JPS5810913A - フイルタ装置 - 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】 本発明はノイズを含む複数の信号が多重された信号から
、所望の信号を取り出すフィルタ装置に関し、％に取り
出される信号の劣化を無くシ、忠実なフィルタリングが
行えるようにしたものである・ 例えば第１図ムに示すようなノイズＮ１〜Ｎｓ　ｔ’含
む畳号から本来の信号を取り出す場合に、従来ハ四−パ
スフィルタを用いてノイズＮ１〜Ｎ３を除去することが
行われている。しかしこの方法では、第１図ＢＫ示すよ
うＫｍり出された本来の信号の立ち上がりもなまってし
まい、信号が劣化してしまり。

またＮＴＳＣ方式のカラー映ｇＩ！償号において輝度信
号とり諺マ信号とを分離するフィルタとして。

画面のＩｉｌ［相関性とクセマ信号の副搬送波の位相が
１水平期間ごとに反転していることとを利用した、いわ
ゆるくし形フィルタがある。第２図けその回路であって
、入力端子（１０１）からの信号が加算回路（ＩＯＬり
及び減算回路（１０３）　［供給されると共に、入力端
子（１０１）からの信号が１水平期間の運電回路（１０
４）　Ｖ通じて加算回路（１０２）及び減算回路（１０
３）　Ｋ供給され、各回路（１０２）　、（１０３）　
カラの信号がレベルを３に減衰するアッテネータ（１０
５）　。

（１０６）を通じて出方端子（１０７）、（１０８）　
ＫＮり出される。

この回路において、加算回路（１０２）からけクロマ信
号が相殺されて輝度信号が出力端子（１０７）　Ｋ取り
出される。また減算回路（１０３）からけ輝ｌｆ備号が
相殺されてクロマ信号か出方端子（１０８）に取り出さ
れる。

ところがこの場合に、例えば第３図Ａ　［”ｙ５すよう
に輝電傷号のレベルが一定で途中（３番目の走査ＩＩ）
からり四マ信号が加えられたような信号（図中矢印は輝
度信号のレベル、曲４Ｉはり諺マ信号を示す）が上述の
くし形フィルタに供給されると、３番目の走査ｌｌＩに
おいてり寵マ信漫の垂直相関性がないために信号劣化が
生じてしまう、すなわちａ（万端子ｒ１０７）　ＫＦ！
＊　３図ＢＫ示すように輝度信号が磯り出されるが、３
番目の走査線にクロマ信号が残留して、いわゆるドツト
妨害を発生させてしまう、を定出力端子（１０ｇ　）に
は第３図ＣＫ示すようにり訪マ信号が堆り出されるが、
３番目の走査線のクロマ信号のレベルが低下してりｌ：
Ｉｆｆ信号の一厘解偉度が劣化してしまう。

本発明はこのような点にかんがみ、上述のような信号劣
化のない、新規なフィルタ装置を提供するものである。

ところで従来のフィルタ装置は、時間の次元で変化する
信号をフーリエ変換によって周波数の次元Ｋｔ＋換し、
その周波数成分をフィルタリングしている。これに対し
て本発明では、時間の次元で変化する信号をパターン空
間に変換し、このパターンの変形によってフィルタリン
グを行うものである。

すなわち本発明は、相関性な有する複数の信号を相関性
に基づいてフィルタリングするに当り、信号を多次元の
パターン空間に配列し、パターン空間の所望の空間に分
布する信号を論理演算によって増減するようにしたもの
である。

以下図面を参照しながら本発明の一実施例について説明
しよう。

まずパターン空間（ついて説明する６例えば１フレーム
のテレビ信号を垂直水平にそれぞれｍｌｎ個の画素から
構成されていると考え、各画素の振幅を、 ｆ　（ｘｌ、　ｙｊ’　） 但し、１＜ｉ＜ｍ　　−１＜ｊ＜ｎ とすると、上述のテレビ信号はｆ（ｘｌ、ｙρをｍＸｎ
＝に個順に並べたものとみなすことができる。これを例
えば ！＝（ｆｌ　　、　ｆ２　・・・・ｆｋ）但し、ｆｌ　
〒ｆ　（ＸＩ　＊　ｙｔ　）ｆｋ＝　ｆ　（Ｘｍ＊　Ｙ
ｎ　’ と衰わすこ、ｌ！−ニより、このｌフレームのテレビ偵
号ＶＫ次元のベクトル１として考えることができる。

このようにして、複数の時点の信号のレベルをそれぞれ
の次元に’４てけめてベクトル表現したと１１にできる
多次元空間をパターン空間と称する。

１ＩＪａＫして、隣接する３点の信号のレベルｆＩｔ　
＝　ｆｔ＋ｔ　（２＜　ｔ＜　ｋ−１）　ｔ’用１ｎテ
３次兄のバ４−ン９間ｖＩ！ｌＩ成することかで真る。

第４図はそのような３次元パ膚−ン空間の斜視図であっ
て、それぞれのベクトルは信号の最大レベルによって包
囲される空間内の任意の点で表わされろ。

この３次光パターン空間において、原点０とベクトルが
最大の点Ｐとの関を結ぶ線分け’ｔ−１＝’ｔ　−ｆｔ
＋１ であることケ示している。

１　＊　＠　５　ＩＱ　Ａ　Ｋ　示ｆ　平Ｆｉｎ　１４
ｆｔ−１−”’　ｆｔへｆ　ｔ＋１ であることを示している。さら［＠５ｅＢ［示す平面は ｆ　ｔ＝１キｆｊ　＝　ｆｔ＋１ であることを示しており、これらは信号がステップ状に
変化していることを示している。

これに対してｌ［５図Ｃに示す平面は ｆｉ−１＝ｆｔ＋１キｆｔ である、ことを示しており、これは信号が急激に変化し
ていることを示している。

そこでこの３次元バＪ−ン空間’４０−　Ｐ　ＪＩＩの
延長上から吃ると９６図のようになる。ここで各範囲の
信号はそれぞれ外周に図示のようｌｃｆ化している。図
にシいて第４図のＯ−Ｐ線は原点、第５図人の平面Ｆｉ
Ａ＠、Ｂの平面はＢ軸、Ｃの平面はＣ軸で現わされる・ この場合に、本来の信号は隣接する信号間の相関性が極
めて強いために、第７図ＡＫ示すように、Ａ−λ′線〜
Ｂ’　−Ｂ’線の範囲に集中して分布し、Ｃ−Ｃ′線の
近傍には存在しない。これに対もて、雑音等は隣接する
信愕間の相関性がないので、第７ｎＢＫ示すように全体
に均一に分布する。

すなわち例えば第８図に示すような信号の場合、これを
上述のパターン空間に変換すると第９囚のようになる。

なお１１Ｉｉ８ＷＪ中Ｏけ信号の位置を示す。

そしてこの場合に、第９図の斜線の範囲外の信号ｔ１例
えば矢印のように変形することにより。

ノイズＮ１〜Ｎ３を除去することができる・この変形は
、例えば次のような論理演算にて行うことがで真る。

すなわち ｆ　ｔ；ＭＡＸ（ＭＩＮ　（ｆ　＠　ｔ　ｓ　ｆｔ）　
ｅ　ＭＩＮ（ｆ　＠　ｍ　ｆ　ｔ＋ｘ　）　＊ＭＩ　Ｎ
（ｆ　＠−！＊　’　ｔ＋１　）　）　　・・・・（１
）■ＭＩＮ（ＭＡＸ（ｆ、−１，ｆ、）、ＭＡＸ（ｆい
’　ｔ＋ｔ　）　。

ＭＡＸ　（ｆ　１−１　、　ｆ　ｔ＋１　）　）　　・
・・・１２）の論理演算にて変形を行う、ここでＭＡＸ
は以下□　　のかっこ内で最大の物ｖ堆り出すこと、Ｍ
ＩＮは以下のかっこ内で最小の物を覗り出すことを示し
ている。

この論理演算を行うことにより、例えば第８図のノイズ
Ｎ１の部分では、 ｆ　＠　−ＭＡＸ　（Ｍ　Ｉ　Ｎ　（ｆ　７　＊　ｆ　
Ｂ　）　＊　Ｍ　Ｉ　Ｎ　（ｆ　８　＠　ｆ　ｇ　）　
＊ＭＥＮ（ｆ７．　ｆｓ）） ＝ＭＡＸ（ｔｙ、、　ｆｌ、　ｆ７） 冨ｆ７ となる、まｔノイズＮ２の部分では、 ｆｌｌミＭＡＸ（ＭＩＮ（ｆｌｏ・ｆｔ１Ｌ　ＭＩＮ（
ｆｔｔ・ｆｌ２）・ＭＩＮ（ｆｔｏ＊　ｆｔ５）） ！ＭＡＸｒｆ１゜、　ｆｌ、、　ｆ１＠）ミｆ１２ となって、ノイズＮ１．Ｎ、が除去される。なおノイズ
ＮｓＫついても、ノイズＮ１と同ａ！に除去される。

これに対して、例えばｆｓの信号においては、ＭＩＮ（
ｆ４．ｆａ）） ＝：＝ＭＡＸ　（ｆ　４　ｅ　ｆ　Ｈｅ　ｆ　４　）電
ｆ。

となる、またｆ６の信号においては、 ｆ６　＝ＰＩ　　ＭＡＸ（ＭＩＮ（ｆ、、　　’８）ｅ
　　ＭＩＮｒｆ・、　ｆテ）。

ＭＩＮ（ｆＢ、　ｆ７）　） 冨ＭＡＸ（ｆＢ、　ｆＢ、　ｆｇ） ＝　ｆ。

となって、本来の信号がそのまま取り出される。

こうして本発明によれば、本来の信号を劣化させること
なく、ノイズの除去を行うことができる。

さらに第１θ図へ第１２図は異体的な回路構成を示す。

まずＩＩＩＥＩＯ図は全体の構成を示し、入力端子（１
）に供給された信号が、本来の信号の最高周波数の周期
に相当する達観時間を有する達延回路（２）、（３）の
直列回路に供給される。さらに入力端子（！１からの信
号及び遅誕回＠（２八（３）の出力信号が上述の式（１
）あるいけ１２１　Ｋ相当する論理演算回路（４１に供
給される。そして論理演算処理された信号が出力端子（
５）に取り出される。

セして論理演算回路（４）は以下のよう和構成される。

第１１図は上述の式（１）に対応するものである。

この図にお匹てｐｎｐ形のトランジスＪ（５１ａＬ（５
２ａ）と、（５１ｂ）　、（５２ｂ）と、（５１ｃ）、
（５２ｃ）とによゐ３岨の回路が設けられる。これらの
コレクタが共通接地されると共に、２つづつの工２ツタ
が互いに接続され、これらの接続点がそれぞれ抵抗器（
５３ａ）、（５３ｂ）、（５３ｃ）　Ｙ通じて電源端子
６４）Ｋ接続される。また’ｉ−１ｍ　”ｉ　＋　ｒｔ
＋１の信号が供給される端子（５５り　、　（５５ｂ）
　、（５５ｃ　）が設けられ、端子（５５ａ　）がトラ
ンジスタｒ５１ａ）、ｒ５２ｃ）、端子（５５ｂ）がト
ランジスＪ　（５２ｍ）、（５１ｂ）、端子（５５ｃ）
がトランジスタ（５２ｂ）、ｒ５１ｃ）のそれぞれペー
スに接続される。

さらにトランジス’Ｉ　ｒ５１ａ）〜ｒ５２ｃ　）のエ
ヤツタの接続点がそれぞれｎｐｎ形のトランジスＪ　（
５６ａ）。

（５６ｂ）１５６ｃ）のペースに接続され、これらのト
ランクｘ　Ｊ　（５６ｍ）　〜ｒ５６ｃ）のコレクタが
電源端子６４に接続されると共に、エミッタが互い忙接
続され、との螢続点が抵抗器６？）？通じて接地される
。そしてトランジスタ（５６ｇ）〜（５６ｃ）のエンツ
タの接続点が出力端子ＦａＫｍＨされる。

この回路によれば、トランジスタｒ５１ａ）、ｒ５２ａ
）Ｋて端子（５５ａ）　ｅ（５５ｂ）からの信号の小さ
い方が取り出され、トランジス＊　（ｓｔｂ）、ｒ５２
ｂ）　Ｋて端子（５５ｂ）、（５５ｃ）からの信号の小
さい方が取り出さヘトランジス’　（５１ｃ）　ｅ（５
２ｃ）　Ｋて端子（５５ｃ）、（５５ｇ）からの信号の
小さい方がをり出される。そしてトランジス’　ｒ５６
ｍ）　〜ｒ５６ｃ）　Ｋて、トランジス々、　　　　　
（５１ｆｉ）〜（５２ｃ）からの信号の最大のものが取
り出され、出力端子６ｍＫ出力される・ また第１２■は上述の式１２１に対応するものであって
、第１０図のｐｎｐ形のトランジスタ（５１ａ）〜（５
２ｃ）がそれぞれｎｐｎ形のトランジスＪ　（５１Ｍ’
）〜（５２Ｃ’）−に置換され、ｎｐｎ形のトランジス
タ（５６ｍ）〜（５６ｃ　）がそれぞれｐｎｐ形のトラ
ンジスタ（５６−〜ｒｓｓｃ５　Ｋ置換されると共に、
電源端子（財）と接地とが逆にされる。この回路〈よれ
ばトランジスＪ　（ｓｘａ’）〜（５２Ｇ’）　ｔｓ：
てそれぞれ大きい方が取り出され、トランジスＪ　ｒｓ
ｇａ５〜（５６ｃ’３　Ｋてそれら−の最小のものが出
力される。

これらの図からも明らかなように、本発明Ｆｉ極めて簡
単な回路構成にて実現できる。

さらに以下において、本発明をＮＴ８Ｃ万式のカラー映
像信号の輝度信号とり四マ信号の分離フィルタに適用し
ｔ場合について説明する。

ところでＮＴ８０万式のカラー映像信号においてけクロ
マ信号の副搬送波の位相が１水平期間ごとに反転してい
る。そこで上述の信号’　ｔ−１ｍ　’　ｔ　ｅ　’　
ｔ＋１に代えて信号ｆｔと１水平期間（Ｈ）前の信号’
ｔ−Ｈ及び１水平期間後の信号ｆｔ＋ａｖ用いて上ｌと
同様のパターン空間Ｖ形成する。ここで輝度信号成分Ｃ
・）とクロマ信号成分（Ｘ）とを分けて表わす。

このようにすると、これらの信号Ｆｉ第１３図、第１４
図に示すように、輝度信号成分けほぼＡ軸とＢ軸の間に
分布し、クロマ信号成分けＣ軸の近傍に分布している。

そこで上述の信号からクロマ信号を取り出すＫは、パタ
ーン空間上でＣ軸方向ＫＲ形を行えばよい。

＠１５図はそのようにしてクロマ信号を取り出すための
回路を示す０図において、入力端子α１からの信号がバ
ンドパスフィルタ＋１１１に供給されてり胃マ信号の重
畳され友帯域の信号が暇り出される。

この信号がそれぞれ１水平期間に相当する遅延時間ケ有
する遅鴬回路ａ２１．　ｎ３のＵ列回路に供給される。

さらにフィルタ（Ｉｌ＋からの信号がインバーよα滲及
び加算回路α！１ｖ通じて論理演算回路００に供給され
る６着た運弧回路ａ３からの信号が加算回路（＋７１を
通じて論理演！回路ｎｅＫ供給される。また遅延回路ａ
３からの信号がインバータ０δ及び加算回Ｗｇａｓを通
じて論理演算回路ａ６１に供給さｎる。さらに論理演算
回路α（（９［供給される信号が全て正の信号となるよ
うにバイアスするために正電圧源−からの直流電圧が加
算回路α５．ａ？）、ａＳｃ供給される。

ここで論理演算回路ａｅとしては、上述の第１Ｏ図の論
理演算回路（４）と同等の回路が用いられる。

従って１１１６■Ａ［示すような走査線１−Ｊ＊に、７
１．ｍの信号が供給された場合に、走査線ｊのりｐマ信
奇を敗り出す時点でｔｆｌ！Ｅ１６図Ｂに示すようＫｌ
、ｊ、にの信号が論理演算回路αｅ和供給される。また
走査線にのり胃マ信号を取り出す時点では１１１６図Ｃ
に示すようにＪ、＊に−”の信号が論理演算回路顛に供
給される。さらに走査線層のりｐマ信号を取り比す時点
では１に１６図ＤＫ示すようにに、ｊ、ｍの信号が論理
演算回路αｅ＃ｃ供給される。

そしてこのような信号が供給されることにより、論理演
算回路αｅからＦｉ第１６１！ＩＥＫ示すような信号Ｊ
ｏｋｅ廖が取り出される。

この信号が減算回路ＣＩＤＫ供給されて正電正確（１）
からのバイアス電圧が減算され、この信号が加算回路の
に供給されると共に、遅延回路ａｚからの元の信号が加
算回路Ｃｌ２ｊＫ供給されて輝度信号成分が除去される
。そしてこの輝度信号の除去されたりＩマ信号がレベル
ｖ／２に減衰するアッテネータノに供給されて元の信号
と同レベルの信号とされ、この信号が出力端子（至）に
取り出される。

さらに減算回路１２Ｉｌからの信号が減算回路□□□に
供給されると共に、　！！ｆ：回路αりからの元の信号
が減算回路ｃ！！９に供給されてクロマ信号成分が除去
される。そしてこのクロマ信号成分の除去された輝度信
号がレベル！／［減衰するアツ゛テネーＪ（２６１に供
給されて元の信号と同レベルの信号とされる。また入力
端子舖からの信号がローパスフィルタ（５）に供給され
て上述のバンドパスフィルタαＤでｍ断された低域の輝
度信号が取り出され、この信号が１水平期間に相当する
遅延時間を有する遅延回路（ト）な通じて加算回路＠に
供給されると共に、アツテ：　ネータ（至）からの信号
が加算回路ｃ９に供給される。

そして加算された輝度信号が出力端子ｃ１１に取り出さ
れる。

従ってこの回路によれば、第１６図からも明らかなよう
に、ドツト妨害や垂直解儂度の劣化のない輝度信号とク
ロマ信号の分離を行うことができる。

なお元の信号を加算することにより、パターン空間にお
いて、第１７図に示すように途中オでの変形が行われる
。こればパターン空間において取り出す範囲を拡げたこ
とに相当し、従来のフィルタにおいては通過帯域を拡げ
たことに対応するものである。

さらに以下において１本発明を映像信号の輪郭強調回路
に適用した場合について説明する。

第１８図において、入力端子−からの信号がそれぞれＩ
水平期間に相当する遅延時間な有する遅延回路０υ、（
４３の直列回路に供給される。そして入力端子（至）か
らの信号及び遅延回路例、（４２の出力信号が論理演算
回路ｉ４３．（４４ｒＫ供給される。ここで論理演算回
路ｒＡ３においては ｆ＠　＝ＭＩＮｒｆｔ−ＩＩ　＊　ｆｔ　−ｆｔ−＋−
ａ）論理演算回路（４４）においては ｆｔ　＝　ＭＡＸ（ｆｔ−Ｈ・　ｆｔ　　・ｆｔ刊）の
演算がそれぞれ行われる。

さらに導電回路（４θからの信号が減算回路（４９，噛
に供給されると共に、論理演算回路Ｍｌ　、　（４４か
らの信号が減算回路（ハ）、（４ＧＫ供給されて運菟回
路師の出力から減算される。この減算回路（ハ）、１柵
からの信号が加算回路Ｃ′ｒＩで加算され、この加算信
号がアッテネータ咽を通じて加算回路（４＊に供給され
ると共＃Ｃ１遅延回路（Ａυからの信号が加算回路（４
９に供給される。そしてこの加算回路的からの信号が出
力端子ωに堰り出される。

従ってこの回路において、１水平期間ごとの信号、すな
わち画面をＩｉｌ［方向に見た信号の変化がＩＥ１９図
Ａのようであった場合に、論理演算回路０３からは第１
９図Ｂのような信号が取り出され、この信号が減算回路
（ハ）で元の信号から減算されて第１９図Ｃのよつな信
号が形成される。また論理演算回路９４からけ禦１９図
りのような信号が取り出され、この信号が減算回路關で
元の信号から減算されて第１９図Ｅのような信号が形成
される。

そ【７てこれらの信号が加算回路（４ｎで加算されて第
１９図Ｆのような信号が形成され、この信号が適当なレ
ベルで加算回路（１９にで元の信号に加算されて＠１９
図Ｇのような輪郭強調された信号が形成される。

なお論理演算回路０３は、例えげ第２０図のように３個
のｐｎｐ形のトランジス−４１（６１ａ）、（６１ｂ）
。

ｒ６１ｃ）で構成され、この演算によって信号はパター
ン空間上で第２１図、ｆｔ、２２図に示すように変形さ
ガ、る。また論理演算回路（財）杜、例えば第２３図の
ように″３個のｎｐｎ形のＦランジスタ（６２ａ）。

（６２ｂ）　、　（６２ｃ）で構成され、この演算によ
って信号はパターン空間上で第２４図、第２５図に示す
ように変形される。

以上述べたように、本発明（よれば種々の信号を目的に
合せてフィルタリングすることができる。

なお上述の例では信号を全て正の範囲で扱つ友が、これ
は正負の符号を持たせても同様のフィルタリングを行う
ことができる。

また本発明によるフィルタリングの前に従来のフィルタ
装置を用いて任意の前処理を行うようにして龜良論。

さらに本発明は、二次元を含む多次光のパターン空間に
おいてフィルタリングするとさもできる。

また本発明け、信号をアナログ信号あるいはデジタル信
号のいずれにおいて処理する場合にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜１１３図は従来の装置の説明のｔめの図、第４
図〜第９図は本発明の説明のための図、第１θ図は本発
明の一例の構成図、１１１１図、１１１１２■はその説
明のための図、第１３図、第１４図は他の例の説明のｔ
めの図、第１５図は他の例の構成図、＠１６ＷＪ、１１
１１７図はその説明のための図。 第１８図はさらに他の例の構成図、第１９ＷＪ−第２５
図はその説明゛のための図である。 （ＩＪ、　１１１１　、　ＧＩＲ入力端子、Ｊ２＋　、
　（３）　、　（１３、６３−１４１１ｗｈａＦｉ運ｍ
回ｇ、（４）、α８　、　（４３，（ａ）ｌｉ論Ｍ演算
回ｗｓ。 （５１、ｒ２４．（至）、（イ）は出力端子である。 第１０図 第１１図 第１２図 第１６図 Ｄ　　　　　　　　　Ｅ Ｉ−丁一一一一一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相関性を有する複数の信号な上記相関性に基づいてフィ
   ルタリン−ｉするに当り、上記信号を多次元のパターン
   空間に配列し、上記パターン空間の所望の空間に分布す
   る信号な論理演算によって増減するようにしたフィルタ
   装置。