KR840001994B1 - Noise reduction system - Google Patents

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Abstract

A noise reduction system consists of a signal compressor that provides a first signal component having a linear dynamic range and also provides the second signal component, whose signal level is less than 0.1 times the first one by the linear limiter for a high signal component having a linear dynamic range and the fourth signal component, whose signal level is less than 0.1 times the third one by the linear limiter for a high signal level.

Description

잡음 저감 방식Noise reduction

제1도는 압축기의 블록 다이어그램1 is a block diagram of a compressor

제2도는 신장기의 블록 다이어그램2 is a block diagram of the expander

본 발명은 신호를 전송 또는 녹음(녹화)하기 이전에 그 신호의 진폭변동(범위다이너믹 레인지)를 압축하고 또는 재생후에 신호의 진폭 변동 범위를 신장하는 형태의 잡음 저감 방식에 관한 것이다. 종래의 방식에서는 압축 특성과의 사이에 완전한 상보(相補) 관계를 실현하기가 어려웠으므로 왜곡 또는 바람직하지 못한 동적효과가 수반되었었다.The present invention relates to a noise reduction scheme in the form of compressing the amplitude variation (range dynamic range) of the signal before transmitting or recording (recording) the signal or extending the amplitude variation range of the signal after reproduction. In the conventional method, it was difficult to realize a perfect complementary relationship with the compression characteristics, and thus accompanied distortion or undesirable dynamic effects.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems.

본 발명은 신호를 전송 또는 녹음(녹화)하기 이전에 그 신호의 진폭 변동범위를 압축하고 수신 또는 재생후의 신호의 진폭변동 범위를 신장케하는 잡음 저감 방식으로서, 압축기에 있어서 압축기의 입력신호의 진폭 변동 범위를 갖는 제1채널의 제1신호 성분은 압축기의 제2채널에서 얻어지는 제2신호성분, 즉 상당한 신호증대가 저입력 신호 레벨에서만 일어나고 고입력 신호 레벨에서는 이 제2성분이 제1성분 레벨의 0.1배이하 레벨로 한정되도록 제한되어 있는 제2신호 성분이 증대됨에 따라 압축되고, 신장기The present invention is a noise reduction method that compresses the amplitude fluctuation range of a signal before transmitting or recording (recording) and extends the amplitude fluctuation range of the signal after reception or reproduction. The first signal component of the first channel having the variation range is the second signal component obtained from the second channel of the compressor, i.e., a significant signal increase occurs only at the low input signal level and at the high input signal level this second component is the first component level. The second signal component, which is limited to a level less than 0.1 times of, is compressed as it is increased, and the expander

본 발명은 일반적 전기신호에 대한 응용이 가능하며, 오디오 신호 및 비데오 신호의 경우 특히 유효하게 사용된다. 간단히 하기 위하여 본 발명의 단 하나의 실시예, 즉 비데오 신호에 관한 실시예를 설명하겠다.The present invention is applicable to general electric signals, and is particularly effective for audio signals and video signals. For simplicity, only one embodiment of the present invention will be described, i.e., an embodiment of a video signal.

이하 예로서 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명하겠다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings as examples.

제1도에는 흑백 TV의 비데오 신호 압축기가 도시되어 있고, 이 압축기내에서 제1채널 18의 신호는 각각 100KC에서 1MC까지 또한 1MC에서 4MC까지의 잡음을 저감하기(신장기와 협동해서) 위해 설치된 2개의 채널 9 및 11의 출력과 회로 20에서 합해진다. 100KC에서 1MC까지 또한 1MC에서 4MC까지의 범위는 보통 TV비데오 신호에서 필요로하는 범위와 대략 일치한다. 채널 9 및 11의 출력은 가산기 20으로 공급되기전에 가산기 19에서 합해진다. 이제 10데시벨의 잡음 저감을 달성해야 될 경우에 대해 생각해보자. 증폭기 13은 입력신호를 6.7 데시벨(2.16배)만 증폭한다. 감쇠기 16은 두개의 채널 9 및 11의 이득을 필요에 따라서 조정하다. 각 채널은 필터(대응된 대역을 선택함)와 리미터로 결합된 10, 12를 함유하며, 이 두개의 제2채널의 출력은 입력신호의 최대 레벨 예를들면 1HM의 1%보다 커지지 않게한다. 입력신호의 진폭을 저레벨Figure 1 shows a video signal compressor of a black and white television, in which the signals of the first channel 18 are each installed in cooperation with the extension to reduce noise from 100KC to 1MC and 1MC to 4MC, respectively. In the circuit 20 with the output of the two channels 9 and 11. The range from 100KC to 1MC and also from 1MC to 4MC roughly matches the range needed for a normal TV video signal. The outputs of channels 9 and 11 are summed in adder 19 before being fed to adder 20. Now consider the case where you need to achieve a noise reduction of 10 decibels. Amplifier 13 amplifies the input signal only 6.7 decibels (2.16 times). Attenuator 16 adjusts the gain of the two channels 9 and 11 as needed. Each channel contains 10, 12 combined with a filter (selecting a corresponding band) and a limiter, and the output of these two second channels ensures that the maximum level of the input signal, eg 1% of 1 HM, is not greater. Low level of input signal amplitude

제2도에 도시되어 있는 신장기는 2개의 신호로 9 및 11이 감산장치 21의 출력 및 입력간에 접속되어 있어서, 신호는 먼저의 크기로 회복된다. 제1도의 신호로 9 및 11도 같은 구성을 가진다. 또 다른 방법으로는 단 하나의 유니트를 만들어, 이 유니트를 필요에 따라서 압축기 또는 신장기 어는 쪽인가에 변경하기 위한 절환용 접속선에 설치할 수도 있다.The expander shown in FIG. 2 has two signals 9 and 11 connected between the output and the input of the subtractor 21, so that the signal is restored to the first magnitude. 9 and 11 have the same configuration as the signal of FIG. Alternatively, a single unit can be made and installed in the connecting line for switching the compressor or the extension gear as necessary.

신장기의 출력을 Z로 표시하기로 한다. 저 신호 레벨에서는 3.16L의 진폭을 가지는 신호가 신장기의 입력에 가해지므로 다음식을 얻을 수 있다.The output of the expander is denoted by Z. At a low signal level, a signal with an amplitude of 3.16 L is applied to the input of the expander so that

3.16L-2.16Z=Z3.16L-2.16Z = Z

따라서 Z=L이다.Therefore Z = L.

고신호 레벨에서는 H=0.01HM(≒H)의 진폭을 가진 신호가 신장기의 증폭기 13의 입력에 가해진다. 이때에 이 증폭기 출력의 진폭은 2.16H이다. 그러나 결합된 필At the high signal level, a signal with an amplitude of H = 0.01 HM (kHz) is applied to the input of amplifier 13 of the expander. At this time, the amplitude of this amplifier output is 2.16H. But combined Phil

상기한 것에서도 알수 있는 바와같이 저신호 레벨에서 신장기의 입력의 진폭은 저레벨 신호가 높은 주파수의 것이던가 낮은 주파수의 것이던가에 관계없이 3.16분의 1로 감소된다. 따라서 잡음(이것은 신장기의 입력신호이고, 압축기에서 전송된 신호이외의 높은 주파수를 가진 신호이다)의 진폭도 3.16분의 1로 감소된다. 이것은 10데시벨의 잡음 저감이 신장기에서 달성된다는 것을 의미한다. 이와같이 하므로 입상의 화상을 생기게하는 저신호 레벨의 높은 주파수의 잡음은 감쇠된다. 신장기의 입력에 공급된 높은 주파수의 신호가 어느정도 높은 신호 레벨에 있을때에 잡음은 감쇠되지 않을 것이다. 그러나 그와 같은 잡음의 진폭은 압축기에서 전송된 높은 주파수의 신호의 진폭보다는 작은 것이 보통이므로 그와같은 잡음은 높은 주파수의 신호성분에 따라 표시되는 화상의 상세한 부분에 의해서 마스킹되어 버리기 때문에 눈으로는 감지되지 않는다.As can be seen, the amplitude of the input of the expander at low signal level is reduced to one-third of 3.16 regardless of whether the low level signal is of high or low frequency. Therefore, the amplitude of the noise (this is the input signal of the expander and a signal with a higher frequency than the signal transmitted from the compressor) is also reduced to one third of 3.16. This means that noise reduction of 10 decibels is achieved in the stretcher. This attenuates the high frequency noise of the low signal level which produces an image of granularity. The noise will not be attenuated when the high frequency signal supplied to the input of the expander is at a somewhat higher signal level. However, since the amplitude of such noise is usually less than the amplitude of the high frequency signal transmitted from the compressor, such noise is visually masked by the details of the image displayed by the high frequency signal component. Not detected.

다음 설명할 오디오 시스템에 대해서도 같은 마스킹 효과가 만족하게 얻어지며 감지될 잡음은 제거된다. 2개의 제2신호로 9 및 11은 제1도 및 제2도의 신장기 및 압축기의 예에서 표시된, 가령 100KC에서 4MC까지의 전 대역에 대해서 단 하나만의 신호로가 사용되었다고 가정하면 1MC까지의 고진폭의 신호는 때때로 1MC보다 높은 잡음의 저감을 방해해 버릴 것이다.For the audio system described below, the same masking effect is obtained satisfactorily and the noise to be detected is removed. Two second signals, 9 and 11, are shown in the examples of the expanders and compressors of FIGS. 1 and 2, for example, assuming that only one signal is used for the entire band from 100KC to 4MC. Signal will sometimes hinder the reduction of noise higher than 1MC.

압출기의 입력신호를 X, 전송 또는 녹음된 신호를 Y, 신장기의 출력신호를 Z로 하면,When the input signal of the extruder is X, the transmitted or recorded signal is Y and the output signal of the extruder is Z,

Y=(1+F1)XY = (1 + F 1 ) X

Z=Y-F2Z

Figure kpo00001
Z = YF 2 Z
Figure kpo00001

이고 여기에서 F1은 압축기의 제2채널의 전송 특성을, F2는 신장기의 제2채널의 전송 특성을 표시한다. 따라서Where F 1 denotes the transmission characteristic of the second channel of the compressor and F 2 denotes the transmission characteristic of the second channel of the expander. therefore

Figure kpo00002
Figure kpo00002

이고 F1=F2이면And F 1 = F 2

요구한 Z=X가 얻어진다.The required Z = X is obtained.

그러나 압축기 전체가 궤환 루우프내에 함유되었다고 가정할 경우 요구되는 높은 증폭도를 필요로하지 않고도 이 결과를 얻을 수 있다는 것에 주목해야 된다. Z=X이지만, 수신과정 또는 녹음 재생과정에서 유입되는 잡음은 저신호 레벨에서는 상당히 큰 감쇠, 예를 들면 10대시벨의 잡음 저감을 받는 것같이 하는 것에 의해서 신장기만으로도 저감될 수 있다. 전송 특성 F1은 저신호레벨에서는 실질상 승산기(棄算器)이고, 높은 레벨로 향할수록 감소하므로 그 결과 제2채널의 출력은 높은 레벨에서는 실제로 일정하던가, 혹은 출력을 X에 대해서 감소 함수로도 될 수 있다.However, it should be noted that assuming that the entire compressor is contained within the feedback loop, this result can be obtained without the need for the high degree of amplification required. Although Z = X, the noise introduced during the reception or recording and playback process can be reduced by the stretcher alone, such as by a significant attenuation at low signal levels, for example, a noise reduction of 10 dB. The transmission characteristic F 1 is actually a multiplier at low signal levels and decreases toward higher levels, so that the output of the second channel is actually constant at high levels, or the output is reduced as a function of X. Can also be.

고입력 레벨신호에서 F1및 F2는 단위에 있어서 적어도 0.1정도 작으므로 그와같은 레벨에서 압축기 또는 신장기의 출력은 각각 압축기 또는 신장기의 입력신호 레벨과 실제적으로 같다.In a high input level signal, F 1 and F 2 are at least 0.1 small in units, so at such a level the output of the compressor or expander is substantially equal to the input signal level of the compressor or expander, respectively.

Claims (1)

신호를 전송 또는 녹음(녹화)하기 전에 그 신호의 다이너에 레인지를 신장하는 잡음 저감방식에 있어서, 압축기가 입력신호의 진폭 변동 범위에 직선적으로 관계되어 있는 진폭 변동 범위를 갖는 제1신호 성분을 출력하는 제1회로부와, 저입력 신. 레벨에서는 상당한 레벨증대가 일어나고 고입력 신호레벨에서는 상기 제1신호 성분 레벨의 약 0.1배이하의 레벨로 되도록 선형 리미터에 의해 제한되는 제2신호 성분을 출력하는제회로부로 구성되고, 신장기는 입력신호의 진폭변동 범위에 직선적으로 관계되어 있는 진폭변동 범위를 갖는 제3신호 성분을 출력하는 제1회로부와, 저입력 신호 레벨에서만 상당한 레벨 축소가 일어나고 고입력 신호레벨에서는 제3신호 성분 레벨의 약 0.1배이하의 레벨로 되도록 선형 리미터에 의해 제한되는 제4신호 성분을 출력하고, 상기 압축기와 동일한 제2회로부 또는 거의 같은 구성을 가진 제2회로부로 구성됨을 특징으로하는 잡음 저감 방식.In a noise reduction method in which a range is extended to a diner of a signal before transmission or recording (recording) of a signal, the compressor outputs a first signal component having an amplitude variation range linearly related to the amplitude variation range of the input signal. 1st circuit part and low input scene which do. The leveling unit is configured to output a second signal component limited by the linear limiter so that a significant level increase occurs at the level and at a high input signal level, the level is about 0.1 times or less of the first signal component level. A first circuit portion for outputting a third signal component having an amplitude variation range linearly related to the amplitude variation range of the signal, and a significant level reduction occurs only at the low input signal level, and about 0.1 of the third signal component level at the high input signal level Outputting a fourth signal component limited by the linear limiter so as to be a level less than two, and comprising a second circuit portion identical to the compressor or a second circuit portion having substantially the same configuration.
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