JPH02135877A - ゴースト除去装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ゴースト除去装置の改良に関するものである
。

〔従来の技術〕

テレビデョン受信機においては、送信アンテナから直接
到来する電波（希望波）と、建造物などから反射してく
る電波（反射波）が同時に受信アンテナで受信されると
、画面上で希望波による画像のほか、反射波による画像
がずれてゴーストとして現れる。

テレビ受信機にとってかかるゴーストは画質を劣化させ
る大きな要因であり、従来から種々の方法によってゴー
ストを除去、防止する対策が試みられてきた。その一つ
として、ケプストラム解析を取り入れたゴースト除去装
置が提案され特許出願（出願日昭和６３年９月２９日、
特願昭６３−２４２６７４号）されているので、以下、
これについて概略を説明する。

第３図はかかる既提案のゴースト除去装置の構成を示す
ブロック図である。同図において、５００は入力端子、
５０１はトランスバーサルフィルタ、５０２はＡ／Ｄ変
換回路、５０３は波形メモリ、５０４はケプストラム解
析回路、５０５は減算回路、５０６はタップ利得メモリ
、５０７はＤ／Ａ変換回路、５０８は出力端子である。

本ゴースト除去装置５１０では、入力端子より入力され
たビデオ信号は、トランスバーサルフィルタ５０１によ
りゴースト成分を軽減、除去された後、出力端子５０８
から出力される。

トランスバーサルフィルタ５０１の出力信号（ビデオ信
号）は、Ａ／Ｄ変換回路５０２で任意の期間ディジタル
信号に変換され、波形メモリ５０３に記憶される。波形
メモリ５０３に記憶された信号より、ケプストラム解析
回路５０４でゴーストのパラメータを求める。ｆＩｉ算
回路５０５で、求めたゴーストパラメータに対応するト
ランスバーサルフィルタ５０１中のタップの利得データ
をタップ利得メモリ５０６から読み出してこれの修正を
行い、修正後のタップ利得データをタップ利得メモリ５
０６に入力する。タップ利得メモリ５０６に記憶されて
いる各タップ利得データは、Ｄ／Ａ変換回路５０７によ
りアナログ信号に変換された後、トランスバーサルフィ
ルタ５０１中の対応したタップ増幅器のタップ利得調整
端子に供給され、ゴースト成分の軽減、除去を可能にす
る。

第４図は、第３図におけるケプストラム解析回路５０４
の一構成例を示すブロック図である。同図において、５
０３は入力端子、１００２．１００５はフーリエ変換回
路、１００３はパワースペクトル演算回路、１００４は
対数演算回路、１００６は加算平均回路、１００７はタ
ップ利得修正演算回路、５０５は出力端子である。

フーリエ変換回路１００２．パワースペクトル演算回路
１００３．対数演算回路１００４及びフーリエ変換回路
１００５を用いて、後述の（２）弐〜（４）式の演算を
行い、入力端子５０３より入力される信号のケプストラ
ムを求める。この動作を繰り返し行い、加算平均回路１
００６で求めたケプストラムの加算平均を求め、それに
従ってタップ利得修正演算回路１００７で検出したゴー
ストの遅延時間Ｔに相当するタップのタップ利得の修正
量を求め、出力端子５０５より出力する。

加算平均回路１００６は、ゴースト成分検出の対象とし
て、同期信号のような一定周期で繰り返し現われる信号
でなく、何時変化するかも知れない任意の絵柄画像信号
を用いた場合、ケプストラムの不要成分が出力されるが
、この不要成分は絵柄により異なる場所に発生して一種
のノイズとなるため、複数個のケプストラムの加算平均
を求め、不要成分を抑圧するために用いられるものであ
る。

ここで対数演算回路１００４の出力は、実関数かつ、偶
関数であるので、フーリエ変換回路１００５は、逆フー
リエ変換を行う回路であっても同様の結果を得ることが
できる。この場合のブロック図を改めて第５図に示す。

第５図では、フーリエ変換回路１００５の代りに逆フー
リエ変換回路１００５Ａが接続されている。

ここでケプストラム解析について若干説明しておく。

ある経路を通ってきた希望波としての信号Ｘ（ｔ）と、
別の経路を通ってきたｘ（ｔ）のｒ倍の大きさの信号（
反射波）がＴという時間差をもっである点に到達したと
き、その時間差Ｔを測定する方法を考える。これは、信
号ｘ（ｔ）に、それが反射率ｒの面で反射してＴという
時間遅れたものが混じった場合と考えてよいので両者が
混じった信号ｙ（ｔ）次のように表される。

ｙ（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋ｒ−ｘ（ｔ−Ｔ）　　　　−”−
Ｃ１）ｘ（ｔ）が継続時間の短いパルス状の信号であれ
ば遅延時間Ｔは波形に現れる二つのパルスの時間間隔と
して容易に求められるが、ｘ（ｔ）がビデオ信号のよう
な連続的な信号のときには、そうはいかない。しかし、
波形を形成する各周波数成分に注目すると、反射波は時
間遅れにもとづく周波数に比例する位相回転を受けてお
り、これが原波形と重なるので、重なり合った波の周波
数スペクトルは位相回転による周期的変化が生じていな
ければならない、従って観測信号ｙ（ｔ）の周波数スペ
クトルを調べれば、遅延時間Ｔがわかることになる。

そこで、式（１）の両辺のフーリエ変換を行うと、次式
が得られる。

Ｙ（ｆ）　＝Ｘ（ｆ）（１＋　ｒ　ｅｘｐ　（−ｊ　２
　ｘ　ｆ　Ｔ））・・・・・・（２） ここで、Ｙ（ｆ）　、　　Ｘ（ｆ）はそれぞれｙ（ｔ）
。

ｘ（ｔ）の周波数スペクトルである。これからｙ（ｔ）
のパワースペクトルを計算すると次のようになる。

Ｙ（ｆ）　　” ＝ｌＸ（ｆ）ｌ”（（１＋ｒ　　Ｃ０３（２πｆＴ））
”＋ｒ”　ｓｉｎ”　（２πｆ　Ｔ）　）＝ｌＸ（ｆ）
ｌ”（１＋ｒ”＋２ｒ　ｃｏｓ　（２πｆＴ））・・・
・・・（３） すなわち、ＩＹ（ｆ）ｌ”は、原信号のパワースペクト
ルＩＸ（ｆ）ｌ”の大きさを周波数軸に沿って周期１／
Ｔで波打たせた形になる。もし、ｒとＸ（ｆ）　＋　２
とが周波数によって変化しないならば、ＩＹ（ｆ）ｌ”
の周波数による変化の周期を測定することにより、Ｔが
求められる。しかし、この場合ＩＸ（ｆ）ｌ”は周波数
によって変化するかも知れない。

式（３）の右辺の第１項と第２項を分離すれば、第２項
には原信号ｘ（ｔ）が関係しないから、Ｔを求めること
ができる。この分離は、弐（３）の対数をとることによ
って可能である。すなわち、対数をとることにより、右
辺の積の形は次式のように和の形になる。

１ｏｇｌ　Ｙ（ｆ）ｌ”＝　Ｉｏｇｌ　Ｘ（ｆ）ｌ”＋
　ｌｏｇ　（１＋ｒ”＋２ｒ　ｃｏｓ　（２πｆＴ））
・・・・・・（４） そこで、この式（４）を見ると、右辺の第２項は周期関
数であり、第１項は信号源ｘ（ｔ）のパワースペクトル
であるから、式（４）で表される対数パワースペクトル
を周波数軸に沿っての波形と見なし、その波形のフーリ
エ変換を行えば、第２項のフーリエ変換が線スペクトル
になるのに対し、第１項のフーリエ変換はｘ（ｔ）のパ
ワースペクトルの形を表す別の形になる。すなわち、式
（４）のフーリエ変換を式で書くと、 Ｃ（ｑ）＝Ｆ（Ｉｏｇｌ　Ｙ（ｆ）ｌ　２）＝Ｆ（Ｉｏ
ｇｌ　Ｘ（ｆ）ｌ　”　）　＋Ｆ　（ｌｏｇ（１＋ｒ”
＋２　ｒ　ｃｏｓ（２ｘ　ｆＴ）　）　）・・・・・・
（５） となり、これは右辺第２項が１／Ｔを周期とする周期関
数のスペクトルである。

式（５）で定義されるＣ（９）は対数パワースペクトル
のフーリエ変換であり、この絶対値の２乗は対数パワー
スペクトルのパワースペクトルというべきものになるが
、時間関数のパワースペクトルではないから、これをス
ペクトルというわけにはいかないのでケプストラムとい
われている。

このようにして、テレビ信号のように希望波Ｘ（１）の
パワースペクトルＩＸ（ｆ）ｌ”が周波数によって変化
する場合についても、上記（３）式の対数をとった後、
周波数ｆについてフーリエ変換すると、上記の（５）式
が得られ該（５）式の右辺第２項が１／Ｔを周期とする
周期関数のスペクトルとなるため、反射波の遅延時間Ｔ
を求めることができる（以上詳しくは、城戸著「ディジ
タル信号処理入門」、丸首、ｐ、１５２〜ｐ、１５６参
照）。

このようにしてビデオ信号に含まれる絵柄情報のゴース
ト成分の遅延時間Ｔが求まれば、それによってゴースト
成分の除去ができる。

かかる既提案にかかるゴースト除去装置は、ゴースト成
分検出の対象となる信号としては、１定周期毎にしか現
われない同期信号に限らず、テレビジョン信号の任意の
信号（常時頻繁に出現する絵柄情報）を用いることがで
きるため、ゴースト成分の除去サイクルを速めることが
でき、結果としてゴースト成分除去に要する時間の大幅
な短縮を可能にするという利点をもっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のゴースト除去装置は、第４図や第５図か
ら分かるように、ケプストラム解析に際し、フーリエ変
換回路１００５又は逆フーリエ変換回路１００５Ａの出
力を加算平均回路１００６において加算平均していると
ころから、加算平均のためのデータとして仮に１００個
のデータを用いるものとすると、その前段のフーリエ変
換回路１００５又は逆フーリエ変換回路１００５Ａにお
いても１００回の変換動作を行わねばならず、変換処理
に時間を要するという問題があった。

本発明の目的は、かかる問題点を解決し、ケプストラム
解析を取り入れたゴースト除去装置において、ケプスト
ラム解析の際に必要となるフーリエ変換又はフーリエ逆
変換の所要回数を減らして変換処理に要する時間（ひい
てはゴースト除去に要する時間）を短縮することのでき
るゴースト除去装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明では、加算平均回路をフー
リエ変換又はフーリエ逆変換回路の前段に配置すること
にした。

〔作用〕

加算平均回路がフーリエ変換又はフーリエ逆変換回路の
前段に配置されるので、フーリエ変換又はフーリエ逆変
換回路は、加算平均をとった後の信号についてフーリエ
変換又はフーリエ逆変換を行えばよいので、仮に加算平
均をとるのに１００個のデータを用いたとしても、フー
リエ変換又はフーリエ逆変換回路自体は１回の変換です
み、従来に比較して変換処理に要する時間を大幅に短縮
することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の要部を示すブロック図であ
る。即ち本発明によるゴースト除去装置において用いる
ケプストラム解析回路の一例を同図は示している。

同図に授いて第４図、第５図におけるのと同じものには
同じ符号を付しである。第１図に示したケプストラム解
析回路５０４°を第４図、第５図に示したそれと比較す
ると、加算平均回路１００６がフーリエ変換又はフーリ
エ逆変換回路１００５（４００５Ａ）の前段に配置され
ている点で相違していることが認められるであろう。

従ってこれにより、仮に加算平均をとるのに１００個の
データを用いたとしても、フーリエ変換又はフーリエ逆
変換回路自体は１回の変換ですむので変換処理に要する
時間を大幅に短縮することができる。

第２図は本発明の他の実施例の要部を示すブロック図で
ある。即ち本発明によるゴースト除去装置において用い
るケプストラム解析回路の他の例を同図は示している。

同図において第１図におけるのと同じものには同じ符号
を付しである。第２図に示したケプストラム解析回路５
０４　”を第１図に示したそれと比較すると、加算平均
回路１００６が、フーリエ変換又はフーリエ逆変換回路
１００５（４００５Ａ）の前段にある対数変換回路１０
０４の更に前段に配置されている点で相違していること
が認められるであろう。

従ってこれにより、仮に加算平均をとるのに１００個の
データを用いたとしても、対数演算回路及びフーリエ変
換又はフーリエ逆変換回路自体はそれぞれ１回の処理を
行えばすむので処理に要する時間を更に大幅に短縮する
ことができる。

以下、第１図、第２図にそれぞれ示したケプストラム解
析回路について説明を付加する。

第４図で示したケプストラム解析回路５０４では、フー
リエ変換回路１００５で求めた複数個のケプストラムを
加算平均回路１００６で加算平均することにより不要成
分の抑圧を行っているわけである。しかし、フーリエ変
換の直線性より、第１図に示すケプストラム解析回路５
０４”のように、対数演算回路１００４の出力信号を加
算平均回路１００６で加算平均して得た信号をフーリエ
変換回路１００５でフーリエ変換しても全く同じケプス
トラムが得られる。

このことは、ケプストラム解析回路５０４を、マイクロ
コンピュータを用いてソフトウェアで構成した場合、第
４図に示すケプストラム解析回路５０４では、先にも述
べたようにフーリエ変換回路１００５でフーリエ変換す
る回数は、加算平均する回数（Ｎ回とする）必要である
が、第１図に示すケプストラム解析回路５０４゛では１
回でよいため、処理速度の大幅な改善が図れる。

第１図に示したケプストラム解析回路５０４゜において
、フーリエ変換回路１００５を逆フーリエ変換回路１０
０５Ａで置き換えても同様の効果が得られることはすで
に述べた通りである。

第１図に示したケプストラム解析回路５０４′では、加
算平均を対数演算回路１００４の後で行っているため、
ソフトウェアで処理を行う場合対数演算の回数として、
加算平均の回数（Ｎ回）と同じ回数だけ必要となる。第
２図に示すケプストラム解析回路５０４°゛は、対数演
算回路１００４の前で加算平均を行うものである。

次に、第１図と第２図にそれぞれ示したケプストラム解
析回路が同じ効果をもつことを示す。

第１図に示すケプストラム解析回路５０４゛における加
算平均回路１００６の出力信号は、前述の（３）式より
次のように表わされる。

＋２ｒ　　ｃｏｓ　　２πｆＴ）　　）＋２ｒ　　ｃｏ
ｓ　　２ｘｆＴ） ＋２　ｒ　　ｃｏｓ　　２ｘ　ＩＴ） ・・・・・・（６） 一方、第２図に示すケプストラム解析回路５０４”にお
ける対数演算回路１００４の出力信号は、＋２ｒ　　ｃ
ｏｓ　　２ｚｆＴ）） ＋ｒ”＋２　ｒ　　ｃｏｓ　　２πｆＴ）　　　　　　
　・・・・・・（７）となる。

したがって、上記（６）式では、パワースペクトルの画
像信号成分（ｌ　Ｘ（ｆ）ｌ”　）を相乗平均して、こ
れにより生じるケプストラムの不要成分を抑圧するが上
記（７）式のように、パワースペクトルの画像信号成分
（ＩＸ（ｆ）ｌ”）を相乗平均しても、これによって生
じるケプストラムの不要成分を抑圧することができる。

したがって、どちらの場合においても、最終的に得られ
るケプストラムは、上記（６）式及び（７）式の第２項
によるものとなり、ゴーストの検出が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、加算平均回路を
フーリエ変換又はフーリエ逆変換回路の前段に配置する
ので、フーリエ変換又はフーリエ逆変換回路は、加算平
均をとった後の信号についてフーリエ変換又はフーリエ
逆変換を行えばよいことになり、加算平均をとるのに仮
に１００個のデータを用いたとしても、フーリエ変換又
はフーリエ逆変換自体は１回の変換ですみ、従来に比較
して変換処理に要する時間（ひいてはゴースト除去に要
する時間）を大幅に短縮できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の一実施例の要部を示
すブロック図、第３図は従来のゴースト除去装置の構成
を示すブロック図、第４図、第５図はそれぞれ第３図に
おけるケプストラム解析回路の具体例を示すブロック図
、である。 符号の説明 ５０４’、５０４”・・・ケプストラム解析回路、１０
０２・・・フーリエ変換回路、１００３・・・パワース
ペクトル演算回路、１００４・・・対数演算回路、１０
０５・・・フーリエ変換回路、１００５Ａ・・・フーリ
エ逆変換回路、１００６・・・加算平均回路、１００７
・・・タップ利得修正量演算回路 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 第３ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビデオ信号を入力されて出力するトランスバーサル
   フィルタ（５０１）と、該フィルタに含まれる各タップ
   増幅器のタップ利得を記憶するタップ利得メモリ（５０
   ６）と、前記フィルタを通過したビデオ信号についてケ
   プストラム解析を施すことにより該ビデオ信号に含まれ
   る絵柄情報のゴースト成分のパラメータを検出するケプ
   ストラム解析手段（５０４）と、検出された前記パラメ
   ータに従って前記タップ利得メモリに記憶されているタ
   ップ利得データを修正する手段（５０５）と、修正され
   た該データに従って前記フィルタ内の各タップ増幅器の
   利得を制御することにより該フィルタを通過したビデオ
   信号からゴースト成分を除去する手段と、から成るゴー
   スト除去装置において、 前記ケプストラム解析手段が、入力される信号に対して
   フーリエ変換を行う第１のフーリエ変換回路（１００２
   ）と、該第１のフーリエ変換回路からのフーリエ変換さ
   れた出力信号を入力されてそのパワースペクトルを求め
   るパワースペクトル演算回路（１００３）と、該パワー
   スペクトル演算回路からのパワースペクトル信号に対数
   演算を施して出力する対数演算回路（１００４）と、該
   対数演算回路からの出力信号の加算平均をとって出力す
   る加算平均回路（１００６）と、該加算平均回路からの
   加算平均出力を入力されてフーリエ変換又は逆フーリエ
   変換を行う第２のフーリエ変換回路（１００５又は１０
   ０５Ａ）と、該第２のフーリエ変換回路からの出力を入
   力されて前記ビデオ信号に含まれる絵柄情報のゴースト
   成分のパラメータとしてのタップ利得修正量を演算して
   出力するタップ利得修正量演算回路（１００７）と、か
   ら成ることを特徴とするゴースト除去装置。 ２、請求項１に記載のゴースト除去装置において、入力
   される前記ビデオ信号が映像検波する前のＩＦ（中間周
   波信号）段階にあるビデオ信号であり、そのＩＦ段階に
   あるビデオ信号についてケプストラム解析を行ってゴー
   スト成分の除去を行うことを特徴とするゴースト除去装
   置。 ３、請求項１に記載のゴースト除去装置において、入力
   される前記ビデオ信号が、映像検波後のビデオ信号であ
   り、そのビデオ信号についてケプストラム解析を行って
   ゴースト成分の除去を行うことを特徴とするゴースト除
   去装置。 ４、ビデオ信号を入力されて出力するトランスバーサル
   フィルタ（５０１）と、該フィルタに含まれる各タップ
   増幅器のタップ利得を記憶するタップ利得メモリ（５０
   ６）と、前記フィルタを通過したビデオ信号についてケ
   プストラム解析を施すことにより該ビデオ信号に含まれ
   る絵柄情報のゴースト成分のパラメータを検出するケプ
   ストラム解析手段（５０４）と、検出された前記パラメ
   ータに従って前記タップ利得メモリに記憶されているタ
   ップ利得データを修正する手段（５０５）と、修正され
   た該データに従って前記フィルタ内の各タップ増幅器の
   利得を制御することにより該フィルタを通過したビデオ
   信号からゴースト成分を除去する手段と、から成るゴー
   スト除去装置において、 前記ケプストラム解析手段が、入力される信号に対して
   フーリエ変換を行う第１のフーリエ変換回路（１００２
   ）と、該第１のフーリエ変換回路からのフーリエ変換さ
   れた出力信号を入力されてそのパワースペクトルを求め
   るパワースペクトル演算回路（１００３）と、該パワー
   スペクトル演算回路からのパワースペクトル信号の加算
   平均をとって出力する加算平均回路（１００６）と、該
   加算平均回路からの加算平均出力に対数演算を施して出
   力する対数演算回路（１００４）と、該対数演算回路か
   らの出力信号を入力されてフーリエ変換又は逆フーリエ
   変換を行う第２のフーリエ変換回路（１００５又は１０
   ０５Ａ）と、該第２のフーリエ変換回路からの出力を入
   力されて前記ビデオ信号に含まれる絵柄情報のゴースト
   成分のパラメータとしてのタップ利得修正量を演算して
   出力するタップ利得修正演算回路（１００７）と、から
   成ることを特徴とするゴースト除去装置。 ５、請求項４に記載のゴースト除去装置において、入力
   される前記ビデオ信号が映像検波する前のＩＦ（中間周
   波信号）段階にあるビデオ信号であり、そのＩＦ段階に
   あるビデオ信号についてケプストラム解析を行ってゴー
   スト成分の除去を行うことを特徴とするゴースト除去装
   置。 ６、請求項４に記載のゴースト除去装置において、入力
   される前記ビデオ信号が、映像検波後のビデオ信号であ
   り、そのビデオ信号についてケプストラム解析を行って
   ゴースト成分の除去を行うことを特徴とするゴースト除
   去装置。