JPS6116068A - 映像信号処理装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明しよ、ビデオテープレコーダ〔以＋ＩＶ１−Ｒ」
と称す〕などに用いることができる映像信号処理装置に
関する−６のである。

従来例の構成とその問題点 近年、一般に広く用いられている民ａ：　ＪＩ　Ｖ　Ｔ
’　Ｒにおいでは、輝度信号がＦＭ変調を受けて１０気
テープ上に記録されている。この輝度（ｉＥ号は再−［
系で復調され、元の輝度信号が再生される。しｌＪＸシ
ながら、テープ・ヘッド系の周波数特性やＳ／Ｎ比は必
ずしも充分でないため、再生される輝度信号は中域から
高域の劣化した、雑音の多い信号となる。そこで、再生
された信号の周波数特性を補正り゛る周波数補正回路や
、雑音を抑圧−するノイズキャンセラーなどが用いられ
ている。

以下に従来の周波数補正回路及びノイズキトンセラーに
ついて説明する。

第１図Ａは従来の周波数補正回路の回路図で、１は再生
及び復調された輝度信号の入力端子、２は４８号増幅用
のトランジスタ、３は抵抗値Ｒの抵抗、４は受動素子に
より構成されたインピーダンスで、このインピーダンス
４のインピーダンス値はＺである。５は周波数補正され
た信号の出力端子である。ここでインピーダンス４の構
成の一例を第１図Ｂに示ず。６，７．９は抵抗、８．１
０はコンデンサ、１１はコイルである。

次に動作を説明する。第１図Ａに示し、た回路は、Ｊミ
ッタ接地形の増幅回路であり、入力端子１から出力端子
５に至る信号の伝達関数はほぼＲ／Ｚで表わ゛される。

そこで、第１図Ｂに示した受動素子６〜１１の値を適当
に選ぶことにより、第１図Ｃに示すような伝達関数の周
波数特ｆ１を１５１る。ところで。ＶＴＲに記録する輝
度イを号のスペクトルが第２図ａのようであるとすると
、再生及び復調された後のｙｌｉ度信号は第２図すに示
すように高域の劣化した信号となる。またここで、１３
１線で示しであるのは記録から再生・復調に至るまでに
混入した雑音成分である。このように高域の劣化した信
号を、第１図Ｃに示した周波数特性を持つ周波数補正回
路に入力づることにより、第２図Ｃに示°づコトク周波
数特性を改善することができる。

ところが、上記のような構成においては、第２図Ｃに斜
線で示すように、信号に混入した雑音成分も同時に強調
してしまい、雑音の１１立つ画像となってしま−う。

そこで従来から、雑音を低減づるために、ノイズキトン
セラーなどと称づる装置が用いられている。以下に従来
のノイズキャンセラーについて説明する。第３図Ａは従
来のノイズキャンセラーの回路ブロック図で、１２はア
ナログ輝度信シＪの入力端子、１３ハノイルタであり、
このフィルタ１３は、一般にバイパスフィルタが用いら
れる。１４は、リミッタで、フィ）９夕１３からの出力
信号を振幅制限する。

１５は演算器で、入力端子１２からの入力信号からリミ
ッタ１４の出力信号を減算する。１６は雑音の抑圧され
た信号の出力端子である。

次に動作を説明する。入力端子１２に、第２図Ｃに示す
ようなスペクトルの輝度信号を入力すると、フィルタ１
３の出力には雑音の混入した高域信号が現われる１、フ
ィルタ１３の出力信号は次にリミッタ１４に供給される
。リミッタ１４は第３図Ｂに示すような入出力特性を有
しており、これにより振幅の大きな信号成分を通過させ
ることなく低レベルの雑音だけを抽出して、演界器１５
において元の入力信号から差し引くことによって、出力
端子１６からは雑音の低減された輝度信号を臂ることが
できる。

しかしながら、上記従来の周波数補正回路及びノイズキ
ャンセラーは幾つかの欠点を有している。

まず第１に、周波数補正回路においては、信号と共に：
雑音を強調してしまい、この強調した雑音をノイズキャ
ンセラーによって後から抑圧するのは不合理であり、回
路を構成する部品を多く必要とし、ＶＴＲの構成を複雑
にしてしまう。第２に、周波数補正回路において、入力
から出力に至るまでの信号の遅延時間が周波数に応じて
変化す゛るため、画像が不自然になってしまう。第３に
、ノイズキャンセラーにおけるリミッタは、ダ、イメー
ドなどの半導体非線形素子を用いて構成づるため、第３
図Ｂのような入出力特性にならざるを１！？ず、入力信
号が大きい場合でも出力信号はＯにならず、ずくなから
ず画像の解像度の劣化を生じる。、さらにノイズキャン
セラーのフィルタ１３で（ｔ１号に１１ｙ延が生じるた
め、リミッタ１４を通過する仁ジ３レベルに応じて出力
端子１Ｇから出力されるＧｌ＋号の遅延時間が変化し、
画質の劣化を生じるなど、多・くの問題点を有している
。

発明の目的 本発明は上記従来の欠点を解消りるｂので、全半導体化
による簡素化、コストダウンを可能にするとともに、信
号を劣化させること’、ｒ＜　ｌｆｉれた和音除去効果
を発揮し、また同時に雑音を強調することなく信号の周
波数特性を補正することのひさる映像信号処理装置を提
供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明の映像信号処理装置は
、輝度信号をデジタル化した入力輝度信号の特定周波数
帯域を通過させるフィルタと、このフィルタを通過した
信号を非線形処理する非線形処理回路と、前記入力輝度
信号または入力輝度信号を所定期間遅延した信号と前記
非線形処理回路の出力信号とを混合づる演算回路とを備
え、前記非線形処理回路の入力信号振幅に応じて前記フ
ィルタの通過帯域成分が抑圧もしくは強調される構成と
したものである。

かかる構成によれば、デジタル信号の形態で処理を行な
うことにより、信号を劣化させることなく優れた雑音除
去効果を発揮するとともに、同時に雑音を強調すること
なく信号の周波数補正を行なうことができる。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例についで、図面に基づいＣ説明
する。

第４図は本発明の第１の実施例に１１３りる映（ρξ信
信地処理装置回路ブロック図で、１７はデジタル化され
た輝度信号の入力端子、１８はフィルタである。

このフィルタ１８は、遅延時間１つの遅延回路１９と、
演専回路２０と、係数器２１とから構成されでいる。

２２はフィルタ１８の出力信号を非線形処ｉり！づる非
線形処理回路、２３は非線形処理回路２２の出力伝シシ
と人力輝度信号とをへ〇算する加幹回路、２４は処理さ
れたイ１）号を出力する出力端子である、。

次に動作を説明する。まず最初に、本実施例の基本動作
につい−Ｃ説明する。フィルタ１８の周波数特性は、例
えば遅延時間りを１４０ｎｓｅｃ稈度としたどさ、第５
図に示づように高域通過形の特性であり、入力端子１１
に入力された輝度信号のうり高域成分を通過させ非線形
処理回路２２に供給づる。いま、非線形処理回路２２の
入出力特性が第６図ａの実線へのようであるとすれば、
第４図の出力端子２４には入力端子１７に入力された信
号がそのまま現れ、入力端子１７がら出力端子２４に至
る系の周波数特性は第６図すにおける実線チのようであ
る。一方、非線形処理回路２２の入出力特性が第６図ａ
の実線−ｒのようであるとき、系の周波数特性は第６図
すの実線へのようになり、低域通過形の特性となる。ま
た逆に、非線形処理回路２２の入出力特性が第６図ａの
実線ホのようであるときには、系の周波数特性は第６図
すの実線ヌのように高域を強調する特性となる。同様に
、入出力特性が第６図ａの実線口、二のようであれば、
系の周波数特性はそれぞれ第６図すの実線ト、りのよう
になる。

以−Ｌが本実施例の基本動作である。

さて、いま入力端子１７には第２図すに示すような、高
域の劣化した雑音を含む再生輝度信号が入力されたとす
ると、フィルタ１８によって高域成分が抽出され、非線
形処理回路２２に入力される。ここで、一般に輝度信号
は低周波の信号成分が多いため、抽出された高域成分に
おいてはその振幅が小さいときにはほぼ雑音とみなすこ
とができる。

そこで、非線形処理回路２２の入出力特性を第７図ａの
ようにずれば、第４図のフィルタ１８によって得られた
高域成分が、レベルが低く雑γｌとみなせる場合には装
置の５周波数特性は第６図すの実線へのようになり、高
域の雑音を抑ａＴＪることができ、またフィルタ１８に
よって得られた高域成分が大きく、信号とみなＶる場合
には装置の周波数特性は第６図すにおける実線チのよう
であり、信号を劣化させてしまうことはない。しかし、
第７図ａの非線形特性では、入力が充分大きくても出力
がＯとならないため、少なからず解像度を劣化させＣし
まう。そこで非線形特性を第７図すのようにすることも
可能である。これによっ−Ｕ　ｆｊ号の解像度を劣化さ
せることはない。ところが、この特性ではしきい値部分
で不連続な特性であるため、しさい値の人ささににって
はこの不連続部分で不自然な妨害が生じることがある。

この場合には、第７図Ｃのように不連続点のない特性と
りることによって改善できる。以上のように、非線形特
性を適切に設定することにより、（ａ号を劣化させるこ
となく雑音を抑圧づることができる。一方、非線形入出
力特性を第７図ｄのように設定づることも可能である。

この場合には、フィルタ１８を通過した信号振幅が大き
く信号とみなせるときには、装置の周波数特性は第６図
すにおける実線ヌのごとく高域を強調する特性となる。

またフィルタ１８を通過した信号の振幅が小さく雑音と
みなせるときには、装置の周波数特性は第６図すの実線
チのようになり、雑音を強調することはない。したがっ
て、第２図すに示ずような高域の劣化した信号に対して
、雑音を強調することなく、信号成分についてのみ周波
数特性の補正を行なうことができる。なお、第７図ｅの
非線形特性を用いれば、信号振幅の比較的小さい信号に
対して、周波数補正の効果をさらに上げることができ、
また第７図ｆの特性にずれば、不連続性による悪影響も
除ける。さらに、非線形特性を第７図ｇに示すごとくに
することも可能である。この場合には、これまでの説明
から類推されるように、雑音に対しては第６図すにお１
プる実線への周波数特性によりこれを抑圧し、信号に対
しては第６図すにおＧプる実線ヌの特性により周波数特
性を補正する。

ところで、第７図に示したよう４１種々の１１線形入出
力特性をもつ非線形処理回路２２の構成は、それぞれの
特性に応じてロジック回路を適宜組合Ｖることにより多
くの構成が考えられるが、読出し専用メモリ〔以下ｒＲ
ＯＭＪど称１Ｊ〕を用いることにより、種々の非線形特
性を閣１１に実現づることができる。すなわら、非線形
処理回路２２の入力信号をアドレスとし、そのアドレス
に対応した記憶内容を出力信号とするよう構成し、（し
らかしめ定めた入出力特性を記憶させておけぽＪ、い。

これにより任意の入出力特性を容易に実現づることかで
きる。

このように本実施例によれば、デジタル信号の形態で処
理を行なうため、非線形処理回路２２の入出力特性を任
意に設定することができ、特にＲＯＭを用いれば容易に
実現できる。これにより、信号を劣化させることなく雑
音を抑１］：　’ｊる特性、ｄＩ音を強調づ−ることな
く信号の周波数特性を補正する特性、さらには雑音を抑
圧し、かつ信号の周波数特性を補正する特性さえも容易
に実現することができ、従来の周波数補正回路とノイズ
キトン廿う−とを１つの構成で同時に実現できる。また
、リベての処理をデジタル信号の形態で行なうため、１
デツプの半導体上に構成でき、外付部品も必要ないため
、装置の小型化、コストダウンが実現できるなど、多（
の利点を有している。

なお、上記実施例では非線形処理回路２２は１個の非線
形入出力特性を有していたが、複数の非線形入出力特性
を有し、それらのうち１つを適宜選択して用いることも
可能であり、これについて第８図を用いて説明する。２
９は非線形処理回路、２７．２８はそれぞれ非線形処理
回路２９の入力端子及び出力端子である。また非常線形
処理回路２９は、それぞれ異なる非線形入出力特性を有
する非線形入出力回路３０ａ〜３Ｏｎと、これら非線形
入出力回路３０ａ〜３００を選択するスイッチ３１ａ〜
３１ｂとを備えており、スイッチ３１ａ　、　３１ｂは
制御１信号により制御される。この非線形処理回路２９
は、例えばＲＯＭに複数種類の入出力特性表を記憶させ
、それらのうちの１つを選択することにより容易に実現
できる。かかる非線形処理回路２９を用いることににす
、画像の種類やＳＮ比、あるいは使用者の好みなどによ
り、周波数補正量や雑音の低Ｍｆｔｔなどを適宜調節づ
ることが可能になる。

第９図は本発明の第２の実施例に（Ｌｊ　（Ｊる映像（
、ｌ；８処理装置の回路ブロック図で、３３Ｇよ］ｒル
タであり、このフィルタ３３は、遅延ｆＫｌｉ　１ｆｉ
ｌ　Ｄの遅延回路３４ａ、３４ｂと、それぞれ係数が１
／４．−１／２゜１／４の係数器３５ａ〜３５Ｃと、加
算回路３６とにより構成されている。３７は入力輝度信
号をＤｌだけ迎延して加算回路２３へ供給づる遅延回路
である。

この第２の実流例において、第４図に示ケ第１の実施例
と程なる点は、フィルタ３３の４１４戒と遅延回路３７
の挿入である。周波数領域においてはフィルタ３３の周
波数特性は第５図に特性を示した第４図のフィルタ１８
とほば同じであり、非線形処理回路２２の特性と、入力
端子１７から出力端子２４に至る系の関係も第６図ａ、
ｂを用いて説明した第１の実施例の場合とほぼ同じであ
る。しかしながら、第４図に示した第１の実施例におい
ては、フィルタ１８の入力から出力に至る遅延時間が周
波数にＪ、り巽なり、その結果入力端子１７から出力端
子２４に至る信号の遅延時間も入力信号の周波数や非線
形処理回路２２の特性により異なり、画質を不自然に劣
化さけることがある。、それに対し本実施例では、フィ
ルタ３３の入出力間の遅延時間は信号の周波数に関わら
ずＤで一定であり、遅延回路３７の挿入により入力端子
１１から出力端子２４に至る信号の遅延時間も周波数や
非線形特性に関わらず常にＤとなるため、信号を劣化さ
せないという特徴を有している。なＪ３本実施例におけ
る遅延回路３７は、遅延回路３４ａで兼用させることも
でき、これにより回路規模を縮小゛ｙることができる。

第１０図は本発明の第３の実施例における峡８を信号処
理装置の回路ブロック図であり、本実施例が第９図に示
す第２の実施例と異なる点は、フィルタの構成とその周
波数特性にある。３８はフィルタであり、このフィルタ
３８は、遅延時間がそれぞれ３Ｄ、２［）、Ｄ（７）遅
延回路３９ａ　〜３９ｃと、演ｎ回路４０ａ〜４０ｃと
、係数が１／８の係数器４１とにより構成されている。

なＪ５遅延回路３９ａは、フィルタ３８を軽ることなく
加算回路２３へ導かれる信号を３Ｄだけ「延Ｊる動ぎも
兼ねている３、このフィルタ３８の周波数特性は、例え
ば遅延時間りを１４０ｎｓｃＣ前俊にしたとき、第１１
図のように帯域通過形の特性となる。そして非線形処理
回路２２の人出ノ〕特性が第６図ａにお（プる実線イ〜
７おのようであるとき、第１０図の入力端子１７から出
力端子２４に至る回路の周波数特性はそれぞれ第１２図
に実線ルヘ−Ｅｌで示すごとくになる。またこのとき、
入力から出力に至る信号の遅延時間は、へカイに番二の
周波数や非線形処理回路２２の入出力特性によらず常に
３Ｄで一定である。イこで、非線形処理回路回路２２の
入出力特性を第７図ａ〜９のごとくにづれば、フィルタ
３８の出力信号の振幅に応じて第１２図の実線ル〜ヨの
ように変化し、１〜２Ｍ）−１２付近の中域における雑
音低域、もしくは信号の強調を行なうことができる。こ
の実施例では、フィルタを帯域通過形にしたことにより
、視覚的に烏賊雑音よりも妨害となる中域の雑音を軽減
することができる。、ｊ：た、入力されるＶ　’Ｔ’　
Ｒの再生輝度信号のスベク］〜ルは一般に第２図すのご
とくであり、ａＭＨｚ付近の高域においては振幅にｊ：
る雑音と憤死との区別がしにくいため、高域通過フィル
タを用いた場合、非線形入出力特性によっては雑音を強
調したり、信号を抑圧して画質の劣化をおこすことがあ
るのに対し、１〜２　Ｍ　Ｈｚの中域においては振幅に
よる信号と雑音との区別が容易であり、画質を劣化させ
ることなく雑音の軽減もしくシま信号の強調を行なうこ
とができる。

発明の詳細 な説明【ノたように本発明によれば、デジタル信号の形
態で映像信号の処理を行なうので、装置を全て半導体化
づることができ、１チツプ化Ｊることが可能であるため
、装置の簡素化及びコストダウンを行なうことができる
。また、入力から出力までの信号の遅延時間を信号周波
数によらず一定にすることが容易であり、画質を劣化さ
せることがない。さらに、非線形処理回路の非線形入出
力特性は任意の設定が可能であり、この特性をフｌ線形
処理回路の入力信号振幅が小さい範囲においては入力輝
度信号のうちフィルタを通過する周波数成分を抑圧する
特性にすることにより、情）３を劣化させることなく雑
音を軽減することができる。

また、非線形入出力特性を非線形処理回路の入力信号振
幅が所定レベルよりも大きい範囲においてはフィルタを
通過した周波数成分を強調３る特性にすることにより、
人イズを強調することなく信号の周波数補正を行なうこ
とができる。さらに、非線形入出力特性を、入力信号が
所定レベルより小さい範囲においてはフィルタを通過し
た周波数成分を抑圧し、かつ入力信号振幅がそれ以外の
範囲では強調づる特性にすることにＪ、す、柑酋を抑圧
し、かつ信号の周波数補正を行なうことができる。そし
てこれらの非線形処理回路は＋−＜　ＯＭを用いること
によって任意の非線形入出力特性を容易に実現できる。

また非線形処理回路は、複数種類の入出力特性生のうち
の１つを適宜選択可能に構成することが容易であり、こ
れにより、画像の種類やＳＮ比、使用者の好みなどに応
じ′Ｃ雑音の低減量や周波数補正量を適宜調節すること
が可能になる。さらに、フィルタを帯域通過形のフィル
タに覆ることによって、雑音と信号との振幅による区別
がし難い高域信号を劣化させることなく、視覚的に妨害
となりやすい中域の雑音を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは従来の周波数補正回路の回路図、同図Ｂは同
周波数補正回路におけるインピーダンスの回路図、同図
Ｃは同周波数補正回路の周波数特性の説明図、第２図は
輝度信号の信号スベクｉ〜ルの説明図、第３図Ａは従来
のノイズキャンセラーの回路ブロック図、同図８は同ノ
イズキャンセラーの入出力特性の説明図、第４図は本発
明の第１の実施例における映像信号処理装置の回路ブロ
ック図、第５図は同映像信号処理装置におけるフィルタ
の周波数特性の説明図、第６図は同映像信号処理装置の
入出力特性の説明図、第７図は同映像信号処理装置にお
ける非線形処理回路の入出力特性の説明図、第８図は複
数の非線形入出力特性を有する非線形処理回路の構成図
、第９図は本発明の第２の実施例にお【プる映像信号処
理装置の回路ブロック図、第１０図は本発明の第３の実
施例にお（プる映像信号処理装置の回路ブロック図、第
１１図は同映像（Ｍ号処理装置におけるフィルタの周波
数特性の説明図、第１２図は同映像信号処理装置の周波
数特性の説明図である。 １８、３３．３８・・・フィルタ、２２．２９・・・非
線形処理回路、２３・・・加粋回路 代理人　　　森　　本　　残　　弘 第１図 十と 同：ｉ叡 第２図 周波数 フ 周波数 円″ｉ叡 第３図 第５図 第６図 同波数 第７図 （ｃｌ）　　　　Ｃｂ）　　　　　（Ｃ）（ｄ）　　　
　　　　　　　　　　（ｅ＞　　　　　　　　　　　　
　ｃｌン（／〕 第８図 ｑ Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、輝度信号をデジタル化した入力輝度信号の特定の周
   波数帯域を通過させるフィルタと、このフィルタを通過
   した信号を非線形処理する非線形処理回路と、前記入力
   輝度信号または入力輝度信号を所定期間遅延した信号と
   前記非線形処理回路の出力信号とを混合する演算回路と
   を備え、前記非線形処理回路の入力信号振幅に応じて前
   記フィルタの通過帯域成分が抑圧もしくは強調される構
   成とした映像信号処理装置。 ２、非線形処理回路は、その入力信号振幅が所定レベル
   より小さい範囲においてフィルタの通過帯域成分を抑圧
   する入出力特性を有する構成とした特許請求の範囲第１
   項記載の映像信号処理装置。 ３、非線形処理回路は、その入力信号振幅が所定レベル
   より大きい範囲においてフィルタの通過帯域成分を強調
   する入出力特性を有する構成とした特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の映像信号処理装置。 ４、非線形処理回路は、その入力信号振幅が所定レベル
   より小さい範囲においてフィルタの通過帯域成分を抑圧
   し、かつ入力信号振幅がそれ以外の範囲においてフィル
   タの通過帯域成分を強調する入出力特性を有する構成と
   した特許請求の範囲第１項記載の映像信号処理装置。 ５、非線形処理回路は、入力信号をアドレスとしてその
   アドレスに書き込まれた記憶内容を出力信号とする入出
   力特性表をあらかじめ記憶した読出し専用メモリにより
   構成されている特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
   ずれかに記載の映像信号処理装置。 ６、非線形処理回路は、それぞれ異なる入出力特性を実
   現する複数の入出力回路と、それらのうち一つを選択す
   る選択手段とを有する構成とした特許請求の範囲第１項
   ないし第５項のいずれかに記載の映像信号処理装置。 ７、フィルタは、高域通過形のフィルタである特許請求
   の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の映像信号
   処理装置。 ８、フィルタは、帯域通過形のフィルタである特許請求
   の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の映像信号
   処理装置。