JP4347270B2 - ビデオ・タイミング表示装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ビデオ・タイミングに関し、特に、異なるレートの複数のビデオ信号の間のタイミングを迅速、容易且つ正確にユーザが測定できるマルチ・レート・システムのビデオ・タイミング表示装置及び方法に関する。

複数のビデオ信号間のタイミングを確認する従来の方法は、波形表示や、ベクトルスコープを用いていた。ここでは、関心のある信号を入力として用い、基準信号を「外部」基準ポートに供給した。まず、フィールド・レート掃引を用いて、垂直タイミングを確認した。次に、ライン・レート掃引を用いて、水平タイミングを確認した。最後に、複合ビデオ信号システムにおけるＳＣＨ（subcarrier-to-horizontal：副搬送波対水平）モードを用いて、複数のカラー・フレームが正しい位置関係（アライメント）にあることを確実にし、タイミングが副搬送波位相に充分な精度で一致しているかを調べた。

この従来方法は、測定に時間がかかり、難しく、且つエラーの可能性があった。水平及び垂直のタイミングを調べるには、波形をシフトし、特徴部分を拡大しなければならなかった。この際、システムを所望のタイミングに調整して、特徴部分が確認できるように手動で表示の位置決めをしなければならなかった。ビデオ同期パルスの遅い立ち上がり時間のため、水平タイミングの確認は、不正確になるかもしれなかった。また、外部基準モードの際に、総てのモニタはＳＣＨを正確に表示できないので、カラー・フレームのアライメントに疑問が生じた。最後に、内部基準モード及び外部基準モードの間で切替えを行うか、又は、複数の入力間で切替えを行って、複数信号のタイミングを比較した。

タイミング・オフセットを求める別の方法では、外部基準に対する画像を調べた。この方法の利点は、水平及び垂直オフセットの両方を同時に示せることである。しかし、残念なことに、この方法では、高い測定確度を得ることが難しく、カラー・フレーム・アライメントを良好に確認するには向かなかった。

従来の方法によれば、タイミング基準測定には、入力のライン・レート及びフレーム・レートが基準レートの整数倍である必要があった。この条件が満たされないと、測定結果が不確実となり、利用することができない。一例は、図１に示すように、基準である３０Ｈｚビデオに対する２４Ｈｚビデオのタイミング差である。３０Ｈｚ基準の各フレームに対して、２４Ｈｚ入力の次のフレームにおいて、可能性のある遅延は、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の４つの遅延の内の１つである。３０Ｈｚ入力信号の５フレームの後で、又は２４Ｈｚの４フレームの後で、このパターンが繰り返す。これらフレームの各グループは、各信号において「スーパーフレーム」、即ち、３０Ｈｚ信号の５フレーム及び２４Ｈｚ信号の４フレームから構成される。３０Ｈｚ信号を４で単に分割し、これにより得た位相の１つを適当に選択して、これら４つの遅延の任意のものがランダムな検出タイミングとなる。また、異なるレートのビデオ信号のいくつかの組合せには、異なる数の可能な位相がある。他の一般的な標準では、例えば、２つ又は５つのかかる曖昧な位相がある。

ＳＭＰＴＥ３１８Ｍ標準は、いくつかの組合せによる曖昧さを除く可能な方法を提供している。このＳＭＰＴＥ３１８Ｍ標準の規格では、基準として用いるＮＴＳＣ黒信号に重畳される１０フィールドのシーケンス識別信号を伝送するように拡張されている。この１０フィールド信号の長さは５フレームであるので、５つの遅延のどれが正しい遅延であるのかを適切に識別し、他の４つの遅延を削除する。残念なことに、多くのビデオ信号がＳＭＰＴＥ３１８Ｍの１０フィールド識別フラグを伝送しないので、依然、他の方法が求められている。

他の方法では、多数の可能な位相を観察し、最も小さなオフセットを選択した。これらの波形は、あたかも正しいタイミングであるかのように表示された。これは、多くの場合には機能するが、どの選択が行われたかをユーザに示さないし、多数のビデオ信号用の基準及び測定タイミングとしてビデオ信号の１つの特定位相をロックできなかった。よって、これは、異なるレートの基準との既知の関係により、あるビデオ信号を同じレートの別のビデオ信号にタイミング合わせすることが実際にはできなかった。

特開昭６０−１２７８９７号公報 特開昭６０−２５４９２５号公報

そこで、異なるレートの複数のビデオ信号の間のタイミング差を迅速且つ容易にユーザが測定できる表示装置及び方法が望まれている。

本発明は、異なるレートの複数のビデオ信号の間のタイミングを測定する装置であって；各ビデオ信号において、この各ビデオ信号から共通基準点に対応するパルスを抽出する手段（３０、３２）と；２つのパルスの間のインターバルを求める手段（３４）と；ビデオ信号の各々のビデオ・フォーマットを求める手段（３１、３３）と；ビデオ・フォーマット及びインターバルから複数のビデオ信号の間の位相値を導く手段（３５）と；位相値を解析して各位相値に対する水平タイミング・オフセット及び垂直タイミング・オフセットを発生する手段（３６）と；各位相値に対する水平タイミング・オフセット及び垂直タイミング・オフセットをタイミング表示として表示する手段（３８）とを具えている。なお、括弧内の参照符号は、実施例との関係を単に示すのみである。さらに、本発明は、マルチ・レート・システムにおける複数のビデオ信号の間のタイミングを表示する方法であって；異なるレートの１対のビデオ信号の間の複数の位相を求め；これら１対のビデオ信号の一方に関連した基準インディケータ（１４）に対するタイミング位相インディケータ（１６、１６’）の形式で位相を表すグラフィックの表示を行う。

よって、本発明のマルチ・レート・システム用ビデオ・タイミング表示は、異なるレートの複数のビデオ信号の間のタイミング差をユーザが迅速、容易且つ正確に測定できるようにする。ラスタ表示範囲内のグラフィック表示領域は、あるビデオ信号の垂直及び水平タイミング・オフセットの表示を、基準としての他のビデオ信号に対して行う。グラフィック表示領域は、このグラフィック表示領域内にて基準用のタイミングを示す基準インディケータと、このグラフィック領域内にて基準に対する１つのビデオ信号のタイミング位相を示す複数のタイミング・インディケータとを含んでいる。なお、これら複数のタイミング・インディケータの１つは、強調されており、これは、一般的には基準インディケータに最も近いものである。数字表示領域をグラフィック表示領域の近傍に設けて、強調したタイミング・インディケータ用に適切な単位で実際の垂直及び水平タイミング差を表示してもよく、その精度は１ビデオ・クロック・サイクルとなる。また、数字表示領域内に、基準ソースであるビデオ信号を示してもよく、またオプションとして、２つのビデオ信号の間のタイミングが所定限界の外になったときの警告を示してもよい。タイル状のラスタ表示を有する測定機器においては、タイミング表示に関連させてベクトル表示を示して、色相マッチング用に、アナログ複合ビデオ信号の間で副搬送波位相の弁別を細かに行える。

本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。

図２は、本発明によるビデオ・タイミング表示を示す図である。この例においては、２次元表示でビデオ・タイミングを示す。ラスタ表示範囲（表示スクリーン）１０内のグラフィック表示領域１２は、一方の軸に沿って垂直タイミングを示し、他方の軸に沿って水平タイミングを示す。グラフィック表示領域１２の中央において、基準インディケータ１４は、基準として用いるビデオ信号用の基準タイミング位置を表す。また、タイミング・インディケータ１６を示して、基準と異なるレートの他のビデオ信号の各位相のタイミングを視覚的に描く。グラフィック表示領域１２に隣接した数字リードアウト領域１８を設けて、複数のタイミング・インディケータの１つのインディケータ１６’、一般的には基準インディケータ１４に最も近い１つのタイミング・インディケータ１６’に対する垂直オフセットの数値２０（例えば、ライン数で表す）及び水平オフセットの数値２２（例えば、時間で表す）を表示してもよい。一般的に、数字リードアウト領域１８は、総てのタイミング・インディケータ１６の垂直及び水平オフセットを表示できる。１つのタイミング・インディケータ１６’を１次インディケータとして一層強調するように表示する（例えば、太線で示す）一方、他のタイミング・インディケータ１６は、２次インディケータとして余り強調しないように表示する（例えば、細線で示す）。一般的な複合式ｍ×Ｆ＝ｎ×Ｒ内のｍ及びｎの小さい方の数がタイミング・インディケータ１６の総数を決める。なお、Ｆは一方のビデオ・フレーム・レートであり、Ｒは他方のビデオ・フレーム・レートである。

図１において、この例の場合、ｍ及びｎは、夫々５及び４である。ここで、基準は、３０Ｈｚフレーム・レートであり、他のビデオ信号は、２４Ｈｚフレーム・レートであるので、５×２４＝４×３０となる。また、表示上に基準ソース・インディケータ２４も示す。この基準ソース・インディケータ２４は、どのビデオ信号が基準として用いられているかを示す。図の実施例では、基準ソースは、外部基準である。グラフィック表示領域１２の水平軸は、ライン・タイミングが進んでいるか又は遅れているかを示し、垂直軸タイミングは、フレーム内のタイミングが進んでいるか遅れているかを示す。強調されたタイミング・インディケータ１６’が基準インディケータ１４と整列（一致）しているとき、ビデオ信号は、基準と正確にタイミングが合っている。複数のビデオ信号の間のタイミングを単一の値で決定するためには、あるビデオ信号のライン及びフレームのレートが基準レートの整数倍である必要はない。この実施例は、４つの位相を生じる５：４のレートを示している。しかし、実際には、表示に１０よりも多い位相が得られるかもしれないが、任意の数の位相でよい。

ＳＭＰＴＥ３１８Ｍによる基準を用いてもよい。この場合、ＳＭＰＴＥ３１８Ｍシーケンスが定義する関係は、「正しい」タイミング関係であり、そのインディケータは、基準インディケータ１４に最も近いインディケータに代わりに強調の印が付いたものである。

基準インディケータ１４は、例えば、十字の形式の実線に示すようにグラフィック表示領域１２の中心にあってもよいし、又は、グラフィック表示領域の全幅に伸びるチック・マークが大雑把なオフセットの目盛りを表してもよい。この場合、チック・マークの１目盛りを、垂直方向には複数のビデオ信号の１つのビデオ標準に応じたライン数（Ｙライン）で表し、水平方向には秒（Ｘマイクロ秒）で表してもよい。タイミング・インディケータ１６は、図示の方法で示すように円の如き任意の適切な形式でよい。

この実施例で示す水平軸の幅は、１ビデオ・ラインであるので、スケールは＋／−１／２ラインとなる。垂直次元は、ビデオ信号又は基準のフォーマットに応じて変化する。インターレース・デジタル・ビデオの場合、垂直次元（垂直軸の幅）は１フレーム（２フィールド）である。ＮＴＳＣ及びＰＡＬの如き複合ビデオ信号の場合、垂直次元は１カラー・フレーム（４又は８フィールド）である。プログレッシブ・ビデオの場合、垂直次元は１フィールドである。

数字情報は、表示を大きくすることなく、グラフィック表示方法単独よりも一層正確な結果を与える。グラフィック表示及び数字リードアウトの両方を水平及び垂直次元の観点から示す。これは、正確なタイミング調整をどのようにするかを示すので、ユーザにとって便利である。

基準ソース・インディケータの２４が示すように、あるビデオ信号のタイミングは、基準である外部ビデオ信号に対するものである。これは、実質的に絶対モードであり、外部ビデオ信号は、例えば、ビデオ設備用のタイミング標準である。また、ユーザは、表示用の基準として他のビデオ信号を選択してもよい。その場合、第１ビデオ信号を外部ビデオ信号と比較し、そのオフセットを「ベースライン」として蓄積する。その後に入力するビデオ信号をベースラインと比較できる。このモードにおいて、ベースラインのタイミングは、基準インディケータ１４が表し、基準ソース・インディケータ２４が「蓄積されたベースライン」のソースを表す。この後者のモードは、スイッチャへ入力する種々のビデオ信号のタイミング合わせに有用である。その理由は、この場合、外部ビデオ信号に対する絶対タイミングが重要でないためである。重要なことは、スイッチャに入力する総てのビデオ信号が同時に到達することである。蓄積されたベースラインを発生するために複数のビデオ信号の１つを使用して、残りのビデオ信号のタイミングを合わせ、その表示によりスイッチャへの時間を合わせる簡単な方法が得られる。

異なるレートの基準に対する関係により同じレートの２つのビデオ信号の間の差を測定する場合、測定する差は、選択された単なる最小の差はない。その代わり、図４に示すように、あるビデオ信号ＶＩＤ１を基準としてベースラインを測定する際に用いる基準（強調されている）のエッジ又は位相（「０」で示す）を保存しておき、その後にビデオ信号ＶＩＤ２をタイミング合わせするのに用いる基準の位相となる。これを行うため、基準が「スーパーフレーム」を有するとみなし、このスーパーフレーム内の基準の各フレームが基準の位相を限定する。基準がビデオ信号の５フレームと同じ期間の４フレームを有する例の場合、ＶＩＤ１に対するタイミングが、ロックされた基準（Ｒ１）の位相を限定するので、その後のビデオ信号ＶＩＤ２を同じ位相にタイミング合わせする、即ち、基準の４番目のフレーム毎にタイミングを合わせように用いる。「最も近い」タイミングを用いると（「ｘ」で示す）、ＶＩＤ２が基準のＲ２とタイミングが合って、その結果、ＶＩＤ１及びＶＩＤ２のタイミングが互いに合わない。このモードは、ユーザが必要とするときに呼び出され、「相対的タイミング」のボックス２４に「ロックされた基準のベースライン」という文字を表示する。このモードにおいて、強調されたタイミングの円は、必然的に中心にもっと近いものではないかもしれないが、ロックされた基準分割関係により限定されたものである。基準がロックを失った場合や、１時間の如き一定時間を過ぎた場合、このモードを再確立する必要がある。また、図示されていないが、「表示スケーリング」のオプションにより、入力又は基準のラスタ構成に応じて、グラフィック及び数字リードアウトを分析して、水平及び垂直での進んだ又は遅延した値を求めることができる。

デジタル・スイッチャにおいて、ほとんどのスイッチャは、それらの入力のタイミング・エラーにいくらかの許容があるので、表示精度は必要以上に高い。アナログ複合スイッチャは、それ程許容されていない。アナログ・アプリケーションでは、本発明の表示を用いて１ビデオ・クロック・サイクル以内の精度を得ることができるので、ベクトルスコープ又は他の方法を用いて、搬送波位相の非常に細かな識別ができる。これは、「タイル」表示の測定機器にとって非常に有用である。その理由は、ベクトル表示がタイミング表示と同時に表示されるためである。

タイミング表示の他の用途には、自動化がある。タイミング表示が数字による結果を与えるので、ユーザを仲介せずにタイミング・エラーを読み取り、自動化システムを介して入力ビデオ信号に必要なタイミング補正を与えることができる。これにより、ビデオ・プロダクションにおける設定時間を大幅に短縮できる。

目盛りを追加して、さほど厳しくない条件での許容範囲を示すことができる。これら目盛りは、水平バー及び垂直バーであり、基準インディケータ１４の周りのグラフィック表示領域１２内に小さなウィンドウを定義する。最も近いタイミング・インディケータ１６’がそのボックス（ウィンドウ）内ならば、そのタイミングはＯＫである。許容可能なタイミングの範囲が決まると、タイミングがその範囲外の場合に、警報を発生することが可能である。この警報は、ＳＮＭＰ（システム・ネットワーク・マネージメント・プロトコル、即ち、注釈（ＲＦＣ）トラップインターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（ＩＥＴＦ）リクエスト）トラップ、オンスクリーン・アイコン、及び接地による終了の如き測定機器の報告方法を用いて、この状況をユーザ又は自動化システムに伝える。

図３に示すように、特定の実施では、６つの部分がある。基準及び入力ビデオ信号は、タイミング抽出器３０及び３２に夫々入力する。これらタイミング抽出器３０、３２は、両方のビデオ信号のフィールド１のライン１を検出し、この検出時点にパルスを発生する。カウンタ３４を用いて、２つのビデオ信号から抽出されたパルスの間の時間差（インターバル）ｄを測定する。即ち、これらパルスの一方によりカウンタ３４のカウントを開始させる。カウンタ３４は、基準ビデオ用タイミング抽出器３０から導出された通常のビデオ・クロック・サイクルをカウントする（ビデオ・クロックの信号線を図示せず）。タイミング抽出器３０、３２のパルスの他方がカウンタ３４のカウントを停止させる。よって、カウンタ３４は、２つのビデオ信号から抽出されたパルスの間の時間差ｄを測定できる。基準及び入力ビデオ信号の各ビデオ・フォーマットは、フォーマット認識回路３１、３３により検出される。この検出結果を演繹計算器３５が用いる。演繹計算器３５は、カウンタ３４からの値ｄと、検出したフォーマット、即ち、検出した異なるフレーム・レートに基づく一般的な倍数関係であるｍ×Ｆ＝ｎ×Ｒを用いて、総ての可能なタイミング値を計算する。

あるフレーム・レートにおいては、総ての位相が生じるには長時間がかかる。これにより、表示の更新レートが非常に遅くなり、利用が困難になる。したがって、本発明の方法では、２つのビデオ信号の間の１つの位相を単に測定する必要のみでよい。よって、ビデオ信号の異なるフォーマットの既知の構成を利用することにより、演繹計算器３５が他の位相を計算により求めることができる。演繹計算器３５からの位相値をパーサー３６に入力する。このパーサー３６は、一方のビデオ信号のラスタ構成に応じて、位相値を分析して水平及び垂直の進み又は遅延に分解する。パーサー３６の結果を測定機器３８に供給し、図２に示すタイミング表示を測定機器用表示器３８のラスタ表示領域１０で行う。また、この結果は、自動システムへの出力として用い、入力ビデオ信号に対して自動タイミング調整を行ってもよい。

上述の例は、２次元表示であるが、本発明の基本的な概念は、使用する特定の表示フォーマットに関係なく、異なるフレーム・レートの複数ビデオ信号間の多数の位相を同時に表示することである。したがって、表示は線形（１次元）にもできるし、多次元（３次元以上）にもできる。

したがって、本発明は、異なるビデオ信号のフォーマットと、各ビデオ信号内の共通基準点間の時間差から求めたカウント値とにより、基準インディケータに対する適切なタイミング・インディケータを表わす複数の位相値を求め、マルチ・レート・システムのタイミングを表示できる。

２４Ｈｚビデオ信号と、基準としての３０Ｈｚビデオ信号との間の従来のタイミング測定を示す図である。 本発明によるビデオ・タイミング表示の平面図である。 本発明によりビデオ・タイミング表示を発生する装置の簡略化したブロック図である。 本発明により他のレートのビデオ信号を基準として用いてあるレートの複数ビデオ信号の間のタイミングを示す図である。

符号の説明

１０ ラスタ表示範囲（表示スクリーン）
１２ グラフィック表示領域
１４ 基準インディケータ
１６、１６’ タイミング・インディケータ
１８ 数字リードアウト領域
２０ 垂直オフセットの数値
２２ 水平オフセットの数値
２４ 基準ソース・インディケータ
３０、３２ タイミング抽出器
３１、３３ フォーマット検出器
３４ カウンタ
３５ 演繹計算器
３６ パーサー
３８ 測定機器用表示器

Claims (2)

1. 異なるレートの複数のビデオ信号の間のタイミングを測定する装置であって、
   各ビデオ信号においてこの各ビデオ信号から共通基準点に対応するパルスを抽出する手段と、
   ２つの上記パルスの間のインターバルを求める手段と、
   上記ビデオ信号の各々のビデオ・フォーマットを求める手段と、
   上記ビデオ・フォーマット及び上記インターバルから上記複数のビデオ信号の間の位相値を導く手段と、
   上記位相値を解析して各位相値に対する水平タイミング・オフセット及び垂直タイミング・オフセットを発生する手段と、
   各位相値に対する上記水平タイミング・オフセット及び上記垂直タイミング・オフセットをタイミング表示として表示する手段と
   を具えたビデオ・タイミング表示装置。
2. マルチ・レート・システムにおける複数のビデオ信号の間のタイミングを表示する方法であって、
   異なるレートの１対のビデオ信号の間の複数の位相を求め、
   上記１対のビデオ信号の一方に関連した基準インディケータに対するタイミング位相インディケータの形式で上記位相を表すグラフィックの表示を行う
   ことを特徴とするビデオ・タイミング表示方法。

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