JP4675992B2 - 映像信号用同期信号生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像信号用同期信号生成装置に関し、特に、表示出力用制御信号である同期信号制御装置において、表示垂直同期信号の周波数と異なる周波数を有する入力垂直同期信号の映像信号を表示する映像再生機器に使用される映像信号用同期信号生成装置に関する。

一般的に、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと示す）などの映像再生機器では、映像出力用の垂直同期信号の周波数（以下、表示垂直同期周波数と示す）の周期範囲が大きさや機種毎に規格が設けられている。そして、ほとんどの規格において、垂直同期信号の周期の許容範囲が極めて狭く設定されている。

一方で、ＦＰＤなどの映像再生機器で再生させる映像信号の種類は多様化しており、その入力垂直同期周波数が表示垂直同期周波数と異なる場合も多々みられるようになってきた。例えば、入力垂直同期周波数が２４Ｈｚの映画再生出力を、表示垂直同期周波数が６０ＨｚのＦＰＤに表示する場合などが上記に相当する。

このように、２４Ｈｚの入力垂直同期周波数を有する映画再生出力を表示垂直同期周波数が６０Ｈｚの映像機器に表示する方法としては、映画再生出力の各フレームを、２−３プルダウン方式によりテレシネ変換することで、１秒あたり２４フレームから成る映像信号から、1秒あたり６０フレームの入力信号を生成する方法が従来知られている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に示すようにフレームを追加することで入力垂直同期周波数と表示垂直同期周波数との周波数差を見かけ上等しくするようにしても、クロックの同期誤差のずれなどにより、実際には入力垂直同期周波数と表示垂直同期周波数とが微妙にずれて非同期な状態が生じてしまう。非同期な状態では、映像のスキップ（飛び越し）やリピート（繰り返し）が生じるため、映像品位が著しく低下してしまうという問題があった。
特開２００４−２７４５７６号公報（図１）

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、映像信号の入力垂直同期周波数と映像機器の表示垂直同期周波数とが異なる場合においても、これらが同期化する確率を向上させ、映像品位の低下を防ぐことができる、映像信号用同期信号生成装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る映像信号用同期信号生成装置は、映像表示の基準となり第１の周波数を有する表示基準同期信号と、映像を構成し第２の周波数を有する入力同期信号とを同期化させ、表示同期信号として出力する映像信号用同期信号生成装置であって、前記第１の周波数の２倍の周波数を前記第２の周波数で除して周波数比を算出する周波数比生成部と、前記入力同期信号の１周期を前記周波数比で等分した信号を生成し、この等分した信号を１回ごとに間引いて、前記入力同期信号と同位相の同期信号を生成する同期信号生成部と、を備えたことを特徴とする。

映像信号の入力垂直同期周波数と映像機器の表示垂直同期周波数とが異なる場合においても、これらが同期化する確率を向上させ、映像品位の低下を防ぐことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

始めに、図１を参照して、本発明の実施の形態に係わる映像信号用同期信号生成装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる映像信号用同期信号生成装置の構成を説明する概略ブロック図である。

図１に示すように、本発明に係わる映像信号用同期信号生成装置は、表示垂直同期周波数（例えば６０Hz）を有する表示基準同期信号Vｂと、入力垂直同期周波数（例えば２４Hz）を有する入力同期信号Ｖｉとが入力されて、表示基準同期信号Vｂに同期化可能な周波数を有する表示同期信号Ｖｏが出力される、表示同期信号生成部１を有する。

表示同期信号生成部１の詳細な構成を、図２を用いて説明する。図２は、表示同期信号生成部１の構成を説明する概略ブロック図である。

図２に示すように、表示同期信号生成部１は、表示可能な周期の許容範囲内に収まるように表示基準同期信号Vｂを補償する表示補償部２と、表示同期信号Ｖｏと入力同期信号Ｖｉとの周波数比を検出する周波数比検出部３と、入力同期信号Ｖｉと周波数比検出部３の出力とに基づき表示基準同期信号Vｂと入力同期信号Ｖｉとが同期化可能な同期化周波数を有する同期信号Ｖｘを生成する同期化周波数生成部４と、同期信号Ｖｘが表示可能な周期の許容範囲内か否かを判定する同期化可否判定部５と、表示同期信号Ｖｏとして出力する同期信号を選択する表示同期選択部６とから構成される。

表示補償部２は、表示補償のオン／オフを選択して切り替える補償モード選択部２１，２７と、同期補償期間用ラインカウンタ２２と、同期補償期間用ラインカウンタ２２のカウンタ値と表示補償範囲の最小設定値Ｖｓｈｔとを比較する比較器２３と、同期補償期間用ラインカウンタ２２のカウンタ値と表示補償範囲の最大設定値Ｖｌｎｇとを比較する比較器２４と、比較器２４の出力結果に基づき同期信号Ｖｌを生成するＶｌ同期信号生成部２５と、任意の同期信号Ｖの立ち上がりのタイミングがＶｓｈｔ以上Ｖｌｎｇ未満であるか否かを判定するためのゲート信号Ｖｇａｔｅを生成する補償期間用ゲート信号生成部２６とから構成される。

表示同期信号生成部１に入力された表示基準同期信号Vｂは、補償モード選択部２１，２７に入力される。補償モード選択部２１，２７では、表示補償のオン／オフがソフト的に選択されており、表示補償がオフの場合、補償モード選択部２７から表示基準同期信号Vｂが出力される。なお、補償モード選択部２１，２７のモード（表示補償のオン／オフ）は連動しており、常に同じモードが選択されるように設定されている。

表示補償がオンの場合、同期補償期間用ラインカウンタ２２が表示基準同期信号Vｂのライン数のカウントアップを開始する。なお、同期補償期間用ラインカウンタ２２のカウンタ値は０から１ずつカウントアップされ、表示基準同期信号Vｂまたは表示同期信号Ｖｏの周期に同期して０にリセットされる。カウンタ値は比較器２３，２４に出力される。

比較器２３では、同期補償期間用ラインカウンタ２２から入力されたラインカウンタ値と、表示補償範囲の最小設定値Ｖｓｈｔとが比較される。比較結果は、補償期間用ゲート信号生成部２６に出力される。比較器２４では、同期補償期間用ラインカウンタ２２から入力されたラインカウンタ値と、表示補償範囲の最大設定値Ｖｌｎｇとが比較される。比較結果は、Ｖｌ同期信号生成部２５と補償期間用ゲート信号生成部２６とに出力される。

Ｖｌ同期信号生成部２５では、比較器２４の出力を用い、表示基準同期信号Vｂのラインカウンタ値と表示補償範囲の最大設定値Ｖｌｎｇとが一致したタイミングに同期する、同期信号Ｖｌが生成される。生成された同期信号Ｖｌは、表示可能最低周波数を有する同期信号であり、補償モード選択部２７に出力される。

補償期間用ゲート信号生成部２６では、比較器２３，２４からの入力を用い、表示基準同期信号Vｂのラインカウンタ値と表示補償範囲の最小設定値Ｖｓｈｔとが一致したタイミングで立ち上がり、表示基準同期信号Vｂのラインカウンタ値と表示補償範囲の最大設定値Ｖｌｎｇとが一致したタイミングで立ち下がる矩形波を生成する。生成した矩形波は、後述する生成回路４３から出力される同期信号Ｖｘの立ち上がりのタイミングがＶｓｈｔ以上Ｖｌｎｇ以下に存在するか否かを判定するためのゲート信号Ｖｇａｔｅとして、同期化可否判定部５に出力される。即ち、表示同期信号の周波数が、予め設定された表示可能最低周波数以上であり、かつ、予め設定された表示可能最高周波数以下の周波数制限範囲内に入るように表示補償を行なっている。

補償モード選択部２７では、表示補償がオンの場合とオフの場合とで表示同期選択部６に出力する信号が異なる。表示補償がオンの場合、Ｖｌ同期信号生成部２５から入力された同期信号Ｖｌが出力される。一方、表示補償がオフの場合、補償モード選択部２１から入力された表示基準同期信号Vｂが出力される。

周波数比検出部３は、入力同期信号Ｖｉの周期を検出するための入力同期用カウンタ３１と、表示同期信号Ｖｏの周期を検出するための表示同期用カウンタ３２と、入力同期用カウンタ３１のカウンタ値を保持する入力同期用カウンタ値保持部３３と、表示同期用カウンタ３２のカウンタ値を保持する表示同期用カウンタ値保持部３４と、入力同期信号Ｖｉの周波数と表示同期信号Ｖｏの周波数との比を算出する周波数比生成部３５とから構成される。

入力同期用カウンタ３１は、０から一定速度で値をカウントアップし、入力同期信号Ｖｉに同期してカウンタ値をリセットするカウンタである。カウンタ値は入力同期用カウンタ値保持部３３に出力される。入力同期用カウンタ値保持部３３では、リセットされる直前のカウンタ値ＣｎｔＶｉを次のリセットまでの間保持する。すなわち、入力同期信号Ｖｉの任意の１周期の間、直前の１周期において入力同期用カウンタ３１でカウントアップされ同周期の終了時点においてリセットされる直前のカウンタ値を保持する。

入力同期用カウンタ値保持部３３で保持されるカウンタ値ＣｎｔＶｉは、周波数比生成部３５と同期化周波数生成部４とに出力される。

一方、表示同期用カウンタ３２は、０から一定速度で値をカウントアップし、表示同期信号Ｖｏに同期してカウンタ値をリセットするカウンタである。カウンタ値は表示同期用カウンタ値保持部３４に出力される。表示同期用カウンタ値保持部３４では、リセットされる直前のカウンタ値ＣｎｔＶｏを次のリセットまでの間保持する。すなわち、表示同期信号Ｖｏの任意の１周期の間、直前の１周期において表示同期用カウンタ３２でカウントアップされ同周期の終了時点においてリセットされる直前のカウンタ値を保持する。

表示同期用カウンタ値保持部３４で保持されるカウンタ値ＣｎｔＶｏは、周波数比生成部３５に出力される。

周波数比生成部３５では、入力同期用カウンタ値保持部３３から入力されるカウンタ値ＣｎｔＶｉと、表示同期用カウンタ値保持部３４から入力されるカウンタ値ＣｎｔＶｏを２倍した値とを比較し、表示同期信号Ｖｏ（の倍速信号）と入力同期信号Ｖｉとの周波数比ｎを算出する。例えば、入力同期信号Ｖｉの周波数が２４Ｈｚ、表示同期信号Ｖｏの周波数が６０Ｈｚの場合、２４／（６０＊２）＝１／５となり、ｎ＝５と算出される。

なお、表示同期信号Ｖｏの周期を倍速して周波数比を算出しているのは、入力同期信号Ｖｉがインタレース方式で映像再生機器に表示される場合にも対応できるようにするためである。算出された周波数比（ｎ）は、同期化周波数生成部４に出力される。

同期化周波数生成部４は、同期信号Ｖｘを生成するためのＶｘ生成用カウンタ４１と、ＣｎｔＶｉを周波数比ｎで等分したタイミングで立ち上がる一致信号Ｖｘ´を生成するＶｘ生成用比較回路部４２と、一致信号Ｖｘ´の立ち上がりを１回毎に間引いて同期信号Ｖｘを生成する、同期信号生成部としてのＶｘ生成回路部４３とから構成される。

Ｖｘ生成用カウンタ４１は、入力同期用カウンタ３１と同様、０から一定速度で値をカウントアップし、入力同期信号Ｖｉに同期してカウンタ値をリセットするカウンタである。カウンタ値ＣｎｔＶｘはＶｘ生成用比較回路部４２に出力される。

Ｖｘ生成用比較回路部４２は、入力同期用カウンタ値保持部３３から入力されるカウンタ値ＣｎｔＶｉを周波数比生成部３５から入力される周波数比ｎで等分した値と、Ｖｘ生成用カウンタ４１から入力されるカウンタ値ＣｎｔＶｘとを比較し、両者が一致したタイミングで立ち上がる信号（一致信号Ｖｘ´）を生成する。

例えば、カウンタ値ＣｎｔＶｉ＝３０９３７５０、ｎ＝５の場合、ＣｎｔＶｘが、３０９３７５０＊０，３０９３７５０＊（１／５），３０９３７５０＊（２／５），３０９３７５０＊（３／５），３０９３７５０＊（４／５）と一致したタイミングで立ち上がる信号を一致信号Ｖｘ´として出力する。

Ｖｘ生成回路部４３は、入力された一致信号Ｖｘ´の立ち上がりを１回ごとに間引くことで同期信号Ｖｘを生成し、同期化可否判定部５と表示同期選択部６とに出力する。

入力同期信号Ｖｉ、一致信号Ｖｘ´、及び同期信号Ｖｘの関係を、図３のタイミングチャートを用いて説明する。図３は、入力同期信号Ｖｉ、一致信号Ｖｘ´、及び同期信号Ｖｘの関係を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は、周波数２４Ｈｚの入力同期信号Ｖｉを６０Ｈｚの表示基準同期信号Vｂに同期化させる場合のタイミングチャート、（ｂ）は、周波数２５Ｈｚの入力同期信号Ｖｉを５０Ｈｚの表示基準同期信号Vｂに同期化させる場合のタイミングチャートを示している。

図３（ａ）に示すように、周波数２４Ｈｚの入力同期信号Ｖｉは、２周期で１フレームを構成している。入力同期用カウンタ値保持部３３は、入力同期信号Ｖｉに同期してリセットされ、リセットされる直前の入力同期用カウンタ３１のカウンタ値ＣｎｔＶｉを次のリセットまでの間保持する。

入力同期信号Ｖｉの周波数と、表示同期信号Ｖｏ（＝表示基準同期信号Vｂ）の周期を倍速した周波数との周波数比は、ｎ＝６０＊２／２４＝５である。従って、一致信号Ｖｘ´は、カウンタ値ＣｎｔＶｉを５等分した値とカウンタ値ＣｎｔＶｘとが一致したタイミングに立ち上がりを有する信号（パルス）となる。従って、一致信号Ｖｘ´は図３（ａ）に示すように、入力同期信号Ｖｉが立ち上がるタイミングでリセットされ、入力同期信号Ｖｉの１周期の期間を５等分したタイミングで立ち上がりを有する。

同期信号Ｖｘは、一致信号Ｖｘ´の立ち上がり（パルス）を１回毎に間引いて生成している。具体的には、一致信号Ｖｘ´から、２回目、４回目、６回目、…、２ｍ回目（ｍ：自然数）、すなわち、偶数回目の立ち上がり（パルス）を間引くことで、奇数回目の立ち上がりのみを残した信号（パルス）が、同期信号Ｖｘとなる。

このようにして同期信号Ｖｘを生成することで、同期信号Ｖｘの周波数を表示基準同期信号Vｂの近傍の周波数に設定でき、かつ、入力同期信号Ｖｉの各フレームの開始タイミングと、同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングとを常に一致させることができる。なお、図３（ｂ）に示す、周波数２５Ｈｚの入力同期信号Ｖｉを５０Ｈｚの表示基準同期信号Vｂに同期化させる場合は、周波数比が５のかわりに４である点を除けば上述した図３（ａ）の場合と同様である。

同期化可否判定部５では、補償期間用ゲート信号生成部２６から入力されたゲート信号Ｖｇａｔｅを用い、同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングが補償期間内に存在するか否かが判定される。同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングがＶｓｈｔ以上Ｖｌｎｇ以下に存在する場合、補償期間内であると判定される。一方、同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングがＶｓｈｔ以上Ｖｌｎｇ以下に存在しない場合、補償期間外であると判定される。判定結果は表示同期選択部６に出力される。

表示同期選択部６では、同期化可否判定部５から入力される判定結果に従い、入力された各種信号から適切な信号が選択され、表示同期信号Ｖｏとして出力される。同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングが補償期間内に存在する旨の判定結果が入力された場合、同期信号Ｖｘが表示同期信号Ｖｏとして出力される。一方、同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングが補償期間内に存在しない旨の判定結果が入力された場合、補償モード選択部２７から入力された信号が表示同期信号Ｖｏとして出力される。

なお、補償モード選択部２７から表示同期選択部６に出力される信号は、表示補償がオンの場合とオフの場合とで異なる。表示補償がオンの場合、Ｖｌ同期信号生成部２５から入力された同期信号Ｖｌが出力される。一方、表示補償がオフの場合、補償モード選択部２１から入力された表示基準同期信号Vｂが出力される。

従って、同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングが補償期間内に存在せず、かつ、表示補償がオンの場合、同期信号Ｖｌが表示同期信号Ｖｏとして出力される。また、同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングが補償期間内に存在せず、かつ、表示補償がオフの場合、表示基準同期信号Vｂが表示同期信号Ｖｏとして出力される。

このように構成された映像信号用同期信号生成装置を用い、例えば周波数が２４Ｈｚの入力同期信号Ｖｉを、例えば周波数が６０Ｈｚの表示基準同期信号Vｂに同期させる方法を説明する。

まず、補償モード選択部２１，２７がオフに切り替えられ、周波数６０Ｈｚの表示基準同期信号Vｂが表示同期信号Ｖｏとして出力される。この表示同期信号Ｖｏが周波数比検出部３にフィードバックされ、周波数比生成部３５において入力同期信号Ｖｉと表示同期信号Ｖｏ（＝表示基準同期信号Vｂ）との周波数比ｎ（＝５）が算出される。

算出された周波数比ｎは、Ｖｘ生成用比較回路部４２に入力されて、周波数約１２０Ｈｚの一致信号Ｖｘ´が生成される。一致信号Ｖｘ´はＶｘ生成回路部４３に入力され、その立ち上がりを１回ごとに間引かれて、周波数約６０Ｈｚの同期信号Ｖｘが生成される。なお、一致信号Ｖｘ´は入力同期信号Ｖｉによって常にリセットされるので、入力同期信号Ｖｉと同期信号Ｖｘとは常に同期化している。

同期信号Ｖｘは同期化可否判定部５に入力されて、その立ち上がりタイミングが表示補償期間内に存在するか否かが判定される。同期化開始直後の入力同期信号Ｖｉが表示基準同期信号Vｂに同期化されていない状態では、同期信号Ｖｘは表示補償期間内に存在しない。従って、同期化開始直後は、補償モード選択部２７から出力された信号が表示同期信号Ｖｏとして表示同期選択部６から出力される。

ここで、周波数比ｎが算出されると直ちに補償モード選択部２１，２７がオンに切り替えられるので、補償モード選択部２７から同期信号Ｖｌが出力される。同期信号Ｖｌの周期は、映像機器に表示可能な周波数でありながら、同期信号Ｖｘとの位相差を表示基準同期信号Vｂに比べて早く近づけることができるという特徴を有する。

同期信号Ｖｘと同期信号Ｖｌとの位相が近づくことにより、同期信号Ｖｘの立ち上がりタイミングが表示補償期間内に入ると、同期信号Ｖｌにかわって同期信号Ｖｘが表示同期信号Ｖｏとして出力される。同期信号Ｖｘは常に入力同期信号Ｖｉと同期化されているため、表示同期信号Ｖｏが同期信号Ｖｌから同期信号Ｖｘに切り替わった時点で表示同期信号Ｖｏと入力同期信号Ｖｉとが同期化される。

このように、本発明の実施の形態においては、入力同期信号Ｖｉと表示基準同期信号Vｂとの周波数比ｎを算出し、この周波数比ｎに応じて表示基準同期信号Vｂと同期化可能であり、表示基準同期信号Ｖｂの周波数の近傍の周波数を有し、かつ、入力同期信号Ｖｉと常に同期している同期信号Ｖｘを生成し、同期信号Ｖｘが表示基準同期信号Vｂと同期化した時点で、同期信号Ｖｘを表示同期信号Ｖｏとして用いている。これによって、入力同期信号Ｖｉと表示同期信号Ｖｏとの周波数が異なる場合でも、これらが同期化する確率を向上させ、映像品位の低下を防ぐことができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施の形態に係わる映像信号用同期信号生成装置の構成を説明する概略ブロック図。 表示同期信号生成部１の構成を説明する概略ブロック図。 入力同期信号Ｖｉ、一致信号Ｖｘ´、及び同期信号Ｖｘの関係を説明するタイミングチャート。（ａ）は、周波数２４Ｈｚの入力同期信号Ｖｉを６０Ｈｚの表示基準同期信号Vｂに同期化させる場合のタイミングチャート、（ｂ）は、周波数２５Ｈｚの入力同期信号Ｖｉを５０Ｈｚの表示基準同期信号Vｂに同期化させる場合のタイミングチャートを示している。

符号の説明

２…表示補償部、３…周波数比検出部、４…同期化周波数生成部、５…同期化可否判定部、６…表示同期選択部、２１，２７…補償モード選択部、２２…同期補償期間用ラインカウンタ、２３，２４…比較器、２５…Ｖｌ同期信号生成部、２６…補償期間用ゲート信号生成部、３１…入力同期用カウンタ、３２…表示同期用カウンタ、３３…入力同期用カウンタ値保持部、３４…表示同期用カウンタ値保持部、３５…周波数比生成部、４１…Ｖｘ生成用カウンタ、４２…Ｖｘ生成用比較回路部、４３…Ｖｘ生成回路部、

Claims (5)

1. 映像表示の基準となり第１の周波数を有する表示基準同期信号と、映像を構成し第２の周波数を有する入力同期信号とを同期化させ、表示同期信号として出力する映像信号用同期信号生成装置であって、
   前記第１の周波数の２倍の周波数を前記第２の周波数で除して周波数比を算出する周波数比生成部と、
   前記入力同期信号の１周期を前記周波数比で等分した信号を生成し、この等分した信号を１回ごとに間引いて、前記入力同期信号と同位相の同期信号を生成する同期信号生成部と、
   を備えたことを特徴とする映像信号用同期信号生成装置。
2. 前記周波数比生成部は、前記表示同期信号によってリセットされる第１のカウンタのカウンタ値と、前記入力同期信号によってリセットされる第２のカウンタのカウンタ値とを用いて前記周波数比を算出することを特徴とする、請求項１に記載の映像信号用同期信号生成装置。
3. 前記同期信号に基づき前記入力同期信号と同期化させる前記表示同期信号を生成し、かつ、前記表示同期信号の周波数が、予め設定された表示可能最低周波数以上であり、かつ、予め設定された表示可能最高周波数以下の周波数制限範囲内に入るように表示補償を行なう表示補償部を更に有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の映像信号用同期信号生成装置。
4. 前記同期信号が、前記周波数制限範囲内か否かを判定する同期化可否判定部を更に備えたことを特徴とする、請求項３に記載の映像信号用同期信号生成装置。
5. 同期化可否判定部において前記同期信号が前記周波数制限範囲内であると判定された場合、前記同期信号を前記表示同期信号として出力し、前記同期信号が前記周波数制限範囲内でないと判定された場合、前記表示可能最低周波数を有する同期信号を前記表示同期信号として出力する表示同期選択部を更に有することを特徴とする、請求項４に記載の映像信号用同期信号生成装置。

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