JP2538963B2 - 波形等化装置 - Google Patents

波形等化装置

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JP2538963B2 JP62330495A JP33049587A JP2538963B2 JP 2538963 B2 JP2538963 B2 JP 2538963B2 JP 62330495 A JP62330495 A JP 62330495A JP 33049587 A JP33049587 A JP 33049587A JP 2538963 B2 JP2538963 B2 JP 2538963B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は映像信号受信機等に内蔵され、波形歪みを
除去する波形等化装置に関する。
(従来の技術) NTSC方式などのテレビジョン受信機に内蔵された波形
等化装置は、垂直帰線期間に含まれるステップ状波形を
参照して波形歪み成分を抽出し、これを誤差信号として
トランスバーサルフィルタのタップ利得を制御してい
る。トランスバーサルフィルタでは、入力映像信号を用
いてタップ利得に応じた疑似波形歪み信号を作りこれを
元の映像信号に加算することで、歪み成分を打消すよう
に動作する。
第4図は従来の波形等化装置であり、第5図はその動
作説明のために示した信号波形図である。
入力端子10に供給された映像信号は、直流カットコン
デンサ11を介した後、タイミングパルス発生回路12及び
クランプ回路13に供給される。タイミングパルス発生回
路12は、同期信号を抽出して入力映像信号に同期した各
種のタイミングパルスを出力する。クランプ回路13の出
力は、アナログデジタル変換器14にてデジタル化され、
トランスバーサルフィルタ15に供給される。トランスバ
ーサルフィルタ15は、入力信号を各種のタイミングに遅
延する遅延素子群15aと、遅延素子群15aの各タップに設
けられた係数器群15bと、係数器群15bの利得を設定する
タツプ利得メモリ15cと、係数器群15bの出力を加算する
加算器15dとからなる。
一方、加算器15dの出力は、歪み除去処理を受けた信
号であり、デジタルアナログ変換器21でアナログ信号に
変換されて出力端子22に導出されるとともに、残留歪み
を検出されるために差分器18にも供給される。差分器18
の出力は、減算器19に供給され基準波形記憶部20からの
出力との間で減算処理を受ける。これにより減算器19か
らは、誤差成分(残留歪み分)が得られ、この誤差成分
は制御部17に供給される。制御部17は、誤差成分を用い
てこれを除去するようにタップ利得メモリ5cのデータを
修正する。
第2図は上記の装置が波形歪みを検出する場合に利用
する波形部分を示している。同図(2a)は映像信号の垂
直帰線期間であり、丸で囲む部分が波形歪み検出のため
に利用される。同図(2b)は、丸印部分を拡大し、かつ
サンプル点を符号Zとそのサフィックスにより示してい
る。同図(2c)は、差分器18で差分演算の結果得られた
信号を示している。
ここで加算器15dの出力信号列をZk,差分器18の出力
信号列をxk,減算器19の出力信号列をekとすると xk=Zk−Zk-1k=xk−(基準波形) である。
信号列Zkが無歪みならば、基準波形はZkと一致し、
サンプル点0以外では零を出力するように設定されてい
る。よって信号列ekは各サンプル点における誤差信号
列に相当する。制御回路17は誤差信号列ekにより、波
形歪みの振幅と時間的な隔たりを検出し、制御すべきタ
ップ位置(係数器)を決定し、タップ利得メモリ15cの
対応するアドレスに修正利得を与える。
波形歪みは、伝送路に存在する各種フィルタの特性が
規格値に対してずれている場合に生じやすくなる。フィ
ルタの特性ずれとしてはカットオフ周波数のずれ等が考
えられる。
図の例では、主信号xoに対して時刻−2Tに振幅e−2
が検出され、時刻−3Tに振幅e−3の波形歪みが検出さ
れる。そこで制御回路17は、トランスバーサルフィルタ
15のタップ利得Ciに対して Ci′=Ci−αei (0<α<1)、(−M≦i≦N) …(1) なるCi′を発生し、トランスバーサルフィルタ15に帰
還する。図の例では時刻−2Tと時刻−3Tに誤差信号が検
出されているので、C−2、C−3のタップ利得値が式
(1)により更新されることになる。
なお信号列vkに対して、差分器16で信号列wkを得、
上記誤差信号列ekとwkにより以下に示す方法によりタ
ップ利得値の更新を行なうことも可能である。
波形等化装置は、垂直帰線期間の信号を受信するごと
に上記式(1)あるいは(2)の処理を繰返すことによ
り、波形歪みを打ち消すようにタップ利得修正を行な
う。
さて、第4図に示す自動波形等化装置は、垂直帰線期
間に含まれるステップ状波形を微分(差分)信号を得る
ことで等化装置のトレーニング信号(xkあるいはwk
を発生しているが、近年このトレーニング信号を送信装
置内で予め積極的に挿入して伝送し、受信側ではこのト
レーニング信号を利用して波形等化を行なうシステムが
開発されている。
第6図は、送信側から波形等化のためのトレーニング
信号が送られて来た場合に、これを利用して波形等化を
行なう装置を示している。第7図はトレーニング信号の
挿入位置付近を示している。
第4図の装置と異なる部分は、平坦な1水平期間のほ
ぼ中央に挿入されたトレーニング信号そのものにより波
形歪み成分を抽出できるので、第4図の差分器18及び16
が不要になっている点である。
他の部分は、第4図の装置と同じであるために第4図
と同じ符号を付している。
ここで、クランプ回路13は、映像信号及びトレーニン
グ信号の直流再生を行なうもので、タイミングパルス発
生回路12からのクランプパルスに同期してペデスタルレ
ベルを規定電位にクランプしている。即ち、クランプパ
ルス期間にスイッチSをオンし、コンデンサCを規定の
電位Eに充電している。この規定電位は、アナログデジ
タル変換器14の出力が零になる値である。
クランプ回路13においては、クランプパルスが入力さ
れている期間に限り、抵抗RとコンデンサCの時定数
(RC)により、コンデンサCの電荷量が調整され、映像
信号の平均直流レベル(APL)が変動していてもペデス
タルレベルは規定電位E付近に固定されることになる。
ここでRCの時定数は、クランプパルス期間(第7図参
照)に対しては、充分長く設定される。この理由は、時
定数が短いと、クランプレベルが入力信号に含まれるノ
イズの影響を受け易くなるからである。特に時定数が極
端に短い場合は、クランプパルス期間が終了する間際に
生じたノイズにより再生直流レベルが大きく変動するこ
とになる。よって、クランプ回路13では、数H(H:水平
期間)から数十H程度のクランプ期間のバックポーチ部
分の平均電位により、クランプレベルが規定電位Eにな
るようにコンデンサCの電荷量が調整される。
この結果、トレーニング信号が挿入されている水平期
間において、トレーニング信号のペデスタルレベルが必
ずしも規定電位Eに正確に一致することはない。つまり
クランプレベルは、複数のバックポーチの平均電位を見
てその平均で決められたものであるからである。
また入力信号のS/Nが悪いと、クランプ時定数を比較
的長くしても、ノイズの影響によりトレーニング信号の
ペデスタルレベルは微少な直流オフセット(数LSB程
度)を生じてしまう。
このような直流オフセットδを生じたトレーニング信
号を波形等化装置に入力した場合を考えてみると、本来
波形歪みの存在しないサンプル点においても、この直流
オフセットδにより誤差信号ekを生じることになる。
この結果、不必要なタップ利得の発生を招き等化装置の
出力信号のS/N劣化を生じる。特に入力信号に波形歪み
が存在しない場合は、波形等化装置は、等化動作をする
必要はなくタップ利得値は、メインタップCo=1、その
他のタップCi=0(i=0)に固定されるべきであ
る。しかし上記した微少な直流オフセットδが生じる
と、波形等化装置出力xk(wkは微少直流オフセットが生じていないときの信号
列) となり、微少直流オフセットδがそのまま出力に現れる
ことになる。この結果、誤差信号列ekはすべてδとな
り(1)式に従って全タップの利得が−αδ分更新され
る。またメインタップはCo′=1−αδに更新される。
第3図は上記した微少な直流オフセットが生じた場合
に、ステップ状の映像信号を処理したときの波形等化装
置の出力波形を示している。トレーニング信号の受信時
に+δなる微少直流オフセットが生じたために、タップ
利得が−αδ修正され、波形等化装置から出力されたス
テップ状映像信号は、第3図(3a)の如く大きなスミア
を生じてしまい、画質を劣化させることになる。
この微少直流オフセットは、入力信号のノイズにより
ランダムに変動しており、この結果としてステップ状の
映像信号波形は、更に第3図(3a),(3b),(3c)…
の波形のように変動する。このような変動は、視覚上で
は非常に目につきやすく画質向上の大きな障害となる。
これに対して、トレーニング信号を予め積極的に伝送
しない第4図に示した装置では、クランプ回路13に直流
オフセットが生じても、差分器18あるいは16によりとな
り合うサンプル値の差分演算を行なっているので、誤差
信号列ekに直流オフセットを生じることはなく、上記
の問題は生じない。
しかし近年のように、予め送信側から積極的にトレー
ニング信号を挿入して伝送し、受信側ではこのトレーニ
ング信号を利用する方式が優勢になると、上記したよう
な問題を解決する手段が要望される。
(発明が解決しようとする問題点) 上気したように、インパルス状のトレーニング信号を
送信側から積極的に伝送し、受信側ではこのトレーニン
グ信号を利用して波形歪みを除去するシステムの場合、
該トレーニング信号に直流オフセットが生じると、不要
なタップ利得修正データが発生し、画質に悪影響を与え
てしまう。
そこでこの発明は、トレーニング信号部の直流オフセ
ットにより不要なタップ利得修正データが発生するのを
防止し、画質向上に寄与する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) この発明では、トランスバーサルフィルタの入力側及
び出力側でトレーニング信号情報を保持する。保持した
トレーニング信号情報から平坦部の直流レベルを検出し
直流オフセットを検出するもので、この場合、トレーニ
ング信号の立上がり、立下がり部から離れた位置の平坦
部の直流レベルを検出するようにしている。このオフセ
ット情報により前記保持したトレーニング信号情報から
該オフセット分を除去し,これにより得られた新たなト
レーニング信号情報をタップ利得制御手段で用いる構成
とするものである。
(作用) 波形歪みは、トレーニング信号から遠ざかるに従って
減少する性質がある。これは立上がりの激しい映像信号
では、立下がりの前後に比較的大きなリンギングが観測
されるが、そのリンギングは次第に小さくなり信号立上
がりから離れた位置ではリンギングがなくなっているこ
とも推論できる。従って本発明ではトレーニング信号の
立上がり,立下がり部から離れた平坦部(リンギングの
影響がなくなる位置)の情報を用いて直流オフセット量
を検出して、サンプリングされているトレーニング信号
から上記直流オフセットを差引くようにしている。そし
て直流オフセットのない新たなトレーニング信号を作
り、これをタップ利得修正を行なう制御手段に供給する
ことができ、タップ利得修正値に誤りがないようにして
いる。
(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、第2図はその動
作説明のために示した信号波形図である。
第1図において、入力端子30には映像信号が供給さ
れ、コンデンサ31を介した後、タイミングパルス発生回
路32及びクランプ回路33に供給される。クランプ回路33
で直流再生処理を受けた映像信号は、アナログデジタル
変換器34に供給されデジタル映像信号に変換される。デ
ジタル映像信号は4fsc(fsc:カラーサブカヤリア周波
数)の変化レートでデジタル化されている。
デジタル映像信号は、第4図、第6図で示したものと
同様なトランスバーサルフィルタ35に供給され波形等化
処理を受け、デジタルアナログ変換器36に入力される。
ここでアナログ信号に変換された映像信号は出力端子37
に導出される。トランスバーサルフィルタ35は、入力信
号を各種のタイミングに遅延する遅延素子群35aと、遅
延素子群35aの各タップに設けられた係数器群35bと、係
数器群35bの利得を設定するタップ利得メモリ35cと、係
数器群35bの出力を加算する加算器35dとからなる。
デジタル映像信号は、メモリ41にも供給される。メモ
リ41は、トレーニング信号が到来したときに、約1H期間
(910サンプル分)その情報を格納する。これによりト
レーニング信号情報が保持されたことになる。メモリ41
や44に対する書込みパルス及び読出しパルスは、映像信
号に同期したタイミングパルス発生回路32から得られて
いる。次に、メモリ41に保持されたトレーニング信号情
報は、直流オフセット検出回路42に供給され、その直流
オフセットが検出される。この場合、第2図に示すよう
に、トレーニングパルス部の立上がり、立下がり部は波
形歪み成分があるので、その前あるいは後の平坦な部分
の情報を用いて直流オフセットδが検出される。
この検出は、予め所定の目標直流レベルは決まってい
るので、取込んだ情報を例えば同図(1b)に示すように
処理することで目標より大あるいは小の直流オフセット
情報を得ることができる。即ち、例えばMサンプル分の
情報(第2図参照)を用いて直流オフセットδを検出す
るものとすると、Mサンプル情報の期間にスイッチS1を
オンして端子Aからトレーニング信号情報を取込み、加
算器41a,ラッチ回路41bを用いて累積加算を行なう。そ
してこの処理の後、スイッチS1をオフし、割算器41cに
より累積結果を1/M倍すれば直流オフセットδを得るこ
とができ、スイッチS2を介して端子Bに導出することが
できる。端子Cには、演算処理の前に内部のラッチ回路
や加算器を初期化するために、タイングパルス発生回路
32からリセットパルスが供給される。
直流オフセットδは、減算器43に供給される。減算器
43では、メモリ41からのトレーング信号情報から直流オ
フセットδ分を引算する処理が行われる。これにより、
減算器43からは、直流オフセットのない新たなトレーニ
ング信号情報が得られ、この情報が、制御回路49に供給
される。
一方、トランスバーサルフィルタ35の出力映像信号も
メモリ44に供給される。メモリ44,オフセット検出回路4
5、減算器46の構成及び動作は、先のメモリ41,オフセッ
ト検出回路42、減算器42の構成及び動作と同じである。
従って、減算器46からは、直流オフセットのないトレー
ニング信号情報が得られる。
減算器46からのトレーニング信号情報は、減算器47に
供給される。減算器47では、基準波形記億部48からの基
準波形情報と入力トレーニング信号情報とを用いて誤差
成分ek(波形歪みの残留成分)を検出する。この誤差
成分ekは、制御回路49に供給され、タップ利得を修正
するための情報として用いられる。
つまり制御回路49では、従来の装置と同様に なる演算によりタップ利得メモリの利得データ更新がな
される。
上記した実施例によれば、トレーニング信号が到来す
る毎に、直流オフセット量がキャンセルされる。このた
めに入力信号のS/Nが悪く、上記直流オフセット量が比
較的大きく変動しても、制御回路49にはこの変動が除去
されたトレーニング信号情報および誤差信号列が入力さ
れるので、不要なタップ利得修正を行なうことがない。
よって、画質向上にも貢献できるものである。
上記の実施例では、NTSC方式の信号を処理するものと
して説明した。よって1水平期間のサンプル数は910で
あり、インパルス状のトレーニングパルス位置は、第2
図に示したように水平期間のほぼ中央であり、直流オフ
セット検出のために利用した箇所は波形歪みの影響をで
きるだけ受けない部分を利用した。また直流オフセット
検出回路42,45では、第2図のMサンプル情報を用い、
M=128とした。この場合、入力信号のS/N=20dBとして
も、同期加算によるS/N改善が10Log128=21dBであるこ
とを考慮すれば、S/N=41dBの精度で上記直流オフセッ
ト量を求めることができ、充分なオフセットキャンセル
効果を得ることが可能である。
家庭用の受信機では、受信S/Nが低い状態での使用が
考えられ、再生直流レベルはノイズ等でかなり変動を受
ける可能性が高い。このような場合、本装置を使用する
ことによりトレーニング信号は、高い精度で直流オフセ
ットがキャンセルされ、品位の高い画像を得るのに有効
となる。
なお、上記の説明では、NTSC方式の映像信号の波形等
化を行なうものとして説明したが、本発明はPAL方式,SE
CAM方式の映像信号処理システムやTCI(時間軸圧縮)伝
送方式のシステムにも適用可能である。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明はトレーニング信号部
の直流オフセットにより不要なタップ利得修正データが
発生するのを防止し、スミアなどの発生を防止すること
ができ画質向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図は第
1図の回路の動作を説明するために示した信号波形図、
第3図はトレーング信号の直流オフセットにより生じる
スミアの説明図、第4図は従来の波形等化装置を示す回
路図、第5図は第4図の回路の動作を説明するために示
した信号波形図、第6図は従来のトレーニング信号を利
用する波形等化装置を示す回路図、第7図は第6図の回
路の動作を説明するために示した信号波形図である。 32……タイミングパルス発生回路、33……クランプ回
路、34……アナログデジタル変換器、35……トランスバ
ーサルフィルタ、36……デジタルアナログ変換器、41,4
4……メモリ、42,45……直流オフセット検出回路、43,4
6,47……減算器、48……基準波形記憶部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−89825(JP,A) 特開 昭59−115611(JP,A) 特開 昭59−115612(JP,A) 特開 昭58−3308(JP,A) 特開 昭55−83375(JP,A) 特公 昭64−3092(JP,B2) 特公 平2−49580(JP,B2) 特公 昭61−4225(JP,B2) 特公 平5−14466(JP,B2) IEEE Transactions on Cousuuer Elect ronicc,Vol.CE−27,N o.3,August1981,P.512− 529,J.Voorman et al “A ONE−CHIP AUTOMA TIC EQUALIZER FOR ECHO REDUCTION IN TELETEXT."

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予め定められた繰り返し周期の部分に、前
    後に平坦部を有し波形等化のための基準となるインパル
    ス状のトレーニング信号が挿入された入力信号が供給さ
    れるトランスバーサルフィルタと、このトランスバーサ
    ルフィルタの出力信号の波形歪みを無くすために、前記
    トレーニング信号と基準波とを比較して誤差信号を得、
    この誤差信号に基づき前記トランスバーサルフィルタの
    タップ利得を制御する利得制御手段とを具備した波形等
    化装置において、 前記トランスバーサルフィルタの少なくとも出力側で前
    記トレーニング信号情報を保持する保持手段と、 タップ利得を制御するために、この保持手段のトレーニ
    ング信号情報を基に、前記トレーニング信号の立上が
    り、立下がり部から離れた位置の前記平坦部の直流レベ
    ルを検出するオフセット検出手段と、 このオフセット検出手段の検出結果により前記保持手段
    に保持されているトレーニング信号情報から該オフセッ
    ト分を除去し、これにより得られた新たなトレーニング
    信号情報を前記制御手段で用いるための情報とする手段
    とを具備したことを特徴とする波形等化装置。
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