JP6856481B2 - Frame synchronization device and frequency difference detection method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、フレーム同期装置及び周波数差検知方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a frame synchronization device and a frequency difference detection method.

放送局は、発信源から映像信号を受信する。発信源から送られる映像信号と、放送局内の基準同期信号との間にはわずかな周波数差が存在するため、放送局では、フレームシンクロナイザを用いて、映像信号を局内の基準同期に同期させる。フレームシンクロナイザは、内蔵されたデュアルポートのフレームメモリに、発信源から送信された映像信号をそれ自身の周波数で書き込み、基準同期の周波数で読み出しを行う。フレームシンクロナイザは、映像信号の書き込みが基準同期による読み出しを追い越しそうになったとき、フレームスキップを行う。フレームスキップとは、フレームメモリから１フレーム分飛び越してフレームを読み出すことである。反対に、読み出しが書き込みを追い越しそうになったとき、フレームシンクロナイザは、フレームリピートを行う。フレームリピートとは、フレームメモリから１フレーム分繰り返してフレームを読み出すことである。フレームスキップ及びフレームリピートを行うことにより、フレームシンクロナイザは、発信源の周波数と基準同期の周波数差を吸収する。 Broadcasting stations receive video signals from their sources. Since there is a slight frequency difference between the video signal sent from the source and the reference synchronization signal in the broadcasting station, the broadcasting station uses a frame synchronizer to synchronize the video signal with the reference synchronization in the station. The frame synchronizer writes the video signal transmitted from the source to the built-in dual-port frame memory at its own frequency and reads it out at the reference synchronization frequency. The frame synchronizer skips frames when the writing of the video signal is about to overtake the reading by the reference synchronization. Frame skip is to skip one frame from the frame memory and read the frame. Conversely, the frame synchronizer performs a frame repeat when the read is about to overtake the write. The frame repeat is to read a frame from the frame memory repeatedly for one frame. By performing frame skip and frame repeat, the frame synchronizer absorbs the frequency difference between the source frequency and the reference synchronization.

フレームシンクロナイザに入力される映像信号は、しばしば異なる発信源から送信された映像信号に切り替えられる。一般に、入力信号の切り替えが行われた直後は、入力映像信号と基準同期の周波数差がわからないため、フレームスキップ又はフレームリピートを行うタイミングの判定を行うことができない。したがって、周波数差を検知するまでの間にフレームシンクロナイザの出力に不体裁が生じる可能性があった。 The video signal input to the frame synchronizer is often switched to a video signal transmitted from a different source. In general, immediately after the input signal is switched, the frequency difference between the input video signal and the reference synchronization is not known, so that it is not possible to determine the timing of frame skipping or frame repeat. Therefore, there is a possibility that the output of the frame synchronizer may be distorted before the frequency difference is detected.

特開２００９−８８６５４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-88654 特開２００８−１５４０１１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-154011

本発明が解決しようとする課題は、映像信号の切替えから、映像信号と局内の基準同期信号の周波数差を検知するまでの時間を短縮することができるフレーム同期装置及び周波数差検知方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a frame synchronization device and a frequency difference detection method capable of shortening the time from switching of a video signal to detecting the frequency difference between the video signal and the reference synchronization signal in the station. That is.

実施形態のフレーム同期装置は、フレーム記憶部と、算出部とを持つ。フレーム記憶部は、入力された映像信号のフレームを随時書き込み、書き込まれたフレームを随時読み出して出力する。算出部は、フレーム記憶部へのフレームの書込位置とフレーム記憶部からのフレームの読出位置との差分を、１フレームの読み出しに要する時間よりも短い時間間隔で算出し、算出した差分が変化するまでにかかった時間に基づいて、前記読出位置の更新に用いられる同期信号と映像信号との周波数差を算出する。 The frame synchronization device of the embodiment has a frame storage unit and a calculation unit. The frame storage unit writes the frame of the input video signal at any time, reads the written frame at any time, and outputs the frame. The calculation unit calculates the difference between the frame writing position in the frame storage unit and the frame reading position from the frame storage unit at a time interval shorter than the time required for reading one frame, and the calculated difference changes. The frequency difference between the synchronization signal and the video signal used for updating the read position is calculated based on the time required for the operation.

実施形態の放送システムの構成例を示す図。The figure which shows the configuration example of the broadcasting system of embodiment. 実施形態の同期制御部の詳細な構成例を示す図。The figure which shows the detailed configuration example of the synchronization control part of embodiment. 実施形態の同期制御部の処理を示すフロー図。The flow chart which shows the process of the synchronization control part of embodiment. 実施形態の映像信号切替後のフレームメモリを示す図。The figure which shows the frame memory after the video signal switching of an embodiment.

以下、実施形態のフレーム同期装置及び周波数差検知方法を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the frame synchronization device and the frequency difference detection method of the embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、実施形態の放送システム１の構成例を示す図である。放送局は、スイッチャ２とフレームシンクロナイザ３とを有する。Ｐ箇所（Ｐは１以上の整数）の発信源Ａそれぞれは、放送局に映像信号Ｂを出力する。同図では、ｐ番目（ｐは１以上Ｐ以下の整数）の発信源をＡ（ｐ）と記載し、発信源Ａ（ｐ）から出力される映像信号Ｂを映像信号Ｂ（ｐ）と記載している。スイッチャ２は、入力された操作に従って、受信した映像信号Ｂ（１）〜Ｂ（Ｐ）のうちいずれかをフレームシンクロナイザ３に出力する。スイッチャ２からの出力を、映像信号Ｘと記載する。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the broadcasting system 1 of the embodiment. The broadcasting station has a switcher 2 and a frame synchronizer 3. Each of the source A at the P location (P is an integer of 1 or more) outputs the video signal B to the broadcasting station. In the figure, the p-th (p is an integer of 1 or more and P or less) source is described as A (p), and the video signal B output from the source A (p) is described as video signal B (p). doing. The switcher 2 outputs any of the received video signals B (1) to B (P) to the frame synchronizer 3 according to the input operation. The output from the switcher 2 is referred to as a video signal X.

フレームシンクロナイザ３は、フレーム同期装置の一例である。フレームシンクロナイザ３は、フレームメモリ３１と、同期分離書込制御部３２と、同期分離読出制御部３３と、同期制御部３４とを備える。 The frame synchronizer 3 is an example of a frame synchronizer. The frame synchronizer 3 includes a frame memory 31, a synchronous separation / write control unit 32, a synchronous separation / read control unit 33, and a synchronous control unit 34.

フレームメモリ３１は、フレーム記憶部の一例である。フレームメモリ３１は、映像信号Ｘに含まれる２以上のフレームを、フレーム単位で記憶するリングバッファである。フレームメモリ３１は、入力された映像信号Ｘのフレームを受信した順に随時書き込み、書き込まれたフレームを随時読み出して出力する。フレームメモリ３１は、同期分離書込制御部３２の制御により、映像信号Ｘを、その映像信号Ｘ自体の周波数で書き込む。また、フレームメモリ３１は、記憶した２以上のフレームのうちの最も古くに記憶されたフレームから順に読み出す。読み出されたフレームメモリは、映像信号Ｘ’としてフレームシンクロナイザ３の外部に出力される。フレームメモリ３１へのフレームの書込位置をＷＰ（Write Pointer）、フレームメモリ３１からのフレームの読出位置をＲＰ（Read Pointer）と記載する。 The frame memory 31 is an example of a frame storage unit. The frame memory 31 is a ring buffer that stores two or more frames included in the video signal X in frame units. The frame memory 31 writes the frames of the input video signal X at any time in the order in which they are received, and reads and outputs the written frames at any time. The frame memory 31 writes the video signal X at the frequency of the video signal X itself under the control of the synchronous separation / writing control unit 32. Further, the frame memory 31 reads out the oldest stored frame among the two or more stored frames in order. The read frame memory is output to the outside of the frame synchronizer 3 as a video signal X'. The writing position of the frame to the frame memory 31 is described as WP (Write Pointer), and the reading position of the frame from the frame memory 31 is described as RP (Read Pointer).

同期分離書込制御部３２は、映像信号Ｘに含まれる同期信号を抽出する。同期分離書込制御部３２は、抽出した同期信号に基づいてＷＰを更新する。これにより、フレームメモリ３１は、映像信号Ｘを、その映像信号Ｘ自体の周波数で書き込むことができる。同期分離読出制御部３３は、放送局内の基準同期信号に基づいてクロックを発生させ、発生させたクロックに基づいてＲＰを更新する。これにより、フレームメモリ３１は、放送局内の基準同期信号の周波数に基づいてフレームを読み出すことができる。 The synchronous separation / writing control unit 32 extracts the synchronous signal included in the video signal X. The synchronous separation / writing control unit 32 updates the WP based on the extracted synchronization signal. As a result, the frame memory 31 can write the video signal X at the frequency of the video signal X itself. The synchronous separation / reading control unit 33 generates a clock based on the reference synchronous signal in the broadcasting station, and updates the RP based on the generated clock. As a result, the frame memory 31 can read out the frame based on the frequency of the reference synchronization signal in the broadcasting station.

同期制御部３４は、算出部の一例である。算出部は、ＲＰとＷＰの差分を随時算出し、差分が変化するまでにかかった時間に基づいて、映像信号Ｘの周波数と、ＲＰの更新に用いられる同期信号の周波数との周波数差を算出する。ＲＰの更新に用いられる同期信号は、局内の基準同期信号又は基準同期信号から生成されたクロックである。この同期信号の周波数を、同期信号周波数と記載する。 The synchronization control unit 34 is an example of a calculation unit. The calculation unit calculates the difference between RP and WP at any time, and calculates the frequency difference between the frequency of the video signal X and the frequency of the synchronization signal used for updating the RP based on the time it takes for the difference to change. To do. The synchronization signal used for updating the RP is a reference synchronization signal in the station or a clock generated from the reference synchronization signal. The frequency of this synchronization signal is referred to as a synchronization signal frequency.

図２は、同期制御部３４の詳細な構成例を示す図である。同期制御部３４は、記憶部３４１と、周波数差検知部３４２と、スキップ／リピート制御部３４３とを備える。 FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration example of the synchronization control unit 34. The synchronization control unit 34 includes a storage unit 341, a frequency difference detection unit 342, and a skip / repeat control unit 343.

記憶部３４１は、各種データを記憶する。記憶部３４１は、差分変化フラグ記憶部３４１１と、差分記憶部３４１２と、クロック数記憶部３４１３とを備える。差分変化フラグ記憶部３４１１は、差分変化フラグを記憶する。差分変化フラグは、映像信号の切替後、ポインタ差分の変化が検出されたか否かを示す。本実施形態では、差分変化フラグの値「０」は、映像信号の切替後にポインタ差分の変化がまだ検出されていないことを表し、値「１」は、映像信号の切替後にポインタ差分の変化が検出済みであることを表す。差分記憶部３４１２は、ポインタ差分を記憶する。クロック数記憶部３４１３は、クロック数カウンタを記憶する。クロック数カウンタは、ポインタ差分が変化するまでにかかるクロック数の計測値を示す。 The storage unit 341 stores various data. The storage unit 341 includes a difference change flag storage unit 3411, a difference storage unit 3412, and a clock number storage unit 3413. The difference change flag storage unit 3411 stores the difference change flag. The difference change flag indicates whether or not a change in the pointer difference is detected after switching the video signal. In the present embodiment, the value "0" of the difference change flag indicates that the change of the pointer difference has not yet been detected after switching the video signal, and the value "1" indicates that the change of the pointer difference has not been detected after switching the video signal. Indicates that it has been detected. The difference storage unit 3412 stores the pointer difference. The clock number storage unit 3413 stores the clock number counter. The clock count counter indicates a measured value of the number of clocks required for the pointer difference to change.

周波数差検知部３４２は、差分算出部３４２１と、差分変化時間計測部３４２２と、差分変化検出部３４２３と、周波数偏差算出部３４２４とを備える。差分算出部３４２１は、ポインタ差分を随時算出する。具体的には、差分算出部３４２１は、同期分離読出制御部３３が発生させるクロックごとに、つまり、ＲＰが更新されるごとにポインタ差分を算出する。差分変化時間計測部３４２２は、ポインタ差分の変化が発生するまでの時間を計測する。本実施形態では、差分変化時間計測部３４２２は、この時間をクロック数により計測する。差分変化検出部３４２３は、ポインタ差分が変化したか否かを検出する。周波数偏差算出部３４２４は、ポインタ差分が変化するまでにかかった時間に基づいて、映像信号Ｘの周波数と同期信号周波数との周波数偏差を算出する。 The frequency difference detection unit 342 includes a difference calculation unit 3421, a difference change time measurement unit 3422, a difference change detection unit 3423, and a frequency deviation calculation unit 3424. The difference calculation unit 3421 calculates the pointer difference at any time. Specifically, the difference calculation unit 3421 calculates the pointer difference for each clock generated by the synchronous separation / read control unit 33, that is, every time the RP is updated. The difference change time measuring unit 3422 measures the time until the change of the pointer difference occurs. In the present embodiment, the difference change time measuring unit 3422 measures this time by the number of clocks. The difference change detection unit 3423 detects whether or not the pointer difference has changed. The frequency deviation calculation unit 3424 calculates the frequency deviation between the frequency of the video signal X and the synchronization signal frequency based on the time taken until the pointer difference changes.

映像信号Ｘの周波数と同期信号周波数との周波数偏差がｘ［ｐｐｍ］であるとき、（１／ｘ）×１０６クロックを周期として、ＲＰとＷＰとの差分が変化する。したがって、ポインタ差分が変化する周期に基づいて、周波数偏差を計算することが可能である。ポインタ差分が変化するまでにクロック数Ｔがかかった場合、周波数偏差は（１／Ｔ）×１０６［ｐｐｍ］である。 When the frequency deviation between the frequency and the synchronizing signal frequency of the video signal X is x [ppm], a cycle of (1 / x) × 10 6 clocks, the difference between the RP and WP are changed. Therefore, it is possible to calculate the frequency deviation based on the period in which the pointer difference changes. If the pointer difference is applied clock number T until the change, the frequency deviation is (1 / T) × 10 6 [ppm].

スキップ／リピート制御部３４３は、現在のポインタ差分及び周波数偏差算出部３４２４が算出した周波数偏差に基づいて、フレームスキップ又はフレームリピートを実行するタイミングを算出する。スキップ／リピート制御部３４３は、算出したタイミングにおいてフレームスキップ又はフレームリピートを行うよう、同期分離読出制御部３３に指示する。同期分離読出制御部３３は、フレームスキップが指示された場合、所定数のフレーム、具体的には、１フレーム分を飛び越してフレームを読み出すようＲＰを設定する。また、同期分離読出制御部３３は、フレームリピートが指示された場合、フレームメモリ３１から所定数のフレーム、具体的には、１フレーム分を繰り返し読み出すようＲＰを設定する。 The skip / repeat control unit 343 calculates the timing for executing the frame skip or frame repeat based on the current pointer difference and the frequency deviation calculated by the frequency deviation calculation unit 3424. The skip / repeat control unit 343 instructs the synchronous separation read control unit 33 to perform frame skip or frame repeat at the calculated timing. When the frame skip is instructed, the synchronous separation read control unit 33 sets the RP to skip a predetermined number of frames, specifically, one frame and read the frames. Further, the synchronous separation / reading control unit 33 sets the RP to repeatedly read a predetermined number of frames, specifically, one frame from the frame memory 31 when the frame repeat is instructed.

一般に、異なる発信源から出力される映像信号の周波数は完全に同一ではない。そのため、放送局でフレームシンクロナイザ３の入力である映像信号Ｘが、映像信号Ｂ（ｐ）から映像信号Ｂ（ｑ）に切り換えられた場合（ｑ≠ｐ、ｐ及びｑは１以上Ｐ以下の整数）、映像信号Ｘの周波数と同期信号周波数との周波数偏差を計算し直す必要がある。 In general, the frequencies of video signals output from different sources are not exactly the same. Therefore, when the video signal X, which is the input of the frame synchronizer 3 at the broadcasting station, is switched from the video signal B (p) to the video signal B (q) (q ≠ p, p and q are integers of 1 or more and P or less). ), It is necessary to recalculate the frequency deviation between the frequency of the video signal X and the synchronization signal frequency.

図３は、同期制御部３４の処理フローである。同期制御部３４は、映像信号Ｘが切り替わったことを検出し、割り込みルーチンとして同図に示す処理フローを開始する。 FIG. 3 is a processing flow of the synchronization control unit 34. The synchronization control unit 34 detects that the video signal X has been switched, and starts the processing flow shown in the figure as an interrupt routine.

差分変化検出部３４２３は、差分変化フラグ記憶部３４１１に記憶される差分変化フラグに、まだポインタ差分が検出されていないことを表す「０」を設定する(ステップＳ１０５）。差分算出部３４２１は、現在のＲＰの値とＷＰの値との差分であるポインタ差分を算出し、差分記憶部３４１２に書き込む（ステップＳ１１０）。差分変化時間計測部３４２２は、クロック数記憶部３４１３に記憶されるクロック数カウンタに「０」を設定して初期化する(ステップＳ１１５）。 The difference change detection unit 3423 sets "0" indicating that the pointer difference has not been detected yet in the difference change flag stored in the difference change flag storage unit 3411 (step S105). The difference calculation unit 3421 calculates a pointer difference, which is the difference between the current RP value and the WP value, and writes it in the difference storage unit 3412 (step S110). The difference change time measurement unit 3422 initializes the clock number counter stored in the clock number storage unit 3413 by setting "0" (step S115).

同期分離読出制御部３３が基準同期信号に基づいてクロックを発生すると、差分変化時間計測部３４２２は、このクロックの発生を検出する(ステップＳ１２０）。差分変化時間計測部３４２２は、クロック数記憶部３４１３に記憶されるクロック数カウンタの値を、１を加算した値に更新する(ステップＳ１２５）。差分算出部３４２１は、クロック発生後のＲＰの値とＷＰの値との差分であるポインタ差分を算出する（ステップＳ１３０）。差分変化検出部３４２３は、ステップＳ１３０において算出したポインタ差分と、差分記憶部３４１２に記憶されるポインタ差分とを比較し、ポインタ差分に変化があったか否かを判定する(ステップＳ１３５）。差分変化検出部３４２３が、ポインタ差分に変化はないと判定した場合(ステップＳ１３５：ＮＯ）、周波数差検知部３４２は、ステップＳ１２０からの処理を繰り返す。 When the synchronous separation read control unit 33 generates a clock based on the reference synchronous signal, the difference change time measuring unit 3422 detects the generation of this clock (step S120). The difference change time measuring unit 3422 updates the value of the clock number counter stored in the clock number storage unit 3413 to a value obtained by adding 1 (step S125). The difference calculation unit 3421 calculates the pointer difference, which is the difference between the RP value and the WP value after the clock is generated (step S130). The difference change detection unit 3423 compares the pointer difference calculated in step S130 with the pointer difference stored in the difference storage unit 3412, and determines whether or not there is a change in the pointer difference (step S135). When the difference change detection unit 3423 determines that there is no change in the pointer difference (step S135: NO), the frequency difference detection unit 342 repeats the process from step S120.

差分変化検出部３４２３は、ポインタ差分に変化があったと判定した場合(ステップＳ１３５：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０の判定処理を行う。すなわち、差分変化検出部３４２３は、差分変化フラグ記憶部３４１１に記憶される差分変化フラグの値に基づいて、映像信号切替後の最初の差分変化であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。差分変化検出部３４２３は、差分変化フラグの値が「０」であり、最初の差分変化であると判定した場合(ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、差分変化フラグの値を「１」に書き換える(ステップＳ１４５）。周波数差検知部３４２は、ステップＳ１１０からの処理を繰り返す。 When it is determined that the pointer difference has changed (step S135: YES), the difference change detection unit 3423 performs the determination process in step S140. That is, the difference change detection unit 3423 determines whether or not it is the first difference change after switching the video signal based on the value of the difference change flag stored in the difference change flag storage unit 3411 (step S140). When the difference change detection unit 3423 determines that the value of the difference change flag is "0" and is the first difference change (step S140: YES), the difference change detection unit 3423 rewrites the value of the difference change flag to "1" (step S145). ). The frequency difference detection unit 342 repeats the process from step S110.

一方、差分変化検出部３４２３は、差分変化フラグの値が「１」である場合、映像信号切替後に差分変化が検出済みであると判定する(ステップＳ１４０：ＮＯ）。周波数偏差算出部３４２４は、クロック数記憶部３４１３に記憶されるクロック数カウンタの値を読み出す。周波数偏差算出部３４２４は、読み出したクロック数カウンタの値が示す時間に基づいて、映像信号Ｘの周波数と、同期信号周波数との周波数偏差を算出する（ステップＳ１５０）。スキップ／リピート制御部３４３は、ステップＳ１５０において算出された周波数偏差と、現在のポインタ差分とに基づいて、フレームスキップ又はフレームリピートを行うタイミングを算出する(ステップＳ１５５）。 On the other hand, when the value of the difference change flag is "1", the difference change detection unit 3423 determines that the difference change has been detected after the video signal is switched (step S140: NO). The frequency deviation calculation unit 3424 reads out the value of the clock number counter stored in the clock number storage unit 3413. The frequency deviation calculation unit 3424 calculates the frequency deviation between the frequency of the video signal X and the synchronization signal frequency based on the time indicated by the value of the read clock count counter (step S150). The skip / repeat control unit 343 calculates the timing for performing frame skip or frame repeat based on the frequency deviation calculated in step S150 and the current pointer difference (step S155).

なお、同期制御部３４は、ステップＳ１５５の後、ステップＳ１１０からの処理を繰り返してもよい。 The synchronization control unit 34 may repeat the process from step S110 after step S155.

図４は、映像信号切替後のフレームメモリ３１を示す図である。同図を用いて、図３の処理の具体例を説明する。 FIG. 4 is a diagram showing a frame memory 31 after switching the video signal. A specific example of the process of FIG. 3 will be described with reference to FIG.

時刻ｔ０において映像信号Ｘが切り替わると、図３の処理が開始される。差分変化検出部３４２３は、差分変化フラグに「０」を設定する(図３のステップＳ１０５）。差分算出部３４２１は、時刻ｔ０におけるＲＰとＷＰの差分であるポインタ差分Ｄ０を算出し、差分記憶部３４１２に書き込む（図３のステップＳ１１０）。差分変化時間計測部３４２２は、クロック数カウンタに「０」を設定する(図３のステップＳ１１５）。 When the video signal X is switched at time t 0 , the process of FIG. 3 is started. The difference change detection unit 3423 sets the difference change flag to "0" (step S105 in FIG. 3). The difference calculation unit 3421 calculates the pointer difference D 0 , which is the difference between RP and WP at time t 0, and writes it in the difference storage unit 3412 (step S110 in FIG. 3). The difference change time measuring unit 3422 sets “0” in the clock number counter (step S115 in FIG. 3).

差分変化時間計測部３４２２は、クロックの発生を検出すると(図３のステップＳ１２０）、クロック数カウンタの値に１を加算する(図３のステップＳ１２５）。差分算出部３４２１は、ポインタ差分を算出する（図３のステップＳ１３０）。差分変化検出部３４２３は、前回算出したポインタ差分Ｄ０と変化がないと判定する(ステップＳ１３５：ＮＯ）。同期制御部３４は、クロックが発生する度に、クロック数の更新、ポインタ差分の算出、ポインタ差分の変化の有無の判定を繰り返す。 When the difference change time measuring unit 3422 detects the occurrence of a clock (step S120 in FIG. 3), 1 is added to the value of the clock number counter (step S125 in FIG. 3). The difference calculation unit 3421 calculates the pointer difference (step S130 in FIG. 3). The difference change detection unit 3423 determines that there is no change from the previously calculated pointer difference D 0 (step S135: NO). The synchronization control unit 34 repeats updating the number of clocks, calculating the pointer difference, and determining whether or not the pointer difference has changed each time a clock is generated.

時刻ｔ０からｍクロック経過した時刻ｔ１において、ポインタ差分Ｄ１がＤ０＋１又はＤ０−１になると、差分変化検出部３４２３は、ポインタ差分に変化ありと判定する(図３のステップＳ１３５：ＹＥＳ）。差分変化検出部３４２３は、映像信号切替後の最初の差分変化であると判定し（図３のステップＳ１４０：ＹＥＳ）、差分変化フラグの値を「１」に書き換える(図３のステップＳ１４５）。差分算出部３４２１は、ポインタ差分Ｄ１を差分記憶部３４１２に書き込む（図３のステップＳ１１０）。差分変化時間計測部３４２２は、クロック数カウンタの現在値「ｍ」をリセットし、「０」を設定する(図３のステップＳ１１５）。同期制御部３４は、クロックが発生する度に、クロック数の更新、ポインタ差分の算出、ポインタ差分の変化の有無の判定を繰り返す。 At time t 1 has elapsed m clocks from the time t 0, the pointer difference D 1 is D 0 +1 or D 0 -1, difference change detecting unit 3423 determines that there is change in the pointer difference (step S135 in FIG. 3 : YES). The difference change detection unit 3423 determines that it is the first difference change after the video signal is switched (step S140: YES in FIG. 3), and rewrites the value of the difference change flag to “1” (step S145 in FIG. 3). The difference calculation unit 3421 writes the pointer difference D 1 to the difference storage unit 3412 (step S110 in FIG. 3). The difference change time measuring unit 3422 resets the current value “m” of the clock number counter and sets “0” (step S115 in FIG. 3). The synchronization control unit 34 repeats updating the number of clocks, calculating the pointer difference, and determining whether or not the pointer difference has changed each time a clock is generated.

時刻ｔ１からｎクロック経過した時刻ｔ２において、ポインタ差分Ｄ２がＤ１＋１又はＤ１−１になると、差分変化検出部３４２３は、ポインタ差分に変化ありと判定する(図３のステップＳ１３５：ＹＥＳ）。差分変化検出部３４２３は、映像信号の切替後に差分変化が検出済みであると判定する(図３ステップＳ１４０：ＮＯ）。よって、ＲＰとＷＰとの距離が変化する周期は、クロック数カウンタの現在値が示すｎクロックであることが分かる。周波数偏差算出部３４２４は、映像信号Ｘの周波数と同期信号周波数との周波数偏差を、（１／ｎ）×１０６と算出する（ステップＳ１５０）。このように、フレームシンクロナイザ３は、映像信号Ｘの入力が切り替わってからｍ＋ｎクロックで周波数偏差を求めることが可能である。 At time t 2 has elapsed n clocks from the time t 1, the pointer difference D 2 is D 1 +1 or D 1 -1, the difference change detecting unit 3423 determines that there is change in the pointer difference (step S135 in FIG. 3 : YES). The difference change detection unit 3423 determines that the difference change has been detected after the video signal is switched (step S140: NO in FIG. 3). Therefore, it can be seen that the period in which the distance between the RP and the WP changes is n clocks indicated by the current value of the clock counter. Frequency deviation calculation unit 3424, the frequency deviation between the frequency and the synchronizing signal frequency of the video signal X, is calculated as (1 / n) × 10 6 ( step S150). In this way, the frame synchronizer 3 can obtain the frequency deviation with the m + n clock after the input of the video signal X is switched.

ＲＰとＷＰの距離が離れるとき（すなわちＤ２＝Ｄ１＋１のとき）、周波数偏差は正であるため、書き込みが読み出しを追い越さないようにフレームスキップを行う必要がある。反対に、ＲＰとＷＰが近づくとき（すなわちＤ２＝Ｄ１−１のとき）、周波数偏差は負であるため、読み出しが書き込みを追い越さないようにフレームリピートを行う必要がある。スキップ／リピート制御部３４３は、周波数偏差が正である場合は、フレームスキップを行い、周波数偏差が負である場合は、フレームリピートを行うよう、同期分離読出制御部３３に指示する。同期分離読出制御部３３は、スキップ／リピート制御部３４３からの指示に従って、フレームスキップ又はフレームリピートを行う。 When the distance between the RP and the WP is large (that is, when D 2 = D 1 + 1), the frequency deviation is positive, so it is necessary to perform frame skipping so that the writing does not overtake the reading. Conversely, (i.e. if the D 2 = D 1 -1) when the RP and WP approaches, because the frequency deviation is negative, the read is required to perform the frame repeating to not overtake writing. The skip / repeat control unit 343 instructs the synchronous separation / read control unit 33 to skip the frame when the frequency deviation is positive and to repeat the frame when the frequency deviation is negative. The synchronous separation read control unit 33 performs frame skip or frame repeat according to the instruction from the skip / repeat control unit 343.

従来のフレームシンクロナイザは、フレームメモリからフレーム先頭を読み出す時に、ＲＰとＷＰの差を取り、１フレーム前の差と現在の差との変化を見ることで周波数差の計算を行っていた。従って、周波数差を検知するためには、フレーム先頭のＲＰが２回現れる必要があった。映像信号の切り替えが行われるタイミングによっては、最初にフレームの先頭を読み出すまでに約１フレーム分の時間がかかる。そのため、入力される映像信号が切り替わってから周波数差を検知し、正常にフレームスキップ／リピートの判定が可能になるまで最大で約２フレーム分の時間が必要な場合があった。また、フレームスキップ／リピートも、フレーム先頭で実行していた。 In the conventional frame synchronizer, when reading the frame head from the frame memory, the difference between RP and WP is taken, and the frequency difference is calculated by observing the change between the difference one frame before and the current difference. Therefore, in order to detect the frequency difference, it was necessary for the RP at the beginning of the frame to appear twice. Depending on the timing at which the video signal is switched, it takes about one frame to read the beginning of the frame for the first time. Therefore, it may take a maximum of about two frames until the frequency difference is detected after the input video signal is switched and the frame skip / repeat determination can be performed normally. Also, frame skip / repeat was also executed at the beginning of the frame.

一方、本実施形態では周波数偏差を高速に検知できるため、フレームシンクロナイザ３は、フレーム先頭に限らず周波数偏差が求められると、直ちにフレームスキップ／リピートを実行することができる。従って、フレームシンクロナイザ３は、出力に不体裁が生じる可能性がある期間を大幅に短縮することができる。例えば、ｍ≦（１／ｎ）×１０６クロック、ｎ＝（１／１０）×１０６クロック、１フレーム=１１２５ライン×２２００サンプルであるとする。周波数偏差が１０［ｐｐｍ］である場合、従来では入力が切り替わってから正常にフレームスキップ／リピートの判定ができるまで最大約２フレームの時間かかっていた。これに対し、フレームシンクロナイザ３は、１００ライン以内でフレームスキップ／リピートの判定が可能となる。 On the other hand, since the frequency deviation can be detected at high speed in the present embodiment, the frame synchronizer 3 can immediately execute the frame skip / repeat when the frequency deviation is obtained not only at the beginning of the frame. Therefore, the frame synchronizer 3 can significantly reduce the period during which the output may be garbled. For example, it is assumed that m ≦ (1 / n) × 10 6 clocks, n = (1/10) × 10 6 clocks, 1 frame = 1125 lines × 2200 samples. When the frequency deviation is 10 [ppm], conventionally, it takes a maximum of about 2 frames from the time when the input is switched until the frame skip / repeat can be normally determined. On the other hand, the frame synchronizer 3 can determine frame skip / repeat within 100 lines.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、同期制御部３４を持つことにより、入力が異なる発信源からの映像信号に切り替わった場合でも、出力映像に不体裁が生じる可能性がある期間を短くすることができる。 According to at least one embodiment described above, by having the synchronization control unit 34, even if the input is switched to the video signal from a different source, the period in which the output video may be disfigured is shortened. can do.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１…放送システム、２…スイッチャ、３…フレームシンクロナイザ、３１…フレームメモリ、３２…同期分離書込制御部、３３…同期分離読出制御部、３４…同期制御部、３４１…記憶部、３４２…周波数差検知部、３４３…スキップ／リピート制御部、３４１１…差分変化フラグ記憶部、３４１２…差分記憶部、３４１３…クロック数記憶部、３４２１…差分算出部、３４２２…差分変化時間計測部、３４２３…差分変化検出部、３４２４…周波数偏差算出部 1 ... Broadcast system, 2 ... Switcher, 3 ... Frame synchronizer, 31 ... Frame memory, 32 ... Synchronous separation / write control unit, 33 ... Synchronous separation / read control unit, 34 ... Synchronous control unit, 341 ... Storage unit, 342 ... Frequency Difference detection unit, 343 ... Skip / repeat control unit, 3411 ... Difference change flag storage unit, 3412 ... Difference storage unit, 3413 ... Clock number storage unit, 3421 ... Difference calculation unit, 3422 ... Difference change time measurement unit, 3423 ... Difference Change detection unit, 3424 ... Frequency deviation calculation unit

Claims (5)

入力された映像信号のフレームを随時書き込み、書き込まれた前記フレームを随時読み出して出力するフレーム記憶部と、
前記フレーム記憶部へのフレームの書込位置と前記フレーム記憶部からのフレームの読出位置との差分を、１フレームの読み出しに要する時間よりも短い時間間隔で算出し、算出した前記差分が変化するまでにかかった時間に基づいて、前記読出位置の更新に用いられる同期信号と前記映像信号との周波数差を算出する算出部と、
を備えるフレーム同期装置。 A frame storage unit that writes the frame of the input video signal at any time, reads the written frame at any time, and outputs the frame.
The difference between the frame writing position in the frame storage unit and the frame reading position from the frame storage unit is calculated at a time interval shorter than the time required for reading one frame, and the calculated difference changes. A calculation unit that calculates the frequency difference between the synchronization signal used to update the read position and the video signal based on the time taken up to
A frame synchronizer equipped with. 前記算出部は、前記読出位置の更新タイミングごとに前記書込位置と前記読出位置との差分を算出する、
請求項１に記載のフレーム同期装置。 The calculation unit calculates the difference between the writing position and the reading position at each update timing of the reading position.
The frame synchronization device according to claim 1. 前記算出部は、映像信号の切替によって、前記書込位置と前記読出位置との差分の算出を開始する、
請求項１又は請求項２に記載のフレーム同期装置。 The calculation unit starts calculating the difference between the writing position and the reading position by switching the video signal.
The frame synchronization device according to claim 1 or 2. 前記算出部により算出された前記周波数差に基づいて、前記フレーム記憶部から所定数のフレームを飛び越して読み出すフレームスキップ又は前記フレーム記憶部から所定数のフレームを繰り返し読み出すフレームリピートを行うタイミングを制御する制御部をさらに備える、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレーム同期装置。 Based on the frequency difference calculated by the calculation unit, the timing of performing frame skip for skipping and reading a predetermined number of frames from the frame storage unit or frame repeat for repeatedly reading a predetermined number of frames from the frame storage unit is controlled. Further equipped with a control unit
The frame synchronization device according to any one of claims 1 to 3. フレーム記憶部に入力された映像信号のフレームを随時書き込むフレーム書込ステップと、
前記フレーム記憶部に書き込まれた前記フレームを随時読み出して出力するフレーム読出ステップと、
前記フレーム記憶部へのフレームの書込位置と前記フレーム記憶部からのフレームの読出位置との差分を、１フレームの読み出しに要する時間よりも短い時間間隔で算出する差分算出ステップと、
前記差分が変化するまでにかかった時間に基づいて、前記読出位置の更新に用いられる同期信号と前記映像信号との周波数差を算出する算出ステップと、
を有する周波数差検知方法。 A frame writing step for writing a frame of the video signal input to the frame storage unit at any time,
A frame read step of reading and outputting the frame written in the frame storage unit at any time, and
A difference calculation step of calculating the difference between the frame writing position in the frame storage unit and the frame reading position from the frame storage unit at a time interval shorter than the time required for reading one frame.
A calculation step of calculating the frequency difference between the synchronization signal used for updating the reading position and the video signal based on the time taken until the difference changes, and
Frequency difference detection method having.
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