JPH0244197B2 - Deijitarufukuchoki - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、一方では例えば影像周波数信号
SECAMの色信号の如き周波数変調された信号を
復調し、他方では、例えば影像周波数信号PAL
の色差信号の如き信号で位相差90゜の２つの搬送
波を振幅変調して得た搬送波抑圧振幅変調された
信号を復調するデイジタル復調器に関する。 SECAM型の周波数変調信号のデイジタル復調
器は公知であり、文献EP−Ａ−0029376に記載さ
れている。この公知の復調器の原理は、信号の周
波数帯域の中心周波数の４倍のリズムで信号を抽
出し、連続する２つの信号抽出値の比のアークタ
ンジエントを計算して座標Oxy上の信号の回転ベ
クトルの位置を決定し、次いでこれら２つの時刻
における回転ベクトルの位置を比較して２時刻間
の周波数の変化の値を決定することにある。本明
細書中では、周波数変調信号の復調器をSECAM
復調器と称する。 位相差が90゜の２つの搬送波を振幅変調して得
られた搬送波抑圧振幅変調された信号のデイジタ
ル復調器も公知であつて、文献EP−Ａ−0037317
に記載されている。本明細書中ではこのような振
幅変調された信号の復調器をPAL復調器と称す
る。 EP−Ａ−0037317に記載の復調器作動原理は、
信号を抽出し、２つの連続する抽出値によつて該
信号を代表する回転ベクターに極座標を決め、該
回転ベクターの極座標及び復調信号を抽出した時
刻の関数として２つの変調信号の振幅値を計算す
ることからなる。 PAL／SECAMテレビジヨンシステムでは、上
記の公知文献に記載の復調器PAL及びSECAMを
含むデイジタル復調器PAL／SECAMを実現する
ことが公知である。 この装置では、PAL復調とSECAM復調が完全
に独立して行われる。 本発明は、公知の復調器PAL及びSECAMを用
いるものよりずつと単純な構成のPAL／SECAM
復調器を提供するものである。本発明では、
PAL復調とSECAM復調が共通の操作を含むの
で、復調器に必要な回路数がずつと少なくなり、
単純となる。 本発明に従うと、周波数Ｆに周波数変調された
信号X_s（ｔ）、或いは、同一の周波数Ｆで且つ位
相が90度異なる２つの搬送波を２つの変調信号に
よつてそれぞれ振幅変調して得られた搬送波抑圧
振幅変調された信号X_p（ｔ）を復調するデイジタ
ル復調器であつて、 サンプリング周波数4Fで前記被復調信号を抽
出するサンプラ３と、 前記サンプラ３によりサンプルされた信号を変
換するＡ−Ｄコンバータ４と、 入力が前記Ａ−Ｄコンバータの出力に接続し、
遅延時間θ₁が１／4Fの第１遅延器５と、 入力が前記第１遅延器の出力に接続し、遅延時
間がθ₁の第２の遅延器６と、 第１、第２及び第３の入力がそれぞれ前記Ａ−
Ｄコンバータ、前記第１遅延器及び前記第２遅延
器の出力に接続しており、前記被復調信号のベク
トルＺ（ｔ）の絶対値及び位相を決定し、第１及
び第２の出力からそれぞれ前記ベクトルＺ（ｔ）
の絶対値及び位相を出力する手段１０，１１，１
２と、 前記ベクトルＺ（ｔ）の位相の変化より前記信
号X_s（ｔ）の周波数の変化を計算する第１計算手
段Ｂと、 前記ベクトルＺ（ｔ）の絶対値及び位相の値よ
り前記した２つの変調信号の振幅α及びβを計算
する第２の計算手段ｃと を含むことを特徴とするデイジタル復調器が提供
される。 本発明及びその特徴は、添付の図面を参照して
本発明の１実施例を説明する以下の記載によつて
より明確となる。 図面及び説明を簡単にするため、公知技術に関
する同期装置は省略した。 添付の図面に示す本発明の実施例は影像周波数
信号SECAMの色信号或いは影像周波数信号PAL
の色信号の復調器である。 色信号SECAMは4.3MHzの近傍の副搬送波で
周波数変調され、3.9乃至4.7MHzの範囲の周波数
帯域を有し、他方色信号PALは4.4MHzの同一周
波数であつて相互に90゜だけ位相を偏位せしめた
２つの副搬送波を振幅変調したものであることを
想起されたい。 本発明に従う復調器は、３つの独立したブロツ
クＡ，Ｂ及びＣから成り、入力端子１は影像信号
PAL或いは影像信号SECAMを受け、色信号
SECAMの復調の際は出力端子２９を用い、色信
号PALの復調の際は出力端子２５及び２６を用
いる。 ブロツクＡ及びＢはSECAM復調器を構成し、
回転ベクトルの位置の決定の方法（ブロツクＡで
行う）が公知技術と相違する方式の復調を行う。 ブロツクＡ及びＣはPAL復調器を構成し、
SECAM復調器とブロツクＡを共用する。この
PAL復調器は回転ベクトルの極座標の決定の方
法（ブロツクＡで行う）が公知技術と相違する方
式の復調を行う。 このPAL／SECAM復調器の特徴は、一方では
SECAMの復調に際しては（ブロツクＡ，Ｂ）、
論理的に選択された所定の抽出信号の線形組合せ
によつて回転ベクトルの位置を決定し、他方、
PAL復調に際しては（ブロツクＡ，Ｃ）、
SECAM復調の際と同じ信号の線形組合せによつ
て回転ベクトルの極座標を決定することにある。 この復調器の動作機能をよりよく理解するため
に、論理的展開によつて、まずSECAM復調器
（ブロツクＡ，Ｂ）によつて行われる復調方式の
主な段階を示し、次いでPAL復調器（ブロツク
Ａ，Ｃ）によつて行われる復調方式の主な段階を
示したい。 (1) ブロツクＡ，Ｂによつて行われる色信号
SECAMの復調方式 影像信号の色信号SECAMの復調は、
4.3MHzの中心周波数Ｆで帯域幅0.8MHzの帯
域周波数で変化する正弦曲線の周波数を決定す
ることに帰する。この正弦曲線は、角速度2π
（Ｆ＋δF）で原点の周りを回転する回転ベクト
ルXs（ｔ）の直交座標O_xyの軸O_x上の投影Xs
（ｔ）として得られる。ここでδFは周波数偏差
で、ｔは時刻を示す。 Xs（ｔ）は次式で示される。 Xs（ｔ）＝Rcos2π（Ｆ＋δF）ｔ ＋Ψ_p＝Rcosθ（ｔ） ここでt₁を任意の時刻として、１4Fに等しい
時間間隔におけるXs（ｔ）の３つの値、例えば
Xs（t₁），Xs（t₁−１4F），Xs（t₁−２／4F）は次式 で表わされる。 θ′（t₁）＝θ（t₁）−π／２δF／Ｆとすると次式
のよう になる。 上式より、次式が得られる。 色信号の帯域は中心周波数Ｆと比較すると小
さい（4.3MHzに対して0.8MHz）ので、δF／
Ｆ≪１、すなわちcosπ／２δF／Ｆを１とみなしても よい。従つて、角度θ′（t₁）の推定値θ^′（t₁）は
次のように計算できる。 周期１／Ｆの間で、ベクターZs（ｔ）は座標
O_XY上を2πΔF／Ｆから約2πまで回転する。間隔 １／Ｆの２つの時刻での角度の差Δθ^′（t₁＋１／Ｆ
） と周波数の差ΔFは次の式で関係づけられる。 Δθ^（t₁＋１／Ｆ）＝2πΔF^／Ｆ、これより ΔF^＝Ｆ／2πΔθ^（t₁＋１／Ｆ） ここで Δθ^′（t₁＋１／Ｆ）＝θ′^（t₁＋１／Ｆ）−θ^′
（t₁） 実際にこのような計算を行うには周波数Ｆの
４倍のリズムで色信号を抽出し、時間２／4F
の間に抽出値を保持すると各時刻で３つの連続
した抽出値を得ることができる。この３つの連
続した抽出値によつてまず式によりθ′^（t₁）
及びθ′^（t₁＋１／Ｆ）を計算し、式により角偏差 の推定値Δθ′（t₁）を計算することができる。次
いで式によりt₁と（t₁＋１／Ｆ）との間の周波 数偏差の推定値ΔF^を計算する。 以上に説明したSECAMの計算方式は回転ベ
クトルの位置（すなわち、θ′（t₁））をarc cos
によつて計算するもので、arc tgによつて計算
する従来技術よりも単純な方式である。この計
算方式の利点は、この計算結果を色信号PAL
の復調にも使用できることである。 以下に、公知文献に記載されたPAL復調器
による復調方式を、回転ベクトルＲの極座標及
びSECAMの計算方式によつて計算された
θ′^（t₁）を用いて行うことができることを示す。 (2) ブロツクＡ，Ｃによるカラー信号PALの復
調方式 影像信号PALの色信号の瞬間振幅Xp（ｔ）
は次のように表わすことができる。 Xp（ｔ）＝Ａ（ｔ）cosωt＋Ｂ（ｔ）sinωt ここでω＝2πF cosωt及びsinωtの項はそれぞれ、同一の周
波数で90゜位相のずれた第１及び第２の副搬送
波に対応している。 項Ａ（ｔ）及びＢ（ｔ）は２つの副搬送波の振
幅変調信号に対応している。 周期１／Ｆの間隔内では項Ａ（ｔ），Ｂ（ｔ）
を一定とみなしうるほど変調信号の変化は十分
に小さい。 従つて、副搬送波の１期間については、次の
ように考えてもよい。 Ａ（ｔ）＝α 、Ｂ（ｔ）＝β α，βは一定値である。 このとき、式は次のようになる。 Xp（ｔ）＝√²＋²・cos（ｔ−arc tgβ／α） 式で示される振幅の信号の復調はα，βの
値を決定することに帰する。 t₁を任意の時刻として、時刻t₁，t₁−１／4F，t₁ −２／4Fにおける色信号の振幅Xp（t₁），Xp（t₁− １／4F），Xp（t₁−２／4F）は次のようになる。 ここで、直交軸がO_X，O_Yで、原点Ｏを中心
に回転し、軸O_X上の射影がXp（ｔ）であるベ
クトルZp（ｔ）を考える。 ベクトルZp（t₁）の極座標（ρt₁，θt₁）は次の
式によつて計算できる。 ここで、 Yp（t₁）＝Xp（t₁）−Xp（t₁−２／4F）／２ Xp（t₁）をXs（t₁）で置換えると、式，
は色信号SECAMの復調の際の式，に似て
いることに注目すべきである。 式によつてarc tgβ／αを直接導くことは
出来ない。事実、項ωt₁はサンプリングの初期
時刻に従う。この項を消去するには、基準副搬
送波（signal de chrominance couleur）すな
わち基準バースト（salve de reference）に関
連したベクトルOSt→の極座標角度の式を用いて
行いうる。この基準バーストは、周波数が色副
搬送波のＦにちようど等しく、一定の振幅の一
連の正弦波から構成される。基準バーストの瞬
間振幅は次のように表わされる。 Ｓ（ｔ）＝Ccos（ωt＋_p） 式中、Ｃは定数_pは基準バーストと第１副搬
送波との位相差を示し、ここでは_pは135゜であ
る。 色信号Xp（ｔ）の瞬間振幅を計算した上述の
方法と同じ方法を用いると、ベクトルZr（ｔ）
の極座標（μ，Ψ）は次式，で表わされ
る。 ここで Yb（t₁）＝Ｓ（t₁）−Ｓ（t₁−２／4F）／２ 式，よりt₁を消去すると、次式が得られ
る。 arc tgβ／α＝Ψ−θt₁−_p このとき、α，βの値は次式で与えられる。 α＝ρt₁cosγ β＝ρt₁sinγ 以上詳述した復調方式は、一方で基準バースト
を、他方で色信号を副搬送波の周波数Ｆの４倍の
リズムで抽出し、３つの連続した抽出信号を各時
刻に使用できるように２／4Fの時間保持し、基
準バースト及び色信号に関連してベクトルの極座
標を計算し（式，，，）、式よりγの
値を決定し、次いで式，よりα，βの値を決
定することからなる。 上述した復調器PAL及びSECAMは共通の部分
を有する。事実、ベクトルZs（ｔ）の極座標Rs及
びθs′^（t₁）を与える式，は、ベクトルZp（ｔ）
の極座標ρt₁及びθt₁を与える式，およびベク
トルZr（ｔ）の極座標μ及びΨを与える式，
と等価である。 従つて、ベクトルZs（ｔ）、Zp（ｔ）及びZr（ｔ）
の極座標の計算方法は同一であり、その実施も同
一の回路で行うことができる。 添付図面に示した復調器PAL／SECAMの動作
を説明する。 復調器のブロツクＡは上述の２つの復調方式に
共通な計算部分を行う回路に相当する。ブロツク
Ａの入力は入力端子１と接続し、他方入力端子１
からの信号の種類に応じて、第１出力３１はＲ或
いはρt₁或いはμのいずれかを、第２出力３２は
θ′（t₁）或いはθt₁或いはΨのいずれかを出力する。 入力端子１で受信する影像周波数信号をフイル
タ２によつて色信号のみを選別するように波す
る。このフイルタは帯域フイルタである。フイル
タ２の出力信号をサンプリング周波数4Fでサン
プラ３によつて初期時刻t₀から抽出する。次い
で、抽出値をＡ−Ｄコンバータ４によつて２進信
号に変換する。 遅延器５は、コンバータ４からの抽出値を時間
τ＝１／4Fだけ遅延させる。他の遅延器６は、遅延 器５からの信号をτだけ遅延させる。レジスタ
７，８，９は入力がそれぞれコンバータ４、遅延
器５，６の出力に接続して、周波数Ｆで付勢さ
れ、任意の時間t₁で同時に連続した抽出値Ｘ
（t₁），Ｘ（ｔ−１／4F）及びＸ（t₁−２／4F）を保持
す る。 計算器１０の第１及び第２の入力はそれぞれレ
ジスタ７及び９の出力と接続して、
Ｙ（t₁）＝Ｘ（t₁）−Ｘ（t₁−２／4F）／２ を計算する。計算器１１の第１及び第２の入力は
それぞれレジスタ８及び計算器１０の出力と接続
して、

【式】を計算する。 計算器１２の第１及び第２の入力はそれぞれ計算
器１０，１１の出力に接続して

【式】を計算する。 従つて色信号SECAMの場合、計算器１１，１
２はそれぞれＲ（式）及びθ′（t₁）（式）を与
える。色信号PALの場合は、計算器１１，１２
はそれぞれρt₁（式）及びθt₁（式）を与える。
基準バーストの場合は計算器１１，１２はそれぞ
れμ及びΨ（式及び）を与える。 本発明に従う復調器のブロツクＢは遅延器２７
と計算器２８とからなる。遅延器２７の入力は計
算器１２の出力と接続し、計算器２８の第１及び
第２の入力はそれぞれ計算器１２及び遅延器２７
の出力と接続し、更にその出力は出力端子２９と
接続している。遅延器２７による遅れ時間は１／Ｆ である。計算器２８は式によつて時間間隔１／Ｆ の周波数偏差ΔF^を計算する。 復調器のブロツクＢは色信号SECAMの復調に
のみ使用する。 色信号PALの復調にはブロツクＣを使用する。
ブロツクＣでは、計算器１１，１２によつて計算
した値ρt₁，θt₁，μ及びΨから上述の計算方法を
実行する。 このブロツクＣは３つのサブブロツクC₁，C₂，
C₃を含む。 サブブロツクC₁では式に従つてarc tgβ／α
を計算する。このため、サブブロツクC₁は、計
算器１２の出力に接続された主入力を有するメモ
リ１３と、メモリ１３の出力に入力が接続されて
いる計算器１４と、第１及び第２の入力がそれぞ
れ計算器１２及び１４の出力に接続されている計
算器１５とを含む。 メモリ１３は基準バーストの存在を示す記憶命
令S₁を付属入力４０で受ける。従つて、メモリ１
３は基準バーストに関連した値Ψを記憶する。基
準バーストの末期にメモリ１３は計算器１４にΨ
の値を送る。計算器１４は付属入力４１でΨ_p値
を受け、Ψ−Ψ_pを計算する。計算器１５はΨ−θ_t
−_p、すなわちγ（式）を計算する。 サブブロツクC₂はρ_tの実値を計算する。実際の
ところ、計算器１１によつて与えられる値はt₁／
αであり、αは影像周波数源及び伝播路に依存し
て時間とともに変化する。このため、サブブロツ
クC₂は、遅延器１８、２つのメモリ１９，２１、
引算器２０及び掛算器２２を含む。 このサブブロツクC₂によつて実行される計算
原理は、基準バーストが存在するときに計算した
絶対値μをその理論値と比較することにある。こ
の比較によつて、係数αを導くことができる。次
いで、係数αを使用して、色信号PALに関連し
た絶対値ρt₁の値の補正を行う。 遅延器１８は入力が計算器１１の出力と接続
し、絶対値の計算に必要な遅れと位相の計算に必
要な遅れとの差に対応する遅れ時間を与える。メ
モリ１９の主入力は遅延器１８の出力に接続し、
基準バーストの存在を示す記憶命令信号S₂を付属
入力４２で受ける。従つて、メモリ１９は基準バ
ースト信号に関連した絶対値μを記憶する。引算
器２０の第１入力はメモリ１９の出力と接続し、
その第２入力４３で基準バーストに関連した絶対
値の理論値μ_thを受ける。引算器２０はμとμ_thの
差を計算する。メモリ２１は入力で引算器２０の
出力と接続し、μとμ_thとの差に対応する係数α
の値を与える。掛算器２２の第１及び第２入力は
それぞれ遅延器１８及びメモリ２１の出力に接続
して、色信号に関連した絶対値とメモリ２１によ
つて与えられる係数αとの積を計算してρの補正
値を与える。 サブブロツクC₃は計算器１６，１７及び掛算
器２３，２４を含み、式，に従つてα，βを
計算する。計算器１６及び１７の入力は共に、γ
値を与える引算器１５の出力に接続する。 計算器１６，１７はそれぞれsinγ，cosγを計算
する。掛算器２３，２４の第１入力は補正値ρ_t1
を与える掛算器２２の出力と接続する。掛算器２
３，２４の第２入力はそれぞれ計算器１７，１６
の出力と接続している。掛算器２３，２４はそれ
ぞれ式及びに従いα及びβを計算し、出力端
子２５及び２６でこれらの値を出力する。 本発明は上記の実施例に制限されるものではな
く、他の多くの態様が可能である。 特に、上述した遅延器、レジスタ及び計算器は
CTD（charge transfer device）によつて代える
ことができ、このときＡ−Ｄコンバータは必要で
なくなる。 本発明は単に色信号PAL又はSECAMの復調に
適用できるだけでなく、すべての周波数変調信号
の復調及び、同一の周波数Ｆで位相差が直角の搬
送波を消去して振幅変調して得られたすべての信
号（例えばカラーテレビのNTSCシステムで用い
られる如き信号）の復調に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明に従うデイジタル復調器の
１実施例を示す。 Ａ：PAL及びSECAM復調器に共通のブロツ
ク、Ｂ：周波数の変化を計算し、ブロツクＡとと
もにSECAM復調器を構成するブロツク、Ｃ：変
調信号の振幅を計算し、ブロツクＡとともに
PAL復調器を構成するブロツク、３：サンプラ、
４：Ａ−Ｄコンバータ、５：第１遅延器、６：第
２遅延器、１０，１１，１２：ベクトルの絶対値
及び位相を決定する手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周波数Ｆに周波数変調された信号X_s（ｔ）、
   或いは、同一の周波数Ｆで且つ位相が90度異なる
   ２つの搬送波を２つの変調信号によつてそれぞれ
   振幅変調して得られた搬送波抑圧振幅変調された
   信号X_p（ｔ）を復調するデイジタル復調器であつ
   て、 サンプリング周波数4Fで前記被復調信号を抽
   出するサンプラ３と、 前記サンプラ３によりサンプルされた信号を変
   換するＡ−Ｄコンバータ４と、 入力が前記Ａ−Ｄコンバータの出力に接続し、
   遅延時間θ₁が１／4Fの第１遅延器５と、 入力が前記第１遅延器の出力に接続し、遅延時
   間がθ₁の第２遅延器６と、 第１、第２及び第３の入力がそれぞれ前記Ａ−
   Ｄコンバータ、前記第１遅延器及び前記第２遅延
   器の出力に接続しており、前記被復調信号のベク
   トルＺ（ｔ）の絶対値及び位相を決定し、第１及
   び第２の出力からそれぞれ前記ベクトルＺ（ｔ）
   の絶対値及び位相を出力する手段１０，１１，１
   ２と、 前記ベクトルＺ（ｔ）の位相の変化より前記信
   号X_s（ｔ）の周波数の変化を計算する第１計算手
   段Ｂと、 前記ベクトルＺ（ｔ）の絶対値及び位相の値よ
   り前記した２つの変調信号の振幅α及びβを計算
   する第２計算手段ｃと を含むことを特徴とするデイジタル復調器。 ２ 前記コンバータ４、前記第１遅延器５及び前
   記第２遅延器６は、任意の時刻t₁でそれぞれＸ
   （t₁）、Ｘ（t₁−１／4F）及びＸ（t₁−２／4F）のサン
   プル 信号を出力し、前記被復調信号のベクトルＺ（ｔ）
   の絶対値及び位相を決定する手段１０，１１，１
   ２は、 式Ｙ（t₁）＝Ｘ（t₁）−Ｘ（t₁−２／4F）／２ を計算する第１の計算器１０と、 式【式】 に従い、絶対値ρ（t₁）を計算する第２の計算器
   と、 式 に従い、位相θ（t₁）を計算する第３の計算器と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のデイジ
   タル復調器。 ３ 前記したベクトルＺ（ｔ）の絶対値及び位相
   を決定する手段１０，１１，１２の前記第２出力
   は任意の時刻t₁で位相θ（t₁）を出力し、前記第
   １計算手段Ｂは、 前記絶対値及び位相の決定手段の前記第２の出
   力に入力が接続し、任意時刻t₁でθ（t₁−１／Ｆ）を 出力する、１／Ｆに等しい遅れθ₂を有する第３遅延 器２７と、 式ΔF^t₁＝Ｆ／2xθ（t₁）−θ（t₁−１／Ｆ） に従つて時間（t₁−１／Ｆ）とt₁との間の周波数の 変化の値ΔF^t₁を計算する計算器とを含むことを
   特徴とする請求項１に記載のデイジタル復調器。 ４ 前記第２計算手段ｃは、該ベクトルＺ（ｔ）
   の振幅と信号のサンプリングの初期時刻よりarc
   tanβ／αを計算する第１計算器群C₁と、 式α＝ρ（ｔ）cos〔arc tanβ／α〕及び β＝ρ（ｔ）sin〔arc tanβ／α〕 （ただし、ρ（ｔ）はベクトルＺ（ｔ）の絶対値に
   対応する） からα、βを計算する第２の計算器群C₁とを含
   むことを特徴とする請求項１に記載のデイジタル
   復調器。 ５ 周波数Ｆの所定の振幅の基準信号が前記の振
   幅変調された信号に先行しており、前記第１計算
   器群C₁が、 該基準信号のベクトルの位相値Ψを記憶するメ
   モリ４０と、 Ψ−₀（ただし、₀は搬送波の１つと基準信号
   との位相差を示す）を計算する第１の計算器４１
   と、 式arc tanβ／α＝θ（ｔ）−Ψ−₀ に従つてarc tanβ／αを計算する第２の計算器１５ とを含むことを特徴とする請求項４に記載のデイ
   ジタル復調器。 ６ 周波数Ｆの所定の振幅の基準記号が前記の振
   幅変調された信号に先行しており、前記基準信号
   と前記振幅変調信号は、係数αの減衰を受けてお
   り、前記第２計算手段ｃは、 前記基準信号に関連したベクトルの絶対値を記
   憶する第１のメモリ４２と、 μとμの理論値μthとの差を計算する第１計算
   器４３と、 μとμの理論値の差の関数として減衰係数αを
   出力する第２メモリ２１と、 被復調信号に関連としたベクトルの絶対値に前
   記係数αを乗じて被復調信号のベクトルの絶対値
   の補正値を出力する乗算回路とを含むことを特徴
   とする請求項４に記載のデイジタル復調器。