JPH0115229B2

JPH0115229B2 -

Info

Publication number: JPH0115229B2
Application number: JP58229348A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Fukuda
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1983-12-05
Filing date: 1983-12-05
Publication date: 1989-03-16
Also published as: JPS60121885A; US4571613A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は映像信号の雑音低減回路に係り、特に
くし形フイルタを用いた雑音低減回路とくし形フ
イルタを用いない雑音低減回路とを夫々縦続接続
して、入力映像信号中の雑音を垂直方向及び水平
方向に夫々低減することにより、画質のより良好
な改善を行なう雑音低減回路に関する。

従来技術従来より、例えばヘリカルスキヤンニング方式
磁気記録再生装置（VTR）の輝度信号再生系に
FM復調後の再生輝度信号中の雑音を低減するた
めの雑音低減回路が設けられていた。第１図は、
従来回路の一例のブロツク系統図を示す。同図
中、入力端子１に入来した映像信号、例えば磁気
テープから再生され、FM復調器で復調して得ら
れた再生輝度信号は、高域フイルタ２に供給さ
れ、ここで例えば1MHz以上の周波数成分のみが
取り出された後、リミツタ３及び係数回路４を
夫々通して減算回路５に供給される。減算回路５
は入力端子１よりの映像信号（再生輝度信号）か
ら係数回路４の出力信号を減算する。ここで、視
覚的に目につき易い雑音は、一般に高域周波数成
分の低レベルのところに集中するので、減算回路
５からは視覚的に目につき易い雑音が低減された
映像信号が取り出され、出力端子６へ出力され
る。

発明が解決しようとする問題点しかるに、第１図に示した従来回路は、入力端
子１に第２図Ａに示す如く、エツジを有する映像
信号が入来した場合は、高域フイルタ２の出力信
号が同図Ｂに示す如くになり、よつてリミツタ３
の出力信号が同図Ｃに示す如く、振幅制限された
期間のノイズが除去されて取り出されるため、出
力端子６へ出力される映像信号は同図Ｄに示す如
く、エツジ部分のノイズ（エツジノイズ）が残つ
たままとなつてしまうという問題点があつた。

また、第２図Ａに示す如きエツジを有する再生
映像信号が入力端子１に入来した場合の出力映像
信号は第２図Ｄにｄで示す如く、エツジ波形の肩
の部分が欠落したような波形となり、よつて第１
図に示した従来回路はパルス特性が悪いという問
題点があつた。

特に家庭用VTRでトラツク幅を狭小にして長
時間の記録再生を行なう長時間モードでは、標準
モードに比し、トラツク幅が狭く、テープ・ヘツ
ド間相対線速度も遅いなどの理由から、再生映像
信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪く、また隣
接トラツクからのクロストークが大で、再生画で
エツジノイズが目立つため、上記の第１図の従来
回路ではエツジ部分におけるＳ／Ｎ比の十分な改
善効果を期待できなかつた。

また、家庭用VTRでは1MHz程度以下の低周波
数帯域においても雑音分布が多く、第１図に示し
た従来回路は高域フイルタ２の遮断周波数以上の
雑音の低減にのみ効果があり、エツジ以外の部分
でも上記の低域の雑音低減効果が期待できなかつ
た。

そこで、本発明はレベル（レベル変化）及び周
波数に応じて周波数特性が異なる帰還型くし形フ
イルタを上記従来回路の前段に縦続接続すること
により、上記の諸問題点を解決した映像信号の雑
音低減回路を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明は、入力映像信号を１又は２水平走査期
間遅延する遅延回路と、該遅延回路より取り出さ
れた映像信号と上記入力映像信号とを夫々加算又
は減算する演算回路と、該演算回路の出力信号が
供給される第１の高域又は帯域フイルタと、該フ
イルタの出力信号を振幅制限する第１のリミツタ
と、該第１のリミツタの出力信号に一定の係数を
乗算して得た信号を該遅延回路の入力側へ帰還印
加する第１の係数回路と、該演算回路の出力信号
を第２の高域又は帯域フイルタ、第２のリミツタ
及び第２の係数回路を夫々順次通して得た信号と
該演算回路の出力信号とを夫々減算回路により減
算する信号処理回路とより構成したものであり、
以下その一実施例について第３図以下の図面と共
に説明する。

実施例第３図は本発明になる映像信号の雑音低減回路
の一実施例のブロツク系統図を示す。同図中、入
力端子７に入来した映像信号（例えば記録媒体か
ら再生されたFM輝度信号をFM復調し、更にデ
イエンフアシス回路等を通して得られた再生輝度
信号）は、加算器８及び1H遅延回路９を夫々通
して加算回路１０に供給される一方、直接に加算
回路１０に供給される。加算回路１０より取り出
された映像信号は第４図に示す如くコンデンサＣ
及び抵抗Ｒよりなる高域フイルタ１１に供給さ
れ、ここで遮断周波数f₁以下の低周波数成分が減
衰され、かつ、高周波数成分が波された後、第
５図に示す如き入出力特性を有するリミツタ１２
により振幅制限され、更に係数回路１３に供給さ
れ、ここで所定の係数ｋと乗算される。係数回路
１３の出力信号は加算回路８に供給され、ここで
入力映像信号と加算された後1H遅延回路９に供
給される。

すなわち、加算回路８，１０、1H遅延回路９、
高域フイルタ１１、リミツタ１２及び係数回路１
３は、1H遅延回路９の出力映像信号がその入力
側に帰還される帰還型くし形フイルタを構成して
おり、加算回路１０からは、水平走査周波数をf_H
とするとf_H／２の偶数倍の周波数を通過域とし、
かつf_H／２の奇数倍の周波数を減衰域とする周波
数特性が付与された映像信号が取り出される。ま
た、本実施例によれば、1H遅延回路９の出力側
から入力側に到る、係数回路１３を有する帰還路
中に、高域フイルタ１１が設けられているので、
高周波数成分の帰還率が大となり、実質的に高周
波数成分に対する係数ｋの値が、低周波数成分に
対する係数ｋの値に比し大となる。ただし、これ
はリミツタ１２のリミツテイングレベル以下の低
レベルの映像信号がリミツタ１２に入力されるよ
うな場合であつて、入力映像信号がリミツタ１２
の入力端においてそのリミツテイングレベルを越
えるような大レレベルの場合は、係数回路１３の
出力信号レベルに比し相対的に入力端子７よりの
入力映像信号レベルが十分に大であるため、帰還
路を有しないくし形フイルタと略同一の周波数特
性が得られる。このため、同一の帰還係数を持
つ、リミツタのない一般的な帰還型くし形フイル
タと比較し、著しく大レベルでの垂直方向のパル
ス特性と解像度を改善することができる。

従つて、加算回路１０の出力端における周波数
特性、すなわち回路８〜１３よりなる帰還型くし
形フイルタの周波数特性は、第６図Ａに示す如く
になる。第６図Ａにおいて、入力映像信号がリミ
ツタ１２の入力端においてそのリミツテイングレ
ベル以下の低レベルの場合は、実線で示す如き周
波数特性となり、高域フイルタ１１により高周波
数帯域の通過特性が、低周波数帯域の通過特性に
くらべて急峻であり、また各通過域でのピークレ
ベルを結んだ、破線ａで示すエンベロープ特性
は周波数f₁以上と周波数f₂以下の周波数帯域で
夫々平坦となり、かつ、周波数f₁とf₂との間では
−6dB／octの傾斜特性となる。

このエンベーロープ特性ａについて更に説明
するに、1H遅延回路９の増幅度を１、係数回路
１３の係数をｋ（ただし、１＞ｋ＞０）、高域フイ
ルタ１１による帰還率をβとし、また入力端子７
の入力信号電圧をei、加算回路１０の出力信号電
圧をeoとすると、eoは（ei＋ｋ・β・eo）＋eiで
表わされるから、この帰還型くし形フイルタの伝
達関数は次式で示す如くになる（ただし、扱う信
号は完全にライン相関性があるものとする）。

eo／ei＝２／１−ｋ・β (1) ここで、高域フイルタ１１はコンデンサＣと抵
抗Ｒとよりなり、Ｃ・Ｒ＝Ｔ、入力信号の角周波
数をωとすると、 β＝jωT／（１＋jωT） (2) となる。従つて、(2)式を(1)式に代入すると、 eo／ei＝２（１＋jωT）／１＋jω（１−ｋ）Ｔ(3) となる。

(3)式は帰還型くし形フイルタの周波数特性のエ
ンベロープ特性を示しており、（１−ｋ）Ｔで定
められる周波数f₁（＝１／｛2π（１−ｋ）CR｝）以
上の高周波数帯域で平坦となり、Ｔで定められる
周波数f₂（ただし、f₂＝１／（2πCR）で、f₂＜f₁）
以下の低周波数帯域で平坦となり、更にf₁からf₂
へ周波数が低くなるに従つて6dB／octで減衰す
る、第６図Ａに破線ａで示す如き周波数特性を
示す。なお、周波数f₁とf₂との間のレベル差は
20log｛１／（１−ｋ）｝〔dB〕で表わされる。一
例として、周波数f₁は800kHz、周波数f₂は1.6M
Hz、係数ｋは0.5である。

他方、高域フイルタ１１の出力信号のうち低周
波数の信号レベルもリミツタ１２のリミツテイン
グレベル以上となる極めて大レベルの映像信号入
力時には、この帰還型くし形フイルタは前記した
如く、帰還路を有しないくし形フイルタと同様
の、第６図Ａに破線ｃで示す如きエンベロープ
の周波数特性を示す。この場合、高周波数帯域に
おける通過特性は低周波数帯域における通過特性
と同時に比較的広い帯域を有することになる。ま
た、高域フイルタ１１の出力信号のうち高周波数
成分はリミツタ１２により振幅制限されるが低周
波数成分はリミツタ１２をそのまま通過するよう
な、比較的大レベルの映像信号入力時の、この帰
還型くし形フイルタの周波数特性は、そのエンベ
ロープが第６図Ａに一点鎖線ｂで示す如くにな
る。

このように、入力端子７に入来した映像信号
は、そのレベル及び周波数に応じて選択的に第６
図Ａに示す如き周波数特性を付与されて加算回路
１０より取り出され、減算回路１４に供給され、
ここで入力端子７よりの入力映像信号と減算され
る。加算回路１０の出力信号は入力映像信号（こ
こでは輝度信号）中の垂直相関性のある信号成分
からなるから、減算回路１４からは、入力映像信
号中に含まれている雑音と、垂直相関性のない信
号成分と、更に垂直相関性のある信号の一部（こ
れは加算回路１０の出力信号は第６図Ａに示す如
く、入力信号と周波数特性が異なるためである）
とからなる信号が取り出される。この減算回路１
４の出力信号はリミツタ１５に供給され、ここ
で、雑音のピーク・ツウ・ピーク値程度以上の大
振幅部分が振幅制限された後減算回路１６に供給
される。

減算回路１６は入力端子７よりの入力映像信号
からリミツタ１５の出力信号を差し引く動作を行
ない、これにより入力映像信号中の垂直方向の雑
音が低減された映像信号を出力する。減算回路１
４，１６及びリミツタ１５よりなる回路部は、入
力映像信号中の垂直相関のない信号成分は雑音レ
ベルよりも通常、大レベルであるから、雑音レベ
ルよりも大なる垂直相関のない信号成分を入力映
像信号から減算しないようにすることにより、垂
直解像度の劣化をできるだけ少なくするための回
路部である。しかし、本発明はこの回路部がなく
とも原理的にはかまわない。

減算回路１６より画面垂直方向の雑音が低減さ
れて取り出された映像信号は、信号処理回路１７
内の高域フイルタ１８及び減算回路２１に夫々供
給される。信号処理回路１７は高域フイルタ１
８、リミツタ１９、係数回路２０及び減算回路２
１からなり、第１図に示した従来の雑音低減回路
と同一構成である。高域フイルタ１８は高域フイ
ルタ１１と同様に第４図に示す如き構成とされて
おり、遮断周波数がf₂′に選択されている（一般
的にはf₂′＝f₂）。また、リミツタ１９、係数回路
２０は、リミツタ１２、係数回路１３と同様の構
成とされている。ただし、目的に応じて、高域フ
イルタ１８の時定数、リミツタ１９のリミツテイ
ングレベル、係数回路２０の係数は変えることも
可能である。この信号処理回路１７自体の周波数
特性は、高域フイルタ１８の入力映像信号がリミ
ツタ１９で振幅制限されることなく出力されるよ
うな低振幅（低レベル）であるときは、係数回路
２０の係数は１未満の値であるから第６図Ｂに破
線ａで示す如く、周波数f₁′（一般的にはf₁′＝f₁）
以上の高周波数帯と周波数f₂′以下の低周波数帯
で夫々平坦で、周波数f₁′とf₂′との間の周波数帯
では−6dB／octの傾斜を有する高域減衰特性と
なり、前記周波数特性のエンベロープ特性ａと
相補的な特性となる。

高域フイルタ１８の入力映像信号の振幅が大に
なるにつれて、信号処理回路１７の周波数特性は
第６図Ｂにａ→ｂ→ｃ→ｄで示す如くに
変化する。従つて、この信号処理回路１７は低レ
ベルの映像信号の雑音を低減する動作を行なう
が、垂直相関の有無に全く関係なく、高周波数の
雑音を低減することができる。信号処理回路１７
内の減算回路２１より取り出された映像信号は出
力端子２２に出力される。

第３図に示す雑音低減回路の総合周波数特性
は、第６図Ａ，Ｂに示した各周波数特性の和の周
波数特性であるから、入力端子７に入来する入力
映像信号のレベルがリミツタ１２，１９をそのま
ま通過するような低レベルであるときは、同図Ｃ
に実線で示す如くくし歯状の特性になり、そのエ
ンベロープ特性は同図Ａ，Ｂのａ、ａとの和
であり、同図Ｃに破線ａで示す如く、全周波数
帯域に亘つて略平坦となる。第６図Ｃに実線で示
す周波数特性は、f_H／２の隅数倍の周波数が通過
域で、かつ、f_H／２の奇数倍の周波数が減衰域で
あり、また周波数f₁以上の高周波数帯での通過特
性が周波数f₁以下の低周波数帯での通過特性に比
し、急峻であり、更に各通過域周波数でのピーク
レベルを結んだエンベロープが破線ａで示す如
く略平坦である周波数特性である。

また、入力端子７に入来する映像信号レベルが
大になるに従つて、本実施例の総合周波数特性の
各通過周波数のピークレベルを結んだエンベロー
プが、第６図Ｃに一点鎖線ｂ→破線ｃに示す
如く漸次変化し、また、周波数f₁以上の高周波数
帯での各通過特性の帯域が漸次広くなり、最終的
に周波数f₁以下の低周波数帯での通過特性と同様
になる。ただし、上記の総合周波数特性はは、入
力映像信号のレベルに関係なく、常にf_H／２の偶
数倍の周波数が通過域で、f_H／２の奇数倍の周波
数が減衰域である。

なお、前記周波数f₁′を前記周波数f₁よりも高い
周波数に選定した場合は、信号処理回路１７の周
波数特性は第１０図Ｂに示す如くになる。一方、
帰還型くし形フイルタの周波数特性は第１０図Ａ
に示す如く、第６図Ａと同一の周波数特性である
から、結局、この場合の総合周波数特性は第１０
図Ｃに示す如くになる。

本実施例によれば、入力端子７に立上りが急峻
なパルス状の映像信号が入来した場合、加算回路
１０の出力信号波形は第７図Ａに実線で示す如く
になり、本来破線a₁で示す如くになるべき波形部
分が実線a₂で示す如くになる。一方、同じパルス
状の映像信号を信号処理回路１７に供給すると、
減算回路２１の出力信号波形は第８図Ａに実線で
示す如くになり、本来破線a₃で示す如き波形の肩
の部分が、実線a₄で示す如く落ち込んだような波
形となる。しかして、本実施例は、上記の帰還型
くし形フイルタと信号処理回路１７とを夫々縦続
接続した構成であるため、出力端子２２には第９
図Ａに示す如く、波形の肩の部分がa₅で示す如く
略平坦で、入力映像信号と略同一の波形の映像信
号が取り出される。従つて、本実施例によればパ
ルス特性が改善される。

また、入力端子７より階段波を入力した場合の
加算回路１０の出力信号波形は第７図Ｂに示す如
く、オーバーシユート部分を有するような波形と
なり、同じ階段波を信号処理回路１７に供給した
場合の減算回路２１の出力信号波形は第８図Ｂに
示す如くになる。従つて、本実施例によれば、上
記の段階波が入来した場合は、出力端子２２には
第９図Ｂに示す如く、原信号波形と略同一の段階
波が取り出される。

本実施例によれば、大レベルの映像信号入力時
はリミツタ１２により帰還路が閉じられた状態と
なり、くし歯状の各通過特性の帯域が広くされ、
また、信号処理回路１７は高域フイルタ１８から
減算回路２１の入力端に到る伝送路が無いときと
同様の平坦な周波数特性を有するから、画面水平
方向及び垂直方向の夫々のパルス特性が改善さ
れ、また、小レベルの映像信号入力時には周波数
特性の劣化少なくＳ／Ｎ比を改善することができ
る。更に、回路１７の雑音低減回路では低減しき
れない雑音（残留ノイズ）を高域で等価的に大き
く抑圧できるので、画面横方向に画像が尾を引い
て見えるような現象を目立たなくすることができ
る。

なお、帰還型くし形フイルタの入力段に信号処
理回路１７を縦続接続することも考えられるが、
1H遅延回路９は一般にCCD（チヤージ・カツプル
ド・デバイス）とそのクロツク発生器等よりな
り、その出力段にはクロツクもれなどの雑音が発
生するおそれがあり、また帰還型くし形フイルタ
では垂直相関性のない信号成分に対して画質を劣
化させるが、上記の接続順序ではこれらを信号処
理回路１７で吸収することができないので、実施
例の接続順序の方が望ましい。

応用例本発明は上記の各実施例に限定されるものでは
なく、例えば入力端子７に入来する映像信号の帯
域は一定の制限があるから、上限遮断周波数を入
力映像信号の最高周波数程度に選定された帯域フ
イルタを使用してもよい。

更に入力映像信号としては輝度信号の他に、色
差信号や搬送色信号でもよい。ただし、搬送色信
号の場合は色副搬送波周波数を中心周波数として
±Δfなる周波数範囲において色副搬送波周波数
に対して対称的な周波数特性を付与する回路（例
えば帯域フイルタ）を、高域フイルタ１１の代り
に使用する必要がある。高域フイルタ１１を使用
すると、出力搬送色信号が色副搬送波周波数に対
して非対称となるからである。また、本発明回路
を搬送色信号に対して適用するときは、加算回路
１０の代りに減算回路を使用する必要がある。

更に本発明はPAL方式やSECAM方式カラー映
像信号中の輝度信号は勿論のこと、PAL方式の
搬送色信号にも適用することができる。この場
合、1H遅延回路の代りに2H遅延回路を使用する
こともできる。また、信号処理回路１７の周波数
特性における変曲点の周波数f₁′、f₂′は帰還型く
し形フイルタのそれと必ずしも一致させる必要は
なく、自由に選定し得る。

効果上述の如く、本発明によれば、帰還型くし形フ
イルタと信号処理回路とを夫々縦続接続し、また
それらの帰還路や非帰還路にリミツタ及びフイル
タ回路を設けたので、入力映像信号の周波数及び
振幅（レベル）の夫々に応じて、小レベルの映像
信号入力時には高域において大なるＳ／Ｎ比の改
善量を得ることができると共に、特にVTRで目
立つ低周波数帯域での雑音を、垂直解像度をあま
り劣化させない程度に改善することができ、また
雑音よりも十分大なるレベルの映像信号入力時に
は、帰還路を有しないくし形フイルタの周波数特
性と同様の周波数特性を付与して映像信号を出力
するようにしたので、垂直解像度の劣化の少ない
映像信号を出力でき、小レベル映像信号入力時と
同じ雑音低減動作を行なつた場合に比し画質の良
い映像信号を出力することができ、また垂直相関
性のあるエツジノイズを低減することができ、ま
たパルス特性を改善することができ、更に低減し
きれない雑音はくし形フイルタにより高域で大き
く抑圧されるので、画面横方向に画像が尾を引い
て見えるような現象を目立たなくすることがで
き、また更に小レベルの映像信号入力時における
高域のＳ／Ｎ比改善は、帰還型くし形フイルタで
かなり得られるので、その場合の信号処理回路の
高域減衰量をそれほど大きくとらなくてもよく、
これにより小レベルの映像信号入力時における周
波数特性を改善できるので、再生画像の輪郭など
をより鮮明に再現させることができる等の数々の
特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来回路の一例を示すブロツク系統
図、第２図Ａ〜Ｄは夫々第１図図示ブロツク系統
の動作説明用信号波形図、第３図は本発明回路の
一実施例を示すブロツク系統図、第４図は第３図
中の高域フイルタの一例の回路図、第５図は第３
図中のリミツタの一例の入出力特性図、第６図Ａ
〜Ｃ及び第１０図Ａ〜Ｃは夫々第３図図示ブロツ
ク系統中の各部と総合の周波数特性を示す図、第
７図Ａ、第８図Ａ及び第９図Ａは夫々第３図図示
ブロツク系統中の立上り信号入力時の各部の信号
波形図、第７図Ｂ、第８図Ｂ及び第９図Ｂは夫々
第３図図示ブロツク系統中の段階波入力時の各部
の信号波形図である。１，７……映像信号入力端子、２，１１，１８
……高域フイルタ、３，１２，１５，１９……リ
ミツタ、４，１３，２０……係数回路、５，１
４，１６，２１……減算回路、８，１０……加算
回路、９……1H遅延回路、１７……信号処理回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力映像信号を１又は２水平走査期間遅延す
る遅延回路と、該遅延回路より取り出された映像
信号と上記入力映像信号とを夫々加算又は減算す
る演算回路と、該演算回路の出力信号が供給され
る第１の高域又は帯域フイルタと、該フイルタの
出力信号を振幅制限する第１のリミツタと、該第
１のリミツタの出力信号に一定の係数を乗算して
得た信号を該遅延回路の入力側へ帰還印加する第
１の係数回路と、該演算回路の出力信号を第２の
高域又は帯域フイルタ、第２のリミツタ及び第２
の係数回路を夫々順次通して得た信号と該演算回
路の出力信号とを夫々減算回路により減算する信
号処理回路とよりなり、該減算回路より雑音の低
減された映像信号を出力するよう構成したことを
特徴とする映像信号の雑音低減回路。