JPS6028433B2 - 雑音除去回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばビデオ信号に混入される雑音を軽減除去
する雑音除去回路に関するものである。

従来の雑音除去回路は第１図に示すように、入力端子１
から供給される雑音が混入している入力信号を１次高城
通過フィルター回路を通して高域成分の信号波形に変換
し、この信号をリミッタ回路３に供給して雑音レベル以
上にはみ出した部・分、即ち信号成分の内で雑音レベル
より大きいものをクリッブして除去し、雑音成分のみを
取り出す。この雑音成分を位相反転してもとの入力信号
に混入されている雑音レベルと同レベルにしてこれを合
成回路４において入力端子１から直接供Ｖ給される入力
信号に加えて、入力信号に混入されている雑音と相殺す
ることにより雑音が除去された信号が出力端子５に得ら
れるように構成されている。しかし、この雑音除去回路
は雑音は高い周波数成分でありしかも小振中であるとい
う前提に立って雑音除去を行うように構成されたもので
あって、従って４・信号時にはａを１次高城通過フィル
ター回路２の遮断周波数に関連した定数、Ｓ＝ｉのとす
ると、１次高城通過フィルターの伝達関数Ｆ（Ｓ）はＳ Ｆ（Ｓ）＝句７ と表わされ 本線から１次高城通過フィルター出力を減ずると出力Ｇ
（Ｓ）はＳ Ｇ（Ｓ）＝１−Ｆ（Ｓ）＝司玄 となり、雑音除去の周波数特性は母Ｂ／Ｑｔの低減通過
特性となる。

この回路は第２図に示すように位相も考慮したベクトル
減算であり、１次高城通過フィルター回路の遮断周波数
ではベクトル図により残留雑音の大きさ此方こ減少する
こ粉分る。

し力）し・振中だけを考虜するスカラー減算では残留雑
音の大蛇Ｃ汎−方こ減少し、１−一夫＝〇．３と雑音除
去率は高まることになるが高城通過フィルターが１次遮
断の場合は位相が妻周波数でｍ／２から始まり０に漸近
するために上述のスカラー演算を行うことはできない。
従って１次高城通過フィルター回路を用いた従釆の雑音
除去回路では周波数が高い程、良好な雑音除去特性が得
られることになるが実際の雑音視感特性として重要であ
る。ＩＭＨｚ〜３ＭＨｚではこの付近に遮断周波数を選
んだとき、第１に１次高城通過フィルターの振中減衰特
性が悪いため、また第２に位相回転によってベクトル減
算となるために十分な雑音除去特性が得られない欠点が
あった。本発明は除去し得る対象となる雑音は第１図に
示す如き従来の雑音除去回路による場合と同じであるが
、雑音除去効果が従来のものと比較して硯感特性として
重要であるＩＭＨｚ〜乳ＭＨｚにおいて特に高くなるよ
うに構成した雑音除去回路を提供するものである。

雑音除去効果の改善は高減速通フィルターを１次から２
次にし、位相補償することにより、残留雑音と入力信号
とをベクトル減算からスカラー加算することができ、ま
た遮断特性も急峻にすることにより達成される。即ちＲ
．Ｃ又はＬ．Ｃによって構成された２次の高域通過フィ
ルターは一般に最小位相推移回路と呼ばれるものであり
、その伝達関数の振中特性と位相特性は一定の数式で示
される関係があり、夫々が別個の値をとることはない。

従ってどのような伝達関数で表現される２次の高城通過
フィルターを用いたとしてもその伝達関数の振中特性が
決定されれば位相特性は明確となる。

一般に実現可能な伝達関数は最小位相推移関数か、最４
・位相推移関数と全域通過関数の積で表わされ、後者の
場合、その振中将性は最小位相推移関数と同一であるが
、位相特性を任意に変えうる特徴がある。そこで本発明
はこの特徴を利用し、処理されるビデオ信号の高域通過
フィルター出力の振中値を変えることなく、位相のみを
変化させ本線との演算によりその演算出力が最良のＳ／
Ｎを示す様にすることを目的とする。

雑音を除去した最終出力に周波数歪特に位相歪を与えず
雑音を除去する方法は本線側を定時間遅延、即ち周波数
に対して位相を直線的にずらし、高城通過フィルター側
もこれと同等の位相回転を与えようとするものである。
また２次の高域通過フィルター側の位相を直線化するこ
とは位相補償回路の２つのパラメータ一の最適化をはか
る問題となるが、これは計算機を用いた直線化の手法が
最も有効であり、また位相の直線化よりも群遅延特性の
平坦化を計算機により行うことがより効率が良い方法で
ある。更に２次の全域通過回路の位相特性からわかる様
に或る有限の周波数までしか位相の直線化をすることは
出来ないが、テレビ信号の雑音特性から決定される下限
ＩＭＨｚ、現在のＶＴＲで得られる上限周波数３〜４Ｍ
位程度までの位相補償を行い、良好な雑音除去効果を得
られるようにしたものである。以下本発明の一実施例を
説明する。

第３図は本発明の一実施例のブロック図を示し、入力端
子１１に入力信号の遮断特性が加次の高城通過フィルタ
ー回路１２を接続し、その出力側に位相補正回路１３と
アパーチャ補償回路１４を介してリミッタ回路１５を接
続してその出力を合成回路１６に加える。

従って合成回路１６には狐次の高城通過フィルター回路
１２、位相補正回路１３及びリミツ夕回路１５を通して
入力信号のうちの雑音成分が位相補正されて供給され、
一方入力端子１１から遅延回路１７を介して入力信号が
供給されて、その入力信号に混入されている雑音成分と
上述の位相補正された雑音成分とが演算されて相殺され
（か次とした場合は加算を演算とする）雑音が除去され
る。また、雑音成分を水川ｚ附近にピークを持った正弦
波状振中特性を持つアバーチャ補償回路１４に通すこと
により、雑音除去の周波数特性をさらに急峻することが
でき、画質劣化の少ない効率的な雑音除去を可能にする
。なお、本例においては合成回路１６は入力信号と位相
補正された雑音成分とは初次高城通過フィルターにおけ
るｎが奇数の場合は加算、ｎが偶数の場合は減算される
ように構成されており、その加算又は減算により、入力
信号に混入された雑音と位相補正された雑音とが相殺さ
れて入力信号の雑音が除去される。

第４図は第３図におけるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＦ点の
周波数特性波形を示し、出力側のＦ点における雑音除去
周波数特性波形は入力信号の小入力時（１２仇ｈＶｐ−
ｐ）の場合をＦＬ、 大入力時（６０仇ｈＶｐ−ｐ）の
場合をＦＨとして示してある。

以上のように本発明は２次の高域通過フィル夕‐回路を
用いるものであり、この２次の高城通過フィルター回路
１２の出力の位相ｄは第５図の位相図に示すように中進
み位相から０位相に潮近する。これを全域通過型の位相
補正回路１３に通すことによって周波数に対して直線化
された位相ｅが得られこれをアパーチャ補償回路１４に
よって補正すると位相ｆが得られる。一方入力信号は遅
延回路１７によって適宜に遅延させると位相ｇが得られ
、この両直線位相ｆ，ｇは周波数に対して位相角竹を保
って共に変化することが分る。なお、第５図においてｈ
はアパーチヤ補償回路１４の位相を示す。また水次の高
城通過フィルター１２においてｎが奇数の場合には、位
相差はｍ汀となり、ｎが偶数の場合は２ｈ打となる（ｍ
は整数）。この位相補正されたか次の高域通過フィルタ
ー回路１２の出力をリミッ夕回路１５に通し雑音成分の
みにした後で遅延された入力信号に加算することにより
スカラー演算が実現され、従来の１次の高城通過フィル
ター回路を用いる場合に比較して雑音除去効果が実測デ
ータで父旧以上高くなる。

従来から知られる１次高城通過フィルター方式で本方式
に用いた位相補正回路、遅延回路を用いてより良好な雑
音除去特性を期待しても不可能である。これは１次の高
城通過フィルター回路が芸離洲欄）ら出発することを考
えれ側欄こ理解される。

また前述のアパーチャ補償回路を用いた雑音除去器によ
れば再性画像の解像度が良好となり、Ｓ／Ｎも紅Ｂ以上
改善されることが実験により確められている。なお、入
力信号を遅延させるために使用する４５瓜ｓｅｃ程度の
遅延線としては、ＶＴＲ内にあるカラー信号と輝度信号
の時間合せのための遅延線を流用することが可能であり
、現行ＶＴＲに適用しても大きな回路となることなく良
好なＳ／Ｎの再生画質が得られる。

次に本発明の一実施例の雑音除去回路を第６図について
説明する。

図において３１はビデオ信号が入力される入力端子でこ
の入力端子３１に接続される増中器３２の一方の出力側
はコンデンサ３３と抵抗器３４から成る第１の高城通過
フィルター回路３５に接続され、この第１の高域通過フ
ィルター回路３５の出力側はバッファー回路３６を介し
てコンデンサ３７と抵抗器３８から成る第２の高城通過
フィルター回路３９に接続されている。

またこの第２の高域通過フィルター回路３９の出力側は
第１及び第２の差動増中器を用いた全域通過型位相補正
回路４０及び４１を通してリミツタ回路４２に後続され
、更にこのリミッタ回路４２の出力側は合成回路４３の
一方の入力側に接続されている。一方増幅器３２の他方
の出力側はバッファー回路４４を介して遅延回路４５に
接続され、この遅延回路４５の出力側を合成回路４３の
他方の入力側に接続してある。また合成回路４３の出力
側は例えばＶＴＲとの接続のため分割抵抗回路４６を介
してビデオ信号の入力端子４７に接続されている。なお
差動増中器を用いた全域通過回路はＬ．Ｃ素子そしてバ
ィフアィラー巻トランスを用いた受動タイプを用いるこ
とも出釆る。なお、図中＋Ｂ、一Ｂは電源端子である。
以上のように構成される雑音除去回路において、入力端
子３１から例えば雑音が浸入されているビデオ信号が入
力されると、増中器３２において増中されその出力の一
方は第１の高城通過フィルター回路３５を通し、バッフ
ァー回路３６を介して第２の高城通過フィルター回路３
９を通して入力信号の高城成分の波形信号が得られ、こ
の信号が第１及び第２の位相補正回路４０及び４１を通
して位相補償され、この信号をリミッタ回路４２におい
て雑音以上にはみ出した部分、即ち信号成分の内で雑音
レベルより大きいものはクリップして除去され、出力側
に雑音成分のみが取り出され、この信号中の雑音成分の
みが合成回路４３に供給される。

一方増中器３２の他方の出力信号はバッファー回路４４
を通して遅延回路４５において遅延させ、上述の雑音成
分と逆相にして差動合成回路４３に供給され、入力信号
と、位相補償された雑音成分とが加算されて入力信号に
混入された雑音と雑音成分とが相殺され、合成回路４３
の出力側より雑音の除去されたビデオ信号が分離抵抗回
路４６を介して出力端子４７に得られる。以上の様に本
発明によれば高域通過フィルターをか次とし、これに位
相補償を行い遅延された本線とｎが奇数か偶数かにより
特定の演算を行うことにより、従来の１次高城通過フィ
ルター型雑音除去方式では不可能であったスカラー演算
が出来、また高城通過フィルターの周波数特性もｎ＝１
の場合でも１２ｄＢ／Ｑｔと従来より急峻に出来、硯感
特性に重要なＩＭＨｚ乃至ＸＭＨｚの雑音を効率よく除
去し得る。さらに、高域通過フィルターにアパーチャ補
償回路を附加することにより、さらに効率の良い雑音除
去特性、解像度の改善が出来、従来のＶＴＲの雑音除去
方式より高効率の雑音除去が保障され、その実用的価層
は多岐にわたる。

因に本方式によって達成されるＺ旧以上のＳ／Ｎ改善は
従来のＶＴＲの記録再生時間を２倍に引き延すことが出
来るものである。もちろん本発明の雑音除去回路はＶＴ
Ｒに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の雑音除去回路のブロック図、第２図は従
来の雑音除去回路と１次高城通過フィルターにスカラー
演算（実現は不可能）を適応した場合の説明図、第３図
は本発明による雑音除去回路のブロック図、第４図は第
３図における各点の波形図、第５図は本発明雑音除去回
路の位相図（実現可能なスカラー演算の例）、第６図は
本発明による雑音除去回路の一実施例の回路図である。 図中１１は入力端子、１２はか次高城通過フィルター回
路、１３は位相補正回路、１４はアパーチヤ補償回路、
１６は合成回路、１７は遅延回路、１８は出力端子であ
る。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２ｎ次高域通過フイルターと、位相補正回路とを有
   する第１の信号通路と、遅延回路を有する第２の信号通
   路に雑音を有する信号をそれぞれ通過させ、前記２ｎ次
   高域通過フイルターを通過した信号の位相を前記第２の
   信号通路の前記遅延回路を通過した信号の位相に対応す
   るように前記位相補正回路にて位相補正し、前記第１の
   信号通路と前記第２の信号通路からの信号を合成回路に
   供給し、前記第２の信号通路を通過した信号成分より前
   記第１の信号通路を通過した信号成分を相殺することを
   特徴とする雑音除去回路。