JPH04365266A - Ｈｄｔｖのフレームパルス抽出方式 - 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】本発明は交換システムから高品位
テレビ（ＨＤＴＶ：Ｈｉｇｈ　ＤｅｎｓｉｔｙＴＶ）　
の画像をディジタル信号で送出した場合のフレーム信号
の抽出方式に関する。テレビの画像信号を交換して加入
者側に伝送する技術の実現が望まれており，特に近年開
発が進められているＨＤＴＶの画像について交換，分配
を行うサービスが望まれている。

【０００２】

【従来の技術】現在，ＨＤＴＶの信号を交換・分配する
サービスを行う具体例は，新しい技術であるため知られ
ていないが，一般的に考えられる方法を従来例として想
定すると，次の図１１乃至図１３に示す。図１１は従来
例１の構成図であり，図１２は従来例２の構成図，図１
３は従来例３の構成図である。

【０００３】図１１に示す従来例１の構成において，９
０はアナログのテレビ信号を発生するＨＤＴＶの送信装
置９０，９１はＡ・Ｄ変換部，９２は多重化部，９３は
交換機のスイッチ部，９４は分離部，９５は伝送装置を
表す。図１１の動作を説明すると，送信装置９０から送
信されたテレビ信号は，Ａ・Ｄ変換部９１においてディ
ジタル信号に変換される。この時，Ｙ（輝度信号），Ｐ
Ｂ　（青系の色差信号），ＰＲ　（赤系の色差信号）の
各成分からなる画像信号のディジタル信号は多重化部９
２で多重化されてスイッチ部９３に入力する。また，水
平同期信号（ＨＰ　）とフレーム信号（ＦＰ　）はディ
ジタル化され，分離されてスイッチ部９３に入力する。

【０００４】スイッチ部９３は，多重化された画像信号
と，信号ＨＰ　，ＦＰ　とを別のスイッチにより同じ伝
送装置９５を宛先として切替え，画像信号は分離部９４
で各成分Ｙ，ＰＢ　，ＰＲ　に分離し，信号ＨＰ　，Ｆ
Ｐ　はそのまま伝送装置９５に供給される。伝送装置９
５は図示されない伝送路を介して加入者側に設けられた
伝送装置に接続され，その伝送装置から受信側のＨＤＴ
Ｖの受像装置が接続され，画像が表示される。

【０００５】次に図１２に示す従来例２の構成を説明す
る。この構成では，図１１と同様にＡ・Ｄ変換部９１で
，Ｙ，ＰＢ　，ＰＲ　を分離してディジタル信号に変換
し，信号ＨＰ　，ＦＰ　を分離するが，多重化部９２’
（図１１の９２と一部構成が異なる）において，信号Ｈ
Ｐ　，ＦＰ　がＹ，ＰＢ　，ＰＲ　の画像信号と多重化
される点が異なる。スイッチ部９３’（１つの多重信号
だけスイッチングする点で図１１の９３と異なる）で切
替えられ，出力された信号は分離部９４’（図１１の９
４と異なる）において，画像信号の各成分Ｙ，ＰＢ　，
ＰＲ　が分離されると共に，信号ＨＰ　，ＦＰ　が分離
されて伝送装置９５に供給される。

【０００６】さらに，図１３に示す従来例３の構成を説
明すると，この構成では，送信側のＨＤＴＶと，着信側
の伝送装置９５に対し，固定した水平同期信号（ＨＰ　
）とフレーム信号（ＦＰ　）を供給する同期信号発生部
９６を設け，Ａ・Ｄ変換部９１”，多重部化９２”，ス
イッチ部９３”，分離部９４”には，信号ＨＰ　，ＦＰ
　が入出力されない（取り扱われない）構成を採るもの
である。 この場合，スイッチ部９３”の入力側の全ハイウエイの
フレーム位相を固定とし，交換による遅延も一律とする
ことにより出力側のハイウェイのフレーム位相を固定の
ものとする考え方に基づく方式である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した図１１乃至図
１３の構成によれば，次のような問題がある。■図１１
の構成によれば，画像信号を多重化した信号（Ｙ，ＰＢ
　，ＰＲ　）と信号ＨＰ　，ＦＰ　とをスイッチ部にお
いて別々にスイッチングするため，交換機のスイッチサ
イズが倍になるという問題がある。

【０００８】■図１２の構成によれば，全ての信号を１
つの線に多重化するため，交換機のスイッチ部９３’の
ビットレートが高速化するが，スイッチ素子，スイッチ
制御をそれに対応するには技術やコストの点で困難とい
う問題がある。■図１３の構成では，各部，特に交換機
のスイッチ部における信号の遅延時間等は予め規定され
た範囲になるよう回路を構成する必要があるが，スイッ
チの経路（最短経路や，迂回経路等）により遅延時間に
差が生じると同期が取れなくなる等の技術的な制約が多
いという問題があった。

【０００９】本発明はＨＤＴＶ信号の交換接続において
各部に制約を与えることなく効率のよいフレーム抽出が
行えるＨＤＴＶフレーム抽出方式を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
図である。図１において，１はアナログのＨＤＴＶ信号
をディジタル化すると共にＹ，ＰＢ　，ＰＲ　の３つの
ディジタル信号を出力するＡ・Ｄ変換部，２はＡ・Ｄ変
換部１から出力した信号を多重化する多重化部，３はス
イッチ部，４はスイッチ部から出力した多重化信号を受
け取るディジタルインタフェース部，５，６はディジタ
ルインタフェース部に含まれる回路であり，５は分離回
路，６はフレーム抽出回路，７はディジタルインタフェ
ース部で発生するＹ，ＰＢ　，ＰＲ　の信号及びフレー
ムパルスと水平パルスを受け取って加入者（図示せず）
に送出する信号を発生する伝送装置である。

【００１１】本発明はスイッチ部の入力側から１つに多
重化したＨＤＴＶのディジタル信号を入力してスイッチ
部から出力されたディジタル信号を分離して得られた輝
度信号を用いて水平パルスやフレームパルスを抽出する
ものである。

【００１２】

【作用】Ａ・Ｄ変換部１はＨＤＴＶのアナログ信号を送
信元（図示せず）から受け取り，輝度信号（Ｙ）と２つ
の色差信号（ＰＢ　，ＰＲ　）のディジタル信号を発生
する。これらの各ディジタル信号は多重化部２において
時分割多重して１つの伝送線を介してスイッチ部３に入
力する。スイッチ部３は入力したテレビ信号を，受信を
希望する加入者端末へ出力するためその加入者端末に対
応するディジタルインタフェース部４へスイッチングし
て出力する。

【００１３】ディジタルインタフェース部４は，多重化
されたテレビ信号を受け取ると分離回路５において，元
の輝度信号（Ｙ）と２つの色差信号（ＰＢ　，ＰＲ　）
の各ディジタル信号を分離する。フレーム抽出回路６は
この分離された輝度信号（Ｙ）についてレベルを識別し
て，同期信号レベルにより水平パルス（ＨＰ）を検出す
ると共に，垂直同期信号のパターンを検出する。垂直同
期信号を検出するとその出力信号に対して一定の位相差
を取ってフレームパルス（ＦＰ）を作成する。ディジタ
ルインタフェース部４は，これらの各信号（Ｙ，ＰＢ　
，ＰＲ　及びＨＰ，ＦＰ）をディジタル信号を受け入れ
る伝送装置７に供給すると，伝送装置７においてＤ・Ａ
変換され，アナログ信号の形態で伝送装置７から加入者
端末に送信される。

【００１４】

【実施例】図２乃至図４は本発明が実施されるＨＤＴＶ
信号のフォーマットであり，図２は同期信号の波形，図
３は１フレーム分の各信号のタイミングチャート，図４
は１ライン分の各信号のタイミングチャートを表す。

【００１５】図２のＡ．に示す同期信号波形は，テレビ
信号の映像信号（輝度信号Ｙ）の間に挿入され，フレー
ムのスタート位置（■の点）から５Ｈ（Ｈは１水平走査
時間を表す）の期間（■の点から■の点）が垂直同期の
信号区間であり，その後の３５Ｈが準備期間（■の点か
ら■の点）であり，この後の４１Ｈから５５７Ｈ（■の
点から■の点）まで画像信号が発生する。この■の点か
ら５Ｈ後に１／２Ｈだけずらして，その後４５Ｈ（この
間９０度位相をずらすため，５Ｈ，１／２Ｈ，５Ｈ，１
／２Ｈ及び３４Ｈに図のような波形が発生する）の時間
後に，インターレースのための波形が発生する。このイ
ンターレースの画像信号はｅ点（６０３Ｈ）から開始し
，５１８Ｈの期間後（ｆ点）の１１２０Ｈで画像信号が
終了し，続いて５Ｈの期間が経過すると（最後は１１２
５Ｈ）フレームのエンド位置（ａ点）に達する。

【００１６】このテレビ信号の場合，水平パルス（ＨＰ
）は３３．７５ＫＨｚ，フレームパルス（ＦＰ）は３０
Ｈｚの周波数である。図２のＢ．に示される水平同期信
号の波形及び，Ｃ．に水平期間の半周期の波形である。 このＣ．の波形は図２のＡ．の垂直同期の信号区間であ
る■の点と■の点内及び■の点と■の点内に発生する。 これらの波形の各部，即ち，Ｃ．の波形内に示す符号ａ
〜ｆの各時間，負極性パルスＳｍ　，正極性パルスＳｒ
，映像信号振幅Ｖ，同期部オーバーシュートＲ等の値は
規格として値が定められている。この値の中で，本発明
によるフレーム検出に関係するために負極性パルスＳｍ
　が用いられるが，その値は，基準レベル（ペデスタル
レベル）を０Ｖとすると−３００ｍｍＶ（ミリボルト）
である。

【００１７】次に図３には，ＨＤＴＶ信号の１フレーム
分の各信号の構成が示され，図のように，各ラインに対
応して発生する水平パルス（ＨＰ）に対し，フレームパ
ルス（ＦＰ），及び輝度信号（Ｙ）と２つの色差信号（
ＰＲ　，ＰＢ　）の関係が規定されている。１フレーム
は１１２５ラインで構成され，フレームパルス（ＦＰ）
は水平パルスの第３３ラインの位置で発生するよう規定
されている。

【００１８】次に図４は１ライン分の各信号のタイミン
グチャートであり，各ラインの先頭に水平パルス（ＨＰ
）が発生し，その後に輝度信号，色差信号ＰＲ　，ＰＢ
　が図のように発生する。この場合，信号Ｙの周波数（
データ速度）は４５ＭＨｚで，信号ＰＲ　，ＰＢ　は信
号Ｙの１／３の周波数である１５ＭＨｚである。１ライ
ンの中で有効画素は，信号Ｙの１１５番（Ｙ１１５　）
から１２６６番目（Ｙ１２６６）で，その前後は画像信
号としては使用されない。また，フレームパルス（ＦＰ
）は，１ライン分全体に発生する。

【００１９】図５は多重・分離のタイムチャート示す。 図５の（ａ）　は，図１のＡ・Ｄ変換部１において入力
したアナログのＨＤＴＶ信号がディジタル信号に変換さ
れ，輝度信号（Ｙ）と色差信号（ＰＲ　，ＰＢ　）に分
離された結果の信号を表す。なお，この信号は図４の各
信号Ｙ，ＰＲ　，ＰＢ　に対応する。これらの３つの信
号が，図１の多重化部２において多重化されると，図５
の（ｂ）　に示すような配列になる。この多重信号は，
　スイッチ部３においてスイッチングされてディジタル
インタフェース部４に入力し，分離回路５において分離
されて，図５の（ａ）　の元の信号に復元される。

【００２０】図６は図１に示すディジタルインタフェー
ス部に設けられたフレーム抽出回路の実施例の構成であ
り，図７は分離回路により得られる各信号のブランキン
グ期間の再生波形，図８は水平パルス検出のタイミング
チャートである。まず，　図７について説明すると，　
分離回路において分離　（再生）　された輝度信号Ｙの
同期信号部分の波形（実際はディジタル信号の集まり）
が示されている。すなわち，図７の（ａ）　はＹ信号の
水平ブランキング期間の各画素（　サンプル点に対応）
　のディジタル値を表し，（ｂ）　はＰＲ　，ＰＢ　信
号の水平ブランキング期間の各画素のディジタル値を表
す。信号Ｙの水平ブランキング期間の画素数は１６８で
あり，これに対し１／３の周波数を持つＰＲ　，ＰＢ　
信号の画素数は５６である（図４及び図５参照）。

【００２１】また，　（ａ）　と（ｂ）　の両信号の，
　正の最高レベル（ホワイトレベル）Ａ，ペデスタルレ
ベル（ブラックレベル）Ｂ，及び負の最低レベルＣのデ
ィジタル値（８ビットの２進符号）を図７の（ｃ）　に
示す。Ｙ信号のアナログ波形の最低レベル（−３００ｍ
ｍＶ：図２のＣ．参照）をディジタル化したデータは，
（ｃ）　に示すようにＹ信号の水平ブランキングの最低
レベルＣに対応し，８ビットの符号で表すと「００００
．０１００　」（１０進数値の４を表す）である。これ
に対し，ＰＲ　，ＰＢ　の最低レベルＣは「００１０．
１００１　」（１０進数値の４１を表す）である。この
ようなＹ信号とＰＲ　，ＰＢ　信号の同期信号の最低レ
ベルと，水平パルスとフレームパルスの位相差を用いて
フレームパルスを検出することができる。

【００２２】図６に示すフレーム抽出回路の構成を説明
する。図６の６０は水平同期監視回路，６４は垂直同期
監視回路，６７はフレームパルス作成回路である。水平
同期監視回路６０は信号Ｙの各画素（サンプル値）を表
すディジタル信号（Ｙ７　，Ｙ６　，Ｙ５　，・・Ｙ２
　，Ｙ１　，Ｙ０　からなる８ビット）を入力すると，
同期検出回路６１でＹ７　，Ｙ６　，Ｙ５　が全てＬ（
＝０）である信号６１０を発生する。この期間は垂直同
期出力を発生しないように垂直同期禁止回路６２が駆動
される。全てＬの場合は，８サンプル連続検出回路６３
へ検出信号６１０が供給され，８サンプル連続検出回路
６３は同期検出回路６１から８個連続して検出信号６１
０が発生する（１サンプルは４４．５５ＭＨｚ）と水平
同期信号であるとみなし，８サンプル連続検出回路６３
の出力を所定時間遅延させた後水平パルス（ＨＰ）を出
力する。

【００２３】図８は水平パルス検出のタイミングチャー
トである。図８のＡ．には元のテレビ信号として，■に
信号Ｙ（アナログで示す），■に水平パルスを示す。こ
の中の点線で囲った部分を時間的に拡大して示したもの
を，Ｂ．に示す。すなわち，Ｂ．の■に示すように少な
くとも８個連続して最低レベルが現れると所定の位相だ
けずらして水平パルスとなる。

【００２４】図６に戻って，水平同期監視回路６０は，
１水平期間カウンタ６５と垂直同期検出・カウンタ６６
とで構成し，水平同期監視回路６０から信号６１０（Ｙ
７　＝Ｙ６　＝Ｙ５　＝Ｌを表す）と，水平パルス（Ｈ
Ｐ）に対応する信号６３０を入力する。

【００２５】図９は垂直同期監視回路の具体的な構成図
であり，Ａ．は回路構成，Ｂ．は波形図を表す。 Ａ．において，カウンタ６５０，デコーダ６５１は図６
の１水平期間カウンタ６５に対応し，アンド回路６６０
，フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）６６１，アンド回路６６
２，垂直同期カウンタ６６３は図６の垂直同期検出・カ
ウンタ６６に対応する。

【００２６】カウンタ６５０は４４．５５ＭＨｚのクロ
ック信号をカウントして，水平同期監視回路６０からの
信号６３０（ＨＰ）によりリセットされる。このカウン
タ６５０の計数値はデコーダ６５１に供給され，特定の
カウント値（時間）に対応する２つの時間に対応して信
号ａ，ｂを出力する。この信号ａ，ｂが発生する時間は
，Ｂ．に示すように水平パルス（ＨＰ）周期（４４．５
５ＭＨｚのクロック信号のカウント値は１３２０）の１
／２周期毎に発生する同期信号と，水平パルスの発生時
点との中間の時点に対応するカウント値であり，最初の
時点に信号ａ，後の時点に信号ｂが発生する。

【００２７】Ａ．の構成において，デコーダ６５１から
発生する信号ａは，垂直同期カウンタ６６３の準備信号
としてアンド回路６６０に入力し，この時信号６１０が
“１”（Ｙ７　＝Ｙ６　＝Ｙ５　＝Ｌ）であれば，アン
ド回路６６０から出力が発生してＦ／Ｆ６５１をセット
する（このＦ／Ｆ６５１は，一定時間後にリセットされ
る）。この後，信号ｂが発生すると，その時信号６１０
が“１”であれば，アンド回路６６２から“１”が出力
して垂直同期カウンタ６６３がカウントアップする。

【００２８】垂直同期カウンタ６６３は，このような動
作を繰り返して，カウント値が“５”になると，出力を
発生する。このカウント値“５”の出力は，図６に示す
ように，垂直同期検出・カウンタ６６から，フレームパ
ルス作成回路６７に供給される。この図９に示す垂直同
期監視回路は，図２に示す同期信号波形の中の垂直同期
信号の位置を検出するもので，テレビ信号の先頭に発生
する（フレームの先頭）１／２Ｈ毎に同期信号が発生す
る５Ｈの間継続する垂直同期信号を検出する。

【００２９】この垂直同期信号は，伝送装置に送出する
場合，図３に示すようにフレームパルスとして，第３３
ラインに送出することが規定されているので，図６に示
すフレームパルス作成回路６７に供給されると，この回
路内において約２７ラインに相当する時間だけ遅延させ
てフレームパルスを作成する。

【００３０】図１０に垂直同期信号とフレームパルスの
位相関係を示す。図のＡ．はテレビ信号（Ｙ信号）を表
し，Ｂ．はフレームの先頭からの水平ラインの個数を表
す。すなわち，Ａ．の信号から垂直同期監視回路６４に
おいて１／２Ｈ毎に発生する同期信号を検出して，同じ
波形の５個連続した水平信号（ＨＰ）を検出すると，そ
の後に継続して発生する水平信号（ＨＰ）の２７個分の
時間後（先頭から３３番目）にＣ．に示す１ラインの期
間継続するフレームパルス（ＦＰ）が発生する様子を示
す。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば各部に制約を与えること
なく効率の良いフレーム抽出を実現できる。すなわち，
■従来例１の方式（図１１参照）に比べて１つの線路に
多重化するためテレビ信号を交換するスイッチ部におけ
るスイッチサイズを小型に構成することができる。

【００３２】■従来例２（図１２参照）のように全ての
信号を多重化しないのでスイッチング速度を速くしなく
て済む（１サンプル８ビットとすると，４４．５５ＭＨ
Ｚ×８＝約３５６ＭＨＺ）。■従来例３（図１３参照）
のようにスイッチ部における遅延時間に左右されないの
で遅延の制約がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】同期信号の波形である。

【図３】１フレーム分の各信号のタイミングチャートで
ある。

【図４】１ライン分の各信号のタイミングチャートであ
る。

【図５】多重・分離のタイムチャートである。

【図６】ディジタルインタフェース部に設けられたフレ
ーム抽出回路の実施例の構成である。

【図７】分離回路により得られる各信号のブランキング
期間の再生波形である。

【図８】水平パルス検出のタイミングチャートである。

【図９】垂直同期監視回路の具体的な構成図である。

【図１０】垂直同期信号とフレームパルスの位相関係で
ある。

【図１１】従来例１の構成図である。

【図１２】従来例２の構成図である。

【図１３】従来例３の構成図である。

【符号の説明】

１　　　　　　Ａ・Ｄ変換部 ２　　　　　　多重化部 ３　　　　　　スイッチ部 ４　　　　　　ディジタルインタフェース部５　　　　
　　分離回路 ６　　　　　　フレーム抽出回路 ７　　　　　　伝送装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＨＤＴＶ画像交換システムにおけるＨ
   ＤＴＶのフレームパルス抽出方式であって，ＨＤＴＶの
   画像信号を輝度信号，青系と赤系の２つの色差信号の各
   成分をディジタル信号に変換し，各ディジタル信号を多
   重化して交換スイッチに供給し，交換スイッチから出力
   された前記多重化信号を受け取るディジタルインタフェ
   ース部を備え，ディジタルインタフェース部は，多重化
   したディジタル画像データ列からディジタルの輝度信号
   ，青系，赤系の２つの色差信号を分離し，分離されたデ
   ィジタル輝度信号から同期信号レベルを検出して水平パ
   ルス及び垂直同期信号を検出し，垂直信号からの所定の
   位相差を持つフレームパルスを作成することを特徴とす
   るＨＤＴＶのフレームパルス抽出方式。