JPH0224434B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ドツトインターレースを施した画像
信号に対し、画像信号処理系統のシステムクロツ
クを位相ロツクするクロツク位相ロツク方式に関
し、特に、比較的簡易低廉な構成の装置によつて
安定確実にクロツク位相ロツクを行ない得るよう
にしたものである。

従来技術 一般に、ドツトインターレースによりサブサン
プリングを施した画像信号に付与するフレーム同
期パルス、水平同期パルス等の同期用信号、ある
いは、かかる画像信号を受信して正確に再生する
ための同期用信号の発生に関しては、ドツトイン
ターレースによりサブサンプルした画像信号を受
信側にて正確なタイミングをもつてサンプリング
しなければ、原画像信号を実用し得る程度に再現
することが不可能となる。したがつて、送信側に
てこの種の画像信号に付与した上述した各同期用
信号と正確に位相ロツクした同期用信号を発生さ
せることが必要となるが、かかる画像信号処理系
統を駆動するシステムクロツクとしては、ドツト
インターレースによるサブサンプルの周期に比し
て格段に精密な精度をもつてドツトインターレー
スに位相同期させる必要がある。しかしながら、
かかる高精度のクロツク位相ロツクを安定確実に
実現するのは、従来、極めて困難であつた。

すなわち、クロツクパルス列に対して正確な位
相ロツクを施すには、波数の多いバースト信号を
用いて継続的な同期制御を行なうのが望ましい
が、画像情報信号の伝送効率の点からすれば、画
像情報再生時に使用する同期用信号を確保するた
めとはいえ、伝送信号中に同期用信号が占有する
期間の情報信号自体の伝送期間に対する比率をか
かる継続的バースト信号の挿入によつて増大させ
ることは望ましくない。また、受信側に設けた同
期用信号発生器自体の信号発生のタイミングは正
確であつても、その同期用信号発生器と受信した
画像信号を正確に再生するためのサンプリングを
行なうサンプラとの間に位相ドリフトが存在すれ
ば、高精度のクロツク位相ロツクは全く期待し得
ない。さらに、画像信号に付与する同期用信号と
しては、いわゆる同期損による画像信号処理系の
ダイナミツク・レンジの狭化を避けるために、同
期用信号を画像情報信号に同一極性にて付加する
正極同期方式とするのが望ましいが、正極同期方
式の同期用信号を伝送信号中から効率よく確実に
抽出してクロツク位相ロツクに使用するのは極め
て困難である。

しかも、かかる技術上の種々の困難に加えて、
経済性の点からも高精度のクロツク位相ロツクに
は問題があり、例えば、受信側における同期用信
号発生器の残留位相オフセツトを軽減するために
は、ルビジウム発振器など、極めて正確な発振周
波数にて安定に発振する発振器を用いるのが望ま
しいが、この種の発振器は極めて高価であり、実
用的価格の点で使用が困難である。

発明の要点 本発明の目的は、上述した従来の困難を解決し
てその欠点を除去し、比較的簡単で低廉な構成の
回路装置により、安定確実に高精度のクロツク位
相ロツクを実現し得るクロツク位相ロツク方式を
提供することにある。

すなわち、本発明クロツク位相ロツク方式は、
フレーム毎にフレーム同期パルス、ライン毎に水
平同期パルスを有するドツトインターレースが施
された入力画像信号を、アナログ・デイジタル変
換器を用いてデイジタル画像信号に変換するにあ
たり、前記アナログ・デイジタル変換器の出力画
像信号から前記フレーム同期パルスおよび前記水
平同期パルスを検出する同期検出手段と、、その
検出された２種の前記同期パルスから内部水平同
期パルスを形成する内部同期パルス発生器と、ク
ロツクパルスに対する位相検出用の少なくとも３
レベルで構成される信号波形をあらかじめ備えた
前記水平同期パルスと、前記内部水平同期パルス
との位相差を前記信号波形を用いて検出する位相
検出器を有する位相制御手段と、前記位相差に応
じて位相制御したクロツクパルスを形成するクロ
ツク発生器とを備え、前記クロツクパルスによつ
て前記アナログ・デイジタル変換器を駆動するこ
とにより、前記クロツクパルスに位相ロツクして
前記ドツトインターレースを施した入力画像信号
をデイジタル化するようにしたことを特徴とする
ものである。

実施例 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。

まず、サブサンプル伝送方式において画像信号
に付加するに好適な同期用信号の構成例を第１図
ａ〜ｃに示す。この同期用信号はフレーム同期パ
ルスおよび水平同期パルスからなつており、その
うち、フレーム同期パルスは、第１図ａ，ｂに示
すように、画像信号の順次のフレーム毎に８クロ
ツク周期の極性反転を数10サイクルの期間反復す
るパルス列を、相隣る２ラインに互いに反対極性
にして設けたものである。したがつて、かかる構
成にしたフレーム同期パルスは、そのフレーム同
期パルスを付加した画像信号をＡ／Ｄコンバータ
によりデイジタル化する際に、そのＡ／Ｄコンバ
ータを駆動するクロツクパルス列が如何なる位相
になつていても、フレーム同期のタイミングを必
ず正確に検出し得るようになつている。しかも、
かかる構成のフレーム同期パルス列に近似した構
成の画像信号成分パルス列もしくはノイズは、統
計的に、画像信号中に含まれる確率は極めて小さ
いので誤動作を生ずる可能性は極めて少ないもの
である。さらに、確実に動作させる場合には、近
似した構成の画像信号成分が画像信号中に含まれ
ているときに、送信側にて、フレーム同期パルス
列に引続く水平同期パルス領域を変えることによ
つて、その画像信号成分を排除することができ、
また、近似した構成のノイズ列が画像信号中に混
入したときには、複数フレーム期間に亘つてフレ
ーム同期パルスの検出を反復することにより、突
発的なノイズ列と区別してフレーム同期パルスで
あることを確認し、正しいフレーム同期パルスと
判断して、タイミングの誤認を避けることができ
る。

上述のようにして画像信号中のフレーム同期パ
ルスが検出されると、そのフレーム同期パルスに
引続くそのフレームの最初の水平同期パルス領域
の位置もそれに引続く所定の時間間隔ごとのその
フレームに属する水平同期パルス領域の位置も検
出することができる。その検出した水平同期パル
スと内部にて同期発生させた内部水平同期パルス
との位相を比較して両者間の位相差を検出すれ
ば、その位相差を表わす信号を用いて入力画像信
号中の水平同期パルスに位相ロツクした画像信号
処理用システムクロツクを発生させることができ
る。

またこの実施例で使用される画像信号の同期信
号のうちフレーム同期パルス形態が第１図ａ，ｂ
に図示される２ラインにわたるパルス列、また水
平同期パルスの形態が水平同期パルス毎に後述の
クロツクパルスに対する位相検出用に好適な信号
波形をとるものとすれば、各ラインにバースト信
号が存在しなくてすむので、それら同期パルスの
占有期間は通常のNTSC信号のライン帰線期間に
比しかなり削減される。そのため伝送信号中に同
期用信号が占有する期間の情報信号自体の伝送期
間に対する比率を増大しないようにすることがで
きる。

またさらに、前記位相検出用の信号波形の極性
をライン毎に反転させれば、２ラインで１サイク
ルとみなせ信号に同期信号波形による直流成分が
含まれないようにすることができ位相ドリフトも
効果的に抑性できる。

さて、上述のようにして検出する水平同期パル
スの好適なクロツクパルスに対する位相検出用信
号波形の例としては、第１図ｃに示すように、０
レベルが数クロツク期間連続した後に、１クロツ
ク分だけ1/4レベルが存在し、さらに、その後に
数クロツク期間、1/2レベルが連続し、その後に
画像情報信号が続く少なくとも３レベルで構成さ
れる信号波形形態とする。この数クロツク期間連
続した1/2レベル領域は画像信号レベルのダイナ
ミツクレンジの中央値であるので、画像信号をク
ランプする場合に有効に利用することができる。

しかしながら、第１図ｃに実線にて示す上述し
た階段状の水平同期パルスのクロツクパルスに対
する位相検出用信号波形は、画像信号の伝送中
に、その伝送路の伝送帯域幅の制限によつて点線
にて図示するように平滑化される。すなわち、画
像信号をサブサンプルしてドツトインターレース
の状態に狭帯域化して伝送する際の伝送路は、伝
送帯域幅が特に狭くなつているのが一般である。

上述した水平同期パルスと内部水平同期パルス
との位相差を検出するための水平同期パルスのク
ロツクパルスに対する位相検出は、第２図に示す
ような動作原理によつて比較的簡単に行なうこと
ができる。すなわち、第２図の最上段に示すよう
に伝送時に平滑化された水平同期パルスの位相検
出用信号波形に対し、内部水平同期パルスの方形
波の立上りが、波形Ａの位置にあるときには内部
水平同期パルスの位相進みであり、波形Ｂの位置
にあるときには両者の位相が一致しており、波形
Ｃの位置にあるときには内部水平同期パルスの位
相遅れである。

かかる動作原理に基づく位相検出は第３図に示
すような簡単な構成の位相検出器によつて行なう
ことができる。すなわち、例えば２クロツク周期
の遅延時間を有する２個の遅延回路１１，１２を
直列に接続して受信した水平同期パルスを供給
し、その両端信号Ａ，Ｃを加算器１３に導き、そ
の加算出力の1/2を減算器１４に導くとともに、
上述の２個直列にした遅延回路１１，１２の中間
信号Ｂをもその減算器１４に導いて、Ａ＋Ｃ／２− Ｂなる形態の位相検出出力信号を取出す。

第３図示の回路構成において２個直列に接続し
た遅延回路１１，１２の両端および中点に現われ
る水平同期パルスの信号波形Ａ，ＣおよびＢは第
４図の上段に示すようになり、両端信号ＡとＣと
の和の1/2すなわちＡ＋Ｃ／２は中段に図示する波形 となり、減算器１４の差出力信号波形は同図の下
段に示す波形となる。この波形を内部水平同期パ
ルスの前縁にてサンプルすると、位相の一致が得
られたときにそのサンプル値が“０”となるの
で、位相制御に好都合である。

すなわち第１図ｃに示すような少なくとも３レ
ベルで構成される位相検出用信号波形を用い、第
２図から第４図に示す手順を用いて位相差の検出
を行なえば位相差を精度よく検出できるので、位
相検出用信号とし例えば単なる方形波のパルスを
用いる通常の方法に比し格段の精度が上昇すると
ともに、第１図ａからｃに示される波形とその信
号レベルを使用すれば、フレーム同期パルスも水
平同期パルスも明らかに正極同期であると判断さ
れるから同期損によるダイナミツク・レンジの狭
化を避けることもできる。

つぎに、上述のような位相検出器を用いた本発
明方式のクロツク位相ロツク回路の構成例を第５
図に示す。図示の構成においては、ドツトインタ
ーレースによりサブサンプルを施した画像信号を
アナログ−デイジタル変換器１によりデイジタル
化し、その変換出力デイジタル画像信号をフレー
ムパルス検出器２に供給して、第１図につき前述
したようにしてフレーム同期パルスを検出し、か
かる受信画像信号中にフレーム同期パルス、もし
くは、後述する内部同期発生器からの内部フレー
ム同期パルスをスイツチＳを介して水平同期ゲー
ト回路３に導き、上述した変換出力デイジタル画
像信号中からフレーム同期パルスに引続く水平同
期パルスを含む区間の画像信号部分を水平同期検
出器４に導いて水平同期パルスを検出する。その
水平同期パルスおよび前述のフレーム同期パルス
を内部同期発生器５に印加し、それらの入力同期
パルスに一応位相同期した内部水平同期パルスを
発生させる。しかる後に、その内部水平同期パル
スを位相検出器６に導き、第２図乃至第４図につ
き前述したようにして受信画像信号中の水平同期
パルスと内部水平同期パルスとの位相差を検出
し、その位相差を、加算器８を介し、電圧制御発
振器９に印加して、その位相差に応じて変化する
発振周波数の発振出力パルス列をクロツクパルス
としてアナログ・デイジタル変換器１に供給し、
入力画像信号の標本化等の変換動作のタイミング
を制御する。したがつて、第５図示の回路装置に
おける電圧制御発振器９の発振出力パルス列に対
して、入力画像信号のＡ／Ｄ変換出力における水
平同期パルスは位相ロツクしたものとなり、その
結果として、デイジタル画像信号に位相ロツクし
たクロツクパルス列として取出すことができる。

しかして、図示の回路構成においては、位相検
出器６からの位相差情報を電圧制御発振器９に帰
還してループ制御により発振出力のクロツクパル
スとデイジタル画像信号の水平同期パルスとを位
相同期させることにより、入力画像信号に施した
サブサンプリングのドツトインターレースに関し
て精密にクロツク位相ロツクを行なうことができ
る。しかし、水晶制御の電圧制御発振器を用いた
場合には位相の残留オフセツトが固定的に生ず
る。その残留位相オフセツトを無視し得る程度に
ループ制御利得を増大させるとループ制御系にハ
ンテイングが生じて不安定となるので、かかる場
合には、位相検出器６により検出した位相差をオ
フセツト検出器７に導き、フレーム期間程度の比
較的長い時定数をもつて積分してその積分値が許
容範囲を超えた場合に許容範囲内に引戻す極性に
して加算器８により検出出力位相差に加算し、残
留オフセツトの自動調整を行なう。

また、スイツチＳを介して水平同期ゲート回路
３に供給するフレーム同期パルスは、ループ制御
系の動作が安定した状態においては、内部発生の
フレーム同期パルスとするが、水平同期パルスの
位相差が極端に大きい場合、あるいは、さらに、
フレーム同期パルスについて内部発生のもののタ
イミングが外れた場合にのみ、受信画像信号から
検出したものを直接に供給する。

以上詳細に説明してきたように、本発明のロツ
ク方式は、送信側でドツトインタレースを施した
画像信号を生成するのに用いたサンプリングクロ
ツク信号と同じタイミングを有するクロツク信号
を、受信側で精度高く生成しようとするもので、
第５図示のVCO（電圧制御発振器）はこのクロツ
クを発生させるためのものである。

そしてその制御手順は、送信側のサンプリング
クロツクにタイミングが一致している外部水平同
期信号に受信側で用意した発生内部水平同期信号
のタイミングを一致させ、すなわち位相ロツクさ
せ、結果的にこの内部水平同期信号を用いて
VCOを出力のクロツクのタイミングをとつてい
る。しかもこの一連のクロツク位相ロツク装置は
フイードバツクのかかる構成になつている。この
フイードバツクのかかる構成は重要で、安定なク
ロツク位相のロツクを実現できるものとしてい
る。また前述の結果的に位相ロツクした内部水平
同期信号を用いてVCO出力の制御を行う点は、
第５図示の位相検出器６の出力信号、位相差信号
でVCOの出力を制御する形態で達成できる。

なお、以上の説明においては、専ら２：１サブ
サンプル伝送の例について述べたが、この例に限
ることなく、本発明を４：１サブサンプル伝送に
も適用することができ、また、サンプル点の配列
も、格子型、千鳥型、七の目型等となし得ること
勿論である。

効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、ドツトインターレースによりサブサンプルし
た画像信号をデイジタル処理する際のシステムク
ロツクの位相ロツクを高精度に行ない得るのみな
らず、アナログ・デイジタル変換器を駆動するク
ロツクの位相自体が位相ロツク・ループ内に入つ
ているので、システム的な位相オフセツトは発生
せず、しかも、サブサンプル伝送信号の受信再生
時に行なうリサンプルをアナログ・デイジタル変
換器の標本化が兼ねており、また、正極同期を用
いれば、同期損も生じない、という格別の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃはサブサンプルした画像信号に付
加するフレーム同期パルスおよび水平同期パルス
の構成をそれぞれ示す波形図、第２図は水平同期
パルス検出の動作原理を示す信号波形図、第３図
は同じくその水平同期パルス検出回路の構成例を
示すブロツク線図、第４図は同じくその水平同期
パルス検出回路の検出出力信号波形の例を示す波
形図、第５図は本発明方式によるクロツク位相ロ
ツク装置の構成例を示すブロツク線図である。 １……アナログ・デイジタル変換器、２……フ
レーム同期パルス検出器、３……水平同期ゲート
回路、４……水平同期検出器、５……内部同期発
生器、６……位相検出器、７……オフセツト検出
器、８……加算器、９……電圧制御発振器、１
１，１２……遅延回路、１３……加算器、１４…
…減算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレーム毎にフレーム同期パルス、ライン毎
   に水平同期パルスを有するドツトインターレース
   が施された入力画像信号を、アナログ・デイジタ
   ル変換器を用いてデイジタル画像信号に変換する
   にあたり、前記アナログ・デイジタル変換器の出
   力画像信号から前記フレーム同期パルスおよび前
   記水平同期パルスを検出する同期検出手段と、そ
   の検出された２種の前記同期パルスから内部水平
   同期パルスを形成する内部同期パルス発生器と、
   クロツクパルスに対する位相検出用の少なくとも
   ３レベルで構成される信号波形をあらかじめ備え
   た前記水平同期パルスと、前記内部水平同期パル
   スとの位相差を前記信号波形を用いて検出する位
   相検出器を有する位相制御手段と、前記位相差に
   応じて位相制御したクロツクパルスを形成するク
   ロツク発生器とを備え、前記クロツクパルスによ
   つて前記アナログ・デイジタル変換器を駆動する
   ことにより、前記クロツクパルスに位相ロツクし
   て前記ドツインターレースを施した入力画像信号
   をデイジタル化するようにしたことを特徴とする
   クロツク位相ロツク方式。 ２ 前記位相検出器、その位相検出器の時定数よ
   り大きい時定数にて前記位相差に対するオフセツ
   ト値を形成するオフセツト検出器および前記位相
   差と前記オフセツト値とを加算する加算器をもつ
   て前記位相制御手段を構成し、前記加算器の加算
   出力により前記クロツクパルス発生器を位相制御
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のクロツク位相ロツク方式。