JPH0773191B2

JPH0773191B2 - ビデオ・システムの特性測定装置

Info

Publication number: JPH0773191B2
Application number: JP1238338A
Authority: JP
Inventors: ダニエル・ジー・ベーカー; ウィリアム・・ジェー・クーパー; ブルース・ジェー・ペニー
Original assignee: テクトロニックス・インコーポレイテッド
Priority date: 1988-09-15
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: EP0359553B1; DK453989A; DE68921396T2; US4890158A; EP0359553A2; EP0359553A3; JPH02114711A; DK453989D0; DE68921396D1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ノイズ削減フィルタ、特に信号スペクトラム
を劣化させることなくビデオ成分のノイズ帯域を減少さ
せて、ビデオ・システムの微分誤差の測定精度を高める
巡回形ノイズ削減フィルタを用いたビデオ・システムの
特性測定装置に関する。

［従来の技術］ビデオ・システムでは、ルミナンスの変化に依存する２
つのクロミナンス信号歪み、即ち、微分利得及び微分位
相の問題がある。微分利得は、ルミナンスの変化の影響
によるカラー副搬送波振幅の変化である。微分利得によ
り、再生されたカラー画像で、画像の明暗部間の領域で
彩度に歪みが生じる。微分位相は、ルミナンス信号の変
化によるクロミナンス信号の位相変調である。この微分
位相があると、再生されたカラー画像で、色相が表示像
の明度と共に変化する。微分利得及び微分位相は、別々
に、又は同時に生じ、信号レベルに関係した振幅の非直
線性及び時間遅延により生じる。これらのパラメータを
測定するには、比較的大きな水平帯域を必要とする変調
ランプ信号又は階段波ビデオ・テスト信号をビデオ・シ
ステムに入力する。ビデオ・システムの出力ビデオ信号
から得るクロミナンス変調信号は、極めて大きな利得、
例えば、３倍以上の利得で増幅される。信号がノイズを
含んでいる場合、これらのパラメータの測定は困難であ
り、その理由として次の２つがある。第１の理由は、微
分利得及び微分位相誤差は、通常、小さいので、デモジ
ュレータの高利得が原因で信号対ノイズ（S/N）比が劣
化し、ほとんどの測定に必要な所望の分解能が得られな
いことである。第２の理由は、テスト信号を歪ませず
に、更にはS/N比を劣化させることなく、テスト信号を
送るには、比較的大きな水平ノイズ帯域を必要とするこ
とである。例えば、かなりのノイズ及び小さい誤差を含
む微分利得信号又は微分位相信号の表示を、第５図に示
す。この図では、ノイズが被測定信号をほとんど覆って
いる。

ビデオ・システムが、S/N比が40〜50dBのビデオテープ
・レコーダ（VTR）である場合は、微分利得及び微分位
相の測定は更に困難である。垂直インターバル・テスト
信号（VITS）はフレーム毎に１つしか含まれていない。
即ち、15.734kHzのライン毎（フル・フィールド）では
なく30Hzで生じるので、ライン選択モードを使用すると
きの微分利得及び微分位相の測定は更に困難になる。フ
ル・フィールド・テスト信号を使用すると、ノイズのガ
ウシャン分布を目で判断できる。しかし、ライン選択モ
ードでは、サンプル量が少ないので、人間の目では、ガ
ウシャン分布を観察できない。他の微分測定には、変調
サイン２乗パルスに応答するルミナンス／クロミナンス
群遅延測定がある。

したがって、本発明の目的は、信号スペクトラムを劣化
させずにノイズ帯域を減少させ、ビデオ・システムの微
分誤差特性の高精度測定を可能にするビデオ・システム
の特性測定装置を提供することである。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明のビデオ・システムの特性測定装置は、巡回形ノ
イズ削減フィルタを用いることにより、信号スペクトラ
ムを劣化させることなく、信号のノイズ帯域を減少でき
る。クロミナンス信号又はピーク検出されたクロミナン
ス信号の様な復調したビデオ成分は、巡回形ノイズ削減
フィルタに入力される。このフィルタは、コム・フィル
タとして働き、水平周波数以外の周波数でノイズを大幅
に抑制する。信号は、減衰率（１−ａ）の第１減衰器に
入力され、減衰された信号は加算器に入力され、遅延回
路及び第２減衰器を通過したこの加算器の出力と加算さ
れる。第２減衰器の減衰率はａであり、遅延回路の遅延
時間は水平ビデオ・ライン期間に等しい。入力データ
は、入力信号の能動ビデオ部分の間にサンプルされ、ラ
イン選択モードでは、各フレームの特定の１ラインの能
動ビデオ部分の間にサンプルされ、連続する各ライン又
はフレームの相当する各ラインについて累積される。フ
ィルタは、入力信号の垂直方向に相関する部分を加え、
入力信号のノイズ成分を平均化する。その結果、入力信
号を劣化させることなく、信号対ノイズ比を高め、正確
な微分誤差測定が行えるように改善される。

本発明のビデオ・システムの特性測定装置は、垂直方向
に規則的に存在するビデオ・テスト信号に対応する出力
ビデオ信号を生成することによりビデオ・システムの特
性を測定することができる。復調回路は、ビデオ・テス
ト信号を含むビデオ・システムからのビデオ信号を復調
して復調信号を生成する。減衰手段は、この復調信号を
所定減衰率で減衰して減衰ビデオ信号を生成する。第１
加算手段は、上記所定減衰率で上記の出力ビデオ信号を
減衰し、減衰ビデオ信号から減算することにより減算ビ
デオ信号を生成する。第２加算手段は、減衰ビデオ信号
の出力ビデオ信号を加算して加算ビデオ信号を生成す
る。遅延手段は、加算ビデオ信号を所定期間遅延するこ
とによりビデオ・テスト信号に対応した出力ビデオ信号
を生成する。出力ビデオ信号は、上述したように信号対
ノイズ比が向上しており、よってビデオ・テスト信号に
対応したこの出力ビデオ信号を測定すれば、高精度でビ
デオシステムの微分誤差特性を測定できる。

［実施例］第４図は、本発明のノイズ削減フィルタを利用したビデ
オ入力信号の微分利得又は微分利得誤差の測定装置を示
す。変調ランプ信号又は変調階段波信号は、クロミナン
ス帯域通過フィルタ（12）に入力され、クロミナンス帯
域通過フィルタ（12）は、クロミナンス成分をデモジュ
レータ（14）に送る。副搬送波再生回路（16）は、ビデ
オ入力信号のバースト部分を受け取り、90゜だけ位相が
ずれた副搬送波をデモジュレータに送る。デモジュレー
タ（14）の出力は、理想的には直流電圧レベル0Vの微分
位相信号である。微分位相信号は、スイッチS1に入力さ
れる。ビデオ入力信号は、理想的には一定の直流電圧レ
ベルを有し、エンベロープ検出器として働いて微分利得
信号を生成する２乗回路（20）に入力される。微分利得
信号も、スイッチS1に入力される。スイッチS1からの微
分位相信号又は微分利得信号は、例えば、NTSC方式では
500kHz、PAL方式では800kHzの低域通過フィルタでろ波
され、基本微分位相信号又は微分利得信号のスペクトラ
ムを維持しつつ、高周波数成分を除去する。従来技術で
は、フィルタ（18）の出力信号は、表示器（図示せず）
の直径偏向回路を駆動する利得ステージ（22）に直接に
送られる。本発明の実施例では、フィルタ（18）の出力
信号は、スイッチS2及び循環的ノイズ・フィルタ（24）
に入力される。この巡回形ノイズ・フィルタ（24）の出
力信号は、第２スイッチS2に入力され、このスイッチの
出力信号は利得ステージ（22）に送られる。

第１図に、１ライン巡回形ノイズ・フィルタを示す。ビ
デオ入力信号Vin（ｋ）は、減衰率（１−ａ）を有する
減衰回路（30）により減衰される。ここで、ａは１より
小さい値である。減衰されたビデオ信号（１−ａ）Vin
（ｋ）は、加算回路（32）に入力され、フィルタ出力電
力V₀（ｋ）を生成する。ここで、ｋは、このフィルタに
入力される現在の水平ラインを示す参照番号である。フ
ィルタ出力電圧は、１水平ビデオ・ラインに等しい遅延
時間を有する遅延デバイス（34）に入力され、減衰率ａ
を有する第２の減衰回路（36）により減衰される。遅延
及び減衰されたフィルタ出力電圧aV₀（ｋ−１）は、加
算回路（32）に入力され、次式で示すフィルタ出力電圧
V₀（ｋ）を生成する。

V₀（ｋ）＝（１−ａ）Vin（ｋ）＋aV₀（ｋ−１）これを変形して Vin（ｋ）＝〔V₀（ｋ）−aV₀（ｋ−１）〕／〔１−ａ〕帰還率ａ＝0.95を有するフィルタのステップ・レスポン
スでは、安定時間がｋ＝約100水平ラインに相当し、最
終値の１％に略等しい。フル・フィールド・テスト号で
は、ステップ・レスポンスは、実質的に観察者に対し瞬
間的応答となる。

垂直インターバル・テスト信号（VITS）は、フィールド
毎に１回生じるので、実質上はインパルス信号である。
その結果、そのフィールドの間、信号は大幅に減衰さ
れ、スミアを生じる。したがって、ステップ・レスポン
ス関数に近づけるには、VITSが存在するときのライン期
間のみでサンプルするように、フィルタを構成する。そ
れにより、遅延デバイス（34）内のデータは、次のVITS
ラインまで蓄積される。この結果を得るために、第２図
に示すデジタル・コーダ／デコーダ（以下CODECとい
う）及びランダム・アクセス・メモリ（以下RAMとい
う）を使用し、選択的なサンプルを行い、必要な減衰係
数ａを維持して、所望のS/N比の改善を行う。

微分利得信号又は微分位相信号のいずれかの復調したク
ロミナンス信号は、アナログ・デジタル変換器（以下AD
Cという）（40）に入力される。ADC（40）の入力が12ビ
ットに相当する入力であると考えれば、ADC（40）の８
ビットの出力信号は、入力信号を1/16に分割したことと
等価になり、１−ａ＝1/16からａ＝15/16＝0.9375であ
る。ADC（40）の出力信号は、第１加算回路（42）に入
力され、第１加算回路（42）の出力信号は、第２加算回
路（44）に入力される。第２加算回路（44）の出力信号
は、12ビットの値であり、記憶器（46）に入力される。
記憶器（46）の出力信号は、第２加算回路（44）に入力
されると共にDAC（48）に入力され、その出力信号の上
位ビットは、第１加算回路（42）に入力される。２つの
加算回路（42）及び（44）の組合わせにより、減衰係数
ａでフィルタ出力を減衰させたことと等しくなる。DAC
（48）の出力信号は、低域通過フィルタ（50）によりろ
波されて、フィルタ出力電圧となり、この後、増幅及び
表示される。制御器（52）は、水平同期信号及び垂直同
期信号と、マイクロプロセッサ（図示せず）からフル・
フィールド又はVITS処理のいずれを使用するかを決める
ライン選択モード信号とを受け取る。制御器（52）は、
ADC（40）にタイミング信号T1を送り、DAC（48）及びRA
M（46）にタイミング信号T2を送る。更に、制御器（5
2）は、RAM（46）のアドレスを指定し、RAM（46）に対
するデータの書込み、又は読み出しを決める。

タイミング信号T2は、水平ラインを、互いに独立した、
関連のある2ⁿの様な整数のデータ・ビンに分割する。タ
イミング信号T1は、所望の水平ライン期間のみにフィル
タ入力をサンプルし、RAM（46）に蓄積されるデータの
垂直相関関係を確実にする。制御器（52）からRAM（4
6）への読出し／書込みコマンドは、新しい垂直方向に
相関された水平ラインが、ADC（40）によりサンプルさ
れるときのみに、RAM（46）にデータを書き込むように
働く。更に、このコマンドは、ライン選択モードで持続
的表示を形成する水平ラインを保持する間、読出しのた
めにRAMの出力を保持する。

結果的に得られるフィルタ特性を、２つの異なる値の減
衰係数ａについて第３図に示す。減衰率ａが１に近づく
程、ランダム・ノイズの減衰量が大きくなる。相関する
データは、水平ライン周波数及び高調波で生じ、一方、
ランダム・ノイズは周波数スペクトラム全体に渡り生じ
る。Ｔが水平ライン期間であれば、フィルタの応答は、
コム・フィルタの特性に似る。ノイズ・スペクトラムが
実質的に白ノイズに関するノイズ・スペクトラムであれ
ば、ａ＝0.95では約15dBのS/N比の改善が得られる。

本発明は、変調クラミナンス信号の微分位相及び微分利
得の測定という特定の使用例について説明したが、垂直
方向に相関するルミナンス対クロミナンス群遅延等を決
める変調サイン２乗の様な他の変調テスト信号の表示に
も同様に応用可能である。ベースバンドの変調信号は、
テスト及び測定の目的で、ノイズが削減された表示を得
るために上述の様に表示の前に巡回形ノイズ・フィルタ
に入力される。

［発明の効果］本発明ビデオ・システムの特性測定装置によれば、フル
・フィールド又は単一ライン等の所定期間（インターバ
ル）毎に垂直方向に規則的に存在するビデオ・テスト信
号を含むビデオ信号をサンプルすることにより、信号の
垂直方向に相関する微分利得及び微分位相成分を劣化さ
せることなく、復調クロミナンス信号のノイズ帯域を減
少させたビデオ信号の出力を得ることができ、これを測
定することにより、微分利得及び微分位相成分等のビデ
オ・システムの特性を高精度で測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるノイズ削減フィルタの概念を示す
ブロック図、第２図は本発明によるノイズ削減フィルタ
の詳細を示すブロック図、第３図は本発明によるノイズ
削減フィルタの周波数応答を示すグラフ図、第４図は本
発明によるビデオ・システムの特性測定装置を示すブロ
ック図、第５図は従来技術により得られる微分利得及び
微分位相表示を示すグラフ図である。図中において、（12）〜（20）は復調回路、（40）は減
衰手段、（42）は第１加算手段、（44）は第２加算手
段、（46）は遅延手段である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ブルース・ジェー・ペニーアメリカ合衆国オレゴン州 97229 ポートランドノースウエストドッグウッド 12900 (56)参考文献特開昭61−224609（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−283712（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−132518（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−200714（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−167289（ＪＰ，Ａ) 米国特許4890158（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開359553（ＥＰ，Ａ) ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＢＲＯＡＤＣＡＳＴＩＮＧ．ｖｏｌ．ＢＣ−19，ｎｏ．２，Ｊｕｎｅ 1973．ｐａｇｅｓ 29−37；Ｃ．Ｗ．ＲＨＯＤＥＳ：”Ａｎａｕｔｏｍａｔｅｄｖｅｒｔｉｃａｌ−ｉｎｔｅｒｖａｌｔｅｓｔ−ｓｉｇｎａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒＮＴＳＣ"

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直方向に規則的に存在するビデオ・テス
ト信号に対応する出力ビデオ信号を生成することにより
ビデオ・システムの特性を測定するビデオ・システムの
特性測定装置であって、上記ビデオ・テスト信号を含む上記ビデオ・システムか
らのビデオ信号を復調して復調信号を生成する復調回路
と、上記復調信号を所定減衰率で減衰して減衰ビデオ信号を
生成する減衰手段と、上記所定減衰率で上記出力ビデオ信号を減衰して上記減
衰ビデオ信号から減算することにより減算ビデオ信号を
生成する第１加算手段と、上記減算ビデオ信号に上記出力ビデオ信号を加算して加
算ビデオ信号を生成する第２加算手段と、上記加算ビデオ信号を所定期間遅延することにより上記
出力ビデオ信号を生成する遅延手段とを具えることを特
徴とするビデオ・システムの特性測定装置。