JPS5948575B2 - デイジタル信号処理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アナログ情報信号を帯域制限用フィルタを介
してＡＤ変換器に供給し、該ＡＤ変換器より得たディジ
タル信号をディジタル処理装置に供給し、該ディジタル
処理装置から得たディジタル信号をＤＡ変換器に供給し
てアナログ信号を取り出し、該アナログ信号を補間用フ
ィルタに通してアナログ情報信号を再生するディジタル
信号処理方式に関し、特にアナログ情報信号としてテレ
ビジョン信号を取扱う場合にそのテレビジョン信号のＡ
Ｄ変換ならびにＤＡ変換に用いる上記帯域制限用フィル
タおよび補間用フィルタの構成を改良したディジタル信
号処理方式に関するもので、テレビジョン信号の波形伝
送、中でも輝度信号とそれに多重された色信号の伝送上
、大きな問題となる遅延歪を減少させようとするもので
ある。

テレビジョン信号のディジタル化に際し、サンプリング
クロック周波数は、ディジタル信号の伝送速度あるいは
記憶容量をできるだけ低くしたい要望に基いて、ナイキ
スト条件を満足する範囲内で低く設定されることが多い
。帯域制限用フィルタや補間用フィルタの特性はサンプ
リングクロック周波数との関連で決められるが、この周
波数がナイキスト条件に近い程、フィルタの振幅減衰特
性としては急峻なものが要求される。波形伝送上の要求
から帯域内の群遅延特性もできるだけ平坦なことが必要
であり、このような仕様を満足するようにフィルタを構
成することは極めて重要な問題である。テレビジヨンの
デイジタル化の進行により局内でデイジタル機器とアナ
ログ機器が混用される状態が多くなり、場合によつては
ＡＤ変換−ＤＡ変換を７回以上も繰り返す状況にある。

このような場合には、帯域制限用フイルタおよび補間用
フイルタ合わせ１０ないし２０個のフイルタが縦続され
ることになり、波形伝送におよぼすフイルタの振幅特性
や群遅延特性の影響は非常に大きくなる。し力化現状の
デイジタル機器の場合には、このような多段接続まで考
慮されていないので、フイルタの特性、特に群遅延歪が
フイルタ１個についてはかなり小さくても多段になつた
場合には合計としては大きくなつてしまい、テレビジヨ
ン信号伝送上問題がある。本発明の目的は、上述したテ
レビジヨン信号のデイジタル信号処理方式の場合のよう
に、アナログ装置とデイジタル装置が混在し、帯域制限
用フイルタおよび補間用フイルタが縦続された信号処理
系において、ＡＤ−ＤＡ変換を複数回繰り返してもフイ
ルタ自身による波形伝送歪の発生を滅少させることがで
きるようにしたデイジタル信号処理方式を提供すること
にある。

かかる目的を達成するために、本発明では、一方のフイ
ルタの群遅延歪を他方のフイルタで相殺し得るように構
成し、帯域制限用フイルタおよび補間用フイルタの各々
の群遅延特性を互に相補的な特性としたことを特徴とす
るものである。

以下に図面により本発明を詳細に説明する。第１図はテ
レビジヨンデイジタル装置を示し、ここで、入力映像信
号１は帯域制限用フイルタ２で帯域制限された後、サン
プルホールダ３およひＡＤ変換器４でデイジタル化され
る。ＡＤ変換器４からのデイジタル映像信号はデイジタ
ル信号処理部５で所要の信号処理を施された後、ＤＡ変
換器６でアナログ信号に戻され補間用フイルタ７を経て
出力映像信号８となる。帯域制限用フイルタ２および補
間用フイルタ７を構成する方法として、通常は、まず所
要の振幅減衰特性に近似するフイルタを作り、帯域内の
群遅延歪については、振幅平坦で遅延特性が逆特性を有
する回路網を付加して補償することが行われている。

本発明においては、通過帯域内の群遅延特性の補償は以
下のように行う。

以下の説明では、振幅減衰特性を得るためのフイルタの
→ｕとして連立チエビチエフ低域フイルタを用いている
が本発明はこれにのみ限定されるものではなく、他の形
のものでも同様にして用いることができること勿論であ
る。第２図は７次連立チエビチエフ低域フイルタの一例
を示し、その特性は第３図のようになる。

第３図の特性（ａ）は振幅減衰特性であり、特性（ｂ）
は群遅延特性である。この群遅延特性（ｂ）を補償する
ために、逆の遅延特性に近似した遅延回路網を付加する
ことが行なわれているが、そのためには、例えば第４図
に示す構成の２次全域通過回路網を複数個用いる。この
第４図示の２次全域通過回路網の遅延特性の一例を第５
図に示す。通常の場合、上述の群遅延特姓の補償を行う
たたに逆の遅延特性に近似した遅延回路網を付加するた
めの近似法として最小２乗近似チエビチエフ近似その他
の方法がとられている。

第６図は２次全域通過回路網１１ないし１５を５段縦続
接続し群遅延歪の補償を行う従来例を示す。

この補償回路では遅延歪のリツプルが残るので、通常、
このリツプルの大きさとして等化量の１０％程度を見込
まなければならないとされている。従つて、標準テレビ
ジヨン用のカツトオフ周波数４〜５ＭＨｚのフイルタを
このように構成した場合には適切に設計したものであつ
ても２０ｎｓ程度のリツプルが残る。本発明では、フイ
ルタの設計をそれぞれ個別の単一フイルタとして上記従
来の手法で行なうのではなく、帯域制限用フイルタ２と
補間用フイルタ７を一対とし、総合的に群遅延歪を減少
させるようにするものであり、どららか一方のフイルタ
についてはまず上記従来の設計法により設計し、他方の
フイルタについては既設計フイルタの残留リツプルを相
殺する形で等化を行う。

具体的には、第７図に示すように、既設計のフイルタの
等化後の特性（ａ）および遅延回路網の特性（ｂ）の双
方の遅延歪の加算された歪の逆特性を近似して最終的に
リツプル相殺等化特性（ｃ）を実現する。また、この近
似操作にあたり、できる限り遅延歪の残留分を少くする
ためフイルタ１１のカツトオフ周波数を仕様で許される
範囲内で変化させる方法をとるものとする。

アナログ・デイジタル系の混在の形態の一例として第８
図のようなシステムを例にとつて本発明を適用した場合
について述べる。

この場合、入力映像信号２０，２５および出力映像信号
４０の系統はサンプリングクロツク周波数が３ｆｓｃ（
但し、ｆｓｃはカラーサブキヤリア周波数）であり、入
力映像信号３０および出力映像信号５０の系統はサンプ
リングクロツク周波数が４ｆｓｃである。更に、図中の
符号２１および２６は３ｆｓｃ用帯域制限用フイルタ、
３１は４ｆｓｃ用帯域制限用フイルタ、２２，２７およ
ひ３２はそれぞれサンプルホールダ、２３および２８は
３ｆｓｃ用ＡＤ変換器、３３は４ｆｓｃ用ＡＤ変換器、
２４，２９および３５はそれぞれデイジタル信号処理部
、３４はデイジタル信号変換器、３６は３ｆｓｃ用ＤＡ
変換器、４２は４ｆｓｃＪ＋ＪＤＡ変換器、３７は３ｆ
ｓｃ用補間用フイルタ、４３は４ｆｓｃ用補間用フイル
タ、３８および４４はアナログ信号処理器、３９および
４５はデイジタル装置、および４１はデイジタル信号変
換器である。この場合、まず、４ｆｓｃ系統の帯域制限
用フイルタ３１および補間用フイルタ４２を、本発明に
より残留リツプルを相殺するような相補的特性をもつよ
りに構成し、次いで３ｆｓｃ系統の帯域制限用フイルタ
２１および２６、更に補間用フイルタ３６を以下の手順
で構成する。

すなわら、フイルタ２１およぴ２６の通過帯域の遅延特
件を、４ｆｓｃ用帯域制限用フイルタ３１の該当する帯
域の遅延特性に近似させるように構成する。また補間用
フイルタ３６についても、その通過帯域の遅延特性を４
ｆｓｃ用フイルタ４２の当該帯域の遅延特・囲（第９図
の特性（ａ）参照）に近似させて、第９図の特性（ｂ）
のような特性を得る。上記の構成法は４ｆｓｃ用フイル
タの設計を優先させ３ｆｓｃ用フイルタをこれに従属さ
せるものであるが、システム構成に応じ優先順位を逆に
することもできる。

以上に述べた本発明デイジタル信号処理方式によれば、
帯域制限用フイルタと補間用フイルタが縦続された場合
の群遅延歪を減少させることができ、アナログ装置とデ
イジタル装置とが混在する信号系において、多数回のＡ
Ｄ−ＤＡ変換を繰り返してもフイルタ自身による波形伝
送歪の発生を減少させることができる。

通常の単体デイジタル装置の場合には第１図に示したよ
うにアナログ形式で信号を入力し、デイジタル形式で信
号処理を行い、再度アナログ形式で信号を出力するので
、常に一対、すなわち２個の低域淵数フイルタを用いる
のみであり、従つて本発明を容易に適用できる。

また、第８図のようにＡＤ変換器出力またはデイジタル
信号処理部の出力を他のデイジタル装置に送り、さらに
所要の処理を行う形態もとられるが、この場合には、放
送局内においてまたはより広範囲のシステム内において
帯域制限用フイルタおよび補間用フイルタのそれぞれの
特性を上記の考え方に従つて規定することにより、常に
デイジタル装置の入出力での群遅延歪を減少させること
ができる。また、サンプリングクロツク周波数の異なる
系統が混在し、しかもデイジタル信号の形で信号の授受
を行う場合にも、双方のフイルタの通過帯域の群遅延特
性を一致させることにより、システム全体での群遅延歪
を減少させることができる。

さらに本発明はデイジタルシステム用のフイルタの構成
だけでなく、アナログシステムで多数のフイルタが縦続
される場合にも適用できる。例えば、テレビジヨンサテ
ライト装置が多段接続される場合の各サテライト装置の
フイルタを本発明に従つて構成することもできる。この
場合のフイルタは低域戸波形でなく帯域通過形となるが
同様に考えて取り扱うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はテレビジヨンデイジタル装置の一例を示すブロ
ツク線図、第２図は７次連立チエビチエｌフ低域通過フ
イルタの一例を示す回路図、第３図はその振幅減衰特゛
囲図、第４図は２次全域通過回路網の一例を示す回路図
、第５図はその遅延特性図、第６図は従来の遅延歪補償
回路の構成の一例を示すブロツク線図、第７図は本発明
による遅延５等化の態様を説明するための遅延特性図、
第８図はテレビジヨンのアナログ・デイジタル混在シス
テムの一例を示すブロツタ線図、および第９図はサンプ
リング周波数が異なる場合に本発明を用いて遅延特性の
等価を行う場合の遅延特・囲図である。 １，２０，２５，３０・・・・・・入力映像信号、２，
２１，２６，３１・・・・・・帯域制限用フイルタ、３
，２２，２７，３２・・・・・・サンプルホールダ、４
，２３，２８，３３・・・・・・ＡＤ変換器、５，２４
，２９，３５・・・・・・デイジタル信号処理部、６，
３６，４２・・・・・・ＤＡ変換器、７，３７，４３・
・・・・・補間用フイルタ、８，４０，５０・・・・・
・出力映像信号、１１〜１５・・・・・・２次全域通過
回路網、３４，４１・・・・・・デイジタル信号変換器
、３８，４４・・・・・・アナログ信号処理器、３９，
４５・・・・・・デイジタル装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アナログ情報信号を帯域制限用フィルタを介してＡ
   Ｄ変換器に供給し、該ＡＤ変換器より得たディジタル信
   号をディジタル処理装置に供給し、該ディジタル処理装
   置から得たディジタル信号をＤＡ変換器に供給してアナ
   ログ信号を取り出し、該アナログ信号を補間用フィルタ
   に通してアナログ情報信号を再生するディジタル信号処
   理方式において、前記帯域制限用フィルタおよび前記補
   間用フィルタのそれぞれの群遅延特性を互に相補的な特
   性としたことを特徴とするディジタル信号処理方式。 ２ ＡＤ変換およびＤＡ変換の組合せが複数個繰り返さ
   れる特許請求の範囲第１項記載のディジタル信号処理方
   式において、複数個の前記帯域制限用フィルタの特性を
   すべてほぼ同一となし、複数個の前記補間用フィルタの
   群遅延特性を前記帯域制限用フィルタの群遅延特性と相
   補的に構成したことを特徴とするディジタル信号処理方
   式。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のディジタル信号処理方
   式において、サンプリングクロック周波数が異なる複数
   個のディジタル処理装置を有し、該ディジタル処理装置
   の各々に対する前記帯域制限用フィルタおよび前記補間
   用フィルタのそれぞれについて、共通の通過帯域におい
   て各群遅延特性を一致させることを特徴とするディジタ
   ル信号処理方式。