JPH079483Y2 - ノイズ軽減回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案はビデオエンハンサー等に用いられる画質改善
回路において、映像信号の立上り及び立下り特性を劣化
することなく信号対雑音比の悪化を防止するようにした
ノイズ軽減回路に関する。

（従来の技術） 一般にテレビジョン受像機．ビデオエンハンサー等にお
いては、ビデオ信号の輪郭を明確にして鮮明な画像を再
生するために、ビデオ信号の立上り部及び立下り部にそ
れぞれプリシュート，及びオーバーシュート波形を付加
する補正を行っている。

第４図は上記プリシュート及びオーバーシュート波形を
付加して画質改善を行う回路の基本構成を示し、入力信
号ａは遅延回路1,二次微分回路２に入力し、二次微分回
路２で作成した二次微分波形を反転増幅器３で反転増幅
し、この増幅した反転信号ｃを、加算回路４において前
記遅延回路１からの信号ｂと加算し、輪郭の強調された
出力信号ｄを得ている。

第５図は第４図の回路の動作を示し、（ａ）は入力信
号，（ｂ）は遅延回路１の出力波形、（ｃ）は反転増幅
器３からの二次微分波形、（ｄ）は加算器４の出力波形
である。このように入力信号ａの立上り部，及び立下り
部に二次微分波形ｃが加わり、出力信号ｄの波形特性が
改善される。

しかし、上記基本回路による画質改善回路は、輪郭の白
部分でビーム電流を増加させ輝度差を強調させているた
め、過度な補正を行うと、高輝度部分でビームスポット
径が増大して適正な補正を行うことができない。また、
映像信号にノイズが混入した場合、そのノイズに対して
も補正を行ってしまい、信号対雑音比（S/N）を悪化す
る。

従来、画像のノイズ除去対策として、例えば電界強度に
応じて映像信号の帯域特性を変化させることにより、ノ
イズ成分を減少させたり、画素の灰色度をその画素の近
傍の灰色度の平均値で置換えるといった画像の平滑化を
行っている。ところが、上記のようなS/Nに対する画質
の劣化防止策は、ノイズを軽減できても映像信号の立上
り及び立下りを劣化させる欠点がある。また、平滑化処
理の場合、マイクロコンピュータの使用した画像処理と
なるので回路が大規模化することは避けられない。

尚、第４図の回路は画像の輪郭を強調するためのシュー
ト波形を付加するものであったが、次に示す回路は、映
像信号波形の立上り部，立下り部を急峻にするものであ
る。

第６図において、遅延回路12,13は、直列に接続され、
前段の遅延回路12に入力信号S0が入力され、その遅延出
力として遅延回路12より信号S1が，後段の遅延回路13よ
り信号S2が出力している。信号S1は、例えば第４図に示
すような二次微分回路を用いた輪郭補正回路18に入力
し、この輪郭補正回路18によって、プリシュート，及び
オーバーシュートが付加された信号S1′となる。

上記輪郭補正回路18の出力S1′は、第1,及び第２の最大
レベル出力回路14,15の各一方入力端に入力される。ま
た、上記信号S0とS2とは、上記第1,及び第２の最大レベ
ル出力回路14,15の各他方入力端に入力するとともに、
第３の最大レベル出力回路16にそれぞれ入力している。
これら最大レベル出力回路14,15,16は、複数入力の呈す
るレベルのうち最大レベルを選択的に出力するものであ
る。そして、これら第１ないし第３の最大レベル出力回
路14,〜16の各出力S3〜S5は、最少レベル出力回路17に
それぞれ入力する。この最少レベル出力回路17は、反対
に最少レベルの信号を選択する回路である。

上記最大レベル出力回路14,15,16及び最少レベル出力回
路17は、信号S1′からプリシュート，オーバーシュート
分を除去して、立上り，立下り波形を急峻にした波形を
発生せしめるもので、以下シュート波形除去回路と称し
て説明する。

第７図は上記シュート波形除去回路の働きを示す波形図
であり、各遅延回路12,13からは入力信号S0に対し所定
の時間だけ時間的に遅くれの関係にある信号S1,S2が発
生する。輪郭補正回路18は、輪郭補正回路S1′を出力す
る。最大レベル出力回路14は、信号S0とS1′とを比較
し、レベルの高い方の信号を選択出力するので、得られ
る出力はS3に示すような波形となる。Sxは、信号S0（点
線）と信号S1′（実線）とを重ねて示したもので、最大
レベル出力回路14の動作が容易に理解される。最大レベ
ル出力回路15も最大レベル出力回路14と同様に動作する
ため、その出力の波形はS4に示すようになる。一方、最
大レベル出力回路16は、信号S0とS2との高い方の信号を
出力するので、その出力はS5に示すように信号S0,S1,S2
を包括した波形となる。そして、最少レベル出力回路17
は、信号S3,S4,S5のうち、低いレベルの信号を選択する
ので、出力としてS6に示すように、プリシュート，及び
オーバーシュートを含まず、立上り，及び立下りのみが
急峻な信号を得ることができる。

しかし第６図の回路を用いても、ノイズが混入した場合
には、そのノイズ成分に対しても補正を行ってしまうた
め、第４図の回路と同様の問題は残る。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の輪郭補正技術は、映像信号にノイズが混入した場
合に、そのノイズに対しても補正が行なわれるので、返
ってS/Nを悪化させてしまうという問題があった。ま
た、画像の平滑化や高域特性を電界強度に応じて制御す
る方法は、映像信号の立上り及び立下りを劣化する欠点
がある。

この発明は上記問題点を解決し、映像信号の立上り立下
り特性を劣化させずにS/Nの向上を図るようにしたノイ
ズ軽減回路の提供を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、入力信号の帯域制限を行うローパスフィル
ターと、このローパスフィルターからの信号を入力し、
第１の信号及びこの第１の信号に対して時間的に進み及
び遅れの関係にある第2,第３の信号を出力する遅延回路
手段と、前記遅延回路手段からの第1,第2,第３の信号を
入力し、各信号が同一時間に呈するレベルのうち最大レ
ベルと最少レベルをそれぞれ選択出力する最大レベル選
択手段及び最少レベル選択手段と、前記第１の信号を原
信号としてその信号波形の立上がり部，及び立下がり部
にプリシュート及びオーバーシュート波形を付加し、輪
郭の強調された輪郭補正信号を出力する輪郭補正回路
と、前記最大レベル選択手段からの信号，最少レベル選
択手段からの信号，及び前記輪郭補正回路からの信号と
がそれぞれ入力として供給され、出力として上記輪郭補
正回路信号からプリシュート，及びオーバーシュートが
除去され、かつ前記原信号に対して立上がり部，立下が
り部の特性を急峻にした波形の信号を発生するシュート
波形除去手段とを具備し、輪郭補正とノイズ除去を同等
に行うものである。

（作用） 最大レベル出力回路及び最少レベル出力回路は、各遅延
関係にある信号を入力するので、この考案によるローパ
スフィルターの有無にかかわらず、入力信号に重畳され
たノイズを低減してシュート波形除去回路に導く。これ
によりシュート波形除去回路における輪郭補正によって
立上り部及び立下り部が急峻化される際にノイズ成分が
増大されても、シュート波形除去回路の出力が含むノイ
ズ成分は、最大レベル出力回路及び最少レベル出力回路
の出力が含む程度のレベルに抑えられる。しかし、この
考案は遅延回路に入力する前にローパスフィルターに通
すことで、最大レベル出力回路及び最少レベル出力回路
の出力に含まれるノイズ成分を、更に低減することがで
きる。その結果、出力信号に含まれるノイズ成分は従来
に比べ数段レベルダウンすることができる。

（実施例） 以下、この考案を図示の実施例について説明する。

第１図はこの考案に係る画質改善回路の一実施例を示す
回路図である。

第１図において、入力信号Vinは、帯域制限用ローパス
フィルター11で所定の高域成分が除去される。ローパス
フィルター11の出力S0は、遅延回路12,最大レベル出力
回路19,最少レベル出力回路20にそれぞれ入力され、遅
延回路12の出力S1は遅延回路13に入力すると共に、最大
レベル出力回路19,最少レベル出力回路20に入力され、
遅延回路13の出力はS2にそれそれ最大レベル出力回路19
及び最少レベル出力回路20に入力されている。

最大レベル出力回路19の出力S MAXと、最少レベル出力
回路20の出力S MINはシュート波形除去回路21に供給さ
れるようになっている。このシュート波形除去回路21
は、第６図で説明した回路と同じであり、それぞれ最大
レベル出力回路23,24,25及び最少レベル出力回路26から
構成されている。最大レベル出力回路23は、信号S MAX
と信号S1′を入力し、これら入力のうち大きい方のレベ
ルを呈する信号を選択出力する。最大レベル出力回路24
は信号S MINと信号S1′を入力し、大きい方のレベルを
呈する信号を出力し、最大レベル出力回路25は、信号S
MAXと信号S MINを入力し、大きい方のレベルを呈する信
号を出力する。そして、最少レベル出力回路26は、各最
大レベル出力回路23,24,25の出力S13,S14,S15を入力
し、これらの入力のうち最少レベルを呈する信号を選択
出力する。こうして得られる信号がこの考案による出力
信号S16である。

尚、輪郭補正回路18は、第４図で説明した二次微分回路
を用いている。

第２図は最大レベル出力回路19と最少レベル出力回路2
0,26の具体回路の一例を示す回路図である。第３図にお
いて、（ａ）は最大レベル出力回路19を示し、３つのト
ランジスタT1,T2,T3は、それぞれコレクタ及びエミッタ
が共通に接続され、コレクタは電圧源端子Vccに、エミ
ッタは抵抗R1を介して基準電位点に接続されている。信
号が入力される各端子X,Y,Zは、それぞれトランジスタT
1,T2,T3のベースに接続されている。そして、共通のエ
ミッタは出力端子P0に接続されている。この様な回路
は、各トランジスタT1〜T3が差動入力によって動作する
ので、最も大きなレベルの信号を入力したトランジスタ
のみがオンし、これに基づいて抵抗R1の両端に現れる信
号を出力とする。また、各入力のレベル差が所定レベル
に満たない場合は、加算器として動作するため、例えば
３入力が同じレベルの信号を入力した場合、トランジス
タの動作電流は３分の１となって、１つのトランジスタ
で増幅しているのと同じレベルの信号を出力する。ま
た、１つの信号のみに含まれた所定レベルより小さいノ
イズ成分は、３分の１のレベルにされる。つまり実施例
のように３つの遅延信号を入力する場合は、ノイズの位
置がずれるので、出力S MAX中のノイズレベルは３分の
１になる。

また、第２図（ｂ）は最少レベル出力回路20,26の一例
を示す。３つのトランジスタT4,T5,T6は、PNP形トラン
ジスタであり、各コレクタは基準電位点に接続され、各
エミッタは抵抗R2を介して電圧源端子Vccに接続されて
いる。各入力端子X,Y,ZはそれぞれトランジスタT4,T5,T
6のベースに接続され、共通のエミッタが出力端子P0に
接続されている。この回路は入力端子X,Y,Zに導かれる
信号のうち、最も入力レベルの小さい信号を入力したト
ランジスタのみがオンする。また、各レベル差が所定レ
ベルに満たない場合又は同一の場合は、第２図ａの回路
と同様に加算器として動作する。

次に上記構成より成る回路の動作を説明する。

第３図は第１図の回路の各部動作波形図である。ａは入
力信号Vin、ｂは入力信号Vinに重畳するノイズ、ｃはノ
イズが重畳した入力信号、S0は遅延回路12の入力信号、
S1は遅延回路12の出力信号、S2は遅延回路13の出力信
号、S MAXは最大レベル出力回路19の出力波形、S MINは
最少レベル出力回路20の出力波形、S1′は輪郭補正回路
18の出力波形、S13は最大レベル出力回路23の出力波
形、S14は最大レベル出力回路24の出力波形、S15は最大
レベル出力回路25の出力波形、S16は最少レベル出力回
路17の出力波形である。

今、ｂに示すようなノイズが入力信号ａに重畳した場
合、ノイズの周波数領域は映像信用より高域であるの
で、ｃに示すような波形を入力するローパスフィルター
11は、出力としてノイズ成分の振幅が小さくされた信号
S0を出力とする。これにより波形の立上り及び立下りも
鈍ってしまう。

次に、信号S0は各遅延回路12,13を通ると、S1,S2に示す
ような波形となる。信号S1は遅延回路12による遅延時間
だけS0を遅延した信号であり、信号S2は２つの遅延回路
12,13の遅延時間を合計した遅延時間だけS0を遅延した
信号である。

最大レベル出力回路19は、信号S0,S1,S2を入力し、これ
ら信号はそれぞれ第２図ａにおけるトランジスタT1,T2,
T3のベースに供給される。トランジスタT1のベースに信
号S0が入力すると、トランジスタT1がオンして出力端子
P0に高レベルの信号を出力する。そして、後に信号S1,S
2が加わって各トランジスタT2,T3がオンしても、各トラ
ンジスタは差動で動作するため動作電流が３分の１にな
り、出力端子P0のレベルには変わりがない。よって、最
大レベル出力回路19の出力は、信号S0に立上りが一致
し、信号S2に立下りが一致する信号S MAXとなる。この
場合、ノイズ成分は各トランジスタT1〜T3が加算器とし
て動作するレベルであるので、この動作によって生じた
ノイズ成分N1は、本実施例の場合、信号S0,S1,S2に含ま
れるレベルの３分の１になる。

最少レベル出力回路20は、いずれの信号も加わっていな
いとき、各トランジスタT4,T5,T6は全てオンしているの
で、出力レベルは低レベルである。そして、信号S0が加
わり、更に信号S1が加わっても出力端子P0のレベルは同
じ低レベルであり、信号S2が加わると、出力端子P0のレ
ベルは全てのトランジスタT4,T5,T6がオフすることで高
レベルとなる。また、信号S0が立下ると、トランジスタ
T4がオンするので、端子P0のレベルは始めの低レベルに
戻る。こうして信号S MINが形成される。この最少レベ
ル出力回路20も加算器として動作するので、含まれるノ
イズ成分は信号S0,S1,S2より小さい。

一方、輪郭補正回路18は、信号S1を原信号として、二次
微分波形を付加するので、信号S1の立上り部及び立下り
部にシュート波形が付加され、かつその特性が急峻化さ
れる。このときノイズ成分も振幅が増大されてしまう
（N3参照）。

次に、最大レベル出力回路23は、第２図ａにおいてトラ
ンジスタが２石の回路を用いることができ、常に一方に
比べ大きなレベルの信号を入力するトランジスタがオン
することで、最大レベル信号が選択され、その出力とし
て立上りがS0に一致し、立下りが信号S2に一致した信号
S13を形成する。この信号S13には輪郭補正によって振幅
の増大したノイズN3を含んでいる。最大レベル出力回路
24も同様であり、信号S MINと信号S1′より、立上り及
び立下りが信号S1′に一致し、シュート波形を有する信
号S14を出力する。この信号S14もノイズN3を含んでい
る。更に、最大レベル出力回路25は、信号S MAXとS MIN
を入力して、信号S MAXと一致した信号S15を出力する従
って信号S15には輪郭補正によって増大されたノイズは
含まれない。

最少レベル出力回路26は、立上りが信号S1′に一致した
信号S14が最も時間的に遅く立上り，かつ早く立ち下る
ので、出力の立上り及び立下りがS1′の立上り及び立下
りに一致し、かつシュート波形がカットされた信号S16
を出力する。

信号S16は、立上り部及び立下り部が急峻にされ、しか
も信号S15によって最大レベルが規制されているので、
輪郭補正によって増大されたノイズ成分も含むことはな
い。

このように本実施例は、遅延回路12,13の前段にローパ
スフィルター11を設けることで、最大レベル出力回路19
及び最少レベル出力回路20によって低減されるレベル以
上にこれらの各出力S MAX,S MINに含まれるノイズのレ
ベルを低減しているので、立上り部，立下り部が急峻に
された信号S16に含まれるノイズ成分は、ローパスフィ
ルター11を設けない場合に比べ、数段のノイズレベルが
軽減された信号となり、画質を向上することができる。

尚、上記実施例は一例であり、例えば最大レベル出力回
路19及び最少レベル出力回路20に入力する信号は、３つ
に限らず多ければ多いほどノイズ低減効果は高くなる。
また、シュート波形除去回路21は、各最大レベル出力回
路と最少レベル出力回路を反対にした回路で構成しても
良い。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案によれば、立上り及び立下
りを急峻化してもノイズが増大することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るノイズ低減回路の一実施例を示
す回路図、第２図はこの考案に用いた最大レベル出力回
路及び最少レベル出力回路の一例を示す回路図、第３図
は第１図の実施例の動作を説明する各部動作波形図、第
４図は輪郭補正回路の基本構成を説明するための回路
図、第５図は第５図の動作を示す波形図、第６図は従来
の画質改善回路の一例を示す回路図、第７図は第６図の
動作を示す各部動作波形図である。 12,13…遅延回路、19…最大レベル出力回路、20…最少
レベル出力回路、18…輪郭補正回路、21…シュート波形
除去回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号の帯域制限を行うローパスフィル
   ターと、 このローパスフィルターからの信号を入力し、第１の信
   号及びこの第１の信号に対して時間的に進み及び遅れの
   関係にある第2,第３の信号を出力する遅延回路手段と、 前記遅延回路手段からの第1,第2,第３の信号を入力し、
   各信号が同一時間に呈するレベルのうち最大レベルと最
   少レベルをそれぞれ選択出力する最大レベル選択手段及
   び最少レベル選択手段と、 前記第１の信号を原信号としてその信号波形の立上がり
   部，及び立下がり部にプリシュート及びオーバーシュー
   ト波形を付加し、輪郭の強調された輪郭補正信号を出力
   する輪郭補正回路と、 前記最大レベル選択手段からの信号，最少レベル選択手
   段からの信号，及び前記輪郭補正回路からの信号とがそ
   れぞれ入力として供給され、出力として上記輪郭補正信
   号からプリシュート，及びオーバーシュートが除去さ
   れ、かつ前記原信号に対して立上がり部，立下がり部の
   特性を急峻にした波形の信号を発生するシュート波形除
   去手段と、 を具備したことを特徴とするノイズ軽減回路。