JP3657710B2 - ノイズ検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、電気信号検出器に関し、特に、カラービデオ信号中に含まれるノイズを示す検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオノイズ検出器は、ビデオ信号処理装置内で一般に使用されている。例えば、このような検出器は、処理されているビデオ信号中のノイズのレベルに応じて関数的に変動するように設計されているタイプのビデオ・システムにおいて効果的に使用される。このようなノイズで制御される装置を二三挙げれば、例えば、ノイズに応答するプログラム可能帯域フィルタ、ノイズに応答する水平ピーキング回路、ノイズに応答する可変飽和クロミナンス・プロセッサおよびノイズ低減巡回型フィルタなどを備えている装置がある。
【０００３】
例えば、“ビット誤り率と輝度レベルの関数として変動する帯域幅を有するフィルタ回路”という名称の米国特許第５，３９６，２９３号においてシェラード（Ｓｈｅｌｌａｒｄ）氏が述べているディジタル・ビデオ・システムでは、ビデオ帯域幅がディジタル・ビデオ信号のビット誤り率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）の関数として制御される。ノイズの多い状態では、ＢＥＲは増加し、ビデオ帯域幅を減少させるのに使用される。ある特定の実施例では、帯域幅はビット誤り率と輝度信号の振幅レベルの関数として制御される。
【０００４】
“自動ビデオ信号ピーキングとカラー制御”という名称の米国特許第４，４３０，６６５号でコクラン（Ｃｏｃｈｒａｎ）氏が述べているビデオ・システムでは、ノイズが検出されて、２つの関数（すなわち、ビデオ信号のピーキングとクロミナンス信号レベル）を制御するのに使用される。コクラン氏の装置の１つの例において、ノイズはビデオ信号中に存在する“長期間の平均”高周波ノイズの分析により評価され、もう１つの例では、受像機のＡＧＣ回路の助けにより更に評価される。このノイズの評価に応答して、輝度信号は、受信されたカラーテレビジョン信号の中に弱いノイズの多い信号が存在すると、著しいデ・ピーキングを呈するように制御される。これと同時に、クロミナンス信号成分の大きさは減じられ、表示されたカラー画像が過飽和の色彩を生じないようにする。
【０００５】
“ノイズに応答する自動ピーキング制御装置”という名称の米国特許第４，３７６，９５２号においてトロイアノ（Ｔｒｏｉａｎｏ）氏はノイズを検出する（デ・ピーキングを目的とする）ために、ビデオ信号を帯域濾波し、濾波された信号を、帰線消去期間の間にのみ動作可能となるサンプリング回路を介して、検出器に供給して、輝度信号の有効ビデオ部分を阻止する。この検出器はパルスを平均化するタイプであり、閾値を超えるサンプル信号の最大値を表わすパルスが発生され平均化されて、平滑な制御信号を発生する。この制御信号は、主としてノイズを表わしており、且つサンプリング期間の間に起こる輝度信号の遷移とは実質的に無関係である。
【０００６】
“可変ピーキング制御回路”という名称の米国特許第４，３８４，３０６号においてリウ（Ｌｉｕ）氏が述べているシステムでは、ビデオ信号はノイズの多い状態のとき“デ・ピーキング”され、且つノイズの検出は垂直方向の連続的な画像地点の信号レベルを比較することにより行われる。１つの例では、垂直方向の３本の連続的なラインからの信号を（１Ｈおよび２Ｈの期間だけ連続的に遅延させて）時間的に一致させ、サンプリングし、得られたサンプルを画像分析して、インパルスノイズの存在が調べられる。
【０００７】
“信号背景ノイズ検出器”という名称の米国特許第４，６８４，９８９号においてローダー（Ｒｏｅｄｅｒ）氏外が述べているノイズ評価システムには、循環的に起こる冗長期間の信号差に相当する、差のサンプルを発生する回路が含まれている。いくつかのこのような差のサンプルは平均され、各平均値に関与する差のサンプルは平均値から引かれる。大きさの値が、平均値と差のサンプルとの差から得られ、所定数の大きさの値が平均され、ノイズ評価信号を発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複雑な画像分析を回避し且つ丈夫で信頼できるノイズ表示の得られるノイズ検出器の必要を満たすことに向けられている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるノイズ検出装置は、入力ビデオ信号からバースト成分を取り出す手段と、供給される位相基準信号に対するバースト成分の位相角を測定する手段と、位相角の測定値からノイズ表示信号を取り出す手段とを具備している。
【００１０】
本発明の原理の望ましい用途として、周期的成分を有する入力信号の供給源、および振動性信号を発生する可変発振器が含まれる。振動性信号で定められる瞬時に入力信号をサンプリングし、入力信号の周期的成分のサンプルを供給するための手段が備えられる。演算処理装置がサンプルに応答して、位相角誤差信号を発生し、可変発振器の振動性信号を入力信号の周期的成分に位相ロックし、位相角誤差信号からノイズ表示信号が取り出される。
特許請求の範囲に記載された事項と実施例との対応関係を、図面で使われている参照符号で示すと次の通りである。
（請求項１） 供給される基準信号（Ｓ５）を基準にしてカラービデオ信号（１２）のバースト成分の位相角を測定するための位相角測定回路（２２、３０）と、
所定期間に所定範囲に入る位相角測定値の計数値を生成し、当該計数値に応じてノイズ表示信号（Ｂ０，Ｂ１）を生成するための出力回路（４０）と、を含むノイズ検出装置。
（請求項２） もう１つの範囲内にある位相角測定値を前記計数値から除外するための抑止回路（４０）を含む、請求項１記載のノイズ検出装置。
（請求項３） 前記もう１つの範囲が１８０度付近の角度（オクタント３，７）からなる、請求項２記載のノイズ検出装置。
（請求項４） 前記位相角測定回路が、前記バースト成分と前記基準信号とをそれぞれの直角位相検出器に供給して、同相出力信号Ｘと直角位相出力信号Ｙをそれぞれ発生するための直角位相検出手段（２２）と、
前記同相および直角位相出力信号ＸおよびＹを位相角表示信号に変換し、前記出力回路に供給し、前記ノイズ表示信号を取り出すための、直交／極座標変換手段（３０）とを含む、請求項１記載のノイズ検出装置。
発明の効果
位相角測定回路が供給された位相基準信号を基準にしてカラービデオ信号のバースト成分の位相角を測定し、出力回路がこの位相角の測定値からノイズ表示信号を取り出すことができる。また、このノイズ表示信号は次に画像強調プロセッサに供給され、表示装置で表示される画像のパラメータ（コントラスト、鮮鋭度、帯域幅またはノイズの低減など）を調節することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を具体化するテレビジョン装置を示し、ビデオ信号Ｓ１を供給するビデオ信号源１２と、ビデオ信号を表示するためのビデオ信号処理／表示装置１４とを含んでいる。テレビジョン受像機として使用する場合、信号源１２は従来のチューナ、ＩＦ増幅器および検波器を含む。信号源１２は更に、１つまたはそれ以上のベースバンド・ビデオ入力、および複数のビデオ入力信号から選択するための適当なスイッチを含むこともある。テレビジョン・モニターとして使用する場合、チューナは省略される。処理／表示装置１４は従来設計のもので、例えば、輝度／クロマ処理回路、表示装置（例えば、受像管またはＬＣＤ装置）、および適当な表示装置駆動回路を含んでいる。図面を簡略化するために、音声およびカラー処理の詳細は省略する。
【００１２】
信号源１２より供給されるベースバンド・ビデオ信号は、本発明を具体化するディジタル位相ロック・ループ１６（点線で輪郭を示す）内のアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０により、ディジタル信号に変換され、ビデオ処理／表示装置１４に供給される。ノイズ表示信号（Ｂ０，Ｂ１）は画像強調プロセッサ１８の制御入力に供給される。プロセッサ１８は、ビデオ信号Ｓ３をビデオ処理／表示装置１４から受け取り、且つ強調されたビデオ信号Ｓ４を処理表示装置１４に戻すように結合される。
【００１３】
プロセッサ１８の目的は、表示画像についての１つまたはそれ以上のパラメータを強調し、２ビットのノイズ表示信号（Ｂ０，Ｂ１）で表示されるノイズレベルの関数として強調度を変化させることである。この目的のために、強調プロセッサ１８は、前述したシステムのような従来設計のものでもよい。シェラード氏のシステムでは、ノイズレベルが増加するにつれて、ビデオ帯域幅の望ましい逓減が得られることを思い起こされたい。リウ氏およびトロイアノ氏のシステムは、信号対ノイズ比の低い状態では“デ・ピーキング”を行い、コクラン氏のシステムはノイズ信号を利用して、ビデオ信号のピーキングとクロミナンス信号レベルの両方を制御する。ノイズ信号のもう１つの有益な用途は、ビデオ信号に施こされるノイズ低減の程度を制御することであろう。本発明のノイズレベル表示信号（Ｂ０，Ｂ１）にはこれ以外にも多くの適当な用途が存在することは明らかである。
【００１４】
ディジタル式位相ロック・ループ１６はアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０を含み、Ａ／Ｄ変換器２０にビデオ信号Ｓ１が供給され、変換器２０は変換された（ディジタル）ビデオ信号Ｓ２を、前述したように処理／表示装置１４に供給する。色副搬送波周波数の４倍（４Ｆｓｃ）の、位相ロックされたサンプリング・クロック信号Ｓ５は、電圧制御発振器ＶＣＯ２６より、Ａ／Ｄ変換器２０に、バーストアキュムレータ（または“直角位相検波器”）２２に、またタイミング装置２４に供給される。タイミング装置２４は、ＶＣＯ２６より供給される“マスタークロック”（Ｓ５）信号と同期し且つビデオ処理／表示装置１４からの偏向タイミング信号と同期しており、水平同期（ＨＳ）、垂直同期（ＶＳ）およびバースト・ゲート（ＢＧ）信号などいくつかのタイミング信号を位相ロック・ループ１６に対して発生する。
【００１５】
バースト・ゲート信号ＢＧ、４Ｆｓｃクロック信号およびサンプル・ビデオ信号Ｓ２はバーストアキュムレータ２２に供給される。アキュムレータ２２はバースト期間の間に生じる信号Ｓ２の偶数と奇数のサンプルを選別し合計し、サンプルを２つのグループに分ける。これには、同相グループのサンプルＸ（これはバーストのピークで起こる）と、直角位相グループのサンプルＹ（これはバーストの零交さ点で起こる）がある。数ＸとＹはデカルト（直交）座標系におけるバースト・ベクトル座標を表わす。例示的アキュムレータは図３に示し、あとで説明する。
【００１６】
バースト・ベクトルのＸ座標とＹ座標は、次に直交／極座標変換器３０に加えられる。変換器３０はＸＹ座標を直交座標の形から、大きさの項Ｒと位相角の項φを有する極座標の形（Ｒ，φ）に変換する。この変換を行う直接的方法は、ＸとＹの値を、それに対応する半径と角度の値でプログラムされる読出し専用メモリ（ＲＯＭ）のアドレス入力に加えることである。しかしながら、このような構成は比較的大きなメモリを必要とするであろう。より良い方法は、大きなメモリの必要を無くし、正弦、余弦または正接の三角関数近似法を使用して角度を計算することであろう。図３はこのような座標系変換器（直交座標から極座標へ）を例示しており、あとで詳しく述べる。
【００１７】
極座標変換器３０より発生される大きさの項Ｒはバースト検出器３２に加えられる。検出器３２は、ビデオ信号Ｓ１の中にバースト成分が含まれておらず従って白黒（モノクロ）画像であることが示されると、“ＢＬＡＣＫ＆ＷＨＩＴＥ”と呼ばれる信号Ｓ８をバースト位相ジッタプロセッサ４０に出力する。
【００１８】
極座標変換器３０より発生される更に別の２つの信号はＮＯ−ＢＵＲＳＴ信号Ｓ６とＯＣＴＡＮＴ信号Ｓ７であり、この両信号はジッタプロセッサ４０のそれぞれの入力に供給される。“ＮＯ−ＢＵＲＳＴ”信号は、極座標変換器内にある第２のバースト検出器（図４に示す）より発生され、ビデオ信号Ｓ２中にバースト信号の不在を検出する。この情報は、選択されたライン期間の間カラービデオ信号の処理を抑止するためにジッタプロセッサで必要とされる。例えば、垂直期間の或るライン期間の間（例えば、垂直同期信号が在るときライン１〜ライン９まで）、バーストは存在しない。また、個々のバーストは、例えば、ノイズ、磁気テープの欠落などから生じる信号の喪失により、有効ビデオ期間の間カラービデオ信号中でも失われることがある。
【００１９】
要するに、本発明のノイズ検出システムには２個のバースト検出器が特に必要である。この検出器のうち一方（図１の３２）は比較的長い時定数すなわち応答速度（例えば、１フィールドまたはそれ以上）を有し、バースト成分の全く無い白黒（モノクロ）信号を識別する。このバースト検出器はすべてのモノクロ・ビデオ入力信号に対してノイズ検出システムを抑止する。もう一方のバースト検出器（図４の４３２，４３６）は比較的短い時定数すなわち応答速度（例えば、１ライン期間）を有し、行方不明のバーストを１ラインごとに確かめる。図４に示すこの高速バースト検出器（あとで述べる）場合、バースト・ベクトルの大きさ（信号Ｌ；Ｘ座標とＹ座標のうち大きい方）が“ＮＯ−ＢＵＲＳＴ”閾値源４３６で設定される閾値以上であるか以下であるか、比較器４３２が瞬時に判定を下す。カラービデオ信号の場合、例えば垂直期間のライン１〜ライン９の間、いくつかのバーストは常に行方不明になり、ノイズまたはテープの欠落により、いくつかのバーストは時折行方不明になる。カラービデオ信号中のノイズを正確に評価するために、行方不明のバーストが検出され、ジッタプロセッサ４０の動作を修正するために使用される。
【００２０】
上述のように、極座標変換器３０は、またオクタント“ＯＣＴＡＮＴ：八分円”と呼ばれる信号をジッタプロセッサ４０に出力する。この信号により、バースト・ベクトルの角度が、ＶＣＯ２６の基準位相に関して、８個の４５度のオクタントのうちのどれを占めているのか、が識別される。図６はオクタントを示し、図７の表は、４５度の各オクタントを識別する３ビットの２進符号を示す。位相ロック・ループについては、あとで説明するように、オクタントの情報は逆正接近似法を行うのに使用される。本発明において、オクタントの情報はまた、角度の計算と関係のない別の目的に役立てられる。具体的に言うと、本発明においてオクタントの情報は、或る一定の位相角の処理をノイズの計算から抑止するのに役立てられる。
【００２１】
一例として、“ＯＣＴＡＮＴ”（Ｓ７）信号は、４５度のオクタント内のバースト角度に対して、１３５度から１８０度まで、そして−１３５度から１８０度まで（それぞれ、オクタント３と７）、ジッタプロセッサ４０内での処理を抑止する。これによって、或る“コピー防止”符号化ビデオ信号が存在するときに、ビデオノイズが誤って測定されるのを防ぐ。“コピー防止”符号化ビデオ信号とは、ビデオテープに録画するのが困難になるようにビデオ信号の一部分が故意に変えられたものである。このような“コピー防止”システムでは、２０本ごとのビデオ・ラインのうち４ラインについて、バーストの位相が反転される。本発明のこの特徴の利点は、１８０度に隣接する２つのオクタント内のバースト位相ノイズ信号の処理を抑止することにより、“コピー防止”符号化バースト信号がビデオノイズのバースト・ジッタ測定を妨害することが防止されることである。
【００２２】
極座標変換器３０から発生される位相角信号φは、本発明においては、２つの目的に使用される。すなわち、（ｉ）ビデオ信号Ｓ１中のノイズを検出する。（ii）ＶＣＯ２６をビデオ信号Ｓ１のバースト成分に位相ロックする。具体的に言うと、変換器３０より発生される位相信号φは、加算器４１と、周波数誤差検出器４２と、ロック検出器４４に供給される。ロック検出器４４の出力はスイッチ４６に供給される。スイッチ４６は、このシステムがロックされていないことをロック検出器４４が表示すると、検出器４２の周波数誤差出力を加算器４１の別の入力に結合させる。周波数誤差検出器４２は、連続するライン間の位相信号φの変化率を測定し、本質的に微分器であり、前のラインの位相をラッチ内に貯え、現在の位相値と前の位相値を差し引き、時間に関する導関数を得る。
【００２３】
時間に関する位相の導関数は周波数に等しいので、周波数誤差検出器の出力は、システムがロックされていないとき、周波数誤差に比例する。このロックされていない状態のとき、ロック検出器４４はスイッチ４６を動作可能にし、周波数誤差信号Ｓ１０を加算器４１内で位相角信号Ｓ９に加える。位相ロックループがロックされていないときの、このような位相角信号の“増強”は位相ロックの速度を望ましく高めることが判明した。しかしながら、ひとたびロックされると、ロック検出器４４はスイッチ４６を開き、周波数誤差信号Ｓ１０を加算器４１から取り除き、その後、位相は位相角信号Ｓ９のみにより制御される。
【００２４】
上述のように加算器４１の出力は、システムがロックされている（スイッチ４６が開いている）とき、バースト位相角信号Ｓ９から成り、システムがロックされていないときは、Ｓ９と周波数誤差信号Ｓ１０の和になる。加算器の出力信号Ｓ１７は制限回路５０に供給され、制限回路５０は制限を行い、制限された位相角信号を符号Ｓ１１（正または負）と、大きさＳ１２（符号の無い角度）に分離し、これらの信号Ｓ１１とＳ１２はそれぞれ、２進レート乗算器６０に供給される。
【００２５】
２進レート乗算器６０の目的は、乗算器６０に接続されたループ・フィルタ６２内のコンデンサを充電／放電させるためのパルス電流を発生し、それによって、ＶＣＯ２６の発振周波数を制御することである。パルス電流の数すなわち発生率は、位相角信号φの大きさに比例する。例えば、符号信号Ｓ１１が正であれば、２進レート乗算器６０は正の電流パルス（信号Ｓ１３）を発生し、ループ・コンデンサを充電し、ＶＣＯの周波数を増加させる。逆に、信号Ｓ１１が負であれば、乗算器６０は負の電流パルス（信号Ｓ１４）を発生し、ループ・コンデンサを放電させ、ＶＣＯの周波数を減少させる。ロックされているとき、位相角φは零に近づき、ロックされた状態を維持するのに十分なだけのパルスが発生される。
【００２６】
リミッタ５０において位相角信号φを制限する理由は、位相または周波数の大きな誤差がループの動作に過大な影響を及ぼさないようにするためである。リミッタ５０の更に別の機能は、リミッタ５０が制限を行っている状態にあることを表示する。表示信号（ＬＩＭＩＴＩＮＧ）Ｓ１５をジッタプロセッサ４０に供給することである。“制限”信号はこのようにして、システムがロックされていることを表示し、且つバーストの位相角が所定の最小値すなわち制限値よりも大きいことを知らせる。このような状態で、大きさの信号Ｓ１２は制限され、それによって、ループ・フィルタ６２のための最大充電電流または放電電流を制限する。システムがロックされているときの例示的“制限”値は約３．５度の位相角である。ロックされていないとき、ロックを再び獲得する速度を高めるために制限レベルは増大（１０倍またはそれ以上に）される。リミッタ５０の適当な実施例を図５に示し、あとで説明する。
【００２７】
リミッタ５０から発生される“制限”信号Ｓ１５はバースト位相ジッタプロセッサ４０に供給される。本発明の特徴に従って、リミッタ５０とジッタプロセッサ４０を組合わせることにより、ノイズ表示信号Ｂ０とＢ１は、極座標変換器３０より得られる位相角の測定値から取り出される。
【００２８】
更に詳細に述べると、リミッタ５０は、システムがロックされているときに、比較的小さい角度（例えば、３．５度）を超えるバースト位相誤差を検出することを思い起こされたい。バースト位相ジッタプロセッサは、位相角の測定値（φ）が検出閾値角（３．５度）を超えている一定の期間（例えば、１フィールドまたは１フレーム）のラインの数を数える。ジッタプロセッサ４０はその計数値またはその換算値を発生し、ノイズ表示信号として出力する。本例では、位相角の閾値を超え且つ１フィールド内で起こる、バースト位相偏位の計数値は逓減されて、２ビットの出力信号（ビットＢ０とＢ１）となり、これはノイズを表示する４個の離散レベル（例えば、２進法で００，０１，１０，１１）となる。このノイズ表示信号は次に画像強調プロセッサ１８に供給され、前に述べたように、表示装置１４で表示される画像のパラメータ（コントラスト、鮮鋭度、帯域幅またはノイズの低減など）を調節する。
【００２９】
図２はジッタプロセッサ４０の適当な実施例を示す詳細なブロック図である。本質的に、プロセッサ４０は、“ノン・ラッピング”抑止可能フィールド・レートアップ・カウンタを含んでおり、アップ・カウンタの出力は２個の最上位ビット（ＭＳＢ）に逓減され、ノイズ表示信号Ｂ０，Ｂ１を形成する。
【００３０】
プロセッサ４０は６個の入力と２個の出力を含んでいる。入力１，２および３はそれぞれ、“制限”信号Ｓ１５、“白黒”信号Ｓ８、および“ノーバースト”信号Ｓ６を受け取る。入力４および５はそれぞれ、オクタント表示信号Ｓ７の２個の最下位ビット“１”および“０”を受け取り、入力６はタイミング装置２４から垂直タイミング信号ＶＳを受け取る。２個の出力７および８は、ノイズ低減信号の２ビットＢ０およびＢ１を画像強調プロセッサ１８に供給する。
【００３１】
プロセッサ４０は、例えば、アップ・カウンタ５００によって実行され、カウンタ５００の出力は、除算器５０８内で１６で割られ、出力ラッチ５１０に供給され、出力ラッチ５１０は、ノイズ表示出力信号ビットＢ０とＢ１を発生する。アップ・カウンタ５００は、抑止可能なアンドゲート５０２を介して、制限信号Ｓ１５によりクロックされる。リミッタ５０が最小値（例えば、ロックされているとき、３．５度）よりも大きい位相角を表示するたびに、カウンタ５００は進められる。カウンタ５００は垂直同期信号ＶＳにより各フィールドごとに一度リセットされる。信号ＶＳはまた、カウンタの出力をラッチ５１０内に保持する。
【００３２】
カウンタ５００の出力は除算器５０８内で“逓減され”すなわち１６で割られて、ノイズ情報は短縮した形で表わされる。例えば、２進出力値“００”は、１フィールドの間に１６回以下の制限が行われていることを意味する。出力“０１”は、１フィールドの間に行われた制限は少なくとも１６回であるが３２回以下であることを意味する。出力“１０”は、制限が少なくとも３２回行われたが４８回以下であることを表わしている。最後に、出力“１１”は制限が１フィールドの間に少なくとも４８回行われたことを表わす。
【００３３】
有利なことに、計数を逓減して、バースト角度（すなわち“ジッタ”）が最小許容位相誤差（例えば約３．５度）を超えた回数を上述の４つの形で表示することにより、ノイズレベルが実用的な数で表示される。より細かい分解度を望むならば、カウンタ５００の出力を１６よりも小さい数で割ってもよい。最大の分解度を得るためには、カウンタの計数値“Ｃ”をそのままノイズ表示信号とみなす。
【００３４】
多数のバースト誤りが生じた場合にカウンタが“ラップする”すなわち“あふれる”のを防ぐために、割られた計数値は比較器５１２により数値“３”（２進法の“１１”）と比較される。これは、１フィールドで４８の計数が達成されたことを意味しており、比較器の出力は、アンドゲート５０２の抑止入力（０で表されている）に供給されて、そのフィールドの間それ以上の計数が行われないようにする。
【００３５】
上述の事項は、ノイズの“不正に低い”表示を防止するので、本発明の有利な特徴の１つである。例えば、非常にノイズの多いビデオ信号がカウンタ５００を、そのモジュロを超えてクロックすると仮定すると、１フィールドの終りにおけるカウンタの出力は任意の数になる。もしその数が１６以下であるならば、ノイズ信号は“００”になり、事実は全くその反対であるのに、比較的ノイズのない状態を表わす。従って比較器５１２はカウンタ５００の“ラッピング”を防止するので、いかに多数の制限表示がリミッタ５０より生じてもカウンタ５００は“４８”の値を超えて計数することはできない。
【００３６】
上述したカウンタ５００の“ノン・ラッピング”すなわち、あふれ防止の特徴は、カウンタに関する４つの抑止条件のうちの１つを示す。カウンタ５００に関する他の３つの“抑止”条件とは、（ｉ）白黒、（ii）ノーバースト、そして（iii)セクターマスキングである。白黒ビデオ信号にはバーストが無いので、ノイズの評価が誤らないようにするために、ビデオ信号が白黒信号であることを示す。時定数の長い（フィールド期間）バースト検出器の出力（信号Ｓ８）がアンドゲート５０２の第２の抑止入力に供給されることを思い起こされたい。（抑止入力は図面中ゲート入力において０で表わされている）。時定数の短いバースト検出器より発生されるＮＯ−ＢＵＲＳＴ信号Ｓ６も、入力端子３においてアンドゲート５０２の別の抑止入力に供給されて、垂直同期期間（バーストが無い）中、計数を阻止し、且つ不正確な計数を生じ得る不良なバースト（例えば、テープ酸化物の欠落などにより行方不明のバースト）の計数を阻止する。
【００３７】
カウンタ５００の最後の抑止条件は、バースト位相角のオクタント３および７に相当する１８０度の両側に４５度に及ぶセクター（図６に示す）の範囲内にあるバースト角度に対し適用される。これは、図面において、“セクターマスキング”と呼ばれ、その目的は、前に説明したように、コピー防止ビデオ符号化技術により故意に位相が反転されるバーストはすべて計数から除外されるようにすることである。前述のように、このような技術では、各２０ビデオ・ラインのうちの４ラインについてバースト位相を反転する。有利なことに、位相の反転したラインを測定から除外することにより、完全なノイズ評価が維持される。
【００３８】
“セクターマスク”５０４（点線で輪郭を示す）は、２入力アンドゲート５０６を含み、アンドゲート５０６はオクタント信号Ｓ７の２つの最下位ビット（“１”および“０”）を受け取る。完全なオクタント符号を図７に示す。この符号は、図６に示すセクターを識別し、直交サンプルＸとＹを極座標Ｒとφに変換するために極座標変換器３０で使用される演算処理を決定する。符号一覧表からわかるように、１８０度±４５度のセクターをカバーするためには、２つのオクタント、すなわちオクタント３とオクタント７の期間だけカウンタ５００を抑止すればよい。この３ビット２進符号表から明らかなように、オクタント３と７の最下位２ビットはいずれも論理“１”である。従って、このオクタント符号の最下位ビットをアンド回路に通すことにより、オクタント符号が“３”（２進法で０１１）か“７”（２進法で１１１）のいずれかであればいつでも、ゲート５０６は動作可能となる。従ってゲート５０６の出力はゲート５０２の抑止入力に接続されるので、バースト位相角が“除外された”セクター（オクタント３または７）の中にあるときはいつでも計数は抑止される。
【００３９】
図３は、図１のバーストアキュムレータ（すなわち直角位相検出器）２２の適当な実施例の詳細なブロック図である。概略を述べると、アキュムレータの機能はバーストを色副搬送波周波数の４倍（４Ｆｓｃ）てサンプリングして、バースト信号の９０度ごとに１個のサンプルを発生する。ループがロックされているとき、偶数のサンプルがバーストのピークで発生されて、“同相”すなわち“Ｘ”サンプルを形成し、奇数のサンプルがバーストの軸交差点で発生されて“直角位相”すなわち“Ｙ”サンプルを形成する。これら２つの値ＸとＹは、組み合わせると、直交座標系においてバースト・ベクトルを表わす。アキュムレータ２２の機能は、サンプルを正しく分類し合計するために必要な演算を行うことであり、これには、Ａ／Ｄ変換器２０より発生されるバースト・サンプルから、直流（ＤＣ）成分すなわち“ペデスタル”値（例えば、黒レベルの周囲）を除去することが含まれる。
【００４０】
更に詳細に説明すると、Ａ／Ｄ変換器２０より発生されるビデオ信号サンプルは、符号のない２進数の形である。バーストは水平同期信号の後縁部に現れるので、黒レベルの周囲に直流値すなわちペデスタル値を有する。正確な値は不明であるかあるいは信号源と共に変動する。この成分をバーストの測定から除去するため、Ａ／Ｄ変換器２０からのビデオ信号Ｓ２は最初に、インバータ３００で最上位ビット（ＭＳＢ）を反転して、符号のない２進数から２の補数の形に変換される。このように演算の形を変えることにより、アキュムレータ内でサンプルの加算および減算が容易となる。
【００４１】
インバータ３００からの２の補数のサンプルは、次に排他的オアゲート３０４と全加算器３０６で構成される加算／減算器３０２に供給される。加算モードまたは減算モードの選択は、ＶＣＯ２６のクロック周波数４・Ｆｓｃの４分の１である色副搬送数周波数Ｆｓｃのクロック信号により制御される。加算／減算器の出力は、直列に接続された２個のラッチ３１２と３１４に貯えられ、加算器の加数入力に帰還される。これらのラッチをサンプル周波数４Ｆｓｃでクロックし、且つＦｓｃクロックを使用して２サンプル期間ごとに加算から減算し変更することにより、同相サンプル“Ｘ”はラッチ３１２に累積され、直角位相サンプル“Ｙ”はラッチ３１４に累積される。加算器／減算器は４Ｆｓｃクロックの２サンプル期間ごとに加算と減算を交互に行うので、“Ｘ”サンプルは交互に加算され減算されて、累積された“Ｘ”値をラッチ３１２内に生じる。これは、Ｘ値のサンプルの加算と減算が交互になり（例えば、＋Ｘ０，−Ｘ２，＋Ｘ４，−Ｘ６，＋Ｘ８，−Ｘ１０など）、その結果、Ｘの直流成分が打消される。バーストの“符号”すなわち極性は２個のサンプルごとに交替するので、Ｘのバースト成分は打消されず、バーストのサンプルは加算される。従って、バーストのサンプルは累積され、サンプルの直流成分すなわちペデスタル部分だけが打消される。これと同じ結果はＹサンプルについても生じる。
【００４２】
ＸサンプルとＹサンプルをバーストのみに限定するために、加算器３０６の出力（１３ビットの合計）はバースト・ゲート３１０を介してアキュムレータラッチ３１２に供給される。バースト・ゲート３１０は、各ラインのバースト期間の間４Ｆｓｃクロック期間のうちの４８期間に動作可能となる。典型的なバースト（ＮＴＳＣ）は、４Ｆｓｃクロックの３２サンプルに対応する８つの完全なサイクルを有する。バースト・ゲートは故意にバースト幅よりも相当に広くして、ビデオ信号源内に相当なタイミング誤差が生じた場合にすべてのバースト・サイクルが捕獲されるようにする。
【００４３】
バースト・ゲート期間（４Ｆｓｃクロックの４８サンプル）の終りに、バースト・ゲート閉鎖信号（タイミング装置２４より発生される）がラッチ３１６と３１８に供給される。ラッチ３１６と３１８は累積されたバースト・ベクトルのデータＸとＹをそのラインの残りの期間に貯え、その間にデータは極座標の形に変換され、リミッタ５０を通過し、前に説明したように、リミッタの制限を超えた回数を数えてノイズの評価が行われる。
【００４４】
図４は、以下の機能を果たす極座標変換器３０を説明する詳細な論理回路図である：（ｉ）バースト・ベクトルの直交座標から極座標（大きさと角度）への変換、（ii）バースト・ベクトルが存在する特定のオクタントの識別、（iii)“ＮＯ−ＢＵＲＳＴ”信号の発生。
【００４５】
極座標変換を行うために、アキュムレータ２２からのＸおよびＹ座標は、それぞれ１の補数化回路を介して、比較／除算回路４１０に供給される。各補数化回路は１の補数器またはインバータ（４００または４０３）と、入力信号の符号ビットで制御される多重スイッチ（４０２または４０４）とを備えている。これによって、座標は２の補数から符号のない２進数に変換され、その後の大きさの比較と除算を容易にする。例えば、Ｘの符号が“０”（第１３ビット、正の数を表わす）であるなら、Ｘの大きさを表わす残りの１２ビットは、多重スイッチ４０２を介して、比較／除算回路４１０のＸ入力に直接送られる。しかしながら、もしＸの符号が負（２進数“１”、負の数を表わす）であれば多重スイッチ４０２は、補数を加えた、大きさを表わす１２ビットを回路４１０のＸ入力に結合させ、Ｘを符号のない２進形に変換する。同様に、Ｙ入力信号の大きさを表わすビット（例えば、１〜１２ビット）は、Ｙ符号ビット（ビット１３）の制御下で、符号のない形に変換され、比較／除算回路４１０のＹ入力に供給される。内部的には、比較／除算回路４１０は、大きさ比較器を含み、ＸとＹのうち大きい方を識別し、この値を信号“Ｌ”（“大きい方”）として出力する。信号“Ｌ”は極座標のバースト・ベクトルＳ１２の“大きさ”を表わすのに使用され、バースト検出器３２に供給される。
【００４６】
極座標の大きさの信号“Ｌ”はまた、比較器４３２を含む。短い時定数の“ＮＯ−ＢＵＲＳＴ”検出器にも供給される。比較器４３２は信号“Ｌ”を、ＮＯ−ＢＵＲＳＴ閾値源４３６より供給される基準レベル信号と比較する。システム全体の調整を目的として、閾値源４３６はプログラム可能であり、いくつかの基準値を発生する。例えば、バースト基準値１６，３２，６４，１２８が利用できる。ＩＲＥの信号レベルに関して、これらの基準値は、ＩＲＥレベル１，２，４，８のバースト振幅に相当する。比較器は信号“Ｌ”（ベクトル成分ＸとＹのうち大きい方）を、閾値源４３６より発生されるバースト基準レベルと比較して、大きさの信号“Ｌ”がバースト基準信号Ｒより小さいとき、ＮＯ−ＢＵＲＳＴ信号Ｓ６を出力する。前述のように、このバースト検出器の時定数は、検出が１ラインずつ行われるので、比較的短く、バースト検出器３２の時定数は、白黒ビデオ信号をフィールドごとに検出するので比較的長い。ＮＯ−ＢＵＲＳＴ信号Ｓ６は前述のように、垂直同期ラインやバーストの欠落しているラインのような、バーストの欠けているラインに対してビデオノイズレベルの計算を抑止する。
【００４７】
バースト・ベクトルの存在する特定のオクタントの識別は、３ビットのオクタント識別信号Ｓ７により行われる。最上位ビットは“Ｙ”入力信号の符号ビットを構成する。第２の最上位ビットＢ１は“Ｘ”入力信号の符号ビットを構成する。最下位ビットＬＳＢは、回路４１０内のＸ＜Ｙ大きさ比較器の出力と共に“Ｘ”入力信号の符号ビットの排他的オアを構成する。図７は前述のように、この３ビットの符号に関してオクタント０〜７を識別する。概略を述べると、オクタント符号の下位２ビットは、セクターマスク５０４内のアンド回路に通され、１８０度（±４５度）付近でノイズの計算からバーストを除外し、バーストが周期的に反転されるタイプのコピー防止保護テープのビデオ信号から生じる誤差を防ぐ。
【００４８】
ここで変換器３０の極座標変換機能の詳細を考えると、この変換は近似法に基づいており、小さい角度（例えば、４５度以下）の場合、直交座標ＸとＹで定められる角度の逆正接は、ＸとＹのうち小さい方をＸとＹのうち大きい方で割った値にほぼ等しい。回路４１０は前に説明したように、大きさ検出器を含んでおり、これはＸとＹの相対的な大きさを判定する。この検出器は内部的に使用されて、小さい方の信号を大きい方の信号で割り（Ｓ／Ｌで表わす）、この数を使用して、４５度の範囲に及ぶ極座標の角度の７個の最下位ビットを表わす。全円（３６０度）をカバーするために変換器３０は、バースト・ベクトルが存在するオクタントに依り、０度、９０度または１８０度の角度を加えるかまたは差し引く。オクタントは上述のように定められ、各オクタントの値を得る計算法は図７に示されている。
【００４９】
更に詳細に述べると、図７に示すベクトル角度の計算は変換器３０内で全加算器４２０により行われる。全加算器４２０は、排他的オアゲート４１４とインバータ４２２により、加算または減算することができる。２個の多重スイッチ４１６と４１８は、固定角度０度、９０度、１８０度に相当する数値を加算器４２０の１つの入力に供給する。適正な固定角度を選択し、それを、バースト角度の逆正接の近似値（信号Ｓ／Ｌ）と算術的に組み合わせる（例えば、加算または減算する）ことにより、オクタント０〜３内にある任意のバースト角度を表わすことができる。残りのオクタント４〜７は、オクタント０〜３に対応するものを反転して計算される。これは、加算器４２０の出力に接続される排他的オアゲート４２８により行われる。
【００５０】
バースト角度の計算の一例として、ベクトルＸとＹはいずれも正で、ＸはＹよりも大きいと仮定する。これはオクタント“０”内のバースト・ベクトルで、０度と４５度の間に在り、角度の値はＹ／Ｘ（小さい方を大きい方で割る）にほぼ等しい。Ｘは正であるので、多重スイッチ４１６は、角度０に相当する定数“０”を出力として選択する。ＸはＹよりも大きいと仮定されているので、比較信号Ｘ＜Ｙも０になり、従って多重スイッチ４１８は、前述のように、スイッチ４１６の出力零度を選択する。この状態で、加算器４２０は（スイッチ４１６と４１８からの）定数０を、比較／除算回路４１０からの逆正接の近似値（Ｓ／Ｌ）に加える。Ｙの符号は０（Ｙは正）であるから、排他的オアゲート４２８の出力はこの値（＋Ｓ／Ｌ）をバースト位相角Ｓ９として通過させる。
【００５１】
別の異なるオクタントについては、加算器４２０は別の異なる定数を、加算器の出力において点線の円内に示すように且つ図７の一覧表に示すように、Ｓ／Ｌに加える。例えば、オクタント１内に在るバースト・ベクトルの場合、完全なベクトル角度は、スイッチ４１６より供給される基準角９０度からＳ／Ｌを引いた値である。オクタント２の場合、Ｓ／Ｌに９０度が加えられ、オクタント３の場合、バースト・ベクトルの値は、１８０度からＳ／Ｌを引いて決定される。残りのオクタント４〜７の場合、バースト・ベクトルの値は対応するオクタント０〜３の場合と全く同様に求められるが、ただし、加算器４２０の出力は排他的オアゲート４２８により反転され、従って、表示されるバースト位相角の符号は反転される。
【００５２】
図５はリミッタ５０の詳細な論理回路図である。この装置は、バースト・ベクトル誤差信号（すなわち、位相＋周波数信号Ｓ１７）を、符号と大きさの形に変換し、二重モードの制限動作を行う。この装置は、システムがロックされているとき、誤差信号の大きさを“７”に制限し、システムがロックされていないとき誤差信号の大きさを“１２７”のレベルに制限する。７および１２７の２進値は、バースト角度に換算するとそれぞれ約３．５度および６３度に相当する。有利なことに、ループがロックされていない状態にあるときに加算器４１から位相項（Ｓ９）に加えられる周波数項（Ｓ１０）により与えられる速度の増大に加えて、ロックされていない状態に対して制限角度を広げることにより、ロック捕捉速度が更に高められる。
【００５３】
更に詳細に述べると、リミッタ５０において、加算器４１からの位相＋周波数信号Ｓ１７は、１の補数化器５０２と多重スイッチ５０４により、２の補数の形から符号のない２進数に変換される。スイッチ５０４は入力信号の符号ビットにより制御され、符号ビットが０（正の数を表わす）のときに１４の、大きさのビットを出力（Ｓ５０）として選択し、符号ビットが１（負の数を表わす）のときに１の補数化器５０２の出力を選択する。入力信号の符号ビット（ビット１５）はラッチ５１０に貯えられ、ループ・フィルタへの出力電流（電流１８または電流シンク）の極性を判定する際に２進レート乗算器で使用される符号ビット信号Ｓ１１を供給する。
【００５４】
符号のない２進位相角信号Ｓ５０は比較器５０８に供給される。多重スイッチ５１２は、信号Ｓ５０が“１２７”よりも大きいとき、信号Ｓ５０（打切り器５０６より供給される）の７つの最下位ビットを選択し、それ以外のときには、一定の“高限”値“１２７”を出力として選択する。従って回路のこの部分は、バースト位相角信号を第１のレベル“１２７”に制限する。例えば、もしバースト位相角が１２７よりも小さい値であれば、比較器５０８は打切られた信号Ｓ５４をスイッチ５１２の出力信号Ｓ５６として選択する。逆に、バースト位相角の値が１２７よりも大きければ、スイッチ５１２は基準値“１２７”を出力信号Ｓ５６として選択する。
【００５５】
信号Ｓ５６を制限する第２の段階は、比較器５１４と、抑止アンドゲート５１６と、第２の多重スイッチ５１８によって行われる。具体的に言うと、比較器５１４はバースト位相角信号Ｓ５６を基準レベル“７”と比較し、もし信号Ｓ５６が値７よりも大きければ、高い出力を供給する（注：２進数“７”は約３．５度の角度に相当する）。ゲート５１６は、ロック検出器の出力が低くてループが“ロック”されている状態を表わしているとき、ロック検出器４４により動作可能とされる。もし入力信号Ｓ５６が“７”よりも小さく、且つループがロックされているならば、スイッチ５１８は信号Ｓ５６をバースト位相角として選択する。もし入力信号が７よりも大きく、且つループがロックされているならば、ゲート５１６はスイッチ５１８に、一定の制限値“７”を出力として選択させ、従って、ループがロックされているとき、バースト位相角は約３．５度に制限される。
【００５６】
バーストの大きさの信号Ｓ５８は符号がない。それゆえ、制限角度は、バーストの位相が基準位相よりも進んでいるかまたは遅れているので、±３５度である（注：基準位相はＶＣＯ２６の出力を４で割ったもので、色副搬送波の周波数Ｆｓｃである）。しかしながら、もしループがロックされていなければ、ゲート５１６はスイッチ５１８に、信号Ｓ５６（これは制限レベル１２７を有する）を出力バースト・ベクトル角度として選択させる。ラッチ５２０は、バースト・ベクトル角度信号Ｓ１２を貯えるために備えられている。
【００５７】
概略を述べると、ゲート５１６は“制限”出力信号Ｓ１５をプロセッサ４０に供給する。この“制限”信号は、もしループがロックされており、且つバースト角度が基準値“７”（これはバースト位相角約３．５度に相当する）よりも大きければ、高レベルである。この“制限”信号は、もしループがロックされていなければ、またはもしバースト位相角誤差が制限値“７”（これはバースト位相誤差約３．５度に相当する）以下であれば、低レベルである。前に説明したようにプロセッサ４０は、ループがロックされているときに制限が行われた回数を数えて、ビデオノイズレベル表示信号（Ｂ０，Ｂ１）を発生する。
【００５８】
【発明の効果】
複雑な画像分析を回避することができ、且つ高い信頼度でノイズ表示をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するテレビジョン装置のブロック図である。
【図２】図１の実施例に使用するのに適する抑止可能カウンタの詳細なブロック図である。
【図３】図１の装置に使用するのに適するバースト・サンプルアキュムレータの詳細なブロック図である。
【図４】図１の装置に使用するのに適する直交／極座標変換器の詳細なブロック図である。
【図５】図１の装置に使用するのに適するリミッタの詳細なブロック図である。
【図６】図１の実施例の動作の特徴を説明する位相ベクトル図である。
【図７】図４の直交／極座標変換器の動作を説明する一覧表である。
【符号の説明】
１０ テレビジョン装置
１２ ビデオ信号源
１４ ビデオ処理／表示装置
１６ ディジタル式位相ロック・ループ
１８ 画像強調プロセッサ
２０ Ａ／Ｄ変換器
２２ バーストアキュムレータ（直角位相検出器）
２４ タイミング装置
２６ ＶＣＯ（電圧制御発振器）
３０ 直交／極座標変換器
３２ バースト検出器
４０ バースト位相ジッタプロセッサ
４１ 加算器
４２ 周波数誤差検出器
４４ ロック検出器
４６ スイッチ
５０ リミッタ
６０ ２進レート乗算器
６２ ループ・フィルタ

Claims (4)

1. 供給される基準信号を基準にしてカラービデオ信号のバースト成分の位相角を測定するための位相角測定回路と、
   所定期間に所定範囲に入る位相角測定値の計数値を生成し、当該計数値に応じてノイズ表示信号を生成するための出力回路と、を含むノイズ検出装置。
2. もう１つの範囲内にある位相角測定値を前記計数値から除外するための抑止回路を含む、請求項１記載のノイズ検出装置。
3. 前記もう１つの範囲が１８０度付近の角度からなる、請求項２記載のノイズ検出装置。
4. 前記位相角測定回路が、前記バースト成分と前記基準信号とをそれぞれの直角位相検出器に供給して、同相出力信号Ｘと直角位相出力信号Ｙをそれぞれ発生するための直角位相検出手段と、
   前記同相および直角位相出力信号ＸおよびＹを位相角表示信号に変換し、前記出力回路に供給し、前記ノイズ表示信号を取り出すための、直交／極座標変換手段とを含む、請求項１記載のノイズ検出装置。

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