JPH0216076B2

JPH0216076B2 -

Info

Publication number: JPH0216076B2
Application number: JP56196046A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Hashimoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1990-04-16
Also published as: JPS5896473A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は磁気記録再生装置やビデオデイスク
装置等に応用して、記録・再生されたビデオ信号
に含まれる特定域の雑音信号成分を軽減する雑音
除去装置に関するものである。

従来の家庭用磁気記録再生装置においては使用
する周波数帯域に余裕があり、再生されたビデオ
信号の全周波数帯域にわたりノイズが含まれてい
ても、視覚的には高周波帯域のノイズが目立つ程
度であつた。このため従来高周波帯域のノイズの
除去を主目的として雑音除去が行なわれていた
が、近年家庭用磁気記録再生装置の小型化が進む
につれて高密度化や短波長域の使用等により、ノ
イズの成分も従来と異なり従来よりも低周波帯域
のノイズの除去が必要となつてきた。しかしなが
ら従来の雑音除去装置では低周波帯域のノイズを
除去しようとすると、高周波数成分を含む信号の
エツジ部分で雑音が除去されない部分の幅がその
低周波帯域に比例して広くなるという欠点があつ
た。すなわち、従来の雑音除去装置を具体的に説
明すると、第１図において、１はビデオ信号の入
力端子、２はビデオ信号から高域周波数成分を分
離する微分手段（これは低域を遮断する特定域の
高域を通過するフイルタ特性を持つものなら何で
も良い）、３は増幅器、４は振幅制限器、５は減
衰器、６は混合器、７は出力端子であつて、入力
端子であつて、入力端子１から入力されたビデオ
信号は微分手段２で高域周波数成分が分離され、
増幅器３で増幅され、振幅制限器４で一定振幅に
制限され、減衰器５で適当なレベルに減衰され
る。混合器６は前記入力端子１から入力されたビ
デオ信号と前記減衰器５の出力信号を互いに逆相
で混合し、出力端子７に雑音が軽減されたビデオ
信号を出力する。第２図は微分手段の具体回路で
あつて、８は微分手段の入力端子、９は容量、１
０は抵抗、１１は微分手段の出力端子であ、容量
９の容量値をC.抵抗１０の抵抗値をＲとすると微
分手段の伝達特性は、SRC／（SRC＋１）とな
る（Ｓはラプラス変換変数）。いま、微分手段２
の入力端子８に第３図ａに示すビデオ信号が入力
された場合、微分手段２の出力端子１１には第３
図ｂに示す信号が出力される。すなわち入力信号
がステツプ状に一定レベルだけ変化した時、変化
の瞬間微分手段２の出力も同じレベルだけ変化
し、その後入力信号の変化の正負にしたがつて放
電または充電電流が流れ、微分手段２の出力電位
は抵抗の一端が結合されている基準点の電位に向
つて変化する。なお、ここでは容量９から抵抗１
０を介して基準点へ電流が流れる場合を放電、こ
れとは逆方向に容量９へ電流が流れる場合を充電
と表現している。この場合の充放電の時定数は
RCである。そして微分手段２の信号を増幅し、
振幅制限を加えた場合の波形は第３図ｃのように
なる。いま入力信号に対して振幅制限されるレベ
ルをV_B、増幅器３の増幅度をＫとすると、振幅
制限器４の出力波形は微分手段２の出力がV_Bを
超える部分については振幅制限されるので、レベ
ルがKV_Bのフラツト信号となる。このフラツト
部分の時間幅は入力信号の変化レベルと微分回路
の時定数RCで決定される。たとえば時刻ｔ＝０
でレベルV_Aだけ変化するステツプ信号を仮定す
ると、微分手段２の出力電圧ｖは、ｖ＝V_Aｅ−１／RCｔとなり、これが振幅制限レベルV_Bに達する時間t₁
は、 t₁＝RC ln（V_B／V_A）となる。すなわち、この時間間隔だけ微分信号は
振幅制限される。第３図ｄは振幅制限された出力
を減衰器５で所定のレベルに減衰して入力信号と
逆位相の関係で混合器６により混合した出力波形
である。

つぎに、入力信号に第３図ａのように高周波の
ノイズＮが重畳している場合を考えると、微分手
段２の出力にもその通過帯域に応じてノイズＮが
重畳する。このノイズＮのうち振幅制限器４でリ
ミツトされない部分は第３図ｃのように残り、混
合器６においてキヤンセルされる。

しかしながら、このノイズ成分のうちリミツト
される部分についてはクリツプかれてノイズを取
り残すことができないため、混合器６の出力では
ノイズがキヤンセルされず、第３図ｄのN′のよ
うになる。しかもこのリミツトされた部分は一定
の直流レベルを持つているので、混合器６の出力
において、直流成分が減少、言いかえると信号成
分が減少してしまう。要するに、この雑音除去装
置は、入力信号のフラツトな部分については雑音
が除去されるが、直流レベルが変化する部分、交
流成分を持つ部分については雑音除去効果がな
く、逆に信号成分が減少するという欠点がある。
さらに、微分手段２の出力信号がリミツトされフ
ラツトとなる部分の時間幅t₁は微分手段２の時定
数RCに比例し、この時定数は微分手段２の通過
帯域を表わし、低周波のノイズを通過させるため
にはRCを大きくしなければならず、そのため時
間幅t₁が大きくなつてしまう。

したがつて、この発明の目的は、特にビデオ信
号に含まれる急峻なレベル変化の直後すなわちビ
デオ信号のエツジ部分における残留ノイズの軽減
を促進し、そのエツジ部分における信号成分の欠
除が少量で補正が簡単な雑音除去装置を提供する
ことである。

この発明の一実施例を第４図ないし第７図に示
す。まず第４図において、第１図と同等の動作を
するものについては同一符号を付している。すな
わち１は入力端子、２は微分手段、３は増幅器、
４は振幅制限器（リミツタ手段）、５は減衰器、
６は混合器、７は出力端子、１２は振幅制限器４
の動作を検出して微分手段２の充放電電流を増大
させる急速充放電回路である。この動作を第５図
を用いて説明する。ここでは簡単のため入力信号
として、第５図ａに示すようにｔ＝０でレベル
V_Aに変化するステツプ信号を用い、微分手段２
としては第２図に示したものを用いている。第５
図ｂは微分手段２の出力であつて、ｔ＝０でレベ
ルV_Aに一瞬変化し、その後は、この実施例によ
る急速放電回路１２がない場合、前述の第３図で
示したように時定数RCで放電し（第５図ｂの破
線）、このとき振幅制限器４で振幅制限される期
間は、 t₁＝−RC ln（V_B／V_A）となるが、これに対してこの実施例の場合急速充
放電回路１２があるため、微分手段２の出力レベ
ルの絶対値が振幅制限器４の振幅制限するレベル
V_Bを越えている時急速充放電回路１２が動作し
て、微分手段２の出力が正の時は放電回路を、ま
た負の時は充電回路をそれぞれ動作させて、第５
図ｂの実線で示すように放電速度が速くなる。そ
の結果、時間t₁より短かい時間t₂でレベルV_Bに達
する。微分手段２の出力がレベルV_B達すると、
放電は微分手段２で決る時定数RCとなり、振幅
制限器４の出力には時間t₂だけ振幅制限された信
号が取り出されることとなる（第５図ｃ）。ここ
で、充放電電流を十分に大きくすると時間t₂を十
分に小さくすることができることはいうまでもな
い。そのため、t₂以降については微分手段の通過
帯域に従つたノイズを取り出すことができる。第
５図ｄは混合器の出力波形である。こうして、急
速充放電回路１２の電流を適当な値に選ぶことに
より、入力信号のレベル変動直後のノイズも分離
することができ、また、振幅制限器４の出力にお
いてフラツト部分がきわめて少なくなるので、こ
の部分による信号成分の損失も少なくなる。また
入力信号から振幅制限器の出力を差引いたこの雑
音除去装置の出力は時間t₂を十分に小さくした
時、第５図ｄのように入力信号を若干デイエンフ
アシスした特性となる。したがつて、これはエン
フアシスすることにより補正できる。

なお急速充放電回路１２の電流としては、定電
流であつても良いし、微分手段の出力レベルに比
例したものであつても良い。後者の場合は実質的
に微分手段を構成する抵抗の値を小さくして、時
定数を小さくするのと同等である。

第６図は前記微分手段２．振幅制限器４および
急速充放電回路１２の具体回路であつて、８は微
分手段の入力端子であり、容量９および抵抗１０
は微分手段を構成し、抵抗１３．トランジスタ１
４，１５および電圧源１６は振幅制限器を構成
し、抵抗１７およびトランジスタ１８は充電回路
を構成し、さらに抵抗１９およびトランジスタ２
０は放電回路を構成している。電圧源２１は急速
充放電回路の出力を適当にバイアスするためのも
のであつて、これはまた増幅器３の入力バイアス
電源を兼ねることができる。振幅制限器のリミツ
タ特性は、抵抗１３とトランジスタ１４，１５の
導通および遮断特性により決り、電圧源１６の電
圧値をE₁₆.トランジスタ１４，１５のベース・エ
ミツタ間電圧値をV_BEとすると、増幅器３の出力
電圧がE₁₆−V_BE以上、E₁₆＋V_BE以下でトランジ
スタ１４，１５は遮断して、振幅制限器出力には
入力信号がそのまま減衰器５に出力され、E₁₆−
V_BE以下ではトランジスタ１４が導通、E₁₆＋V_BE
以上ではトランジスタ１６が導通して、その出力
はそれぞれほぼE₁₆−V_BE・E₁₆＋V_BEとなる。さ
らに、トランジスタ１４，１５が遮断時には抵抗
１７，１９に電流が流れないが、いずれかの導通
時には抵抗１７，１９に電流が流れ、発生する電
圧が一定値に達すると急速充放電回路を構成する
トランジスタ１８，２０のいずれかが動作する。
すなわち、微分手段２の出力が一定値を越すと急
速充放電回路を動作させ、微分手段の充放電電流
を増加して、充放電を速くすることとなる。な
お、トランジスタ１４，１５のベース間に適当な
電位を与えてリミツタ特性を変えることもでき
る。

なお、急速充放電回路の構成は種々の変形が考
えられるが、たとえば抵抗１７をトランジスタ１
８と同じ特性を持つダイオードに置き換え、トラ
ンジスタ１８のコレクタをトランジスタ２０のベ
ースに結合し、トランジスタ２０のコレクタに適
当な値を持つ抵抗を挿入し、トランジスタ２０の
エミツタを抵抗１９の接地側を抵抗１０と電圧源
２１の接続点に接続するようにして、振幅制限器
を構成するトランジスタ１４，１５が導通する
時、微分手段２を構成する抵抗１０に並列に適当
な値の抵抗を挿入することにより微分手段２の時
定数を小さくすることもできる。

第７図はこの発明の他の実施例であつて、振幅
制限器と急速充放電回路を兼用するものである。
図において、８は微分手段の入力端子であり、容
量９および抵抗１０は微分手段を構成し、電圧源
２１によりその電圧値E₂₁でバイヤスされている。
増幅器２２は適当な増幅度と極性を持つている。
ダイオード２３，２４は振幅制限器を構成し、互
いに逆極性に結合されている。いま増幅器２２は
十分大きな入力インピーダンスと十分小さな出力
インピーダンスを持ちその増幅度Ｋが正の時、出
力は入力と同相．負の時逆相とする。また、増幅
器２２の入力と出力の直流電位は等しいものとす
る。同図に示すように、微分手段を構成する容量
９および抵抗１０に直接増幅器２２の入力端子を
結合し、振幅制限器を構成するダイオード２３，
２４の並列結合の一端は増幅器２２の入力端子
に、他端は出力端子に結合される。これにより、
ダイオード２３，２４の一端には微分手段の出力
信号が、他端にはこれをＫ倍した交流信号が印加
される。したがつて、ダイオード２３，２４の両
端には微分手段の交流出力信号を（１−Ｋ）倍し
た信号が印加される。いまこの微分手段の出力信
号を（１−Ｋ）倍した信号の絶対値がダイオード
の導通電位V_Dを越えない時は出力としてそのま
ま取り出され、V_Dを越える時はダイオードが導
通し、導通電位V_Dとなる。このとき微分手段の
出力にはV_D／１−Ｋなる電圧が発生する。ここで増幅度Ｋは１以下の値であつて、リミツタ特性は増
幅度Ｋが１以下零以上で導通電位V_Dより大きい
値には増幅度Ｋが負の時、すなわち増幅器２２の
入出力が逆極性の時、導通電位V_Dより小さい値
となり、したがつて増幅度Ｋの値を適当に選ぶこ
とにより任意のリミツタ特性を得ることができ
る。特に増幅度Ｋの負の時有用であつて、零の時
は増幅器２２がないのに等しく、ダイオード２
３，２４の他端は電圧源２１に結合されているの
に等しい。またダイオード２３，２４は急速充放
電回路を兼ねており、微分手段出力がE₂₁−
V_D／１−Ｋより小さくなろうとするとダイオード２３により充電され、E₂₁＋V_D／１−Ｋより大きくなろうとするとダイオード２４により放電される。こ
の時の充放電抵抗は増幅器２２の出力インピーダ
ンスが十分小である時、ダイオード２３，２４の
導通抵抗となり十分に小さく、充放電は非常に速
くなる。なお、充放電の時定数を適当な値に設定
した時は微分手段の出力とダイオード２３，２
４、増幅器２２の入力端子の接続点間に適当な抵
抗を挿入すれば良い。

以上のように、この発明の雑音除去装置は、微
分回路で分離された高域周波数成分の振幅がリミ
ツタ手段の振幅制限レベルを超えている期間中急
速充放電回路により微分手段を流れる充放電電流
を増大させたので、入力信号のエツジ部分におい
て、微分回路で分離された高域周波数成分の振幅
がリミツタ手段の振幅制限レベルを超えている期
間を短くすることができ、入力信号の低周波帯域
のノイズまで除去しても、従来の欠点である入力
信号のエツジ部分のノイズの残留が極めて少な
く、しかも信号波形の欠除が少なくて欠除された
部分の波形が自然な形であつて、これを補正する
にはビデオ信号に若干のエンフアシス特性を加え
るだけ、また磁気記録再生装置において再生回路
のデイエンフアシス特性を若干減らすだけでよ
く、極めて忠実な再生信号を得ることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の雑音除去装置のブロツク図、第
２図はその微分手段の回路図、第３図は従来の雑
音除去装置の動作波形図、第４図はこの発明の一
実施例のブロツク図、第５図はその動作波形図、
第６図は第４図の要部具体回路図、第７図はこの
発明の他の実施例の回路図である。１…入力端子、２…微分手段、３…増幅器、４
…振幅制限器、５…減衰器、６…混合器、７…出
力端子、９…容量、１０…抵抗、１２…急速充放
電回路、１３，１７，１９…抵抗、１４，１５，
１８，２０…トランジスタ、１６，２１…電圧
源、２２…増幅器、２３，２４…ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力信号中の高域周波数成分を分離する微分
手段と、この微分手段で分離された高域周波数成
分の振幅を制限するリミツタ手段と、前記微分回
路で分離された高域周波数成分の振幅が前記リミ
ツタ手段の振幅制限レベルを超えている期間中前
記微分手段を流れる充放電電流を増大させる急速
充放電回路と、前記リミツタ手段で得られた高域
周波数成分と前記入力信号とを互いに逆位相でか
つ適当なレベル関係で合成する混合器とを備えた
雑音除去装置。