JPH0441537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、タツプ利得可変のトランスバーサル
フイルタを用いて受信信号波形を等化する等化器
に係り、特に受信信号中に周期的に存在する所定
形状波形を利用して伝送系の線形歪を受信側で自
動的に除去する自動等化器に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

自動等化器の一つの応用例として、テレビジヨ
ン受像機おけるゴースト消去装置が知られてい
る。第１図はタツプ利得可変のトランスバーサル
フイルタを用いたゴースト消去装置の公知例を示
したもので、ゴースト検知のための基準信号とし
てビデオ信号中に含まれる垂直同期パルス前縁
（第３ラインから第４ラインに移る部分）を用い
たものである。（参照文献：村上ほか「デイジタ
ル化ゴースト自動消去装置」電子通信学会技術研
究報告EMCJ78−37，1978年11月）。

第１において、２０はタツプ利得可変のトラン
スバーサルフイルタであり、タツプ付遅延素子２
１と荷重回路２２および加算回路２３よりなる。
タツプ付遅延素子２１のタツプ間の遅延時間Ｔ
は、入力ビデオ信号の最高周波数の２倍の逆数よ
り小さい値、例えば0.1μSに選ぶ。タツプの総数
は消去しようとするゴーストの遅れ（進み）時間
の範囲に応じて決定する。例えばタツプ総数を
100とすれば、10μSの時間範囲をカバーすること
ができる。各タツプのうち最大の荷重値（タツプ
利得）が設定されたタツプを主タツプと称し、こ
れより遅れ時間の短いタツプを前方タツプ、遅れ
時間の長いタツプを後方タツプと称する。100個
のタツプのうち、例えば20番目のタツプを主タツ
プに選べば、2μSまでの進みゴーストと8μSまで
の遅れゴーストが消去可能ということになる。各
タツプに付いている荷重回路２２は掛算回路で、
その係数がタツプ利得である。主タツプのタツプ
利得をc₀と表わし、前方タツプのタツプ利得を
c_-M〜c_-1、後方タツプのタツプ利得をc₁〜c_Nで表
わすことにする。c₀は通常１程度の値であり、そ
の他のタツプ利得c_i（ｉ＝−Ｍ〜Ｎ）の値は絶対
値がc₀より小さい。

このようなトランスバーサルフイルタ２０にお
いて、タツプ利得｛e_i｝（Cc_-M〜c₀〜c_Nの系列を
｛e_i｝と表わす）を適切な値に設定すれば、入力
端子１０において存在したゴースト成分（フイル
タ等で生ずる波形歪を含む）が、出力端子３０に
おいては実質的に消去される。このタツプ利得を
自動制御して、結果的に出力のゴースト成分を最
小にするには次のようにすればよい。

まず、入力端子１０に印加された入力ビデオ信
号から、タイミング回路４４の制御のもとに、着
目する垂直同期パルス前縁部の所定の長さ分だけ
を抽出し、これを微分回路４０を経由して入力波
形メモリ４１に記憶する。一方、同時刻における
出力端子３０の出力ビデオ信号の所定の長さ分だ
けを抽出し、微分回路４２および基準波形引算回
路４３を経由して、誤差波形メモリ４６に記憶す
る。ここにおいて、基準波形引算回路４３に供給
される基準波形は、タイミング回路４４制御のも
とに基準波形発生回路４５で作成されたものであ
る。このようにして入力波形メモリ４１に記憶さ
れた波形を、サンプリング間隔0.1μS（トランスバ
ーサルフイルタ２０のタツプ間隔に同じ）毎のサ
ンプル値系列として｛e_k｝と表記する。同様にし
て微分回路４２の出力波形を｛y_k｝、基準波形発
生回路４５で発生した基準波形を｛r_k｝、引算回
路４３の出力である誤差波形を｛e_k｝（e_k＝y_k−
r_k）と表記する。すなわち誤差波形メモリ４６に
は誤差波形｛e_k｝が記憶されることになる。

次に、これら各波形メモリ４１，４６から適当
な周波数のクロツクで｛x_k｝および｛e_k｝を読み
出して、 d_i＝_Q 〓^k=p x_k-ie_k ……(1) で表わされる相関演算を行う。ここで相関範囲
〔Ｐ，Ｑ〕は通常、Ｐ＝−2M，Ｑ＝2N程度の値
にとる。d_iの物理的意味は、遅れ時間iT（Ｔはタ
ツプ間隔）のゴーストのおおよその大きさであ
る。

一方、タツプ利得メモリ４８には各タツプのタ
ツプ利得｛e_i｝が記憶されているが、その初期値
はc₀＝１，c_-M〜c_-1＝０，c₁〜c_N＝０である。第
１式の演算がｉ＝Ｍ〜Ｎのうち一つのｉについて
終るたびに、タツプ利得メモリ４８からタツプ利
得c_iを読み出し、これに対して c_i,oew＝c_i,pld−ad_i ……(2) （ａは正の微少値） で表わされる修正を施した後、再びタツプ利得メ
モリ４８に戻す。第(1)式と第(2)式で表わされる演
算を１フイールドの間にすべてのｉ（ｉ＝−Ｍ〜
Ｎ）について行なうが、これを実行するのがタツ
プ利得修正演算回路４７である。

上記演算を新たに基準波形が受信されるたびに
（すなわち、１フイールドに１回）繰返す。これ
を続けることによつて、誤差波形｛e_k｝は次第に
０に近づく（すなわち、出力波形｛y_k｝が基準波
形｛r_k｝に近づく）。最終的に｛c_i｝はある値
｛c_i｝_pptに収束するが、このときの出力波形｛y_k｝
は、 Ｅ＝_Q 〓^k=p （y_k−r_k）² ……(3) で定義される残留誤差を最小にするものになつて
いる（前記文献参照）。

上述の第(1)式および(2)式によつてタツプ利得修
正を繰返せば、タツプ利得値は原理的には｛c_i｝_pp
ｔに収束するが、実際にはトランスバーサルフイ
ルタ２０の周波数特性が理想的でないために、タ
ツプ利得値は必ずしも｛c_i｝_pptに収束せず、逐次
修正制御開始後、当初のある時間までは｛c_i｝は
｛c_i｝_pptに向つて変化するが、それ以上時間が経過
すると｛c_i｝が次第に発散する場合がある。

また、タツプ利得修正演算回路を簡略化するた
めに、第(1)式および第(2)式の代りに c_i,oew＝c_i,pld−ae_i ……(4) によつて、タツプ利得を修正する方式も知られて
おり、これはゼロフオーシング方式と呼ばれてい
る。ゼロフオーシング方式の場合には、トランス
バーサルフイルタの周波数特性が理想的であつて
も、入力波形｛x_k｝の形状次第では｛c_i｝が原理
的に発散することがある。

上記のような発散、すなわちゴーストの消去の
失販によるトランスバーサルフイルタ２０の異常
動作に対する対策として、第１図中に示すように
異常動作をトランスバーサルフイルタ２０の出力
信号から異常動作検出回路６３で検出し、その検
出信号によつて出力信号切換えスイツチ６４をト
ランスバーサルフイルタ２０の出力信号側６４ａ
から入力信号側６４ｂに切換えるという提案が従
来なされている（特開昭56−69973号公報「テレ
ビジヨンゴースト除去装置」）。しかし、これでは
一度発散散すると、ゴーストの除去が行われなく
なつてしまうという欠点があつた。

そのほかに、上記のようなタツプ利得修正制御
の発散を回避するために、従来、第(2)式（第(4)式
の場合についても同様）に変更を加えて、 c_i,oew＝（１−β）c_i,pld−ad_i（ｉ≠０） c_0,oew＝１＋（１−β）（c_0,pld−１）−ad₀(5) あるいは、 c_i,oew＝c_i,pld−ｌ・_sgoc_i,pld−ad₀（ｉ≠０） c_0,oew＝c_0,pld−ｌ・_sgo（c_i,pld−１）−ad₀ (6) のようにタツプ利得修正信号に微少なリーク（第
(5)式におけるβ，または第(6)式におけるｌ）を付
与することが行われている。第(5)式はc_iに比例し
たリークを与える方式であり、第(6)式はc_iに無関
係に一定のリーク与える方式である。

すなわち、リーク（第(5)式におけるβ，または
第(6)式におけるｌ）を大きくすればするほど、タ
ツプ利得｛c_i｝は０の方向へより強く引戻される
ので、｛c_i｝は全体として成長を阻止される。こ
れによつて｛c_i｝発散、すなわちゴースト消去の
失販による画面の乱れが回避されることは望まし
いことであるが、反面、本来｛c_i｝_pptに達すべき
｛c_i｝がいつまでたつても｛c_i｝_pptに達することが
できない。

第(5)式の場合を例にとると、リークを付加した
時の｛c_i｝の最終値｛c_i｝_∞は、 ｛c_i｝_∞（１−β／ａ）｛c_i｝_ppt ……(7) となる。｛c_i｝_∞が｛c_i｝_pptに達しないことによつて
、
当然、自動等化器出力での残留歪、すなわち残留
ゴーストが増大する。残留歪を小さく抑えようと
すれば、リークをできるだけ小さくしなければな
らないが、リークが小さすぎれば制御は発散す
る。また、発散を回避するに足るリークの限界値
は、その時の入力信号の歪の大きさによつて異る
ので、あらかじめ設定するリークの量は想定しう
る最悪条件の入力信号に対応して大きめにとらざ
るを得ない。その結果、入力信号の歪が小さい時
は必要以上リークを与えることになり、本来得ら
れるべき歪改善量が得られない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、入力信号の歪状態の如何にか
かわらず、タツプ利得修正制御に常に最適のリー
クを付与することによつて、発散等の異常動作を
少なくするとともに残留歪を少なくし、また異常
動作が生じても速やかに安定状態に移行できる自
動等化器を得供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、タツプ利得修正制御にタツプ利得が
タツプ利得最大となるべき主タツプについては予
め定めた非零の値ｐに、主タツプ以外のタツプに
ついては零にそれぞれ向う方向にリークを付与す
るとともに、 Ａ＝｜c₀−ｐ｜＋ 〓^i≠0 ｜e_i｜ c₀：主タツプのタツプ利得 c_i：第ｉタツプのタツプ利得 〓の範囲：主タツプを除くすべてのタツプ利
得可変のタツプ で定義される値Ａが予めたしきい値を越えたとき
にそのリークを増大させ、かつ波形等化回路の異
常動作が検出されたとき上記しきい値を小さくす
るようにしたことを特徴としている。

すなわち、常にタツプ利得修正制御の収束性を
維持するのに必要最小限リークを付与するととも
に、万一波形等化回路に異常動作が生じた場合
は、しきい値を小さくしてリークを増大させるこ
とで速かにタツプ利得修正制御を収束させるよう
にしたものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力信号がどのような形状、
大きさの歪みを有していても、常に最適のリーク
を付与することによつて、リークによる残留歪の
増大を防止するとともに、異常動作に対しても速
やかに対応でき、動作の安定性を向上させること
が可能である。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第２図に示す。第２図は第
１図に示した従来の自動等化器の構成から、出力
信号切換えスイツチ６４を除去し、タツプ利得修
正演算回路４７に相当する部分を本発明の主旨に
則して詳細に示したもので、それ以外の部分の機
能及び動作は第１図と同じである。よつて、タツ
プ利得修正演算回路４７に重点を置いて説明し、
第２図の自動等化器全体についての説明は省略す
る。

まず、異常動作検出回路６３においてトランス
バーサルフイルタ２０を含む波形等化回路の異常
動作、すなわち発散が検出されていない時のタツ
プ利得修正演算回路４７の動作を説明する。この
時、タツプ利得読み出しスイツチ６０とタツプ利
得書き込みスイツチ６１はそれぞれ６０ａと６１
ａ側につながつており、以下に示すようなタツプ
利得の修正が行われる。まず、タツプ利得メモリ
４８からすべてのタツプ利得｛c_i｝（ｉ＝−Ｍ〜
Ｎ）がタツプ利得読み出しスイツチ６０を介して
一旦読み出され、絶対値和回路５３によつて Ａ＝ _N 〓^{i=-M i≠0} ｜c_i｜−le₀−１｜ ……(9) が計算される。入力波形が一切歪を含まない時の
望ましいタツプ利得は、 c₀＝１，c₁＝０（ｉ≠０） ……(10) であるから、第(9)式のＡは第(10)式からの｛c_i｝の
ずれの絶対値和を意味している。

次にリーク決定回路５４は、絶対値和回路５３
からの出力Ａに応じて第(5)式におけるβ、または
第(6)式におけるｌの値を具体的に決定する。その
決定法の一例は、Ａの値にあらかじめあるしきい
値A₀を定めておき、ＡがA₀を越えるとβまたは
ｌの値を（Ａ−A₀）に比例して増大させるとい
う方式である。βについて式で示せば、 Ａ＜A₀時 β＝β₀ Ａ≧A₀の時 β＝η（Ａ−A₀）＋β₀ (11) ただしA₀，β₀，η正の定数 である。ｌについても同様である。ここで、ηは
リーフを（Ａ−A₀）に比例して増やすための比
例係数であり、以下リーク係数と呼ぶ。

βまたはｌの別の決定法は、Ａのしきい値を複
数個（小さい順にA₁，A₂，A₃…，A_J）設定して
おき、Ａがいずれかのしきい値をえるたびに、β
またはｌの値を１段階づつ増大させるという方法
である。このようにしてリーク決定回路５４では
Ａに応じてβまたはｌの値が決定される。βまた
はｌが決まつた段階で、タツプ利得メモリ４８か
ら各c_iが順に読み出され、リーク付与回路５５に
よつてリークが付与される。リーク付与回路５５
は、第(5)式による場合には、 (i) ｉ≠０の時にはc_iに（１−β）を乗ずる。

(ii) ｉ＝０の時には（c₀−１）に（１−β）を乗
じ１を加える。

という演算を行い、第(6)式による場合には、 (i) ｉ≠０の時にはc_iからｌ・_sgoc_iを減じる (ii) ｉ＝０の時にはc₀からｌ・_sgo（c₀−１）を減
じる という演算を行なう。

一方、累積加算器５０は入力波形メモリ４１か
ら｛x_k-i｝，誤差波形メモリ４６から｛e_k｝をそ
れぞれ読み出して、第(1)式で示される相互相関演
算を行つてd_iを出力する。差回路５２では、リー
ク付与回路５５の出力から係数乗算回路５１の出
力ad_iが減算されて、修正されたタツプ利得c_i,oew
が出力される。このc_i,oewはタツプ利得書き込み
スイツチ６１を介して、再びタツプ利得メモリ４
８に戻される。以上に示したタツプ利得の修正
を、基準信号が受信されるたびごとに周期的に逐
次行なうのであるが、この修正の過程で発散等の
異常動作が検出された時の動作を次に説明する。

すなわち、異常動作検出回路６３で発散が検出
されると、タツプ利得読み出しスイツチ６０とタ
ツプ利得書き込みスイツチ６１とがそれぞれ６０
ｂと６１ｂ側に接続される。次にタツプ利得
｛c_i｝がタツプ利得メモリ４８よりタツプ利得読
み出しスイツチ６０を介してタツプ利得再設定回
路６２に順次導かれ、 (i)ｉ≠０の時 c_i,oew＝ｋ・c_i,pld (ii)ｉ＝０の時 c_i,oew＝１ (12) ただし、０≦ｋ＜１ で示される演算が行なわれる。以下、ｋをタツプ
利得再設定係数と呼ぶ。この演算の意味するとこ
ろは、タツプ利得再設定係数ｋ＝０の時はタツプ
利得の初期値の再設定であり、タツプ利得再設定
係数ｋ≠０の時は発散した時のタツプ利得を比例
縮小して、次の等化に要する時間を短縮しようと
することである。そして、この演算結果はタツプ
利得書き込みスイツチ６１を介して再びタツプ利
得メモリ４８に順次戻される。

次に、Ａのしきい値（A₀，A₁，A₂，…，A_J）
の再設定をリーク決定回路５４で行なう。その一
例として A_i,oew＝K_A・A_i,pld（ｉ＝０，１，２…Ｊ）
……(13) ただし０＜K_A１ を示す。これの意味するところは、発散散のＡの
しきい値を小さくすることで早めにリークの量を
増やすことによつて、それ以後はより発散しにく
くすることである。そして、次にタツプ利得読み
出しスイツチ６０とタツプ利得書き込みスイツチ
６１とそれぞれ６０ａと６１ａ側に接続し、すで
に説明した等化動作（タツプ利得の逐次修正）が
行われる。なお、その最中に再び発散した時も、
すでに説明したようにタツプ利得の再設定とＡの
基準値の再設定とを行ない、再び等化動作を行な
う。そして、このタツプ利得再設定と等化動作を
繰返すが、動作開始後ｎ回目（ｎ≧２）の発散検
出時には、さらに等化を行なつても伝送系の歪が
大きすぎて残留歪が大きくなるという見地から、
等化前の信号を出力してもよい。その実現方法と
して、第(12)式に示されるタツプ利得の再設定で、
ｋ＝０の場合（タツプ利得の初期値の再設定）を
実行すればよい。つまり、 (i)ｉ≠０の時 c_i,oew＝０ (ii)ｉ＝０の時 c_0,oew＝１ (14) として、タツプ利得メモリ４８に各タツプ利得を
戻せばよい。そして以後、等化動作（タツプ利得
の修正）を行わない。

また、上記の説明では、タツプ利得再設定係数
ｋが常に一定であるとして説明したが、あらかじ
め複数個の（k₁，k₂…，K_J）を用意しておいて、
発散が検出されるたびに、より小さなk_iを用いて
もよい。

上述のような方法でタツプ利得の絶対値和（た
だし主タツプについては、｜e₀｜の代りに｜１−
c₀｜をとる）のしきい値を発散の有無に応じて変
えることによつて、発散しやすい形状の入力波形
の場合ほど発散した後にリークが大きくなつて再
度の発散をを生じにくくする。また、入力波形の
歪が小さくて発散を回避するのに必要なリークの
値が小さい時には、小さなリークしか付与しない
ですむので、残留歪は最小に抑えられる。

第３図は異常動作検出回路６３の一構成例を示
すもので、先に触れた特開昭56−69973号公報に
開示されているものである。すなわち、入力端子
１０１に入力されるトランスバーサルフイルタ２
０の出力信号をレベル検出回路１０２に導いて直
流レベルを検出し、さらにこのレベル検出出力を
レベル判定回路１０３で判定して、２値レベルの
異常動作検出信号を出力端子１０４より出力する
構成となつている。この異常動作検出回路は、タ
ツプ利得の発散に基く異常動作の検出に適してい
る。

第４図は異常動作検出回路６３の他の構成例を
示すもので、入力端子２０１に入力されるトラン
スバーサルフイルタ２０の出力信号を差分器（微
分器でもよい）２０２に導いて直流成分を除去
し、それによつて得られる交流成分をレベル判定
回路２０３で２値デイジタル信号に変換した後、
ラツチ２０４，２０５に導き、ラツチ２０４，２
０５より出力されるサンプリング周期分だけ時間
のずれた２つのデイジタル信号を排他的論理回路
２０６に入力し、この論理和回路２０６の出力カ
ウンタ２０７に供給して上記２値デイジタル信号
のレベルが反転する回数Ｍまたは同一レベルが連
続して繰返される回数Ｎを計数し、Ｍがある一定
値を越えたとき、あるいはＮがある一定値に満た
ないとき、異常動作検出信号を出力端子２０８よ
り出力するようにしたものである。この構成は、
交流的な変動である発振による異常動作の検出に
適している。

第２図における異常動作検出回路６３として、
第３図、第４図のものを併用し、発散、発振のい
ずれによる異常動作が検出された場合も、前記し
きい値を変更するようにすると一層効果的であ
る。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるこ
となく種々変形して実施が可能であり、例えば上
述したタツプ利得の絶対値和のしきい値の設定法
は単に一例であつて、タツプ利得の絶対値和（正
確には、タツプ利得のあらかじめ定められた値か
らのずれの絶対値和）と発散の有無とに基いて前
記絶対値和のしきい値を変更するものであれば、
どのような決定法であつてもよい。

また、タツプ利得修正情報として第(1)式のよう
に入力波形と誤差波形の相互相関を用いるか、ま
たは第(4)式のように誤差波形そのものを用いるか
は任意であり、さらにはこれらの各種変形を用い
てもよい。

更に、本発明を適用し得る自動等化器の基本構
成としては、トランスバーサルフイルタを含むも
のであれば、第２図に示すような非巡回形接続お
よび図示はしていない巡回形接続のいずれであつ
てもよい。特に、巡回形接続の等化器の方が原理
的に発散（あるいは発振）しやすいので、本発明
はより効果がある。

また、第１図において主タツプc₀を１に固定
し、c_-M〜c_-1およびc₁〜c_L（例えばＬは５〜10程
度）を０に固定した、いわゆるゴースト消去モド
の回路構成においても、本発明は有効である。さ
らに、主タツプを通る信号経路をトランスバーサ
ルフイルタに通さず外付けにして、後方タツプの
みをトランスバーサルフイルタによつて構成した
ゴースト消去モードの回路構成においても、本発
明は有効である。

また、第２図の実施例におけるタツプ利得修正
演算回路４７は、図示したような回路ブロツクの
組合せに限定されるわけではなく、同一の機能は
例えばマイクロプロセツサを用いて、ソフトウエ
アで実現することも可能であつて、そのような場
合にも本発明は適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動等化器の構成図、第２図は
本発明の一実施例に係る自動等化器の構成図、第
３図および第４図は本発明で用いる異常動作検出
回路の構成例を示す図である。 ２０……トランスバーサルフイルタ、４７……
タツプ利得修正演算回路、５３……絶対値和回
路、５４……リーク決定回路、５５……リーク付
与回路、６３……異常動作検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定形状の波形が周期的に存在する受信信号
   が入力されるタツプ利得可変のトランスバーサル
   フイルタを含む波形等化回路と、前記トランスバ
   ーサルフイルタのタツプ利得を前記受信信号中の
   所定形状の波形に対応する前記波形等化回路の出
   力波形が予め定めた基準波形に近似するように逐
   次修正するタツプ利得修正手段とを備えた自動等
   化器において、前記タツプ利得修正手段は、タツ
   プ利得修正制御にタツプ利得がタツプ利得最大と
   なるべき主タツプについては予め定めた非零の値
   ｐに、主タツプ以外のタツプについては零にそれ
   ぞれ向う方向にリークを付与する手段と、この手
   段により付加されるリークの大きさを Ａ＝｜c₀−ｐ｜＋ 〓^i≠0 c_i｜ c₀：主タツプのタツプ利得 c_i：第ｉタツプのタツプ利得 〓の範囲：主タツプを除くすべてのタツプ利
   得可変のタツプ で定義される値Ａが予め定めたしきい値を越えた
   ときに増大させる手段と、前記波形等化回路の異
   常動作を検出する手段と、この手段により異常動
   作が検出されたとき前記しきい値を小さくする手
   段とを含むことを特徴とする自動等化器。 ２ 波形等化回路の異常動作を検出する手段は、
   波形等化回路の出力信号の直流分のレベル変化を
   検出しそのレベルを判定して異常動作を検出する
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の自動等化器。 ３ 波形等化回路の異常動作を検出する手段は、
   波形等化回路の出力信号の交流分に関する２値デ
   イジタル信号についてレベルが反転する回数また
   は同一レベルが連続して繰返される回数を計数し
   その計数値から異常動作を検出するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動
   等化器。