JP2007311985A - 映像信号処理回路及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力する映像信号のレベルに影響されずに、安定した色復調処理を行う映像信号処理回路及び表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の映像信号処理回路１００は、デジタル映像信号のサンプリング周波数を変換して、バーストロックデータを生成するバーストロック補間回路３と、バーストロックデータに基づいて、バースト区間に最新ラインの周波数帯域フィルタから出力されるバースト信号を出力し、映像区間に色信号を出力するＹＣ分離回路４と、ＹＣ分離回路４から出力されたバースト信号と色信号のレベルを補正する自動色レベル補正回路５と、自動色レベル補正回路５から出力されるバースト信号と色信号とに基づいて、バーストロック補間回路３のサンプリング周波数を制御するバースト位相制御回路８と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンポジット映像信号をＹＵＶ信号に復調する映像信号処理回路及びその映像信号処理回路を有する表示装置に関する。

近年、基板内の複数のクロックの妨害による画質劣化を抑えるために、単一のクロックを使用して、ＮＴＳＣコンポジット映像信号をデコードし、デジタルデータに変換する映像信号処理回路が開発されてきている。図７を用いて、単一のクロックで動作する特許文献１に記載の従来の映像信号処理回路を説明する。

図７に示す従来の映像信号処理回路７００において、バーストロック補間回路３は、バースト位相制御回路８からフィードバックされるバースト位相誤差に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路２が出力するＮＴＳＣコンポジット映像信号のサンプリングデータをバースト信号の周波数（ｆｓｃ）のＮ倍の周波数のバーストロックデータＢＬに変換する。

バースト位相制御回路８は、バーストロック補間回路３から出力されたバーストロックデータＢＬからバースト信号を抜き出し、バーストロック補間回路３のサンプリングポイントが、バースト信号の０°、９０°、１８０°、２７０°のポイントに対し、どの程度ずれているかを検出し、バースト位相誤差を出力する。このバースト位相誤差がゼロになるように、バーストロック補間回路３は、バーストロックデータＢＬの補間データの生成位置を調整する。

ＹＣ分離回路４０は、バーストロックデータＢＬを遅延させて、３ラインのデータに変換し、３ライン間の相関を検出することにより、バーストロックデータＢＬを輝度信号（以下、「Ｙ信号」と呼ぶ。）と色信号（以下、「Ｃ信号」と呼ぶ。）に分離する。

自動色レベル補正回路５は、Ｃ信号の信号レベルが一定になるように補正して出力する。色復調回路６は、Ｃ信号をバースト信号と乗算して、低域通過フィルター（ＬＰＦ）を通して、Ｕ信号とＶ信号にデコードする。
特開２００１−１１２０１６号公報

映像信号処理回路は、例えばナビゲーション、テレビ、あるいは車両情報等のような複数の映像ソースを表示する車載液晶ディスプレイに組み込まれる。映像信号処理回路が車載液晶ディスプレイに組み込まれると、弱電界等によりレベルの小さい信号が映像信号処理回路７００に入力されることがある。また、後席者向けの車載液晶ディスプレイにおいては、テレビ映像、ＤＶＤ映像、ゲーム映像等のような劣悪な信号が入力されることも多い。そのため、車載液晶ディスプレイは、規格に準拠した映像信号のみならず、規格外の映像信号においても、安定して映像を表示することが必要である。

しかしながら、信号レベルが小さい不安定な信号や劣悪な信号が従来の映像信号処理回路７００の入力端子１に入力された場合、バースト位相制御回路８はバーストロック補間回路３により量子化された直後のバーストロックデータＢＬからバースト信号を抽出しているために、正常なバースト位相誤差を出力できなくなる。そのため、バースト位相誤差に応じて動作するバーストロック補間回路３は、誤ったバーストロックデータを出力することになる。その結果、バーストロックデータＢＬから生成されたＣ信号とバースト信号とを乗算する色復調回路６による色復調動作は不安定になる。このように、従来の映像信号処理回路７００においては、車載機器で必要となる弱電界時や色副搬送波周波数ずれの対策を十分に考慮することなく色同期処理を実現しているため、非標準信号における性能劣化が激しい。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、不安定な信号が入力された場合であっても、回路規模を増大させずに、安定した色復調処理を実現する映像信号処理回路及び表示装置を提供する。

本発明の映像信号処理回路は、バースト信号を含むデジタル映像信号のサンプリング周波数を変換して、バーストロックデータを生成するバーストロック補間回路と、前記バーストロックデータを輝度信号と色信号に分離するＹＣ分離回路と、前記色信号のレベルを一定にするよう補正する自動色レベル補正回路と、前記デジタル映像信号から前記バースト信号の水平位置を示すバースト区間信号を生成する水平同期検出回路と、前記バースト区間信号と前記自動色レベル補正回路から出力される信号とに基づいて、前記バーストロックデータが前記バースト信号に位相同期するように、前記サンプリング周波数を制御するバースト位相制御回路と、を有する。

本発明の映像信号処理回路によれば、不安定な信号が入力された場合であっても、回路規模を増大させずに、安定した色復調処理を実現できる。

前記バースト位相制御回路は、前記バースト信号の区間に前記バーストロックデータを入力し、前記バースト信号の区間以外に前記色信号を入力しても良い。

前記ＹＣ分離回路は、前記バーストロックデータの相関を検出することにより、前記色信号を生成する相関検出回路と、前記バースト区間信号に基づいて、前記バースト信号の区間内は前記バーストロックデータを出力し、前記バースト信号の区間以外は前記色信号を出力するＣ出力切替回路と、前記バーストロックデータから前記色信号を減算することにより、前記輝度信号を生成するＹ信号算出回路と、を有しても良い。

前記バースト位相制御回路は、前記バースト信号の信号レベルを規格値に補正した後の信号を基に、前記バーストロック補間回路を制御しても良い。

本発明の表示装置は、液晶パネルと、前記映像信号処理回路と、前記映像信号処理回路から出力される信号をＲＧＢ信号に復調するＲＧＢ復調回路と、前記ＲＧＢ信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動回路と、を有する。

本発明の映像信号処理回路によれば、不安定な信号が入力された場合であっても、回路規模を増大させずに、安定した色復調処理を実現できる。本発明の映像信号処理回路は、色副搬送波の許容範囲を増大することが可能となり、従来に比べ画質性能が大きく向上するという効果が得られる。

以下、本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施形態について、図面を参照して説明する。

［映像信号処理回路の構成］
図１に、本発明の実施形態の映像信号処理回路の構成を示す。本実施形態の映像信号処理回路１００は、アナログのＮＴＳＣコンポジット映像信号ＣＶを入力する入力端子１、入力端子１から入力されたアナログのＮＴＳＣコンポジット映像信号ＣＶをクロックＣＫに同期してデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路２、及びＡ／Ｄ変換回路２から出力されるコンポジット映像信号のデジタルデータのサンプリング周波数を変換してバーストロックデータＢＬを生成するバーストロック補間回路３、バーストロックデータＢＬをＹ信号とＣ信号に分離するＹＣ分離回路４、入力した信号の信号レベルが一定になるように補正する自動色レベル補正回路５、Ｃ信号をＵ信号とＶ信号に変換する色復調回路６、コンポジット映像信号ＣＶをＹＵＶ信号に復調するための周波数をもつクロックＣＫを発生するフリークロック発生回路９、及びＹ信号、Ｕ信号、Ｖ信号を出力する出力端子１０、１１、１２を有する。

図２に、本実施形態の映像信号処理回路に入力されるアナログのコンポジット映像信号の波形を示す。コンポジット映像信号ＣＶは、水平同期信号ＨＳと、水平同期信号ＨＳのすぐ後に挿入される、カラー再生のための同期信号であるバースト信号ＢＳを含む。

本実施形態の映像信号処理回路１００は、Ａ／Ｄ変換回路２から出力されるコンポジット映像信号ＣＶに含まれる水平同期信号ＨＳから、バースト信号ＢＳの存在するバースト区間Ａを検出して、バースト区間Ａを示すバースト区間信号ＢＰを出力する水平同期検出回路７、及びバースト区間信号ＢＰに基づいて自動色レベル補正回路５の出力信号からバースト信号ＢＳを抽出し、バーストロック補間回路３のサンプリングポイントが抽出したバースト信号ＢＳに位相同期するように、サンプリングポイントの位置を調整すると共に、バーストロック補間回路３から出力されるバーストロックデータＢＬの出力区間を制御する有効区間信号ＬＨを生成するバースト位相制御回路８、及び有効区間信号ＬＨを出力する出力端子１３をさらに有する。

上記のように構成される映像信号処理回路１００において、Ａ／Ｄ変換回路２、水平同期検出回路７、及びバースト位相制御回路８は、フリークロック発生回路９から出力されるクロックＣＫに基づいて動作する。バーストロック補間回路３、ＹＣ分離回路４、自動色レベル補正回路５、色復調回路６は、クロックＣＫとバースト位相制御回路８から出力される有効区間信号ＬＨとに基づいて動作する。

［バーストロックデータＢＬの生成］
図３を参照し、バーストロックデータＢＬの生成動作を説明する。図３の（ａ）に入力端子１に入力されるコンポジット映像信号ＣＶ、（ｂ）にフリークロック発生回路９が生成するクロックＣＫ、（ｃ）にバースト位相制御回路８が出力する有効区間信号ＬＨ、及び（ｄ）にバーストロック補間回路３から出力されるバーストロックデータＢＬを示す。

Ａ／Ｄ変換回路２は、入力端子１に入力されたアナログのコンポジット映像信号ＣＶを、フリークロック発生回路９から出力された駆動周波数であるクロックＣＫに同期して、サンプリングされたデジタルのコンポジット映像信号（図３において、×印で表示）に量子化する。

バーストロック補間回路３は、バースト位相制御回路８からフィードバックされる、補間データの生成位置であるサンプリングポイント（図３において、○印で表示）の位置決めの係数ＰＥに基づいて、デジタルのコンポジット映像信号（×印）のデータに対して、補間データ（○印）を付加して、周波数ＮｆｓｃのバーストロックデータＢＬを生成し、有効区間信号ＬＨに同期して出力する。本実施形態において、周波数Ｎｆｓｃは、バースト信号の周波数（ｆｓｃ）のＮ倍（Ｎｆｓｃ＝３．５７９５４５ＭＨｚ×Ｎ）に設定する。また、バーストロック補間回路３は、設定周波数情報を切り替えた場合でもコンポジット映像として必要な帯域である約６ＭＨｚまで帯域減衰のないフィルタにより実現する。

［ＹＣ分離回路によるバースト信号の出力］
図４に、バーストロックデータＢＬをＹ信号とＣ信号に分離するＹＣ分離回路４の内部回路を示す。ＹＣ分離回路４は、水平同期検出回路７から出力されたバースト区間信号ＢＰを入力する入力端子４０１、バースト補間回路３から出力されたバーストロックデータＢＬを入力する入力端子４０２、バーストロックデータＢＬを１ライン遅延させて出力する１Ｈメモリ４０３、４０４、及び各ラインのデータの帯域を制限して、色成分を抽出するバンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」と呼ぶ。）４０５、４０６、４０７、ＢＰＦ４０５、４０６、４０７から出力される各ラインのデータの相関を検出する相関検出回路４０８、Ｃ信号の出力を切り替えるＣ出力切替回路４０９、Ｙ信号を算出するＹ信号算出回路４１０、Ｃ信号を出力する出力端子４１１、及びＹ信号を出力する出力端子４１２を有する。メモリを使用したＹＣ分離回路４は、一般的に「３ラインロジカルコムフィルタ」と呼ばれている。

１Ｈメモリ４０３、４０４は、１ライン前のバーストロックデータＢＬを保持する。１Ｈメモリ４０３、４０４は、相関検出回路４０８がバーストロックデータＢＬのライン間の相関を検出する為に設けられる。入力端子４０２に入力されたバーストロックデータＢＬは、１Ｈメモリを介さずにＢＰＦ４０５に入力されるデータと、１Ｈメモリ４０３を介してＢＰＦ４０６に入力されるデータと、１Ｈメモリ４０３と１Ｈメモリ４０４の両方を介してＢＰＦ４０７に入力されるデータと、を含む、垂直方向３ラインのデータに変換される。

相関検出回路４０８は、ＢＰＦ４０５、４０６、４０７から出力される各ラインのデータの相関を検出して、Ｃ信号を出力する。

Ｃ出力切替回路４０９は、バースト区間信号ＢＰに基づいて入力する信号を切り替えるスイッチ４１３を有する。スイッチ４１３は、図２に示すバースト区間Ａの間、ＢＰＦ４０５から出力されるデータＢＬ、すなわち１Ｈメモリ４０３、４０４を介さずにＢＰＦ４０５に入力された時間遅れの一番少ないバースト信号ＢＳを出力端子４１１に接続する。スイッチ４１３は、図２に示す映像区間Ｂの間、相関検出回路４０８から出力される信号、すなわちＣ信号を出力端子４１１に接続する。

Ｙ信号算出回路４１０は、相関検出回路４０８から出力されるＣ信号と、１Ｈメモリ４０３から出力されるバーストロックデータＢＬとを入力し、バーストロックデータＢＬからＣ成分を減算してＹ信号を生成し、出力端子４１２に出力する。

図５は、相関検出回路４０８が検出するバースト情報を説明した図である。図５の（ａ）に最新のバースト信号、（ｂ）に１ライン前のバースト信号、（ｃ）に正常相関検出時のバースト情報、（ｄ）に相関誤検出時のバースト情報、をそれぞれ示す。

通常、バーストロックが正常にかかっている場合、バースト信号は１ライン反転処理されるため、最新のバースト信号と１ライン前のバースト信号は、必ず逆相になる。その場合、最新のバースト信号と１Ｈ前のバースト信号の画素毎の相関情報は正常に検出され、（ｃ）に示すバースト情報が相関検出回路４０８から出力される。しかし、本発明においては、温度ドリフト等で規格範囲外の位相条件でＮＴＳＣコンポジット映像信号ＣＶが入力される可能性がある車載用機器に映像信号処理回路１００を搭載した場合でも、映像信号処理回路１００が正常に動作するように、バースト位相制御回路８は、位相誤差範囲を引き込み時間や引き込み範囲を拡大した状態に設定している。バースト位相制御回路８は、バーストロック補間回路３により固定のクロックＣＫを用いて算出されたバーストロックデータＢＬを用いて位相情報をとる。そのため、不安定な信号が入力された場合に、（ｄ）に示すように、キャリア成分が出力されなくなる場合があり、ＡＰＣ（Auto Phase Control）動作において、非正規な動作を行ってしまう。これを回避するため、本発明のＣ出力切替回路４０９は、バースト区間Ａにおいて、相関検出回路４０８の出力ではなく、図５（ａ）に示す、ＢＰＦ４０５から出力されるバースト信号ＢＳを選択して出力端子４１１に出力する。

図１において、Ｃ出力切替回路４０９から出力されるバースト信号ＢＳとＣ信号は、自動色レベル補正回路５に入力される。自動色レベル補正回路５は、バースト信号ＢＳとＣ信号の信号レベルを規格値である一定値になるように補正して、バースト位相制御回路８と色復調回路６とに出力する。

バースト位相制御回路８は、自動色レベル補正回路５から出力される信号、すなわちバースト区間Ａにおいてバースト信号ＢＳ、映像区間ＢにおいてＣ信号を入力する。バースト位相制御回路８は、水平同期検出回路７から出力されるバースト区間信号ＢＰに基づいて自動色レベル補正回路５から出力される信号がバースト信号ＢＳかＣ信号かを判断する。バースト区間信号ＢＰがバースト区間Ａを示している間、自動色レベル補正回路５はバースト信号ＢＳを抽出する。バースト位相制御回路８は、抽出したバースト信号ＢＳと、映像区間Ｂに入力されるＣ信号とに基づいて、図３の○印で示すバーストロック補間回路３のサンプリングポイントが、バースト信号ＢＳの０°、９０°、１８０°、２７０°のポイントに対しどの程度ずれているかを検出する。バースト位相制御回路８は、バーストロック補間回路３のサンプリングポイントとバースト信号ＢＳの０°、９０°、１８０°、２７０°のポイントとの差を示すバースト位相誤差がゼロになるように、サンプリングポイントの位置決めの係数ＰＥを出力すると共に、バーストロックデータＢＬの出力区間を示す有効区間信号ＬＨを生成し、出力する。

色復調回路６は、自動色レベル補正回路５から出力されるＣ信号とバースト信号ＢＳと乗算することにより、Ｕ信号とＶ信号を生成し、出力する。

上記のように、ＹＣ分離回路４が、バースト区間Ａにおいて、ＢＰＦ４０５から出力されるバースト信号ＢＳを選択して出力するようにしたことにより、バースト信号ＢＳの相関検出が正常にできないような不安定な信号が入力端子１に入力された場合であっても、バースト位相制御回路８はバースト信号ＢＳを直接用いて、バースト位相誤差を検出できる。

さらに、バースト位相制御回路８が自動色レベル補正回路５から出力される信号を入力することにより、信号レベルの小さい信号が入力端子１に入力された場合であっても、自動色レベル補正回路５において、十分なレベルに補正されたバースト信号ＢＳがバースト位相制御回路８に入力される。これにより、バースト位相制御回路８は、入力信号の入力レベルに拘わらず、バースト信号ＢＳとバーストロック補間回路３のサンプリングポイントとの、正確なバースト位相誤差を検出できる。さらに、Ｃ信号についても、自動色レベル補正回路５において、十分なレベルに補正された後にバースト位相制御回路８に入力されるため、ロック動作に入った後の安定性が向上される。そのため、信号レベルのみが減衰している場合でも安定した動作を行うことが可能になる。

このように、ＹＣ分離回路４がバースト区間Ａにおいてバースト信号ＢＳを出力し、自動色レベル補正回路５がバースト信号ＢＳの信号レベルを補正することにより、バースト位相制御回路８はバースト位相誤差を正確に検出でき、バーストロック補間回路３は安定してバーストロックデータＢＬを生成できる。これにより、ＹＣ分離回路４は、バーストロックデータＢＬから正常なＣ信号を抽出できる。ＹＣ分離回路４により生成された正常なＣ信号と直接出力されたバースト信号ＢＳとを自動色レベル補正回路５を介して入力することにより、それらを乗算する色復調回路６は安定して色復調処理を行うことができる。

なお、ＹＣ分離回路４において、Ｃ出力切替回路４０９は、バースト区間Ａの間、ＢＰＦ４０６又はＢＰＦ４０７から出力される信号を出力端子４１１に出力しても良い。また、ＹＣ分離回路４は、バースト区間ＡにＢＰＦから出力されるバースト信号ＢＳを出力し、通常の映像区間Ｂにおいて、ドット妨害の防止の為に相関検出を行って、最適なＣ信号を出力するものであれば、図４の構成に限定されない。

［表示装置の構成］
図６に、本発明の映像信号処理回路１００を備えた表示装置の構成を示す。本発明の表示装置は、映像を表示する液晶パネル１０３、図１に示す映像信号処理回路１００、映像信号処理回路１００から出力されるＹＵＶ信号を復調してＲＧＢ信号を出力するＲＧＢ復調回路１０１、及びＲＧＢ信号に基づいて液晶パネル１０３を駆動する駆動回路１０２を有する。本発明の表示装置は、映像信号処理回路１００を有することにより、信号レベルの大きさに影響されず、正常に映像を表示することができる。

このように、本発明の映像信号処理回路及び表示装置によれば、回路を増加することなく、安定した色復調処理を実現することが可能となる。従って、従来に比べ、画質が大きく向上するという効果が得られる。また、液晶ＴＶ等の全体システム構成までを鑑みたクロックシステムを構築する場合、本発明の映像信号処理回路は、固定クロック周波数動作においても安定した動作を実現し、クロック周波数の高調波妨害を防止することができる。

本発明の映像信号処理回路は、信号レベルの大きさに影響されず、安定した色復調処理を実現する機能を有し、車載用の表示装置等に有用である。

本発明の実施形態の映像信号処理回路の構成を示すブロック図 映像信号処理回路に入力されるコンポジット映像信号を示す図 （ａ）コンポジット映像信号、（ｂ）クロック、（ｃ）有効区間信号、（ｄ）バーストロックデータを示す図 ＹＣ分離回路の内部構成を示すブロック図 （ａ）最新のバースト信号、（ｂ）１Ｈ前のバースト信号、（ｃ）正常相関検出時のバースト情報、（ｄ）相関誤検出時のバースト情報、を示す図 本発明の実施形態の表示装置の構成を示すブロック図 従来の映像信号処理装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１ 入力端子
２ Ａ／Ｄ変換回路
３ バーストロック補間回路
４ ＹＣ分離回路
５ 自動色レベル補正回路
６ 色復調回路
７ 水平同期検出回路
８ バースト位相制御回路
９ フリークロック発生回路
１０、１１、１２、１３ 出力端子
１００ 映像信号処理回路
１０１ ＲＧＢ復調回路
１０２ 駆動回路
１０３ 液晶パネル
４０１、４０２ 入力端子
４０３、４０４ １Ｈメモリ
４０５、４０６、４０７ ＢＰＦ
４０８ 相関検出回路
４０９ Ｃ出力切替回路
４１０ Ｙ信号算出回路
４１１、４１２ 出力端子
４１３ スイッチ

Claims (5)

1. バースト信号を含むデジタル映像信号のサンプリング周波数を変換して、バーストロックデータを生成するバーストロック補間回路と、
   前記バーストロックデータを輝度信号と色信号に分離するＹＣ分離回路と、
   前記色信号のレベルを一定にするよう補正する自動色レベル補正回路と、
   前記デジタル映像信号から前記バースト信号の水平位置を示すバースト区間信号を生成する水平同期検出回路と、
   前記バースト区間信号と前記自動色レベル補正回路から出力される信号とに基づいて、前記バーストロックデータが前記バースト信号に位相同期するように、前記サンプリング周波数を制御するバースト位相制御回路と、
   を有することを特徴とする映像信号処理回路。
2. 前記バースト位相制御回路は、前記バースト信号の区間に前記バーストロックデータを入力し、前記バースト信号の区間以外に前記色信号を入力する、ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理回路。
3. 前記ＹＣ分離回路は、
   前記バーストロックデータの相関を検出することにより、前記色信号を生成する相関検出回路と、
   前記バースト区間信号に基づいて、前記バースト信号の区間内は前記バーストロックデータを出力し、前記バースト信号の区間以外は前記色信号を出力するＣ出力切替回路と、
   前記バーストロックデータから前記色信号を減算することにより、前記輝度信号を生成するＹ信号算出回路と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理回路。
4. 前記バースト位相制御回路は、前記バースト信号の信号レベルを規格値に補正した後の信号を基に、前記バーストロック補間回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理回路。
5. 液晶パネルと、
   請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の前記映像信号処理回路と、
   前記映像信号処理回路から出力される信号をＲＧＢ信号に復調するＲＧＢ復調回路と、
   前記ＲＧＢ信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動回路と、
   を有することを特徴とする表示装置。
   
   

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