JPS58146181A - 映像音声相対時間差補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋏像音声相対時間差補儒装置に関し、特に、フ
レームシンクロナイザを介してテレビジョン信号を伝送
する場合に生ずる映像信号と音声信号との相対時間差を
自動的に補償するようにしたものである。

現在、同期の異なるテレビジョン信号の同期位相を自局
のものに合致させたり、画像の処理を行なったりするた
めにデジタル式の変換器（フレームシンクロナイザ、以
下Ｆ８と略す）が用いられている。このＦＢは入力映像
信号（以下、映像と略す）の同期でメモリに映像を記憶
し、使用者が与えた基準同期でこの記憶された映像を読
み出すものであり、出力映像が音声信号（以下、音声と
略す）に比べ遅れる現象が生じる。

その結果、音声が映像に比べ相対的に進むことになり、
一台のＦ８使用時は検知限以下であっても、縦続に複数
台接続された場合はその進み時間が許容限を越えてしま
うことになる。今後、ＦＢが回１１Ａｆｉ％統に複数台
縦続接続される運用形態も考えられ、進み時間について
の対策を考慮する必要がある・ この対策として、音声を固定遅延線を使用して遅らせる
方法も考えられる。しかしながら、映像の遅れ時間は時
間の関数となるものであり、さらにＦＢの追い越し追い
越され現象により不連続に変化するものであるから、こ
の固定遅延線による方法は用いることができない。

ここで追い越し追い越され現象について説明しておく。

先に述べたように、ｙＳは入力映像の同期で書き込みを
行ない、基準同期で読み出しを行なうものであるが、両
同期の周波数が一致していなければ、基準同期をもとに
決定された出力映像の続出しメモリアドレスが入力映像
を書き込んでいるメモリのアドレスを追い越したり（基
準同期の周波数が入力映像の周波数に比べて高い場合）
逆にこれに追い越されたり（基″（ 準同期の周波数が入力映像の周波数に比べて低い場合）
する現象が発生し、結果的には出力映像を／フレーム分
２度読みしたり、／フレーム分書いたりすることになる
。これを［追い越し追い越され現象」と呼び、これによ
り映像音声相対時間差は不連続に変化する。

本発明の目的は上述の欠点をｌ１ｉｌＩ＊シＳ映倫の遅
延量の連続的な変化に対しては、音声の遅延量も追従し
て連続的に変化させ、映像の遅延量の不連続な変化に財
しては、すみやかに聰感上影蕾を与えない方法で音声の
遅延量を追従させることにより、映像・音声相対時間差
を補正吸収することにある。

かかる目的達成のため、本発明では１所定の記憶容量を
有する音声メモリを使用し、Ｆｓの入力映像と出力映像
の位相差を基準にしてこの音声メモリにおける遅延量を
調節し、映像と音声の一期をとる。

すなわち、本発明は、フレームシンクロナイザの入力映
像信号と出力映像信号との間の位相差を検出する位相差
検出手段と、前記位相差が零となる時間を予測する位相
差零予測手段と、前記位相差が零となる時刻に関連する
所定期間には所定の第１のアドレス信号列を、前記所定
期間以外は前記位相差に応じた第一のアドレス信号列を
それぞれ発生するメモリ制御手段と、前記第１および第
一のアドレス信号列の各々に基づき映像に付随して入力
する音声信号の書き込み読み出しを行なう音声信号メモ
リとを有し、前記第一のアドレス信号列による前記メモ
リの書込み読み出し制御により前記相対時間差を補償す
ると共に、前記第１のアドレス信号列による前記メモリ
の書込み読出し制御により前記時間差零となる時刻まで
に音声信号に所定時間の遅延を与えるようにしたことを
特徴とするものである。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１ＷＪは本発明による補償装置のプルツク構成例を示
し、ここに、ｌは前述したＦＳＳコはその入力映像、Ｊ
は出力映像、亭は基準同期信号である。入力映像コおよ
び出力映像Ｊを位相差検出手段ｊに供給する。この位相
差検出手段！は両者の位相差を検出し、位相差情報４を
発生する。位相差は、例えば同期信号相互の時間差１あ
るいはＦＢＩの書込み・読出しアドレスの差等から求め
得る。この情報≦を音声フレームメモリ制御手段７に供
給する。メモリ制御手段７は、後述するように、この情
報４に基づいて、続出し書き込み信号ｌ（以下Ｒ／Ｗコ
ントロール信号と略す）、アドレス信号９およびフェー
ドイン・アウト信号１０　’ｆ：発生する。この信号ｌ
および９を音声フレームメ汚りｌ／に供給し、信号１０
を増幅器／λに供給する。１３はＰＣＭエンコーダであ
り、アナログの入力音声ｌりをパルス符号変調によりデ
ジタル化する。その出力信号／ｊを音声フレームメモリ
／／に供給し、前述のＲ／Ｗコントロール信号ｌおよび
アドレス信号？の制御ノもとに順次所定の番地へ書込ん
で行く。／４はＰＣＭデコーダであり、Ｒ／Ｗコントロ
ール信号１およびアドレス信号９の制御のもとにメモリ
／ｌから順次読み出したパルス信号／７をパルス符号復
調によりアナログの音声信号／Ｉに変換する。この信号
／Ｉを増幅器／２に供給し、出力音声１９を得る。

この第１図示の装置において、音声フレームメモリ制御
手段７は、位相差検出手段ｊから供給される位相差情報
≦をもとに、音声フレームメモリ／／の書込み・読出し
を制御し、出力映像３と入力音声／ダとの間に生ずる相
対時間差を常時自動補正する。自動補正については、例
えば次の一つの形態が考えられる。

Ｉｌの形態は、音声フレームメモリ／ｌの書込み・続出
しクロック周波数を制御して映像と音声との間の相対時
間差をなくすようにするものである。すなわち、書込ク
ロック周波数および読出しクロック周波数のうちいずれ
か一方を固定し、他方を変化させることにより、あるい
は双方を変化させることにより、音声フレームメモＩＪ
　Ｉｌにおける音声の遅延量を変化させ、音声の遅延量
をＦＢＩにおける映像の遅延量と合致させる。なお、ク
ロック周波数を変化させ音声フレームメモリ／Ｉにおけ
る遅延時間を変化させている間は音程が変わるので、こ
のりシック周波数の変化量、すなわち単位時間あたりの
遅延量の変化量は聴感上影響を与えないＩｉＭとするの
が好ましい。

この−感上影響を与′えない範叫については次のように
考察する。

論文によると人間の眉波数弁別眼は、最も弁別能力が高
くなる／Ｋｈ付近で０．／％程度となっている。以下こ
の値を使用し、／Ｋｈでは／ｈ。

３０ＫＨｚでは３０ｂずれると弁別できると仮定する。

さて書込みクロックを３ＤＫｋとすれば音声メモリーは
映像の７フレ一ム時間（つまり　７９秒）７０００／ｊ
、−３０秒程度必要となるわけである。

この第１の形態を採る場合の音声フレームメモリ制御手
段７の構成例ｒｔ第ＪｗＪに示す。この例では、書込み
クロック周波数を画定し読出しクロック周波数を徽１変
化させる。すなわち、ｌは続出しクロック周波数制御手
段であり、母この制御子＆Ｊ／は、書込みアドレス発生
手段ｎからの書込みアドレス情報ｎおよび読出しアドレ
ス発生手段２１からの読出しアドレス情報Ｂとから例え
ば両アドレスの差データを算出するなどして音声フレー
ムメモリ／ｌにおける現在の遅延量が判るので、この遅
延量が位相差情報≦によって表わされるところのＦＢＩ
における映像の遅延量との差に対応するように、続出ア
ドレス発生手段λダに対し、続出しクロック周波数を高
くし、または低くするべく制御信号ムを供給する。これ
により音声フレームメモリｌ／における音声の遅延量が
変化し、ＦＢＩにおける遅延量と音声フレームメモリ／
／における遅延量とが一致する。

第コの形態は、書込み・続出しりシック周波数は固定し
ておき、書込みアドレスおよび読み出しアドレスのうち
一方または双方を操作して音声の遅延量を調節するもの
で、この場合の音声フレームメモリ制御手段７の構成例
を第３図に示す。この例では読出しアドレスのみを操作
する。ここに、３１は読出しアドレス操作手段であり、
映像の遅延量に対応する読出しアドレス信号列を発生す
るように読出しアドレス発生手段λグに対し飛越し、一
度読みをさせるアドレス信号列を形成する制御信１）３
２を供給する。続出しアドレス発生手段Ｊは、この制御
信Ｊ＃３２をもとに、第４１−図に示すように、一定の
制御周期Ｔ。

で（続出しを１１回行うたびに）アドレスの飛越し、ま
たはコ度読みを行なう。９４４図から理解されるように
、音声フレームメモリ／ｌの遅延量は、アドレスの飛越
しをすることによって小さくなり１コ度読みをすること
によって大きくなる。この飛越し、コ度読み操作の頻度
は、第１の形態の場合と同様に聴感上影響を与えない程
度とするのが好ましい。

次に、入力映像Ｖ１１（ビデオ同期信号積換えの発生の
場合、すなわち訣健・音声相対時間差が瞬時に変化する
場合の処理であるが、三つの方法でこれを処理する。

一番目の処理法は、映像ｖ８切換えが発生すると、第１
のｉｌｌまたは第２の形態で処理を行ない、この調相期
間中３＃の無音検出手段で無音期間を検出すれば、７の
音声フレーム制御手段で強制的に読み出しアドレス１制
御し、遅延量調整を瞬時に行なうようにする。これが通
常行なう処理である。

次の方法は、入力映像ｖＳ切換えが発生しても、音声の
連続性を保ちたい場合、たとえばマラソン中継などを行
なう場合などに使用されるものである。強制的な続み出
しアドレス制御は行なわず、第１の形態または第一の形
態で一定期間内に処理を行なう。このようにすると音声
は連続となるが、その遅延量の調整に最大Ｘ程度度かか
ることになる。

三つ目の方法は、鋏＊ＶＳ切換えを検知した場合には、
フェードイン・アウト信号ＩＯにより増幅ＩＩｌλの増
幅度を漸減させ１．音声を７エードアウトする。そして
、７の音声フレーム制御手段で強制的に読出しアドレス
を制御し、遅延量調整を瞬時に行なった後、フェードイ
ン・アウト信号１０により増幅器１２の増幅度を漸増さ
せ音声を７エードインする。

以上、３通りの処理法のうち、どれが適切かは状況によ
って違い、その判別は機械では困難と思われ、切換えス
イッチを用いて設定するようにする。

次に、追い越し追越され現象による映像・音声相対時間
差の不連続な変化に対する対策について説明する。

前述したように、追い越し追い越され現象は、人力Ｖ像
の同期と基準同期の不一致すなわち両同期信号を形成す
るそれぞれの原発振器の発振論波数の微少な差によって
発生するものであり、その時１ｉｌ１１隔Ｔ、は水晶発
振器の精度から見て最小／時間９公程度である。この場
合通常の処理方法、つまり、第１の形態、または第２の
形態で処理をしてもかまわないが、こうすると入力映像
の同期が基準同期に比べ周諌微ダ高い場合、音声が進む
現象が見られ、以下その対策も含め説明する。

すなわち、第５図示のように、追い越し追い越され現象
が発生するとこの時点ｔｘにおいて、ＦＢ／における遅
延量は＠Ｏ″から”盛秒”へと急変する。この瞬間音声
フレームメモリ／ｌにおける遅延量が映像の遅延量に埠
従して”Ｏ”になっているとすると、この時点ｔｘｇお
いて、音声が映像に対し相対的に瞬時に／／ｊ１７秒進
んだことになり、その後補正により相対時間差が零にな
るまでの期間Ｔｊ（凡そＸ秒間）の閣は、映像に対し音
声が進むという被撃がつづく。ところで、感覚上、音声
が映像に比べ進むより遅れる方が不自然を感じない。そ
こで、この追い越し追い魅され現象が発生する時点ｔｘ
を予しめ予測し、この時点ｔｘ以前の所！期間−におい
て（第６回参照）音声フレームグモリ／ｌにおけ４る遅
延量をそのときのＦＳ／における映像の遅延量に越され
現象力干発生し、ＦＳ／における遅延量が／／＃秒に急
変する時点Ｌｘにおいて、音声フレームメモリ／／にお
ける遅延量がｌ／３０秒になっているよう臀そ０遅延量
を予測制！する・　　　　、すなわち、第１の形態では
読出しクロック制御手段Ｉ内に、また＃Ｉコの形態では
続出しアドレス操作手段３／内に、それぞれ位相差零予
測手段を設け、追越し追越され現象発生時１１Ｊｔｘを
予測する。この時３Ｉ８１ｔｘは位相差情報乙によって
もたらされる現在の位相差および単位時間あたりの位相
差の変化率から簡単に求めることができ１ソノための予
測手段は、例えばマイク四プロセッサ等により構成し得
る。追越し追越され現象発生時刻Ｌｘに近づいたら、上
述したように、その時刻以前の所定期間Ｔ４の間に音声
フレームメモリ／／における遅延量を徐々に増大させて
行く。

この遅延量の増大は、第１の形態ではクロック周波数制
御信号ぶにより、第一の形態では飛越し一度読み制御信
号ｎにより、それぞれ読出しアドレス発生手段ｄを制御
することによって行なう。この遅延量増大のための期間
Ｔ４は聴感上影響を与えないように制御するためには〃
程度度となり、またその遅延量は一定の増加率で増大さ
せるのが好ましい。なお、時刻ｔｘにおける音声の遅延
量がｌ／３０秒になっていなくても、追い越し追い越さ
れ現象の影響をある程度は軽減することができる。従っ
て予測制御をする期間−を時刻ｔｘの前後に亘るように
設定しても良く、また、期間−の終期における音声の遅
延量を／／〃秒より適宜少なくしても良い。

この結果、読出しアドレス発生手段３は、いずれの形態
においても、２種類のアドレス信号列、すなわち、追越
し追越され現象に備えてその遅延量が予じめｌ／３０秒
となるようにその続出しを制御するための期間Ｔ４にお
けるアドレス信号列、およびその遅延量がＦＳ／におけ
る遅延量と合致するようにその読出しを制御するための
それ以外の期間におけるアドレス信号列をそれぞれ音声
フレームメモリＩ／に供給することとなるＯ 最後に、入力映像断の場合の処置であるが、この場合は
入力映像断時点の遅延量を保持し、入力映像断時点で第
１または第一の形態により音声遅延量の調整を行なうよ
うにする。

なお、本発明装置はＦＢと一体に構成しても良いが、別
体として必要に応じＦＢに付加して使用するようにする
と所要台数を少なくすることができる。また、本発明装
置と共に運用するＦＢの形式は任意であること勿論であ
る。

以上説明したように、本発明によれば、系統に複数台の
ＦＢを縦続に接続する場合においても、１台のＦＢにつ
き本発明装置を１台使用することにより、系統全体にわ
たる自動的な映像音声相対時間差の補償が可能となり、
良質な放送に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成例を示すブロック図、第一図
は第１図示の音声フレームメモリ制御手段のＩＩ／の構
成例を示すブロック図、第３図は閤じく第一のＩｌｌ成
例を示すブロック図、第ダ図は第１図示の音声フレーム
メモリの２度読みおよび飛越し読みの状態を示すｌｌ１
１図、第５図は音声の遅延量の予測制御をしない場合の
映像信号と音声信号の遅延量の対応関係を示す線図、第
４図は同じく予測制御をした場合の対応関係を示す線図
である。 ｌ・・・ＦＢ、　　　　　　　コ・・・入力音声信号、
Ｊ・・・出力映像信号、　　　参・・・基準同期信号、
！・・・位相差検出手段、　　４・・・位相差情報、７
・・・音声フレームメモリ制御手段、ｌ・・・Ｒ／Ｗコ
ントロール信号、 デ・・・アドレス信号、 １０・・・フェードイン・アウト信号、／ｌ・・・音声
フレームメモリ、 ／２・・・増幅器、／３・・・ＰＣＭエンコーダ、／＃
・・・入力音声信号、 ／ｊ・・・ＰＣＭエンコーダ出力信号、ｌ≦・・・ＰＣ
Ｍ　デコーダ、１７・・・パルス信号、／Ｉ・・・ＰＣ
Ｍデコーダ出力信号、 ／り・・・出力音声信号、 Ｉ・・・読出しクロック周波数開園手段、ｎ・・・書込
みアドレス発生手段、 Ｂ・・・書込みアドレス情報、 μ・・・読出しアドレス発生手段、 Ｂ・・・読出しアドレス情報、 ム・・・読出しクロック周波数制御信号、３／・読出し
アドレス操作手段、 ３２・・・飛越し＼コ度読み制御信号、３３・・峡像Ｖ
Ｓ切替時アドレス設定信号１３ゲ・・無音検出手段、　
　Ｔ１・・・制御周期、Ｔ、　追越し追越され現象発生
時間間隔１Ｔ、・・・追越し追越され現象発生後におけ
る相対時間差補償所要時間、 −・・・予測制御をする所定期間。 特許出願人　日本放送協会 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 君１頁の続き ０発　明　者　池永敏和 東京都渋谷区神南二丁目２番１ 号日本放送協会放送センター内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フレームシンクａナイザの入力映像信号と出力映像
   信号との間の位相差を検出する位相差検出手段と、前記
   位相差が零となる時刻を予測する位相差零予測手段と、
   前記位相差が配位相差に応じた１１ＩＪのアドレス信号
   列をそれぞれ発生するメモリ制御手段と、前記第１およ
   び第２のアドレス信号列の各々に基づき映像に付随して
   入力する音声信号の書き込み読み出しを行なう音声信号
   メモリとを有し、前記第一のアドレス信号列による前記
   メモリの書込み読＋出し制御により前記相対時間差を補
   償すると共に、前記第７のアドレス信号、列による前記
   メモリの書込み続出し制御によ所定時間の遅延を与える
   ようにしたことを特徴とする映像音声相対時間差補償装
   置。 ２）前記所定期間を３０秒以上とし、この期間における
   前記音声信号の遅延時間の増加率をほぼ−、定としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の映像音声相
   対時間差補償装置。 ３）前記入力映像信号が断となった場合には、相対時間
   差の補償動作を中断して前記音声フレームメモリの当該
   時点における遅延量を保持し、前記映像信号が回復した
   時点で前記相対時間差の補償動作を再開するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第１項記
   載の訣像音声、相対時間差補償装置。 ４）前記位相差の急変に対し、前記第一のアドレス信号
   列を制御することによって、直ちに、−あるいは一定期
   間内に、音声信号を遅延させるようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項、第２項または第１項記載の
   映像音声相対時間差補償装置。