JPH04349796A - タイミング検出回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号の処理装置に
係わるものであり、特にアナログ複合映像信号をディジ
タル信号に変換して処理を行うのに好適なタイミング検
出回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複合映像信号の波形は、テレビジョン信
号の規格により様々であるが、例えば２つのフィールド
で１つのフレームを構成するような映像信号であっても
、同期信号と色副搬送波の周波数の関係がＮＴＳＣ規格
などでは２フレーム、ＰＡＬ規格などでは４フレームで
完結するようになっている。すなわち、同期信号は１フ
レームで完結するが、色副搬送波は２ないし４フレーム
で完結するということであり、この色副搬送波の完結す
るフレームをカラーフレームと称する。この色副搬送波
と同期信号の位相関係はＳＣ−Ｈと呼ばれ各テレビジョ
ン信号規格において定められている。

【０００３】このような複合映像信号を処理する場合に
おいて、色副搬送波の基準情報すなわちカラーバースト
信号と同期情報とを用いて処理に必要な各種のタイミン
グ信号を作成する必要がある。特に、上述のカラーフレ
ームを判別する場合、同期信号に対する色副搬送波の位
相または極性を検出しなければならない。しかし、伝送
路や出力装置の特性等により入力された複合映像信号の
ＳＣ−Ｈが大きくずれてしまうと、同期信号に対する色
副搬送波の正規の位相または極性が検出できずにカラー
フレームの判別を誤る可能性がある。そこで、入来する
複合映像信号のＳＣ−Ｈの量を検出し、その量を使用者
に表示したり、検出されたＳＣ−Ｈの量に応じて同期信
号や色副搬送波の位相を補正してからカラーフレームを
判別する方法が考えられている。

【０００４】上述の目的のために用いられるＳＣ−Ｈの
検出回路として例えば、米国特許４８６００８９号に示
されるものがある。従来のＳＣ−Ｈ検出回路のブロック
図を図１０に示す。図１０において、端子（５０）から
入力されたアナログ複合映像信号は同期抽出回路（５１
）とカラーバースト抽出回路（５２）に供給される。 同期抽出回路（５１）は、アナログ複合映像信号から同
期信号成分のみを抽出し２値のディジタル信号（ＳＹＮ
Ｃ）に変換して位相差検出回路（５４）に出力する。カ
ラーバースト抽出回路（５２）は、アナログ複合映像信
号からカラーバースト信号成分のみを抽出し２値のディ
ジタル信号に変換してサブキャリア再生回路（５３）に
出力する。サブキャリア再生回路（５３）は、位相同期
ループ（ＰＬＬ）回路などによりカラーバースト信号に
位相同期した連続クロック（ｆｓｃ）を作り、位相差検
出回路（５４）に出力する。位相差検出回路（５４）は
、同期抽出回路（５１）の出力信号であるＳＹＮＣと、
サブキャリア再生回路（５３）の出力信号であるｆｓｃ
の位相関係を検出しＳＣ−Ｈの量を示すデータを端子（
５５）に出力する。

【０００５】図１１は位相差検出回路（５４）の一従来
例のブロック図である。端子（５６）には同期抽出回路
（５１）の出力信号であるＳＹＮＣが、端子（５７）に
はサブキャリア再生回路（５３）の出力信号であるｆｓ
ｃが入力される。位相調整回路（５８）は、ｆｓｃに対
するＳＹＮＣの位相を固定的あるいは適応的に調整して
パルス発生回路（５９）に出力する。パルス発生回路（
５９）は、位相調整されたＳＹＮＣの立ち下がりエッジ
からｆｓｃの立上がりまたは立ち下がりエッジまでの幅
のパルスを発生する。通常、入力映像信号のＳＣ−Ｈが
適正な場合、ｆｓｃの立上がりエッジと立ち下がりエッ
ジの中間にＳＹＮＣが立ち下がるように位相調整回路（
５８）で調整されている。積分回路（６０）はパルス発
生回路（５９）の出力パルス波形を積分して電圧値に変
換し符号化回路（６２）に出力する。端子（６１）から
は、次のパルス波形を積分するために、積分回路（６０
）の積分値をクリアするためのパルスが入力される。 符号化回路（６２）は積分回路（６０）の積分結果を符
号化し、ＳＣ−Ｈを表すデータを端子（５５）に出力す
る。

【０００６】図１２は図１１に示した位相差検出回路の
各部の信号波形を示したものである。図１２において、
波形（ａ）は端子（５６）から入力されるＳＹＮＣ、波
形（ｂ）は位相調整回路（５８）の出力信号、波形（ｃ
）は端子（５７）から入力されるｆｓｃ、波形（ｄ）は
パルス発生回路（５９）の出力信号、波形（ｅ）は端子
（６１）から入力されるクリア信号、波形（ｆ）は積分
回路（６０）の出力信号である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のＳＣ−Ｈ検出手
段では、適正なＳＣ−Ｈの場合でもパルス幅がたかだか
数十ナノ秒とせまく、パルス幅を電圧に変換するさいに
、ノイズや回路部品の精度、温度ドリフト、漏れ電流、
アンプのオフセット電流等の影響を受けやすかった。さ
らに、入来する複合映像信号のＳＣ−Ｈに応じてパルス
幅がせまくなると、回路の遅延量やエッジの変化時間の
影響が無視できなくなり、安定でリニアリティーの良い
ＳＣ−Ｈの検出が困難になるという問題があった。

【０００８】また、特にアナログ複合映像信号をディジ
タル信号に変換して処理を行なう装置において、ＳＣ−
Ｈ検出回路はディジタル信号処理回路と混在することに
なるため、ディジタル信号処理回路からのノイズの影響
を受けやすく、このようなノイズの影響を防止するため
の手段、例えば、磁気的および静電的シールド処理を施
す、電源及びグランドラインをディジタル回路系と分離
するなどの手段を構ずる必要があり、システム全体の設
計を複雑にする要因となっていた。本発明の目的は、上
記問題点を改善し、ディジタル信号処理回路においても
整合性が良く、安定なＳＣ−Ｈの検出が可能なタイミン
グ検出回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるタイミング
検出回路は、上記課題を解決するために、複合映像信号
を色副搬送波周波数の偶数倍の周波数のクロックパルス
で符号化する符号化手段（１）と、上記符号化手段（１
）の出力信号から同期信号の基準になる位相を検出しそ
の位相情報を出力する第一の位相検出手段（２）と、上
記符号化手段（１）の出力信号からカラーバスト信号の
位相を検出しその位相情報を出力する第二の位相検出手
段（３）と、上記第一の位相検出手段（２）の位相情報
と上記第二の位相検出手段（３）の位相情報とを演算し
位相差情報を得る手段（４）とで構成されている。

【００１０】

【作用】本発明では、アナログ複合映像信号をディジタ
ル信号に変換した後、同期信号と色副搬送波の位相関係
を数値演算により求めることによりＳＣ−Ｈを検出して
いる。従って、入来する複合映像信号のＳＣ−Ｈの量や
温度ドリフトなど回路部品の性能に影響されずに安定で
リニアリティーの良いＳＣ−Ｈの検出が可能となる。ま
た、ノイズの影響を受けることがなく、集積回路化が容
易なためディジタル信号処理を行う装置に対して非常に
整合性が良いという特長がある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例によるタイミング検出回路
のブロック図であり、（５）はアナログ複合映像信号の
入力端子、（１）はアナログ複合映像信号をディジタル
信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、（２）は、Ａ／
Ｄ変換回路（１）の出力信号（以下、ディジタル複合映
像信号と称する）から同期の基準になるタイミングをデ
ィジタル演算により求めその結果を出力する同期位相検
出回路、（３）はディジタル複合映像信号の色副搬送波
の位相基準、例えばカラーバースト部分のデータからデ
ィジタル演算によりその位相を検出し出力する色副搬送
波位相検出回路、（４）は同期位相検出回路（２）の出
力信号と色副搬送波位相検出回路（３）の出力信号とか
ら両者の位相差をディジタル演算により検出する位相差
検出回路、（６）は位相差検出回路（４）からの信号を
出力する出力端子である。

【００１２】ここで、テレビジョン信号の規格に示され
る同期信号とカラーバースト信号の関係の一例を図２に
示す。図２ではＮＴＳＣのスタジオ規格を例にとって説
明する。図２において、波形（ａ）は複合映像信号の水
平同期信号とカラーバーストの部分を、波形（ｂ）はカ
ラーバーストと同じ位相の色副搬送波を示している。色
副搬送波の周波数は水平ライン周波数の２２７．５倍で
あるため、カラーバーストの位相が実線で示したものと
破線で示したものの２通りの水平ラインが存在する。カ
ラーバーストの位相は色差信号であるＢ−Ｙ信号の変調
位相の逆相となっている。同期信号の基準となるタイミ
ングＴ０は、同期信号の立ち下がりエッジ波形が同期信
号の振幅Ｖｓの１／２のレベルを通過するタイミングで
与えられる。また、タイミングＴ０とカラーバーストが
はじまるタイミングＴ１との間隔は色副搬送波の周期で
１９サイクルであり、タイミングＴ０において波形（ｂ
）に示す色副搬送波の位相は正弦波位相の０度または１
８０度となる。従って、図２に示した状態はＳＣ−Ｈが
０度の場合である。タイミングＴ０における色副搬送波
の位相が図２の状態からずれた分がＳＣ−Ｈの位相量に
なるが、９０度ずれている場合は０度プラス９０度なの
か１８０度マイナス９０度なのか判別できない。従って
ＳＣ−Ｈはプラス９０度からマイナス９０度までの値し
かとらない。また、規格によって各フィールドの各水平
ラインにおける色副搬送波の位相が決まっているので、
特定の１つまたは複数の水平ラインでタイミングＴ０に
おける色副搬送波の位相が０度なのか１８０度なのかを
検出することによりカラーフレームを判別できる。

【００１３】上記複合映像信号を図１のタイミング検出
回路の入力とする場合の動作について説明する。図１に
おいて、同期位相検出回路（２）は、同期信号の基準タ
イミングＴ０を検出するために、まず、同期信号の振幅
Ｖｓを検出しＶｓ／２のレベルを求める。次に、同期信
号の立ち下がりエッジがＶｓ／２のレベルを通過する点
をサンプル値の補間等により求め、サンプリング位相に
対するタイミングＴ０の位相を示すデータを出力する。 色副搬送波位相検出回路（３）はカラーバーストのサン
プルデータ列から互いに直交するサンプリング位相にお
けるカラーバーストの振幅を求める。位相差検出回路（
４）は同期位相検出回路（２）の出力と色副搬送波位相
検出回路（３）の出力とを比較しＳＣ−Ｈ位相を検出す
る。

【００１４】上記同期位相検出回路（２）の一実施例を
図３に示す。図３において、（４５）は同期信号の基準
となるレベルを検出するレベル検出回路であり、ペデス
タルレベル検出回路（８）、シンクレベル検出回路（１
０）、加算回路（１２）および除算回路（１３）から構
成されている。端子（７）から入力されたディジタル複
合映像信号はまず、ペデスタルレベル検出回路（８）と
シンクレベル検出回路（１０）に入力される。ペデスタ
ルレベル検出回路（８）では、端子（９）より入力され
るペデスタルのタイミングを示すパルスに従って、ペデ
スタル部分のデータを保持する。一方、シンクレベル検
出回路（１０）では、端子（１１）より入力される同期
信号の底辺のタイミングを示すパルスに従って、同期底
辺部分のデータを保持する。ペデスタルレベル検出回路
（８）の出力データ値Ｖ１とシンクレベル検出回路（１
０）の出力データ値Ｖ２を加算回路（１２）で加算した
後、除算回路（１３）でレベルを１／２にする。除算回
路（１３）の出力データ値をＶｃとすると、（Ｖ１＋Ｖ
２）／２を求めることにより同期信号の振幅の１／２の
レベルＶｃが得られる。補間回路（１４）では、端子（
７）からのデータのうち除算回路（１３）の出力データ
値Ｖｃをはさむ前後のサンプル値Ｄ１，Ｄ２の間を補間
し、ＶｃをあたえるタイミングがＤ１とＤ２のサンプリ
ングタイミング中のどこにあるかを求め、端子（１５）
に出力する。

【００１５】上記補間を直線近似によって行う場合の方
法を図４に示す模式的な波形図を用いて説明する。Ｖｃ
に近接する前後のサンプル値Ｄ１およびＤ２を直線で結
んだ場合に、データＶｃを与えるタイミングをＴｃとす
る。また、サンプリング周期を１に正規化して考える。 この場合、ＴｃとＤ１、Ｄ２およびＶｃの関係は、数１
の比例関係で表される。

【００１６】

【数１】

【００１７】従って、Ｔｃは、次式によって求められる
。

【００１８】

【数２】

【００１９】上記演算によって補間を行いＴｃを求める
場合の補間回路１４の一実施例を図５に示す。図５にお
いて、端子（７）より入力されたディジタル複合映像信
号はタイミング調整回路（１７）で、端子（２０）から
入力される除算回路（１３）の出力データとのタイミン
グを調整される。タイミング調整回路（１７）の出力を
遅延回路（１８）で１サンプルだけ遅延することにより
、タイミング調整回路（１７）の出力にデータＤ２が出
力されているときには遅延回路（１８）の出力にデータ
Ｄ１が出力されることになる。加算回路（１９）はデー
タＤ１からデータＤ２を減算し除算回路（２２）に出力
する。また、加算回路（２１）はデータＤ１から端子（
２０）からのデータＶｃを減算し除算回路（２２）に出
力する。除算回路（２２）は（Ｄ１−Ｖｃ）／（Ｄ１−
Ｄ２）の演算を行ないその結果を端子（１５）に出力す
る。上記実施例では、補間を直線近似によって行なう場
合について述べたが、他の補間方式、例えば２次補間や
ディジタルフィルタによる補間等を用いてもかまわない
。

【００２０】次に、図１における色副搬送波位相検出回
路（３）の一実施例を図６に示す。図６において、端子
（２３）から色副搬送波の４倍の周波数でサンプリング
されたディジタル複合映像信号が入力される。遅延回路
（２４）、（２５）、（２６）はディジタル複合映像信
号のカラーバースト部分のデータを１サンプルづつ遅延
する。これにより、カラーバーストの連続した４つのデ
ータ列が得られる。ここで、遅延回路（２６）の出力デ
ータ値をＡ、遅延回路（２５）の出力データ値をＢ、遅
延回路（２４）の出力データ値をＣ、端子（２３）の出
力データ値をＤとする。加算回路（２７）は遅延回路（
２６）の出力データ値から遅延回路（２４）の出力デー
タ値を減算、すなわちＡ−Ｃの演算を行ない、結果Ｙを
端子（２９）に出力する。加算回路（２８）は遅延回路
（２５）の出力データ値から端子（２３）の出力データ
値を減算、すなわちＢ−Ｄの演算を行ない、結果Ｘを端
子（３０）に出力する。加算回路（２７）の出力値Ｙと
加算回路（２８）の出力値Ｘはカラーバーストの互いに
直交するサンプル位相成分となる。ここで、１サンプル
おきのデータ値の差分をとることによりペデスタルレベ
ルの直流成分を除去することができる。

【００２１】以上の実施例で述べた同期位相検出回路（
２）の出力データＴｃと色副搬送波位相検出回路（３）
の出力データＸおよびＹを用いてＳＣ−Ｈ位相を検出す
る位相差検出回路（４）の一実施例について説明する。 図７において、（ａ）はカラーバーストの部分をサンプ
リングしたときの波形図であり、（ｂ）はカラーバース
トとサンプリング位相の関係をベクトル表現したもので
ある。サンプル値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、上記遅延
回路（２６）、遅延回路（２５）、遅延回路（２４）お
よび端子（２３）の出力データ値に対応している。Ａ−
Ｃの結果すなわち加算回路（２７）の出力値をＹ、Ｂ−
Ｄの結果すなわち加算回路（２８）の出力値をＸとする
と、ベクトル図（ｂ）から明らかなようにサンプリング
位相に対するカラーバースト位相Ｐは、数３に示す三角
関数の演算で求められる。

【００２２】

【数３】

【００２３】数３で求められる位相は、−９０度から＋
９０度までの範囲となる。サンプリング位相に対する同
期信号の位相Ｔｃとカラーバーストの位相Ｐとの相対位
相を求めるためには、ベクトル図（ｂ）において、座標
軸ｘおよびｙを原点を中心にＴｃだけ回転し、その座標
軸上での振幅成分Ｘ’およびＹ’を求めればよい。これ
は数４に示す行列の１次変換式で実現できる。

【００２４】

【数４】

【００２５】数４において位相の単位は度（ｄｅｇｒｅ
ｅ）を用いている。数４より得られたＸ’およびＹ’か
らＳＣ−Ｈ位相Ｐ’を求めるには数５に示す三角関数の
演算を行なえばよい。

【００２６】

【数５】

【００２７】数４および数５の演算によりＳＣ−Ｈ位相
を求める位相差検出回路４の一実施例のブロック図を図
８に示す。図８において、端子（３２）より入力された
同期信号の位相データＴｃは演算回路（３４）および演
算回路（３５）に入力される。演算回路（３４）では数
４におけるＳＩＮ９０Ｔｃの演算を行なう。同様に、演
算回路（３５）では数４におけるＣＯＳ９０Ｔｃの演算
を行なう。端子（３１）および端子（３３）にはそれぞ
れ色副搬送波位相検出回路（３）の出力データＸおよび
Ｙが入力される。乗算器（３６）、（３７）、（３８）
、（３９）と加算器（４０）、（４１）はデータＸ、デ
ータＹ、演算回路（３４）の出力データおよび演算回路
（３５）の出力データとの行列演算を行ない、加算器（
４０）からはデータＸ’が、加算器（４１）からはデー
タＹ’が出力される。演算回路（４２）はデータＸ’、
Ｙ’を入力として、数５に示した演算を行ないＳＣ−Ｈ
位相データを端子（４３）に出力する。演算回路（３４
）、（３５）は、入力データＴｃをアドレスとして、そ
のアドレスにＴｃに対応した演算結果が格納されたメモ
リ回路を用いることにより簡単に実現できる。演算回路
（４２）も同様にデータＸ’、Ｙ’の組合せをアドレス
としたメモリ回路を用いることにより簡単に実現できる
。

【００２８】数４および数５の演算によりＳＣ−Ｈ位相
を求める位相差検出回路（４）の他の一実施例のブロッ
ク図を図９に示す。図９では容量の大きなメモリ（４４
）を用いて、データＸ、Ｙ、Ｔｃの組合せをアドレスと
し、そのアドレスにデータＸ、Ｙ、Ｔｃから得られる演
算結果Ｐ’をあらかじめ格納しておくことにより極めて
簡単な構成でＳＣ−Ｈ位相が得られる。同期位相検出回
路（２）の出力データＴｃと色副搬送波位相検出回路（
３）の出力データＸおよびＹを用いてＳＣ−Ｈ位相を検
出する手段は上記実施例に限定されるものではなく、他
の演算方法やハードウェアの構成方法をとっても本発明
の特長、効果はなんら変わるところがない。

【００２９】また、サンプリング周波数は、以上述べて
きた実施例では色副搬送波周波数の４倍の周波数を用い
ていたが、カラーバーストの直交位相成分が得られる周
波数であればよいので、色副搬送波周波数の２の倍数倍
の周波数であればよい。以上の実施例では、ＮＴＳＣ信
号を入力信号とするタイミング検出回路の動作を述べた
が、ＰＡＬ信号等の他のテレビジョン信号方式に対して
も全く同様に適用でき、本発明による効果は何ら変わる
ところがない。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、回路部品の温度ドリフ
トや精度に影響されずに安定でリニアリテイの良いＳＣ
−Ｈの検出が可能となる。また、ノイズの影響を受ける
ことがなくディジタル信号処理を行う装置に対して非常
に整合性が良いという特長がある。さらに、集積回路化
が容易であり無調整化が可能なため装置の小型化、高信
頼性化、低コスト化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるタイミング検出回路の
ブロック図である。

【図２】複合映像信号の同期信号と色副搬送波の関係を
説明するための波形図である。

【図３】本発明の一実施例による同期位相検出回路のブ
ロック図である。

【図４】本発明による同期位相検出回路の補間方法を説
明するための波形図である。

【図５】本発明の一実施例による補間回路のブロック図
である。

【図６】本発明の一実施例による色副搬送波位相検出回
路のブロック図である。

【図７】本発明によるカラーバーストの位相検出原理を
説明するための図である。

【図８】本発明の一実施例による位相差検出回路のブロ
ック図である。

【図９】本発明の他の一実施例による位相差検出回路の
ブロック図である。

【図１０】従来のタイミング検出回路のブロック図であ
る。

【図１１】従来のタイミング検出回路における位相差検
出回路のブロック図である。

【図１２】従来のタイミング検出回路における位相差検
出回路の動作波形図である。

【符号の説明】

１…Ａ／Ｄ変換回路、 ２…同期位相検出回路、 ３…色副搬送波位相検出回路、 ４…位相差検出回路、 １４…補間回路、 ４５…レベル検出回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも同期信号と、カラーバースト信
   号とからなる複合映像信号を入力とし、該同期信号と該
   カラーバースト信号との位相関係を検出する回路におい
   て、複合映像信号を色副搬送波周波数の偶数倍の周波数
   で標本化および量子化して符号データとして出力する符
   号化手段（１）と、上記符号化手段（１）の出力信号を
   補間して同期信号の基準になる位相を検出しその位相情
   報を出力する第一の位相検出手段（２）と、上記符号化
   手段（１）の出力信号からカラーバースト信号の位相を
   検出しその位相情報を出力する第二の位相検出手段（３
   ）と、上記第一の位相検出手段（２）の位相情報と上記
   第二の位相検出手段（３）の位相情報とを演算し同期信
   号とカラーバースト信号の位相差情報を出力する手段（
   ４）とを有することを特徴とするタイミング検出回路。
2. 【請求項２】上記第一の位相検出手段（２）が、同期信
   号の位相基準となるべき閾値を検出する手段（４５）と
   、同期信号が該閾値を通過すると同時または通過する前
   後の符号データから、該閾値を含む波形を補間し、該補
   間波形から閾値の位相を検出する手段（１４）とで構成
   されることを特徴とする請求項１記載のタイミング検出
   回路。
3. 【請求項３】上記補間方法が、同期信号が閾値を通過す
   ると同時または直前の符号データと同期信号が閾値を通
   過すると同時または直後の符号データとの間の直線補間
   であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   タイミング検出回路。
4. 【請求項４】上記第二の位相検出手段（３）が、カラー
   バースト信号の符号データ列を互いに直交する標本化位
   相の組に分離しそれぞれの組の振幅データを得る手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載のタイミング検出
   回路。