JPH0590898A - フイルタ回路 - Google Patents

フイルタ回路

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JPH0590898A
JPH0590898A JP24624191A JP24624191A JPH0590898A JP H0590898 A JPH0590898 A JP H0590898A JP 24624191 A JP24624191 A JP 24624191A JP 24624191 A JP24624191 A JP 24624191A JP H0590898 A JPH0590898 A JP H0590898A
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JP
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signal
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JP24624191A
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English (en)
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Etsuro Sakamoto
悦朗 坂本
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない素子数で目的のフィルタ特性を実現す
る。 【構成】原信号と、原信号をハイパスフィルタ60に通
した信号とを合成して所定のフィルタ特性を得るように
したフィルタ回路において、ハイパスフィルタ60は、
IIR型ハイパスフィルタ60Aとこれに縦続接続され
たFIR型ハイパスフィルタ60Bとで構成され、両ハ
イパスフィルタ60A,60Bはその振幅特性がほぼ同
じで、位相特性が逆特性のものが使用される。これによ
って、対称型のトランスバーサルフィルタを使用しない
でも目的のフィルタ特性が実現されるので、対称型のト
ランスバーサルフィルタを使用した場合に比し構成素子
数を大幅に削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ハイビジョン用アナ
ログVTRのエンファシス回路やデエンファシス回路な
どに適用して好適なフィルタ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ハイビジョン用のアナログVTRは図7
に示すように構成することができる。同図において、1
0Rはその記録系を、10Pはその再生系を示す。記録
系10Rから説明する。
【0003】輝度信号Yおよび一対の色差信号B−Y,
R−Yは夫々ローパスフィルタ1,2,3で帯域制限さ
れたのちA/D変換器4,5,6によってディジタル信
号に変換される。ディジタル化された輝度信号Yおよび
一対の色差信号B−Y,R−Yは夫々垂直方向のノンリ
ニアエンファシス回路7,8,9に供給されて、垂直方
向のエッジが強調されると共に、輝度レベル変化の大き
い部分については余りエッジが強調されないようなノン
リニア特性となされる。
【0004】垂直方向にエンファシスがかけられた輝度
信号および一対の色差信号B−Y,R−Yは、シャフリ
ング機能をもった時分割多重回路(TDM回路)11に
おいて時分割圧縮多重処理とシャフリング処理が行なわ
れる。すなわち、色差信号が圧縮されて一対の色差信号
が輝度信号Yに多重される。映像信号を2チャネル記録
する場合には、例えば、Aチャネルでは色差信号B−Y
が時間軸圧縮されて圧縮色差信号と輝度信号Yとがこの
順序で時分割多重された映像信号が生成され、Bチャネ
ルでは色差信号R−Yが時間軸圧縮されて圧縮色差信号
と輝度信号Yとがこの順序で時間軸多重された映像信号
が生成される。その後、各チャネルに対してシャフリン
グ処理が施される。12は、記録系10Rにおいて使用
される各種クロックを生々するためのクロック発生回路
である。
【0005】時分割多重処理およびシャフリング処理が
施された映像信号SA,SBは夫々水平ノンリニアエン
ファシス回路13,14に供給されて、今度は水平方向
におけるノンリニアなエンファシス処理が行なわれる。
その後、これらに信号発生回路15より出力された同期
信号やバースト信号などが付加され、その状態でD/A
変換器16,17に供給されてアナログ信号に変換され
る。アナログ化された映像信号SA,SBはローパスフ
ィルタ18,19によって帯域制限されたのち、CR回
路で構成されたリニアな水平エンファシス回路20,2
1を経てFM変調器22,23に供給されて記録に適す
るようにFM変調が行なわれる。そして、その後記録ア
ンプ24,25を介して専用の磁気ヘッド(図示はしな
い)を用いて2チャネル記録される。
【0006】水平エンファシス回路として、水平ノンリ
ニアエンファシス回路13,14と、リニアな水平エン
ファシス回路20,21を設けたのは、リニアな水平エ
ンファシス回路20,21だけでは平坦な画面(小振幅
時の画面)でのノイズ軽減効果が少ないため、水平ノン
リニアなエンファシス回路13,14を設けて特に平坦
な画面での、つまり小振幅時のエンファシス量を大きく
してノイズ軽減効果を大きくするためである。
【0007】再生系10Pにおいては、まず上述した磁
気ヘッドによって再生された映像信号がヘッドアンプ3
0,31を介してFM復調器32,33に供給されて映
像信号がFM復調されると共に、水平デエンファシス回
路34,35、ローパスフィルタ36,37を経てA/
D変換器38,39に供給されてディジタル変換され
る。
【0008】ローパスフィルタ36,37の出力はさら
に再生系10Pのディジタル信号処理で使用されるクロ
ックを生成するために各チャネルごとにクロック発生回
路43,44にも供給される。
【0009】A/D変換された映像信号は水平ノンリニ
ア・デエンファシス回路40,41で水平方向における
デエンファシス処理がなされる。デエンファシス処理が
終了すると、デシャフリング機能をもった時分割分離回
路42に供給される。
【0010】時分割分離回路42では、まず時間軸が補
正されると共に(TBC処理)、時間軸圧縮された映像
信号A,Bに対するデシャフリング処理と色差信号B−
Y,R−Yの時間軸伸長分離処理が行なわれて、時間軸
が揃った輝度信号Yと一対の色差信号B−Y,R−Yに
戻される。
【0011】これら輝度信号Yと一対の色差信号B−
Y,R−Yは垂直方向のノンリニア・デエンファシス回
路45,46,47で垂直方向におけるデエンファシス
処理が施されて元の周波数特性に戻される。その後、D
/A変換器48,49,50でアナログ信号となされて
からローパスフィルタ51,52,53で帯域制限処理
されて最終的なハイビジョン用の輝度信号Yと一対の色
差信号B−Y,R−Yとなされる。
【0012】ところで、このように構成されたVTR1
0では、水平方向および垂直方向のエッジ強調のため、
上述したように水平方向あるいは垂直方向についてのエ
ンファシス回路およびデエンファシス回路が複数設けら
れている。そして、それらの処理はディジタル処理であ
る。そのため、これらエンファシス回路やデエンファシ
ス回路は図8に示すように構成される場合が多い。
【0013】図8は水平方向のノンリニアエンファシス
回路16の一例を示す系統図であって、端子55aには
輝度信号Yが入力する。輝度信号Yはディジタルハイパ
スフィルタ60に供給されて所定周波数以上の輝度信号
YHのみ抽出され、その後で係数乗算器56において適
当な係数Kがかけられ、そしてリミッタ57で所定レベ
ル以上の高域成分に対してリミッタ処理が施される。リ
ミッタされた高域成分YHが合成器59で同相加算され
る。これによってノンリニアにエッジ強調された輝度信
号Yが端子55bに出力される。
【0014】回路58はディジタルハイパスフィルタ6
0によって時間遅れが発生するため、時間調整用として
設けられた遅延素子である。
【0015】合成器59に入力する高域成分YHの極性
を反転して逆相加算すれば、このエンファシス回路はデ
エンファシス回路として機能することになる。
【0016】ディジタルハイパスフィルタ60は図9の
ような非巡回型のFIR型フィルタを使用することがで
きる。同図は対称型のトランスバーサルフィルタであっ
て、n個(nは整数)にわたり縦続接続された単位遅延
素子群(61a〜61n)と(62a〜62n)が点q
を中心にして直列接続され、そして夫々のタップに係数
設定用の係数乗算器が接続される。
【0017】すなわち、接続点qに係数a0の係数乗算
器63が設けられる他、単位遅延素子群(61a〜61
n)と(62a〜62n)の各タップには係数がa1〜
anの係数乗算器(64a〜64n),(65a〜65
n)が設けられる。66は加算器を示す。
【0018】このように接続点qを中心にして左右対称
に構成されているので、単位遅延素子数は2n個使用さ
れ、係数乗算器の個数は(2n+1)となる。また、加
算器66は実際には単位遅延素子数と同数の2n個使用
されている。接続点qを中心に左右対称構成とするの
は、周知のようにこのディジタルハイパスフィルタ60
の位相特性をリニアにするためである。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のフ
ィルタ回路ではリニア型であろうと、ノンリニア型であ
ろうと、何れの場合においてもディジタルハイパスフィ
ルタ60自身の位相特性をリニア特性とするためには、
図9のように左右対称型としなければならないので、上
述したようにフィルタを構成する素子数(単位遅延素
子、係数乗算器および加算器)が多くなり、コストアッ
プを招来する原因となっていた。
【0020】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、素子数を削減してもリニアな
位相特性が得られるようにしたフィルタ回路を提案する
ものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、原信号と、原信号をハイパス
フィルタに通した信号とを合成して所定のフィルタ特性
を得るようにしたフィルタ回路において、上記ハイパス
フィルタは、IIR型ハイパスフィルタとこれに縦続接
続されたFIR型ハイパスフィルタとで構成され、両ハ
イパスフィルタはその振幅特性がほぼ同じで、位相特性
が逆特性のものが使用されてなることを特徴とするもの
である。
【0022】
【作用】図2に示すように、ハイパスフィルタ60を構
成するIIR型ハイパスフィルタ60AもFIR型ハイ
パスフィルタ60Bも、共に構成素子数が少ない。そし
て、両者の振幅特性をほぼ等しくし、位相特性を逆特性
となるように選んであると、位相リニアなハイパスフィ
ルタ特性を持たせることができる。
【0023】
【実施例】続いて、この発明に係るフィルタ回路の一例
を上述したハイビジョン用アナログVTRにおいて使用
されるエンファシス回路やデエンファシス回路に適用し
た場合につき、図面を参照して詳細に説明する。
【0024】図1はこの発明に係るフィルタ回路を水平
ノンリニアエンファシス回路16に適用した場合であっ
て、その基本構成は図8に示す通りであるのでその説明
は省略する。この発明では、同図Aに示すようにディジ
タルハイパスフィルタ60がIIR型ディジタルハイパ
スフィルタ(Infinite Impulse Response HPF)60A
と、これに縦続接続されたFIR型ディジタルハイパス
フィルタ(Finite Impulse Response HPF)60Bとで
構成される。
【0025】同図BはIIR型ハイパスフィルタ60A
とFIR型ハイパスフィルタ60Bとの接続関係を反転
して構成した場合であって、その場合には図のようにF
IR型ハイパスフィルタ60Bを構成する縦続接続され
た単位遅延素子群からの出力が合成器59に供給され
る。
【0026】図2は図1Aの具体例を示す。IIR型ハ
イパスフィルタ60Aは図のように1個の単位遅延素子
71と係数がK1(0〈K1〈1)である係数乗算器7
2と加算器73および減算器74とを有し、単位遅延素
子71で単位時間T(サンプリング周期)だけ遅延され
た輝度信号が現輝度信号と加算される。そして、この加
算された信号が単位遅延素子71の入力となると共に、
減算器74に供給されて遅延輝度信号から減算される。
このように構成することによって所定のハイパスフィル
タ特性となる。
【0027】その振幅特性は図3の「・」印110Aで
示すようにノンリニア特性となる。またその位相特性も
図4の「・」印110Aで示すようにノンリニア特性と
なる。
【0028】FIR型ハイパスフィルタ60Bは非巡回
型であって、しかも非対称型のフィルタ構成が採用され
る。図ではトランスバーサルフィルタ構成のものを使用
した場合であって、n個の単位遅延素子81a〜81n
が縦続接続され、その夫々より導出されたタップに夫々
値の異なる係数a0〜anに設定された(n+1)個の係
数乗算器82a〜82(n+1)が接続され、これら係
数乗算器82a〜82(n+1)の出力が加算器83に
供給される。実際の回路構成では、加算器83はn個の
加算器によって構成される。
【0029】このようにn個の単位遅延素子と、(n+
1)個の係数乗算器とでFIR型のハイパスフィルタを
構成した場合には、非対称構成であるから、図8の構成
よりも使用素子数が、単位遅延素子、係数乗算器、加算
器ともほぼ1/2となる。
【0030】この構成のときの振幅特性は図3において
「×」印110Bで示すようなノンリニアな特性となる
が、この発明ではIIR型ハイパスフィルタ60Aとほ
ぼ同じ振幅特性となるように、FIR型ハイパスフィル
タ60Bの振幅特性が定められる。
【0031】また、その位相特性も図4の「×」印11
0Bで示すようにノンリニア特性となるが、この場合に
はIIR型ハイパスフィルタ60Aの位相特性とは逆特
性となるようにFIR型ハイパスフィルタ60Bの位相
特性が設定される。
【0032】このように逆特性に設定すると、両者を合
成したときにはリニアな位相特性となるから、IIR型
ハイパスフィルタ60AとFIR型ハイパスフィルタ6
0Bとを組み合わせて使用することによって、図8に示
すハイパスフィルタ60を対称型に構成したときと同じ
位相特性を実現できる。定量的に説明すると、以下のよ
うになる。
【0033】まず、FIR型ハイパスフィルタ60Bの
伝達関数は(数1)のように表わせる。
【0034】
【数1】
【0035】そのインパルスレスポンスは(数2)のよ
うになる。
【0036】
【数2】
【0037】ここで、有限個のインパルス列から次のよ
うにaiを定める。
【0038】
【数3】
【0039】そうすると、この係数aiを用いると、I
IR型ハイパスフィルタ60Aの伝達関数は次のように
表現できる。
【0040】
【数4】
【0041】さて、H1(z)の複素共役を次のように
定めたとき、両者の積は以下のようになる。
【0042】
【数5】
【0043】(数5)はその位相が零であり、位相直線
であることを示している。次に、複素共役のインパルス
レスレスポンスを求めると次のようになる。
【0044】
【数6】
【0045】したがって、
【0046】
【数7】
【0047】(数7)より、
【0048】
【数8】
【0049】(数8)において、その第1項は信号遅延
分(Z-n)を除いてその位相が零であることを示してい
る。また、その第2項は次の関係を満たす。
【0050】
【数9】
【0051】したがって、今、K1=0.4、n=8
(=23)としたときには、(数9)の右辺は、
【0052】
【数10】
【0053】となることが判る。この値は実用範囲では
十分小さな値であり、したがって振幅や位相特性に与え
る影響は僅少である。
【0054】そのため、(数8)は疑似リニア位相特性
となり、FIR形ハイパスフィルタ60Bの伝達関数H
2(z)は、信号遅延分の項を除いて、その振幅特性は
IIR形ハイパスフィルタ60Aの伝達関数H1(z)
とほぼ同じで、その位相特性は逆特性となっていること
が判る。
【0055】図5はこの発明の他の例を示す。同図はF
IR形ハイパスフィルタ60Bとして縦続型のものを使
用した場合であって、複数本例では、同様に構成された
3個の縦続フィルタ素子90A,90B,90Cを使用
した例を示す。
【0056】IIR型ハイパスフィルタ60Aの出力は
FIR型ハイパスフィルタ60Bに設けられた係数乗算
器94(その係数はK1−1)を介して初段の縦続フィ
ルタ素子90Aに供給される。
【0057】初段の縦続フィルタ素子90Aは1個の遅
延素子91Aと1個の係数乗算器92Aと1個の加算器
93Aとで構成され、単位時間T(=Z-1)だけ遅延さ
れた信号と現信号に係数K1が乗算された信号とが加算
される。この縦続フィルタ素子90Aの出力がさらに次
段の縦続フィルタ素子90Bに供給される。
【0058】縦続フィルタ素子90Bも初段の縦続フィ
ルタ素子90Aと同様に構成されているが、遅延素子9
1Bの遅延時間は2T(=Z-2)であり、係数乗算器9
2Bの係数はK1の2乗である。
【0059】同様に構成されている終段の縦続フィルタ
素子90Cでは、遅延素子91Cの遅延時間は4T(=
-4)に選定されており、係数乗算器92Bの係数はK
1の4乗に選定されている。遅延素子95は縦続フィル
タ素子90A,90B,90Cによって生ずる時間遅れ
(=8T)を補償するためのものである。時間調整され
た遅延素子95の出力と終段の縦続フィルタ素子90C
の出力とが加算器96で加算される。
【0060】このような縦続型のFIR型ハイパスフィ
ルタ60Bであっても、その振幅特性はIIR型のハイ
パスフィルタ60Aのそれとほぼ同じで、その位相特性
は逆特性となるようにその伝達関数が選定される。した
がって、このような縦続型のハイパスフィルタ60Bを
使用する場合においても、使用する素子数を削減して目
的とするエンファシス特性を実現できる。縦続接続すべ
きフィルタ素子数は任意である。
【0061】因みに、このように構成したしたときの伝
達関数H2(z)′は以下のようになる。ただし、(数
11)は図5に示す縦続フィルタ素子をm個(mは整
数)縦続接続したときのものである。
【0062】
【数11】
【0063】図6はFIR型ハイパスフィルタ60Bと
して図5に示す縦続型のハイパスフィルタを使用したと
きの、図1Bに対応した構成の具体例であるが、その詳
細説明は省略する。
【0064】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るフィルタ
回路では、ハイパスフィルタとして、IIR型ハイパス
フィルタとこれに縦続接続されたFIR型ハイパスフィ
ルタとで構成し、両ハイパスフィルタの振幅特性をほぼ
同じにすると共に位相特性が逆特性のものを使用したも
のである。
【0065】これによれば、使用する素子数(遅延素
子、係数乗算器、加算器など)が少なくても目的のフィ
ルタ特性(エンファシス特性やデエンファシス特性)を
実現できるから、従来よりも大幅にコストダウンを図れ
る特徴を有する。したがって、この発明ではエンファシ
ス回路やデエンファシス回路の使用個数が多いハイビジ
ョン用アナログVTRなどに適用して極めて好適であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るフィルタ回路を水平ノンリニア
エンファシス回路に適用した場合を一例を示す系統図で
ある。
【図2】図1の具体例である。
【図3】図2の振幅特性を示す特性図である。
【図4】図2の位相特性を示す特性図である。
【図5】図2のさらに他の例を示す系統図である。
【図6】図5の他の例を示す系統図である。
【図7】この発明を適用できるハイビジョン用アナログ
VTRの一例を示す系統図である。
【図8】従来の水平ノンリニアエンファシス回路の系統
図である。
【図9】図8に使用されるハイパスフィルタの具体例で
ある。
【符号の説明】
10 ハイビジョン用アナログVTR 10R 記録系 10P 再生系 7,8,9 垂直ノンリニアエンファシス回路 11 時間軸圧縮多重回路 13,14 水平ノンリニアエンファシス回路 40,41 水平ノンリニア・デエンファシス回路 42 時間軸伸長分離回路 45,46,47 垂直ノンリニア・デエンファシス回
路 57 リミッタ 60 ディジタルハイパスフィルタ 60A IIR型ハイパスフィルタ 60B FIR型ハイパスフィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原信号と、原信号をハイパスフィルタに
    通した信号とを合成して所定のフィルタ特性を得るよう
    にしたフィルタ回路において、 上記ハイパスフィルタは、IIR型ハイパスフィルタと
    これに縦続接続されたFIR型ハイパスフィルタとで構
    成され、 両ハイパスフィルタはその振幅特性がほぼ同じで、位相
    特性が逆特性のものが使用されてなることを特徴とする
    フィルタ回路。
  2. 【請求項2】 FIR型フィルタとしてトランスバーサ
    ル型フィルタを使用するときには非対称構成のフィルタ
    が使用されてなることを特徴とする請求項1記載のフィ
    ルタ回路。
JP24624191A 1991-09-25 1991-09-25 フイルタ回路 Pending JPH0590898A (ja)

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