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【発明の名称】 2つのクロック周波数を用いてデジタル・ビデオ・データを符号化することができる符号化装置および2つのクロック周波数を用いてビデオ取り込み装置で取り込まれたデジタル・ビデオ・データを符号化することができる方法
【発明者】 【氏名】ジリアング ソング

【氏名】バリンダー シング ライ

【要約】 【課題】テレビ用デジタル・エンコーダで2つの異なったクロックを用いる方法および装

【構成】方法および装置は27MHz以外入力クロック周波数を有する電子装置で撮
【特許請求の範囲】
【請求項1】
2つのクロック周波数を用いてデジタル・ビデオ・データを符号化することができる符
号化装置で、
27MHz以外のクロック周波数で作動する入力クロックと、
前記入力クロックから27MHzクロックを生成するよう構成された位相ロック・ルー
プモジュール(PLL)と、
前記デジタル・ビデオ・データを表す輝度データおよび色差データを27MHzクロッ
ク領域から前記入力クロックのクロック領域に変換するリサンプリング・モジュールと、
前記入力クロックで駆動され、色副搬送波信号を生成する色副搬送波信号ジェネレータ
で、前記リサンプリング・モジュールからの前記色差データは前記色副搬送波信号により
変調され、変調された色差データは最終的に前記リサンプリング・モジュールからの前記
輝度データと組み合わされる、色副搬送波信号ジェネレータと、
最終的に前記リサンプリング・モジュールからの前記輝度データと組み合わされる、前
記変調された色差データをアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器(DAC)
と、を含む装置。
【請求項2】
前記リサンプリング・モジュールはさらに、
m個のアドレスを有するデマルチプレクサで、mは>2であり、前記デマルチプレク
サは輝度データまたは色差データおよびアドレス信号をmビット整数カウンタから受信し
、前記mビット整数カウンタは前記PLLで駆動される、デマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサに接続され、前記デマルチプレクサの2m個のアドレスに書き込
まれたデータを格納する2m個のバッファで、2m個のバッファはフリップ・フロップまた
は他のメモリ・セルでできており、各バッファは前記PLLからクロック信号を受信する
、バッファと、
m個のアドレスを有するマルチプレクサで、2m個のバッファに接続され2m個のバッ
ファに格納された2m個のデータをマージし、32ビットアキュムレータから3ビット整
数nを受信してアドレスnおよびアドレスn+1に格納される2つの連続データを生成す
るマルチプレクサと、
前記マルチプレクサに接続された前記32ビットアキュムレータに接続される線形補間
器で、前記輝度データまたは前記色差データを入力クロック領域に補間する線形補間器と
、を含む、請求項1に記載される符号化装置。
【請求項3】
前記リサンプリング・モジュールはさらに、
前記マルチプレクサに接続された2つのデータ・バッファで、前記2つのデータ・バッ
ファは前記輝度データおよび前記色差データの連続データを受信するよう構成され、前記
2つのデータ・バッファは前記入力クロックのクロック信号により駆動され、前記線形補
間器に入力データを提供するデータ・バッファと、を含む、請求項2に記載される符号化
装置。
【請求項4】
前記リサンプリング・モジュールは前記輝度データ、前記色差データのU成分、および
前記色差データのV成分を別個にかつ同時に扱う回路を有する、請求項1に記載される符
号化装置。
【請求項5】
前記色副搬送波信号ジェネレータは、入力クロック周波数に基づくサイン値およびコサ
イン値を生成して前記リサンプリング・モジュールからの前記色差データのU成分および
V成分を変調する1段の離散時間型発振器である、請求項1に記載される符号化装置。
【請求項6】
前記符号化装置はグラフィック処理装置に組み入れられる、請求項1に記載される符号
化装置。
【請求項7】
前記入力クロックは約18MHzと約26MHzとの間のクロック周波数を有する、請
求項1に記載される符号化装置。
【請求項8】
前記入力クロック周波数は26MHzである、請求項1に記載される符号化装置。
【請求項9】
前記符号化装置はNTSC方式およびPAL方式の規格双方をサポートする、請求項1
に記載される符号化装置。
【請求項10】
さらに、
前記輝度データおよび前記色差データをフィルタする複数のフィルタと、
前記PLLにより生成された前記クロック信号により前記輝度データにタイミング制御
を加えるタイミング制御ジェネレータと、
前記色差データにカラーバースト制御を加えるカラーバースト制御ジェネレータで、前
記カラーバースト制御ジェネレータは前記輝度データの前記タイミング制御と同期化され
、タイミング制御およびカラーバースト制御が加えられた前記輝度データおよび前記色差
データは前記リサンプリング・モジュールで拡張された前記輝度データおよび前記色差デ
ータを提供するカラーバースト制御ジェネレータと、を含む、請求項1に記載される符号
化装置。
【請求項11】
2つのクロック周波数を用いてビデオ取り込み装置で取り込まれたデジタル・ビデオ・
データを符号化することができる方法で、
リサンプリング・モジュールで輝度データおよび色差データをリサンプルし、27MH
zクロック領域の前記輝度データおよび前記色差データを前記ビデオ取り込み装置の入力
クロックの27MHz以外の入力クロック領域に変換するステップと、
前記入力クロック領域のリサンプルされた色差データを前記入力クロックにより駆動さ
れる色副搬送波信号で変調するステップと、
リサンプルされ、変調された前記色差データとリサンプルされた前記輝度データを組み
合わせるステップと、
組み合わされ、変調され、リサンプルされた前記色差データおよびリサンプルされた前
記輝度データをアナログ信号に変換するステップと、を含む方法。
【請求項12】
さらに、
リサンプリングの前に前記輝度データおよび前記色差データをフィルタするステップと

フィルタリング後でリサンプリング前に27MHzクロックにより前記輝度データにタ
イミング制御を加えるステップで、前記27MHzクロックは前記入力クロックで駆動さ
れる位相ロック・ループ(PLL)により生成されるステップと、
フィルタリング後およびリサンプリング前に前記色差データにカラーバースト制御を加
えるステップで、前記カラーバースト制御は前記輝度データの前記タイミング制御と同期
化されるステップと、を含む、請求項11に記載される方法。
【請求項13】
前記輝度データおよび前記色差データをリサンプリングするステップは線形補間、帯域
制限された補間、および多相フィルタリングからなるグループから選ばれた方法で行なわ
れる、請求項11に記載される方法。
【請求項14】
前記輝度データおよび色差データをリサンプリングするステップはデマルチプレクサと
、2m個のバッファと、32ビットアキュムレータに接続されたマルチプレクサと、線形
補間器を通して行なわれ、前記輝度データおよび前記色差データを前記27MHzクロッ
ク領域から前記入力クロック領域に変換する、請求項11に記載される方法。
【請求項15】
mは3である、請求項14に記載される方法。
【請求項16】
バッファの数はジッタの度合いに従い増加する、請求項14に記載される方法。
【請求項17】
前記デマルチプレクサは3ビット整数カウンタに接続され、前記マルチプレクサは前記
32ビットアキュムレータの3ビット整数ジェネレータに接続され、前記3ビット整数カ
ウンタは前記32ビットアキュムレータより3クロック・サイクル早い、請求項14に記
載される方法。
【請求項18】
前記輝度データおよび前記色差データをリサンプリングするステップは前記輝度データ
、前記色差データのU成分、および前記色差データのV成分を別個にかつ同時に扱う、請
求項11に記載される方法。
【請求項19】
前記色副搬送波信号は前記リサンプリング・モジュールからの前記色差データのU成分
およびV成分を変調するために用いられるサインおよびコサイン値である、請求項11に
記載される方法。
【請求項20】
前記入力クロック周波数は約26MHzである、請求項11に記載される方法。
【請求項21】
前記方法はNTSC方式およびPAL方式の規格双方をサポートする、請求項11に記
載される方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この出願は、2つのクロック周波数を用いてデジタル・ビデオ・データを符号化するこ
とができる符号化装置および2つのクロック周波数を用いてビデオ取り込み装置で取り込
まれたデジタル・ビデオ・データを符号化することができる方法に関連する。
【背景技術】
【0002】
テレビビジョン(テレビ)は幅広く使用される家庭用電子装置である。テレビ放送のプ
ロセスはある「情景」における異なる光の値の変化が光の値の変化に対応するようにカメ
ラにより変換されると達成される。これらの電圧および電流の変化はビデオ信号を形成す
る。「情景」はビデオ信号の形で受信機に伝送される。受信機においてビデオ信号はテレ
ビの画面上で再組立された画像になる。
【0003】
テレビ信号は標準アナログ形式で伝送される。テレビ用エンコーダはデジタル・ビデオ
・データを標準アナログ・ベースバンド・テレビ信号に変換する。テレビ用エンコーダは
3つの規格に従っている。1つは全国テレビジョン方式委員会(NTSC)規格(以降、
NTSC方式という)で、米国および日本などの国々で採用されている。2つ目は位相入
れ替えライン(PAL)規格(以降、PAL方式という)で、ヨーロッパ各国の殆どで採
用されている。3つ目は順次式カラー・メモリ(SECAM)規格(以降、SECAM方
式という)で、ヨーロッパおよびアジアのいくつかの国で採用されている。27MHzク
ロックはPAL方式およびNTSC方式の双方のテレビ画面でライン毎に整数の(または
完全な)サイクル数を提供するのでテレビおよびビデオ・レコーダの殆どは27MHzク
ロックを用いている。27MHzクロックは離散時間型発振器およびテレビ帯域幅の要件
を満足する。
【0004】
【特許文献1】米国特許出願公開第20060012712号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のように、27MHzの周波数はPAL方式およびNTSC方式の双方でライン毎
に整数の(または完全な)サイクル数を提供し、離散時間型発振器およびテレビ帯域幅の
要件を満足するので、テレビ用エンコーダの入力クロック(以降、CLKIという)は通
常27MHzで作動する。ライン毎の整数サイクル数は回路論理の実施を簡単にする。論
理回路は容易に正確なテレビ・タイミングを生成ことができる。しかし携帯電話など新た
に開発されたビデオ取り込み装置がより普及してきている。これらのビデオ取り込み装置
は27MHzクロックの入力クロックを有しない。例えば、携帯電話は27MHzの代わ
りに26MHzで作動する入力クロックを有する。これらの新規装置で取り込まれたビデ
オをテレビで再生することが望ましいかもしれない。
【0006】
これらのビデオをテレビで再生するには、まずビデオを符号化する必要がある。従って
新規装置には27MHz以外の入力クロック周波数で撮られたビデオを符号化し、テレビ
で再生するためにテレビ用エンコーダが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
おおまかに言って、本発明はビデオの符号化に2つの異なるクロック周波数を用いる方
法および装置を提供することによりこれらの必要を満たす。方法および装置は27MHz
以外の入力クロック周波数を有する電子装置で撮られたビデオをテレビで再生するように
符号化することを可能にする。本発明はプロセス、装置、システム、デバイス、または方
法を含み多数の方法で実施できることが理解されよう。本発明の創意に富む実施形態をい
くつか以下に説明する。
【0008】
一実施形態で、2つのクロック周波数を用いてデジタル・ビデオ・データを符号化する
ことができる符号化装置が提供される。装置は27MHz以外のクロック周波数で作動す
る入力クロック、および入力クロックから27MHzクロックを生成するよう構成される
位相ロック・ループ(PLL)を含む。装置はさらにデジタル・ビデオ・データを表す輝
度データおよび色差データを27MHzクロック領域から入力クロックのクロック領域に
変換するリサンプリング・モジュールを含む。装置はさらに入力クロックに駆動され色副
搬送波信号を発生させる色副搬送波信号ジェネレータを含み、色副搬送波信号によりリサ
ンプリング・モジュールからの色差データが変調され、変調された色差データは最終的に
リサンプリング・モジュールからの輝度データと組み合わされる。さらに、装置は最終的
にリサンプリング・モジュールからの輝度データと組み合わされアナログ信号となる変調
された色差データを変換するデジタル−アナログ変換器(以降、DACという)を含む。
【0009】
別の実施形態で、2つの異なるクロック周波数を用い、ビデオ取り込み装置により取り
込まれたビデオ符号化することができる方法が提供される。方法はリサンプリング・モジ
ュールで輝度データおよび色差データをリサンプリングしてビデオ取り込み装置の入力の
27MHzクロック領域における輝度データおよび色差データを27MHz以外の入力ク
ロック領域にすることを含む。方法はさらに入力クロック領域におけるリサンプリング色
差データを入力クロックに駆動される色副搬送波信号で変調することを含む。方法はさら
に変調されたリサンプリング色差データおよびリサンプリング輝度データを組み合わせ、
組み合わされた変調リサンプリング色差データおよびリサンプリング輝度データをアナロ
グ信号に変換することを含む。
【0010】
本発明に係る2つのクロック周波数を用いてデジタル・ビデオ・データを符号化するこ
とができる符号化装置は、27MHz以外のクロック周波数で作動する入力クロックと、
前記入力クロックから27MHzクロックを生成するよう構成された位相ロック・ループ
(PLL)と、前記デジタル・ビデオ・データを表す輝度データおよび色差データを27
MHzクロック領域から前記入力クロックのクロック領域に変換するリサンプリング・モ
ジュールと、前記入力クロックで駆動され、色副搬送波信号を生成する色副搬送波信号ジ
ェネレータで、前記リサンプリング・モジュールからの前記色差データは前記色副搬送波
信号により変調され、変調された色差データは最終的に前記リサンプリング・モジュール
からの前記輝度データと組み合わされる、色副搬送波信号ジェネレータと、最終的に前記
リサンプリング・モジュールからの前記輝度データと組み合わされる、前記変調された色
差データをアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器(DAC)と、を含む。
【0011】
また、前記リサンプリング・モジュールはさらに、2m個のアドレスを有するデマルチ
プレクサで、mは>2であり、前記デマルチプレクサは輝度データまたは色差データおよ
びアドレス信号をmビット整数カウンタから受信し、前記mビット整数カウンタは前記P
LLで駆動される、デマルチプレクサと、前記デマルチプレクサに接続され、前記デマル
チプレクサの2m個のアドレスに書き込まれたデータを格納する2m個のバッファで、2m
個のバッファはフリップ・フロップまたは他のメモリ・セルでできており、各バッファは
前記PLLからクロック信号を受信する、バッファと、2m個のアドレスを有するマルチ
プレクサで、2m個のバッファに接続され2m個のバッファに格納された2m個のデータを
マージし、32ビットアキュムレータから3ビット整数nを受信してアドレスnおよびア
ドレスn+1に格納される2つの連続データを生成するマルチプレクサと、前記マルチプ
レクサに接続された前記32ビットアキュムレータに接続される線形補間器で、輝度デー
タまたは色差データを入力クロック領域に補間する線形補間器と含むものでもよい。
【0012】
前記リサンプリング・モジュールはさらに、前記マルチプレクサに接続された2つのデ
ータ・バッファで、前記2つのデータ・バッファは前記2つの連続データを受信するよう
構成され、前記2つのデータ・バッファは前記入力クロックのクロック信号により駆動さ
れ、前記線形補間器に入力データを提供するデータ・バッファと、を含むものでもよい。
【0013】
前記リサンプリング・モジュールは輝度データ、前記色差データのU成分、および前記
色差データのV成分を別個にかつ同時に扱う回路を有するものでもよい。
【0014】
前記色副搬送波信号ジェネレータは、入力クロック周波数に基づくサイン値およびコサ
イン値を生成して前記リサンプリング・モジュールからの前記色差データのU成分および
V成分を変調する1段の離散時間型発振器であるものでもよい。
【0015】
前記符号化装置はグラフィック処理装置に組み入れられるものでもよい。
【0016】
前記入力クロックは約18MHzと約26MHzとの間のクロック周波数を有するもの
でもよい。
【0017】
前記入力クロック周波数は26MHzであるものでもよい。
【0018】
前記符号化装置はNTSC方式およびPAL方式の規格双方をサポートするものでもよ
い。
【0019】
さらに、輝度データおよび色差データをフィルタする複数のフィルタと、前記PLLに
より生成された前記クロック信号により前記輝度データにタイミング制御を加えるタイミ
ング制御ジェネレータと、前記色差データにカラーバースト制御を加えるカラーバースト
制御ジェネレータで、前記カラーバーストは前記輝度データの前記タイミング制御と同期
化され、タイミング制御およびカラーバースト制御が加えられた前記輝度データおよび前
記色差データは前記リサンプリング・モジュールで拡張された前記第1の数のデータおよ
び前記第2の数のデータを提供する、カラーバースト制御ジェネレータと、を含むもので
もよい。
【0020】
本発明に係る2つのクロック周波数を用いてビデオ取り込み装置で取り込まれたデジタ
ル・ビデオ・データを符号化することができる方法は、リサンプリング・モジュールで輝
度データおよび色差データをリサンプルし、27MHzクロック領域の前記輝度データお
よび前記色差データを前記ビデオ取り込み装置の入力クロックの27MHz以外の入力ク
ロック領域に変換するステップと、前記入力クロック領域のリサンプルされた色差データ
を前記入力クロックにより駆動される色副搬送波信号で変調するステップと、リサンプル
され、変調された前記色差データとリサンプルされた前記輝度データを組み合わせるステ
ップと、組み合わされ、変調され、リサンプルされた前記色差データおよびリサンプルさ
れた前記輝度データをアナログ信号に変換するステップと、を含む。
【0021】
さらに、リサンプリングの前に前記輝度データおよび前記色差データをフィルタするス
テップと、フィルタリング後でリサンプリング前に27MHzクロックにより前記輝度デ
ータにタイミング制御を加えるステップで、前記27MHzクロックは前記入力クロック
で駆動される位相ロック・ループ(PLL)により生成されるステップと、フィルタリン
グ後およびリサンプリング前に前記色差データにカラーバースト制御を加えるステップで
、前記カラーバーストは前記輝度データの前記タイミング制御と同期化されるステップと
、を含むものでもよい。
【0022】
前記輝度データおよび前記色差データをリサンプリングするステップは線形補間、帯域
制限された補間、および多相フィルタリングからなるグループから選ばれた方法で行なわ
れるものでもよい。
【0023】
前記輝度データおよび色差データをリサンプリングするステップはデマルチプレクサと
、2m個のバッファと、32ビットアキュムレータに接続されたマルチプレクサと、線形
補間器を通して行なわれ、輝度データおよび色差データを前記27MHzクロック領域か
ら前記入力クロック領域に変換するものでもよい。
【0024】
mは3であってもよい。バッファの数はジッタの度合いに従い増加するものでもよい。
【0025】
前記デマルチプレクサは3ビット整数カウンタに接続され、前記マルチプレクサは前記
32ビットアキュムレータの3ビット整数ジェネレータに接続され、前記3ビット整数カ
ウンタは前記32ビットアキュムレータより3クロック・サイクル早いものでもよい。
【0026】
前記輝度データおよび前記色差データをリサンプリングするステップは輝度データ、前
記色差データのU成分、および前記色差データのV成分を別個にかつ同時に扱うものでも
よい。
【0027】
前記色副搬送波信号は前記リサンプリング・モジュールからの前記色差データのU成分
およびV成分を変調するために用いられるサインおよびコサイン値であってもよい。
【0028】
前記入力クロック周波数は約26MHzであってもよい。
【0029】
前記方法はNTSC方式およびPAL方式の規格双方をサポートするものでもよい。
【0030】
本発明の利点は発明の原理を例示する添付図面と併せ、以下の詳細な説明により明らか
になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
本発明は添付図面と併せて以下の詳細な説明により容易に理解されよう。図面中類似し
た参照番号は類似した構成要素を示す。以下の説明において、本発明の充分な理解を与え
るために多数の具体的な詳細が記述される。しかし、当業者であれば、本発明はこれら具
体的な詳細のいくつかがなくても実施できることを理解しよう。逆に、発明を不必要に分
かりにくくしないよう周知のプロセス手順および実施の詳細は詳しく説明していない。
【0032】
図1はNTSC方式およびPAL方式のテレビ規格に必要な入力輝度および色差(Y、
U、V)データを符号化する代表的なテレビジョン(テレビ)用エンコーダ100の代表
的な実施形態を示す。エンコーダの出力データはアナログ信号を出すために10ビットの
デジタル−アナログ変換器(以降、DACという)を駆動する10ビットのS−ビデオ(
分離ビデオ)またはコンポジット・ビデオである。
【0033】
入力のY(輝度)成分はまず、入力がコンポジット・ビデオの場合はノッチ・フィルタ
または入力がS−ビデオの場合はローパス・フィルタとしてのノッチ/ローパス・フィル
タ101を通過する。ノッチ・フィルタは狭い帯域の周波数を遮断し、その帯域の上と下
の周波数を通す。これは輝度データからの色副搬送波信号の周波数の信号を除去するのに
用いることができ、最終的にコンポジット・ビデオの復号化されたビデオ画質を向上させ
る。ローパス・フィルタはNTSC方式およびPAL方式で用いられる2×オーバーサン
プリングの結果、生成される高周波成分(6MHzを越える)を遮断するのに用いること
ができる。色差または色としてのU成分、V成分はまず、ローパス・フィルタ102,1
03を通過し、これはリンギングおよびオバーシュートを最小限にし、鋭いエッジにおい
て視覚的アーティファクトが生じるのを避ける。U成分、V成分は約1.3MHzにまで
フィルタされる。色差成分用のローパス・フィルタ102,103は通常ガウス・フィル
タである。ローパス・フィルタ102,103は1つのフィルタに一体化することもでき
る。
【0034】
タイミング/制御ジェネレータ105からのタイミング情報が次にフィルタされたYデ
ータに加算器106を通して挿入される。挿入されたタイミング情報によりエンコーダ・
ビデオ・データはテレビ画面に正確に再組立される。マルチプレクサ108,109を通
してカラーバースト制御ジェネレータ107からのカラーバースト情報がフィルタされた
Uデータ、Vデータに加えられ、色基準を提供する。色差データのカラーバーストは接続
111を通して輝度データと同期化される。各ラインの初めに入力クロック(以降、CL
KIという)158でカラーバーストを同期化することにより、テレビ受信機は色差信号
の抑圧搬送波を復元し、次に色情報を決定することができる。NTSC方式において、カ
ラーバースト周波数は3.579545MHzで位相は180°であるのに対し、PAL
方式は4.43361875MHzの周波数を用い、位相はライン毎に交互に135°と
225°になる。
【0035】
タイミング制御およびカラーバースト制御データがYデータ、Uデータ、Vデータに加
えられた後、Uデータ、VデータはU成分を「サイン」値で乗じ(U*サイン)、V成分
を「コサイン」値で乗じて(V*コサイン)色副搬送波信号により変調され、乗算器14
1により合算される。色副搬送波信号のサインおよびコサイン値は色副搬送波信号ジェネ
レータとしての1段の離散時間型発振器130により生成される。1段の離散時間型発振
器130は32ビットアキュムレータ135ならびにコサインROM131、サインRO
M132を含む。累積エラーを避けるため32ビットアキュムレータ135はNTSC方
式の場合2フレーム毎に、またはPAL方式の場合4フレーム毎にリセットされる。「サ
イン」および「コサイン」値はサインおよびコサイン表を収容する読み取り専用メモリの
サインROM132および読み取り専用メモリのコサインROM131により生成される
。コサインROM131、サインROM132は32ビットアキュムレータ135からサ
インROM132およびコサインROM131の11ビット入力値を受信し、正確なサイ
ンおよびコサイン値を生成する。
【0036】
32ビットアキュムレータ135はレジスタからパラメータ140を受信し、これはい
つでもホストにより初期化することができ、または電源投入の際テレビ規格に従って既定
値に設定することができる。パラメータは(Fsc/FclkDto)*232に等しく、Fscは色
副搬送波信号の周波数で、FclkDtoは1段の離散時間型発振器130で用いられるクロッ
クの周波数である。FscはNTSC方式の場合は、3.579545MHzで、PAL方
式の場合は、4.43361875MHzである。32ビットアキュムレータ135はフ
リップ・フロップまたは他のメモリ・セルを利用し得るデータ・バッファ136および加
算器137で11ビットの入力値を生成する。データ・バッファ136は入力を受け入れ
、クロックがストローブすると出力に搬送する。位相AdjSel134はタイミング/
制御ジェネレータ105から来て、副搬送波の位相調節133に特定の位相シフトを選択
するために用いられる。調節はテレビ規格およびタイミングによる。表1はNTSC方式
およびPAL方式用の調節を示す。
【0037】
【表1】


【0038】
位相調節133により、NTSC方式のカラーバーストはUに対し180°の位相シフ
トがあり、一方、PAL方式のカラーバーストはUに対しライン毎に135°から225
°と交互に位相シフトが変わる。
【0039】
NTSC方式またはPAL方式の位相調節133は位相AdjSel134とともにマ
ルチプレクサ138に入力され、サインROM132およびコサインROM131に対す
る全体的な位相調節を生成する。マルチプレクサ138は全体的な位相調節を生み出し、
加算器139に提供し、加算器139は32ビットアキュムレータ135により生成され
る11ビットの間隔値の入力も受け入れる。サインROM132、コサインROM131
用に正確な入力値を生成するために32ビットアキュムレータ135の内、11ビットが
用いられる。
【0040】
加算器139はサインROM132、コサインROM131が乗算器141,142を
用いてUデータ、Vデータを変調する正確なサインおよびコサイン値を生成するために全
体的な入力値を生み出す。サインおよびコサイン値はサインおよびコサイン波の四半分(
π/2)に対する9ビット値および付随する符号ビットにより表すことができる。9ビッ
ト値および付随する符号ビットは全体のサインおよびコサイン波を表すために用いること
ができる。変調されたUデータ、Vデータは次に加算器143により合算され、全体的な
変調色差データを生み出し、これはデータ・バッファ146および加算器144に提供さ
れ、輝度データと合わせてコンポジット・データを生み出す。データ・バッファ146は
フリップ・フロップまたは他のメモリ・セルを実装することができるが、DAC148が
デジタル・データをアナログ信号に変換するために1クロックまるごとを与える。輝度デ
ータ、コンポジット・データ、およびS−ビデオまたはコンポジット・ビデオの抜粋が一
緒にマルチプレクサ145に送り込まれ、次にデータ・バッファ147に送り込まれる。
同様にデータ・バッファ147はDAC149がデジタル・データをアナログ信号に変換
するために1クロックまるごとを与える。色差データおよび輝度データはコンポジット・
データと併せてDAC148,149によりアナログ信号のY/コンポジット出力120
、色差出力125に変換され、テレビ用デコーダに伝送される。
【0041】
色副搬送波信号はCLKI158から直接導き出され、クロックは発振器などのクロッ
ク・モジュールにより生成されテレビ用エンコーダ向けに通常27MHzにある。CLK
I158のクロック・ジッタまたは周波数の偏差は色副搬送波信号に直接送られ、これは
色副搬送波信号上の色相ノイズをもたらす。周期的または干渉性色相ノイズは復号化され
た画像においてノイズの原因となる微分位相エラーをもたらす可能性がある。テレビの内
部には通常入力副搬送波信号を「ロック」する位相ロック・ループモジュール(以降、P
LLという)が存在する。PLLは限定された「ロック」範囲を有する。入力信号が範囲
外の場合、PLLは入力信号にロックできない。CLKI158のより大きい周波数偏差
によりテレビ受信機は副搬送波信号および復号化された画像の色へのロックを失う可能性
がある。従ってCLKI158は非常に正確でジッタが殆どない状態であるべきである。
【0042】
上述のとおり、テレビ用エンコーダ向けのCLKI158は通常27MHzで作動する
。この周波数はPAL方式およびNTSC方式の双方に対しライン毎に整数の(または完
全な)サイクル数を与え、1段の離散時間型発振器およびテレビ帯域幅の要件を満足する
。ライン毎の整数サイクル数は回路論理の実施を容易にする。論理回路は容易に正確なテ
レビ・タイミングを生成することができる。しかし、携帯電話など新規に開発されたビデ
オ取り込み装置は27MHzで作動する入力クロックを有しない。例えば携帯電話は27
MHzの代わりに26MHzで作動する入力クロックを有する。
【0043】
27MHz以外の入力クロックを有する装置で取り込んだデジタル・ビデオ・データを
標準アナログ・ベースバンド(NTSC方式/PAL方式)のテレビ信号に変換する場合
、1つの可能な解決法は装置の印刷回路基板(PCB)にあらたにクリスタル系の27M
Hzクロックを加えることである。しかしあらたにクリスタル系の27MHzクロックを
加えることは生産コストを増加させ携帯電話など空間的余裕が制限されるビデオ取り込み
装置上の貴重な空間を消費する。別の解決法はオンチップの位相ロック・ループ(PLL
)を用いて27MHzクロックを生成しビデオを符号化することである。PLLは生成さ
れた信号を基準信号に対し固定位相関係に維持する、閉じたループのフィードバック制御
システムである。PLLは例えば26MHzといった周波数のクロックを27MHzクロ
ックに変換することができ、クロック・ジェネレータとして機能する。しかし、PLLは
クロック・ジッタを増幅することになり、これは復号化された画像において深刻な色相ノ
イズの原因となる。
【0044】
上述のように、クロックのジッタまたは周波数偏差は色副搬送波信号に直接送られる。
クロック・サイクル間隔内の大きなジッタは色副搬送波信号上の色相ノイズをもたらす。
従って色副搬送波信号に用いられるクロックは非常に正確でジッタが非常に小さいことが
必要である。消費者および産業用途において、色副搬送波信号用のクロックの最大合計偏
差はNTSC方式の場合は50ppm、PAL方式の場合は25ppmに限定されるべき
である。従って色副搬送波信号に用いられるクロックはクロック・ジッタを増幅するPL
Lにより生成されるクロックであるべきではない。色副搬送波信号に用いられるクロック
はクロック・モジュール(例えばクリスタル)により生成される入力クロックなど、ジッ
タの少ないクロックであるべきである。逆にタイミング制御およびカラーバースト制御は
ある程度のクロック・ジッタを許容できる。
【0045】
図2は27MHz以外の入力クロック周波数を有する装置で撮ったデジタル・ビデオを
符号化するテレビ用エンコーダ200の代表的な実施形態の図を示す。テレビ用エンコー
ダ200は携帯電話のグラフィック・エンジン・チップ(または処理装置)上にあること
ができ、または別個のチップであることができる。この実施形態はテレビ用エンコーダ2
00において2つの異なった周波数を有するクロックを用いる簡単な方法を提供する。1
つのクロックは色副搬送波信号ジェネレータとしての1段の離散時間型発振器130に用
いられる。他方はタイミング生成およびカラーバースト制御に用いられる。1段の離散時
間型発振器130に用いられるクロックはClkDto156と呼ばれ、正確度が高くジ
ッタが非常に小さいCLKI150から来る。従っては非常に正確な色副搬送波信号を生
成することができる。タイミング生成およびカラーバースト制御に用いられるクロックは
Clkタイミング157と呼ばれ、CLKI150に駆動されるPLL155から来る。
PLL155は27MHzクロックを生成する。PLL155により生成された27MH
zクロックはClkDto156ほど正確でなく、ClkDto156よりジッタが大き
く、これはCLKI150から直接来る。
【0046】
上述のように、水平な同期化のタイミングは画質を犠牲にせずにより大きいクロック・
ジッタを許容できる。PLL155を用いて27MHzを生成することは偽損のタイミン
グ設計論理を用いることができるので、タイミング設計が簡単になる。本明細書で説明さ
れる実施形態は約18MHzから27MHz未満の、または27MHzより高いCLKI
150の周波数をサポートできる。最小限のクロック周波数は副搬送波周波数の4倍以上
でなければならない。NTSC方式の場合、最小限のクロック周波数は3.579545
×4(または14.31818)MHzで、一方PAL方式の場合最小限のクロック周波
数は4.43361875×4(または17.734475)MHzである。携帯電話の
場合、ClkDto156に用いられるCLKI150は26MHzの周波数を有する。
【0047】
フィルタされたYデータ、Uデータ、Vデータはタイミング制御およびカラーバースト
制御をサイン/コサイン変調色副搬送波信号データのクロック(ClkDto156)と
は異なったクロック(Clkタイミング157)で生成して加えられる。Clkタイミン
グは27MHzで、PLL155により生成される。1段の離散時間型発振器130はC
LKI150を直接用いるClkDto156により駆動される。携帯電話などのビデオ
取り込み装置の場合CLKI150は26MHzのクロック周波数を有する。リサンプリ
ング・モジュール170が加えられ、Yデータ、Uデータ、VデータをClkタイミング
領域(27MHz)からClkDto領域(例えば携帯電話用の26MHz)に渡す。リ
サンプリング・モジュール170で実施されるリンサンプリング方法には線形補間、帯域
制限された補間、および多相フィルタリングなど多数ある。
【0048】
図3はYデータ185のリサンプリング実施の一実施形態を示す。UデータおよびVデ
ータに対しても同様のリサンプリング実施形態および図を描くことができる。図3に示す
実施形態は線形補間を利用している。フィルタされ、タイミングおよびカラーバースト制
御を有するYデータ185はリサンプリング・モジュール170に供給される。10ビッ
トのYデータ185はPLL155により生成された27MHzクロックを用いるClk
タイミング領域に属する。Yデータ185はリサンプリング・モジュール170によりリ
サンプルされ、27MHz以外のクロック周波数(例えば携帯電話用の26MHz)であ
るClkDto領域のYデータ195になる。一実施形態で、リサンプリング・モジュー
ルは輝度データ、色差データのU成分、および色差データのU成分を別個かつ同時に扱う
回路を有する。
【0049】
図3において、Yデータ185はリサンプリング・モジュール170のデマルチプレク
サ171に供給される。デマルチプレクサ171はアドレス0,1,2,3,4,5,6
,7の8つのデータ・アドレスを有する。デマルチプレクサ171はアドレス0〜7にあ
るYデータ185を、バッファ172を形成する8つの対応バッファ・アドレスのアドレ
ス0〜7に順次配置する。バッファ172はデマルチプレクサ171からYデータ185
を、さらにPLL155から27MHzクロック信号を受け、タイミングを有するYデー
タ186をマルチプレクサ173に提供する。デマルチプレクサ171、バッファ172
、およびマルチプレクサ173におけるアドレス数は4、8、16等々であって良く、2
m(m>2)で表すことができる。PLL155からのジッタが大きくなるとより多く(
またはより高いm値)のバッファリング・アドレスを必要とする。マルチプレクサ173
はバッファ172からのYデータ186と32ビットアキュムレータ174からの3ビッ
ト整数nを組み合わせる。一実施形態で、FClkTiming/FClkDtoの比率と掛けて26M
Hzに対応するサンプリング間隔値を進めて線形補間器としての線形補間モジュール19
0に供給するために32ビットアキュムレータ174の29ビットが大きな整数(229
たは536870912)の提供に用いられる。32ビットアキュムレータ174はクロ
ック(ClkDto156)の経過毎にFClkTiming/FClkDto*229増加する。一実施
形態で、FClkTiming=27MHzでFClkDto=26MHz、32ビットアキュムレータ
174の加算器177はクロック毎に557519793増加し、32ビットアキュムレ
ータ174がクロック信号ごとに557519793/536870912進むのに役立
つ。一実施形態で、間隔は26MHzクロックに従い0から第1の間隔に進み、これは5
57519793/536870912(または1.03846153)である。この第
1の間隔に対応するデータはn=1およびn+1=2に対応するYデータ間で線形補間さ
れる。正確な補間値および正確な間隔を得るには、正確な間隔値が得られることを保証す
るためにより大きい整数が必要である(例えば1.03846153および2.0769
2307等々)。従って前記大きな整数を生成するために229が用いられる。マルチプレ
クサ173はデータ「n」および「n+1」をデータ・バッファ188,189に出力す
る。データ・バッファ188,189は「n」および「n+1」に対応するYデータなら
びに26MHzのクロック信号を受け入れる。データ「n」および「n+1」は線形補間
モジュール190に供給され線形補間が行なわれる。線形補間モジュール190から出力
されたYデータ195はClkDto156領域にあり、図2のマルチプレクサ145お
よび加算器144に供給される。
【0050】
図3におけるリセットA181およびリセットB182はmビット整数カウンタとして
の3ビット整数カウンタ175および32ビットアキュムレータ174をリセットするた
めに用いられる。線形補間に用いられる前に8つのバッファにあるデータが安定している
ことを保証するために、2つのリセット信号としてのリセットA181およびリセットB
182はクロック・ギャップを有するように設計される。データがマルチプレクサ173
で読み取られる前にデータがデマルチプレクサ171に書き込まれることを保証するため
に3ビット整数カウンタ175をリセットするリセットA181は32ビットアキュムレ
ータ174をリセットするリセットB182より2または3クロック前に生じる。3ビッ
トのカウンタは常に32ビットアキュムレータ174の整数部分より2または3クロック
前になる。クロック・ギャップは利用可能なバッファ172の数により限定される。一実
施形態で、クロック・ギャップはバッファ数の半分未満である(2m/2または2m-1)。
8つのバッファの場合、クロック・ギャップは4未満(または1から3)である必要があ
る。リセットA181およびリセットB182は1段の離散時間型発振器130のリセッ
ト信号と同じラインで起こるように同期化される。リセットA181およびリセットB1
82はNTSC方式の場合、4フィールド毎に、PAL方式の場合、8フィールド毎に起
こる。一実施形態で、すべてのリセットは累積エラーを避けるために垂直非表示期間(V
NDP)の初めに行なわれる。
【0051】
通常ビデオ・レコーダは27MHzで作動するCLKI150を有する。この周波数は
PAL方式(1728クロック・サイクル)およびNTSC方式(1716クロック・サ
イクル)の双方に対しライン毎に整数のサイクル数を提供し、1段の離散時間型発振器1
30の要件およびテレビ帯域幅の要件を満足する。ライン毎の整数のサイクル数は論理回
路の実施が比較的簡単になり、正確なテレビ・タイミングを生成する。しかし、上述のよ
うに、携帯電話などビデオ取り込み装置のいくつかにおいて入力クロックは27MHzで
作動していない。携帯電話用の26MHzクロックのように、これら装置上の非27MH
zのクロックは既に使用可能である。従って既存の非27MHzのクロックを利用するエ
ンコーダが望ましい。以下に説明する実施形態において非27MHzの入力クロックの例
として携帯電話の26MHzクロックを用いるが、発明は26MHzクロックを有する装
置のみに限定されるものではない。
【0052】
携帯電話用の26MHzクロックによるPAL方式TVの実施は、既にライン毎に整数
のクロック・サイクル(1664)を有するので、より簡単である。しかしNTSC方式
TVの場合ライン毎に約1652.444(実際の値:1652+4/9)クロック・サ
イクルである。26MHzを直接用いる場合、ライン毎に非整数のサイクル数を実施する
問題を解決する必要がある。
【0053】
以下に説明する実施形態はテレビ用デジタル・エンコーダにおいて27MHzクロック
の代わりに26MHzなど、xMHz(xは27に等しくない)のクロックを用いる簡単
な方法を提供する。この実施形態は装置上に27MHzクロック信号を生成するPLLを
有しないビデオ取り込み装置に適している。図4はリサンプリング・モジュール170’
を有するテレビ用エンコーダ400を示す。この実施形態では26MHzクロックを27
MHzクロックに変換するためにPLLを必要としない。この実施形態の概念は26MH
zクロックを有する装置で取り込まれたビデオを拡張してテレビで表示することに焦点を
合わせている。この実施形態はビデオ取り込み装置の電力および空間を消費するPLLを
省略する。テレビ用エンコーダは携帯電話のグラフィック・エンジン・チップ上にあって
も良く、別個のチップであっても良い。
【0054】
これらの実施形態はテレビ用デジタル・エンコーダにおいてライン毎に非整数のサイク
ル数を実施する簡単な方法を提供する。まずエンコーダは1652サイクル/ラインの整
数部分に基づきラインのタイミングを生成する。しかし9番目のライン毎にクロックは4
サイクル分停止され、これにより9つのラインに4クロック・サイクル余分に与える。平
均するとライン毎に約1652.444クロックがある(正確には1652+4/9)。
しかしテレビ用デコーダは急なライン長の変化を許容しない。従って変化を円滑にするた
めにリサンプリング・モジュール170’が必要となる。
【0055】
図4は27MHz以外の入力クロックを有する装置で撮られたデジタル・ビデオを符号
化するテレビ用エンコーダ400の代表的な実施形態の図を示す。図4に示す実施形態に
適用されるクロック周波数は約18MHzから27MHz未満、または27MHzを超え
る範囲にある。この実施形態は携帯電話用の26MHzなど、ビデオ取り込み装置の既存
の入力クロックを用いる簡単な方法を提供している。1段の離散時間型発振器130なら
びにタイミング生成およびカラーバースト制御に用いられるクロックはCLKI150で
ある。
【0056】
タイミング制御およびカラーバースト制御を有するフィルタされたYデータ、Uデータ
、Vデータはサイン/コサイン変調値と同じクロックで生成される。データを1652サ
イクル/ラインから約1652.444(正確には1652+4/9)サイクル/ライン
に拡張するにはリサンプリング・モジュール170’が必要である。図5はリサンプリン
グ・モジュール170’の概略図を示す。図5はYデータ用の実施の一実施形態を示す。
UおよびVデータ用にも同様の図を描くことができる。リサンプリング・モジュールは輝
度データ、色差データのU成分、および色差データのV成分を別個かつ同時に扱う回路を
有する。
【0057】
図5に示す実施形態は線形補間を利用する。フィルタされたデータがリサンプリング・
モジュール170’に入る前にスイッチ180がある。PAL方式の場合、リサンプリン
グ・モジュール170’の全体がバイパスされる。PAL方式はライン毎に整数のサイク
ル数を有するのでデータのリサンプリングを必要としない。NTSC方式の場合、フィル
タされたYデータ185’はリサンプリング・モジュール170’のデマルチプレクサ1
71に供給される。デマルチプレクサ171はアドレス0,1,2,3,4,5,6,7
といった8つのデータ・アドレスを有する。デマルチプレクサ171はデマルチプレクサ
171のアドレス0〜7におけるYデータ185’を順次バッファ172を形成し対応す
る8つの対応バッファ・アドレスのアドレス0〜7に配置する。対応バッファ・アドレス
のアドレス0〜7はYデータ185’をデマルチプレクサ171から、さらにCLKI1
50から26MHzクロック信号を受けると、データ186’をマルチプレクサ173に
移す。マルチプレクサ173はバッファ172からのデータと32ビットアキュムレータ
174’からの3ビット整数nを組み合わせる。上述のように、32ビットアキュムレー
タ174’の29ビットが大きな整数(229または536870912)を提供するため
に用いられ、正確な比率1652.444/1652(または(1652+4/9)/1
652))を提供する。32ビットのアキュムレータはCLKI150の経過毎に(16
52.444/1652)*229(または((1652+4/9)/1652)*229
増加し、線形補間器としての線形補間モジュール190に供給する正確な分数を生成する
。マルチプレクサ173はデータ「n」および「n+1」をデータ・バッファ188,1
89に供する。データ・バッファ188,189はYデータ「n」および「n+1」なら
びにこれらに対応する26MHzクロック信号を取り入れ、Yデータ「n」および「n+
1」を線形補間モジュール190に供給する。線形補間モジュール190に供給されたY
データ「n」および「n+1」は線形補間を行なうために用いられる。線形補間モジュー
ル190から出力されたYデータ195’は図4のマルチプレクサ145および加算器1
44に供給される。
【0058】
上述のように、8つバッファにあるデータが線形補間に用いられる前に安定しているこ
とを保証するために、2つのリセット信号、リセットA181およびリセットB182、
はクロック・ギャップを有するように設計される。データがマルチプレクサ173で読み
取られる前にデータがデマルチプレクサ171に書き込まれていることを保証するために
3ビット整数カウンタ175をリセットするリセットA181は32ビットアキュムレー
タ174’をリセットするリセットBより2または3クロック早く起こる。3ビットのカ
ウンタは常に32ビットアキュムレータ174’の整数部分より2または3クロック前に
なる。クロック・ギャップは利用可能なバッファ172の数により限定される。一実施形
態で、クロック・ギャップはバッファ数の半分未満である。8つのバッファの場合、クロ
ック・ギャップは4未満(または1から3)である必要がある。リセットA181および
リセットB182は1段の離散時間型発振器130のリセット信号と同じラインで起こる
ように同期化される。リセットA181およびリセットB182はNTSC方式の場合は
、4フィールド毎に、PAL方式の場合は、8フィールド毎に起こる。一実施形態で、す
べてのリセットは累積エラーを避けるために垂直非表示期間(VNDP)の初めに行なわ
れる。
【0059】
図4および図5に示されるxMHzクロックは約26MHzのクロック周波数を有する
。しかし、26MHzおよび27MHz以外で約18MHzから27MHz未満の(また
は27MHzを越える)範囲のクロック周波数を有するビデオ取り込み装置も実施形態の
概念を利用することができる。加えて上述の実施形態は線形補間を利用するが、帯域制限
された補間および多相フィルタリングなど、他の補間方法も用いることができる。
【0060】
上述の実施形態は携帯電話などの装置で取り込まれたビデオを、低ジッタ入力クロック
周波数を生成し得る追加クロック・モジュールを用いることなく符号化することを可能に
する方法および装置を提供する。上述の装置および方法はビデオを符号化するためにPL
Lを間接的に用いクロック・ジッタに感応しないタイミング制御およびカラーバースト制
御を扱うために27MHzクロック周波数を生成するか、または27MHz以外の入力ク
ロックを直接用いる。27MHz以外の入力クロックを追加しないでビデオを符号化する
とビデオ取り込み装置の電力および空間を節約する。PLLを用いないでビデオを符号化
するとさらにビデオ取り込み装置上の電力および空間を節約する。
【0061】
前記の発明は明確な理解の目的からかなり詳しく説明されたが、添付クレームの範囲内
で一定の変更および修正を実施できることは明らかであろう。従って、本実施形態は例示
的であり、限定的とはみなされず、発明は本明細書で記述される詳細に限定されず、添付
クレームの範囲および同意義の中で修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】テレビ用デジタル・エンコーダの概略図。
【図2】複数のクロック周波数でビデオを符号化するテレビ用エンコーダの代表的実施形態の概略図。
【図3】図2におけるテレビ用エンコーダのビデオ・リサンプリング方法の代表的実施形態の概略図。
【図4】26MHzクロック周波数でビデオを符号化するテレビ用エンコーダの代表的実施形態の概略図。
【図5】図4におけるテレビ用エンコーダのビデオ・リサンプリング方法の代表的実施形態の概略図。
【符号の説明】
【0063】
101…ノッチ/ローパス・フィルタ、102,103…ローパス・フィルタ、105
…タイミング/制御ジェネレータ、107…カラーバースト制御ジェネレータ、120…
Y/コンポジット出力、125…色差出力、130…色副搬送波信号ジェネレータとして
の1段の離散時間型発振器、131…コサインROM、132…サインROM、133…
位相調節、134…位相AdjSel、135,174,174’…32ビットアキュム
レータ、140…レジスタからのパラメータ、157…Clkタイミング、170…リサ
ンプリング・モジュール、170’…リサンプリング・モジュール(1652を1652
.444に拡張)、175…mビット整数カウンタとしての3ビット整数カウンタ。
【出願人】 【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【出願日】 平成19年9月7日(2007.9.7)
【代理人】 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉

【識別番号】100107261
【弁理士】
【氏名又は名称】須澤 修

【識別番号】100127661
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 一彦


【公開番号】 特開2008−72712(P2008−72712A)
【公開日】 平成20年3月27日(2008.3.27)
【出願番号】 特願2007−232387(P2007−232387)