JP2002300425A - デジタル・ビデオ処理回路および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ａ／Ｄ変換されたビデオ信号からデジタル処
理により同期信号の０_Ｈ基準位置を正確に推定し、その
結果を後段のデジタル映像信号処理に利用したり、ＰＬ
Ｌへの誤差信号として返し、同期の基準点にサンプリン
グ点を一致させること。 【解決手段】 量子化デジタル信号を入力して所定の固
定閾値と比較して水平同期成分信号を抽出し、この信号
の前縁で量子化サンプル毎の水平座標を表す水平座標生
成を開始し、水平同期部分の０_Ｈ基準点付近の量子化サ
ンプル値を一時記憶して出力する波形記憶再生部と、水
平同期部分の先端とペデスタル・レベルを表す期間の量
子化サンプルの平均値を算出して両者の中点を出力する
リファレンス・レベル生成部と、波形記憶再生部出力と
リファレンスを比較して、中点レベルのポイントと再生
したサンプル値との関係を決定し、水平座標を補正する
ための補正データ生成部を有し、この補正データにより
水平座標生成部出力を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル・ビデオ
処理回路および方法に関し、より詳細には、アナログ・
ビデオ信号をサンプリングするクロック位相とアナログ
・ビデオ信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点ポイントを関
係付けるよう制御して、デジタル・データにおける水平
同期と映像位相の関係を正確に再現させるようにし、ま
たサンプリング・クロックが０_Ｈ基準点をサンプルする
ようにサンプリング・クロック発生器へ位相誤差信号を
送るようにするデジタル・ビデオ処理回路および方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来はアナログ回路で同期分離を行って
いた。すなわち、アナログ回路によりアナログのビデオ
信号の同期部分の中点レベルを決定し、決定した中点レ
ベルでアナログ・ビデオ信号を比較し、この比較出力を
使用してＰＬＬによるサンプリング・クロックの生成、
あるいは比較器出力から分離同期信号、あるいは同期す
げ替え様の同期信号を生成していた。

【０００３】ＮＴＳＣ方式におけるコンポジット・ビデ
オ信号は、インターレース方式であり、奇数フィールド
と偶数フィールドから構成されている。すなわち、静止
画の場合、その画像の繰り返しは、ｏｄｄ／ｅｖｅｎの
２フィールド周期である。しかし、色搬送波信号との関
係においては、１フィールド毎に位相が９０度づつずれ
て、４フィールドで元の画像信号に戻る形式である。こ
のことは４フィールド・シーケンスと呼ばれ、またカラ
ー・フィールド・シーケンスとも呼ばれている。

【０００４】ＮＴＳＣ方式のビデオ信号が、この４フィ
ールド・シーケンスを有することに関連して、とくに、
ＶＴＲへの記録時の画像の水平シフトを防ぐ（すなわ
ち、バーストにロックしたクロックの位相と水平同期位
相の関係を所定範囲に規定する）目的で、複合同期信号
のスタジオ規格として従来のＥＩＡ ＲＳ−１７０に対
して、新たなＥＩＡ ＲＳ−１７０Ａが作成された。こ
の規格においては、水平同期信号（Ｈ−ＳＹＮＣ）と色
副搬送波信号（カラー・バ−スト信号信号）との位相関
係が規定されている。この関係は、ＳＣＨ（Sub Carrie
r to Horizontal）と呼ばれている。

【０００５】図１は、ＮＴＳＣ規格におけるＥＩＡ Ｒ
Ｓ−１７０Ａのテレビジョン信号の水平同期信号前後、
水平ブランキング期間（１０．９±０．２μｓ）内のタ
イミングを表した波形図である。この規格においては、
水平同期信号の基準点は、その信号の開始部分点で、４
０ＩＲＥの振幅レベルの中点の−２０ＩＲＥのレベルを
有するタイミング点であり、このポイントは０_Ｈ基準点
と呼ばれている。この０_Ｈ基準点は、相対的に表現する
と、同期レベルの中央の値のポイントを指している、こ
の０_Ｈ基準点を基準にして、水平同期信号の後縁、カラ
ー・バースト信号の位相、水平ブランキングの後縁が決
められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アナロ
グ回路による同期分離では水平同期先端レベルやペデス
タル・レベルの平均値を精度良く求めるのは困難であ
る。また、精度良く求まったとしても水平同期先端レベ
ルやペデスタル・レベルの値は過去の同期信号の平均値
であって、まさに検出しようとしている同期信号そのも
の値ではない。

【０００７】また、アナログ信号の形式のテレビジョン
信号のレベルは、信号源において規定のレベルで生成さ
れたとしても、ケーブル・ロスや、増幅器のゲイン誤差
などに起因して、使用可能な位置において得られるその
レベルは減衰したり、あるいはレベルが大きすぎたりし
ており、必ずしも規格通りのレベルを有しているとは限
らない。

【０００８】また、上述したアナログ回路による同期分
離に基づいて生成されたＰＬＬによるＡ／Ｄ変換のため
のサンプリング・クロックであっても、制御ループに含
まれる信号遅延に起因して、必ずしもアナログ信号の０
_Ｈ基準点をサンプリングするとは限らない。また、信号
遅延やアナログ処理回路による遅延を調整して、アナロ
グ信号の０_Ｈ基準点をサンプリングするようにすること
は可能であるが、そのためには安定した遅延回路が必要
になり、また、人手によって回路や部品個々に合わせ込
む調整作業を必要とする。

【０００９】とくにアナログ映像信号をデジタル化する
装置においては、同期の基準点にサンプリング点を持っ
ていくことが重要になっている。また、デジタル処理回
路においては、性能の向上と無調整化を図ることにその
メリットがあり、デジタル処理回路においてそのような
個々の調整箇所を設けることは本末転倒となっている。
正確な０_Ｈ基準点を、デジタル化された量子化サンプル
上に得ることは、水平方向の映像位相の正確な再現の上
からも重要である。

【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、Ａ／Ｄ変換された
ビデオ信号からデジタル処理により同期信号の０_Ｈ基準
位置を正確に推定し、その結果を後段のデジタル映像信
号処理に利用したり、Ａ／Ｄ変換のサンプリング・クロ
ック信号を生成するＰＬＬ発振器への位相誤差信号とし
て返し、デジタル・ビデオにおける映像を表すデータの
水平位置の補正や、あるいはサンプリング点を入力信号
の０_Ｈ基準点に一致させたクロック信号生成に使用する
デジタル・ビデオ処理回路および方法を提供することに
ある。

【００１１】本発明は、従来アナログで求めようとして
いた同期信号の正確な０_Ｈ位置をデジタル演算処理で求
め、その結果を、映像をあらわす信号の画面の水平位置
との関係に正確に反映することと、０_Ｈ基準点に対する
サンプリング点の位相差を演算処理で求め、これを位相
誤差信号としてＰＬＬに帰還することによってサンプリ
ング点と同期の０_Ｈ基準点を一致させることにその目的
がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、デジタ
ル・ビデオ処理回路であって、アナログ・ビデオ信号を
入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分
を含めてサンプリング・クロックにしたがって量子化サ
ンプル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記量子化デジ
タル信号を入力してあらかじめ定めた閾値と比較するこ
とにより水平同期成分信号を抽出する水平同期分離手段
と、前記水平同期分離手段からの出力を受けて、前記量
子化サンプル信号の量子化サンプル毎の水平座標を表す
水平座標生成手段と、前記水平同期分離手段からの出力
を受けて前記量子化サンプル信号の水平同期部分の０_Ｈ
基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値を一時記
憶して出力する波形記憶再生手段と、前記Ａ／Ｄ変換器
から出力された量子化サンプル値を入力し、前記水平同
期分離手段からの出力を受けて水平同期部分の先端部分
を表す期間とブランキング期間内のペデスタル・レベル
部分を表す期間それぞれの期間内の量子化サンプルの平
均値を算出して、２つの平均値の中点を決定するＳＹＮ
Ｃスライス・レベル設定手段と、前記波形記憶再生手段
からの出力された複数の連続する量子化サンプル値と前
記ＳＹＮＣスライス・レベル設定手段から出力された前
記中点レベルとを比較して、該中点レベルを有するサン
プルと複数の前記量子化サンプル値との関係を決定し補
正データを出力する補正データ生成手段と、前記補正デ
ータ生成手段からの補正データに基づいて、前記水平座
標生成手段の出力を補正する水平座標補正手段と、を備
えたことを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のデジタル・ビデオ処理回路であって、補正デー
タを入力して量子化サンプル信号の１クロック未満の遅
延あるいは進相を含む位相調整を行う位相調整手段をさ
らに備え、前記補正データ生成手段は、前記中点レベル
と複数の連続する量子化サンプル値と比較して一致した
量子化サンプル値と前記水平同期分離手段で抽出した量
子化サンプルとのクロック単位の差、一致していない場
合には前記中点レベルの値を間に含む２つ連続する量子
化サンプルの一方の量子化サンプルと前記水平同期分離
手段で抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差を
整数部の補正データとして前記水平座標補正部に出力
し、該一方の量子化サンプルからのずれ量を小数部の補
正データとして前記位相調整手段に出力することを特徴
とするものである。

【００１４】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載のデジタル・ビデオ処理回路であって、前記水平
座標生成手段から出力される、補正手段により補正され
た後の水平座標データに基づいて誤差信号を生成し前記
サンプリング・クロック信号を生成するシステム・クロ
ック信号発生手段をさらに有し、前記補正データ生成手
段は前記サンプリング・クロックを単位とした補正デー
タのうち整数部を前記水平座標補正手段に出力し、前記
該補正データの小数部を前記システム・クロック信号発
生器に出力し、前記システム・クロック信号発生手段は
前記補正データ生成手段からの小数部を受けて前記誤差
信号に重畳し、サンプリング・クロックの位相を前記量
子化サンプル信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点とするよ
うに、制御することを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項４に記載の発明は、アナログ
・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期
部分と映像部分を含めてサンプリング・クロックにした
がって量子化サンプル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備
えたデジタル・ビデオ処理回路におけるデジタル・ビデ
オ処理方法において、前記量子化デジタル信号を入力し
てあらかじめ定めた閾値と比較することにより水平同期
成分信号を抽出する水平同期分離ステップと、前記水平
同期分離ステップにおいて抽出された水平同期成分信号
に基づいて、前記量子化サンプル信号の量子化サンプル
毎の水平座標を表す水平座標データの生成を開始させる
水平座標開始ステップと、前記水平同期分離ステップに
おいて抽出された水平同期成分信号を受けて前記量子化
サンプル信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点付近の複数の
連続する量子化サンプル値を一時記憶する波形記憶ステ
ップと、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化サンプ
ル値を入力し、前記水平同期分離手段からの出力を受け
て水平同期部分の先端部分を表す期間とブランキング期
間内のペデスタル・レベル部分を表す期間それぞれの期
間内の量子化サンプルの平均値を算出して、２つの平均
値の中点を決定するＳＹＮＣスライス・レベル設定ステ
ップと、前記波形記憶ステップにより記憶された前記量
子化サンプル信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点付近の複
数の連続する量子化サンプル値を入力して前記ＳＹＮＣ
スライス・レベル設定手段から出力された前記中点レベ
ルとを比較し、該中点レベルを有するサンプルと複数の
前記量子化サンプル値との関係を決定し補正データを出
力する補正データ生成ステップと、前記補正データ生成
ステップからの前記関係を表す補正データに基づいて、
前記水平座標生成ステップで開始された水平座標データ
の出力を補正する水平座標補正ステップを備えたことを
特徴とする。

【００１６】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載のデジタル・ビデオ処理方法であって、補正デー
タを入力して量子化サンプル信号の１クロック未満の遅
延あるいは進相を含む位相調整を行う位相調整ステップ
をさらに備え、前記補正データ生成ステップは、前記中
点レベルと複数の連続する量子化サンプル値と比較して
一致した量子化サンプル値と前記水平同期分離手段で抽
出した量子化サンプルとのクロック単位の差、一致して
いない場合には前記中点レベルの値を間に含む２つ連続
する量子化サンプルの一方の量子化サンプルと前記水平
同期分離ステップで抽出した量子化サンプルとのクロッ
ク単位の差を整数部の補正データとして前記水平座標補
正ステップに出力し、該一方の量子化サンプルからのず
れ量を小数部の補正データとして前記位相調整ステップ
に出力することを特徴とする。

【００１７】また、請求項６に記載の発明は、請求項５
に記載のデジタル・ビデオ処理方法であって、前記ビデ
オ処理回路は、前記水平座標生成手段から出力される水
平座標データに基づいて誤差信号を生成し、前記サンプ
リング・クロック信号を生成するシステム・クロック信
号発生器をさらに有し、前記決定ステップは前記サンプ
リング・クロックを単位とした補正データのうち整数部
を前記水平座標補正手段に出力し、前記補正データの小
数部を前記システム・クロック信号発生器に出力するス
テップを有し、前記システム・クロック信号発生器は前
記補正データ生成ステップからの小数部を受けて前記誤
差信号に重畳し、サンプリング・クロックの位相を前記
量子化サンプル信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点とする
ように制御することを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。

【００１９】図２は、本発明を適用したＡ／Ｄ変換器を
含むデジタル処理回路の一実施形態を示す図である。こ
の図は、アナログ・ビデオ処理回路における水平タイミ
ング処理部を表し、機能ブロック図として描いている。
アナログ・ビデオ信号を量子化サンプルに変換するＡ／
Ｄ変換器２０１、低域通過フィルタ２０２、固定値のス
ライス・レベルを有して同期成分を分離するスライス部
２０３、分離した同期成分から各種のタイミング信号を
生成するタイミング生成部２０４、タイミング生成部か
らの信号を受けて水平同期部分の先端部（Sync tip）の
平均値計算部２０５、ペデスタル部分の平均値計算部２
０６、これらの平均値計算部の平均値を加算し、そして
１／２にするの演算部２０７、タイミング生成部からの
出力を受けて、遅延器２０９で遅延された同期信号の開
始部分を記憶し、そして再生する波形記憶再生部２１
０、波形記憶再生部からのそれぞれの量子化サンプル値
と演算部からの出力値を比較して補正データを生成する
補正用データ生成部２１１、タイミング生成部からの出
力を受けて、デジタル処理のための水平座標データを生
成するピクセル・カウンタ部２１２、を含んで構成して
いる。

【００２０】なお、ピクセル・カウンタ部２１２には、
補正用データ生成部２１１からの出力を受けて、出力す
る座標データを補正する補正回路を付属している。ま
た、補正用データ生成部からの出力は、図示しないサン
プリング・クロック信号生成部のＰＬＬ回路に送られて
位相差検出信号に重畳される。

【００２１】図２において、映像成分の処理回路あるい
は処理系については、簡単化のための省略している。ま
た、デジタル処理における処理クロックとしてのサンプ
リング・クロック等も省略している。

【００２２】図２に示すピクセル・カウンタ部２１２の
出力データ信号は、後述する補正処理が実行されるタイ
ミング後においては、入力したアナログ・ビデオ信号の
０_Ｈ基準点のタイミングを基準として表した水平同期を
あらわす信号となっており、具体的には、１水平走査期
間を通してサンプリング・クロックをカウントして水平
位置、たとえば、カラー・バーストの位置、ブランキン
グ領域等の範囲を最終的に決定するＨカウンタと呼ばれ
るカウンタの位相を決定する信号として使用される。

【００２３】補正用データ生成部２１１によってピクセ
ル・カウンタ２１２の出力が補正されるタイミングが、
後述する説明で明らかにされるが、少なくとも、カラー
・バースト信号の始まる期間よりは遅れたタイミングで
ある。したがって、場合によっては、カラー・バースト
の終了タイミングを、補正された水平座標に基づいて正
確に予測することが可能であるが、上述した実施形態に
おいては、ピクセル・カウンタ２１２は、同期成分の前
縁、開始部分で起動しているので、カラー・バーストの
開始部分は、仮の水平座標データとなっている。同期成
分の前縁、開始部分からあらかじめ定めたクロック数を
遅延して、補正用データ生成部から補正される直前に起
動するように構成することにより、補正された水平座標
の示す範囲を拡大することは可能である。

【００２４】以下に、図２に示したブロック図の動作に
ついて説明する。

【００２５】図において入力するアナログ・ビデオ信号
は図示していないが、ＤＣ分が再生されて特定の電圧範
囲にある信号であり、ビデオ信号のベデスタル部分、す
なわちブランキング部分で黒レベルを表すレベルは、所
定の電位、たとえば、Ａ／Ｄ変換器が８ビット出力であ
れば８０（１０進表示、以後同様）の量子化値を出力す
るレベルに設定されている。ここで、１００ＩＲＥの白
の規定レベルを２４０とすると、−４０ＩＲＥの同期の
先端レベルは１６となる。この場合、上下にそれぞれ１
５の量子化レベルの余裕を残して、規定レベルのビデオ
信号（テレビジョン信号）をＡ／Ｄ変換することが可能
になる。

【００２６】なお、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１に規定す
るスタジオ符号化パラメータでは、Ｙの黒レベルを８ビ
ットの場合に１６、Ｙの白レベルを２３５としている
が、８０〜２４０を１６〜２３５に対応させたルックア
ップ・テーブルで、８０〜２５５を１６〜２５４に変換
することで対応可能である。また、通常１０ビットのＡ
／Ｄ変換器が使用されるので、上述したような同期部分
まで含めてＡ／Ｄ変換しても、ダイナミック・レンジの
減少に関して問題となることはない。

【００２７】本実施形態においては、規定レベルを入力
した場合に、同期先端を１６、黒レベルを８０、白レベ
ルを２４０としている。ここで、黒レベルは、基本的に
はＡ／Ｄ変換器の入力側のペデスタル・クランプ回路で
ペデスタル・レベルのＤＣ電圧が一定電圧に設定される
ようにしているで、少なくとも８０あるいはその近傍の
値が設定されるものとしている。また、Ａ／Ｄ変換器は
簡単化のために８ビットとし、量子化値も８ビットで１
０進表記としている。

【００２８】上述したようなアナログ・ビデオ信号は、
Ａ／Ｄ変換器２０１で量子化される。この出力信号から
ノイズや色副搬送波成分を取り除くために、まずフィル
タ２０２（ローパス・フィルタ、あるいはノイズが無い
条件では、サブキャリア周波数のみを取り除くバンドパ
ス・フィルタでも可）を通過させる。サブキャリア周波
数成分が除去されたデジタル・ビデオ信号は、固定値ス
ライス部１０３においてあらかじめ定めた固定値（たと
えば、５９）と比較して（固定値スライス）同期信号を
取り出す。この固定値は、入力ビデオ信号のレベルが規
定レベルの半分に、あるいは同期成分のレベルが半分に
なった場合、その同期成分の先端部分は４８の値を有す
るので、このような入力信号においても、黒レベル付近
のノイズを回避して同期信号のみを検出ことを可能とす
る数値である。

【００２９】固定スライス部２０３の入力レベルが、規
定レベルとこの規定レベルの１／２のレベルの間のレベ
ル値を有する複合ビデオ信号であれば、この固定スライ
ス部の出力には、分離した複合同期信号が出力される。
この信号を受けたタイミング生成部は、入力した複合同
期信号から等価パルス、あるいはＶ同期成分を除去して
水平同期の部分のみを検出し、所定のタイミング信号を
生成する。

【００３０】通常、水平同期成分を取り出す場合は、複
合同期信号の開始部分から（水平等価パルスは水平同期
信号幅の１／２なので）水平同期信号幅の３／４の期間
後に入力した複合同期信号の状態を調べることで行われ
る。この場合、水平同期信号であるとされるタイミング
は、開始部分から、本実施形態においては固定スライス
部の出力タイミングから、水平同期信号幅の３／４の期
間後となる。

【００３１】フィルタ部２０２の出力は遅延部２０９に
より、水平同期検出タイミングで検出した水平同期の開
始部分を波形記憶再生部２１０に記憶させるため、信号
を遅延する。この遅延部の出力ポイントでは、タイミン
グ生成部が水平同期検出をした時点では、水平同期開始
ポイントよりも前のタイミングとなっている。これは、
入力信号レベルが規定値の１／２の場合には、固定スラ
イスのスライス・レベルは、入力同期のレベルの中点よ
りも低く、したがって、０_Ｈ基準点は固定値スライス部
で検出したタイミングよりも前に存在することになるの
で、その範囲の信号の状態を波形記憶する必要があるた
めである。

【００３２】上述したように遅延部２０９で遅延された
信号は、タイミング生成部からの水平同期を検出したこ
とを表す信号によって、波形記憶再生部２１０内への記
憶開始を行い、所定のクロック数（たとえば、３２クロ
ック；２７ＭＨｚクロックの場合約１．２μｓの期間に
相当）のデータを記憶する。

【００３３】Ｓｙｎｃ Ｔｉｐ平均値計算部２０５およ
びペデスタル平均値計算部２０６は、所定のデータ数、
本実施形態では、ビット・シフト演算を考慮して、６４
個のデータ数を積算し、且つ減算している。すなわち、
１クロックに１データ積算を開始してから６５クロック
（２７ＭＨzのクロックの場合、約２．３７μｓに相
当、これは水平同期の幅の約１／２）後に、最初に積算
したデータを減算することで、過去の６４データの積算
値を得ている。またこの出力のビット操作で、１／６４
の値、またその１／２の値を得ることもできる。ここで
は、ビット操作で積算値の１／１２８のデータを出力し
ている。

【００３４】図３は、図１の各ブロックの動作を説明す
る図である。

【００３５】タイミング生成部２０４は、水平同期成分
を検出した時点（ｔ１で示す）、この時点は、既にＳｙ
ｎｃ Ｔｉｐ平均値計算部２０５の入力ポイントでは、
水平同期信号部分を入力してから約その期間の３／４の
データを入力している。したがって、Ｓｙｎｃ Ｔｉｐ
平均値計算部２０５が水平同期期間の約１／２の期間に
渡って入力する量子化サンプル値の平均値を算出してい
るとした場合に、タイミング生成部からの水平同期検出
信号を受けた時点で水平同期幅の１／２に相当する開始
部分を除外した領域の平均値を出力していることにな
る。このことを図３に描いた四角枠で示している。した
がってＳｙｎｃ Ｔｉｐ平均値計算部２０５は、タイミ
ング生成部からの水平同期開始の信号を受けて、それま
での平均値を出力し、その出力値を次回のタイミング生
成部からの信号を受けるまで維持する。

【００３６】ペデスタル平均値計算部２０６もＳｙｎｃ
Ｔｉｐ平均値計算部２０５と同様な構成であり、タイ
ミング生成部において水平同期成分検出信号から生成さ
れたタイミング信号（ｔ２で示す）により、フィルタ２
０２により除去されたカラー・バースト信号部分を含み
あらかじめ定めた期間の信号の平均値を算出したタイミ
ング（ｔ２示す）で、それまでの期間の平均値を出力
し、その出力値を次回のタイミング生成部からの信号を
受けるまで維持する。

【００３７】ペデスタル平均値計算部２０６の出力が更
新された時点で、Ｓｙｎｃ Ｔｉｐ平均値計算部２０５
の出力は既に更新されており、演算部２０７においてこ
れらの出力値を加算してペデスタル平均値とＳｙｎｃ
Ｔｉｐ平均値の中点レベル、すなわち０_Ｈ基準点を検出
するためのリファレンス・レベルを出力する。

【００３８】タイミング生成部は、補正用データ生成部
に上述したリファレンス・レベルが供給された時点で、
波形記憶再生部に対して読出し開始制御を行う。

【００３９】波形記憶再生部２１０は、始めて固定スラ
イス・レベル以下となった量子化サンプルより前のタイ
ミングの量子化サンプル、たとえば、８０近傍の値のデ
ータから再生を開始する（図３の下方に示す）。ここ
で、制御の簡単化のために、始めて固定スライス・レベ
ル以下となった量子化サンプルのアドレスがあらかじめ
定められていると都合が良い。

【００４０】図４は、規定レベルの入力信号を処理して
波形記憶再生部に記憶し、そして読み出した同期開始部
分の量子化サンプル値を示している。図の左部の数値は
量子化値を示している。この図において、同期レベルの
中点（この場合、量子化値４８）のレベルを有する量子
化サンプルは存在しない。図示した例では、固定スライ
ス・レベルを下回ったサンプルとその次のサンプルの中
間ポイントが０_Ｈ基準点に相当するポイントとなる。

【００４１】仮に入力信号のレベルが規定レベルの１／
２の場合、同期レベルの中間は６４の値となり、これは
固定スライス・レベルよりも大きい。この場合、固定ス
ライス・レベルを下回ったサンプルの前に０_Ｈ基準点に
相当するポイントが存在することになる。

【００４２】図５は、図４の一部を拡大したもので、補
正用データ生成部の動作をより詳細に説明する図であ
る。

【００４３】補正用データ生成部は、量子化サンプルを
次々と比較し、リファレンス・レベルと同じかあるい
は、低いレベルを有する量子化サンプルのアドレスを特
定する。ここで、固定スライス部で最初に出力した量子
化サンプルのアドレスをＡ_{ＦＩ Ｘ}、そして特定した量子
化サンプルのアドレスをＡ_Ｃとし、量子化サンプルのア
ドレスは時刻経過とともにその数値が増加するものとす
る。また、固定スライス・レベルをＣ_ＦＩＸとし、演算
部１０７で算出した同期の中点レベルをＣ_０Ｈとする。

【００４４】（固定スライス・レベル＞同期中点レベル
の場合）固定スライス・レベル＞同期中点レベルの場
合、０_Ｈ基準ポイントは、固定スライス出力タイミング
よりも、等しいかあるいは遅れたタイミング（大きいア
ドレス）に存在することになる。

【００４５】ここで、補正用データ生成部２１１に供給
されるリファレンス・レベルは、平均値演算をすること
で、小数部を有している。したがって、比較する量子化
サンプル値のレベルがリファレンス・レベルと一致する
確率は相当低い。したがって通常においては、リファレ
ンス・レベルを最初に下回った量子化サンプルのアドレ
スの特定が行われる。ここで、特定された量子化サンプ
ルのアドレスをＡ_Ｃ、その値をＳ_Ｃとし、その直前の量
子化サンプルのアドレスを（Ａ_Ｃ−１）、その値をＳ
_Ｃ−１（この量子化サンプル値はリファレンス・レベル
よりも大きいレベル値を有している）、そしてリファレ
ンス・レベルをＳ_ｒｅｆとする。の間で下記の２つの演
算を行う。 （Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_ｒｅｆ）／（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_Ｃ）・・・式１ （Ｓ_ｒｅｆ−Ｓ_Ｃ）／（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_Ｃ）・・・式２ ここで式１の値は、クロック期間を１とした場合の、量
子化サンプルＳ_Ｃ−１に対する０_Ｈ基準ポイントのタイ
ミングのズレを表し、量子化サンプルＳ_Ｃ−１に対する
０_Ｈ基準ポイントの遅れ量を表している。また、式２は
クロック期間を１とした場合の、量子化サンプルＳ_Ｃに
対する０_Ｈ基準のタイミングとのズレを表し、量子化サ
ンプルＳ_Ｃに対する０_Ｈ基準ポイントの進み量を表して
いる。

【００４６】ピクセル・カウンタに対する補正データ
は、以下のようになる。 補正データ＝｛（Ａ_Ｃ−１）−Ａ_ＦＩＸ｝＋（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_ｒｅｆ）／（Ｓ_{Ｃ −１} −Ｓ_Ｃ）・・・式３ ここで、｛（Ａ_Ｃ−１）−Ａ_ＦＩＸ｝の項は、クロック
単位の数値であり、残りはクロック単位の分数である。

【００４７】（固定スライス・レベル＜同期中点レベル
の場合）固定スライス・レベル＜同期中点レベルの場
合、０_Ｈ基準ポイントは、固定スライス出力タイミング
よりも、進んだタイミング（大きいアドレス）に存在す
ることになる。この場合のピクセル・カウンタに対する
補正データは、以下のようになる。 補正データ＝（Ａ_Ｃ−Ａ_ＦＩＸ）−（Ｓ_ｒｅｆ−Ｓ_Ｃ）／（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_Ｃ） ・・・式４ あるいは、 補正データ＝｛（Ａ_Ｃ−１）−Ａ_ＦＩＸ｝＋（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_ｒｅｆ）／（Ｓ_{Ｃ −１} −Ｓ_Ｃ）・・・式５ と表すことができる。ここで、式４と式５は同一の内容
を表し、（Ａ_Ｃ−Ａ_{ＦＩ Ｘ}）、｛（Ａ_Ｃ−１）−Ａ
_ＦＩＸ｝の項はクロック単位の数値であり、残りはクロ
ック単位の分数である。

【００４８】（補正データの分数処理のその１）上述の
式３と式５の分数は、同一である。この場合、それぞれ
の整数部でピクセル・カウンタ２１２を補正すると、そ
れぞれの映像を表すサンプルの位相は、ピクセル・カウ
ンタ２１２で表される位相よりも、式３あるいは式５の
分数部で表される量だけ遅れて表されていることにな
る。すなわち、０_Ｈ基準点は、ピクセル・カウンタ２１
２が基準としたサンプル位置よりも、式３あるいは式５
の分数部だけ遅れた位置にある。この場合、式３あるい
は式５の分数部が同じであるということは、式３あるい
は式５の分数部のデジタル処理が同一になるとことを示
している。この処理は、映像領域のそれぞれのサンプル
値を分数値、（Ｓ_{Ｃ− １}−Ｓ_ｒｅｆ）／（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ
_Ｃ）だけ進ませることで実現できる。この位相進相は以
下の演算を実行して、その値をアドレスＭ＋１の値とす
ることである。ここで、（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_ｒｅｆ）／（Ｓ
_Ｃ−１−Ｓ_Ｃ）＝αとする。 （アドレスＭ＋１の量子化値）×α＋（アドレスＭの量子化値）×（１−α） ・・・式６

【００４９】上述した式３あるいは式５を、たとえば、
式５を式４に変えるようにすることで、着目点を１クロ
ック分遅らせて考察した場合に、分数部は、（Ｓ_ｒｅｆ
−Ｓ _Ｃ）／（Ｓ_Ｃ−１−Ｓ_Ｃ）となる。この場合は、
（Ｓ_ｒｅｆ−Ｓ_Ｃ）／（Ｓ_{Ｃ− １}−Ｓ_Ｃ）（クロック単
位）で表される量だけ、０_Ｈ基準ポイントは進んでいる
ので、映像のそれぞれのサンプル値を遅らせる必要があ
る。この場合も演算で求めた値をアドレスＭに格納する
ことのみが異なるだけで、演算結果は式６と同等にな
る。

【００５０】（補正データの分数処理のその２）補正デ
ータの分数は、サンプリング・クロックの位相をずらせ
ることにより、０あるいは、実質的に０とすることが可
能である。この場合は、補正データの整数部のみで、ピ
クセル・カウンタの補正データとすることができる。

【００５１】補正データの分数をサンプリング・クロッ
ク用ＰＬＬ回路とする場合には、分数部の表し方が問題
になる。ここでは、固定値スライス部の出力に基づいて
ＰＬＬ回路は構成されているものとする。

【００５２】分数部が０（ゼロ）の場合に誤差信号を０
とするのは当然として、この０を基準として０_Ｈ基準ポ
イントが遅れている場合を＋とし、進んでいる場合をマ
イナスとする必要がある。

【００５３】したがって、前述した式１と式２に比較
し、式１が小さいときは式１の値を＋とし、式２が小さ
いときは式２の値をマイナスとして、位相誤差補正信号
として生成することにする。このようにした場合、ピク
セル・カウンタの補正データは、式１＜式２の場合は
｛（Ａ_Ｃ−１）−Ａ_ＦＩＸ｝、式１＞式２の場合は（Ａ
_Ｃ−１−Ａ_ＦＩＸ）となる。要するに０_Ｈ基準ポイント
に近いサンプリングの位相を０_Ｈ基準ポイントに近づけ
ることになる。上述した位相誤差補正信号の極性が＋の
場合は位相を進ませて誤差信号の値が減少する方向に、
極性がマイナスの場合は、位相を進ませて誤差信号の絶
対値が減少する方向に、ＰＬＬ回路を動作させることに
なる。

【００５４】なお、この場合においても１クロック以下
の微小ジッタは避けられない。たとえば、クロックの１
／４０程度のジッタを有している場合も想定される。こ
の場合、正確な０_Ｈ基準ポイントは、特定位置のサンプ
ル・ポイントに対して前後に位置することになる。この
場合は、０_Ｈ基準ポイント近傍の（時間的な）サンプル
位置に基づいて補正データの整数部を生成することにな
る。

【００５５】（補正データの分数処理のその３）上述し
た構成と異なるＰＬＬを説明する。

【００５６】図６は、図１に示したピクセル・カウンタ
と補正用データ生成部の位相誤差データの小数部を基に
構成したＰＬＬである。電圧制御水晶発振器（XVCO）６
０１と、たとえば、ＸＶＣＯ出力の１３．５ＭＨｚクロ
ック信号を入力し１／８５８の分周を行う自走カウンタ
６０２、この自走カウンタ６０２の出力とピクセル・カ
ウンタ（この出力は補正後のデータ）の出力との差分を
出力する減算器６０３、そしてこの出力から誤差信号を
生成する誤差信号生成部６０４、そしてこの誤差信号
と、補正用データ生成部からの補正データの小数部を入
力して加算する加算器を備えている。加算器６０５の出
力は、Ｄ／Ａ変換、あるいはＰＷＭ変調することにより
アナログ変換してＸＶＣＯ部に与えられる。

【００５７】誤差信号生成部は、たとえば、自走カウン
タ６０２から補正後のピクセル・カウンタの出力データ
を減算した結果が、０から４２８（＝８５８／２）の間
の数値の場合はそのままとし、４２９から８５７までの
間の数値であれば、減算値から８５８をさらに減算して
負の数とすることにより誤差信号を生成する。

【００５８】図６に示した構成は、ＰＬＬの位相比較ポ
イントを水平同期信号の発生時点と切り離すことが可能
であり、上述した説明では省略したが、９Ｈの垂直同期
信号期間内の水平同期の０_Ｈ基準点を検出する際の中点
レベルの算出完了ポイントが通常の水平同期信号の場合
の算出完了ポイントとずれても、そのずれを無視するこ
とができる特徴を有する。

【００５９】なお、誤差信号生成部６０４と、補正用デ
ータ生成部の補正データの小数部の極性は整合をとり、
またＸＶＣＯの制御極性と整合を取ることは勿論であ
る。

【００６０】以上説明したように制御することにより、
入力信号の０_Ｈ基準点をサンプリングするサンプリング
・クロックを生成することができると同時に、０_Ｈ基準
点を起点にした水平座標データを得ることができる。

【００６１】以上、本発明を、本実施形態を使用して説
明したが、本発明の趣旨を逸脱しないで、次の形態に変
更することは容易である。１．２７ＭＨｚでサンプリン
グして基本的な処理を、半分の１３．５ＭＨｚのクロッ
クで行う場合に、この１３．５ＭＨｚのクロック位相を
０_Ｈ基準に一致させる場合にも適用可能である。この方
法には、幾つかの方法が考えられる。ＰＬＬ回路へ位相
誤差信号を送らない場合は、再サンプリングの手法でフ
ィルタリング処理することで実行可能である。また、Ｐ
ＬＬ回路へ位相誤差信号を送る場合は、ピクセル・カウ
ンタの起動タイミングを１／２の１３．５ＭＨｚのクロ
ックで行い、補正用データ生成部は２７ＭＨｚのまま
で、整数部を偶数値と、余りに１が生じた場合は、上述
した式１と式２の比較をしないで式１が小さいとした場
合の処理をして、そのときの位相補正誤差を１＋式１と
することで可能である。２．図２において、遅延部２０
９は、あらかじめ定めた容量のリング構成のＲＡＭで置
き換えることも、またＦＩＦＯで置き換えることも可能
である。３．図２においてフィルタ２０２を使用してい
るが、この遅延量は定まった値を有するので、Ａ／Ｄ変
換部の出力データを処理するビデオ成分処理回路との間
で、信号間の時間一致を図ることは通常行われている。
４．Ｓｙｎｃ ｔｉｐ平均値計算部と、ペデスタル平均
値計算部を独立に設けたが、平均値計算部を１つとし
て、タイミングが異なるそれぞれの平均値をレジスタに
格納する方法とすることもできる。５．入力するアナロ
グ・ビデオ信号にノイズ成分の混入が多く、上述した方
法による水平同期分離信号にジッタが生じている場合、
入力するアナログ・ビデオ信号そのものにはジッタが極
小の場合、上述した方法で得た、補正されたピクセル・
カウンタを直接、映像を表すデータの水平座標に使用す
るのではなく、映像を表すデータの水平座標に使用する
カウンタを別に設けて、そのカウンタと補正されたピク
セル・カウンタとの間で、検出した際のジッタを取りな
がらも入力との同期を取る方法もある。このような方法
は、フレーム・シンクロナイザ、ＴＢＣ等において使用
されており、公知になっている。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、量
子化デジタル信号を入力して所定の固定閾値と比較して
水平同期成分信号を抽出し、この信号の前縁で量子化サ
ンプル毎の水平座標を表す水平座標生成を開始させ、水
平同期部分の０_Ｈ基準点付近の量子化サンプル値を一時
記憶して出力する波形記憶再生部と、水平同期部分の先
端とペデスタル・レベルを表す期間の量子化サンプルの
平均値を算出して両者の中点を出力するリファレンス・
レベル生成部と、波形記憶再生部出力とリファレンスを
比較して、中点レベルのポイントと再生したサンプル値
との関係を決定し、水平座標を補正するための補正デー
タ生成部を有しているので、同期信号に対する映像信号
の位相を正確に復元することができる。

【００６３】また、水平座標を補正するための補正デー
タ生成部は、サンプリング・クロックを単位とした補正
データのうち整数部を前記水平座標補正手段に出力し、
該補正データの小数部を前記システム・クロック信号発
生器に出力するので、サンプリング・クロックの位相を
水平同期部分の０_Ｈ基準点をサンプリングするように位
相制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＴＳＣテレビジョン信号のＲＳ−１７０Ａ規
格におけるＳＣＨを説明する図である。

【図２】本発明の要旨を説明するブロック図であり、本
実施形態のデジタル処理回路における水平同期座標制御
を示すブロック図である。

【図３】図２に示す水平同期座標制御の動作を説明する
図である。

【図４】波形記憶再生部に記憶する同期開始部分の量子
化サンプル値を示す図である。

【図５】図４の一部を拡大したもので、補正用データ生
成部の動作をより詳細に説明する図である。

【図６】図１に示したピクセル・カウンタと補正用デー
タ生成部の位相誤差データの小数部を入力するＰＬＬの
構成を示す図である。

【符号の説明】

２０１ Ａ／Ｄ変換器 ２０２ フィルタ ２０３ 固定値スライス部 ２０４ タイミング生成部 ２０５ Ｓｙｎｃ Ｔｉｐ平均値計算部 ２０６ ペデスタル平均値計算部 ２０７ 演算部 ２０９ 遅延部 ２１０ 波形記憶再生部 ２１１ 補正用データ生成部 ２１２ ピクセル・カウンタ Ａ_ＦＩＸ 固定値スライス部で出力する最初の量子化
サンプルのアドレス Ａ_Ｃ 同期成分の中点レベル以下になった量子化サン
プル値 Ｃ_ＦＩＸ 固定値スライス部で出力する最初の量子化
サンプル値 Ｓ_Ｃ 同期成分の中点レベル以下になった量子化サン
プルのアドレス Ｓ_Ｃ−１ Ｓ_Ｃの前の量子化サンプル値 Ｓ_ｒｅｆ 同期成分の中点レベル ６０１ 電圧制御水晶発振器 ６０２ 自走カウンタ ６０３ 減算器 ６０４ 誤差信号生成部 ６０５ 加算器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナ
   ログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めてサンプ
   リング・クロックにしたがって量子化サンプル信号に変
   換するＡ／Ｄ変換器と、 前記量子化デジタル信号を入力してあらかじめ定めた閾
   値と比較することにより水平同期成分信号を抽出する水
   平同期分離手段と、 前記水平同期分離手段からの出力を受けて、前記量子化
   サンプル信号の量子化サンプル毎の水平座標を表す水平
   座標生成手段と、 前記水平同期分離手段からの出力を受けて前記量子化サ
   ンプル信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点付近の複数の連
   続する量子化サンプル値を一時記憶して出力する波形記
   憶再生手段と、 前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化サンプル値を入
   力し、前記水平同期分離手段からの出力を受けて水平同
   期部分の先端部分を表す期間とブランキング期間内のペ
   デスタル・レベル部分を表す期間それぞれの期間内の量
   子化サンプルの平均値を算出して、２つの平均値の中点
   を決定するＳＹＮＣスライス・レベル設定手段と、 前記波形記憶再生手段からの出力された複数の連続する
   量子化サンプル値と前記ＳＹＮＣスライス・レベル設定
   手段から出力された前記中点レベルとを比較して、該中
   点レベルを有するサンプルと複数の前記量子化サンプル
   値との関係を決定し補正データを出力する補正データ生
   成手段と、 前記補正データ生成手段からの補正データに基づいて、
   前記水平座標生成手段の出力を補正する水平座標補正手
   段と、 を備えたことを特徴とするデジタル・ビデオ処理回路。
2. 【請求項２】 補正データを入力して量子化サンプル信
   号の１クロック未満の遅延あるいは進相を含む位相調整
   を行う位相調整手段をさらに備え、 前記補正データ生成手段は、前記中点レベルと複数の連
   続する量子化サンプル値と比較して一致した量子化サン
   プル値と前記水平同期分離手段で抽出した量子化サンプ
   ルとのクロック単位の差、一致していない場合には前記
   中点レベルの値を間に含む２つ連続する量子化サンプル
   の一方の量子化サンプルと前記水平同期分離手段で抽出
   した量子化サンプルとのクロック単位の差を整数部の補
   正データとして前記水平座標補正部に出力し、該一方の
   量子化サンプルからのずれ量を小数部の補正データとし
   て前記位相調整手段に出力することを特徴とする請求項
   １に記載のデジタル・ビデオ処理回路。
3. 【請求項３】 前記水平座標生成手段から出力される、
   補正手段により補正された後の水平座標データに基づい
   て誤差信号を生成し前記サンプリング・クロック信号を
   生成するシステム・クロック信号発生手段をさらに有
   し、 前記補正データ生成手段は前記サンプリング・クロック
   を単位とした補正データのうち整数部を前記水平座標補
   正手段に出力し、前記該補正データの小数部を前記シス
   テム・クロック信号発生器に出力し、前記システム・ク
   ロック信号発生手段は前記補正データ生成手段からの小
   数部を受けて前記誤差信号に重畳し、サンプリング・ク
   ロックの位相を前記量子化サンプル信号の水平同期部分
   の０_Ｈ基準点とするように、制御することを特徴とする
   請求項２に記載のデジタル・ビデオ処理回路。
4. 【請求項４】 アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナ
   ログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めてサンプ
   リング・クロックにしたがって量子化サンプル信号に変
   換するＡ／Ｄ変換器を備えたデジタル・ビデオ処理回路
   におけるデジタル・ビデオ処理方法において、 前記量子化デジタル信号を入力してあらかじめ定めた閾
   値と比較することにより水平同期成分信号を抽出する水
   平同期分離ステップと、 前記水平同期分離ステップにおいて抽出された水平同期
   成分信号に基づいて、前記量子化サンプル信号の量子化
   サンプル毎の水平座標を表す水平座標データの生成を開
   始させる水平座標開始ステップと、 前記水平同期分離ステップにおいて抽出された水平同期
   成分信号を受けて前記量子化サンプル信号の水平同期部
   分の０_Ｈ基準点付近の複数の連続する量子化サンプル値
   を一時記憶する波形記憶ステップと、 前記Ａ／Ｄ変換器から出力された量子化サンプル値を入
   力し、前記水平同期分離手段からの出力を受けて水平同
   期部分の先端部分を表す期間とブランキング期間内のペ
   デスタル・レベル部分を表す期間それぞれの期間内の量
   子化サンプルの平均値を算出して、２つの平均値の中点
   を決定するＳＹＮＣスライス・レベル設定ステップと、 前記波形記憶ステップにより記憶された前記量子化サン
   プル信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点付近の複数の連続
   する量子化サンプル値を入力して前記ＳＹＮＣスライス
   ・レベル設定手段から出力された前記中点レベルとを比
   較し、該中点レベルを有するサンプルと複数の前記量子
   化サンプル値との関係を決定し補正データを出力する補
   正データ生成ステップと、 前記補正データ生成ステップからの前記関係を表す補正
   データに基づいて、前記水平座標生成ステップで開始さ
   れた水平座標データの出力を補正する水平座標補正ステ
   ップを備えたことを特徴とするデジタル・ビデオ処理方
   法。
5. 【請求項５】 補正データを入力して量子化サンプル信
   号の１クロック未満の遅延あるいは進相を含む位相調整
   を行う位相調整ステップをさらに備え、 前記補正データ生成ステップは、前記中点レベルと複数
   の連続する量子化サンプル値と比較して一致した量子化
   サンプル値と前記水平同期分離手段で抽出した量子化サ
   ンプルとのクロック単位の差、一致していない場合には
   前記中点レベルの値を間に含む２つ連続する量子化サン
   プルの一方の量子化サンプルと前記水平同期分離ステッ
   プで抽出した量子化サンプルとのクロック単位の差を整
   数部の補正データとして前記水平座標補正ステップに出
   力し、該一方の量子化サンプルからのずれ量を小数部の
   補正データとして前記位相調整ステップに出力すること
   を特徴とする請求項４に記載のデジタル・ビデオ処理方
   法。
6. 【請求項６】 前記ビデオ処理回路は、前記水平座標生
   成手段から出力される水平座標データに基づいて誤差信
   号を生成し、前記サンプリング・クロック信号を生成す
   るシステム・クロック信号発生器をさらに有し、 前記決定ステップは前記サンプリング・クロックを単位
   とした補正データのうち整数部を前記水平座標補正手段
   に出力し、前記補正データの小数部を前記システム・ク
   ロック信号発生器に出力するステップを有し、 前記システム・クロック信号発生器は前記補正データ生
   成ステップからの小数部を受けて前記誤差信号に重畳
   し、サンプリング・クロックの位相を前記量子化サンプ
   ル信号の水平同期部分の０_Ｈ基準点とするように制御す
   ることを特徴とする請求項５に記載のデジタル・ビデオ
   処理方法。