專利名稱：用于自動調(diào)整取樣時鐘相位的視頻信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生同由機(jī)計算機(jī)或類似裝置輸入的模擬視頻信號同步的取樣時鐘的技術(shù)。
由工程工作站、個人計算機(jī)或計算機(jī)顯示終端輸出的視頻信號被作為基于相應(yīng)于顯示屏上的象素的點的模擬信號輸出。
在現(xiàn)有技術(shù)中，視頻信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，之后，通過使用儲存器，運(yùn)算處理電路等使該數(shù)字信號經(jīng)受各種類型的圖象處理，例如信號格式的轉(zhuǎn)換處理，如場頻，寬高比處理等，放大和縮小處理，幀合成處理，圖形轉(zhuǎn)換處理等。
為執(zhí)行上述數(shù)字信號處理，要使用A/D轉(zhuǎn)換處理，以便將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
根據(jù)取樣時鐘確定的時間取樣該模擬視頻信號，并由A/D轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，當(dāng)取樣該模擬視頻信號并由A/D轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號時，該取樣時鐘的相位必須很好地同在該視頻信號上的點的相位同步(下面稱″點相位″)。
如果取樣時鐘的相位并不準(zhǔn)確地與點相位相一致，則在相應(yīng)由白轉(zhuǎn)黑或由黑轉(zhuǎn)白的邊緣部分將頻繁出現(xiàn)模糊的中間灰度，導(dǎo)致圖象質(zhì)量的下降。當(dāng)顯示字母或細(xì)小的圖形時，這種圖象質(zhì)量的下降將特別引人注意。
通常，視頻信號上的點的頻率(下面稱″點頻率″)并不設(shè)置到顯示的水平掃描頻率的整數(shù)倍。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，那些與水平同步信號相位同步并且具有水平掃描頻率整數(shù)倍頻率的信號由一個PLL(鎖相環(huán))電路產(chǎn)生，因此，所產(chǎn)生的取樣時鐘與點頻率的點相位的相位同步。
如上所述，取樣時鐘由PLL控制以便與水平同步信號同步。然而，在實際上，基于該同步同步信號產(chǎn)生的取樣時鐘的相位并不經(jīng)常與點相位的相位同步，這是由于用于將水平同步信號從視頻信號分離出來的同步分離電路的處理延遲(當(dāng)傳輸?shù)耐叫盘柺钳B在視頻信號上時)，由在水平同步信號和通常用不同系統(tǒng)處理的視頻信號之間處理延時差，或者由在傳輸水平同步信號的傳輸電纜的長度和傳輸視頻信號的傳輸電纜的長度之間的差(當(dāng)同步信號獨立于視頻信號傳輸時)而造成的。因此，在這種情況下，要求同步信號或取樣時鐘的相位通過延時線延遲，以便調(diào)整取樣時鐘的相位。
目前，已經(jīng)在分辨率和靈敏度方面改善了在工程工作站中個人計算機(jī)等的視頻信號的顯示，而這種改善促使點頻率增達(dá)150MHz，期待對視頻信號在分辨度和靈敏度方面進(jìn)一步改進(jìn)。此外，如上所述，取樣信號的調(diào)整必須具有足夠的準(zhǔn)確度，這個準(zhǔn)確度至少相應(yīng)于點周期時間的1/10。例如，對于100MHz的點頻率，調(diào)整必須具有1ns的準(zhǔn)確度。
為了輸出視頻信號，任何時候都需要這種相位調(diào)整裝置，并且取樣的同步信號由別的取代，或者改變輸入視頻信號的點頻率的水平掃描頻率。
因此，在普通裝置中，當(dāng)任何時候觀察屏幕上的顯示圖象或其他類似東西的同時，操作員必須調(diào)整取樣時鐘相位，從而改變輸入視頻信號。
此外，對于取樣相位調(diào)整方式，對于所有可能輸入的視頻信號可以考慮事先檢驗取樣時鐘相位的調(diào)整量。然后，甚至對于這種情況，當(dāng)執(zhí)行裝備調(diào)整或觀察新信號時，正當(dāng)觀察屏幕上顯示圖象的同時，對所有視頻信號操作者必須執(zhí)行相位調(diào)整。即，對于取樣時鐘相位的一般調(diào)整技術(shù)具有各種問題，即取樣時鐘相位的調(diào)整麻煩，對于用戶是不方便的，而且要求長的設(shè)備調(diào)整時間。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能更容易更準(zhǔn)確地調(diào)整時鐘相位的視頻信號處理裝置。
為達(dá)到以上目的，按本發(fā)明的視頻信號處理裝置包括轉(zhuǎn)換裝置，用于在基于取樣時鐘的同步下連續(xù)地取樣視頻信號，以便將視步信號轉(zhuǎn)換到多值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，分類裝置，用于連續(xù)地將轉(zhuǎn)換的多值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到具有包含在第一數(shù)值范圍內(nèi)的值的低電平圖象元數(shù)據(jù)組和具有包含在第二數(shù)值范圍內(nèi)的值的高電平象素數(shù)據(jù)組，第二數(shù)值范圍內(nèi)的值比第一數(shù)值范圍的值更高，計算裝置，用于連續(xù)地根據(jù)在經(jīng)分類的低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化，以及在經(jīng)分類的高電平圖象元數(shù)據(jù)組中的高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化計算統(tǒng)計值，以及調(diào)整裝置，用于根據(jù)連續(xù)計算的統(tǒng)計量調(diào)整取樣時鐘的相位，由此降低了該低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化和高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化，其中，代表一幅圖象的視頻信號在基于取樣時鐘的同步下被轉(zhuǎn)換到每個都包含在該圖象中的代表圖象元的多值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的視頻信號處理裝置，一般只要提供視頻處理裝置就能調(diào)整取樣時鐘的相位，作為視頻信號，一個圖象包括圖象元，該圖象元被轉(zhuǎn)換到具有包含在第一數(shù)值范圍內(nèi)的第一指定值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以及被轉(zhuǎn)換到具有包含在第二數(shù)值范圍內(nèi)的第二指定值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
即，在視頻信號處理裝置的分類裝置中，在轉(zhuǎn)換裝置中轉(zhuǎn)換的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被分成具有包含在第一數(shù)值范圍內(nèi)的值的低電平象元數(shù)據(jù)組和具有包含在第二數(shù)值范圍內(nèi)的值的高電平圖象元數(shù)據(jù)組，第二數(shù)值范圍內(nèi)的值比第一數(shù)值范圍的值更高，并在計算裝置中連續(xù)地計算基于在被分類的低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化以及在被分類的高電平圖象元數(shù)據(jù)組中的高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化的統(tǒng)計值。如果在低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化和在高電平圖象元數(shù)據(jù)中的高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化的和被用作該統(tǒng)計值，則當(dāng)取樣時鐘相位被適當(dāng)調(diào)整而不發(fā)生模糊的中間灰度時，該兩個變化值以及其和將成為最小。
因此，能夠根據(jù)該統(tǒng)計值通過調(diào)整取樣時鐘的相位來調(diào)整取樣時鐘的相位，以便降低低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化以及高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化。


圖1為表示按本發(fā)明第一實施例的視頻信號處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖2為表示按本發(fā)明第一實施例的視頻信號處理裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖3A-3E為表示取樣數(shù)據(jù)隨取樣時鐘相位變化的定時圖；圖4A和4B為表示取樣時鐘相位和數(shù)據(jù)值出現(xiàn)頻率之間關(guān)系的曲線；圖5為表示取樣時鐘相位和出現(xiàn)頻率之間的關(guān)系的曲線，(a)表示在白圖象元數(shù)據(jù)平均值和黑圖象元數(shù)據(jù)之間的差的數(shù)據(jù)AT的出現(xiàn)頻率，而(b)表示白圖象元數(shù)據(jù)的變化和黑圖象元數(shù)據(jù)的變化的總變化VT的出現(xiàn)頻率；圖6為表示按本發(fā)明實施例的產(chǎn)生寫入控制電路的取樣時鐘的主要部分的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖7為表示對每種統(tǒng)計值計算過程的流程圖，是在本發(fā)明的第一實施例中執(zhí)行的；圖8為表示按本發(fā)明第一實施例的視頻信號處理裝置的另一結(jié)構(gòu)的方塊圖；以及圖9為表示按本發(fā)明第二實施例的視頻信號處理裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
以下將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
首先將描述本發(fā)明的第一實施例。
圖1表示一種視頻處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它是由按本發(fā)明第一實施例的視頻處理裝置構(gòu)成的。
在圖1中，該視頻信號處理系統(tǒng)包括一視頻信號發(fā)生器19，用于輸出視頻信號，例如工程工作站，個人計算機(jī)或其他形式的計算機(jī)，按第一實施例的一視頻處理裝置18，一顯示器20用于顯示圖象，以及一控制器，用于操作該視頻處理裝置18。
在該結(jié)構(gòu)中，視頻信號發(fā)生器19輸出視頻信號V1和同頻信號S1到視頻處理裝置18。在該第一實施例中，視頻信號V1用電壓值代表在多灰度情況下每個圖象元(點)的顯示亮度。同步信號S1是重疊水平同步信號和垂直同步信號得到的合成信號。
視頻處理裝置18用取樣時鐘取樣該視頻信號V1，該取樣時鐘與從同步信號S1分離出來的水平同步信號同步產(chǎn)生，以便將該視頻信號V1轉(zhuǎn)換到8位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后根據(jù)控制器21的指令對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行圖象處理，再將經(jīng)圖象處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到模擬視頻信號V0，在后同同步信號輸出S0一起將該模擬視頻信號V0輸出到顯示器。當(dāng)與該同步信號輸出S0同步掃描顯示屏?xí)r，顯示器顯示由該視頻信號V0代表的圖象。
當(dāng)調(diào)整取樣時鐘相位時，視頻信號發(fā)生器19輸出代表包括黑白二元值的相當(dāng)細(xì)密的顯示波形的視頻信號V1。當(dāng)調(diào)整該取樣時鐘相位時，這種操作還可以通過預(yù)先儲存用于調(diào)整該取樣時鐘相位的圖形于該視頻信號發(fā)生器19中，然后控制該視頻信號發(fā)生器19輸出代表該儲存圖形的視頻信號來執(zhí)行。另一方面，當(dāng)該視頻信號發(fā)生器19是一工程工作站，一個人計算機(jī)或其他形式的計算機(jī)時，通過由上述裝置備有的鍵盤或類似的東西來輸入字母，則代表在黑背景上的白字母的或在白背景上的黑字母的圖象的視頻信號V1能夠從該視頻信號發(fā)生器輸出。這種按照鍵盤或類似的東西的輸入操作來輸出代表字母的視頻信號的功能通常配備工程工作站，個人計算機(jī)或其他形式的計算機(jī)。
當(dāng)如上所說在代表顯示圖形的視頻信號V1從該視頻信號發(fā)生器輸出啟動之后，操作者通過控制器21指定調(diào)整取樣時鐘相位時，視頻信號處理裝置18調(diào)整在此產(chǎn)生的取樣時鐘的相位并用于輸入的視頻信號V1。經(jīng)調(diào)整之后，視頻信號處理裝置18根據(jù)代表任何從視頻信號發(fā)生器19輸出的圖象的視頻信號V1執(zhí)行圖象處理，然后將經(jīng)圖象處理的視頻信號作為視頻信號V0輸出到顯示器20。
接著，將詳細(xì)描述用于執(zhí)行取樣時鐘相位的視頻信號處理裝置18。
圖2表示視頻信號處理裝置18的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，視頻信號處理裝置18包括輸入端1，用于從例如一工程工作站，一個人計算機(jī)或類似物的視頻信號發(fā)生器19接收輸入視頻信號V1，一輸入端2，用于接收包括輸入視頻信號V1的疊加水平和垂直同步信號的輸入同步信號S1，以及一同步分離電路3，用于將從輸入到2端的信號S1分離的水平和垂直同步信號輸出到寫入控制電路5。當(dāng)輸入同步信號S1為非獨立輸入，以及水平和垂直同步信號疊加在輸入視頻信號V1上時，同步分離電路3從輸入視頻信號V1分離水平和垂直同步信號，然后將這些同步信號輸出到寫入控制電路5。
視頻信號處理裝置18還包括一個A/D轉(zhuǎn)換電路4，用于取樣從寫入控制電路5輸出的與取樣時鐘同步的輸入視頻信號V1，并將該取樣的視頻信號V1轉(zhuǎn)換到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，寫入控制電路5，用于根據(jù)由同步分離電路3輸出的水平同步信號產(chǎn)生取樣時鐘，并根據(jù)該水平和垂直同步信號產(chǎn)生取樣時鐘，并根據(jù)該水平和垂直同步信號產(chǎn)生存儲器寫入控制信號，一存儲器6，其中根據(jù)寫入控制電路5的控制信號寫入來自A/D轉(zhuǎn)換電路4的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，一D/A轉(zhuǎn)換電路7，用于將從存儲器6讀出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號，以及一讀出控制電路8，用于控制存儲器6的數(shù)據(jù)的讀出順序，選擇存儲器6的讀出數(shù)據(jù)以及定時D/A轉(zhuǎn)換電路7的模擬轉(zhuǎn)換，以便使輸出到顯示器20的輸出視頻信號V0變成經(jīng)受預(yù)定圖象處理的一個信號。
視頻信號處理裝置18還包括一微處理器單元(以下稱″MPU″)9，它能讀出存儲器6中的數(shù)據(jù)，一只讀存儲器(以下稱″ROM″)10，其中寫入控制MPU9的程序和數(shù)據(jù)，一隨機(jī)存取存儲器(以下稱″RAM″)11，用于提供為MPU9處理工作的存儲區(qū)域，一輸出端12，在D/A轉(zhuǎn)換電路7中被轉(zhuǎn)換到模擬信號的視頻信號V0由此輸出到顯示器20，一輸出端17，用于輸出同步信號S0到顯示器20，一聯(lián)絡(luò)端16，用于將控制器21的控制信號輸出到MPU9，一非易失存儲器22，用于儲存在相位調(diào)整之后正常的調(diào)整總量數(shù)據(jù)，以及一自激時鐘振蕩電路23。
在這種結(jié)構(gòu)的視頻信號處理裝置中，在寫入控制電路5中根據(jù)來自同步分離電路3水平同步信號產(chǎn)生與該視頻信號點相位和點頻率同步的取樣時鐘。如后面所描述的那樣，在寫入控制電路5中產(chǎn)生的取樣時鐘按MPU9輸出的控制信號CKPH同步改變。
另一方面，由端1輸入的輸入視頻信號V1在A/D轉(zhuǎn)換電路4中與在寫入控制電路5中產(chǎn)生的取樣時鐘同步取樣，然后寫入存儲器6的預(yù)定地址用于每幀、場或行，該寫入操作是根據(jù)由同步分離電路3分離的水平和垂直同步信號按來自寫入控制電路5的控制信號加以控制的。
如上所述，寫入存儲器6的數(shù)據(jù)能由MPU9讀出。MPU9能夠按照指定用于數(shù)據(jù)的一個地址用地址標(biāo)記信號ADR讀出期望從存儲器6讀出的數(shù)據(jù)作為一個信號DAT。MPU9通過使用寫入ROM10的一個程序加以控制，而RAM11被用作工作區(qū)域去執(zhí)行該程序或計算。此外，MPU9按照通過端16從控制21輸入的控制信號確定欲執(zhí)行的處理。
讀出控制電路8控制從存儲器6讀出的數(shù)據(jù)的順序并從存儲器6選擇讀出數(shù)據(jù)讀出，結(jié)果由寫入存儲器6的數(shù)據(jù)所代表的圖象具有相應(yīng)于來自MPU9指令的形式(例如，圖象具有顯示的圖象尺寸)，之后將此數(shù)據(jù)送到D/A轉(zhuǎn)換電路7。此外，如上所述，讀出控制電路8產(chǎn)生并輸出與該讀出操同步的同步信號S0，并與在時鐘產(chǎn)生電路23中產(chǎn)生的讀出時鐘同步地執(zhí)行從存儲器6的讀出操作。
寫入控制電路5和讀出控制電路8根據(jù)MPU9的指令執(zhí)行對存儲器6的寫入控制和讀出控制，由此能夠?qū)崿F(xiàn)各種圖象處理，例如圖象尺寸的放大/縮小，場或幀頻的轉(zhuǎn)。
將描述如上所描述的在視頻處理裝置18中取樣時鐘的相位調(diào)整的細(xì)節(jié)。
現(xiàn)在根據(jù)視頻信號產(chǎn)生器19輸入一試驗圖形作為輸入信號，該試驗圖形包括具有兩個灰度級的信號，例如，一個比預(yù)定電平低的黑信號(0％亮度)，以及一個比預(yù)定電平高的白信號(100％亮度)，而其中，從黑到白和從白到黑的變化將產(chǎn)生有關(guān)的頻率。
圖3A表示代表包括黑(0％亮度)和白(100％亮度)電平信號的試驗圖形的輸入視頻信號V1的波形。當(dāng)輸入視頻信號V1的點相位和取樣時鐘相位彼此的關(guān)系如圖3B所示時，如圖3C所示，每個被取樣的視頻信號的取樣值必須取用0％和100％的任一值。另一方面，如圖3D所示，當(dāng)輸入信號V1的點相位和取樣時鐘相位的關(guān)系位置成圖3D所示那樣時，將產(chǎn)生模糊的中間電平，當(dāng)如圖3E所示那樣產(chǎn)生從黑到白或從白到黑的數(shù)據(jù)變化時，該模糊中間電平既不屬于黑(0％亮度)，也不屬于白(100％亮度)。
圖4A和4B是表示在圖3A中由A/D轉(zhuǎn)換器4取樣并轉(zhuǎn)換輸入視頻信號V1得到的8位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值(橫座標(biāo))與該數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)頻率之間的關(guān)系的頻率曲線。圖4A是當(dāng)取樣時鐘相位適當(dāng)時的頻率曲線。在在情況中，無模糊中間電平的取樣值產(chǎn)生，并且?guī)缀跛邢笏氐闹导性诎?100％亮度)電平(例如，由8位數(shù)據(jù)代表的256個灰度中的″220″)或黑(0％亮度)電平(例如，由8位數(shù)據(jù)代表的256個灰度中的″16″)。因此，該情況的頻率曲線如圖4A所示那樣具有包括兩個尖峰的特點。
另一方面，當(dāng)取樣時鐘相位不適當(dāng)時，如圖4B所示那樣，具有模糊等級的取樣值的出現(xiàn)頻率增加，這樣白等級和黑等級值的峰值就緩和，使得具有白和黑電平值之間的中間值的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)頻率增加。
按照該實施例，取樣時鐘的相位在考慮這些數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)頻率分布的條件下進(jìn)行調(diào)整(數(shù)據(jù)具有中間電平值)。
因此，MPU9計算數(shù)據(jù)值的平均值，變化等這樣的統(tǒng)計值，以便調(diào)整取樣時鐘相位。
首先將描述計算每個統(tǒng)計值的MPU9的操作。
使輸入視頻信號V1通過經(jīng)受A/D轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)據(jù)由寫入控制電路5控制而寫入到存儲器6的每場或每行的預(yù)定的地址。因此，MPU9能夠通過設(shè)置地址標(biāo)記信號ADR于一適當(dāng)值從存儲器6連續(xù)地隨數(shù)據(jù)信號DAT讀出除輸入視頻信號V1的水平消隱周期以及垂直消隱周期以外的有效象素區(qū)域的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)存儲器6具有一場或幀容量時，能夠提供輸入圖象的一幀中的任意圖象元數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)存儲器6是一個行存儲器時，能提供一行中任意有效象素數(shù)據(jù)，MPU9只提供儲存在存儲器6中的有效圖象元的數(shù)據(jù)。
即，例如，MPU9控制地址標(biāo)記信號ADR從包括水平方向1280個象素和垂直方向1024行的有效區(qū)域裝入RAM11在該幀中心部分上的第512行上的1024個圖象元。對于所有數(shù)據(jù)值計算數(shù)據(jù)量，例如，像值″0″的數(shù)據(jù)量等于h(0)，值″1″的數(shù)據(jù)量等于h(1)，值″2″的數(shù)據(jù)量等于h(2)，…，值″255″的數(shù)據(jù)量等于h(255)，以及這樣得到的頻率曲線h(i)在RAM11中進(jìn)行比較。在這樣得到的頻率曲線的基礎(chǔ)上，各種統(tǒng)計值，例如黑電平圖象元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總數(shù)TB，白電平圖象元的數(shù)據(jù)總數(shù)TW，黑電平圖象元數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)B，白電平圖象元數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)W，黑電平圖象元數(shù)據(jù)的變化VB以及白電平圖象元數(shù)據(jù)的變化VW按照等式(1)-(8)計算，并進(jìn)而計算白電平圖象元數(shù)據(jù)和黑電平圖象元數(shù)據(jù)平均值之間的差A(yù)T(以下稱″平均差A(yù)T″)以及白電平和黑電平圖象元數(shù)據(jù)的變化值的和(以下稱″總變化VT″)。這里，白電平圖象元數(shù)據(jù)意指等于或大于″128″的那些值的數(shù)據(jù)7而黑電平圖象元數(shù)據(jù)意指等于或小于″127″的那些值的數(shù)據(jù)。TB=Σi=0127h(i)…(1)]]>TW=Σi=128255h(i)…(2)]]>AB=1TBΣi=0127h(i)·i…(3)]]>AW=1TWΣi=128255h(i)·i…(4)]]>AT＝AW-AB ...(5)VB=1TBΣi=0127h(i)·i2-AB2…(6)]]>VW=1TWΣi=128255h(i)·i2-AW2…(7)]]>VT＝VB+VW ...(8)
變化值的一般定義由使用如等式(6)和(7)中所示的平方計算給出的，然而可以用如等式(9)和(10)所示的絕對值計算來簡化這種計算處理。這可縮短計算時間，并增加調(diào)整處理的速度。VB=1TBΣi=0127h(i)·|i-AB|…(9)]]>VW=1TWΣi=128225h(i)·|i-AW|…(10)]]>以上說明是在由MPU9執(zhí)行的各統(tǒng)計值的計算操作基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
平均差A(yù)T相應(yīng)在白等級圖象元數(shù)據(jù)的平均值和黑電平圖象元數(shù)據(jù)的平均值之間的差。當(dāng)取樣時鐘相位最佳時，在白電平和黑電平值之間不存在模糊中間值的數(shù)據(jù)，這樣平均值A(chǔ)T成為最大值。如果取樣時鐘相位偏移最佳狀態(tài)，具有中間值的數(shù)據(jù)的系數(shù)增加，而白電平圖象元數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)W和黑電平圖象元數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)B彼此接近，致使平均差減小。
總變化VT相應(yīng)白電平圖象元數(shù)據(jù)變化值VW與黑電平圖象元數(shù)據(jù)的變化值VB的和。當(dāng)取樣時鐘相位為最佳，并且所有數(shù)據(jù)集中在代表″白″(例如，220)的值和代表″黑″(例如，16)的值上時，每個白電平圖象元數(shù)據(jù)和黑電平圖象元數(shù)據(jù)的變化等于零，這樣總變化VT為最小值。如果取樣時鐘相位偏移最佳狀態(tài)，每個黑電平圖象元數(shù)據(jù)和白電平圖象元數(shù)據(jù)分布將擴(kuò)展，使變化值的和VT增加。
圖5表示平均差A(yù)T和總變化VT相對于取樣時鐘相位的變化。如圖5所示(在這些曲線的中心部分)，當(dāng)取樣時鐘相位最佳時，平均差A(yù)T最大，而變化值VT最小。隨著取樣時鐘的相位的變化，最大和最小值周期性地交替出現(xiàn)。當(dāng)取樣時鐘相位偏移最佳相位時，平均差A(yù)T減小，而總變化VT增加。
然而，當(dāng)取樣時鐘相位和輸入視頻信號V1的點相位之間的相位關(guān)系超過180°時，平均差A(yù)T增加，而總變化VT減小，這是由于取樣時鐘相位接近相鄰點的最佳取樣時鐘相位。
以下將描述如上所述的當(dāng)計算統(tǒng)計值時MPU9調(diào)整取樣時鐘相位的操作。
在啟動從視頻信號產(chǎn)生器19輸入如圖4A所示的黑和白圖形的輸入視頻信號V1輸入之后，根據(jù)通過聯(lián)絡(luò)端16來處控制器21的調(diào)整取樣時鐘的指令，MPU9首先存儲器6讀出數(shù)據(jù)，以便計算平均差A(yù)T和總變化VT(第一)，之后，根據(jù)來自該MPU9的控制信號CKPH在寫入控制電路5中產(chǎn)生的取樣時鐘的相位按照指定的方向(例如正方向)變化。在該狀態(tài)下，在A/D轉(zhuǎn)換器4中取樣并進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)再次從存儲器6讀出，以便計算平均差A(yù)T和總變化VT(第二)。
當(dāng)平均差A(yù)T增加而總變化VT減小時，取樣時鐘的相位進(jìn)一步按同一方向偏移(正方向)。因此，在A/D轉(zhuǎn)換器4中被取樣并進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)連續(xù)地由其相位變化的取樣時鐘從存儲器6讀出。在平均差A(yù)T增加而總變化VT減小的時候，取樣時鐘的相位連續(xù)變化。在平均差A(yù)T的變化被調(diào)整減小，而總變化VT的變化被調(diào)整增加的階段，恰好取樣時鐘的在先相位被視作為合適的相位，而在結(jié)束這種調(diào)整之后，根據(jù)控制信號CKPH，取樣時鐘相位被設(shè)置到該合適的相位。
相反地，當(dāng)在第二次計算平均差A(yù)T和總變化VT狀態(tài)中，如果同第一次計算相比平均差A(yù)T更加減小而總變化VT更增加時，取樣時鐘的相位從初始設(shè)定值變化到相反方向(負(fù)方向)，而當(dāng)平均差A(yù)T增加總變化減小時，取樣時鐘的相位連續(xù)變化。在平均差A(yù)T的變化被調(diào)整到減小，而總變化VT的變化被調(diào)整增加的階段，恰好取樣時鐘的在先相位被視作為合適的相位，而在結(jié)束這種調(diào)整之后，根據(jù)控制信號CKPH，取樣時鐘的相位被設(shè)置到該合適的相位。
在這種情況中，如果對于提供最小總變化VT或最大平均差A(yù)T的取樣時鐘相位連續(xù)存在多點，則在該連續(xù)部分的中間點的取樣時鐘相位可以視作為一合適的相位。
當(dāng)結(jié)束這種調(diào)整時，MPU9將取樣時鐘的相位的調(diào)整總量儲存到非易失性存儲器22中，用它可以得到計算的合適的相位。非易失性存儲器22是例如一種EEPROM，一種閃爍存儲器或類似物，其中甚發(fā)電源斷開時不遺失儲存內(nèi)容。
當(dāng)電源斷開然后再接通時，MPU9讀出儲存在非易失性存儲器22中的相位的調(diào)整總量，并根據(jù)控制信號CKPH設(shè)置該調(diào)整總量到寫入控制電路。
下面將按照來自MPU9的控制信號描述用于調(diào)整取樣時鐘相位的寫入控制電路5的結(jié)構(gòu)。
圖6表示在寫入控制電路5中用于產(chǎn)生取樣時鐘的單元結(jié)構(gòu)。
在圖6中，標(biāo)號51表示延遲電路，用于延遲由同步分離電路3分離的水平同步信號HD，延遲時間由相位控制信號CKPH設(shè)定，標(biāo)號52表示相位比較器，如以下要描述的，用于比較在由延遲電路51延遲的信號R和分頻器55的輸出V之間的相位，標(biāo)號53表示環(huán)路濾波器，用于平滑相位比較器52的輸出，以便得到理想的響應(yīng)特性，標(biāo)號54表示壓控振蕩器(以下稱作″VCO″)，用于根據(jù)環(huán)路濾波器53的輸出產(chǎn)生具有可變振蕩頻率的SYSCLK，以及標(biāo)號55表示分頻器，用于按M分頻SYSCIK，然后將被分頻的SYSCLK輸入到相位比較器52。
在圖6中，相位比較器52，環(huán)路濾波器53，VCO54和分頻器55構(gòu)成一個PLL，相位比較器的兩個輸入信號R和V在所有時間被指定同相。因此，VCO54的輸出SYSCLK的頻率是水平同步信號的M倍，并且和延遲電路的輸出R相位同步。該SYSCLK被用作寫入控制電路和系統(tǒng)時鐘。此外，該系統(tǒng)時鐘被用作A/D轉(zhuǎn)換的取樣時鐘，或者該取樣時鐘可以由在除法器55中使系統(tǒng)時鐘經(jīng)受分頻而產(chǎn)生。在這種情況中，除法器55由信號V重置，使得在信號V和取樣時鐘之間的相位關(guān)系在所有時間保持固定。
水平同步信號HD與輸入視頻信號V1的點相位保持固定的相位關(guān)系。最初用于取樣時鐘的SYSCLK與相位比較器的輸入R相位同步。因此在視頻信號和取樣時鐘之間的相位關(guān)系能夠在延遲電路51中根據(jù)控制信號CLKPH隨著改變水平同步信號HD和相位比較器的輸入R之間的相位關(guān)系而變化。延遲電路51能夠使用具有按控制信號CLKPH轉(zhuǎn)換的多個抽頭的LC延遲器。
在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，水平同步信號HD由延遲電路51延遲，以便改變SYSCLK的相位。如果延遲電路51插在圖6的A或B位置處能得到同樣的效果。然而當(dāng)延遲電路插在圖6位置A處時，需要具有寬帶的昂貴的延遲線，這是由于必須延遲具有數(shù)+MHz-數(shù)百M(fèi)Hz的SYSCLK。通常，水平同步信號具有數(shù)+KHz到約100KHz的頻率，這樣圖6的結(jié)構(gòu)不需要寬帶的延遲線。另一方面，當(dāng)延遲電路插在圖6B處時，對系統(tǒng)的響應(yīng)和穩(wěn)定性可能有不良影響，這是由于一個可變延時電路插在閉合的PLL環(huán)中的緣故。
如上所述，按第一實施例，平均差A(yù)T和總變化VT連續(xù)地在MPU9中計算，并且通過用相位控制信號CKPH控制寫入控制電路5，能調(diào)整取樣時鐘的相位而得到初始值的最佳取樣點，而在該點上平均差A(yù)T最大，總變化VT最小。因此，可防止由于相位偏移而在邊緣部分產(chǎn)生具有模糊中間灰度的圖象元，并可防止字母和細(xì)密圖形的圖象質(zhì)量方面的降低。
此外，MPU9的處理是由寫入ROM10的處理程序?qū)崿F(xiàn)的。因此，取樣時鐘相位能自動調(diào)整到最佳值而無需操作員工作，即通過從視頻信號產(chǎn)生器19產(chǎn)生代表一預(yù)定試驗圖形的視頻信號，并從控制器21向MPU9給出啟動調(diào)整取樣時鐘相位的指令而自動進(jìn)行。
此外，在其上得到最佳時鐘相位的相位調(diào)整總量被儲存在非易失性存儲器22中，并且當(dāng)電源接通時它被復(fù)原。因此沒有必要在每啟動視頻信號系統(tǒng)時產(chǎn)生代表試驗圖形的視頻信號并指令啟動相位調(diào)整。
假定指定如上所描述的第一實施例的視頻信號處理系統(tǒng)以及由此從用于輸出不同視頻信號的多個視頻產(chǎn)生器19輸出的多個視頻信號選擇其一個信號輸入到視頻信號處理裝置18。在該情況下，當(dāng)水平頻率或點頻率不同的多個視頻信號之一信號從視頻信號發(fā)生器19輸入到視頻信號處理裝置18時，如上所述取樣時鐘相位的調(diào)整被預(yù)先加到所有可能輸入的視頻信號。在該情況下，所得最佳調(diào)整總量被儲存在非易失性存儲器22中用于每個視頻信號，而在當(dāng)輸入視頻信號處理裝置的視頻信號被轉(zhuǎn)換時的那個時間，根據(jù)控制器21的指令，通過MPU9，用于被轉(zhuǎn)換(新的)的視頻信號而得到的并儲存在非易失性存儲器22中的調(diào)整總量被設(shè)置作為在寫入控制電路5中用于取樣時鐘的調(diào)整總量。對于這樣的操作，對多個視頻信號的取樣時鐘相位的調(diào)整量能自動執(zhí)行而很少需要操作員參與。
此外，MPU9，RPM10和RAM11在圖2中在結(jié)構(gòu)上是獨立的和分開的單元，然而，這些單元可以設(shè)計在一微處理器芯片上，因此ROM或RAM設(shè)置在MPU中。
在上述實施例中，要求計算平均差A(yù)T和總變化VT的數(shù)據(jù)的總數(shù)每行等于1024個。該總數(shù)按對視頻信號處理系統(tǒng)要求的性能特性可以增減。例如，該總數(shù)可以進(jìn)一步增加(例如到2048)。對該情況，平均差A(yù)T和總變化VT能計算得更準(zhǔn)確。另一方面，該總數(shù)可以減小(例如到512)。在該情況下，在MPU9中的計算總數(shù)能夠減小，調(diào)整處理能在高的速度上執(zhí)行。
此外，可以采取這種方法，首先用其數(shù)量被設(shè)置到相當(dāng)小的參考數(shù)據(jù)執(zhí)行粗調(diào)，然后該數(shù)據(jù)參考數(shù)量增加，以便執(zhí)行細(xì)調(diào)，由此能在保持精確度的同時高的速度執(zhí)行處理。
在位置是處在包括白圖象元和黑圖象元的區(qū)域內(nèi)以及代表具有從白到黑或從黑到白的圖形的情況下，MPU9能夠從存儲器6得到屏幕上任何位置的數(shù)據(jù)。例如，在品質(zhì)變壞易明顯發(fā)生的屏幕的中心位置上的取樣遺漏的發(fā)生能夠通過用相應(yīng)在屏幕中心一區(qū)域中的該圖象元的數(shù)據(jù)使取樣時鐘相位最佳來充分地加以抑制。
在上述實施例中，輸入視頻信號V1被轉(zhuǎn)換到8位(256個灰度)數(shù)據(jù)。黑(0％亮度)相應(yīng)數(shù)據(jù)值″16″，而白(100％亮度)相應(yīng)數(shù)據(jù)值″220″，所有數(shù)據(jù)用設(shè)置到邊界(閾)值的數(shù)據(jù)值″128″分成黑電平圖象元數(shù)據(jù)和白電平圖象元數(shù)據(jù)。然而，為更精密地執(zhí)行處理，分類閾值能設(shè)置到介于黑和白數(shù)據(jù)值之間的中間數(shù)據(jù)值(16+220)/2＝118。在此情況下，如果從存儲器6讀出的數(shù)據(jù)值小于118等級，黑電平圖象元數(shù)據(jù)總數(shù)TB遞增″1″，黑電平圖象元數(shù)據(jù)平均AB加到該數(shù)據(jù)值，而黑電平圖象元數(shù)據(jù)變化VB加到該數(shù)據(jù)值的平方。另一方面，如果數(shù)據(jù)值約118，白電平圖象元數(shù)據(jù)總數(shù)TW遞增″1″，白電平圖象元數(shù)據(jù)平均AW加到該數(shù)據(jù)值，而白電平圖象元數(shù)據(jù)變化VW加到該數(shù)據(jù)的平方。換句話說，屬于指定數(shù)據(jù)值范圍的圖象元數(shù)據(jù)可以判斷為白電平或電平級圖象元。例如0-31的數(shù)據(jù)可以處理成黑電平圖象數(shù)據(jù)，而204-235的數(shù)據(jù)可處理成白電平圖象元數(shù)據(jù)。如上所述的A/D轉(zhuǎn)換器的量化位數(shù)，用于分類進(jìn)入黑和白數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)值.用于判斷圖象元數(shù)據(jù)是否為白電平圖象元數(shù)據(jù)或黑電平圖象元數(shù)據(jù)的閾值(邊界)數(shù)據(jù)并不限制到如上所述的值，在取樣時鐘相位能夠用這些值很好地調(diào)整的情況下可以使用任何值。
此外，在如上所述實施例中，當(dāng)由于取樣時鐘的噪聲或時間漲落而得不到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)值時，在相同位置上的數(shù)據(jù)值可以在某些范圍上平均，以便使用該平均值作為數(shù)據(jù)值，由此取樣時鐘相位能以更高的精度加以調(diào)整。
在上述實施例中，所有從存儲器6讀出的數(shù)據(jù)在由MPU9計算頻率特性h(i)的計算過程中可不必儲存在RAM中。即，代表灰度L的量的數(shù)據(jù)排列h(L)可以響應(yīng)具有從存儲器6讀出的灰度L的數(shù)據(jù)連續(xù)遞增″1″。因此，足以充分的是在RAM11中儲存數(shù)據(jù)排列，該數(shù)據(jù)排列是用于儲存代表每個灰度量的數(shù)據(jù)h(L)以及它們的哪個量是等于該灰度的量。按此結(jié)構(gòu)，使用小容量的RAM11能處理大量的數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)用于處理的數(shù)據(jù)總量增加時，不必極大地增加存儲器的容量。
在上面實施例中，足以充分的是當(dāng)所有圖象元集中在一個能夠儲存的等級上時，提供2個字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū)域，每個區(qū)域具有最大數(shù)據(jù)量(1024)的容量，以及它們的哪個量是等于數(shù)據(jù)值的量(例如當(dāng)數(shù)據(jù)值由8位表示時是256)。即，當(dāng)數(shù)據(jù)量等于65535或稍小(能由2個字節(jié)表示)時，約512個字節(jié)(＝2×256)可以用于計算和儲存頻率曲線h(i)。
在上述實施例中，MPU9根據(jù)平均差A(yù)T最大而總變化VT最小的那個點被視作最佳取樣時鐘相位的假定執(zhí)行取樣時鐘相位的調(diào)整。可以執(zhí)行這種調(diào)整使得只有平均差A(yù)T和總變化VT之一是最大或最小。
即，如圖5所示，平均差A(yù)T是有這樣一種特性，就是在最佳相位附近它適度地變化，而在相位被偏移180°的部分變化較迅速。另一方面，總變化VT具有這樣一種特性，就是在最佳相位附近變化迅速，而在相位偏移180°的部分變化適度?？紤]到總變化VT的特性，可調(diào)整取樣時鐘相位使得其在最佳相位附近靈敏度更高的總變化VT為最小。特別地，當(dāng)在如上所述的第二計算中平均差A(yù)T大于在第一計算中的計算值或者總變化VT小于在第一計算中的計算值時，如像上述的計算那樣，取樣時鐘相位連續(xù)地按相同方向變化。當(dāng)平均差A(yù)T增加或總變化VT減小時，取樣時鐘相位連續(xù)變化。如果總變化VT的變化開始增加，取樣時鐘相位被設(shè)置到正好以前的相位而完成調(diào)整處理。相反地，當(dāng)在第二計算中平均差A(yù)T小于第一計算的計算值或總變化VT大于第一計算的計算值時，取樣時鐘相位變化到以前計算的相反方向。當(dāng)平均差A(yù)T增加或總變化VT減小時，取樣時鐘相位按相反方向連續(xù)變化。如果總變化VT的變化開始增加，取樣時鐘相位被設(shè)置到正好以前的取樣脈沖相位而完成調(diào)整處理。
此外，如果連續(xù)存在取樣時鐘相位提供最小總變化VT的多個點，則在該連續(xù)部分的中間點被處理為合適的相位。
在上述實施例中，頻率曲線h(L)根據(jù)存儲器6中的數(shù)據(jù)作出的，而平均差A(yù)T和總變化VT是根據(jù)該頻率曲線h(L)計算的。然而，該平均差A(yù)T和總變化VT可以直接通過計算由存儲器6讀出的數(shù)據(jù)的累積值和該值平方的累積值進(jìn)行計算。這種計算可以由圖7所示的處理執(zhí)行。即，首先，″0″被設(shè)置為對于每個黑電平圖象元數(shù)據(jù)量TB，白電平圖象元數(shù)據(jù)量TW，黑電平圖象元數(shù)據(jù)平均AB，白電平圖象元數(shù)據(jù)平均AW，黑電平圖象元數(shù)據(jù)變化VB以及白電平圖象元數(shù)據(jù)變化VW的初始值(步驟1101)。一數(shù)據(jù)從存儲器6讀出，該數(shù)據(jù)的值被設(shè)置為D(步驟1102)。在步驟1103，D同128相比較。如果D小于128，黑電平圖象元數(shù)據(jù)量TB遞增″1″，黑電平圖象元數(shù)據(jù)平均AB同該數(shù)據(jù)值相加，而黑電平圖象元數(shù)據(jù)變化VB同該數(shù)據(jù)值的平方相加(步驟1104)。
另一方面，如果D超過128，白電平圖象元數(shù)據(jù)是TW遞增″1″，白電平圖象元數(shù)據(jù)平均AW加到該數(shù)據(jù)值，而白電平圖象元數(shù)據(jù)變化VW加到該數(shù)據(jù)值的平方(步驟1105)。
以上處理(步驟1102-1105)是根據(jù)所有由存儲器6讀出的數(shù)據(jù)執(zhí)行的。如果對于數(shù)據(jù)的這種處理完成(步驟1106的判斷為YES)，黑電平圖象元數(shù)據(jù)的總量被設(shè)置到TB，白電平圖象元數(shù)據(jù)的總量被設(shè)置到TW，白電平圖象元數(shù)據(jù)的累積值被設(shè)置到AW，而黑電平圖象元值的累積值被設(shè)置到AB，此外，白電平圖象元數(shù)據(jù)的平方的累積值被設(shè)置到VW，而黑電平圖象元數(shù)據(jù)的平方的累積值被設(shè)置到VB。每個黑電平圖象元數(shù)據(jù)平均AB和白電平圖象數(shù)據(jù)平均AW都可以通過將其數(shù)據(jù)累積值除以其數(shù)據(jù)量進(jìn)行計算，而每個黑電平圖象元數(shù)據(jù)變化VB和白電平圖象元數(shù)據(jù)變化VW能通過將其數(shù)據(jù)的平方的累積值除以其數(shù)據(jù)量然后從其減去平均值的平方進(jìn)行計算。此外，平均差A(yù)T和總變化AT能由下式計算AT＝AW＝AB，VT＝VW+VB因此，通過使用上述AT和VT值，能控制取樣時鐘相位到最佳值。
此外，上述實施例涉及到用于處理表示多灰度級亮度的一個系統(tǒng)的視頻信號的視頻信號處理裝置18。然而，按第一實施例的該視頻信號處理裝置為可應(yīng)用來處理例如R.G.B或Y，R-Y，BY三個系統(tǒng)的視頻信號。
在該情況中，數(shù)據(jù)基準(zhǔn)(reference)只在一個系統(tǒng)例如G或Y系統(tǒng)的信號上執(zhí)行，在該系統(tǒng)上，能量易于集中，并且在該系統(tǒng)中圖象品質(zhì)下降更為顯著，取樣時鐘相位被最佳化，并且該取樣在同一相位被加到其他的系統(tǒng)，例如G或Y。
此外，數(shù)據(jù)基準(zhǔn)可以獨立地在該三個系統(tǒng)上執(zhí)行，以便取樣時鐘相位最佳化。在該情況下，MPU9，ROM10，RAM11等可共同用于該三個系統(tǒng)，而取樣相位的最佳化連續(xù)地和單獨地在R、G和B(或Y，R-Y，B-Y)的每一個系統(tǒng)上按此順序執(zhí)行。在該情況下，如圖6中所示的三個PLLs可以分別配置到三個系統(tǒng)。然而，替代該方式，可以只提供一個PLL，圖6的SYSCLK分流到三個系統(tǒng)，而延遲電路51被獨立地提供給該三個系統(tǒng)的每一個系統(tǒng)，該電路51用相應(yīng)來自MPU9的控制信號的一延遲總量獨立地用于延遲分支系統(tǒng)的每個系統(tǒng)的SYSCLK。這種結(jié)構(gòu)相應(yīng)于該延遲電路51配置在圖6點A的結(jié)構(gòu)。
替代上述方式，可以使用共同用于三個系統(tǒng)的具有大延遲總量步進(jìn)(1-5ns)的延遲電路執(zhí)行粗調(diào)整，SYSCLK被分流到三個系統(tǒng)，并提供具有細(xì)密步進(jìn)(0.25ns)的能獨立控制每個分支系統(tǒng)的SYSCLK的延遲電路。
此外，可以在該三系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)上執(zhí)行最佳取樣時鐘相位的調(diào)整，例如，可以執(zhí)行取樣時鐘相位的調(diào)整，使三系統(tǒng)的總變化值VT的和為最少。
當(dāng)取樣時鐘相位的調(diào)整在這三個系統(tǒng)上執(zhí)行時，表示一試驗圖形的視頻信號在調(diào)整取樣時鐘相位時被用作輸入視頻信號，該試驗圖形包括兩個電平的視頻信號，用作所有R，G，和B(或Y，R-Y，B-Y)的視頻信號，一個電平設(shè)置到低于50％電平的電平(例如0％)，而另一電平設(shè)置到高于100％電平的電平(例如100％)，并且頻繁地從低電平到高電平或從高電平到低電平變化。
圖8表示當(dāng)對于所有R、G、B三系統(tǒng)的數(shù)據(jù)取樣相位被設(shè)置到最佳時鐘相位時該視頻信號處理裝置18的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，MPU9存取配置到三系統(tǒng)R，G，和B的三存儲器6R，6G和6B，以便讀出每個數(shù)據(jù)，并通過控制信號CLKPH調(diào)整由寫入控制電路5產(chǎn)生的取樣時鐘的相位，使三系統(tǒng)的總的變化值VT的和為最小。
有一種情況，在那里MPU9的操作頻率被設(shè)置得低于該視頻信號的點頻率，或者在取入數(shù)據(jù)之后由于對在MPU9中執(zhí)行的計算處理要求的時間，在一場(或一幀)或一行期間中不能取得如上所說的計算統(tǒng)計值處理所要求的所有圖象元數(shù)據(jù)。對于這種情況，一新場(或幀)或行的數(shù)據(jù)被連續(xù)地從A/D轉(zhuǎn)換器4寫入存儲器6。然而如果其某些圖形每場(或幀)或行是重復(fù)的試驗圖形被用在視頻信號產(chǎn)生器中，則當(dāng)場或行更新時，數(shù)據(jù)值是不變的，由此要求的數(shù)據(jù)能取入MPU 9。此外，當(dāng)為了處理初始信號而存取存儲器6與為了將數(shù)據(jù)取入MPU9而存取存儲器6相并行時，則數(shù)據(jù)存取，信號處理可備有優(yōu)先權(quán)。另一方面，在不執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入存儲器6的操作的水平或垂直消隱周期，數(shù)據(jù)可以從存儲器6讀出。
將描述本發(fā)明的第二實施例。
圖9表示圖1中所示的該視頻信號處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
在圖9中，該視頻信號處理裝置一輸入端1，用于視頻信號V1，一輸入端2，用于同步信號，一同步分離電路3，一A/D轉(zhuǎn)換器4，用于將輸入視頻信號V1轉(zhuǎn)換到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，一D/A轉(zhuǎn)換器7，以及一輸出端12，用于將視頻信號V0輸出到顯示器20。這些元件與第一實施例的視頻信號處理電路(見圖2)中由同樣標(biāo)號表示的元件相同。
該視頻信號處理裝置還包括一寫入控制電路5，用于根據(jù)來自同步分離電路3的同步信號產(chǎn)生同步時鐘和存儲器寫入控制信號，一串——并轉(zhuǎn)換電路(以下稱“S/P轉(zhuǎn)換電路”)13，用于將來自A/D轉(zhuǎn)換器4的數(shù)據(jù)分成進(jìn)入兩個裝置的各具有半速度的信號并將該信號輸出，寫入存儲器6a和6b，用于根據(jù)來自寫入控制電路5的控制信號儲存具有半速度的數(shù)據(jù)，一半一串轉(zhuǎn)換電路(以下稱“P/S轉(zhuǎn)換電路”)14，用于將從存儲器6a，6b讀出的兩個系統(tǒng)的信號(數(shù)據(jù)合成為具有兩個裝置信號的兩倍速度的一個裝置的一個信號，一讀出控制電路8，用于控制存儲器6a，6b，D/A轉(zhuǎn)換電路7，等。結(jié)果其輸出信號具有預(yù)定的形狀，一轉(zhuǎn)換電路17，用于根據(jù)來自MPU9的控制轉(zhuǎn)換S/P轉(zhuǎn)換電路13的兩個輸出，一緩沖存儲器15，用于接收S/P轉(zhuǎn)換電路的輸出數(shù)據(jù)的一個裝置的信號，該S/P轉(zhuǎn)換電路由轉(zhuǎn)換電路17和被指定來從緩沖存儲器15提供數(shù)據(jù)的MPU9進(jìn)行選擇，一ROM10，用于儲存程序和用于控制MPU9的數(shù)據(jù)，一RAM11用于對MPU9的處理工作提供存儲區(qū)域，以及一聯(lián)絡(luò)端16，用于將來自處部控制器21的控制信號輸入到MPU9。
在由圖9表示的第二實施例的結(jié)構(gòu)中，第實施例的存儲器6由用于兩個裝置的S/P轉(zhuǎn)換電路13，S/P轉(zhuǎn)換電路14和存儲器6a和6b所取代。圖9所示結(jié)構(gòu)與第一實施例的差別在于，MPU9不是從存儲器6，而是通過緩沖存儲器15讀出由A/D轉(zhuǎn)換4轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
在這種結(jié)構(gòu)中，由A/D轉(zhuǎn)換器4轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)由S/P轉(zhuǎn)換電路13分成兩個裝置的具有半速的數(shù)據(jù)。例如，連續(xù)輸入的數(shù)據(jù)被分成一奇數(shù)圖象元數(shù)據(jù)組和一偶數(shù)圖象元數(shù)據(jù)組，每個這些數(shù)據(jù)組被作為具有兩倍時間寬度的一數(shù)據(jù)序列輸入到存儲器6a(6b)中。
因此，存儲器6可以運(yùn)行在A/D轉(zhuǎn)換器4的取樣時鐘的時鐘頻率的一半上。因此，甚至當(dāng)視頻信號V1在第一實施例的兩倍頻率上取樣時，存儲器6a和6b可以由與第一實施例運(yùn)行頻率相同的存儲器構(gòu)成。即，在缺乏更高工作頻率的存儲器的情況下能夠得到與視頻信號匹配并具有高分辨率的視頻信號處理裝置18。
在P/S轉(zhuǎn)換電路14中，由S/P轉(zhuǎn)換電路13分開的兩裝置的信號被合成為一個裝置的信號，并如圖1所示的第一實施例那樣作為相同類型的一個裝置信號輸出到D/A轉(zhuǎn)換器7。
其他的信號流類似于圖1所示的第一實施例。然而，寫入控制電路5和讀出控制電路8控制存儲器6a和6b兩者的寫入和讀出操作。
緩沖存儲器15儲存通過轉(zhuǎn)換電路17的屬于由S/P轉(zhuǎn)換電路13分開的數(shù)據(jù)序列之一的有效圖象元的數(shù)據(jù)。這時，輸入到該緩沖存儲器15的信號的速度由S/P轉(zhuǎn)換電路13降低，這樣，一個低速度的存儲器元件能用作緩沖器15。
在某一時間輸入并儲存在緩沖存儲器15的數(shù)據(jù)被限制在如上所描述的被分開的兩個裝置的數(shù)據(jù)序列之一的數(shù)據(jù)。但是，如果選擇的數(shù)據(jù)序列能夠由轉(zhuǎn)換電路17進(jìn)行轉(zhuǎn)換，屬于相應(yīng)偶數(shù)圖象元或奇數(shù)圖象元的任意兩數(shù)據(jù)序列的數(shù)據(jù)能被輸入到并儲在該緩沖存儲器15中。因此，如像第一實施例，MPU9從該緩沖存儲器15讀出任意要求的數(shù)據(jù)，以便如上所述去計算各種統(tǒng)計值并控制取樣時鐘相位。
除指定的試科形外，由取樣時鐘相位偏移最佳狀態(tài)而引起的模糊中間灰度數(shù)據(jù)產(chǎn)生的可能性在偶數(shù)圖象元和奇數(shù)圖象元之間是相等的，由此以下結(jié)構(gòu)被采用來取代上述結(jié)構(gòu)。即，省略轉(zhuǎn)換電路17，只有對應(yīng)偶或奇數(shù)圖象元被儲存在緩沖存儲器15中，而MPU9只根據(jù)儲存在緩沖存器15中的偶或奇數(shù)圖象元計算在第一實施例中描述的各種統(tǒng)計值，由此控制了取樣時鐘相位。
MPU9從緩沖存儲器15中連續(xù)地續(xù)出數(shù)據(jù)，并按與第一實施例相同方式根據(jù)ROM10中的程序執(zhí)行這種處理，以便根據(jù)在寫入電路5中的相位控制信號CKPH控制取樣時鐘相位。
這里，如果緩沖存儲器15包括一F1F0存儲器，MPU9不需要指示一地址從該緩沖存儲器15取入該數(shù)據(jù)。此外，MPU9從獨立于存儲器6a和6b的緩沖存儲器15讀出該數(shù)據(jù)。因此，通過設(shè)計緩沖器15使輸入到該緩沖存儲器15的數(shù)據(jù)被禁止，直到儲存在該緩沖存儲器15中的數(shù)據(jù)被讀出為止，當(dāng)MPU9的處理速度低時，在該數(shù)據(jù)被讀出之前能防止該緩沖存儲器15中的數(shù)據(jù)更新。此外，對于初始信號處理，存取存儲器6a和6b與MPU9的數(shù)據(jù)讀出不相同，MPU9甚至能連續(xù)處理視步信號消除周期的參考數(shù)據(jù)輸出。因此，這種結(jié)構(gòu)能縮短調(diào)整處理時間。
用MPU9計算統(tǒng)計值可以取得如上所述特性曲線之后既可使用計算平均差A(yù)T也可使用總變化VT的方式來進(jìn)行，或者基于在如上所述的參考圖象元數(shù)據(jù)直接計算累積值和平方值的累積值的方式來進(jìn)行。
在如上所述的實施例中，視頻信號裝置18和顯示器20可以做成一體。
當(dāng)視頻信號產(chǎn)生器19不僅輸出視頻信號V1等，而且還輸出取樣時鐘以便取樣該視頻信號V1時，是不需要圖6中所示的PLL的，對于這種情況，取樣時鐘輸入到視頻信號處理裝置，并提供用于延遲輸入取樣時鐘的一可變延遲電路。通過如上所述的可變延遲電路調(diào)整上述取樣時鐘的相位，而經(jīng)調(diào)整的取樣時鐘被用在A/D轉(zhuǎn)換器4等中。
此外，在所述實施例中，調(diào)整取樣時鐘的相位。然而，相反地，可以調(diào)整該視頻時鐘的相位。在任何情況下，可以調(diào)整取樣時鐘相位和視頻信號的點相位之間的相位差。
如上所述，按本發(fā)明的實施例，取樣相位的調(diào)整基本上能根據(jù)表示黑底白字母圖象或白底黑字母圖象的視頻信號自動執(zhí)行調(diào)整，這種視頻信號能由任何類型的工作站或計算機(jī)產(chǎn)生，取樣相位的調(diào)整能容易地由無專門知識或?qū)ｉT技術(shù)的人員執(zhí)行顯示調(diào)整的圖形。
如上所述，本發(fā)明能提供能容易高精度執(zhí)行取樣相位調(diào)整的一種視頻信號處理裝置。
權(quán)利要求
1.一種信號處理裝置，用于在根據(jù)定時時鐘定時狀態(tài)下將表示一圖象的視頻信號轉(zhuǎn)換到表示每一個包含在該圖象中的象素的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，包括轉(zhuǎn)換裝置，用于在根據(jù)取樣時鐘定時狀態(tài)下取樣該視頻信號，以便將該視頻信號轉(zhuǎn)換到多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；分類裝置，用于連續(xù)地將經(jīng)轉(zhuǎn)換的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分到具有包含在第一值范圍內(nèi)的值的一低電平圖象元數(shù)據(jù)組和具有包含在第二值范圍內(nèi)的值的一高電平圖象元數(shù)據(jù)組，該第二值范圍的值高于第一值范圍的值；計算裝置，用于連續(xù)地計算根據(jù)在經(jīng)分類的低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平圖象元的值的變化和在經(jīng)分類的高電平圖象元數(shù)據(jù)組中的高電平圖象元的值的變化的統(tǒng)計值；以及調(diào)整裝置，用于根據(jù)連續(xù)計算的統(tǒng)計值調(diào)整取樣時鐘的相位，以減小低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化和高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化。
2.一種信號處理裝置，用于在根據(jù)定時時鐘定時狀態(tài)下將表示一圖象的視頻信號轉(zhuǎn)換到代表每一個包含在圖象中的圖象元的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，包括轉(zhuǎn)換裝置，用于在根據(jù)取樣時鐘定時狀態(tài)下取樣該視頻信號，以便將該視頻信號轉(zhuǎn)換到多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；分類裝置，用于連續(xù)地將經(jīng)轉(zhuǎn)換的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分到具有包含在第一值范圍內(nèi)的值的一低電平圖象元數(shù)據(jù)組和具有包含在第二值范圍內(nèi)的值的一高電平圖象元數(shù)據(jù)組，該第二值范圍的值高于第一值范圍的值；計算裝置，用于連續(xù)計算總變化，該總變化是在低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平圖象元數(shù)據(jù)值的變化與在高電平圖象元數(shù)據(jù)組中的高電平圖象元數(shù)據(jù)值的變化的和；以及調(diào)整裝置，用于將取樣時鐘的相位調(diào)整到這樣一個相位，在該相位上，由所說計算裝置計算的總變化為最小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的視頻信號處理裝置，其中， 所說計算裝置計算在低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平圖象元數(shù)據(jù)值的平均和在高電平圖象元數(shù)據(jù)組中的高電平圖象數(shù)據(jù)值的平均之間的差的平均差，以及所說調(diào)整裝置調(diào)整取樣時鐘到由所說計算裝置計算的平均差為最大則由所說計算裝置計算的總變化為最小的相位上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的視頻信號處理裝置，還包括存儲器裝置，用于當(dāng)取樣時鐘的相位調(diào)整到由所說計算裝置計算的總變化為最小的相位時儲存調(diào)整總量，以及用于用儲存在所說儲存裝置中的取樣時鐘的相位的調(diào)整總量調(diào)整該取樣時鐘相位的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的視頻信號處理裝置，還包括存儲器裝置，用于當(dāng)取樣時鐘的一相位調(diào)整到由所說計算裝置計算的總變化為最小的相位時儲存調(diào)整總量，以及用于用儲存在所說儲存裝置中的取樣時鐘的相位的調(diào)整總量調(diào)整該取樣時鐘相位的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的視頻信號處理裝置，其中，所說調(diào)整裝置用于確定取樣時相位的校正方向，以便減小由所說計算裝置計算的總變化，并連續(xù)地按校正方向校正取樣時鐘的相位，所說計算裝置計算每次由所說調(diào)整裝置校正的取樣時鐘的相位的總變化，以及所說調(diào)整裝置通過比較由所說計算裝置計算的目前校正的總變化和由所說計算裝置計算的直到現(xiàn)在完成的以前校正的總變化檢測提供最小總變化的取樣時鐘的最佳相位，由此取樣時鐘的相位被調(diào)整到取樣時鐘的最佳相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的視頻信號處理裝置，其中所說調(diào)整裝置確定取樣時鐘相位的校正方向，其中，由所說裝置計算的平均差增加而由所說計算裝置計算的總變化減小，并按確定的校正方向連續(xù)地校正取樣時鐘的相位，所說計算裝置計算每次由所說調(diào)整裝置執(zhí)行的取樣時鐘的相位校正的總變化和平均差，以及所說調(diào)整裝置通過比較由所說計算裝置計算的目前校正的總變化和由所說計算裝置計算的直到現(xiàn)在完成的以前校正的總變化檢測提供最小總變化的取樣時鐘的最佳相位，并且通過比較由所說計算裝置計算的目前校正的平均差和由所說計算裝置計算的直到現(xiàn)在完成的以前校正的平均差提供最大平均差，由此取樣時鐘的相位被調(diào)整到取樣時鐘的最佳相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻信號處理裝置，其中所說分類裝置，所說計算裝置和所說調(diào)整裝置包括在微處理機(jī)上由執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)的處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的視頻信號處理裝置，其中所說分類裝置，所說計算裝置和所說調(diào)整裝置包括在微處理機(jī)上由執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)的處理。
10.一種顯示系統(tǒng)，用于在根據(jù)定時時鐘定時的狀態(tài)下將表示一圖象的視頻信號轉(zhuǎn)換到表示一個包含在該圖象中的圖象元的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并顯示由被處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)表示的圖象，包括轉(zhuǎn)換裝置，用于在根據(jù)取樣時鐘定時狀態(tài)下取樣該視頻信號，并將該視頻信號轉(zhuǎn)換到多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；一處理器，用于處理該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；一顯示裝置，用于顯示由所說處理器處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所表示的圖象；以及一相位調(diào)整單元，用于調(diào)整取樣時鐘的相位，其中所說相位調(diào)整單元包括分類裝置，用于連續(xù)地將經(jīng)轉(zhuǎn)換的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分到具有包含在第一值范圍內(nèi)的值的一低電平象素數(shù)據(jù)組和具有包含在第二值范圍內(nèi)的值的一高電平象素數(shù)據(jù)組，該第二值范圍的值高于第一值范圍的值；計算裝置，用于連續(xù)地計算具有相應(yīng)在低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平數(shù)據(jù)值的變化和在高電平圖象元數(shù)據(jù)組中的高電平圖象元數(shù)據(jù)值的變化的值的統(tǒng)計值；以及調(diào)整裝置，用于根據(jù)連續(xù)計算的統(tǒng)計值調(diào)整取樣時鐘的相位，以減小低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化和高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化。
11.一種調(diào)整視頻信號處理裝置中的取樣時鐘的方法，用于在根據(jù)定時時鐘定時狀態(tài)下將表示一圖象的一視頻信號轉(zhuǎn)換到表示每一個包含在該圖象中的圖象元的多值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，包括步驟提供表示一圖象的視頻信號，該圖象包含有包括圖象元的圖形，該圖象元被轉(zhuǎn)換到包含在第一值范圍內(nèi)的具有第一指定值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以及該圖象元被轉(zhuǎn)換到包含在第二值范圍內(nèi)的具有第二指定值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，該第二值范圍包含的值大于包含在第一值范圍內(nèi)的值；連續(xù)地將表示包括該圖形的圖象的每個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分到具有包含在第一值范圍內(nèi)的值的低電平圖象元數(shù)據(jù)組和具有包含在第二值范圍的值的高電平圖象元數(shù)據(jù)組，該第二值范圍包含的值大于第一值范圍的值；連續(xù)地計算統(tǒng)計值，它是根據(jù)在經(jīng)分類的低電平圖象元數(shù)據(jù)組中的低電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化和在經(jīng)分類的高電平圖象元數(shù)據(jù)組中的高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化進(jìn)行的；以及根據(jù)連續(xù)計算的統(tǒng)計值調(diào)整取樣時鐘的相位，使得低電平圖象元數(shù)據(jù)的值變化和高電平圖象元數(shù)據(jù)的值的變化減小。
全文摘要
在視頻信號處理裝置中將試驗圖形視頻信號V0轉(zhuǎn)換成8位數(shù)據(jù)，并與寫入控制電路5中產(chǎn)生的取樣時鐘同步，然后存儲在存儲器中。MPU9讀出該視頻信號的有效區(qū)域中的象素數(shù)據(jù)，并計算其值大于預(yù)定值的白電平象素數(shù)據(jù)的平均值和小于預(yù)定值的黑電平象素數(shù)據(jù)的平均值之間的差A(yù)T，以及白電平象素數(shù)據(jù)和黑電平象素數(shù)據(jù)之間的總變化VT。MPU9控制在寫入控制電路5中產(chǎn)生的取樣時鐘的相位使AT為最大而VT為最小。
文檔編號H04N9/64GK1148697SQ9611212
公開日1997年4月30日 申請日期1996年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月27日
發(fā)明者中一隆, 丸山敦, 浦田浩之, 巖永正明 申請人:株式會社日立制作所