JPS62122380A - ビデオ信号中の雑音を減少する方法および装置 - 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】 法および該方法を実施するための回路装置に関する。

従来技術 本出願人の知る限り従来知られている単純なビデオ信号
の雑音減少方法は、小さい振幅の高周波信号成分を雑音
と見做して有効信号から減算すると言う原理に基いて動
作するものである。

この目的で、ビデオ信号は主回路分岐と副回路分岐にて
伝送され、副回路分岐において高域ろ波され振幅制限さ
れ次いで反転される。そこで、主、副回路分岐の信号成
分全会成し、高域ろ波および振幅制限により画定された
雑音成分を除去する。このような回路構成を採用した雑
音減分における信号跳躍後に、信号レベルが制限閾値を
短時間上回シ、従ってこの時間中雑音減少作用は無効に
なると言う欠点である。その結果、い 再生された画像には垂直の縁に浦わゆる「雑音後縁部」
が生ずるばかりではなく、雑音間隔改善度の増加と共に
持続期間が相応に大きくなる非線形歪が発生する。

西独特許第３２２３０６＜５号明細書から、第１番目の
段で、時間的’に遅延された雑音を含むビデオ信号から
低域ろ波され雑音成分を除去されたビデオ信号を減算し
、それにより、大きな輝度電動に除し、低域ろ波された
信号の信号縁領域で、後続の制限器の閾値を越える振幅
値を発生し、それに続いて行われる原信号からの減算で
雑音成分として大きな輝度変動の縁が現われないように
することにより上述の欠点を回速した雑音減少回路が知
られている。なお、上記雑音成分は後置接続されている
従来形式の第２の雑音減少段で除去される。この西独特
許第５２２３０６６号明細誓に記載の装置の欠点は、回
路費用が毘いことである。

西独特許願公開公報第３３１３４３０号明細書から、画
像品価を改善するために、雑音成分を分離する目的で入
力ビデオ信号を、異った時定数値を有するか域フィルタ
対に印加し、低域フィルタの出力信号を適当な仕方で結
合すると言うビデオ雑音抑圧回路がさらに知られている
。

この場合、合成から得られる信号は、遅延された入力ビ
デオ信号と結合され、そしてオフセット電圧を発生する
ための制限器に供給される。

このオフセット電圧は、遅延されたビデオ信号から減算
され、それによシ、従来の雑音抑圧回路の低域通過フィ
ルタの立上り時間に起因して発生される白もしくは黒色
領域におけるルミナンス信号の大きな変動を回避してる
。しかしながら、この公知の雑音抑圧回路を用いてのビ
デオ信号の処理には、前述の公知の回路と同様に同程度
大きい回路費用が心安とされる。

発明の目的 本発明の練和とするところは上述の従来技術の欠点を克
服した、ビデオ信号の伝送の際の、ビデオ信号中の雑音
を低減する方法及び装置を提供することにある。

発明の構成 上記課題は本発明の特許請求範囲第１項及び第４項によ
って解決される。

従属特許請求の範囲に記載の構成によれば、特許請求の
範囲第４項に記載の回路装置の有利な実施態様および改
善が可能となる。特に有利なことは、本発明が線形プレ
エンファシスおよびデエンファシスにも適用できる点で
ある。

以下、添付図面に示した本発明の実施例と関連し、本発
明の詳細な説明する。

実施例 第１図にブロックダイヤグラムで示されており信号波形
が第６図に示しである公知の雑音低減回路においては、
入力端Ｅに到来する雑音を有するビデオ信号は回路点Ｇ
において主分岐と副分岐路とに分割される。副分岐にお
いて、信号は先ず、雑音金倉む高周波信号成分をろ波す
るための高域通過回路ＨＰを通される。ろ波された信号
は後続の制限器Ｂを通る。この制限器Ｂは、雑音と見做
される小さい振幅を有する信号成分を分離する働きをな
す。かくして得られた雑音成分は回路Ｖで反転されて、
加算点３で適当なレベルで元の信号に加算され、それに
より雑音は除去される。

第６ａ図ないし第３ｄ図に示した関連の信号波形図から
明らかなように、雑音を含むビデオ電圧Ｕ１１（第３ａ
図参照）の信号跳躍に対する高域フィルタ回路の跳躍応
答は、高域フィルタ回路ＨＰの微分特性が原因で短時間
制限閾値２Ａ（第３ｂ図）を越える。制限器Ｂの出力端
に表れる信号電圧Ｕ４□（第３Ｃ図）は従って、制限閾
値が越えられている期間中は雑音成分を含んでおらず、
その結果、それに続いて加算点３での反転合成に際して
は、輝度信号の大きない 変動に従い、ｈわゆる「雑音後縁部分（Ｒａｕｓｃｈ−
ｓｃｈｌｅｐｐａｎ）　Ｊが信号に残存する（第３ｄ図
β照）。

この雑音後縁部分の大きさは、高域フィルタ回路ＨＰの
時定数に依存する。

したがって、ビデオ信号における雑音を抑圧するための
本発明による回路装置においては、信号立上シもしくは
跳躍後雑音減少手段を早期に再び有効にする目的で、高
域フィルタ回路の時定数はレベルに依存して切り換えら
れる。第２図に示したブロックダイヤグラムにおいて、
参照記号Ｅで示す雑音を有する入力ビデオ信号はね初に
、信号源から分離するために緩衝増幅器２を通される。

該緩衝増幅器の出力端における分岐点Ｇにおいて、信号
は、従来公知の回路の出力端１０には雑音の殆ど無いビ
デオ信号信号成分をろ波するための高域フィルタ４を通
される。第１図における高域フィルタ回路ＨＰと異り、
高域フィルタ４は、ＲＣ索子に加えて、レベルに依存し
時定数を切換するためのスイッチＳを備えている。スイ
ッチＳの制御は追って説明する回路要素により行われる
。なおスイッチＳは、ブロックダイヤグラムには、機械
的スイッチとして簡略に示しである。しかしながら、こ
のスイッチは、実際例においては、Ｒｃ素子の時定数の
変化に対して抵抗変化を示す半導体素子を用いて実現さ
れる。

高域フィルタ４によシろ彼された高周波電圧Ｕ３□は、
後続の増幅器５において反転増幅さ枢次いで１１］１１
限回路６においてレベル値を零点に対し対称的な大きさ
２Ｍに制限される。その結果帯られる雑音電圧Ｕ４□は
、回路７において適当な係数で処理され、ｈＯ算点点３
達する。該加算点から得られる電圧Ｕ５２は雑音成分が
殆ど除去されている。

反転増幅器５の出力電圧は更にレベル検出器８にも供給
される。このレベル検出器は、予め設定された切換閾値
が越えられた場合に後続のパルス整形器に対してパルス
を発生する。パルス％形器９により整形されたパルスは
、高域通過フィルタ４に設けられているスイッチＳの作
動に用いられる。このようにして、パルスの持続期間中
、高域通過フィルタもしくは回路４の時定数は抵抗値の
減少により短縮される。その結果、電圧０３２が制限閾
値２Ｍを越えている期間は短縮される。雑音電圧Ｕ４ｊ
の立下がり時間Ｔ２もそれに対応して短くなり、その結
果、装置全体の出力信号Ｕ５□における雑音後縁部も相
当に減少し、かくして雑音後縁部もしくは残留雑音は顕
著に低減される（第４ａ図ないし第４ｄ図診照）。

第５図には、大きな輝度変化に対する応答として高域フ
ィルタ回路の特性が示しである。入力電圧Ｕ１１が所定
の一定の値に“立上がる際に、出力電圧Ｕ２１は初期に
おいては該入力電圧の立上が９に追従する。と言うのは
、入力信号Ｕｌｌの急峻な立上がシもしくはランプは、
コンデンサＣが非常に小さいインざ−ダンスしか示さな
いために、非常に多くの高周波成分を會んでいるからで
ある。しかしながら、同時に、抵抗器Ｒｅ弁して出力電
圧は接地されるので、電圧Ｕ２１は電圧Ｕｌｌの値には
達せず、電圧Ｕｌｌの水平部分への移行後、公知の指数
関数に従って減衰する。やはシ第５図から明らかなよう
に、抵抗器Ｒに対して第２の抵抗器を並列接続すること
により合成抵抗値を小さくして高域フィルタ回路の時定
数を切換閾値Ｎよシも高くなるように短縮した場合には
、出力電圧Ｕｓａは比較的小さいピーク値にしか達せず
、しかも上記のように抵抗値が小さいためにこの電圧は
スイッチＳをフ「シて迅速に減試し、従って比較的短い
時間後に切換閾値Ｎは再び下回られる。しかしながら、
元来大きい方の時定数に切換した場合には、電圧０３２
は緩慢に減衰し、制限閾値Ｍより小さくなるまでの全時
間は、時定数が大きいために電圧Ｕ２１が必要とする時
間Ｔ１よりも相当に小さい。第６図には、第５図と同様
にグラフで、電圧Ｕ０□およびＵ２．の特性が示されて
いる。但し第６図の場合には、切換閾値が下回られるま
での時間Ｔ２が電圧Ｃｈｉの立上シ期間の長時と実質的
に一致するように電圧０３２に対し時定数が減少されて
いる。このようにして、雑音後縁部分の長さは時間的に
、信号の立上り時間と同じである大きさにまで減少され
る。これに、より、画像印象は者しく改善される。

第５図および第６図に示した電圧Ｕ３２の信号曲線は時
定数比τ２：τ１およびレベル検出器８の予め定められ
た切換閾値Ｎの大きさから得られる。ここで時定数τ１
は、 で表わされ、時定数τ２は、 で求められ、したがって、スイッチＳの開成状態で所望
の短い時定数が実現される。

時定数の比τ２／τ１を第６図に示すように選択した場
合には、制限段６を省略することができる。と言うのは
、電圧Ｕ＋３２は埴土Ｍを越えることはないからである
。この場合には、レベル検出器の切換−値Ｎは制限閾値
Ｍに等しい。

値Ｋ（増幅率または減衰率）は、雑音電圧が段３におい
て同じ振幅で減算されるように選択される。

第７図を参照するに、雑音が含まれているビデオ信号は
先ず緩衝増幅器２に供給される。この緩衝増幅器は、コ
レクタ接地接続（エミッタホロワ）で直列に接続された
２つのトランジスタ増幅段から構成される。ビデオ信号
は、この場合、入力端Ｅから抵抗器Ｒ７３を弁して第１
の増幅器Ｔ２７のベースに印加され、そしてトランジス
タ２７のエミッタから抵抗器Ｒ１００を弁し第２のトラ
ンジスタ段Ｔ１９のベースに印加される。２つのトラン
ジスタ段Ｔ　２７　＊Ｔ１９は、ＮＰＮ段およびＰＮＰ
段として実現するのが有利である。このようにすれば、
後に直流電圧を付加的に処理することなく主信号経路お
よび副信号経路を結合することができるからである。

トランジスタ段Ｔ１９の出力側の回路点Ｇで信号路は、
抵抗器Ｒ６６を介して加算点３に至る主信号経路と、抵
抗器Ｒ３２およびエミッタホロワ段Ｔ７ならびにブロッ
ク４，５．６およ１２ｈｌＫ、コンデンサＣ１抵抗器Ｒ
および機械的スイッチとして示しであるスイッチＳによ
シ略示されているスイッチを備えた参照数字４で総括的
ＩＣ示しである高域フィルタ回路は、実際の回路構成に
おいては第７図に示すように、全体的にＣ４で表わされ
ている２つのコンデンサと、後述する演算増幅器ＩＣ３
の入力を弁して実質的に接地されている抵抗器Ｒ１２と
からなる並列回路から構成される。第２図において、回
路素子４として示しであるスイッチＳは、電界効果トラ
ンジスタＴＱから構成されておシ、そのドレインは端子
Ｈを弁してコンデンサ回路Ｃ４および抵抗器Ｒ１２に結
合されており、そしてソース端子Ｓは接地されている。

増幅器段５の増幅特性は、抵抗器Ｒ１２の値に対する抵
抗器Ｒ６０，Ｒ９１の比により決定される。２つの逆並
列に接続されているダイオード−抵抗器接続（）２２．
Ｒ３３，Ｒ３４は、大振幅の場合に出力信号Ｕ３２をＴ
ｈｌ＋限する働きをなす。ＲＣ回路Ｒ１１／Ｃ６は周波
数補償を行い、コンデンサｃ５．ｃ７．ｃ８およびＣ１
Ｂは演算増幅器ＩＣｌ３の供給電圧を阻止する動きをな
す。

増幅器段５に後置接続されている制限段６は、本η的に
、２つの直列に接続された制限器から構成されておシ、
その内第１の制限器は、エミッタが互いに接続されてい
る２つのトランジスタＴ２０．Ｔ２１から構成されて、
負の領域の信号を、抵抗器Ｒ６２によシ予め設定可能な
電圧値よりベース−エミッタ電圧だけ低い値に制限する
働きをなす。このようにして制限された信号は、トラン
ジスタＴ２０．Ｔ２１の共通のエミッタ接続端から、抵
抗器Ｒ６４を弁して別のトランジスタＴ３１０ベースに
印加される。

このトランジスタＴ３１はトランジスタＴ３２と共に第
２の制限器段を形成し、この制限器段は、正の領域の信
号を、抵抗器Ｒ６３で予め設定される電圧値よりもペー
ス−エミッタ電圧だけ高い値に制限する。

抵抗器ＲＲＣｔ　　Ｒ８１からなる並列接続に対する抵
抗器Ｒ６６の抵抗値の比は、回路点３において合成され
る主回路分岐および副回路分岐からの信号の成分を決定
する。加算点３からの信号は、２つのエミッタ　ホロワ
段Ｔ３３゜Ｔ２２からなる回路を通される。この回路に
おいては、参照数字２で示した回路の場合と同様にその
出力端Ｆに低オームで雑音を除去されたビデオ信号が得
られる。

回路４におけるスイッチＳを作動するのに要求されるレ
ベル識別信号として、段８で、演算増幅器ＩＣ９の出力
端から得られる信号Ｕ３２が抵抗器Ｒ３６をフ「シて第
１のトランジスタ段Ｔ２３のベースに印加される。この
トランジスタ段のコレクタから信号を反転して取り出す
ことができ、そして抵抗器Ｒ３９を弁しエミッタからは
信号を反転しないで取り出すことができる。これら２つ
の信号は、エミッタ　ホロワとして動作するトランジス
タ段Ｔ１１およびＴ２４ならびにコンデンサＣ１１と抵
抗器Ｒ４５ならびにコンデンサＣ１９および抵抗器Ｒ４
９からそれぞれ形成される直列回路を弁し２つのトラン
ジスタＴ１３．Ｔ２５のペースに供給される。

尚該トランジスタ’ｒ１３ｔ’ｒ２５は差動増幅器とし
て接続されている。トランジスタＴ１３０ベースには直
流電圧端子Ｂ及び抵抗器Ｒ４４゜Ｒ４５ｔ＞ｒＬ、そし
てトランジスタＴ２５のベースには直流電圧端子Ｃから
抵抗器Ｒ４２゜Ｒ４６をフ「して直流電圧が印加される
。トランジスタＴ１３．Ｔ２５のペースに設定された直
流電圧値を越える電圧Ｕ３２の跳躍に際して、これらト
ランジスタの接続されているコレクタにはパルスが発生
する。このパルスは、抵抗器Ｒ１７を弁してパルス整形
段９に供給される。

このパルス整形段は、エミッタ　ホロワ段Ｔ１２および
本来のパルス整形段Ｔ１０から輛′成されており、該パ
ルス整形段は、コンデンサＣ９を弁してスイッチング　
トランジスタＴ９のｒ−トに適当な切換パルスを供給す
る。コンデンサＣ１０は、抵抗器Ｒ１３と共に、トラン
ジスタＴ１０がＴ９に対して十分な幅および高さのパル
スを発生するように時定数を定める。

ビデオ信号の主回路分岐おいては、主回路分岐および副
回路分岐における異った伝搬時間を補償するために遅延
素子を挿入することができる。

第８図に示した回路は、第７図の動作点Ａ。

ＢおよびＣを設定する働きをなす。この目的で、基準ダ
イオードＧ３により発生される定電圧は、抵抗器Ｒ５１
ｅブｒして第１の工・ミッタ　ホロワ段Ｔ１５のベース
に供給され、該エミッタ　ホロワ段のエミッタから動作
点Ａに対する電圧を取シ出すことができる。この電圧は
、抵抗器Ｒ２６を介してトランジスタ増幅段Ｔ１６のベ
ースに供給される。該トランジスタ増幅段Ｔ１６のコレ
クタは、抵抗器Ｒ５５，Ｒ５６からなる直列接続を介し
て接地されている。２つの抵抗器Ｒ５５，Ｒ５６の接続
点には第２のエミッタ。

ホロワ段Ｔ１８のベースが接続されており、そしてこの
エミッタ　ホロワ段Ｔ１８のエミッタから動作点Ｂに対
する電圧を取′９出すことができる。トランジスタ増幅
段Ｔ１６のコレクタからは、電圧が、調整可能な抵抗器
Ｒ９２の一端に印加される。この抵抗器Ｒ９２の他端は
接地されている。なお、調整可能な抵抗器Ｒ９２のワイ
パ端子からは、＠流を圧が第６のエミッタホロワ段Ｔ２
Ｂのベースに印加され、このエミッタ　ホロワ段Ｔ２３
のエミッタからは動作点Ｃに対する動作電圧を取シ出す
ことができる。

コンデンサＣＩＬＣ３０はろ波コンデンサとしての働き
をなす。

本発明による方法ならびに本発明による回路装置は、非
線形プリエンファシス回路およびデエンファシス回路の
駆動および構成にも用いることができる。この場合、回
路構成は原理的には第２図に示した回路構成と同じであ
るが、プエンファシス回路の場合にはこれら両信号は減
法結合される。

発明の効果 特許請求の範囲第１項及び第４項の特徴部分に記載のビ
デオ信号の伝送における雑音抑圧のための本発明による
方法及び装置は、従来のものと比較し、垂直な縁に続く
雑音が本質的に仏滅されるという利点を齋らす。別の利
点として、上記の改良が従来技術と比較し少ない回路費
用で達成されることが挙けられる。従来の回路装置にお
いて時定数ＲＣが大きく、従って、検出される雑音成分
の領域が低周波数にまで及んでいる場合には、信号跳躍
後に、時定数ＲＣの増加に伴ない時間的に長く可視化さ
れる雑音後縁部分が発生される。この雑音後縁部分は本
発明の回路によれば有利に回避されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の雑音減少回路を示す概略し１、第２図
は、本発明による雑音減少回路を示す回路略−１第３ａ
図ないし第３ｄ図は、第１図に示した回路を使用した場
合の信号波形を示すダイヤグラム、第４ａ図ないし第４
ｄ図は、第２図に示した回路を使用した場合の信号波形
を示す波形図、第５図は、種々な時定数における時間的
高域通過特性ｔｉわすグラフを示す図、第６図は、さら
に他の時定数値における時間的高域通過特性を表わすグ
２フを示す図、第７図は第２図にブロックダイヤグラム
で示した回路の詳細な回路構成を示す図、そして第８図
は、第７図の回路における種々な動作点のだめの電源回
路を示す回路図である。 ２・・・緩衝増幅器、３・・・加算点、４・・・高域フ
ィルタ、５・・・反転増幅器、６・・・制限回路、８・
・・レベル検出器、Ｓ・・・パルス整形器、Ｒ・・・抵
抗器、Ｃ・・・コンデンサ、Ｔ・・・トランジスタ、Ｈ
Ｐ・・・高域フィルタ回路、ＩＣ・・・演算増幅器、／
、′ｂ”Ｔ−？、’＋キ・ 代理人　弁理＋　４−　軒　端　址、（／＼、−玉手続
補正書（方式） 昭和６１年１１月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、雑音を伴なうビデオ信号を主回路分岐と副回路分岐
   に分割し、副回路分岐における入力信号を、順次、高域
   ろ波し、制限し、反転し、主回路分岐と副回路分岐から
   の信号を再び合成することによりビデオ信号における雑
   音を減少する方法において、高域ろ波された信号が予め
   設定されたレベルを越えている間、副回路分岐における
   高域ろ波装置の時定数を低い値に切換えることを特徴と
   する雑音減少方法。 ２、時定数の切換をＲＣ回路の抵抗値を減少することに
   より実現する特許請求の範囲第１項記載の雑音減少方法
   。 ３、抵抗値の変化を、半導体スイッチの抵抗値を導通状
   態から不導通状態もしくはその逆に変化することにより
   惹起する特許請求の範囲第１項または第２項記載の雑音
   減少方法。 ４、主回路分岐と副回路分岐とを備え、副回路分岐中に
   、高域フィルタと、制限器段と、反転段とを設け、雑音
   成分を表わす副回路分岐の信号を主回路分岐の信号と合
   成することによりビデオ信号における雑音を減少するた
   めの回路装置において、高域フィルタ（４）の時定数が
   切換可能であることを特徴とする雑音を伴なうビデオ信
   号を主回路分岐と副回路分岐に分割し、副回路分岐にお
   ける入力信号を、順次、高域ろ波し、制限し、反転し、
   主回路分岐と副回路分岐からの信号を再び合成すること
   によりビデオ信号における雑音を減少する方法を実施す
   る装置。 ５、高域フィルタ（４）の時定数が、ＲＣ回路の抵抗値
   を減少することにより切換可能である特許請求の範囲第
   ４項記載のビデオ信号の雑音減少回路装置。 ６、抵抗器（Ｒ）に並列に半導体スイッチ（Ｓ）を設け
   、該半導体スイッチの不導通状態から導通状態への遷移
   およびその逆の遷移に際しての抵抗値の変化を時定数の
   切換に利用する特許請求の範囲第４項記載のビデオ信号
   の雑音減少回路装置。 ７、副回路分岐において高域ろ波された信号が予め定め
   られた切換閾値（Ｎ）を越えているか否かに関しチェッ
   クするためのレベル検出器（８）と、該レベル検出器（
   ８）に後置接続されて、高域フィルタ（４）の時定数を
   変えるために半導体スイッチ（Ｓ）を制御するパルス整
   形器（９）とを備えている特許請求の範囲第４項ないし
   第６項のいずれかに記載のビデオ信号の雑音減少回路装
   置。 ８、非線形プリエンファシス回路に用いられる特許請求
   の範囲第４項ないし第７項のいずれかに記載のビデオ信
   号の雑音減少回路装置。 ９、非線形デエンファシス回路に用いられる特許請求の
   範囲第４項ないし第７項のいずれかに記載のビデオ信号
   の雑音減少回路装置。