JP3555486B2 - Digital video signal processor - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号処理により映像信号の水平方向への拡大および縮小を行うディジタルズーム回路に関し、特に入力アナログ信号をロックしていないサンプリングクロックでサンプリングすることにより発生する、ジッタあるいはスキュー等の時間軸変動を伴う場合のディジタル映像信号処理回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、映像信号処理におけるディジタルズーム回路は、ビデオカメラの電子ズームのみならず、ワイド表示画面に対するアスペクト変換等における表示モードへの対応、マルチ画面表示の為の画像縮小処理等においても使用されるなど、ディジタル映像信号処理において必須の処理回路となってきている。また、ディジタル映像信号処理において通常使用されるクロック構成は、PLL回路を用いて入力映像信号にロックさせるもので、カラーバースト信号を基準としたバーストロッククロックシステムや、水平同期信号を基準としたラインロッククロックシステムなどが一般的に使われている。
【0003】
まず、ディジタル信号処理によって映像信号の水平方向拡大縮小を行う従来技術としては、メモリを使用し縮小時は縮小用内挿回路、拡大時は拡大用内挿回路を各々使用して拡大縮小処理を行う例が、特開平8−223479号公報、特開平9−83960号公報等に示されている。さらに、一つの内挿回路で拡大縮小を行う従来例として、特開平9−166984号公報に示されている。これを図14に示す。
【0004】
図14では、データ入力回路1で該入力クロックにてデータラッチした後、必要な拡大倍率相当分だけ該クロックよりも倍速なライトクロックWclkで内挿演算回路2により内挿演算し、書き込み制御回路5で制御しながらメモリ3に書き込みを行い、該入力クロックに相当するリードクロックRclkで読み出し制御回路6で制御し読み出すことにより、拡大縮小処理全てを縮小演算処理のみを行う内挿演算回路2により行うよう動作するものであり、入力信号に関してはPLL手段8により入力信号にロックされたクロックによりサンプリングおよび信号処理されることが前提となっていた。
【0005】
つぎに、入力映像信号中に含まれるジッタを補正するディジタル信号処理システムとしては、例えば特開平6−189277号公報に示されているように、PLL手段を用いてアスペクト変換処理を行う回路に対する書き込みクロック、読み出しクロックを各々制御するシステムが示されているほか、PLL手段とメモリを使用して時間軸補正を行うシステムについては、TBC処理としても多くのシステムが示されている。また、PLL手段を使わず位相差検出した位相差を重心移動回路により補正するジッタ補正の映像信号処理装置については、特開平9−275575号公報に複合カラー信号に限定されたものが示されている。これを図15に示す。
【0006】
図15においては、アナログ複合カラー信号に含まれる同期信号の位相とディジタル回路に取り込まれた後の同期信号位相とから、YC分離および復調処理をディジタル信号処理で行う際に生じる同期信号の1サンプリング周期以内の時間軸誤差を位相差検出回路6で検出し、この位相差に応じて係数を算出し重心移動回路3を制御して、映像部分の重心をずらすよう補正動作させるものである。
【0007】
尚、従来技術では、入力映像信号の違いによる僅かな水平周期のずれの調節や、その水平周期に伴う一水平期間中の有効映像範囲の調整すなわち水平表示率調整等においても、PLL手段によりクロック周波数を調整することにより実現されていた。
【0008】
このように、ディジタル信号処理回路において水平拡大縮小処理やアスペクト変換等の処理を行う場合は、PLL手段によって入力信号の同期信号にロックしたクロックによって動作するディジタル信号処理で行われることが一般的であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非同期の2系統映像信号を同時に表示する2画面表示テレビジョン等において、ノイズやクロストークの削減および合理化等の目的でシステム全体のクロック構成を簡素化し、2系統の映像信号のうち一方にのみロックした1系統のクロックで処理するシステムにおけるロックしない側の信号処理や、その他の映像信号処理においてもクロック構成回路の合理化等の目的によりPLL手段を省略する映像信号処理システムにおいて、水平方向拡大縮小処理やアスペクト変換等の信号処理を好適に行うには、時間軸のずれを補正するジッタ補正処理が必須であり別途必要となってくる。
【0010】
また、特開平9−275575号公報記載のジッタ補正処理の従来例では、複合カラー信号に含まれるジッタについての補正であり、同期信号の1サンプリング周期以内の時間軸誤差のみの検出と補正しかできないため、上記の1系統クロックのみで構成する2画面表示テレビジョンでの信号処理システムや、PLL手段を省略したディジタル映像信号処理システムにおいては、同期信号の1サンプリング期間以上に渡る時間軸のずれが容易に発生するため使用できない。そのうえ、この従来例において水平拡大縮小処理を行う場合には、さらに内挿回路が必要となり、信号の劣化を増大させることとなっていた。
【0011】
さらに一方、上記のようなPLL手段を有しないシステム、あるいは入力にロックしない信号処理においては、入力信号に因って異なる水平周期の調整や変動の補正、その水平周期に伴う一水平走査期間中の有効映像範囲の調整等、つまり水平方向表示率の制御をPLL手段以外の方法によって行う必要がある。
本発明は、このようなクロックシステムにおけるディジタル信号処理でのジッタ補正と水平表示率調整という問題点を解決するものであり、一つの内挿演算回路(補間フィルタ)のみの簡単な回路構成で、1サンプリング周期以上に渡る時間軸のずれの補正処理と、水平方向拡大縮小処理と、映像の水平方向表示率の制御とを実現することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明のディジタル映像信号処理装置は、入力アナログ信号を、出力すべきクロックレートの所定倍周波数のサンプリングレートでオーバーサンプリングし、前記サンプリングレートで内挿演算処理とメモリへの間引き書き込み制御を行い、該出力クロックレートで読み出すことにより映像信号の水平方向拡大縮小を行う内挿処理回路を基本とし、これに加えて、前記サンプリングのディジタル映像信号の同期信号と前記サンプリングクロックで動作する内部カウンタとからジッタ成分を検出し、この検出結果からジッタ量を前記サンプリングレートの整数分と小数分に分け、この整数分については内挿演算を制御する内挿係数算出回路の水平基準信号で制御し、小数分については前記内挿係数算出回路の内挿係数算出をオフセットするよう制御することによりジッタ補正を行うと同時に、前記ジッタ検出と同様の手段により水平表示率を検出し、前記内挿係数算出回路の倍率設定を制御する水平表示率制御回路とを具備するよう構成したものである。
【0013】
これにより、映像信号の水平方向拡大縮小処理とジッタ補正処理と水平方向表示率制御とを一つの内挿回路で一度に処理することができるため、画質劣化の少ない好適な映像信号処理を最小の回路規模により得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、アナログ入力映像信号を、入力信号と同期のとれていないサンプリングクロックでサンプリングし、水平方向に拡大縮小するディジタル映像信号処理装置であって、前記サンプリングのディジタル映像信号を、該出力クロックレートの所定倍周波数クロックの書き込みクロックで内挿演算することにより水平拡大縮小処理を行う内挿演算回路と、書き込みおよび読み出しを異なるクロックで動作することのできるメモリと、前記メモリに対して前記書き込みクロックで動作を制御する書き込み制御回路と、前記出力クロックレートで読み出す読み出し制御回路と、前記内挿演算回路と前記書き込み制御回路に対して内挿制御動作を行う内挿係数算出回路と、前記サンプリングのディジタル映像信号の同期信号と前記サンプリングクロックで動作する内部カウンタとから1ライン毎のジッタ成分を検出し、前記書き込みクロックで内挿係数算出回路を制御するジッタ検出回路と、前記サンプリングのディジタル映像信号の同期信号と前記サンプリングクロックで動作する内部カウンタとから水平表示率を検出し、前記内挿係数算出回路を制御する水平表示率制御回路とを備え、映像信号の水平方向拡大縮小処理とジッタ補正処理と水平方向表示率制御とを一つの内挿回路で一度に処理することを特徴とするディジタル映像信号処理装置としたものであり、入力映像信号にロックしていないクロックでサンプリングされディジタル信号処理を行うシステムにおいても、映像のアスペクト変換等の目的で行われる水平方向拡大縮小の内挿処理回路を用いて、容易に小規模な回路構成で、ジッタの補正処理と水平方向表示率の制御を、これらの補正によって画質劣化を増大させることなく行うという作用を有する。
【0015】
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1記載のディジタル映像信号処理装置において、前記ジッタ検出回路は、発生する1ライン毎のジッタ量について前記ジッタ検出回路の動作クロックの整数分と小数分に分け、整数分については前記内挿係数算出回路の水平基準信号を制御することにより補正を行い、小数分すなわち1クロック以下の位相量については、前記内挿係数算出回路の内挿係数をオフセット制御することにより補正を行うことを特徴とするディジタル映像信号処理装置としたものであり、ジッタ量の整数部補正については、内挿係数算出回路における内挿開始位置の基準となる水平基準信号を時間的に前後に調整することにより補正を行い、小数部(位相分)については、内挿係数算出回路における内挿開始の先頭内挿係数を位相分となるよう制御することにより、1サンプリング周期以上に渡るジッタ量であっても、ジッタ補正に関しては殆ど回路規模の増加なく容易に補正することができるという作用を有する。
【0019】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0020】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるディジタル映像信号処理装置のブロック図を示し、図1において本ディジタル映像信号処理装置は、入力アナログ映像信号をロックされていないサンプリングクロックであるWclkでADするAD変換器1と、前記Wclkで動作する内挿係数算出回路6および、これに連動する書き込み制御回路4および、内挿演算処理を行う内挿演算回路2と、書き込みはWclkで動作し読み出しは必要な出力クロックレートであるRclkで動作するメモリ3と、前記Rclkで動作する読み出し制御回路5と、AD変換器1でADされたディジタル映像信号の同期信号とWclkで動作する内部カウンタとから、1ライン毎のジッタ成分を検出し、内挿係数算出回路6を制御するジッタ検出回路7と、ジッタ検出回路7と同様の手段により水平表示率を検出し、内挿係数算出回路6を制御する水平表示率制御回路8とから構成される。
【0021】
以上のように構成されたディジタル映像信号処理装置について、図1および図5、図6を用いてその動作を説明する。
【0022】
ここで、WclkとRclkの関係は、必要な出力クロックレートからRclkが決定され、水平拡大倍率の必要な範囲からWclkをRclkの所定倍周波数とするもので、ここではジッタ検出精度を向上させる目的も含めWclkをRclkの3倍としている。
【0023】
まず入力アナログ映像信号はAD変換器1でWclkでサンプリングされるが、ここでWclkは入力信号に対しロックされていないものとし、これによりAD変換器1でADされたディジタル信号にはジッタを含むものである。このディジタル映像信号はその映像信号形態に応じた必要な信号処理がジッタをもったまま施された後、内挿演算回路2へ入力される。内挿演算回路2では内挿係数算出回路6によって内挿係数を制御されて縮小内挿演算を行い、内挿係数算出回路6と連動する書き込み制御回路4によって、メモリ3に間引き書き込みが行われる。
【0024】
また、ジッタ検出回路7ではAD変換器1でADされたディジタル信号に含まれる水平同期信号と、ジッタ検出回路7内部にもつ基準カウンタ回路によって作成した値とを比較演算し、ディジタル化された信号に含まれるジッタ量を検出し、1ライン毎にジッタ補正信号を出力する。さらに、水平表示率制御回路8ではジッタ検出回路と同様な手段により、ディジタル化された信号の一水平周期の長さを規定に合わせるよう調整する表示率信号を1ライン毎に出力する。そして、内挿係数算出回路6では、表示率制御された水平拡大縮小倍率で、かつ、ジッタ補正信号による補正を加えた内挿演算を内挿演算回路2で行うような内挿係数の算出と、書き込み制御信号を算出する動作を行う。
【0025】
以下に前述の縮小内挿処理による水平ズーム+ジッタ処理の処理アルゴリズムを模式化した図5および図6を用いて説明する。図5でピッチ概念と示しているのが、内挿演算倍率を設定するパラメーターである演算ピッチの概念を示したもので、このピッチを1クロック毎に1減算しピッチが、1≦ピッチ<2となった時に間引き書き込み動作を行うものであり、その時の小数部が内挿係数に相当するものである。この小数部に演算ピッチを累積加算しながら同様に繰り返すことで内挿係数と書き込み信号を制御するように動作するものである。
【0026】
図5の「1倍」の例では、WclkがRclkの3倍であるから実際には1/3倍縮小演算を行うので、この場合は演算ピッチ=3.0で内挿係数は常に0となり、トータルの内挿としては1/3単純間引きと同一となる。同様に、2/7倍縮小演算を行うには演算ピッチ=3.5とし、この場合は内挿係数は0と0.5(実際には内挿係数=1を64とするので32)が交互に繰り返され、トータルの倍率は約0.85倍となる。
【0027】
また、「1.2倍」の例に示しているように、演算ピッチ=2.5として2/5倍縮小演算を行えば、トータルの倍率は1.2倍となり結果として拡大処理を行うこととなる。図5では全てジッタがない場合について示しているので、内挿開始の最初の内挿係数は0から始まっている。図6は図5で説明した各倍率の動作説明例に対してOFSで示した位相分のジッタがある場合の例を示しており、図のように演算ピッチの開始値をジッタの位相差分だけ正方向にオフセットすることにより、内挿係数がオフセットして算出される。これにより、内挿処理としては水平に右方向へ位相をずらす様に動作を行いジッタの補正を行うものである。
【0028】
一方、水平表示率については、求めた表示率で上記の演算ピッチを調整する(基準表示率を100%として求めた表示率を乗算する)ことにより、水平倍率を増減制御し映像信号の1ライン毎の表示率制御が実現できる。
【0029】
以上の説明のように、一つの内挿演算回路による一度の内挿演算で、水平方向の拡大縮小ズーム処理と、ジッタの補正、水平周期変動に伴う水平表示率の自動調整とを容易に実現することができる。
【0030】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2におけるディジタル映像信号処理装置のブロック図を示し、図2において本ディジタル映像信号処理装置は、入力アナログ映像信号をロックされていないサンプリングクロックであるWclkでADするAD変換器1と、前記Wclkで動作する内挿係数算出回路6および、これに連動する書き込み制御回路4および、拡大縮小内挿演算処理を行う内挿演算回路2と、書き込みはWclkで動作し読み出しは必要な出力クロックレートであるRclkで動作するメモリ3と、前記Rclkで動作する読み出し制御回路5と、AD変換器1でADされたディジタル映像信号の同期信号とWclkで動作する内部カウンタとから、1ライン毎のジッタ成分を検出して、該ジッタの1クロック分以上の整数分のみについて制御し内挿係数算出回路6に対する水平基準信号を制御するジッタ整数部制御回路9と、同様に該ジッタの1クロック以下の位相分のみについて検出し、内挿係数算出回路6に対するジッタ補正信号を制御するジッタ小数部制御回路10と、ジッタ検出と同様の手段により水平表示率を検出し、内挿係数算出回路6を制御する水平表示率制御回路8とから構成される。
【0031】
以上のように構成されたディジタル映像信号処理装置について、図6および図7、図8を用いてその動作を説明する。
【0032】
図6は実施例1で説明したようにジッタによる位相制御を行っているが、図6の説明ではWclkでの1クロック分以下でかつ+方向(基準位置に対し時間方向に後方向)へのジッタ補正についてしか説明していない。しかし実際には、ジッタは基準位置に対して前後にそしてジッタ幅も1クロック分以上ありうるので、検出したジッタ量をクロック幅における整数分と小数分(位相分)に分けて、この整数分については内挿係数算出回路における水平基準位置を調節することで補正を行い、小数分については実施例1で説明した通り内挿係数をオフセットして出力するよう制御してジッタ補正を行うものである。
【0033】
以下図7、図8を用いて具体的に説明する。
【0034】
図7は本実施例における内挿係数算出回路の回路構成図であり、図6で示した内挿制御アルゴリズムを実現する回路である。図7で内挿イネーブル信号は、ジッタ整数部制御回路9で制御された水平基準信号によって補正された信号であり、図6で説明した内挿演算の開始位置を設定するものである。
【0035】
加算器は図6の書き込み制御信号の出力されるタイミングで演算ピッチを累積する加算器であり、内挿制御減算カウンターは、ジッタ整数部制御回路9で制御された前記内挿イネーブル信号に同期したタイミングで、図2のジッタ小数部制御回路10から出力されるジッタ補正用オフセット値をロードして、これをカウンターの初期値すなわち内挿係数の初期値としてカウントダウン動作を開始する。このようにして図6に示したアルゴリズムの動作を行うものである。ここで、内挿制御減算カウンターの初期値であるジッタ補正用オフセット値は、カウンター回路を簡略化するため、図6のように時間軸方向に正方向しか設定しないアルゴリズムとしている。このため、時間軸方向に負方向のジッタについては、ジッタ整数部制御回路で水平基準位置を1クロック分前に出力しておき、ジッタ小数部制御回路10では、位相量を正方向に設定させるため、算出された位相量の逆位相をジッタ補正値として出力する動作を行う。
【0036】
以上の説明を図8のジッタ補正の概念図で説明する。
【0037】
尚、図8は1サンプリング周期以上の場合を含むジッタについての補正の概念を模式的に示すものであり、図8の入力信号の数値は具体的な信号の値を示すものではなく信号の位置概念を示すものであり、内挿結果欄についても絶対的な時間関係を示している図ではない。
【0038】
図8でジッタ±0の例は図5の1.0倍(1/3倍単純間引き)の例に相当するもので、入力信号に対して内挿結果の欄に示すような内挿結果を出力し、”W”の位置の信号を間引き書き込みするよう動作することを示している。
【0039】
図8の+1/4位相のジッタの例は、図6の1.0倍の例に相当するものであり、整数部補正は±0(点線で示すHRST信号で実際に内挿係数算出回路が制御されるイメージ)で小数部補正値が1/4となり、図示するように内挿演算結果が出力される。+3/2位相のジッタの例では、整数部補正は+1で小数部補正値が1/2となり、図示するような内挿演算結果が出力されることとなり、正方向へのジッタ補正が行われる。
【0040】
一方、−1/4位相のジッタの例では、整数部補正は−1(点線で示すHRST信号で実際に内挿係数算出回路が制御されるイメージ)で小数部補正値が1−1/4=3/4となり、図示するような内挿演算結果が出力される。同様に、−4/3位相のジッタの例では、整数部補正は−2で位相補正値が1−1/3=2/3となり、図示するような内挿演算結果が出力されることとなり、負方向へのジッタ補正が行われる。
【0041】
以上の説明のように、ジッタ検出を整数部と小数部に分け、ジッタの発生方向によりジッタ検出回路側で異なった制御をすることで、内挿係数算出回路および内挿演算回路(つまり補正処理側)については、ジッタ補正を行わない場合とほぼ同様の簡単な構成で、1クロック以上に渡る正負方向のジッタについても内挿処理によって簡単に補正を行うことができる。
【0042】
(実施の形態3)
図3は本発明の実施の形態3におけるディジタル映像信号処理装置のブロック図を示し、図3において本ディジタル映像信号処理装置は、入力アナログ映像信号をロックされていないサンプリングクロックであるWclkでADするAD変換器1と、前記Wclkで動作する内挿係数算出回路6および、これに連動する書き込み制御回路4および、拡大縮小内挿演算処理を行う内挿演算回路2と、書き込みはWclkで動作し読み出しは必要な出力クロックレートであるRclkで動作するメモリ3と、前記Rclkで動作する読み出し制御回路5と、AD変換器1でADされたディジタル映像信号の同期信号とWclkで動作する内部カウンタとから、1ライン毎のジッタ成分を検出し、内挿係数算出回路6を制御するジッタ検出回路7と、ジッタ検出回路7と同様の手段により水平表示率を検出し、内挿係数算出回路6を制御する水平表示率制御回路8と、内挿演算回路の前段に設けられ、内挿係数に応じて適応的にアパーチャーを制御する適応アパーチャー回路9とから構成される。
【0043】
以上のように構成されたディジタル映像信号処理装置について、図3および図9、図10、図11を用いてその動作を説明する。
【0044】
図9は図3における適応アパーチャー回路9の構成を示すブロック図である。図9においてバンドパスフィルターは、アパーチャー信号を生成するためのバンドパスフィルターであり、映像信号および水平ズーム倍率その他により必要に応じて、その周波数特性を選択できるようにしている。
【0045】
図3の内挿演算回路2では1次内挿が行われるので、図11に示すように、内挿演算による信号の劣化は内挿係数=0.5の場合が最も大きく、内挿係数=0の場合は劣化がないというように、内挿係数に応じて劣化度合いが異なるので、内挿係数に応じてアパーチャー信号のゲイン制御を行うものである。内挿係数に対するゲイン制御の特性は図10に一例を示すような変換を、内挿係数→ゲイン制御信号変換回路で行うものである。
【0046】
尚、適応アパーチャー回路に入力される内挿係数は、内挿演算回路で演算される係数とのタイミング合わせを行う。これにより、図11に示すように内挿演算による周波数特性の劣化を補償すべく事前にアパーチャー制御を行うよう動作するものである。
【0047】
以上の説明のように、一つの内挿演算回路による一度の演算で、水平方向の拡大縮小ズーム処理と、ジッタの補正、水平周期変動に伴う水平表示率の自動調整とを行うため、内挿演算回路で行われるトータルの内挿係数でアパーチャーをコントロールできるので、水平拡大縮小のみの場合と同様の回路規模で、ジッタの補正と水平表示率調整に関しても合わせて効率良く補償することが出来、内挿による周波数特性の劣化を抑えた良好な映像信号を得ることができる。
【0048】
(実施の形態4)
図4は本発明の実施の形態4におけるディジタル映像信号処理装置のブロック図を示し、図4において本ディジタル映像信号処理装置は、入力アナログ映像信号をロックされていないサンプリングクロックであるWclkでADするAD変換器1と、前記Wclkで動作する内挿係数算出回路6および、これに連動する書き込み制御回路4および、拡大縮小内挿演算処理を行う内挿演算回路2と、書き込みはWclkで動作し読み出しは必要な出力クロックレートであるRclkで動作するメモリ3と、前記Rclkで動作する読み出し制御回路5と、AD変換器1でADされたディジタル映像信号の同期信号とWclkで動作する内部カウンタとから、1ライン毎のジッタ成分を検出し、内挿係数算出回路6を制御するジッタ検出回路7と、ジッタ検出回路7と同様の手段により水平表示率を検出し、内挿係数算出回路6を制御する水平表示率制御回路8と、内挿演算回路の前段に設けられ、内挿係数に応じて適応的にアパーチャーを制御する適応アパーチャー回路9と、入力信号の画素位置に応じて、任意にズーム倍率を設定できる拡大縮小倍率設定回路10とから構成される。
【0049】
以上のように構成されたディジタル映像信号処理装置について、図4および図12、図13を用いて説明する。図12は図4における拡大縮小倍率設定回路10の構成を示すブロック図である。図12においてH方向画素位置カウンタは請求項2、3、4および実施例2に記載のジッタの整数部制御により制御された水平基準信号が入力され、画素数レート(出力信号レート)すなわち読み出しクロックRclkのレートにてカウント動作を行うことにより、ジッタの整数部補正が行われた画素位置信号としてデコーダ回路に入力される。
【0050】
従って、画素位置レートはジッタ検出部でのクロックレートWclkの所定倍(実施例1、2、3では3倍)であるので、ジッタの整数部検出が行われた画素位置カウンタは、正規画素位置に対し1/3位相単位の補正が追加されたものとなり、それに対応した内挿イネーブル信号が出力されることとなる。
【0051】
また、内挿係数演算ピッチ算出カウンタ回路は、実施例2で説明を行った演算ピッチの値を、出力信号レート単位で水平方向に任意に設定し、ノーマルアスペクトの入力信号を中心がほぼ真円に周辺を拡大にしてワイドアスペクトへ変換するアスペクト変換処理等に使用するものであり、このカウンタを制御する画素位置情報(水平位置情報)は上記のジッタの整数補正が行われた信号であるので、ジッタについても正しく補正された水平位置に対する倍率情報(内挿係数演算ピッチ)を出力するものである。
【0052】
そして、図4の水平表示率制御回路8により算出された水平表示率に応じて、上記内挿係数演算ピッチカウンタ回路を制御することにより、水平方向の演算ピッチの設定カーブを調整し水平表示率の自動制御が実現できる。これを、図13を用いて説明する。図13は、前述のアスペクト変換の例で、映像信号の左右両端を拡大、中央部がほぼ真円となるように縮小、その間をリニアに変化させるような倍率設定カーブであるが、表示率をこのカーブに乗算するだけでは図13の二点鎖線のようになり、これでは1ライン間トータルの倍率を常に一定(一般的には1)とする設定は困難である。よって、例えば図13の一点鎖線のように水平表示率に応じて、倍率の減少/拡大区間の傾きを変えたり区間幅を変えたりする制御を行うことにより、水平表示率が変更されても1ライン間トータルとしての倍率が常に一定となるように制御することができる。
【0053】
また、水平表示率に関しては、ジッタによる1ライン毎の水平周期の変動による表示率の調整のみではなく、図4に示すように水平表示率制御回路8に対して外部より、入力信号あるいは出力仕様に応じて異なる水平有効映像幅の調整としての表示率についても設定を行うようにしている。
【0054】
尚、いうまでもなく水平方向に固定の倍率の場合には、該当の倍率となるよう演算ピッチ算出カウンタを固定するものとし、表示率調整については表示率を単純乗算することで実現できる。
【0055】
以上の説明のように、水平方向に固定倍率の場合のみでなくアスペクト変換処理等のように、1ライン中に倍率を可変するような場合においても、1ライン間トータルの倍率を変えることなく、表示率を調整することができるジッタ補正機能付きの水平ズームを実現できる。
【0056】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、従来のアスペクト変換やディジタルズーム等における水平方向拡大縮小内挿処理の回路構成とほぼ同程度の回路規模でありながら、1サンプリング周期以上の幅をもつジッタやスキューといった時間軸補正の処理と、ジッタによる水平周期の変動や有効映像範囲幅の調整等に伴なう水平表示率の補正および調整とを容易にしかも精度よく行うと同時に、1画素毎に拡大縮小倍率を任意に設定することのできる水平ディジタルズーム回路を、内挿演算による周波数特性の劣化を抑えながら実現することができる。
【0057】
これにより、非同期の2系統映像信号を同時に表示する2画面表示テレビジョン等における、システム全体のクロック構成を簡素化して1系統クロックのみで処理するシステムの非ロック側系統信号処理においても、回路規模を抑えながらジッタを補正し、水平表示率調整をも同時に行うことのできる水平ズーム処理やアスペクト変換等の信号処理を実現することができる。
【0058】
また、その他の映像信号処理においてもクロック構成回路の合理化や調整数削減等の目的によりPLL手段を省略する映像信号処理システムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるディジタル映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態2によるディジタル映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態3によるディジタル映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図4】本発明の実施の形態4によるディジタル映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図5】本発明の実施の形態1および2による縮小内挿制御アルゴリズムのジッタなしの場合の動作を説明する模式図
【図6】本発明の実施の形態1および2による縮小内挿制御アルゴリズムのジッタ補正時の動作を説明する模式図
【図7】本発明の実施の形態2によるジッタ補正方式を行う内挿係数算出回路の構成を示すブロック図
【図8】本発明の実施の形態2によるジッタ補正方式の概念を示す模式図
【図9】本発明の実施の形態3による適応アパーチャー回路の構成を示すブロック図
【図10】本発明の実施の形態3による適応アパーチャー回路における内挿係数、ゲイン制御の変換特性図
【図11】本発明の実施の形態3による適応アパーチャー回路における適応アパーチャー動作の概念を説明する周波数特性図
【図12】本発明の実施の形態4による拡大縮小倍率設定回路の構成を示すブロック図
【図13】本発明の実施の形態4によるアスペクト変換ズームにおける水平表示率制御の調整例を示す説明図
【図14】従来例の水平拡大縮小処理回路の構成を示すブロック図
【図15】従来例の複合カラー信号用ジッタ補正回路の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1...A/D変換器
2...内挿演算回路
3...メモリ
4...書き込み制御回路
5...読み出し制御回路
6...内挿係数算出回路
7...ジッタ検出回路
8...水平表示率制御回路
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital zoom circuit that expands and contracts a video signal in the horizontal direction by digital signal processing, and more particularly to a time such as jitter or skew generated by sampling an input analog signal with an unlocked sampling clock. The present invention relates to a digital video signal processing circuit in a case where an axis fluctuation occurs.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital zoom circuits in video signal processing are used not only for electronic zoom of video cameras, but also for display modes such as aspect conversion for wide display screens, image reduction processing for multi-screen display, and the like. It has become an indispensable processing circuit in digital video signal processing. A clock configuration usually used in digital video signal processing is to lock to an input video signal using a PLL circuit, and to use a burst lock clock system based on a color burst signal or a line based on a horizontal synchronization signal. Lock clock systems and the like are commonly used.
[0003]
First, as a conventional technique for performing horizontal scaling of a video signal by digital signal processing, a reduction interpolation circuit is used at the time of reduction using a memory, and a scaling interpolation circuit is used at the time of enlargement. Examples of the operation are shown in JP-A-8-223479 and JP-A-9-83960. Further, a conventional example in which enlargement / reduction is performed by one interpolation circuit is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-166988. This is shown in FIG.
[0004]
In FIG. 14, after the data is latched by the input clock in the data input circuit 1, the interpolation operation is performed by the interpolation operation circuit 2 with the write clock Wclk which is twice as fast as the clock by an amount corresponding to a necessary magnification, and the write control circuit is operated. 5, writing is performed in the memory 3 and the read control circuit 6 reads and controls the read clock Rclk corresponding to the input clock. It is assumed that the input signal is sampled and signal-processed by the PLL means 8 using a clock locked to the input signal.
[0005]
Next, as a digital signal processing system for correcting jitter contained in an input video signal, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-189277, writing to a circuit for performing an aspect conversion process using PLL means is described. In addition to a system that controls a clock and a read clock, many systems that perform time base correction using a PLL unit and a memory are also shown as TBC processes. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-275575 discloses a jitter correction video signal processing apparatus that corrects a phase difference detected by a phase shifter without using a PLL means by using a center-of-gravity shift circuit. I have. This is shown in FIG.
[0006]
In FIG. 15, one sampling of a synchronizing signal generated when performing YC separation and demodulation processing in digital signal processing is obtained from the phase of the synchronizing signal included in the analog composite color signal and the phase of the synchronizing signal captured by the digital circuit. The phase difference detection circuit 6 detects a time axis error within a cycle, calculates a coefficient in accordance with the phase difference, controls the center of gravity shift circuit 3, and performs a correction operation to shift the center of gravity of the image portion.
[0007]
In the prior art, the PLL means also controls clocks for adjusting a slight shift of a horizontal cycle due to a difference in an input video signal, adjusting an effective image range during one horizontal period accompanying the horizontal cycle, that is, adjusting a horizontal display rate. This was realized by adjusting the frequency.
[0008]
As described above, when the digital signal processing circuit performs a process such as a horizontal enlargement / reduction process or an aspect conversion, it is generally performed by a digital signal process which operates by a clock locked to a synchronization signal of an input signal by a PLL means. there were.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a two-screen display television or the like that simultaneously displays asynchronous two-system video signals, the clock configuration of the entire system is simplified for the purpose of reducing and rationalizing noise and crosstalk, and one of the two-system video signals is provided. In a video signal processing system that omits PLL means for the purpose of rationalizing the clock configuration circuit in signal processing on the unlocked side in a system that processes with only one locked clock system and other video signal processing, horizontal expansion is performed. In order to suitably perform signal processing such as reduction processing and aspect conversion, a jitter correction processing for correcting a time-axis deviation is indispensable and separately required.
[0010]
Further, in the conventional example of the jitter correction processing described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-275575, correction of jitter contained in a composite color signal is performed, and only detection and correction of a time axis error within one sampling period of a synchronization signal can be performed. Therefore, in a signal processing system for a two-screen display television configured with only one system clock or a digital video signal processing system in which the PLL means is omitted, the time axis shift over one sampling period or more of the synchronizing signal may occur. It cannot be used because it occurs easily. In addition, when the horizontal enlargement / reduction processing is performed in this conventional example, an interpolation circuit is further required, and the deterioration of the signal is increased.
[0011]
On the other hand, in a system having no PLL means as described above, or in a signal processing not locking to an input, adjustment of a horizontal cycle or correction of a variation depending on an input signal is performed during one horizontal scanning period accompanying the horizontal cycle. It is necessary to perform the adjustment of the effective image range, that is, the control of the horizontal display ratio by a method other than the PLL means.
The present invention solves the problems of jitter correction and horizontal display rate adjustment in digital signal processing in such a clock system, and has a simple circuit configuration including only one interpolation operation circuit (interpolation filter). An object of the present invention is to realize a process of correcting a shift of a time axis over one sampling period or more, a process of scaling in a horizontal direction, and a control of a display ratio of a video in a horizontal direction.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, a digital video signal processing device of the present invention oversamples an input analog signal at a sampling rate of a predetermined multiple of a clock rate to be output, and performs interpolation calculation processing at the sampling rate. A thinning-out write control to a memory is performed, and an interpolation processing circuit for performing horizontal scaling of a video signal by reading at the output clock rate is basically provided. In addition to this, a synchronization signal of the sampling digital video signal and the A jitter component is detected from an internal counter that operates with a sampling clock, and the jitter amount is divided into an integer component and a decimal component of the sampling rate from the detection result, and an interpolation coefficient calculation circuit that controls an interpolation operation for the integer component. Of the interpolation coefficient calculation circuit. A horizontal display ratio control circuit that controls the coefficient calculation to perform offset correction and simultaneously detects the horizontal display ratio by means similar to the jitter detection, and controls the magnification setting of the interpolation coefficient calculation circuit. Is provided.
[0013]
Thereby, the horizontal enlargement / reduction processing, the jitter correction processing, and the horizontal display rate control of the video signal can be processed at a time by one interpolation circuit, so that a suitable video signal processing with less image quality deterioration can be minimized. It can be obtained depending on the circuit scale.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Claims of the inventionIn oneThe described invention is a digital video signal processing apparatus for sampling an analog input video signal with a sampling clock that is not synchronized with the input signal and scaling the digital video signal in the horizontal direction. An interpolation operation circuit that performs horizontal scaling processing by performing an interpolation operation with a write clock of a predetermined multiple frequency clock of a clock rate, a memory that can operate writing and reading with different clocks, and A write control circuit for controlling the operation with a write clock, a read control circuit for reading at the output clock rate, an interpolation coefficient calculation circuit for performing an interpolation control operation on the interpolation arithmetic circuit and the write control circuit, Synchronizing signal of sampling digital video signal and said sampling signal A jitter detection circuit that detects a jitter component for each line from an internal counter that operates with a clock and controls an interpolation coefficient calculation circuit with the write clock; and operates with a synchronization signal of the digital video signal for sampling and the sampling clock. A horizontal display ratio control circuit for detecting the horizontal display ratio from the internal counter and controlling the interpolation coefficient calculation circuit, and performs a horizontal enlargement / reduction process, a jitter correction process, and a horizontal display ratio control of the video signal. This is a digital video signal processing device characterized by processing all at once with one interpolation circuit. Even in a system that performs digital signal processing by sampling with a clock that is not locked to the input video signal, It is easy to use small-scale interpolation processing for horizontal scaling performed for conversion and other purposes. In road construction, an effect that the control of the correction processing and horizontal display ratio of jitter carried out without increasing the picture quality deterioration by these correction.
[0015]
Claims of the inventionTo twoIn the digital video signal processing apparatus according to the present invention, the jitter detection circuit divides an amount of generated jitter for each line into an integer part and a decimal part of an operation clock of the jitter detection circuit. Is corrected by controlling the horizontal reference signal of the interpolation coefficient calculation circuit, and the decimal amount, that is, the phase amount of one clock or less, is corrected by offset control of the interpolation coefficient of the interpolation coefficient calculation circuit. The digital video signal processing apparatus is characterized in that the horizontal reference signal, which is a reference of the interpolation start position in the interpolation coefficient calculation circuit, is temporally shifted back and forth. Correction is performed by adjusting, and for the decimal part (phase component), the leading interpolation coefficient at the start of interpolation in the interpolation coefficient calculation circuit becomes the phase component. By controlling, with the effect that 1 even jitter amount for over a sampling period, can be corrected easily with little increase in circuit scale with respect to jitter correction.
[0019]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a digital video signal processing device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the digital video signal processing device AD-inputs an input analog video signal with an unlocked sampling clock Wclk. An AD converter 1, an interpolation coefficient calculation circuit 6 operating on the Wclk, a write control circuit 4 linked therewith, and an interpolation operation circuit 2 performing an interpolation operation process. A memory 3 operating at a required output clock rate Rclk, a read control circuit 5 operating at the Rclk, a synchronizing signal of a digital video signal A / D converted by the AD converter 1 and an internal counter operating at Wclk include: A jitter detection circuit 7 for detecting a jitter component for each line and controlling an interpolation coefficient calculation circuit 6; Detecting a horizontal display rate by the same means as the output circuit 7, and a horizontal display rate control circuit 8 which controls the interpolation coefficient calculation circuit 6.
[0021]
The operation of the digital video signal processing device configured as described above will be described with reference to FIG. 1, FIG. 5, and FIG.
[0022]
Here, the relationship between Wclk and Rclk is such that Rclk is determined from a required output clock rate, and Wclk is set to a predetermined multiple frequency of Rclk from a required range of horizontal magnification, and the purpose here is to improve jitter detection accuracy. And Wclk is three times Rclk.
[0023]
First, the input analog video signal is sampled by the A / D converter 1 at Wclk. Here, it is assumed that Wclk is not locked with respect to the input signal. It is a thing. This digital video signal is input to the interpolation arithmetic circuit 2 after necessary signal processing corresponding to the video signal form is performed with jitter. In the interpolation operation circuit 2, the interpolation coefficient is controlled by the interpolation coefficient calculation circuit 6 to perform the reduced interpolation operation, and the write control circuit 4 linked with the interpolation coefficient calculation circuit 6 performs the thinning-out writing to the memory 3.You.
[0024]
The jitter detection circuit 7 compares the horizontal synchronization signal included in the digital signal AD-converted by the AD converter 1 with a value created by a reference counter circuit provided in the jitter detection circuit 7 to calculate a digitized signal. , And outputs a jitter correction signal for each line. Further, the horizontal display rate control circuit 8 outputs a display rate signal for adjusting the length of one horizontal cycle of the digitized signal to a specified value for each line by means similar to the jitter detection circuit. The interpolation coefficient calculation circuit 6 calculates an interpolation coefficient such that the interpolation calculation circuit 2 performs an interpolation operation at a horizontal enlargement / reduction ratio controlled by the display ratio and with a correction by a jitter correction signal. Then, the operation of calculating the write control signal is performed.
[0025]
Hereinafter, a processing algorithm of the horizontal zoom + jitter processing by the above-described reduction interpolation processing will be described with reference to FIGS. The concept of pitch in FIG. 5 indicates the concept of operation pitch, which is a parameter for setting the interpolation operation magnification. This pitch is subtracted by one for each clock, and the pitch becomes 1 ≦ pitch <2. , The thinning-out operation is performed, and the decimal part at that time corresponds to the interpolation coefficient. By repeating the same operation while accumulating the operation pitch to the decimal part, the operation is performed to control the interpolation coefficient and the write signal.
[0026]
In the example of "1 time" in FIG. 5, since Wclk is three times Rclk, a 1 / 3-fold reduction operation is actually performed. In this case, the operation pitch is 3.0 and the interpolation coefficient is always 0. , The total interpolation is the same as 1/3 simple thinning. Similarly, to perform a 2 / 7-fold reduction operation, the operation pitch is set to 3.5. In this case, the interpolation coefficients are 0 and 0.5 (32 because the interpolation coefficient = 1 is actually 64). It is repeated alternately, and the total magnification becomes about 0.85 times.
[0027]
Also, as shown in the example of "1.2 times", if the calculation pitch is 2.5 and the 2/5 times reduction operation is performed, the total magnification becomes 1.2 times, and the enlargement processing is performed as a result. It becomes. Since FIG. 5 shows a case where no jitter is present, the first interpolation coefficient at the start of the interpolation starts from 0. FIG. 6 shows an example in which there is a jitter corresponding to the phase indicated by OFS with respect to the operation explanation example of each magnification described in FIG. 5, and as shown in FIG. By offsetting in the positive direction, the interpolation coefficient is offset and calculated. As a result, in the interpolation processing, an operation is performed so as to shift the phase horizontally rightward to correct the jitter.
[0028]
On the other hand, as for the horizontal display ratio, the above-mentioned calculation pitch is adjusted by the obtained display ratio (multiplying the display ratio obtained by setting the reference display ratio to 100%) to control the increase / decrease of the horizontal magnification, thereby controlling one line of the video signal. The display ratio control for each can be realized.
[0029]
As explained above, horizontal interpolation zoom processing, correction of jitter, and automatic adjustment of the horizontal display rate due to horizontal cycle fluctuation can be easily realized by one interpolation operation by one interpolation operation circuit. can do.
[0030]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram of a digital video signal processing device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the digital video signal processing device AD-inputs an input analog video signal using an unlocked sampling clock Wclk. An AD converter 1, an interpolation coefficient calculation circuit 6 operating on the Wclk, a write control circuit 4 linked therewith, and an interpolation operation circuit 2 performing a scaling interpolation operation process, and writing operates on the Wclk. The reading is performed by a memory 3 operating at Rclk, which is a required output clock rate, a read control circuit 5 operating at Rclk, a synchronizing signal of a digital video signal AD output by the AD converter 1, and an internal counter operating at Wclk. From this, the jitter component of each line is detected, and only the integer of one clock or more of the jitter is detected. A jitter integer part control circuit 9 for controlling and controlling a horizontal reference signal for the interpolation coefficient calculation circuit 6, similarly detecting only the phase of the jitter of one clock or less, and generating a jitter correction signal for the interpolation coefficient calculation circuit 6. It comprises a jitter fraction part control circuit 10 for controlling, and a horizontal display rate control circuit 8 for detecting a horizontal display rate by means similar to the jitter detection and controlling the interpolation coefficient calculation circuit 6.
[0031]
The operation of the digital video signal processing device configured as described above will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. FIG.
[0032]
In FIG. 6, the phase control based on the jitter is performed as described in the first embodiment. However, in the description of FIG. 6, the phase control is performed for one clock or less in Wclk and in the + direction (time direction backward with respect to the reference position). It only describes jitter correction. However, actually, since the jitter can be before and after the reference position and the jitter width can be one clock or more, the detected jitter amount is divided into an integer part and a decimal part (phase part) in the clock width, and the detected jitter amount is divided by the integer part. Is corrected by adjusting the horizontal reference position in the interpolation coefficient calculation circuit, and for decimals, the jitter is corrected by controlling the interpolation coefficient to be offset and output as described in the first embodiment. is there.
[0033]
Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS.
[0034]
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the interpolation coefficient calculation circuit according to the present embodiment, which is a circuit that implements the interpolation control algorithm shown in FIG. In FIG. 7, the interpolation enable signal is a signal corrected by the horizontal reference signal controlled by the jitter integer part control circuit 9, and sets the start position of the interpolation operation described in FIG.
[0035]
The adder is an adder that accumulates the operation pitch at the timing when the write control signal of FIG. 6 is output, and the interpolation control subtraction counter is synchronized with the interpolation enable signal controlled by the jitter integer part control circuit 9. At the timing, a jitter correction offset value output from the jitter fraction part control circuit 10 of FIG. 2 is loaded, and the countdown operation is started using the offset value as the initial value of the counter, that is, the initial value of the interpolation coefficient. Thus, the operation of the algorithm shown in FIG. 6 is performed. Here, in order to simplify the counter circuit, the offset value for jitter correction, which is the initial value of the interpolation control subtraction counter, has an algorithm in which only the positive direction is set in the time axis direction as shown in FIG. For this reason, with respect to the jitter in the negative direction in the time axis direction, the horizontal reference position is output one clock before the jitter integer part control circuit, and the jitter amount control circuit 10 sets the phase amount in the positive direction. Therefore, an operation of outputting the opposite phase of the calculated phase amount as a jitter correction value is performed.
[0036]
The above description will be described with reference to the conceptual diagram of jitter correction in FIG.
[0037]
FIG. 8 schematically shows the concept of the correction for jitter including the case of one sampling period or more, and the numerical values of the input signals in FIG. 8 do not indicate the specific signal values, but the signal positions. It shows the concept and does not show the absolute time relationship in the interpolation result column.
[0038]
In FIG. 8, the example of jitter ± 0 is equivalent to the example of 1.0 times (1/3 simple thinning) of FIG. 5, and the interpolation result as shown in the interpolation result column for the input signal is obtained. This indicates that the operation is performed to thin out and write the signal at the position “W”.
[0039]
The example of the jitter of + ジ ッ タ phase in FIG. 8 is equivalent to the example of 1.0 times in FIG. 6, and the correction of the integer part is ± 0 (the interpolation coefficient calculation circuit actually uses the HRST signal indicated by the dotted line). (The image to be controlled), the decimal part correction value is reduced to 1/4, and an interpolation calculation result is output as shown in the figure. In the example of the jitter of +3/2 phase, the integer part correction is +1 and the decimal part correction value is 2, so that an interpolation operation result as shown is output, and the jitter correction in the positive direction is performed. .
[0040]
On the other hand, in the example of the jitter of −−1 phase, the integer part correction is −1 (an image in which the interpolation coefficient calculation circuit is actually controlled by the HRST signal indicated by the dotted line), and the decimal part correction value is 1-1 / 4. = 3/4, and an interpolation operation result as shown in the figure is output. Similarly, in the example of the jitter of -4/3 phase, the integer part correction is -2 and the phase correction value is 1-1 / 3 = 2/3, and the interpolation calculation result as shown is output. , Jitter correction in the negative direction is performed.
[0041]
As described above, the jitter detection is divided into an integer part and a decimal part, and different control is performed on the jitter detection circuit side depending on the direction of the jitter generation, so that the interpolation coefficient calculation circuit and the interpolation calculation circuit (that is, the correction processing) are performed. Side), the same simple configuration as when no jitter correction is performed, it is possible to easily correct even positive and negative jitter over one clock by interpolation.
[0042]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a block diagram of a digital video signal processing device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the digital video signal processing device AD-inputs an input analog video signal with an unlocked sampling clock Wclk. An AD converter 1, an interpolation coefficient calculation circuit 6 operating on the Wclk, a write control circuit 4 linked therewith, and an interpolation operation circuit 2 performing a scaling interpolation operation process, and writing operates on the Wclk. The reading is performed by a memory 3 operating at Rclk, which is a required output clock rate, a read control circuit 5 operating at Rclk, a synchronizing signal of a digital video signal AD output by the AD converter 1, and an internal counter operating at Wclk. A jitter detection circuit 7 that detects a jitter component for each line and controls an interpolation coefficient calculation circuit 6 A horizontal display ratio control circuit 8 for detecting the horizontal display ratio by the same means as the jitter detection circuit 7 and controlling the interpolation coefficient calculation circuit 6, provided at a stage preceding the interpolation operation circuit, and adapted in accordance with the interpolation coefficient And an adaptive aperture circuit 9 for controlling the aperture.
[0043]
The operation of the digital video signal processing device configured as described above will be described with reference to FIG. 3, FIG. 9, FIG. 10, and FIG.
[0044]
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the adaptive aperture circuit 9 in FIG. In FIG. 9, a band-pass filter is a band-pass filter for generating an aperture signal, and its frequency characteristics can be selected as necessary according to a video signal, a horizontal zoom magnification, and the like.
[0045]
Since primary interpolation is performed in the interpolation operation circuit 2 in FIG. 3, as shown in FIG. 11, the signal deterioration due to the interpolation operation is greatest when the interpolation coefficient = 0.5, and the interpolation coefficient = 0.5. Since the degree of deterioration differs according to the interpolation coefficient such that there is no deterioration in the case of 0, the gain control of the aperture signal is performed according to the interpolation coefficient. The characteristic of the gain control with respect to the interpolation coefficient is such that conversion as shown in FIG. 10 is performed by an interpolation coefficient → gain control signal conversion circuit.
[0046]
The timing of the interpolation coefficient input to the adaptive aperture circuit is adjusted with the coefficient calculated by the interpolation calculation circuit. As a result, as shown in FIG. 11, the aperture control is performed in advance to compensate for the deterioration of the frequency characteristic due to the interpolation operation.
[0047]
As described above, in one operation performed by one interpolation operation circuit, the horizontal enlargement / reduction zoom processing, the correction of the jitter, and the automatic adjustment of the horizontal display rate due to the horizontal cycle fluctuation are performed. Since the aperture can be controlled by the total interpolation coefficient performed by the arithmetic circuit, it is possible to efficiently compensate for jitter correction and horizontal display rate adjustment with the same circuit scale as in the case of horizontal scaling only, It is possible to obtain a good video signal in which the deterioration of the frequency characteristic due to the interpolation is suppressed.
[0048]
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a block diagram of a digital video signal processing device according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the digital video signal processing device AD-inputs an input analog video signal using an unlocked sampling clock Wclk. An AD converter 1, an interpolation coefficient calculation circuit 6 operating on the Wclk, a write control circuit 4 linked therewith, and an interpolation operation circuit 2 performing a scaling interpolation operation process, and writing operates on the Wclk. The reading is performed by a memory 3 operating at Rclk, which is a required output clock rate, a read control circuit 5 operating at Rclk, a synchronizing signal of a digital video signal AD output by the AD converter 1, and an internal counter operating at Wclk. A jitter detection circuit 7 that detects a jitter component for each line and controls an interpolation coefficient calculation circuit 6 A horizontal display ratio control circuit 8 for detecting the horizontal display ratio by the same means as the jitter detection circuit 7 and controlling the interpolation coefficient calculation circuit 6, provided at a stage preceding the interpolation operation circuit, and adapted in accordance with the interpolation coefficient An adaptive aperture circuit 9 for controlling the aperture and an enlargement / reduction ratio setting circuit 10 for setting a zoom ratio arbitrarily according to the pixel position of the input signal.
[0049]
The digital video signal processing device configured as described above will be described with reference to FIG. 4, FIG. 12, and FIG. FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the enlargement / reduction ratio setting circuit 10 in FIG. In FIG. 12, the H-direction pixel position counter receives the horizontal reference signal controlled by the control of the integer part of the jitter according to the second, third, and fourth embodiments, and outputs a pixel number rate (output signal rate), that is, a read clock. By performing a count operation at the rate of Rclk, the pixel position signal is input to the decoder circuit as a pixel position signal on which the integer part of the jitter has been corrected.
[0050]
Accordingly, the pixel position rate is a predetermined multiple of the clock rate Wclk in the jitter detection unit (three times in the first, second, and third embodiments). , A correction in units of 1/3 phase is added, and an interpolation enable signal corresponding to the correction is output.
[0051]
The interpolation coefficient calculation pitch calculation counter circuit arbitrarily sets the value of the calculation pitch described in the second embodiment in the horizontal direction in units of the output signal rate, and the center of the input signal of the normal aspect is almost a perfect circle. The pixel position information (horizontal position information) for controlling this counter is a signal that has been subjected to the above-mentioned integer correction of jitter, and is used for aspect conversion processing for converting the image into a wide aspect by enlarging the periphery. Also, it outputs magnification information (interpolation coefficient calculation pitch) for the horizontal position in which the jitter has been correctly corrected.
[0052]
Then, by controlling the interpolation coefficient calculation pitch counter circuit in accordance with the horizontal display rate calculated by the horizontal display rate control circuit 8 in FIG. Automatic control can be realized. This will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows an example of the above-described aspect conversion, which is a magnification setting curve in which the left and right ends of the video signal are enlarged, the central portion is reduced so as to be substantially a perfect circle, and the interval is linearly changed. Simply multiplying this curve results in the two-dot chain line in FIG. 13. In this case, it is difficult to set the total magnification between one line to be always constant (generally 1). Therefore, for example, as shown by the one-dot chain line in FIG. 13, by performing control to change the inclination of the reduction / enlargement section or change the section width in accordance with the horizontal display rate, even if the horizontal display rate is changed, 1 is obtained. Control can be performed such that the total magnification between lines is always constant.
[0053]
As for the horizontal display ratio, not only the adjustment of the display ratio due to the fluctuation of the horizontal cycle for each line due to the jitter, but also, as shown in FIG. The display ratio as the adjustment of the horizontal effective image width which differs according to the setting is also set.
[0054]
Needless to say, in the case of a fixed magnification in the horizontal direction, the calculation pitch calculation counter is fixed so as to obtain the corresponding magnification, and the display ratio adjustment can be realized by simply multiplying the display ratio.
[0055]
As described above, not only in the case of the fixed magnification in the horizontal direction but also in the case of changing the magnification in one line, such as in the aspect conversion processing, without changing the total magnification in one line, A horizontal zoom with a jitter correction function that can adjust the display ratio can be realized.
[0056]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the width of one sampling period or more is substantially the same as the circuit configuration of the horizontal scale interpolation processing in the conventional aspect conversion, digital zoom, and the like. The time axis correction processing such as jitter and skew with the fluctuation and the horizontal display rate correction and adjustment accompanying the fluctuation of the horizontal period and the adjustment of the effective image range width due to the jitter are easily and accurately performed. A horizontal digital zoom circuit in which the enlargement / reduction ratio can be arbitrarily set for each pixel can be realized while suppressing the deterioration of the frequency characteristic due to the interpolation operation.
[0057]
This makes it possible to simplify the clock configuration of the entire system in a dual-screen display television or the like that simultaneously displays asynchronous two-system video signals, and to perform circuit scale processing in the non-locking system signal processing of a system that processes only one system clock. It is possible to realize signal processing such as horizontal zoom processing and aspect conversion that can simultaneously perform horizontal display ratio adjustment while correcting jitter while suppressing image distortion.
[0058]
Also, in other video signal processing, a video signal processing system in which a PLL means is omitted for the purpose of rationalizing a clock configuration circuit and reducing the number of adjustments.It can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital video signal processing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital video signal processing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a digital video signal processing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a digital video signal processing device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an operation of the reduced interpolation control algorithm according to the first and second embodiments of the present invention in the case of no jitter.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an operation at the time of jitter correction of the reduced interpolation control algorithm according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an interpolation coefficient calculation circuit that performs a jitter correction method according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a schematic diagram showing a concept of a jitter correction method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an adaptive aperture circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a conversion characteristic diagram of interpolation coefficients and gain control in the adaptive aperture circuit according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a frequency characteristic diagram illustrating the concept of an adaptive aperture operation in the adaptive aperture circuit according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a scaling factor setting circuit according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an adjustment example of horizontal display ratio control in aspect conversion zoom according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a conventional horizontal enlargement / reduction processing circuit.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a conventional composite color signal jitter correction circuit.
[Explanation of symbols]
1. . . A / D converter
2. . . Interpolation circuit
3. . . memory
4. . . Write control circuit
5. . . Read control circuit
6. . . Interpolation coefficient calculation circuit
7. . . Jitter detection circuit
8. . . Horizontal display ratio control circuit

Claims (2)

アナログ入力映像信号を、入力信号と同期のとれていないサンプリングクロックでサンプリングし、水平方向に拡大縮小するディジタル映像信号処理装置であって、前記サンプリングのディジタル映像信号を、該出力クロックレートの所定倍周波数クロックの書き込みクロックで内挿演算することにより水平拡大縮小処理を行う内挿演算回路と、書き込みおよび読み出しを異なるクロックで動作することのできるメモリと、前記メモリに対して前記書き込みクロックで動作を制御する書き込み制御回路と、前記出力クロックレートで読み出す読み出し制御回路と、前記内挿演算回路と前記書き込み制御回路に対して内挿制御動作を行う内挿係数算出回路と、前記サンプリングのディジタル映像信号の同期信号と前記サンプリングクロックで動作する内部カウンタとから1ライン毎のジッタ成分を検出し、前記書き込みクロックで内挿係数算出回路を制御するジッタ検出回路と、前記サンプリングのディジタル映像信号の同期信号と前記サンプリングクロックで動作する内部カウンタとから水平表示率を検出し、前記内挿係数算出回路を制御する水平表示率制御回路とを備え、映像信号の水平方向拡大縮小処理とジッタ補正処理と水平方向表示率制御とを一つの内挿回路で一度に処理することを特徴とするディジタル映像信号処理装置。A digital video signal processing device for sampling an analog input video signal with a sampling clock that is not synchronized with the input signal and scaling the digital video signal in the horizontal direction, wherein the digital video signal of the sampling is multiplied by a predetermined multiple of the output clock rate. An interpolation operation circuit that performs horizontal scaling processing by performing an interpolation operation with a write clock of a frequency clock, a memory that can operate write and read with different clocks, and operates the memory with the write clock. A write control circuit for controlling; a read control circuit for reading at the output clock rate; an interpolation coefficient calculation circuit for performing an interpolation control operation on the interpolation arithmetic circuit and the write control circuit; and a digital video signal for sampling. Clock signal and the sampling clock. A jitter detection circuit for detecting a jitter component for each line from an internal counter to be operated and controlling an interpolation coefficient calculation circuit with the write clock; and an internal counter operating with a synchronization signal of the sampling digital video signal and the sampling clock. A horizontal display ratio control circuit for detecting the horizontal display ratio from the above, and controlling the interpolation coefficient calculation circuit. A digital video signal processing apparatus characterized in that processing is performed at once by an insertion circuit. 前記ジッタ検出回路は、発生する1ライン毎のジッタ量について前記ジッタ検出回路の動作クロックの整数分と小数分に分け、整数分については前記内挿係数算出回路の水平基準信号を制御することにより補正を行い、小数分すなわち1クロック以下の位相量については、前記内挿係数算出回路の内挿係数をオフセット制御することにより補正を行うことを特徴とする請求項1記載のディジタル映像信号処理装置。The jitter detection circuit divides an amount of jitter generated for each line into an integer component and a decimal component of an operation clock of the jitter detection circuit, and controls a horizontal reference signal of the interpolation coefficient calculation circuit for the integer component. 2. A digital video signal processing apparatus according to claim 1, wherein the correction is performed, and the phase amount of a fractional number, that is, one clock or less, is corrected by offset control of the interpolation coefficient of the interpolation coefficient calculation circuit. .
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