JP4309034B2

JP4309034B2 - 周波数同期検出回路及びこの周波数同期検出回路を備えた信号処理装置

Info

Publication number: JP4309034B2
Application number: JP2000275024A
Authority: JP
Inventors: 延孝篠原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: JP2002084509A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば放送局内のスタジオ機器に適用され、映像信号の水平・垂直周期の揺らぎを検出し、この揺らぎに応じた処理を行なうための周波数同期検出回路及びこの周波数同期検出回路を備えた信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、例えば放送局にあっては、放送すべき映像信号の編集を行なうＶＴＲ（Video Tape Recorder）等のスタジオ機器が必要不可欠となっている。ところで、このようなスタジオ機器では、記録された映像信号を例えば回転式ヘッドを用いて再生するため、要求される映像精度に合致した回転速度を保つことができず、再生映像信号の水平・垂直周期が揺らぐことになる。この水平・垂直周期の揺らぎを解決するためには、映像信号をメモリに書き込み安定したクロックで読み出すタイムベースコレクト機能が必要となっている。
【０００３】
しかしながら、このタイムベースコレクト機能を備えたフレームシンクロナイザ等のスタジオ機器では、常にタイムベースコレクト処理を実行していると画質劣化を起こしてしまうことになる。このため、従来では、切替装置を用いてタイムベースコレクト機能に対する処理の実行・停止を制御することも考えられるが、この場合、操作者側で映像信号をモニタし水平・垂直周期の揺らぎや画質劣化を視認して、切替装置を切替制御しなければならない。よって、ユーザ負担を増大させてしまうことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来では、映像信号に対し水平・垂直周期の揺らぎを解消するために、常にタイムベースコレクト機能を動作させていると、画質劣化が問題となり、また、タイムベースコレクト機能に対する処理の実行・停止の切替制御を行なう場合、操作者側で水平・垂直周期の揺らぎや画質劣化を視認して切替操作を行なわなければならず、ユーザ負担が増大するという不都合を有している。
【０００５】
この発明の目的は、情報信号に対する揺らぎの発生、揺らぎが無くなったことを短時間で検出し得る周波数同期検出回路を提供することにある。また、情報信号で発生する周波数ずれを抑制するために、操作者側で処理の実行・停止制御のための操作を考慮しなくても自動的に周波数ずれ抑制機能に対する処理の実行・停止制御を行ない得る周波数同期検出回路を備えた信号処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る周波数同期検出回路は、互いに周波数が異なる第１信号成分及び第２信号成分を含む情報信号を取り扱う周波数同期検出回路であって、情報信号から第１信号成分を抽出する第１信号成分抽出手段と、発振子による局部発振信号を発生する第１の局部発振手段と、この第１の局部発振手段から出力される局部発振信号を分周して第１信号成分抽出手段の出力信号に合わせる第１の分周手段と、この第１の分周手段の出力信号と第１信号成分抽出手段の出力信号とを位相比較し、この位相比較結果に基づいて第１の局部発振手段の発振周波数を制御する第１の局部発振制御手段と、情報信号から第２信号成分を抽出する第２信号成分抽出手段と、第１の局部発振手段から出力される局部発振信号と略一致する局部発振信号を発生する第２の局部発振手段と、この第２の局部発振手段から出力される局部発振信号を分周して第２信号成分抽出手段の出力信号に合わせる第２の分周手段と、この第２の分周手段の出力信号と前記第２信号成分抽出手段の出力信号とを位相比較し、この位相比較結果に基づいて前記第２の局部発振手段の発振周波数を制御する第２の局部発振制御手段と、第１の局部発振制御手段により発振周波数を制御された第１の局部発振手段の出力信号を入力し、任意の周期を有するパルス信号に生成する第１のパルス信号生成手段と、第２の局部発振制御手段により発振周波数を制御された第２の局部発振手段の出力信号を入力し、第１のパルス信号生成手段の入力信号と同期をとった上で、第１のパルス信号生成手段の出力信号と等しい周期を有するパルス信号に生成する第２のパルス信号生成手段と、第１のパルス信号生成手段の出力信号と第２のパルス信号生成手段の出力信号とを比較してパルスの不一致回数を検出する不一致パルス検出手段とを備えるようにしたものである。
【０００７】
なお、第１及び第２のパルス信号生成手段は、第１及び第２の局部発振手段の出力信号を入力した時点で、互いにリセットをかけ、任意の周期長をカウントしてパルス信号を出力するカウンタ回路であることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、この発明では、互いに同一の局部発振信号を発生する第１及び第２の局部発振手段を利用し、第１の局部発振手段について、まず、情報信号に含まれる第１信号成分を抽出し、この第１信号成分に第１の局部発振手段の出力信号を合わせた上で、両者の位相比較を行ない、この位相ずれに応じて発振周波数を制御する。また、第２の局部発振手段について、まず、情報信号に含まれ第１信号成分とは周波数が異なる第２信号成分を抽出し、この第２信号成分に第２の局部発振手段の出力信号を合わせた上で、両者の位相比較を行ない、この位相ずれに応じて発振周波数を制御する。そして、第１及び第２の局部発振手段の発振周波数が制御された状態で、第１の局部発振手段の出力信号及び第２の局部発振手段の出力信号を各カウンタ回路に入力し、各カウンタ回路にて両入力信号の同期をとった上で、両信号を任意の周期を有するパルス信号に生成し、両パルス信号を比較してパルスの不一致回数を検出する。
【０００９】
従ってこの発明によれば、パルスの不一致回数から情報信号に与えられる揺らぎを短時間で検出することができ、また、揺らぎが無くなる時点も短時間で検出することができる。また、カウンタ回路のカウント数も調整できるので、カウント数に応じて検出精度を高めることもできる。
【００１０】
また、上記構成において、情報信号は、水平同期信号及びバースト信号を有する映像信号であり、第１信号成分抽出手段は映像信号から水平同期信号を抽出し、第２同期抽出手段は映像信号からバースト信号を抽出することを特徴とする。
【００１１】
この構成では、映像信号に水平・垂直周期の揺らぎが発生したことを検出する場合に、同期信号の中で周期が短い水平同期信号とバースト信号とから第１及び第２の局部発振手段を用いてサブキャリアクロックを抽出した上で、カウンタ回路により任意の周期を有するパルス信号に変換し、両パルス信号を比較することにより水平同期信号がバースト信号に対しどのくらい周期が揺らいでいるかを判断することができるようになる。
【００１２】
また、この発明に係る信号処理装置は、上記周波数同期検出回路を備えるとともに、互いに周波数が異なる第１信号成分及び第２信号成分を含む情報信号に対し第１信号成分と第２信号成分との周波数ずれを抑制するための周波数ずれ抑制機能を有する信号処理装置であって、周波数同期検出回路の不一致パルス検出手段の検出結果に基づいて第１信号成分と第２信号成分との周波数ずれを判断し、その周波数ずれの度合いに応じて、周波数ずれ抑制機能に対して処理の実行・停止を制御する実行・停止制御手段を備えるようにしたものである。
【００１３】
すなわち、この発明では、情報信号に揺らぎが発生した場合に、周波数ずれ抑制機能を動作させる必要がある。そこで、周波数同期検出回路によるパルスの不一致回数を検出することで情報信号に揺らぎが発生しているか否かを判断し、揺らいでいる場合に周波数ずれ抑制機能の処理を実行し、揺らいでいない場合に周波数ずれ抑制機能の処理を停止するようにしている。
【００１４】
従ってこの発明によれば、操作者側で周波数ずれ抑制機能に対する処理の実行・停止制御のための操作を考慮する必要がなく、ユーザ負担を軽くすることができるとともに情報信号の品質精度を高めることができる。
【００１５】
また、上記構成において、実行・停止制御手段は、不一致パルス検出手段の検出結果からパルスの不一致回数が規定時間内に所定回数以上発生した場合に、周波数ずれ抑制機能に対し実行制御を行なうことを特徴とする。
【００１６】
すなわち、この構成では、周波数同期検出回路からパルスの不一致回数が規定時間内に所定回数以上検出されると情報信号に揺らぎが発生している状況にあるので、この場合、周波数ずれ抑制機能の実行制御を行なうようにしている。
【００１７】
また、上記構成において、実行・停止制御手段は、周波数ずれ抑制機能の動作時に、不一致パルス検出手段の検出結果からパルスの不一致回数が規定時間内に所定回数以下となった場合に、周波数ずれ抑制機能に対し停止制御を行なうことを特徴とする。
【００１８】
すなわち、この構成では、周波数ずれ抑制機能が動作中に、周波数同期検出回路からパルスの不一致回数が規定時間内に所定回数以下となると情報信号に揺らぎが無くなった状況なので、この場合、周波数ずれ抑制機能の停止制御を行なうようにしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、この発明に係る周波数同期検出回路が適用されるフレームシンクロナイザの一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、放送すべき映像信号は、タイムベースコレクタ（ＴＢＣ）１により処理が加えられた後、切替スイッチ２に供給される。また、切替スイッチ２には、タイムベースコレクタ１で処理されない映像信号が供給される。
【００２２】
一方、映像信号は、本発明に係る周波数同期検出回路３に供給される。この周波数同期検出回路３の出力信号は、切替制御回路４に供給される。切替制御回路４は、切替スイッチ２に対し、周波数同期検出回路３からの出力信号に従って、タイムベースコレクタ１による処理前後の映像信号を選択的に導出するように切替制御を行なう。
【００２３】
図２は、上記周波数同期検出回路３の構成を示すブロック図である。
【００２４】
この周波数同期検出回路３は、入力された映像信号に含まれる水平同期信号とバースト信号とに着目し、両信号の周波数ずれを検出するようにしている。ここで、水平同期信号処理系統として、入力された映像信号から水平同期信号を抽出する水平同期抽出回路３０１と、４倍の副搬送波周波数を有する局部発振信号を発生する水晶発振子３０２と、この水晶発振子３０２から出力される局部発振信号を分周する分周器（９１０カウンタ）３０３と、分周器３０３の出力信号と水平同期抽出回路３０１の出力信号とを位相比較し、この位相比較結果に基づいて水晶発振子３０２の発振周波数を制御するＰＬＬ（フェイズ・ロックド・ループ）回路３０４と、この水晶発振子３０２の出力信号を入力し、任意の周期を有するパルス信号を生成するＮ倍カウンタ３０５とを備えている。なお、Ｎ倍カウンタ３０５においては、カウント数を任意に調整可能である。
【００２５】
また、バースト信号処理系統として、入力された映像信号からバースト信号を抽出するバースト抽出回路３０６と、４倍の副搬送波周波数を有する局部発振信号を発生する水晶発振子３０７と、この水晶発振子３０７から出力される局部発振信号を分周する分周器３０８と、この分周器３０８の出力信号とバースト抽出回路３０６の出力信号とを位相比較し、この位相比較結果に基づいて水晶発振子３０７の発振周波数を制御するＰＬＬ回路３０９と、水晶発振子３０７の出力信号を入力し、任意の周期を有するパルス信号を生成するＮ倍カウンタ３１０とを備えている。なお、Ｎ倍カウンタ３０５においては、カウント数を任意に調整可能である。
【００２６】
Ｎ倍カウンタ３０５、３１０の各出力信号は、比較器３１１に供給される。比較器３１１は、両入力信号を比較し、この比較結果によりパルスが不一致の場合にのみ出力信号を発生する。この出力信号は、判定回路３１２に入力され、パルスの不一致回数がカウントされる。
【００２７】
次に上記構成における処理動作について説明する。
すなわち、上記構成による周波数同期検出回路３では、互いに同一の局部発振信号（１４．３２ＭＨｚ）を発生する水晶発振子３０２、３０７を利用し、水晶発振子３０２について、まず、映像信号に含まれる水平同期信号（１５．７ｋＨｚ）を水平同期抽出回路３０１で抽出し、水晶発振子３０２の出力信号を分周器３０３で分周し、１４．３２／９１０＝１５．７ｋＨｚの周波数を有する出力信号に変換した上で、ＰＬＬ回路３０４にて両信号の位相比較を行ない、この位相ずれに応じて発振周波数を制御する。
【００２８】
また、水晶発振子３０７について、まず、映像信号に含まれるバースト信号（３．５８ＭＨｚ）をバースト抽出回路３０６で抽出し、水晶発振子３０７の出力信号を分周器３０８で分周し、１４．３２／４＝３．５８ＭＨｚの周波数を有する出力信号に変換した上で、ＰＬＬ回路３０９にて位相比較を行ない、この位相ずれに応じて発振周波数を制御する。
【００２９】
そして、水晶発振子３０２、３０７の発振周波数が制御された状態で、水晶発振子３０２の出力信号つまりサブキャリアクロックはＮ倍カウンタ３０５に入力され、水晶発振子３０７の出力信号つまりサブキャリアクロックはＮ倍カウンタ３１０に入力される。各Ｎ倍カウンタ３０５、３１０は、入力信号が入力された時点で、Ｎ倍カウンタ３１０からＮ倍カウンタ３０５に対しリセットをかけ、両入力信号の同期をとった上で、予め決められたＮサンプル分カウントし、Ｎサンプル周期のパルス信号を生成する。以後、比較器３１１でＮ倍カウンタ３０５、３１０の両出力パルス信号を比較し、判定回路３１２でパルスの不一致回数を検出する。
【００３０】
以上の動作により、映像信号に水平・垂直周期の揺らぎが発生したことを検出する場合に、同期信号中で比較的周期が短い水平同期信号とバースト信号とから水晶発振子３０２、３０７を用いて互いに周波数が同じサブキャリアクロックを抽出した上で、Ｎ倍カウンタ３０５、３１０により任意の周期を有するパルス信号に変換し、比較器３１１で両パルス信号を比較することにより水平同期信号がバースト信号に対しどのくらい周期が揺らいでいるか、つまり輝度が色に対してどのくらいのずれがあるかを判断することができるようになる。
【００３１】
したがって、上記構成によれば、パルスの不一致回数から映像信号に対する揺らぎの発生を短時間で検出することができ、また、揺らぎが無くなる時点も短時間で検出することができる。また、Ｎ倍カウンタ３０５、３１０のカウント数も調整できることにより、カウント数を少なくすればその分検出精度も向上する。
【００３２】
次に、上記切替制御回路４の処理動作について説明する。
切替制御回路４は、周波数同期検出回路３の判定回路３１２で検出されるパルスの不一致回数に基づいて切替スイッチ２の切替制御を行なう。ここで、映像信号に揺らぎが発生した場合に、タイムベースコレクタ１を動作させる必要がある。このとき、常にタイムベースコレクタ１を動作させていると、映像信号の画質劣化が発生してしまうことになる。そこで、本実施形態では、切替制御回路４にて周波数同期検出回路３の判定回路３１２でカウントされたパルスの不一致回数を検出することで映像信号に揺らぎが発生しているか否かを判断し、揺らいでいる場合に切替スイッチ２をタイムベースコレクタ１側に切り替え、揺らいでいない場合に切替スイッチ２をタイムベースコレクタ１のバイパス経路側に切り替えるようにしている。
【００３３】
すなわち、切替制御回路４は、周波数同期検出回路３でカウントされたパルスの不一致回数が規定時間内に決められた回数以上連続すると映像信号に揺らぎが発生している状況であると判断し、切替スイッチ２をタイムベースコレクタ１側に切り替える。
【００３４】
また、切替制御回路４は、切替スイッチ２をタイムベースコレクタ１側に切り替えている状態で、周波数同期検出回路３でカウントされたパルスの不一致回数が規定時間内に所定回数以下もしくは全く発生しない場合に映像信号の揺らぎが無くなったと判断し、切替スイッチ２をタイムベースコレクタ１のバイパス経路側に切り替える。
【００３５】
以上述べたように上記実施形態によれば、操作者側でタイムベースコレクタ１に対する処理の実行・停止制御のための操作を考慮する必要がなく、その分ユーザ負担を軽くすることができ、さらに、映像信号に発生する水平・垂直周期の揺らぎの有無を周波数同期検出回路３で自動的に判定することができ、この揺らぎの有無に応じてタイムベースコレクタ１の処理の実行・停止を制御できるので、放送すべき映像信号の品質精度を向上させることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態はフレームシンクロナイザに適用した場合であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに周波数が異なる第１信号成分及び第２信号成分を有する情報信号を取り扱う信号処理装置における情報信号に対する揺らぎの検出についても適用可能であることはいうまでもない。この場合、タイムベースコレクタに代えて第１信号成分と第２信号成分との周波数ずれを抑制するための周波数ずれ抑制機能が使用されることになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、情報信号に対する揺らぎの発生、揺らぎが無くなったことを短時間で検出し得る周波数同期検出回路を提供することができる。また、情報信号で発生する周波数ずれを抑制するために、操作者側で処理の実行・停止制御のための操作を考慮しなくても自動的に周波数ずれ抑制機能に対する処理の実行・停止制御を行ない得る周波数同期検出回路を備えた信号処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る周波数同期検出回路が適用されるフレームシンクロナイザの一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した周波数同期検出回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…タイムベースコレクタ、
２…切替スイッチ、
３…周波数同期検出回路、
４…切替制御回路、
３０１…水平同期抽出回路、
３０２、３０７…水晶発振子、
３０３…分周器（９１０カウンタ）、
３０４、３０９…ＰＬＬ回路、
３０５、３１０…Ｎ倍カウンタ、
３０６…バースト抽出回路、
３０８…分周器（４カウンタ）、
３１１…比較器、
３１２…判定回路。

Claims

水平同期信号及びバースト信号を有する映像信号を取り扱う周波数同期検出回路であって、
前記映像信号から前記水平同期信号を抽出する第１信号成分抽出手段と、
発振子による局部発振信号を発生する第１の局部発振手段と、
この第１の局部発振手段から出力される局部発振信号を分周して前記第１信号成分抽出手段の出力信号に合わせる第１の分周手段と、
この第１の分周手段の出力信号と前記第１信号成分抽出手段の出力信号とを位相比較し、この位相比較結果に基づいて前記第１の局部発振手段の発振周波数を制御する第１の局部発振制御手段と、
前記映像信号から前記バースト信号を抽出する第２信号成分抽出手段と、
前記第１の局部発振手段から出力される局部発振信号と略一致する局部発振信号を発生する第２の局部発振手段と、
この第２の局部発振手段から出力される局部発振信号を分周して前記第２信号成分抽出手段の出力信号に合わせる第２の分周手段と、
この第２の分周手段の出力信号と前記第２信号成分抽出手段の出力信号とを位相比較し、この位相比較結果に基づいて前記第２の局部発振手段の発振周波数を制御する第２の局部発振制御手段と、
前記第１の局部発振制御手段により発振周波数を制御された前記第１の局部発振手段の出力信号を入力し、任意の周期を有するパルス信号に生成する第１のパルス信号生成手段と、
前記第２の局部発振制御手段により発振周波数を制御された前記第２の局部発振手段の出力信号を入力し、前記第１のパルス信号生成手段の入力信号と同期をとった上で、前記第１のパルス信号生成手段の出力信号と等しい周期を有するパルス信号に生成する第２のパルス信号生成手段と、
前記第１のパルス信号生成手段の出力信号と前記第２のパルス信号生成手段の出力信号とを比較してパルスの不一致回数を検出する不一致パルス検出手段とを具備することを特徴とする周波数同期検出回路。
前記第１及び第２のパルス信号生成手段は、前記第１及び第２の局部発振手段の出力信号を入力した時点で、互いにリセットをかけ、任意の周期長をカウントしてパルス信号を出力するカウンタ回路であることを特徴とする請求項１記載の周波数同期検出回路。
前記請求項１記載の周波数同期検出回路を備えるとともに、水平同期信号及びバースト信号を有する映像信号に対し前記水平同期信号と前記バースト信号との周波数ずれを抑制するための周波数ずれ抑制機能を有する信号処理装置であって、
前記周波数同期検出回路の不一致パルス検出手段の検出結果に基づいて前記水平同期信号と前記バースト信号との周波数ずれを判断し、その周波数ずれの度合いに応じて、前記周波数ずれ抑制機能に対して処理の実行・停止を制御する実行・停止制御手段を備えることを特徴とする信号処理装置。
前記実行・停止制御手段は、前記不一致パルス検出手段の検出結果からパルスの不一致回数が規定時間内に所定回数以上発生した場合に、周波数ずれ抑制機能に対し実行制御を行なうことを特徴とする請求項３記載の信号処理装置。
前記実行・停止制御手段は、前記周波数ずれ抑制機能の動作時に、前記不一致パルス検出手段の検出結果からパルスの不一致回数が規定時間内に所定回数以下となった場合に、前記周波数ずれ抑制機能に対し停止制御を行なうことを特徴とする請求項３記載の信号処理装置。
前記周波数ずれ抑制機能は、前記映像信号をメモリに書き込み安定したクロックで読み出すタイムベースコレクト機能であることを特徴とする請求項３記載の信号処理装置。