JP2012065018A - 同期信号検出回路及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 映像信号の切り替え後の映像信号中にリンギングが生じている場合でも安定した同期信号の検出を可能にした同期信号検出回路及び方法を提供する。
【解決手段】 映像信号のレベルがスレッショルドレベルを下回った時点から第１所定期間に亘って映像信号のレベルがスレッショルドレベル以下であることを検出したとき映像信号中の同期信号の時点として同期検出信号を生成し、その下回った時点からの第１所定期間内において映像信号のレベルが変化したことを検出したときスレッショルドレベルを低下させる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、映像信号中の同期信号を検出する同期信号検出回路及び方法に関する。

映像信号は同期信号（垂直同期信号、水平同期信号）と実際の有効映像信号から構成されている。垂直同期信号は映像の１フィールド毎に与えられ画面の縦方向の同期を管理し、水平同期信号は映像の１ライン毎に与えられ画面の横方向の同期を管理する。これらの同期信号の期間を各々垂直ブランキング期間及び水平ブランキング期間という。このブランキング期間以外に有効映像信号があり、画面にはその情報が映し出される。

図１(a)〜(c)は映像信号中の同期信号の波形を示している。図１(a)は映像信号の１フィールドにおける各同期信号（パルス）を示し、図１(b)は図１(a)の符号Ａで示された信号部分を拡大して示し、図１(c)は水平ブランキング期間の水平同期信号を拡大して示している。実際にこれらの同期信号を正確に検出することができないと、どんなに綺麗な映像を示す映像信号であっても画面がぶれたり、静止しなかったりして正しい映像が画面に映し出されない。このことはディジタル映像信号のデコード処理においても同様であり、正確な同期信号の検出が重要である。

図２はディジタル映像信号をデコード処理するディジタルビデオデコーダで使用されている従来の同期信号検出回路を示している。図２に示した従来の同期信号検出回路は、ＬＰＦ１、最下位レベル検出回路２、ペデスタルレベル検出回路３、減算器４、スレッショルドレベル決定回路５、カウンタ回路６、及び入力レベル判定回路７から構成されている。

入力ディジタル映像信号はアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってディジタル化し、それをＹ−Ｃ（輝度信号−色信号）分離して得られる輝度信号成分である。入力ディジタル映像信号は先ず、ＬＰＦ１に供給され、ＬＰＦ１によって映像信号の高域ノイズが除去される。ＬＰＦ１を経た映像信号は最下位レベル検出回路２、ペデスタルレベル検出回路３及び入力レベル判定回路７に供給される。最下位レベル検出回路２は映像信号の各サンプルのレベル比較演算を行い、少なくとも１ラインに相当する信号範囲で最も小さなレベルを検出しそれを映像信号の最下位レベル（シンクチップレベル）とする。ペデスタルレベル検出回路３は映像信号の特性を利用し、最下位レベルを検出した地点から特定時間（例えば、１ラインに相当する時間）が経過するまでの範囲のレベルの平均値を求め、それをペデスタルレベルとする。

最下位レベルとペデスタルレベルとのレベル差分が減算器４によって取られ、そのレベル差分の値はスレッショルドレベル決定回路５に供給される。スレッショルドレベル決定回路５はレベル差分の例えば、１／２の値を同期検出用のスレッショルドレベルとして決定する。この同期検出用のスレッショルドレベルは入力レベル判定回路７に供給される。

入力レベル判定回路７はＬＰＦ１を経た映像信号とスレッショルドレベルとを比較する。映像信号の前回のサンプルのレベルがスレッショルドレベルより大であった後、今回のサンプルのレベルがスレッショルドレベル以下になった場合には、カウンタ回路６がそのレベル以下で何サンプル連続したかをカウントする。入力レベル判定回路７はそのカウント値が所定値Ａ１以上に亘ってスレッショルドレベル以下が連続したとき同期信号時点として同期検出信号を出力する。

ビデオデコーダに入力される映像信号のレベルは常に一定ではなく大きくなったり、或いは小さくなることが多い。その場合に同期信号のレベルも相対的に変動している。従って、上記の図２の構成のように入力映像信号に基づいて同期検出用のスレッショルドレベルを決定すれば、入力映像信号のレベルによって同期検出を誤ることなく正しい同期検出を行うことができる。なお、かかる従来の同期信号検出回路については特許文献１〜３に同様のものが開示されている。

特開平４−２４３３７８号公報 特開平８−１９５８９３号公報 特開２００３−４６８０６号公報

しかしながら、上記の従来の同期信号検出回路においては、映像信号の水平同期信号を検出しようとした場合には次のような欠点がある。

例えば、図３に示すように、映像信号が安定して入力されている場合には、その映像信号のレベルが映像内容に応じて変化しても、同期信号検出レベルは常に同期信号の１／２レベルにあるため、安定した同期検出が行われる。

これに対して、映像信号の信号発生源、例えば、カメラを切り替えると同期検出レベルが安定しない場合がある。複数の信号発生源間において映像信号を切り替えるタイミングはランダムであり、切り替える前の映像信号と切り替えた後の映像信号に相関はない。通常の映像信号は水平同期信号の立ち下がりからの時間関係が決められており、ペデスタルレベルの決定方法が、同期検出（或いは最下位レベル検出）の後であって更に一定時間経過後のレベルを取るという方法であるため、映像信号を切り替えたときは必ずしも正しい位置をペデスタルレベルと判定するとは限らなくなる。例えば、図４に示すように、切り替え前の映像信号が同期信号検出直後の最下位レベル付近であり、それに対して切り替え後の映像信号が映像部分で、かつそのレベルが高かった場合、その高い部分がペデスタルレベルであると判定してしまうことになる。当然、スレッショルドレベルはその中間値となるので、実際の同期信号の１／２レベルより大きな値が同期検出用のスレッショルドレベルとなってしまう。同期検出用のスレッショルドレベルは最下位レベルとペデスタルレベルの中間値が即座に設定されるわけでなく、積算によって徐々に決めていくのであるが、このように切り替え前後のレベルによってはこのように同期検出レベルが通常よりもはるかに高く設定されることがある。

同期検出用のスレッショルドレベルが高くなってしまうと、信号切り替え後の同期検出が遅れたり、最悪の場合は正しい同期信号でない部分を同期信号として誤検出してしまうことがあった。

そこで、同期信号の誤検出を防止するために、同期信号検出回路において図５に示すようにスレッショルドレベル決定回路５の直後にリミッタ回路８を設けた構成が公知である。リミッタ回路８はスレッショルドレベル決定回路５によって決定されたスレッショルドレベルが特定の値以上にならないように そのスレッショルドレベルに対してリミッタ処理を行う。リミッタ処理では、例えば、一般的な映像信号のレベル１Ｖppで２８４ｍＶの位置（同期信号の振幅と輝度成分の振幅との比で４０：１００となる位置、又はそれより若干低いレベル位置）をスレッショルドレベルの上限リミット値とし、仮に信号切り替え時の後のペデスタルレベルが大きいと判定された場合でも、同期信号のレベル範囲を超えることなくスレッショルドレベルを設定することができる。

しかしながら、このようにリミッタ回路を設けても、切り替え後の映像信号にリンギングが発生した場合には、リンギングにより発生したパルス（リンギングパルス）のレベル内にスレッショルドレベルが位置して同期信号の開始地点であると誤判定してしまう場合があった。上記したように、映像信号の色信号を分離処理して残った輝度信号が同期信号検出回路には入力されているので、その色信号成分（バースト信号）があった部分に図６に示すようにリンギングパルスが発生した場合には、リンギングパルスが発生した箇所にスレッショルドレベルが位置すると、リンギングパルスにより一時的にスレッショルドレベルを超えた後にスレッショルドレベル以下の状態が継続されるので、同期信号の開始地点であると誤判定してしまうことが起きる。

そこで、本発明の目的は、映像信号の切り替え後の映像信号中にリンギングが生じている場合でも安定した同期信号の検出を可能にした同期信号検出回路及び方法を提供することである。

本発明の同期信号検出回路は、映像信号中の同期信号を検出する同期信号検出回路であって、前記映像信号のレベルがスレッショルドレベルを下回った時点から第１所定期間に亘って映像信号のレベルが前記スレッショルドレベル以下であることを検出したとき前記映像信号中の前記同期信号の時点として同期検出信号を生成する同期検出手段と、前記下回った時点からの前記第１所定期間内において前記映像信号のレベルが変化したことを検出したとき前記スレッショルドレベルを低下させるレベル変化検出手段と、を備えることを特徴としている。

本発明の同期信号検出方法は、映像信号中の同期信号を検出する同期信号検出方法であって、前記映像信号のレベルがスレッショルドレベルを下回った時点から第１所定期間に亘って映像信号のレベルが前記スレッショルドレベル以下であることを検出したとき前記映像信号中の前記同期信号の時点として同期検出信号を生成するステップと、前記下回った時点からの前記第１所定期間内において前記映像信号のレベルが変化したことを検出したとき前記スレッショルドレベルを低下させるステップと、を備えることを特徴としている。

本発明の同期信号検出回路及び方法によれば、映像信号のレベルがスレッショルドレベルを下回った時点からの第１所定期間内において映像信号のレベルが変化したことを検出したときスレッショルドレベルを低下させるので、映像信号の切り替え後の映像信号中にリンギングが生じている場合でも誤検出することなく同期信号を安定して検出することができる。

映像信号中の同期信号を示す波形図である。 従来の同期信号検出回路の構成を示すブロック図である。 映像信号に対する同期検出用のスレッショルドレベルの位置を示す波形図である。 映像信号の切り替え前後の同期検出用のスレッショルドレベルの変化を示す波形図である。 同期信号の誤検出防止を施した同期信号検出回路の構成を示すブロック図である。 色信号成分が除去された映像信号に生じたリンギングパルスを示す波形図である。 本発明の同期信号検出回路の構成を示すブロック図である。 図７の同期信号検出回路中のデータ比較回路の動作を示すフローチャートである。 図７の同期信号検出回路の動作を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図７は本発明の実施例として同期信号検出回路を示している。この同期信号検出回路は、ＬＰＦ１、最下位レベル検出回路２、ペデスタルレベル検出回路３、減算器４、スレッショルドレベル決定回路５、カウンタ回路６、及び入力レベル判定回路７の他に、データ比較回路１１、判定回路１２、及びスレッショルド再設定回路１３を備えている。

データ比較回路１１は、ＬＰＦ１、カウンタ回路６、及び入力レベル判定回路７各々の出力に接続されている。データ比較回路１１は、入力レベル判定回路７によって映像信号のレベルがスレッショルドレベルより大からスレッショルドレベル以下に変化したことが判定されたときに動作を開始してカウンタ回路６が上記の所定値Ａ２（例えば、１０）をカウントするまでの間において映像信号の各サンプルのレベルを比較する。具体的には、データ比較回路１１は図８に示すように、先ず、カウンタ回路６が１であるときの映像信号のサンプルレベルを読み取って保持する（ステップＳ１）。その後、映像信号のレベルがスレッショルドレベル以下を継続しているか否かを判別し（ステップＳ２）、継続しているならば、カウント回路６が所定値Ａ２をカウントしたか否かを判別する（ステップＳ３）。所定値Ａ２は所定値Ａ１より小である。カウント回路６が所定値Ａ２をカウントしたならば、映像信号のサンプルレベルを読み取って保持し（ステップＳ４）、カウンタ回路６が１をカウントしたときの映像信号のレベルと、カウント回路６が所定値Ａ２をカウントしたときの映像信号のレベルとを比較し（ステップＳ５）、その比較結果（レベル一致又はレベル不一致）を判定回路１２に出力する（ステップＳ６）。

なお、カウンタ回路６が所定値Ａ１をカウントするまでの時間的長さが第１所定期間であり、所定値Ａ２をカウントするまでの時間的長さが第２所定期間である。

判定回路１２は、データ比較回路１１の比較結果に応じて同期信号の検出を示す同期検出信号を出力する。判定回路１２では、データ比較回路１１の比較結果が一致すれば同期信号の最低レベルが同一レベルで継続していると判定することができる。よって、この場合にはカウンタ回路６が所定値Ａ１をカウントした時点において映像信号のレベルがスレッショルドレベル以下のままであるならば、入力レベル判定回路７から同期検出信号が出力されるので、その同期検出信号がデータ比較回路１１及び判定回路１２各々を介して出力される。一方、データ比較回路１１の比較結果がレベル不一致であるならば同期信号の最低レベルが同一レベルで継続していないと判定することができる。よって、この場合には判定回路１２はスレッショルド再設定回路１３に対してスレッショルドレベルの低下を指示する。

スレッショルド再設定回路１３は判定回路１２からのスレッショルドレベル減少指示に応答してスレッショルドレベル決定回路５のスレッショルドレベルを所定レベルだけ低下させる。

この他の構成は図１に示したＬＰＦ１、最下位レベル検出回路２、ペデスタルレベル検出回路３、減算器４、スレッショルドレベル決定回路５、カウンタ回路６、及び入力レベル判定回路７からなる構成と同一であるので、ここでの再度の説明は省略される。

次に、かかる本発明の同期信号検出回路において入力される映像信号が切り替わった際の動作について説明する。ここでは、切り替わる前の映像信号のペデスタルレベルよりも切り替わった後の映像信号のペデスタルレベルが低いために、図９に示すように、その切り替わった後の映像信号に存在するプラス側のリンギングパルス（バースト信号があった部分においてリンギングにより発生したパルス）がスレッショルドレベルを越えることが生じたとする。このようにリンギングパルスがスレッショルドレベルを越えた後には、リンギングパルスが立ち下がってそのレベルがスレッショルドレベル以下になり、リンギングパルスが消滅するとペデスタルレベルになるので、入力レベル判定回路７はリンギングパルスの立ち下がりにより映像信号のサンプルのレベルがスレッショルドレベル以下であることを判定すると、その判定が継続される。このスレッショルドレベル以下の判定に応じてカウント回路６はカウント動作を開始し、カウント値が所定値Ａ２に達すると、データ比較回路１１は、ステップＳ５の実行によりカウント値が１のときのサンプルレベルとカウント値が所定値Ａ２のときのサンプルレベルとを比較する。図９から分かるようにカウント値が１のときのサンプルレベルはリンギングパルスの立ち下がり途中のレベルであり、カウント値が所定値Ａ２のときのサンプルレベルはペデスタルレベルであるので、それらのレベルは一致しない。よって、データ比較回路１１はステップＳ６にて不一致を示す比較結果を出力する。この不一致を示す比較結果に応じて判定回路１２はスレッショルド再設定回路１３に対してスレッショルドレベルの低下を指示する。スレッショルド再設定回路１３は判定回路１２からのスレッショルドレベル低下指示に応答してスレッショルドレベル決定回路５のスレッショルドレベルを図９に示すように所定レベルだけ低下させる。スレッショルドレベルの低下によりスレッショルドレベルがリンギングパルスのレベルより小さくなるので、リンギングパルスによる同期信号の誤検出を防止することができる。よって、映像信号の切り替え後の映像信号中にリンギングが生じている場合でも誤検出することなく同期信号を安定して検出することができる。

なお、データ比較回路１１は、映像信号のレベルがスレッショルドレベル以下となったときカウンタ回路６が１をカウントしたときの映像信号のレベルと、カウント回路６が所定値Ａ２をカウントしたときの映像信号のレベルとを比較してその比較結果を出力するが、これに限定されない。データ比較回路１１は、カウンタ回路６が所定値Ａ１をカウントするまでの間において映像信号の各サンプルのレベルを順次比較して映像信号の変化を検出しても良い。また、比較結果においてレベル一致には許容範囲を加味しても良い。

上記した実施例では、ディジタルビデオデコーダにおいて好適な同期信号検出回路を示したが、本発明の同期信号検出回路はディジタルビデオレコーダ等の他の映像機器において使用することができる。

また、上記した実施例においては、同期信号の検出動作をディジタル信号処理しているが、アナログ信号処理しても良いことは勿論である。

２ 最下位レベル検出回路
３ ペデスタルレベル検出回路
５ スレッショルドレベル決定回路
７ 入力レベル判定回路
１１ データ比較回路
１２ 判定回路
１３ スレッショルド再設定回路

Claims (5)

1. 映像信号中の同期信号を検出する同期信号検出回路であって、
   前記映像信号のレベルがスレッショルドレベルを下回った時点から第１所定期間に亘って映像信号のレベルが前記スレッショルドレベル以下であることを検出したとき前記映像信号中の前記同期信号の時点として同期検出信号を生成する同期検出手段と、
   前記下回った時点からの前記第１所定期間内において前記映像信号のレベルが変化したことを検出したとき前記スレッショルドレベルを低下させるレベル変化検出手段と、を備えることを特徴とする同期信号検出回路。
2. 前記レベル変化検出手段は、前記下回った時点の前記映像信号のレベルと、前記下回った時点から前記第１所定期間より小なる第２所定期間が経過したときの前記映像信号のレベルとを比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較結果がレベル不一致を示すとき前記スレッショルドレベルを所定レベルだけ低下させる手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載の同期信号検出回路。
3. 前記映像信号の最下位レベルを検出する最下位レベル検出回路と、
   前記映像信号のペデスタルレベルを検出するペデスタルレベル検出回路と、
   前記最下位レベルと前記ペデスタルレベルとのレベル差分の１／２を前記スレッショルドレベルとするスレッショルドレベル決定回路と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の同期信号検出回路。
4. 前記第１所定期間及び前記第２所定期間を測定するためにカウンタ回路を有することを特徴とする請求項２記載の同期信号検出回路。
5. 映像信号中の同期信号を検出する同期信号検出方法であって、
   前記映像信号のレベルがスレッショルドレベルを下回った時点から第１所定期間に亘って映像信号のレベルが前記スレッショルドレベル以下であることを検出したとき前記映像信号中の前記同期信号の時点として同期検出信号を生成するステップと、
   前記下回った時点からの前記第１所定期間内において前記映像信号のレベルが変化したことを検出したとき前記スレッショルドレベルを低下させるステップと、を備えることを特徴とする同期信号検出方法。

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