JP2005236760A - ビデオ信号判別装置 - Google Patents

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泰三 川村
Keiji Horibe
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Abstract

【課題】入力されるビデオ信号を処理して如何なる方式のビデオ信号であるかを正確に判別でき、しかもインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを区別できるビデオ判別装置を提供する。
【解決手段】入力されたビデオ信号を垂直同期信号VSYNCと水平同期信号HSYNCとに分離する手段12と、1垂直同期信号間に存在している水平同期信号数をカウントするカウンタ手段14とを備え、前記カウンタ手段の出力値に基いてカラーシステム及び解像度を判別する。この場合、前記カウンタ手段14のカウント値の最下位ビットQ1の値を垂直同期信号毎に保持するQ1値保持回路16と、Q1値保持回路16の1つ前の出力と最新の出力を比較する一致検出回路20を備え、前記一致検出回路の出力に基いてインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを判別することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、従来からのビデオ信号や高品質ビデオ信号のカラーシステムや解像度等の方式を判別するビデオ信号判別装置に関し、特にD端子を使用していないビデオ信号を表示ないしは記録し再生する装置において、ビデオ信号の方式を自動的に判別して復調するためのビデオ信号判別装置に関する。
ビデオ信号再生機器の代表的なビデオ信号方式としてはインターレース式のNTSC方式、PAL方式、SECAM方式が世界的に使用されているが、近年に至り従来からのビデオ信号方式のみならず高品質、高画質なビデオ信号として、ノンインターレス(プログレッシブ)方式ビデオ信号、EDTV−2(Extended Definition TV、ワイドテレビジョン)方式やHDTV(高解像度テレビジョン)方式のビデオ信号も使用されるようになってきており、現在使用されているTV受像機及び記録再生装置(VTR、DVD等)もこのような各方式に対応する受信部や復調部を備えている。なお、インターレース方式とはビデオ信号において走査線を1本おきに表示装置に送って2回の走査で1画面情報を送る形式のものを示し、プログレッシブ方式とは走査線を上から下へと順次表示装置に送って1回の走査で1画面情報を送るものを示す。
そして、近年のディジタル信号処理技術の発展により、量産効果によるコスト低下が期待できるため、これらの複数のビデオ信号方式を切換えて処理できるシステムが製造されるようになってきている。
このうち、D端子を備えるTV受像機ないしは記録再生装置では、EIAJ CP4120で規格化されているように、D端子内に設けられているライン1〜3までの端子に図6に示すような電圧で表される識別信号がビデオ信号供給元から送られてくる。
したがって、D端子を備えるTV受像器ないしは記録再生装置では別途如何なる方式のビデオ信号であるかを判別するための手段は必要としないが、D端子を備えていないTV受像器ないしは記録再生装置では、複数のビデオ信号方式を切換えて正常に表示するために、如何なる方式のビデオ信号であるかを判別するための手段を設けることが必要不可欠である。
例えば、下記特許文献1には複数のビデオ信号方式を切換えて処理できるテレビジョン方式識別信号の検出装置の発明が開示されている。そこで、本発明の理解のために、下記特許文献1に開示されているテレビジョン方式識別信号の検出装置の発明を図4〜図5を用いて説明する。なお、図4はテレビジョン方式識別信号の検出装置のブロック図であり、図5はEDTV−2方式のビデオ信号の識別信号を説明するための波形図である。
EDTV−2方式のビデオ信号は、現行のテレビジョン方式(NTSC)との両立性を保ち、テレビ映像のワイド化、高画質化を実現する第2世代EDTVのテレビジョン信号である。EDTV−2方式のビデオ信号では、画面サイズの情報や補強信号の有無、補強信号の復調に必要な位相情報などを、識別信号として22H、285Hの走査線に重畳している。
EDTV−2対応のテレビジョン受信機では、識別信号の有無により受信しているテレビジョン信号方式の識別を行い、この識別信号から画面サイズの変更や補強信号の再生などを行う。特に、アスペクト比が16:9の横長のテレビジョン受信機では、映像の垂直幅に応じて自動的に画面一杯に映像を拡大するためのアスペクト情報を得る手段としても前記識別信号検出が使用されており、この識別信号を利用できない通常のアスペクト比が4:3のテレビジョン受信機では表示画面の上下に非表示領域が生じてしまう。
EDTV−2方式のビデオ信号の識別信号のB1、B2はリファレンス信号となっており、B1の立ち下がり位置がB3以降の識別信号の基準位置となる。このB1を検出するためには、図5に示したように、識別信号全域をカバーする水平検出範囲を設定し、カラーバースト信号後縁からB1の立ち上がりまでの間に、識別信号の検出を開始する必要がある。
従来技術では、識別信号検出を行う水平検出開始位置、水平検出範囲、検出走査線が固定されていた。ところが、テレビジョン方式識別信号は、ゴーストや同期信号の付け変え、または、ダビング等により、重畳される水平位相や走査線がずれることがある。このとき、識別信号の重畳位相が大きく進むと、例えばEDTV−2信号の識別信号の場合、B1の立ち上がりが水平検出開始位置より前になり、B1の立ち上がりが検出できなくなり、逆に大きく位相が遅れると、B27が水平検出範囲から外れてしまい、検出できなくなる。また、走査線がずれた場合においても、識別信号の検出ができなくなる。
そこで、下記特許文献1に開示されている発明では、テレビジョン方式識別信号が重畳される水平位相や走査線にずれが生じた場合において、そのずれに追従して識別信号を検出することできるようになすために、図4に示したような構成のテレビジョン方式識別信号の検出装置50としている。すなわち、水平同期信号入力端子51から入力される水平同期信号は、水平同期信号カウンタ55に入力される。水平同期信号カウンタ55は、垂直同期信号入力端子52から入力される垂直同期信号でリセットするカウンタで、制御マイコン58によって設定される走査線の水平同期信号を検出し、制御信号を出力する。この制御信号は、遅延回路56を経由して、識別信号検出回路57に入力される。遅延回路56は、サンプリングクロック入力端子53から入力されるサンプリングクロック単位で制御信号を遅延させ、制御マイコン58によって設定される値によって、この遅延回路56で水平検出開始位置が制御される。
テレビジョン信号入力端子54から入力されたテレビジョン信号は、識別信号検出回路57に入力され、遅延回路56からの制御信号によって水平検出開始位置、検出走査線が制御され、サンプリングクロック入力端子53から入力されるサンプリングクロックによって識別信号の検出が行われる。識別信号検出回路57で行われた識別信号検出結果は、識別信号検出結果出力端子59から出力されるとともに、制御マイコン58に入力される。制御マイコン58では、識別信号検出回路57からの識別信号検出結果により、水平同期信号カウンタ55、遅延回路56の制御を行う。
制御マイコン58は、初期設定値として、テレビジョン方式識別信号が所定の位置に重畳されたときに、それを検出できる検出走査線を水平同期信号カウンタ55に、水平検出開始位置を遅延回路56に、それぞれ設定する。このとき、テレビジョン信号入力端子54から識別信号検出回路57に入力されたテレビジョン信号から、識別信号が検出できた場合には、現在の水平検出開始位置、検出走査線を保持するように動作する。
一方、上記の初期設定値で識別信号が検出できなかった場合には、まず、制御マイコン58は遅延回路56を制御し、水平検出開始位置を変化させる。このとき、制御マイコン58は、任意に定めた水平検出開始位置変化範囲内で遅延回路56の制御を行い、この範囲内で識別信号が検出できなかった場合には、水平同期信号カウンタ55を制御し、検出走査線の変更を行う。検出走査線が変更されたら、また、遅延回路56を制御し、水平検出開始位置を変化させて、識別信号の検出を行う。検出走査線についても任意の検出走査線範囲を定め、その範囲内で水平同期信号カウンタ55を制御し、識別信号が検出できなかった場合には、水平同期信号カウンタ55、遅延回路56を初期調整値に戻し、識別信号を検出するまで、上述の動作を繰り返す。
初期設定値以外の設定で識別信号が検出できた場合には、その安定性をみてから、現在の水平検出開始位置、検出走査線を保持する。また、初期設定値以外の設定で識別信号が検出できる状態から、識別信号が検出できなくなった場合には、水平検出開始位置、検出走査線を初期設定値に戻してから、識別信号の検出を行う。
このような構成のテレビジョン方式識別信号の検出装置50によれば、入力されたテレビジョン方式識別信号が、ゴーストや同期信号の付け変え等によりその重畳される水平位相や走査線がずれた場合においても、そのずれに追従して水平検出開始位置、検出走査線を変化させるため、識別信号を検出することが可能となり、そのため、テレビジョン信号に重畳されている高画質化信号の再生やアスペクト変換を正確に行うことが可能となるというものである。
特開平09−163255号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示されているテレビジョン方式識別信号の検出装置50では、水平検出開始位置、検出走査線が制御され、識別信号の検出が行われるので、制御のタイミングが微妙であり、特に同期信号分離回路の性能が良好でない場合には、誤った検出を起こしやすいという問題点が存在していた。また、このテレビジョン方式識別信号の検出装置50は、入力されるテレビジョン信号の方式が変化した直後には、テレビジョン信号が安定化していないために識別信号の読み取りが困難となり、誤動作を起こしやすいという問題点も存在していた。加えて、高品質、高画質なビデオ信号としてプログレッシブ方式ビデオ信号を使用する例もあるが、前記テレビジョン方式識別信号の検出装置50は、インターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを区別できないという問題点も存在していた。
このように、従来のテレビジョン方式識別信号の検出装置では一部の高品質ビデオ信号で正しい識別情報が得られない状況にあった。そこで、本発明者等は上述のような従来技術の有する問題点を解決すべく種々検討を重ねた結果、入力されたビデオ信号を垂直同期信号(VSYNC)と水平同期信号(HSYNC)とに分離した後、1垂直同期信号間に水平同期信号が何個存在していたかをカウントすることにより、カラーシステムの差異や解像度等の判別、すなわちビデオ信号を判別することができることを見いだし、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本願発明は、入力されるビデオ信号を処理して如何なる方式のビデオ信号であるかを正確に判別でき、しかもインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを区別できるビデオ信号判別装置を提供することを目的とする。
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、本願の請求項1に記載のビデオ信号判別装置の発明は、入力されたビデオ信号を垂直同期信号と水平同期信号とに分離する手段と、1垂直同期信号間に存在している水平同期信号数をカウントするカウンタ手段とを備え、前記カウンタ手段の出力値に基いてカラーシステム及び解像度を判別することを特徴とする。
また、本願の請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載のビデオ信号判別装置において、前記カウンタ手段のクロック入力端子に水平同期信号を入力し、前記カウンタ手段のリセット端子に垂直同期信号を入力してカウントさせるようにしたことを特徴とする。
また、本願の請求項3に記載の発明は、前記請求項2に記載のビデオ信号判別装置において、前記カウンタ手段のカウント値の最下位ビットQ1の値を垂直同期信号毎に保持するQ1値保持回路と、前記Q1値保持回路の1つ前の出力と最新の出力を比較する一致検出回路を備え、前記一致検出回路の出力に基いてインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを判別することを特徴とする。
また、本願の請求項4に記載の発明は、前記請求項3に記載のビデオ信号判別装置において、前記一致検出回路から不一致出力があるにはインターレース方式であると判別することを特徴とする。
また、本願の請求項5に記載の発明は、前記請求項3に記載のビデオ信号判別装置において、前記一致検出回路から一致出力がある場合には、更に前記カウンタ回路のカウント数を基にしてインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを判別することを特徴とする。
また、本願の請求項6に記載の発明は、前記請求項1〜5の何れかに記載のビデオ信号判別装置において、前記カウンタ手段のカウント値が一定時間変化するか否かを検知し、変化しない場合にはビデオ信号が存在していないと判別することを特徴とする。
また、本願の請求項7に記載の発明は、前記請求項1〜6のいずれかに記載のビデオ信号判別装置において、前記ビデオ信号が、NTSCM 525(インターレース)、PAL M 525(インターレース)、PAL、625(インターレース)、525(プログレッシブ)、HDTV、1125(インターレース)、HDTV、1250(インターレース)、HDTV、750(プログレッシブ)、HDTV、1125(プログレッシブ)から選択された少なくとも2種を含むことを特徴とする。
更に、本願の請求項8に記載の発明は、前記請求項7に記載のビデオ信号判別装置において、前記ビデオ信号がNTSCM 525(インターレース)及びPAL M 525(インターレース)を同時に含む場合には、更に国別情報をも利用して両者を区別するようにしたことを特徴とする。
本発明は上記の構成を備えることにより以下に述べるとおりの優れた効果を奏する。すなわち、本願の請求項1に記載のビデオ信号判別装置によれば、簡単な構成でビデオ信号が如何なる形式のものであるかを判別することができるようになる。
また、本願の請求項2に記載のビデオ信号判別装置によれば、簡単な構成により垂直同期信号毎に水平同期信号の数をカウントすることができ、しかも同期分離回路が簡易品ないしは安価品であって性能が格別に良くなくても、そのカウント値から容易に各種のビデオ信号を判別することができるようになる。
また、本願の請求項3に記載のビデオ信号判別装置によれば、前記カウンタの最下位ビットQ1の値を垂直同期信号毎に保持するQ1値保持回路を備えているので、マイコンが必要なときに一致回路の出力としてQ1値を読むことができるためにマイコンの負荷を低減でき、しかもこの値から容易にインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを判断できる。
また、本願の請求項4に記載のビデオ信号判別装置によれば、1画面が奇数走査線のインターレース方式では1画面毎の走査線が偶数及び奇数と二回に分けて送られてくるため、少なくとも一致回路から一致出力が生じていない場合はインターレース方式となるので、1画面が奇数走査線のインターレース方式であることが誤りなく検出できる。
また、本願の請求項5に記載のビデオ信号判別装置によれば、プログレシブ方式及び1画面が偶数走査線のインターレース方式では一致回路から一致出力が生じるため、そのままではプログレシブ方式と1画面が偶数走査線のインターレース方式を区別できないが、インターレース方式では前記カウンタ回路の出力がプログレッシブ方式のカウント値の半分となるため、このカウンタ回路の出力と併せて判別することにより正確にプログレッシブ方式と1画面が偶数走査線のインターレース方式を区別することができるようになる。
また、本願の請求項6に記載のビデオ信号判別装置によれば、ビデオ信号が存在していない場合にはビデオ信号の判別を中止することができ、また、ノイズ画面(砂嵐など)が表れることを防止することができる。
また、本願の請求項7に記載のビデオ信号判別装置によれば、例示された世界中で標準的に使用されている高品質表示を含む多種多様なビデオ信号の判別が可能となる。
また、本願の請求項8に記載のビデオ信号判別装置によれば、NTSCM 525(インターレース)及びPAL M 525(インターレース)の場合には、カウント値が両者同一となるために、このままでは正確に両者の判別ができないが、NTSCM方式は日本のテレビジョン放送で採用されている方式であるのに対しPALM方式は南米のテレビジョン放送で使用されている方式であるので、別途仕向地別に用意された国別情報を利用すれば、NTSCM 525(インターレース)およびPAL M 525(インターレース)を区別することができるようになる。
以下、図面を参照して、本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのビデオ信号判別装置の一例を例示するものであって、本発明をこのビデオ信号判別装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適用し得るものである。
図1は、本発明の最良の実施形態に係るビデオ信号判別装置のブロック図であり、図2は図1のQ1値保持回路及び一致回路の一具体例の回路図であり、また、図3は図1の信号有無検出回路の一具体例の回路図である。
このビデオ信号判別装置10は、同期分離回路12、カウンタ回路14、Q1値保持回路16、信号有無検出回路18、一致検出回路20及びマイコンI/O22を備えている。
同期分離回路12はアナログビデオ信号ないしはディジタルビデオ信号からHSYNC(水平同期信号)及びVSYNC(垂直同期信号)を分離し、出力する回路であり、周知のものである。
カウンタ回路14は、カウント回路とVSYNCに同期したカウント値保持回路から構成されており、VSYNCの1周期間にHSYNCが何パルス存在したかをカウントしてその最大値を保持している。用途によって必要なカウント桁は様々に選択し得るが、本実施例では12桁(12bits)とした。
Q1値保持回路16は、カウンタ回路14の最下位bit値(Q1)をVSYNC毎に保持し、1つ前のVSYNCの最下位bit値と最新の最下位bit値を保持する。一致検出回路20はQ1値保持回路20で保持されている1つ前のVSYNCの最下位bit値と最新の最下位bit値の比較を行う。
プログレッシブ方式及び1画面が偶数走査線のインターレース方式では走査毎にHSYNCのカウント値が変動しないために最下位bit値は変化しないが、1画面が奇数走査線のインターレース方式、例えばNTSCMM(525インターレース)方式では各VSYNC毎にHSYNCの理論カウント値は262及び263となるので、各VSYNC毎にHSYNCの最下位ビット値は変化する。したがって、一致検出回路20の出力が「不一致」状態を示している場合には、インターレース方式であると判断される。プログレッシブ方式及び1画面が偶数走査線のインターレース方式の判別は、各VSYNC毎のHSYNCのカウント値の大きさをも対比することにより判別できる。
Q1値保持回路16は、例えば図2に示すように、2つのDフリップフロップ回路171及び172により構成し得る。すなわち、VSYNCを第1のDフリップフロップ回路171及び第2のDフリップフロップ回路172のクロック入力端子CLKへ入力し、Q1からの信号値を第1のDフリップフロップ回路171のデータ入力端子Dへ入力し、第1のDフリップフロップ回路171の出力端子Qの出力を第2のDフリップフロップ回路172のデータ入力端子Dへ入力する。そうすると、第1のDフリップフロップ回路171の反転Q出力端子より最新のQ1値が、また、第2のDフリップフロップ回路172の反転Q出力端子より1つ前のQ1値が得られる。
また、前記第1及び第2のDフリップフロップ回路の反転Q出力端子の出力を、図2に示すように、排他的論理和(ExOR)回路21からなる一致検出回路20へ入力すると、最新のQ1と1つ前のQ1値が異なる場合にのみ一致検出回路20からの出力がH状態となる。
また、信号有無検出回路18は、VSYNCの有無を検知する。一定時間内にVSYNCが検出されなければビデオ信号がないことを意味する。この信号検出回路18も、図3に示すように、Dフリップフロップ回路19により形成し得る。すなわち、VSYNCをDフリップフロップ回路19のクロック入力端子CLKへ入力し、マイコン22から一定時間毎にクリア端子CLへクリア信号を入力すると、VSYNCが入力されている場合にのみ出力端子Qの出力がH状態となる。
このように構成された本発明の最良の実施形態に係るビデオ信号判別装置10に対し各種のビデオ信号を入力した場合の、カウント理論値及び実機カウント値を図7にまとめて示した。
図7に示した結果によれば、一部にカウント理論値と実機カウント値の間に数値の差異が認められたが、実機のカウント値を考慮すると、NTSCM 525(インターレース)方式とPAL M 525(インターレース)の判別以外は、PAL625(インターレース)、525(プログレッシブ)、HDTV1125(インターレース)、HDTV1250(インターレース)、HDTV750(プログレッシブ)の各ビデオ信号の方式を区別できることがわかった。なお、HDTV1125(プログレッシブ)の実機によるカウントは、測定装置の性能上の理由から、行うことができなかった。
PAL625(インターレース)方式の実機カウント結果は、奇数インターレース方式のものであるにも拘わらず偶数インターレース方式ないしはプログレッシブ方式のものと判別されたが、カウント値が310近傍のものはPAL625(インターレース)方式しかないので、判別が可能である。
このようなカウント理論値と実機カウント値の間に数値の差異が生じる理由は、現在のところまだ明確になってはいないが、おそらくは同期分離回路やカウント値の保持回路の構成による情報の欠け落ちなどが原因と考えられる。
なお、NTSCM方式とPAL M方式とは、カウント理論値も実機カウント値も全く同じであるので、このままでは両方式の区別はできない。しかしながら、NTSCM方式は日本のテレビジョン放送で採用されている方式であるのに対し、PALM方式は南米のテレビジョン放送で使用されている方式であるので、製品の仕向けによって区別できるようにするため、設定メニューより国別情報を持たせればたとえ同じカウンタ値であってもNTSCM方式とPAL M方式とを区別することが可能となる。
なお、本発明のビデオ信号判別装置を単独で使用しても所定の効果を奏するが、従来のビデオ信号判別装置を併用するとより一層誤りなく正確にビデオ信号を判別することができ、ビデオ信号が切り替った場合に画像の乱れを少なくして直ちに正常な画像表示を行うことができるようになる。
本発明の最良の実施形態に係るビデオ信号判別装置のブロック図である。 図1のQ1値保持回路及び一致検出回路の一具体例の回路図である。 図1の信号有無検出回路の一具体例の回路図である。 従来のテレビジョン方式識別信号検出装置のブロック図である。 従来のEDTV−2方式のビデオ信号の波形図である。 従来のD端子の各ラインと識別電圧の関係を示す図である。 本発明の最良の実施形態に係るビデオ信号判別装置における、各カラーシステム及び方式のカウント理論値及び実機カウント値の関係を示す図である。
符号の説明
10 ビデオ信号判別装置
12 同期分離回路
14 カウンタ回路
16 Q1値保持回路
171、172 Dフリップフロップ回路
18 信号有無検出回路
19 Dフリップフロップ回路
20 一致検出回路
21 排他的論理和回路
22 マイコンI/O

Claims (8)

  1. 入力されたビデオ信号を垂直同期信号と水平同期信号とに分離する手段と、1垂直同期信号間に存在している水平同期信号数をカウントするカウンタ手段とを備え、前記カウンタ手段の出力値に基いてカラーシステム及び解像度を判別することを特徴とするビデオ信号判別装置。
  2. 前記カウンタ手段のクロック入力端子に水平同期信号を入力し、前記カウンタ手段のリセット端子に垂直同期信号を入力してカウントさせるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のビデオ信号判別装置。
  3. 前記カウンタ手段のカウント値の最下位ビットQ1の値を垂直同期信号毎に保持するQ1値保持回路と、前記Q1値保持回路の1つ前の出力と最新の出力を比較する一致検出回路を備え、前記一致検出回路の出力に基いてインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを判別することを特徴とする請求項2に記載のビデオ信号判別装置。
  4. 前記一致検出回路から不一致出力があるにはインターレース方式であると判別することを特徴とする請求項3に記載のビデオ信号判別装置。
  5. 前記一致検出回路から一致出力がある場合には、更に前記カウンタ回路のカウント数を基にしてインターレース方式であるかプログレッシブ方式であるかを判別することを特徴とする請求項3に記載のビデオ信号判別装置。
  6. 前記カウンタ手段のカウント値が一定時間変化するか否かを検知し、変化しない場合にはビデオ信号が存在していないと判別することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のビデオ信号判別装置。
  7. 前記ビデオ信号が、NTSCM 525(インターレース)、PAL M 525(インターレース)、PAL625(インターレース)、525(プログレッシブ)、HDTV1125(インターレース)、HDTV1250(インターレース)、HDTV750(プログレッシブ)、HDTV1125(プログレッシブ)から選択された少なくとも2種を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のビデオ信号判別装置。
  8. 前記ビデオ信号がNTSCM 525(インターレース)及びPAL M 525(インターレース)を同時に含む場合には、更に国別情報をも利用して両者を区別するようにしたことを特徴とする請求項7に記載のビデオ信号判別装置。
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