JPH0759105A - トラップフィルタとこのトラップフィルタを用いた色輪郭強調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、信号変化の立上がりと立下
がりの応答が対称なトラップフィルタを提供することに
ある。 【構成】この発明に係るトラップフィルタは、Ｑ値が制
御信号に応じて可変で、入力信号の変化分を抽出するト
ラップフィルタ回路４１と、この回路４１の出力をレベ
ル検波して前記トラップフィルタ回路への制御信号を生
成するレベル検波器とを具備して構成され、Ｑ可変のト
ラップフィルタ回路４１のフィードバック制御により、
その出力のレベル増大に応じてＱ値が小さくなり、レベ
ル減衰に応じてＱ値が大きくなるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、映像信号の変化分を
抽出するトラップフィルタと、このトラップフィルタを
用いて色信号について輪郭を強調する色輪郭強調回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、例えばＮＴＳＣ方式の映
像信号の色信号（クロマ信号）は、周波数３．５８ＭＨ
ｚの搬送波を色のレベルによって直角二相変調されたも
のである。その帯域は輝度信号に比べて狭いため、特に
ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）の再生画像では色にに
じみが生じやすい。そこで、この色信号の波形応答を改
善する色輪郭強調が施されている。

【０００３】図８は従来の色輪郭強調回路の構成を示す
もので、入力された色信号ａは加算器１、リミッタ２、
反転増幅器３及びトラップフィルタ４に送られる。トラ
ップフィルタ４は色信号ａから搬送波成分ｆSCを除去し
て入力の変化分だけを抽出するもので、その出力ｂは第
１の掛算器５に送られると共に、レベル検波器６でレベ
ル検波され（ｃ）、微分器７で微分処理されて（Δｃ）
第２の掛算器８に送られる。

【０００４】一方、反転増幅器３で反転増幅された色信
号ａは第１の掛算器５に送られ、トラップフィルタ４の
出力ｂと掛算処理される。その出力ｄは第２の掛算器８
に送られ、微分器７の出力Δｃと掛算処理される。

【０００５】上記第２の掛算器８の出力はＬＰＦ（低域
通過フィルタ）１０を通過することで色輪郭制御信号ｅ
となり、第３の掛算器１１に送られる。この掛算器１１
には、色信号ａを規定値に振幅制限したリミッタ２の出
力が与えられており、両者は掛算処理されて加算器１に
送られ、入力信号ａと加算処理される。これによって、
輪郭強調された色信号ｇが得られる。

【０００６】すなわち、図９（ａ）に示すように途中か
ら位相反転した色信号ａが入力されると、トラップフィ
ルタ４からは図９（ｂ）に示すように入力の変化分だけ
が出力される。このときのレベル検波出力ｃ及びその微
分Δｃはそれぞれ図９（ｃ），（ｄ）に示すようにな
る。

【０００７】また、トラップ出力ｂと入力ａを反転した
ものを掛算した出力ｄ（実際はリップルを含んでいる
が、図９（ｅ）ではこれを省略する）は、図９（ｅ）に
示すように色の前縁部で負パルスになり、位相反転部で
正から負パルスとなる。

【０００８】そして、ｄとΔｃを掛算し、ＬＰＦ１０に
通した出力ｅは図９（ｆ）に示すように色の前縁部で負
から正パルスになり、位相反転部で２つの正パルスにな
る。また図には描かれていないが、後縁部で負から正パ
ルスになり、位相反転部で２つの正パルスになる。さら
に、これも図には描かれていないが、後縁部は正から負
パルスになる。このように、ＬＰＦ１０からは理想的な
制御信号ｅが得られる。

【０００９】この制御信号ｅが負のとき、加算器１の出
力ｇは減算され、正のときに加算される。したがって、
出力信号ｇは結果的に図９（ｇ）に示すように輪郭強調
されて出力される。

【００１０】しかしながら、上記のような従来の色輪郭
強調回路に用いられているトラップフィルタでは、図９
（ｂ）に示したトラップ出力ｂの波形からわかるよう
に、信号変化の立上がり時に対して立下がりが尾を引い
てしまい、応答が対称でない。これは、例えば２次のト
ラップフィルタでは、これが色信号変化に対する一次微
分に相当するものであり、本質的なものだからである。
この傾向は、トラップのＱファクタが高いほど強い。Ｑ
が低ければ応答は速くなるが、出力振幅が小さくなって
しまう。

【００１１】また、トラップの中心周波数がずれた場合
には、色信号が一定の期間であっても出力が零にならな
い。これは波形を悪くする原因になる。この残留クロマ
はトラップのＱが高いほど大きくなってしまいやすい。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の色輪郭強調回路で用いられているトラップフィルタ
では、信号変化の立上がりに対して立下がりが尾を引い
てしまい、応答が対称にならない。またトラップの中心
周波数がずれた場合に残留クロマも大きく、輪郭強調後
の波形劣化の原因となる。

【００１３】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、信号変化の立上がりと立下がりの応答が
対称なトラップフィルタを提供することを第１の目的と
し、残留クロマ成分が低いトラップフィルタを提供する
ことを第２の目的とし、入力の立上がり、位相反転、立
下がりにおける色輪郭強調特性の優れた色輪郭強調回路
を提供することを第３の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係るトラップフィルタは、第１に、Ｑ値が
制御信号に応じて可変で、入力信号の変化分を抽出する
トラップフィルタ回路と、この回路の出力をレベル検波
して前記トラップフィルタ回路への制御信号を生成する
レベル検波器とを具備し、前記Ｑ可変のトラップフィル
タ回路は、フィードバック制御により、その出力のレベ
ル増大に応じてＱ値が小さくなり、レベル減衰に応じて
Ｑ値が大きくなるように構成されていることを特徴とす
る。

【００１５】第２に、Ｑ値が制御信号に応じて可変で、
入力信号の変化分を抽出するトラップフィルタ回路と、
前記入力信号をレベル検波して前記トラップフィルタ回
路への制御信号を生成するレベル検波器とを具備し、前
記Ｑ可変のトラップフィルタ回路は、フィードフォワー
ド制御により、その出力のレベル増大に応じてＱ値が小
さくなり、レベル減衰に応じてＱ値が大きくなるように
構成されていることを特徴とする。

【００１６】また、この発明に係る色輪郭強調回路は、
第１に、Ｑ値が制御信号に応じて可変で、入力映像信号
の変化分を抽出するトラップフィルタ回路と、前記入力
映像信号を反転増幅する反転増幅器と、この反転増幅器
の出力信号と前記トラップフィルタ回路の出力信号とを
掛算処理する第１の掛算器と、前記トラップフィルタ回
路のトラップフィルタ出力端からの出力信号のレベルを
検波するレベル検波器と、このレベル検波器の出力信号
を微分処理する微分器と、前記第１の掛算器及び微分器
の各出力信号を掛算処理する第２の掛算器と、この第２
の掛算器の出力信号の低域成分のみを抽出して色輪郭強
調制御信号を生成するローパスフィルタと、このフィル
タ出力に基づいて前記映像信号の振幅レベルを制御する
振幅制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１７】第２に、さらに前記入力映像信号をレベル
検波して前記トラップフィルタ回路への第２の制御信号
を生成する第２のレベル検波器と、前記第１及び第２の
レベル検波器の各出力信号を加算して前記トラップフィ
ルタ回路への制御信号入力端に送出する加算器とを備え
ることを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記第１の構成によるトラップフィルタでは、
トラップフィルタ特性がＱ値が大きくなるに従って応答
が遅くなり、Ｑ値が小さくなるに従って応答が速くする
ことを利用し、Ｑ可変のトラップフィルタ回路のフィー
ドバック制御により、その出力のレベル増大に応じてＱ
値を小さくし、レベル減衰に応じてＱ値を大きくするこ
とで、信号変化の立上がりと立下がりの応答を対称にし
ている。

【００１９】上記第２の構成によるトラップフィルタで
は、トラップフィルタ特性がＱ値が大きくなるに従って
ボトムが浅く（減衰特性が浅く）なり、Ｑ値が小さくな
るに従ってボトムが深く（減衰特性が深く）なることを
利用し、Ｑ可変のトラップフィルタ回路のフィードフォ
ワード制御により、その出力のレベル増大に応じてＱ値
を小さくし、レベル減衰に応じてＱ値を大きくすること
で、残留クロマ成分を抑圧するようにしている。

【００２０】上記第１の構成による色輪郭強調回路で
は、第１の構成によるトラップフィルタを利用して、ト
ラップフィルタのＱ値をフィードバック制御すること
で、信号変化の立上がりと立下がりの応答を対称にし、
これによって色輪郭強調の際の信号劣化を抑制してい
る。

【００２１】上記第２の構成による色輪郭強調回路で
は、さらに第２の構成によるトラップフィルタを利用し
て、トラップフィルタのＱ値をフィードフォワード制御
することで、トラップの中心周波数がずれた場合の残留
クロマ成分を抑圧し、これによって色輪郭強調の際の信
号劣化を抑制している。

【００２２】

【実施例】以下、図１を参照してこの発明の実施例を詳
細に説明する。図１はこの発明に係る第１の実施例とし
て、立上がりと立下がりの応答性を改善したトラップフ
ィルタをブロック化した構成を示すものである。

【００２３】図１において、４１はＱ可変トラップフィ
ルタ回路、４２はレベル検波器である。Ｑ可変トラップ
フィルタ回路４１は制御入力端からの制御電圧ｃに応じ
てＱ値を変化するようになされており、入力信号ａから
搬送波成分を除去し、変化分を取り出すことで、入力信
号ａにトラップフィルタ特性を与えて出力する。レベル
検波器４２はＱ可変トラップフィルタ回路４１の出力ｂ
の電圧レベルを検波し、その検波レベルに相当するＱ制
御電圧を生成するもので、その出力ｃはＱ可変トラップ
フィルタ回路４１の制御入力端に供給される。

【００２４】すなわち、上記構成によるトラップフィル
タでは、Ｑ可変のトラップフィルタ回路４１のフィード
バック制御により、その出力ｂのレベル増大に応じてＱ
値が小さくなり、レベル減衰に応じてＱ値が大きくなる
ようにしている。

【００２５】図２は図１の動作を説明するために各部の
波形を示すもので、入力信号ａに対するフィルタ回路４
１の出力ｂとレベル検波器４２の出力ｃが示されてい
る。図中の点線は帰還のない従来波形である。

【００２６】まず、入力信号ａが立上がると、フィルタ
回路１の出力ｂにその変化分が現れ、そのレベル検波に
よるＱ制御電圧ｃが高くなっていく。検波による遅れが
あっても、この立上がり時点では、トラップのＱ値は従
来と同様に高い状態にある。

【００２７】さらに、入力信号ａが大きくなっていく
と、制御電圧ｃも高くなり、フィルタ回路１のＱを下げ
るため、フィルタ回路１の応答が速くなり、出力ｂの減
衰が速くなる。したがって、図の実線で示すように出力
ｂの波形が立上がりとほぼ対称に立ち下がるようにな
り、従来に比べて応答性が大きく改善される。

【００２８】尚、レベル検波器２は、普通はリップル除
去のためのＬＰＦを含んでいるために図１ではＬＰＦを
省略しており、波形上もあまり遅れを考慮していない。
しかしながら、実際にはレベル検波器とは別にＬＰＦを
帰還経路に入れた方がよいこともある。

【００２９】図３はこの発明に係る第２の実施例とし
て、残留クロマ成分を削減するトラップフィルタの構成
を示すものである。図３において、４３はＱ可変トラッ
プフィルタ回路、４４はレベル検波器であり、それぞれ
図１のフィルタ回路４１及びレベル検波器４２と全く同
一構成で実現されるが、ここではレベル検波器４４は入
力ａのレベル検波を行い、その検波レベルからＱ制御電
圧ｄを生成しており、Ｑ可変トラップフィルタ回路４３
のＱ値をフィードフォワード制御するようにしたことを
特徴としている。

【００３０】図４は図３の動作を説明するために各部の
波形を示すものであり、入力信号ａに対するフィルタ回
路４３の中心周波数ｆ0 がずれたときの出力ｂとレベル
検波器４４の出力ｄが示されている。図中の点線は帰還
のない従来波形である。

【００３１】すなわち、このトラップフィルタでは入力
ａをレベル検波した出力ｄでトラップのＱ制御が行われ
ている。特に、トラップの中心周波数がずれた場合は、
クロマレベルが定常時でも零にならない（図の点線）。

【００３２】そこで、クロマ出力が大きいときにトラッ
プのＱ値を小さくすれば、中心周波数ｆ0 がずれても除
去帯域が広がって残留クロマレベルが下がることに着目
し、このトラップフィルタでは先にレベル検波器４４で
入力信号ａのレベルを検波して、そのレベル変化ｄに応
じてトラップフィルタ回路４３のＱ値を下げるようにし
た。この結果、フィルタ出力ｂの残留クロマ成分を削減
することができる。

【００３３】尚、このとき、トラップの応答自体も変わ
るが、むしろ好都合な方に動くことは、先の説明から明
らかである。図５は図１及び図３に用いたＱ可変トラッ
プフィルタ回路４１，４３の具体的な構成を示すもので
ある。

【００３４】図５において、入力信号ａは第１の電圧電
流変換アンプ（以下、ｇｍアンプと称する）Ａ１の正入
力端に供給され、その出力は一方の電極が接地された負
荷容量Ｃ１により高域成分が除去されて第２のｇｍアン
プＡ２の正入力端に供給される。この第２のｇｍアンプ
Ａ２の出力端と第１のｇｍアンプＡ１の正入力端との間
には容量Ｃ２が接続される。さらに、第２のｇｍアンプ
Ａ２の出力は、第１のｇｍアンプＡ１の正入力端に帰還
されると共に、第１のｇｍアンプＡ１の負入力端及びゲ
イン可変アンプＡ３を介して第２のｇｍアンプＡ２の負
入力端に帰還される。

【００３５】上記ゲイン可変アンプＡ３のゲインＫは、
例えばギルバート・セル等を使って電圧制御で可変され
るもので、このゲインＫによりトラップフィルタ回路の
Ｑ値はＱ＝１／Ｋで与えられる。すなわち、制御電圧
（ｃまたはｄ）を高くしてＫを上げることでＱを下げる
ことができる。このような制御処理を受けた第２のｇｍ
アンプＡ２の出力が当該フィルタの出力ｂとなる。

【００３６】図６はこの発明に係る色輪郭強調回路の実
施例を示すもので、図１及び図３に示したＱ可変トラッ
プフィルタ構成を採用したことを特徴とする。尚、図６
において図８と同一部分には同一符号を付して示し、こ
こでは異なる部分を中心に説明する。

【００３７】この色輪郭強調回路は、図５に示したＱ可
変のトラップフィルタ１２を用い、そのフィルタ出力ｂ
のレベル検波を行う第１のレベル検波器１３と入力ａの
レベル検波を行う第２のレベル検波器１４を備え、各レ
ベル検波器１３，１４の出力ｃ，ｈを加算器１５で加算
して、トラップフィルタ１２のＱ制御電圧としている。

【００３８】すなわち、トラップフィルタ１２は図１、
図３のトラップフィルタ回路４１，４３に相当し、第１
のレベル検波器１３が図１のレベル検波器４２に相当
し、第２のレベル検波器１４が図３のレベル検波器４４
に相当する。このように、上記構成の色輪郭強調回路に
は図１、図３の構成が同時に採用されており、基本的な
応答は図２、図４に示したものとなると考えてよい。

【００３９】図７にこの色輪郭強調回路の各部の波形を
示す。図７において、（ａ）は入力ａ、（ｂ）はトラッ
プフィルタ１２の出力ｂ、（ｃ）は第１のレベル検波器
１３の出力ｃ、（ｄ）は微分器７の出力Δｃ、（ｅ）は
第１の掛算器５の出力（但し、リップルは無視してい
る）ｄ、（ｆ）はＬＰＦ１０の出力（色輪郭制御信号）
ｅ、（ｇ）は加算器１の出力（色輪郭強調された映像信
号）ｇを示している。尚、図７中、点線はトラップフィ
ルタ１２のＱ値を制御しない場合を示している。

【００４０】図７から明らかなように、図７（ａ）に示
すように図９（ａ）の場合と同様の途中から位相が反転
した色信号ａが入力されると、Ｑ可変トラップフィルタ
１２からは入力の変化分ｂが出力されるが、図７（ｂ）
に示すように信号変化の立上がりと立下がりの応答が対
称になっており、たとえｆ0 ずれが生じたとしても残留
クロマ成分を抑圧している。

【００４１】この結果、レベル検波出力ｃ及びその微分
Δｃはそれぞれ図７（ｃ），（ｄ）に示すようになり、
第１の掛算器５の出力ｄ及びＬＰＦ１０の出力ｅは図７
（ｅ），（ｆ）に示すようになる。すなわち、入力ａの
前縁部では負パルスから対称な波形の正パルスに反転
し、また位相反転部では２つの対称な正パルスとなり、
図には描かれていないが、後縁部では正パルスから対称
な波形の負パルスに反転する、理想的な輪郭制御信号ｅ
が得られ、図７（ｇ）に示すように入力ａの立上がり、
位相反転、立下がりにおける色輪郭強調波形が極めて理
想に近いものとなる。

【００４２】したがって、上記構成による色輪郭強調回
路は、出力からの帰還によりトラップフィルタの応答が
改善され、立下がりの尾の引きがなくなり、入力レベル
による制御で残留クロマレベルも抑えることができ、極
めて理想に近い色輪郭強調波形が得られる。尚、この発
明は上記の実施例に限定されるものではなく、この発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形しても、同様に実施
可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、信号変
化の立上がりと立下がりの応答が対称なトラップフィル
タ、残留クロマ成分が低いトラップフィルタ、入力の立
上がり、位相反転、立下がりにおける色輪郭強調特性の
優れた色輪郭強調回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るトラップフィルタの第１の実施
例の構成を示すブロック回路図。

【図２】図１の各部の波形を示す波形図。

【図３】この発明に係るトラップフィルタの第２の実施
例の構成を示すブロック回路図。

【図４】図３の各部の波形を示す波形図。

【図５】Ｑ可変トラップフィルタの回路構成を示すブロ
ック回路図。

【図６】この発明に係る色輪郭強調回路の一実施例を示
すブロック回路図。

【図７】図６の各部の波形を示す波形図。

【図８】従来の色輪郭強調回路の構成を示すブロック回
路図。

【図９】図８の回路の各部の波形を示す波形図。

【符号の説明】

１…加算器、２…リミッタ、３…反転増幅器、４…トラ
ップフィルタ、５…第１の掛算器、６…レベル検波器、
７…微分器、８…第２の掛算器、１０…ＬＰＦ、１１…
第３の掛算器、１２…Ｑ可変トラップフィルタ、１３…
第１のレベル検波器、１４…第２のレベル検波器、１５
…加算器、４１，４３…Ｑ可変トラップフィルタ回路、
４２，４４…レベル検波器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｑ値が制御信号に応じて可変で、入力信号
   の変化分を抽出するトラップフィルタ回路と、 この回路の出力をレベル検波して前記トラップフィルタ
   回路への制御信号を生成するレベル検波器とを具備し、 前記Ｑ可変のトラップフィルタ回路は、フィードバック
   制御により、その出力のレベル増大に応じてＱ値が小さ
   くなり、レベル減衰に応じてＱ値が大きくなるように構
   成されていることを特徴とするトラップフィルタ。
2. 【請求項２】Ｑ値が制御信号に応じて可変で、入力信号
   の変化分を抽出するトラップフィルタ回路と、 前記入力信号をレベル検波して前記トラップフィルタ回
   路への制御信号を生成するレベル検波器とを具備し、 前記Ｑ可変のトラップフィルタ回路は、フィードフォワ
   ード制御により、その出力のレベル増大に応じてＱ値が
   小さくなり、レベル減衰に応じてＱ値が大きくなるよう
   に構成されていることを特徴とするトラップフィルタ。
3. 【請求項３】Ｑ値が制御信号に応じて可変で、入力映像
   信号の変化分を抽出するトラップフィルタ回路と、 前記入力映像信号を反転増幅する反転増幅器と、 この反転増幅器の出力信号と前記トラップフィルタ回路
   の出力信号とを掛算処理する第１の掛算器と、 前記トラップフィルタ回路のトラップフィルタ出力端か
   らの出力信号のレベルを検波するレベル検波器と、 このレベル検波器の出力信号を微分処理する微分器と、 前記第１の掛算器及び微分器の各出力信号を掛算処理す
   る第２の掛算器と、 この第２の掛算器の出力信号の低域成分のみを抽出して
   色輪郭強調制御信号を生成するローパスフィルタと、 このフィルタ出力に基づいて前記映像信号の振幅レベル
   を制御する振幅制御手段とを具備することを特徴とする
   色輪郭強調回路。
4. 【請求項４】Ｑ値が制御信号に応じて可変で、入力映像
   信号の変化分を抽出するトラップフィルタ回路と、 この回路の出力をレベル検波して前記トラップフィルタ
   回路への第１の制御信号を生成する第１のレベル検波器
   と、 前記入力映像信号をレベル検波して前記トラップフィル
   タ回路への第２の制御信号を生成する第２のレベル検波
   器と、 前記第１及び第２のレベル検波器の各出力信号を加算し
   て前記トラップフィルタ回路への制御信号入力端に送出
   する加算器と、 前記入力映像信号を反転増幅する反転増幅器と、 この反転増幅器の出力信号と前記トラップフィルタ回路
   の出力信号とを掛算処理する第１の掛算器と、 前記第１のレベル検波器の出力信号を微分する微分器
   と、 前記第１の掛算器及び微分器の各出力信号を掛算処理す
   る第２の掛算器と、 この第２の掛算器の出力信号の低域成分のみを抽出して
   色輪郭強調制御信号を生成するローパスフィルタと、 このフィルタ出力に基づいて前記映像信号の振幅レベル
   を制御する振幅制御手段とを具備することを特徴とする
   色輪郭強調回路。