同步方法的电路的图像信号合成装置的第1实施例的构成方框图。

在图1中，模拟图像信号(复合图像信号)被提供到输入端1，来自输入端1的模拟图像信号送到第1彩色副载波分离电路2。在这里，彩色副载波分离电路2例如是色同步选通门电路，它把送来的模拟图像信号按规定的时序选通出来，并取出色同步信号(彩色副载波信号)。

由该第1彩色副载波分离电路2提取出来的第1彩色副载波信号送到相位误差检测电路3，并且由后述的数字图像信号形成的复合图像信号中的第2彩色副载波信号也提供到该相位误差检测电路3，用该相位误差检测电路3检测第1和第2彩色副载波信号间的相位差的大小和方向(相位滞后、相位超前)。

即：相位误差检测电路3例如是相位检波电路，它检测供给到该相位检波电路的上述第1和第2彩色副载波信号间的相位差的大小和方向(相位滞后、相位超前)。并使构成为上述第1和第2彩色副载波信号来源的模拟信号和由数字图像信号形成的复合图像信号的同步信号等的大概相位予先相一致。

由该相位误差检测电路3检测到的相位差的检出信号被送到A/D变换电路4，并把表示该检出信号的相位差的大小和方向的模拟量变换成数字量，再把变换为该数字量的相位差大小及方向的值提供给数值控制型的数字振荡电路5，用数字量形成与彩色副载波信号相位同步的连续波信号。

在这里，这个数值控制型的数字振荡电路5根据所输入的相位差的大小和方向的数字量用按顺序重复变化的数字量来产生具有所需的频率和相位的正弦波信号。

这样，就从这个振荡电路5中以数字形式取出与由上述第1彩色副载波分离电路2从模拟图像信号中提取出来的第1彩色副载波信号同步的连续波信号(彩色副载波信号)。并且该振荡电路5形成与上述第1彩色副载波信号同步的数字正弦波信号及数字余弦波信号的连续波信号。

进一步把由该振荡电路5所形成的数字正弦波信号和数字余弦波信号的连续波信号提供给数字图像信号变换电路6，在该数字图像信号变换电路6中，用这些数字正弦波信号及数字余弦波信号把送到端子7的数字图像信号变换成为模拟的复合图像信号。

在下一段中，说明在该数字图像信号变换电路6中的变换的详细情况。

把由该数字图像信号变换电路6变换成的模拟的复合图像信号送到混合电路8，并与来自上述输入端1的模拟图像信号合成或叠加，然后把该合成或叠加的模拟图像信号送到输出端9。

与此同时，把来自数字图像信号变换电路6的模拟的复合图像信号提供给第2彩色副载波分离电路10，所分离出来的第2彩色副载波信号被送到上述的相位误差检测电路3。这样，在来自上述输入端1的模拟图像信号与数字图像信号变换电路6所变换成的模拟的复合图像信号之间发生相位差的情况下，就进行反馈控制，以便除去该相位差。

这样，就从送到输入端7的数字图像信号形成了包含与输入端1供给的模拟图像信号的第1载波彩色信号相位同步的第2载波彩色信号的模拟的复合图像信号。而且，因为这些模拟图像信号和模拟的复合图像信号相互间的载波彩色信号的相位是同步的，所以，能直接合成这些信号。

另外，在上述的装置中，用来使用数字正弦波信号Sin和数字余弦波信号Cos来进行从数字图像信号向复合图像信号的变换的数字图像信号变换电路6构成如下。即：在图2中表示了数字图像信号变换电路6的具体电路结构。

在图2中，例如把送到输入端20的数字图像信号的亮度信号Y和2轴的色度信号CB、CR提供给数字矩阵电路21，进一步由该矩阵电路21从上述的数字图像信号中分别取出数字的亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y，并把取出的这个数字亮度信号Y送到数字的NTSC编码电路22。

另一方面，把来自矩阵电路21的数字色差信号R-Y送到乘法电路23，与送到端子24的上述数字正弦波信号Sin相乘。并把来自矩阵电路21的数字色差信号B-Y提供给乘法电路25，与送到端子26的上述数字余弦波信号Cos相乘，然后由加法电路27对这些乘法运算后的信号相加，从而形成数字的载波彩色信号Sc。

进一步把该数字载波彩色信号Sc送到数字的NTSC编码电路22，由数字的NTSC编码电路22把信号Sc与上述的数字亮度信号Y复合在一起，以数字形式形成NTSC制式的复合同步信号。再把该数字复合图像信号送到D/A变换电路28，变换成与模拟的复合图像信号V，送到输出端29。

因此，在该电路中，用送到端子24、26的数字正弦波信号Sin和数字余弦波信号Cos来对输入端20所提供的数字图像信号进行编码(变换)，并进一步通过对该编码过的数字复合图像信号进行D/A变换，而把输入端20提供的数字图像信号变换为NTSC制式的模拟的复合图像信号，再送到输出端29。

在此，例如在上述的图1中，由于把由振荡电路5形成的数字正弦波信号Sin和数字余弦波信号Cos提供到上述端子24、26，所以，就能与由输入端1送来的模拟图像信号的彩色副载波信号相位同步地对图1的输入端7提供的数字图像信号中的彩色信号成分进行编码(变换)。

而且，在这种情况下，过些模拟图像信号和与该模拟图像信号相位同步地编码过的数字图像信号按载波彩色信号的电平来进行相位同步，再用混合电路8把这些图像信号合成或叠加，所以就能够把用这些数字图像信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像直接合成或叠加起来。

也就是说，在上述的装置中，可以把送到输入端7的用数字图像信号表示的图像和提供到输入端1的用模拟图像信号表示的图像直接合成或叠加起来，并把这些图像合成或叠加成的图像信号送到输出端9。

另外，在上述的装置中，用第2彩色副载波分离电路10从来自数字图像信号变换电路6的模拟复合图像信号中分离出第2彩色副载波信号，并把该第2彩色副载波信号提供到上述的相位误差检测电路3，在来自上述输入端1的模拟图像信号和由数字图像信号变换电路6变换成的模拟的图像信号之间发生相位差的情况下进行反馈控制，以便消除这种相位差。

这样，按照上述的装置，先生成与模拟图像信号的彩色副载波信号同步的连续波信号，再用该连续波信号把数字图像信号的彩色信号成分变换为载波彩色信号，从而形成包含与模拟图像信号的彩色副载波信号的相位同步的载波彩色信号的复合图像信号。因此，在上述的装置中，就能够用简单的构成进行用数字图像信号表示的图像与用模拟图像信号表示的图像的合成。

另外，图3是表示包含用来实现按照本发明的图像信号的相位同步方法的电路的图像信号合成装置的第2实施例构成的方框图。在图3中，与上述图1对应的部分标注同样的标号，故省略其重复说明。

即：在图3中，按照该第2实施例的装置，与上述的第1实施例的装置一样，首先把来自输入端1的模拟图像信号提供到第1彩色副载波分离电路2，再把由该第1彩色副载波分离电路2分离出来的第1彩色副载波信号送到相位误差检测电路3。

而且，在该第2实施例中，该相位检测电路3的输出被送到电压控制型振荡电路11，然后用该相位误差检测电路3的输出控制来自振荡电路11的振荡信号的相位，再把该振荡器11的输出反馈到相位检测电路3。

这样，该相位误差检测电路3和电压控制型振荡电路11就形成了锁相环(PLL)，并从该振荡电路11输出与上述的第1彩色副载波信号相位同步的例如正弦波信号的连续波信号。

进一步把该连续波信号送到A/D变换电路4，表示该连续波信号的波形的模拟值被变换为数字值。因此，从该A/D变换电路4输出把与上述的第1彩色副载波信号相位同步的正弦波信号进行数字变换过的数字正弦波信号。

所以，在该第2实施例的装置中，从A/D变换电路4输出与由输入端1提供的模拟图像信号的第1彩色副载波信号相位同步的数字正弦波信号，而且该数字正弦波信号经过切换电路12的接点“a”被提供给数字图像信号变换电路6。

在输入端1上未送来模拟图像信号时，切换电路12切换到接点“b”，这样，例如来自标准数字正弦波发生电路13的数字正弦波信号就通过切换电路12的接点“b”提供给数字图像信号变换电路6。

进而把用这个数字图像信号变换电路6所变换的模拟的复合图像信号提供到混合电路8，并与来自上述输入端1的模拟图像信号合成或叠加，把该合成或叠加的模拟图像信号送到输出端9。

在第2实施例的装置中，模拟图像信号被提供到输入端1，并且切换电路12切换到接点“a”时，来自上述的A/D变换电路4的数字正弦波信号就被提供到数字图像信号变换电路6，因此，与第1实施例的装置一样，用该数字正弦波信号把例如送到端子7上的数字图像信号变换成模拟的复合图像信号。

即：在该第2实施例的装置中，供给到输入端7上的数字图像信号中的彩色信号成分也与送到输入端1的模拟图像信号的彩色副载波信号相位同步地被进行编码(变换)。

另外，这些模拟图像信号和与该模拟图像信号相位同步地被编码过的数字图像信号按载波彩色信号的电平进行相位同步，再用混合电路8把这些图像信号合成或叠加起来，因此，就能直接合成或叠加这些用数字图像信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像。

因此，能直接把供给到输入端7的由数字图像信号表示的图像和提供到输入端1的用模拟图像信号表示的图像合成或叠加，并能把这些图像的合成或叠加的图像信号送到输出端9。

在该第2实施例的装置中，当输入端1上未送来模拟图像信号时，切换电路12切换到接点“b”，这样，就把例如来自标准数字正弦波发生电路13的数字正弦波信号送到数字图像信号变换电路6，并使用该标准数字正弦波信号把例如送到输入端7的数字图像信号变换成为模拟的图像信号。

图4是表示包含为实现按照本发明的图像信号的相位同步方法的电路的图像信号合成装置的第3实施例的构成的方框图。在图4中与图1和图3相对应的部分标注同样的标号，故省略了重复的说明。

即：在图4中，该第3实施例的装置与所述第2实施例的装置一样，首先把来自输入端1的模拟图像信号送到第1彩色副载波分离电路2，并把分离出来的第1彩色副载波信号送到相位误差检测电路3，再把该相位误差检测电路3的输出提供到电压控制型振荡电路11，用该相位检测电路3的输出来控制来自振荡电路11的振荡信号的相位。

而且该振荡电路11的输出被反馈到相位误差检测电路3，这样，该相位差检测电路3和电压控制型振荡电路11就形成了锁相环(PLL)，而且从该振荡电路11输出与上述的第1彩色副载波信号相位同步的例如正弦波信号的连续波信号。

在该第3实施例的装置中，来自该振荡电路11的正弦波信号的连续信号还被送到第2相位误差检测电路14，由后述的数字图像信号形成的复合图像信号中的第2彩色副载波信号被提供到该相位误差检测电路14。

因此，该相位误差检测电路14检测出第1和第2彩色副载波信号间的相位差的大小和方向(相位滞后、相位超前)，并把由该相位误差检测电路14检测出的相位差的检出信号送到A/D变换电路4，然后把变换为数字量的相位差的大小和方向的值提供给数值控制型的数字振荡电路5。

这样，与例如由上述的第1彩色副载波分离电路2从模拟图像信号中提取出来的第1彩色副载波信号相位同步的连续信号(彩色副载波信号)从该振荡电路5中以数字形式被提取出来，进一步把由该振荡电路5形成的数字正弦波信号和数字余弦波信号的连续波信号提供到数字图像信号变换电路6。

在该数字图像信号变换电路6中，用这些数字正弦波信号和数字余弦波信号把例如送到输入端7的数字图像信号变换成为模拟的复合图像信号。进一步把由数字图像信号变换电路6变换成的模拟的复合图像信号送到混合电路8，把它与来自输入端1的模拟图像信号合成或叠加起来，并把该合成或叠加起来的模拟图像信号提供到输出端9。

与此同时，把来自数字图像信号变换电路6的模拟的复合图像信号提供到第2彩色副载波分离电路10，并把被分离出来的第2彩色副载波信号提供给上述的相位误差检测电路3，这样，在来自上述输入端1的模拟图像信号和由数字图像信号变换电路6变换出来的模拟的复合图像信号间产生相位差的情况下，就进行反馈控制，以便消除这种相位差。

因此，在该第3实施例的装置中，也能把供给输入端7上的由数字图像信号表示的图像和提供到输入端1上的用模拟图像信号表示的图像直接合成或叠加起来，并能把这些图像的合成或叠加起来的图像信号送到输出端9。

另外，在该装置中，由于用第2彩色副载波分离电路10从来自数字图像信号变换电路6的模拟复合图像信号中分离出第2彩色副载波信号，并把上述第2彩色副载波信号送到上述相位误差检测电路3，所以，在来自上述的输入端1的模拟图像信号和由数字图像信号变换电路6变换得到的模拟图像信号间产生相位差的情况下，就进行反馈控制，以便消除该相位差。

这样，按照上述的装置，先生成与模拟图像信号的彩色副载波信号同步的连续波信号，再用该连续波信号把数字图像信号的彩色信号成分变换为载波彩色信号，从而形成包含与模拟图像信号的彩色副载波信号的相位同步的载波彩色信号的复合图像信号，这样，就能够以简单的构成进行用数字图像信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像的合成。

因此，使用本发明这样的图像信号的相位同步方法、电路及合成装置，就能够用简单的构成使模拟图像信号的载波彩色信号与包含在从数字图像信号形成的复合图像信号内的载波彩色信号的相位同步，并能够容易地进行用数字信号表示的图像和用模拟图像信号表示的图像的合成。

在上述的实施例中，以形成例如NTSC制式的复合图像信号的情况为例作了说明，但是本发明也可以适用于PAL制式及其他制式的复合图像信号的形成。而且不限于2轴的调制方式，当然也可以适用于例如3轴的调制方式，另外，在不背离本发明的综旨的范围内，显然可以构成各种变形方案。

Claims (12)

1、一种图像信号的相位同步方法，其特征在于先从包含第1彩色副载波信号的模拟图像信号生成与上述第1彩色副载波信号同步的连续波信号；再在把包含彩色信号成分的数字图像信号变换为包含载波彩色信号的复合图像信号时，用上述的连续波信号把上述彩色信号成分变换为上述载波彩色信号；从而使上述第1彩色副载波信号的相位和上述载波彩色信号的第2彩色副载波的相位同步。

2、根据权利要求1的图像信号的相位同步方法，其特征在于从上述彩色信号成分中生成色差信号，根据该色差信号调制上述连续波信号，由此而把上述彩色信号成分变换成为上述载波彩色信号。

3、一种图像信号的相位同步电路，具有：

提供包含第1彩色副载波信号的模拟图像信号，并生成与上述第1彩色副载波信号同步的连续波信号的信号生成装置；和

把含有上述彩色信号成分的数字图像信号变换为含有第2彩色副载波信号的复合图像信号的信号变换装置；

在上述的信号变换装置中，把上述彩色信号成分变换为上述复合图像信号的载波彩色信号时，使用上述连续波信号来使上述第1彩色副载波信号的相位和上述第2彩色副载波信号的相位同步。

4、根据权利要求3的图像信号的相位同步电路，其特征在于上述信号变换装置从上述彩色信号成分中生成色差信号，再根据该色差信号调制上述连续波信号，由此来把上述彩色信号成分变换为上述载波彩色信号。

5、根据权利要求3的图像信号的相位同步电路，其特征在于上述生成装置具有：

从上述模拟图像信号中分离出上述第1彩色副载波信号的第1彩色副载波分离电路；

从上述复合图像信号中分离出上述第2彩色副载波信号的第2彩色副载波分离电路；

检测由上述第1彩色副载波分离电路得到的上述第1彩色副载波信号和由上述第2彩色副载波分离电路得到的上述第2彩色副载波信号的相位差的相位误差检测电路；以及

根据上述相位误差检测电路的输出产生数字的上述连续波信号的振荡电路。

6、根据权利要求3的图像信号的相位同步电路，其特征在于上述的信号生成装置具有：

从上述模拟图像信号中分离出上述第1彩色副载波信号的第1彩色副载波分离电路；

产生与从上述第1彩色副载波分离电路得到的上述第1彩色副载波信号相位同步的上述连续波信号的振荡电路；以及

把上述连续波信号变换为数字的连续波信号的模拟/数字变换电路。

7、根据权利要求6的图像信号的相位同步电路，其特征在于具有把上述的连续波信号的相位与上述第1彩色副载波信号的相位相比较，并根据该比较输出控制由上述振荡电路产生的上述连续波信号的相位的相位误差检测电路。

8、一种图像信号合成装置，具有：

提供包含第1彩色副载波信号的模拟图像信号的第1输入端；

连接上述第1输入端，生成与上述第1彩色副载波信号同步的连续波信号的信号生成装置；

提供包含彩色信号成分的数字图像信号的第2输入端；

与上述第2输入端连接，把包含上述彩色信号成分的数字图像变换为包含第2彩色副载波信号的复合图像信号的信号变换装置；以及

叠加上述模拟图像信号和上述复合图像信号的混合电路；

在用上述信号变换装置把上述彩色信号成分变换为上述复合图像信号的载波彩色信号时，使用上述连续波信号来使上述第1彩色副载波信号的相位与上述第2彩色副载波信号的相位同步。

9、根据权利要求8的图像信号合成装置，其特征在于上述信号变换装置从上述彩色信号成分中生成色差信号，并用该色差信号调制上述连续波信号，由此把上述彩色信号变换为上述载波彩色信号。

10、根据权利要求8的图像信号合成装置，其特征在于上述信号生成装置具有：

从上述模拟图像信号中分离出上述第1彩色副载波信号的第1彩色副载波分离电路；

从上述复合图像信号中分离出上述第2彩色副载波信号的第2彩色副载波分离电路；

检测由上述第1彩色副载波分离电路得到的上述第1彩色副载波信号和由上述第2彩色副载波分离电路得到的上述第2彩色副载波信号的相位差的相位误差检测电路；以及

根据上述相位误差检测电路的输出来产生数字的上述连续波信号的振荡电路。

11、根据权利要求8的图像信号合成装置，其特征在于上述的信号生成装置具有：

从上述模拟图像信号中分离出上述第1彩色副载波信号的第1彩色副载波分离电路；

产生与从上述第1彩色副载波分离电路得到的上述第1彩色副载波信号相位同步的上述连续波信号的振荡电路；以及

把上述连续波信号变换为数字的连续波信号的模拟/数字变换电路。

12、根据权利要求11的图像信号合成装置，其特征在于具有把上述第1彩色副载波信号和上述连续波信号的相位进行比较，并根据该比较输出来控制从上述振荡电路产生的上述连续波信号的相位的相位误差检测电路。

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