JPH09284595A - 映像信号クランプ装置及び方法 - Google Patents

映像信号クランプ装置及び方法

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JPH09284595A
JPH09284595A JP8115660A JP11566096A JPH09284595A JP H09284595 A JPH09284595 A JP H09284595A JP 8115660 A JP8115660 A JP 8115660A JP 11566096 A JP11566096 A JP 11566096A JP H09284595 A JPH09284595 A JP H09284595A
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voltage
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Nozomi Hashizume
望 橋爪
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アナログコンポーネントビテオ信号を高精度
にクランプする。 【解決手段】 Y信号はペデスタルクランプ回路11に
おいて、エラー制御回路14の出力電圧にクランプされ
る。クランプされたY信号はA/D変換器12によりデ
ジタル化され、インターフェース部5に送られる。イン
ターフェース部5では、前記デジタル化の量子化ステッ
プ以下の精度を持つクランプエラーデータが生成され
る。このクランプエラーデータは、モードコン6を介し
てD/A変換器7へ送られ、アナログのクランプエラー
電圧に変換される。このクランプエラー電圧は、エラー
制御回路14において、高精度基準電圧発生回路8の出
力電圧VCLP と合成される。CR 信号及びCB 信号につ
いても同様である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ映像信号
をクランプする装置及び方法に関し、詳細にはアナログ
映像信号をA/D変換する際の基準レベルを高精度に作
成できるクランプ装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アナログ映像信号をA/D変換して記録
/再生するビデオテープレコーダ(以下デジタルVTR
という)におけるA/D変換の量子化レベルはCCIR
REC−601に規定されている。この規定によれ
ば、輝度信号(以下Y信号という)を8ビット(0〜2
55)に量子化するときにはペデスタルレベルを“1
6”に、白ピークレベルを“235”にすることが定め
られている。また、RとBの色差信号(以下CR 信号、
B 信号という)については、ペテスタルレベルを“1
28”に、最大レベルを“240”に、最小レベルを
“16”にすることが定められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記CCIR REC
−601に規定されている仕様は非常に厳しいものであ
る。特に、フルレベル時の上下のマージンが殆どないた
め、アナログ入力される映像信号にダイナミックな変動
(APL変動、入力切り換え等)が生じた場合、A/D
変換のダイナミックレンジから外れてしまう可能性があ
った。また、Y信号のクランプレベルが“16”、CR
信号とCB 信号のクランプレベルが“128”に規定さ
れているため、正確にクランプすることが困難であっ
た。
【0004】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、アナログコンポーネントビテオ信号を
高精度にクランプできる映像信号クランプ装置及び方法
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係る映像信号クランプ装置は、アナログ映
像信号のペデスタルを所定のクランプ電圧にクランプす
る第1の手段と、第1の手段の出力をデジタルデータに
変換する第2の手段と、前記第2の手段の出力を用い
て、前記デジタルデータの量子化ステップ以下の精度を
持つクランプエラー電圧を生成する第3の手段と、クラ
ンプ基準電圧を発生する第4の手段と、第4の手段の出
力に第3の手段の出力を合成して、前記所定のクランプ
電圧を作成する第5の手段とを備えることを特徴とする
ものである。
【0006】また、本発明に係る映像信号クランプ方法
は、アナログ映像信号のペデスタルを所定のクランプ電
圧にクランプする際に、クランプ基準電圧にクランプし
たアナログ映像信号をデジタル化したデータを用いて、
このデジタル化の量子化ステップ以下の精度を持つクラ
ンプエラー電圧を生成し、このクランプエラー電圧を前
記クランプ基準電圧にフィードバックすることを特徴と
するものである。
【0007】本発明によれば、アナログ映像信号のペデ
スタルが第1の手段により所定のクランプ電圧にクラン
プされる。そして、クランプされたアナログ映像信号は
第2の手段によりデジタル化され、第3の手段により、
前記デジタルデータの量子化ステップ以下の精度を持つ
クランプエラー電圧が生成される。このクランプエラー
電圧は、第5の手段において、第4の手段が発生するク
ランプ基準電圧に合成される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面を参照しながら、 〔1〕映像信号クランプ装置の構成及び概略動作 (1)映像信号クランプ装置の構成 (2)映像信号クランプ装置の概略動作 〔2〕映像信号クランプ装置の各部の詳細 (1)高精度基準電圧発生回路 (2)量子化レベル及びクランプエラー割り付け (3)インターフェース部 (4)エラーデータのフィードバック の順序で詳細に説明する。
【0009】〔1〕映像信号クランプ装置の構成及び概
略動作 (1)映像信号クランプ装置の構成 図1は本発明を適用した映像信号クランプ装置の構成を
示すブロック図である。この図に示すように、本発明を
適用した映像信号クランプ装置は、入力されるアナログ
コンポジットビデオ信号からY信号、CR 信号、及びC
B 信号をデコードするデコーダ1と、デコードされたY
信号、CR 信号、及びCB 信号のそれぞれのペデスタル
を所定のクランプ電圧にクランプし、さらにクランプし
た信号のA/D変換を行うY信号処理部2,CR 信号処
理部3,及びCB 信号処理部4と、これらの信号処理部
2,3,4の出力であるデジタルY(DY)信号、デジ
タルCR (DCR )信号、及びデジタルCB (DCB
信号を図示されていない記録系へ送ると共に、それぞれ
の信号のクランプエラーを生成し、シリアルデータとし
て出力するインターフェース部5と、インターフェース
部5から送られてくるクランプエラーをD/Aコンバー
タ7へ送るモード処理マイクロコンピュータ(以下モー
ドコンという)6と、モードコン6から送られてくるク
ランプエラーをアナログ化し、Y信号処理部2,CR
号処理部3,及びCB 信号処理部4へ時分割で与えるD
/Aコンバータ7と、Y信号処理部2,CR 信号処理部
3,及びCB 信号処理部4へクランプの基準電圧
CLP 、及びA/D変換の基準電圧VB ,VT を供給す
る高精度基準電圧発生回路8とから構成されている。
【0010】Y信号処理部2,CR 信号処理部3,及び
B 信号処理部4は、基本的に同じ構成を持っているの
で、Y信号処理部2のみ内部のブロックを記載した。す
なわち、ペデスタルクランプ回路11と、ペデスタルク
ランプ回路11の出力をデジタル化するA/Dコンバー
タ12と、D/Aコンバータ7から与えられるクランプ
エラーを平均化するローパスフィルタ13と、高精度基
準電圧発生回路8から供給されるクランプ電圧VCLP
ローパスフィルタ13から出力されるクランプエラー電
圧を合成するエラー制御回路14とから構成されてい
る。
【0011】(2)映像信号クランプ装置の概略動作 次に図1に示した映像信号クランプ装置全体の概略動作
を説明する。デコーダ1に入力されたアナログコンポジ
ットビデオ信号はここでY信号、CR 信号,及びCB
号にデコードされ、それぞれY信号処理部2、CR 信号
処理部3,及びCB 信号処理部4へ送られる。
【0012】Y信号処理部2へ送られたY信号は、ペデ
スタルクランプ回路11において、まずシャントレギュ
レータで構成された高精度基準電圧発生回路8が出力す
るクランプ電圧VCLP にクランプされる。このとき、ペ
デスタルクランプ回路11にはクランプのタイミングを
指定するクランプパルスCPが供給される。クランプさ
れたY信号はA/Dコンバータ12により8ビットで量
子化され、インターフェース部5に送られる。デコーダ
1からCR 信号処理部3及びCB 信号処理部4へ送られ
たCR 信号及びCB 信号も同様に処理される。
【0013】インターフェース部5においては、デジタ
ルY信号、デジタルCR 信号、及びデジタルCB 信号が
後段の記録系に送られると共に、Y信号、CR 信号、及
びCB 信号の各々のクランプエラーが生成される。
【0014】このクランプエラーはシリアルデータとし
てモードコン6を経由してD/Aコンバータ7へ送られ
る。そして、D/Aコンバータ7において、それぞれの
信号のクランプエラーがアナログ電圧に変換され、Y信
号のクランプエラーはY信号処理部2内のローパスフィ
ルタ13に、CR 信号及びCB 信号のクランプエラーも
それぞれCR 信号処理部3及びCB 信号処理部4内のロ
ーパスフィルタ(図示せず)に与えられる。
【0015】ローパスフィルタ13に供給されたクラン
プエラー電圧はここで平均化され、エラー制御回路14
へ供給される。そして、エラー制御回路14において、
固定のクランプ基準電圧VCLP に合成される。これによ
り、クランプエラーを補正することができる。
【0016】〔2〕映像信号クランプ装置の各部の詳細 次に図1に示した映像信号クランプ装置の各部の詳細に
ついて説明する。
【0017】(1)高精度基準電圧発生回路 高精度基準電圧発生回路8は、図2に示すようにツェナ
ーダイオードを用いたシャントレギュレータにより、A
/Dコンバータ12へ供給する基準電圧VT とVB を作
成し、VT とVB の間の抵抗ブリーダとボリュームによ
りクランプ基準電圧VCLP を作成している。つまり、V
T 、VB 、及びVCLP が同一規準で作成され、さらにシ
ャントレギュレータの精度も加わるので、この回路だけ
でかなり高精度のクランプが行える。
【0018】(2)量子化レベル及びクランプエラー割
り付け 図3はY信号の量子化レベル及びクランプエラー割りつ
けを示す。この図において左端のスケール(0〜25
5)は量子化レベルである。前述したように、ペデスタ
ルレベルが“16”に、100IREレベルが“23
5”に量子化される。また、この図において右端のスケ
ールはクランプエラーの割り付けを示す。したがって、
量子化レベルの“0”がクランプエラーの“255”に
対応し、量子化レベルの“64”がクランプエラーの
“0”に対応する。
【0019】図4はCR 信号及びCB 信号の量子化レベ
ル及びクランプエラー割りつけを示す。この図において
も左端のスケール(0〜255)は量子化レベルであ
る。前述したように、ペテスタルレベルを“128”
に、最大レベルを“240”に、最小レベルを“16”
にする。また、この図において右端のスケールはクラン
プエラーの割り付けを示す。したがって、量子化レベル
の“96”がクランプエラーの“255”に対応し、量
子化レベルの“160”がクランプエラーの“0”に対
応する。
【0020】(3)インターフェース部 図5にインターフェース部5内のエラー電圧を生成する
部分の構成を示す。インターフェース部5内には、デジ
タルY信号、デジタルCR 信号、及びデジタルCB 信号
のそれぞれのエラー電圧を生成する3系統のエラー信号
生成部21,22,23がある。各部の基本構成と同一
であるため、ここではデジタルY信号を処理する部分2
1のみ内部構成を示した。エラー信号生成部21,2
2,23の出力はマイコンインターフェース24に入力
される。マイコンインターフェース24は、入力された
3系統のクランプエラーをシリアルデータとしてモード
コン6へ送る。
【0021】次にエラー信号生成部21の動作を説明す
る。エラー信号生成部21に入力された8ビットのデジ
タルY信号はリミッタ31に入力される。デジタルY信
号のレベルに図3のエラー制御領域を越えている部分が
ある場合には、リミッタ31が作用し、越えている部分
をエラー制御領域の上限(=“64”)又は下限(=
“0”)に固定する。このようにして、リミッタ31か
ら64ステップ(=6ビット)のデータが出力される。
リミッタ31の出力は1フィールド積分回路32へ入力
される。
【0022】1フィールド積分回路32は、部分的なノ
イズの影響を除去するため、図6に示すように、画面中
央部の128ラインの各々に対してY信号のバックポー
チのペデスタル部分を16個ずつサンプルし、それらを
加算する。この結果、16サンプル×128ライン×6
4ステップ=131072サンプル(=217)となるか
ら、1フィールド積分回路32の出力は17ビット相当
のデータとなる。
【0023】この17ビット相当データはビットシフト
回路33に入力される。ビットシフト回路33は、1フ
ィールド積分回路32において加算されたデータの平均
値を算出するため、入力データを16サンプル×128
ライン=2048サンプル(=211)、つまり11ビッ
トで割る。そして、下位8ビットを切り捨てることによ
り、8ビットのデータとする。さらに、エラーデータと
するため、全ビットを反転する。図3に示したように、
このようにして生成されたエラーデータは元のY信号の
量子化レベルの64ステップから255ステップのエラ
ーデータを得ているから、元のY信号に対して1/4L
SB(量子化ステップの1/4)、つまり10ビット相
当の精度を持つことになる。
【0024】以上Y信号について説明した。CR 信号と
B 信号についても基本的に同じなので相違点を中心に
説明する。デジタル化されたCR 信号とCB 信号は、そ
れぞれエラー信号生成部22及び23内のリミッタ(図
示せず)により、図4のエラー制御領域に制限される。
そして、それぞれの1フィールド積分回路(図示せず)
により、図6に示すように、画面中央部の128ライン
の各々に対してY信号のシンクチップに相当するタイミ
ングで16個ずつサンプルし、それらを加算する。この
結果、CR 信号とCB 信号のそれぞれについても17ビ
ット相当のデータが得られ、これをビットシフトし、反
転することにより8ビットずつのエラーデータが生成さ
れる。
【0025】(4)エラーデータのフィードバック エラーデータ生成部21,22,23により生成された
各々8ビットのエラーデータはマイコンインターフェー
ス24により、シリアルデータに変換され、各フィール
ドに1回ずつモードコン6へ送られる。モードコン6で
は、電源オン時の基準データの設定等のイニシャライズ
処理が施され、入力されたシリアルデータがD/Aコン
バータ7へシリアル出力される。D/Aコンバータ7は
1フィールド毎に1回ずつY→CR →CB の順にアナロ
グのエラー電圧を生成する。アナログのエラー電圧はそ
れぞれY信号処理部2、CR 信号処理部3及びCB 信号
処理部4へ送らる。Y信号処理部2では、ローパスフィ
ルタ13によりアナログのエラー電圧を平均化し、エラ
ー制御回路14においてクランプ基準電圧VCLP と合成
する。したがって、クランプエラーが存在する場合に
は、クランプエラー電圧によりクランプ基準電圧VCLP
がシフトされる。CR 信号及びCB 信号についても同様
である。
【0026】以上説明したように、この映像信号クラン
プ装置では、Y信号及び色差信号を10ビット相当の高
精度でクランプすることができる。
【0027】なお、この映像信号クランプ装置では、原
理的にエラーはリアルタイムで伝達できず、原信号のエ
ラー電圧がフィードバックされるまでには数フィールド
期間を要するが、もともと高精度基準電圧発生回路8が
発生するクランプ基準電圧VCLP により高精度にクラン
プされているので、クランプエラーがあっても数フィー
ルド期間の遅れであれば視覚上全く問題はない。
【0028】また、この映像信号クランプ装置では、元
の信号の1/4LSBの精度を持つエラーデータを生成
しているが、エラーデータは元の信号の量子化ステップ
より小さければよく、例えば1/2LSBの精度を持つ
ようにしてもよい。エラーデータの精度の設定は、図6
におけるサンプルライン数や1ライン当たりのサンプル
数を変化させることにより行うことができる。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、アナログコンポーネントビデオ信号を高精度にク
ランプすることができる。特に、従来困難であった色差
信号に対しても、ベクトルスコープ上の原点が玉割しな
くなる程度の高精度のクランプが行える。したがって、
本発明をアナログ入力端子を有するデジタルVTRのア
ナログ入力回路に適用した場合に、記録するデジタル映
像信号、特に色差信号の品位の向上に多大の効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した映像信号クランプ装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】図1の高精度基準電圧発生回路の構成を示す回
路図である。
【図3】Y信号の量子化レベル及びクランプエラー割り
つけを示す図である。
【図4】CR 信号及びCB 信号の量子化レベル及びクラ
ンプエラー割りつけを示す図である。
【図5】インターフェース部内のエラー電圧を生成する
部分の構成を示すブロック図である。
【図6】エラーデータの生成領域を示す図である。
【符号の説明】
5…インターフェース部、8…高精度基準電圧発生回
路、11…ペデスタルクランプ回路、12…A/Dコン
バータ、14…エラー制御回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)アナログ映像信号のペデスタルを
    所定のクランプ電圧にクランプする第1の手段と、 (b)前記第1の手段の出力をデジタルデータに変換す
    る第2の手段と、 (c)前記第2の手段の出力を用いて、前記デジタルデ
    ータの量子化ステップ以下の精度を持つクランプエラー
    電圧を生成する第3の手段と、 (d)クランプ基準電圧を発生する第4の手段と、 (e)第4の手段の出力に第3の手段の出力を合成し
    て、前記所定のクランプ電圧を作成する第5の手段と、 を備えることを特徴とする映像信号クランプ装置。
  2. 【請求項2】 第4の手段はシャントレギュレータによ
    り構成されている請求項1に記載の映像信号クランプ装
    置。
  3. 【請求項3】 第3の手段は映像信号の1フィールド毎
    に、所定数のライン毎の所定数のサンプルのエラーを平
    均する手段を備えるものである請求項2に記載の映像信
    号クランプ装置。
  4. 【請求項4】 入力されるアナログ映像信号はアナログ
    コンポーネントビデオ信号である請求項1に記載の映像
    信号クランプ装置。
  5. 【請求項5】 アナログコンポーネントビデオ信号の輝
    度信号及び色差信号に対して、第1の手段、第2の手
    段、第3の手段、及び第5の手段を個別に設け、第4の
    手段は共通にした請求項4に記載の映像信号クランプ装
    置。
  6. 【請求項6】 アナログ映像信号のペデスタルを所定の
    クランプ電圧にクランプする際に、クランプ基準電圧に
    クランプしたアナログ映像信号をデジタル化したデータ
    を用いて、前記デジタル化の量子化ステップ以下の精度
    を持つクランプエラー電圧を生成し、該クランプエラー
    電圧を前記クランプ基準電圧にフィードバックすること
    を特徴とする映像信号クランプ方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030092582A (ko) * 2002-05-30 2003-12-06 삼성전자주식회사 비디오 디코더의 안정된 색 신호 클램핑을 수행하는클램프 회로 및 그것의 클램핑 레벨 제어 방법
KR100571781B1 (ko) * 2002-08-13 2006-04-18 삼성전자주식회사 디지털 비디오 시스템의 a/d 변환장치 및 방법
US7626623B2 (en) 2003-09-09 2009-12-01 Canon Kabushiki Kaisha Signal processing apparatus, signal processing method, program, and storage medium employing random number generation

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