JPH025353B2 - - Google Patents

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JPH025353B2
JPH025353B2 JP57106626A JP10662682A JPH025353B2 JP H025353 B2 JPH025353 B2 JP H025353B2 JP 57106626 A JP57106626 A JP 57106626A JP 10662682 A JP10662682 A JP 10662682A JP H025353 B2 JPH025353 B2 JP H025353B2
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signal
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line
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Chii Shin Riu Furanku
Shen Kao Ii
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RCA Licensing Corp
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Publication of JPH025353B2 publication Critical patent/JPH025353B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/21Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo
    • H04N5/213Circuitry for suppressing or minimising impulsive noise

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はテレビジヨン受像機で処理される映
像信号中のインパルス雑音の影響を除去する装置
に関し、特にそのインパルス雑音の発生を検出し
て信号の補償を開始させる信号を生成する回路に
関する。
テレビ受像機の映像信号中のインパルス雑音
は、比較的持続時間の短かい急激な信号の変形を
起す特徴を有し、一般に例えばヘヤードライヤ、
真空掃除機等の電動機、照明器具や自動車の点火
装置等の電弧によつて起る干渉として生じる。こ
れらの装置はRFスペクトル中のテレビジヨン放
送信号に干渉するようなRF雑音信号を発生する。
インパルス雑音は一般に広い周波数スペクトル
と広いダイナミツクレンジを有する。テレビ受像
機では、信号スペクトラムが本質的にそれを処理
する回路の周波数応答特性と同様に広い。インパ
ルス雑音の振幅範囲は合成映像信号のダイナミツ
クレンジをしばしば超える。一般にインパルス雑
音はテレビジヨン線周波数より低くて各線間の相
関がほとんどない周波数で例えば2〜3μ秒未満
の短かい持続時間の信号スパイクとして発生す
る。
従来用いられているインパルス雑音検出器は、
一般に大きな雑音スパイクの有無を判定する回路
を含み、映像信号の振幅をその通常の最大値に設
定した閾値と比較してこの閾値を超えた信号をす
べてインパルス雑音と推定する。この型の装置
は、振幅が合成映像信号のダイナミツクレンジ内
にあるインパルス雑音の発生を検出することがで
きず、このようなインパルス雑音が表示画像に不
都合な結果を生じることがある。
各画像線(水平線)相互間でテレビジヨン信号
は冗長度が極めて高く、隣接する画像線上の対応
点の映像信号の振幅は、画面に急激な水平端縁が
生じない限り普通殆ど同じである。この急激な端
縁は映像信号に影響して、一般に各線間の信号の
冗長度をその端縁の前で極めて大きくし、その端
縁の後でその前とは異るがやはり極めて大きくす
る。雑音が存在しない場合、ある水平画像線の信
号がその前後の水平線の信号の双方と根本的に異
なることはほとんどありえない。本願発明者は各
線間の信号冗長度を用いてインパルス雑音の存在
を検出している。すなわちある画像線の各点にお
ける信号振幅をその前後の画像線の各対応点にお
ける振幅と遂次比較することによつて現在の画像
線の全体的な冗長度パターンがその前後の画像線
に対して決まる。このような関係が存在しないと
き、インパルス雑音を検出した可能性が高い。
この発明の一態様によるインパルス雑音検出器
は、映像信号を2水平線周期だけ遂次遅延させる
信号遅延素子を含んでいる。1水平線周期遅延し
た信号を非遅延信号の全体に直線的に加算し、こ
の和信号を第1の比較回路に供給して閾値VT
比較する。また1水平線周期遅延した信号を2水
平線周期遅延した信号の全体に同様に加算し、そ
の和信号を第2の比較回路に供給して閾値VT
比較する。さらに、1水平線周期遅延した信号を
第3の比較回路にも供給して閾値VTと比較する。
もし3つの比較回路に供給された3つの信号が同
時に閾値VTを超えると、1走査線周期遅延した
信号にインパルス雑音が存在する。
上記の回路は、ある画像線上の信号の振幅がそ
の上下の画像線上に対応する信号振幅を所定量超
えたか否かを判定することができ、またこの信号
振幅がインパルス雑音で事実汚染されていればそ
れが有害な効果をもたらすほど大きいか否かを判
定することができる。
この発明は基本的にはベースバンド合成映像信
号に適用される。この点における信号はRF搬送
波から復調さたものである。搬送波に存在するイ
ンパルス雑音は、一般にベースバンド中に幾分帯
域制限され、リンギング特性を持つて再現されて
いる。このベースバンド合成映像信号中のインパ
ルス雑音のリンギングは、正負双方の信号の振れ
の検出を要しないので雑音検出が容易になる。
ベースバンド映像信号のインパルス雑音周波数
スペクトルは一般にIF処理回路の周波数応答曲
線に従う。映像IF検波回路は、この装置の帯域
通過濾波器の幾何平均周波数と中間搬送周波数と
の差に等しい周波数の近傍に周波数成分が優勢に
集まつた周波数成分をもつ出力信号を発生する。
NTSC方式では、この優勢周波数は約1.8MHzで
ある。
第1図の破線Nはインパルス雑音エネルギスペ
クトルの形状をほぼ表しており、この図には復調
映像信号のルミナンス信号およびクロミナンス信
号のエネルギスペクトルもそれぞれ実線Y,Cで
示してある。インパルス雑音スペクトルの相対振
幅は他の信号に対し適正な比率で示されていない
が、最も重要な特徴はインパルス雑音エネルギが
1.8MHz付近でピークとなり、かつルミナンスお
よびクロミナンスエネルギが双方ともこの領域で
は小さいことである。従つて、この領域では雑音
対信号比が最も大きく、映像信号のインパルス雑
音を検出するには、この周波数範囲が最適であ
る。
前述のように雑音検出は遅延信号を用いて行わ
れる。ここで信号遅延素子は電荷転送型のもので
あり、遅延信号はサンプルド・データ・フオーマ
ツトになつているすなわちその信号が滑らかに変
化せず、各サンプリング期間中一定の振幅を示
し、各振幅値が特定のサンプリング期間にサンプ
リングされる信号の振幅に対応するような信号で
あると仮定する。従つて、この遅延信号は多数の
個別信号点と考えられる。第2図には3本の画像
線の各対応部分がサンプリング点を示す点で示さ
れている。線(i)は現在表示されている水平
線、線(i−1)は前に表示された水平線、線
(i+1)は次に再生される水平線すなわち画像
線と仮定する。符号a,b,cで示した点は再生
画像の1垂直線上に整列して順次位置する3つの
画素である。
正規のテレビジヨン信号では垂直方向の冗長度
が極めて高い。これは点bの信号振幅値が点aお
よびcのそれとほぼ等しいか、画面に水平端縁が
あるときは点bの振幅値が点a,cの少なくとも
一方のそれとほぼ等しいことを意味する。雑音が
ない場合、点bの振幅値が点aおよびcの振幅値
から著しく変化する可能性は極めて低い。
2本の水平線が実質的に冗長度を持つていると
すれば、隣接する垂直点の振幅はある値△R以上
異ならない。すなわち、もし線(i−1)と
(i)とが大きい冗長度を持つておれば、 |B−A|△R であり、同様に、もし線(i)と(i+1)の冗
長度が大きければ、 |B−C|△R である。但し、A、B、Cは点a,b,cの信号
の振幅値である。水平端縁が生じるとA、Bがc
より大きいか、B、CがAより大きくなる。第1
の場合は|B−A|△Rかつ|B−C|>△R
であり、第2の場合は|B−A|>△Rかつ|B
−C|<△Rである。一方インパルス雑音が生じ
てBがA、Cのどちらよりも大きくなると、|B
−A|>△Rかつ|B−C|>△Rとなる。これ
がインパルス雑音の検出された状態である。
この発明のインパルス雑音検出装置は、線
(i)から線(i−1)を、また線(i)から線
(i+1)をそれぞれ各点ごとに減算し、この減
算結果を△Rよりも充分に大きい閾値信号と比較
して雑音の誤検知に対する余裕を確保している。
すなわち2つの減算結果が同時に閾値信号より大
きいとき、制御信号を発生して雑音補償をする。
第3図は上述のインパルス雑音検出回路を示
す。図において破線40で囲んだ回路は各線間の
信号の比較を行う。区画40の外側の回路は映像
信号の連続3本の画像線を対応する垂直画像点が
回路40で同時に比較できるような必要時間関係
に合せる。線路26に生ずる回路40からの信号
に応じてスイツチ14が雑音を含む信号を遅延信
号で置換する。
復調されたベースバンド映像信号は端子9に供
給され、遅延線10によつて1水平線周期遅延さ
れて線路11に供給される。この遅延信号は第2
の遅延線12に供給されて再び1水平線周期遅延
されて回路点13に供給される。線11の信号に
インパルス雑音がない場合、1水平線周期遅延し
たこの信号はスイツチ14を介して端子15に供
給され、さらに処理されて受像器の映像管(図示
せず)に表示される。線路11の信号にインパル
ス雑音が検出されると、出力端子15がスイツチ
14を介して所定期間回路点13に接続される。
この場合点13に得られる信号部分は一般に線路
11の信号と同様に冗長度が大きいが、雑音を含
むことは考えられないため、インパルス雑音の影
響を受けた信号と置換される。回路点a,b,c
は第2図の点a,b,cと後者が各水平線上でそ
れより右へ移動するという条件で少なくとも時間
的に対応している。第3図において信号C、Bは
それぞれ帯域濾波器16,18を介して回路22
に供給され、信号B、Aはそれぞれ帯域濾波器1
8,20を介して同様の回路24に供給される。
回路22は差(B−C)に関係する出力信号を生
成し、回路24は差(B−A)に関係する出力信
号を生成する。回路22,24は当業者に公知の
利得1の差動増幅器のような線形信号減算器であ
る。回路22の出力信号は比較器28の一方の入
力端子に供給され、回路24の出力信号は比較器
32の一方の入力端子に供給され、回路点bの信
号は比較器30に供給される。比較器28,3
2,30の他方の入力端子には信号源41から線
路23を介して実質的に一定の閾値信号すなわち
基準信号VT(VT>△R)が供給され、上記差信号
と比較される。閾値信号の振幅VTは冗長度をも
つた通常の信号相互間の通常の差より充分大きく
して該検知信号を発生しないようになつている。
比較器30は白い水平線に包囲された1本の黒
い水平線による誤検知を防止するためのもので、
インパルス雑音信号成分は通すが黒い水平実線の
線周波数信号は通さないように設計した帯域濾波
器18と共にのみ用いられる。2本の白い水平線
間に黒い水平線があることはほとんどないため、
比較器30を省略しても雑音検出に殆んど影響し
ない。
比較回路の出力信号は可変入力信号が一定の印
加閾値信号VTを超えたとき「高い」論理状態に
なる。これら3つの比較器の出力信号はアンドゲ
ート34に供給され、それらが同時に「高い」状
態になると、アンドゲート34は「高い」出力状
態になり、他の場合には「低い」出力状態にな
る。アンドゲート34の出力信号はアンドゲート
27を介してパルス発生器36を駆動する。この
パルス発生器36は、その入力端子に生ずる例え
ば低い状態から高い状態に変化する信号に応動し
て所定の持続時間と振幅をもつ制御信号を発生す
る。線路26の制御信号はスイツチ14を付勢し
て信号を切換える。パルス発生器36は例えば1
〜2μ秒の幅の出力パルスを生成する再トリガ可
能の単安定(単発)マルチバイブレータとするこ
とができる。
第3図の検出回路に含まれる補助回路39は合
成映像信号の垂直期間にインパルス雑音が検出さ
れない限り信号の置換を阻止するもので、インパ
ルス雑音が垂直帰線期間中に検出されると信号が
雑音を含むことになり、次のフイールド期間中置
換スイツチが作動し得るようになる。ある垂直帰
線期間中に雑音が検出されなければ、次に雑音が
検出されても、そのフイールドでは信号の置換が
ない。
回路39はアンドゲート33と再トリガ可能の
単安定マルチバイブレータ29を含む。アンドゲ
ート34の出力端子から雑音検出パルスがアンド
ゲート33の一方の入力端子に供給され、端子3
5からアンドゲート33の他方の入力端子に垂直
帰線パルスが供給される。雑音パルスと垂直帰線
パルスが同時に発生すると、アンドゲート33の
出力は「低」から「高」へ変化し、マルチバイブ
レータ29から線路31にパルスが発生する。こ
のパルスは1フイールド期間発生するがそれ以上
のフイールドに亘るように引延ばすこともでき
る。
マルチバイブレータ29の出力パルスはアンド
ゲート27の第2の入力に印加され、線路25の
アンドゲート34の出力パルスと共にパルス発生
器36をトリガするが、マルチバイブレータ29
の出力信号が低い状態のときはアンドゲート27
により線路25の雑音検出信号がパルス発生器3
6のトリガ入力端子に供給されるのが阻止され
る。
回路39の機能をさらに拡張して例えば単に端
子35に垂直および水平のブランキングパルスを
オア回路を介して供給することによつて雑音が水
平ブランキング期間または水平および垂直の両ブ
ランキング期間に存在する状態でパルス発生器3
6を付勢するようにすることもできる。
回路39は回路40の動作には必要ないが、或
る状況では好都合な結果を生じる。すなわち回路
39を設けると雑音の誤検知が或る可能性がある
が、他方でアンドゲート27従つてマルチバイブ
レータ36が除勢されているときに生ずる真の雑
音が画面に達することもある。回路39がなけれ
ば映像信号が偶然雑音として検出され、無用の信
号置換を行つて画面の解像度を低下させることが
ある。従つて、雑音検出回路に回路39のような
回路を含ませるか否かは、雑音環境や映像信号の
供給状態で決まる。
このインパルス雑音検出装置は、線形遅延素子
またはサンプルデータ型遅延素子のどちらにも適
用できる。後者の場合サンプリング周波数は充分
な信号帯域幅を与える任意の便利な周波数でよい
が、選ばれたサンプリング周波数で各線間の画素
不整合が生ずると、必要に応じて遅延段を追加す
ることによつて整合を達することができる。例え
ばサンプリング周波数が副搬送波周波数の3倍で
あれば、副搬送波の線間位相差が180゜のため水平
線1本おきに画素が60゜すなわち46.56n秒だけ変
位される。画素を正しく整合させる1つの方法
は、遅延素子10および遅延素子12をそれぞれ
1H+46.56n秒および1H−46.56n秒の遅延時間に
設計することである。他の方法も利用できるが、
それについては例えば米国特許第3946432号明細
書を参照されたい。副搬送波周波数の3倍のサン
プリング周波数を用いたとき画素整合の失敗すな
わち1水平線周期中に±46.56n秒の遅延を与え得
なかつたことが雑音検出の効率または検出誤差の
確率に顕著に影響しないことが実験的にではある
が判つている。
各線間のクロミナンス信号に180゜の位相差があ
るためカラー信号を隣の線から簡単に置換するこ
とができない。この問題を解決する1つの方法が
1979年6月1日付米国特許願第44364号明細書
(特開昭55−163992号公報対応)に開示されてい
る。
上述のインパルス雑音検出技術は、映像信号の
デジタル表示にもアナログ表示の場合と同様に使
用することができるが、その場合には減算回路2
2,24と比較回路28,30,32だけをデジ
タル型にする必要がある。
回路40は線路11の信号の雑音の有無の判定
にある時間を必要とする。従つて線路26の制御
信号が遅延線12からの信号を置換するときに生
じるように、線路11,13とスイツチ14の間
にそれぞれ遅延素子を追加する必要があることが
ある。この追加遅延素子は第6図について後述す
るように遅延素子10,12内に含ませることも
できる。
再び第1図およびび第3図に戻ると、1.8MHz
帯域で大きなN/S比を得るため3つの信号端子
9,11,13とインパルス雑音検出回路40の
間に帯域濾波器16,18,20がそれぞれ直列
に接続されている。これら濾波器の通過帯域は低
レベルのインパルス雑音から検知に必要な充分の
エネルギを取出し通過させることができないほど
狭くてはならない。実験的には表示に目障りな効
果を与えるインパルス雑音の実質的に全部を検出
し得るように閾値レベルを選択し得るような良好
な結果が約1MHzの通過帯域で得られることが判
つている。
帯域濾波器16,18,20はトランスバーサ
ルフイルタ技法で実現することもできる。トラン
スバーサルフイルタでは特定の入力信号の時間遅
延させた波形を1つ以上用い、これに重みを加え
て適当な符号で加算し、あるインパルス応答性を
有する所望の濾波特性を発生させる。第4図は3
つの遅延段50,51,52と4つの信号重み付
加素子53,54,55,56と、加算回路57
を用いたトランスバーサルフイルタを示す。未濾
波信号が端子58に供給され、濾波された信号が
端子59から取出される。素子53,54,5
5,56の信号の重みがそれぞれ(−)α、(+)
1、(−)1および(+)αに等しいこのフイル
タの伝達関数は、Z領域すなわちサンプルデータ
領域において、 H3(Z)=−α+z-3−z-6+αz-9 で表される。ただし、z=ej-2T、0<α<1、
T=τ=遅延期間である。α=1/2、τ=93.1n秒
の場合の伝達関数を第5図に示す。これは4タツ
プトランスバーサルフイルタの応答性を代表して
いる。
トランスバーサルフイルタをこのような用途に
用いることは、このフイルタが電荷転送装置の遅
延段を用いて設計することができ、また1H遅延
素子10,12と一体に構成することができるの
で有利である。トランスバーサルフイルタを電荷
転送装置を用いて構成すると、例えば1975年アカ
デミツク・プレス(Academic press)社発行の
セカン等(C.Se ̄quin、M.Tompsett)の著書「電
荷転送装置(Charge Transfer Device)」第216
頁以降に示されるように、重み付加素子53〜5
6を遅延素子の信号タツプ構体と一体に設計する
ことにより成分数を減じることができる。
第4図の遅延素子でτ=93.1n秒とすると、第
5図の伝達関数が得られる。93.1n秒の遅延時間
は特殊な市販テレビ受像機に現在用いられている
電荷転送装置の遅延線に用いられるもので、色副
搬送波周波数の3倍の周波数のサンプリングに対
応する。トランスバーサルフイルタの3dB帯域幅
は約1MHzで、副ローブは少なくとも24dB降下す
る。電荷転送装置またはデジタルトランスバーサ
ルフイルタにおける処理を便利にするため適当な
タツプの重みが選択される。1H遅縁線10,1
2を電荷転送装置で構成し、入力信号を色副搬送
波周波数の3倍の周波数でサンプリングおよびク
ロツキングすると、トランスバーサルフイルタを
第6図に示すように1H遅延素子内に集積するこ
とができる。
第6図は信号を2水平線期間以上遅延させるこ
とができ、また多数の段から非破壊的に信号を引
出すことができる単一の信号遅延線のブロツク図
である。入力信号は端子65に供給され、左から
右へ縦続接続された遅延段に沿つて直列に転送さ
れる。この遅延素子内の各直列段は信号をτ秒
(副搬送波周波数の3倍のサンプリング周波数に
対応する93.1n秒と仮定)だけ遅延させる。トラ
ンスバーサルフイルタ66,68,71の各遅延
部はこの遅延線に含まれ、各フイルタはこの遅延
線から4つの遅延信号を3つのτ遅延段の間に引
出す。
現在の表示信号は点70で遅延線から引出さ
れ、信号置換スイツチ73の第1入力端子に供給
される。インパルス雑音が検出されると、その現
在の表示信号に置換すべき信号が、1979年6月1
日付米国特許願第44364号明細書(特開昭55−
163992号公報参照)記載のようにクロミナンス信
号の位相を反転し、現在の画像点に水平に跨がる
2つの点からの信号を平均する回路67,72に
よつて生成される。回路67,72の出力信号は
さらに素子79で平均され、信号置換スイツチ7
3の第2の入力端子に供給される4点平均値を生
成する。
トランスバーサルフイルタ68と現在の信号の
引出し点70の間には別の遅延段が設けられ、第
1図の回路40に対応するインパルス雑音検出回
路75に固有の遅延dに適応するようになつてい
る。インパルス雑音信号がトランスバーサルフイ
ルタ68から検出回路75の入力線路77に現れ
たとき、検出回路75が出力制御パルスを発生す
るのにt秒かかるとする。遅延dは一般にtより
長く、インパルス雑音が現在の信号の引出し点7
0に達する前に置換スイツチ73の位置が制御信
号によつて切換えられる。トランスバーサルフイ
ルタ66,71と各置換信号引出し回路67,7
2との間にも同様の遅延線があり、各信号を正し
い時間関係に維持するようになつている。
トランスバーサルフイルタ66,68,71か
らの各信号間の遅延は図示のように1H±46.56n
秒である。±46.56n秒は副搬送波周波数の3倍の
周波数のサンプリングで各画素を効果的に整合さ
せるが、コンピユータによるシミレーシヨンでは
遅延に±46.56n秒が含まれてなくてもインパルス
雑音検出機能に顕著な劣化を生じないことが判つ
た。
連続する3本の画像線からそれぞれ1つずつの
3つの信号を比較する雑音検出回路について説明
したが、この装置は連続する各画像線の複数個の
点を比較する場合にも、また連続する3本以上の
線からの画素を比較する場合にも適用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はインパルス雑音を含む合成映像信号の
スペクトルの内容を示す図、第2図は表示画面に
再生された連続するテレビジヨン線の画素の空間
的関係を示す図、第3図はこの発明を実施したイ
ンパルス雑音検出回路のブロツク図、第4図は第
3図の帯域濾波器の1つとして用いることができ
る帯域通過トランスバースフイルタのブロツク
図、第5図は第4図のフイルタの伝達関数を示す
図、第6図は1Hおよび2H遅延信号が単一の2H
遅延素子から引出され、帯域通過トランスバーサ
ルフイルタが2H遅延素子と一体になつたインパ
ルス雑音検出兼信号減算装置のブロツク図であ
る。 10,12……整列させる手段(それぞれ遅延
線)、9……整列させる手段の入力端子、c,b,
a……整列させる手段のそれぞれ第1、第2およ
び第3の出力端子、17,19,22……第1の
差信号を生成する手段(帯域濾波器16と18の
各出力線、および減算回路)、19,21,24
……第2の差信号を生成する手段(帯域濾波器1
8と20の各出力線、および減算回路)、28…
…第1の比較回路、32……第2の比較回路、3
4……制御信号を生成する手段(アンドゲート)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水平画像セグメントをなすようなフオーマツ
    トをとるルミナンスおよびクロミナンスの両成分
    を含むベースバンドの合成テレビジヨン映像信号
    中の電気的雑音を検出するための雑音検出回路で
    あつて: 上記合成映像信号が供給される入力端子と第
    1、第2および第3の映像信号出力端子とを有
    し、その第3出力端子からの出力信号が上記第2
    出力端子からの出力信号よりも遅延させられ、ま
    た上記第2出力端子からの出力信号が上記第1出
    力端子からの出力信号よりも遅延させられるよう
    に構成され、少くとも3個の連続する水平画像セ
    グメントを順次時間的に整列させる手段と、 基準信号の信号源と、 上記第1と第2の出力端子に接続された第1と
    第2の入力端子を有する第1の減算回路を具え、
    上記第2の出力端子に生ずる映像信号から上記第
    1出力端子に生ずる映像信号を代数的に減算して
    第1の差信号を生成する手段と、 上記第2と第3の出力端子に接続された第1と
    第2の入力端子を有する第2の減算回路を具え、
    上記第2の出力端子に生ずる映像信号から上記第
    3の出力端子に生ずる映像信号を代数的に減算し
    て第2の差信号を生成する手段と、 上記第1と第2の差信号を上記基準信号とそれ
    ぞれ比較して、それぞれ差信号が基準信号よりも
    大きいときはそれぞれの出力端子に所定の出力信
    号を生成する第1と第2の比較回路と、 上記第1と第2の比較回路の出力端子に接続さ
    れていて、第1と第2の両比較回路が同時に上記
    所定の出力信号を生成したとき制御信号を生成す
    る手段と、を具備して成る雑音検出回路。
JP57106626A 1981-06-22 1982-06-21 雑音検出回路 Granted JPS583480A (ja)

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US06/275,711 US4398210A (en) 1981-06-22 1981-06-22 Impulse noise detection circuit for TV signals
US275711 1981-06-22

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