JP4509407B2 - SCH detector - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力アナログ・ビデオ信号のSCH検出装置に関し、より詳細には、アナログ・ビデオ信号をデジタル・ビデオに変換する装置、あるいは、デジタル・ビデオ・レコーダに使用されるデジタル処理装置におけるアナログ・ビデオ信号のSCH検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
NTSC方式におけるコンポジット・ビデオ信号は、インターレース方式であり、奇数フィールドと偶数フィールドから構成されている。すなわち、静止画の場合、その画像の繰り返しは、odd/evenの2フィールド周期である。しかし、色搬送波信号との関係においては、1フィールド毎に位相が90度づつずれて、4フィールドで元の画像信号に戻る形式である。このことは4フィールド・シーケンスと呼ばれ、またカラー・フィールド・シーケンスとも呼ばれている。
【0003】
NTSC方式のビデオ信号が、この4フィールド・シーケンスを有することに関連して、とくにVTRへの記録時の画像の水平シフトを防ぐ目的で、複合同期信号のスタジオ規格として従来のEIA RS−170に対して、新たなEIARS−170Aが作成された。この規格においては、水平同期信号(H−SYNC)と色副搬送波信号(カラー・バ−スト信号信号位相)との位相関係(図4に示す)が規定されている。この関係は、SCH(Sub Carrier to Horizontal)と呼ばれている。
【0004】
放送用VTRにおいては、その入力信号の記録時の品質管理を目的に、その入力信号として、SCHを規定している上述のRS−170A規格の入力信号であることを要求している。しかしながら、従来の機器においては、一般的にRS−170A規格を満足していないものが多いのが現状である。したがって、従来、アナログ・コンポジット・テレビジョン信号を入力して、SCHを計測する装置(測定機)が存在している。
【0005】
従来のSCHを計測する方式は、コンポジット信号のカラー・バースト信号(色基準信号)に位相ロックした周波数のアナログ信号を元に計測されていた。また特開平3−235598号公報では、コンポジット信号中のカラー・バースト信号に位相ロックした周波数のデジタル・クロックと水平同期信号との位相関係、言い換えれば、アナログ・タイミングの差を計測するSCH検出装置が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル映像信号の形式について、国際電気通信連合(ITU)が、ITU−R BT.656(旧CCIR656)という勧告を出している。この勧告は、ITU−R BT.601の4:2:2レベルで動作する525ラインそして625ライン・テレビジョン・システムにおけるデジタル成分ビデオ信号用のインターフェースである。ITU−R BT.601は、アスペクト比として標準4:3そしてワイド・スクリーン16:9用のデジタル・テレビジョンのスタジオ符号化パラメータである。
【0007】
なお、テレビジョン信号で、NTSC信号の場合、カラー・サブキャリア信号周波数fscと水平同期信号周波数fhとの間にはfsc=(455/2)fhの関係があり、垂直同期周波数fvとの間には、fh=(525/2)fvの関係がある。
【0008】
上述した勧告に従うと、525ライン、すなわちNTSC規格テレビジョン信号の水平同期周波数の1716倍、周波数27MHzのクロック(以後、fcと略す)を生成する必要がある。この周波数は、PALとNTSCのテレビジョン信号の相互変換を考慮して決められたものであるが、NTSCテレビジョン信号のカラー・サブキャリア信号周波数の整数倍ではない。fscとfcの比は455/3432=(13×7×5)/(13×11×3×2×2×2)=(7×5)/(11×3×2×2×2)=35/264である。
【0009】
したがって、上述した勧告にしたがった装置においては、テレビジョン信号のカラー・サブキャリア信号の整数倍のクロックは存在せず、したがって、このような機器において、入力信号のSCHを測定しようとした場合に、従来の4倍のカラー・サブキャリア周波数のクロックを使用した機器におけるように、このクロックを使用することができない。
【0010】
また、前述したSCH検出装置は、計測の精度がアナログ的な遅延を行う遅延素子に影響され、またこのような遅延素子は、IC化、言い換えれば、完全なデジタル化を目指す場合に使用することが不可能である。
【0011】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アナログ・テレビジョン放送(地上波、CS/BS)のNTSCあるいはPAL方式のアナログ・テレビジョン信号、あるいは同種の信号を入力し、ITU−R BT.601あるいは656に準拠した形式のデジタル・ビデオ信号に変換するアナログ/デジタル変換装置等において、簡易に入力信号のSCHを測定することができるアナログ・ビデオ信号のSCH検出装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、アナログ・ビデオ信号のSCH検出装置であって、アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めて量子化デジタル信号に変換するA/D変換器と、前記アナログ・ビデオ信号中の水平同期成分の0基準点、あるいは該0基準点近傍をサンプリングするシステム・クロック信号を発生するシステム・クロック信号発生器と、前記量子化されたビデオ信号から抽出された色成分信号のカラー・バースト部分に位相結合したsin/cosの信号を出力するsin/cosテーブルを有し、該sin/cosテーブルから出力される信号に基づいて、前記色成分信号を入力して色復調するデジタル色復調部と、前記0基準点に関連付けられたタイミングの信号を抽出する0基準抽出回路部と、前記sin/cosテーブルのアドレス情報と、前記0基準抽出回路部からの信号を入力しSCHを測定するSCH測定レジスタと、前記SCH測定レジスタの出力信号を位相角度のデータに変換する変換テーブルと、を備え、前記変換テーブルの出力信号をSCH情報として取り出すことを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のSCH検出装置であって、前記システム・クロック信号は、前記量子化デジタル信号の同期成分信号をリファレンスとしたPLLから生成されることを特徴とするものである。
【0014】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のSCH検出装置であって、前記システム・クロック信号は、サブキャリア信号周波数の整数倍の周波数ではないことを特徴とするものである。
【0015】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれかに記載のSCH検出装置であって、前記変換テーブルは、前記sin/cosテーブルのcosの出力信号が表す角度と180度異なる値を出力することを特徴とするものである。
【0016】
また、請求項5に記載の発明は、アナログ・ビデオ信号のSCH検出装置であって、アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めて量子化デジタル信号に変換するA/D変換器と、前記アナログ・ビデオ信号の水平同期成分に位相ロックしたシステム・クロック信号を発生するシステム・クロック信号発生器と、前記量子化デジタル信号に含まれる水平同期成分の0基準点あるいは該0基準点以後の量子化値を有するサンプルを準0基準点として抽出する準0基準点抽出部と、前記抽出した準0基準点のサンプルから0基準点までの位相を算出して出力する位相差出力部と、前記量子化されたビデオ信号から抽出された色成分信号のカラー・バースト部分に位相結合したsin/cosの信号を出力するsin/cosテーブルを有し、該sin/cosテーブルから出力される信号に基づいて、前記色成分信号を入力して色復調するデジタル色復調回路部と、前記sin/cosテーブルのアドレス情報と前記準0基準抽出手段の出力信号を入力しSCHを測定するSCH測定レジスタと、を備え、前記SCH測定レジスタと前記位相差出力手段の出力を基にしてSCH情報を生成することを特徴とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【0018】
図1は、本発明を適用した、NTSCテレビジョン信号を入力し、ITU−RBT.601あるいは656に準拠した形式のデジタル・ビデオ信号に変換するアナログ/デジタル変換装置の要部を説明するための図である。なお、説明において、デジタル処理に使用されるクロックが、カラー・サブキャリア信号周波数の整数倍ではない例を実施形態として説明するが、整数倍であっても適用可能であることは明らかである。
【0019】
図1に実施形態として示した装置は、アナログ・コンポジット・テレビジョン信号と、たとえば、S−VHS方式の信号のような、輝度信号と色信号が分離したアナログ・セパレート・ビデオ信号も処理することを前提としている。
【0020】
図1において、符号101および102は、このようなアナログ信号としての輝度信号と色信号を入力し、デジタル信号に変換するA/D変換器である。通常のテレビジョン信号の場合は、A/D変換器101のみでデジタル化され、次段のY/C分離部で輝度信号と色信号に分離され、輝度信号は次段の輝度信号処理回路104で処理される。アナログ・セパレート・ビデオ信号の場合は、輝度成分信号がA/D変換器101で、色信号成分信号がA/D変換器102でA/D変換される。
【0021】
A/D変換器102の出力と、Y/C分離部から分離された色信号は、図示しない入力信号切り換え器に連動して制御される切り換え器105で切り換えられて符号106で示す色復調処理部に送られる。
【0022】
ここで、A/D変換器101は、入力信号の映像成分と同期成分の範囲をともにA/D変換している。
【0023】
以上のような映像信号処理系に対して、デジタル処理をするためのシステム・クロックを発生しているクロック発生部は、図示するように、A/D変換器101からの同期成分信号を入力し、同期分離を行う同期分離部122と、同期分離部122からのH−SYNC成分の信号を受けてこの信号周波数の1716倍の周波数を有するクロック信号を生成するPLL部を有している。このPLL OSC部からのクロック信号は、A/D変換器101、102に、そして図示していないが、各処理部に送られている。正確には、各処理部には、PLL OSC部において生成された27MHzの1/2の13.5MHzの周波数(H−SYNCの周波数の858倍の周波数)のクロックが送られる。
【0024】
色復調は、乗算器107/108,LPF109/110、位相差検出部およびフィルタ部111、DTO(digital time oscillator)部112、sin/cosテーブル113から構成される色復調部106により行われ、B−Y信号、R−Y信号を生成する。この色復調の方式は、X復調、Z復調と呼ばれる方式をデジタル方式で実現したものである。
【0025】
あらゆる色信号は、カラー・バースト信号の位相を90度ずらした(R−Y)と、180度ずらしたB−Yの2つの信号を合成したものである。したがって、このような色信号をカラー・バースト信号との位相差を基に色復調する方式である。この復調方式について、つぎに簡単に説明する。
【0026】
図2は、カラー・バースト信号(基準信号)、色信号(C(ωt))、色差信号Cr、Cb(ここで、Cr=R−Y、Cb=B−Yである)の位相関係を示している。ここで、基準信号=−cosωt(=cos(π+ωt))とすると、色信号C(ωt)は、
C(ωt)=Cb×sinωt+Cr×cosωt・・・(式1)
で表される。この形式の信号が、図1の切り換え器105から出力される。この式1に、cosωt、sinωtをそれぞれ乗算すると次の式2、式3が得られる。
C(ωt)×cosωt=Cb×sinωt×cosωt+Cr×(cosωt)2・・・(式2)
C(ωt)×sinωt=Cb×(sinωt)2+Cr×cosωt×sinωt・・・(式3)
ここで、
sin(x)×cos(y)=(1/2)(sin(x+y)+sin(x-y)、(cos(x))2=(1+cos2x)/2、(sin(x))2=(1-cos2x)/2
であるので、式2、式3はそれぞれ、
C(ωt)×cosωt=Cb×(1/2)×sin2ωt+Cr×(1/2)×(1+cos2ωt)・・・(式4)
C(ωt)×sinωt=Cb×(1-cos2ωt)/2+Cr×(1/2)×sin2ωt・・・・・(式5)
となる。
【0027】
上述した式4、式5はそれぞれ、Cr/2、Cb/2のDC成分と、2倍の周波数成分を有する信号を示している。したがって、cos/sinテーブルからのcosとsinのデータで色信号を乗算器107、108で乗算した結果に対して、色搬送波周波数の2倍の周波数成分を除去するLPFでフィルタ処理すると、各フィルタ出力にはそれぞれCr、Cbすなわち、R−Y、B−Yの信号が得られることになる。
【0028】
また、カラー・バースト(色基準信号)部分については、乗算器107、108の出力は、以下の様になる。
基準信号×cosωt=-cos(π+ωt))cosωt=-(cosπcosωt-sinπsinωt)cosωt=-cosπcosωt2-sinπsinωtcosωt=-cosπ(1+cos2ωt)/2-sinπsin2ωt=-(cosπ)/2-(cosπcos2ωt)/2-sinπsin2ωt ・・・(式7)
基準信号×sinωt=-cos(π+ωt))sinωt=-(cosπcosωt-sinπsinωt)sinωt=-cosπcosωtsinωt-sinπsinωt2=-(cosπsin2ωt)/2-sinπ(1-cos2ωt)/2=-(cosπsin2ωt)/2-(sinπ)/2-(sinπcos2ωt)/2 ・・・(式8)
上記において、DC成分のみに着目すると、式7、式8はそれぞれ、−(cosπ)/2、−(sinπ)/2である。それぞれは、1/2、0である。
【0029】
以上の説明においては、sin/cosテーブル出力が色信号のカラー・バースト信号との位相関係において上述した関係にあることを前提にした。実際には、位相差検出/フィルタ部111、DTO部112、sin/cosテーブルを含むPLLループを構成している。位相差検出/フィルタ部111は、同期分離部122から生成されたバースト・フラグを受けてその部分のCbとCrの値に基づいて位相誤差信号、あるいは周波数誤差を生成し、さらに演算誤差等を除去するフィルタを介してDTO部に送られる。
【0030】
図3は、DTO部112とSCH検出回路124の部分を、より詳細に説明する図である。図1と同じ部分は同じ符号を付している。
【0031】
図3においてDTO部のレジスタ302は、たとえば、16ビットで構成され、加算器301は、上述した誤差信号と、後述する定数、そしてレジスタ302の出力を加算し、加算結果をレジスタ302の入力としている。このレジスタへ与えるクロック周波数は、実施形態においては、13.5MHzである。
【0032】
これらを駆動するクロックの周波数が13.5MHzの場合、1ライン期間が858クロック、この期間はサブキャリア周波数の455/2倍であるので、858/(455/2)=約3.771428572クロックの周期で、この16ビットで表される値が変化する。この値そのものは、サブキャリア信号の周波数有する鋸歯状波を13.5MHzのクロックでサンプリングした場合と同様のものであり、それぞれの値は、サブキャリア信号の位相を表している。
【0033】
このDTOの16ビット出力で、たとえば、10進表現で、17,377(=65,536/3.771・・・=17,376.97を四捨五入した整数部)づつ加算した値を出力すると、その周波数は、3.579551696MHzの周波数で変化するデータが得られる。このような出力値の0、17,377、2×17,377、・・・のデータ列に対して、1、1+17、377、1+2×17,377のデータ列は、ここにおいては、360/65、536度ずれた3.579551696MHzの信号を表している。サブキャリア信号の正確な周波数は、3.579545455MHzである。両者の差は、約6Hzとなる。
【0034】
なお、NTSC方式において、水平周波数f、サブキャリア周波数fSC、垂直周波数fの間には、f=4.5MHz/286、fSC=f(455/2)、f=2f/525の関係がある。
【0035】
図3における加算器301に入力される定数は、上述した実施形態においては、NTSC信号を対象にしているので17,377(10進表記)が使用される。この値は、PAL信号の場合は色搬送波周波数が異なるので、異なった値を取る。
【0036】
上述した誤差信号の作成方法、レジスタ302を含む具体的な回路構成については色々な提案がなされている。たとえば、上述した式7、式8において、各周波数2ωtの信号を無視し、さらに、位相ロックされていないので、πを変数に置き換え、この変数がπあるいは3πのときに0となり、この0の点で特定の傾きを有する関数結果を誤差信号として得ることで、所望する位相に収束するようにPLL回路を動作させることができる。したがって、このような関数結果を誤差信号とすることで、収束した状態において、上述した色基準信号に対してπの位相差を有するcos信号、そしてπ/2の位相差を有するsin信号とすることができる。また、上述したように、入力色信号のカラー・バースト信号周波数が上述した3.579551696MHzの場合、PLL動作が収束した安定時において誤差信号はゼロとなってこの状態を維持し、それに至るまでの遷移中における誤差信号の役割はレジスタ変化の位相の補正量を意味することになる。
【0037】
レジスタ303のビット数として実施形態においては周波数精度の点から16ビットとしたが、sin/cosのテーブルを駆動するビット数としては16ビットを必要とすることはなく、実施形態においてはレジスタの上位8ビットをテーブルのアドレス情報としている。このようにして、それぞれのテーブル出力にsinとcosの変化を有する信号を得ている。
【0038】
sin/cosテーブルの機能は、上述した実施形態においては、10進表記で0〜255の範囲で、1周期の、すなわち0度から360度のsinとcosの値を出力するようになっている。
【0039】
つぎに、上述した回路において動作の基本となっているシステム・クロックについて、説明する。
【0040】
図4は、上述したRS−170Aの規格書からの抜粋である。振幅のレベルは、IREで示されており、100IREは白レベル、0IREはブランキング・レベル、−40IREが同期の先端レベルとなっている。また、水平方向の基点は、図4において0基準点として示しているH−SYNC信号のレベル−20IREの部分のタイミングを表している。このタイミングから、サブキャリア信号の19サイクルに相当する期間を経て、カラー・バースト信号が開始される。図4において、縦軸方向は振幅を表し、単位はIREであり、横軸方向は時間軸であり単位はμsである。
【0041】
なお、0基準点の定義を別な表現ですると、図5に基準のレベルとして示した水平同期信号のフロント・ポーチ、あるいはバック・ポーチと呼ばれる部分のレベルと、図4あるいは図5に示したSYNC信号(4.7μs±,0.02と示した部分)の先端レベルとの中点のレベルを有するタイミングである。
【0042】
H−SYNCの前縁部分、すなわち、図4における0基準点の前後の信号成分は、副搬送波周波数信号成分となるように、−4IREから−36IREまでの間隔は、0.14±0.02μs(0.14μsは、サブキャリア信号の半周期)となっている。このことは、周波数特性や位相特性の変化を受けても、基準点と副搬送波信号の時間関係が崩れないようにとの目的を有している。
【0043】
図1においては、量子化された信号中のH−SYNCをリファレンス(基準)にしたPLL発振器を示している。従来のアナログ回路においては、リファレンス信号としてのH−SYNC信号は、以下の様にして生成されていた。アナログ・ビデオ信号のブランキング・レベルとH−SYNCの先端レベル(負方向の同期信号波形において、一番低いレベル)の電圧値を得て、その中間の電圧値を生成し、この生成した電圧値で入力信号の同期部分をスライスして、スライスした結果としての分離同期信号(アナログのタイミングを有する)の前縁を、PLLのリファレンス信号としていた。そして、このようにして生成したクロック信号であっても、A/D変換器において、図5の符号501に示すような、RS−170Aの0基準点をサンプリングするとは限らなかった。この理由は、それぞれの処理回路のアナログ的な時間遅延が影響しているからである。A/D変換器内での遅延、A/D変換器前のフィルタ遅延、A/D変換のための系路と、同期分離のための系路の違い、等がある。そして、このような遅延時間は温度等によって若干変化するのが通常であった。ただし、このような遅延の温度変化等を無視すれば、またはこのような変化が小さく無視可能である場合は、一定の関係を維持することはできる。たとえば、位相調整回路を設けることにより、一致させる、あるいは実質的に一致させることは可能である。
【0044】
本実施形態においては、従来のアナログ的に同期分離をするのではなく、A/D変換器により量子化された信号から同期分離をして、内部にアナログのVCOを有するPLL部121へのリファレンス信号としている。このために、従来のアナログ・タイミングを有するリファレンス信号と同様にするために、発振したクロック信号を分周して得た信号と、量子化表現されている同期部分の信号との比較において、特別な工夫をして、最終的に図5の符号501で示すH−SYNCの中点をサンプリングするようにしている。正確に言えば、この部分が発生するクロック周波数は13.5MHzの2倍の周波数であり、この2倍の周波数のクロックにより、図5の符号501で示すポイントをサンプリングするのではなく、13.5MHzのクロックの1つが図5の符号501で示すポイントをサンプリングするように、デジタル的に誤差信号を生成している。
【0045】
通常においては、同期信号の前縁部分(負方向信号の開始部分)は傾斜を有しており、この部分を公称27MHzの周波数サンプリング・クロックでサンプリングするので、数クロック分の量子化値が得られる。このような量子化値を有する同期信号の前縁部分の量子化データの1つが同期成分レベルの先頭値とブランキング・レベルの中間値、すなわち0基準点となるように、位相制御を実行させている。言い換えれば、そのような中間値の前後の量子化値を有する隣接する量子化サンプルの後の量子化サンプルのタイミングをリファレンス信号とした際に得られる位相誤差に、このリファレンス信号と仮想的な0基準点までの位相誤差をデジタル的に演算し、この演算した結果の位相誤差を加算して、最終的な位相誤差信号を生成するようにしている。この場合に、上述した27MHzを13.5MHzへ分周しているが、この13.5MHzの周波数のクロックの変化点が、0基準点となるように考慮されている。
【0046】
したがって、生成した27MHzの周波数を有するクロックから生成されたシステム・クロックとしての13.5MHz、すなわち、上述したDTO部を含む回路のシステム・クロック列のうちの1つは、量子化データの視点で、RS−170Aで言うところの0基準点のタイミングを有している。もっとも、入力信号によってある程度の誤差が含まれる。しかし、この誤差の大きさは、SCH情報として求められる精度から見れば無視し得る。
【0047】
以上、説明したような方法で、量子化データの視点で、RS−170Aで言うところの0基準点を含むシステム・クロック信号が生成され、また量子化データにおけるカラー・バースト信号の位相に関連付けられてDTOの出力値が得られていることが理解される。
【0048】
図1に示した乗算器107、108の入力タイミングを、デジタル処理するうえでの位相(処理遅延)検討の基準とすると、この前段にはY/C分離部103、切り換え回路105がある。このY/C分離部の前段において、RS−170Aで言うところの0基準点に関連付けされた信号で、図3における遅延0基準信号の元となる信号が生成される。
【0049】
Y/C分離部103における処理遅延は、前後のサンプル値を含むフィルタ処理による遅延が含まれる。また、上述した位相検討の基準点に対して、復調回路側のDTOの出力信号も、少なくとも1クロック進んでいる。実施形態においては、システム・クロック周波数は13.5MHzであって、サブキャリア信号周波数の整数倍ではないので、4クロックの遅延で位相的には元に戻る(360度回転する)というような処理はできない。
【0050】
したがって、0基準抽出回路で取り出した0基準点のタイミングを有する1つのクロック信号を、上述した処理遅延を考慮して、クロック単位で遅延させてDTOの出力タイミングと位相一致(あるいは時間一致)を取ることで、図3に示したSCHを表しているデータをレジスタ302から、レジスタ303に取り込むことができる。図3において、レジスタ303に供給されている0信号は、DTO出力信号と時間一致化がなされたクロック信号である。
【0051】
レジスタ302からレジスタ303へのラインは、レジスタ302の上位ビット、たとえば8ビットが供給される。この場合、たとえば、8ビットの表す値が、16進表記で00であれば、SCHは0度であり、128であれば、180度を表すことになる。現実には、DTOの出力値にはジッタが存在するので、遅延0基準信号を、1走査期間に1回発生させるとすると、たとえば、16進表記で、00と01が1ライン毎に交互に出力される状態も想定される。このようなことを避けるために、たとえば、レジスタ303に加えるクロック(遅延0基準信号)を約1秒間に1回とすることにより、穏やかに変化する読み取り容易なデータ値とすることができる。レジスタ303の出力はバイナリ表現であり、度数単位ではないので、変換テーブル304で度数に変換して出力する。この変換において、図2に示したように、基準信号(カラー・バースト信号)の位相は、sin/cosテーブルのcos出力の位相とは180度異なっているで、これを考慮して変換テーブル304を作成する必要がある。
【0052】
上述した説明において、0基準点か否かの判定がSCHに及ぼす誤差について考察する。通常、生成した13.5MHzには、副搬送波周波数で±1度程度のジッタが存在し、また、量子化される同期成分の量子化精度の面からの誤差が発生する。たとえば、図4、あるいは図5に示したような傾斜を有する信号を量子化した場合に、たとえば8ビットの量子化で、色信号を含めたピーク値133IREと同期の40IREを表現する場合に、同期成分の40IREは、約59の量子化値に分割される。したがって、図4に示す同期信号の前縁部分の0.14±0.02μsの範囲は、約2クロックの期間に相当し、最初の量子化値が40の場合に、次の量子化値は10程度が想定される。とすると、この両者の差の30は、13.5MHzの周波数のクロックは1クロック当り約95度なので、想定される1ビット誤差に対して95度/30=約3.2度の誤差を、SCHに対して生じさせることになる。しかしながら、平均化することで、この1ビット誤差に起因する誤差を低減することは可能である。
【0053】
以上、本発明を、本実施形態を例にして、すなわちNTSC方式のテレビジョン信号を前提にして説明したが、本発明の趣旨を逸脱しないで、次の形態に変更することは容易である。
【0054】
1.システム・クロック信号は、0基準点あるいはその近傍をサンプリングするようにしたが、0基準点から離れた位置でも、その0基準点からの時間的な間隔が一定であれば、たとえば、0基準点から1/2クロック送れたポイント、あるいはその近傍のポイントを常にサンプリングするのであれば、このサンプル点に基づいて測定したSCH情報に、13.5MHzの1クロック分の角度95.4545度の半分、47.72度を加算することで、SCH情報を得ることができる。ずれが、1/3クロックであるならば、31.82(=95.4545/3)度を加算すれば良い。
【0055】
図6は、上述したことを説明する図である。図5に示すようなサンプリングを安定的に行っている場合、サンプルを取り敢えずの準0基準点として上述した回路を動作させる。この場合、サンプルは、同期レベルの中点あるいは中点以下の量子化値を有するサンプルである。ここで、サンプルの量子化値をL、サンプルN−1の量子化値をLN−1、同期レベルの中点のレベルをCとすると、図6に示す位相差は、|L−LN−1|/|L−C|のクロックに相当する。角度で表すと、95.4545×|L−LN−1|/|L−C|度となる。
【0056】
このようなことは、アナログ回路で、分離した水平同期成分信号に位相ロックさせて、システム・クロックを生成した場合に想定される。
【0057】
図7は、上述した場合の構成を示す図である。図1と同様の部分は同一の符号を付している。異なる部分は、PLL OSC121への位相比較用のリファレンス信号を、A/D変換器101の入力信号を入力してアナログ的に同期部分の中点をスライスして得た信号からH−SYNCの信号を取り出す同期分離部131から得ていることである。また、量子化された信号の同期成分を分離する同期分離部122からの信号を得て、上述した取り敢えずの準0基準点と、その前のタイミングで同期成分の中点のタイミングとの誤差(クロックの位相差)を、上述した方法で検出する誤差(位相差)検出部132を有している。そしてこの誤差検出部132と、準0基準点を基にしたSCH検出回路とからのデータを演算して、最終的なSCH情報を出力する演算部133を備えている。
【0058】
2.PAL信号の場合でも、あるいはシステム・クロックの周波数が4倍のサブキャリア信号の周波数の場合でも、適用可能である。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めて量子化デジタル信号に変換するA/D変換器と、アナログ・ビデオ信号中の水平同期成分の0基準点、あるいは0基準点近傍をサンプリングするシステム・クロック信号と、量子化されたビデオ信号のカラー・バースト部分に位相結合したsin/cosの信号を出力するsin/cosテーブルを有し、量子化された信号から抽出された色成分信号に対して前記sin/cosテーブルから出力される信号に基づいて色復調するデジタル色復調回路を備えた装置において、0基準点に関連付けられたタイミングの信号を抽出する0基準抽出回路と、0基準抽出回路からの信号によって、sin/cosテーブルのアドレス情報を取り込むレジスタと、
前記レジスタの出力を入力して、位相角度を表すデータに変換する変換テーブルとを備えたので、変換テーブルの出力データからSCH情報を取り出すことが可能になる。
【0060】
また、上述した方式はデジタル的に処理することができ、IC化することが可能になる。
【0061】
また、デジタル方式の色復調回路を有するビデオ信号のデジタル処理回路を有する場合に、システム・クロック信号によるサンプリング点が0基準点とずれていた場合においても、近傍のサンプリング点から0基準点を直線補間してそのずれを加減算することにより、必要な精度のSCH情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した、NTSCテレビジョン信号を入力し、ITU−R BT.601あるいは656に準拠した形式のデジタル・ビデオ信号に変換するアナログ/デジタル変換装置の要部を説明するための図である。
【図2】カラー・バースト信号、色信号、色差信号Cr、Cbの位相関係を示す図である。
【図3】図1のDTO部とSCH検出回路の部分をより詳細に説明する図である。
【図4】RS−170Aの規格を説明する図である。
【図5】水平同期信号から生成するクロック生成部の動作を説明する図である。
【図6】H−SYNCの前縁のサンプリング・ポイントのずれを角度に変換する場合を説明する図である。
【図7】図1に示した構成の変形であり、本発明の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
101、102 A/D変換器
103 Y/C分離部
104 輝度信号処理部
105 色信号切り換え器
106 色信号復調部
107、108 乗算器
109、110 ローパス・フィルタ
111 位相差検出、フィルタ
112 DTO部
113 sin/cosテーブル
121 PLL OSC部
122 同期分離部
123 0基準抽出部
124 SCH検出部
131 アナログ信号からの同期分離部
132 準0基準サンプルと0基準タイミングとの誤差(位相差)検出部
133 演算回路
301 加算器
302 レジスタ
303 レジスタ
304 変換テーブル
501 0基準位置(中点)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an SCH detection device for an input analog video signal, and more particularly, to an analog signal in a device for converting an analog video signal into digital video or a digital processing device used in a digital video recorder. The present invention relates to a video signal SCH detection apparatus.
[0002]
[Prior art]
The composite video signal in the NTSC system is an interlace system, and is composed of an odd field and an even field. That is, in the case of a still image, the repetition of the image is an odd / even two-field cycle. However, in relation to the color carrier signal, the phase is shifted by 90 degrees for each field, and the original image signal is returned in four fields. This is called a four field sequence and is also called a color field sequence.
[0003]
In connection with the fact that NTSC video signals have this four-field sequence, the conventional EIA RS-170 has been adopted as a studio standard for composite sync signals, particularly for the purpose of preventing horizontal shift of images when recording to a VTR. In contrast, a new EIARS-170A has been created. In this standard, a phase relationship (shown in FIG. 4) between a horizontal synchronizing signal (H-SYNC) and a color subcarrier signal (color burst signal signal phase) is defined. This relationship is called SCH (Sub Carrier to Horizontal).
[0004]
The broadcast VTR is required to be an input signal of the above-mentioned RS-170A standard that defines SCH as the input signal for the purpose of quality control at the time of recording the input signal. However, there are many conventional devices that generally do not satisfy the RS-170A standard. Therefore, there has conventionally been an apparatus (measuring machine) for measuring an SCH by inputting an analog composite television signal.
[0005]
A conventional method for measuring SCH is based on an analog signal having a frequency phase-locked to a color burst signal (color reference signal) of a composite signal. Japanese Patent Laid-Open No. 3-235598 discloses an SCH detection device for measuring the phase relationship between a digital clock having a frequency locked to a color burst signal in a composite signal and a horizontal synchronizing signal, in other words, a difference in analog timing. Is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, regarding the format of the digital video signal, the International Telecommunication Union (ITU) has decided on ITU-R BT. Recommendation 656 (formerly CCIR656) is issued. This recommendation is based on ITU-R BT. 601 is an interface for digital component video signals in 525 line and 625 line television systems operating at 4: 2: 2 levels. ITU-R BT. 601 is a digital television studio encoding parameter for standard 4: 3 aspect ratio and wide screen 16: 9.
[0007]
In the case of an NTSC signal as a television signal, there is a relationship of fsc = (455/2) fh between the color subcarrier signal frequency fsc and the horizontal synchronizing signal frequency fh, and between the vertical synchronizing frequency fv. Has a relationship of fh = (525/2) fv.
[0008]
According to the above-mentioned recommendation, it is necessary to generate a clock (hereinafter abbreviated as fc) of 525 lines, that is, 1716 times the horizontal synchronization frequency of the NTSC standard television signal and a frequency of 27 MHz. This frequency is determined in consideration of mutual conversion between the PAL and NTSC television signals, but is not an integer multiple of the color subcarrier signal frequency of the NTSC television signal. The ratio of fsc and fc is 455/3432 = (13 × 7 × 5) / (13 × 11 × 3 × 2 × 2 × 2) = (7 × 5) / (11 × 3 × 2 × 2 × 2) = 35/264.
[0009]
Therefore, in the apparatus according to the above-mentioned recommendation, there is no clock that is an integral multiple of the color subcarrier signal of the television signal, and therefore, when such a device attempts to measure the SCH of the input signal. This clock cannot be used as in a device using a clock with a color subcarrier frequency four times that of the prior art.
[0010]
Further, the above-described SCH detection apparatus is used when the accuracy of measurement is affected by a delay element that performs analog delay, and such a delay element is used when aiming at an IC, in other words, a complete digitalization. Is impossible.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and its object is to provide analog television broadcast (terrestrial, CS / BS) NTSC or PAL analog television signals, or the like. The ITU-R BT. It is an object to provide an SCH detection device for an analog video signal that can easily measure the SCH of an input signal in an analog / digital conversion device that converts the digital video signal into a format conforming to 601 or 656.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention provides an SCH detection apparatus for an analog video signal, wherein the analog video signal is input and the analog video signal is synchronized. An A / D converter for converting a digital signal including a portion and a video portion into a quantized digital signal, and 0 of a horizontal synchronization component in the analog video signal H Reference point or 0 H A system clock signal generator for generating a system clock signal for sampling the vicinity of the reference point, and a sin / cos signal phase-coupled to the color burst portion of the color component signal extracted from the quantized video signal. A digital color demodulator having a sin / cos table for outputting, and inputting the color component signal and demodulating the color based on a signal output from the sin / cos table; H 0 to extract the timing signal associated with the reference point H A reference extraction circuit, address information of the sin / cos table, and the 0 H An SCH measurement register that inputs a signal from a reference extraction circuit unit and measures the SCH; and a conversion table that converts an output signal of the SCH measurement register into phase angle data, and outputs the output signal of the conversion table to SCH information. It is characterized by taking out as.
[0013]
The invention according to claim 2 is the SCH detection device according to claim 1, wherein the system clock signal is generated from a PLL with reference to a synchronization component signal of the quantized digital signal. It is characterized by.
[0014]
The invention described in claim 3 is the SCH detection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the system clock signal is not an integer multiple of the subcarrier signal frequency. It is.
[0015]
The invention according to claim 4 is the SCH detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the conversion table is 180 degrees with an angle represented by a cos output signal of the sin / cos table. It is characterized by outputting different values.
[0016]
The invention according to claim 5 is an SCH detection device for an analog video signal, which receives an analog video signal and converts it into a quantized digital signal including a synchronization portion and a video portion of the analog video signal. An A / D converter for conversion, a system clock signal generator for generating a system clock signal phase-locked to a horizontal synchronization component of the analog video signal, and 0 of a horizontal synchronization component included in the quantized digital signal H Reference point or 0 H Samples with quantized values after the reference point are quasi-zero H Quasi-zero extracted as a reference point H Reference point extraction unit and the extracted quasi-zero H 0 from the reference point sample H A phase difference output unit that calculates and outputs a phase up to a reference point, and a sin / cos signal that is phase-coupled to a color burst portion of a color component signal extracted from the quantized video signal. a digital color demodulation circuit unit that has a cos table and inputs the color component signal to demodulate the color based on a signal output from the sin / cos table; address information of the sin / cos table; H And an SCH measurement register that inputs an output signal of the reference extraction means and measures SCH, and generates SCH information based on the output of the SCH measurement register and the phase difference output means. .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows the input of an NTSC television signal to which the present invention is applied, and ITU-RBT. FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of an analog / digital conversion apparatus that converts a digital video signal in a format conforming to 601 or 656; In the description, an example in which the clock used for digital processing is not an integer multiple of the color subcarrier signal frequency will be described as an embodiment. However, it is apparent that the present invention can be applied even if it is an integer multiple.
[0019]
The apparatus shown as an embodiment in FIG. 1 also processes an analog composite television signal and an analog separate video signal in which a luminance signal and a color signal are separated, such as an S-VHS signal. Is assumed.
[0020]
In FIG. 1, reference numerals 101 and 102 denote A / D converters that input a luminance signal and a color signal as such analog signals and convert them into digital signals. In the case of a normal television signal, it is digitized only by the A / D converter 101 and separated into a luminance signal and a color signal by the Y / C separation unit at the next stage, and the luminance signal is processed at the luminance signal processing circuit 104 at the next stage. Is processed. In the case of an analog separate video signal, the luminance component signal is A / D converted by the A / D converter 101 and the color signal component signal is A / D converted by the A / D converter 102.
[0021]
The output of the A / D converter 102 and the color signal separated from the Y / C separation unit are switched by a switching unit 105 controlled in conjunction with an input signal switching unit (not shown), and color demodulation processing indicated by reference numeral 106 is performed. Sent to the department.
[0022]
Here, the A / D converter 101 A / D converts both the video component and the range of the synchronization component of the input signal.
[0023]
A clock generator that generates a system clock for digital processing with respect to the video signal processing system as described above inputs a synchronization component signal from the A / D converter 101 as shown in the figure. , A synchronization separation unit 122 that performs synchronization separation, and a PLL unit that receives a signal of the H-SYNC component from the synchronization separation unit 122 and generates a clock signal having a frequency 1716 times the signal frequency. The clock signal from the PLL OSC unit is sent to the A / D converters 101 and 102 and to each processing unit (not shown). To be precise, a clock having a frequency of 13.5 MHz which is 1/2 of 27 MHz generated in the PLL OSC unit (frequency of 858 times the frequency of H-SYNC) is sent to each processing unit.
[0024]
The color demodulation is performed by a color demodulation unit 106 including a multiplier 107/108, an LPF 109/110, a phase difference detection unit and filter unit 111, a DTO (digital time oscillator) unit 112, and a sin / cos table 113. -Y signal and RY signal are generated. This color demodulation method is a digital method realizing a method called X demodulation or Z demodulation.
[0025]
Every color signal is a combination of two signals, the color burst signal phase shifted by 90 degrees (R−Y) and the B−Y signal shifted by 180 degrees. Therefore, the color signal is demodulated based on the phase difference between the color signal and the color burst signal. This demodulation method will be briefly described below.
[0026]
FIG. 2 shows the phase relationship between the color burst signal (reference signal), the color signal (C (ωt)), and the color difference signals Cr and Cb (where Cr = R−Y and Cb = B−Y). ing. Here, if the reference signal = −cos ωt (= cos (π + ωt)), the color signal C (ωt) is
C (ωt) = Cb × sinωt + Cr × cosωt (Formula 1)
It is represented by A signal of this format is output from the switch 105 in FIG. When the equation 1 is multiplied by cos ωt and sin ωt, the following equations 2 and 3 are obtained.
C (ωt) × cosωt = Cb × sinωt × cosωt + Cr × (cosωt) 2 ... (Formula 2)
C (ωt) × sinωt = Cb × (sinωt) 2 + Cr × cosωt × sinωt (Formula 3)
here,
sin (x) × cos (y) = (1/2) (sin (x + y) + sin (xy), (cos (x)) 2 = (1 + cos2x) / 2, (sin (x)) 2 = (1-cos2x) / 2
Therefore, Equation 2 and Equation 3 are respectively
C (ωt) × cosωt = Cb × (1/2) × sin2ωt + Cr × (1/2) × (1 + cos2ωt) (Formula 4)
C (ωt) × sinωt = Cb × (1-cos2ωt) / 2 + Cr × (1/2) × sin2ωt (Equation 5)
It becomes.
[0027]
Expressions 4 and 5 described above indicate signals having DC components of Cr / 2 and Cb / 2 and double frequency components, respectively. Accordingly, when the color signal is multiplied by the multipliers 107 and 108 with the cos and sin data from the cos / sin table, the filter processing is performed by the LPF that removes the frequency component twice the color carrier frequency. As a result, Cr, Cb, that is, RY and BY signals are obtained as outputs.
[0028]
For the color burst (color reference signal) portion, the outputs of the multipliers 107 and 108 are as follows.
Reference signal × cosωt = -cos (π + ωt)) cosωt =-(cosπcosωt-sinπsinωt) cosωt = -cosπcosωt 2 -sinπsinωtcosωt = -cosπ (1 + cos2ωt) / 2-sinπsin2ωt =-(cosπ) / 2- (cosπcos2ωt) / 2-sinπsin2ωt (Expression 7)
Reference signal × sinωt = -cos (π + ωt)) sinωt =-(cosπcosωt-sinπsinωt) sinωt = -cosπcosωtsinωt-sinπsinωt 2 =-(cosπsin2ωt) / 2-sinπ (1-cos2ωt) / 2 =-(cosπsin2ωt) / 2- (sinπ) / 2- (sinπcos2ωt) / 2 (Equation 8)
In the above, focusing on only the DC component, Equations 7 and 8 are-(cosπ) / 2 and-(sinπ) / 2, respectively. Each is 1/2, 0.
[0029]
In the above description, it is assumed that the sin / cos table output is in the above-described relationship in the phase relationship with the color burst signal of the color signal. Actually, a PLL loop including a phase difference detection / filter unit 111, a DTO unit 112, and a sin / cos table is configured. The phase difference detection / filter unit 111 receives the burst flag generated from the synchronization separation unit 122, generates a phase error signal or a frequency error based on the Cb and Cr values of the part, and further calculates an operation error and the like. It is sent to the DTO section through the filter to be removed.
[0030]
FIG. 3 is a diagram for explaining the DTO unit 112 and the SCH detection circuit 124 in more detail. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0031]
In FIG. 3, the register 302 of the DTO unit is configured with 16 bits, for example, and the adder 301 adds the error signal described above, a constant described later, and the output of the register 302, and uses the addition result as the input of the register 302. Yes. In the embodiment, the clock frequency supplied to this register is 13.5 MHz.
[0032]
When the frequency of the clock for driving these is 13.5 MHz, since one line period is 858 clocks, and this period is 455/2 times the subcarrier frequency, 858 / (455/2) = about 3.771428572 clocks The value represented by these 16 bits changes with the period. This value itself is the same as when a sawtooth wave having the frequency of the subcarrier signal is sampled with a 13.5 MHz clock, and each value represents the phase of the subcarrier signal.
[0033]
With this 16-bit output of DTO, for example, in decimal representation, when outputting a value obtained by adding 17,377 (= 65,536 / 3.771... = 17,376.97 rounded off), Data whose frequency changes at a frequency of 3.579551696 MHz is obtained. In this case, the data string of 1, 1 + 17, 377, 1 + 2 * 17, 377 is 360 // in contrast to the data string of 0, 17, 377, 2 × 17, 377,. It represents a 3.579551696 MHz signal shifted by 65,536 degrees. The exact frequency of the subcarrier signal is 3.579545455 MHz. The difference between the two is about 6 Hz.
[0034]
In the NTSC system, the horizontal frequency f H , Subcarrier frequency f SC , Vertical frequency f V In between, f H = 4.5MHz / 286, f SC = F H (455/2), f V = 2f H There is a / 525 relationship.
[0035]
The constants input to the adder 301 in FIG. 3 are 17,377 (decimal notation) because the above-described embodiment is for the NTSC signal. This value is different because the color carrier frequency is different in the case of the PAL signal.
[0036]
Various proposals have been made for the above-described error signal generation method and a specific circuit configuration including the register 302. For example, in the above-described Expressions 7 and 8, the signal of each frequency 2ωt is ignored, and furthermore, since the phase is not locked, π is replaced with a variable, and becomes 0 when this variable is π or 3π. By obtaining a function result having a specific slope at a point as an error signal, the PLL circuit can be operated so as to converge to a desired phase. Therefore, by using such a function result as an error signal, in a converged state, a cos signal having a phase difference of π with respect to the color reference signal and a sin signal having a phase difference of π / 2 are obtained. be able to. Further, as described above, when the color burst signal frequency of the input color signal is 3.579551696 MHz as described above, the error signal becomes zero at the stable time when the PLL operation converges, and this state is maintained. The role of the error signal during the transition means a correction amount of the phase of the register change.
[0037]
In the embodiment, the number of bits of the register 303 is 16 bits from the viewpoint of frequency accuracy. However, the number of bits for driving the sin / cos table is not 16 bits, and in the embodiment, the number of bits of the register 303 is high. Eight bits are used as table address information. In this way, a signal having a change of sin and cos at each table output is obtained.
[0038]
The function of the sin / cos table is to output sin and cos values in one cycle, that is, from 0 degrees to 360 degrees in the range of 0 to 255 in decimal notation in the above-described embodiment. .
[0039]
Next, a system clock that is the basic operation of the circuit described above will be described.
[0040]
FIG. 4 is an excerpt from the RS-170A standard described above. The amplitude level is indicated by IRE, where 100 IRE is the white level, 0 IRE is the blanking level, and −40 IRE is the leading edge level of synchronization. Also, the horizontal base point is 0 in FIG. H The timing of the level-20IRE portion of the H-SYNC signal shown as the reference point is shown. From this timing, the color burst signal is started after a period corresponding to 19 cycles of the subcarrier signal. In FIG. 4, the vertical axis represents amplitude, the unit is IRE, the horizontal axis is the time axis, and the unit is μs.
[0041]
0 H If the definition of the reference point is expressed by another expression, the level of a portion called a front porch or a back porch of the horizontal synchronization signal shown as the reference level in FIG. 5 and the SYNC signal shown in FIG. 4 or FIG. This is a timing having a midpoint level with the tip level of 4.7 μs ±, 0.02.
[0042]
H-SYNC leading edge, ie, 0 in FIG. H The interval from −4IRE to −36IRE is 0.14 ± 0.02 μs (0.14 μs is a half period of the subcarrier signal) so that the signal components before and after the reference point become subcarrier frequency signal components. It has become. This has the purpose of preventing the time relationship between the reference point and the subcarrier signal from being lost even if the frequency characteristic or the phase characteristic is changed.
[0043]
FIG. 1 shows a PLL oscillator that uses H-SYNC in a quantized signal as a reference. In the conventional analog circuit, the H-SYNC signal as the reference signal is generated as follows. A voltage value between the blanking level of the analog video signal and the front-end level of the H-SYNC (the lowest level in the sync signal waveform in the negative direction) is obtained, and an intermediate voltage value is generated. The generated voltage The synchronization portion of the input signal is sliced by value, and the leading edge of the separated synchronization signal (having analog timing) as a result of slicing is used as the reference signal for the PLL. Even with the clock signal generated in this way, the A / D converter uses 0 of RS-170A as indicated by reference numeral 501 in FIG. H The reference point was not necessarily sampled. This is because the analog time delay of each processing circuit has an influence. There are a delay in the A / D converter, a filter delay before the A / D converter, a system path for A / D conversion and a system path for synchronization separation, and the like. In general, such a delay time slightly changes depending on the temperature or the like. However, if such a delay temperature change or the like is ignored, or if such a change is small and can be ignored, a certain relationship can be maintained. For example, it is possible to match or substantially match by providing a phase adjustment circuit.
[0044]
In this embodiment, instead of the conventional analog synchronization separation, the reference signal to the PLL unit 121 having an analog VCO is obtained by performing synchronization separation from the signal quantized by the A / D converter. It is a signal. Therefore, in order to make it the same as a reference signal having a conventional analog timing, a special comparison is made between the signal obtained by dividing the oscillated clock signal and the signal of the synchronous part that is quantized. Thus, the middle point of H-SYNC indicated by reference numeral 501 in FIG. 5 is finally sampled. To be precise, the clock frequency generated by this part is twice the frequency of 13.5 MHz, and the point indicated by reference numeral 501 in FIG. The error signal is generated digitally so that one of the 5 MHz clocks samples the point indicated by reference numeral 501 in FIG.
[0045]
Normally, the leading edge portion of the sync signal (starting portion of the negative direction signal) has a slope, and this portion is sampled with a nominal 27 MHz frequency sampling clock, so that a quantized value of several clocks is obtained. It is done. One of the quantized data of the leading edge portion of the synchronizing signal having such a quantized value is an intermediate value between the leading value of the synchronizing component level and the blanking level, that is, 0. H Phase control is executed so as to be a reference point. In other words, the phase error obtained when the timing of the quantized sample after the adjacent quantized sample having the quantized value before and after such an intermediate value is used as the reference signal is assumed to be a virtual 0 H The phase error up to the reference point is digitally calculated, and the phase error resulting from the calculation is added to generate a final phase error signal. In this case, the above-described 27 MHz is divided into 13.5 MHz, and the changing point of the clock having the frequency of 13.5 MHz is 0. H Considered to be a reference point.
[0046]
Therefore, 13.5 MHz as a system clock generated from the generated clock having a frequency of 27 MHz, that is, one of the system clock trains of the circuit including the DTO unit described above is from the viewpoint of quantized data. , 0 in RS-170A H It has a reference point timing. However, a certain amount of error is included depending on the input signal. However, the magnitude of this error can be ignored in view of the accuracy required as the SCH information.
[0047]
From the viewpoint of quantized data, the above-described method is 0 in RS-170A. H It will be understood that a system clock signal including a reference point is generated and the output value of the DTO is obtained in relation to the phase of the color burst signal in the quantized data.
[0048]
If the input timings of the multipliers 107 and 108 shown in FIG. 1 are used as a reference for examining the phase (processing delay) in digital processing, the preceding stage includes the Y / C separation unit 103 and the switching circuit 105. In the previous stage of this Y / C separation unit, 0 in RS-170A H A signal associated with the reference point, with a delay of 0 in FIG. H A signal that is the basis of the reference signal is generated.
[0049]
The processing delay in the Y / C separation unit 103 includes a delay due to filter processing including the preceding and following sample values. Further, the output signal of the DTO on the demodulation circuit side is also advanced by at least one clock with respect to the reference point for the phase examination described above. In the embodiment, since the system clock frequency is 13.5 MHz and is not an integer multiple of the subcarrier signal frequency, the processing returns to the original phase (rotates 360 degrees) with a delay of 4 clocks. I can't.
[0050]
Therefore, 0 H 0 taken out by the reference extraction circuit H The SCH shown in FIG. 3 is obtained by delaying one clock signal having the timing of the reference point in units of clocks in consideration of the above-described processing delay and phase matching (or time matching) with the output timing of the DTO. Can be fetched from the register 302 into the register 303. In FIG. 3, 0 supplied to the register 303. H The signal is a clock signal that is time-matched with the DTO output signal.
[0051]
The line from the register 302 to the register 303 is supplied with the upper bits of the register 302, for example, 8 bits. In this case, for example, if the value represented by 8 bits is 00 in hexadecimal notation, the SCH is 0 degrees, and if it is 128, it represents 180 degrees. In reality, there is jitter in the output value of the DTO, so there is no delay. H If the reference signal is generated once in one scanning period, for example, a state where 00 and 01 are alternately output for each line in hexadecimal notation is also assumed. In order to avoid this, for example, a clock applied to the register 303 (delay 0) H By setting the reference signal) to about once per second, it is possible to obtain a data value that changes gently and is easy to read. Since the output of the register 303 is a binary representation and not a frequency unit, it is converted into a frequency by the conversion table 304 and output. In this conversion, as shown in FIG. 2, the phase of the reference signal (color burst signal) is 180 degrees different from the phase of the cos output of the sin / cos table. Need to create.
[0052]
In the above description, 0 H Consider the error that the determination of whether or not a reference point has on the SCH. Usually, the generated 13.5 MHz has a jitter of about ± 1 degree at the subcarrier frequency, and an error in terms of the quantization accuracy of the synchronization component to be quantized occurs. For example, when a signal having a slope as shown in FIG. 4 or FIG. 5 is quantized, for example, when expressing a peak value 133 IRE including a color signal and a synchronous 40 IRE by 8-bit quantization, The synchronous component 40IRE is divided into about 59 quantized values. Therefore, the range of 0.14 ± 0.02 μs of the leading edge portion of the synchronization signal shown in FIG. 4 corresponds to a period of about 2 clocks, and when the first quantized value is 40, the next quantized value is About 10 is assumed. Then, the difference 30 between the two is that the clock of the frequency of 13.5 MHz is about 95 degrees per clock, so an error of 95 degrees / 30 = about 3.2 degrees with respect to the assumed 1-bit error, Will be generated for the SCH. However, it is possible to reduce the error due to this 1-bit error by averaging.
[0053]
The present invention has been described above by taking the present embodiment as an example, that is, on the premise of an NTSC television signal, but it is easy to change to the following form without departing from the spirit of the present invention.
[0054]
1. System clock signal is 0 H The reference point or its vicinity was sampled, but 0 H Even at a position away from the reference point, the 0 H If the time interval from the reference point is constant, for example, 0 H If you always sample a point that was sent 1/2 clock from the reference point or a point in the vicinity of it, the SCH information measured based on this sample point has an angle of 95.4545 degrees for one clock of 13.5 MHz. SCH information can be obtained by adding half, 47.72 degrees. If the shift is 1/3 clock, 31.82 (= 95.4545 / 3) degrees may be added.
[0055]
FIG. 6 is a diagram for explaining the above. When sampling is performed stably as shown in FIG. N Quasi-zero for the time being H The above-described circuit is operated as a reference point. In this case, the sample N Is a sample having a quantized value at or below the midpoint of the sync level. Where the sample N The quantization value of L N ,sample N-1 The quantization value of L N-1 When the midpoint level of the synchronization level is C, the phase difference shown in FIG. N -L N-1 | / | L N This corresponds to a clock of −C |. Expressed as an angle, 95.4545 × | L N -L N-1 | / | L N −C | degrees.
[0056]
Such a case is assumed when a system clock is generated by an analog circuit that is phase-locked to the separated horizontal synchronization component signal.
[0057]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration in the case described above. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The difference is that the reference signal for phase comparison to the PLL OSC 121 is input to the input signal of the A / D converter 101 and the signal obtained by slicing the midpoint of the synchronous portion in an analog manner is the H-SYNC signal. This is obtained from the sync separator 131 for extracting Further, a signal from the synchronization separation unit 122 that separates the synchronization component of the quantized signal is obtained, and the above-described quasi-zero value is obtained. H An error (phase difference) detection unit 132 that detects an error (clock phase difference) between the reference point and the timing of the midpoint of the synchronous component at the previous timing by the above-described method is provided. And this error detection part 132, and quasi-zero H A calculation unit 133 that calculates data from the SCH detection circuit based on the reference point and outputs final SCH information is provided.
[0058]
2. The present invention is applicable even in the case of a PAL signal or in the case of a frequency of a subcarrier signal whose system clock frequency is four times.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an analog video signal is input and an A / D converter that converts the analog video signal into a quantized digital signal including a synchronization portion and a video portion, and analog video 0 of horizontal sync component in signal H Reference point or 0 H It has a system clock signal that samples the vicinity of the reference point and a sin / cos table that outputs a sin / cos signal that is phase-coupled to the color burst portion of the quantized video signal, and is extracted from the quantized signal. In an apparatus including a digital color demodulation circuit that demodulates a color component signal based on a signal output from the sin / cos table, H 0 to extract the timing signal associated with the reference point H Reference extraction circuit and 0 H A register for taking in address information of the sin / cos table by a signal from the reference extraction circuit;
Since a conversion table for inputting the output of the register and converting it into data representing the phase angle is provided, SCH information can be extracted from the output data of the conversion table.
[0060]
Further, the above-described method can be digitally processed and can be integrated into an IC.
[0061]
In addition, when a digital signal processing circuit for a video signal having a digital color demodulation circuit is provided, the sampling point by the system clock signal is 0. H Even if it is deviated from the reference point, it is 0 from the neighboring sampling points. H By linearly interpolating the reference point and adding / subtracting the deviation, it is possible to obtain SCH information with a required accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an input of an NTSC television signal to which the present invention is applied, and an ITU-R BT. FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of an analog / digital conversion apparatus that converts a digital video signal in a format conforming to 601 or 656;
FIG. 2 is a diagram illustrating a phase relationship among a color burst signal, a color signal, and color difference signals Cr and Cb.
FIG. 3 is a diagram for explaining the DTO unit and the SCH detection circuit part of FIG. 1 in more detail.
FIG. 4 is a diagram for explaining a standard of RS-170A.
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of a clock generation unit that generates from a horizontal synchronization signal.
FIG. 6 is a diagram for explaining a case where a deviation of a sampling point at the leading edge of H-SYNC is converted into an angle.
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention, which is a modification of the configuration shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
101, 102 A / D converter
103 Y / C separator
104 Luminance signal processor
105 color signal selector
106 Color signal demodulator
107, 108 multiplier
109, 110 Low-pass filter
111 Phase difference detection, filter
112 DTO Department
113 sin / cos table
121 PLL OSC Department
122 Sync separator
123 0 H Standard extraction unit
124 SCH detector
131 Sync separator from analog signal
132 Quasi-zero H Reference sample and 0 H Error (phase difference) detector with reference timing
133 arithmetic circuit
301 Adder
302 registers
303 registers
304 conversion table
501 0 H Reference position (midpoint)

Claims (5)

アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めて量子化デジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記アナログ・ビデオ信号中の水平同期成分の0基準点、あるいは該0基準点近傍をサンプリングするシステム・クロック信号を発生するシステム・クロック信号発生器と、
前記量子化されたビデオ信号から抽出された色成分信号のカラー・バースト部分に位相結合したsin/cosの信号を出力するsin/cosテーブルを有し、該sin/cosテーブルから出力される信号に基づいて、前記色成分信号を入力して色復調するデジタル色復調部と、
前記0基準点に関連付けられたタイミングの信号を抽出する0基準抽出回路部と、
前記sin/cosテーブルのアドレス情報と、前記0基準抽出回路部からの信号を入力しSCHを測定するSCH測定レジスタと、
前記SCH測定レジスタの出力信号を位相角度のデータに変換する変換テーブルと、
を備え、
前記変換テーブルの出力信号をSCH情報として取り出すことを特徴とするSCH検出装置。
An A / D converter for inputting an analog video signal and converting the analog video signal into a quantized digital signal including a synchronization portion and a video portion of the analog video signal;
A system clock signal generator for generating a system clock signal for sampling the 0 H reference point of the horizontal synchronization component in the analog video signal or the vicinity of the 0 H reference point;
A sin / cos table that outputs a sin / cos signal that is phase-coupled to the color burst portion of the color component signal extracted from the quantized video signal, and the signal output from the sin / cos table A digital color demodulator that receives the color component signal and demodulates the color,
A 0 H reference extraction circuit unit for extracting a signal of timing associated with the 0 H reference point;
An address information of the sin / cos table, an SCH measurement register that inputs a signal from the 0 H reference extraction circuit unit and measures SCH;
A conversion table for converting the output signal of the SCH measurement register into phase angle data;
With
An SCH detection apparatus that extracts an output signal of the conversion table as SCH information.
前記システム・クロック信号は、前記量子化デジタル信号の同期成分信号をリファレンスとしたPLLから生成されることを特徴とする請求項1に記載のSCH検出装置。2. The SCH detection apparatus according to claim 1, wherein the system clock signal is generated from a PLL using a synchronization component signal of the quantized digital signal as a reference. 前記システム・クロック信号は、サブキャリア信号周波数の整数倍の周波数ではないことを特徴とする請求項1または2に記載のSCH検出装置。The SCH detection apparatus according to claim 1, wherein the system clock signal is not an integer multiple of a subcarrier signal frequency. 前記変換テーブルは、前記sin/cosテーブルのcosの出力信号が表す角度と180度異なる値を出力することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のSCH検出装置。4. The SCH detection device according to claim 1, wherein the conversion table outputs a value that is 180 degrees different from an angle represented by a cos output signal of the sin / cos table. 5. アナログ・ビデオ信号を入力し、該アナログ・ビデオ信号の同期部分と映像部分を含めて量子化デジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記アナログ・ビデオ信号の水平同期成分に位相ロックしたシステム・クロック信号を発生するシステム・クロック信号発生器と、
前記量子化デジタル信号に含まれる水平同期成分の0基準点あるいは該0基準点以後の量子化値を有するサンプルを準0基準点として抽出する準0基準点抽出部と、
前記抽出した準0基準点のサンプルから0基準点までの位相を算出して出力する位相差出力部と、
前記量子化されたビデオ信号から抽出された色成分信号のカラー・バースト部分に位相結合したsin/cosの信号を出力するsin/cosテーブルを有し、該sin/cosテーブルから出力される信号に基づいて、前記色成分信号を入力して色復調するデジタル色復調回路部と、
前記sin/cosテーブルのアドレス情報と前記準0基準抽出手段の出力信号を入力しSCHを測定するSCH測定レジスタと、
を備え、
前記SCH測定レジスタと前記位相差出力部の出力を基にしてSCH情報を生成することを特徴とするアナログ・ビデオ信号のSCH検出装置。
An A / D converter for inputting an analog video signal and converting the analog video signal into a quantized digital signal including a synchronization portion and a video portion of the analog video signal;
A system clock signal generator for generating a system clock signal phase-locked to a horizontal synchronization component of the analog video signal;
And quasi 0 H reference point extracting section for extracting a sample having 0 H reference point or the 0 H reference point since the quantized value of the horizontal synchronizing component included in the quantized digital signal as a quasi 0 H reference point,
A phase difference output unit that calculates and outputs a phase from the sample of the extracted quasi 0 H reference point to the 0 H reference point;
A sin / cos table that outputs a sin / cos signal that is phase-coupled to the color burst portion of the color component signal extracted from the quantized video signal, and the signal output from the sin / cos table A digital color demodulation circuit unit that receives the color component signal and demodulates the color,
An SCH measurement register for inputting the address information of the sin / cos table and the output signal of the quasi 0 H reference extraction means and measuring the SCH;
With
An SCH detection apparatus for analog video signals, wherein SCH information is generated based on outputs of the SCH measurement register and the phase difference output unit.
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