JP3909965B2

JP3909965B2 - 映像信号周波数変換装置

Info

Publication number: JP3909965B2
Application number: JP31108898A
Authority: JP
Inventors: 俊一中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000137468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、映像表示装置に入力されるデジタル映像信号の周波数を変換して、低減された信号周波数で出力する映像信号周波数変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像表示装置のデジタル化が進み、それに伴って入力映像信号の周波数を映像表示装置の周波数に変換する技術が必要になった。これは、映像表示装置への入力映像信号の解像度が高くなり、解像度とともに映像周波数も高くなってきているからである。たとえば、ＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）等のデジタル映像表示装置では、その動作周波数が入力映像信号の周波数ほど高くないために、映像表示装置に入力される映像信号の信号周波数を変換して、映像周波数のギャップを埋める必要がある。
【０００３】
図８は、従来の周波数変換装置の構成を示すブロック図である。図８において、１はアナログ映像信号Ｓ1をデジタル映像信号Ｓ2に変換するＡ／Ｄ変換器、１１、１２はフレームメモリ、１３、１４は電子スイッチ等の切り替えスイッチ、３はＰＬＬ発振器である。このＰＬＬ発振器３には水平同期信号Ｈsが供給され、ここから書き込みサンプリング用のクロック信号（書き込みクロック）Ｋ1をＡ／Ｄ変換器１に出力している。
【０００４】
４はフレームメモリ１１，１２へ映像を書き込むための書き込み制御回路である。この書き込み制御回路４は、水平同期信号Ｈs、垂直同期信号Ｖs及び書き込みクロックＫ1が供給され、フレームメモリ１１，１２に対する書き込み制御信号Ｃ1を作る。書き込み制御信号Ｃ1は、切り替えスイッチ１４を介してフレームメモリ１１，１２のいずれかに供給されるとともに、デジタル映像信号Ｓ2が切り替えスイッチ１３を介して、フレームメモリ１１，１２のいずれかに書き込まれる。
【０００５】
５は読み出し側のＰＬＬ発振器、６はフレームメモリ１１，１２から映像信号Ｓ3を読み出すための読み出し制御回路、９は映像表示装置である。読み出し制御回路６では、ＰＬＬ発振器５からのクロック信号（読み出しクロック）Ｋ2によって、読み出し側の水平同期信号Ｈs’と垂直同期信号Ｖs’を作るとともに、フレームメモリ１１，１２からの読み出し制御信号Ｃ2を作成している。表示用のデジタル映像信号Ｓ3をフレームメモリ１１，１２から読み出すために、現在、デジタル映像信号Ｓ2が書き込まれているフレームメモリとは異なるフレームメモリに、切り替えスイッチ１４を介して読み出し制御信号Ｃ2が供給されている。また、フレームメモリ１１，１２から読み出されたデジタル映像信号Ｓ3は、映像表示装置９に供給される。この映像表示装置９へは、読み出し制御回路６から水平同期信号Ｈs’と垂直同期信号Ｖs’とが供給されている。
【０００６】
ところで、映像表示装置のデジタル化に伴って、従来のアナログＲＧＢインターフェイスからデジタルＲＧＢインターフェイスに移行してきている。たとえば、ＬＶＤＳ（ＬｏｗＶｏ１ｔａｇｅＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｉｇｎａｌｉｎｇ）のようなデジタルインターフェイスにはクロック信号も含まれており、信号源との接続もデジタル化され、従来のサンプリング用のＰＬＬ発振器３を必要としない。
【０００７】
また、表示解像度の高精細化に伴い映像信号の周波数が高くなってきているので、上記デジタルインターフェイスの伝送速度を上げるために、互いに独立したクロック信号を含んだデジタル映像信号として２系統以上の映像蓄積手段に分割して並列に入力される場合もある。たとえば、偶数画素と奇数画素を並列に伝送することによって、映像周波数を見かけ上２倍にすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の周波数変換装置は、２つのフレームメモリ１１，１２を用いて構成されているため、フレーム変換を行わずに、入出力の映像信号周波数を変換するだけでよい場合には、装置価格が高くなる欠点があった。
【０００９】
また、２系統以上の映像蓄積手段に分割して並列に入力された映像信号の周波数変換を行う映像信号周波数変換装置では、クロックも２系統必要とするので、偶数画素のクロックと奇数画素のクロックとの時間差（位相差）が生じる。このため、偶数画素のクロックを用いて、Ｄラッチ等で奇数画素のＲＧＢデータを記憶する場合、セットアップ時間やホールドタイムの裕度によっては、誤ったデータとしてラッチされてしまうという問題があった。
【００１０】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、安価に入出力の映像信号周波数変換を行うことができる映像信号周波数変換装置を提供することである。
【００１１】
また、２画素並列にデジタル映像信号を受信する場合に、クロック間の時間差（クロックスキュー）を吸収する映像信号周波数変換装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した映像信号周波数変換装置は、入力されるクロック信号を含んだデジタル映像信号の周波数を変換して、低減された信号周波数で映像表示装置に出力する映像信号周波数変換装置において、デジタル映像信号の垂直同期信号の周波数と水平同期信号の周波数を測定する周波数測定手段と、デジタル映像信号の１水平走査線期間に含まれる水平帰線期間を除いた有効映像の容量に対して、前記入力されるデジタル映像信号の周波数に対する出力周波数の比を１から減算した割合の前記容量分だけ少ない映像記憶容量を有する映像蓄積手段と、デジタル映像信号の１水平走査線期間中の映像有効期間と水平帰線期間に跨る信号幅を有する読み出し制御信号により、周波数測定手段での測定結果に基づいて映像蓄積手段の映像信号を前記映像表示装置へ読み出すタイミングを書き込みのタイミングに対して１クロック以上遅らせて設定する設定手段とを備えたものである。
【００１３】
また、請求項２の発明に係る映像信号周波数変換装置は、請求項１に記載のデジタル映像信号が、互いに独立したクロック信号を含んだデジタル映像信号として２系統以上の映像蓄積手段に分割して並列に入力され、映像信号の周波数変換を行う映像信号周波数変換装置であって、映像蓄積手段は、それぞれのクロック信号に同期した書き込み制御信号に基づいて映像信号を蓄積するものであり、設定手段は、クロック信号のいずれかに同期して読み出し制御信号を設定するものである。
【００１５】
また、請求項３の発明に係る映像信号周波数変換装置は、周波数測定手段が、プログラム処理による周期測定モードとパルス数カウントモードを備えたマイクロコンピュータであって、デジタル映像信号の垂直同期信号の周期、及びその１垂直同期期間内の水平ライン数を測定して読み出し制御信号の位相を設定することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４の発明に係る映像信号周波数変換装置は、映像蓄積手段が、入力映像信号に対してラインメモリ構成されたＦＩＦＯである。
【００１７】
請求項５の発明に係る映像信号周波数変換装置は、設定手段が、周波数測定手段での測定結果に基づいて映像蓄積手段の書き込みクロック及び読み出しクロックを所定の周波数で出力するＰＬＬ発振器を備え、書き込みクロックに対して読み出しクロックの周波数を、読み出し制御信号により規定される映像有効期間に応じて低減するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
実施の形態１．
最初に、実施の形態１の映像信号周波数変換装置の構成について、図１乃至図４を用いて説明する。図１は、この発明の実施の形態１である映像信号周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１において、１はアナログ映像信号Ｓ1をデジタル映像信号Ｓ2に変換するＡ／Ｄ変換器、２はデジタル映像信号Ｓ2の１水平走査線期間に含まれる有効映像に対応する映像記憶容量を有するＦＩＦＯメモリ（ＦｉｒｓｔＩｎＦｉｒｓｔＯｕｔＭｅｍｏｒｙ；以下、ＦＩＦＯという。）、３はＦＩＦＯ２への書き込みクロックＫ1を発生するＰＬＬ（ＰｈａｓｅｄＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）発振器（以下、ＰＬＬという。）、４はＦＩＦＯ２への書き込み制御回路、５はＦＩＦＯ２からの読み出しクロックＫ2を発生するＰＬＬ、６はＦＩＦＯ２からの読み出し制御回路、７は水平同期信号Ｈsを遅延させるための遅延回路、８は垂直同期信号Ｖsと水平同期信号Ｈsの周波数を測定し、その測定結果に基づいて各回路ヘパラメータを設定するためのマイコン、９は映像表示装置、１０はマイコン８の発振素子であり、周期測定のための基準クロックＫ₀を発生する発振素子を兼ねている。
【００２１】
次に、上述の映像信号周波数変換装置の動作について説明する。
【００２２】
図２は、実施の形態１の動作を説明するタイミング図である。同図（ａ）に示すＨsは周期Ｔ_Hの水平同期信号であり、この水平同期信号Ｈsが書き込み制御回路４に入力されている。同図（ｂ）に示すデジタル映像信号Ｓ2は、Ａ／Ｄ変換回路１に入力されたアナログ映像信号Ｓ1がＡ／Ｄ変換されたものであり、同図（ｃ）に示す書き込み制御信号Ｃ1に従ってＡ／Ｄ変換回路１からＦＩＦＯ２に書き込まれる。この書き込み制御信号Ｃ1は、水平同期信号Ｈsの１周期Ｔ_H内で、水平帰線期間Ｔws［sec.］の経過後の書き込み開始時刻ｔwsに立ち上がり、デジタル映像信号Ｓ2の１水平期間内での有効エリアに対応する有効映像期間Ｔwに等しい信号幅を有している。
【００２３】
また、ＦＩＦＯ２には同図（ｄ）に示す読み出し制御信号Ｃ2が供給され、この読み出し制御信号Ｃ2に同期して、ＦＩＦＯ２から同図（ｅ）に示すデジタル映像信号Ｓ3が映像表示装置９に読み出される。この読み出し制御信号Ｃ2は、書き込み制御信号Ｃ1より更にオフセット時間Ｔoffsetだけ遅れた読み出し開始時刻ｔrsに立ち上がり、１水平走査線期間中の映像有効期間と水平帰線期間に跨る信号幅Ｔrを有している。同図（ｆ）は、映像表示装置９へ供給されている水平同期信号Ｈs’であり、この水平同期信号Ｈs’は、ＦＩＦＯ２から出力されるデジタル映像信号Ｓ3の遅れに合わせて、水平同期信号Ｈsを遅延回路７で遅らせることで形成されるものである。
【００２４】
図３は、デジタル映像信号の書き込み動作と読み出し動作を説明するタイミング図である。同図（ａ）〜（ｄ）は、書き込みクロックＫ1、デジタル映像信号Ｓ2、書き込み制御信号Ｃ1、およびＦＩＦＯ２への書き込みデータDを示すものである。図において、書き込み制御信号Ｃ1がＨｉｇｈであり、かつＦＩＦＯ２への書き込みクロックＫ1が立ち上がるタイミングでデジタル映像信号Ｓ2がＦＩＦＯ２に書き込まれる。
【００２５】
図３（ｅ）〜（ｇ）は、読み出しクロックＫ2、読み出し制御信号Ｃ2、およびＦＩＦＯ２から出力されるデジタル映像信号Ｓ3を示すものである。図において、ＦＩＦＯ２への読み出し制御信号Ｃ2がＨｉｇｈであり、かつＦＩＦＯ２への読み出しクロックＫ2の立ち上がりでＦＩＦＯ２からデジタル映像信号Ｓ3が映像表示装置９に出力される。
【００２６】
次に、図３により書き込み制御信号Ｃ1と読み出し制御信号Ｃ2の時間関係について説明する。
【００２７】
映像表示装置の動作周波数に合わせるために、デジタル映像信号Ｓ2の信号周波数を変換して、低減された信号周波数で映像表示装置９に出力する場合、ＦＩＦＯ２の書き込みクロックＫ1の周波数ｆwとＦＩＦＯ２の読み出しクロックＫ2の周波数ｆrを比較したとき、
ｆw＞ｆr
の関係式が成立する。その場合に、ＦＩＦＯ２への映像信号Ｓ2を１画素以上書き込んだ後であれば、ＦＩＦＯ２への読み出し制御信号Ｃ2をＨｉｇｈにしてもデジタル映像信号Ｓ3は正しく読み出され、かつＦＩＦＯ２の読み出しが書き込みを追い越すことはない。
【００２８】
なお、入力される映像信号Ｓ1が例えばＸＧＡ規格の表示データであることが判明している場合には、ＦＩＦＯ２の書き込み制御信号Ｃ1がＨｉｇｈとなる書き込み時間Ｔwを、１０２４クロックの有効映像期間に対応した一定期間に設定できる。ここでは、書き込み制御信号Ｃ1を書き込みクロックＫ1の１０２４クロック幅分だけＨｉｇｈにしている。同様に、ＦＩＦＯ２に供給される読み出し制御信号Ｃ2の幅も、読み出しクロックＫ2の１０２４クロック幅分だけＨｉｇｈにすればよい。但し、上述したように、読み出しクロックＫ2の周波数は書き込みクロックＫ1とは異なるものである。
【００２９】
このように実施の形態１の映像信号周波数変換装置では、上記書き込み制御信号Ｃ1と読み出し制御信号Ｃ2がＨｉｇｈとなる時点（立ち上がりのタイミング）を、互いに１画素内の範囲まで極力近付けることによって、１水平走査線期間の帰線期間を含めてＦＩＦＯ２から出力されるデジタル映像信号Ｓ3の周波数を落とすように構成している。そのために、図２に示すように、水平同期信号Ｈsを起点とする、書き込み制御信号Ｃ1と読み出し制御信号Ｃ2の立ち上がりのタイミングを、それぞれ書き込み開始時刻ｔws及び読み出し開始時刻ｔrsとしてマイコン８により可変設定している。
【００３０】
ところで、この実施の形態１では、従来装置と同様に、アナログ映像信号Ｓ1をデジタル映像信号Ｓ2に変換する際のサンプリング用の書き込みクロックＫ1を、A／D変換器１によって発生する構成であり、そのためにＰＬＬ３が用いられている。この実施の形態１が従来装置と異なる点は、デジタルデータを蓄積する映像蓄積手段としてＦＩＦＯ２が用いられており、このＦＩＦＯ２で、水平帰線期間を除いた有効エリアの映像データのみを蓄積するように構成したことである。
【００３１】
また、ＦＩＦＯ２に対する書き込みクロックＫ1と読み出しクロックＫ2とは、それぞれＰＬＬ３とＰＬＬ５においてそれぞれ所定の分周比となるように設定され、且つ、それらの分周比はマイコン８により任意な値に変更できる構成となっている。さらに、遅延回路７における遅延時間も読み出しクロックＫ2を１単位時間としてマイコン８により任意な値に設定できる構成となっている。
【００３２】
次に、書き込みクロックＫ1と読み出しクロックＫ2の分周比について説明する。
【００３３】
一般に、映像信号がＸＧＡ規格であれば、その解像度は１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）ドットであるが、水平周波数、垂直周波数、映像信号の周波数及び映像信号の開始位置は様々である。したがって、ＸＧＡ規格による映像信号であって、解像度が判明している場合でも、書き込みサンプリング用のＰＬＬ発振器３の分周比と映像信号の開始点を知る必要がある。書き込みサンプリング用のＰＬＬ３の分周比Ｎwについては、例えば画面を見ながら、書き込みクロックＫ1の分周比を映像信号に合わせ、そこに縦ビートが出ない分周比に設定することが可能である。また、書き込み開始時間Ｔwsに対応するクロック数Ｎwsについても、同様に画面の左端を見て、映像開始点を映像データが欠けない位置に合わせることによって調整が可能である。いずれにしても、ＰＬＬ３の分周比の設定値を可変とする回路構成であれば容易に実現できる。
【００３４】
次に、図２，図３により読み出し制御回路６からＦＩＦＯ２に供給される読み出し制御信号Ｃ２について説明する。
【００３５】
ＦＩＦＯ２に格納される表示データを映像表示装置９ですべて表示する場合には、読み出し幅と書き込み幅とが同一であって、例えばＸＧＡ規格の表示データであれば、その幅は１０２４クロックと一定である。ここで、算出する必要があるのは、図２（ｄ）に示す読み出し制御信号Ｃ２の位相を規定する読み出し開始時刻ｔrsである。
【００３６】
以下に、読み出し制御信号Ｃ2の水平同期信号Ｈsに対する読み出し開始時間Ｔrsを設定する方法について説明する。
【００３７】
図３（ａ）に示すＦＩＦＯ２にＰＬＬ３から供給される書き込みクロックＫ1の分周比（クロック数）をＮwとし、その値が既知であり、また、図３（ｃ）に示すＦＩＦＯ２への書き込み制御信号Ｃ1のＴwsに対応する分周比Ｎwsも既知であるとする。また、書き込みクロックＫ1のクロック周波数をｆw、水平同期信号Ｈsの周波数をｆ_Hとする。
【００３８】
ＰＬＬ３がロックしている場合、その発振周波数ｆwは水平同期信号Ｈsの周波数ｆ_HにＰＬＬ３の分周比Ｎwを掛けたものとなり、次の（１）式が成り立つ。
【００３９】

ここで、
Ｎ_VL：１垂直同期期間の水平ライン数
Ｔ_Ｖ：１垂直同期期間の周期［sec.］である。
【００４０】
（１）式は水平同期信号Ｈsの周波数ｆ_Hに代えて、垂直同期信号Ｖsの周期Ｔ_Ｖと水平ライン数Ｎ_VLでも代用できることを示している。
【００４１】
図２において、ＦＩＦＯ２への書き込み制御信号Ｃ1の書き込み開始時刻ｔws［sec.］までの時間は、図３（ａ）に示す書き込みクロックＫ1のクロック数Ｎwsによって表現される。したがって、次の（２）式が成り立つ。
【００４２】
Ｔws＝Ｎws・１／ｆw ・・・（２）
（２）式では、クロック数Ｎwsが既知であり、（１）式では分周比Ｎwも既知なので、Ｎ_VLとＴ_Ｖの値を知ることが出来れば、（１）式の発振周波数ｆwをここに代入することで開始時間Ｔwsが算出できる。
【００４３】
既に述べたように、ＦＩＦＯ２からのデータの読み出し開始位置は、ＦＩＦＯ２へのデータの書き込み開始位置より書き込みクロックＫ1の１クロック分の遅れがあれば十分である。そこで、読み出し制御信号Ｃ2による読み出し開始までの時間Ｔrsは、次の（３）式によって示すことができる。
【００４４】
Ｔrs＝Ｔws＋１／ｆw ・・・（３）
なお、この（３）式の右辺第２項の１／ｆwは、図２（ｃ）に示すオフセット時間Ｔoffsetに対応している。
【００４５】
ところで、読み出しクロックＫ2のクロック周波数ｆrは、ＰＬＬ５の分周比Ｎrに水平同期信号Ｈsの周波数ｆ_Hを掛けたものであり、また、水平同期信号Ｈsの周波数ｆ_Hは垂直同期信号Ｖsの周期Ｔ_Ｖを水平ライン数Ｎ_VLで割ったものに等しい。したがって、次の（４）式が成り立つ。
【００４６】
ｆｒ＝Ｎr・ｆ_H
＝Ｎr・（Ｎ_VL／Ｔ_Ｖ）・・・（４）
そこで、読み出し制御信号Ｃ2の読み出し開始までの時間Ｔrsに含まれる読み出しクロックＫ2のクロック数Ｎrsは、次の（５）式により表現することができる。
【００４７】
Ｎrs＝Ｔrs・ｆｒ
＝（Ｔws＋１／ｆw）・Ｎr・（Ｎ_VL／Ｔ_Ｖ）・・・（５）
この（５）式により示されるクロック数Ｎrsが最終的に必要となる値である。すなわち、ＰＬＬ５の分周比Ｎr、水平ライン数Ｎ_VL、及び垂直同期信号Ｖsの周期Ｔ_Ｖが決まれば、ＦＩＦＯ２から映像信号を読み出すためのタイミングをクロック数Ｎrsによって決定することができる。
【００４８】
次に、ＰＬＬ５における読み出しクロックＫ2の分周比Ｎｒについて説明する。
【００４９】
分周比Ｎｒは、映像表示装置９へ出力される表示用のデジタル映像信号Ｓ3の読み出し制御信号Ｃ2と関係する。この読み出し制御信号Ｃ2は、ＤＬＰ等のデジタル表示素子ではブラウン管を用いた表示装置ほど長い帰線期間を必要とせず、水平画素数に対応するクロック数にわずかに余分なクロック数の帰線期間が設定されていれば良い。例えばＸＧＡ規格の映像信号では、その水平解像度（水平方向での表示画素数）が１０２４ドットとされているが、その場合の帰線期間は６クロックあれば十分であり、したがって、分周比Ｎｒは１０３０クロック程度に設定することができる。一方、ＸＧＡ規格の映像信号をブラウン管を用いた表示装置で表示するためには、水平帰線期間は、１水平走査線期間のおおよそ２割程度の割合が必要である。この場合、１水平走査線期間のドットクロック数は１２８０クロックとなる（１０２４／０．８＝１２８０）。また、ＸＧＡ規格の場合、水平解像度は１０２４ドットと決められているが、その他の数値がばらつくことがあるので、１水平走査期間のドットクロック数はおおよそ１２５０〜１３５０クロックとなる。このように、デジタル表示装置に対して設定される読み出し側のクロック数は１０３０程度にまで低減できるので、（１）式に示すＦＩＦＯ２の書き込みクロックＫ1の周波数ｆwと（４）式に示すＦＩＦＯ２の読み出しクロックＫ2の周波数ｆrとの関係から、ＦＩＦＯ２からの読み出し速度を十分に低減できることがわかる。
【００５０】
つぎに、垂直同期信号Ｖsの周期Ｔ_Ｖ及び１垂直同期期間内の水平ライン数Ｎ_VLを測定する方法について説明する。
【００５１】
図４は、垂直同期信号Ｖs、その１垂直同期期間に含まれる周期測定用の基準クロックＫ₀、及び水平同期信号Ｈsを示す図である。垂直同期信号Ｖsの周期Ｔ_Ｖは、たとえば、図４（ｂ）に示す垂直同期信号Ｖsの１垂直同期期間に含まれるマイコン８の基準クロックＫ₀を計測すればよい。この基準クロックＫ₀は、図１に示すマイコン８と、図示しない周辺回路を用いて実行される周期測定モードにより測定することができる。また、同図（ｃ）に示す水平ライン数Ｎ_VLについては、垂直同期信号Ｖsの１周期に含まれる水平同期信号Ｈsを計数すればよい。その場合でも、同様にマイコン８とその周辺回路で実行されるイベント測定モードを用いて、水平同期信号Ｈsを計測することができる。
【００５２】
つぎに、実施の形態１におけるＦＩＦＯ２の画像記憶容量について説明する。
【００５３】
図５は、１水平同期期間の書き込みと読み出しの関係を示すタイミング図である。同図（ｂ）の書き込み制御信号は、同図（ａ）に示す水平同期信号Ｈsに対してＴwsだけ遅れて立ち上がり、同図（ｂ）に示すように書き込み制御信号Ｃ１が有効画素分に対応する書き込み時間ＴwだけＨｉｇｈになる。この書き込み時間Ｔwは、ＦＩＦＯ２の書き込みクロックＫ1の周波数ｆwと入力映像信号の１水平同期期間の解像度Ｈresにより、以下の（６）式で表される。
【００５４】
Ｔw＝Ｈres・（１／ｆw）・・・（６）
なお、同図（ｃ）の読み出し制御信号Ｃ2は、書き込み制御信号Ｃ１に対して１クロック遅れてＨｉｇｈになる。図では、書き込み開始位置と読み出し開始位置は一致しているように見えるが、読み出し制御信号Ｃ2の立ち上がり部を拡大してみると、書き込み制御信号Ｃ1の立ち上がりに対して１クロック遅らせてある。読み出し制御信号Ｃ2の立ち上がりを１クロック遅らせることで、データの書き込みが読み出しを追い越すことはないからである。
【００５５】
ここで、図５に示すように、書き込み制御信号Ｃ１が終了した後、読み出し制御信号Ｃ２が終了するまでの期間（＝Ｔr−Ｔw）に読み出される映像データが、少なくともＦＩＦＯ２で記憶されていればよい。また、書き込み時間ＴwにＦＩＦＯ２に書き込まれる画素数は、１水平期間の解像度Ｈresに等しく、同じ時間Ｔwの間にＦＩＦＯ２から読み出される画素数Ｒtwは、
Ｒtw＝Ｔw・ｆr＝Ｈres・（ｆr／ｆw）・・・（７）
である。したがって、ＦＩＦＯ２に必要なバッファー容量Ｍは、

となる。
【００５６】
したがって、下記（９）式のような蓄積容量Ｍを有するＦＩＦＯ２を用いて映像信号周波数変換装置を構成することができる。
【００５７】
Ｍ≧Ｈres・（１−ｆr／ｆw）・・・（９）
上記（９）式は、例えばＸＧＡ規格の映像信号では、水平解像度１０２４ドット、書き込み周波数６５ＭＨｚ、読み出し周波数６０ＭＨｚの時は、１０２４×（１−６０／６５）で約８０画素分の容量で良いことを示している。
【００５８】
以上説明したとおり本実施の形態１では、ＦＩＦＯ２の蓄積容量は１水平映像有効期間の解像度Ｈresに相当するデータ容量よりも少なくても、映像信号周波数の変換が可能である。
【００５９】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２である映像信号周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【００６０】
実施の形態２の映像信号周波数変換装置は、図１に示す映像信号周波数変換装置と基本的な構成は同一であるが、入力のインターフェイスがデジタル映像信号であって、且つそれぞれ偶数画素と奇数画素とを２画素並列に入力している点で異なる。ここでは、偶数画素と奇数画素のデジタル映像信号Ｓｅ2、Ｓｏ2の周波数は互いに等しい。ところが、クロック信号も偶数画素と奇数画素で別々に伝送されるために、偶数画素用の書き込みクロックＫeと奇数画素用の書き込みクロックＫoとの間には位相差がある。そのため、どちらか一方のクロックだけを用いて映像表示する方法では、映像表示装置９に映像データが誤ったタイミングで取り込まれてしまうおそれがあり、このようなクロック間の位相差を吸収する手段が必要であった。
【００６１】
上記問題点を解決するために、実施の形態２の映像信号周波数変換装置は、以下のように構成されている。
【００６２】
図６において、２ｅは偶数画素用のＦＩＦＯ、２ｏは奇数画素用のＦＩＦＯ、４ｅは偶数画素用の書き込み制御回路、４ｏは奇数画素用の書き込み制御回路である。このように偶数画素用と奇数画素用でそれぞれ独自のＦＩＦＯ２ｅ，２ｏと書き込み制御回路４ｅ，４ｏを備えた構成としている。その他の構成は、図１と同様である。なお、図６の各ブロックに付けた符号は、実施の形態１の図１に合わせている。また、図６の符号中、ＦＩＦＯ２ｅ，２ｏ等のように、偶数画素に対応する部分にはｅ（ｅｖｅｎ）、奇数画素に対応する部分にはｏ（ｏｄｄ）によって区分けをしている。
【００６３】
そして、偶数画素用の書き込みクロックＫｅは、偶数画素用の書き込み制御回路４ｅと偶数画素用のＦＩＦＯ２ｅのみに供給され、同様に、奇数画素用のクロックＫｏは、奇数画素用の書き込み制御回路４ｏと奇数画素用のＦＩＦＯ２ｏのみに供給されている。これに対して、読み出しクロックＫ２は、偶数画素用のＦＩＦＯ２ｅと奇数画素用のＦＩＦＯ２ｏに共通して供給されており、これによって映像信号と同時に供給される偶数画素のクロックと奇数画素のクロックに位相差があっても、ＦＩＦＯ２ｅ，２ｏにおいて確実に吸収できることになる。
【００６４】
つぎに、実施の形態２の動作について説明する。
【００６５】
図７は、実施の形態２の動作を説明するタイミング図である。同図（ａ）〜（ｄ）は、ＦＩＦＯ２ｅへの偶数画素の映像信号の書き込み動作を説明するものであって、デジタル映像信号Ｓｅ2は書き込み制御信号Ｃeが立ち上がった後に、書き込みクロックＫeに従ってデータＤ２，Ｄ４，Ｄ６…の順序でＦＩＦＯ２ｅに書き込まれる。また、同図（ｅ）〜（ｈ）は、ＦＩＦＯ２ｏへの奇数画素の映像信号の書き込み動作を説明するものであって、書き込みクロックＫoはクロックＫeに対して任意の位相差を有している。したがって、デジタル映像信号Ｓｏ2は、この位相差分だけずれたタイミングで、データＤ１，Ｄ３，Ｄ５…の順序でＦＩＦＯ２ｅに書き込まれる。
【００６６】
このように、偶数画素用のＦＩＦＯ２ｅへの書き込みクロックＫeと奇数画素用のＦＩＦＯ２ｏへの書き込みクロックＫoに位相差がある場合、偶数画素と奇数画素の位相にそれぞれ対応するクロック信号でＦＩＦＯ２ｅ，２ｏに書き込むので、デジタル映像信号Ｓｅ2、Ｓｏ2を書き込むまでは上記実施の形態１で説明した１画素方式と同様の処理となる。
【００６７】
図７（ｉ）〜（ｌ）は、ＦＩＦＯ２ｅ，２ｏからデジタル映像信号Ｓe３，Ｓo３を読み出す動作を説明するものである。実施の形態１では、ＦＩＦＯ２からのデータの読み出し開始位置は、上記（３）式に示すように、書き込み開始位置より書き込みクロックＫ1の１クロック分遅れであれば十分であった。ここでは、読み出し制御信号Ｃ2を、書き込みクロックＫeの２クロック分の遅れ（２／ｆｗ）にすれば、偶数画素と奇数画素の映像データＤｅ，ＤｏをＦＩＦＯ２ｅ，２ｏに書き込んだ後、クロック間の時間差を吸収して正確にＦＩＦＯ２ｅ，２ｏから読み出すことができる。
【００６８】
以上のように、映像表示装置９がデジタル化されてきており、信号源との接続もデジタル化が進んできている中で、デジタルインターフェイスの伝送速度を上げるために偶数画素と奇数画素を並列に送る場合に、上述した方法によれば、クロック信号間の位相差を吸収して、安価に入出力の映像信号間の周波数変換を行うことができる。
【００６９】
なお、実施の形態２においてもＦＩＦＯ２ｅ，２ｏに必要な蓄積容量は、実施の形態１において説明したのと同じ理由から、１水平映像有効期間のデータ容量よりも少なくても映像信号周波数変換が可能である。
【００７０】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００７１】
請求項１に記載の映像信号周波数変換装置によれば、デジタル映像信号の１水平走査線期間に含まれる水平帰線期間を除いた映像有効期間の容量に対して、入力されるデジタル映像信号の周波数に対する出力周波数の比を１から減算した割合の容量分だけ少ない映像蓄積手段から、１水平走査線期間の映像有効期間と水平帰線期間に跨ってデジタル映像信号を読み出すことにより、従来のフレームメモリーを使用した装置に比べて大幅に蓄積容量を減少でき、大幅なコスト削減が図れる。
【００７２】
また、請求項２に記載した映像信号周波数変換装置では、請求項１に記載のデジタル映像信号が、互いに独立したクロック信号を含んだデジタル映像信号として２系統以上の映像蓄積手段に分割して並列に入力された場合でも、映像蓄積手段によって２系統以上のクロック信号を分離することによって、クロック信号間の位相差を吸収できる効果がある。
【００７４】
請求項３に記載した装置では、周波数測定をマイコンによって行うようにしたので、読み出し制御信号の位相が正確に設定できる。
【００７５】
請求項４に記載した装置では、ラインメモリ構成されたＦＩＦＯによって、安価に映像蓄積が行える。
【００７６】
請求項５に記載した装置では、ＰＬＬ発振器によって読み出しクロックの周波数を正確に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である映像信号周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１の動作を説明するタイミング図である。
【図３】この発明の実施の形態１の動作を説明するタイミング図である。
【図４】この発明の実施の形態１の動作を説明するタイミング図である。
【図５】この発明の実施の形態１のバッファ記憶容量を説明するタイミング図である。
【図６】この発明の実施の形態２である映像信号周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２の動作を説明するタイミング図である。
【図８】従来の映像信号周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ／Ｄ変換器、２ＦＩＦＯメモリ、２ａＦＩＦＯメモリ、２ｂＦＩＦＯメモリ、３ＰＬＬ発振器、４，４ａ，４ｂ書き込み制御回路、５ＰＬＬ発振器、６読み出し制御回路、７遅延回路、８マイコン、９映像表示装置、１０発振素子、１１フレームメモリ、１２フレームメモリ、１３，１４切り替えスイッチ、１５発振器。

Claims

入力されるクロック信号を含んだデジタル映像信号の周波数を変換して、低減された信号周波数で映像表示装置に出力する映像信号周波数変換装置において、
前記デジタル映像信号の垂直同期信号の周波数と水平同期信号の周波数を測定する周波数測定手段と、
前記デジタル映像信号の１水平走査線期間に含まれる水平帰線期間を除いた有効映像の容量に対して、前記入力されるデジタル映像信号の周波数に対する出力周波数の比を１から減算した割合の前記容量分だけ少ない映像記憶容量を有する映像蓄積手段と、
前記デジタル映像信号の１水平走査線期間中の映像有効期間と水平帰線期間に跨る信号幅を有する読み出し制御信号により、前記周波数測定手段での測定結果に基づいて前記映像蓄積手段の映像信号を前記映像表示装置へ読み出すタイミングを書き込みのタイミングに対して１クロック以上遅らせて設定する設定手段と
を備えたことを特徴とする映像信号周波数変換装置。
前記デジタル映像信号が、互いに独立したクロック信号を含んだデジタル映像信号として２系統以上の映像蓄積手段に分割して並列に入力され、映像信号の周波数変換を行う映像信号周波数変換装置であって、
前記映像蓄積手段は、それぞれのクロック信号に同期した書き込み制御信号に基づいて映像信号を蓄積するものであり、
前記設定手段は、前記クロック信号のいずれかに同期して読み出し制御信号を設定するものであることを特徴とする請求項１記載の映像信号周波数変換装置。
前記周波数測定手段は、プログラム処理による周期測定モードとパルス数カウントモードを備えたマイクロコンピュータであって、
前記デジタル映像信号の垂直同期信号の周期、及びその１垂直同期期間内の水平ライン数を測定して前記読み出し制御信号の位相を設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の映像信号周波数変換装置。
前記映像蓄積手段は、前記入力映像信号に対してラインメモリ構成されたＦＩＦＯであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の映像信号周波数変換装置。
前記設定手段は、前記周波数測定手段での測定結果に基づいて前記映像蓄積手段の書き込みクロック及び読み出しクロックを所定の周波数で出力するＰＬＬ発振器を備え、
前記書き込みクロックに対して前記読み出しクロックの周波数を、前記読み出し制御信号により規定される映像有効期間に応じて低減することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の映像信号周波数変換装置。