JPH03109876A - リンギング除去方式 - 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】

ＴＶ受像機の高画質化が盛んに行われている。 高画質化のためには受信した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
にリンギングが生し、これが著しく再生画像の画質を劣
化していた。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、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。前者の方式の一例として
、テレビジ玉ン学会技術報告、「画質劣化防、３ 止装置Ｊ、４９頁、昭和６３年１月２９日発表、がある
。

【発明が解決しようとする課題】

上記従来技術に述べられているフィルタ切り換えによる
リンギング除去方式では、入力信号中のエツジ部分を検
出し、これからフィルタ切り換え信号を作り、遮断特性
が緩やかなフィルタに切り換えている。これらの方法を
実際のリンギング除去に適応すると、いくつかの問題点
のあることがわかる。 まずリンギングを発生するフィルタの内部でリンギング
除去を行うため、既にリンギングを発生している信号に
ついては有効でない。リンギングを発生するのは信号伝
送のため送信側に設けられた急峻な特性のフィルタであ
る場合が多く、受信機などの装置では既にリンギングが
発生している信号として信号が入力されるのが普通であ
る。したがってフィルタ内部のリンギング発生を抑える
従来方式では対処できない。しいて従来方式を適用する
と、フィルタ特性の緩やかなフィルタを用いるため、入
力信号のエツジ付近の高周波信号成分の減衰が一層大き
くなり、エツジ部分のｆＥｔ鋭度がさらに失われてしま
うという問題点がある。 さらに信号伝送用のフィルタとしては一般にＬＣフィル
タなどのｕＲ形フィルタが使われ。 リンギングは主応答の後部分に生ずるのに対し。 信号処理でよく使われるＦＩＲフィルタでリンギング除
去を行うと、リンギングの発生していないエツジの前部
分でもフィルタ切り換えを行い高域信号成分を減衰して
しまう欠点があった。 本発明の目的は既にリンギングを発生している信号でも
リンギングのみ除去し、信号の高域スペクトル成分は減
衰しないリンギング除去方式を提供することにある。ま
た本発明の他の目的はリンギングを発生するフィルタの
伝達関数が既知でなくとも基準信号によってフィルタ特
性を自動的に求め、フィルタの構成形式によらずリンギ
ング除去可能なリンギング除去方式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、フィルタの周波数特性をほと
んど変えないリンギング補償法を用いる。 このリンギング補償法について概説する。補償しようと
するとフィルタの振幅周波数特性とほとんど同じ特性で
、前リンギングおよび後リンギングが零となったインパ
ルス応答を持つフィルタを得、入力信号のエツジ部分前
後でこれらのフィルタを切り換えればリンギング補償が
可能である。 しかも切り換えによって周波数特性はほとんど変わらな
い。元の被補償フィルタが時間対称な関係を持つＦＩＲ
フィルタの場合には、上記のような性質を持つフィルタ
は次のように構成することが出来る。対称係数ＦＩＲフ
ィルタのインパルス応答から、主応答（中央のピークを
主応答とみなす）と後半分を除いた前リンギング波形を
、主応答に対し時間点対称に展開したインパルス応答を
作る。 この点対称係数を元の対称係数に加えた（あるいは引い
た）インパルス応答を持つフィルタは前リンギングある
いは後リンギングの無くなったインパルス応答を持つフ
ィルタとなり、しかも点対称係数が対称係数に較へて小
さいので周波数特性は元の対称係数フィルタの特性とほ
とんど変わらない。こうして、フィルタを切り換えても
周波数特性劣化の無いリンギング補償が行える。 フィルタ切り換えは入力信号のエツジ部分を検出してフ
ィルタ切り換え制御信号を作り、これを点対称係数フィ
ルタ出力に掛は合わせ、対称係数フィルタレこ加減算す
ることで、リンギング補償した出力を得ることが出来る
。フィルタ切り換え制御信号は通常Ｏの値を持ち、エツ
ジの前後でのみ−１〜１の範囲の値を持つ信号である。 【作用） 前項で述べたリンギング補償法はリンギングを発生する
フィルタに組み込んでリンギングが出ないようにするも
のである。従って、既にリンギングを含んでいる信号の
リンギングを除去するには。 まず被補償フィルタの伝達関数からインパルス応答を求
め、これから対称係数を抜き出し、つぎにその前リンギ
ング部分のみを取り出し、これを応答中心に対して点対
称に展開して点対称係数フイーフ ルタを設計する。この対称係数と点対称係数を持つフィ
ルタにより構成したリンギング補償装置を被補償フィル
タの後段に縦続接続し、フィルタ切り換え制御信号の値
を１以上とすることで実現できる。 上記の方法ではリンギング除去する信号が被補償フィル
タとほぼ同じ伝達関数のフィルタを２回通過することに
なり、低域通過フィルタの場合には高域成分が減衰され
てしまう恐れがある。この場合にはリンギング除去部の
点対称係数フィルタ部のみを用意し、被補償信号を入力
するとリンギング部分のみを取り出した補償信号が得ら
れる。 そこで被補償信号を遅延して時間調節した信号からこの
補償信号を引けばリンギングが除去された出力を得るこ
とが出来る。被補償信号はリンギング除去においてフィ
ルタを通過しないので、高域成分がさらに減衰されるこ
とはない。また補償信号は被補償フィルタの出力信号を
用いるので若干の誤差が生ずるが、２次の微少な誤差で
ありほとんど問題ない。なおこの場合、被補償信号をエ
ラジエンハンサに通してから補償フィルタに通すことで
、誤差をさらに小さくすることが出来る。 以上述べたリンギング除去法はフィルタの伝達関数が知
れれば適用することが出来るので、送信側あるいは伝送
路のフィルタによって発生したリンギングでも、送信信
号に基準信号を挿入することなどにより伝達特性を求め
ることが出来れば除去できる。ＴＶ信号の場合にはこの
基準信号としてＯＣＲ（ゴースト除去基準信号）や同期
信号のエツジなどを用いることが出来る。 ［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。 第１図は本発明によるリンギング除去方式の一実施例の
構成ブロック図である。図において、１はリンギングを
発生する被補償フィルタ、２はリンギング除去回路であ
る。リンギング除去回路２は後述するように被補償フィ
ルタのフィルタ係数から求めた対称係数および点対称係
数を持つフィルタと、信号のエツジを検出してフィルタ
切り換えを行う回路から構成され、点対称係数フィルタ
によって被補償フィルタ１の出力に含まれるリンギング
を打ち消す波形を作成し、フィルタ切り換え回路によっ
て波形合成して、リンギング除去が実現できる。 第１図のリンギング除去回路の一実施例を第２図に示す
。図において３は対称係数フィルタ、４は点対称係数フ
ィルタ、５はエツジ検出器、６は切り換え制御フィルタ
、７は掛は算器、８は加算器である。対称係数フィルタ
３の係数は第１図の被補償フィルタ１の係数から求める
ことが出来る。 通常伝送に用いるフィルタは、波形歪を生じないように
位相補正されて、はぼ対称係数に近くなっているので、
被補償フィルタ１が正確に対称係数でない場合でも、対
称係数と点対称係数の和に分解し、対称係数部を取り出
すことで十分良く近似できる。点対称係数フィルタ４の
係数は、対称係数フィルタ３の前半分の係数を係数中心
に点対称に展開した係数を用いる。対称係数フィルタ３
と点対称係数フィルタ４には同し信号を入力し、点対称
係数フィルタの出力には掛は算器７で切り換え制御信号
ｋを掛けて、対称係数フィルタ出力に加える。切り換え
制御信号は入力信号のエツジをエツジ検出器５で検出し
、検出したエツジ信号を切り換え制御フィルタ６に入・
力して生成する。切り換え制御信号は通常Ｏのイ１σを
取り、リンギングが発生する信号のエツジの前後でのみ
、○以外の値とする。値を士」にすると対称係数フィル
タ３で発生するリンギングを除去することが出来る。 第１図で示すように、被補償フィルタによって既に発生
したリンギングを除去するには上述のフィルタ切り換え
信号の値を±１以上とすることで、リンギング除去が行
える。 本発明によるリンギング除去方式の他の実施例を第３図
に示す。図において２０□〜２０＋〜２ＯＮは遅延素子
、２１１〜２１．〜２１Ｎは係数掛算器、２２１〜２２
１〜２２Ｎ、２３は加算器、２４は掛算器、２５はエツ
ジ検出器、２６はフィルタ切換制御回路である。係数掛
算器に入力される係数は第２図の点対称係数フィルタの
係数と同じ値で、ａｏ”ａｔ−、は被補償フィルタ１の
前にす１ ンギングに相当し、係数ａｌ＋＋〜ａＮは被補償フィル
タ１の後リンギングに相当する係数であり、ａ、はＯで
ある。被補償フィルタ１のリンギングを含んだ出力信号
Ｘはリンギング除去回路２の遅延素子２０１〜２ＯＮに
入力され］、標本化時間ずつ遅延され、係数掛算器２１
．、〜２１Ｎによって係数ａ　ｏ”　ａ　Ｎが掛けられ
、加算器２２１〜２２Ｎによって総和することにより、
リンギング補償信号Ｃが得られる。他方、遅延素子２０
．からは遅延された被補償信号ｘ、Ｉが得られる。 リンギング除去動作は被補償信号Ｘ、と補償信号Ｃの加
算のタイミングが正確に合っていることが必要である。 そこで入力信号をエツジ検出器２５に入れてエツジを検
出し、エツジ信号を切り換え制御回路２６に入力してフ
ィルタ制御信号ｋを作る。こうして得た切り換え制御信
号ｋを、掛算器２４により補償信号Ｃに掛け、加算器２
３によって被補償信号Ｘｄと加算することによりリンギ
ング除去された出力信号ｙ＝ｘｄ＋ｋｃを得る。 第３図に示す実施例では信号は対称係数のフイ２ ルタを１回しか通過しないので、第２図に述べた実施例
のようにフィルタを２回通過することによる波形劣化は
生じない。 リンギングは一般に伝送路中の遮断特性が最も急峻なフ
ィルタで発生する。ＴＶ信号の場合には受像機内部の回
路よりもむしろ送信機の出力フィルタや伝送路（放送多
重中継の場合など）のフィルタの方が急峻でリンギング
を発生し易いと言える。このような場合でも、伝送路の
疎遠関数が推定できれば本発明によって、伝送路で発生
したリンギングを受像機において除去することが可能で
ある。 送信機および伝送路のフィルタにより発生したリンギン
グを受像機側で除去する場合に本発明を実施した例を第
４図に示す。図において４０は信号加算器、４１は送信
機出力フィルタ、４２は送信機、４３は信号伝送路、４
４は受信機、４５はリンギング除去回路、／１６は伝送
路特性演算回路である。送信機４２において出力フィル
タ４１に通す前に信号加算器４０により送信信号と基準
信号を加える。基準信号は波形が既知の信号であって、
送信信号と時間的に重ならないようにしておく。基準信
号は受信機側でも再生可能な信号であれば、特別な信号
を用いなくともよい。ＴＶ信号の場合には水平同期信号
などを用いたり、また垂直帰線区間には、各種の試験信
号や、ＧＣＲ（ゴースト除去基準信号）などが挿入さ九
でいるので、これらを用いることも可能である。基準信
号を加えられた信号は出力フィルタ４１．信号伝送路４
３を通り、受信機４４に入力される。ＴＶ放送の場合は
伝送路４３は放送中継機や直接電波による伝送など多様
な形態が有り得る。受信された基準信号は送信出力フィ
ルタ４１や信号伝送路４３の伝送特性によって波形歪を
受けて受信される。 基準信号の挿入されている時間位置は受信側で分かって
いるので、受信信号から基準信号を抜き出して伝送路特
性演算回路４６に入力し、受信機側で発生した基準信号
と逆畳み込み演算を行うか、あるいは基準信号及び受信
した基準信号をラプラス変換あるいは標本値信号の場合
には２変換し、各変換値の比から伝送路のインパルス応
答すなオ〕ち伝達関数を求めることができる。こうして
求めた伝送路の伝達関数から、リンギング補償用非対称
係数フィルタの係数ａ、を求め、リンギング除去回路４
５のフィルタ係数値として入力する。リンギング除去回
路４５の構成は第３図とほぼ同じであるが、フィルタ係
数ａ、が伝送路特性演算回路４６によって与えられると
ころが異なる。 以上述へた説明ではリンギングを含んでいる波形を用い
てリンギング補償波形を形成した。実際にはリンギング
を発生しているフィルタの入力信号波形は出力波形と異
なるから、出力信号をリンギング補償フィルタに通して
得たリンギング補償波形は厳密に言えば被補償波形に含
まれているリンギング波形と異なっている。被補償フィ
ルタの入出力信号しこおける違いは、信号の立ち上がり
傾傾斜が若干緩くなることと、リンギングを含んでいる
点であり、これをリンギング補償フィルタに通して得た
リンギング補償波形の誤差は小さいので、これを無視し
ても充分実用になり得る。しか１５ しリンギングを発生する被補償フィルタが高域強調特性
を持っている場合などでは、信号傾斜はさほど急ではな
いのに、リンギングは強調される場合がある。このよう
な場合、被補償信号をそのままりンギング補償フィルタ
に通しただけでは最適なリンギング補償信号が得られな
い。そこで、被補償信号をまず信号傾斜の補正を行って
から、リンギング補償フィルタに入力する。 以上のことを考慮した本発明によるリンギング除去方式
のさらに別の実施例を第５図に示す。図は第２図のリン
ギング除去回路にエツジエンハンサを適用したもので、
第２図と同じ構成要素には同じ番号（２０，２１，２２
，２３，２４，２５゜２６）を付しである。５０１〜５
０．は遅延素子、５１はエツジエンハンサである。被補
償フィルタのンギングを含んだ被補償信号Ｘはリンギン
グ除去回路に入力する前にエツジエンハンサ５１に入力
されると共に、遅延素子列５０１〜５０．に入力し、遅
延された被補償信号Ｘ、を得る。エツジエンハンサ５１
では被補償信号の緩やかになった傾６− 斜を高域強調により再び急峻に補正し、リンギング補償
フィルタおよび、エツジ検出回路２５に入力する。こう
して得られるリンギング補償信号Ｃは傾斜の補正された
信号から作られているので、被補償信号からリンギング
補償信号を作る場合よりも正確な補償信号が得られる。 また、エツジ検出信号も、補正した信号から作るので、
これから得られているフィルタ切り換え信号も時間精度
のよい信号が得られ、より誤差の少ないリンギング除去
が行える。 【発明の効果】 本発明によれば、既にリンギングを発生している信号の
リンギングを除去することが出来る。リンギング除去に
用いている方法はフィルタの遮断特性を緩やかにする方
法ではないので、エツジエンハンサのような高域強調フ
ィルタの後につけても効果を減少させることはない。本
方式では補償するフィルタの伝達関数を知る必要がある
が、ＴＶ受像機などで用いているフィルタはすべて伝達
関数が知れているから、このことは問題無い。 さらに信号伝送路の伝達関数が何等かの手段により得ら
れれば、伝送路中あるいは送信機におけるフィルタによ
り発生したリンギングを受信機側で除去することも可能
である。 本発明では主にディジタル信号処理を用いる方法につい
て述べたが、本発明はアナログ回路で実現することも可
能であり、また画像信号処理以外の分野に応用すること
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の説明図、第２図は第１図の
リンギング除去回路の１実施例の構成図、第３図は第１
図のリンギング除去回路の別の実施例の構成図、第４図
は本発明の他の実施例の構成図、第５図は本発明のさら
に別の実施例を示す図である。 符号の説明 １・・・被補償フィルタ、２　・リンギング除去回路、
３　・対称係数フィルタ、４・・・点対称係数フィルタ
。 ２０１〜２　ＯＮ、　５０１〜５０１・・遅延素子、２
１゜〜２１Ｎ・・・係数掛算器、 ８．２２□〜２２Ｎ、２３・・加算器、７，２４・・掛
算器、５，２５・・・エツジ検出器、６，２６・・フィ
ルタ切換制御回路、４０・信号加算器、４１・・・送信
機出力フィルタ、４２・・・送信機、４３・・信号伝送
路、４４・・受信機、４５・−リンギング除去回路、４
６・・伝送路特性演算回路、５トエツジエンノ１ンサ。 ９ きｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伝達関数が既知の対称係数ＦＩＲフィルタの後段に
   縦続接続して該フィルタの出力信号に含まれるリンギン
   グ波形を除去するリンギング除去方式において、前記対
   称係数ＦＩＲフィルタと同一係数の対称係数フィルタと
   、該対称係数フィルタと振幅周波数特性がほぼ同じで、
   前あるいは後リンギング部分が零となったインパルス応
   答を持つ非対称係数フィルタとを、前記リンギングを含
   む出力信号のエッジ部分の前後で切り替えることを特徴
   とするリンギング除去方式。 ２、伝達関数が既知の対称係数ＦＩＲフィルタの後段に
   縦続接続して該フィルタの出力信号に含まれるリンギン
   グ波形を除去するリンギング除去方式において、前記対
   称係数フィルタと振幅周波数特性がほぼ同じで、前ある
   いは後リンギングを含む出力信号を入力して得たリンギ
   ング補償信号を、前記リンギングを含む出力信号のエッ
   ジ部分の前後でリンギングを含む出力信号に加減算する
   ことを特徴とするリンギング除去方式。 ３、特許請求の範囲第２項記載のリンギング除去方式を
   、伝達関数が未知のフィルタの後段に縦続接続して適用
   するリンギング除去方式において、前記被補償フィルタ
   に既知の基準信号を入力した時の出力信号と前記基準信
   号を、各々ラプラス変換あるいは標本値信号の場合には
   ｚ変換し、各変換値の比から前記被補償フィルタの伝達
   関数を求め、該伝達関数から前記非対称係数フィルタの
   係数を求めることを特徴とするリンギング除去方式。 ４、特許請求の範囲第３項記載のリンギング除去方式に
   おいて、前記被補償フィルタが送信信号の伝送系であり
   、かつ前記基準信号が送信機側で送信信号に挿入された
   既知の信号であり、さらに前記リンギング除去操作を受
   信機側で行うことを特徴とするリンギング除去方式。 ５、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項
   記載のリンギング除去方式において、前記補償フィルタ
   に入力する前記被補償フィルタの出力信号を前もってエ
   ッジ強調回路で処理してから前記補償フィルタに入力す
   ることを特徴とするリンギング除去方式。