JP2575412B2 - フィールド巡回型ノイズリデューサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、映像信号の処理回路に係り、特に、ビデオ
デイスクプレーヤ等の映像信号再生装置に用いて好適な
フイールド巡回型ノイズリデユーサに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来の技術に関する説明を第４図を用いて行なう。

第４図（ａ）は従来のフイールド巡回型ノイズリデユ
ーサ（以下、ノイズリデユーサをNRと略す。）の構成を
示すブロツク図、第４図（ｂ）は同図（ａ）の非線形回
路の入出力特性を示す特性図、である。

第４図（ａ）に示す様に、フイールド巡回型NR20は、
アナログ／デイジタル（以下、A/Dと略す。）変換器１
と、減算回路2,4と、第４図（ｂ）に示す如き入出力特
性を有する非線形回路３と、フイールドメモリから成る
262H遅延回路（但し、1Hは１水平走査周期である。）５
と、デイジタル／アナログ（以下、D/Aと略す。）変換
器６と、から構成される。

入力映像信号はA/D変換器１によつてA/D変換された
後、一方は減算回路４に供給され、他方は減算回路２に
供給される。減算回路４には、A/D変換器１からの出力
の他に、減算回路２から出力が262H遅延回路５を介した
後、供給されており、そこにおいて、両者は減算され、
その差分が非線形回路３に供給される。

非線形回路３では、入力Ｘに対して係数Ｋを乗じて出
力Ｙを出力する。ここで、係数Ｋは ０Ｋ＜１ ……（１） なる範囲に設定されており、即ち、非線形回路３の入出
力特性は第４図（ｂ）に示す如くなつている。

従つて、第４図（ｂ）からわかる様に、非線形回路３
に供給された差信号の中で、大振幅のものは係数Ｋが０
となるので非線形回路３を通過せず、小振幅の差信号の
みがノイズと見なされて出力される。

その後、非線形回路３の出力、すなわちノイズは減算
回路２に供給され、A/D変換器１の出力の他方、すなわ
ち原信号から差引かれる。このようにして、ノイズを除
去された信号は減算回路２の出力から、一方は262H遅延
回路５を経て巡回し、他方はD/A変換器６を経て出力映
像信号となる。

次に、このフイールド巡回型NR20の効果および問題点
に関する説明を第４図（ｃ）を用いて行なう。

第４図（ｃ）において、縦軸ｖは画面垂直方向の距離
を示し、横軸ｔは時間を示している。尚、紙面に垂直な
軸ｈは画面水平方向に対応する。また、白丸は画素を表
し、点線は各フイールドを表している。

このフイールド巡回型NR20の動作を画素で考えてみる
と、その動作は、第４図（ｃ）に示す様に、vt平面にお
いて、現在の画素と262H前の画素との演算（尚、巡回し
ているので、262H×2,262H×3,……前の画素も関係して
いる。）により成り立つており、その演算方向は図中矢
印で示す方向である。

ここで、この演算方向に沿つた周波数軸f₀を考え、 Ω＝２πf₀ ……（２） なる角周波数Ωを定義すると、このフイールド巡回型NR
20の伝達関数は次式で与えられる。

上式で表されるNRは、周期（262H）^-1のくし形特性を
有し、262H間で相関の無い成分を除去するものである。

ところで、262H間隔の画素同士は色信号も同相である
ため、色信号に関しての位相補償を行う必要がなく、従
つて、このフイールド巡回型NR20では、Y/C分離回路や
クロマインバータ等を用いなくても、輝度信号と色信号
の両者に重畳されたノイズを同等に除去することがで
き、極めて有効なノイズリデユーサであると言える。

しかしながら、このフイールド巡回型NR20における動
作は、前述した如く、現在の画素と262H前の画素との演
算によつて成り立つており、その演算は画像上で見てみ
ると、第４図（ｃ）に示す様に、或る画素とその１ライ
ン下の画素との演算となる。そのため、第４図（ａ）に
示す減算回路４の出力には、その位置的なずれによる不
要成分も必然的に含まれることになり、それが他のノイ
ズ成分など共に、非線形回路３にて係数Ｋを乗ぜられて
後、減算回路２において、本体なら原信号から引く必要
はないのに引かれてしまうため、D/A変換器６から出力
される出力映像信号には、画像上において、あたかも湯
気が昇る如く、細かなノイズ分が１ラインずつ上に移動
する様なパターンが現れてしまうという問題があつた。
以下、この様な移動するノイズ分を移動ノイズと呼ぶこ
とにする。

そこで、この様な移動ノイズを除去する方法として、
従来では、例えば、特開57−55671号公報に記載されて
いるように、フイールド遅延時間を262Hと263Hの間で交
互に切換える方法等が提案されている。しかし、この方
法では遅延時間延長のための1H遅延回路を必要とし、ま
た、色信号も考慮する場合にはさらにY/C分離回路なら
びにクロマインバータ（特開57−55671号公報の例では1
H遅延回路２個使用の色信号補間回路）等が必要であつ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した様に、従来のフイールド巡回型NRにおいて
は、移動ノイズが発生するという問題があり、しかも、
その移動ノイズを除去するには、1H遅延回路を始めとす
る種々の回路を追加しなければならず、そのため、回路
構成の複雑化、ならびに回路規模拡大に伴う費用の増大
を招いてしまうという問題があつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決
し、発生する移動ノイズを安価で簡単な回路構成によつ
て低減し得るフイールド巡回型NRを提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明では、フイー
ルド巡回型NR内の帰還路中に、水平周波数に対して色副
搬送波周波数を１周期とするくし形特性を有するくし形
フィルタを設けるようにした。

〔作用〕

前記フイールド巡回型NR内の帰還路中に前記くし形フ
イルタを設けた場合、該くし形フイルタは、その阻止域
において、前記フイールド巡回型NR内における非線形回
路の係数Ｋの実効値を下げる効果がある。従つて、それ
により、該阻止域における該フイールド巡回型NRのノイ
ズ除去効果が下がり、該阻止域における移動ノイズの発
生が抑制される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例を示すブロツク
図である。

第１図（ａ）に示す回路は、第４図（ａ）に示した回
路に、加算器7,1/2減衰器8,および４クロツク遅延回路
９が追加された構成となつている。尚、21は本実施例に
おいて新たに定義する非線形回路であるが、詳細は後述
する。

本実施例における基本的な動作は、第４図（ａ）に示
した回路と変わらず、262H前の信号と原信号との差をと
り、その差信号を係数Ｋを乗じて、小振幅の差信号のみ
をノイズと見なして原信号から減じている。

本実施例における特徴は、減算回路４の出力から非線
形回路３に至る間に、水平周波数（水平方向の空間周波
数）f₁に対してくし形特性を有するくし形フイルタ（以
下、水平周波数くし形フイルタと称す。）を構成する加
算器7,1/2減衰器8,および４クロツク遅延回路９を設け
たことにある。

これによつて、第１図（ａ）に示す回路の伝達関数
は、式（２）で定義される角周波数Ωと、ω＝２πf₁と
して定義される水平角周波数ωと、の関数となり、具体
的には次式で表される。

ここで、4CLKは４クロツク分の周期を示しており、本
実施例ではA/D変換器１におけるサンプリング周波数を
色副搬送波周波数f_SCの４倍としているため、 4CLK＝1/f_SC ……（５） である。

式（４）と前述した式（３）とを比較して見れば明ら
かな様に、式（４）は式（３）における係数Ｋを、 に置換したものに等しい。

従つて、ここで なる係数Ｋ′を定義すると、第１図（ａ）に示す非線形
回路3,加算器7,1/2減衰器8,および４クロツク遅延回路
９は、これらを総合して、係数Ｋ′を有する非線形回路
21と見なし得る。

係数Ｋ′は、式（６）から明らかな様に、水平角周波
数ωの関数であり、従つて、水平周波数f₁の関数であ
る。即ち、係数Ｋ′は、式（５），（６）により、水平
周波数f₁に対して第１図（ｂ）に示す如き周波数特性を
示す。尚、第１図（ｂ）において、非線形回路３の係数
Ｋは、Ｋ′が１を越えない様な範囲に設定されているも
のとする。

ところで、フイールド巡回型NRにおける移動ノイズの
発生の様子は、従来技術において述べたとおりである
が、その発生量は非線形回路３の係数Ｋ、すなわち帰還
率Ｋの大きさに伴つて増大する。何故なら、前述したと
おり、移動ノイズの原因となる不要成分は、非線形回路
３において他のノイズ成分などと共に係数Ｋが乗ぜら
れ、その結果、減算回路２において原信号から引かれる
不要成分の大きさは、係数Ｋの大きさに比例したものと
なるからである。

そこで、この様な移動ノイズの発生量を抑えるため
に、非線形回路３の係数Ｋの値を小さくすることが考え
られるが、この係数Ｋの値を小さくするということは、
式（３）において伝達関数Ｈ（Ω）の値を１に漸近させ
ていることになり、結果としてフイールド巡回型NRにお
けるノイズ除去効果を全体的に減少させてしまうことに
なる。

そこで、本実施例では、フイールド巡回型NRにおける
ノイズ除去効果を部分的にのみ減少させて移動ノイズの
軽減を図るようにした。

つまり、係数Ｋ′に第１図（ｂ）の如き周波数特性を
持たせることにより、水平周波数f₁が0,f_SC付近ではノ
イズ除去効果を保持させて、ビデオデイスクプレーヤの
再生信号等において顕著である、低周波部分に含まれる
横じま状にちらつくノイズ、或いは色信号に含まれるノ
イズに対するノイズ除去を行い、水平周波数f₁がf_SC/2
付近ではノイズ除去効果を減少させて移動ノイズを軽減
するのである。

なお、第１図（ａ）における水平周波数くし形フイル
タの挿入箇所は非線形回路３と減算回路２との間であつ
てもよい。

さらに、係数Ｋに第１図（ｂ）に示した様な水平周波
数依存性を持たせるための回路としては、第１図（ｃ）
に示す様な回路等、種々の回路構成が考えられるが、本
実施例はこれらのいずれかに限定されるものではない。
尚、第１図（ｃ）において、18は減算回路、19は４クロ
ツク遅延回路である。

続いて第２図を用いて本発明の第２の実施例に関する
説明を行なう。

第２図は本発明の第２の実施例を示すブロツク図であ
る。

第２図において、20は第１図（ａ）に示したフイール
ド巡回型NRであり、22は色副搬送波トラツプ10,高域通
過フイルタ11,リミツタ12,減算回路13で構成されるアナ
ログNRである。

第２図に示す様に、フイールド巡回型NR20の出力は２
分岐され、一方は減算回路13に、他方はアナログNR22の
色副搬送波トラツプ10に入力される。色副搬送波トラッ
プ10に入力された信号は、そこで、色副搬送波周波数f
_SC近傍の成分が取り除かれた後、高域通過フイルタ11に
入力され、そこで、高周波成分のみが抜き取られ、続く
リミツタ12において、その高周波成分から小振幅の部分
が抽出される。そして、そのリミツタ12の出力を減算回
路13の他方の入力として入力し、ノイズと見なして原信
号から減ずる。この結果、アナログNR22に入力された信
号のうち、高周波成分に含まれるノイズが除去される。

なお、第２図に示す高域通過フイルタ11を帯域通過フ
イルタに替えることにより、高周波成分に含まれるノイ
ズに限らず、所望の周波成分に含まれるノイズを除去す
ることができる。

本実施例における特徴は、アナログNR22が非線形回路
21を有するフイールド巡回型NRを補う役割を果たす点に
ある。

つまり、非線形回路21を有するフイールド巡回型NRで
は、水平周波数くし形フイルタによつて非線形回路21の
係数Ｋ′は第１図（ｂ）に示す如き特性を与えられ、f
_SC/2付近でのノイズ除去効果が抑えられていたのである
が、本実施例の如く、その出力端にアナログNR22を設
け、アナログNR22のノイズ除去効果が最大となる周波数
（アナログNR22は或る周波数においてノイズ除去効果の
ピークを有する。）をf_SC/2近傍に設定することによ
り、フイールド巡回型NRにて除去されなかつたノイズを
アナログNR22により除去することが可能となる。

従つて、水平周波数f₁のほぼ全域にわたつて何等かの
ノイズ除去作用が施されるため、ノイズのスペクトル分
布が一定に近づき、画像の不自然さが減少する。

最後に、本発明の第３の実施例に関する説明を第３図
を用いて行なう。

第３図（ａ）は本発明の第３の実施例を示すブロツク
図である。

本実施例では、第２の実施例におけるアナログNR22に
相当する部分をデイジタル回路で構成している。

第３図（ａ）において、23は水平周波数くし形NRであ
り、減算回路14および15,非線形回路16,4クロツク遅延
回路17に成る。非線形回路16の係数Ｋは第４図（ｂ）に
示した様な特性を示すものである。

水平周波数くし形NR23の内部構成は、第４図（ａ）に
示した回路において、262H遅延回路５を４クロツク遅延
回路17に置換したものに等しく、従つて、水平周波数く
し形NR23は、現在の画素と４クロツク前の画素との相関
をとることによりノイズを除去する、４クロツク巡回型
NRである。

水平周波数くし形NR23における利得は、第３図（ｂ）
に示す如き周波数特性を有する。従つて、この水平周波
数くし形NR23におけるノイズ除去効果は、水平周波数f₁
がf_SC/2付近では最大となり、0,f_SC付近では最小とな
る。これは第１図（ｂ）の特性を実質的に反転させた形
になつている。

従つて、第３図（ａ）の如く、この水平周波数くし形
NR23を、水平周波数くし形フイルタを内蔵した非線形回
路21を有するフイールド巡回型NRの、出力端に設置する
ことにより、第２の実施例と同等、あるいはそれ以上の
ノイズ除去効果を期待できる。すなわち、この様に、移
動ノイズが視覚的に顕著な周波数帯域では水平相関を、
顕著でない帯域ではフイールド相関を用いて、ノイズ除
去を行うことにより、周波数全域にわたる理想的なノイ
ズリデユーサを構成することが出来る。

以上、本発明における実施例について説明したが、本
発明は各実施例に限定されるものではない。例えば、第
１図（ａ）および第３図（ａ）における遅延回路の遅延
クロツク数は「４」に限定されない。また、第１図
（ａ）における減衰器の定数も「1/2」に限らない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、所望の周波数帯域（例えば、低域お
よび色副搬送波周波数近傍）でのノイズ除去効果を低下
させることなく、発生する移動ノイズを軽減することが
可能である。しかも、回路構成が簡単であり、回路規模
の大幅な拡大を伴わないため、経済性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例を示すブロツク
図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）における非線形回路21
の係数Ｋ′の水平周波数特性を示す特性図、第１図
（ｃ）は第１図（ａ）における水平周波数くし形フイル
タの他の具体例を示すブロツク図、第２図は本発明の第
２の実施例を示すブロツク図、第３図（ａ）は本発明の
第３の実施例を示すブロツク図、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）における水平周波数くし形NRの利得の水平周波数
特性を示す特性図、第４図（ａ）は従来のフイールド巡
回型NRを示すブロツク図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）
における非線形回路３の入出力特性を示す特性図、第４
図（ｃ）は第４図（ａ）のフイールド巡回型NRにおける
画素の演算方向を示す説明図、である。 符号の説明 １……A/D変換器、2,4……減算回路、3,21……非線形回
路、５……262H遅延回路、６……D/A変換器、７……加
算回路、８……1/2減衰器、９……４クロツク遅延回
路、20……フイールド巡回型NR、22……アナログNR、23
…水平周波数くし形NR。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】NTSC方式複合映像信号を取込み、その中に
   混入しているノイズ成分を除去して出力するノイズリデ
   ューサにおいて、 （イ）取り込んだ前記NTSC方式複合映像信号を色副搬送
   波の周波数のｎ倍（n:整数）のクロック周波数でサンプ
   リングし、第１のディジタル映像信号に変換して出力す
   るA/D変換器と、 （ロ）前記第１のディジタル映像信号を一方の入力信号
   とし、これから他方の入力信号を減じて第２のディジタ
   ル映像信号を出力する第１の減算回路と、 （ハ）前記第２のディジタル映像信号を取込み262水平
   走査期間だけ遅延させて出力する262H遅延回路と、 （ニ）該262H遅延回路の出力と、前記第１のディジタル
   映像信号と、を入力され両者の差分を生成して出力する
   第２の減算回路と、 （ホ）該第２の減算回路の出力である差分出力にｎクロ
   ック期間の遅延を与えるｎクロック遅延回路と、 （ヘ）該ｎクロック遅延回路の出力を取込み減衰させて
   出力する減衰器と、 （ト）該減衰器の出力と、前記第２の減算回路の出力で
   ある差分出力と、を加算することにより、前記差分出力
   に、色副搬送波周波数を１周期とするくし形フィルタを
   作用せしめる加算回路と、 （チ）該加算回路の出力の振幅の絶対値をしきい値と比
   較し、振幅の小さい信号は通過させ、振幅の大きい信号
   は遮断するという非線形特性を有し、出力を前記第１の
   減算回路に供給して前記第１の減算回路における他方の
   入力信号とする非線形回路と、 （リ）前記第２のディジタル映像信号を取込み、前記ク
   ロック周波数を用いてアナログ複合映像信号に変換して
   出力するD/A変換器と、 を具備して成ることを特徴とするフィールド巡回型ノイ
   ズリデューサ。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のフィールド
   巡回型ノイズリデューサにおいて、前記フィールド巡回
   型ノイズリデューサの出力端に、残留するノイズの水平
   周波数成分を除去するためのアナログ・ノイズリデュー
   サを設けたことを特徴とするフィールド巡回型ノイズリ
   デューサ。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載のフィールド
   巡回型ノイズリデューサにおいて、前記アナログ・ノイ
   ズリデューサは、水平周波数に対して、色副搬送波周波
   数を１周期とするくし形特性を呈するノイズリデューサ
   であることを特徴とするフィールド巡回型ノイズリデュ
   ーサ。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載のフィールド
   巡回型ノイズリニューサにおいて、前記D/A変換器の入
   力端に、残留するノイズの水平周波数成分を除去するた
   めのディジタル・ノイズリデューサを設けたことを特徴
   とするフィールド巡回型ノイズリデューサ。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項に記載のフィールド
   巡回型ノイズリデューサにおいて、前記ディジタル・ノ
   イズリデューサは、水平周波数に対して、色副搬送波周
   波数を１周期とするくし形特性を呈するノイズリデュー
   サであることを特徴とするフィールド巡回型ノイズリデ
   ューサ。