JPH01107170A - ノイズ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、映像信号、音声信号などのアナログ信号の
処理回路で発生し該処理回路の出力信号に混入するノイ
ズのレベルを検出するノイズ検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、映像機器、音響機器の分野では、増幅器。

フィルタ回路などの映像信号、音声信号の処理回路の性
能評価などを行なうため、処理回路で発生し該処理回路
を通った映像信号、音声信号に混入するホワイトノイズ
などの比較的微小なノイズのレペ／Ｉ／（大きさ）を検
出することが行なわれている。

ところで、従来のこの種ノイズの検出は、多くの場合、
オシロスコープを利用して行なわれ、たとえば輝度レベ
ルを５０％（灰色レペ／Ｌ／）に固定した映像信号（コ
ンポジット信号）、あるいは正弦波の音声信号を検出対
象の処理回路に入力するとともに、該処理回路の出力信
号の波形をオシロスコープで観測して行なわれている。

一方、゛１テレビジョン工学ハンドブック”（テレビジ
ョン学会網、（株）オーム社発行）の頁１４−１０には
、映像信号に混入した高周波ノイズのレベルを第３図の
構成のノイズ検出装置で検出することが記載されている
。

そして、第３図の検出装置の場合は、入力された検出対
象の映像信号（以下入力映像信号と称する）が映像分配
回路（１）で３分配され、高域ろ波回路（２）、映像レ
ベルホールド回路（３）、同期分離回路（４）に並列入
力され、ろ波回路（２）からレベルクランプ用の前置増
幅回路（５）を介して閾値検出回路（６）に入力映像信
号の高周波成分が出力される。

また、ホールド回路（３）により、入力映像信号のレベ
ルホールドにもとづき、ノイズ検出の基準となる閾値Ｅ
のレベルの信号が形成され、該信号が検出回路（６）に
出力される。

そして、増幅回路（５）の出力信号のレベルがホールド
回路（３）の出力信号の閾値Ｅのレベルを越えたときに
のみ、検出回路（６）からゲート回路（７）に信号が出
力される。

さらに、同期分離回路（４）によって分離された入力映
像信号中の同期信号にもとづき、ノイズゲートパルス発
生回路（８）からゲート回路（７）に、各１フイールド
の予め設定したノイズ検出期間の幅のゲートパルスが出
力される。

そして、ゲート回路（７）は発生回路（８）からゲート
パルスが出力されるときにのみオンして入力信号をカウ
ンタ回路（９）に出力し、このとき、同期分離回路（４
）の同期信号にもとづき、カウンタゲートパルス発生回
路００からカウンタ回路（９）に、前述のノイズ検出期
間内の所定の計数期間の幅のゲートパルスが出力され、
該ゲートパルスが入力される間にのみ、カウンタ回路（
９）によってゲート回路（７）の信号出力期間、すなわ
ち閾値Ｅを超えた信号期間が計数される。

そのため、計数期間によって設定される一定期間におい
て、カウンタ回路（９）は、入力映像信号の高域成分の
レベルが閾値Ｅのレベルを越える回数の計数信号を表示
ホールド回路αのに出力し、このとき、入力映像信号に
含まれる高周波ノイズのレベルが大きくなるにしたがっ
て計数信号の値が大きくなるとともに、前記一定期間の
カウンタ回路（９）の計数くり返し数（全サンプリング
数）と、カウンタ回路（９）の計数信号の回数（閾値Ｅ
を超えたサンプリング数）とにもとづき、入力映像信号
に含まれた高周波ノイズのレベルを算出することができ
る。

そこで、たとえばホールド回路Ｈによシ、入力された計
数信号にもとづき、入力映像信号に含まれた高周波ノイ
ズのレベルが算出されて表示される。

〔発明が解決しようとする問題、り〕

ところで、前述のようにオシロスコープによって処理回
路の出力信号の波形を観測し、処理回路の出力信号に混
入したホワイトノイズなどの比較的微小なノイズを検出
する場合は、オシロスコープの高インピーダンスの検出
プローブに種々の外来ノイズが混入し易く、精度よく検
出できない問題点がある。

一方、オシロスコープの代わりに第３図の検出装置を用
いて処理回路の出力信号に混入したノイズを検出する場
合、処理回路と検出装置とを低インピーダンスの同軸ケ
ーブルなどで接続することによシ、前述の検出プローブ
を用いたときのような外来ノイズの混入は防止される。

しかし、第３図の検出装置を用いる場合、入力映像信号
から形成さ°れたホールド回路（３）の閾値Ｅにもとづ
く入力映像信号のアナログ的なレベル検出と、入力映像
信号から形成された発生回路（８）。

０＊のゲートパルスにもとづく検出回数の計数とを行な
ってノイズを検出するため、ホールド回路（３）。

同期分離回路（４）、検出回路（６）、ゲート回路（７
）２発生回路（８）、α０．カウンタ回路（９）などの
多数の回路を要し、検出装置が複雑かつ高価になり、簡
単かつ安価に検出できない問題点がある。

また、第３図の検出装置の場合、ろ波回路（２）によっ
て高域成分のみが抽出され、高周波ノイズのみが検出さ
れるため、全帯域のノイズの検出が困難であシ、しかも
、映像信号中の同期信号を基準にして発生回路（８）　
、　ＱＯでゲートパルスが形成されるため、音声信号な
どの映像信号以外のアナログ信号の処理回路で発生する
ノイズの検出には適用できない問題点がある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明は、ｍｊ記の諸点に留意してなされたものであ
シ、つぎに、この発明を、実施例に対応する第１図を用
いて説明する。

映像信号、音声信号などのアナログ信号の処理回路α唖
で発生し該処理回路の出力信号に混入するノイズのレベ
ルを検出するノイズ検出装置において、 この発明では、検出時の前記処理回路αつの入力信号と
して周期的な鋸歯状の基準信号を発生する基準信号発生
回路（至）と、 前記処理回路（６）の出力信号をＮビットのデジタル信
号に順次に変換するアナログ／デジタル変換回路Ｑ４）
と、 前記変換回路α→の変換デジタル信号の全ビットまたは
下位のにビット（１≦Ｋ＜Ｎ）を前記基準信号の整数倍
の周期の期間遅延して出力する遅延回路αυと、 前記変換デジタル信号と前記遅延回路αυの遅延デジタ
ル信号の前記全ビットまたは前記にビットの比較をくり
返し、前記ノイズのレベルを時間に変換した検出信号を
出力する比較回路ｑＱとを備える。

〔作　用〕

したがって、この発明のノイズ検出装置によると、検出
時には、発生回路α葎の基準信号にもとづき、処理回路
（イ）の入力信号のレベルがたとえば第２図（ａ）の実
線Ａのような鋸波形状でくり返し変化し、このとき、処
理回路（２）の出力信号のレベルが、処理回路（２）内
で発生したホワイトノイズなどの比較的微小なノイズに
もとづき、たとえば同図（ａ）の破線Ｂ　、　Ｂ’の範
囲でランダムに変動する。

そして、処理回路（２）の出力信号が変換回路α荀でデ
ジタル変換され、このとき、変換回路α菊から出力され
る変換デジタル信号は、下位のにビットが混入したノイ
ズのレベルに応じて変動する。

さらに、変換回路α→の変換デジタル信号の全ビットま
たは下位のにビットが遅延回路α時で遅延され、比較回
路αゆにより、変換回路０４の変換デジタル信号と遅延
回路α０の遅延デジタル信号の全ビットまたは下位のに
ビットの一致、不一致が検出されるため、比較回路Ｑｌ
から出力される検出信号を多重合成すると、たとえば第
２図（ｔ））に示すように、基準信号の単位レベルＤＺ
の変化によって変換デジタル信号が最下位ビット（ＬＳ
Ｂ）だけ変化するに要する一定期間Ｔａにおいて、破線
Ｂ　、　Ｂ’のノイズレベルＮＺに比例した期間１゛ｂ
だけ不一致によって連続的にノイズが有ることを示すレ
ベルになる信号が得られ、このとき、ＮＺ＝　ＤＺＸ　
（Ｔｂ／Ｔａ）の式から全帯域のノイズのレベルが容易
に検出される。

そして、発生回路０３の基準信号を処理回路＠に入力し
、変換回路（１４）　、遅延回路α＄、比較回路０Ｑに
より、処理回路（６）の出力信号をデジタル信号に変換
するとともに、そのデジタル信号と遅延したデジタル信
号とを比較し、処理回路（２）で発生したホワイトノイ
ズなどのノイズの振幅を時間に変換した検出信号を得る
構成であるため、たとえば第３図の検出装置に比して構
成が簡単になるとともに安価になり、しかも、比較回路
αＱの検出信号が２値変化する信号であるため、前記多
重合成にオシロスコープなどを用いても、外来ノイズな
どの影響を受けることなく精度のよい検出が行なえ、そ
の上、第３図の検出装置の閾値Ｅ、およびゲートパルス
などを必要としないため１種々のアナログ信号の処理回
路に適用できる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した第１図およ
び第２図とともに詳細に説明する。

第１図は映像信号の処理回路を検出対象の回路とする場
合を示し、同図において、（６）は検出対象の処理回路
であシ、映像信号（コンポジット信号）の増幅回路、フ
ィルタ回路などの単体回路あるいは複数の単体回路の組
合せ回路からなり、人、出力信号レベルが比較的小さな
レベルになる。

α］は処理回路αのの前段に設けられた基準信号発生回
路であシ、たとえば、波形のパターンデータを記憶した
ＲＯＭと、該ＲＯＭの読出し用のアドレス発生器、およ
び読出されたパターンデータをアナログ信号に変換して
処理回路（１９に出力するデジタ／Ｉ／／アナログ変換
器とからなり、映像信号の１水平走査期間（以下水平走
査期間をＨと称する）毎に比１咬的なだらかな鋸波状に
変化する第２図（ａ）の実線Ａの波形の基準信号を出力
する。

０４）は処理回路（２）の後段に設けられたアナログ／
デジタル変換回路であシ、サンプリングおよび量子化を
連続的にくシ返し、処理回路０４の出力信号をＮピッ１
−（Ｎは整数）のデジタル信号に順次に変換するととも
に、該各デジタル信号を変換デジタル信号として出力す
る。

０９は変換デジタル信号が入力される遅延回路であシ、
変換デジタル信号の設定された下位のにビット（１≦Ｋ
＜Ｎ）のみを遅延するにビットのＩＨ遅延回路を用いて
形成され、変換デジタル信号の全ピッｌ−（＝Ｎビット
）のうち、予め設定された下位のにビットのみを遅延出
力する。

ａＱは変換回路０４）および遅延回路ａＱに接続された
比較回路であり、２人力の一致、不一致の検出回路から
なり、変換回路α荀から出力された変換デジタル信号の
下位のにビットと遅延回路０句から出力されたＩＨ遅延
デジタル信号のにビットとを比較し、両にビットの信号
が全く同じになって隣接する２Ｈ間でレベル差がなけれ
ば、ノイズがないとみなして出力を０に保持し、両にビ
ットの信号が異なって隣接する２Ｈ間でレベル差が生じ
れば、ノイズがあるとみなして出力をハイレベルに反転
し、第２図（ｂ）に示す検出信号をくυ返し出力する。

αηは破線の構成のノイズ検出装置である。

そして、検出時には同軸ケーブルなどを用いて処理回路
＠と検出装置αηとが第１図のように接続され、このと
き、発生回路α東はＲＯＭのパターンデータをくり返し
読出してアナログ信号に変換し、ＩＨ毎に同期信号が付
加された第２図（ａ）の実線Ａの波形の基準信号を処理
回路＠に出力する。

なお、基準信号はＩＨの間に処理回路（イ）のほぼ最大
入力レベルまで変化する。

また、前述のにビットは、処理回路（イ）で発生したノ
イズによって変動する変換デジタル信号の最大ビット数
を予想して設定され、ホワイトノイズなどにもとづき、
処理回路＠の出力信号がたとえば第２図（ａ）の破線Ｂ
　、　Ｂ’の幅で変動するときは、変換テ゛ジタル信号
の下位のにビットが変化する。

そして、発生回路α３の基準信号が処理回路α力を通る
ことにより、処理回路αのから変換回路Ｑ４１に出力さ
れる信号には、処理回路α２内で発生したホワイトノイ
ズなどの比較的微小なノイズが混入し、このとき、混入
するノイズのレベルが第２　図（ａ）の破線Ｂ　、　Ｂ
’の幅のノイズレベ／Ｌ／（振幅）ＮＺであれば、処理
回路（２）の出力信号が、同図（ａ）の実線Ａ（Ｄ　ｖ
　／＜　／ｌ／を基準にしてノイズレベ１ｖＮＺのｆｌ
ｌｉｆｆ囲でランダムに変動する。

一方、変換回路α→は最小ピッｌ−（ＬＳＢ）に対応（
ａ） する第２オあ単位レベ／Ｉ／ＤＺが、予想される最大の
ノイズレベルの２倍より大きく設定されるとともに、Ｉ
Ｈより十分小さな間隔で入力信号をサンプリングして量
子化し、Ｎビットの変換デジタル信号（パラレル信号）
を順次に出力する。

そして、変換デジタル信号はノイズレベルＮＺ号のレベ
ルになるノイズのないときに比し、処理回路（２）の出
力信号が同図（ａ）の破線Ｂのレベルになるときは、変
換デジタル信号がノイズレベ）ｖＮＺの半値幅に相当す
る期間だけ早く変化し、処理回路αのの出力信号が同図
の破線Ｂ′のレベルになるときは、変換デジタル信号が
ノイズレペ／Ｌ／ＮＺの半値幅に相当する期間だけ遅く
変化する。

さらに、変換デジタル信号は遅延回路ｑ９と比較回路α
０に入力され、比較回路α６からは、変換デジタル信号
の下位のにビットをＩＨ遅延した遅延デジタル信号が出
力される。

そして、比較回路００によって変換デジタル信号の下位
のにビットと遅延デジタル信号とが比較され、このとき
、比較回路０Ｑは両にビットが同一になれば、ノイズが
ないとみなして出力レベルを０に保持し、両にビットが
異なれば、ノイズがあるとみなして出力レベルをハイレ
ベルに反転する。

そのため、比較回路αりの検出信号は、第２図（ａ）の
実線Ａ、破線Ｂ　、　Ｂ’が単位レベ／ｌ／ＤＺ変化す
るのに要スる一定期間Ｔａにおいて、ノイズレペ／ｌ／
ＮＺに比例した期間Ｔｂに連続的にノイズ有シを示すハ
イレベルになシ、このとき、ＮＺ＝ＤＺＸ（Ｔｂ／Ｔａ
）の式が成立する。

すなわち、比較回路Ｑｆｊの検出信号が処理回路（２）
で発生したホワイトノイズなどのレペ）ｖを時間ニ変換
した信号になり、比較回路Ｑｔ９の検出信号の期間Ｔａ
　、　Ｔｂの長さからノイズのレベルが検出される。

ところで、期間Ｔａ　、　Ｔｂの長さの測定はたとえば
オシロスコープを利用し、基準信号に同期した掃引トリ
ガにもとづき、オシロスコープに比較回路αＧの検出信
号の波形を画面表示して行なわれ、このとき、残像効果
によって一度に見えるＩフィールドあるいはｌフレーム
分程度の比較回路（ＩＱの検出信号を重ね合わせた多重
合成波形から期間Ｔａ。

Ｔｂが測定され、しかも、比較回路（２）の検出信号が
、処理回路α乃の出力信号のレベルによらず、ノイズの
有、無に応じて大きく２値変化するため１期間Ｔｂの連
続性が明確に表示されるとともに、外来ノイズなどの影
響を受けることがなく、期間Ｔ’ａ　、　Ｔｂを正確に
測定してノイズレベルＮＺを容易に精度よく検出するこ
とができる。

なお、オシロスコープに表示された波形から期間Ｔａ、
Ｔｂを測定する場合、期間Ｔｂの中央間の長さが期間Ｔ
ａに等しくなるため、実際には、期間Ｔｂの中央間の長
さと期間Ｔｂの長さとが測定される。

そして、第１図の場合は、基準信号を処理回路＠に供給
し、処理回路（２）の出力信号をデジタル信号に変換す
るとともに、該デジタル信号とＩＨ遅延したデジタル信
号の下位のにビットを比較する構成であるため、第３図
の検出装置のような入力信号の増幅、同期分離およびゲ
ートパルスの作成などを行なう必要がなく、簡単かつ安
価に検出装置αηが形成され、簡単かつ安価にノイズレ
ベ／Ｌ／　ＮＺを検出することができる。

さらに、第３図のる波回路（２）などを用いないだめ、
全帯域のノイズレベ／Ｌ’ＮＺを検出することができ、
しかも、処理回路＠の出力信号中の同期信号から検出用
のゲートパルスなどを形成する必要がないため、たとえ
ば処理回路（６）を音声信号の処理回路に置換えても、
前述と同様にして検出することができ、種々のアナログ
信号の処理回路で発生するノイズの検出に用いることが
できる。

なお、変換回路α→の変換デジタル信号の全ビットを遅
延回路αＧで遅延し、比較回路αｅによって両回路Ｑ４
）、αつのデジタル信号の全ピッ）　（＝Ｎビット）を
比較しても前述と同様の効果が得られるが、第１図の場
合は、両回路α４）　、　０６のデジタル信号のにビッ
トのみを比較しているため、全ビットを比較する場合に
比し、遅延回路０１．比較回路αＱの構成が簡素化し、
検出装置αηの構成が著しく簡素かつ安価である。

ところで、前述のＮビット、にビットは用途。

ノイズレベ／Ｌ／ＮＺなどに応じて任意に設定できるの
は勿論である。

また、変換回路ａ→の単位レベルＤＺの可変設定が行な
えるようにすることもでき、この場合は、たとえばノイ
ズレベルＮＺが予想したレベルよシ大きくなったときに
、単位レベ／Ｌ／Ｄｚを大きくして変換回路α→の分解
能を小さくすることによシ１期間Ｔａが長くなって期間
Ｔａ、Ｔｂの測定が行なえ、広いレベル範囲のノイズレ
ベ／ｌ／ＮＺの検出が行なえる。

さらに、比較回路０Ｑの検出信号の期間Ｔａ、Ｔｂの測
定は、オシロスコープを用いる代わりに、たとえばカク
ンタなどを用いて自動的に行なうこともできる。

そして、前記実施例の場合は映像信号の処理回路（６）
に適用するため、発生回路０３の基準信号を同期信号な
どを付加した映像信号形式の信号としたが、音声信号の
処理回路などに適用する場合などには、同期信号などを
付加することなく形成してよく、この場合、基準信号の
可変レベル範囲１周期長などを任意に設定することがで
きるのは勿論である。

また、発生回路０３を種々の構成の鋸歯信号発生器で形
成してよいのは勿論であり、さらに、遅延回路（１Ｇの
遅延期間を複数Ｈなどの基準信号の周期の整数倍の任意
の期間に設定してよいのも勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のノイズ検出装置によると、基
準信号発生回路の周期的な鋸歯状の信号を処理回路に入
力するとともに、処理回路の出力信号をデジタル変換し
て形成した変換デジタル信号と、該変換デジタル信号を
基準信号の周期の整数倍の期間遅延した遅延デジタル信
号の全ビットまたは下位のにビットの比軟をくり返し、
処理回路で発生するホワイトノイズなどのノイズのレベ
ルを時間に変換した信号を検出信号としてくり返し出力
したことによυ、該検出信号の多重合成の波形にもとづ
き、簡単かつ安価な構成で全帯域のホワイトノイズなど
の比較的微小なノイズのレベルを容易に精度よく検出す
ることができ、しかも、処理回路が映像信号、音声信号
などの種々の処理回路であっても検出が行なえるだめ、
汎用性の高いノイズ検出装置を提供することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図（ａ）　、　（ｂ）はこの発明のノ
イズイズ検出装置のブロック図である。 α■・・・処理回路、曽・・基準信号発生回路、Ｑ４）
・・アナログ／デジタル変換回路、０υ・・・遅延回路
、αＱ・・比（咬回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号、音声信号などのアナログ信号の処理回
   路で発生し該処理回路の出力信号に混入するノイズのレ
   ベルを検出するノイズ検出装置において、 検出時の前記処理回路の入力信号として周期的な鋸歯状
   の基準信号を発生する基準信号発生回路と、 前記処理回路の出力信号をＮビットのデジタル信号に順
   次に変換するアナログ／デジタル変換回路と、 前記変換回路の変換デジタル信号の全ビットまたは下位
   のＫビット（１≦Ｋ＜Ｎ）を前記基準信号の整数倍の周
   期の期間遅延して出力する遅延回路と、前記変換デジタ
   ル信号と前記遅延回路の遅延デジタル信号の前記全ビッ
   トまたは前記Ｋビットの一致、不一致の検出比較をくり
   返し、前記ノイズの検出信号を出力する比較回路と を備えたことを特徴とするノイズ検出装置。