JPS61131991A - ビデオ信号デイジタル処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はビデオ信号ディジタル処理方法に係り、特にＮ
ＴＳＣ方式、　ＰＡＬ方式を同一回路ぐ信号処理するこ
とがでさ、例えば磁気記録再生装置（ＶＴＲ）の色信号
α埋をｆイジタル信号処理で行なう時、そのＰＳ（位相
推移）処】とデシメイション（ｄｅｃｉｌｌｌａｔｉｏ
ｎ、間引き）処理トラ使つコトニヨリイ：号処理回路の
規模も縮小できるビデオ信号１イジタル処理方法に関す
る。

（従来の技術） 近年、ビデオ信号をディジタル化して処理する方法が、
回路部品（主に、コンデンサ、抵抗、コイル）点数の削
減化、あるいは、機器の無調整化の観点から優れた方法
であるとし、その関係の研究開発が数多く試みられてお
り、一部のメーカで「ディジタルテレビ」として商品化
されつつある。

また、現行のテレビジョンの放送方式としては、ＮＴＳ
Ｃ方式、　ＰＡＩ方式、　５ＥＣＡＨ方式が主に存在し
ているが、特にＮＴＳＣ方式、　ＰＡＬ方式の市場は大
きく、更に色信号多重の方式は、５ＥＣＡＨ方式に比べ
、これら両方式は類似しているといった特徴がある。

そこで、ＮＴＳＣ方式、　ＰＡＬ方式の両方式を同一（
あるいは、略同等）の回路で信＠処理を行なうことかで
きると、そのメリットは大きいものとなる。

更に、輝度信号はＮＴＳＣ方式、Ｐ＾［方式とも周波数
帯域以外は、大きな相違はないので、色信号処理回路が
共通化されれば、ＮＴＳＣ方式、　ＰＡＬ方式を同一回
路で偶成することが可能になる。

（発明の目的） そこで、本発明は上記の従来技術に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ＮＴＳＣ方式、Ｐ八し方式を同一
回路で信号処Ｌ！ｌ！　することかでき、例えば磁気記
録再生装置（ＶＴＲ）の色信号処理をディジタル信号処
理で行なう時、その色信号処理としてＰＳ（位相推移）
処理を使うことにより信号処理回路の規模も縮小できる
ビデオ信号ディジタル処理方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、丈ンプリング周
波数を、前記アナログビデオ信号の水平同期信号周波数
のＮ倍の周波数（Ｎは整数）とし、かつ、その？！数Ｎ
を４で割ってＮ＝４Ｋ＋Ｍ　（Ｋは整数、Ｍは０．１，
２．３のいずれかの数）とし、前記整数Ｎを３で割つＵ
Ｎ＝３Ｌ＋−Ｑ（Ｌは整数、ＱはＯ，’１．−１のいず
れかの数）とした時、Ｐ−Ｍ＋Ｑなる整数Ｐが奇数とな
るようにしたことを特徴とするビデオ信号ディジタル処
理方法を提供するものである。

（実　施　例） 本発明になるビデオ信号ディジタル処理方法について、
以下に説明する。

一般に、ビデオ信号をサンプリングする際の周波数は「
サンプリング定理」よりアナログ信号に含まれる最高周
波数の２倍より高くなければならず、通常は約１０Ｍ　
８つ以上が適している（条件■）。

また、色信号処理を行なう際のクシ型フィルタを構成す
るのに、画面上でサンプル点が縦に並んでいる必要があ
る。つまり、サンプリング周波数は水平同期信号周波数
の整数倍でなければならない（条件■）。

更にまた、上記のクシ型フィルタは、ＮＴＳＣ方式の場
合、１ライン（水平走査期間）分の遅延回路（ディレィ
ライン；メモリ）を必要とし、ＰＡＬ方式の場合は、２
ライン分を必要とするが、サンプリング周波数が高くな
ると、それだけフィルタを構成するメモリを多山に使用
することになる。そこて、色信号は輝度信号に比べその
帯域が狭いことから、デシメイション（間引き）処理を
行なうと、効果的である。

そして、ＮＴＳＣ方式、　ＰＡＬ方式で、そのサブキャ
リア（色副搬送波）周波数を共通とすることにより、こ
れら両方式を略同−回路で色信号処理を行なえることに
なる。

ここで、上記の条付■及び条ｆ１■を満足するＩナンブ
リンク周波数（ｆ　ｓ）は次表のようになる。

表 なお、上記の表中において、ｆＨは、 １４Ｔｓｃ方式の場合　ｆ　Ｈ＝　１５．７３４２６５
　ｋ　ＨｚＰへし方式の場合　ｆ　Ｈ＝　１５．６２５
　　　ｋ　Ｈｚ裏表中いずれかの周波数ｆｓでＮＴＳＣ
方式、　ＰＡＬ方式のそれぞれの複合ビデオ信号をサン
プリングしたとして、これら両方式の信号を同一回路で
、例えば、輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とを分離する
ためには、色信号のサブキャリアの周波数を変換し、互
いに共通となるようにすれば良い。そして、上記を共通
化することで、以降の処理回路も共通とすることができ
る。

その時、変換するサブキャリアの周波数を、例えば、ｉ
−ｆ　ｓとすると、他のｉｆｓにした場合などに比べて
、ＤＰ（微分位相）、ＤＧ（微分利得）とも小さくでき
る。

ここで、ディジタル信号処理方法の一つであるデシメイ
ション処理について説明する。

このデシメイション（間引き）処理とは、サンプリング
したデータを時間軸上で１つ、あるいは、２つ、３つ、
・・・おきに有意データとして残し、すンブリング周波
数を４１．１−、・・・と下げることを言う。

また、ビデオ信号のディジタル信号処理においては、各
種用途に応じてフィルタを構成するが、１ナンプリング
周波数が高いと、フィルタの構成も大きくなる。

例えば、２日クシ型フィルタを１８．ＯＯＭＨ，のサン
プリング周波数で８ビットのディジタル信号化したＰＡ
Ｌ方式ビデオ信号に適用すると、２ｘ　１１５２×８ビ
ツト（＝　１８，４３２ビツト）のメモリが必要となる
。それに苅し、−Ｎのデシメイション処Ｌ！Ｉ！（２つ
おきにデータを残し、サンプリング周波数を告の６．Ｏ
ＯＭＨ，とする処理方法）を行なうと、必要なメモリは
上記のＮの６１４４ビツトですみ、１２，２８８ビツト
もメモリを低減できる。これは、デシメイション処理を
することにより増加する回路を補って、尚余りある数で
ある。

このようにデシメイシコン処理を行なうことによって、
回路規模を大幅に縮小することが可能となり、ひいては
、コスト、消′Ｒ電力、信頼性などに与える影響も大ぎ
なものとなると言える。

上記のようなデシメイション（間引き）処理を行なう場
合、第２図に示すように、サブキャリアがサンプリング
周波数（ｆｓ　）の十である場合、寺のデシメイション
（第２図（ａ）図示）すなわち、１つおきにサンプル点
を有効とする操作では、信号が＋ｆｓを境に折返しを生
じ、サブキャリア自身に折返してしまう結果になる。ま
た、十のデシメイション〔第２図（Ｃ）図示）すなわち
、３つおきにサンプル点を有効とする操作では、サブキ
ャリア成分がなくなり、ベースバンドに戻ってしまい、
その後の信号処理が扱いにくくなる。

そこで、第２図（ｂ）に示すような、青デシメイション
処理が考えられる。すなわち、舎デシメイション処理は
一１ｆｓを境に折返えるため、信号成分は元信号と重な
らず、また、帯域も十分（±＋ｆｓ）あり、最も効果的
である。更に、この秀デシメイションによる処理によっ
て回路も古に縮小する。

ここで、青のデシメイション処理を行なっても、なおか
つ、画面上でライン（水平走査線）毎の勺ンブル点が縦
に並／Ｖでいる周波数は、水平同期信号周波数の３の整
数１合の周波数の時のみである。

それ以外の時はライン（水平走査線）亀のサンプル点が
ずれてしまう。これは、ＰＡｌ、方式は常に（曲記の表
の例のうらでは）３の整数倍の周波数になっているのに
対して、ＮＴＳＣ方式はそうとは限らないからである。

ところで、磁気記録再生装置（ＶＴＲ）の色信号系の処
理回路にＪ３いては、そのカラー信号の位相を１ライン
（水平走査期間）亀に９０°位相をシフト（推移）して
記録（録画）シでいる、いわゆる、ｐ　３　（Ｐｈａｓ
ｅ　５ｈｉｒｔ　）　処理ヲ使ツＴイタ’Ｑ、あるいは
、１ライン毎に位相を反転して記録している、いわゆる
、Ｐ　Ｉ　（ｒ’ｌ＋ａｓｅ　Ｉｎｖａｒ：）処理等を
使っている。

そして、この復調もディジタル処理で行なうことが可能
であり、後述するｆイジタル蟻気記録再生装置のディジ
タル信号処理回路にお４−Ｊる周波数変換器でそれを行
なうことができる。

また、隣接信号ｉ−ラックからのクロストークを除去す
るための処理としては、ＰＳ処理あるいはＰＩ処理した
ものを復調し、隣接する２ライン（水平走査線）間で足
し篩処理をすることにより行なっている（これは、クロ
ストーク成分はＰＳ処理あるいはＰＩ処理により位相が
逆となり打ち消されるからである）。つまり、隣接した
２ライン間で位相が揃っていることが、上記の足し篩処
理をする時の条件になっている。従って、デシメイショ
ンを行なってサンプル点がずれてしまうと、位相が揃っ
ていても上記の足し線処理ができない。

逆に言うと、サンプル点がずれていても位相が合って（
ｔ５ｆっで）いれば、足し線処理を行なうことができる
。

ここで、ＰＳ復調処理をしていない時の位相間・係につ
いて考えてみる。まず、サンプリング周波数ｆｓを水平
同期信号周波数ｆＨの整数Ｎ倍とし、その整数Ｎを４で
割った余りをＭ　（Ｎ−４Ｋ＋Ｍ。

Ｋは整数、Ｍは０．１．２．３のいずれかの数）とし、
また、整数Ｎを３で割った時の余りをＱ（Ｎ＝３１十〇
、Ｌは整数、ＱはＯ，＋１．−１のいずれかの数）とし
た時、Ｐ＝Ｍ＋Ｑとする（Ｐも整数）。

第３図はサンプリング周波数ｆ　Ｓ　＝　１８．００　
Ｍ　Ｈｚ（＝ｆ、、　Ｘ１１４４．　Ｍ＝Ｏ（１１４４
＝４Ｘ　２８６＋Ｏ）　。

Ｑ＝＋１　　（１１４４＝３ｘ　　３ｇ１斗１　）、Ｐ
＝Ｏ＋　１　＝　１　）で、サブキレリア（副搬送波）
周波数が＋ｆｓ（４，５ＭＨ，）であり、１ラインにサ
ブキャリアが２８６波あることを示している。

また、第３図（ａ）はｎ　Ｉ−１ライン、第３図（ｂ）
は（ｎ＋１））−１ライン、第３図（Ｃ）は（ｎ＋２６
２）Ｈラインを示し、図中、・はサンプリング周波数１
８．ＯＯＭＨｚのサンプル点を示し、Ｏはデシメイショ
ン後のサンプル点を示す。

同図において、第３図（ａ）のｎＨラインとその下の第
３図（ｂ）の（ｎ＋１　）ト１ラインとでは、４．５Ｍ
Ｈ２の太い実線Ｉ、Ｉ’の波で示す如く、１日前のライ
ンに比べて位相が９０°進んでいる。

また、図中で波長の長い１．５ＭＨ２の波ｎ、ｎ’（ｌ
ｉｔい実線）は、士デシメイションされ、１．５ＭＨ２
に折返したサブキャリアである。

また、ｎ）ｌラインと（ｎ＋１　）Ｈラインとでは、Ｐ
Ｓ処理のため４．５ＭＨ，の波（太い実線■とＩ”）の
位相は互いに９０°異なっているが、１．５ＭＨアの波
＜ｔＳい実線Ｉｆ、　ＩＩ’　”）の位相は互いに３０
°異なっている。

しかし、両ラインの１．５ＭＨアの波におけるデシメイ
ション後のサンプル点の位相は０°、　９０＠。

１８０°、２７０°で同じであり、しかも、最も近い点
同士は同位相である（例えば、図中のＸ点とＸ′点やｙ
点とｙ′点や２点とＺ′点等）。

また、上記の位相関係は第３図（Ｃ）のクロストーク成
分となる（　ｎ　＋　２６２）Ｈについても同様である
。

なお、厳密にはサンプル点が縦に並んでいないが、時間
にして５６ｎｓ　（すなわち、１ラインの１１４４分の
１）ずれているだけであるので、位相さえ合っていれば
問題はない。

以上のことから、サンプル点がずれていてもその位相が
合っていることにより、ＰＳ復調処理をせずに、２ライ
ン間でのクロストークを除去することができることがわ
かる。

なお、ＰＳ処理したものは、フィールドにより移相の向
きが逆になっている。例えば、上記の例のフィールドを
Ｘフィールドとし、ｂう一方のフィールドをＹフィール
ドとすると、Ｙフィールドでは、第３図（ｂ）の波形に
対しＣ逆の向さ′に９０°移相した波形になるので、デ
シメイション後の位相関係はＸフィールドの場合とは逆
にサンプル点の位相は逆位相同士の関係となる。従って
、例えば、クシ型フィルタでクロストーク成分を除去す
るためには、１ライン前のデータとの足し算処理を行な
うのではなく、引き算処理を行なうことによって、Ｘフ
ィールドの場合と同じ効果が得られることは容易に理解
できる。

以上はυンプリング周波数ｆｓが１８．００ＭＨ，の場
合の例であったが、一般には、ナンブリング周波数ｆｓ
に対しサブキレリアを＋ｆｓとしているため、１ライン
中の波の＠八とその余りＢとの関係は、 ｆｓ　　＝ｆ＋−＋　　Ｘ４ＸＡ＋Ｂ、３≧Ｂ≧Ｏと表
わせ、余りＢが０でない時、ライン毎にサブキャリアの
位相は＋ＸＢＸ３６０”だけ移相する。

それに、ＰＳ処理による９０″移相の分を加えると、余
りＢが１または３の時、最終的に移相は「なし」または
「逆位相」となり、また、余りＢがＯまたは２の時、［
＋９０″ｊまたは「−９０’Ｊの移相となる。

また、デシメイション後の１ライン中のサンプリング数
Ｃとその余りＤとの関係は、 ｆｓ÷ｆＨ−ａｘｃ＋ｏ、２≧Ｄ≧Ｏ と表わせ、前記の余りＢと同様に、サンプリング点もラ
イン毎に余りＤの分だけずれる。

この余りＤと、上記の余りＢにＰＳ処理による移相の分
を加えたものとが一致するようにすれば、前記のＰＳ処
理などにおける１Ｈクシ型フイルタ等を構成できる。ま
た、余りＤと、上記の余りＢにＰＳ処理による移相を加
えたものとが一致していなくても、これらが逆位相関係
にあれば、前記Ｙフィールドの処理と同じくクシ型フィ
ルタの足し算回路を引き算回路とすることで、１１−１
クシ型フイルタ等を容易に構成できる。

以上の場合を含めて、波の敢が余ら・ｊ’　（リ・なわ
ち、１ラインの量ナブキレリアが整数倍の渡分）、かつ
、デシメイション後の（ナンプリング点もずれない時な
どを一般化すると、暑ナンプリング周波数は次のように
選べば良いことになる。

すなわち、「アナログビデオ信号の水平同期信号周波数
のＮ倍の周波数（Ｎは整数）とし、かつ、その整数Ｎを
４で割ってＮ＝４１０Ｍ　（Ｋは整数、ＭＧ、ｔｏ、１
，２．３のいずれかの数）とし、＃１記整数Ｎを３で割
ってＮ−３１＋Ｑ　（Ｌは整数、Ｑは０．＋１．−１の
いずれかの数〉とした時、Ｐ＝Ｍ＋Ｑなる整数Ｐが奇数
となるようにする。」第１図は本発明になるビデオ信号
ディジタル処理方法を適用した回路の一実施例を示ず図
であり、例えば、ビデオ信号をディジタル処理して磁気
記録媒体に記録し再生するディジタル磁気記録再生装置
のディジタル信号処理回路に適用されるものについて説
明する。

同図において、１は入力端子ひあり、この入力端子１に
は複合ビデオ信号が供給され、この複合ビデオ信号はＡ
Ｄ変換器２でディジタル信号に変換された後、周波数変
換器３で周波数が変換される。この周波数変換器３にお
いては、記録時は３．５８Ｍ）ｌｚから４．５ＭＨｚに
周波数変換され、再生時は６２９ｋＨｚから４．５ＭＨ
２に周波数変換される。

なお、この時のサンプリング周波数ｆｓは１８．００Ｍ
Ｈｚとする。

更に、ＹＣ分離のための簡単なバンドパスフィルタ（Ｂ
ＰＦ）４を介してデシメイション処理回路５において青
のデシメイション（間引き）処理をされた後、ディジタ
ル処理回路６において、Ａ　（：、　Ｃ（ａｕｔｏｍａ
ｔｉｃ　ｃｈｒｏｉａ　ｃｏｎｔｒｏｌ　；自動色信号
割部）やＡ　Ｐ　Ｃ（ａｕｔｏｎ＋ａｔｉｃ　ｐｈａｓ
ｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　　；自助位相制御）等のディジタ
ル処理が行なわれ、信号処理用のフィルタ７及び再生時
のり０ストークキヤンセル用のクシ型フィルタ８を介し
て、今度は補間回路ってデシメイション処理回路５とは
逆のデシメイション処理（補間処理）が行なわれデシメ
イシ」ンを元に戻り。だしＣ１補間用のバンドパスフィ
ルタ（１３１）Ｆ）１ｏを介して周波数変換器１１で再
び周波数変換される。この周波数変換器１１においては
、記録時は４．５Ｍ）（アからｆ３２９ｋＨ，に周波数
変換され、再１一時はｉ、５Ｍｏｚから３．５８ＭＨア
に周波数変換され、色信号のＰＳ復調処理が１１４【わ
れる。最後に、ｌ〕Δ変換器１２ぐアリＬ１グのビデオ
信号に変換されて、出力端子１３から出力される。

なお、１４．１６は周波数変換器３，１１に周波数変換
用のデータを供給するためのデータ発生用発振器であり
、１５は磁気記録再生装置（ＶＴＲ）の記録／再生モー
ドやＰＡＬ／ＮＴＳＣモードの指示信号によって上記デ
ィジクル処理回路６及び発振３１４．１６に制御信号を
供給する制御部である。１７は上記の各ディジタル信号
処理回路にクロック信号（サンプリング周波数Ｉ’ｓ）
を供給する発振器である。

以上のように構成することにより、回路構成が簡単にで
きると共に、サンプリング周波数ｆｓを前記のようなア
ナログビデオ信号の水平面ｌＩｌ］信号周波数のＮ倍の
周波数（Ｎは整数）とし、かつ、その整数Ｎを４で割っ
てＮ＝４Ｋ＋Ｍ　（Ｋは整数、Ｍは０．１．２．３のい
ずれかの数）とし、前記整数Ｎを３で割ってＮ＝３１＋
Ｑ　（Ｌは整数、ＱはＯ，＋１．−１のいずれかの数）
とした時、Ｐ＝Ｍ＋Ｑなる整数Ｐが奇数となるようにす
ることにより、ＮＴＳＣ方式、　ＰＡＬ方式を同一回路
で信号処理することができるようになる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明のビデオ信号ディジタル処理方法に
よれば、ＮＴＳＣ方式、Ｐ八［方式を同一回路で信号処
理することができ、例えば磁気記録再生装置（ＶＴＲ）
の色信号処理をディジタル信号処理で行なう時、そのＰ
Ｓ（位相推移）処理とデシメイション処理とを使うこと
により処理回路の規模も縮小できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるビデオ信号ディジタル処理方法を
適用した回路の一実施例を示す図、第２図（ａ）〜同図
（Ｃ）及び第３図（ａ）〜同図（Ｃ）は本発明になるビ
デオ信月１イジタル処即方法の原理を説明するための図
である。 １・・・入力端子、２・・・ＡＤ変換器、３．１１・・
・周波数変換器、４，１０・・・ＢＰＦ、５・・・デシ
メイション処理回路、 ６・・・ディジタル処理回路、７・・・フィルタ、８・
・・クシ型フィルタ、９・・・補間回路、１２・・・Ｄ
Ａ変換器、１３・・・出力端子、１４、１６．１７・・
・発振器、１５・・・制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アナログビデオ信号をディジタルビデオ信号に変換する
   際のサンプリング周波数を、前記アナログビデオ信号の
   水平同期信号周波数のＮ倍の周波数（Ｎは整数）とし、
   かつ、その整数Ｎを４で割ってＮ＝４Ｋ＋Ｍ（Ｋは整数
   、Ｍは０、１、２、３のいずれかの数）とし、前記整数
   Ｎを３で割ってＮ＝３Ｌ＋Ｑ（Ｌは整数、Ｑは０、＋１
   、−１のいずれかの数）とした時、Ｐ＝Ｍ＋Ｑなる整数
   Ｐが奇数となるようにしたことを特徴とするビデオ信号
   ディジタル処理方法。