JP2004248000A

JP2004248000A - デジタル水平同期信号分離回路

Info

Publication number: JP2004248000A
Application number: JP2003036224A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Shibata; 達夫柴田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】スパイク状ノイズ、ゴーストノイズなどによる誤動作が殆ど生じず、確実に同期分離ができる水平同期信号分離回路を提供することを目的とする。
【解決手段】同期信号分離回路６から出力される水平同期信号に基づいて、水平ブランキング期間内に収まり、かつ、水平同期信号を内包するゲートパルスを生成するゲートパルス生成手段１２と、このゲートパルスの範囲内に存在するデジタル輝度信号のデータの累積加算平均値を前記同期信号分離回路６のスライスレベルとして生成する累積加算平均化型スライスレベル生成手段１１を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル映像信号より水平同期信号を分離する水平同期信号分離回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビジョン受像機においてデジタル化が進んでいる。映像信号のデジタル化処理が盛んになるのに伴い、それに必要な水平同期信号分離回路のデジタル化処理についても提案されている。従来のデジタル水平同期信号分離回路では、同期信号が得られた場合（同期状態）には同期信号分離のためのスライスレベル（同期信号検出レベル）をデジタル化された映像信号のシンクチップレベル（１水平周期期間の最小値）とペデスタルレベルの中間レベルに設定し、同期信号が得られない場合（非同期状態）には固定値を選択するようにしている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
図４は、例えば特許文献１に示された従来のデジタル水平同期信号分離回路の構成を示すブロック図である。図において、入力された映像信号、例えばコンポジットビデオ信号（以下、ビデオ信号と略す）はクランプ回路１に入力され規定レベルにクランプされた後、Ａ／Ｄコンバータ２（以下、ＡＤＣ２と略す）によりデジタルビデオ信号に変換され、次いで低域通過フィルタ３（以下、ＬＰＦ３と略す）によりノイズ成分やカラー信号成分など高域成成分が除去され、デジタル輝度信号が出力される。
【０００４】
図５は、デジタル輝度信号の一例を示す図であり（説明のためアナログ的に表示）、水平ブランキング期間（以下、ＨＢＬＫ期間と略す）と映像表示期間の２つの領域があり、ＨＢＬＫ期間内に水平同期信号が存在する。デジタル輝度信号は、ＬＰＦ３の働きによりカラーバースト信号が除去されていると共に、信号波形がなまっていることがわかる。水平同期信号の最低部がシンクチップレベルＳＣであり、デジタル輝度信号全体の中でも最低値であるため、これをミニマムレベルＭと定義する。またＨＢＬＫ期間内での最高値であり、水平同期信号の後に続く平坦部の値をペデスタルレベルＰと定義する。
【０００５】
前記デジタル輝度信号はミニマム検出回路４とペデスタル検出回路５に入力され、各々ミニマムレベルＭとペデスタルレベルＰが出力される。スライスレベル発生回路９では、前記ミニマムレベルＭとペデスタルレベルＰを入力として、例えば以下の式（１）によりスライスレベルＳ１が生成される。
Ｓ１＝（Ｐ＋Ｍ）／２・・・・・・（１）
【０００６】
また、前記デジタル輝度信号は同期信号分離回路６に入力され、スライスレベルＳとの大小比較が行われ、水平同期信号が出力される。
【０００７】
前記水平同期信号は、例えば該水平同期信号が所定の時間幅を有しているか否かを監視する同期信号検出回路７に入力され、前記水平同期信号が正しく得られたものか否か（同期状態か非同期状態か）を示す同期検出信号が出力される。
【０００８】
前記同期信号分離回路６のスライスレベルＳは、スライスレベル切替回路１０により、同期状態ではスライスレベルＳ１が、非同期状態ではスライスレベル規定値Ｓ０（ある固定値）が選択される。
【０００９】
図６（ａ）及び（ｂ）に、前記分離回路６の基本的な動作を示す。図６（ａ）に示すように、スライスレベルＳ１がペデスタルレベルＰとミニマムレベルＭより求められる。このスライスレベルＳ１に基づいて同期分離を実施すると、同図（ｂ）に示すように正しい水平同期分離信号を得ることができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２７５０２６号公報（第３頁、第１図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のデジタル水平同期信号分離回路では、同期信号分離のためのスライスレベル（同期信号分離レベル）をデジタル化された映像信号の最低値とペデスタルレベルの中間レベルに設定しているので、特に水平ブランキング期間内にスパイク状ノイズ成分或いはゴーストノイズ成分など（以下、ノイズ成分と称す）が重畳されると、誤動作を起こしやすいという問題点があった。
【００１２】
図６（ｃ）、（ｄ）にノイズ成分による同期分離の誤動作の様子を示す。同図（ｃ）はビデオ信号に、スパイク状ノイズとゴーストノイズが重畳された場合のＬＰＦ３の出力（デジタル輝度信号）である。ミニマムレベルＭがシンクチップレベルＳＣよりもかなり低いために、スライスレベルＳ１が低い値となり、結果として（ｄ）に示すような誤った水平同期分離信号が生成される。
【００１３】
また、耐ノイズ性を高めるためにＬＰＦ３の低域通過域を制限した場合には、水平同期信号部分のエッジのなまりが大きくなり、ジッタが起こりやすくなる。
【００１４】
この発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、水平同期信号のレベルが不明であっても、また、水平同期信号のレベルが変動する場合であっても確実に同期分離が可能であることはもちろんのこと、更にスパイク状ノイズ、ゴーストノイズなどによる誤動作が殆ど生じず、確実に同期分離ができる水平同期信号分離回路を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るデジタル水平同期信号分離回路は、水平同期分離信号の時間幅を検出することにより同期状態を検出する同期信号検出手段と、同期状態において、水平ブランキング期間内に収まり、かつ、水平同期信号を内包するゲートパルス（検出ウインドウ）を生成するゲートパルス生成手段と、前記ゲートパルスの範囲内に存在するデジタル輝度信号のデータの累積加算平均化により平均値を算出し、その平均値に基づき水平同期分離のためのスライスレベルを生成する累積加算平均化型スライスレベル生成手段とを備えたものである。
【００１６】
上記のように構成したデジタル水平同期信号分離回路によれば、ゲートパルス範囲内の多くのサンプリングデータの累積加算平均化を行うことにより水平同期分離のためのスライスレベルを導出しているため、一部のデータにノイズが混入しても前記スライスレベルはわずかしか変動しない。そのため、ノイズの影響を受け難い同期信号分離が実現できる。また累積加算平均化を用いているため、水平同期信号のレベルが不明であっても、また、水平同期信号のレベルが変動する場合であっても確実に同期分離が可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１であるデジタル水平同期信号分離回路の構成を示すブロック図である。同図において、入力されたビデオ信号はクランプ回路１に入力され規定レベルにクランプされた後、ＡＤＣ２によりデジタルビデオ信号に変換され、次いでＬＰＦ３によりノイズ成分やカラーバースト成分など高域成分が除去されたデジタル輝度信号が出力される。このデジタル輝度信号は同期信号分離回路６と累積加算平均化型スライスレベル生成回路１１に入力される。累積加算平均化型スライスレベル生成回路１１においは、ゲートパルス生成回路１２から出力されるゲートパルス期間において前記デジタル輝度信号の累積加算平均化演算を行い、その演算結果（平均値）スライスレベルＳ２を出力する。スライスレベル切替回路１０は、初期状態や無信号状態においてはスライスレベル規定値Ｓ０をスライスレベルＳとして同期信号分離回路６に出力する。同期信号分離回路６において、前記デジタル輝度信号と前記スライスレベルＳが比較され、その結果水平同期信号が出力される。
【００１８】
この水平同期信号は、同期信号検出回路７に入力され、所定の幅を持つか否かの判定が行われ、正常な水平同期信号が得られた同期状態か否かを示す同期検出信号がスライスレベル切替回路１０に出力される。スライスレベル切替回路１０は、正常な水平同期信号が検出されない初期状態や無信号状態の非同期状態においては、ある固定値のスライスレベル規定値Ｓ０を選択してスライスレベルＳとして同期信号分離回路６に出力するが、正常な水平同期信号が検出される同期状態においては、累積加算平均化型スライスレベル生成回路１１から出力されるスライスレベルＳ２を出力する。
【００１９】
また、前記水平同期信号はゲートパルス生成回路１２に入力され、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ期間）内で前記水平同期信号のほぼ２倍の幅をもつゲート信号がゲートパルス生成回路１２から出力される。
【００２０】
図２は、累積加算平均化型スライスレベル生成回路１１の動作を説明するための図であり、ＮＴＳＣ標準信号の水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ期間）を示している。図２（ａ）に示すように、デジタル輝度信号は一定のサンプルレート（例えば４ｆｓｃクロック）でサンプルリングされたデータである。このサンプリングデータｄａｔａ（ｉ）を、以下の式（２）により始点Ａから終点Ｂまで全て累積加算し、データ数（Ｂ−Ａ＋１）で除算し、その平均値ＳＳＵＭを得る。
【数１】

この累積加算の演算範囲である始点Ａ、終点Ｂを決めるのは図２（ｂ）に示すゲートパルスであり、ゲートパルス生成回路１２において生成される。
【００２１】
図２（ａ）に示すようにＮＴＳＣ標準信号の場合、ＨＢＬＫ期間は約１０μｓｅｃ、水平同期部分の幅ＷＤは約５μｓｅｃである。従って、ゲートパルスの長さを、水平同期部分の幅ＷＤのおよそ２倍に設定することで、累積加算平均化スライスレベルＳＳＵＭをペデスタルレベルＰとシンクチップレベル（ミニマムレベルＭ）のほぼ中間点に設定することができる。もちろんゲートパルスは、ＨＢＬＫ期間内に収まることが必須である。図２（ｃ）、（ｄ）にスライスレベルとしてＳＳＵＭを用いた場合の同期分離の様子を示す。
【００２２】
ゲートパルスの幅を約１０μｓｅｃとして、４ｆｓｃ＝１４．３ＭＨｚのクロックでサンプリングした場合、そのサンプル数は約１４０になる。従って、局所的にノイズやゴーストがビデオデータに存在したとしても、その影響は、はるかに小さくなると考えられる。その様子を図２（ｅ）（ｆ）に示すが、ノイズ成分が重畳されていても、ＳＳＵＭの変動が少ないために誤動作していないことを示している。
【００２３】
同期信号分離回路６は、デジタル輝度信号とスライスレベル切替回路１０が出力するスライスレベルＳとの大小比較を行うことにより同期分離を実施し、水平同期信号を出力する。この水平同期信号は、同期信号検出回路７に入力され、同期信号検出回路７により所定の幅を持つか否かの判定が行われ、同期状態か否かを示す同期検出信号がスライスレベル切替回路１０に出力される。スライスレベル切替回路１０においては、同期検出信号に基づいて、非同期状態にはある固定値のスライスレベル規定値Ｓ０が、同期状態には累積加算平均化型スライスレベル生成回路１１から出力されるスライスレベルＳ２が選択されスライスレベルＳとして同期信号分離回路６に出力される。
【００２４】
以上のように構成されたデジタル水平同期信号分離回路によれば、ＨＢＬＫ期間内にある前記水平同期信号のほぼ２倍の幅をもつゲート信号期間について、デジタル輝度信号の平均値を求め、同期信号を分離するためのスライスレベル（基準レベル）としたので、ノイズなどが存在してもスライスレベルはわずかしか変動しない。そのためノイズ耐性の良い同期信号分離が実現できる。
【００２５】
また、非同期状態ではスライスレベルを固定値に設定し、同期信号の検出を容易にし、同期状態においてはＨＢＬＫ期間内のデジタル輝度信号の平均値をスライスレベルとしたので、応答性とノイズ耐性の良い同期信号分離が実現できる。
【００２６】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２であるデジタル水平同期信号分離回路の構成を示すブロック図である。同図において、入力されたビデオ信号はクランプ回路１に入力され規定レベルにクランプされた後、ＡＤＣ２によりデジタルビデオ信号に変換され、次いでＬＰＦ３によりノイズ成分やカラー信号成分など高域成分が除去され、デジタル輝度信号が出力される。このデジタル輝度信号は同期信号分離回路６と累積加算平均化型スライスレベル生成回路１１に入力される。累積加算平均化型スライスレベル生成回路１１においは、ゲートパルス生成回路１２から出力されるゲートパルス期間において前記デジタル輝度信号の累積加算平均化演算が行われ、その演算結果ＳＳＵＭがスライスレベルＳとして同期信号分離回路６に出力される。同期信号分離回路６において、前記デジタル輝度信号と前記スライスレベルＳが比較され、その結果水平同期信号が出力される。
【００２７】
この水平同期信号は、同期信号検出回路７に入力され、所定の幅を持つか否かの判定が行われ、同期状態か否かを示す同期検出信号が出力される。この同期検出信号は、ゲートパルス生成回路１２に出力され、同期状態においては前記水平同期信号に基づいて生成したゲートパルスが、非同期状態においてはビデオ信号から一般的なアナログ方式により水平同期分離信号を生成するアナログ方式同期信号分離回路１３により得られた水平同期信号に基づいて生成したゲートパルスが出力される。
【００２８】
以上のように構成されたデジタル水平同期信号分離回路によれば、従来のアナログ同期分離方法が、初期状態・定常状態に関係なくある程度安定した同期分離を実現するため、アナログ水平同期信号分離回路とデジタル水平同期信号分離回路とを併用することにより、応答性とノイズ耐性の良い水平同期信号分離回路を単純な構成により実現することができる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３０】
ＨＢＬＫ期間内にある前記水平同期信号のほぼ２倍の幅をもつゲート信号期間について、デジタル輝度信号の平均値を求め、同期信号を分離するためのスライスレベルとしたので、ノイズによるスライスレベルの変動が少なくなり、ノイズ耐性の良い水平同期信号分離回路が実現できる。
【００３１】
また、非同期状態ではスライスレベルを固定値に設定し、同期信号の検出を容易にし、同期状態においてはＨＢＬＫ期間内のデジタル輝度信号の平均値をスライスレベルとしたので、応答性とノイズ耐性の良い水平同期信号分離回路が実現できる。
【００３２】
また、アナログ水平同期信号分離回路とデジタル水平同期信号分離回路とを併用することにより、応答性とノイズ耐性の良い水平同期信号分離回路の単純化を実現することができる。
【００３３】
また、データの加算平均化を行ってスライスレベルを導出しているため、当然のことながら、水平同期信号のレベルが不明であっても、また、水平同期信号のレベルが変動する場合であっても確実に同期分離が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるデジタル水平同期信号分離回路の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるデジタル水平同期信号分離回路の動作を説明する波形図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるデジタル水平同期信号分離回路の構成を示すブロック図である。
【図４】従来のデジタル水平同期信号分離回路の構成を示すブロック図である。
【図５】デジタル輝度信号の一例を示す波形図である。
【図６】従来のデジタル水平同期信号分離回路の動作を説明する波形図である。
【符号の説明】
１クランプ回路、２Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）、３ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、６同期信号分離回路、７同期信号検出回路、１０スライスレベル切り替え回路、１１累積加算平均化型スライスレベル生成回路、１２ゲートパルス生成回路、１３アナログ方式同期信号分離回路。

Claims

コンポジットビデオ信号を入力しデジタルビデオ信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記デジタルビデオ信号入力し高域成分及びカラーバースト成分を除去しデジタル輝度信号を生成するローパスフィルタと、前記デジタル輝度信号とスライスレベルとの大小比較をデジタル的に行い水平同期信号を出力する同期信号分離手段と、前記水平同期信号に基づいて前記デジタル輝度信号の水平ブランキング期間内に収まると共に前記水平同期信号を含むゲートパルスを検出ウインドウとして生成するゲートパルス生成手段と、前記ゲートパルス期間内において前記デジタル輝度信号の累積加算平均化を行い、前期同期分離手段のスライスレベルを出力する累積加算平均化型スライスレベル生成手段とを備えたことを特徴とするデジタル水平同期信号分離回路。
前記ゲートパルスは、前記水平同期信号のおよそ２倍のパルス幅を持つことを特徴とする請求項１に記載のデジタル水平同期信号分離回路。
前記水平同期信号のパルス幅を検出することにより同期状態を示す同期検出信号を出力する同期信号検出回路と、前記同期検出信号に基づいて同期状態には前記スライスレベルを、非同期状態にはスライスレベル規定値を選択し出力するスライスレベル切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタル水平同期信号分離回路。
前記コンポジットビデオ信号から水平同期分離を行うアナログ方式同期分離手段と、前記水平同期信号のパルス幅を検出することにより同期状態を示す同期検出信号を出力する同期信号検出回路とを備え、前記ゲートパルス生成回路が、前記同期検出信号に基づいて同期状態には前記同期信号分離手段から出力される水平同期信号に基づいてゲートパルスを生成し、非同期状態には前記アナログ方式同期分離手段から出力される水平同期信号に基づいてゲートパルスを生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタル水平同期信号分離回路。