JP3862419B2 - Video signal processing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパーソナルコンピュータ、家庭用ゲーム機器やビデオプリンタ等のようにアナログビデオ信号をデジタルビデオ信号に変換することが必要な機器に用いられるビデオ信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のビデオ信号処理装置を図3に示す。図3において、アナログビデオ信号Vはクランプ用コンデンサ40で直流成分が遮断された後にクランプ回路41に入力される。アナログビデオ信号Vはクランプ回路41でクランプ処理された後にA/D変換器42でA/D変換される。A/D変換器42より出力されるデジタルビデオ信号は例えば8ビットのデジタル信号である。シンクチップ検出回路43はこのデジタルビデオ信号を入力し、デジタルビデオ信号に含まれるシンクチップの検出を行い、その検出結果に基づいてシンクチップクランプコントロール信号S1を出力する。このシンクチップの検出は例えばA/D変換器42より出力されるデジタルビデオ信号の最小値を検出することにより行われる。
【0003】
シンクチップが検出されたときには、コントロール信号S1によってクランプ回路41でアナログビデオ信号Vは一定のクランプレベルにクランプされる。一方、シンクチップが検出されないときには、コンデンサ40を通して入力されるアナログビデオ信号Vはクランプ動作を受けずにそのまま出力される。このようにしてアナログビデオ信号がクランプ処理された後にA/D変換器42でA/D変換され、信号処理回路44で各種の画像処理が行われる。
【0004】
上記従来のビデオ信号処理装置について、さらに詳しく説明するために、アナログビデオ信号Vの波形を図4に示す。図4において、アナログビデオ信号Vのフロントポーチ50から説明を始める。アナログビデオ信号Vはフロントポーチ50の後に水平同期信号のシンクチップ51を有し、そのシンクチップ51の後にバックポーチ52が設けられ、バックポーチ52の期間中にカラーバースト53が付加される。その後、アナログビデオ信号Vは画像に応じた走査期間の信号54となる。
【0005】
その後、再びアナログビデオ信号Vはフロントポーチ55、シンクチップ56、バックポーチ57となる。バックポーチ57の期間中にはカラーバースト58が付加されている。そして、画像に応じた走査期間の信号59となり、続いてフロントポーチ60、シンクチップ61となる。このように、アナログビデオ信号Vには一定の周期でシンクチップ51、56、61が設けられている。シンクチップ51、56、61はアナログビデオ信号Vの最も低いところとなっているので、シンクチップ検出回路43ではA/D変換器42でデジタルビデオ信号の最小値を検出することによりシンクチップを検出することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のビデオ信号処理装置(図3)では、A/D変換器42が8ビットA/D変換器である場合、図5の波形70に示すように、0〜255のA/D変換できる領域を超えてシンクチップがデジタル値で0となる電圧よりも低いところに現れ、その結果、全体のビデオ信号のレベルが下がると、シンクチップ検出回路43ではシンクチップ73、74以外のフロントポーチやバックポーチの期間をもシンクチップと判断してしまう可能性がある。つまり、レベル32よりも低い部分はシンクチップと判断してしまう。
【0007】
一旦このような誤動作状態となると、上記従来のビデオ信号処理装置では、誤判断が引き続き発生して正常動作に復帰するのが難しい。そのため、上記従来のビデオ信号処理装置では、クランプレベルを32以上の大きな値に設定することにより、このような誤動作が生じないようにしていた。すなわち、例えばクランプレベルが32に設定されているときには波形71に示すようなアナログビデオ信号VがA/D変換器42でA/D変換されるようになってるので、0〜32の領域BにA/D変換の余裕を設けて、波形70のようなアナログビデオ信号VがA/D変換器42に入力されないようになっていた。
【0008】
ところが、シンクチップはA/D変換を行い得る0〜255のダイナミックレンジAの32のレベルにクランプされるので、その32よりも低いレベルである領域Bにはビデオ信号が存在しない形でA/D変換器42にアナログビデオ信号Vが入力される。したがって、ダイナミックレンジAを有効に活用しているとはいいがたい。そのため、A/D変換器42でA/D変換された後のデジタルビデオ信号の画質が悪くなるという問題があった。
【0009】
本発明は上記課題を解決するものであり、A/D変換器のダイナミックレンジを有効に活用することによって画質の向上を図ることのできるビデオ信号処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、シンクチップを含むアナログビデオ信号をクランプした後にA/D変換器でA/D変換するビデオ信号処理装置において、前記A/D変換器の出力に基づいて前記シンクチップを検出する第1検出回路と、第1検出回路の検出結果に応じて前記アナログビデオ信号をクランプレベルでクランプ処理する第1クランプ回路と、前記A/D変換器の出力に基づいて第1検出回路が前記シンクチップを正常に検出することができるか否かを検出する第2検出回路と、正常に検出できないとき、前記アナログビデオ信号を正常に検出できる方向にシフトするように動作する第2クランプ回路とを備え、前記アナログ信号路と前記クランプレベルとの間に第1スイッチを設け、この第1スイッチのオン、オフを前記第1検出回路の出力で制御するとともに、前記アナログ信号路と直流電圧源との間に第2スイッチを設け、この第2スイッチのオン、オフを第2検出回路の出力で制御するようにしている。
【0011】
このような構成によると、ビデオ信号処理装置はシンクチップを有するアナログビデオ信号を第1検出回路及び第1クランプ回路でクランプレベルでクランプ処理した後にA/D変換器でデジタルビデオ信号に変換する。さらに、ビデオ信号処理装置は第1検出回路が正常にシンクチップを検出するこができるか否かを検出することができる第2検出回路を備えている。正常に検出することができないとき、第2クランプ回路が動作して第1検出回路が正常に検出することができるようにアナログビデオ信号をレベルシフトする。これにより、ビデオ信号処理装置は正常動作に復帰する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図1は本実施形態のビデオ信号処理装置のブロック図である。ビデオ信号処理装置はLSI(Large Scale Integrated circuit)1とクランプ用コンデンサ2とから成る。LSI1は各種の画像処理を行うものであり、パーソナルコンピュータ等の機器に用いられる。アナログビデオ信号Vは上述したように図4に示すような波形である。
【0013】
図1において、アナログビデオ信号Vはクランプ用コンデンサ2で直流成分が遮断された後にLSI1に入力される。LSI1の内部において、入力されたアナログビデオ信号Vはノード11に導入される。ノード11には点線枠で示すシンクチップクランプ回路(第1クランプ回路)10とVDDクランプ回路(第2クランプ回路)3が接続されている。後述するように、シンクチップクランプ回路10はシンクチップコントロール信号S1の制御によってクランプレベルV4でクランプ処理し、一方のVDDクランプ回路3はVDDクランプコントロール信号S2によってクランプレベルVDDでクランプ処理する。
【0014】
VDDクランプ回路3はスイッチ4で構成され、スイッチ4はノード11と電源電圧VDDの間に接続されている。スイッチ4はVDDクランプコントロール信号S2によって制御される。スイッチ4はONしたときにはアナログビデオ信号Vを電源電圧VDDのクランプレベルでクランプする。一方、スイッチ4がOFFしたときにはVDDクランプ回路3は動作しない。
【0015】
電源電圧VDDとグランドの間に直列に接続された抵抗R1、抵抗群R4と抵抗R3を用いて、シンクチップクランプ回路10内の抵抗群R4の途中からデジタル値が4となるクランプレベルV4が取り出されるようになっており、増幅回路6の非反転入力端子(+)に入力される。増幅回路6の出力側と反転入力端子(−)は直接接続されている。増幅回路6はバッファとして機能する。増幅回路6の出力側とノード11の間にスイッチ5が接続されている。スイッチ5はシンクチップコントロール信号S1によって制御される。スイッチ5がONしたときには、アナログビデオ信号VをクランプレベルV4でクランプする。一方、スイッチ5がOFFしたときにはシンクチップクランプ回路10は動作しない。
【0016】
このようにノード11に伝送されたアナログビデオ信号VはA/D変換器7でデジタルビデオ信号にA/D変換される。後述するように、A/D変換器7は図2に示すような並列比較型A/D変換器である。A/D変換器7は8ビットのA/D変換を行うために、電源電圧VDDとグランドの間に直列に接続された抵抗R1、抵抗群R2と抵抗R3によって与えられる256個の基準電圧V255、V254・・・V0がA/D変換器7に入力される。これらの基準電圧V255、V254・・・V0は抵抗群R2から取り出すことができるようになっている。A/D変換器7より出力されるデジタルビデオ信号はシンクチップ検出回路(第1検出回路)8、異常クランプ検出回路(第2検出回路)12及び信号処理回路9に入力される。
【0017】
シンクチップ検出回路8ではデジタルビデオ信号の最小値を検出することによりシンクチップの検出を行い、シンクチップクランプコントロール信号S1を出力する。最小値を検出するには、例えば所定の値より低い領域にデジタルビデオ信号の値が入っていることを検出することにより行うことができる。シンクチップ検出回路8はシンクチップを検出したときには水平同期信号の期間アナログビデオ信号をクランプレベルV4でクランプするようにシンクチップクランプコントロール信号S1を出力する。一方、シンクチップが検出されないときにはスイッチ5をOFFするようにシンクチップクランプコントロール信号S1を出力する。
【0018】
異常クランプ検出回路12は入力されるデジタルビデオ信号が0の値が一定期間継続したか否かを判断して、VDDクランプコントロール信号S2をVDDクランプ回路3に出力する。本実施形態ではA/D変換器7のダイナミックレンジAを超えた部分(73、74)を有する信号の入力があると、図2に示すようにA/D変換器7の内部に設けられている比較器N255、N254・・・N0の出力がすべて0となるのでA/D変換器7の出力は0となる。
【0019】
したがって、デジタルビデオ信号が0の値が一定期間継続したときには、図5における波形70のようにA/D変換器7のダイナミックレンジAを超えた部分(73、74)を有する信号の入力があると判断でき、異常クランプ検出回路12はシンクチップ検出回路8がシンクチップを正常に検出することができないと判断することができる。このとき、異常クランプ検出回路12はスイッチ4を水平同期期間の数区間分ONするようにVDDクランプコントロール信号S2を出力する。
【0020】
信号S2によってスイッチ4がONになると、コンデンサ2に電流Iが図示のように流れ込み、コンデンサ2の右側の電圧を上昇させることになる。このとき、スイッチ4はトランジスタ等で構成されているので、導通時抵抗を有することになり、したがって或る時定数でコンデンサ2は充電される(充電電流I)。
【0021】
その結果、A/D変換器7に入力されるアナログビデオ信号70は図5において上方にシフトする。そして、シンクチップ73、74が領域Aに入ると検出回路12は、シンクチップ検出回路8が正常にシンクチップを検出することができると判断してスイッチ4をOFFするようにVDDクランプコントロール信号S2を出力する。
【0022】
このように、シンクチップクランプ回路10及びVDDクランプ回路3でクランプ処理されたアナログビデオ信号VはA/D変換器7でデジタルビデオ信号に変換され、信号処理回路9で種々の画像処理が行われる。
【0023】
上述のように、本実施形態のビデオ信号処理装置ではクランプレベルV4がデジタル値4の電圧に設定されているが、シンクチップ検出回路8が誤動作するようなときには、異常クランプ検出回路12とVDDクランプ回路3が動作することにより正常に動作できよう方向にアナログビデオ信号Vをシフトするので、ビデオ信号処理装置は正常動作に復帰できる。なお、この正常動作に復帰するためにには水平同期期間数回分の時間が必要であるが、この期間は再生画面を人が見るときには問題とならない程度に短い。逆に、アナログビデオ信号をA/D変換するA/D変換器7のダイナミックレンジを有効に活用できるので画質が向上するという利点がある。なお、本実施形態ではクランプレベルV4デジタル値で4のレベルとしていたが、これに限ることなく、十分に0に近い別の値にしてもよい。
【0024】
続いて、A/D変換器7について詳述する。図2はA/D変換器7の内部構成を示す回路図である。アナログビデオ信号Vはノード11に接続されているVDDクランプ回路3とシンクチップクランプ回路10でそれぞれクランプ処理された後に、A/D変換器7の内部における256個の比較器N255、N254・・・N0の各々の非反転入力端子(+)に入力される。
【0025】
また、電源電圧VDDとグランドの間には直列に抵抗R1、抵抗群R2と抵抗R3が接続されている。抵抗群R2は抵抗値の等しい255個の抵抗Rが直列に接続されている。抵抗R1と抵抗群Rの接続中点n255ではデジタル値255を示す基準電圧V255が得られ、この基準電圧V255が比較器N255の反転入力端子(−)に入力される。そして、接続中点n255から抵抗群R2における1個の抵抗Rを介した点n254ではデジタル値254を示す基準電圧V254が得られ、この基準電圧V254が比較器N254の反転入力端子(−)に入力される。
【0026】
同様に、抵抗群R2において1個の抵抗Rを介すごとにそれぞれの基準電圧が得られる。最後に抵抗群R2と抵抗R3の接続中点n0ではデジタル値0の基準電圧V0が得られ、この基準電圧V0は比較器N0の反転入力端子(−)に入力される。256個の比較器N0〜N255の比較結果がエンコーダ23に入力され、8ビットのデジタルビデオ信号となってA/D変換器23より出力される。
【0027】
このような並列型A/D変換器7を用いることにより、アナログビデオ信号Vの入力に対して並列に設けられている比較器N255、N254・・・N0で直ちに比較され、これをエンコーダ23で8ビットのデジタル信号に変換してA/D変換しているので変換速度が高速であるという利点がある。
【0028】
図1において、シンクチップクランプ回路10でクランプレベルV4では上述した抵抗群R2と同様の構成の抵抗群R4が抵抗群R2と並列に接続されており、クランプレベルV4がデジタル値で4となるように基準電圧V4が増幅回路6に与えられる。尚、R2とR4を共通にしても構わない。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のビデオ信号処理装置はアナログビデオ信号を第1検出回路及び第1クランプ回路でシンクチップを用いて所定のクランプレベルでクランプ処理を行う。さらに、ビデオ信号処理装置の第2検出回路は第1検出回路のシンクチップの検出が正常に行われるか否かを判断して、該検出が正常に行われないと判断したときには、第2クランプ回路で正常に動作出来る方向にアナログビデオ信号をシフトする。これにより、ビデオ信号処理装置は正常動作に復帰できるようになる。したがって、上記従来のビデオ信号処理装置では誤検出が生じないように設定されていたクランプレベルを、従来なら誤検出される領域まで更に拡げるように設定することが可能となるので、A/D変換器のダイナミックレンジを有効に活用することができる。そのため、A/D変換器の分解能を有効に活用できるのでデジタル変換されたビデオ信号の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態のビデオ信号処理装置のブロック図。
【図2】 そのビデオ信号処理装置のA/D変換器の内部構成を示す回路図。
【図3】 従来のビデオ信号処理装置のブロック図。
【図4】 アナログビデオ信号の波形図。
【図5】 従来のビデオ信号処理装置のダイナミックレンジを示す図。
【符号の説明】
1 LSI
2 クランプ用コンデンサ
3 VDDクランプ回路(第2クランプ回路)
4 スイッチ
5 スイッチ
6 増幅回路
7 A/D変換器
8 シンクチップ検出回路(第1検出回路)
9 信号処理回路
10 クランプ回路(第1クランプ回路)
12 異常クランプ検出回路(第2検出回路)
23 エンコーダ
N255、N254・・・N0 比較器
R、R1、R3 抵抗
R2、R4 抵抗群
S1 シンクチップコントロール信号
S2 VDDクランプコントロール信号
V255、V254・・・V0 基準電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video signal processing apparatus used for a device that needs to convert an analog video signal into a digital video signal, such as a personal computer, a home game machine, and a video printer.
[0002]
[Prior art]
A conventional video signal processing apparatus is shown in FIG. In FIG. 3, the analog video signal V is input to the
[0003]
When the sync chip is detected, the analog video signal V is clamped to a certain clamp level by the
[0004]
In order to describe the conventional video signal processing apparatus in more detail, the waveform of the analog video signal V is shown in FIG. In FIG. 4, the description starts from the
[0005]
Thereafter, the analog video signal V becomes the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional video signal processing apparatus (FIG. 3), when the A /
[0007]
Once such a malfunction occurs, it is difficult for the conventional video signal processing apparatus to return to normal operation due to continued misjudgment. Therefore, in the conventional video signal processing apparatus, such a malfunction is prevented from occurring by setting the clamp level to a large value of 32 or more. That is, for example, when the clamp level is set to 32, the analog video signal V as shown in the
[0008]
However, since the sync chip is clamped to 32 levels of the dynamic range A of 0 to 255 that can perform A / D conversion, the A / D is not present in the region B, which is a level lower than 32. An analog video signal V is input to the
[0009]
The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a video signal processing apparatus capable of improving the image quality by effectively utilizing the dynamic range of the A / D converter.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the present invention, an analog video signal including a sync chip is clamped and then A / D converted by an A / D converter, based on the output of the A / D converter. A first detection circuit for detecting the sync chip, a first clamp circuit for clamping the analog video signal at a clamp level according to a detection result of the first detection circuit, and an output of the A / D converter. A second detection circuit for detecting whether or not the first detection circuit can normally detect the sync chip; and when the first detection circuit cannot detect normally, the analog video signal is shifted in a direction in which it can be normally detected. and a second clamp circuit which operates the first switch is provided between the analog signal path and the clamp level, on the first switch, the off In addition to being controlled by the output of the first detection circuit, a second switch is provided between the analog signal path and the DC voltage source, and ON / OFF of the second switch is controlled by the output of the second detection circuit. ing.
[0011]
According to such a configuration, the video signal processing apparatus clamps the analog video signal having the sync chip at the clamp level by the first detection circuit and the first clamp circuit, and then converts the analog video signal to the digital video signal by the A / D converter. Further, the video signal processing apparatus includes a second detection circuit that can detect whether or not the first detection circuit can normally detect the sync chip. When normal detection is not possible, the analog video signal is level-shifted so that the second clamp circuit operates and the first detection circuit can detect normally. As a result, the video signal processing apparatus returns to normal operation.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of a video signal processing apparatus according to this embodiment. The video signal processing apparatus comprises an LSI (Large Scale Integrated circuit) 1 and a
[0013]
In FIG. 1, the analog video signal V is input to the
[0014]
The V DD clamp circuit 3 includes a switch 4, and the switch 4 is connected between the
[0015]
Using the resistor R1, the resistor group R4, and the resistor R3 connected in series between the power supply voltage V DD and the ground, a clamp level V4 at which a digital value becomes 4 from the middle of the resistor group R4 in the sink
[0016]
The analog video signal V transmitted to the
[0017]
The sync
[0018]
The abnormal
[0019]
Therefore, when the digital video signal continues to have a value of 0 for a certain period, there is input of a signal having portions (73, 74) exceeding the dynamic range A of the A / D converter 7 as shown by the
[0020]
When the switch 4 is turned on by the signal S2, the current I flows into the
[0021]
As a result, the
[0022]
As described above, the analog video signal V clamped by the sync
[0023]
As described above, in the video signal processing apparatus of this embodiment, the clamp level V4 is set to a voltage of digital value 4, but when the sync
[0024]
Next, the A / D converter 7 will be described in detail. FIG. 2 is a circuit diagram showing the internal configuration of the A / D converter 7. The analog video signal V is clamped by the V DD clamp circuit 3 and the sink
[0025]
A resistor R1, a resistor group R2, and a resistor R3 are connected in series between the power supply voltage V DD and the ground. In the resistor group R2, 255 resistors R having the same resistance value are connected in series. A reference voltage V255 indicating a
[0026]
Similarly, each reference voltage is obtained via one resistor R in the resistor group R2. Finally, a reference voltage V0 having a digital value of 0 is obtained at the connection middle point n0 between the resistor group R2 and the resistor R3, and this reference voltage V0 is input to the inverting input terminal (−) of the comparator N0. The comparison results of the 256 comparators N0 to N255 are input to the
[0027]
By using such a parallel A / D converter 7, the comparators N255, N254... N0 provided in parallel with the input of the analog video signal V are immediately compared, and this is compared with the
[0028]
In FIG. 1, at the clamp level V4 in the sync
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the video signal processing apparatus according to the present invention performs clamp processing of an analog video signal at a predetermined clamp level using a sync chip in the first detection circuit and the first clamp circuit. Further, the second detection circuit of the video signal processing device determines whether or not the sync chip of the first detection circuit is normally detected. When it is determined that the detection is not normally performed, the second clamp circuit The analog video signal is shifted in the direction in which the circuit can operate normally. As a result, the video signal processing apparatus can return to normal operation. Therefore, the clamp level that has been set so as not to cause erroneous detection in the conventional video signal processing apparatus can be set so as to be further expanded to a region where erroneous detection is made in the prior art. The dynamic range of the vessel can be used effectively. Therefore, since the resolution of the A / D converter can be effectively used, the image quality of the digitally converted video signal can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal configuration of an A / D converter of the video signal processing apparatus.
FIG. 3 is a block diagram of a conventional video signal processing apparatus.
FIG. 4 is a waveform diagram of an analog video signal.
FIG. 5 is a diagram showing a dynamic range of a conventional video signal processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 LSI
2 Clamping capacitor 3 V DD clamp circuit (second clamp circuit)
4
9
12 Abnormal clamp detection circuit (second detection circuit)
23 Encoder N255, N254 ... N0 Comparator R, R1, R3 Resistor R2, R4 Resistor group S1 Sync chip control signal S2 V DD Clamp control signal V255, V254 ... V0 Reference voltage
Claims (1)
前記A/D変換器の出力に基づいて前記シンクチップを検出する第1検出回路と、第1検出回路の検出結果に応じて前記アナログビデオ信号をクランプレベルでクランプ処理する第1クランプ回路と、前記A/D変換器の出力に基づいて第1検出回路が前記シンクチップを正常に検出することができるか否かを検出する第2検出回路と、正常に検出できないとき、前記アナログビデオ信号を正常に検出できる方向にシフトするように動作する第2クランプ回路とを備え、
前記アナログ信号路と前記クランプレベルとの間に第1スイッチを設け、この第1スイッチのオン、オフを前記第1検出回路の出力で制御するとともに、
前記アナログ信号路と直流電圧源との間に第2スイッチを設け、この第2スイッチのオン、オフを第2検出回路の出力で制御するようにしたことを特徴とするビデオ信号処理装置。In a video signal processing apparatus that clamps an analog video signal including a sync chip and performs A / D conversion by an A / D converter,
A first detection circuit for detecting the sync chip based on an output of the A / D converter; a first clamp circuit for clamping the analog video signal at a clamp level according to a detection result of the first detection circuit; A second detection circuit for detecting whether or not the first detection circuit can normally detect the sync chip based on an output of the A / D converter; A second clamp circuit that operates to shift in a direction that can be normally detected ;
A first switch is provided between the analog signal path and the clamp level, and the on / off of the first switch is controlled by the output of the first detection circuit,
2. A video signal processing apparatus according to claim 1, wherein a second switch is provided between the analog signal path and the DC voltage source, and the on / off of the second switch is controlled by the output of the second detection circuit .
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