CN1198831A - 同步控制装置 - Google Patents

Abstract

一种同步控制装置,包括存储器101、时钟发生电路102和控制电路103,存储器101存储以规定量块化的块数据,时钟发生电路102根据须与之同步的数据率发生输入时钟,控制电路103根据来自上述时钟发生电路102的输入侧时钟Cin发生输出侧时钟Cout。上述存储器101根据来自上述钟脉冲发生电路102的输入钟脉冲Cin,以块单位存储块数据,同时根据来自上述存储器控制电路103的输出侧时钟Cout,以块单位输出存储的块数据。上述存储器控制电路103检测上述存储器101中的输入数据量与输出数据量之差,并根据检测到的差值改变输出侧时钟Cout的速度,使其与来自上述时钟发生电路102的输入侧时钟Cin同步。

Description

同步控制装置

技术领域

本发明涉及同步控制装置，它用于例如在图像信号的再生速度未必恒定的放映机中使声音与图像同步后输出的控制。

技术背景

例如，磁带录象机(下称VTR)中存在着一种标准的外部同步信号，根据该外部同步信号再生图像信号，同时，声音信号也是根据上述外部同步信号进行再生的。具体地说，在VTR中，暂时存储于存储器中的声音信号追循着根据外部同步信号生成的时钟(下称基准时钟)来再生暂时存储于存储器中的声音信号，得到了与图像一致的声音。

这里，虽然上述存储器的输入数据量和输出数据量与基准时钟之间可能产生局部的偏差，但总体上是稳定的。因此，在上述VTR中，上述存储器的写入时钟(下称输入侧时钟)和读出时钟(下称输出侧时钟)是在一定的速度下被分别控制的，与基准时钟之间的偏差是由时基校正器(TBC)等进行消除的。

然而，在不存在基准时钟的系统、例如放映机中，图像信号的再生速度是由胶片的过片(コマ送リ)速度确定的，无论在局部还是在总体上都很难保证该再生速度绝对恒定，无论在局部还是在总体上都变动。虽然需要与图像信号的再生速度同步来再生声音信号，但在以往的放映机等系统中，不管暂时存储声音信号的存储器的输入侧时钟(即基于图像信号再生速度的时钟)和输出侧时钟之间产生怎样的偏差，输出侧时钟的速度总是恒定不变的。这样，不仅图像和声音之间可能随时产生偏移，同时例如当输入侧时钟单调增加时，上述存储器还可能成为满(フル)状态，导致放映故障。

因此，为了防止图像与声音的偏移和存储器满的状态，例如利用相位同步环路(PLL：锁相环)，强制地使上述存储器的输入侧时钟和输出侧时钟一致。但在这种情况下，输出侧时钟对输入侧时钟的局部变动过敏地反应，导致放音失真。为了防止上述放音失真，可以将输出侧时钟响应的响应速度放慢，但这又会使输出侧时钟的响应恢复正常状态需要较长时间，导致图像和声音产生偏移。

即，在以往的存储器控制中，从存储器输出数据的速度(下称输出速度)只有定常状态和加速方式两种。因此，如图1所示，不管输出侧时钟和输入侧时钟之间产生了多大的偏差，输出侧时钟只能以一个恒定的值、如加上速度增加量“si”后的速度进行追踪。

这样，假如当前输出速度与目标(期望速度)速度之间形成了较大的差值，在以往的存储器控制中，如后述将以往的存储器控制与本发明同步控制装置的存储器控制进行比较的图4所示，输出速度达到期望速度sd前需要一个较长的时间td的额外时间，在时间td期间，声音和图像仍会保持偏移状态。

此外，在当前输出速度与期望速度之间只有微小差异时，如后述将以往的存储器控制与本发明同步控制装置的存储器控制进行比较的图5所示，由于输出速度在一个很短的时间td内达到期望速度sd，即输出速度急速变化，也会降低声音的自然效果。

因此，本发明的目的是提供一种可以使输出侧数据的速度与输入侧数据的速度完全同步的同步控制装置。

此外，本发明的目的是提供一种可以使声音与图像完全同步的同步控制装置。

发明的公开

本发明的同步控制装置包括：存储装置，存储以规定量块化的块数据；时钟发生装置，根据同步的数据率发生输入侧时钟；控制装置，根据从上述时钟发生装置来的输入侧时钟，发生输出侧时钟。此外，上述存储装置根据从上述时钟发生装置来的输入侧时钟，以块单位存储块数据，同时根据来自上述控制装置的输出侧时钟，将存储的块数据以块为单位进行输出。还有，上述控制装置检测上述存储装置中的输入数据量和输出数据量之间的差量，并根据检测到的差量改变输出侧时钟的速度，使其与来自上述时钟发生装置的输入侧时钟同步。

还有，在本发明的同步控制装置中，例如在上述差量较大的情况下，上述控制装置使输出侧时钟的速度变大，在上述差量较小的情况下，使输出侧时钟的速度变小。

另外，在本发明的同步控制装置中，上述存储装置存储声音信号。同时，上述时钟发生装置发生基于图像信号的再生速度的输入侧时钟。

附图的简单说明

图1是用于说明以往的存储器控制的图；

图2是表示本发明的同步控制装置的结构的框图；

图3是用于说明上述同步控制装置的存储器控制的图；

图4是表示当声音信号的再生速度与期望速度相差较大时将上述同步控制装置的存储器控制与以往的存储器控制进行比较的图；

图5是表示在声音信号的再生速度与期望速度相差很小时将上述同步控制装置的存储器控制与以往的存储器控制进行比较的图；

图6是表示应用了本发明的同步控制装置的放映机的结构的框图。

用于实施发明的最佳方案

下面，参照附图详细说明实施本发明的最佳方案。

本发明的同步控制装置例如应用于图2所示构成的时基校正器(TBC)100。

该TBC100包括存储器101、时钟发生电路102和存储器控制电路103，存储器101通过输入端子Iin供给输入数据Din，通过输出端子Iout输出输出数据Dout。时钟发生电路102发生输入侧时钟Cin，存储器控制电路103发生输出侧时钟Cout。时钟发生电路102对存储器101及存储器控制电路103发生输入侧时钟Cin，还有，存储器控制电路103对存储器101发生输出侧时钟Cout。

具有上述构成的TBC100例如对不保证总是以恒定速度再生的图像，使其与声音同步输出。

在此，通过输入端子Iin供给存储器101的输入数据Din是单位时间的声音数据，是用规定量块化后的数据。

存储器101是先进先出(FIFO)存储器，最多能够存储几个数据块。并且，在存储器101中，输入数据Din是根据后述的输入侧时钟Cin、以块为单位存储的，而输出数据Dout是根据后述的输出侧时钟Cout、以一定间隔从该存储器101中输出的。

将图像信号再生速度的信息提供到时钟发生电路102(未图示)中。该时钟发生电路102根据上述提供来的图像信号的再生速度信息，分别对存储器101和存储器控制电路103发生输入侧时钟Cin。这样，存储器101即可如上所述，根据来自钟脉冲发生电路102的输入侧时钟Cin，以块为单位存储输入数据Din。

存储器控制电路103根据来自时钟发生电路102的输入侧时钟Cin生成输出侧时钟Cout并将生成的输出侧时钟Cout发往存储器101，以指定存储器101中的数据输出。如此，当存储器101从存储器控制电路103得到输出侧时钟Cout时，便通过输出端子Iout输出一块输出数据Dout。

下面，对上述存储器控制电路103进行具体说明。

在应用了本发明的TBC100中，存储器控制电路103根据存储器101中的输入数据量和输出数据量之差，改变输出侧时钟Cout的发生间隔，即输出侧时钟Cout的速度。

即，存储器控制电路103通过检测来自时钟发生电路102的输入侧时钟Cin与发往存储器101的输出侧时钟Cout之差，识别当前存入存储器101的输入数据Din的块数。

此外，当存储器101中存储了M个数据块时，存储器控制电路103将输出侧时钟Cout的速度控制到后述的任意速度“S”，并以该速度“S”向存储器101发生输出侧时钟Cout。

上述速度“s”在存储器101中存储的数据块数“M”以及上述存储器101中最多能够存储的数据块数“N”之间有如下关系

M＝N/2此时的速度“s”是与输入侧时钟Cin的速度一致的最佳速度(下称期望速度)。

这里，图3示出了存储器101中存储的数据块数(下称存储数据数)和存储器控制电路103发生的输出侧时钟Cout的速度之间的关系。

如图3所示，表示存储数据数的横轴被分成L个区间，各区间分别对应着分级规定的输出侧时钟脉冲Cout的速度变化。可以看出，以上述横轴上的任意点M、即存储数据数为M个的最佳速度“s”时的状态点为中心，当存储数据数增加(右侧)时，输出侧时钟数Cout的变化速度随之增加；当存储数据数减少(左侧)时，输出侧时钟数Cout的变化速度随之减少。

下面使用上述图3说明存储器控制电路103的输出侧时钟Cout的速度操作。

首先，如上所述，当检测输入侧时钟数Cin和输出侧时钟数Cout之差的结果表明存储数据数为M个时，只要输入侧时钟Cin的速度恒定，则输出侧时钟Cout的速度不变，以当前速度“s”对存储器101发生输出侧时钟Cout。这样，存储器101中将持续存在M个数据块。

然而，在输入侧时钟Cin的速度发生变化，单位时间内的输入数据Din的块数增加，导致存储数据数增加时，如果存储器101的存储数据数不超出(M-b1)～(M+a1)个的范围以外，则存储器控制电路103仍不改变输出侧时钟Cout的速度“s”，但在存储数据数超过阈值“M+a1”时，输出侧时钟Cout的速度“s”就会被加上“s1”后变为速度“s+s1”。这样，存储器控制电路103根据存储数据数的增加改变输出侧时钟Cout的速度，使输出侧时钟Cout的速度与输入侧时钟Cin的速度保持一致。

之后，如果存储数据数返回到(M-b1)～(M+a1)个的范围以内，则输出侧时钟Cout的速度将稳定在速度“S+s1”上。

然而，在输出侧时钟Cout的速度已变为速度“s+s1”、但存储数据数却未能返回到(M-b1)～(M+a1)个范围内的情况下，存储器控制电路103将继续改变输出侧时钟Cout的速度。

即，存储器控制电路103在存储数据数小于(M+a2)个的情况下，将速度(s+s1)再次增加“s1”，使输出侧时钟Cout的速度成为“s+s1+s1”。此外，存储器控制电路103在存储数据数处于(M+a2)～(M+a3)个的范围内时，将速度“s+s1”增加“s2”，使输出侧时钟Cout的速度成为“s+s1+s2”。这样，存储器控制电路103反复操作输出侧时钟Cout的速度，以得到输出侧时钟Cout的最优速度。

如上所述，存储器控制电路103通过操作输出侧时钟Cout的速度，如图4所示，当目前的存储器101的输出速度与期望速度相差较大时，存储器控制电路103使上述输出速度发生瞬时的高速改变，而当上述输出速度接近于期望速度时，又会使上述输出速度的变化逐渐放慢，从而使其平稳地达到目标速度。因此，正如上面所述，在图1所示的以往的存储器控制中，当目前的输出速度与期望速度相差较大时，如图4所示，输出速度达到期望速度S_d需要一个较长的时间td。在该时间td期间，声音和图像发生偏移。与之不同的是，在应用了本发明的TBC100中，存储器控制电路103能够使输出速度在瞬间与期望速度达到一致，从而防止了以往图像信号的再生速度与声音信号的再生速度相差较大时发生的图像声音偏移。

此外，如图5所示，当上述输出速度与期望速度相差较小时，存储器控制电路103慢慢地改变上述输出速度，使其平稳地达到目标速度。然而，正如上面所述，在图1所示的以往的存储器控制中，当目前输出速度与期望速度相差较小时，如图5所示，输出速度在一个很短的时间td内达到期望速度sd，即输出速度发生急剧变化，导致声音听起来不自然。与之不同的是，在利用应用了本发明的TBC100的存储器控制电路103的存储器控制中，即使在图像信号的再生速度与声音信号的再生速度相差较小时，也不发生声不自然的声音(失真)，能够使图像和声音高度一致。

还有，由于存储器控制电路103随时对存储器101中存储的数据块数进行监视，所以，在图像和声音发生偏移的状态下，它不会使输出侧时钟Cout的速度趋于恒定，而是随时发生最佳的输出侧时钟Cout，以保证图像和声音完全一致。

还有，本发明的同步控制装置还可以应用于图6所示结构的放映机200中。

该放映机200包括：图像再生装置201，用于再生图像胶片204上记录的图像信号；声音再生装置202，用于再生图像胶片204上记录的声音信号；卷片机203，用于卷到胶片204；屏幕205，用于投影由图像再生装置201再生的图像。

此外，声音再生装置202中包括上述图2所示的TBC100(未图示)，用于向图像再生装置201提供图像信号再生速度信息。

下面利用上述图2及图6对放映机200进行具体说明。

首先，卷片机203以一个任意的速度过送电影胶片204。该过片速度很难保证是绝对恒定的，无论在局部或整体上都有可能发生变化。

图像再生装置201跟踪卷片机203的过片速度，再生电影胶片204上记录的图像信号，将再生所得的图像对屏幕205进行投影。

此时，卷片机203的过片速度信息即图像再生装置201的图像信号再生速度信息被声音再生装置202接收。并且，被声音再生装置202接收的再生速度信息被传送到上述图2所示的时钟发生电路102，时钟发生电路102根据再生速度信息发生时钟并将其作为输入侧时钟Cin。

这里，如上所述，由于图像再生装置201是根据卷片机203的过片速度来再生电影胶片204上记录的图像信号的，所以，图像再生装置201中的图像信号的再生速度必然随着过片速度的变化而变化。此时，如果图像信号再生速度的细微变化被不断累积，就会产生图像和声音的偏移。这表示图像信号再生速度的平均值发生了变化。在这种情况下，声音再生装置202利用上述图2所示的TBC进行时间调整并同时改变声音信号的再生速度。

即，当图像和声音的偏移达到某种程度以上时，声音再生装置202的TBC100以上述方式逐渐改变声音数据即输出数据Dout的速度，从而使声音信号的再生速度与图像信号的再生速度趋于一致。这样，声音再生装置202即可以与图像信号再生速度一致的速度输出再生的声音。

此外，如上所述，即使改变声音数据的输出速度后而图像和声音的偏移仍不断扩大的情况说明图像信号的再生速度和声音信号的再生速度尚未一致。此时，在图像信号的再生速度和声音信号的再生速度趋于一致之前，TBC100将继续改变声音数据的输出速度。这种情况下，声音数据输出速度的变化比例如上述图3所示，当图像和声音的偏移较大时，输出速度的变化率也较大。即，所谓图像和声音的偏移较大，是表示图像信号和声音信号的再生速度差较大。所以，在这种情况下，TBC100较大幅度地改变声音数据的输出速度，从而较大幅度地改变声音再生装置202中声音信号的再生速度。

如上所述，在放映机200中，声音再生装置202在构成上配置了上述图2所示的TBC100，从而保证了从声音再生装置202输出的声音与投影到屏幕205上的图像完全同步。

从上述说明可以得知，在本发明的同步控制装置中，存储装置根据来自时钟发生装置的输入侧时钟。以块单位存储以规定量块化的块数据，同时，根据从控制装置来的输出侧时钟，以块单位输出存储的块数据。上述时钟发生装置根据须与之同步的数据率发生输入侧时钟。上述控制装置检测上述存储装置的输入数据量与输出数据量之差，根据检测到的差值决定输出侧时钟的速度并发生上述输出侧时钟，以保证其与来自上述时钟发生装置的输出侧时钟同步。这样，即使在上述须与之同步的数据率不恒定的情况下，也能够使上述存储装置中的输出数据率与上述须与之同步的数据率完全同步。

此外，在本发明的同步控制装置中，当上述差值较大时将输出侧时钟的速度变量加大；当上述差值较小时，输出侧时钟的速度变量减小。通过这种控制，当上述须与之同步的数据率与上述存储装置中的输出数据率有较大的偏移时，上述存储装置的输出数据率能够迅速、准确地与上述须与之同步的数据率同步；还有，当上述须与之同步的数据率与上述存储装置的输出数据率差量较小时，上述存储装置的输出数据率能够自然、准确地与上述须与之同步的数据率同步。

此外，本发明的同步控制装置通过在上述存储装置中存储声音信号，并用上述时钟发生装置根据图像信号的再生速度发生输入侧时钟，保证了即使在图像信号的再生速度不恒定的情况下、声音信号的再生速度也完全能够与图像信号的再生速度准确地同步。

Claims (3)

1.一种同步控制装置，其特征在于：包括存储装置、时钟发生装置和控制装置，存储装置存储以规定量块化的块数据，时钟发生装置根据须与之同步的数据率发生输入侧时钟，控制装置根据来自上述时钟发生装置的输入侧时钟，发生输出侧时钟；

上述存储装置根据来自上述时钟发生装置的输入侧时钟，以块单位存储块数据，同时以块单位输出根据来自上述控制装置的输出侧时钟存储的块数据；

上述控制装置检测上述存储装置中的输入数据量和输出数据量之差，根据检测的差值改变输出侧时钟的速度，使其与来自上述时钟发生装置的输入侧时钟同步。

2.权利要求1记载的同步控制装置，其特征在于，上述控制装置在上述差值较大的情况下使输出侧时钟的速度变大，在上述差值较小的情况下使输出侧时钟的速度变小。

3.权利要求1记载的同步控制装置，其特征在于：上述存储装置存储声音信号；上述时钟发生装置根据图像信号的再生速度发生输入侧时钟。

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