JP2000196915A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】映像信号部分の影響を受けず、正しく基準レベ
ルを再生してＭＵＳＥ信号をクランプすることができる
クランプ装置を提供すること。 【解決手段】ＭＵＳＥ信号をロールオフフィルタ２を通
してクランプ回路２０Ａ及びスイッチ１２に入力する。
クランプ回路２０Ａで、ロールオフフィルタ２からのＭ
ＵＳＥ信号の低域成分を除去し、該ＭＵＳＥ信号に含ま
れる基準クランプレベル情報に基づきＭＵＳＥ信号の直
流レベルを再生する際には、スイッチ１２をＭＵＳＥ信
号のＨＤの前の走査ラインの映像信号部分における所定
期間に導通させ、このスイッチ１２を通過した信号の平
均値を平均値回路１３で求め、さらに遅延回路１４で遅
延して前記クランプ回路２０Ａのクランプ期間（スイッ
チ８のオン期間）に合わせ、この遅延出力を減算回路１
５に供給して前記クランプ回路２０Ａのクランプ用直流
レベルから引き去り、映像信号部分の影響を取り去る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＵＳＥデコーダ
の入力処理部などに用いられてＭＵＳＥ信号の直流レベ
ルを再生するためのクランプ装置であって、特にクラン
プ回路部の前段にロールオフフィルタを配した場合に映
像信号部分の影響を取り去って正しい直流レベルを再生
することができるクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工衛星を使い、映像信号を伝送する衛
星放送においては、電波の電力集中を抑える目的でエネ
ルギー拡散用の三角波（通常、エネルギー拡散信号と呼
ばれている）を重畳して伝送している。

【０００３】ところで、衛星放送で高品位テレビ信号を
送信可能としテレビジョン画像の高画質化を図るためハ
イビジョン方式が開発されている。ハイビジョン方式は
フレーム周波数３０Ｈｚ、走査線１１２５本を採用して
おり、ＮＴＳＣ方式に比べ約５倍の情報量がある。この
情報量の多さを信号圧縮し、従来と同じ放送衛星１チャ
ンネルを使用して放送する方式の１つとしてＭＵＳＥ
（MUtiple sub-nyquistSampling Encode）方式が実用化
されている。

【０００４】ＭＵＳＥ方式においても、ＭＵＳＥ信号に
エネルギー拡散信号を重畳して伝送している。

【０００５】このエネルギー拡散信号は、映像信号のフ
レームに同期した３０Ｈｚの低周波信号であり、ＭＵＳ
Ｅデコーダにおいては、エネルギー拡散信号を除去する
手段として、通常、クランプ回路を利用している。

【０００６】図４はＭＵＳＥ方式の伝送信号のフレーム
構成を示している。この図において、フレームパルスは
映像フレームの先頭を表わし、ＶＩＴは伝送時に生じる
信号の歪みを受信時に補正するための基準として用いら
れる。音声／独立データはハイビジョンの音声およびデ
ータ領域である。色差信号、輝度信号はハイビジョン映
像を帯域圧縮した映像信号である。ＭＵＳＥ方式では、
輝度信号と色差信号を時間圧縮して、１走査線区間に時
分割多重するＴＣＩ（Time Compressed Integration）
と呼ばれる信号形式が用いられている。色差信号は線順
次で多重されている。ＴＣＩ信号は、ＮＴＳＣ信号のよ
うに色信号がベースバンドの高域に周波数多重されてい
ないので、ＦＭ変調における三角雑音の影響を受けにく
く、ＦＭ伝送に適した信号形式である。コントロール信
号はＭＵＳＥ方式の帯域圧縮の手法であるフィールドオ
フセットサブサンプリングの位相、静止画，動画の割
合、映像全体の動きベクトルなどの情報がエンコーデイ
ングされたパルス信号である。クランプレベルは映像の
基準レベルを表わしており、映像振幅の中間のレベルに
設定されている。ＭＵＳＥ信号の場合、映像振幅の段階
を２５６ステップで表わしており、クランプレベルはそ
の中間のレベル１２８である。１１２５本の各走査線の
先頭にあるＨＤは水平同期信号である。 ＭＵＳＥ方式
では伝送路を効率よく使用するため正極性の水平同期信
号、すなわち映像信号のペデスタルよりも大きなレベル
をもつ同期パルスを採用している。

【０００７】図５に水平同期信号（ＨＤ）の波形を示
す。図５から明らかなようにＭＵＳＥ方式の場合、ＨＤ
期間がＮＴＳＣ信号と違い、非常に短くクランプすべき
無信号部が短いためＮＴＳＣ方式で用いられるペデスタ
ルクランプによる基準レベルの再生ができない。そのた
めＭＵＳＥ方式ではＨＤを平均化してクランプレベルと
するようなクランプ装置が用いられている。

【０００８】図６は従来のＭＵＳＥデコーダなどで用い
られているクランプ装置の構成例を示している。ＭＵＳ
Ｅ信号は入力端子１より帯域制限のためのロールオフフ
ィルタ２に入る。ＭＵＳＥ信号はパルス振幅変調を用い
ており、ロールオフフィルタ２はその再生振幅がサンプ
ル点における相互の干渉を避けるためには必要なもので
ある。このロールオフフィルタ２は後段のアナログデジ
タル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器）４でＭＵＳＥ信号をデ
ジタル変換する際の折り返し除去フィルタの役目も負っ
ており、フィルタ特性は規格化されている。ロ―ルオフ
フィルタ２を通った信号は破線で囲むクランプ回路２０
にて基準レベルが再生される。

【０００９】クランプ回路２０は、クランプ用コンデン
サ３，Ａ／Ｄ変換器４，レベル検出器５，直流電位設定
回路６，Ｄ／Ａ変換器７，クランプ用スイッチ８，及び
クランプ用抵抗９を具備していて、フィードバック方式
のクランプ回路を構成している。

【００１０】ＭＵＳＥ信号は、ロールオフフィルタ２を
通過後、クランプ用コンデンサ３にて低域成分が除去さ
れかつ抵抗９にて所定の直流レベルを与えられた（即ち
クランプされた）後、Ａ／Ｄ変換器４によりデジタル信
号に変換されて、映像処理回路１０及び同期発生回路１
１の入力信号となると共に、レベル検出器５に入力され
る。

【００１１】レベル検出器５は、図４に示した信号形式
の第５６３ラインと第１１２５ラインの各サンプルNo.1
07〜480 に規定されているクランプレベル（１２８／２
５６）を基準クランプレベル情報として検出する。レベ
ル検出器５の検出レベルは、直流電位設定回路６へ出力
される。直流電位設定回路６は、前記検出レベルと正規
基準レベル（１２８／２５６）との比較を行い、前記検
出レベル即ちクランプレベルが正規基準レベル（１２８
／２５６）になるようにクランプ電位を設定するもの
で、そのクランプ電位設定出力を得る。

【００１２】なお、クランプレベル（１２８／２５６）
はＨＤ波形の第６番目のサンプル点（サンプルNo.６、
図５参照）である基準位相点のレベルに相当している。
直流電位設定回路６の出力は、デジタルアナログ変換器
（以下Ｄ／Ａ変換器）７でアナログ信号に変換される。
Ｄ／Ａ変換器７の出力は、スイッチ８の一端に供給さ
れ、スイッチ８の他端はクランプ用抵抗９を介してＡ／
Ｄ変換器４の入力端に接続される。スイッチ８はＨＤ期
間の中央部分（例えばサンプルNo.３〜９の期間）で導
通状態（クランプ期間）となるように制御される。この
ときクランプ用抵抗９によりクランプ電圧が設定され、
Ａ／Ｄ変換器４の出力レベルが設定される。

【００１３】一方、同期発生回路１１は、図４に示した
信号形式の第１ラインと第２ラインに挿入されているフ
レームパルスと各ラインのＨＤにより、同期信号を再生
すると共に第５５９〜５６３ラインと第１１２１〜１１
２５ラインのコントロール信号を抽出することにより、
各種制御信号とタイミング信号を発生している。

【００１４】上記クランプ回路２０は次のように動作す
る。スイッチ８は同期発生回路１１からのタイミング信
号Ｓ1 によりＭＵＳＥ信号のＨＤの中央部分の期間でオ
ンしその他の期間ではオフしている。オンしている期間
（クランプ期間）を例えばＨＤの中央（サンプルNo.
６）を対称とした６サンプル期間（サンプル点N0．３〜
N0．９の期間）とすれば、スイッチ８のオンしている期
間にコンデンサ３、抵抗９、直流電位設定回路６の信号
経路が確立し、コンデンサ３と抵抗９で決定される時定
数によってＨＤ波形の平均値がコンデンサ３内に貯えら
れる。スイッチ８がオフするとＡ／Ｄ変換器４の入力イ
ンピーダンスは非常に高いので、コンデンサ３は放電す
る経路がなくなりその両端の電圧は保持されてクランプ
動作が行なわれる。直流電位設定回路６はクランプレベ
ルを取り込みそれをフィールド期間にわたって保持す
る。従って、ＨＤの適当な期間スイッチ８を閉じるとＨ
Ｄ波形の平均値、すなわち、そのＨＤを含む走査線の映
像信号の中央値が再生されるクランプ動作が行われるこ
とになる。

【００１５】上述のようにＭＵＳＥ信号のライン毎のク
ランプは、ＨＤを平均化してクランプ電圧を得ている。
ところが、クランプ回路２０の前段にはロールオフフィ
ルタ２があり周波数の帯域制限を行なっており、このロ
ールオフフィルタ２のインパルス応答に伴う振動の尾引
き、すなわち前のラインの輝度信号の影響はＨＤまで達
する。

【００１６】図７はロールオフ率０％即ちナイキスト基
準を満たす理想的な帯域制限フィルタのインパルス応答
である。サンプル間隔が１５離れていても振動が続いて
いるのが分かる。ただし、サンプル点においては値が０
となるのでサンプル間の相互干渉はないので映像データ
をサンプリングする場合は問題ない。ＭＵＳＥ方式のロ
ールオフフィルタのロールオフ率は１０％と非常に急峻
な特性であるので、ＭＵＳＥデコーダのロールオフフィ
ルタにおいても図７とほぼ等しい応答が得られる。従っ
て、前述の図６のクランプ回路のようにＨＤをアナログ
的に平均化してクランプする場合にはＨＤより前のサン
プル値の影響を受けてしまう。例えば、前のラインの輝
度信号の終わりが最大振幅であったとすると、この輝度
信号がロールオフフィルタを通過することによってイン
パルス応答の影響（即ち振動）が図８に示すようにＨＤ
の波形に重なり、このインパルス応答部分も含めてクラ
ンプ回路２０は平均化するので、ＨＤを含むラインの正
しい映像の中央値、すなわち基準レベルが再生できなく
なる。このように映像の基準レベル再生に誤差を生じる
と、輝度信号、色差信号のデジタル変換された値は送信
側と異なることになり、映像処理回路１０でＭＵＳＥデ
コードされた映像の輝度及び色相が正しく再生されない
という問題を生じる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のク
ランプ装置では、ＨＤより前の映像信号部分の影響を受
けて正しく基準レベルが再生できず、結果としてＭＵＳ
Ｅデコードされた映像の輝度及び色相が正しく再生され
ないという問題があった。

【００１８】そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、映
像信号部分の影響を受けず、正しく基準レベルを再生し
てＭＵＳＥ信号をクランプすることができるクランプ装
置を提供することを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
るクランプ装置は、送信側で水平同期信号期間に基準レ
ベルが設定され、フィールドの所定ラインに基準クラン
プレベル情報が挿入されたＭＵＳＥ信号を入力する入力
端子と、入力された前記ＭＵＳＥ信号の周波数の帯域制
限を行うロールオフフィルタと、このロールオフフィル
タを通過したＭＵＳＥ信号の低域成分を除去し、該ＭＵ
ＳＥ信号に含まれる前記基準クランプレベル情報に基づ
き前記ＭＵＳＥ信号の直流レベルを再生するクランプ回
路と、前記ＭＵＳＥ信号に含まれる同期信号に基づき、
各種制御信号及びタイミング信号を発生する同期発生回
路と、この同期発生回路から出カされるタイミング信号
を用いて、前記ＭＵＳＥ信号の映像信号部分における所
定の期間に前記ロールオフフィルタからのＭＵＳＥ信号
を導通させるスイッチと、このスイッチが導通された期
間のＭＵＳＥ信号の平均値を求める平均値回路と、この
平均値回路の出力を、前記クランプ回路のクランプ期間
に合わせるべく遅延させるための遅延回路と、この遅延
回路の出力を前記クランプ回路のクランプ用直流レベル
から引き去り、映像信号部分の影響を取り去るための手
段とを具備したものである。

【００２０】請求項１の発明においては、従来のクラン
プ回路に、ロールオフフィルタ出力の映像信号部分の所
定期間に導通するスイッチと、このスイッチを通過した
信号の平均値をとる平均値回路と、この平均値回路の出
力を前記クランプ回路のクランプ期間に時間的に合わせ
るための遅延回路と、この遅延回路の出力を前記クラン
プ回路のクランプ用直流レベルから引き去る手段とを設
け、クランプ回路でＭＵＳＥ信号の直流レベルを再生す
るにあたって、前の走査ラインの映像信号部分の影響を
取り去り、正規の基準レベルに一致した正しい直流レベ
ルを再生することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のクラ
ンプ装置のブロック図を示している。図６と同一部分に
は同一符号を付して説明する。

【００２２】図１において、ロールオフフィルタ２、該
ロールオフフィルタ２の出力が入力されるクランプ用コ
ンデンサ３、Ａ／Ｄ変換器４、ＭＵＳＥ信号に含まれる
基準クランプレベル情報を検出するためのレベル検出器
５、クランプ電位設定出力を得るための直流電位設定回
路６，Ｄ／Ａ変換器７、水平走査ラインごとに所定の期
間（例えばサンプル点No.３〜９の期間）をクランプ期
間として設定するためのクランプ用スイッチ８、前記コ
ンデンサ３と共にクランプ部を構成するクランプ用抵抗
９、ＭＵＳＥ信号をデコードする映像処理回路１０は、
図６と同様である。同期発生回路１１Ａは、基本的には
図６と同様であるが、後述するスイッチ１２を導通させ
る所定の期間（ＭＵＳＥ信号における映像信号部分の所
定期間、例えばＨＤの前の走査ラインの終わりの部分に
相当するサンプル点No.471〜480の期間）を設定するタ
イミング信号Ｓ2 を発生できる点でのみ、図６の同期発
生回路１１と異なっている。従って、同期発生回路１１
Ａは、図４に示した信号形式の第１ラインと第２ライン
に挿入されているフレームパルスと各ラインのＨＤによ
り、同期信号を再生すると共に第５５９〜５６３ライン
と第１１２１〜１１２５ラインのコントロール信号を抽
出することにより、各種制御信号とタイミング信号Ｓ1
，Ｓ2 を発生している。

【００２３】本実施の形態では、以上の構成に加えて、
前記同期発生回路１１Ａから出カされるタイミング信号
Ｓ2 を用いて、前記ＭＵＳＥ信号の映像部分における所
定の期間（例えばサンプル点No.471〜480 の期間）に導
通して前記ロールオフフィルタ２の出力を次段の平均値
回路１３に導くためのスイッチ１２を設け、さらにこの
スイッチ１２が導通された期間のＭＵＳＥ信号の平均値
を求める平均値回路１３と、この平均値回路１３の出力
を遅延させ、前記クランプ回路２０Ａのクランプ期間即
ちスイッチ８の導通期間（例えばサンプル点No.３〜９
の期間）に合わせるための遅延回路１４と、この遅延回
路１４の出力を前記直流電位設定回路６の出力に基づく
Ｄ／Ａ変換器７からのクランプ用直流レベルから引き去
り、ＭＵＳＥ信号における映像信号部分の影響を取り去
るための減算回路１５とを設けた構成としている。

【００２４】次に、図２のタイミング図を参照しながら
図１の動作を説明する。入力端子１には図２(a) に示す
ようなＭＵＳＥ信号（ただしＨＤ信号及びその前後の部
分のみを示す）が入力する。そして、ロールオフフィル
タ２を通過した出力はコンデンサ３とスイッチ１２に導
かれる。コンデンサ３以降のクランプ回路２０Ａのクラ
ンプ動作は従来と同様である。図２(b) は同期発生回路
１１Ａからのスイッチ８用のタイミング信号Ｓ1 であ
る。図２(c) は同期発生回路１１Ａからのスイッチ１２
用のタイミング信号Ｓ2 である。スイッチ１２はタイミ
ングＳ2 により所定の期間オンして、ロールオフフィル
タ２を通過したＭＵＳＥ信号を平均値回路１３に導く。
平均値回路１３はスイッチ１２のオンした期間のＭＵＳ
Ｅ信号の平均値（図２(d)参照）を求める。次に平均値
回路１３の出力は 遅延回路１４によってクランプ回路
２０Ａ内のスイッチ８がオンする期間に時間的に合わせ
るように遅延される（図２(e) 参照）。減算回路１５で
は、この遅延出力（図２(e) ）を、基準電圧発生回路
（直流電位設定回路６及びＤ／Ａ変換器７）で発生され
るクランプ用直流レベル（図２(f) に示す）から減算
し、図２(g)に示す減算出力を得る。クランプ回路２０
Ａにおけるクランプ動作はタイミング信号Ｓ1 の期間に
行われるが、その際のクランプ動作は映像信号の影響を
予め引き去った減算回路１５の出力電圧（図２(g) ）を
基に行われるので、抵抗９とコンデンサ３によってコン
デンサ３に貯えられるＨＤ波形の平均値に生じる誤差
（ＨＤの前のラインの映像信号がロールオフフィルタ２
を通過することによって生じるインパルス応答の影響）
が補正される。図２(h) はクランプ部の出力点Ａにおけ
るＭＵＳＥ信号出力を示している。

【００２５】次にスイッチ１２をオンさせる期間の最適
値について述べる。表１は前のラインの輝度信号がロー
ルオフ率１０％程度のロールオフフィルタを通過するこ
とによって生じるインパルス応答のサイドローブをスイ
ッチ８がオンしている期間（この場合は６サンプル期
間）に等しい期間平均化した値の一例を示している。

【００２６】

【表１】 図３は表１をグラフ化したもので，時間の経過と伴に零
に収束している。映像信号のレベルが２５６段階で表わ
される場合、最小のレベル幅は約０．００３９である。
表１より１１サンプル離れるとこれより小さい値となる
ので、ＨＤを平均する期間の最初より１２サンプル前、
すなわち前の走査ラインのサンプルNo.４７１からNo.４
８０の期間の映像サンプルの期間、スイッチ１２をオン
しておけば十分である。そして、この期間の映像信号の
影響は表１のサンプル間隔３から１２までの和を求めて
約０．０２１１である。これはインパルス振幅を１に正
規化した場合の値であるから、減算器１５に加える場合
は１２８倍して映像基準レベル１２８に対して約２．７
の比率で平均値回路１３の出力を減算すればよい。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、クラ
ンプ回路の前段にロールオフフィルタを配しても、映像
信号部分の影響を受けることなく、正しい映像基準レベ
ルを再生してＭＵＳＥ信号をクランプすることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のクランプ装置を示すブ
ロック図。

【図２】図１の動作を説明するタイミング図。

【図３】インパルス応答のサイドローブを６サンプル加
算した値の図。

【図４】ＭＵＳＥ方式の伝送信号のフレーム構成を示す
説明図。

【図５】ＭＵＳＥ信号のＨＤ波形を示す図。

【図６】従来のＭＵＳＥデコーダの入カ処理部における
クランプ装置を示すブロック図。

【図７】理想的な帯域制限をしたインパルス応答を示す
図。

【図８】映像信号部分の影響によるＨＤ波形の歪みを示
す図。

【符号の説明】

１…入力端子 ２…ロールオフフィルタ ３…クランプ用コンデンサ ４…Ａ／Ｄ変換器 ５…レベル検出器 ６…直流電位設定回路 ７…Ｄ／Ａ変換器 ８…クランプ用スイッチ ９…クランプ用抵抗 １２…スイッチ １３…平均値回路 １４…遅延回路 １５…減算回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月７日（１９９９．１．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図７】

【図８】

【図６】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側で水平同期信号期間に基準レベルが
   設定され、フィールドの所定ラインに基準クランプレベ
   ル情報が挿入されたＭＵＳＥ信号を入力する入力端子
   と、 入力された前記ＭＵＳＥ信号の周波数の帯域制限を行う
   ロールオフフィルタと、 このロールオフフィルタを通過したＭＵＳＥ信号の低域
   成分を除去し、該ＭＵＳＥ信号に含まれる前記基準クラ
   ンプレベル情報に基づき前記ＭＵＳＥ信号の直流レベル
   を再生するクランプ回路と、 前記ＭＵＳＥ信号に含まれる同期信号に基づき、各種制
   御信号及びタイミング信号を発生する同期発生回路と、 この同期発生回路から出カされるタイミング信号を用い
   て、前記ＭＵＳＥ信号の映像信号部分における所定の期
   間に前記ロールオフフィルタからのＭＵＳＥ信号を導通
   させるスイッチと、 このスイッチが導通された期間のＭＵＳＥ信号の平均値
   を求める平均値回路と、 この平均値回路の出力を、前記クランプ回路のクランプ
   期間に合わせるべく遅延させるための遅延回路と、 この遅延回路の出力を前記クランプ回路のクランプ用直
   流レベルから引き去り、映像信号部分の影響を取り去る
   ための手段とを具備したことを特徴とするクランプ装
   置。