JP3996230B2 - ビデオ信号クランピング回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複合ビデオ信号のＤＣレベルをビデオ信号処理装置、特にデジタル信号処理装置の処理またはダイナミック範囲に適合するためのビデオ信号クランピング回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなクランピング回路は種々の形態で知られている。満足すべき画像再成が送信期間中にしばらく失われる限定されたビデオＤＣレベルを必要とするので、クランピング回路はテレビジョン受信機のアナログ複合ビデオ信号の処理でも使用される。ＤＣレベルを再生するため複合ビデオ信号の予め定められた基準レベルまたは基準値、特にいわゆるブラックレベルが使用される。受信端部では、ブラックレベルはクランピング回路により画像管の再成特性と関係する予め定められたＤＣレベルへ回復される。
【０００３】
ブラックレベルに加えて、振幅およびレベルが使用される変調方法を特定化する各標準により定められるので、水平同期パルスはＤＣレベルを再生するのに使用されることができる。特に、受信妨害の場合、標準からの偏差は特に同期パルスに影響し、従って、ＤＣ再生は妨害される。それ故、ＤＣ再生のためのブラックレベルのみを使用することが一般に実行される。
【０００４】
送信通路で失われた本来のＤＣレベルは受信端における先にデジタル化された複合ビデオ信号のデジタル処理期間にも再生されなければならない。しかしながら、デジタル処理装置の処理範囲、特にアナログデジタル変換器のダイナミック範囲が比較的小さく、デジタル化するためにはダイナミック範囲は最大の可能な範囲まで利用されなければならないので、ここでさらに問題が生じる。これは第１に自動利得制御手段により達成され、それによって信号振幅はダイナミック範囲に適合され、第２にクランピング回路により達成され、増幅されたビデオ信号を予め定められたＤＣレベルに保持する。
【０００５】
ドイツ国特許第A-42 16 668 号明細書はビデオ信号クランピング回路を開示し、ここで隔離キャパシタの後で、ビデオ信号はさらにアナログデジタル変換器により処理されるためにデジタル化される。クランピングはクランピングレベルの設定点／実際値の比較の結果の符号に応じてパルス幅変調された制御信号で付勢される正の電流源または負の電流源により影響される。クランピングパルスは水平帰線期間にトリガーされる。クランピングパルスのパルス幅制御により、クランピングパルスにより行われる隔離キャパシタの充電または放電はそれ自体を各クランピング状態に適合する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、良好な信号状態下で画像の安定性を劣化せずにできる限り迅速に安定なクランピングレベル状態に達し、複合ビデオ信号中の迅速で特に供給周波数のＤＣレベル変化に追従することができる方法で標準および非標準の複合ビデオ信号を処理するＤＣレベルを再生するための改良されたビデオクランピング回路を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は以下のように請求項１の特性にしたがってビデオ信号クランピング回路により達成される。
【０００８】
複合ビデオ信号のＤＣレベルをビデオ信号処理装置の処理範囲に適合するため、ビデオ信号クランピング回路は、ビデオ信号通路中の隔離キャパシタと、クランプされるべきキャパシタ端子において隔離キャパシタに接続されて大きさおよび符号が調節可能なクランピング電流を供給する制御可能な電流源と、複合ビデオ信号のＤＣレベルにしたがってクランピング電流を調節するためのクランピングレベル比較回路とを具備しており、このビデオ信号クランピング回路において、
非標準的な複合ビデオ信号および／またはまだ安定なクランピング状態ではない複合ビデオ信号に対応する第１のモードでにおいて、クランピング電流は第１の基準値と第１の比較値の間の設定点値／実際値の比較に応じて制御され、
標準的な複合ビデオ信号および／または安定なクランピング状態である複合ビデオ信号に対応する第２のモードにおいて、クランピング電流は第２の基準値と第２の比較値の間の設定点値／実際値の比較に応じて制御され、
制御装置は複合ビデオ信号から各モードを決定することを特徴とする。
【０００９】
アナログビデオ信号通路の隔離キャパシタは制御された電流源からのパルスクランピング電流または一定の電流により浮動端子で充電または放電され、クランピング電流の値および符号はクランピングレベル比較回路により制御され、このクランピングレベル比較回路はクランピング状態または複合ビデオ信号に応じてアナログまたはデジタル複合ビデオ信号の第１または第２の基準値を対応する比較値と比較する。
【００１０】
本発明はレベル追跡用の制御された電流源を使用する。制御された電流源の高い内部抵抗と、隔離キャパシタのキャパシタンスは大きな時定数を形成し、それによってビデオ信号の低い周波数は影響されない。類似の方法で、クランピングするため抵抗を使用する場合のように、ビデオ信号の画像情報によるクランピングレベルの変調は起こらない。抵抗はまた抵抗値が比較的高く維持されることができるように高い、通常付加的な供給電圧を適用する必要がある。これはクランピング動作が制御された電流源からのパルスで得られるならば必要ではない。制御された電流源の変化によって、小さいまたは大きい一定の電流または電流パルスが形成されることができ、これは複合ビデオ信号の異なったレベル変化に適合してホロウし迅速に補正することができる。レベル変化が非常に小さいならば、クランピング電流は非常に小さく維持され、ゼロに近接させることができ、それによって各画像線は非常に微細に再調節されることができ、これは前述したように非適合性のクランピングの場合には得ることはできない。
【００１１】
本発明は特に、異なった基準レベルが動作状態またはモードに依存して使用されるべきであることを示す。第１のモードでは、同期パルスの上部値または別の極性で同期パルスの下部値が、非常に雑音の多い複合ビデオ信号、パワーライン変動により影響される複合ビデオ信号、安定レベルにまだクランプされていない複合ビデオ信号または非標準的な複合ビデオ信号の基準レベルとして使用される。これはまたチャンネル変化の迅速なレベル安定化を許容し、それによって第２のモードに対応する標準的なクランピングモードへの迅速な切換えが可能である。この第２のモードでは、後部ポーチは基準値として使用され、疑似信号はゲート回路によりゲートで排除される。
【００１２】
制御された電流源はクランピングレベル比較回路からデジタル制御信号の符号によって選択される差電流源または正の電流源および負の電流源を含んでいる。
【００１３】
信号が標準信号でありクランピングレベルが既に適切に設定されている標準的な状態では、ビデオ信号に対する影響は妨害が最小にされるので、クランピングパルスは基本的に水平帰線期間内の短時間の期間中のみに有効に生じる。一定のクランピング電流が使用されるならば、パルス電流よりも十分に小さいこの一定の電流は１以上の全体的な画像ライン期間中維持され、ビデオ信号に対する影響は最小である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１を参照すると、デジタル複合ビデオ信号ｖｄにより制御される従来技術（ドイツ国特許第A-42 16 668 号明細書参照）のブロック図が示されている。（注意：以下の説明では複合ビデオ信号は一般的には複合カラー信号の通常の成分を含んでいるが、説明を簡単にするためにほとんどビデオ信号と呼ばれている）。ビデオ信号通路はアナログビデオ信号ｖａ中のＤＣレベルを阻止する隔離キャパシタＣを含んでいるので、任意のビデオ信号源１はアナログビデオ信号ｖａを提供し、そのＤＣレベルは無関係である。ビデオ信号源１は勿論自動利得制御用手段を含んでおり、従ってアナログビデオ信号は予め定められた振幅範囲内にあるものと仮定することができる。ビデオ信号ｖａ´を有する浮遊状態の隔離キャパシタ端子ｃａはデジタルビデオ信号処理回路３の入力段と見なされてもよいアナログデジタル変換器２と、第１の電流源9.1 と第２の電流源9.2 とに接続されている。デジタルアナログ変換器２の出力はデジタル化されたビデオ信号ｖｄをデジタルビデオ信号処理回路３およびクランピングレベル比較回路４へ提供する。デジタルビデオ信号処理回路３はテレビジョン受信機における後続する信号処理を概略して表しているが、これはここでは問題ではない。比較回路４はメモリ装置５からのクランピングレベル比較値ｖｍをデジタル化されたビデオ信号ｖｄの対応する部分または基準値ｓｗと比較する。比較は差信号を与え、これは基準値が比較値（図２参照）と異なっているならば、第１または第２の電流源9.1, 9.2に対する第１または第２の制御信号ｉｄ１，ｉｄ２をトリガーする。これらの制御信号はキャパシタ端子ｃａを介して隔離キャパシタＣを充電または放電する第１または第２のパルスクランピング電流ｉ１、ｉ２を開始する。第１または第２の制御信号ｉｄ１，ｉｄ２の値は対応する時間幅の第１または第２のクランピングパルスを生じさせ、それによってパルス幅変調パルスｉ１、ｉ２が発生される。充電または放電はそれによってこれ自体をクランピングレベル偏差に適合し、クランピングプロセスの加速が達成される。
【００１５】
比較回路４の電圧比較がビデオ信号ｖａ、ｖａ´、ｖｄのバックポーチｓｗ期間中の正確な時間で行われることを確実にするために制御装置８は継続期間ｔｉのゲートパルスｋを比較回路４へ提供する。
【００１６】
図２は信号をタイミング図で示している。第１のラインはデジタル化されたビデオ信号ｖｄを示しており、そのデジタル的に限定された（およびしたがって実際の波形ではない）ＤＣレベルはクランプされたアナログビデオ信号ｖａ´の実際のＤＣレベルに対応し、その波形はＤＣレベル差を除いてアナログビデオ入力信号ｖａの波形と同一であり、アナログビデオ信号ｖａは図２でのみ示されている。デジタルビデオ信号処理装置３のダイナミック範囲、特にアナログデジタル変換器２のダイナミック範囲は例えば示されている範囲Ａに対応する。クランピング回路はビデオ信号ｖｄの後部ポーチ基準値ｓｗをデジタルダイナミック範囲Ａの基準値Ａｏに固定しなければならない。一般的に、このデジタル基準値はアナログデジタル変換器２のダイナミック範囲Ａの中心にはない。上部ＤＣ値ｓｐを有する水平同期パルスはブラックレベルクランピングと干渉し、例えば最後のラインを参照してゲートパルスｋによりゲートから出る。結果として、後部ポーチｓｗは水平帰線間隔ｔｒとゲートパルスｋ期間の最も負の信号値であり、カラーバーストｂはフィルタ処理されるかまたはゲートから出力さればならない。図２のビデオ信号ｖｄの極性のために同期パルスの上部ＤＣ値ｓｐはまた同期パルス下部ＤＣ値と呼ばれてもよい。
【００１７】
隔離キャパシタＣの充電または放電のためのパルスクランピング電流ｉ１、ｉ２の、パルス幅変調された放電パルスｉ２は図２の最後のラインのクランピング電流ｉｋとして示されている。放電パルスｉ２は同期パルス発生時間にほぼトリガーされ、それによってレベル決定用の後部ポーチｓｗはゲート期間中に妨害されない。
【００１８】
図３は本発明にしたがったビデオ信号クランピング回路の簡単な１実施形態のブロック図を示している。図１のように、ＤＣレベルに依存して、制御された電流源９はクランピング電流ｉｋとして充電または放電電流を発生し、このクランピング電流ｉｋの値はデジタル的に調節可能である。図３の実施形態では、クランピング電流ｉｋはパルス化された電流ではなく、少なくとも１つの全体的な画像ライン期間に一定に維持される。第１の制御された電流源9.1 と第２の制御された電流源9.2 は充電または放電電流を形成するために第１のデジタルアナログ変換器9.3 と第２のデジタルアナログ変換器9.4 によりそれぞれ制御される。２つの電流源 9.1および9.2 は回路の残りの成分と同様にＣＭＯＳモノリシック集積回路で構成されてもよい。クランピング電流ｉｋが一定でありパルス化されないので、これらは図１の従来技術の回路のように特に高いまたは低い供給電圧またはパルス幅制御を必要としない。
【００１９】
複合ビデオ信号ｖａ、ｖａ´、ｖｄの通路は図１の通路と同一であり、それ故、類似の機能ユニットは同一の参照符号で示されている。アナログ複合ビデオ信号ｖａを提供するビデオ信号源１に後続して隔離キャパシタンスＣが接続され、その端子ｃａは制御された電流源９の出力とアナログデジタル変換器２の入力との両者に接続されており、アナログデジタル変換器２の出力はデジタル化された複合ビデオ信号ｖｄを提供する。
【００２０】
電流源９を制御するため、図１と同様にデジタル化されたビデオ信号ｖｄは比較回路４へ供給され、これは各基準レベルを比較値と比較し、それぞれの差から第１、第２のデジタルアナログ変換器9.3, 9.4を制御する符号を付けられた６ビット制御信号ｓｖを得る。選択は制御信号ｓｖの符号ビットと電子スイッチ10により行われる。制御装置８は必要な制御パルス、特に後部ポーチレベル測定期間中に測定期間のためのゲートパルスｋを発生する。必要ならば、制御装置８はさらにゲートパルスｋ´を提供する。例えばデジタル化されたビデオ信号ｖｄがデジタル干渉フィルタ4.1 、例えばカラーバーストｂを除去するフィルタにより過度に遅延される場合がそのような場合である。制御された電流源９の各電流源9.1, 9.2は別々の電流源として、またはデジタル制御信号ｓｖにより直接的に、制御可能であり個々または組合わせられた一種の電流バンクとして並列に接続可能な複数のＭＯＳトランジスタを含んでもよい。デジタルアナログ変換器9.3, 9.4を省略することができる。電流源９はまた差電流源としてまたは別の形態で設計されてもよく、最も重要なことはパルスモードにおいて、クランピング電流ｉｋの符号と大きさおよび／または後者の継続期間が特にデジタル的に調節可能であることである。
【００２１】
制御装置８は種々の信号、即ちシステムクロックｃｌ、偏向システムにロックされたフライバック信号ｆｌ、変形されたビデオ信号ｖｄ´を受け、これは例えば別々の形態で個々の同期成分を含んでもよい。さらに供給信号は補助信号ｈｉとして概略的に示されている。クランピングレベル比較のためのレベルｓｍ、ｂｍは図１のようなメモリ装置５から取られるか、またはデジタルバスシステムを介して供給される。
【００２２】
クランピング動作の実質上の改良は、標準的な複合ビデオ信号ｖａ、ｖａ´、ｖｄを有する安定状態と不安定状態または非標準的な複合ビデオ信号を有する状態との区別が行われるならば達成される。これらのそれぞれの状態では、クランピング動作は別々に最適にされることができる。ここでは第１のモードとも呼ぶ非標準的な状態では、同期パルスの上部値ｓｐへのクランピングが推奨される。厳密に言うと、図２にしたがった複合ビデオ信号の極性により、通常の変調ではこの値は最低の信号値に等しいので、これは同期パルスの下部値である。同期パルスの上部値ｓｐまたは下部値は測定されたピーク値を供給された同期パルスの上部比較値ｓｍと比較するピーク検出器4.2 により発見される。その６ビット出力信号は制御装置８からのモード制御信号ｍにより制御されるモードスイッチ4.2 に供給される。通常の変調および変換方法では一般にパルス上部値（図２参照）は最低／最大の電圧値を有するので、同期パルス上部値ｓｐへのクランピングはゲート回路を必要としない。疑似信号はデジタルフィルタ4.1 によりフィルタ処理される。ピーク検出器4.2 は勿論別々の特別に適合されたフィルタにより構成される。ゲート回路なしに、このモードのクランピング回路は非常に迅速にレベルの変化にも応答する。
【００２３】
標準的な信号を有する通常のクランピングモードは第２のモードを表し、それにおいてはクランピングは後部ポーチ基準値ｓｗと呼ばれる。これは後部ポーチ比較回路4.4 により達成され、その６ビット出力信号はモードスイッチ4.3 に供給される。比較回路4.4 は後部ポーチ基準値ｓｗを記憶された後部ポーチ比較値ｂｍと比較し、比較およびパルストリガー動作はゲートパルスｋと、必要ならばさらに別のゲートパルスｋ´により制御される。ゲートを介して疑似信号は著しく減少されることができ、それによってクランピングは、受信されたビデオ信号が非常に雑音が多い場合でも非常に安定な画像を提供するが、他の場合には標準的な信号に対応する。
【００２４】
存在するモードに関する決定が制御装置８で行われ、既知の基準に基づいている。標準状態と標準的な複合ビデオ信号を決定するため、例えばカラーバーストと水平走査周波数との間の固定周波数比が使用されてもよい。高周波数のためにこの基準は雑音および他の疑似信号に比較的不感性である。さらに弁別方法は例えば複合ビデオ信号の特性を評価するために適切なゲート回路を使用する。
【００２５】
以上、本発明の実施形態を図３のブロック図により説明した。データ処理に関する個々の機能ユニットはまた勿論プログラム可能なプロセッサによって構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタル制御を有する従来技術のビデオ信号クランピング回路のブロック図。
【図２】タイミング図による図１の回路で得られるクランピング動作の説明図。
【図３】本発明に従ったクランピング回路の１実施形態のブロック図。

Claims (7)

1. 複号ビデオ信号のＤＣレベルをデジタルビデオ信号処理装置の処理範囲に適合させるビデオ信号クランピング回路であって、
   ビデオ信号通路中のキャパシタと、
   クランプされる前記キャパシタの端子に接続され、大きさおよび符号が調節可能なクランピング電流を前記キャパシタの端子に供給する制御可能な電流源と、
   前記複合ビデオ信号のＤＣレベルにしたがって前記クランピング電流を調節するためのクランピングレベル比較回路と
   を具備し、
   非標準的な複合ビデオ信号および／または安定なクランピング状態ではない複合ビデオ信号に対応する第１のモードにおいて、前記クランピング電流は第１の基準値と第１の比較値との設定点値と実際値との比較に応じて制御され、
   標準的な複合ビデオ信号および／または安定なクランピング状態である複合ビデオ信号に対応する第２のモードにおいて、前記クランピング電流は第２の基準値と第２の比較値との設定点値と実際値との比較に応じて制御され、
   制御装置は前記複合ビデオ信号から前記それぞれのモードを決定する、
   ことを特徴とする、
   ビデオ信号クランピング回路。
2. 前記クランピング電流は少なくとも１つの画像ライン全期間中は基本的に一定であることを特徴とする請求項１記載のクランピング回路。
3. 前記クランピングレベル比較回路は、前記第１の基準値として前記複合ビデオ信号の同期パルス上部値または同期パルス下部値を前記第１の比較値と比較し、前記第２の基準値として複合ビデオ信号の後部ポーチ基準値を前記第２の比較値と比較することを特徴とする請求項１または２記載のクランピング回路。
4. 前記の同期パルス上部値または同期パルス下部値は、ピーク検出器により決定されることを特徴とする請求項３記載のクランピング回路。
5. 前記ピーク検出器にはフィルタにより雑音成分および／または疑似信号が取除かれた複合ビデオ信号が与えられることを特徴とする請求項４記載のクランピング回路。
6. 前記後部ポーチ基準値は、フィルタによって、かつ／またはゲート信号により制御されるゲートによって、雑音成分および／または疑似信号が取除かれた、複合ビデオ信号から決定され、前記ゲートは、前記複合ビデオ信号の後部ポーチ期間中に前記制御装置により開かれることを特徴とする請求項３記載のクランピング回路。
7. 前記フィルタにより前記複合ビデオ信号はカラーバーストが取除かれることを特徴とする請求項５または６記載のクランピング回路。

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