JPH07203485A - 映像信号用ａ／ｄ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる２つのブランキングレベルを有する映
像信号のレベル制御を正確に行う映像信号用Ａ／Ｄ変換
装置を提供する。 【構成】 クランプ回路１０において色差信号Ｃのブラ
ンキングレベルを基準電圧の半分の電圧レベルＶ２でク
ランプし、Ａ／Ｄ変換回路１１でディジタル信号に変換
する。レベル誤差検出回路１２において基準値に対する
輝度信号Ｙのブランキングレベルの誤差を算出し、その
誤差を積分回路１５で積分し、Ｄ／Ａ変換器１６でアナ
ログ信号に変換してその値に基づいて基準電圧発生回路
１７で基準電圧レベルＶ１を発生する。Ａ／Ｄ変換回路
１１はその基準電圧レベルＶ１を用いてＡ／Ｄ変換し、
基準電圧の半分の電圧レベルＶ２をクランプ回路１０に
印加する。これにより、色差信号Ｃおよび輝度信号Ｙの
両者のブランキングレベルが正確にレベル制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高精度のレベル制御が必
要な映像信号処理装置に関するものであり、特に、高い
精度で、安定性があり、無調整の映像信号用Ａ／Ｄ変換
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばＨＤＴＶ用ビデオディス
ク、ＶＴＲ等の分野に於いては、多チャンネルアナログ
記録方式が用いられている。多チャンネルアナログ記録
方式では、各チャンネルのビデオ信号間のレベル差は、
画面の横線妨害となって画像の品質を劣化させる。その
ために、個々の映像信号について、高精度のレベル制御
が必要とされている。

【０００３】従来、高精度のレべル制御を行うために、
アナログの自動利得制御（ＡＧＣ：Aoutomatic Gain Co
ntrol)が用いられてきた。また、Ａ／Ｄ変換器の出力か
ち検出したペデスタル（ブランキング）レベルを誤差信
号によって、自動利得調整（ＡＧＣ）増幅器を制御し
て、ペデスタルレベルを一定値に制御する方法も提案さ
れている（たとえば、特開昭５８−２１８２２６号公
報）。さらに、Ａ／Ｄ変換出力のバックポーチを抜き出
してペデスタルレベルを基準値と比較して、その差分を
Ａ／Ｄ変換出力に加減算補正して、ペデスタルレベルを
一定に制御する方法も提案されている（たとえば、特開
昭６１−１６１０８０号公報）。

【０００４】しかしながら、上述したアナログのＡＧＣ
では、十分な精度を得ることが困難で、複雑な調整が必
要、安定性が低いという問題がある。

【０００５】また、上述した特開昭５８−２１８２２６
号公報および特開昭６１−１６１０８０号公報に開示さ
れた方法では、ペデスタル（ブランキング）レベルが２
つある場合に、両者のペデスタルレベルを正確に一致さ
せるには、不充分である。

【０００６】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、２つの異なるブランキング（ペデ
スタル）レベルを有するアナログ映像信号を高精度、高
安定、無調整でディジタル映像信号に変換可能な映像信
号用Ａ／Ｄ変換装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、第１
のブランキングを有する第１の映像信号成分を基準電圧
と所定の関係、たとえば、基準電圧の半分の、クランプ
用電圧でクランプしてアナログ映像信号をディジタル映
像信号に変換した後、このディジタル映像信号につい
て、第２の映像信号成分の第２のブランキングレベルと
その基準レベルとの誤差を算出し、この誤差を積分して
基準電圧を発生させ、この基準電圧に基づいてクランプ
用電圧を発生させる。つまり、本発明においては、２つ
のブランキングレベルが両者ともに所定のレベルになる
ように調整する。しかも、演算部分は、ディジタル的に
正確に行う。その結果として、複数チャネルに映像信号
相互について正確なレベル制御が実現される。

【０００８】したがって、本発明によれば、第１のブラ
ンキングレベルを有する第１の映像信号成分および前記
第１のブランキングレベルとは異なる第２のブランキン
グレベルを有する第２の映像信号成分を有するアナログ
映像信号をディジタル映像信号にＡ／Ｄ変換する装置で
あって、第１のブランキングレベルを有する第１の映像
信号成分について、基準信号のレベルと所定の関係にあ
るクランプ用基準信号でクランプする手段と、該クラン
プされた映像信号成分をディジタル信号に変換し、前記
基準信号から前記クランプ用信号を生成するＡ／Ｄ変換
手段と、該ディジタル変換された映像信号の第２の映像
信号成分のブランキングレベルと基準レベルとの誤差を
算出し、その算出値を所定のタイミングでサンプリング
する手段と、該サンプリングされた信号を積分する手段
と、該積分された信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換手段と、該Ｄ／Ａ変換された値に比例する前記基準
電圧を発生し、前記Ａ／Ｄ変換手段に印加する基準電圧
発生手段とを有する映像信号用Ａ／Ｄ変換装置が提供さ
れる。

【０００９】好適には、前記Ｄ／Ａ変換手段のインクリ
メントの値が、前記Ａ／Ｄ変換手段の１ステップの分解
能よりも、小さい。

【００１０】特定的には、前記映像信号の第１の成分
が、第１のブランキングレベルが無彩色レベルに相当す
る色信号であり、前記映像信号の第２の成分が、輝度信
号である。

【００１１】

【作用】本発明の映像信号用Ａ／Ｄ変換装置は、レベル
誤差の検出をディジタルで行い、ループフィルターをデ
ィジタル積分により行う。しかも、映像信号の２つの異
なるブランキングレベルを同時に一定のレベルに制御す
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明をＨＤＴＶビデオディクに適用
した具体的な実施例について、図面を参照して説明す
る。

【００１３】図１は、図２（ｄ）、（ｅ）に示す２チャ
ンネルビデオ信号が記録されたディスク再生装置のビデ
オ信号処理部の構成を示す。ディスク再生装置のビデオ
信号処理部は、第１のＡ／Ｄ変換器1-1 、第２のＡ／Ｄ
変換器1-2 、第１のＴＢＣ（Time Base Correction: 時
間軸補正）回路2-1、第２のＴＢＣ回路2-2 、デコード
回路３、Ｄ／Ａ変換器４〜６を有する。これらの回路の
詳細については、後述する。

【００１４】図２に本実施例で用いる画像信号のフォー
マットを示す。本実施例では、画像信号が、図２（ａ）
〜（ｃ）に図解したように、輝度信号Ｙと２つの色差信
号、つまり、第１の色差信号Ｐ_B と第２の色差信号Ｐ_R
で構成されている。これら輝度信号Ｙと第１の色差信号
Ｐ_B および第２の色差信号Ｐ_R とは、図２（ｄ）、
（ｅ）に図解したように、チャネル１：ＣＨ１とチャネ
ル２：ＣＨ２との２チャネルのビデオ信号にエンコード
されて記録されている。輝度信号Ｙは時間軸が５／３倍
に伸長され、奇数番号走査線がチャンネル１に、偶数番
号走査線がチャンネル２に分割される。第１の色差信号
Ｐ_B および第２の色差信号Ｐ_R は、線順次にサンプリン
グされ、奇数番号走査線が第１の色差信号Ｐ_B 、偶数番
号走査線が第２の色差信号Ｐ_R であり、これら第１の色
差信号Ｐ_B および第２の色差信号Ｐ_R は時間軸１／２に
圧縮された後、２チャンネルに分割される。各チャンネ
ルの輝度信号Ｙ、第１の色差信号Ｐ_B および第２の色差
信号Ｐ_R は、図２（ｄ）（ｅ）に図解したように時分割
多重され、水平同期パルスが付加されている。

【００１５】図１に示したディスク再生装置のビデオ信
号処理部の動作を述べる。２チャンネルの再生ビデオ信
号はそれぞれ、第１のＡ／Ｄ変換器1-1 および第２のＡ
／Ｄ変換器1-2 によりＡ／Ｄ変換され、第１のＴＢＣ
（時間軸圧縮）回路2-1 および第２のＴＢＣ回路2-2 に
より時間軸変動が除去された後、デコード回路３によ
り、図２の（ｄ）（ｅ）の形にエンコードされたビデオ
信号から、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）の輝度信号Ｙ、第１
の色差信号Ｐ_B および第２の色差信号Ｐ _R への変換が行
われ、Ｄ／Ａ変換器４〜６によりＤ／Ａ変換されて出力
される。このような２チャンネルビデオ処理において、
第１のＡ／Ｄ変換器1-1 および第２のＡ／Ｄ変換器1-2
におけるＡ／Ｄ変換時、各チャンネルのビデオ信号間に
レベル差が存在すると、輝度信号Ｙについては１走査線
毎に、第１の色差信号Ｐ _B および第２の色差信号Ｐ_R に
ついては２走査線毎にレベル差が生じ、ＴＶ画面上で横
線妨害となって画質を劣化させる。こうした画質劣化を
防ぐため、各チャンネルのビデオ信号はＡ／Ｄ変換時
に、レベルが高精度で一致していなければならない。た
とえば、チャンネル間レベル差の許容値は１％以下であ
る。

【００１６】図３は図１の第１のＡ／Ｄ変換器1-1 およ
び第２のＡ／Ｄ変換器1-2 のより詳細な構成図である。
第１のＡ／Ｄ変換器1-1 および第２のＡ／Ｄ変換器1-2
は同じ回路構成であるが、図３においては、第１のＡ／
Ｄ変換器1-1 の回路構成として例示する。第１のＡ／Ｄ
変換器1-1 は、クランプ回路１０、Ａ／Ｄ変換回路１
１、誤差検出回路１２、サンプリング回路１４、積分回
路１５、Ｄ／Ａ変換器１６、基準電圧発生回路１７、お
よびパルス生成回路１８を有する。好適には、Ａ／Ｄ変
換回路１１からの８ビットのディジタルビデオ信号Ｄ１
を１０ビットの信号に変換する、８ビット／１０ビット
変換回路１９を、レベル誤差検出回路１２の前段に設け
る。８ビット／１０ビット変換回路１９、レベル誤差検
出回路１２、サンプリング回路１４、積分回路１５をデ
ィジタル回路で構成されている。この第１のＡ／Ｄ変換
器1-1 は、高速信号処理をするため、ＥＣＬ回路で構成
されている。これらの回路の詳細動作は、図４に図解し
た信号波形との関連において詳述する。

【００１７】図４はＡ／Ｄ変換におけるアナログ入力信
号、基準電圧と出力８ビットコード０〜２５５との対応
関係を示すグラフである。上述したように、第１のＡ／
Ｄ変換器1-1 はＥＣＬ回路であるから、電圧０Ｖがコー
ド２５５に対応し、基準電圧レベルＶ１がコード０に対
応する。図４において、色（色差）信号Ｃ、つまり第１
の色差信号Ｐ_B および第２の色差信号Ｐ_R のブランキン
グ（ペデスタル）レベル、つまり、無彩色のレベルはコ
ード１２８である。輝度信号Ｙのブランキング（ペデス
タル）レベルはコード２４であり、１００％白レベルが
コード２３２に対応しており、基準電圧は０（Ｖ）がコ
ード２５５に対応しており、基準電圧レベルＶ１（Ｖ）
がコード０に対応しており、基準電圧の半分の電圧（ク
ランプ電圧）レベルＶ２＝Ｖ１／２（Ｖ）がコード１２
８に対応している。

【００１８】図３に示した第１のＡ／Ｄ変換器1-1 にお
いて、再生ビデオ信号Ｓ１はクランプ回路１０とパルス
生成回路１８に入力される。パルス生成回路１８はクラ
ンプ回路１０におけるクランプ用サンプリングパルスＰ
１と、サンプリング回路１４におけるＡＧＣ用サンプリ
ングパルスＰ２を生成する。図５にタイミングを示した
ように、クランプ用のサンプリングパルスＰ１は再生ビ
デオ信号Ｓ１の水平ブランキング期間内の色信号Ｃのブ
ランキングレベル（無彩色レベル）のタイミングに発生
され、ＡＧＣ用サンプリングパルスＰ２はビデオ信号Ｓ
２の垂直（Ｖ）ブランキング期間内の輝度信号Ｙのブラ
ンキングレベルのタイミングに発生される。

【００１９】図３において、クランプ回路１０は入力ビ
デオ信号Ｓ１をパルス生成回路１８からのクランプ用の
サンプリングパルスＰ１のタイミングで、基準電圧Ｖ１
の半分の電圧（クランプ電圧）レベルＶ２でクランプし
て、クランプビデオ信号Ｓ２を生成する。クランプ回路
１０からのクランプ・ビデオ信号Ｓ２は、基準電圧Ｖ１
と共にＡ／Ｄ変換回路１１に入力され、Ａ／Ｄ変換が行
われる。Ａ／Ｄ変換回路１１は、たとえば、演算増幅回
路で構成された基準電圧発生回路１７からの基準電圧レ
ベルＶ１を１／２に分圧した基準電圧の半分の電圧（ク
ランプ電圧）レベルＶ２＝Ｖ１／２をクランプ回路１０
に供給する。クランプ回路１０は、サンプリングパルス
Ｐ１を用いて、入力ビデオ信号Ｓ１の色信号Ｃのブラン
キングレベルが基準電圧の半分の電圧レベルＶ２に一致
するように入力ビデオ信号Ｓ１の直流レベルの制御を行
う。その結果、Ａ／Ｄ変換回路１１の出力であるディジ
タルビデオ信号Ｄ１は、色信号Ｃのブランキングレベル
がコード１２８となる。Ａ／Ｄ変換回路１１によってデ
ィジタル化されたディジタルビデオ信号Ｄ１は、出力端
へ供給されると共に、レベル誤差検出回路１２へも入力
される。

【００２０】ディジタルビデオ信号Ｄ１において、色信
号Ｃのブランキングレベルがコード１２８に固定されて
いるので、輝度信号Ｙのブランキングレベルのデータ
は、ビデオ信号の振幅が大きいときにはコード２４より
も小さくなり、ビデオ信号の振幅が小さいときにはコー
ド２４よりも大きくなる。そこで、レベル誤差検出回路
１２で、ディジタルビデオ信号Ｄ１とコード２４との減
算を行い、その減算結果Ｄ２の輝度信号Ｙのブランキン
グレベル部のみをサンプリング回路１４でサンプリング
することにより、振幅誤差信号Ｄ３を生成する。

【００２１】振幅誤差信号Ｄ３は積分回路１５において
積分されて、ディジタルの制御信号Ｄ４が得られる。な
お、この積分回路１５は、完全積分ループフィルタ回路
構成になっている。その回路構成としては、たとえば、
加減算回路、Ｄ型フリップフロップなどが多段に接続さ
れた遅延回路、この遅延回路の出力が加減算回路に正帰
還され、加減算回路において加算され、さらに、遅延回
路の出力段に可変利得増幅回路が設けられた回路構成を
とることができる。ディジタルの制御信号Ｄ４はＤ／Ａ
変換器１６においてアナログの制御信号Ｖ３に変換され
る。このアナログの制御信号Ｖ３が基準電圧発生回路１
７を制御し、Ａ／Ｄ変換回路１１の基準電圧Ｖ１を制御
する。この制御は、ディジタルビデオ信号Ｄ１の輝度信
号Ｙのブランキングレベルのデータがコード２４よりも
小さいときには基準電圧Ｖ１を下げ、ディジタルビデオ
信号Ｄ１の輝度信号Ｙのブランキングレベルのデータが
コード２４よりも大きいときは基準電圧Ｖ１を上げるよ
うに行う。これにより、輝度信号Ｙのブランキングレベ
ルのデータがコード２４に一致するように保たれる。

【００２２】本発明においては、２つのブランキングレ
ベル、つまり、色信号Ｃについてのブランキングレベル
と、輝度信号Ｙについてのブランキングレベルとを用い
る。さらに、この制御ループは、レベル誤差検出回路１
２における誤差検出がディジタルで行われていること
と、積分回路１５におけるループフィルタがディジタル
積分（直流利得が無限大）であるので基準電圧発生回路
１７のオフセットなどによる残留誤差が生じないことよ
り高精度で安定である。つまり、色信号Ｃについて、基
準電圧の半分の電圧レベルＶ２でクランプした後、Ａ／
Ｄ変換回路１１においてディジタルビデオ信号Ｄ１を生
成し、このディジタルビデオ信号Ｄ１について、レベル
誤差検出回路１２でコード２４との誤差をディジタル的
に算出して減算結果Ｄ２を生成し、ＡＧＣ用サンプリン
グパルスＰ２を用いて垂直ブランキング期間においてサ
ンプリング回路１４で輝度信号Ｙのブランキングレベル
をサンプリングして振幅誤差信号Ｄ３を算出する。この
振幅誤差信号Ｄ３が積分回路１５において積分されたデ
ィジタルの制御信号Ｄ４となる。以上の信号処理をディ
ジタル的に行う。そして、ディジタル制御信号Ｄ４をＤ
／Ａ変換器１６でアナログの制御信号Ｖ３に変換し、こ
のアナログの制御信号Ｖ３に基づいて基準電圧発生回路
１７において基準電圧レベルＶ１を生成して、Ａ／Ｄ変
換回路１１において、この基準電圧レベルＶ１の半分の
電圧レベルＶ２をクランプ回路１０に対するクランプ電
圧とする。この処理はアナログ的に行われる。このよう
に、２つのブランキングレベルを用い、しかも、演算部
分をディジタル的に行うことにより、映像信号のレベル
制御が、高精度、高い安定度、無調整で行うことができ
る。

【００２３】好適には、Ｄ／Ａ変換器１６の１ステップ
の値（インクリメントの値）を、Ａ／Ｄ変換回路１１の
１分解能の値よりも小さくする。これにより、基準電圧
レベルＶ１および基準電圧の半分の電圧レベルＶ２の精
度が高くなり、Ａ／Ｄ変換回路１１の変換精度が高くな
り、ひいては、レベル制御が一層精密に行うことができ
る。

【００２４】また、精度を、Ａ／Ｄ変換回路１１の８ビ
ット量子化レベル１ステップよりも上げるためには、制
御信号Ｄ４のＤ／Ａ変換器１６の１量子化レベル１ステ
ップをＡ／Ｄ変換回路１１の１ステップよりも小さくし
制御精度を向上させることと、レベル誤差検出回路１２
においてディジタルビデオ信号Ｄ１をフィルタ処理し、
量子化ビット数を増やす、例えば、図３に破線で示した
ように、レベル誤差検出回路１２の前段に、８ビット／
１０ビット変換回路１９を付加して、Ａ／Ｄ変換回路１
１からの８ビットのディジタルビデオ信号Ｄ１を１０ビ
ットに増加させることにより、レベル誤差検出回路１２
における誤差検出精度を上げることが有効である。

【００２５】以上の実施例は、映像信号として、ハイビ
ジョン用映像信号の例を述べたが、本発明は、ハイビジ
ョン用映像信号の処理には限定されるものではなく、２
つのブランキングレベルを有する映像信号のレベル制御
に広く適用できる。

【発明の効果】本発明においては、２つの異なるブラン
キングレベルが一致するように、レベル誤差の検出をデ
ィジタルで行い、ループフィルタをディジタル積分によ
り行うから、映像信号の２つのレベル制御を、高精度、
高安定、無調整化することができる。従って、この映像
信号用Ａ／Ｄ変換装置を用いた映像信号処理装置によ
り、多チャンネルアナログ記録方式の、ＨＤＴＶビデオ
ディスク、ＶＴＲの画質を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本実施例のディスク再生装置のビデオ信
号処理部の構成図である。

【図２】図２は本実施例で用いる画像信号のフォーマッ
トである。

【図３】図３は図１に示したＡ／Ｄ変換器の詳細な構成
図である。

【図４】図４はＡ／Ｄ変換におけるアナログ入力信号、
基準電圧と出力８ビットコードの対応を示すグラフであ
る。

【図５】本実施例で処理するビデオ信号とサンプリング
パルスとのタイミングを示すグラフである。

【符号の説明】

1-1 、1-2 ・・第１および第２のＡ／Ｄ変換器 2-1 、2-2 ・・第１および第２ののＴＢＣ回路 ３・・デコード回路 ４〜６・・Ｄ／Ａ変換器 １０・・クランプ回路 １１・・Ａ／Ｄ変換回路 １２・・レベル誤差検出回路 １４・・サンプリング回路 １５・・積分回路 １６・・Ｄ／Ａ変換器 １７・・基準電圧発生回路 １８・・パルス生成回路 １９・・８／１０ビット変換回路 Ｐ１・・クランプ用のサンプリングパルス Ｐ２・・ＡＧＣ用サンプリングパルス Ｖ１・・基準電圧 Ｖ２・・基準電圧の半分の電圧（クランプ電圧） Ｖ３・・アナログの制御信号 Ｓ１・・入力ビデオ信号 Ｄ１・・ディジタルビデオ信号 Ｄ２・・減算結果 Ｄ３・・振幅誤差信号 Ｄ４・・ディジタル制御信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のブランキングレベルを有する第１の
   映像信号成分および前記第１のブランキングレベルとは
   異なる第２のブランキングレベルを有する第２の映像信
   号成分を有するアナログ映像信号をディジタル映像信号
   にＡ／Ｄ変換する装置であって、 第１のブランキングレベルを有する第１の映像信号成分
   について、基準信号のレベルと所定の関係にあるクラン
   プ用基準信号でクランプする手段と、 該クランプされた映像信号成分をディジタル信号に変換
   し、前記基準信号から前記クランプ用信号を生成するＡ
   ／Ｄ変換手段と、 該ディジタル変換された映像信号の第２の映像信号成分
   のブランキングレベルと基準レベルとの誤差を算出し、
   その算出値を所定のタイミングでサンプリングする手段
   と、 該サンプリングされた信号を積分する手段と、 該積分された信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換
   手段と、 該Ｄ／Ａ変換された値に比例する前記基準電圧を発生
   し、前記Ａ／Ｄ変換手段に印加する基準電圧発生手段と
   を有する映像信号用Ａ／Ｄ変換装置。
2. 【請求項２】前記Ｄ／Ａ変換手段のインクリメントの値
   が、前記Ａ／Ｄ変換手段の１ステップの分解能よりも、
   小さいことを特徴とする請求項１記載の映像信号用Ａ／
   Ｄ変換装置。
3. 【請求項３】前記映像信号の第１の成分が、第１のブラ
   ンキングレベルが無彩色レベルに相当する色信号であ
   り、 前記映像信号の第２の成分が、輝度信号である、請求項
   １または２記載の映像信号用Ａ／Ｄ変換装置。