JPH089334A

JPH089334A - 雑音低減回路

Info

Publication number: JPH089334A
Application number: JP6142846A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Hori; 和昭堀; Akifumi Tabata; 彰文田畑; Katsuyuki Watanabe; 克行渡辺
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、１Ｈ遅延素子を用いた雑音低減回路
に関し、その目的は、低周波帯域における雑音を十分に
低減しながら、垂直解像度の劣化を低減することにあ
る。【構成】１Ｈ遅延素子２の入出力信号を減算回路３で減
算して得た信号を、非相関検出回路４、非相関制御回路
５によって信号の非相関部分を検出し、この非相関部分
の信号レベルに応じて、レベル調整回路７を調整するこ
とで、雑音成分である小振幅信号では、入力信号から非
相関部分の信号を含む雑音成分を減衰する減衰量を大き
くすることができ、低周波帯域から高周波帯域に渡りす
べての帯域で雑音成分を低減する。一方、垂直解像度劣
化の目立つ低周波帯域において、大振幅信号の非相関部
分で、入力信号から非相関部分の信号を含む雑音成分を
減衰する減衰量を小さくできるので、垂直解像度の劣化
を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、雑音低減回路を備えた
ビデオテープレコーダに係り、特に１Ｈ遅延素子（Ｈは
水平走査期間）を用いた雑音低減回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】２ヘッドヘリカルスキャン形のビデオテ
ープレコーダ（以下、ＶＴＲと記す）においては、ＦＭ
変調された輝度信号（以下ＦＭ輝度信号と呼ぶ）と、Ｆ
Ｍ輝度信号の低周波帯に変換された変換色信号とを混合
して、磁気テープに記録している。さらには記録時間の
長時間化を図るために、隣接するトラックの間にガード
バンドを付けずに高密度記録を行なっている。再生時に
隣接トラックからのクロストーク妨害を避けるために、
輝度信号に関しては傾斜アジマス記録、色信号に関して
は１Ｈ毎にローテーションを切り替え記録した後、再生
時にくし型フィルタで隣接クロストーク成分を除去する
工夫がなされている。特に輝度信号に関しては、傾斜ア
ジマス記録だけでは不十分であり、例えば特公平１−１
５２２８号公報に開示された様に、再生系に雑音低減回
路を設け隣接クロストーク妨害を低減するとともに、ラ
ンダム雑音を低減しＳ／Ｎ比の向上を図っていた。上記
雑音低減回路は、１Ｈ遅延素子を用いて１Ｈ前後の信号
を演算することでくし形フィルタを構成し、ライン相関
性のない隣接クロストーク成分や雑音成分を低減するも
のである。しかしながら、上記雑音低減回路は、１Ｈ前
後の信号を演算するためモニタ画面上垂直方向の解像度
劣化につながる。この点に関し、特公平１−１５２２８
号公報では、低周波帯域でのくし形フィルタ特性を無く
し、垂直解像度劣化と雑音低減の両立化を図る工夫が成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、低周
波帯域のくし形フィルタ特性を無くしてしまうので、垂
直解像度劣化の改善はできる反面、視覚上気になる低周
波帯域の雑音除去能力が低下してしまうという問題があ
った。また、低周波帯域と高周波帯域とに帯域を分割し
て回路処理しているが、演算経路の遅延時間が必ずしも
一致する構成とはなっておらず、低周波帯から高周波帯
に至る中周波帯においてくし形フィルタ特性の零点の周
波数ずれが発生し、隣接クロストークや雑音成分の低減
効果が低下することが予想される。

【０００４】本発明の目的は上記従来技術の問題を解消
し、低周波帯域においてもくし形フィルタを構成し、且
つ、垂直解像度劣化の少ない、１Ｈ遅延素子を用いた雑
音低減回路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第一の手段として１Ｈ前
後の信号を減算して得た信号を、非相関検出回路と非相
関制御回路によって信号の非相関部分を検出し、この非
相関部分の信号レベルに応じて、入力信号から非相関部
分の信号を含む雑音成分を減衰する減衰量を制御する構
成にすることで達成される。

【０００６】第二の手段として、１Ｈ前後の信号を減算
して得た信号を、ローパスフィルタ（以下ＬＰＦと記
す）により高周波帯域を減衰させたあと、リミッタ回路
で大振幅信号を振幅制限し、その信号をハイパスフィル
タ（以下ＨＰＦと記す）によって低周波帯域を減衰させ
て帯域特性を略々平坦にし、この信号を入力信号から減
算する構成にすることで達成される。

【０００７】

【作用】第一の手段においては、雑音成分である小振幅
信号では非相関検出回路と非相関制御回路により、入力
信号から非相関部分の信号を含む雑音成分を減衰する減
衰量が大きくなるように作用するので雑音除去能力を確
保することができる。一方、垂直解像度劣化の目立つ大
振幅信号の非相関部分では、非相関検出回路と非相関制
御回路により、入力信号から非相関部分の信号を含む雑
音成分を減衰する減衰量を小さくなるよう作用するの
で、垂直解像度の劣化を低減することができる。

【０００８】第二の手段においては、リミッタ回路の前
段にＬＰＦを配置することで、等価的に低周波帯域での
リミッタゲインが高周波帯域より高くなるように作用す
る。また、リミッタ回路の後段に配置したＨＰＦは小振
幅の信号で周波数特性が略々平坦になるよう低周波帯域
を減衰させるため、小振幅信号に相当する雑音成分は低
周波帯域から高周波帯域までほぼ一様に減衰することが
できる。一方、大振幅信号の低周波帯域ではリミッタ回
路リミッタゲインが高周波帯域より高いので、高周波帯
域より低周波帯域での減衰量を小さくすることができ垂
直解像度の劣化を低減できる。

【０００９】

【実施例】本発明の第１実施例を図１により説明する。
図１は本発明による雑音低減回路の一実施例を示す図で
あり、１が入力端子、２が１Ｈ遅延素子、３，９が減算
回路、４が非相関検出回路、５が非相関制御回路、６が
リミッタ回路、７がレベル調整回路、８が遅延回路、１
０が出力端子である。

【００１０】端子１から入力された信号Ｙと１Ｈ遅延素
子２により１Ｈ遅延した信号Ｙ_dとを減算回路３で減算
することでｎｆ_H（ｆ_Hは水平同期周波数、ｎ＝０，１，
２，・・・）に零点ができるくし形フィルタが構成され
る。これは（２ｎ＋１）ｆ_H／２（ｎ＝０，１，２，・・
・）に存在する雑音を含む隣接クロストーク成分及び信
号の非相関部分が通過できるものであり、Ｃくし形フィ
ルタ（以下Ｃくしと略記）と呼ぶ。減算回路３の出力
は、非相関検出回路４へ送られ非相関を検出し、検出し
た信号を非相関制御回路５へ送る。非相関制御回路５で
レベル調整回路７に流す電流を制御し、レベル調整回路
７の出力レベルを制御している。

【００１１】一方、減算回路３の出力を、雑音のピーク
・トゥ・ピーク値程度にリミッティングレベルが設定さ
れているリミッタ回路６でリミッティングする。リミッ
タ回路６の出力を、非相関制御回路５により電流制御さ
れたレベル調整回路７で、そのレベルを制御して、雑音
成分だけを出力し減算回路９へ送る。他方、入力端子１
より入力した信号を遅延回路８で、リミッタ回路６およ
びレベル調整回路７の遅延時間分遅延して、減算回路９
へ送る。減算回路９で遅延回路８の出力から、レベル調
整回路７の出力を減算し出力端子１０より出力する。こ
れにより入力信号から雑音成分を低減することができ、
また、大幅に制限されたうえ、くし歯特性の周波数ずれ
を低減することができる。

【００１２】または、非相関検出回路４で大振幅信号の
非相関部分を検出し、非相関制御回路５を介してレベル
調整回路７を制御することにより、非相関部分での減衰
量を小さくできるので垂直解像度の劣化を低減すること
ができる。出力端子１０における周波数特性を示したも
のが図２である。曲線１１から１８に示すように、低周
波帯域では非相関部分の信号成分である大振幅のくしを
浅く（曲線１１，１２）でき、雑音成分である小振幅の
くしを深く（曲線１３，１４）できる。高周波帯域で
は、大振幅から小振幅までリニアに深くなっていくよう
になる（曲線１５，１６，１７，１８）。これにより低
周波帯域での雑音成分の除去を可能にしながら、垂直解
像度の劣化を抑えることができる。

【００１３】更には、遅延回路８の遅延時間を減算回路
３、リミッタ回路６、レベル調整回路７で発生する遅延
時間と等しく設定することで、くし歯特性の零点の周波
数ずれを無くすことができる。

【００１４】次に、非相関検出回路４と非相関制御回路
５について詳しく説明する。図３は非相関検出回路４の
ブロック図である。１９が入力端子、２０がＬＰＦ、２
１がリミッタ回路、２２が全波整流回路、２３が出力端
子である。入力端子１９より入力された減算回路３の出
力は、ＬＰＦ２０で低周波成分のみが取り出され、リミ
ッタ回路２１へ送られる。リミッタ回路２１は非相関部
分での信号レベルの最大値をを０ｄＢとすると、−１０
ｄＢ程度以上の減衰量を少なくさせる目的と後段の電圧
電流変換回路２７を構成する回路がオフしないようにリ
ミッティングレベルを設定している。ＬＰＦ２０の出力
はリミッタ回路２１で−１０ｄＢ程度以上の信号をリミ
ッティングされる。リミッタ回路２１の入出力特性を図
４に示す。曲線２４の様に入力レベルが−１０ｄＢ程度
未満の信号であれば、リミッタはリニアな出力特性を示
し、−１０ｄＢ程度以上の信号は出力レベルを制限され
る。その後、全波整流回路２２で全波整流された信号が
非相関信号であり、出力端子２３より出力される。

【００１５】また、図５は非相関制御回路５のブロック
図である。２５が入力端子、２６がスライサ回路、２７
が電圧電流変換回路、２８が出力端子である。入力端子
２５より入力された非相関信号は、スライサ回路２６へ
送られる。スライサ回路２６の入出力特性を図６に示
す。スライサ回路２６では−２０ｄＢ程度以下のレベル
の減衰量を低周波帯域と高周波帯域で替えないようにす
るためと、雑音成分でレベル調整回路７が誤動作しない
ようにするため、曲線２９に示すように、−２０ｄＢ程
度以下の信号成分いわゆる雑音成分を除去する。雑音成
分をスライサ回路２６で除去した信号は、その後、電圧
電流変換回路２７で電圧変化を電流変化に変換し、電流
をレベル調整回路７へ送ることで減衰量を制御してい
る。

【００１６】図７に本発明の第二の実施例を示す。図７
中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。３０，３１は加算回路である。端子１から
入力された信号Ｙと１Ｈ遅延素子２により１Ｈ遅延した
信号Ｙ_dとを加算回路３０で加算することで、（２ｎ＋
１）ｆ_H／２（ｎ＝０，１，２，・・・）に零点ができるく
し形フィルタが構成される。ｎｆ_H（ｎ＝０，１，２，・
・・）に存在する輝度信号の基本波及び高調波のみが通過
できるため、輝度くし形フィルタ（以下Ｙくしと略記）
と呼ぶ。減算回路３で入力信号Ｙから加算回路３０の出
力、即ちＹくしを減算するためにＣくしが生成される。
さらに加算回路３１で加算回路３０の出力、即ちＹくし
と減算回路３の出力、即ちＣくしを加算することで入力
信号Ｙに戻し減算回路９へ送る。リミッタ回路６および
レベル調整回路７で発生する遅延時間を、加算回路３１
で再度加算を行うことで、減算回路９における遅延時間
合わせを行うことができる。よって、減算回路９に入力
される両者の遅延時間を合わせることができるため、く
し歯特性の零点の周波数ずれを低減することができる。

【００１７】図８に本発明の第３の実施例を示す。図８
中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。３２がＬＰＦ、３３がＨＰＦ、３４がレベ
ル設定回路である。減算回路３の出力はＬＰＦ３２によ
り、高周波帯域が低周波帯域より減衰された特性とな
る。その後、リミッタ回路６を通過したあと、ＬＰＦ３
２とカットオフ周波数、次数の同じＨＰＦ３２で低周波
帯域が減衰され、これにより低周波帯域と高周波帯域が
ほぼ平坦になる。ＬＰＦ３２とＨＰＦ３３のカットオフ
周波数、次数を等しくすることで低周波帯域と高周波帯
域の遅延特性もほぼ同じにすることができる。その後、
レベル調整設定回路３４で減衰量を設定し減算回路９に
送られる。減算回路９で入力信号から、レベル設定回路
３４の出力を減算することで、低周波帯域での雑音成分
を除去することができる。また、低周波帯域の非相関部
分での減衰量を低減することができるので、垂直解像度
の劣化を低減することができる。更には、ＬＰＦ３２、
リミッタ回路６、ＨＰＦ３３、レベル設定回路３４で発
生する遅延時間を、遅延回路８で合わせることができる
ので、くし歯特性の零点の周波数ずれを低減することが
できる。

【００１８】次に図９を用いてさらに詳しく説明する。
図９は図８に示すブロック図における各部の特性を示し
たものである。

【００１９】まず、小振幅信号が入力された場合につい
て説明する。減算回路３の出力は、図９（Ａ１）に示す
ようにｎｆ_Hに零点ができるＣくしが構成される。ＬＰ
Ｆ３２は（Ｂ１）の３５に示すような特性を有してお
り、高周波帯域が減衰される。小振幅信号の場合は、リ
ミッタ回路はリニア増幅機として働くため、（Ｂ１）の
信号がＨＰＦ３３へ入力される。ＨＰＦ３３はＬＰＦ３
２とカットオフ周波数および次数が同一に設定されてい
るので、ＨＰＦ３３の出力は、（Ｃ１）で示すように低
周波帯域と高周波帯域のレベルが同じになる。この信号
を入力信号から減算するため、（Ｄ１）に示すように全
帯域でくし歯特性を有することができ、低周波帯域にお
いても雑音成分の除去が可能になる。

【００２０】次に、大振幅信号が入力された場合につい
て説明する。小振幅信号と同様に減算回路３の出力は、
図９（Ａ２）に示すようにｎｆ_Hに零点ができるＣくし
が構成され、ＬＰＦ３２の出力は（Ｂ２）に示すように
高周波帯域が減衰された特性となる。大振幅信号が入力
された場合は、リミッタ回路６がリミッタ動作するた
め、（Ｃ２）に示すように低周波帯域と高周波帯域のレ
ベルが同じになる。この信号をＨＰＦ３３に通すことで
（Ｄ２）に示すように低周波帯域が高周波帯域よりレベ
ルが小さくなるため、この信号を入力信号から減算する
ことにより、（Ｅ２）に示すように高周波帯域に比べ低
周波帯域のＹくしの深さを浅くすることができ、垂直解
像度劣化を低減することが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
Ｈ前後の信号を減算して得た信号の非相関部分を検出
し、この非相関部分の信号レベルに応じて、入力信号か
ら非相関部分の信号を含む雑音成分を減衰する減衰量を
制御することで、雑音成分である小振幅信号では、入力
信号から非相関部分の信号を含む雑音成分を減衰する減
衰量を大きくすることができ、低周波帯域から高周波帯
域に渡りすべての帯域で雑音成分を低減することができ
る。一方、垂直解像度劣化の目立つ低周波帯域におい
て、大振幅信号の非相関部分で、入力信号から非相関部
分の信号を含む雑音成分を減衰する減衰量を小さくでき
るので、垂直解像度の劣化を低減することができる。ま
た、雑音成分を取り出す回路で発生する遅延時間を補正
する構成にしているため、くし歯特性の零点の周波数ず
れをなくすことができるため、十分に雑音成分を低減す
ることができる。

【００２２】また、１Ｈ前後の信号を減算して得た信号
をＬＰＦを介してリミッタ回路に供給し、その後ＨＰＦ
を通す構成によっても、同様に雑音成分である小振幅信
号では、入力信号から非相関部分の信号を含む雑音成分
を減衰する減衰量を大きくすることができ、垂直解像度
劣化の目立つ低周波帯域においては、リミッタゲインが
高いので、入力信号から非相関部分の信号を含む雑音成
分を減衰する減衰量を小さくでき、垂直解像度の劣化を
低減することができる。また、雑音成分を取り出す回路
で発生する遅延時間を補正する構成にしているため、く
し歯特性の零点の周波数ずれをなくすことができるた
め、十分に雑音成分を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の雑音低減回路のブロック図
である。

【図２】出力端子における周波数特性図である。

【図３】非相関検出回路のブロック図である。

【図４】リミッタの入出力特性図である。

【図５】非相関制御回路のブロック図である。

【図６】スライサ回路の入出力特性図である。

【図７】本発明の他の一実施例の雑音低減回路のブロッ
ク図である。

【図８】本発明の他の一実施例の雑音低減回路のブロッ
ク図である。

【図９】図８の動作を説明する各部の特性図である。

【符号の説明】

２…１Ｈ遅延素子、４…非相関検出回路、５…非相関制御回路、６，２１…リミッタ回路、７…レベル調整回路、２０，３２…ローパスフィルタ、２２…全波整流回路、２６…スライサ回路、２７…電圧電流変換回路、３３…ハイパスフィルタ、３４…レベル設定回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺克行神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１Ｈ（１Ｈは水平走査期間の略）前後のビ
デオ信号の相関性を利用して、相関のない雑音成分を低
減する雑音低減回路において、１Ｈ前後の信号を演算す
る第一の演算回路と、該第一の演算回路の出力からの非
相関部分を検出する非相関検出回路と、該非相関検出回
路から出力された非相関検出信号に応じて非相関信号を
出力する非相関制御回路と、前記第一の演算回路の出力
の信号振幅を制限するリミッタ回路と、前記非相関制御
回路から出力された非相関制御信号を受け取りそれに応
じて該リミッタ回路の出力信号のレベルを調整するレベ
ル調整回路と、入力信号をある一定時間分遅延させる遅
延回路と、前記レベル調整回路の出力信号と該遅延回路
の出力信号とを演算する第二の演算回路を有したことを
特徴とする雑音低減回路。
【請求項２】前記第一の演算回路は、１Ｈ遅延素子の入
力信号Ｙから出力信号Ｙ_dを減算してＹ−Ｙ_dを得る第一
の減算回路であり、前記第二の演算回路は前記遅延回路
の出力から前記レベル調整回路の出力を減算する第二の
減算回路から構成することを特徴とした請求項１記載の
雑音低減回路。
【請求項３】１Ｈ前後のビデオ信号の相関性を利用し
て、相関のない雑音成分を低減する雑音低減回路におい
て、１Ｈ前後の信号利用して演算しＹ＋Ｙ_dとＹ−Ｙ_dを
得る第一の演算回路と、該第一の演算回路の２つの出力
を演算する第二の演算回路と、前記第一の演算回路の出
力信号の非相関を検出する非相関検出回路と、該非相関
検出回路から出力された非相関検出信号に応じて非相関
制御信号を出力する非相関制御回路と、前記第一の演算
回路の出力の信号振幅を制限するリミッタ回路と、前記
非相関制御回路から出力された非相関制御信号を受け取
りそれに応じて該リミッタ回路の出力信号のレベルを調
整するレベル調整回路と、該レベル調整回路の出力信号
と前記第二の演算回路の出力を演算する第三の演算回路
を有したことを特徴とする雑音低減回路。
【請求項４】前記第一の演算回路は、１Ｈ遅延素子の入
力信号Ｙと出力信号Ｙ_dとを加算してＹ＋Ｙ_dを得る第一
の加算回路と、入力信号Ｙから該第一の加算回路の出力
信号Ｙ＋Ｙ_dを減算してＹ−Ｙ_dを得る第一の減算回路か
ら構成され、前記第二の演算回路は、前記第一の加算回
路の出力Ｙ＋Ｙ_dと前記第一の減算回路の出力Ｙ−Ｙ_dを
加算する第二の加算回路であり、前記第三の演算回路は
前記第二の加算回路の出力から前記レベル調整回路の出
力を減算する第二の減算回路から構成することを特徴と
した請求項３記載の雑音低減回路。
【請求項５】前記非相関検出回路及び非相関制御回路
は、少なくとも信号の通過帯域を低周波帯域のみに制限
するするローパスフィルタと、信号の振幅を制限するリ
ミッタ回路と、規定の信号レベル以下の信号を除去する
スライサ回路とから構成したことを特徴とする請求項１
または請求項３記載の雑音低減回路。
【請求項６】１Ｈ前後のビデオ信号の相関性を利用し
て、相関のない雑音成分を低減する雑音低減回路におい
て、１Ｈ前後の信号を演算する第一の演算回路と、該第
一の演算回路の出力信号の高周波帯域を減衰させるロー
パスフィルタと、該ローパスフィルタの出力信号の振幅
を制限するリミッタ回路と、該リミッタ回路の出力の低
周波帯域を減衰させるハイパスフィルタと、該ハイパス
フィルタの出力信号のレベルを規定レベルに調整するレ
ベル設定回路と、入力信号をある一定時間分遅延させる
遅延回路と、前記レベル調整回路の出力信号と該遅延回
路の出力信号とを演算する第二の演算回路を有したこと
を特徴とする雑音低減回路。
【請求項７】前記第一の演算回路は、１Ｈ遅延素子の入
力信号Ｙから出力信号Ｙ_dを減算してＹ−Ｙ_dを得る第一
の減算回路であり、前記第二の演算回路は入力信号Ｙか
ら前記レベル調整回路の出力を減算する第二の減算回路
で構成することを特徴とした請求項６記載の雑音低減回
路。
【請求項８】前記ローパスフィルタと前記ハイパスフィ
ルタのカットオフ周波数及び次数を同一に設定すること
を特徴とする請求項６記載の雑音低減回路。