JP2538941B2 - 波形等化装置 - Google Patents

波形等化装置

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JP2538941B2 JP62244351A JP24435187A JP2538941B2 JP 2538941 B2 JP2538941 B2 JP 2538941B2 JP 62244351 A JP62244351 A JP 62244351A JP 24435187 A JP24435187 A JP 24435187A JP 2538941 B2 JP2538941 B2 JP 2538941B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えば、ビデオ信号に含まれるゴースト
を除去するのに使用される波形等化装置に関する。
(従来の技術) 波形等化装置は、既知の基準波形(トレーニングパル
ス)と、受信されたトレーニグ波形とを比較し、入力信
号の波形歪みを判定する。判定結果を元にして、波形歪
みとは全く逆振幅の疑似歪み波形をトランスバーサルフ
ィルタにて発生し、受信信号に加算することにより、波
形歪みの除去を行なう。
第3図は、従来の波形等化装置の構成を示し、第4図
はこの装置の動作を説明するための波形図である。入力
ビデオ信号は、入力端子10からトランスバーサルフィル
タ11および係数器xc0に供給される。トランスバーサル
フィルタ11は、単位遅延時間Tの遅延素子を複数直列接
続してなり、各遅延素子の出力タップには係数器xc1〜x
cnが接続されている。係数器xc1〜xcnの出力は、加算器
13に入力され、加算出力(疑似歪み信号)は、更に加算
器14にて係数器xc0の出力と加算され、歪み成分をキャ
ンセルする。歪み成分をキャンセルされた出力ビデオ信
号は、出力端子16に導出されるとともに、減算器15に供
給される。減算器15では、所定の期間に、出力ビデオ信
号の基準波形と、トレーニングパルス発生回路17からの
トレーニングパルスとの減算処理を行ない、残留してい
る波形歪み成分(位置iT、大きさb)を判定する。この
判定信号は、タップ利得決定回路18に入力される。タッ
プ利得決定回路18は、位置iT情報に応じて、加重すべき
係数器を決定し、大きさbに応じて、加重係数−bをこ
の係数器に割当てる。これにより、トランスバーサルフ
ィルタ11、その係数器及び係数器の出力を加算する加算
器の出力は、更に歪み成分を低減できる疑似歪みとして
出力される。
今、入力信号をxk、出力信号をykとすれば、 と表わすことができる。
基準波形は、ある一定周期で受信され、そのつど波形
等化装置は、上記の動作を継続する。テレビジョン信号
の場合は、垂直同期信号の微分波形または、垂直帰線期
間に挿入されたトレーニングパルスが用いられる。また
タップ間隔は、約16msecの信号間隔に相当し、この間隔
で利得修正が行われる。
第4図は、入力信号Aに歪み成分が含まれていた場
合、これを打消すためにタップ利得メモリに記憶された
利得Bの状態を示している。黒丸は、タップの一を示し
ている。また、歪み成分の位置は、トレーニングパルス
を基準位置にして検出されている。
上記の波形等化動作は、タップ利得がある回数更新
(修正)されると、出力の波形歪みが次第に低減するよ
うな値に収束する。しかし、タップ利得は、ある程度収
束しても、入力信号中のノイズ成分により微少に変動を
続けている。この変動を無くすために、一定時間動作さ
せて、波形等化動作を停止させることも考えられるが、
波形歪みの時間変動に対して追従できなくなるので、完
全に停止させることはできない。
上記のように、タップ利得の修正、更新がある程度の
収束の後も続けられた場合、特に波形等化装置を、デジ
タル化した場合、タップ利得の変動値が大きな問題とな
ることがある。デジタル処理では、入力信号のノイズが
小さくても、タップ利得値は、最小量子化単位(LSB)
付近でランダムに変動する。この変動分により、微少歪
み(数LSB程度)が生成、消滅を繰返すことになる。テ
レビジョン信号の等化においては、この微少歪みによる
画質劣化が問題となる。特に、以下に述べるメカニズム
でタップ利得の変動分の総和(直流変動分)が、画像信
号の輝度変動となってあらわれる。輝度変動は、微少な
ランダム歪みに比べて特に視覚上大きく影響を与える。
今説明を簡単にするために、平坦なビデオ信号xk=1
が受信されたとすると、波形等化装置の出力は、 と、タップ利得の総和として出力が得られる。入力ノイ
ズが存在する状態では、トレーニングパルスのサンプル
値は、サンプル毎に変動する。その結果、タップ利得の
総和が毎回異なってくる。特にNの値が大きい(タップ
数が多い場合)には、上記のタップ利得の総和の変動量
はかなり大きくなる。従って、同一レベル信号xk=1を
受信したにもかかわらず、波形等化装置での直流出力レ
ベルは、毎回かなりの量変動するすることになる。この
現象は、タップ利得修正前後で、再生された映像信号の
輝度が変化して観測される。特に、テレビジョン信号受
信機においては、トレーニングパルスが受信されタップ
利得が修正される各フィールド毎に大面積の輝度変動、
すなわち、フリッカが生じ視覚上大きな問題となる。微
少なランダム歪みの生成、消滅に比較すると、上記フリ
ッカはとくに視覚上検知限が約10〜20dBも低く重大な画
質劣化となる。
(発明が解決しようとする問題点) 上記したように従来の波形等化装置によると、タップ
利得の総和が変化した場合、変化分がそのまま輝度変化
としてあらわれる。特に家庭用テレビジョン受像機にお
いては、受信S/Nが低い状態での使用が考えられ、上記
したタップ利得変動が、トレーニングパルスの受信周期
で起りフリッカとなってあらわれる。
そこでこの発明は、タップ利得がある程度収束した後
で、該タップ利得が変動しても輝度変動を生じないよう
にした波形等化装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明は、トランスバーサルフィルタを用いた波形
等化処理において、タップ利得の修正前と修正後の利得
総和を求める手段と、求めた総和の変動量を求める手段
と、求めた変動量をトランスバーサルフィルタの各タッ
プに、総和が変動しない割合いで分配する手段を有する
ものである。
(作用) 上記のように、タップ利得の修正前と、修正後の総和
を求めて、総和の変動量を求め、変動量を、総和が変動
しない割合いで新たなタップ利得を発生して、各タップ
に分配するので、タップ利得修正による輝度変動を無く
すことができ、視覚上目につき易いフリッカを無くすこ
とができる。
(実施例) 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の一実施例であり、入力端子20に
は、ビデオ信号が供給され、アナログデジタル変換器21
及びタイミング回路29に導かれる。アナログデジタル変
換器21からの出力デジタルビデオ信号は、トランスバー
サルフィルタ22に入力される。トランスバーサルフィル
タ22は、遅延時間Tの単位遅延素子群221を複数直列接
続し、遅延素子には係数器xc1〜xcnが接続され、係数器
xc1〜xcnの出力は加算器222に供給される。加算器222の
出力は、疑似ビデオ信号であり、加算器23に供給され
る。加算器23では、アナログデジタル変換器21からのデ
ジタルビデオ信号との加算が行われ、歪み成分のキャン
セルが行われる。加算器23の出力は、デジタルアナログ
変換器24に供給されアナログビデオ信号に戻されて出力
端子25に導出される。
さらに加算器23の出力は、減算器26に供給される。こ
の減算器26では、基準波形発生回路27からの基準波形と
加算器23の出力との減算処理を行ない、残留歪み成分の
大きさと位置を検出する。この情報に基づいて、タップ
利得決定回路28は、第3図で説明したようにトランスバ
ーサルフィルタのタップ利得を発生し、これをタップ利
得メモリ281に設定する。タップ利得がある程度収束す
るまでの動作は、第3図の回路と同じである。タイミン
グ回路29は、例えばチャンネルが切換えられたときや、
電源が投入されたときに、端子30からその検出信号を受
け、タップ利得メモリ281を初期化し、タップ利得があ
る程度収束して安定化すると、本発明の特徴部の動作に
切替わる。この切替わりまでの時間は、受信電界強度や
ゴーストの大きさに応じて異なる場合があるので、外部
からユーザによる調整を可能としても良い。
波形等化の動作を第2図も併用して説明する。タップ
利得メモリ281が初期化され、第1回目の基準信号が受
信されると、出力端子25には、第2図に示す信号A1が出
力され、同時に基準波形発生回路27の出力との減算処理
が行われ、減算出力は波形歪み検出器282に供給され
る。波形歪み検出器282は、各サンプル点(第2図に黒
丸で示す)での波形歪みの有無を検出し、タップ修正信
号±αk(αkは正の微小量)を出力する。その結果、
各タップの利得値Ckは、加算器288において、上記修正
信号αkの加算された信号(Ck+αk)となり、新たに
タップ利得メモリ281に格納され、ここから対応する係
数器に与えられる。第2図では、k=9、10、12にそれ
ぞれ−α、−α、+αの修正信号が与えられた例を示
し、この場合のタップ利得は、同図のB1に示すようにな
る。次に第2回目のトレーニングパルスが受信されたと
きを考えると、タップ利得の配列が同図のA2のようにな
っているので、出力端子25には、同図のB2の信号が出力
され、この信号の波形歪みは、前回に比べてαだけ小さ
くなっている。これら一連の動作を繰返し継続すれば、
出力端子25に現れる信号の波形歪みは徐々に減少してい
き、第2図に示す信号A11のように波形歪みの除去され
た波形になり、またタップ利得は同図のB10のようにな
る。
上記のように、波形等化動作が行われ、タップ利得が
収束した後、タイミング回路29から、総和一定化開始指
令信号が出力される。
変動量検出回路283は、タップ利得値総和の変動量Σ
Δkを検出し、これを平均化回路284と優先順位決定回
路285に供給する。平均化回路284は、変動量ΣΔkの平
均値を求め、これを、優先順位決定回路285に供給す
る。優先順位決定回路285は、平均化された利得値をど
のタップに与えるべく分配するかを決定し、その決定情
報をタップ利得発生回路286に供給する。この場合、優
先順位決定回路285は、分配処理を行なうのに、乱数発
生回路287からの乱数に基づいて動作しており、かつ、
タップ利得の総和の変化が無いように図っている。
変動量検出回路283は、波形歪み検出回路282によるタ
ップ修正値±αkの総和(Σαk)lを求め、前回の総
和{(Σαk)l−1}との差ΣΔkを出力する。平均
化回路284は、トランスバーサルフィルタのタップ数N
により、上記ΣΔkを割り、平均値{ΣΔk/N}を計算
する。トランスバーサルフィルタ内のタップ利得最小量
子化値をγとすれば、平均化回路284の出力は次式にな
る。
{ΣΔk/N)<γ γ≦{ΣΔk/N}<2γ 2γ≦{ΣΔk/N}≦3γ ・ ・ ・ 乱数発生回路287は、トランスバーサルフィルタのタ
ップ数Nに対して、1からNまでの数を、タップ利得修
正動作のたびにタンダムに並び変えて出力する。
さて優先順位決定回路285は、タップ利得変動量ΣΔ
k、平均化回路284の出力及び上記乱数発生回路287の出
力を用いて、次に述べる動作により、タップ利得総和を
一定化するためのタップ利得値出力Δkを決定する。
まず、第1の動作として、平均化出力が0、すなわち
タップ利得総和の平均変動量がタップ利得最小量子化値
γより小さい場合は、上記乱数発生回路287より得られ
たタップ番号順に ΣΔk=iγ(i<N)となるi個のタップに対して
タップ利得修正値Δk=γを発する。例えば、タップ利
得総和の変動量ΣΔk=3γとし、乱数発生回路287の
出力にP,J,L,G,Q,…,1,H,N,…(P,J,L…は1からNまで
の数値)が得られたとすれば、タップ番号CP,CJ,CLの3
タップに対するタップ利得修正値ΔP,ΔJ,ΔL(ΔP=
ΔJ=ΔL=γ)を発生する。
第2の動作として、平均化回路284の出力が、1の場
合、すべてのタップに対してΔk=γ(k=1〜N)を
発生し、更に変動量の残り(ΣΔk−γN)について上
記第1の動作を行なう。
以下平均化回路出力が2、3、4…にしたがい、全て
のタップに対して、Δk=2γ、3γ、4γ、…を発生
し、変動量の残りに付いて上記第1の動作を行なう。
タップ利得発生回路286は、上記した優先順位決定回
路285の出力により、タップ利得総和一定化修正値Δk
を出力し、タップ利得メモリ281の対応する係数値に付
加する。
なお、上記のタップ利得総和一定化動作の開始時刻
は、タップ利得の初期化が行われた時刻からある一定期
間経過後行なってもよく、または、ΣΔkを一定時間観
測し、ΣΔkの変動量が予め定めた値より小さくなった
時刻に開始するようにしてもよい。本実施例では、タイ
ミング発生回路29によりトレーニングパルス(受信基準
波形)を計数し、その計数値があらかじめ決められた値
を越えたときにタップ利得発生回路286に開始指令信号
を与えるようにした。なお本発明の基本的な考え方は、
量子化効果のないアナログ形自動波形等化装置にも利用
できる。また上記説明では、波形等化装置の構成をトレ
ーニングパルスを用いた装置として説明したが、ランダ
ムなデータを用いる等化器あるいはフィードバック形の
等化器等にも利用できる。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明は、タップ利得がある
程度収束した後、タップ利得の修正前と、修正後での利
得総和の変動を検出し、その変動量を打消すように新た
なタップ利得修正値を発生することにより、再生映像信
号に生じる輝度変化を無くし、特に視覚上で大きく目だ
つフリッカの除去を低S/N状態においても実現できた。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は波形等化動作を説明するために示した信号波形図、第
3図は従来の波形等化装置を示すブロック図、第4図は
第3図の回路の波形等化動作を説明するのに示した信号
波形図である。 21……アナログデジタル変換器、22……トランスバーサ
ルフィルタ、23……加算器、24……デジタルアナログ変
換器、26……減算器、27……基準波形発生回路、28……
タップ係数決定回路、29……タイミング回路、281……
タップ利得メモリ、282……波形検出回路、283……変動
量検出回路、284……平均化回路、285……優先順位決定
回路、286……タップ発生回路、287……乱数発生回路、
288……加算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−206232(JP,A) 特開 昭63−190416(JP,A) 特開 昭58−48581(JP,A) 実開 昭59−61671(JP,U) 特公 昭63−49928(JP,B2)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トランスバーサルフィルタと、 そのタップ利得値を保持するタップ利得メモリと、 入力信号から波形歪み成分を検出する検出手段と、 この検出手段の波形検出出力により、上記タップ利得メ
    モリのタップ利得値を更新する更新手段と、 上記タップ利得値の総和の変動量を検出する手段と、 上記タップ利得値の変動量を複数に等分して新たなタッ
    プ利得補正値を発生する手段とを有し、 タップ利得値総和の変動を打消すために、上記タップ利
    得メモリの各対応する値に上記新たなタップ利得補正値
    を付加する手段とを有したことを特徴とする波形等化装
    置。
  2. 【請求項2】新たなタップ利得補正値を発生する手段
    は、上記タップ利得値の変動量を上記トランスバーサル
    フィルタのタップ数Nで等分する手段を有し、上記タッ
    プ利得メモリの各対応する値に、上記等分値を付加する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の波形等化
    装置。
  3. 【請求項3】上記タップ利得メモリに、上記新たなタッ
    プ利得補正値を付加する手段は、上記タップ利得メモリ
    が最小量子化値γのデジタルメモリであり、トランスバ
    ーサルフィルタがタップ数Nであり、タップ利得変動量
    をΣΔとしたとき、 |ΣΔ|<Nγの場合は、ΣΔ=iβなる任意のi個か
    らなる上記タップ利得メモリの各対応する値にβ(|β
    |=γ)を付加し、 Nγ≦|ΣΔ|<2Nγの場合は、N個の全ての上記タッ
    プ利得メモリの各対応する値にβを付加する(ΣΔ−N
    β)に関する第1の手段と、 2Nγ≦|ΣΔ|<3Nγ、3Nγ≦|ΣΔ|<4Nγ、4Nγ≦
    |ΣΔ|<5Nγ、…の場合は、上記N個のタップ利得メ
    モリの各対応する値に、2β、3β、4β、…を付加す
    る(ΣΔ−2Nβ)、(ΣΔ−3Nβ)、(ΣΔ−4Nβ)に
    関する第2の手段とを具備したことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の波形等化装置。
  4. 【請求項4】上記任意のi個からなるタップ利得メモリ
    の選択手段については、1からNまでの数値を上記タッ
    プ利得メモリの更新毎にランダムに並べかえる手段を有
    し、その並べかえられた数値群のi個を選択する手段を
    有したことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の波
    形等化装置。
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