JPS5894220A - 分離フイルタ - 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】 本尭明は相関性な有する複数の信号なそれぞれの相関性
に基づいて分離するよう圧した分離フィルタに関する。

例えばＮＴＳＣ方式のカラー映像信号において輝駅信号
とクロマ信号とを分離する場合においては、従来からバ
ンドパスフィルタによって分離する方法が多く用いられ
ている。しかしこの方法の場合、例えば３　、５８　’
！Ｊ１４ｚ±５ＱＱｋＨｇの帯域内に含まれる輝跋信号
も全てクロマ信号と見なしてしまうため、ｓ度信号が急
峻に変化する部分でクロマ信号に輝度信号の鳥域成分が
混入し、クロスカラーと呼ばれる画像の劣化が発生する
。

ところで従来のフィルタ装置は、時間の次元で変化する
信号なフーリエ変換によって周波数の次元に変換し、そ
の周波数成分をフィルタリングしている。これに対して
本願発明者は先に、時間の次元で変化する信号なパター
ン空間に変換し、このパターンの変形によってフィルタ
リングな行うフィルタ装置な提案した。

以下Ｋまず図面を参照しながらそのようなフィルタ装置
の一例につい【説明しよう。

まずパターン空間について説明する。ガえば１フレーム
のテレビ信号な乗置水平にそれぞれｍ、ｎ個のｉ！ｊ索
から構成されていると考え、各１ｍ木の振幅な、 ｆ　（ｘｌ・ｙ３　） 但し、１くｉ（ｍ、１くｊ＜ｎ とすると、上述のテレビ４ｇ号はｆ（ｘｌ、Ｙｊ）をｍ
Ｘｎ＝に個順に並べたものとみなすことができる。

これを例えば Ｆ＝（ｆ、　、　ｔ２−・・・ｆｋ） 但し、−ｆｌ　＝ｆ　（ｘｔ　ｅ　ｙｌ）ｆｋ＝ｆ　（
ｘｍ＋　　Ｙｎ　） と表わすことにより、このｌフレームのテレビ信号１に
次元のベクトルＦとして考えることができる。

このようにして、複数の時点の信号のレベルをそれぞれ
の次元に当【はめてベクトル宍構したときＫできる多次
元空間なパターン空間と称する。

同様にして、隣接する３点の信号のレベルｆｔ−１，ｆ
ｔ　ｖ　ｆｔ−ｚ　（２＜ｔ＜ｋ−１）を用いて３次元
のパターン空間な構成することができる。

ｍ１図はそのような３次元パターン９関の斜視図テあっ
て、それぞれのベクトルは信号の最大レベルによって包
囲される空間内の任意の点で表わされる。

この３次元パターン空間において、原点Ｏとベクトルが
最大の点Ｐとの間を結ぶ線分はｆｔ−１＝（１＝ｆ１＋
１ であることを示している。

また第２図ＡＫ示す平面は ｆｔ　＝　１　”、ｆｔＮｆｉ　＋１ であることを示している。さらＶＣ第２図ＢＫ示す平面
は ｆｔ　＝　１〜ｆｔ　−ｆｔ　＋１ であることを示しており、これらは信号がステップ状に
変化していることを示している。

これに対して第２図ＣＫ示す平面は ｆｔ’　＝１”ｆｔ＋１〜ｆｉ であることを示しており、これは信号が急激に変化して
いることを示している。

そこでこの３次元パターン空間１０−Ｐ線の鴬長上から
見ると第３図のようになる。ここで各範囲の信号はそれ
ぞれ外周に図示のように変化している。図において第１
図の０−Ｐ線は原点、＠２図人の平面はＡ軸、Ｂの平面
はＢ軸、Ｃの平面はＣ軸で現わされる。

この場合に、本来の信号は隣接する信号間の相関性が極
めて強いために、第４図Ａに示すように、Ａ−に線〜Ｂ
−ｄ線の範囲に集中して分布し、Ｃ−Ｃ’線の近傍には
存在しない。これに対して、備蓄等は隣接する信号間の
相関性がないので、第４１ｉ１ＢＫ示すように全体に均
一に分布する。

すなわち例えば第５図に示すような信号の場合、これを
上述のパターン空間に変換すると第６図のようになる。

なお鮪５図中（０）は信号の位置を示す。

そしてこの場合に、第６図の斜線の範囲外の信号な、例
えば矢印のように変形する、ことＫより、ノイズＮ１〜
Ｎｓ　を除去することができる。

この変形は、例えば次のよ５な論理演算にて行５ことか
できる。

すなわち ｆｌ’　＝ＭＡＸ　（ＭＩＮ　（ｆｔ　　１　、　ｆｔ
ン、ＭＩＮ（ｆｔ　、　ｆｔ手１）。

ＭＩＮ（’ｔ：ｓ　、　ｆｔ　＋１　）　）　　・・・
・ｆｌ）ａ−ＭＩＮ　（ＭＡＸ（’ｔ　　１−　ｆｔ　
）　、　ＭＡｘ（’ｔ　＋　ｆｔ　＋　１　）−ＭＡＸ
（ｆｔ−１ｒ　　ｆｌ＋蓋　））　　―　・　・　・（
２）の−墳演鼻にて変形な行う。ここでＭＡＸは以下の
かっこ内で最大の＊１＝堆り出すこと、ＭＩＮは以下の
かっこ内で最小の物を取り出すことな示している。

この論理演算な行うことにより、例えば第５図のノイズ
Ｎ１の部分では、 ｆ　＆’Ａｈｌα（ＭＩ　Ｎ　（ｆ　１　ｅ　ｆ　＠　
）　ｅ　ＭＩＮ　（ｆ　ｇ　＊　ｆ　９　）　ｅＭＩＮ
（ｒ７．ｆｅ　）　） ＝ＭＡＸ（ｆｍ　ｅ　ｆｓ　ｗ　’ｖ　）＝ｆ７ となる。またノイズＮ２の部分では、 ｆ　１１’＝ＭＡＸ　（ＭＩＮ　（ｆｌ６．　ｆｌｌ　
）　、　ＭＩＮ　（ｆｌｌ　、ｆｉｍ　）　。

ＭＩＮ（ｆｌＬ’ｌｌ　）　） ＝ＭＡＸ（ｆｌ（１，ｆｌｇ、ｆＨ）　）”ｆｉｌ となって、ノイズＮ１　ｅ　Ｎ！が除去される。なおノ
イズＮｓ　Ｋついても、ノイズＮ１と同１１Ｋｍ去され
る。

これに対して、岡えばｆＩの信号においては、ｆ、Ｉ−
緬’ｕ（ＭＩＮ（ｆ４．ｆ、　）　、ＭＩＮ（ｆＩ、ｆ
、　）　。

ＭＩＮ（ｆ４．ｆｍ　）　） ＝ＭＡＸ（ｆ４．ｆｓ、ｆ４　） ＝ｆｉ となる、またｆ−の信号においては、 ｆ＠’ｘＭＡＸ（ＭＩＮ（ｆ６．ｆＩ　）　、ＭＩＮ（
ｆ６．ｆ７　）　。

ＭＩＮ（ｆ、、ｆ、　）　） Ｗ　ＭＡＸ　（ｆ　＠　、　ｆ　＠　、　ｆ　Ｈ）＝ｆ
藝 となって、本来の信号がそのまま取り出される。

このようにして上述のフィルタ装置において、本来の信
号を劣化させることなく、ノイズの除去を行うことがで
きる。

さらに＠７図〜第９図は具体的な回路構成な示す。

まず第７図は全体の構成を示し、入力端子（ｌｌに供給
された信号が、本来の信号の最＾周波数の周期に和尚す
る遅延時間を有する遅延回路＋２）　、　（３１の直列
回路に供給される。さらに入力端子（１）からの信号及
び遅延回路（２）、（３）の出方信号が上述の弐（１）
あるいは（２）Ｋ相当する論理演算回路（４）Ｋ供給さ
れる。そし【論理演算処理された信号が出力端子（５）
に取り出される。

そして論理演算回路（４）は以下のよ５に構成される３
、 第８図は上述の式（１）に対応するものである。この図
においてｐｎｐ形のトランジスタ（５１ｍ）、（５２ｍ
）と、（５１ｂ）、（５２ｂ）と、（５１ｃ）、（５２
ｃ）とＫよる３組の回路が設けられる。これらのコレク
タが共通接地されると共に、２つづつのエミッタが互い
に接続され、これらの接続点かそれぞれ抵抗器（５３Ｍ
）。

（５３ｂ）、（５３ｅ）　ｉｋ：通じて電源端子（ロ）
に接続される。

＊　タｆｔ−１−ｆｔ　、’ｔ＋１ノ信号が供給される
端子（５５ａ）（ｓｓｂ）、（ｓｓｃ）が設けられ、端
子（５５ｍ）がトランジスタ（５１ｍ）、（５２ｃ）、
端子（５５ｂ）がトランジスタ（５２ｍ）、（５１ｂ）
、端子（Ｓ５ｃ）がトランジス！　（５２ｂ）。

（５１ｃ）のそれぞれベースに接続される。さらにトラ
ンジスタ（５１ｍ）〜（５２ｃ）のエンツタの接続点が
それぞれｎｐｎ形のトラ／ジスｐ　（ｓｓａ）、（５６
ｂ）＋（８６ｃ）のベースに接続され、これらのトラン
ジスタ（５６ｍ）〜（５６Ｃ）のコレクタが電源端子（
ロ）に接続されると共に、エミッタが互いに接続され、
この接続点が抵抗器６７）を通じて接地される。そして
トランジスタ（５６ｍ）〜（５６ｃ）のエミッタの接続
点が出力端子ｔＡＫ接続される。

この回路によれば、トランジスタ（５１ａ）、（５２ｍ
）にて端子（５５ｍ）、（５５ｂ）からの信号の小さい
方が取り出され、トランジスタ（５１ｂ）、　（５２ｂ
）にて端子（５５ｂ）、（５５ｃ）からの信号の小さい
方か取り出され、トランジスタ（５１Ｃ）、（５２ｅ）
　Ｋて端子（５５ｃ）、（５５りからの信号の小さい方
が取り出される。セしてトランジスタ（５６ｍ）〜（５
６ｃ）　Ｋて、トランジスタ（５１ｍ）〜（５２ｃ）か
らの信号の最大のものが取り出され、出力端子５１に出
力される。

また第９図は上述の式（２）Ｋ対応するものであって、
第８図のｐｎｐ形のトランジスタ（５１ａ）〜（５２ｃ
　）がそれぞれｎｐｎ形のトランジスタ（５１１’）〜
（５２Ｃ’）　Ｋ置換され、ｎｐｎ形のトランジスタ（
５６５１）〜（５６ｃ）がそれぞれｐｎｐ形のトランジ
スタ（５６ｍ’）　〜（５６ｃ’）　Ｋ置換されると共
Ｋ、電源端子（ロ）と接地とが逆にされる。この回路に
よればトランジスタ（５１１）〜（５２Ｃ’）にてそれ
ぞれ大きい方が取り出され、トランジスタ（５６ｍ’）
〜（５６Ｃつにてそれらの最小のものが出力される。

さらＫＮＴＳＣ方式のカラー映像信号においてはクロマ
信号の副搬送波の位相が１水平期間ごとに反転している
。そこで上述の信号’ｔ　１＋’ｔ＋’１＋ＩＫ代えて
信号ｆｌと１水平期間０前の信号ｆｔ−Ｈ及び１水平期
間後の信号ｆ　を十Ｈを用いて上述ｈ　ｒＷ］様のパタ
ーン空間な形成する。ここで輝度信号成分（○）とクロ
マ信号成分（×）とを分けて表わす。

このようにｊると、これらの信号は［１０図。

第１１図に示すように、輝度信号成分はほはＡ軸とＢ軸
の間に分布し、クロマ信号成分はＣ軸の近傍に分布して
いる。そこで上述の信号からクロマ信号を取り出すには
、パターン空間上でＣ軸方向に変形な行えばよい。

鮪１２図はそのようにしてクロマ信号を取り出すための
回路を示す。図において、入力端子ＯＧからの信号がそ
れぞれ１水平期間に相当する遅延時間な有する遅延回路
Ｏυ、０２の直列回路に供給される。さらに入力端子０
Ｉがらの信号がクロマ信号の重畳された帯域に相当する
バンドパスフィルタ０及びインバータ０譬な通じて論理
演算回路αＳに供給される。また遅延回路αυからの信
号が上述と同様のバンドパスフィルタαｅ＆通じてＷａ
瑞演算回路０５に供給される。また遅延回路ＱＢからの
信号が上述と同様のバンドパスフィルタ０７）及びイン
バータ０ｓな通じて論理演算回路（１１供給される。

ここで論理演算回路ａ！９としては、上述の第７図の論
理演算回路（４）と同等の回路が用いられる。

従って第１３図ＡＫ示すような走査線１１ｊｌｋ、ｌ、
ｍの信号が供給された場合忙、走査−」のクロマ信号を
取り出す時点では第１３図ＢＫ示すようにＴ、ｊ、Ｈの
信号が論理演算回路ａＣＪに供給される。また走査線に
のクロマ信号９を職り出す時点では第１３図ＣＫ示すよ
５１Ｃ丁、に、ｔの信号が論理演算回路αｌ供給される
。さ、らに走査線露のクロマ信号を取り出す時点では第
１３図ＤＫ示すようにＶ　、　ｔ　、　ｍの信号か論理
演算回路０５に供給される。

そしてこのような信号が供給されることにより、論理演
算回路０Ｓからは第１３図ＥＫ示すような信号Ｊ１．に
′、恋′が取り出される。

この信号が加算回路ＱＩＫ供給されると共に、遅延回路
ａυからの元の信号がバンドパスフィルタαＪ。

（ＩＬＯηの遅延特性等に相当する遅延回路■を通じて
加算回路ＣＩＩＫ供給されて輝度信号成分が除去される
。そしてこの輝度信号の除去されたクロマ信号が出力端
子Ｃ！υに取り出される。

さらに加算回路α鐘からのクロマ信号が減算回路（２）
に供給されると共に、遅延回路（２）からの信号が減算
回路＠に供給されてクロマ信号成分が除去される。そし
てこのクロマ信号成分の除去された輝度信号が出力端子
（至）に取り出される。

従ってこの回路によれば、第１３図からも明らかなよ５
に、クロスカラー等圧よる画像の劣化のない４ｆＩ号と
クロマ信号の分離を行うことができる。

ところで上述のフィルタ装置において、フィルタリング
は理想的ではなく、低周波成分、特に直流成分は除去さ
れずにクロ１（１１号の出力端子ｔ２ｖに漏れるおそれ
がある。このため上述の回路において、バンドパスフィ
ルタ（１３，αｅ、αηな設けて、低周波成分を除去す
るよ５Ｋしている。

ところがその場合に、バンドパスフィルタに信号な供給
すると、一般にそのカットオフ周波数付近で位相が歪む
。このためバンドパスフィルタの帯域な狭くするとクロ
マ信号の位相が歪んで周波数特性が劣化し、リンギング
等の画質の低下か発生する。これに対してバンドパスフ
ィルタの帯域な必要以上に広くすると、低周波の輝度信
号成分の漏れＫよるクロスカラーが発生する。

そこで従来は、３．５８ＭＨｚ±５００　ｋＨｚのバン
ドパスフィルタを用いて（・だが、必ずしも満足できる
ものではなかった。

さらに抵抗器やフンデン？によるバンドパスフィルタは
製造が容易でなく、また所望の周波数特性を得るための
調整も複雑であった。

本発明はこのような点にかんがみ、簡単な構成で良好な
フィルタリングが行えるよ５Ｋしたものである。

すなわち本発明においては、相関性を有する複数の信号
をそれぞれの相関性に基づい【フィルタリングする分離
フィルタにおいて、信号の所定帯域成分を抽出するため
のバンドパスフィルタとして低次のトランスフζ−サル
フィルタな設けたものである。

以下に図面を参照しながら、本発明の一実施例について
説明しよう。

第１４図において、入力端子（Ｌｌからの信号が。

３．５８ＭＪ−１ｇの色［８送波の７波Ｊ［相当する１
ｄＱｎｌ！ｌ）の遅延回路Ｃ１υ、（至）の直列回路に
供給される。これらの遅延回路ｃ３１）の入力側及び遅
延回路６υ訓の出力１１ 側の信号がそれぞれ−−，−，−７に重み付けさ２ れて加算回路間で加算される。

ここでこれらの遅延回路６υ、０３及び加算回路。

にて２次のトランスパーサルフィルタが形成される。そ
してこのトランスバーサルフィルタの周波　゛数特性曲
線は、 ミロ） 但しＴＤ＝１４０ｎ１６Ｃ であり、３．５８　ＭＨｚ　４Ｉ：頂点としてｍｌｊＳ
図に示すようになる。

１１ｆｊｌｌＫして迩延回路ａυ、ａカの出方１Ｈ号が
、それぞれｉ１１Ｉｇｌ路圓、關及び加算回路（至）、
あるいは遅蝙ｌＩｌ！ｌ路い０．（２）及び加算−路（
２）からなるトランスパーナルフィルタに供給される。

そしてこれらのトランスパーサルフィルタからのＳ１１
号か一埴演算回路α段及びインバーター、贈に供鋪され
る。

さらに遅延回路（ロ）の出力側の信号が加算回路０１及
び減算回路（２）に供給される。

この回路において、トランスバーサルフィルタの周波数
特性が上述のよ５に緩やかになっている−ので、カット
オフ周波数付近で位相歪か発生するおそれはない。また
クロマ信号帯域外の輝度信号成分が適度に減衰されてい
るので、略理想的なフィルタ装置を並用することにより
輝度信号成分は完全く除去される。

こうして輝度信号とクロマ信号の分離が行われるわけで
あるが、不発Ｆ！ＡＫ、よればバンドパスフィルタとし
て低次のトランスパーサルフィルタな使用し、これを上
述の略理想的なフィルタ装置と組み合せて用いたことＫ
より、クロマ信号の位相歪による画質低下のおそれかな
く、また輝度信号成分の漏れによるり四スカラーの発生
も防止することができる。さらにトランスパーサルフィ
ルタは調整を行う必要がな（、容易に所望の周波数特性
を持たせることができ、構成も極めて簡単である。

さらに本発明は上述の論理演算回路を用いたフィルタ装
置Ｋ１１ｊＩらず、いわゆるくし形フィルタによる分離
フィルタにも適用できる。

第１６Ｅにおいて、入力端子（１）からの信号が減算回
路Ｋｌ）Ｋ供給されると共に、１水平期間に相当する遅
延回路（６）を通じて減算回路（４１）Ｋ供給されてく
し形フィルタが形成され、クロ１信号が分離される。こ
のクローｗ傭号か１４０　ｎａｅｃの遅延回路（ハ）、
圓及び加算回路（ハ）からなるトランスバーサルフィル
タな通じて出力端子３υに取り出される。また入方端子
舖からの信号が１４Ｏｎ虱の遅延回路に）を通じて減電
−回路偵ηに供給され、加算回路（ハ）からのクロマ信
号が減算回路４ηに供給されて輝度信号が分離され、こ
の輝度信号が出力端子のに取り出される。

この回路においても、くし形フィルタは略理想的なフィ
ルタ装置であるので、上述と同様画質低下やクロスカラ
ーのおそれのない分離フィルタを得ることができる。

なお本発明は他の形式の論理演算回路を用いたフィルタ
装置やくし形フィルタにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１３図は本願発明者が先に提案したフィルタ
装置の説明のための図、第１４図は本発明の一例の構成
図、第１５図はその説明のための図、第１６図は他の例
の構成図である。 ＯＩは入力端子、αυ、ａ２は遅延回路、α＄は論理演
算回路、Ｑυ、Ｃｊ３ハ出力端子、Ｃ１１）　、　ｃｗ
　、　ｕ　、　ｃａ　、　Ｃ１２）（至）はトランスバ
ーサルフィルタな構成する遅延回路、儲、（至）、（至
）はトランスバーサルフィルタな構成する加算回路であ
る。 第４図 ８ 第７図 第８図 第９ｒ２１ 第１２図 第１３図 Ｄ　　　　　　　　Ｅ ｊ−■−一一一−−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相関性を有する複数の信号をそれぞれの相関性に基づい
   てフィルタリングする分離フィルタにおいて、信号の所
   定帯域成分な抽出するためのバンドパスフィルタとして
   低次のトランスバーサルフィルタな設けたことを％黴と
   する分離フィルタ。