JPH0757010B2 - ゴースト除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はゴースト除去装置に係り、TV（テレビジョン）
受像器に代表されるTV映像信号を扱う各種ビデオ機器に
おいて、入力映像信号に含まれるゴースト又は波形歪を
除去する装置（ゴーストキャンセラ）に関する。

〔従来の技術〕

第２図を参照しながら、従来のゴースト除去装置につい
て説明する。第２図は従来の代表的なゴースト除去装置
１のブロック系統図であり、11はフィルタ部（FIRフィ
ルタ,IIRフィルタ等からなる合成フィルタである）、12
は重み付け設定回路、13は波形抽出回路、14はピーク検
出回路、15は加算平均回路、16は波形変換回路、17は波
形比較回路、18は基準波形発生回路である。

入力ラインl₁より供給される入力映像信号はフィルタ部
11を介して、ラインl₂から出力映像信号として取り出さ
れると共に波形抽出回路13に供給され、ここで基準信号
を含む所定の一定期間（例えば１水平走査線分）抽出さ
れる。（又はこの図にも示したように入力映像信号を波
形抽出回路13に供給するフィードフォワード型制御もあ
る）。

ここで、上記入力映像信号のうち、ゴースト等の波形歪
検出用の基準波形について、第３図と共に説明する。同
図（Ａ），（Ｂ）はステップ状の信号が１水平走査期間
に重畳されたものであり、同図（Ａ）の場合はステップ
の立上がりを、同図（Ｂ）の場合はステップの立下がり
を夫々基準信号として用いる。この場合、立上がり，立
下がりの周辺における周波数特性は予め規定されている
ものとする。

第３図（Ｃ）はパルス状の信号が１水平走査期間に重畳
されたものであり、この場合もパルス周辺における周波
数特性は予め規定されているものとする。同図（Ａ），
（Ｂ）のようなステップ状信号の立上がり，立下がり部
分を微分すると、同図（Ｃ）のパルス部分のようなパル
スになる。同図（Ｄ）は垂直同期信号であるが、これも
立下がり部分を基準信号とすることができる。

以上のような各種の基準信号の波形は波形抽出回路13に
て（定期的に）抽出され、次段のピーク検出回路14に供
給される。ピーク検出回路14ではその一定期間の中から
基準となるタイミング（例えば、ステップ状の基準信号
の場合には立上がり，立下がりのエッジ、パルス状の基
準信号の場合にはパルスのピーク）を検出して時間軸を
補正する。即ち、後段の加算平均回路15における処理で
加算平均や基準波形との比較をする際の誤動作防止用で
あり、具体的には入力信号のレベルを基準値と比較する
コンパレータ，所定区間の始点からの経過時間を測定す
るカウンタ及びピーク位置のカウント値を記憶するメモ
リ（ラッチ）回路等から成る。

このピーク検出回路14までの動作を繰返し行なった後、
次段の加算平均回路15に供給してここで加算平均し、入
力映像信号の基準信号部分に含まれるランダムノイズを
軽減する。この加算平均回路15は、所定区間を記憶する
メモリ回路及び加算器等で構成され、その出力を次段の
波形変形回路16に供給する。この波形変換回路16は例え
ばゲート回路，コンパレータ，記憶回路，及び減算器等
で構成され、ここで基準波形に合わせて波形変換（例え
ば微分）を行なう。基準波形発生回路18は、ピーク検出
回路14で検出されたピーク位置に同期させて、本来ある
べき基準信号波形（内部基準波形信号）を発生させるも
のである。かかる内部基準信号と波形変換回路16の出力
（入力信号から抽出された基準信号）とを波形比較回路
17で比較（減算し）し、その比較結果（例えば差分）を
基に、重み付け設定回路12において波形比較回路17の出
力を波形変換（例えばある倍率を掛けて現時点でのタッ
プ利得に加える）して、フィルタ部11のタップ利得を決
定する。これにより、フィルタ部11からはゴーストが除
去された映像信号を出力しようとしている。

なお、重み付け設定回路12は演算機能を必要とするの
で、マイコン（micro computer）やマイクロプロセッサ
等で構成される場合が多い。又、上記構成の信号処理回
路中で発生する処理時間による信号の遅れは説明の便宜
上省略するが、以下の説明でも同様の信号の扱い方をす
ることにする。

ところで、かかるゴースト除去装置においては、基準信
号の抽出をラインl₄を介してフィルタ部11の出力側から
行なって、タップ利得を逐次更新するフィードバック型
制御と、基準信号の抽出をラインl₃を介してフィルタ部
11の入力側から行なって、タップ利得の決定に過去のタ
ップ利得によるフィルタ出力を用いないフィードフォワ
ード型制御とがある。この両者はいずれにしても、入力
映像信号の基準信号部分に含まれるランダムノイズ成分
は、加算平均回路によって軽減されるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のゴースト除去装置では、重み付けデータ設定
（即ちフィルタ部11を構成するFIRフィルタやIIRフィル
タにおけるタップ利得設定）の際、誤った重み付けデー
タの設定（偽似ゴーストとなって現われる）を防ぐため
には、毎回のデータ計算の度に、ある程度以上の回数の
加算平均が必要となり、１回の重み付けデータ計算に時
間がかかり、また、加算平均結果のS/Nは、１回毎の加
算平均で得られるもの以上にはならないという問題点が
あった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のゴースト除去装置は、従来の構成に加えて、加
算平均回路により計算された任意回目の加算平均値をそ
の次の回以降の計算にも累積して利用することにより，
基準信号を含む一定期間のノイズ分を漸次軽減する累積
加算平均回路と、重み付け設定回路における，除去開始
からの重み付け（タップ利得列）更新の回数をカウント
する処理回数計数回路と、波形抽出回路にて取込んだ波
形より評価関数を計算する評価関数計数回路とを更に具
備し、該処理回数計数回路から得られるゴースト除去開
始から重み付け（タップ利得列）更新の回数と，評価関
数計数回路にて得られた評価関数よって、加算平均の回
数及び計算の各種パラメータを自動的に変化させ、迅速
な処理が要求される初期の段階では加算平均の回数を減
らして直ちに重み付けデータの計算に移るようにし、且
つ精度の高い重み付けデータを得るために，加算平均の
回数を次第に増加すよう構成することにより、上記問題
点を解消した。

〔実施例〕

第１図を参照しながら、本発明のゴースト除去装置の一
実施例について説明する。第１図は本発明のゴースト除
去装置10のブロック図であり、この図において第２図に
示した従来装置と同一構成個所には同一符号を付してそ
の詳細な説明を省略する。両図を比較すると明らかなよ
うに、本発明のゴースト除去装置10では、従来装置１に
おける加算平均回路15と波形変換回路16との間に累積加
算平均回路19を挿入し、加算平均回路15と重み付け設定
回路12との間に処理回数計数回路21及び評価関数計算回
路22を設け、これらを第１図示の如く接続して構成して
いる。かかる構成により、１回毎の加算平均の結果を次
回以降に累積でき、それにより後の処理になればなるほ
ど（加算平均処理回数が多くなるほど）S/Nの良い取込
み波形が得られ、精度の一層高い重み付けデータの計算
ができるようになる。更に、加算平均の回数を，処理回
数及び取込んだ波形から計算した評価関数に応じて変化
させている。

例えば、最初（初期）の１回目は加算平均はある程度以
上の回数の加算をし、主要な部分のゴーストを除去し、
２回目以降は少ない回数の加算平均を累積し、S/Nを改
善した上で、更に細かい歪を取除くような設定をするこ
とにより、良好，円滑なゴーストの除去ができる。ま
た、計算のパラメータも、処理回数と評価関数によって
変化させる。即ち、処理の初期で加算回数が少なくて取
込み波形のS/Nが悪いときは、更に計算のパラメータを
偽似ゴーストの生じ難い値に設定すれば、更に視覚的に
スムーズにゴースト除去が行なえるようになる。

次に、第１図を参照しながら、本発明のゴースト除去装
置10のより具体的な動作について説明する。入力ライン
l₁より供給された入力映像信号は、波形抽出回路13に供
給されて、ここで基準信号を含む所定の一定期間（例え
ば１水平走査線分）抽出され、ピーク検出回路14に供給
される。ピーク検出回路14ではその一定期間の中から基
準となるタイミング（例えばステップ状の基準信号の場
合には立上がり，立下がりのエッジ、パルス状の基準信
号の場合にはパルスのピーク）を検出して時間軸を補正
する。このピーク検出回路14までの動作を繰返し行なっ
た後、その出力を加算平均回路15に供給してここで加算
平均して、入力映像信号の基準信号部分に含まれるラン
ダムノイズを軽減する。このとき、重み付け設定回路12
からタップ利得列を更新する毎に発生するカウント信号
を入力することにより、ゴースト除去開始からタップ利
得列（重み付け）更新の回数を処理回数カウンタ（処理
回数計数回路）21でカウントし、このカウンタ21からの
処理回数値と、評価関数計算回路22にて計算された評価
関数によって加算平均の回数を変化させる。なお、処理
回数カウンタ21は除去開始時にリセットするよう構成さ
れる。

例えば、処理回数に応じた制御としては、１回目の処理
では主要なゴーストを速やかに軽減させるために、必要
なS/Nを得るだけの加算平均を行ない、次段の累積加算
平均回路19にて累積加算平均演算を行なう。この場合、
計算処理は１回目なので、累積加算平均演算の結果は、
加算平均回路15での加算平均結果と同じである。この累
積加算平均演算の結果に基づいて、１回目の重み付けデ
ータ設定（ゴースト除去）を行なう。２回目以降は一定
回数の加算平均を行ない、その演算結果に対し、累積加
算平均回路19にて累積加算平均を施した結果に基づい
て、以後のゴースト除去作業を行なう。これにより、除
去に用いる取込み波形のS/Nは次第に向上してゆくの
で、一層精度の高いゴースト除去ができるようになる。

次に、評価関数による制御について、第４図の信号波形
図（評価関数の計数の概念図）を参照しながら説明す
る。評価関数には、 （但し、誤差：ε（ｔ）＝ｓ（ｔ）−ｄ（ｔ） ｓ（ｔ）：取込み波形,d（ｔ）：基準波形） のいずれか１つ、又は２つ以上の和などを用いる。な
お、基準信号（第４図の時刻t₂〜t₃の間）の付近は、ゴ
ーストやノイズの傾向とは余り関係なく大きな値が現わ
れることが多いので、評価関数の計算から除く方が良
い。

上記計算結果により、“S/Nが悪い”或いは“ゴースト
が大きい”と判定されたときは、更に精密な処理を加え
るために、次回以降の加算回数の設定を制御する。更
に、処理回数と評価関数によって、重み付けデータ計算
に用いるパラメータも変化させる。即ち、評価関数によ
って“S/Nが悪い”と判定された場合や、処理回数の少
ない最初のうちの除去時には、重み付けデータ計算に用
いるパラメータ（例えば重み付け設定回路12における倍
率等）を擬似ゴーストの現われ難い値に設定することに
より、処理の途中で擬似ゴーストの出現を防ぐことがで
きる。更に、累積加算の回数を、ある一定回数を越えな
いようにセットしておくことにより、無限に過去の情報
にまで遡って累積するような動作は起きず、最新の処理
時に近い所定の回数だけ積分することになり、変動ゴー
ストや、前記フィードバック型制御にも対応できるよう
になる。

ここで、累積加算平均回路19の具体的な回路構成につい
て、第５図と共に説明する。第５図（Ａ），（Ｂ）にお
いて、23はタイミング発生回路、24はFIFO（ファースト
イン・ファーストアウト）型のメモリ、25はメモリ24を
多段に接続し、各段毎にタップを設けた記憶部、26は加
算器、27,28は減算器、29は減衰器（増幅器）である。
またSwはタップ切換えスイッチであり、タイミング発生
回路23からの制御信号によって切換え動作が行なわれ
る。（Ａ），（Ｂ）両図共、フィードバック型のフィル
タの形を構成しており、処理回数や評価関数に応じ、タ
イミング発生回路23によって得られるタイミングに合わ
せて制御し、累積加算回数を変化させるものである。な
お、タイミング発生回路23はカウンタ21からの処理回数
と評価関数計算回路22からの評価関数を元にタイミング
信号を生成している。

同図（Ａ）の累積加算平均回路19は、記憶部25を構成す
る複数（η段）のメモリ24のタップ（取出し線）を切換
えることにより、ηフレーム分のデータを加算平均する
ことができる構成となっている。同図（Ｂ）の累積加算
平均回路19′はフィードバック型のフィルタであり、減
衰器29にてフィードバック率ｋを、タイミング発生回路
23からの制御信号にて変化させることにより、等化的に
累積加算回数を制御できるものである。

このようにして得られた取込み波形は、波形変換回路16
において、基準波形に合わせて波形変換（例えば微分）
され、波形比較回路17に出力される。この波形比較回路
17においては、予め基準波形発生回路18で計算された本
来の基準信号波形（内部基準信号波形）と波形変換回路
16の出力波形を比較して、比較結果（例えば差分）を基
に、重み付け設定回路12において波形比較回路17の出力
を波形変換（例えばある倍率を掛ける）して、フィルタ
部11用のタップ利得信号列を決定する。ここで用いるパ
ラメータ（倍率等）を、処理回数と評価関数によって変
化させることは、前述の通りである。このようにして補
正されたタップ利得信号列は、フィルタ部11に供給さ
れ、ゴーストや波形歪が良好に除去された映像信号がラ
インl₂を介して出力されるわけである。

なお、前記した如く、基準信号の抽出を、フィルタ部11
の出力側から行なって、タップ利得を逐次更新するフィ
ードバック型制御と、基準信号の抽出をフィルタ部11の
入力側から行なって、タップ利得の決定に過去のタップ
利得によるフィルタ出力を用いないフィードフォワード
型制御とがある。フィードバック型制御の場合、ゴース
トを除去した結果について波形を取込み、逐次重み付け
を更新してゆくものなので、累積加算の回数を多く取り
過ぎると、除去前の情報をいつまでも利用することにな
り、その結果過補償になってしまうことがあるが、累積
加算の回数を最適化し、ある程度過去の除去結果を重み
付け設定の計算に盛込むことにより、検出時におけるゴ
ーストを適度に強調することができ、有効にゴーストや
波形歪を除去できる。また、フィードフォワード型制御
の場合は、累積加算の回数を多めにしても、その分だけ
ゴースト検出時のS/Nが向上することになり、特に有効
且つ良好にゴーストや波形歪を除去することができる。

〔効 果〕

徐上の如く、本発明のゴースト除去装置によれば、加算
平均の回数を、取込んだ波形から計算した評価関数と，
処理回数によって変化させて累積加算しているので、ゴ
ースト検出時のS/Nを向上し得、更に重み付けデータの
設定に用いるパラメータを、上記処理回数と評価関数に
よって変化させることにより、検出時のS/Nに応じた重
み付け設定ができるようになるので、処理の途中で擬似
ゴーストが出現することが少なくなり、従来装置に若干
の回路を追加するだけで、より円滑且つ有効にゴースト
を除去することが出来るようになるという実用的効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明及び従来ゴースト除去装
置のブロック図、第３図は本発明装置及び従来装置で使
用される基準信号の各種波形図、第４図は本発明装置の
動作説明用信号波形図、第５図（Ａ），（Ｂ）は本発明
装置を構成する累積加算平均回路のより具体的な回路構
成図である。 10……ゴースト除去装置、11……フィルタ部、12……重
み付け設定回路、13……波形抽出回路、14……ピーク検
出回路、15……加算平均回路、16……波形変換回路、17
……波形比較回路、18……基準波形発生回路、19,19′
……累積加算平均回路、21……処理回数計数回路、22…
…評価関数計算回路、23……タイミング発生回路、24…
…メモリ、25……記憶部、26……加算器、27,28……減
算器、29……減衰器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】FIRフィルタやIIRフィルタにて構成され、
   それらのタップ利得を設定されることにより入力映像信
   号中のゴースト成分を除去するフィルタ部と、該入力映
   像信号中に含まれるゴースト検出用の基準信号を含む所
   定の一定期間の信号を抽出する波形抽出回路と、上記入
   力映像信号から抽出された基準信号に同期した基準波形
   信号を発生させる基準波形発生回路と、上記入力映像信
   号から抽出された基準信号の，基準となるエッジやパル
   スを検出して時間軸補正を加えるか，又は加算平均する
   か，もしくは微分等の波形変換を施したり，これらの処
   理を組合わせたりするピーク検出回路，加算平均回路，
   及び波形変換回路等の諸回路と、該諸回路によって抽出
   された基準信号と，上記基準波形発生回路にて得られる
   基準信号の波形同士を比較してその比較結果に応じた信
   号を出力する波形比較回路と、該波形比較回路の出力信
   号に応じて上記フィルタ部にタップ利得を設定する重み
   付け設定回路とを備えたゴースト除去装置において、上
   記加算平均回路により計算された任意回目の加算平均値
   をその次の回以降の計算にも累積して利用することによ
   り，基準信号を含む一定期間のノイズ分を漸次軽減する
   累積加算平均回路と、上記重み付け設定回路における，
   除去開始からの重み付け（タップ利得列）更新の回数を
   カウントする処理回数計数回路と、上記波形抽出回路に
   て取込んだ波形より評価関数を計算する評価関数計数回
   路とを更に具備し、該処理回数計数回路から得られるゴ
   ースト除去開始から重み付け（タップ利得列）更新の回
   数と，評価関数計数回路にて得られた評価関数よって、
   加算平均の回数及び計算の各種パラメータを自動的に変
   化させ、迅速な処理が要求される初期の段階では加算平
   均の回数を減らして直ちに重み付けデータの計算に移る
   ようにし、且つ精度の高い重み付けデータを得るため
   に，加算平均の回数を次第に増加すよう構成したことを
   特徴とするゴースト除去装置。