JPH02134911A - リンギング補償フイルタ回路 - 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〕 本発明はリンギングを補償したフィルタ回路に係わり、
特に急峻な遮断特性を有してリンギングを発生しやすい
無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタのリンギング補
償に関する。

〔従来の技術〕

ＴＶ受像機の高画質化が盛んに行われている。

高画質化には受信したＴＶ信号の高域成分を損なわずに
フィルタリングする必要がある。しかしフィルタの遮断
特性を急峻にすると入力信号のエツジ部分の近傍にリン
ギングが生じ、これが著しく再生画像の画質を劣化させ
ていた。そこで、このリンギングを除く種々の方法が考
案されており、例えば、適応的にフィルタ振幅特性を切
り換える方式や、メデイアンフィルタと呼ばれる非線形
なフィルタなどが用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はいずれの方法も低域通過フィルタの作用
によりリンギングを小さくするもので、画像のエツジ部
分近傍の高域信号成分は極端に小さい振幅となってしま
い、精細度は低下し、ぼやけた画像となってしまう欠点
があった。エツジ近傍だけ低域通過フィルタに切り換え
る方法では精細度低下はエツジ部分だけに限定されるも
のの、切り換えに伴う波形の不連続性による不自然さは
残り、やはり画質を低下させてしまう。

本発明の目的は、エツジ付近に発生するリンギング成分
のみを取り除き、高精細な成分はそのまま通過させるこ
とができるリンギング補償ＩＩＲフィルタ回路を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明においては目的とする
無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタとほとんど同じ
振幅周波数特性を持ち、がっ非対称なインパルス応答を
持つフィルタを用い、入力信号のエツジを検出して出力
エツジの前後でこれらのフィルタを切り換える。

ＩＩＲフィルタはその名の通りインパルス応答が無限時
間続くフィルタである。フィルタの安定性が保証されて
いればインパ／Ｌ＜ス応答は有限時間Ｔｆで小さい振幅
値に減衰しＴｆ時間以降は無視することができる。後述
するようにＩＩＲフィルタの位相特性を補償してインパ
ルス応答の波形を変えたフィルタをつくることができる
。従ってＴｆ時間内でほぼ時間対称なインパルス応答を
持つフィルタ（位相補償ＩＩＲ）および元のＩＩＲフィ
ルタと時間反転したインパルス応答を持つフィルタ（過
補償ＩＩＲ）が得られる。これら３つのフィルタの振幅
特性はまったく同じであるが応答波形は異なり、元のＩ
ＩＲフィルタとこれに時間反転したインパルス応答を持
つ過補償ＩＩＲフイルタは各々前リンギングおよび後リ
ンギングが小さくなったフィルタであり、Ｔｆ時間内で
時間対称なインパルス応答を持つ位相補償ＩＩＲフィル
タは近似的に直接位相特性を持つフィルタとなる。

そこで、これら３つのフィルタを入力信号のエツジを検
出した信号により切り換え、出力信号のエツジ出力時間
より７時間前（Ｔ≧Ｔｆ）の期間には前リンギングの小
さいＩＩＲフィルタを選択し、出力信号のエツジより１
時間後の期間には後リンギングの小さくなった過補償Ｉ
ＩＲフィルタを選択し、そのほかの時間には近似的な直
線位相特性を持つ位相補償ＩＩＲフィルタを選択するよ
うに切り換えれば、振幅周波数特性を劣化させずにリン
ギングを抑えたＩＩＲフィルタを実現することができる
。

〔作用〕

ＩＩＲフィルタの位相特性を補償してインパルス応答波
形の異なるフィルタを得る方法について説明する。ＩＩ
Ｒフィルタは分数式で表される伝連関数を持つ。分母多
項式の根は極と呼ばれ、これがインパルス応答が無限に
続く原因となっている。第３図にＩＩＲフィルタの振幅
特性２群遅延特性とインパルス応答の一例を示す。ＩＩ
Ｒフィルタの位相特性を補償するには全域通過フィルタ
（ＡＰＦ）を用いる。ＡＰＦは全ての周波数に対して振
幅特性が１で、位相特性だけが変わるＩＩＲフィルタで
ある。

第４図に第３図のＩＩＲフィルタの位相補償に用いる６
／６次のＡＰＦの群遅延特性の一例を示す。第４図では
特性に多少うねりがあり、完全な直線位相にできないが
、ＡＰＦの次数をさらに大きくすれば位相補償精度を上
げることができる。

第３図のＩＩＲフィルタに第４図のＡＰＦを付加するこ
とによりフィルタ全体の位相特性を変え、信号通過域で
近似的に直線位相特性を持つフィルタとすることができ
る。

位相補償したフィルタの群遅延特性とインパルス応答波
形を第５図に示す。位相補償したＩＩＲフイ、ルタにさ
らにＡＰＦを追加すると位相特性は過補償され、元のＩ
ＩＲフィルタのインパルス応答と時間対称な応答を持つ
フィルタを得ることができる。（第６図に特性と波形を
示す。）こうして得られる３つのフィルタはインパルス
応答のピークの時間位置がずれている。そこで遅延時間
補償フィルタを用いて遅延時間を補償し、出力を切り換
えても応答波形が時間ずれを起こさないようにしておく
。遅延時間補償フィルタとして遅延素子をそのまま用い
ても大まかな時間調整ができる。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図において１はリンギング補償の対象となるＩＩＲ
フィルタ、２および３は位相補償用全域通過フィルタ（
ＡＰＦ）、４および５は遅延時間補償フィルタ、６およ
び７は切換スイッチ、８はエツジ検出器、９は切換制御
回路である。入力信号に含まれるエツジ部分はエツジ検
出器８で検出され、検出信号から切換制御回路９でフィ
ルタ切換信号が作られる。フィルタ切換信号はスイッチ
６と７を切換え、リンギングの補償された信号を出力す
る。

スイッチ６と７は同時にａ、ｂ、ｃに切り換えられ、ａ
ではＡＰＦを２段通った過補償ＩＩＲフィルタ出力が、
ｂではＡＰＦと遅延補償フィルタを通過した位相補償Ｉ
ＩＲフィルタ出力が、そしてＣでは位相補償されないＩ
ＩＲフィルタ出力が選択される。ＡＰＦと遅延補償フィ
ルタの遅延時間を合わせておき、フィルタを切り換えて
も、出力の時間がずれないようにしておく。フィルタ切
り換え信号は出力エツジのタイミングに合わせてスイッ
チの切り換えを行い、出力にリンギングが現れないよう
にする。第１図のような構成により、ＩＩＲフィルタの
リンギング補償が可能であることがわかる。

第２図に第１図の動作波形図を示す。入力にステップ信
号が印加されると、出力ａには過補償ＩＩＲフィルタの
出力が、出力すには位相補償ＩＩＲフィルタの出力が、
出力Ｃには工ＩＲフィルタの出力が現われる。出力ａ、
ｂ、ｃの出力りイミノジは遅延補償フィルタ４，５によ
り同一時刻となっている。入力ステップ信号のエツジ検
出信号から作られた切換制御信号により、出力エツジの
１時間前（Ｔはインパルス応答が十分小さくなるまでの
時間Ｔｆより大きい）には出力Ｃを選択し、１時間後ま
では出力ａを選択し、そのほかの時間には出力すを選択
する。

第７図に第１図のリンギング補償フィルタの切り換え制
御回路の一実施例を示す。第７図において１０１〜１０
．は遅延素子、ｌｌｏ〜１１ｎは係数掛算器、１２１〜
１２ｎは加算器、１３はリミタである。入力信号から検
出されたエツジ検出信号は、遅延素子列Ｌｏ工〜１０ｎ
に入力されて遅延時間りずつ遅延された信号を得る。こ
れに掛算器１１゜〜１１ｎで係数ｃｏ−ｃｎを掛け、加
算器１２１〜］２ｎで加算する。係数ｃＩは本体のＩＩ
Ｒフィルタのインパルス応答継続時間（はぼＴに等しい
）の２倍の時間長を持つ点対称な係数で、前半分の期間
ですべて正の値をとる。累算結果は両極性リミタ１３で
振幅制限し、フィルタ切換制御信号ｋとする。

入力信号のエツジ発生頻度が高いときフィルタ切り換え
動作を２Ｔよりも短い周期で行なう必要がある。このと
きフィルタ切り換え動作のタイミングが出力エツジの時
間とずれると、誤動作を生じ、リンギング補償動作がう
まく行かなくなる。

そこで上述した点対称係数を応答の中心に対し単調増加
する係数とする。

この場合の動作波形を第８図に示す。入力波形から検出
されたエツジ検出信号ｅｘ、ｅｘはＩＩＲフィルタのイ
ンパルス応答継続時間より短い間隔で入力される。これ
に対し切り換え制御回路のフィルタ係数を第８図のよう
にしおけば、出力はｅｌに対する応答ｆ１と６２に対す
る応答ｆ２の和となり、これをリミタに通した出力は出
力エツジの中央で切り換わる信号となる。こうしてリン
ギング補償が正しく行える。

第８図におけるエツジ検出信号は１ビツトでよいので、
遅延素子はシフトレジスタ、掛算器および加算器はＲＯ
Ｍを用いて容易に構成することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＩＩＲフィルタの振幅特性をほとんど
劣化させることなくリンギング補償したフィルタが得ら
れる。ＩＩＲフィルタは少ない次数で急峻な遮断特性が
得られるが、リンギングの発生をともない、その利点は
半減されていた。本発明はこの欠点を取り除き、しかも
従来のリンギング補償法のように振幅特性を劣化させる
ことが無いので、画像信号処理、ＴＶ受像機などに用い
て画質向上に効果がある。また従来のフィルタにリンギ
ング補償のため追加する部分はごく小規模のものであり
、すべてディジタル処理であるので容易にＬＳＩ化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフィルタ回路の構成を示す
ブロック図、第２図は第１図の回路の動作波形図、第３
図はＩＩＲフィルタの特性とインパルス応答波形を示す
図、第４図はＩＩＲフィルタの位相補償に用いる全域通
過フィルタの特性を示す図、第５図は位相補償ＩＩＲフ
ィルタの特性とインパルス応答波形を示す図、第６図は
過補償ＩＩＲフィルタの特性とインパルス応答波形を示
す図、第７図は切り換え制御回路の一実施例を示すブロ
ック図、第８図は第７図の動作波形図である。 １・・・無限インパルス応答フィルタ、２，３・・・全
域通過フィルタ、４，５・・・遅延時間補償フィルタ、
６．７・・・フィルタ切替スイッチ、８・・・エツジ検
出回路、９・・・フィルタ切替制御回路、１０１〜１０
ｎ・・・遅延素子、ｌｌｏ〜１１ｎ・・・係数掛算器、
１２ｚ〜１２ｎ・・・加算器、１３・・・リミタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタからなる第
   １のフィルタと、該ＩＩＲフィルタに全域通過フィルタ
   を縦続接続して群遅延特性を補償した第２のフィルタと
   、前記ＩＩＲフィルタに前記全域通過フィルタを２段縦
   続接続して過補償した群遅延特性を持つ第３のフィルタ
   を設け、前記３つのフィルタに同一のインパルスを入力
   し、各々のフィルタの主応答パルスの時間位置が等しく
   なるように前記３つのフィルタに遅延時間補償フィルタ
   を付加し、入力信号のエッジ部分を検出した信号からフ
   ィルタ切り換え制御信号を形成し、該フィルタ切り換え
   制御信号によつて、出力信号のエッジ部分より一定時間
   Ｔだけ前の期間には前記第１のフィルタの出力を選択し
   、前記出力信号のエッジ部分より前記Ｔだけ後ろの期間
   では前記第３のフィルタの出力を選択し、前記出力信号
   のエッジ部分より前記Ｔ以上はなれた期間では前記第２
   のフィルタの出力を選択して出力するように動作させる
   ことを特徴とするリンギング補償フィルタ回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載のリンギング補償フィル
   タ回路において、前記ＩＩＲフィルタと、該ＩＩＲフィ
   ルタの出力に前記第１の全域通過フィルタと前記第１の
   遅延時間補償フィルタを接続し、前記第１の全域通過フ
   ィルタの出力に第２の全域通過フィルタを接続し、前記
   第１の全域通過フィルタの出力と前記第１の遅延時間補
   償フィルタの出力とを切り換え選択する第１の切り換え
   スイッチを介して第２の遅延時間補償フィルタを接続し
   、前記第２の全域通過フィルタの出力と前記第２の遅延
   時間補償フィルタの出力とを切り換え選択する第２の切
   り換えスイッチを設け、前記フィルタ切り換え制御信号
   によつて前記第１および第２の切り換えスイッチを制御
   し、前記出力信号のエッジ部分より前記一定時間Ｔだけ
   前の期間には前記第１および第２の遅延時間補償フィル
   タの出力を選択し、前記出力信号のエッジ部分より前記
   Ｔだけ後ろの期間では前記第１および第２の全域通過フ
   ィルタの出力を選択し、前記出力信号のエッジ部分より
   前記Ｔ以上はなれた期間では前記第１の全域通過フィル
   タと前記第２の遅延時間補償フィルタの出力を選択する
   ように動作させることを特徴とするリンギング補償フィ
   ルタ回路。