JPS5941349B2 - 搬送色信号の雑音除去回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー映像信号中の搬送色信号の雑音を除去す
ることのできる雑音除去回路に関する。

従来、磁気記録再生装置等より得られる雑音を含む映像
信号のその雑音を除去するための雑音除去回路としては
、以下に述べる如きものがある。即ち、その雑音除去回
路は、映像信号を低域通過Ｐ波器及び高域通過沢波器に
夫々供給し、高域通過戸波器の出力を、入力レベルの絶
対値が所定値以下のとき出力レベルが零、所定値以上の
とき入力レベルと出力レベルとの関係が線形であるコア
リング回路（非線形回路の一種）に供給し、低域通過デ
波器の出力とコアリング回路の出力とを合成器に供給し
て加算することにより、雑音、特に高域の雑音の除去さ
れた映像信号を得るようにしたものである。ところが、
この従来の雑音除去回路では映像信号中の信号成分と雑
音成分との分離が不十分なことに加え、高域通過沢波器
の出力の信号成分がコアリング回路で大きな歪を受ける
ため、再生画像の背景等の輝度変化の少ない部分に於け
る微細な輝度変化が消滅し、その結果輝度変化の緩やか
な部分に対応した画像にうろこ状の模様が生起されてし
まう。

又、これとは逆に輝度変化が急峻である部分に対応した
画像にはスミヤーが生じ、画像の鮮鋭度が劣化する欠点
を有する。これらの画像劣化をあまり受けずに映像信号
より雑音を除去するには、信号成分と雑音成分とをより
良く分離し、その後、雑音除去のための信号処理を行い
、然も、その信号処理に際しては、その際信号が歪を受
けてもそれによる画質の劣化が人の視覚特性からあまり
目立たないようにすればよい。

このような条件を満す雑音除去回路として、本出願人よ
り以下に示す如き直交変換回路を用いた雑音除去回路が
提案されている。

即ち、その雑音除去回路は、直列・並列変換回路−直交
変換回路−非線形回路（例えばコアリング回路）一逆変
換回路一並列・直列変換回路の縦続回路からなるもので
、直列・並列変換回路に雑音を含む映像信号が供給され
、並列・直列変換回路より雑音の除去された映像信号が
得られる。ここで、直交、逆変換について説明する。

今、→入力信号たる映像信号系列のブロックをＸ、同様
に出力信号系列のブロックをＹ、そして直交変換マトリ
ックスをＡ、逆変換マトリックスを同様にＢで表わせば
従つて、入力信号を直交変換すると、 従つて、逆変換出力は、 従つて、変換係数即ち直交変換出力Ｙは行ベクトルと入
力信号との一次結合となる。

ところで、この直交変換としてはワルシユ、アダマール
、・・−ル等の直交変換を使用することができるが、映
像信号の性質を良く抽出できると共に、逆変換が変換と
同一の手順で行うことのできる等の特徴を有するアダマ
ール変換が好適である。

ところで、映像信号が白黒映像信号である場合は問題な
いが、ＮＴＳＣ方式等のカラー映像信号の場合には、之
をそのま入上述の直交変換回路を含む雑音除去回路に供
給して雑音除去を行おうとすると、カラー映像信号は輝
度信号のほかに之と帯域を異にする搬送色信号を含んで
いるため変換次数、映像信号を量子化して処理する場合
のサンプリング周波数に制約が生じ、システムの融通性
に欠ける。そこで、本発明者は、カラー映像信号を輝度
信号及び搬送色信号に分離し、夫々別個の直交変換方式
の雑音除去回路を用いて各別に雑音の除去を行なう雑音
除去回路を考えた。

かかる雑音除去回路によれば、変換次数あるいは映像信
号を量子化して処理する場合のサンプリング周波数の制
約が解消されると言う利点がある。ところで、かかる雑
音除去回路の搬送色信号に対する雑音除去回路にあつて
は、その直列・並列変換回路の単位遅延量を搬送色信号
のサンプリング周期と等しくすると、並列出力のレベル
が不揃いとなるので、直交変換回路としては次数の高い
構成の複雑なものを使用しなければならない。

かかる点に鑑み、本発明はカラー映像信号の雑音除去回
路に適用して好適な、搬送色信号の雑音除去回路に関し
、使用する直交変換回路の構成を簡単にすることのでき
るものを提案しようとするものである。以下に、本発明
をカラー映像信号の雑音除去回路に適用した一実施例を
、図面を参照して詳細に説明する。

第１図はその雑音除去回路の全体の構成を示す。１は雑
音を含むカラー映像信号 （ＮＴＳＣ方式のカラーテレビジヨン信号）の供給され
る入力端子である。

この入力端子１よりのカラー映像信号はＡ−Ｄ変換器２
に供給されて標本化される。入力端子１よりのカラー映
像信号は同期分離回路３に供給されて之より水平同期信
号及びカラーバースト信号が分離され、之等信号がクロ
ツク信号発生器に供給される。そして、このクロツク信
号発生器４よりのクロツク信号がサンプリング信号とし
てＡ−Ｄ変換器２及び後述のＤＡ変換器１４に供給され
る。このクロック信号の周波数は色副搬送波周波数Ｆ８
Ｏ（−３．５８ＭＨｚ）の２倍以上、例えば本例では４
倍に選ばれる。Ａ−Ｄ変換器２の出力たる量子化された
カラー映像信号は分離回路５に供給されて、量子化され
た輝度信号及び量子化された搬送色信号に分離され、夫
々輝度信号雑音除去回路６Ａ及び搬送色信号雑音除去回
路６Ｂに供給される。

輝度信号雑音除去回路６Ａは、第１の直列・並列変換回
路７Ａ−第１の直交変換回路８Ａ一第１の非線形回路９
Ａ一第１の逆変換回路１０Ａ一第１の並列・直列変換回
路１１Ａの縦続回路から構成される。搬送色信号雑音除
去回路６Ｂは、第２の直列・並列変換回路７Ｂ一第２の
直交変換回路８Ｂ一第２の非線形回路９Ｂ一第２の逆変
換回路１０Ｂ一第２の並列・直列変換回路１１Ｂの縦続
回路から構成される。輝度信号雑音除去回路６Ａよりの
雑音の除去された輝度信号は遅延回路１２を通じて合成
器１３に供給されると共に、搬送色信号雑音除去回路６
Ｂよりの雑音の除去された搬送色信号がこの合成器１３
に供給され、之等が加算され、その加算出力が低域通過
戸波器１５を通じて出力端子１６に供給され、之より雑
音の除去されたカラー映像信号が得られる。

次にこの第１図の雑音除去回路の各部の回路について第
２図以下を参照して説明する。

先ず第２図について、分離回路５について説明する。分
離回路５は輝度信号及び搬送色信号を夫々通過させる低
域通過Ｐ波器及び帯域通過▲波器にて構成することも可
能であるが、本実施例ではくし形▲波器を使用した分離
回路である。人力端子１７より上述のＡ−Ｄ変換器２よ
りの標本化されたカラー映像信号がくし形沢波器１８ａ
，１８ｂに供給され、その各出力が合成器２３，２４に
供給される。合成器２３に於て、くし形沢波器１８ａの
出力と、他方のくし形沢波器１８ｂの出力が帯域中心周
波数が色副搬送波周波数Ｆ８Ｏである帯域除去ｆ波器２
２に供給されて得られる出力とが加算されて出力端子２
５に標本化された輝度信号が得られる。合成器２４に於
て、くし形ｆ波器１８ｂの出力から帯域除去沢波器２２
の出力が差し引かれて出力端子２６に標本化された搬送
色信号が得られる。くし形沢波器１８ａは入力端子１７
よりの入力信号と、之が遅延回路１９に供給されて１水
平周期遅延せしめられた信号とが合成器２０にて加算さ
れるようにして構成される。又、他方のくし形沢波器１
８ｂは入力端子１７よりの入力信号から遅延回路１９よ
りの出力信号が合成器２１にて減算されるようにして構
成される。帯域除去ｆ波器２２はデジタル回路構成のも
のであつて、第３図にその具体構成を示す。

即ち、入力端子２８よりの入力信号（例えば９ビツトの
２進符号化信号）が夫々遅延量がサンプリング周期の２
倍である遅延回路２９−３０を通じて合成器３１に供給
され、ここで之と入力端子２８よりの入力信号と加算さ
れ、その加算出力が減衰比が＋の減衰器３２に供給され
、合成器３３に於て遅延回路２９の出力から減衰器３２
の出力が差し弓かれて出力端子に得られるようにして、
この帯域除去沢波器２２を構成している。次に直列・並
列変換回路７Ａ，７Ｂの具体構成について第４図を参照
して説明する。

この第４図の回路７Ａ，７Ｂは、第１図の雑音除去回路
の直交変換回路８Ａ，８Ｂに於て、ある水平走査区間に
於ける輝度信号及び搬送色信号中の連続した複数、例え
ば４個の単位領域（１単位領域としては例えば１画素分
）に対応する信号を直交変換する場合における直列・並
列変換回路である。入力端子３６よりの入力信号Ｓｉを
、輝度信号に対する直列・並列変換回路７Ａにあつては
夫々共に遅延量がサンプリング周期に等しく、搬送色信
号に対する直列・並列変換回路７Ｂにあつては夫々共に
遅延量がサンプリング周期の４倍に等しい、即ち色副搬
送波周期に等しい遅延回路３７−３８一３９を通じて遅
延させて出力端子４０に出力信号Ｓｉ４を得、遅延回路
３８より出力端子４１に出力信号Ｓｉ３を得、遅延回路
３７より出力端子４２に出力信号Ｓｉ２を得、入力端子
３６より出力端子４３に出力信号Ｓｉｌを得るようにし
て、直列・並列変換回路７Ａ，７Ｂを構成している。上
述したように、搬送色信号に対する直列・並列変換回路
７Ｂの単位遅延量は色副搬送波周期に等しいので、出力
端子４０〜４３に得られる並列信号Ｓｉ４〜Ｓｉｌは、
入力端子３６の入力信号（サンプリングされた搬送色信
号）Ｓｉの色副搬送波周期毎の信号に対応するので、そ
の各レベルは同一となる。

次に第１図の雑音除去回路の直列・並列変換回路７Ａ，
７Ｂとして上述の第４図について説明したものを使用し
た場合の並列・直列変換回路１１Ａ，１１Ｂについて第
５図を参照して説明する。

４９，５１，５３は、輝度信号に対する並列・直列変換
回路１１Ａにあつては夫々共に遅延量がサンプリング周
期に等しく、搬送色信号に対する並列・直列変換回路１
１Ｂにあつては夫々共に遅延量がサンプリング周期の４
倍に等しい、即ち色副搬送波周期に等しい遅延回路であ
る。

そして、この並列・直列変換回路１１Ａ，１１Ｂに於て
は、入力端子４５よりの入力信号Ｓ″ｉ１を遅延回路４
９に供給して遅延させて、その遅延出力と入力端子４６
よりの入力信号Ｓ′Ｉ２とを合成器５０にて加算して遅
延回路５１に供給し、その遅延出力と入力端子４７より
の入力信号Ｓ′Ｉ３とを合成器５２にて加算して遅延回
路５３に供給し、その遅延出力と入力端子４８よりの入
力信号とを合成器５４にて加算して出力端子５５に出力
信号Ｓ′１を得るように構成している。次に直列・並列
変換回路７Ａ，７Ｂの他の具体構成について第６図を参
照して説明する。

この第６図の回路７Ａ，７Ｂは、第１図Ｏ帷音除去回路
の直交変換回路８Ａ，８Ｂに於て、隣り合う複数、本例
では２つの水平走査区間に於ける輝度信号及び搬送色信
号中の夫々対応し且つ連続した複数、例えば２個の単位
領域（１単位領域としては例えば１画素分）、計例えば
４個の単位領域に対応する信号を直交変換する場合にお
ける直列・並列変換回路である。入力端子３６よりの入
力信号Ｓｉを、輝度信号に対する直列・並列変換回路７
Ａにあつては夫々遅延量が１水平周期及びサンプリング
周期に等しく、搬送色信号に対する直列・並列変換回路
７Ｂにあつては夫々遅延量が１水平周期及び２倍のサン
プリング周期の和並びにサンプリング周期の４倍に等し
い遅延回路５７−５８を通じて遅延させて出力端子４０
に出力信号Ｓｉ４を得、遅延回路５７より出力端子４１
に出力信号Ｓｉ３を得、入力端子３６よりの入力信号を
輝度信号に対する直列・並列変換回路７Ａにあつては遅
延量がサンプリング周期に等しく、搬送色信号に対する
直列・並列変換回路７Ｂにあつては遅延量がサンプリン
グ周期の４倍に等しい遅延回路５９に供給して遅延させ
て出力端子４２に出力信号Ｓｉ２を得、入力端子３６よ
り出力端子４３に出力信号Ｓｉｌを得るようにして、直
列・並列変換回路７Ａ，７Ｂを構成している。次に第１
図の雑音除去回路の直列・並列変換回路７Ａ，７Ｂとし
て上述の第６図について説明したものを使用した場合の
並列・直列変換回路１１Ａ，１１Ｂについて第７図を参
照して説明する。

６１，６３，６５は、輝度信号に対する並列・直列変換
回路１１Ａにあつては夫々遅延量がサンプリング周期、
サンプリング周期及び１水平周期に等しく、搬送色信号
に対する並列・直列変換回路１１Ｂにあつては夫々遅延
量がサンプリング周期の４倍、サンプリング周期の４倍
並びに１水平周期及び２倍のサンプリング周期の和に等
しい遅延回路である。

そして、この並列・直列変換回路１１Ａ，１１Ｂに於て
は、入力端子４６よりの入力信号Ｓ′Ｉ２を遅延回路６
１に供給して遅延させて、その遅延出力と入力端子４５
よりの入力信号Ｓ′ｉ１とを合成器６２にて加算し、入
力端子４８よりの入力信号Ｓ′Ｉ４を遅延回路６３に供
給し、その遅延出力と入力端子４７よりの入力信号Ｓ′
１３とを合成器６４にて加算して遅延回路６５に供給し
、その遅延出力と合成器６２よりの出力信号とを合成器
６６にて加算して出力端子５５に出力信号Ｓ″１を得る
ように構成している。次に第１図の直交変換回路８Ａ，
８Ｂ及び逆変換回路１０Ａ，１０Ｂの具体構成について
第８図を参照して説明する。

この場合直交変換回路８Ａ，８Ｂはアダマール変換回路
を使用するので、逆変換回路１０Ａ，１０Ｂも同じ構成
となる。尚、上述したように搬送色信号に対する直列・
並列変換回路７Ｂは、これより得られる並列信号のレベ
ルが同一となるように構成されているので、搬送色信号
に対する直交変換回路８Ｂの次数を特に高くする必要が
なく、輝度信号に対する直交変換回路８Ａに対する次数
と同じで済む。これは逆変換回路１０Ｂについても同様
のことが言える。本例では変換回路８Ａ，８Ｂ，１０Ａ
，１０Ｂとして４次のアダマール変換回路を使用する。
その４次のアダマール変換マトリツクスＨ４は次の如く
である。尚、式（８）のマトリツクスの２〜４行は相互
に入れ替え可能である。

第８図に於て、６８〜７１は入力端子、７２〜７９は合
成器、そのうち７２，７４，７６，７９は加算合成器、
７３，７５，７７，７８は減算合成器、８０〜８３は出
力端子である。

そして、直交変換回路８Ａ，８Ｂに於て、入力端子６８
〜７１に入力信号Ｓｉｌ〜Ｓｉ４を供給したとき次式を
満足するような出力信号Ｓｌｌ〜Ｓｌ４が出力端子８０
〜８３より得られるように構成する。次に、このように
して得られた直交変換出力Ｓｌ，〜Ｓｌ４の性質を吟昧
してみよう。

直交変換出力のうちで次数の低い変換出力即ちこの例に
於いてはＳ′１１は低い周波数成分を多く含む傾向が強
く、これとは逆に次数の高い直交変換出力即ち、Ｓｌ２
〜Ｓｌ４は高い周波数成分を含む傾向にある。８次、１
６次等の高次の変換マトリツクスの場合はその傾向が一
層強い。

換言するならば、映像信号を直交変換することによつて
、この映像信号は低次の直交変換出力に集中し、高次に
なればなる程、その直交変換出力中にはあまり現われな
くなることを意味するものである。

一方、ＶＴＲなどより得られた映像信号中に含まれる雑
音は略々全帯域に亘つて分布しており、ランダムな雑音
と考えられる。

従つてこのような雑音をもつ映像信号を直交変換した場
合には、雑音成分は各直交変換出力中に略一様の振幅で
分布することになるが、次数の低い直交変換出力は、Ｓ
／Ｎが良く、次数の高い直交変換出力は雑音成分の方が
優勢になる為、そのＳ／Ｎは劣化する。これらのことか
ら言えることは直交変換出力のレベルが大き（・場合に
は、これは映像信号成分とみなしてよい。逆に直交変換
出力のレベルが小さい場合にはこれは雑音成分とみなし
てよい。しかも、上述したようにＳ／Ｎが劣化するのは
高い周波数成分に於いてであるが、この高域成分に対す
る人の視覚特性は一般に低下する関係上、高域部扮七案
サゐ再生時の再現度が悪くても、再現画像に対する影響
力はあまりない。以上のことから、直交変換出力が雑音
の周波数スペクトラムで略決定されるような低レベルで
ある場合には、これを雑音成分とみなして除去するよう
にすれば良い。

尚、逆変換回路１０Ａ，１０Ｂの場合にあつては、入力
端子６８〜７１に入力信号Ｓ。

ｌ〜ＳＯ４を供給することによつて、次式を満足する出
力信号Ｓ′ｉ１〜Ｓ′Ｉ４が出力端子８０〜８３に得ら
れる。次に第１図の非線形回路９Ａ，９Ｂの具体的構成
について第９図〜第１１図を参照して説明する。第９図
の非線形回路９Ａ，９Ｂの全体の構成を示し、入力端子
８５〜８８に、第８図の直交変換回路８Ａ，８Ｂよりの
出力信号ＳＣｌ〜Ｓ′Ｉ４を夫々供給し、出力端子９２
〜９５より逆変換回路１０Ａ，１０Ｂに供給する出力信
号Ｓ。ｌ〜ＳＯ４を得るようにしている。この場合、入
力端子８５及び出力端子９２間を除き、入力端子８６及
び出力端子９３間、入力端子８７及び出力端子９４間、
及び入力端子８８及ひ出力端子９５間に夫々非線形回路
として第１０図に示す如き、アナログ信号で考えた場合
に、入力レベルの絶対値が所定値以下のとき出力レベル
が零で、所定値以上のとき入力レベルと出力レベルとの
関係が線形であるコアリング回路８９，９０，９１を設
けている。之等コアリング回路８９〜９１は、本例では
デジタル回路であるので、一例として第１１図に示す如
ぎ構成を採る。Ｔ１（ＳＩＧＮ）はサインビツト入力端
子、Ｔ１（ＭＳＢ）〜Ｔ１（ＬＳＢ）は最上位桁乃至最
下位桁のビツト入力端子であり、Ｔ２（ＳＩＧＮ）はサ
インビツト出力端子、Ｔ２（ＭＳＢ）〜Ｔ２（ＬＳＢ）
は最上位桁乃至最下位桁のビツト出力端子である。そし
て、対応する入出力端子Ｔ１（ＳＩＧＮ），Ｔ２（ＳＩ
ＧＮ）間、Ｔ１（ＭＳＢ），Ｔ２（ＭＳＢ）間・・・・
・・Ｔ１（ＬＳＢ），Ｔ２（ＬＳＢ）間に夫々アンド回
路Ａ，，Ａｌ，・・・・・・，Ａ１が挿入される。そし
て、比較回路ＣＭＰが設けられ、之にて入力端子Ｔｓｔ
よりの基準信号と、入力端子Ｔ１（ＳＩＧＮ），Ｔ１（
ＭＳＢ），・・・・・・，Ｔ１（ＬＳＢ）よりの入力信
号とが各ビツト毎に比較され、その比較出力が上述の各
アンド回路Ａ８，Ａｌ，・・・・・・，Ａｎに供給され
る。そして、入力端子Ｔ１（ＳＩＧＮ），Ｔ１（ＭＳＢ
），・・・・・・，Ｔ１（ＬＳＢ）に供給される各ビツ
ト信号にて構成される入力信号のＶベルが所定値以下の
ときは、比較回路ＣＭＰの出力によつてアンド回路Ａ８
，Ａｌ，・・・・・・，ＡＯが全べて閉じられ、入力信
号のレベルが所定値以上のときは比較回路ＣＭＰの出力
によつてアンド回路Ａｓ，Ａｌ，・・・・・・，Ａｎが
全べて開かれるようになされている。上述せる本発明に
よれば、実質的に同一レベルでサンプルされた搬送色信
号が並列に出力される直列・並列変換回路を用いたので
、直交変換回路として構成の簡単な直交変換回路を用い
ることのできる搬送色信号の雑音除去回路を得ることが
できる。

更に、上述の実施例によれば、変換次数あるいは映像信
号を量子化して処理する場合のサンプリング周波数に制
約の生じないような、直交変換回路を用いたカラー映像
信号の雑音除去回路を得ることができる。

尚、標本化された輝度信号及び搬送色信号は、カラー映
像信号（アナログ信号）を輝度信号（アナログ信号）及
び搬送色信号（アナログ信号）に分離した後之等を標本
化して得ても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロツク線図、第２図
、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図及
び第９図は夫々第１図の一部の具体例を示すプロツク線
図、第１０図は特性曲線図、第１１図は第１図の一部の
具体例を示すプロツク線図である。 ５は分離回路、６Ａ，６Ｂは輝度信号及び搬送色信号雑
音除去回路、７Ａ，７Ｂは第１及び第２の直列一並列変
換回路、８Ａ，８Ｂは第１及び第２の直交変換回路、９
Ａ，９Ｂは第１及び第２の非線形回路、１０Ａ，１０Ｂ
は第１及び第２の逆変換回路、１１Ａ，１１Ｂは第１及
び第２の並列・直列変換回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定のサンプリング周波数を以つてサンプルされた
   搬送色信号が供給されて、実質的に同一レベルでサンプ
   ルされた搬送色信号が並列に出力される直列・並列変換
   回路と、該直列・並列変換回路の出力が供給される直交
   変換回路と、該直交変換回路の出力が供給されて雑音の
   除去される非線形回路と、該非線形回路の出力が供給さ
   れる逆変換回路と、該逆変換回路の出力が供給される並
   列・直列変換回路とを有し、該並列・直列変換回路から
   雑音の除去された搬送色信号が得られるようにしたこと
   を特徴とする搬送色信号の雑音除去回路。