JPH0360236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はビデオ信号デイジタル処理方法に係
り、特にNTSC方式、PAL方式を同一回路で信
号処理することができ、例えば磁気記録再生装置
（VTR）の色信号処理をデイジタル信号処理で行
なう時、そのPS（位相推移）処理とデシメイシヨ
ン（decimation、間引き）処理とを使うことに
より信号処理回路の規模も縮小できるビデオ信号
デイジタル処理方法に関する。 （従来の技術） 近年、ビデオ信号をデイジタル化して処理する
方法が、回路部品（主に、コンデンサ、抵抗、コ
イル）点数の削減化、あるいは、機器の無調整化
の観点から優れた方法であるとし、その関係の研
究開発が数多く試みられており、一部のメーカで
「デイジタルテレビ」として商品化されつつある。 また、現行のテレビジヨンの放送方式として
は、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式が主に
存在しているが、特にNTSC方式、PAL方式の
市場は大きく、更に色信号多重の方式は、
SECAM方式に比べ、これら両方式は類似してい
るといつた特徴がある。 そこで、NTSC方式、PAL方式の両方式を同
一（あるいは、略同等）の回路で信号処理を行な
うことができると、そのメリツトは大きいものと
なる。 更に、輝度信号はNTSC方式、PAL方式とも
周波数帯域以外は、大きな相違はないので、色信
号処理回路が共通化されれば、NTSC方式、
PAL方式を同一回路で構成することが可能にな
る。 （発明の目的） そこで、本発明は上記の従来技術に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、NTSC方式、
PAL方式を同一回路で信号処理することができ、
例えば磁気記録再生装置（VTR）の色信号処理
をデイジタル信号処理で行なう時、その色信号処
理としてPS（位相推移）処理を使うことにより信
号処理回路の規模も縮小できるビデオ信号デイジ
タル処理方法を提供することにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、入力さ
れたアナログビデオ信号をサンプリングしてデイ
ジタルデータに変換する際のサンプリング周波数
を、前記アナログビデオ信号の水平同期信号周波
数のＮ倍の周波数（Ｎは整数）とし、かつ、その
整数Ｎを４で割つてＮ＝4K＋Ｍ（Ｋは整数、Ｍは
０、１、２、３のいずれかの数）とし、前記整数
Ｎを３で割つてＮ＝3L＋Ｑ（Ｌは整数、Ｑは０、
＋１、−１のいずれかの数）とした時、Ｐ＝Ｍ＋
Ｑなる整数Ｐが奇数となるようにし、前記サンプ
リングして変換したデイジタルデータのうちから
時間軸上で２つおきにサンプリング点を有効デー
タとして残す1/3デシメイシヨン処理を行なうよ
うにしたことを特徴とするビデオ信号デイジタル
処理方法を提供するものである。 （実施例） 本発明になるビデオ信号デイジタル処理方法に
ついて、以下に説明する。 一般に、アナログビデオ信号をサンプリングし
てデイジタルデータに変換する際の周波数は「サ
ンプリング定理」よりアナログ信号に含まれる最
高周波数の２倍より高くなければならず、通常は
約10MHz以上が適している（条件）。 また、色信号処理を行なう際のクシ型フイルタ
を構成するのに、画面上でサンプル点が縦に並ん
でいる必要がある。つまり、サンプリング周波数
は水平同期信号周波数の整数倍でなければならな
い（条件）。 更にまた、上記のクシ型フイルタは、NTSC方
式の場合、１ライン（水平走査期間）分の遅延回
路（デイレイライン；メモリ）を必要とし、
PAL方式の場合は、２ライン分を必要とするが、
サンプリング周波数が高くなると、それだけフイ
ルタを構成するメモリを多量に使用することにな
る。そこで、色信号は輝度信号に比べその帯域が
狭いことから、デシメイシヨン（間引き）処理を
行なうと、効果的である。 そして、NTSC方式、PAL方式で、そのサブ
キヤリア（色副搬送波）周波数を共通とすること
により、これら両方式を略同一回路で色信号処理
を行なえることになる。 ここで、上記の条件及び条件を満足するサ
ンプリング周波数（fs）は次表のようになる。

【表】 なお、上記の表中において、f_Hは、 NTSC方式の場合 f_H＝15.734265 ＫHz PAL方式の場合 f_H＝15.625 ＫHz 表中のいずれかの周波数fsでNTSC方式、PAL
方式のそれぞれの複合ビデオ信号をサンプリング
したとして、これら両方式の信号を同一回路で、
例えば、輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とを分離
するためには、色信号のサブキヤリアの周波数を
変換し、互いに共通となるようにすれば良い。そ
して、上記を共通化することで、以降の処理回路
も共通とすることができる。 その時、変換するサブキヤリアの周波数を、例
えば、1/4fsとすると、他の1/3fsにした場合など
に比べて、DP（微分位相）、DG（微分利得）とも
小さくできる。 ここで、デイジタル信号処理方法の一つである
デシメイシヨン処理について説明する。 このデシメイシヨン（間引き）処理とは、サン
プリングしたデータを時間軸上で１つ、あるい
は、２つ、３つ、……おきに有意有効データとし
て残し、サンプリング周波数を1/2、1/3、1/4、
……と下げることを言う。 また、ビデオ信号のデイジタル信号処理におい
ては、各種用途に応じてフイルタを構成するが、
サンプリング周波数が高いと、フイルタの構成も
大きくなる。 例えば、2Hクシ型フイルタを18.00MHzのサン
プリングが周波数で８ビツトのデイジタル信号化
したPAL方式ビデオ信号に適用すると、２×
1152×８ビツト（＝18432ビツト）のメモリが必
要となる。それに対し、1/3のデシメイシヨン処
理（２つおきにデータを残し、サンプリング周波
数を1/3の6.00MHzとする処理方法）を行なうと、
必要なメモリは上記の1/3の6144ビツトですみ、
12288ビツトもメモリを低減できる。これは、デ
シメイシヨン処理をすることにより増加する回路
を補つて、尚余りある数である。 このようにデシメイシヨン処理を行なうことに
よつて、回路規模を大幅に縮小することが可能と
なり、ひいては、コスト、消費電力、信頼性など
に与える影響も大きなものとなると言える。 上記のようなデシメイシヨン（間引き）処理を
行なう場合、第２図に示すように、サブキヤリア
がサンプリング周波数（fs）の1/4である場合、
１／２のデシメイシヨン｛第２図ａ図示｝すなわち、
１つおきにサンプル点を有効とする操作では、信
号が1/4fsを境に折返しを生じ、サブキヤリア自
身に折返してしまう結果になる。また、1/4のデ
シメイシヨン｛第２図ｃ図示｝すなわち、３つお
きにサンプル点を有効とする操作では、サブキヤ
リア成分がなくなり、ベースバンドに戻つてしま
い、その後の信号処理が扱いにくくなる。 そこで、第２図ｂに示すような、1/3デシメイ
シヨン処理が考えられる。すなわち、1/3デシメ
イシヨン処理は1/6fsを境に折返えるため、信号
成分は元信号と重ならず、また、帯域も十分（±
１／１２fs）あり、最も効果的である。更に、この1/
３デシメイシヨンによる処理によつて回路も1/3に
縮小する。 ここで、1/3のデシメイシヨン処理を行なつて
も、なおかつ、図面上でライン（水平走査線）毎
のサンプル点が縦に並んでいる周波数は、水平同
期信号周波数の３の整数倍の周波数の時のみであ
る。それ以外の時はライン（水平走査線）毎のサ
ンプル点がずれてしまう。これは、PAL方式は
常に（前記の表の例のうちでは）３の整数倍の周
波数になつているのに対して、NTSC方式はそう
とは限らないからである。 ところで、磁気記録再生装置（VTR）の色信
号系の処理回路においては、そのカラー信号の位
相を１ライン（水平走査期間）毎に90°位相をシ
フト（推移）して記録（録画）している、いわゆ
る、PS（Phase Shift）処理を使つていたり、あ
るいは、１ライン毎に位相を反転して記録してい
る、いわゆる、PI（Phase Invert）処理等を使つ
ている。 そして、この復調もデイジタル処理で行なうこ
とが可能であり、後述するデイジタル磁気記録再
生装置のデイジタル信号処理回路における周波数
変換器でそれを行なうことができる。 また、隣接信号トラツクからのクロストークを
除去するための処理としては、PS処理あるいは
PI処理したものを復調し、隣接する２ライン
（水平走査線）間で足し算処理をすることにより
行なつている（これは、クロストーク成分はPS
処理あるいはPI処理により位相が逆となり打ち
消されるからである）。つまり、隣接した２ライ
ン間で位相が揃つていることが、上記の足し算処
理をする時の条件になつている。従つて、デシメ
イシヨンを行なつてサンプル点がずれてしまう
と、位相が揃つていても上記の足し算処理ができ
ない。逆に言うと、サンプル点がずれていても位
相が合つて（揃つて）いれば、足し算処理を行な
うことができる。 ここで、PS復調処理をしていない時の位相関
係について考えてみる。まず、サンプリング周波
数fsを水平同期信号周波数f_Hの整数Ｎ倍とし、そ
の整数Ｎを割つた余りをＭ（Ｎ＝4K＋Ｍ、Ｋは整
数、Ｍは０、１、２、３のいずれかの数）とし、
また、整数Ｎを３で割つた時の余りをＱ（Ｎ＝3L
＋Ｑ、Ｌは整数、Ｑは０、＋１、−１のいずれかの
数）とした時、Ｐ＝Ｍ＋Ｑとする（Ｐも整数）。 第３図はサンプリング周波数fs＝18.00MHz
｛＝f_H×1144、Ｍ＝Ｏ（1144＝４×286＋Ｏ）、Ｑ＝
＋１（1144＝３×381＋１）、Ｐ＝Ｏ＋１＝１｝で、
サブキヤリア（副搬送波）周波数が1/4fs（4.5M
Hz）であり、１ラインにサブキヤリアが286波あ
ることを示している。 また、第３図ａはnHライン、第３図ｂは（ｎ
＋１）Ｈライン、第３図ｃは（ｎ＋262）Ｈライ
ンを示し、図中、●はサンプリング周波数
18.00MHzのサンプル点を示し、○はデシメイシ
ヨン後のサンプル点を示す。 同図において、第３図ａのnHラインとその下
の第３図ｂの（ｎ＋１）ラインとでは、4.5MHz
の太い実線、′の波で示す如く、1H前のライ
ンに比べて位相が90°進んでいる。 また、図中で波長の長い1.5MHzの波、′
（細い実線）は、1/3デシメイシヨンされ、1.5M
Hzに折返したサブキヤリアである。 また、nHラインと（ｎ＋１）Ｈラインとでは、
PS処理のため4.5MHzの波（太い実線と′）
の位相は互いに90°異なつているが、1.5MHzの波
（細い実線、′）の位相は互いに30°異なつて
いる。 しかし、両ラインの1.5MHzの波におけるデシ
メイシヨン後のサンプル点の位相は0°、90°、
180°、270°で同じであり、しかも、最も近い点同
士は同位相である（例えば、図中のｘ点とx′点や
ｙ点とy′点やｚ点とz′点等）。 また、上記の位相関係は第３図ｃのクロストー
ク成分となる（ｎ＋262）Ｈについても同様であ
る。 なお、厳密にはサンプル点が縦に並んでいない
が、時間にして56ns（すなわち、１ラインの1144
分の１）ずれているだけであるので、位相さえ合
つていれば問題はない。 以上のことから、サンプル点がずれていてもそ
の位相が合つていることにより、PS復調処理を
せずに、２ライン間でのクロストークを除去する
ことができることがわかる。 なお、PS処理したものは、フイールドにより
移相の向きが逆になつている。例えば、上記の例
のフイールドをＸフイールドとし、もう一方のフ
イールドをＹフイールドとすると、Ｙフイールド
では、第３図ｂの波形に対して逆の向きに90°移
相した波形になるので、デシメイシヨン後の位相
関係はＸフイールドの場合とは逆にサンプル点の
位相は逆位相同士の関係となる。従つて、例え
ば、クシ型フイルタでクロストーク成分を除去す
るためには、１ライン前のデータとの足し算処理
を行なうのではなく、引き算処理を行なうことに
よつて、Ｘフイールドの場合と同じ効果が得られ
ることは容易に理解できる。 以上はサンプリング周波数fsが18.00MHzの場
合の例であつたが、一般には、サンプリング周波
数fsに対しサブキヤリアを1/4fsとしているため、
１ライン中の波の数Ａとその余りＢとの関係は、 fs＝f_H×４×Ａ＋Ｂ、３≧Ｂ≧０ と表わせ、余りＢが０でない時、ライン毎にサブ
キヤリアの位相は1/4×Ｂ×360°だけ位相する。
それに、PS処理による90°移相の分を加えると、
余りＢが１または３の時、最終的に移相は「な
し」または「逆位相」となり、また、余りＢが０
または２の時、「＋90°」または「−90°」の移相
となる。 また、デシメイシヨン後の１ライン中のサンプ
リング数Ｃとその余りＤとの関係は、 fs÷f_H＝３×Ｃ＋Ｄ、２≧Ｄ≧０ と表わせ、前記の余りＢと同様に、サンプリング
点もライン毎に余りＤの分だけずれる。 この余りＤと、上記の余りＢにPS処理による
移相の分を加えたものとが一致するようにすれ
ば、前記のPS処理などにおける1Hクシ型フイル
タ等を構成できる。また、余りＤと、上記の余り
ＢにPS処理による移相を加えたものとが一致し
ていなくても、これらが逆位相関係にあれば、前
記Ｙフイールドの処理と同じくクシ型フイルタの
足し算回路を引き算回路とすることで、1Hクシ
型フイルタ等を容易に構成できる。 以上の場合を含めて、波の数が余らず（すなわ
ち、１ラインのサブキヤリアが整数倍の波分）、
かつ、デシメイシヨン後のサンプリング点もずれ
ない時などを一般化すると、サンプリング周波数
は次のように選べば良いことになる。 すなわち、「アナログビデオ信号の水平同期信
号周波数のＮ倍の周波数（Ｎは整数）とし、か
つ、その整数Ｎを４で割つてＮ＝4K＋Ｍ（Ｋは整
数、Ｍは０、１、２、３のいずれかの数）とし、
前記整数Ｎを３で割つてＮ＝3L＋Ｑ（Ｌは整数、
Ｑは０、＋１、−１のいずれかの数）とした時、Ｐ
＝Ｍ＋Ｑなる整数Ｐが奇数となるようにする。」 第１図は本発明になるビデオ信号デイジタル処
理方法を適用した回路の一実施例を示す図であ
り、例えば、ビデオ信号をデイジタル処理して磁
気記録媒体に記録し再生するデイジタル磁気記録
再生装置のデイジタル信号処理回路に適用される
ものについて説明する。 同図において、１は入力端子であり、この入力
端子１には複合ビデオ信号が供給され、この複合
ビデオ信号はAD変換器２でデイジタル信号に変
換された後、周波数変換器３で周波数が変換され
る。この周波数変換器３においては、記録時は
3.58MHzから4.5MHzに周波数変換され、再生時
は629KHzから4.5MHzに周波数変換される。な
お、この時のサンプリング周波数fsは18.00MHz
とする。 更に、YC分離のための簡単なバンドパスフイ
ルタ（BPF）４を介してデシメイシヨン処理回
路５において1/3のデシメイシヨン（間引き）処
理をされた後、デイジタル処理回路６において、
ACC（automatic chroma control；自動色信号
制御）やAPC（automatic phase control；自動
位相制御）等のデイジタル処理が行なわれ、信号
処理用のフイルタ７及び再生時のクロストークキ
ヤンセル用のクシ型フイルタ８を介して、今度は
補間回路９でデシメイシヨン処理回路５とは逆の
デシメイシヨン処理（補間処理）が行なわれデシ
メイシヨンを元に戻す。そして、補間用のバンド
パスフイルタ（BPF）１０を介して周波数変換
器１１で再び周波数変換される。この周波数変換
器１１においては、記録時は4.5MHzから629KHz
に周波数変換され、再生時は、4.5MHzから
3.58MHzに周波数変換され、色信号のPS復調処
理が行なわれる。最後に、DA変換器１２でアナ
ログのビデオ信号に変換されて、出力端子１３か
ら出力される。 なお、１４，１６は周波数変換器３，１１に周
波数変換用のデータを供給するためのデータ発生
用発振器であり、１５は磁気記録再生装置
（VTR）の記録／再生モードやPAL／NTSCモ
ードの指示信号によつて上記デイジタル処理回路
６及び発振器１４，１６に制御信号を供給する制
御部である。１７は上記の各デイジタル信号処理
回路にクロツク信号（サンプリング周波数fs）を
供給する発振器である。 以上のように構成することにより、回路構成が
簡単にできると共に、サンプリング周波数fsを前
記のようなアナログビデオ信号の水平同期信号周
波数のＮ倍の周波数（Ｎは整数）とし、かつ、そ
の整数Ｎを４で割つてＮ＝4K＋Ｍ（Ｋは整数、Ｍ
は０、１、２、３のいずれかの数）とし、前記整
数Ｎを３で割つてＮ＝3L＋Ｑ（Ｌは整数、Ｑは
０、＋１、−１のいずれかの数）とした時、Ｐ＝Ｍ
＋Ｑなる整数Ｐが奇数となるようにすることによ
り、NTSC方式、PAL方式を同一回路で信号処
理することができるようになる。 （発明の効果） 以上の如く、本発明のビデオ信号デイジタル処
理方法によれば、NTSC方式、PAL方式を同一
回路で信号処理することができ、例えば磁気記録
再生装置（VTR）の色信号処理をデイジタル信
号処理で行なう時、そのPS（位相推移）処理とデ
シメイシヨン処理とを使うことにより処理回路の
規模も縮小できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるビデオ信号デイジタル処
理方法を適用した回路の一実施例を示す図、第２
図ａ〜同図ｃ及び第３図ａ〜同図ｃは本発明にな
るビデオ信号デイジタル処理方法の原理を説明す
るための図である。 １……入力端子、２……AD変換器、３，１１
……周波数変換器、４，１０……BPF、５……
デシメイシヨン処理回路、６……デイジタル処理
回路、７……フイルタ、８……クシ型フイルタ、
９……補間回路、１２……DA変換器、１３……
出力端子、１４，１６，１７……発振器、１５…
…制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力されたアナログビデオ信号をサンプリン
   グしてデイジタルデータに変換する際のサンプリ
   ング周波数を、前記アナログビデオ信号の水平同
   期信号周波数のＮ倍の周波数（Ｎは整数）とし、
   かつ、その整数Ｎを４で割つてＮ＝4K＋Ｍ（Ｋは
   整数、Ｍは０、１、２、３のいずれかの数）と
   し、前記整数Ｎを３で割つてＮ＝3L＋Ｑ（Ｌは整
   数、Ｑは０、＋１、−１のいずれかの数）とした
   時、Ｐ＝Ｍ＋Ｑなる整数Ｐが奇数となるように
   し、 前記サンプリングして変換したデイジタルデー
   タのうちから時間軸上で２つおきにサンプリング
   点を有効データとして残す1/3デシメイシヨン処
   理を行なうようにしたことを特徴とするビデオ信
   号デイジタル処理方法。