JPH0452669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は映像音声相対時間差補償装置に関し、
特に、フレームシンクロナイザを介してテレビジ
ヨ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。

現在の同期の異なるテレビジヨン信号の同期位
相を自局のものに合致させたり、画像の処理を行
なつ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FSと略す）が用いられ
ている。このFS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）に比べ遅れる現像が生じる。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
FS使用時は検知限以下であつても、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、FSが回線系統に複
数台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利用して
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FS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、FS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
の読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（基準周期
の周波数が入力映像の周波数に比べて高い場合）
逆にこれ異に追い越されたり（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）する現像
が発生し、結果的には出力映像を１フレーム分２
度読みしたり、１フレーム分省いたりすることに
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除去し、映像の遅
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
続な変化に対しては、すみやかに聴感上影響を与
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、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、映像と音声の同期
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２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２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を詳細に説明す
る。

第１図は本発明による補償装置のブロツク構成
例を示し、ここに、１は前述したFS、２はその
入力映像、３は出力映像、４は基準同期信号であ
る。入力映像２および出力映像３を位相差検出手
段５に供給する。この位相差検出手段５は両者の
位相差を検出し、位相差情報６を発生する。位相
差は、例えば同期信号相互の時間差、あるいは
FS１の書込み・読出しアドレスの差等から求め
得る。この情報６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６に基づいて、読出して書き込み
信号８（以下Ｒ／Ｗコントロール信号と略す）、
アドレス信号９およびフエードイン・アウト信号
１０を発生する。この信号８および９を音声フレ
ームメモリ１１に供給し、信号１０を増幅器１２
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１４をパルス符号変調によりデ
ジタル化する。その出力信号１５を音声フレーム
メモリ１１に供給し、前述のＲ／Ｗコントロール
信号８およびアドレス信号９の制御のもとに順次
所定の番地へ書込んで行く。１６はPCMデコー
ダであり、Ｒ／Ｗコントロール信号８およびアド
レス信号９の制御のもとにメモリ１１から順次読
み出したパルス信号１７をパルス符号復調により
アナログの音声信号１８に変換する。この信号１
８を増幅器１２に供給し、出力音程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５から供給さ
れる位相差情報６をもとに、音声フレームメモリ
１１の書込み・読出しを制御し、出力映像３と入
力音声１４との間に生ずる位相時間差を常時自動
補正する。自動補正については、例えば次の２つ
の形態が考えられる。

第１の形態は、音声フレームメモリ１１の書込
み・読出しクロツ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、書込クロツク周波数および読出し
クロツ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、音声フレームメモリ１１にお
ける音声の遅延量を変化させ、音声の遅延量を
FS１における映像の遅延量と合致させる。なお、
クロツク周波数を変化させ音声フレームメモリ１
１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、このクロツク周波数の変化量、すな
わち単位時間あたりの遅延量の変化量は聴感上影
響を与えない範囲とするのが好ましい。

この「聴感上影響を与えない範囲」については
次のように考察する。

論文によると人間の周波数弁別限は、最も弁別
能力が高くなる1KHz付近で0.1％程度となつてい
る。以下この値を使用し、1KHzでは１Hz、30K
Hzでは30Hzずれると弁別できると仮定する。さて
書込みクロツクを30KHzとすれば音声メモリーは
映像の１フレーム時間（つまり1/30秒）必要とな
り、その容量は30000×1/30＝1000ワードとなる。
映像と音声の相対時間差が最大の場合（すなわち
１／３０秒）、これを補正するのに1000/30≒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の構成例を第２図に示す。この例で
は、書込みクロツク周波数を固定し読出しクロツ
ク周波数を変化させる。すなわち、２１は読出し
クロツク周波数制御手段であり、この制御手段２
１は、書込みアドレス発生手段２２からの書込み
アドレス情報２３および読出しアドレス発生手段
２４からの読出しアドレス情報２５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１１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６によつて表わされ
るところのFS１における映像の遅延量との差に
対応するように、読出アドレス発生手段２４に対
し、読出しクロツク周波数を高くし、または低く
するべく制御信号２６を供給する。これにより音
声フレームメモリ１１における音声の遅延量が変
化し、FS１における遅延量と音声フレームメモ
リ１１における遅延量とが一致する。

第２の形態は、書込み・読出しクロツク周波数
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に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２４に対し飛
越し、２度読みをさせるアドレス信号列を形成す
る制御信号３２を供給する。読出しアドレス発生
手段２４は、この制御信号３２をもとに、第４図
に示すように、一定の制御周期T₁で（読出しを
ｎ回行うたびに）アドレスの飛越し、または２度
読みを行なう。第４図から理解されるように、音
声フレームメモリ１１の遅延量は、アドレスの飛
越しをすることによつて小さくなり、２度読みを
することによつて大きくなる。この飛越し、２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VS（ビデオ同期信号）切換えの
発生の場合、すなわち映像・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VS切換えが発生する
と、第１の形態または第２の形態で処理を行な
い、この調相期間中３４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を制御し、遅延量調整を
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。強制的な読み出しアドレス制御は行なわず、
第１の形態または第２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30秒程度かかること
になる。

三つ目の方法は、映像VS切換えを検知した場
合には、フエードイン・アウト信号１０により増
幅器１２の増幅度を漸減させ、音声をフエードア
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
瞬時に行なつた後、フエードイン・アウト信号１
０により増幅器１２の増幅度を漸増させ音声をフ
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
状況によつて違い、その判別は機械では困難と思
われ、切換えスイツ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、
入力映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周波
数の微少な差によつて発生するものであり、その
時間隔T₂は水晶発振器の精度から見て最小１時
間50分程度である。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
準同期に比べ周波数が低い場合、音声が進む現像
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、FS
１における遅延量は“０”から“1/30秒”へと急
変する。この瞬間音声フレームメモリ１１におけ
る遅延量が映像の遅延量に追従して“０”になつ
ているとすると、この時点txにおいて、音声が映
像に対し相対的に瞬時に1/30秒進んだことによ
り、その後補正により相対時間差が零になるまで
の期間T₃（凡そ30秒間）の間は、映像に対し音声
が進むという状態がつづく。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、この追い越し追い越され現象が
発生する時点txを予じめ予測し、この時点tx以前
の所定期間T₄において（第６回参照）音声フレ
ームメモリ１１における遅延量をそのときのFS
１における映像の遅延量に拘りなく徐々に増加さ
せていき、追い越し追い越され現象が発生し、
FS１における遅延量が1/30秒に急変する時点tx
において、音声フレームメモリ１１における遅延
量が1/30秒になつているようにその遅延量を予測
制御する。

すなわち、第１の形態では読出しクロツク制御
手段２１内に、また第２の形態では読出しアドレ
ス操作手段３１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刻txを予測す
る。この時刻txは位相差情報６によつてもたらさ
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、そのため
の予測手段は、例えばマイクロプロセツサ等によ
り構成し得る。追越し追越され現象発生時刻tx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１１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の形態ではクロツク周波数制御信号
２６により、第２の形態では飛越し２度読み制御
信号３２により、それぞれ読出しアドレス発生手
段２４を制御することによつて行なう。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30秒程度となり、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1/30秒
になつていなくても、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。従つて
予測制御をする期間T₄を時刻txの前後に亘るよ
うに設定しても良く、また、期間T₄の終期にお
ける音声の遅延量を1/30秒より適宜少なくしても
良い。

この結果、読出してアドレス発生手段２４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1/30秒となるようにその読出しを
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FS１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がそれぞれ音声フ
レームメモリ１１に供給することとなる。

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
映像回復時点で第１または第２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FSと一体に構成しても良
いが、別体として必要に応じFS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FS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FSを縦続に接続する場合においても、
１台のFS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ツク
図、第２図は第１図示の音声フレームメモリ制御
手段の第１の構成例を示すブロツク図、第３図は
同じく第２の構成例を示すブロツク図、第４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線図、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６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。 １……FS、２……入力映像信号、３……出力
映像信号、４……基準同期信号、５……位相差検
出手段、６……位相差情報、７……音声フレーム
メモリ制御手段、８……Ｒ／Ｗコントロール信
号、９……アドレス信号、１０……フエードイ
ン・アウト信号、１１……音声フレームメモリ、
１２……増幅器、１３……PCMエンコーダ、１
４……入力音声信号、１５……PCMエンコーダ
出力信号、１６…〜PCMデコーダ、１７……パ
ルス信号、１８……PCMデコーダ出力信号、１
９……出力音声信号、２１……読出しクロツク周
波数制御手段、２２……書込みアドレス発生手
段、２３……書込みアドレス情報、２４……読出
しアドレス発生手段、２５……読出しアドレス情
報、２６……読出しクロツク周波数制御信号、３
１……読出しアドレス操作手段、３２……飛越
し、２度読み制御信号、３３……映像VS切替時
アドレス設定信号、３４……無音検出手段、T₁
……制御周期、T₂……追越し追越され現象発生
時間間隔、T₃……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、T₄……予測制
御をする所定期間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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刻を予測する位
   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
   ２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２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一定
   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つた場合には、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２項記載の映像音声相
   対時間差補償装置。 ４ 前記位相差の急変に対し、前記第２のアドレ
   ス信号列を制御することによつて、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３項記載の映像音声相対時間差補償
   装置。