專利名稱：彩色視頻信號變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色視頻信號變換裝置，尤其涉及將電子游戲機(jī)輸出的NTSC制式的彩色視頻信號變換成PAL制式(或SECAM制式)的彩色視頻信號的彩色視頻信號變換裝置。
在NTSC制式下，彩色副載波頻率為3.58MHz，色彩信息(色調(diào))由相對于彩色同步信號(通常為0°)的相對相位來表現(xiàn)。另一方面，在PAL制式下，雖然色調(diào)也是用相對于彩色同步信號的相對相位來表示，但彩色副載波頻率為4.43MHz，并且，彩色同步信號的相位就每一掃描線交替反轉(zhuǎn)。
這樣，由于在NTSC制式與PAL制式下，彩色副載波頻率與色彩調(diào)制方式不同，所以，舉例說，1990年4月17日公告的美國專利4，918，434號中揭示的那種電子游戲機(jī)所輸出的NTSC制式的彩色視頻信號就不能原樣地在PAL制式的電視監(jiān)視器里顯示出來。
另一方面，例如在1988年11月8日公開的特開昭63-269880中揭示了一種能將NTSC制式的彩色視頻信號變換成PAL制式的彩色視頻信號的制式變換裝置。在該已有技術(shù)中，利用發(fā)送方的Y/C分離器將NTSC制式的色純度信號取出，由解碼器解碼后存儲在幀存儲器里。從幀存儲器讀出的相位數(shù)據(jù)發(fā)送給接收方，在接收方將收到的數(shù)據(jù)存儲在另一幀存儲器中。進(jìn)而，讀出存在接收方幀存儲器中的數(shù)據(jù)，給編碼器。其時，通過讓發(fā)送方與接收方的幀存儲器在不同的時鐘頻率下動作，來處理上述彩色副載波頻率上的差異。
在上述已有技術(shù)中，在發(fā)送與接收兩方必須有大容量的幀存儲器，并且，在發(fā)送方與接收方分別必需有高速的A/D變換器與高速的D/A變換器，因此，其價格昂貴。所以，這種已有技術(shù)不是面向價格必須便宜的家用電子游戲機(jī)的。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供價格低廉的的彩色視頻信號變換裝置。
本發(fā)明的彩色視頻信號變換裝置將其色調(diào)是作為第1色純度信號相對第1彩色同步信號的相位而處理的第1彩色視頻信號，變換成其色調(diào)是作為第2色純度信號相對第2彩色同步信號的相位而處理的第2彩色視頻信號，包括第1時鐘脈沖發(fā)生裝置，產(chǎn)生其頻率與包含在第1彩色視頻信號中的第1色純度信號的頻率相關(guān)的第1時鐘脈沖;第2時鐘脈沖發(fā)生裝置，產(chǎn)生其頻率與包含在第2彩色視頻信號中的第2色純度信號的頻率相關(guān)的第2時鐘脈沖;相位檢測裝置，它根據(jù)第1時鐘脈沖，檢測出相對于包含在第1彩色視頻信號中的第1彩色同步信號的第1色純度信號相位，輸出表示該相位的第1色碼;將相位檢測裝置輸出的第1色碼變換成用于第2彩色視頻信號的第2色碼的色碼變換裝置;以及根據(jù)第2時鐘脈沖與第2色碼，產(chǎn)生第2彩色視頻信號的第2色純度信號的色純度信號發(fā)生裝置。
本發(fā)明的另一種彩色視頻信號變換裝置包括從產(chǎn)生包含有同步信號、第1色純度信號和輝度信號的第1彩色視頻信號的第1彩色視頻信號發(fā)生裝置接收第1彩色視頻信號的輸入端;從輸入到輸入端的第1彩色視頻信號中取出同步信號的同步信號取出裝置;從輸入到輸入端的第1彩色視頻信號中取出第1色純度信號的色純度信號取出裝置;將色純度信號取出裝置輸出的第1色純度信號變換成第2彩色視頻信號中所應(yīng)含有的第2色純度信號的色純度信號變換裝置;根據(jù)同步信號取出裝置輸出的同步信號，產(chǎn)生第2彩色視頻信號中所應(yīng)包含的另一同步信號的同步信號發(fā)生裝置;將同步信號發(fā)生裝置輸出的另一同步信號與色純度信號變換裝置輸出的第2色純度信號合成起來的合成裝置;以及在相當(dāng)于第1彩色視頻信號的場掃描周期與第2彩色視頻信號的場掃描周期之差的時間內(nèi)，停止從第1彩色視頻信號發(fā)生裝置向輸入端輸入第1彩色視頻信號的停止裝置。
舉例講，NTSC制式的第1彩色視頻信號從家用電子游戲機(jī)輸入到輸入端，由色純度信號/輝度信號分離電路從該第1彩色視頻信號中取出NTSC制式的色純度信號(第1色純度信號)。該第1色純度信號給到彩色解碼器。彩色解碼器包含在第1時鐘脈沖下動作的計數(shù)及移位寄存裝置。利用該計數(shù)及移位寄存裝置檢測第1色純度信號的相位，得到與該相位相當(dāng)?shù)牡?色碼。解碼器輸出的該第1色碼由色碼變換器變換成諸如PAL制式的第2色碼。若第2色碼給到PAL編碼器，則PAL編碼器根據(jù)第2時鐘脈沖以及第2色碼輸出PAL色純度信號(第2色純度信號)。進(jìn)而在信號合成裝置中，第2色純度信號與色純度信號/輝度信號分離電路分離出的原始輝度信號合成起來，再由同步信號合成裝置加入用于第2彩色視頻信號的同步信號。這樣，就得到了第2彩色視頻信號。
另外，NTSC制式的場頻率為60Hz，與此相對，PAL制式下的場頻率一般為50Hz。因此，不能將NTSC制式的垂直同步信號原樣地用作PAL制式的垂直同步信號。因此，設(shè)計成由同步信號發(fā)生裝置根據(jù)NTSC制式的同步信號產(chǎn)生PAL制式的同步信號，給到同步信號合成裝置。
另外，為了有效地處理上述場頻率之差，亦即，場掃描周期之差，而停止從輸入端輸入第1彩色視頻信號，在與場掃描周期之差相當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)，強(qiáng)制性地設(shè)定消隱期。具體來說，是使產(chǎn)生第1彩色視頻信號的裝置例如電子游戲機(jī)的PPU的時鐘停止。但是，在實施例中，即使在該強(qiáng)制消隱期間，在必要時，響應(yīng)CPU的訪問信號，給PPU提供時鐘脈沖，使CPU能夠訪問PPU。
根據(jù)本發(fā)明，將第1彩色電視制式的色純度信號的色調(diào)解碼成第1色碼，將第1色碼變換成適合于第2彩色電視制式的第2色碼，依據(jù)該第2色碼產(chǎn)生PAL制式的色純度信號，因此，沒必要設(shè)置前面舉出的已有技術(shù)那樣的大容量幀存儲器、高速A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器。因而，彩色視頻信號變換裝置價格變得很便宜。所以，本發(fā)明很適合作為家用電子游戲機(jī)等的視頻信號變換裝置。
此外，當(dāng)?shù)?彩色電視制式的場掃描周期與第2彩色電視制式的場掃描周期之間存在差值的時候，如果強(qiáng)制性地設(shè)制與該差值相當(dāng)?shù)钠陂g作為消隱期，那么，就不會打亂同步。
以下參照附圖對實施例作詳細(xì)說明，從中可以更加明白本發(fā)明的上述目的及其它目的，其特征以及優(yōu)點。


圖1是顯示本發(fā)明一個實施例的NTSC/PAL變換裝置中所包含的變換電路的方框圖。
圖2是顯示本發(fā)明一個實施例的電子游戲機(jī)的方框圖。
圖3是顯示圖2所示NTSC/PAL變換裝置的方框圖。
圖4是顯示圖1所示變換電路中所包含的彩色解碼器的方框圖。
圖5是顯示圖4所示彩色解碼器的動作的時序圖。
圖6是顯示NTSC制式以及PAL制式的彩色同步信號的相位的示意圖。
圖7是顯示圖1所示從PAL編碼器輸出的彩色信號的相位的示意圖。
圖8是顯示圖1所示PAL編碼器的方框圖。
圖9是顯示圖3所示色純度信號/輝度信號合成電路與同步信號合成電路及其關(guān)聯(lián)部分的電路圖。
圖10示出將NTSC制式的彩色同步信號變換成50Hz的PAL彩色視頻信號時的強(qiáng)制消隱期及各個信號TSS、TSE和Vsync′。
圖11是圖3所示同步信號處理電路的方框圖。
圖12是圖3所示PPU停止控制電路主要部分的方框圖。
圖13是表示PPU停止控制電路的動作的時序圖。
圖14是圖3所示NTSC/PAL變換裝置輸出的PAL彩色視頻信號的波形圖。
圖2中示出了家用電子游戲機(jī)的整體方框圖，以下，針對將本發(fā)明運用于此類家用電子游戲機(jī)的實施例進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明不僅適用于家用電子游戲機(jī)，也適用于將其它任何裝置輸出的NTSC制式的彩色視頻信號變換成PAL制式(或SECAM制式)的彩色視頻信號，在此，預(yù)先說明這一點。
圖2所示電子游戲機(jī)10包括主體12，在主體12中設(shè)有CPU(中央處理單元)14和PPU(圖像處理單元)16。通過連接器18，將存儲器盒20安裝在CPU14和PPU16亦即主體12上。存儲器盒20中設(shè)有程序存儲器，它存儲了進(jìn)行游戲所必需的程序，還設(shè)有字符存儲器，它存儲了字符的圖形數(shù)據(jù)(點陣數(shù)據(jù))，用于表示游戲所用到的靜止畫面(背景畫面)及移動畫面(物體)的字符，但這些未在圖中示出。
CPU14上接有工作RAM22，PPU16上接有視頻RAM24。CPU14通過連接器18從存儲器盒20的程序存儲器中讀出已裝入的游戲程序，將其存儲在工作RAM22中。接著，PPU16將從存儲器盒20的字符存儲器讀出的字符數(shù)據(jù)存入視頻RAM24中。PPU16在依照游戲程序而動作的CPU14的控制之下，從視頻RAM24讀出圖形數(shù)據(jù)，將其變換成NTSC制式的全彩色電視信號VNTSC。但是，在本實施例中，全彩色全視信號作為未經(jīng)調(diào)制的所謂基帶信號而輸出。
上述來自PPU16的全彩色電視信號VNTSC給到NTSC/PAL變換裝置26。NTSC/PAL變換裝置26上加有時鐘信號21M。具體地說，該時鐘信號21M具有21.31250MHz的頻率，是從作為CPU14和PPU16系統(tǒng)時鐘的基礎(chǔ)的原始振蕩器得到的。此外，信號/WE和/200X從CPU14給到NTSC/PAL變換裝置26。在本說明書中，記號“/”表示反轉(zhuǎn)(負(fù)邏輯)，這一點請予留意。信號/WE是當(dāng)CPU14對PPU16作寫入訪問時成為低電平的信號，信號/200X是將PPU16的地址“200X”解碼后得到的信號，該信號為低電平時，表示PPU16被CPU14訪問。后文將詳細(xì)說明，NTSC/PAL變換裝置26將來自PPU16的全彩色電視信號VNTSC變換成PAL制式的全彩色電視信號VPAL，并將其輸出。PAL全彩色電視信號VPAL可以原樣地從輸出端28作為基帶信號輸出。但是，也可以把該信號與來自CPU14的聲音信號一起給到RF(射頻)調(diào)制器30，由其變換成PAL制式的全彩色電視信號。該PAL制全彩色電視信號可從端子32輸出。
另外，也可以單單將NTSC/PAL變換裝置26做成與主體12分開的外部電路，或者把RF調(diào)制器30做成與主體12分開的外部電路，或者也可以把NTSC/PAL變換裝置26以及RF調(diào)制器30做成與組裝在一個殼體中的主體12分開的外部電路。
參見圖3，圖2所示NTSC/PAL變換裝置26包含有圖1中詳細(xì)示出的變換電路34。PPU16(圖2)給出的NTSC制式的全彩色電視信號VNTSC給到同步分離電路36和色純度信號/輝度信號分離電路38。同步分離電路36具體包括用于分離出同步信號的電路，從全彩色電視信號VNTSC輸出變換成數(shù)字電平的復(fù)合同步信號NTSCSYNC(水平同步信號Hsync+垂直同步信號Vsyna)，給到同步信號處理電路40和PPU停止控制電路42。
通常，NTSC制式下，場頻率為60Hz，而PAL制式的場頻率為50Hz。因此，為了將60Hz的NTSC制式的彩色視頻信號變換成50Hz的PAL制式的彩色視頻信號，在與兩者的場掃描周期差值相當(dāng)?shù)臅r間里，有必要強(qiáng)行設(shè)定消隱期，不輸出PAL制彩色視頻信號。為了設(shè)定這種強(qiáng)制消隱期，本實施例中停止PPU16(圖2)的動作。亦即，以后會詳細(xì)說明，同步信號處理電路40響應(yīng)在場頻率為50Hz時變成低電平的信號60/50，輸出使PPU16的動作停止的信號TSTOP。另外，同步信號處理電路40將60Hz的垂直同步信號Vsync和水平同步信號Hsync(NTSC復(fù)合同步信號NTSCSYNC)變換成50Hz的垂直同步信號Vsync′和Hsync′(PAL復(fù)合同步信號PALSYNC)。PPU停止控制電路42是用于響應(yīng)信號TSTOP而使PPU16的時鐘脈沖信號PPUCLK停止的電路。
色純度信號/輝度信號分離電路38輸出已變換成數(shù)字電平的NTSC制式的色純度信號(NTSC色純度信號)，將它供給上述變換電路34，同時把輝度信號與垂直同步信號Vsync及水平同步信號Hsync重疊而成的信號給到同步信號消除器44。同步信號消除器44為了只抽出輝度信號，除去水平同步信號Hsync與垂直同步信號Vsync。
振蕩器46輸出時鐘信號26M。具體地講，該時鐘信號26M有26.6017125MHz的頻率，其頻率選為PAL制式的彩色副載波頻率4.43MHz的6倍。另一方面，先前說明的時鐘信號21M選為NTSC制式的彩色副載波頻率3.58MHz的6倍。來自振蕩器46的時鐘信號26M給到變換電路34和同步信號處理電路40。同步信號處理電路40將在彩色同步信號的位置上變成高電平的色同步位置信號BPS給到變換電路34。
變換電路34將NTSC色純度信號變換成PAL色純度信號，并傳給色純度信號/輝度信號合成電路48，后文將參照圖1作詳細(xì)說明。此外，同步信號消除器44輸出的輝度信號也給到該色純度信號/輝度信號合成電路48。進(jìn)而，在色純度信號/輝度信號合成電路48中，PAL色純度信號與原始的輝度信號合成起來，合成信號送給同步信號合成電路50。來自同步信號處理電路40的PAL復(fù)合同步信號PALSYNC，亦即水平同步信號Hsync′和垂直同步信號Vsync′給到該同步信號合成電路50，在其中，與色純度信號/輝度信號合成電路48輸出的合成信號(PAL色純度信號+輝度信號)再混合。這樣，該同步信號合成電路50在端子28上給出PAL制式的全彩色電視信號(第2彩色視頻信號)。但是，該第2彩色視頻信號是基帶信號。
圖1中詳細(xì)示出的變換電路34包含有從色純度信號/輝度信號分離電路38(圖3)接收NTSC色純度信號的彩色解碼器52。該彩色解碼器52具體包括圖4所示的電路結(jié)構(gòu)，它在NTSC色純度信號的基礎(chǔ)上，輸出6位第1色碼(表示NTSC制式中相對彩色同步信號的相位的編碼)，給到編碼轉(zhuǎn)換器54。編碼轉(zhuǎn)換器54將NTSC制式的色碼變換成PAL制式的色碼，向PAL編碼器56提供6位第2色碼(表示相對PAL制式中彩色同步信號的相位的編碼)。
另外，來自色純度信號/輝度信號分離電路38(圖3)的NTSC色純度信號及時鐘信號21M給到定時器(監(jiān)視定時器)58。該定時器58從NTSC色純度信號消失之時計數(shù)時鐘信號21M，當(dāng)在一定時間內(nèi)，例如在色純度信號的1個周期T×8/6(300ns)的時間內(nèi)，沒有色純度信號時，則判斷視頻信號為單色信號，輸出低電平的消色信號。該信號提供給上述PAL編碼器56中包含的消色器60。消色器60響應(yīng)低電平的消色信號，使PAL編碼器56停止輸出PAL色純度信號。
但是，因為在PAL色純度信號中，最后只要不包含彩色信號就可以了，所以，也可以如圖1中虛線所示那樣，把消色器60設(shè)在編碼轉(zhuǎn)換器54中，使得第1色碼不被輸入，或者不輸出第2色碼。
此外，水平同步信號Hsync供給計數(shù)型觸發(fā)器(T-FF)62。該T-FF62向編碼轉(zhuǎn)換器54提供就每一水平同步信號作高、低電平交替變換的掃描線判別信號LP。
這里，參照圖4詳細(xì)說明變換電路34中包含的彩色解碼器52。
在圖2所示由本專利申請人制造出售的注冊商標(biāo)為“家庭計算機(jī)”或“任天堂娛樂系統(tǒng)(NES)”的電子游戲機(jī)中，產(chǎn)生由12種色調(diào)和4個等級亮度組合而成的48種彩色信號。但是，因為亮度在NTSC制式及PAL制式中是相同的，所以，把NTSC制式的彩色視頻信號變換成PAL制式的彩色視頻信號時，只要變換12種色調(diào)就可以了。為了將這種NTSC色純度信號的色調(diào)解碼，也可以利用同步于彩色同步信號的12位計數(shù)器，由色純度信號上升及下降的各個時刻的計數(shù)值，得到表示色純度信號的色調(diào)的色碼。
而在圖4所示實施例中，為了對這種色碼進(jìn)行解碼，采用移位寄存器來替代上述12位計數(shù)器，為要表示12種色碼，而用6比特的數(shù)據(jù)。亦即，用到第1、2、3以及第4移位寄存器64、66、68和70。第1移位寄存器64-第4移位寄存器70中的任何一個都構(gòu)造成6比特的可預(yù)置移位寄存器。由同步信號處理電路40(圖3)給出的表示色同步位置信號BPS的上升沿的信號BPS1，作為第1和第2移位寄存器64和66的預(yù)置信號。表示色同步位置信號BPS的下降沿的信號BPS2作為第3移位寄存器68和第4移位寄存器70的預(yù)置信號。另一方面，第1移位寄存器64和第3移位寄存器68接收時鐘信號21M的上升沿，對此上升沿作出響應(yīng)，進(jìn)行移位動作。第2移位寄存器66和第4移位寄存器70接收時鐘信號21M的下降沿，對此下降沿時刻作出響應(yīng)而進(jìn)行移位動作。進(jìn)而，第1移位寄存器64低位的3比特及第2移位寄存器66低位的3比特，共計6比特的數(shù)據(jù)給到鎖存器72。另外，第3移位寄存器68低位的3比特和第4移位寄存器70低位的3比特，共計6比特的數(shù)據(jù)提供給鎖存器74。
另外，邊沿檢測電路76接收NTSC色純度信號，檢測該信號的上升沿和下降沿。上升沿信號作為鎖存器72的鎖存信號，下降沿信號作為鎖存器74的鎖存信號。
象這樣的NTSC色純度信號的上升沿及下降沿兩處都鎖存色碼的理由如下。即，在圖1所示實施例的電子游戲機(jī)中，點時鐘脈沖(ドットクロック)是原始振蕩信號的4分頻，約5MHz，而NTSC制式中彩色副載波的頻率如前所述為3.58MHz，因此，如果只響應(yīng)色純度信號的上升沿而鎖存色碼的話，有可能會發(fā)生“數(shù)據(jù)失落”。因此，響應(yīng)NTSC色純度信號的上升沿及下降沿兩者，進(jìn)行鎖存，藉此，從理論上說，變成以7.16MHz的頻率進(jìn)行了色碼的鎖存，不會發(fā)生上述“數(shù)據(jù)失落”。
另外，色純度信號依據(jù)輝度信號作電平移動，因此，該色純度信號的占空比(正值期間/負(fù)值期間)不是一定的。因此，在本實施例中，如圖4所示，設(shè)置了一組第1移位寄存器64和第2移位寄存器66，和一組第3移位寄存器68和第4移位寄存器70，將各組的輸出數(shù)據(jù)用兩個鎖存器72和74鎖存。
來自上述鎖存器72的6比特色碼UPS0-UPS5以及來自鎖存器74的6比特數(shù)據(jù)DPS0-DPS5被給到數(shù)據(jù)選擇器78的輸入。數(shù)據(jù)選擇器78根據(jù)色純度信號的電平，選擇數(shù)據(jù)UPS0-UPS5或者DPS0-DPS5。亦即，邊沿檢測電路76的兩個輸出給到數(shù)據(jù)選擇器78，數(shù)據(jù)選擇器78響應(yīng)上升沿信號而選擇來自鎖存器72的輸入，或響應(yīng)下降沿信號而選擇來自鎖存器74的輸入，從而輸出NTSC色純度信號的色碼PS0-PS5。來自該數(shù)據(jù)選擇器78的6比特色碼PS0-PS5如圖1所示，供給編碼轉(zhuǎn)換器54。
但是，選擇器78輸出色碼PS0-PS5的時刻并不限于本實施例中色純度信號的上升沿或下降沿，也可以在色純度信號的最高點或最低點輸出色碼PS0-PS5。
現(xiàn)在參照圖5，說明圖4所示彩色解碼器52的具體動作。響應(yīng)表示色同步位置信號的上升沿的信號BPS1，在第1及第2移位寄存器64和66中預(yù)先裝入數(shù)據(jù)“111000”。響應(yīng)表示色同步位置信號的下降沿的信號BPS2，在第3及第4移位寄存器68和70中預(yù)先裝入數(shù)據(jù)“000111”。因而，當(dāng)?shù)玫綀D5A所示那樣的時鐘信號21M時，計數(shù)其上升沿的第1移位寄存器64及第2移位寄存器66的計數(shù)值如圖5B所示那樣變化，計數(shù)其下降沿的第3移位寄存器68和第4移位寄存器70的計數(shù)值如圖5C所示那樣變化。
另一方面，當(dāng)給出圖5D所示的NTSC色純度信號時，它被變換成圖5E所示那樣的數(shù)字化色純度信號。進(jìn)而，如圖5F所示，鎖存器72響應(yīng)數(shù)字化色純度信號的上升沿，鎖存第一移位寄存器64及第2移位寄存器66的計數(shù)值，本例中為“1”。另外，如圖5G所示，鎖存器74響應(yīng)數(shù)字化色純度信號的下降沿，鎖存第3移位寄存器68和第4移位寄存器70的計數(shù)值，本例中為“2”。鎖存器72及74中鎖存的數(shù)據(jù)(計數(shù)值)表示色碼。因此，數(shù)據(jù)選擇器78得到圖5H所示的色碼“2”和“1”。由數(shù)據(jù)選擇器78對編碼轉(zhuǎn)換器54(圖1)依次輸出色碼“2”、“1”、…。
如果只響應(yīng)色純度信號的上升沿，進(jìn)行色碼鎖存的話，以圖5為例，只有鎖存器72的色碼“1”得以輸出，圖5G所示的色碼“2”就失落了。
圖1所示編碼轉(zhuǎn)換器54具體由ROM或門陣列構(gòu)成，如表1或表2所示那樣，將表示NTSC制式色純度信號的色調(diào)的第1色碼PS0-PS5轉(zhuǎn)換成表示PAL制式的色調(diào)的第2色碼PS0-PS5′。
現(xiàn)在參照圖6，就編碼轉(zhuǎn)換電路54中將NTSC制式的色碼PS0-PS5轉(zhuǎn)換成PAL制式的色碼PS0′-PS5′的方法進(jìn)行說明。圖6A所示NTSC制式下，色碼PS0-PS5表示成相對于彩色同步信號(X軸上0°)的相位。這樣，在NTSC制式中，以彩色同步信號(0°)作為基準(zhǔn)，把相對于它的相位差用作為色碼。但是，如先前所述，在PAL制式下，彩色同步信號的相位就每一掃描線反轉(zhuǎn)。在普通的PAL制彩色電視廣播中，在掃描線Hn上，彩色同步信號的相位定為相對于X軸為45°的位置，在掃描線Hn+1上，定為相對于X軸為-45°的位置。因此，兩條掃描線之間彩色同步信號的相位差設(shè)定為90°。
與此相比，因為本實施例的第1時鐘信號21M的頻率為3.58MHz×6，所以，只能區(qū)別以及規(guī)定30°的相位差。因此，在本實施例中，圖6B所示掃描線Hn的彩色副載波信號的相位為30°，圖6C所示掃描線Hn+1的彩色副載波信號的相位為-60°(300°)。因而，兩個彩色副載波信號之間的相位差保持為90°。
因而，色同步位置信號BPS為低電平(“0”)的時候，如表1所示，第1色碼PS0-PS5變換成第2色碼PS0′-PS5′。在T-FF62(圖1)的輸出，亦即掃描線判別信號，為低電平的掃描線Hn上，編碼轉(zhuǎn)換器54將第一色碼PS0-PS5原樣地作為第2色碼PS0′-PS5′輸出，在掃描線判別信號為高電平的掃描線Hn+1上，輸出第1色碼PS0-PS5相移180°后的第2色碼PS0′-PS5′。
表1
另一方面，當(dāng)色同步位置信號BPS為高電平(“1”)時，編碼轉(zhuǎn)換器54輸出表2中表示彩色同步信號的相位的第2色碼PS0′-PS5′。如上所述，掃描線Hn的時候，彩色同步信號為30°，掃描線Hn+1的時候，彩色同步信號為-60°(300°)，因此，表2所示的彩色同步信號的相位編碼PS0′-PS5′在掃描線Hn的時候，相對色同步位置信號BPS為低電平時的色碼PS0′-PS5′延遲了30°，而在掃描線Hn+1的時候，相對色碼PS0′-PS5′提前了60°。
表2
這樣，編碼轉(zhuǎn)換器54輸出的PAL色碼PS0′-PS5′給到PAL編碼器56。圖8詳細(xì)示出，PAL編碼器56包含6個D觸發(fā)器(D-FF)80、82、84、86、88和90。時鐘信號26M給到D-FF80、82和84。反相后的時鐘信號26M給到D-FF86、88和90。因此，D-FF80-84在時鐘信號26M的上升沿時讀入數(shù)據(jù)，而D-FF86-90在時鐘信號26M的下降沿時讀入數(shù)據(jù)。D-FF80的輸出Q供給D-FF82和86的D輸入，同時，作為PAL相位信號PC0供給PAL彩色信號輸出電路92。D-FF80的輸出Q作為PAL相位信號PC1給PAL彩色信號輸出電路92。D-FF82的輸出Q給D-FF84和88的D輸入，同時，作為PAL相位信號PC2給PAL彩色信號輸出電路92。D-FF82的輸出/Q作為PAL相位信號PC3給PAL彩色信號輸出電路92。D-FF84的輸出Q供給D-FF90的輸出D，同時，作為PAL相位信號PC4給PAL彩色信號輸出電路92。D-FF84的輸出/Q作為PAL相位信號PC5供給PAL彩色信號輸出電路92，同時，供給D-FF80的D輸入。D-FF86、88和90的輸出Q及/Q分別作為PAL相位信號PC6、PC7、PC8、PC9、PC10和PC11供給PAL彩色信號輸出電路92。
亦即，6個D-FF80-90構(gòu)成時鐘信號26M的分頻器，向PAL彩色信號輸出電路92輸出相當(dāng)于圖7所示12個色碼的12個相位信號PC0-PC11。但是，圖7中由單個圓環(huán)圈住的記號Y(黃色)、R(紅色)、M(品紅色)、B(藍(lán)色)、S(藍(lán)綠色)和G(綠色)表示掃描線判別信號LP為低電平時的色彩。由雙重圓環(huán)圈住的記號表示掃描線判別信號LP為高電平時的色彩。圖7所示相位角表示標(biāo)準(zhǔn)值。
PAL編碼器56中設(shè)有將來自編碼轉(zhuǎn)換器54(圖1)的PAL色碼PS0′-PS5′解碼后，輸出表1所示起動信號PE0-PE11的解碼器94。來自該解碼器94的起動信號PE0-PE11以及來自同步信號處理電路40(圖3)的色同步位置信號BPS供給上述PAL彩色信號輸出電路92。具體來講，PAL彩色信號輸出電路92由先前引用的美國專利第4，918，434號中揭示的彩色編碼器構(gòu)成，根據(jù)解碼器92輸出的起動信號PE0-PE11中的任一個信號，選擇對應(yīng)的相位信號PE0-PE11中的任一個信號，輸出到端子PCR1和PCR2。PAL彩色信號輸出到端子PCR1，端子PCR2則輸出從PAL彩色信號中除去彩色同步信號后的信號。
這樣，NTSC色純度信號在NTSC解碼器52中解碼成第1色碼，由編碼轉(zhuǎn)換器54將第1色碼轉(zhuǎn)換成與此相當(dāng)?shù)腜AL制式的第2色碼。根據(jù)第2色碼和時鐘信號26M，從PAL編碼器56的端子PCR1和PCR2輸出PAL色純度信號。
如圖9所示，端子PCR1和PCR2連接色純度信號/輝度信號合成電路48中包含的可變電阻96的兩端。可變電阻96的輸出輸入到晶體管98的基極。來自色純度信號/輝度信號分離電路(圖3)的輝度信號以及NTSC復(fù)合同步信號NTSCSYNC通過NTSC色純度信號塊電路100，輸入晶體管98的基極。在該基極與地之間再接有4.43MHz的陷波電路102。來自同步信號處理電路40的PAL復(fù)合同步信號PALSYNC給到同步信號合成電路50。PAL復(fù)合同步信號PALSYNC通過可變電阻50a輸入晶體管98的基極。同步信號消除器44從同步分離電路36得到NTSC復(fù)合同步信號(水平同步信號Hsync+垂直同步信號Vsync)的反相信號/NTSCSYNC。該反相信號/NTSCSYNC通過可變電阻44a給到晶體管98的基極?？勺冸娮?0a和44a分別用于調(diào)整PAL復(fù)合同步信號PALSYNC和反相信號/NTSCSYNC的振幅電平。
圖9中示出的這種色純度信號/輝度信號合成電路48以及同步信號合成電路50中，在晶體管98的基極上給出輝度信號、NTSC復(fù)合同步信號NTSCSYNC、其反相信號/NTSCSYNC、PAL復(fù)合同步信號PALSYNC以及來自PCR1和PCR2的PAL色純度信號。因此，NTSC復(fù)合同步信號NTSCSYNC以及其反相信號/NTSCSYNC互相抵消，結(jié)果由同步信號消除器44除去了NTSC復(fù)合同步信號NTSCSYNC。另一方面，來自端子PCR1和PCR2的PAL色純度信號與輝度信號混合起來。這時，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整可變電阻96的電阻值R1和R2，可以將PAL色純度信號與彩色同步信號的振幅電平設(shè)定為最佳值。亦即，當(dāng)色同步位置信號BPS為低電平時，從表1中可以得知，從端子PCR1和PCR2輸出相同的相位信號。與此相對，當(dāng)色同步位置信號BPS為高電平時，從表2得知，僅從端PCR1輸出相位信號，在端子PCR2上無信號輸出。因此，由于通常的色純度信號的電平為彩色同步信號的2倍，所以，調(diào)整可變電阻96的電阻值，將彩色同步信號的振幅及PAL色純度信號的振幅設(shè)定成大致相同。這樣，由晶體管98將輝度信號、PAL復(fù)合同步信號PALSYNC和PAL色純度信號合成在一起，經(jīng)由作電平調(diào)整用的可變電阻104，從端子28(圖1)輸出。
如前所述，NTSC制式的場頻率為60Hz，PAL制式的場頻率為50Hz。因此，為了將60Hz的NTSC制式彩色視頻信號變換成50Hz的PAL制式彩色視頻信號，有必要如圖10所示那樣，在相當(dāng)于兩者場掃描周期之差的時間里，停止PPU16(圖2)的工作，使PAL彩色視頻信號不輸出，從而強(qiáng)制設(shè)定垂直消隱期。
亦即，在NTSC制式下，如圖10所示，1個場掃描周期為大約16ms的顯示期加上大約1.3ms的垂直消隱期VBLK，合計為大約17.3ms。與此相對，在PAL制式下，1個場掃描周期約為20ms。但是，將NTSC彩色視頻信號變換成PAL彩色視頻信號時，也有必要將上述顯示期的時間設(shè)定成一定值(約16ms)。因而，如圖10所示，在PAL制式下，有必要設(shè)定大約4ms的垂直消隱期。在本實施例中，在原來的垂直消隱期VBLK(約1.3ms)之外，再設(shè)定大約2.7ms的強(qiáng)制性垂直消隱期VBLK-P，為此，在此期間，由PPU停止控制電路42(圖3)停止PPU時鐘信號PPUCLK，使PPU16(圖2)的動作停止。另一方面，在時鐘脈沖停止期間，PPU16停止動作，因此，即使CPU14要訪問PPU16，也變得不能進(jìn)行。這樣，就妨礙了CPU14的工作。因此，在本實施例中，為了使CPU14在PPU時鐘脈沖停止期間也能訪問PPU16，當(dāng)CPU14訪問PPU16時，就解除PPU時鐘脈沖的停止?fàn)顟B(tài)。
參見圖11，同步信號處理電路40包含HV分離電路106，它得到同步分離電路36輸出的NTSC制式的復(fù)合同步信號NTSCSYNC(Hsync+Vsync)。該HV分離電路106從復(fù)合同步信號NTSCSYNC產(chǎn)生出水平同步信號HSYNC和垂直同步信號/Vsync。水平同步信號Hsync作為H計數(shù)器108的時鐘脈沖，同時，給到或門110的一個輸入。垂直同步信號/Vsync供給H計數(shù)器108的復(fù)位輸入。因而，H計數(shù)器108在每一垂直同步信號/Vsync下復(fù)位，計數(shù)水平同步信號Hsync。H計數(shù)器108的輸出給解碼器112。當(dāng)H計數(shù)器108的計數(shù)值變成與圖10所示約16ms的顯示期相當(dāng)?shù)摹?56”時，解碼器112輸出高電平信號。該信號作為H計數(shù)器108的芯片起動信號，同時輸入D觸發(fā)器(D-FF)114，并且給到分頻器116的復(fù)位端。D-FF14的輸出給到D-FF118的D輸入，同時給到或門120的一個輸入端?；蜷T120的另一輸入端上得到D-FF118的輸出。另外，提供時鐘信號21M作為D-FF114和118的時鐘脈沖，后面的D-FF132和134與此相同。
這樣，或門120中輸入D-FF114的輸出Q和D-FF118的輸出Q。另一方面，H計數(shù)器108計數(shù)到“256”時，解碼器112的輸出，進(jìn)而解碼器114的輸出Q得到處理，響應(yīng)圖13A所示的時鐘信號21M，其高電平被讀入解碼器118。因而，如圖13B所示，在H計數(shù)器108計數(shù)到“256”后的時刻，亦即在顯示期結(jié)束時，從或門120輸出開始停止信號TSS。
時鐘信號21M也給到上述分頻器116。該分頻器116由將時鐘信號21M分頻成1/1364的10比特計數(shù)器構(gòu)成。分頻器116的輸出給Hsync′形成電路122。Hsync′形成電路122包含有解碼器和單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器等，但圖中沒有示出。每當(dāng)分頻器116的計數(shù)器達(dá)到預(yù)定值時，在此時刻，開始停止信號TSS處于高電平，Hsync′形成電路122輸出水平同步信號Hsync B(圖中未示出)。該水平同步信號Hsync B給到上述或門110的另一輸入端，同時作為分頻器124的時鐘脈沖。這樣，因為在或門110中輸入了原來的水平同步信號Hsync和水平同步信號Hsync B，所以原來的水平同步信號被其邏輯或信號即PAL水平同步信號Hsync′所替代。
分頻器124由6比特的計數(shù)器構(gòu)成，計數(shù)水平同步信號Hsync′，其計數(shù)值給Vsync′形成電路126。Vsync′形成電路126與上述Hsync′形成電路一樣，也包含有解碼器和單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，每當(dāng)分頻器124的輸出達(dá)到預(yù)定值，例如達(dá)到“41”(參照圖10)時，在此時刻輸出PAL制式的垂直同步信號Vsync′。來自該Vsync′形成電路的垂直同步信號Vsync′與上述水平同步信號Hsync′一起輸入異或門128。因而，從該異或門128輸出50Hz的PAL制式的復(fù)合同步信號PALSYNC(Vsync′+Hsync′)，給到上述同步信號合成電路50(圖3及圖9)。
但是，來自CPU14的信號60/50為高電平時，亦即，PAL制式的場頻率為60Hz時，就沒必要用復(fù)合同步信號PALSYNC替換復(fù)合同步信號NTSCSYNC，因此，上述H計數(shù)器108和分頻器116被停止了。
分頻器124的計數(shù)值還提供給解碼器130。每當(dāng)分頻器124的計數(shù)值達(dá)到一定數(shù)值，例如達(dá)到“51”，該解碼器130就輸出高電平信號。解碼器130的輸出作為分頻器116的芯片起動信號，同時，給到D-FF132的輸入D。D-FF132的輸出與D-FF134的輸出一起送給或門136。D-FF134的輸入D上給出來自CPU14(圖2)的信號/WE和/200X。亦即，表示CPU14訪問PPU16的信號給予D-FF134。因而，當(dāng)水平同步信號Hsync′計數(shù)至“51”時，或者CPU14訪問PPU16時，或門136輸出圖13C所示成為高電平的結(jié)束停止信號TSE。
如上所述那樣，從或門120輸出的開始停止信號TSS和從或門136輸出的結(jié)束停止信號TSE分別給予圖12所示的RS觸發(fā)器(RS-FF)138的置位輸入S和復(fù)位輸入R。RS-FF138的輸出Q與來自CPU14的信號60/50一起輸入或門140。
從而，如圖13所示，RS-FF138響應(yīng)開始停止信號TSS，進(jìn)行置位，并且響應(yīng)結(jié)束停止信號TSE而復(fù)位。因此，如圖13D所示，輸出Q從開始停止信號TSS起到結(jié)束停止信號TSE為止，保持高電平。因此，當(dāng)信號60/50為低電平時，亦即，在50Hz的PAL制式下，圖13D所示停止信號TSTOP從或門140輸出，如前所述，起到PPU16的時鐘脈沖停止信號的作用。因此，如圖13E所示，來自PPU停止控制電路42(圖3)的PPU時鐘脈沖PPUCLK在停止信號TSTOP期間，不給予PPU16。
上述結(jié)束停止信號TSE只在水平同步信號Hsync′計數(shù)至“51”的時候輸出基本上就可以了，但是，如果不輸出該結(jié)束停止信號TSE，PPU時鐘脈沖PPUCLK如上所述是停止了的。在這狀態(tài)下CPU14不能夠訪問PPU16。因此，在本實施例中，或門136輸入D-FF134的輸出Q。因此，在計數(shù)到預(yù)定數(shù)量的水平同步信號之前，當(dāng)CPU14訪問PPU16時，信號/WE和/200X成為高電平，D-FF134的輸出Q成為高電平，或門136輸出結(jié)束停止信號TSE。
如上所述，圖3所示停止控制電路42控制PPU時鐘脈沖PPUCLK的停止和重新開始，但是，在PPU時鐘脈沖PPUCLK停止期間，即使輸入中斷信號/IRQ，也只輸出高電平的信號/IRQ′，PPU16無法中斷。
這樣，在圖3所示NTSC/PAL變換裝置26中，從整體看，圖14所示的NTSC彩色視頻信號被變換成PAL彩色視頻信號。圖14A示出NTSC全彩色電視信號VNTSC，該信號變換成圖14F所示的PAL全彩色電視信號VPAL。
以上的實施例中就NTSC全彩色電視信號變換成PAL全彩色電視信號的情況作了說明。但是，本發(fā)明也可適用于將NTSC全彩色電視信號變換成SECAM全彩色電視信號的情形。在這種情形下，采用將SECAM制式的彩色視頻信號變換成PAL彩色視頻信號的檢波器，用該檢波器的輸出替代上述實施例中的NTSC彩色視頻信號，給予圖3所示的NTSC/PAL變換裝置26的輸入。
權(quán)利要求
1.一種彩色視頻信號變換裝置，將其色調(diào)處理成相對于第1彩色同步信號的第1色純度信號的相位的第1彩色視頻信號變換成其色調(diào)處理成相對于第2彩色同步信號的第2色純度信號的相位的第2彩色視頻信號，其特征在于，它包括第1時鐘脈沖發(fā)生裝置，產(chǎn)生其頻率與上述第1彩色視頻信號中包含的上述第1色純度信號頻率相關(guān)的第1時鐘脈沖，第2時鐘脈沖發(fā)生裝置，產(chǎn)生其頻率與上述第2彩色視頻信號中包含的上述第2色純度信號頻率相關(guān)的第2時鐘脈沖，相位檢測裝置，根據(jù)上述第1時鐘脈沖，檢測相對于上述第1彩色視頻信號中包含的上述第1彩色同步信號的上述第1色純度信號相位，輸出表示該相位的第1色碼，編碼轉(zhuǎn)換裝置，將來自上述相位檢測裝置的上述第1色碼轉(zhuǎn)換成用于上述第2彩色視頻信號的第2色碼，色純度信號發(fā)生裝置，根據(jù)上述第2時鐘脈沖和第2色碼，產(chǎn)生上述第2彩色視頻信號的第2色純度信號。
2.如權(quán)利要求1所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，它還具有輸入端，第1彩色視頻信號發(fā)生裝置向上述輸入端中輸入上述第1彩色視頻信號，上述第1彩色視頻信號包含有輝度信號、同步信號和上述第1色純度信號;色純度信號抽取裝置，從輸入上述輸入端的上述第1彩色視頻信號中抽取上述第1色純度信號。
3.如權(quán)利要求2所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述相位檢測裝置包含響應(yīng)上述第1色純度信號所含有的上述第1彩色同步信號而復(fù)位，并且計數(shù)上述第1時鐘脈沖的計數(shù)裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述計數(shù)裝置含有在上述第1彩色同步信號前沿復(fù)位并計數(shù)上述第1時鐘脈沖的第1計數(shù)器、和在上述第1彩色同步信號的后沿復(fù)位并計數(shù)上述第1時鐘脈沖的第2計數(shù)器，上述相位檢測裝置含有輸出裝置，該輸出裝置響應(yīng)上述第1色純度信號的第1狀態(tài)，將上述第1計數(shù)器的計數(shù)值作為上述第1色碼輸出，并且響應(yīng)上述第1色純度信號的第2狀態(tài)，將上述第2計數(shù)器的計數(shù)值作為上述第1色碼輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述第1計數(shù)器含有在上述第1彩色同步信號前沿預(yù)置預(yù)定數(shù)據(jù)的第1移位寄存裝置，上述第2計數(shù)器含有在上述第1彩色同步信號的后沿預(yù)置預(yù)定數(shù)據(jù)的第2移位寄存裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述第1和第2移位寄存裝置分別包含響應(yīng)上述第1時鐘脈沖的上升沿而進(jìn)行移位動作的第1移位寄存器，和響應(yīng)上述第1時鐘脈沖的下降沿而進(jìn)行移位動作的第2移位寄存器。
7.如權(quán)利要求2至6中任一項所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述色純度信號抽取裝置包含從上述第1彩色視頻信號分離出上述第1色純度信號和上述輝度信號的信號分離裝置，彩色視頻信號變換裝置還包括將上述色純度信號發(fā)生裝置輸出的上述第2色純度信號及上述輝度信號合成起來的合成裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，還包括將上述合成裝置輸出的合成信號與同步信號合成的同步信號合成裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述信號分離裝置從上述第1彩色視頻信號中將同步信號與上述輝度信號一起分離出來，還具有根據(jù)上述同步信號產(chǎn)生另一同步信號的同步信號發(fā)生裝置，上述同步信號合成裝置將上述合成裝置輸出的合成信號與上述另一同步信號合成。
10.如權(quán)利要求2至9中任一項所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述第1彩色視頻信號發(fā)生裝置包含遵照預(yù)先存儲于外部存儲器中的程序，產(chǎn)生用于游戲目的的第1彩色視頻信號的電子游戲機(jī)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述第1時鐘脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生頻率為上述第1種制式的彩色視頻信號中所包含的色純度信號頻率的N倍的上述第1時鐘脈沖，上述第2時鐘脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生頻率為上述第2種制式的彩色視頻信號中所包含的色純度信號頻率的N倍的上述第2時鐘脈沖。
12.一種彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，它包括從產(chǎn)生包含有同步信號、第1色純度信號及輝度信號的第1彩色視頻信號的第1彩色視頻信號發(fā)生裝置接收上述第1彩色視頻信號的輸入端，從輸入上述輸入端中的上述第1彩色視頻信號中抽取上述同步信號的同步信號抽取裝置，從輸入上述輸入端的上述第1彩色視頻信號中抽取上述第1色純度信號的色純度信號抽取裝置，將上述色純度信號抽取裝置輸出的上述第1色純度信號變換成應(yīng)包含在第2彩色視頻信號中的第2色純度信號的色純度信號變換裝置，根據(jù)上述同步信號抽取裝置輸出的上述同步信號，產(chǎn)生出上述第2彩色視頻信號中所應(yīng)包含的另一同步信號的同步信號發(fā)生裝置，將上述同步信號發(fā)生裝置輸出的上述另一同步信號與上述色純度信號變換裝置輸出的上述第2色純度信號合成的合成裝置，以及停止裝置，在相當(dāng)于上述第1彩色視頻信號的場掃描周期與上述第2彩色視頻信號的場掃描周期之差的時間內(nèi)，停止從上述第1彩色視頻信號發(fā)生裝置向上述輸入端輸入上述第1彩色視頻信號。
13.如權(quán)利要求12所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述第1彩色視頻信號發(fā)生裝置包含依照預(yù)定程序而動作的中央處理單元，以及在上述中央處理單元控制之下響應(yīng)預(yù)定的時鐘脈沖而動作的圖像處理單元，上述停止裝置包含禁止向上述圖像處理單元提供上述預(yù)定的時鐘脈沖的禁止裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的彩色視頻信號變換裝置，其特征在于，上述停止裝置包含在上述中央處理單元訪問上述圖像處理單元時解除由上述禁止裝置形成的禁止?fàn)顟B(tài)的解除裝置。
全文摘要
根據(jù)第1時鐘(21MHz)，由彩色解碼器52將NTSC色純度信號的相位解碼成第1色碼，第1色碼由編碼轉(zhuǎn)換器54變換成表示PAL色純度信號相位的第2色碼，PAL編碼器56根據(jù)第2色碼和第2時鐘(26MHz)，編碼成PAL色純度信號。PAL色純度信號與原來的輝度信號合成，再加上PAL復(fù)合同步信號，得到PAL全彩色電視信號。這樣，無需大容量的幀存儲器及A/D變換器和D/A變換器，就得到了低成本的彩色視頻信號變換裝置。
文檔編號H04N11/20GK1066555SQ9210346
公開日1992年11月25日 申請日期1992年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月9日
發(fā)明者中川克也, 永野正和, 東山潤 申請人:任天堂株式會社