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JPH0797835B2 - ゴ−スト除去装置 - Google Patents
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JPH0797835B2 - ゴ−スト除去装置 - Google Patents

ゴ−スト除去装置

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JPH0797835B2
JPH0797835B2 JP61287829A JP28782986A JPH0797835B2 JP H0797835 B2 JPH0797835 B2 JP H0797835B2 JP 61287829 A JP61287829 A JP 61287829A JP 28782986 A JP28782986 A JP 28782986A JP H0797835 B2 JPH0797835 B2 JP H0797835B2
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洋志 渋谷
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トランスバーサルフィルタを用いたテレビジ
ョン受信信号のゴースト除去装置に係り、特にゴースト
を検出するための相関演算に要する時間の短縮化を可能
にしたかかるゴースト除去装置に関する。
〔従来の技術〕
テレビジョン受信機においては、送信アンテナから直接
到来する電波(希望波)と、建造物などから反射してく
る電波が同時に受信アンテナで受信されると、希望波に
よる画像と反射波による画像がずれて現われる、いわゆ
るゴーストが発生する。
テレビジョン受信機にとってかかるゴースト成分は画質
を劣化させる大きな要因となっており、従来から種々の
方法によってゴースト成分を除去、防止する対策が試み
られてきた。その1つとして、ビデオ帯におけるトラン
スバーサルフィルタによるゴースト除去装置が知られて
いる。
この装置は、ビデオ信号に含まれる最高周波数成分から
決まる微少な遅延時間をそれぞれもつ遅延素子を多数直
列に接続し、各遅延素子の出力を係数回路により加重し
た後加算して出力することにより、ゴーストを除去され
たビデオ信号(ゴースト補償信号)を得るもので、上述
の構成が即、トランスバーサルフィルタの構成をなして
いる。
かかるトランスバーサルフィルタを構成する上述の係数
回路の係数(以下、タップ利得と呼ぶ)を決定するアル
ゴリズムとしては種々あるが、安定性の面からアイ・イ
ー・イー・イー・トランザクションズ・オン・コンシュ
ーマー・エレクトロニクス・ボリウムCE-26,1980年8
月,第629頁から第635頁(IEEE,Transactions on Consu
mer Electronics,Vol.CE-26,August 1980,P.629〜P.63
5)において論じられている相関法アルゴリズムが一般
に用いられる(なおゴースト除去装置の具体例として
は、特開昭54-70725号公報等に記載されている)。
本相関法アルゴリズムにおいては、タップ利得Ci(iは
i番目の係数回路を意味する)は、次式により決定され
る。
但し α:正の定数 {XK}:トランスバーサルフィルタへの入力波形 {YK}:トランスバーサルフィルタからの出力波形 すなわち、i番目の係数回路における新しいタップ利得
(修正後のタップ利得)Ci,newを、入力波形{XK}と出
力波形{YK}の相関値より求める。
第2図に、上記した相関法アルゴリズムによってトラン
スバーサルフィルタの係数回路のタップ利得を決定する
ようにした従来のゴースト除去装置のブロック図を示
す。
同図において、1はビデオ信号入力端子、2はビデオ信
号出力端子、3はトランスバーサルフィルタ、4は入力
ビデオ信号の中から同期信号を分離して出力する同期分
離回路、5は同期信号を基準としてタイミング信号を発
生するタイミング発生回路、6,7はそれぞれA/D変換回
路、18は減算回路、19はタップ利得メモリ、20はD/A変
換回路、21,22はそれぞれ微分回路、23,24,27はそれぞ
れスイッチ回路、25は入力波形メモリ、26,28はそれぞ
れ出力波形メモリ、29は乗算器,30は累積加算器であ
る。
ビデオ信号入力端子1から入力されたビデオ信号は、ト
ランスバーサルフィルタ3でゴースト成分を除去(軽
減)された後、ビデオ信号出力端子2より出力される。
上記入力ビデオ信号及びトランスバーサルフィルタ3の
出力信号は、それぞれ微分回路21,22を経由してA/D変換
回路6,7でA/D変換された後、スイッチ回路23,24,27、入
力波形メモリ25、出力波形メモリ26,28を介して乗算回
路29,累積加算器30で構成される相関器Mに入力され
る。
相関器Mでは、前記(1)式の右辺第2項を求め、その
出力信号を減算回路18でタップ利得メモリ19に記憶され
ているタップ利得(Ci,old)より減算することにより、
新しいタップ利得(Ci,new)を得る。このタップ利得
は、タップ利得メモリ19に記憶されると同時にD/A変換
回路20によりD/A変換された後、トランスバーサルフィ
ルタ3に入力されその中のi番目の係数回路へ与えられ
る。
以下、相関器Mの動作について詳しく説明する。尚、ゴ
ースト除去のためには、ゴースト成分が存在する位置を
検出しなくてはならないが、そのための基準位置信号と
しては、ビデオ信号に含まれる垂直同期信号の前縁が広
く使用されているので、この場合について、第3図を参
照して説明する。
第3図(a)に、単一の同相ゴーストGが付加された場
合の垂直同期信号V.SYNCの前縁E付近の波形図を示す。
スイッチ回路23,24,27をa側に閉じることにより、入力
波形メモリ25及び出力波形メモリ26,28に、それぞれト
ランスバーサルフィルタ3の入出力信号の微分波形を取
り込む。この時、入力波形メモリ25には、第3図(b)
で示すように垂直同期信号の前縁Eの前後X1〜Xmのm個
のサンプルのデータを記憶する。
なお、このサンプルデータは、タイミング発生回路5か
ら出力されるタイミング信号(クロック信号)によりA/
D変換回路6が動作して結果的にサンプルしたデータで
あることは述べるまでもないであろう。
出力波形メモリ28には、第3図(c)で示すように、ト
ランスバーサルフィルタ3の出力信号のうち入力波形メ
モリ25に記憶されたサンプルデータと同じ相対位置にあ
るm個のサンプルデータ(Y1〜Ym)が記憶される。
また、出力波形メモリ26には、トランスバーサルフィル
タ3の出力信号のうち出力波形メモリ28に記憶されたサ
ンプルデータ以降の(N−m)個のサンプルデータ(Ym
+1〜YN)が記憶される。このサンプルデータはA/D変換
回路7によりサンプルされたデータであることは勿論で
ある。
入力波形メモリ25及び出力波形メモリ26,28にサンプル
データを取り込んだ後、スイッチ回路23及び27をb側に
閉じ、入力波形メモリ25と出力波形メモリ28に記憶され
ているサンプルデータを順次読み出し、乗算回路29及び
累積回路30に入力する。累積加算器30の出力には が得られる。
この時、スイッチ回路23,27はb側に閉じているため、
上記(2)式の演算終了時には、演算開始時のデータが
入力波形メモリ25と出力波形メモリ28に取り込まれる。
次に、スイッチ回路24をb側、スイッチ回路27をa側に
閉じ、出力波形メモリ26,28のデータを1個ずつ読み出
し、出力波形メモリ28にY2〜Ym+1,出力波形メモリ26にY
m+2〜YNとY1のデータをそれぞれ取り込む。その後、ス
イッチ回路23をb側に、スイッチ回路27をb側に閉じ
て、入力波形メモリ25と出力波形メモリ28の各データを
順次取り出すことにより、累積加算器30の出力に を得る。
以下、同様の操作を繰り返すことにより、累積加算器30
の出力に、前記(1)式右辺の第2項が得られる。した
がって、タップ利得メモリ19のデータと累積加算器30の
データを減算器18において減算することにより、前記
(1)式の演算が実行される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術においては、前記(1)式で示す相関演算
を時間軸上で実行しているため、演算時間が非常に長く
なるという問題がある。
本発明の目的は、ゴースト除去装置において上記演算時
間を大幅に短縮し、ゴースト除去に要する収束時間を短
縮することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、高速フーリエ変換(FFT)を用いて、上記
(1)式で示す相関演算を時間軸上でなく周波数軸上で
行うことにより達成される。
〔作用〕
一般に、2つの信号x(t)とy(t)の相互相関関数
Rxy(t)は、次式で表わされる。
Rxy(t)=▲ −∞▼x(t)・y(t−τ)dt
(4) ここで、x(t),y(t)及びRxy(t)のフーリエ変
換をそれぞれX(ω),Y(ω)及びRxy(ω)とする
と、次式が成立する。
Rxy(ω)=X(ω)・Y*(ω) (5) 但し Y*(ω)はY(ω)の共役複素数 したがって、トランスバーサルフィルタの入・出力信号
のフーリエ変換を、高速フーリエ変換(FFT)を用いて
求めることにより、前記(1)式を実現することができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
第1図は、本発明の一実施例における要部としての相関
器Mを示すブロック図である。
同図において、8は入力波形メモリ、9は出力波形メモ
リ、10,11はそれぞれフーリエ変換回路、12は共役複素
数を求める共役化回路、16は乗算回路、17は逆フーリエ
変換回路である。
入力波形メモリ8及び出力波形メモリ9に、トランスバ
ーサルフィルタ3の入力及び出力信号の垂直同期信号前
縁付近のサンプルデータを取り込む。フーリエ変換回路
10により入力信号のフーリエ変換X(ω)を求め、フー
リエ変換回路11により出力信号のフーリエ変換Y(ω)
を求め、共役化回路12によりその共役化を行ってフーリ
エ変換Y*(ω)を求める。乗算回路16において、フー
リエ変換回路10及び共役化回路12の出力を乗算しX
(ω)・Y*(ω)を得た後、逆フーリエ変換回路17に
より時間軸上のデータに変換して、入力信号と出力信号
の相関を得る。
以下、逆フーリエ変換回路17の出力を第2図の減算回路
18に入力することにより、トランスバーサルフィルタの
各タップ利得Ciを得る。
第4図は、本発明の一実施例要部としての相関器Mの他
の構成例を示すブロック図である。
同図において、第1図におけるのと同じ番号を付したブ
ロックは同一機能ブロックを示す。31はCPU、32はRAMで
ある。
第4図に示す相関器Mでは、入力波形メモリ8及び出力
波形メモリ9に取り込んだサンプルデータを、CPU31に
入力し、CPU31でソフトウェアによりフーリエ変換,乗
算及び逆フーリエ変換を行い、得られた結果をRAM32に
格納し、第2図の減算回路18へ出力させるものである。
尚、CPU31を動作させるためのプログラムはRAM32に格納
されている。
第4図に示す相関器Mでは、各種演算をソフトウェアで
実行するため、第1図に示す相関器Mに比べ小規模なハ
ードウェアで構成できる。
第1図及び第4図に示した相関器Mでは、入力信号と出
力信号の相互演算をフーリエ変換を用いて周波数軸上で
実行できる。
したがって、高速フーリエ変換(FFT)を用いれば、一
般に演算時間をN/log2N(Nはデータ数)短縮すること
ができるため、トランスバーサルフィルタ3のタップ利
得Ciを高速に求めることが可能となる。
第1図に示した相関器Mでは、入力信号x(t)と出力
信号y(t)の相関を上記(4)式より求めたが、次の
(6)式により求めてもよい。
Rxy′(t)=▲ −∞▼x(t−τ)・y(t)dt
(6) この場合、上記相関Rxy′(t)のフーリエ変換Rxy′
(ω)は Rxy′(ω)=X*(ω)・Y(ω) (7) となるため、第1図の共役化回路12は、フーリエ変換回
路10側として構成してもよい。
また、入力信号x(t)または出力信号y(t)が偶関
数として表わされる場合には、 が成り立つため、共役回路12は省略することができる。
次に、第5図と第6図を用いて、相関演算結果とトラン
スバーサルフィルタ3のタップ係数の対応について説明
する。
第5図は、トランスバーサルフィルタ3の一構成例を示
すブロック図である。
同図において、50はタップ間隔τ(タップ間の遅延時間
τ)をもつタップ付遅延線、51は係数回路、52は加算回
路である。
ビデオ入力端子1より入力されたビデオ信号は、タップ
付遅延線50で所定時間遅延された後、係数回路51でそれ
ぞれ利得制御された後、加算回路52で入力ビデオ信号と
加算されて出力される。
第6図は、ゴースト除去のための基準位置信号として、
一般に広く用いられている垂直同期信号の前縁Eを用い
た場合の係数回路51の各係数Ciの求め方を示す波形図で
ある。
入力ビデオ信号に、第6図(a)に示すような基準信号
からの遅延時間mτ,振幅Aの同相ゴースト成分Gが付
加されているとする。
A/D変換回路6,7(第2図参照)のサンプリング間隔をτ
とし、入力波形メモリ8(第1図,第4図参照)に、垂
直同期信号の前縁Eの前後のl個のデータ(X1〜Xl)を
取り込むと、それらデータは第6図(b)よって表わさ
れる。ここでインパルスIは垂直同期信号の前縁Eの微
分出力である。また、同様にして、出力波形メモリ9に
は、第6図(c)に示すようなN個のデータ(Y1〜YN
が取り込まれる。
第6図(b)及び(c)の波形より、上記(5)式で示
す相関演算を周波数軸上で行い、その結果を、逆フーリ
エ変換を用いて時間軸上に戻すと、第6図(d)に示す
結果を得る。
すなわち、垂直同期信号の前縁Eの微分波形I同士の相
関であるA0と、第6図(b)の波形と第6図(c)に示
すゴーストの微分波形G′の相関であるAmが得られる以
外、その他はすべて相関値は0である。つまり垂直同期
信号の前縁Eを基準位置としたときのゴースト成分の所
在位置が判明したわけである。
したがって、第5図におけるトランスバーサルフィルタ
3の係数回路51の各係数Ciを Ci,new=Ci,old−Ai (6) で求めることにより、ゴースト成分を除去するようにト
ランスバーサルフィルタ3の係数回路51を制御すること
ができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、トランスバーサル
フィルタを構成する係数回路の所要のタップ利得Ciを高
速に求めることができるので、ゴースト除去に要する収
束時間を大幅に短縮することのできるゴースト除去装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例要部としての相関器を示すブ
ロック図、第2図はゴースト除去装置の従来例を示すブ
ロック図、第3図は第2図に示した相関器の動作を説明
する波形図、第4図は本発明の一実施例要部としての相
関器の他の構成例を示すブロック図、第5図はトランス
バーサルフィルタの一構成例を示すブロック図、第6図
は係数回路の係数と相関値の関係を説明する波形図であ
る。 符号の説明 3……トランスバーサルフィルタ、8……入力波形メモ
リ、9……出力波形メモリ、10,11……フーリエ変換回
路、12……共役化回路、16……乗算回路、17……逆フー
リエ変換回路、31……CPU、32……RAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 洋志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 日 立ビデオエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−198087(JP,A) 特開 昭60−91773(JP,A) 特開 昭61−198978(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力ビデオ信号を供給されその中のゴース
    ト成分を軽減させて出力するトランスバーサルフィルタ
    と、ゴースト成分のビデオ信号中における所在位置を検
    出するための基準となる基準位置信号を含む信号を前記
    トランスバーサルフィルタの入力信号から取り出してそ
    のサンプルデータを記憶する第1の記憶回路と、前記基
    準位置信号ならびにゴースト成分を含む信号を前記トラ
    ンスバーサルフィルタの出力信号から取り出してそのサ
    ンプルデータを記憶する第2の記憶回路と、前記第1の
    記憶回路に記憶されたサンプルデータと第2の記憶回路
    に記憶されたサンプルデータとを取り出して両者間の相
    互相関関数を演算により求める相関器と、前記トランス
    バーサルフィルタを構成する係数回路のタップ利得を前
    記相関器の出力に従って修正するタップ利得修正回路
    と、から成るゴースト除去装置において、 前記相関器を、前記第1の記憶回路に記憶されたサンプ
    ルデータを与えられてそのフーリエ変換を行う第1のフ
    ーリエ変換回路と、前記第2の記憶回路に記憶されたサ
    ンプルデータを与えられてそのフーリエ変換を行う第2
    のフーリエ変換回路と、前記第1又は第2のフーリエ変
    換回路の出力を入力されてその共役化を行う共役化回路
    と、前記第1又は第2のフーリエ変換回路のうちでも前
    記共役化回路へ出力を供給しなかった側のフーリエ変換
    回路の出力と前記共役化回路の出力とを与えられて両者
    間の乗算を行う乗算回路と、該乗算回路の出力の逆フー
    リエ変換を行う逆フーリエ変換回路と、により構成し、
    相関演算を周波数軸上にて行うことを特徴とするゴース
    ト除去装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のゴースト除去
    装置において、前記相関器が、前記第1、第2の各記憶
    回路から取り出されたサンプルデータの間での相互相関
    演算をフーリエ変換における周波数軸上でソフトウェア
    により行うマイクロコンピュータと、該マイクロコンピ
    ュータのプログラムおよび出力データを記憶する第3の
    記憶回路と、から成ることを特徴とするゴースト除去装
    置。
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