JP2000050260A - 可変遅延のない鮮明なデジタルビデオを与えるｈｄｔｖビデオフレ―ムシンクロナイザ― - Google Patents

可変遅延のない鮮明なデジタルビデオを与えるｈｄｔｖビデオフレ―ムシンクロナイザ―

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JP2000050260A
JP2000050260A JP11191118A JP19111899A JP2000050260A JP 2000050260 A JP2000050260 A JP 2000050260A JP 11191118 A JP11191118 A JP 11191118A JP 19111899 A JP19111899 A JP 19111899A JP 2000050260 A JP2000050260 A JP 2000050260A
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Robert Nemiroff
ロバート・ネミロフ
Vicky B Kaku
ヴィッキー・ビー・カク
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Abstract

(57)【要約】 【課題】同期損失の間にビデオまたは他のデータフレー
ムのシーケンスをデータエンコーダで処理するシステム
を提供する。 【解決手段】ビデオ又は他のデータエンコーダでの入力
データの同期損失の間，ブラックビデオのような置換デ
ータが完全な“クリーン”データフレームをエンコーダ
のコンプレッサに与えるために使用される。部分的なフ
レームの圧縮および符号化によるアーティファクトが避
けられる。同期損失がエンコーダへの入力される特定の
データフレームの中央で検出されるならば，フレームの
残りはフレームにある初期のデータと同期する置換デー
タで完成する。同期回復が検出され，さらにフィールド
又はフレームチェックが確かな同期回復を得るために行
われるようなときまで，置換データの付加的な完全フレ
ームはコンプレッサに与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，同期（“sync”）
損失の間，データエンコーダで，ビデオまたは他のデー
タフレームのシーケンスを処理するための方法および装
置に関する。同期損失が除去されると，再同期が確立す
るまで，ブラックまたは予め記憶されたフレームが，前
同期損失フレームと同期する。後同期損失フレームが前
同期損失フレームと同期されないときに，必要ならば，
ヌルデータが与えられる。本発明は，とくに，高品位テ
レビ（HDTV）をエンコードするデジタルビデオデコーダ
とともに使用するのに適している。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】デジ
タルビデオ，オーディオ，および他のデータの通信は，
アナログ信号に対して，デジタル信号の改良された忠実
度，帯域効率，および可転性のために，非常に一般化し
てきた。たとえば，多くのケーブルテレビ（CATV）ネッ
トワークはデジタルテレビ信号を，同軸ケーブル，また
はハイブリットファイバーおよび同軸ケーブルネットワ
ークを介して，利用者の家庭へ配信されている。さら
に，テレビ信号に加え，オーディオのみ，ビデオのみを
含むもの，さらにフレームビデオを含む種々の信号，な
らびにインターネットデータ，株または天候データ，コ
ンピュータゲーム等が利用者に提供されている。
【０００３】テレビまたは他のデータは，ケーブルネッ
トワークのヘッドエンドから，利用者の家庭のデコーダ
へ，または利用者の家庭に直接，たとえば，衛星または
地上放送局を介して，送信され，そして，利用者のテレ
ビ，コンピュータまたは他の設備と両立するフォーマッ
トをもつ出力データを与えるために，デコーダにより処
理される。
【０００４】テレビまたは他のデータは，種々の方法に
よりヘッドエンドにより得ることができる。たとえば，
ヘッドエンドは，磁気テープのような磁気記憶媒体，ま
たはコンパクトディスク，デジタルビデオディスク，ま
たはレーザーディスクのような光学的な記憶媒体に記憶
された，デジタルテレビ番組または他のデータのローカ
ルライブラリーをもつことができる。ヘッドエンドはま
た，たとえば，衛星配給ネットワーク，地上放送局ネッ
トワーク，またはマイクロ波配給ネットワークを含む送
信ソースから，デジタルテレビまたは他のデータを受信
できる。
【０００５】ビデオまたは他のデータ信号の各フレーム
は，ビデオエンコーダが信号と同期でき，適切な圧縮お
よび符号化ができるように，タイミング，またはクロッ
ク情報を含む。同期損失が，多数の要因によりビデオエ
ンコーダで生ずることは問題である。たとえば，生のテ
レビ放送から予め記憶された映画といるふうに，データ
ソースの変化が同期損失をもたらし，そのため送信され
たデータストリームにおいて，望ましくない視覚的また
は他のアーティファクトが生じる。さらに，データ記憶
媒体内の欠陥または送信チャネルにおけるノイズによる
データの欠落が同期損失となる。
【０００６】さらに，データソースの変化が，ビデオク
ロックレートにおける変化により生じる。たとえば，HD
TVフォーマットである，1920の水平画素×1080の活動ビ
デオ線×飛び越し走査当たり30のフィールド（たとえ
ば，フィールド当たり540の活動ビデオ線）は74.25Mhz
のクロックをもつが，1920の水平画素×1080の活動ビデ
オ線×飛び越し走査当たり29.97のフィールド（たとえ
ば，フィールド当たり540活動ビデオ線）は74.175Mhzの
クロックをもつ。これらHDTVフォーマットは，“多重画
像レートのための，テレビ用の提案SMPTE標準-1920×10
80走査およびアナログおよびパラレルデジタルインター
フェイス”と題する文献AMPTE274Mに議論されている。
エンコーダが，新しいビデオクロックと再同期すること
は難しい。
【０００７】さらに，入力データ信号を受信するデータ
バッファが，受信データの符号化および送信が行われな
いことから，同期損失の間にオーバーフローする。
【０００８】したがって，同期損失の間に，データエン
コーダ/コンプレッサに入力されるビデオまたは他のデ
ータフレームのシーケンスを処理するシステムを提供す
ることが望ましい。そのシステムは，ブラックまたは予
め記憶したデータのような置換データを，前同期損失デ
ータフレームと同期したデータコンプレッサに，同期が
再度確立するまで与える。たとえば，ビデオデータのフ
レームに対して，ブラックフレームがコンプレッサに与
えられ得る。
【０００９】システムは，前同期損失フレームに対する
後同期フレームのクロックレートにおける変化を調整し
なければならない。
【００１０】システムは，さらに，前同期損失フレーム
と同期または非同期のいずれかである後同期フレームを
調整しなければならない。
【００１１】システムは，同期の確立に続き，かつコン
プレッサへの新しいデータフレームの通信の前の期間の
間，必要に応じて，ヌル信号をコンプレッサに与えなけ
ればならない。
【００１２】システムは，同期損失の間，オーバーフロ
ーを避けるために，データエンコーダのバッファの充満
レベルを管理しなければならない。
【００１３】本発明は，上記および他の利点をもつシス
テムを提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は，同期損失の間
に，データ・エンコーダで，ビデオまたは他のデータフ
レームのシーケンスを処理する方法および装置に関す
る。
【００１５】ビデオまたはデータエンコーダでの，入力
データの同期損失の間に，本発明は，必要なときに，置
換データを発生することにより，完全なデータフレーム
のみを，エンコーダのコンプレッサに与える。完全なデ
ータフレームのみを与えることにより，不所望なデータ
アーティファクトが避けられる。同期損失は，エンコー
ダのデータソースが切り替えられるときに生じるであろ
う。
【００１６】たとえば，同期損失がエンコーダに入力さ
れる，特定のデータフレームの中央で検出されるなら
ば，フレームの残りは，フレームの初期のデータと同期
する置換データでもって完成する。さらに，置換データ
の完全な“クリーン”なフレームが，同期回復が観測さ
れ，フィールドまたはフレームチェックが，新しい，後
同期損失のデータにおいてなされ，同期回復の信頼性を
得るまで，特定のデータフレームに続き，さらにその特
定のフレームと同期して，コンプレッサに与えられる。
【００１７】後同期損失データが前同期損失データと同
期しないならば（すなわち，異なる時間ベースが存在す
ると），最後の置換フレームの後で，かつフィールドま
たはフレームチェックが行われるフレームの後で，後同
期損失フレーム前に，ヌル信号をコンプレッサに与える
必要がある。後同期損失フレーム対前同期損失フレーム
における異なるフレームおよびビデオクロックレートが
自動的に明らかになる。
【００１８】本発明にしたがって，データエンコーダに
入力されるデータのフレームを，入力データフレームと
エンコーダとの間の同期の損失が観測されたときに，処
理される方法が：同期損失を検出するために，入力デー
タフレームをモニターする工程と；同期損失前に，エン
コーダのデータコンプレッサに，入力データフレームの
前同期損失入力データを与える工程と；同期損失が検出
されたときに，前同期損失入力と同期して，置換データ
をデータコンプレッサに与える工程と；含む。
【００１９】入力データフレームのモニターは同期回復
を検出するために続き；入力データフレームの後同期損
失入力データは，同期回復が検出された後で，かつ置換
データを含む最後のフレームがデータコンプレッサに与
えられた後に，データコンプレッサに与えられる。
【００２０】入力データフレームは，データコンプレッ
サを含むことができ，置換データを含むどれかはブラッ
クビデオデータ（必要なときに，リアルタイムで発生す
る）を含むことができる。
【００２１】置換データは，メモリー内に予め記憶する
ことができる。たとえば，最後の前同期損失フレーム
は，予め記憶され，コンプレッサへと通信され得る。ビ
デオの適応例において，見る者は，最後の良好なビデオ
フレームを，たとえばブラックフレームではなく，いく
つかの他のデファクトビデオフレームを見ることができ
る。しかし，付加的なメモリーは必要ない。
【００２２】同期損失は，活動ビデオフィールドの開始
（SAV）および／または前同期損失入力データのビデオ
線の活動ビデオシールドの終わり（EAV）をモニターす
ることにより検出することができる。
【００２３】本方法は，同期損失を検出するために，前
同期損失入力データと関連する入力クロックデータをモ
ニターする工程を含むことができる。
【００２４】同期損失入力データおよび置換データを含
む第一の完全なフレームが，同期損失がフレームの中央
（たとえば，フレームの開始の後であるが，終了前）で
生じるとき，データコンプレッサに与えられ得る。第一
の完全なフレームの後に，同期回復は検出され，新しい
後同期損失フレームが得られるまで，入力データの代わ
りに置換データを含む一つ以上の完全フレームが続く。
【００２５】フィールドまたはフレームチェックが，後
同期回復フレーム（同期回復が最初に検出された後に，
後同期損失入力データの最初または後の全フレームであ
る）において行われ，続くフレーム（“後チェックフレ
ーム”という）（後同期回復フレームの後の，後同期損
失入力データの最初のフレームである）は，つぎにデー
タコンプレッサに与えられる。さらに，ヌルデータのシ
ーケンスが，最後の置換フレームがデータコンプレッサ
に与えられた後で，かつ後チェックフレームがデータコ
ンプレッサに与えられるまで，データコンプレッサに与
えられ得る。
【００２６】本方法は，さらに，入力データフレームを
バッファに格納する工程と；同期回復が検出された後
で，かつ後チェックフレームの開始前に，バッファリセ
ット信号を与える工程を含むことができる。バッファリ
セット信号は，システムを再初期化するために，バッフ
ァポインターをリセットするために使用される。
【００２７】本方法は，さらに，同期回復を検出するた
めに，後同期損失入力データと関連する入力クロック信
号をモニタリングする工程を含むことができる。
【００２８】後同期回復フレームの最初の全フレームま
たはフィールドが多数のビデオ線，活動ビデオの開始
（SAV）または活動ビデオの終わり（EAV）を有する線の
少なくともいくつかを含むときに，本方法は，さらに，
後同期回復フレームの最初の全フレームにおいて，その
SAVまたはEAVフィールドをモニタリングすることによ
り，フィールドまたはフレームチェックを実行する工程
を含むことができる。
【００２９】対応する装置も提供される。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明は，同期損失の間に，デー
タエンコーダでビデオまたは他のデータフレームのシー
ケンスを処理するための方法および装置に関する。
【００３１】図１は本発明にしたがったビデオエンコー
ダを示す。符号100で一般的に示されたビデオエンコー
ダがローカルライブラリーまたは送信チャネルから受信
したデジタル画素サンプルを処理する。画素サンプルは
動き補償および推定を使用した圧縮され，つぎに送信ま
たは続く記憶のために量子化され，符号化される。図１
において，エンコーダ100は，ビデオソースA110かビデ
オソース115かの二つの異なるビデオソースからの画素
サンプルを，スイッチ120の位置にしたがって受信する
ことを示している。たとえば，エンコーダ100はテレビ
システムのケーブルのヘッドエンドにおいて使用され，
ビデオソースAおよびBは，磁気テープまたは光学ディス
クのようなデジタルデータ記憶媒体を含んでもよい。
【００３２】これに替え，またはこれに加え，エンコー
ダは，衛星ネットワークのような送信チャネルからデジ
タルデータを受信し得る。さらに，受信したデータは，
ビデオ，オーディオ，および／または他のデータを含む
ことができる。本発明はとくに，ビデオデータとともに
使用することに適してはいるが，しかしどのフレーム化
されたデータフォーマットでも使用できる。
【００３３】上述したように，受信した，フレーム化デ
ータストリームとデータエンコーダとの間の同期損失
が，図１に示されたビデオソースにおける変化，または
データの欠落を含む，いくつかの要因により生じる。エ
ンコーダ100により受信した画素データは，SMPTE274Mま
たは260M標準（たとえば，1920×1080の画素の飛び越し
走査），またはSMPTE296（たとえば，1280×720の画素
漸進走査）に対応するHDVTフォーマットを有し得る。図
６および７と関連して，以下で説明するように，画素デ
ータの各フレームはかなりのビデオ線を含み，各線は活
動ビデオフィールドの開始（SAV），および活動ビデオ
フィールドの終わり（EAV）を含む。これらフィールド
またはデータシーケンスの特定のフォーマットは，前述
のSMPTE標準で議論されている。
【００３４】入力ビデオプロセッサ125が，受信したデ
ータフレームと同期するために，SAVおよびEAVシーケン
スのいずれか，または両方を検出する。SAVおよびEAVフ
ィールドの出現の頻度は，受信したデータの線レートに
対応する。入力ビデオプロセッサ125は，SAVおよび／ま
たはEAVシーケンスが，予想時間で検出されないとき，
またはSAVおよびEAVフィールドのビットが誤りであると
き，同期損失を宣言する。同期損失が検出されると，入
力ビデオプロセッサ125は，制御信号，SYNE LOSSをフ
ォーマッタ135に与える。入力データはまた，同期損失
が宣言されるかどうかにかかわらず，プロセッサ125か
ら先入れ先出し（FIFO）バッファ130に与えられる。プ
ロセッサ125はまた，図２，３および５に関連して以下
で説明するように，制御データおよびFIFOリセット信
号，FIFO RSTを与える。
【００３５】入力ビデオプロセッサ125はまた，入力ビ
デオと関連するクロック信号，CLKを受信し，CLKをフェ
ーズロックループ（PLL）145に与える。CLKの連続した
パルスは，たとえば74.175Mhzまたは74.25Mhzでビデオ
サンプルクロックを形成する。PLL145は，ロック状態が
検出されるように，CLKと同期するために，従前の方法
で作動する。PLL145は，CLKに対応するビデオクロック
信号，VIDEO CLKにそって，制御信号，PLL LOSSをロッ
ク状態が存在するかどうかを指定するフォーマッタ135
へ送る。PLL145がロックされないと，PLL LOSSは論理的
に真である一方で，PLL LOSSは，PLL145がロックされる
と，論理的に偽である。
【００３６】フォーマッタ135は，バッファ130から入力
データを，プロセッサ125からSYNC LOSS信号を，PLL145
からPLL LOSS信号を受信する。フォーマッタ135はま
た，制御信号をバッファ130に与え，そしてスイッチを
起動するために選択信号を与える。スイッチ140は，タ
ーミナル141で入力ビデオデータを，またはターミナル1
42でブラックビデオ信号を，またはターミナル143でヌ
ル（たとえば，ゼロ）ビデオ信号を選択できる。ターミ
ナル142で必要なときに，ブラックビデオリアルタイム
を発生する代わりに，たとえば，同期損失の前に直近の
ビデオフレームを含む，予め記憶されたデータが提供さ
れ得ることに注意されたい。しかし，異なるメモリー構
造が，予め記憶されたデータを与えるために要求され
る。用語“置換データ”は，同期損失の間に，コンプレ
ッサに与えられるブラックまたは予め記憶されたデータ
を示すために，ここで使用される。用語“予め記憶され
た”は，必要なときに，リアルタイムを発生するのでは
なく，必要とされる前に，記憶されているデータを指定
するために，ここで使用される。
【００３７】スイッチ140からのデータ出力は，フォー
マッタ135から，データコンプレッサ150（たとえば，CA
TVネットワークを介した利用者の家庭への送信に対し
て，圧縮されたデータストリームを与える在来の圧縮技
術を実行する）へと与えられる。
【００３８】フォーマッタ135は，入力ビデオフレーム
と同期して，ターミナル142でブラックビデオフレーム
を与えるための，既知の回路を含むことができる。ブラ
ックバースとしても知られるブラックフレームのシーケ
ンスが，どの活動ビデオ情報を含まない。たとえば，NT
SCビデオに対して，0.357Vのブラックレベルを使用する
ことができる。ブラックビデオフレームは同期損失の前
に入力ビデオフレームと同期し，新しい後同期損失フレ
ームが利用可能となるまで，前同期損失タイミングを使
用して，コンプレッサに与えられる。必要なときに，ブ
ラックフレームをリアルタイム発生させることができ
る。
【００３９】図２は本発明にしたがった，同期損失の間
の飛び越し走査ビデオ入力およびコンプレッサ入力時間
線を示す。符号200により示された時間線が，第一の連
続した方法で，基準点0，t1，および2t1と，および
0’，t2，および2t2，3t2と伸びている。ビデオ入力時
間線210は連続した垂直同期（VSYNC）信号，フレーム同
期（FSYNC）信号，および水平同期（HSYNC）信号を含
む。FSYNCビデオフレームの開始を指定するが，VSYNCは
飛び越しビデオに対する各フィールドの開始を指定し，
HSYNCは各ビデオ線の開始を指定する。たとえば，1920
×1080の画素飛び越し走査フォーマットに対し，フィー
ルド当たり540の活動ビデオ線およびフレーム当たり二
つのフィールドがある。HSYNCフィールドの実際の数は
示したものよりも多い。
【００４０】時間線230は，信号PLL LOSSの状況を示
し，ここで高い値は，PLL LOSSが偽であることを示し，
低い値はPLL LOSSが真であることを示す。時間線240
は，信号SYNC LOSSの状況を示し，ここで高い値は，SY
NC LOSSが偽であることを示し，低い値はSYNC LOSSが
真であることを示す。時間線260が，信号FIFO RSTの状
況を示し，ここで高い値は，FIFO RSTが偽であること
を示し，低い値はFIFO LOSSが真であることを示す。従
って，図２，３および図５において，PLL LOSS，SYNC
LOSSおよびFIFO RSTは活動低信号である。
【００４１】時間線280が図１のコンプレッサへの入力
を示す。コンプレッサ280はコンプレッサ125へのビデオ
入力210に対応するが，ここで，フォーマッタ135および
コンプレッサ150への移動の前に，バッファ130内への入
力ビデオの記憶のために，一つフィールドの遅延があ
る。破線201および202により示された時間の間に，コン
プレッサ入力280は，遅延したビデオ入力に対応する。
すなわち，0の時に開始するビデオ入力210のフレーム
は，0.5t1の時の，コンプレッサ入力280でのフレームに
対応する。
【００４２】破線202により示された時に，PLL LOSS230
およびSYNC LOSS240は，偽から真へ移行い，ビデオ信
号210においてPLL損失および同期損失を示す。この時点
で，フォーマッタ135のスイッチ140は起動して，ブラッ
クビデオをコンプレッサへ入力する。
【００４３】ビデオ入力210は破線202および203の間の
時間の間，同期でなくなる。0’の時にPLLの回復に続く
ビデオ入力の次のフレームの開始において，フィールド
チェックが始まる。フィールドチェックの間，各ビデオ
線のSAVおよび／EAVフィールドはビデオフィールド（た
とえば，540の活動ビデオ線）の期間，それが確実に正
しくなるようにモニターされる。フィールドチェック
は，一フィールドより少なく，または所望ならば，それ
以上の間続けることができる。しかし，フィールドチェ
ックの期間は，同期が確実に回復したとするのに十分な
ものとすべきである。フィールドチェックが，破線204
により示された時間で，良好に完了すると，SYNC LOSS
は真から偽に移行する。フィールドチェックは，0.5t2
の時の直前に良好に完了する。0’から0.5t2の期間のフ
ィールドは，SYNC LOSSにより示された，同期回復の後
の最初の全フィールドであるので，“後同期回復フィー
ルド”という。
【００４４】破線204でのSYNC LOSSの移行に続き，FIF
O RSTは高い値から低い値に，そして高い値に移行し，
これによりバッファポインターが初期化される時に，バ
ッファ130のリセット状態が示される。FIFO RSTの移行
が，SYNC LOSS移行の直後に生ずることが示されている
が，FIFO RSTの移行は，一般的に，SYNC LOSSの移行
の後（0.5t2の時の直前）であるが，次のフレームの開
始前のどこか（t2の時）で生じる。
【００４５】また，SYNC LOSSが高い値から低い値に移
行するとき，コンプレッサへ通信されるブラックビデオ
フレームの完了のときに，フォーマット135のスイッチ1
40は起動して，ヌルビデオ信号をコンプレッサへ出力す
る。このようにして，同期損失および同期回復の間に，
コンプレッサに与えられるどのデータも完全なフレーム
として与えられる。または，完全なブラックフレーム
が，後同期損失入力ビデオフレームの開始と重なること
から，与えられ得ないとすると，ヌル信号が，ブラック
フレームの終わりの後ではあるが，後同期損失入力ビデ
オフレームの前に与えられる。ヌル入力は，バッファリ
セット後の最初の入力ビデオフレーム（たとえば，t2の
時に開始するビデオ入力フレーム）の選択がフォーマッ
タ135にとって利用できるものとなるまで，続く。この
後チェックフレームが，フォーマッタ135で利用可能と
なると，スイッチ140は起動して，入力ビデオデータを
コンプレッサに通信する。したがって，破線208により
示された時刻（たとえば，1.5t2）で，コンプレッサ
は，t2の時にビデオ入力210に対応するビデオフレーム
を受信し，圧縮を開始する。
【００４６】後同期損失フレームは，前同期損失フレー
ムとは異なる，フレームレート，および／または異なる
ビデオクロックレートを有することができることに留意
すべきである。また後同期損失フレームは，前同期損失
フレームと同期（同じ時間ベースを使用して）または非
同期（異なる時間ベースを使用して）することができ
る。同期に対して，0，t1，および2t1により表された時
刻線部分は0’，t2，2t2，および3t2により表される時
間線部分とつながる。したがって，コンプレッサへのヌ
ル入力の期間は変化してもよいし，全く変化しなくとも
よい。同じフレーム時間ベースをもつ前および後同期損
失フレームに対して，後チェックフレームが，最後のブ
ラックフレームの終わりにすぐさま続くので，ヌル入力
は必要とされない。
【００４７】図３は，本発明にしたがった，同期損失の
間の漸進走査ビデオ入力およびコンプレッサ入力時間線
を示す。時間線300は，0，t1，2t1により示された第一
の連続部分および，0’，t2，2t2，および3t2により示
された第二の連続部分を含む。ビデオ入力時間線310
は，かなりのフレームを含み，ここで各フレームの開始
はFSYNC信号により示され，フレームの各線は対応するH
SYNC信号を有する。 PLL LOSS時間線330，SYNC LOSS
時間線340，FIFO RST時間線360およびコンプレッサ入
力時間線380もまた示されている。コンプレッサ入力380
は，ビデオ入力310に対応し，ここで，フォーマッタ135
およびコンプレッサ150への移動の前に，バッファ130内
への入力ビデオの記憶のために，一つフィールドの遅延
がある。たとえば，時刻t1のコンプレッサ入力フレーム
380は0の時のビデオ入力フレームに対応する。
【００４８】破線303により示された時に，PLL LOSSお
よびSYNC LOSSは高い値から低い値に移行し，これによ
りビデオ入力の同期損失を示す。この時点で，フォーマ
ッタ135のスイッチ140は起動して，コンプレッサに対し
ブラック入力を選択する。
【００４９】破線304により示された時刻で，PLL LOSS
は高い値から低い値に移行し，CLKがPLL145により回復
されたことを示す。つぎに，0’の時（PLL回復に続く次
のフレーム，たとえば，“後同期回復フレーム”の開始
に対応する）において，フレームチェックが行われる。
破線305により示された時に，フレームチェックは良好
に完了し，t2の時のフレームの開始の直前に，SYNC LO
SSは低い値から高い値に移行し，同期が回復されたこと
が示される。FIFO RST360は，時刻305でのSYNC LOSSの
移行の直後でのリセットを締めＳ。というのは，リセッ
トは，t2の時の次のフレームの開始前に行われなければ
ならない。FIFO RSTはバッファポインターを再初期化
する。また，SYNC LOSSが低い値から高い値に移行した
ときに，コンプレッサへ通信されるブラックビデオフレ
ームの終わりで，フォーマッタ140のスイッチ140は起動
し，時刻2t2までヌルビデオ入力を選択する。後チェッ
クフレームがコンプレッサで利用可能となると，スイッ
チ140は起動して，入力ビデオデータをコンプレッサに
通信する。とくに，ビデオ入力の後チェックフレーム
（t2で開始する）はコンプレッサ入力380として，2t2の
時に通信される。
【００５０】図４は本発明にしたがった同期損失の間，
処理フローチャートを示す。図１においても示されてい
るように，ボックス405において，ビデオクロックCLKは
入力ビデオプロセッサ125により検出され，そしてPLL損
失を検出するためにPLL145に与えられる。PLL145は対応
する制御ワード，PLL LOSSをセットする。ボックス415
において，PLL LOSSが真であるとき，処理の流れはボッ
クス405へ戻る。しかし，PLL LOSSが偽であるとき，制
御ワードSYNC LOSSはボックス420で真に等しいとセッ
トされ，これによりエンコーダの同期損失を示す。
【００５１】PLL145がボックス410において，入力ビデ
オ信号に関連したクロック信号をモニターする一方で，
入力ビデオプロセッサ125もまた同期損失を検出するた
めに，SAV／EAVフィールドをモニターする。ボックス42
5において，SYNC LOSSが真であると，ブラック入力
は，ボックス440において，コンプレッサに対して選択
される。もしSYNC LOSSが偽であると，ボックス430に
おいて，入力ビデオの選択が続き，ボックス410におい
て，SAV／EAVフィールドのモニターが続く。したがっ
て，本発明は，入力ビデオ信号の同期損失を決定する二
つの方法を提供する。ボックス445において，PLL LOSS
が依然として真であると，ブロック入力の選択はボック
ス440で続く。しかし，PLL LOSSがもはや真でなくなる
と，ボックス455において，フィールドまたはフレーム
チェックが入力ビデオの次のフレームの開始時で行われ
る。とくに，漸進走査入力ビデオに対して，フレームチ
ェックがPLL LOSSの移行に続く次のフレームの開始時
で，行われる一方で，飛び越し走査された入力ビデオに
対して，フィールドチェックが，PLL LOSSの移行に続く
次のフレームの開始時で，行われる。ボックス480にお
いて，フィールドまたはフレームチェックが良好である
と，SYNC LOSSは偽に等しいとセットされる。
【００５２】任意に，PLL LOSSの移行に直に続く次のフ
ィールドにおいて，フレームの第一または第二のフィー
ルドであるかどうかに関わりなく，フィールドチェック
を行うことが可能である。
【００５３】ボックス450において，SYNC LOSSが偽で
ないと，ブラック入力の選択は，ボックス440において
続く。 一般的に，図２および３にも示されているよう
に，PLL LOSSが低い値から高い値に移行した後の時間お
よびSYNC LOSS移行が高い値から低い値に移行する時が
ある。この時間は，CLKの回復と，フィールドまたはフ
レームチェックの完了との間の遅延を示す。とくに，破
線203と204との間の時間の間，ボックス450からボック
ス440への経路がたどられる。同様に，図３において，
破線304と305との間の時間の間，ボックス450からボッ
クス440への経路がたどられる。
【００５４】しかし，図２の破線204，または図３の破
線305により示された時に，SYNC LOSSは真から偽へ移
行し，処理の流れはボックス460および470で続く。ボッ
クス460において，ブラック入力の選択は，現在のブラ
ックフレームの終わりまで，コンプレッサへの通信のた
めに，続く。ボックス490において，ヌル入力は，最後
の完全なブラックフレームの終わりの後，後チェックフ
レーム（すなわち，フィールドまたはフレームチェック
が行われた後同期回復フィールドまたはフレームに続く
フレーム）がコンプレッサへ通信されるまで，選択され
る。フォーマッタ135のスイッチ140は起動し，この最初
の後フィールドまたはフレームチェックビデオフレーム
をコンプレッサへと通信し始める。ボックス470におい
て，FIFO RSTは，SYNC LOSSが偽に移行した後ではあ
るが，入力ビデオの次のフレームの開始時の前にセット
される。
【００５５】ボックス490において，ヌルビデオ入力を
選択する期間は変化することができることに留意された
い。図２および３に示されているように，コンプレッサ
入力は，入力ビデオ，ブラックビデオ，入力およびブラ
ックビデオの組み合わせ，またはヌル入力からなる完全
なフレームである。
【００５６】また，ボックス410において，SAVおよび／
またはEAVは入力ビデオ信号でモニターされることに留
意されたい。SAVおよびEAVフィールドは，識別され得る
所定のビットのシーケンスを含み，フィールドは各ビデ
オ線において特定の位置に定められる。したがって，入
力ビデオプロセッサ125は，SAVおよびEAVビットが予想
のビットと整合しないとき，またはSAVおよびEAVが各ビ
デオ線の予想位置にないときに，フィールドSYNC LOSS
を真にセットすることができる。以下で図６および７に
関連してさらに説明する。
【００５７】図５は，本発明にしたがってフレームタイ
ミングに変化がない，複数の短期間の同期損失の間の飛
び越し走査ビデオ入力およびコンプレッサ入力時間線を
示す。図２はPLL損失のある飛び越し入力ビデオの場合
を示し，図３は漸進走査ビデオおよびPLL損失のある場
合を示し，図５は同期損失はあるが，PLL損失のない飛
び越し走査ビデオの場合を示す。この場合は，入力ビデ
オプロセッサが，予想の位置にSAVおよびEAVフィールド
を検出できないが，その一方でPLL145がCLKを検出し続
けるときに，現れ得る。時間線500が三つの分離した連
続部分をもって示されている。第一の部分は，時刻イン
デックス0およびt1を含むが，第二の部分は時刻インデ
ックス0’およびt2を含み，第三の部分は時刻インデッ
クス0”，t3，2t3，3t3を含む。フレームタイミングに
変化がないので，時間線部分のそれぞれは，他のものと
同期する。
【００５８】図２，３および５のいずれにおいても，分
離した連続時間線は異なるフレームレート，または同じ
フレームレートを表すことができる。本発明は自動的に
フレームレートの変化を示す。
【００５９】ビデオ入力510，PLL LOSS時間線530，SYNC
LOSS時間線540，FIFO RST時間線560およびコンプレ
ッサ入力時間線580が示されている。破線502により示さ
れた時刻において，PLL LOSSは高い値から低い値に移行
し，同期損失を示し，コンプレッサ入力は，フォーマッ
タ135のスイッチ140にしたがって，すぐに入力ビデオを
ブラック入力へ切り替える。破線504により示された時
刻において，ビデオ入力のSAVおよびEAVフィールドは入
力ビデオプロセッサ125により再度検出される。しか
し，再同期が直ちに宣言されない。そのかわり，0’の
時の次のビデオフレームの開始時で開始すると，フィー
ルドチェックが開始する。破線506により示された時
に，フィールドチェックがうまく完了した後にのみ，SY
NC LOSSは低い値から高い値に移行し，入力ビデオ信号
とエンコーダとの再同期を示す。SYNC LOSSに移行に続い
て，t2の時の次のビデオフレームの開始時の前に，FIFO
RSTはバッファポインターのリセットを示す。t2の時
の入力ビデオフレーム開始（たとえば，後チェックフレ
ーム）は，スイッチ140が起動したとき，一フィールド
の遅延の後，たとえば1.5t2の時にコンプレッサへ通信
される。
【００６０】入力ビデオは，更なる同期損失が検出され
ない限り，コンプレッサに与えられ続く。しかし，この
例において，他の同期損失が，破線512により示された
時に，入力ビデオプロセッサ125により検出される。こ
のとき，スイッチ140は再度起動し，ブラックビデオを
コンプレッサに通信し始める。また，ブラックビデオ
は，再同期が検出され，フィールドチェックがうまく行
われ，FIFOバッファリセットが行われ，そして最初の全
後フィールドチェックフレームがコンプレッサに対して
利用できるようなとき，たとえば1.5t3の時まで，コン
プレッサへ入力される。t3の時のビデオ入力510のフレ
ーム（たとえば，他の後チェックフレーム）は1.5t3の
時のコンプレッサ入力のフレームに対応する。
【００６１】とくに，他のフィールドチェックが，他の
後同期回復フィールドにおいて0”の時に開始し，0.5t3
の時の直前の，破線514により示された時に完了する。F
IFO RST信号は，SYNC LOSSが高い値から低い値へ移行し
た後で，t3の前のリセットを示す。
【００６２】一般的に，本発明にしたがって，コンプレ
ッサへの入力は，最新の確かな同期入力ビデオと同期す
る。さらに，後同期損失フレームがビデオ入力の前同期
損失と同期しているかどうかにかかわらず，コンプレッ
サは，同期した入力ビデオまたはブラックビデオを受信
し，または全くデータを受信しない。したがって，圧縮
したビデオにアーチファクトが存在することは，部分的
なフレームもコンプレッサにより受信されないので避け
られる。また，本発明は，オーディオおよび他のデータ
を含む，データの非ビデオフレームと一緒に使用するの
に適している。
【００６３】図６は，本発明に使用するサンプルビデオ
フレームを示す。符号600で示されたビデオフレームが
第一および第二のフィールド垂直空白線605および650を
それぞれ含む。各フィールドは多くのビデオ線を含む。
たとえば，フレーム600の各フィールドは540の活動ビデ
オ線を含むことができる。第一のフィールド垂直空白線
605は補助データが続くEAVフィールドを含む。つぎに，
第一のフィールド610の第一の活動ビデオ線610はEAVフ
ィールドを含み，その後に，補助データ，SAVフィール
ド，および画素データが続く。たとえば，画素データの
線が，HDTVフォーマットに対して，1280または1920の活
動画素サンプルを含むことができる。線610と同様の539
の付加線が，線610に続く。
【００６４】第二のフィールド垂直空白線650はEAVフィ
ールドを含み，その後に補助データ，SAVフィールド，
さらに補助データが続く。次の，第二のフィールドの第
一の活動ビデオ線655はEAVフィールドを含み，その後に
補助データ，SAVフィールド，および画素データが続
く。線655と同様の539の付加線が線655の後に続く。フ
レーム600の最後の線である線670はEAVフィールドを含
み，その後に補助データ，SAVフィールド，さらに補助
データが続く。
【００６５】図１に関連して説明したように，EAVおよ
び／またはSAVフィールドは，入力ビデオの同期損失ま
たは回復を検出するために，入力ビデオプロセッサ125
により検出され得る。
【００６６】図７は本発明とともに使用するサンプルビ
デオを示す。フレームの各画素データ線740は連続した
サンプルフィールドを含む。さらに，関連したクロック
信号705が，画素サンプルフィールド715，725，735，74
5および755にそれぞれ対応するクロックパルスCLK710，
720，730，740および750を含む。CLKパルスは，入力ビ
デオ信号のクロックレートを決定するために，図２のク
ロック検出器208により検出される。
【００６７】各画素サンプルフィールド715，725，73
5，745および755は輝度画素データおよび補間色画素デ
ータを含む。
【００６８】図１に関連して説明したように，CLK信号
は，入力ビデオの同期損失または回復を検出するため
に，PLL（回路）145により検出され得る。さらに，同期
損失および回復検出に加え，SAV／EAVフィールドを使用
することが可能である。両技術を使用することで，同期
回復の信頼性が改良される。
【００６９】本発明が，同期損失の間に，データエンコ
ーダにおいて，ビデオまたはデータフレームのシーケン
スを処理する方法および装置を提供することは分かるで
あろう。同期損失が検出されると，ブラックまたは予め
記憶したフレームが，再同期が確立するまで，前同期損
失フレームと同期するように与えられる。ヌルデータ
は，後同期損失フレームが前同期損失フレームと同期し
ないときに，必要ならば与えられる。部分的なフレーム
とともに生じるかもしれないアーティファクトを避ける
ために，完全なビデオフレームとしてのみ，データがコ
ンプレッサに与えられる。
【００７０】システムは，前同期損失フレームに関し，
後同期損失フレームのクロックレートおよびフレームレ
ートの変化を調整する。システムはまた，前同期損失フ
レームとともに，同じ時間ベース（たとえば，同期），
または異なる時間ベース（たとえば，非同期）の後同期
損失フレームを調整する。
【００７１】本発明はいろいろな特定の実施例に関連し
て説明されているが，当業者には，特許請求の範囲に記
載された本発明の思想および範囲から逸脱することな
く，種々の適応，修正がなし得ることは分かるであろ
う。
【００７２】たとえば，本発明はビデオデータフレーム
に関連して図示されているが，フレームにされてデータ
とともに使用するのに適している。さらに，同期損失の
間，コンプレッサに与えられる置換データの特定のタイ
プは，ブラックビデオ，予め記憶されたビデオ，または
バーチャル的に他のタイプのデータを含むことができ
る。オーディオデータに対して，置換データは固定され
たトーンまたはオーディオミューとを含むことができ
る。さらに，置換データの代わりに，ヌルデータを与え
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明にしたがったビデオエンコーダを
図示する。
【図２】図２は本発明にしたがった同期損失の間の，飛
び越し走査ビデオ入力およびコンプレッサ入力時間線を
図示する。
【図３】図３は本発明にしたがった同期損失の間の，漸
進走査ビデオ入力およびコンプレッサ入力時間線を図示
する。
【図４】図４は本発明にしたがった同期損失の間の処理
のフローチャートを示す。
【図５】図５は，本発明にしたがって，フレームタイミ
ングにおいて変化のない，多数の短期間の同期損失の間
の，漸進走査ビデオ入力およびコンプレッサ入力時間を
図示する。
【図６】図６は本発明と一緒に使用するサンプルビデオ
フレームを図示する。
【図７】図７は本発明と一緒に使用するサンプルビデオ
線を図示する。
【符号の説明】
100 データエンコーダ 110 ビデオソース 115 ビデオソース 125 入力ビデオプロセッサ 130 バッファ 135 フォーマッタ 145 PLL 150 コンプレッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598045380 101 Ｔｏｕｒｎａｍｅｎｔ Ｄｒｉｖｅ Ｈｏｒｓｈａｍ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎ ｉａ，Ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ ｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ヴィッキー・ビー・カク アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ，ストニー・クリーク・ロード13559

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力データフレームとエンコーダとの間の
    同期損失が検出されたとき，データエンコーダに入力さ
    れるデータフレームを処理する方法であって，入力デー
    タフレームを，その同期損失を検出するために，モニタ
    ーする工程と，同期損失の検出前に，入力データフレー
    ムの前同期損失データをエンコーダのデータコンプレッ
    サに与える工程と，同期損失が検出されたとき，置換デ
    ータを，前同期損失入力データと同期してデータコンプ
    レッサに与える工程と，入力データフレームを，その同
    期の回復を検出するために，モニターする工程と，同期
    回復が検出された後で，かつ置換データを含む最後のフ
    レームがデータコンプレッサに与えられた後に，入力デ
    ータフレームの後同期損失入力データをデータコンプレ
    ッサに与える工程と，を含む方法。
  2. 【請求項２】入力データフレームはビデオデータからな
    り，前記置換データはブラックビデオデータからなる，
    請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】入力データフレームはオーディオデータか
    らなる，請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記置換データは予め記憶されている，請
    求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】前同期損失入力データが，複数のビデオ線
    であって，その線の少なくともいくつかが活動ビデオフ
    ィールドの開始（SAV）または活動ビデオフィールドの
    終わり（EAV）を有するところのビデオ線からなり，さ
    らに，SAVまたはEAVのフィールドを，同期損失を検出す
    るためにモニターする工程を含む，請求項１，２または
    ４に記載の方法であって，
  6. 【請求項６】さらに，前同期損失入力データと関連した
    入力クロック信号を，同期損失を検出するために，モニ
    ターする工程を含む，請求項１ないし５の何れかに記載
    の方法。
  7. 【請求項７】前同期損失入力データおよび置換データか
    らなる最初の完全なフレームがデータコンプレッサに与
    えられる，請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】前記最初の完全なフレームの後に，入力デ
    ータに替え，置換データからなる少なくとも一つの完全
    なフレームが続く，請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】さらに，後同期回復フレームで，フィール
    ドまたはフレームチェックを行う工程と，後チェックフ
    レームをデータコンプレッサに与える工程と，を含み，
    後同期回復フレームは，同期回復が最初に検出された後
    の，後同期損失入力データの全フレームであり，後チェ
    ックフレームは，後同期回復フレームの後の，後同期損
    失入力データの最初のフレームである，ところの請求項
    １ないし９のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】さらに，前記最後のフレームがデータコ
    ンプレッサに与えられた後で，かつ前記後チェックフレ
    ームがデータコンプレッサに与えられるまでに，ヌルデ
    ータシーケンスをデータコンプレッサに与える工程を含
    む，請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記前同期損失入力データは，前記後同
    期損失入力データと同期する，請求項１０に記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】さらに，入力データフレームをバッファ
    に格納する工程と，同期回復が検出された後で，かつ後
    チェックフレームの開始前にバッファリセット信号を与
    える工程を含む，請求項９ないし１１のいずれかに記載
    の方法。
  13. 【請求項１３】さらに，後同期回復フレームに関連する
    入力クロック信号を，同期回復を検出するために，モニ
    ターする，請求項９ないし１２のいずれかに記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】前記後チェックフレームが，複数のビデ
    オ線であって，その線の少なくともいくつかが活動ビデ
    オフィールドの開始（SAV）または活動ビデオフィール
    ドの終わり（EAV）を有するところのビデオ線からな
    り，さらに，SAVまたはEAVのフィールドをモニターする
    ことにより，前記後同期回復フレームでフィールドまた
    はフレームチェックを行う，請求項９ないし１３のいず
    れかに記載の方法。
  15. 【請求項１５】前記後同期回復フレームは，同期回復が
    最初に検出された後の，後同期損失入力データの最初の
    全フレームである，請求項９ないし１４のいずれかに記
    載の方法。
  16. 【請求項１６】入力データフレームとエンコーダとの間
    の同期損失が検出されたとき，データエンコーダに入力
    されるデータフレームを処理する装置であって，入力デ
    ータフレームを，その同期損失を検出するために，モニ
    ターする第一の手段と，同期損失の検出前に，入力デー
    タフレームの前同期損失データをエンコーダのデータコ
    ンプレッサに与える手段と，同期損失が検出されたと
    き，置換データを，前同期損失入力データと同期してデ
    ータコンプレッサに与える手段と，入力データフレーム
    を，その同期の回復を検出するために，モニターする第
    二の手段と，同期回復が検出された後で，かつ置換デー
    タを含む最後のフレームがデータコンプレッサに与えら
    れた後に，入力データフレームの後同期損失入力データ
    をデータコンプレッサに与える手段と，を含む装置。
  17. 【請求項１７】入力データフレームはビデオデータから
    なり，さらに，前記置換データをブラックビデオデータ
    として生成する手段を含む，請求項１６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】入力データフレームはオーディオデータ
    からなる，請求項１６に記載の装置。
  19. 【請求項１９】さらに，前記置換データを予め記憶する
    手段を含む，請求項１６ないし１８のいずれかに記載の
    装置。
  20. 【請求項２０】前同期損失入力データが，複数のビデオ
    線であって，その線の少なくともいくつかが活動ビデオ
    フィールドの開始（SAV）または活動ビデオフィールド
    の終わり（EAV）を有するところのビデオ線からなり，
    前記第一の手段は，SAVまたはEAVのフィールドを，同期
    損失を検出するためにモニターする，請求項１６，１７
    または１９に記載の装置。
  21. 【請求項２１】前記第一のモニター手段は，前同期損失
    入力データと関連した入力クロック信号を，同期損失を
    検出するために，モニターする，請求項１６ないし２０
    のいずれかに記載の装置。
  22. 【請求項２２】前同期損失入力データおよび置換データ
    からなる最初の完全なフレームがデータコンプレッサに
    与えられる，請求項１６ないし２１のいずれかに記載の
    装置。
  23. 【請求項２３】前記最初の完全なフレームの後に，入力
    データに替え，置換データからなる少なくとも一つの完
    全なフレームが続く，請求項２２に記載の装置。
  24. 【請求項２４】さらに，後同期回復フレームで，フィー
    ルドまたはフレームチェックを行う手段と，後チェック
    フレームをデータコンプレッサに与える工程と，を含
    み，後同期回復フレームは，同期回復が最初の検出され
    た後の，後同期損失入力データの全フレームであり，後
    チェックフレームは，後同期回復フレームの後の，後同
    期損失入力データの最初のフレームである，ところの請
    求項１６ないし２３のいずれかに記載の装置。
  25. 【請求項２５】さらに，前記最後のフレームがデータコ
    ンプレッサに与えられた後で，かつ前記後チェックフレ
    ームがデータコンプレッサに与えられるまでに，ヌルデ
    ータシーケンスをデータコンプレッサに与える工程を含
    む，請求項２４に記載の装置。
  26. 【請求項２６】前記前同期損失入力データが，前記後同
    期損失入力データと同期する，請求項２５に記載の装
    置。
  27. 【請求項２７】さらに，入力データフレームをバッファ
    するバッファ手段と，同期回復が検出された後で，かつ
    後チェックフレームの開始前にバッファリセット信号を
    与える手段を含む，請求項２４ないし２６のいずれかに
    記載の装置。
  28. 【請求項２８】前記第二のモニター手段は，後同期回復
    フレームに関連する入力クロック信号を，同期回復を検
    出するために，モニターする，請求項２４ないし２７の
    いずれかに記載の装置。
  29. 【請求項２９】前記後チェックフレームは，複数のビデ
    オ線であって，その線の少なくともいくつかが活動ビデ
    オフィールドの開始（SAV）または活動ビデオフィール
    ドの終わり（EAV）を有するところのビデオ線からな
    り，前記フィールドまたはフレームチェックを行う手段
    は，SAVまたはEAVのフィールドをモニターすることによ
    り，前記後同期回復フレームでフィールドまたはフレー
    ムチェックを行う，請求項２４ないし２８のいずれかに
    記載の装置。
  30. 【請求項３０】前記後同期回復フレームは，同期回復が
    最初に検出された後に，後同期損失入力データの最初の
    全フレームである，請求項２４ないし２９のいずれかに
    記載の装置。
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