JPS5894221A - 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１ｌＷＲは相関性を有する複数の信号【それぞれの相
関性に基づいて分離するようにした分離フィルタに関す
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
信号を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１時間の次元で変化する信号【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
リングを行うフイルメ装置を提案した。

以下にまずｌ１１ｗ１を参照しながらそのようなアイル
タ装置の一例について説明しよう。

まずパターン空間について説明する。例えば１フレーム
のテレビ信号を喬直水平にそれぞれｍ。

ｎ備の画素から構成されていると考え、各画素の振幅ｔ
。

ｆ（ｘ＋、ｙρ 但し、１＜ｉ＜ｍ、１＜ｊ＜ｎ とすると、上述のテレビ信号はｔ（ｘ＝ｙ、）ｖｍ　ｘ
　ｎ　＝　ｋ　１１１１　Ｋ並べたものとみなすことが
できる。これを例えば Ｆ−（ｆｔ＊ｆｘ・・・・・・・・・・ｆｋ）但し、　
　ｆ１＝　ｆ　（Ｘｌ、Ｙｌ）曇 ｆ、　＝　ｔ　（ｘ＝ｙｎ） と表わすことにより、この１フレームのテレビ信号をに
次元のベクトルｒとして考えることができる。

このよ５Ｋして、複数の時点の信号のレベルをそれぞれ
の次元に轟【はめてベクトル表現したとぎにできる多次
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、ｆｔ＋＋　（２＜ｔ（ｋ　　１　）１１ｔ用いて３
次元のノ（ターン空間を構成することができる。

菖１図はそのような３次元）くターン空間の斜視図であ
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久元パターン空閣にシいて、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””　ｆｔ　：
ｆｔ＋１ であることを示している。

また菖２図ＡＫ示す平面は ｆｔ−１”＝　ｆｔ→ｆｔ、ｌ であることを示している。さらに第２図ＢＫ示す平面は ｆｔ−１へｆｔ″ｆｔ＋１ であるととｔ示しており、これらは信号かステップ状に
変化していることを示している。

これに対して＠２図ＣＫ示す平面は ｆｔ−１＝　ｆｔ＋１〜ｆｔ 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ｖｏ−ｐ＠の地長上から
見ると薦３図のようになる。ここで各範囲の信号はそれ
ぞれ外１１に図示のよ５に変化している０図においてＷ
Ｌ１図の０−Ｐ線は原点、８１２図Ａ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１ｉＩ１１ｉＩ！する信号間
の相関性が極めて強いために％１ｉＥ４５ＡＡに示すよ
５Ｋ。

Ａ　−Ａｉｉ〜Ｂ−Ｂｉｉ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、雑音等は
隣接する信号間の相関性がないので、菖４図ＢＫ示すよ
うに全体に均一に分布する。

すなわち例えば纂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＊ＩＩＩすると菖６図のようにな
る。なお菖５図中（○）は信号の位置な示す。

そしてこの場合に、＄１６＠ｌの斜線の範囲外の信号ｔ
、例えば矢印のように変形するととＫより、ノイズＮ１
％ＮＢを除去することができる。

この変形は、例えば次のよ５な論理演算にて行うことが
できる。

すなわち、 ｆｔ’＝ＭＡＸｉＭＩＮ（ｆｌ−１，ｆｔ）、ＭＩＮ（
ｆｔ、ｆ（＋１）・ＭＩＮ（ｆｔ−１，ｆｔ＋ｌＮ　　
　・・・・・・・・・・・ｔｌｌ二ＭＩＮ　（ＭＡＸ（
ｆｌ−１，ｆｌ　）、ＭＡＸ（ｆｔ、　ｆｔ＋ｔ）。

ＭＡＸ（ｆｔ−１，ｆｔ＋１）ｌ　　　　・・・・・・
・・・・・（２）の論理演算にて変形を行う。ここでＭ
ＡＸは以下のかっこ内で最大の物を取り出すこと、ＭＩ
Ｎは以下のかっこ内で最小の−を壜り出すことを示して
いる。

この論理演算を行うことにより、ガえば第５図のノイズ
ＮＺの部分では、 ｆ、’−ＭＡＸ（ＭＩＮ（ｆｙ、ｆｓ）、ＭＩＮ（ｆ、
、ｆ、）。

Ｍ　Ｉ　Ｎ　（ｆｙ、　ｆｅ）１ −ＭＡＸ　（ｆｓ、　ｆｓ、　ｆｙ） ＝−ｆ。

となる。またノイズＮ２の部分では、 ｆｌｌ’　−ＭＡＸ　（ＭＩＮ　（ｆｌｏ、　ｆｏ）＊
ＭＩＮ　（ｆｌｌ、　ｆｔ２）＊ＭＩＮ（ｆｌｏ、ｆｘ
ｚ　）　１ −ＭＡＸ（ｆｔｏ、ｆｌｚ、ｆｔｏ　）＝ｆ１２ となって、ノイズＮ１．Ｎｚが除去される。なおノイズ
Ｎ３　Ｋついても、ノイズＮ、ｌと同様に除去される。

これに対して、例えばｆｓの信号にお（・て＆よ。

ｆ、’　：　ＭＡＸ　（ＭＩＮ　（ｆ４．　ｆｓ）、　
ＭＩＮ　（ｆｓ、　ｆｓ）。

ＭＩＮ（ｆ４．ｆｓ）１ ＝：　ＭＡＸ　（ｆ４．　ｆＩＩ、　ｆ＜　）＝［５ となる。またｆｓの信号においては。

ｆ６′二ＩｌｉｉＡＸ（ＭＩＮ（ｆｓ、ｆｓ）、ＭＩＮ
（ｆｓ、ｆｙ　）　。

ＭＩＮ（ｆ５．ｆｙ）１ ＝ＭＡＸ　（ｆ５．　ｆｓ、　ｆｓ） 二ｆ６ となって、本来の信号がそのまま取り出される。

このよ５Ｋして上述のフィルタ装置にお（・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。

さらに菖７図〜第９図は具体的な回路構成【示す。

ます票７図は全体の構成を示し、入力端子（１）に供給
された信号が、本来の信号の最高周波数の周期に相当す
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＋２１　、　ｔ３＋の出力信号が上述の式ｆ
ｌＪあるいは＋２１　Ｋ　＋１蟲する論理演算囲路（４
）に供給される。そして論理演算処理された信号が出力
端子（５）Ｋ取り出される。

そして論理演算回路（４）は以下のように構成される。

１１８図は上述の式ｉｌｌ　Ｋ対応するものである。こ
のｌｉにおいてｐｎｐ形のトランジスタ（５１ａ）、（
５２ａ）と、（ｓｌｂ）、（ｓ２ｂ）と、（５１ｃ）、
　（５２りとＫよる３組の一路が設けられる。これらの
コレクタが共Ａｍ亀されると共に、２つづつのエミッタ
が互いに接続され、これらの接続点がそ□れぞれ抵抗器
（５３ｍ　）　。

（５３ｂ）、（５３ｃ）を通じて電源端子（ロ）Ｋ接続
される。

まりｆｔ−１，ｆｔ、ｆｔ＋ｓ　ｆ）信号が供給される
端子（５５ｍ）。

（ｓ５ｂ）、（ｓｓｃ）が設はラレ、端子（５５ａ）か
トランジスタ（５１ｇ）、　（５２ｃ）、端子（５５ｂ
）がトランジスタ（５２ａ）、　（５１ｂ）、端子（５
５Ｃ）がトランジスタ（５２ｂ）。

（５１Ｃ）のそれぞれペースに接続される。さらにトラ
ンジスタ（５１ａ）〜（５２ｃ）のエミッタの接続点が
ソｔ１．ソｔＬ　ｎ　ｐ　ｎ形ノトランジスタ（５６ａ
）、　（５６ｂ）。

（５６Ｃ）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６４１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６Ｄを通じて接地される。そしてトランジ
スタ（５６ａ）〜（５６Ｃ）のエミッタの接続点が出力
端子線Ｋｍ続される。

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

また１１１９図は上述の式１２１　Ｋ対応するものであ
って、菖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（５１ａ）
〜（５２ｃ）　Ｋｔｌｌｌされ、ｎｐｎ形のトランジス
タ（５６ａ）〜（５６ｃ）がそれぞれｐｎｐ形のトラン
ジスタ（５６ａ）　〜（５６ｃ’）　Ｋ置換されると共
Ｋ、電源趨子鏝と＊ｍとか逆にされる。このＦＥＪｗｌ
によればトランジスタ（５１ａ’）〜（５２Ｃ）にてそ
れぞれ大きい方が服り出され、トランジスタ（５６ａ）
〜（５６Ｃ）にでそれらの最小のものが出力される。

さら［ＮＴＳＣ方式のカラー映像信号においてはクロマ
信号の則搬送波の位相が１水平期間ごとく反転している
。七とで上述の信号ｆｔ−１，ｆｔ、ｆｔ＋１に代えて
信号ｆｌと１水平期間（Ｈ）ｉｌｌの信号ｆｔ−Ｈ。

及び１水平期間後の信号ｆｔ＋ａ１にｍｍいて上述と同
様のパターン９関を形成する。ここで輝度信号成分（Ｃ
））とクロマ信号成分（Ｘ）とｔ分けて表わす。

このようにすると、これらの信号は概１０図、第１１−
に示すよ５に、輝度信号成分はほぼＡｓ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輸方同に変形を行えばよい。

第１２図はそのよ５Ｋしてクロマ信号を織り出すための
回路を示す。図において、入力端子（ＩＩからの信号が
それぞれ１水平期関に＠当する遅延時間を有する遅延回
路Ｕυ、ａ２の直列回路に供給される。さらに入力端子
Ｏαか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ＯＪ及びインバータ（１４１Ｙ　
Ａじてｌ！１埋演算演算回路α５１＆Ｃ供給る。また遅
延回路Ｕυからの信号が上述と同様のバンドパスフィル
タｕＱｖ通じて論理演算回路０５１に供給される。また
遅延回路ａｚからの信号か上述と同様のバンドパスフィ
ルタＣＩ？）及びインバータｕｓを通じて論理演算回路
αＳＫ供給される。

ここで論理演算囲路α９としては、上述の第７図の論理
演算囲路（４）と同等の回路が用いられる。

従って！１３図ＡＫ示すような走査線１＃Ｊｌｋ１１１
、ｍの信号が供給された場合に、走査１ｉＩｉＪのクロ
マ信号な取り出す時点ではｍ１３図ＢｔｌＣ示すようＫ
ｉ、ｊ、にの信号が論理演算回路ａｃｊＫ供給される。

また走査線にのクロマ信号を取り出す時点ではｌ１１３
ａｃｌＣＫ示ｊよ５Ｋｊ　、ｋ　、ｔｔＤ信号か論理演
算囲路αＣＪＫ供給される。さらに走査ａｌｔのりｐマ
信号を取り出す時点では謳１３図りに示すようＫ　ｋ　
、　ｌ　、　ｍの信号が論理演算回路αＳＫ供給される
。

そしてこのような信号が供給されることくより。

論理演算回路ａｃＪからは第１３図ＥＫ示すような信号
ｊ、に、ｔが取り出される。

この信号が加算回路（ＩＩＫ供給されると共に、遅延回
路Ｑυからの元の信号がバンドパスフィルタα３゜四、
ａＤの遅延特性等に相当する遅延回路（至）を通じて加
算回路ａｌＫ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（
２ｔｌＫ取り出される。

さらに加算回路■からのクロマ信号か減算回路（２）に
供給されると共に、遅延回路−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のに取
り出される。

とζろで上述のフィルタ装置において、１水平期間に相
当する遅延回路ａυ、　Ｑ３は不可欠なものである。と
ころかこのような遅延回路ｔ’例えばＢＢＤやＣＯＤの
ような電荷転送素子で形成すると、電荷転送素子のロー
パス特性のためｋ例えば減算回路０に供給される原信号
の周波数特性が劣化し、分離される輝度信号の周波数特
性が劣化してしまう。

すなわち入力信号の周波数特性がｌ［１４図Ａ（ハツチ
ングはクロマ信号成分を示す）のようなものであった場
合に、遅延回路αυ、ａ３の出力信号の特性はそれぞれ
Ｂ、Ｃのようになる。これらの信号がバンドパスフィル
タＱ３　、　Ｃ１８、α７）Ｋ供給されて例えばり、ｇ
、Ｆのような特性の信号が取り出される。これらの信号
が、−えば３．５６　ＭＨＸの信号が一定のレベルにな
るようにバンドパスフィルタ霞。

ａＤの出力信号が増幅（破線図示）されて、論理演算回
路０９に供給される。ここで論理演算回路０５に供給さ
れる信号は、バンドパスフィルタαｅからの信号に対し
て、バンドパスフィルタαＪ、αηからの信号が互いに
逆の特性にされているので、これらが平均化されて良好
な演算が行われ、ｑのようなりロマ信号が分離される。

ところが、減算回路＜２３には遅延回路ａυからの周波
数特性の劣化した信号が供給されるために、この信号か
ら正しいクロマ信号を減算しても、　ＨＫ示すよ５に良
好な輝度信号を得ることはできない。

本発明はこのような点Ｋかんがみ、簡単な構成で良好な
信号の分離が行えるようにしたものである。以下に図面
を参照しながら、本発明の一実施例についてａ明しよう
。

總１５図において、この例はバンドパスフィルタα３，
０（へ）、ａＤとして２次のトランスバーサルフィルタ
を用いた場合であって１図にお−・て入力電子ＯＧ及び
遅延回路ａυ、　Ｑ３からの信号がそれぞれ３．５８Ｍ
Ｈｚの色副搬送波のｉ波長く相当する１４０　ｎ５ａｃ
の遅延回路６υｌ（至）と、關、倶と、灸、＠の直列回
路に供給され、これらの遅延回路の人力側の信号及び出
力側の信号かそれぞれ一４’２’　　４に重み付けされ
て加算回路Ｃ（７）　、　ｒ；ｓ　、（至）で加算され
る。これらのトランスバーサルフィルタにおいて但しＴ
Ｄ　”’　１４０　ｎ５ｅｃ の周波数特性が得られ、３．５８　Ｍ）ｈを頂点とした
バンドパス特性か得られる。これらのトランスバーサル
フィルタからの信号が論理演算回路（１５１及びインバ
ータＱ４１　、　ｔｔｓに供給される。

そしてこの回路において、遅延回路Ｑの出力側の信号が
加算回路−に供給されると共Ｋ、加算回路（至）からの
信号がレベル調整回路Ｇ４ｍ）Ｋて任意のレベルにされ
て加算回路ＭＫ供給される。さらにこの加算回路−から
の信号が加算回路０及び減算回路１２３に供給される。

この囲路において、遅延回路（至）からは＄１１６図Ａ
のような信号が取り出されて加算ＦｉＡ路−に供給され
る。また加算回路（至）からは第１６８１）　Ｈのよう
な信号が取り出され、この信号が所定のレベルで加算さ
れるととＫより、加算回路−からは＠１６図Ｃのような
、略元の信号に等しい信号が取り出される。

従ってこの（８号からクロマ信号を減算することにより
、良好な輝度信号を取り出すことができる。

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、本発１ｊｉＫよれば遅延回路くよる周波数特性
の劣化が補償されているので、出力される輝度信号の周
波数特性も極めて良くなる。

またバンドパスフィルタとして低次のトランスバーサル
フィルタン使用しているので、バンドバス出力の位相特
性が劣化せず、この信号を加算しても信号の位相特性が
劣化することはない。

なお本発明は池の形式の論理演算回路を用いたフィルタ
装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

菖１５Ａ−菖１４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、５１１５図は本発明の一例の
構成図、第１６図はその説明のための図である。 Ｑｌは入力端子、ａυ、　Ｑｌは遅延回路、α９は論理
演算回路、ｒ２ｎ　、（ハ）は出力端子、■は減算回路
、Ｇυ〜（至）はトランスバーサルフィルタな構成する
遅延回路、Ｃ３７）〜四ハトランスバーサルフィルタを
構成する加算回路％−は加算回路、０υはレベル調整回
路である。 第４図 ・　　　”ｌ　　　・　、゛ 、°１°、°、。 Ａ・。 第１図　　　　　　　　６ 第８図 （ ［ 第９図 第１２図 第 八　　　　　　　　　　〇　　　　　　　　　〇Ｄ　　
　　　　　　　Ｅ −、ｉ’−「−一一一 ３５８パＨＩ Ｇ １ ＪりＯ阿ｎ（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 相関性を有する複数の信号【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、上記相関
   性に相幽する遅ｍｗＡ路からの信号に、バンドパスフィ
   ルタの出力信号を加算して、上記遅凰−路による周波数
   特性の劣化を補正するよ５Ｋしたことｖ４Ｉ黴とする分
   離フィルタ。