JPS6010892A - デジタルａｃｃ回路 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ベースバンドのビデオ信号処理をデジタル的
に行うデジタルテレビジ言ン受像機に適用されるデジタ
／ｌ／　ＡＣＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｃｏ１ｏｒ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　）回路に関する。

〔技術的背景とその問題点〕

従来、テレビジョン受像機での信号処理は全てアナログ
信号処理により行われているが、特にビデオ段以降の信
号処理については、以下のような改善すべき問題点があ
った。

即ち、性能的にはアナログ信号処理の一般的な弱点とさ
れている時間軸上の処理性能に起因する問題であり、具
体的にはクロスカラー・ドツト妨害として画面に現れる
輝度信号・色度信号分離性能や各種画質改善性能及び同
期性能等である。

一方、コスト面、および製作上の問題としては、回路を
ＩＣ化しても外付は部品、訓整個所が多いということで
ある。

このような問題を解決するため、ビデオ段以降の原色信
号また紘色差信号復藺に到る信号処理を全デジタル化す
ることが検討されている。

ところで、テレビジョン受像機においては、送信局から
受像機に到る伝送路の特性に伴う色信号の振幅変化に対
して常に色信号中のカラーバーストが一定振幅となるよ
う色信号の利得制御を行うＡＣＣ回路が必要とされる。

ＡＣＣの制御手順は通常お。

次のと叉りである。まず、入力された色信号と、この信
号の利得制御を行うだめの信号（ＡＣＣ信号と呼ぶ）と
の乗算を行う。次に、利得制御された色信号中のカラー
バーストの振幅を検出し、この大きさと、別に定められ
ている目標値との差である誤差信号を演算する。最後に
、誤差信号を適当外低域通過特性を有するループフィル
タに通し、この出力を前記ＡＣＣ信号として、再び色信
号との間で乗算を行う。

以上の制御ループにより、カラーバーストの振幅が目標
振幅に収束するよう色信号の利得が制御される。この制
御手順はデジタルテレビジョン受像機においても同様で
ある。しかるに、デジタルテレビジ璽ン受像機では、ア
ナログビデオ信号を有限語長でデジタル化することや、
その後の演算における下位ビットの切捨てに起因した制
御上の問題が生ずる。第１図（ａ）はこれを説明するた
めの図である。第１図（ａ）は、上述した方法によ多制
御されているカラーバーストの振幅に、時刻■で誤差が
生じた場合の収束の様子を示している。時刻■での誤差
は、時刻■において１０％以内に減少し、この間の時間
を収束時間ｔｓとする。アナログ制御では、この変化は
勿論連続であるし、時刻■の後は目標振幅に向かって限
シなく収束していくが、デジタル制御においては有限語
長誤差を伴うため、時刻◎以降は収束モードから定常振
動モードに移行する。この時の振動幅△は演算語長に依
存し、振動周期ｔｏｓｃは制御ループのループゲイン、
つまシ収束時間ｔａに依存する。このカラーバースト、
ひいては色信号の定常振幅は、画面上では色飽和度の変
化として現われ、画質を劣化させる。またこの色変化は
、ＡＣＣ制御が１水平周期を単位に行われるため、画面
では横縞状色ノイズとなる。通常はこの色ノイズが目立
たないように振動幅△を設定し、それにより演算語長を
決める。当然、振動幅Δを小さくするにはよシ長い演算
語長を必要とするため、回路規模は増大し、素子スピー
ドも速いものが要求される。さらに画面上に現われる色
ノイズの振動幅は、次に述べる理由によシ、△よシかな
り拡大されるため、これを相殺するのに必要とされる演
算語長及び素子スピードはさらに延びる。

つまり、ＡＣＣ制御をうけた色信号は、Ｉ、Ｑ信号に復
調され、さらに輝度信号（Ｙ）とともにマトリックス演
算が施され、ＲＧＢ信号に変換される。ここでカラーバ
ーストと同じ振幅の色に注目すると、ＡＣＣ制御により
カラーバーストに△だけノイズが生じた特色にも同じだ
けノイズが生じ、これが工。

Ｑ信号に復調されても、各々はほぼ△のノイズを有する
。引き続くマトリックス演算では、例えばＢ（青）につ
いては、Ｂ　＝＝　Ｙ　−１，ＩＩ　＋　１．７Ｑで与
えられるため、特に青や黄では１．！＝Ｑは異符合であ
るからこれらの色のＢ成分のノイズは２．８・△に拡大
される。逆にＲ（赤）についてはＲ＝　０．９５　Ｉ　
＋０．６２　Ｑであるため、ＩとＱが同符合であるシア
ン、マゼンダ、赤などのＲ成分のノイズは１．５７　＠
Δに拡大される。また、飽和度の高い色はカラーバース
トの２〜３倍の振幅を有するため、ノイズも上述の値の
２〜３倍に拡大され、画面に与える影響は重大なものと
なる。もちろん通常のノイズについてもほぼ同様の拡大
は生ずるが、今の場合はノイズが横縞状であるために非
常に視覚的に目立ち、大きく画質を劣下させる。

こうしたノイズの振幅を抑える°ためには、上述したよ
うにＡＣＣ制御ループでの演算語長と、それに伴う素子
スピードを増加させる他に、Ａ／Ｄコンバータでの量子
化語長そのものも延ばし、有限語長誤差を少くする必要
がある。従ってハードウェアへかかる負担は多大なもの
となる。ところでこの色ノイズが視覚的に目立つか否か
を決めるものは、上述した第１図（ａ）における振幅△
の他に、振動周期ｔｏｓｃ　、があり、これは画面上に
おける横縞色ノイズのくり返し周・期に相当する。さら
にｔｏｓｃは、ＡＣＣ回路におけるループゲインに依存
する。従って色ノイズを視覚的に抑えるためには、振幅
△に対する量子化語長及び演算語長と振動周期ｔｏｓｃ
、に対するループゲインの両方を考慮する必要がある。

ところが、ループゲインを決める別の要因として収束時
間ｔｓがあシ、これは一般に帰還制御系において最も重
要なパラメータの１つで、系の安定度・制御の対ノイズ
性能を決めるものである。従って通常は収束時間ｔ＄の
要請からループゲインが決められ、振動周期ｔｏｓｃ、
については対策されない。一方前述したように、振動幅
ΔについてはＡＣＣ制御後の処理によシ増大するため、
これを検知限に抑えるには、ＡＣＣ回路やＡ／Ｄコンバ
ータにかなシの付加回路及び素子スピードが必要とされ
る。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点に鑑みなされたもので、その目的は
デジタルテレビジョンのＡＣＣ回路において、収束時間
を変えることなしに定常状態での横縞状色ノイズのくシ
返し周期を変え、これを視覚的に目立たなくし、画質を
向上させるととである。

〔発明の概要〕

本発明は、デジタルＡＣＣ回路において、実際のカラー
バーストの振幅と、目標振幅との差である誤差信号が、
ゼロを基準として所定範囲内にあるときとないときでＡ
ＣＣルーズのループゲインを変えることを骨子としてい
る。

〔発明の実施例〕

第３図は本発明に係るデジタルテレビジョン受像機の１
実施例の概要を示す図である。アンテナ１０１で受信し
たテレビジ１ン信号は、チューナ１０２、ＩＰ段１０３
．検波段１０４を経てベースバンドのビデオ信号１２３
に変換される。ビデオ信号１２３は、同期回路１０６へ
供給され、ここで同期再生が行われ、水平及び垂直ドラ
イブパルス１１７．１１８が出力され偏向回路（図示せ
ず）へ供給される。また、ビデオ信号１２３は、Ａ／Ｄ
変換回路１０５へ入力され、ここでサンプリングと量子
化が行われ、デジタルビデオ信号１２４が出力される。

サンプリング周波数ｆ＄はｆｍ　＝　４１ｍｃ、サンプ
リング位相はカラーバーストの土工軸、±Ｑ軸に同期し
たものである。

サンプリングのタイミングを与えるサンプリングパルス
１１５はクロック発生回路１２７で作られ、Ａ、〕変換
回路１０５．デジタル信号処理回路１２２及び同期回路
１０６へ供給され、回路動作の基準として使われる。ま
た、クロック発生回路１２７からは、サンプリングパル
スのうち、＋Ｉ軸及び＋Ｑ軸のものが、色検波回路１１
１へ、色の検波軸を与える検波パルス１１６として供給
される。デジタルビデオ信号１２４はＹＣ分離回路１０
７へ入力され、デジタルフィルタによシ輝度信号１０８
と色信号１０９に分離される。色度信号１０９はデジタ
ルＡＣＣ回路１１０５人力され、利得調節された後、色
検波回路１１１へ供給される。なお、デジタルＡＣＣ回
路１１０へは同期回路１０６よシ、カラーバーストの位
置を示すパーストゲートパルス１２５が入力される。こ
れは、デジタルＡＣＣ回路１１０において、カラーバー
ストの大きさを検出するための、カラーバースト積分の
タイミングを与えるものである。なお、パーストゲート
パルス１２５は、カラーバースト４周期分、つｔ　、Ｄ
　１６サンプル分の幅を有する。色検波回路１１１では
、ＡＣＣ制御を施された色信号１２６の中から、工及び
Ｑ軸位相の信号を、検波パルス１１６により選択的に取
シ出すことによシ、それぞれＩ及びＱ信号１１３．１１
４を得ている。輝度信号１０８．Ｉ及びＱ信号１１３．
１１４は、マトリックス回路１１２へ入力され、所定の
マトリックス演算によｆｉ　ＲＧＢ信号１１９に変換さ
れる。これはＤ／Ａ変換器１２０によシアナログＲＧＢ
信号１２１に変換され、出力回路を介してＣＲＴを動作
させる。以上がデジタルテレビジョン受像機の概要であ
る。次に、本発明のデジタルＡＣＣ回路１１０の一実施
例を詳細に”説明する。

第４図は、デジタルＡＣＣ回路１１０のブロック構成を
示す図である。デジタルＡＣＣ回路１１０に入力、され
た色信号１０９は、乗算器４０１において、＾ＣＣ信号
４０９と乗ぜられ利得調整され、新に色信号１２６とし
て出力される。色信号１２６は第３図における色検波回
路１１１へ入力されるとともにバースト振幅検出回路４
０２にも入力され、ここで色信号１２６のカラーバース
ト振幅値４０３が得られる。これは減算器４１０におい
て目標振幅値４０４との間で減算され、誤差信号４０５
が出力される。誤差信号４０５は・誤差処理回路４０６
へ入力され、ここで第７図で示すような非線型処理が施
され、コントロール信号４０７として出力される。これ
はループフィルタ４０８で高域成分を減衰させられ、Ａ
ＣＣ信号４０９に変換されて乗算器４０１に入力される
。この制御手順によシ色信号１２６は、そのカラーバー
ストが目標振幅となるよう、利得制御される。以上が、
デジタルＡＣＣ回路１１０全体の概略である。次にこの
中の特徴的な回路について詳細に説明する。

第５図は、カラーバースト振幅検出回路４０２の具体的
構成を示す図である。以下、この動作を説明する。カラ
ーバースト振幅検出回路４０２に入力された色信号１２
６は同期回路１０６から供給されるパーストゲートパル
ス１２５とともにアンドゲート５０１に入力される。パ
ーストゲートパルスはカラーバースト中の１６サンプル
の間で１″、それ以外で加”であるため、アンドゲート
５０１の出力信号５１３にはカラーバーストの１６サン
プル値が取シ出される。このカラーバースト５１３は、
符合ビット５１４と数値ビット５１２とに分けられ、両
者は排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）ゲート５０２に入力さ
れる。２の補数表示されたデータの、符合ビットと数値
ビットとの間でＥｘ−ＯＲをとることによシ、そのデー
タの絶対値をめることができる。従って、Ｅｘ−ＯＲゲ
ート５０２の出力信号５１５は、カラーバースト５１３
の絶対値となる。但し、この方法でめた負数の絶対値は
、そのＬＳＢの大きさくδ）だけ小さい値となるため、
補正の必要がある。これは、続いて行われる演算の際に
補正される。つまり、カラーバースト１６サンプルの絶
対値信号５１５は、加算器５０５とデータラッチ５０７
で構成される積分器によシ、積分されるが、この時加算
器５０５のキャリー入力端子にはカラーバースト５１３
の符合ピッ）　５１４が入力され、負数に対するδの補
正を行っている。

一方、データラッチ５０７は、パーストゲートパルス１
２５が′″１”の期間だけサンプルパルス１１５でラッ
チ動作を行い、加”の期間は出力信号５０８をり　。

リアーする。この動作により、信号５０８には、絶対値
信号５１５の積分波形が得られる。続くデータラッチ５
１１ではパーストゲートパルス１２５の立下シでラッチ
動作を行う。これによシ加算器５０５とデータラッチ５
１１から成る積分器が、絶対値信号５１５の積分を完了
した時点での値をラッチできる。

この値は係数乗算器５０９によＦ）　１／１６倍され、
平均カラーバースト振幅４０３に変換され出力される。

この動作によシ、ノイズがある場合にも、かなシ正確な
カラーバースト振幅が得られる。以上が、カラーバース
ト振動検出回路４０２の詳細説明である。

次に第６図を用いて、誤差処理回路４０６の詳細構成を
述べる。誤差処理回路４０６に入力された誤差信号４０
５は、符号ビット６０１と数値ビット６１１Ｅｘ−ＯＲ
をとることは、前述したように２の補数形式で表わされ
た誤差信号４０５の絶対値をめることである。この場合
の負数の絶対値に対するＬＳＢ分（δ）の誤差は実用上
問題はない。こうして得られた誤差絶対値６０３は値ｄ
６０５とともに比較器６０４に入力される。ここでは両
者の大きさが比較され、値ｄ６０５の方が大きい時に比
較信号６０６は′″１”となシ小さい時にはＯ″となる
。これはデータセレクタ６１０の選択端子に入力される
。データセレクタ６１０には、誤差絶対値６０３と、こ
れが係数乗算器６０７によ９１７４倍された信号６１２
が入力される。

データセレクタ６１０の出力信号６０８には、比較信号
６０６が”ｉ”の時は信号６１２が”０”の時には誤差
絶対値６０３そのものが現われる。つま′シ誤差絶対値
６０３が値ｄ６０５よシ小さい時には、誤差絶対値信号
６０３の１／４倍の信号６１２が、大きい時には、誤差
絶対値信号６０３そのものがそれぞれ信号６０８となる
。従って信号６０８は第７図で示すコントロール信号４
０７の絶対値に対応し、これからコントロール信号４０
７を作るには信号６０８と符合ビット６０１のＥｘ−Ｏ
Ｒをとればよい。これはＥｘ−ＯＲゲート６０９で行わ
れる。以上の回路により、誤差信号（ｅ）４０５とコン
トロール信号４０７（Ｃ）の関係は第７図に示すように
、ｄ　）　ｅ　）　−ｄ十δのときは傾きが１／４、そ
れ以外では傾きが１となる。つま！ｌｌｄ：）ｅ）−ｄ
＋δの時は、それ以外の時に比ベループゲインは１／４
になる。

なお、誤差処理回路４０６の特性（第７図）を得るのに
、誤差信号４０５を誤差絶対値６０３に変換して処理す
るのは、回路量が少くて済むからである。

例えば誤差信号４０５を１０ビツトにとっても誤差処理
回路４０６は１５０ゲ一ト程度で構成できる。

次に第８図によシループフィルタ４０８を説明する。入
力されたコントロール信号４０７は係数乗算器８０１で
１／３２倍された後加算器８０２とデータラッｆ８０４
で構成される積分器で積分され、結果がＡＣＣ信号４０
９として出力される。

〔発明の他の実施例〕

以上、本発明の１実施例を詳細に説明したが、基本的回
路構成は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。例えば、本発明の特徴的回路である誤差処理回路
４０６については、その入出力特性は第７図に示すとお
］ｅ＝ｄ、−ｔｉ＋δにおいて不連続であった。これは
上述したように簡単な回路構成で実現されることが長所
であるが、この不連続点をひんばんに横切るような誤差
信号４０５が入力された時は、制御特性が不連続になシ
、画面へ悪影響を及す恐れがある。第９図は、入出カー
特性を連続とし、この問題を解決した実施例であ、る。

これと第６図との違いは、加算器６１３を付加したこと
である。つまシ、第７図の特性を連続とするには、ｅ　
）　ｄにおいては出力に一τｄを加え、し、この時−ｄ
＋δにおいては７δだけ不連続となるが、実用上問題は
ない。）これを回路的に実現するためには、第９図に示
すように絶対値に変換された誤差信号６０３に一７ｄを
加えればよい。この結果第１０図に示す入出力特性が得
られ、動作上の問題は改善される。

〔発明の効果〕

前述したようにデジタルテレビジピンはアナログテレビ
ジ目ンに対して数々の長所を有するものであるが、ｉｃ
ｅ回路についてみれば、これが有限語長誤差に起因した
横縞状色ノイズを発生させ画　。

質を劣化させていた。しかも、このノイズの〈シ返し周
期を視感度の低い所へ変えることは、収束時間との兼ね
合いから制限があった。

しかし本発明によれば、わ゛ずかな回路を付加するだけ
で収束時間をほとんど変えることなしに横縞状色ノイズ
の〈シ返し周期を変え、これを視覚的に目立たなくする
ことが可能となる。具体的には、　ＡＣＣ信号によシ利
得制御されたカラーバーストの振幅と、目標振幅との差
でちる誤差信号（ｅ）を入力し、とれに処理を施しコン
トロール信号（Ｃ）として出力する誤差処理回路をＡＣ
Ｃルーズの中に付加することによシ実現される。第２図
は、この誤差処理回路の入出力特性を模式的に示した例
である。

第２図（ａ）はｃ　＝＝　ｅで伺の処理も行っておらず
従来例と等価であり、その収束の様子が第１図（ａ）で
示される。第１図（ｂ）は、ｅが小さい所で入出力の微
係数を小さくする処理を行うもので、この収束の様子は
第１図（ｂ）で示される。第２図（Ｃ）は、逆にｅが小
さい所で入出力微係数を大きくする処理を行うもので、
この収束の様子は第１図（Ｃ）に示される。なお第２図
（ｂ）の変わシに０）を、第１図（Ｃ）の変わシに（Ｃ
）の特性を用いても、それぞれ類似の効果は得られる。

この場合の回路構成は（ｂ）、（Ｃ）に比てやや簡単に
なる。第１図で示されるように、本発明では誤差信号ｅ
の値の小さい所でループゲインを変えることによシ、収
束時間ｔａをはぼ同じに保ったまま定常振動状態での振
動周期ｔｏｓｃを大幅に変えることができ、従って横縞
状色ノイズのくシ返し周期を視感度の低い所へ変換する
ことができる。また、このために付加される誤差処理回
路は、例えば簡単なコンパレータとデータセレクタ等で
構成でき、わずかな回路量で済む。なお、振動同１００
上程上程度に選べば実用上問題はない。一般にはｔｏｎ
ｅは水平周期の１０〜数１０倍で目につきゃすく、これ
を防ぐのにｔｏｓｃを増加させる方法を多く用いる。こ
れは対ノイズ性能を考慮し誤差信号のゼロ近傍のループ
ゲインを下げる方法をとるからである。

以上述べたように本発明によれば、わずかな付角回路に
よシ、従来のデジタルＡＣＣ回路で問題とされていた横
縞状色ノイズを目立たなくでき、画質の大幅な向上が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カラーバーストの振幅が目標振幅に収束する
様子を示す波形図、第２図は誤差処理回路の入出力特性
図、第３図はデジタルテレビジョン受像機の全体構成図
、第４図は本発明の一実施例であるデジタルＡＣＣ回路
の構成図、第５図は本発明の一部を構成するカラーバー
スト振幅検出回路の構成図、第６図は本発明の一部を構
成する誤差処理回路の構成図、第７図は第６図に示す誤
差処理回路の入出力特性図、第８図は本発明の一部を構
成するループフィルタの構成図、第９図は本発明の他の
実施例のデジタルＡＣＣ回路に用いられる誤差処理回路
の構成図、第１０図は第９図の誤差処理回路の入出力特
性図である。 １０９・・・色信号、１１０・・・デジタルＡＣＣ回路
、１２６・・・色信号、４０１・・・乗算器、４０２・
・・カラーバースト振幅検出回路、４０３・・・カラー
バースト振幅値。 ４０４・・・目標振幅値、４１ｏ・・・減算器、４ｏ５
・・・誤差信号、４０６・・・誤差処理回路、４ｏ７・
・・コントロール信号、４０８・・・ループフィルタ、
４ｏ９・・・Ａｃｅ　ｉ　号。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名） ］ 第１図 第２図 （０） （ｂ”）　（Ｃ） 第４図 第８図 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アナレグビデオ信号をデジタル化した後、各種の信号処
   理を行うデジタルテレビジラン受像機に適用されるデジ
   タルＡＣＣ回路において、デジタルビデオ信号から分離
   された色信号および振幅制御信号であるＡＣＣ信号とを
   入力とする乗算器と、この乗算器の出力信号中のカラー
   バーストの振幅値を設定目標値から減算し誤差信号とし
   て出力する誤差演算回路と、前記誤差信号が任意に設定
   し得るある範囲内の値である場合にはこの誤差信号を定
   数倍して出力し、前記誤差信号の値が前記設定範囲外の
   値でちればこの誤差信号に一定数を加算して出力する誤
   差処理回路と、この処理回路の出力信号を入力としその
   高周波成分を減衰させた後前記ＡＣＣ信号として出力す
   るループフィルタとを備えることを特徴とするデジタル
   ＡＣＣ回路。