JP2006121606A - 同期検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で、同期検出対象の映像信号によらずに、検出精度が高い同期信号を出力する。
【解決手段】 本発明の同期検出装置は、アナログ映像信号から同期信号を検出するアナログ同期検出回路と、上記アナログ映像信号に対応するデジタル映像信号から同期信号を検出するデジタル同期検出回路と、デジタル同期検出回路又はアナログ同期検出回路の一方の同期検出信号を有効とする同期検出方法判定手段とを有する。同期検出方法判定手段は、例えば、同期レベルの低下の有無を判定し、出力を有効とする同期検出回路を決定する。本発明では、デジタル同期検出回路及びアナログ同期検出回路の長所を補完的に発揮させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テレビジョン信号などの映像信号から同期信号を検出する同期検出装置に関する。

アナログテレビジョン放送で使用されているテレビジョン信号を、テレビジョン受像機で表示させたり、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に記録する際や、デジタル化してＭＰＥＧ２に代表される符号化処理をする際には、映像信号の水平方向及び垂直方向の開始タイミングを決定するために、テレビジョン信号から水平同期信号及び垂直同期信号を分離する必要がある。

従来の装置では、非特許文献１に示されているように、アナログ回路によって、まず複合映像信号から複合同期信号を分離し、分離された複合同期信号に積分回路を通過させることで、同期分離を行っている場合が多い。

また、最近のデジタル技術の進展に伴い、全ての処理をデジタル回路で構成する方法が一般的となっているが、その場合でも、アナログ回路をデジタル回路に置き換えた方法によって、デジタル回路での積分回路やコンパレータを用いて同期分離を行っている場合が多い。
日本放送協会編、「カラーテレビ受信技術」、日本放送出版協会刊（平成２年１２月増補版）、１１１〜１１７頁

しかしながら、デジタル回路によって同期分離回路を構成するには、多段のデジタルフィルタ等、大規模な回路が必要な上、家庭用ＶＴＲなどからの非標準信号や、同期レベルが低下してしまった信号や、入力信号のノイズや歪みによっては、正しく動作しない場合がある。

そのため、簡易な構成で、同期検出対象の信号によらずに安定的に動作する同期検出装置が望まれていた。

かかる課題を解決するため、本発明の同期検出装置は、アナログ映像信号から同期信号を検出するアナログ同期検出回路と、上記アナログ映像信号に対応するデジタル映像信号から同期信号を検出するデジタル同期検出回路と、上記アナログ映像信号又は及び上記デジタル映像信号に基づいて、同期検出方法を決定し、決定した同期検出方法に係る上記デジタル同期検出回路又は上記アナログ同期検出回路の一方の同期検出信号を有効とする同期検出方法判定手段とを有することを特徴とする。

本発明の同期検出装置によれば、デジタル同期検出回路及びアナログ同期検出回路を有し、その一方からの同期検出信号を採用するので、デジタル同期検出回路及びアナログ同期検出回路の長所を補完的に発揮させることができ、簡易な構成で、同期検出対象の信号によらずに安定的に動作することができる。

（Ａ）実施形態
以下、本発明による同期検出装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

図１は、実施形態の同期検出装置を含む、デジタル映像データ生成装置の構成を示すブロック図である。なお、デジタル映像データ生成装置は、アナログ映像信号を入力し、それに対応したデジタル映像データを出力するものである。

図１において、デジタル映像データ生成装置１は、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）２、デジタル映像データ生成回路３、クロック抽出回路（ＣＬＫ抽出）４、アナログ水平同期検出回路５、デジタル水平同期検出回路６、アナログ垂直同期検出回路７、デジタル垂直同期検出回路８、同期レベル低下検出回路９、水平同期セレクタ１０、垂直同期セレクタ１１、水平方向カウンタ１２及び垂直同期カウンタ１３を有する。

ここで、アナログ／デジタル変換回路２、クロック抽出回路４、アナログ水平同期検出回路５、デジタル水平同期検出回路６、アナログ垂直同期検出回路７、デジタル垂直同期検出回路８、同期レベル低下検出回路９、水平同期セレクタ１０及び垂直同期セレクタ１１が、実施形態の同期検出装置２０を構成している。

クロック抽出回路４は、当該デジタル映像データ生成装置１に入力されたアナログ映像信号（例えば、ＮＴＳＣ方式の複合映像信号）ＡＩＮに基づいて、クロック信号を生成するものである。クロック抽出回路４は、例えば、カラーバースト周波数（３．５８ＭＨｚ）の４倍の周波数（１４．３ＭＨｚ）を有するクロック信号ＣＬＫを生成する。クロック抽出回路４は、生成したクロック信号ＣＬＫを、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）２、デジタル映像データ生成回路３、デジタル水平同期検出回路６、デジタル垂直同期検出回路８、水平方向カウンタ１２、垂直同期カウンタ１３などに与える。

アナログ／デジタル変換回路２は、入力されたアナログ映像信号ＡＩＮを、クロック信号ＣＬＫに応じてサンプリングしてデジタル映像信号ＤＩＮに変換するものである。アナログ／デジタル変換回路２は、変換で得られたデジタル映像信号ＤＩＮを、デジタル映像データ生成回路３、デジタル水平同期検出回路６、デジタル垂直同期検出回路８などに与える。

デジタル映像データ生成回路３は、例えば、デジタル映像信号ＤＩＮのサンプリングデータ毎に、水平方向カウンタ１２及び垂直同期カウンタ１３のカウント値（水平および垂直方向の位置情報）ＤＨ、ＤＶを付与したり、水平方向カウンタ１２及び垂直同期カウンタ１３のカウント値ＤＨ、ＤＶで規定される同期期間などに所定のヘッダを付与したりしたデジタル映像データＤＯＵＴを生成して出力するものである。デジタル映像データ生成回路３が生成するデジタル映像データＤＯＵＴのフォーマットはいかなるものであって良い。例えば、デジタル映像データＤＯＵＴは、デジタル放送対応のデジタル映像データＤ１、Ｄ２のフォーマットに従う。

アナログ水平同期検出回路５は、当該デジタル映像データ生成装置１に入力されたアナログ映像信号ＡＩＮから水平同期信号ＡＨＳＹＮＣを検出して水平同期セレクタ１０に与えるものである。アナログ水平同期検出回路５は、アナログ映像信号ＡＩＮから水平同期信号ＡＨＳＹＮＣを検出できる構成であればいかなる内部構成のものを適用しても良い。

デジタル水平同期検出回路６は、アナログ／デジタル変換回路２から出力されたデジタル映像信号ＤＩＮから水平同期信号ＤＨＳＹＮＣを検出して水平同期セレクタ１０に与えるものである。デジタル水平同期検出回路６は、デジタル映像信号ＤＩＮから水平同期信号ＤＨＳＹＮＣを検出できる構成であればいかなる内部構成のものを適用しても良い。なお、デジタルフィルタなどの段数が少ないものを適用することは、構成の簡易化の面から好ましい。

アナログ垂直同期検出回路７は、当該デジタル映像データ生成装置１に入力されたアナログ映像信号ＡＩＮから垂直同期信号ＡＶＳＹＮＣを検出して垂直同期セレクタ１１に与えるものである。アナログ垂直同期検出回路７は、アナログ映像信号ＡＩＮから垂直同期信号ＡＶＳＹＮＣを検出できる構成であればいかなる内部構成のものを適用しても良い。

デジタル垂直同期検出回路８は、アナログ／デジタル変換回路２から出力されたデジタル映像信号ＤＩＮから垂直同期信号ＤＶＳＹＮＣを検出して垂直同期セレクタ１１に与えるものである。デジタル垂直同期検出回路８は、デジタル映像信号ＤＩＮから垂直同期信号ＤＶＳＹＮＣを検出できる構成であればいかなる内部構成のものを適用しても良い。なお、デジタルフィルタなどの段数が少ないものを適用することは、構成の簡易化の面から好ましい。

同期レベル低下検出回路９は、当該デジタル映像データ生成装置１に入力されたアナログ映像信号ＡＩＮから、同期期間でのレベルと黒レベルとの差が小さい場合（このような場合を「同期レベルが低下している場合」と呼ぶ）に、そのことを検出するものである。同期レベル低下検出回路９からの検出信号ＤＥＴは、水平同期セレクタ１０及び垂直同期セレクタ１１に対して、選択制御信号として与えられる。同期レベル低下検出回路９は、例えば、水平方向カウンタ１２及び垂直同期カウンタ１３のカウント値ＤＨ、ＤＶに基づいて（図１では信号線の図示は省略している）、水平同期期間を推測し（図２参照）、その水平同期期間内での最低レベルをサンプルホールドし、それを所定の閾値レベルと比較することで、同期レベルが低下していることを検出する。

なお、同期レベル低下検出回路９は、同期レベルの低下を検出し、検出信号ＤＥＴの内容を切り替える際に、水平方向カウンタ１２及び又は垂直同期カウンタ１３のカウント値ＤＨ及び又はＤＶが所定の値のときに切り替えるようにしても良く、また、検出すると直ちに切り替えるようにしても良い。

水平同期セレクタ１０は、初期状態においては、デジタル水平同期検出回路６からの水平同期信号ＤＨＳＹＮＣを選択し、同期レベル低下検出回路９からの検出信号ＤＥＴが、同期レベルの低下を表しているときに、アナログ水平同期検出回路５からの水平同期信号ＡＨＳＹＮＣを選択して、水平方向カウンタ１２に与えるものである。

垂直同期セレクタ１１は、初期状態においては、デジタル垂直同期検出回路８からの垂直同期信号ＤＶＳＹＮＣを選択し、同期レベル低下検出回路９からの検出信号ＤＥＴが、同期レベルの低下を表しているときに、アナログ垂直同期検出回路７からの垂直同期信号ＡＶＳＹＮＣを選択して、垂直方向カウンタ１３に与えるものである。

水平方向カウンタ１２は、クロック信号ＣＬＫによってカウントアップすると共に、水平同期セレクタ１０からの水平同期信ＨＳＹＮＣが入力される毎にリセットするものである。水平方向カウンタ１２は、基本的には、例えば、図２に示すように、カウント値ＤＨとして０〜９０９を巡回させるものである。水平方向カウンタ１２のカウント値ＤＨは、デジタル映像データ生成回路３等に与えられる。

垂直同期カウンタ１３は、水平方向カウンタ１２のカウント値ＤＨが所定値になる毎にクロック信号ＣＬＫに同期してカウントアップするものであり、垂直同期セレクタ１１からの垂直同期信ＶＳＹＮＣが入力される毎にリセットするものである。垂直方向カウンタ１３は、基本的には、例えば、図２に示すように、カウント値ＤＶとして１〜５２５を巡回させるものである。垂直方向カウンタ１３のカウント値ＤＶは、デジタル映像データ生成回路３等に与えられる。

次に、以上のような各部からなるデジタル映像データ生成装置１の動作を、特に、同期検出装置２０の動作を中心にして説明する。

アナログ映像信号ＡＩＮが入力されると、クロック抽出回路４が、例えば、カラーバースト周波数（３．５８ＭＨｚ）の４倍の周波数（１４．３ＭＨｚ）を有するクロック信号ＣＬＫを生成して各部に配信し、アナログ／デジタル変換回路２がこのクロック信号ＣＬＫに基づいて、アナログ映像信号ＡＩＮをサンプリングしてデジタル映像信号ＤＩＮに変換し、デジタル映像データ生成回路３に与える。

デジタル映像データ生成回路３においては、水平方向カウンタ１２及び垂直同期カウンタ１３のカウント値ＤＨ、ＤＶに応じて、図２に示すような画像内での位置を認識しつつ、入力されたデジタル映像信号ＤＩＮから所定フォーマット（デジタル放送対応のフォーマットＤ１、Ｄ２）に従うデジタル映像データＤＯＵＴを生成して出力する。

実施形態の同期検出装置２０は、デジタル映像データ生成装置１上で以上のように機能する水平方向カウンタ１２、垂直方向カウンタ１３のリセットタイミングを捉えるために設けられている。

アナログ水平同期検出回路５は、入力されたアナログ映像信号ＡＩＮから水平同期信号ＡＨＳＹＮＣを検出して水平方向セレクタ１０に一方の選択入力として与え、デジタル水平同期検出回路６は、アナログ／デジタル変換回路２から出力されたデジタル映像信号ＤＩＮから水平同期信号ＤＨＳＹＮＣを検出して水平方向セレクタ１０に他方の選択入力として与える。

同様に、アナログ垂直同期検出回路７は、入力されたアナログ映像信号ＡＩＮから垂直同期信号ＡＶＳＹＮＣを検出して垂直方向セレクタ１１に一方の選択入力として与え、デジタル垂直同期検出回路８は、アナログ／デジタル変換回路２から出力されたデジタル映像信号ＤＩＮから垂直同期信号ＤＶＳＹＮＣを検出して垂直方向セレクタ１１に他方の選択入力として与える。

同期レベル低下検出回路９においては、入力されたアナログ映像信号ＡＩＮに基づいて、同期レベルが低下したか否かを監視しており、同期レベルが低下したときに、自己からの検出信号ＤＥＴを低下を表すものに変化させる。

水平方向セレクタ１０及び垂直方向セレクタ１１は、初期状態（同期レベル低下の未検出状態）においては、デジタル水平同期検出回路６やデジタル垂直同期検出回路８から与えられた、デジタル映像信号ＤＩＮから検出された同期信号ＤＨＳＹＮＣ、ＤＶＳＹＮＣを選択して、対応する水平方向カウンタ１２、垂直方向カウンタ１３に出力する。ここで、同期レベル低下検出回路９が出力している検出信号ＤＥＴが、同期レベルの低下を表すものに変化すると、水平方向セレクタ１０及び垂直方向セレクタ１１は、アナログ水平同期検出回路５やアナログ垂直同期検出回路７から与えられた、アナログ映像信号ＡＩＮから検出された同期信号ＡＨＳＹＮＣ、ＡＶＳＹＮＣを選択する。

以上のようにして、同期レベルが低下していないときは、デジタル映像信号ＤＩＮから検出された同期信号ＤＨＳＹＮＣ、ＤＶＳＹＮＣが選択されて水平方向カウンタ１２、垂直方向カウンタ１３に与えられ、同期レベルが低下したときは、アナログ映像信号ＡＩＮから検出された同期信号ＡＨＳＹＮＣ、ＡＤＶＳＹＮＣが選択されて水平方向カウンタ１２、垂直方向カウンタ１３に与えられる。

水平方向カウンタ１２、垂直方向カウンタ１３に与えられる同期信号を、同期レベルの低下の有無によって切り替えるようにしたのは、アナログ映像信号からの同期検出（以下、アナログ同期検出と呼ぶ）と、デジタル映像信号からの同期検出（以下、デジタル同期検出と呼ぶ）とは共に一長一短があり、両者の長所をできるだけ発揮させるためである。

例えば、アナログ同期検出は、デジタル同期検出と比較して、同期レベルの低下に強いという長所を有する反面、家庭用ＶＴＲなどの非標準信号やノイズや歪みのある信号では正常に同期検出できないという短所を有する。一方、デジタル同期検出は、家庭用ＶＴＲなどの非標準信号やノイズや歪みのある信号に対しても正常に同期検出できるという長所を有する反面、デジタルレベルのしきい値で同期有無を判断するために同期レベル低下に弱いという短所を有する。

上記実施形態の同期検出装置２０は、これらアナログ同期検出やデジタル同期検出の短所を相互に補完するものとなっている。

以上のように、上記実施形態の同期検出装置２０によれば、同期レベルの低下の有無に応じて、アナログ同期検出とデジタル同期検出とを切り替えるようにしたので、従来の方法のように、アナログ同期検出回路若しくはデジタル同期検出回路のどちらか１つを具備する回路に比べ、精度の高い、良好な同期検出を実現することができる。

なお、デジタル同期検出回路だけで精度の向上を計ろうとした場合には、デジタル同期検出回路が、アナログ同期検出回路を追加したものと比較しても、非常に複雑、高価なものとなることが多い。

（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態の説明では、同期検出装置２０の出力を、水平方向カウンタや垂直方向カウンタのリセットに利用するものを示したが、同期検出装置２０の用途が上記実施形態のものに限定されないことは勿論である。また、同期信号を利用する側の回路がアナログ回路であっても良い。

また、上記実施形態では、水平同期信号及び垂直同期信号の検出共に、アナログ同期検出回路やデジタル同期検出回路の２個の検出回路を設けたものを示したが、水平同期信号又は垂直同期信号の一方の検出構成にのみ、アナログ同期検出回路やデジタル同期検出回路の２個の検出回路を設けて選択させるようにしても良い。

さらに、上記実施形態では、水平方向セレクタや垂直方向セレクタで選択されていない同期信号の検出回路も動作させておくものを示したが、選択されていない側の検出回路を待機状態とするようにしても良い。また、セレクタを省略し、一方の同期検出回路だけを動作させ、２個の同期検出回路の出力線をワイヤードオア結線し、同期信号の選択を実行させるようにしても良い。

さらにまた、上記実施形態では、黒レベルと同期レベルとの差分に基づいて同期レベルの低下判定を行うものを示したが、同期レベルの絶対的なレベルに基づいて、同期レベルの低下を判定するようにしても良い。

また、上記実施形態では、デジタル同期検出及びアナログ同期検出のいずれを選択させるかのパラメータが、同期レベルの低下の有無であったが、他のパラメータを適用するようにしても良い。例えば、カラーバースト信号の振幅をパラメータとして用い、振幅が小さい場合に、アナログ同期検出に切り替えるようにしても良い。

さらに、上記実施形態では、アナログ映像信号に基づいて、同期レベルの低下を検出するものを示したが、デジタル映像信号から同期レベルの低下を検出するようにしても良く、アナログ映像信号及びデジタル映像信号から同期レベルの低下を検出するようにしても良い。例えば、過去の複数の水平ラインのそれぞれにおける同期期間の同期レベル（デジタル値）を記憶しておき、それらの平均値と今回の水平ラインの同期レベルとを比較して、同期レベルの低下判定を行うようにしても良い。このようにして得られた平均値を、アナログ映像信号における同期期間のレベルと比較する閾値に利用するようにしても良い。

上記実施形態では、ＮＴＳＣに代表される複合映像信号を意図して説明したが、ＰＡＬやＳＥＣＡＭ方式の信号や、輝度信号と色差信号を別にしたコンポーネント信号での水平同期検出、垂直同期検出においても、本発明の技術思想を適用できる。なお、モノクロ信号やノンインターレース信号などが、同期検出の対象であっても良い。

実施形態の同期検出装置を含む、デジタル映像データ生成装置の構成を示すブロック図である。 検出された水平同期信号や垂直同期信号の用途の説明に供する図面である。

符号の説明

２…アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）、４…クロック抽出回路（ＣＬＫ抽出）、５…アナログ水平同期検出回路、６…デジタル水平同期検出回路、７…アナログ垂直同期検出回路、８…デジタル垂直同期検出回路、９…同期レベル低下検出回路、１０…水平同期セレクタ、１１…垂直同期セレクタ、２０…同期検出装置。

Claims (4)

1. アナログ映像信号から同期信号を検出するアナログ同期検出回路と、
   上記アナログ映像信号に対応するデジタル映像信号から同期信号を検出するデジタル同期検出回路と、
   上記アナログ映像信号又は及び上記デジタル映像信号に基づいて、同期検出方法を決定し、決定した同期検出方法に係る上記デジタル同期検出回路又は上記アナログ同期検出回路の一方の同期検出信号を有効とする同期検出方法判定手段と
   を有することを特徴とする同期検出装置。
2. 上記デジタル同期検出回路及び上記アナログ同期検出回路として、水平同期信号用のものと、垂直同期信号用のものとの双方を有することを特徴とする請求項１に記載の同期検出装置。
3. 上記同期検出方法判定手段は、同期レベルの低下の有無を判定し、未低下状態で上記デジタル同期検出回路の同期検出信号を有効とし、低下状態で上記アナログ同期検出回路の同期検出信号を有効とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の同期検出装置。
4. 上記同期検出方法判定手段は、上記同期レベルの低下の有無を判定する際、上記アナログ映像信号から検出した上記同期信号のレベルと上記アナログ映像信号から検出した黒レベルとの差が所定のレベルより小さい場合に同期レベルの低下があると判定することを特徴とする請求項３に記載の同期検出装置。
   
   

Images