JPH01220585A - ビデオ信号処理装置 - 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〕 この発明は、テレビジョン受信機やビデオテープレコー
ダ（以下、ＶＴＲと称す）、ディスクプレーヤなどのビ
デオ再生機に適用されるもので、ビデオ信号のＳ／Ｎの
改善および画像の鮮鋭度の向上を図るように、このビデ
オ信号を加工処理するビデオ信号処理装置に関するもの
である。

［従来の技術〕 テレビジョン受信機やＶＴＲ、ディスクプレーヤなどの
ビデオ再生機における画質は、ビデオ信号のＳ／Ｎ、解
像度、鮮鋭度の３つのバランスで決まる。

第３図は上記３つの画質決定要素のうち、ビデオ信号の
Ｓ／Ｈの改善および鮮鋭度の向上を１指した従来のＶＴ
Ｒにおけるビデオ信号処理装置の構成を示すブロック図
であり、同図において、（１）は復調回路で、この復調
回路（１）は図示省略した再生ヘッドによりピックアッ
プされた３．４　ＭＨｚ〜４．４　ＭＨｚのＦＭ変調ビ
デオ信号をベースバンドのビデオ信号に復調する。（２
）はディエンファシス回路で、このディエンファシス回
路（２）は記録時にプリエンファシス回路により高周波
成分を強調して記録されたビデオ信号の高周波成分を抑
圧して、ビデオ信号の記録再生系で発生する高域のノイ
ズ成分を低減するもので、上記プリエンファシス回路と
逆特性を有する。

（３）はローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称す）で、
ビデオ信号の高周波帯域を遮断する。

（４）は２次微分回路′で、ビデオ信号のトランジェン
ト部分およびノイズ成分を微分する。（５）はアッテネ
ータで、微分された信号レベルを適当レベルに設定する
。（６）は加算回路で、上記ＬＰＦ（３）の出力信号と
上記アッテネータ（５）の出力信号とを加算する０以上
のＬＰＦ（３）、２次微分回路（４）、アッテネータ（
５）、加算回路（６）により２次微分方式画質加工回路
（２３）を構成する。

（７）はへイバスフィルタ（以下、ＨＰＦと称す）で、
ビデオ信号に含まれるノイズ成分をピックアップする。

（８）はノイズ成分を増幅するノイズアンプ、（９）は
ノイズ成分の振幅を制限するリミッタ、　（１０）は極
性反転回路、（１１）はアッテネータで、上記リミッタ
（９）により制限されたノイズ成分の振幅を最適値に設
定する。（１２）は加算回路で、上記２次微分方式画買
加工回路（２３）の出力信号と極性の反転したノイズ成
分信号とを加算する。以−ＥのＨＰＦ（７）、ノイズア
ンプ（８）、リミッタ（９）、極性反転回路（１０）、
アッテネータ（１１）、加算回路（１２）によりノイズ
キャンセラ回路（２４）を構成する。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

３．４　ＭＨｚ　〜４．４　ＭＨｚにＦＭ変調し、かつ
プリエンファシス回路を通して高周波成分が強調されて
記録媒体に記録されたビデオ信号を、再生ヘットにより
ピックアップして復調回路（１）に入力することによっ
て、このＦＭ変調ビデオ信号をベースバンドのビデオ信
号に復調する。ついで、この復調ビデオ信号を上記プリ
エンファシス回路と逆特性のディエンファシス回路（２
）に入力することによって、高周波成分を抑圧して高域
のノイズ成分を低減する。しかし、このようなエンファ
シス処理のみの場合には、第４図（ａ）で示すように、
多くのノイズ成分（ｎ）が残留している。とくに、ＶＴ
Ｒの磁気テープの品質が悪いと、かなりのノイズ成分（
ｎ）が残留している。

つぎに、多くのノイズ成分（ｎ）を含む第４図（ａ）で
示すようなビデオ信号を２次微分方式画質加工回路（２
３）に加えると、まずビデオ信号がＬ　Ｐ　Ｆ　（３）
を通過して、第４図（ｂ）で示すように高域成分および
ノイズ成分が除去される。一方。

２次微分回路（０を通過したビデオ信号のレベルの急変
しているトランジェント部分（１）が２同機分されると
ともに、ノイズ成分も微分され、この微分信号が７ツテ
ネータ（５）を通過することにより適当に設定されて、
第４ｒ１！１（０）に示すような波形信号となる。

つづいて、上記Ｌ　Ｐ　Ｆ　（３）から出力される第４
図（ｂ）で示す信号と、上記アッテネータ（５）から出
力される第４図（Ｃ）に示す信号とが加算回路（８）で
加算されて、第４図（ｄ）で示すような信号となる。こ
の第４図（ｄ）で示す信号は、ノイズ成分（ｎ）を含む
ものの、第４図（ａ）で示す元のビデオ信号の自レベル
から黒レベルに急変する立上りトランジェント部分およ
び黒レベルから自レベルに急変する立下リトランジェン
ト部分のそれぞれに適度なピーク（ｐｉ）、（ｐ２）が
加えられており、画質の鮮鋭度の増したビデオ信号とな
る。

つぎに、鮮鋭度の増した第４図（ｄ）で示すビデオ信号
はノイズキャンセラ回路（２４）に入力される。このノ
イズキャンセラ回路（２０に入力されたビデオ信号は、
まずＨＰＦ（？）、ノイズアンプ（８）を通過して第４
図（ｅ）で示すように、ノイズ成分（ｎ）およびビデオ
信号の高周波成分が増幅される。

ついで、リミッタ（９）により設定されたリミッティン
グレベル（Ｌｌ）　、（Ｌ２）でノイズ成分（ｎ）の振
幅が制限されて、第４図（ｆ）で示すような信号となる
。この第４図（Ｄで示す信号の極性を極性反転回路（１
０）で反転し、かつアッテネータ（１１）により適当な
レベルに減衰させたのち、加算回路（！２）に入力し、
この加算回路（１２）において、第４図（ｄ）で示す信
号と加算することにより、第４図（ｇ）で示すような信
号を出力する。この第４図（ｇ）で示す信号は、立上り
トランジェント部分および立下リトランジェント部分に
２次微分方式によりピーク（ｐｉ）、（ｐ２）をもった
ビデオ信号からノイズ成分（ｎ）を取り除いた鮮鋭度の
あるビデオ信号である。

［発明が解決しようとする課題］ Ｓ／Ｈの改善お上び鮮鋭度の向上を１指した従来のビデ
オ信号処理装置は、以上のように構成されているので、
２次微分方式画質加工回路（２３）でノイズ成分（ｎ）
が強調されるばかりでなく、２次微分によりトランジェ
ント部分のピーク（ｐｉ）　。

（ｐ２）を高くしようとすると、そのピークの時間幅が
大きくなる。また、このようなピークを発生させると、
そのピークの後に第４図（ｃ）　、　（ｄ）　、　（ｇ
）で示すようにリンギング（交）が発生して振動減衰を
繰り返すという問題がある。したがって、最終的にＳ／
Ｎがあまり改善できないばかりでなく、オーバーシュー
トやリンギング現象の発生によって画像の鮮鋭度も十分
に向上することができない欠点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、Ｓ／Ｎを大きく改善でき、しかもトランジェ
ント部分のピークを大きく、かつ小幅にして画像の鮮鋭
度を著しく向上することができるビデオ信号処理装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかるビデオ信号処理装置は、復調回路、デ
ィエンファシス回路の次段に、ＬＰＦと減算回路、リミ
ッタと減算回路およびリミッタ側の減算回路の出力信号
とＬＰＦの出力信号を加算する加算回路からなるノイズ
キャンセラ回路を設け、このノイズキャンセラ回路の次
段に、直列ニ接続された２つの遅延回路と２つの加算回
路と１つの減算回路からなり、かつビデオ信号のトラン
ジェント部分にピークをもたせる信号加工処理回路を設
けたことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、復調回路によってベースバンドに復
調され、かつディエンファシス回路によって高域のノイ
ズ成分が低減されたビデオ信号を上記ノイズキャンセラ
回路に入力することにより、このビデオ信号に含まれる
ノイズ成分の大部分を除去する。ついで、ノイズ成分の
大部分が除去されたビデオ信号を上記の信号加工処理回
路に゛；゛　　　入力することにより、このビデオ信号
の立上りトランジェント部分および立下リトランジェン
ト部分に、細くて深いピークが両極性で付加されること
となり、これにより鮮鋭度のきわめて良いビデオ信号が
得られる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。

第１図はこの発明の一実施例によるビデオ信号処理装置
の構成を示すブロック図であり、同図において、（１）
および（２）は第３図で示す従来例の場合と同様な復調
回路およびディエンファシス回路である。

第１図において、　（１１）はＬＰＦ、（１２）はその
Ｌ　Ｐ　Ｆ　（１１）の入出力信号を減算する減算回路
。

（１３）はリミッタ、（１４）はそのリミッタ（１３）
の入出力信号を減算する減算回路である。　（１５）は
加算回路で、この加算回路（１５）は上記減算回路（１
４）の出力信号と上記Ｌ　Ｐ　Ｆ　（１１）の出力信号
とを加算する０以上のＬ　Ｐ　Ｆ　（１１）、減算回路
（１２）、（１４）　、　　リミッタ（１３）、加算回
路（１５）によってノイズキャンセラ回路（２５）を構
成している。

（１Ｂ）、（１７）は直列に接続された２つの遅延回路
、　（１Ｂ）は加算回路で、この加算回路（１８）は上
記加算回路（１５）の出力信号と上記２つの遅延回路（
１８）、（１７）を経た出力信号とを加算する。　（ｉ
ｌｌ）は１／２アツテネータ、　（２０）は減算回路で
、この減算回路（２０）は上記１／２アツテネータ（１
８）の出力信号を上記２つの遅延回路（ｔｏ）、（１７
）のうち入力側の遅延回路（１ｅ）の出力信号から減算
する。

（２１）はアッテネータ、（２２）は加算回路で、この
加算回路（２２）は上記入力側の遅延回路（１８）の出
力信号と上記減算回路（２０）の出力信号とを加算する
０以上の遅延回路（０１）、（１７）　、加算回路（１
８）　。

（２２）、アッテネータ（１９）、（２１）　、減算回
路（２０）によって信号加工処理回路（２８）を構成し
ている。

つぎに、上記構成の動作について、第１図および第２図
を参照して説明する。

復調回路（１）によって復調され、かつディエンファシ
ス回路（２）によってその高周波成分が抑圧された第２
図（ａ）で示すノイズ成分（ｎ）を含むビデオ信号はノ
イズキャンセラ回路（２５）に入力される。そして、ま
ずＬ　Ｐ　Ｆ　（１１）に通過されることにより、たと
えば空や壁の部分などのごとく大面積で、・視覚的に目
につきやすい平坦な画像部分のノイズ成分が高域信号の
低レベルのところに集中することから、そのノイズ成分
が除去されて第２図（ｈ）で示すような信号となる。こ
のＬ　Ｐ　Ｆ　（１１）から出力される第２図（ｈ）で
示す信号を減算回路（１２）において、元のビデオ信号
（ａ）から減算することにより、第２図（ｉ）で示すよ
うな差信号成分が得られる。

ついで、その差信号成分（ｉ）をリミッタ（１３）に入
力して、リミッティングレベル（Ｌｌ）　、　（Ｌ２）
で振幅制限することにより、第４図Ｕ）で示すような信
号成分となる。

つづいて、上記減算回路（１２）から出力される差信号
成分（ｉ）から上記リミッタ（１３）より出力される信
号成分Ｕ）を減算回路（１４）において減算することに
より、第４図（ｋ）で示すように、ノイズをほとんど含
まないスパイク状の差信号成分が得られる。このスパイ
ク状の差信号成分（ｋ）を加算回路（１５）において、
上記ＬＰＦ（１１）から出力される第２図（ｈ）で示す
信号に加算することにより、第２図（皇）で示すように
、ノイズ成分をほとんど含まないビデオ信号が得られる
。

以上のように、ノイズキャンセラ回路（２５）では、元
のビデオ信号（ａ）の波形を変形することなしに、ノイ
ズ成分（ｎ）の大部分を除去することになる。

つぎに、ノイズ成分（ｎ）の大部分が除去されたビデオ
信号（皇）が信号加工処理回路（２Ｂ）に入力される。

そしてまず、そのビデオ信号（ｆＬ）が遅延回路（Ｈｌ
）、（１７）に入力されて、第２図（ｍ）、（ｎ）で示
すように、τｓｅＣづつ遅れた信号となる。この２τｓ
ｅｃ遅れた信号（ｎ）と上記ビデオ信号（皇）とを加算
回路（１８）において加算することにより、第２図（０
）で示すような信号が得られ、これを１／２アツテネー
タ（１３）に通すことにより、振幅が半分になった第２
図（ｐ）で示すような信号となる。

ついで、上記遅延回路（１Ｂ）から出力される第２図（
腸）で示す信号から上記第２図（ｐ）で示す信号を減算
回路（２０）において減算することにより、第２図（ｑ
）で示す信号を得る。この信号（ｑ）はビデオ信号の立
上り時および立下り時に細いパルスを発生したことにな
り、この信号（ｑ）を７ツテネータ（２１）に通すこと
により、適当な大きさにまで減少する。この減少された
信号を加算回路（２２）において、上記遅延回路（１６
）から出力される信号（■）に加算することにより、第
２図（ｒ）で示すような波形のビデオ信号を得る。この
第２図（ｒ）で示すビデオ信号は元のビデオ信号（ａ）
に対しτｓｅｃ遅延しているが、そのトランジェント部
分（１）において、パルス幅の狭い、かつ振幅の大きい
ビークＰが加えられているため、鮮鋭度のきわめて良い
ビデオ信号をつくることができる。

また、上記のようにしてつくられるビデオ信号の周波数
特性および歪の発生状況を検討してみると、つざのこと
がいえる。

加算回路（１５）から出力されるビデオ信号（１）の位
相（ＶＪＬ）をＶＪｌｘｓｉｎωｔとすると、加算回路
（１８）の出力信号（ｏ）の位相（Ｖｏ）は。

Ｖｏ　１ｌＶｌ　　＋　Ｖｉ　（ｔ−２τ）ｍ　５ｉｎ
（Ｉ）ｔ　＋　　ｓｉｎω（ｔ−２τ）ｗ　２ｇ１ｎω
（ｔ−τ）　　ｃｏｓωｔとなる。

したがって、ｌ／２アツテネータ（１８）の出力信号（
ｐ）の位相（Ｖｐ）、減算回路（２０）の出力信号（ｑ
）の位相（Ｖｑ）、加算回路（２２）の出力信号（ｒ）
の位相（Ｖｒ）はそれぞれ Ｖｐ　　＝　　１／２　　Ｖｏ　　−ｓｉｎ　ω　（ｔ
　　−τ　）　　　　ｃｏｓ　ω　ｔｖｑ　　−Ｖ膳　
−Ｖｐ 璽　ｓｉｎ　ω　（ｔ　　−τ　）　　　−ｓｉｎ　ω
　（ｔ　　−ｔ）ｃｏｓ　ω　ｔｍ　ｓｉｎω（ｔ　−
ｔ　）（１−ｃｏａωｔ　）Ｖｒ　　ｓ＋　　Ｖｍ　　
＋　　Ｖｑ　　Ｋ　　−ａｉｎ　ω　（ｔ　　−ｃ　　
　）＋　Ｋ（１−ｃｏｓ　ωｔ）　ｓｉｎω（ｔ　−？
　）ｍ（１＋　Ｋ−Ｋ　ｃｏｓｔａ　τ）　　５ｉｎｃ
＋＞（ｔ　−ｔ　）となる。

すなわち、出力ビデオ信号（ｒ）の位相（Ｖｒ）はビデ
オ信号（ｉ）の位相（１）に対してτＳｅｃ遅れて出力
され、かつ両信号（ｒ）、　（ｆＬ）の位相差（θ）は
、 となり、位相ωに対して、つまり周波数に対して一次直
線となる。

また、上記２つの遅延回路（１Ｂ）、（１７）の群遅延
特性は位相なωについて微分すればよく、つまりｄθ／
ｄω・（−ωτ）・−τとなり、遅延時間τだけの函数
になり１周波数に対しては変化しない、すなわち１周波
数帯域に関係なく１群遅延特性のフラットな信号処理が
可能で、ビデオ信号に歪を発生することがない。

なお、上記各減算回路（１２）、（１４）、（２０）は
インバータなどの極性反転回路を付加して加算するよう
にしてもよい。

また、上記遅延回路（ｔｏ）、（１７）としては一般に
１００　ｎ５ｅｃ〜２００　ｎ５ｅｃのデイレイライン
素子を使用するが、これに限らず、たとえばアクティブ
フィルタなどで構成してもよい、とくに、アクティブフ
ィルタで構成すると、ＩＣ化に最適である。

さらに、上記実施例ではＶＴＲのビデオ信号処理装置に
適用したが、ディスクプレーヤやテレビジョン受信機の
ビデオ信号処理に適用しても同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ＬＰＦ、リミッタ、
それら両者の入出力信号の減算回路、加算回路から構成
されるノイズキャンセラ回路により、復調ビデオ信号に
残留するノイズ成分を除去してＳ／Ｎを改善することが
できるとともに、ノイズキャンセラ回路の次段に、２つ
の直列接続された遅延回路を含む信号加工処理回路を設
けることにより、ビデオ信号のトランゼント部分に細く
て深いピークを付加して、鮮鋭度を著しく向上すること
ができる。また、従来装置でみられたオーバーシュート
やリンギング現象の発生もないので、全体として画質を
著しく良好なものにできる。。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるビデオ信号処理装置
の構成を示すブロック図、第２図はその動作信号波形図
、第３図は従来のビデオ信号処理装置の構成を示すブロ
ック図、第４図は第３図の動作信号波形図である。 （１）・・・復調回路、（２）・・・ディエンファシス
回路、　（１１）・・・Ｌ　Ｐ　Ｆ　、　（１２）、（
１４）、（２Ｇ）・・・減算回路、（１３）・・・リミ
ッタ、（１５）　、（１８）　、（２２）・・・加算回
路、（１Ｂ）　、（１７）・・・遅延回路、（２５）・
・・ノイズキャンセラ回路、　（２Ｂ）・・・信号加工
処理回路。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＦＭ変調ビデオ信号を復調する復調回路と、上記
   ビデオ信号の高周波成分を抑圧するデイエンフアシス回
   路と、ローパスフィルタと、このローパスフィルタの入
   出力信号を減算する減算回路と、上記ローパスフィルタ
   の次段に設けられたリミッタと、このリミッタの入出力
   信号を減算する減算回路と、この減算回路の出力信号と
   上記ローパスフィルタの出力信号とを加算する加算回路
   と、この加算回路の次段に設けられて直列に接続された
   ２つの遅延回路と、これら２つの遅延回路を経た出力信
   号と上記加算回路の出力信号とを加算する加算回路と、
   この加算回路の出力信号を上記２つの遅延回路のうち入
   力側の遅延回路の出力信号から減算する減算回路と、こ
   の減算回路の出力信号と上記入力側の遅延回路の出力信
   号とを加算する加算回路とを具備したことを特徴とする
   ビデオ信号処理装置。