(57)【要約】【課題】高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムで櫛型フィルタ（２）と共に使用される等化器（３４）およびプレフィルタ（１）を提供すること。【解決手段】プレフィルタ（１）は、櫛型フィルタ（２）の前に配置することができ、あるいは櫛型フィルタの後に配置することができる。さらにこの方法は、プレフィルタ（１）が櫛型フィルタ（２）の後に配置されたとき、フィルタ・タップを推定することによって向上させることができる。等化器（３４）は、シンボル１２における振幅を−２０ｄＢなどの相対的に小さい値に制限することなく、８レベル残留側波帯（ＶＳＢ）入力から１５レベル出力を生成する。シンボル１２における許容振幅を増大させるための３つの具体的方法を提示するが、これらの方法は、−６ｄＢの大きなタップ１２振幅を可能にする。【選択図】　　　図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉信号を含む可能性のある一連のシンボルを含むビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の特性を有する出力信号を提供するためのシステムであって、
前記干渉信号を検出する手段と、
前記干渉信号に応答する第１のフィルタであって、前記干渉信号を減衰させるのに役立つ第１のフィルタと、
前記ビデオ・データ信号の特性を予測し、前記特性に応答して修正済み信号を生成する手段と、
前記第１のフィルタおよび前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段に応答して、等化出力信号を提供する手段とを備えるシステム。
【請求項２】
前記第１のフィルタが特定のデータ・シンボルを処理する前に、前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段が前記特定のデータ・シンボルを処理する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段が、少なくとも１つのシンボルに関連する振幅を最小化する傾向がある修正済み信号を生成する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段が特定のシンボルを処理する前に、前記第１のフィルタが前記特定のシンボルを処理する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記等化出力信号を提供する手段が、前記ビデオ・データ信号中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記等化出力信号を提供する手段によって利用されるタップ値を推定する手段を更に備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記タップ値を推定する手段は、前記ビデオ・データ信号の選択された成分の振幅が、前記等化出力信号を提供する手段によって最小化されるようにする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のフィルタが櫛型フィルタである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
複数のシンボルを含んでおり干渉信号を含む可能性のある符号化済みデータ・パケット群を備えるビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の信号特性を得る方法であって、
前記干渉信号を検出するステップと、
前記干渉信号をフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングに応答してフィルタ出力信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号から前記ビデオ・データ信号の特性を予測するステップと、
前記ビデオ・データ信号の前記特性に応答して修正済み信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号と前記修正済み信号を等化して前記所定の信号特性を得るステップとを含む方法。
【請求項１０】
前記ビデオ・データ信号および前記干渉信号を含む信号を事前フィルタリングするステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記修正済み信号中にある選択されたシンボルが０の値に近い振幅を有するように、事前フィルタリング係数を選択するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数のタップを備える適応等化器で前記修正済み信号を適応等化するステップを更に含み、各タップが前記符号化済みデータ・パケットに含まれる特定のシンボルに関連する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
選択されたタップにおける選択されたシンボル振幅を最小化するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記適応等化器によって利用されるタップ値を推定するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含む入力信号と、
前記入力信号および干渉信号に応答する予測フィルタであって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタと、
前記予測フィルタによって生成された出力信号に応答する櫛型フィルタと、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１６】
前記等化器が、複数のタップを備える適応等化器であり、各タップが特定のシンボルに関連する、請求項１５に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１７】
前記予測フィルタが、選択されたシンボル振幅を最小化するように選択される最適予測係数を計算する、請求項１６に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１８】
前記最適予測係数が以下の式に従って計算され、
ａ＝［Φｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）］Ｆ
上式で、ａは最適予測係数であり、Φｃｃ（１２）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルの自己相関関数を表し、Φｃｃ（０）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルについての総チャネル・エネルギーを表し、Ｆは前記干渉信号に起因する因子である、請求項１７に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１９】
ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
入力信号ソースであって、入力信号が複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含むと共に所定信号と干渉信号を含む、入力信号ソースと、
前記入力信号に応答し、減衰された干渉信号を有する出力信号を生成する櫛型フィルタと、
前記櫛型フィルタによって生成された出力信号に応答する予測フィルタであって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタと、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
【請求項２０】
前記等化出力信号を提供する手段が、前記符号化済みデータ・パケット中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器であり、等化およびフィルタリング・システムは更に、前記等化出力信号を提供する手段によって利用されるタップ値を推定する手段を備える、請求項１９に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にディジタル信号処理の分野に関し、より詳細には、８シンボル残留側波帯（ＶＳＢ：Ｖｅｓｔｉｇｉａｌ　Ｓｉｄｅｂａｎｄ）高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ：Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）信号の処理に適した等化およびフィルタリング・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国におけるＨＤＴＶ用のアドバンスト・テレビジョン・システム委員会（ＡＴＳＣ：Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格は、８ビット（１シンボルにつき８レベル）残留側波帯（ＶＳＢ）伝送システムを規定している。図１に、ＡＴＳＣ適合の典型的なＨＤＴＶ受信機２１のブロック図を示す。このようなＨＤＴＶ受信機に関する仕様は、ＡＴＳＣによって作成された出版物「Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｆｏｒ　ＨＤＴＶ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＨＤＴＶ放送用ディジタル・テレビジョン標準」（１９９５年４月１２日）にみることができる。受信される残留側波帯（ＶＳＢ）信号は１次元データ・シンボル・コンステレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ：群）で表され、１つの軸だけが、受信機によって回復される量子化済みデータを含む。ＤＣ補償（ＤＣ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）ユニット２６が、適応追跡（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｔｒａｃｋｉｎｇ）回路を使用して、復調された残留側波帯（ＶＳＢ）信号からパイロット信号成分に対するＤＣオフセット成分を除去する。フィールド同期検出器２８が、あらゆる受信データ・セグメントを受信機のメモリに記憶された理想的なフィールド基準信号と比較することにより、データ・フィールド同期成分を回復する。フィールド同期に加えて、フィールド同期信号は、チャネル等化器（ｃｈａｎｎｅｌ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）３４のためのトレーニング信号も提供する。
【０００３】
ＡＴＳＣ　ＶＳＢ受信システムでは、ユニット１６によってＮＴＳＣ干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）検出および除去が行われる。ユニット１６によって強力な同一チャネルＮＴＳＣ干渉が検出されると、櫛形（ｃｏｍｂ）フィルタがアクティブになり、信号が適応チャネル等化器３４に到達する前に信号を処理する。適応等化器（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）３４は、チャネル振幅と位相ひずみの両方を等化する。図２に示すように、最も一般的に利用されている等化器の構造は、判定帰還型等化器（ＤＦＥ：Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）と共に使用されるフィード・フォワード等化器（ＦＦＥ：Ｆｅｅｄ　Ｆｏｒｗａｒｄ　Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）を含む。ＦＦＥ部は、データ・シンボル・コンステレーションの単位円の外にある前ゴースト（ｐｒｅｇｈｏｓｔ）信号およびチャネル０を等化するのに使用される。図３に示すＤＦＥ部は、後ゴースト（ｐｏｓｔ　ｇｈｏｓｔ）信号を等化するのに使用される。
【０００４】
等化器３４をトレーニングするのに一般的に用いられる方法は、等化器が何らかの所定の収束程度に達するまでブラインド等化（ｂｌｉｎｄ　ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）技法を適用するものであり、所定の収束程度に達したとき、トレーニング方法は判定指向等化（ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｄｉｒｅｃｔｅｄ　ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）技法に切り換わる。ブラインド等化の最も一般的な形式は、周知のＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｍｏｄｕｌｕｓ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）である。ＣＭＡを用いると、ＦＦＥ係数およびＤＦＥ係数は以下の式を使用して更新される。
【数１】
2004007577.tif 000003
【０００５】
ブラインド等化誤差は、以下の式によって計算される。
【数２】
2004007577.tif 000004
【０００６】
櫛形フィルタ２は、伝達関数Ｈｃ（ｚ）＝１−ｚ−１２を有する。櫛型フィルタは、隣接するＮＴＳＣチャネルのピクチャ（画像）および音声搬送波を減衰させる。この場合に等化器３４が処理しなければならない新しい信号は、元のチャネルが櫛形フィルタによって重畳（ｃｏｎｖｏｌｖｅ）されたものである。櫛型フィルタが等化器３４の前に挿入され、ＤＦＥタップがＣＭＡを用いて適応されているとき、等化器３４は８レベル出力を生成する。実際には、等化器３４はチャネル信号と櫛型フィルタ信号の両方を等化する。しかし、目標は、等化器３４が櫛型フィルタ信号を等化せずにチャネル信号だけを等化することによって１５レベルの出力を生成するようにすることである。
【０００７】
２００２年４月１６日に出願された米国特許出願第１０／１０３，０５５号には、ＮＴＳＣ干渉を除去するために櫛型フィルタが挿入されたときに、等化器３４が１５シンボル出力を生成する方法が記載されている。記載されている方法は、判定帰還型等化器３４のタップ（ｔａｐ）１２即ちｄｆｅ（１２）を０にすることにより、１５レベル出力を得る問題を解決する。
【０００８】
この方法の限界は、シンボル１２におけるチャネル振幅即ちｃ１２が小さくなければならず、典型的には約２０ｄＢ未満でなければならないことである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＨＤＴＶシステム中で櫛型フィルタの後にある等化器から１５レベル出力を生成するための従来方法に関連する問題に対処するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予測フィルタ（ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｆｉｌｔｅｒ）を利用して、判定帰還型等化器（ＤＦＥ）のタップ１２で−６ｄＢの大きな振幅を可能にする。本発明の一実施形態では、予測器プレフィルタを櫛型フィルタの前に配置することにより、ＤＦＥのタップ１２（シンボル１２）におけるチャネル・インパルス応答を修正する。この構成により、櫛型フィルタは、チャネルとプレフィルタの結合を修正済みチャネルとして感知する。櫛型フィルタはＮＴＳＣ干渉を減衰させ、従って等化器は、残りの信号がＮＴＳＣ成分を含まないものとして検知する。この実施形態は、プレフィルタ係数を適切に選択することによって、修正済みチャネルのシンボル１２信号の振幅をできるだけ小さく、好ましくは０に近くする目標を達成することにつながる。第２の実施形態では、予測器フィルタを櫛型フィルタの後に配置する。本発明の第３の実施形態では、等化器タップ振幅値を推定すると共に、予測器フィルタを櫛型フィルタの後に配置する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図４を参照すると、本発明を単純化したブロック図に、本発明の第１の実施形態を示してある。ブラインド等化プロセスの間にシンボル１２の振幅を０に設定すると、即ちｄｆｅ（１２）＝０．０とすると、結果の１つとして、シンボル１２におけるチャネル・インパルス応答は小さい値を有するはずである。シンボル１２における値は実際には常に小さいわけではないので、予測プレフィルタ（ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｆｉｌｔｅｒ）１を櫛型フィルタ２の前に配置することによってシンボル１２におけるチャネル・インパルス応答を修正する。この構成により、櫛型フィルタ２は、チャネル４の値とプレフィルタ１の値の合成として修正済みチャネル３を感知する。プレフィルタ１の係数を適切に選択することにより、修正済みチャネル３のシンボル１２を０の値に近付けることができる。
【００１２】
チャネル４が伝達関数（ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）Ｈｃ（ｚ）を有し、プレフィルタ１が伝達関数Ｈｐ（ｚ）＝（１−ａｚ−１２）を有する場合、修正済みチャネル３は、伝達関数Ｈｃｍ（ｚ）＝Ｈｃ（ｚ）（１−ａｚ−１２）を有することになる。Ｈｃ（ｚ）＝（１＋ｃ１２ｚ−１２＋．．．）の場合、修正済みチャネル３の伝達関数Ｈｃｍ（ｚ）は以下のようになる。
【数３】
2004007577.tif 000005
このとき修正済みチャネル３は、シンボル１２で（ｃ１２−ａ）の残差値（ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｖａｌｕｅ）を有する。値「ａ」は、この残差値ができるだけ小さくなるように選択される。
【００１３】
信号５は値ｙ（ｎ）を有し、この信号５の推定は、信号６の値ａｙ（ｎ−１２）を調べてこの値をｙ（ｎ）から引くことによって行われる。この場合、推定誤差ｅ（ｎ）は以下のように定義される。
【数４】
2004007577.tif 000006
【００１４】
予測係数「ａ」は、ｅ（ｎ）の平均２乗誤差（ＭＳＥ：Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ）が最小になるように選択される。
【数５】
2004007577.tif 000007
【００１５】
平均２乗誤差（ＭＳＥ）は、「ａ」の２次関数であることがわかる。最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ　ＭＳＥ）は、平均２乗誤差（ＭＳＥ）の導関数を０に設定して「ａ」を解き、それにより最適予測器係数を求めることによって得られる。得られる値は、以下のように求まる。
【数６】
2004007577.tif 000008
平均２乗誤差（ＭＳＥ）は「ａ」の２次関数なので、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）をもたらす「ａ」の値は、勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）アルゴリズムを使用して反復方式で得ることができる。好ましい一実施形態では、最小平均２乗（ＬＭＳ：Ｌｅｓｔ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムを使用して予測器係数を得る。
【００１６】
ＮＴＳＣ成分を含めたチャネル出力値５は、以下の式によって得られる。
【数７】
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【００１７】
ｙ（ｎ）の自己相関関数（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）Φｙｙ（ｍ）は、以下の式によって得られる。
【数８】
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８レベルＶＳＢ信号ｘ（ｎ）が白であり、ＮＴＳＣトーンと８レベルＶＳＢシンボルが相関せず、Φｃｃ（ｍ）がチャネルの自己相関関数であると仮定する。ｔ（ｎ）＝Ａｃｏｓ（ｗ０ｎ）の場合、次のようになる。
【数９】
2004007577.tif 000011
【００１８】
この場合、自己相関関数は次のようになる。
【数１０】
2004007577.tif 000012
【００１９】
シンボル・レート１０．７６メガヘルツ（ＭＨｚ）、ＮＴＳＣトーン周波数０．８９６７ＭＨｚ、およびｍの値＝１２、のＶＳＢ値の場合、自己相関関数は以下のとおりである。
【数１１】
2004007577.tif 000013
【００２０】
βを０．５Ａ２と定義することにより、ＮＴＳＣトーン振幅Ａ＝０．１０および０．１５の場合、βの値はそれぞれ５×１０−３および１１．２５×１０−３になる。これらの各値は相対的に小さく、その結果、ＶＳＢ電力（ｐｏｗｅｒ）に対するＮＴＳＣの比率はそれぞれ約−１３ｄＢおよび−１０ｄＢになる。
【００２１】
以上のことから、最適予測器係数は以下のように示すことができる。
【数１２】
2004007577.tif 000014
【００２２】
ＮＴＳＣ成分がない場合は、β＝０およびＦ＝１であり、最適予測器係数はΦｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）になる。Ｆは、ＮＴＳＣ成分７があることによってＮＴＳＣ成分なしの最適予測器係数が修正される際に用いられる因子である。
【００２３】
以上のことをより完全に説明するために、次にいくつかの具体的なケースのシミュレーション結果を提示して検討する。表１に、以下の考察に関係する仮定上のゴースト（ｇｈｏｓｔ）信号プロファイルを示す。
【表１】
2004007577.tif 000015
【００２４】
表２に、チャネルＤの仮定上の信号特性を示す。
【表２】
2004007577.tif 000016
【００２５】
第１の例は、ＮＴＳＣ信号７が０に等しいケースであり、この場合、櫛型フィルタ２は必要ない。Φｃｃ（１２）への寄与は、主チャネル４からとシンボル１２におけるゴースト信号からだけである。言い換えれば、ちょうど１２シンボルの間隔が空いた１対のゴーストは他にない。この状況では、予測器係数は以下のとおりである。
【数１３】
2004007577.tif 000017
【００２６】
Φｃｃ（０）＝１＋ｃ１２２＋（他のゴースト信号に起因する２乗項）であるので、以下のようになる。
【数１４】
2004007577.tif 000018
【００２７】
従って、チャネルがインパルスである自明な場合を除いては、｜ａ｜＝｜ｃ１２｜である。チャネルがインパルスの場合は、値ｃ１２＝０およびａ＝０である。このことは、予測子（ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）「ａ」が正確にｃ１２に収束することがあり得ず、常にｃ１２未満の大きさの値に収束することを意味する。修正済みチャネル３はこの場合、シンボル１２において（ｃ１２−ａ）の残差値を有する。残差値の大きさは、ブラインド等化が１５レベルに収束するかどうかを決定する。シンボル１２における（ｃ１２−ａ）の残差値は、ｃ１２−［ｃ１２／Φｃｃ（０）］に等しく、これはｃ１２［１−１／Φｃｃ（０）］に等しい。この残差値はｃ１２に正比例し、従って、ｃ１２の値が大きいと残差値は大きくなり、ブラインド等化アルゴリズムは収束しない。ｃ１２の値が減少するにつれて残差値は減少し、何れかの値で、ブラインド等化アルゴリズムが収束するのに十分なほど小さくなる。
【００２８】
更に、Φｃｃ（０）は総チャネル・エネルギー（ｔｏｔａｌ　ｃｈａｎｎｅｌｅｎｅｒｇｙ）の量なので、総チャネル・エネルギーが増加すると、シンボル１２における残差値は増加することになる。このことは、チャネルがいくつかのゴースト信号を有する場合、残差値が相対的に大きくなることを意味する。従って、収束を達成するのに必要な小さい残差値を有するためには、必然的にｃ１２の値を相対的に小さくする必要がある。言い換えれば、ゴースト・エネルギーが増加するにつれて、シンボル１２における最大許容振幅が減少し、これを表３にチャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて示す。チャネルＥの場合はそうならないが、これは、ｃ０、ｃ１２とｃ１２、ｃ２４の間の相関により、Φｃｃ（１２）への寄与が複数あるからである。要約すれば、ＮＴＳＣ成分がなく、Φｃｃ（１２）への寄与が１つだけの場合、予測子「ａ」は、ｃ１２の大きさよりも小さい値に収束することになる。ｃ１２が減少するにつれて、修正済みチャネル３中のシンボル１２における残差値もまた減少し、何れかの時点で１５レベルへの収束が可能になる。最後に、ゴースト・エネルギーが増加するにつれて、ｃ１２の最大許容値は減少する。
【表３】
2004007577.tif 000019
【００２９】
第２の例では、ＮＴＳＣ信号７がなく、Φｃｃ（１２）の値への寄与が複数あるケースを扱う。この場合、予測係数は以下のとおりである。
【数１５】
2004007577.tif 000020
残差値は以下のようになる。
【数１６】
2004007577.tif 000021
【００３０】
この場合、他の項からの寄与による因子は、寄与がｃ１２と同じ符号を有するか逆の符号を有するかに応じて、且つ寄与の大きさに応じて、予測器係数をｃ１２に近付けることもありｃ１２から離すこともある。従って、収束の可能性は予測不可能になる。等化器３４は、予測係数がｃ１２の値の近似値をどれだけ近くまで求めるかに応じて、収束することもあり収束しないこともある。
【００３１】
第３の例では、ＮＴＳＣ成分があり、Φｃｃ（１２）への寄与が主チャネルおよびｃ１２だけからであると仮定する。先に論じたように、最適予測器係数は以下のように定義される。
【数１７】
2004007577.tif 000022
【００３２】
ＮＴＳＣ成分があり、Φｃｃ（１２）への寄与が主チャネルおよびｃ１２だけからの場合、Φｃｃ（１２）の値＝ｃ１２である。チャネル・シンボル１２における振幅が正の場合は、以下のとおりである。
【数１８】
2004007577.tif 000023
あるいは、別の表し方ではＦ＜１である。
【００３３】
従って、チャネル・シンボル１２における振幅、即ちｃ１２が負の場合は、ＮＴＳＣ成分７の影響によって予測係数「ａ」の値が増加することになる。ｃ１２が負なので、予測係数の値が負であることに留意されたい。言い換えれば、予測係数は、より正になっていくのでその大きさは減少する。予測係数の大きさが減少するので、予測係数の値はｃ１２の値から更に離れ、シンボル１２における残差値は増加する。同様に、ＮＴＳＣ成分がある場合、シンボル１２における最大許容値は、ＮＴＳＣトーンがない場合の最大許容値に対して相対的に減少する。
【００３４】
要約すれば、ＮＴＳＣトーン７があることは、予測器係数「ａ」の値に影響する。ｃ１２が正のとき、ＮＴＳＣ成分７はｃ１２の許容範囲を増大させ、ＮＴＳＣ成分７がないと、ｃ１２の許容範囲は縮小する。ＮＴＳＣトーン７がないときは、正のｃ１２の許容可能な大きさが増加して、負のｃ１２の許容可能な大きさが減少する結果、ｃ１２の許容値が非対称になる。
【００３５】
第４のケースでは、ＮＴＳＣ成分７があり、Φｃｃ（１２）への寄与がいくつかのソースからあると仮定する。この場合、最適予測器係数は以下のように定義される。
【数１９】
2004007577.tif 000024
【００３６】
この場合もやはり、他の項からの寄与により予測器係数に誤差が生じる。従ってこの場合、収束の可能性は予測不可能である。
【００３７】
ＮＴＳＣ成分がない場合における本発明の第１の実施形態のパフォーマンスを表３に示したが、表４では、ＮＴＳＣ振幅が０．１０のケースを示し、表５では、ＮＴＳＣ振幅が０．１５のケースを扱う。ＮＴＳＣトーン振幅値が０．１０および０．１５の場合、ＶＳＢ電力に対するＮＴＳＣの比率は、それぞれ約−１３ｄＢおよび−１０ｄＢになる。シミュレーション・パラメータは表２に示したものである。ｄｆｅ（１２）の値は、ブラインド等化モードでは０に設定され、判定指向モードでは適応することができる。表３、表４、表５に提示するｃ１２の正と負の最大値は、収束が達成されるまでｃ１２の振幅を１デシベルずつ減少させることによって決定される。提示する値は、チャネルごとのｃ１２の正と負の両方の値である。予測器係数「ａ」は、ＬＭＳアルゴリズムを使用してブラインド等化プロセスの開始からシンボルごとに更新される。図４を参照すると以下のようになる。
【数２０】
2004007577.tif 000025
【００３８】
図５および図６に、ＮＴＳＣ振幅が０．１５の場合のチャネルＤに関する収束曲線を示す。完全な結果は、表３、表４、表５に示す。比較のために、これらの表には、予測器を使用せずにブラインド等化モードでｄｆｅ（１２）を０に設定した結果も示してある。
【表４】
2004007577.tif 000026
【表５】
2004007577.tif 000027
【００３９】
本発明の第１の実施形態では予測器１が櫛型フィルタ２の前に配置されるが、この第１の実施形態では、ｃ１２の値が０であっても、ｄｆｅ（１２）にエネルギーを供給する前ゴースト＋後ゴースト合成信号があるときは１５レベル出力を生成することができない。更に、Φｃｃ（１２）への寄与が３つ以上あるときも、収束は予測不可能になる。このケースは、シンボル１２におけるゴースト以外に、１２シンボルの間隔を空けた２つのゴースト信号があるときに起こる。最後に、ｃ１２の振幅が特定のチャネルについての許容範囲外にある場合は、１５レベル出力は生成されない。
【００４０】
表３、表４、表５を検討すると、ＮＴＳＣ成分がある場合はｃ１２の許容範囲が非対称になることがわかる。より低いＮＴＳＣトーン・レベル（０．０および０．１０）で予測器を使用する方が、ｃ１２の許容範囲は広い。ＮＴＳＣレベルが０．１５の場合、許容可能な正のｃ１２の範囲は、予測器を使用しない場合に可能な範囲よりも広いが、ＮＴＳＣトーンが予測器係数に与える影響により、負のｃ１２の値の許容範囲は縮小する。図５および図６に示すＤＦＥタップのプロットは、修正済みチャネル３の長さが元のチャネル４よりも１２シンボル長くなり、予測器のせいでより小さい振幅のゴーストがより多く導入されることを示している。最後に、ＮＴＳＣトーン７は、ｃ１２の値が正である場合は予測器係数にとって有利だが、値が負である場合は不利であることがわかる。この特性は、予測器係数をＮＴＳＣトーンから独立させる必要があることを示しており、これについて次に論じる。
【００４１】
本発明の第２の実施形態では、予測器１を櫛型フィルタ２の後に配置することにより、予測器係数「ａ」をＮＴＳＣ信号から独立させる。図７に、このような構成の従来技術バージョンを示す。この構成では、櫛型フィルタ２はＮＴＳＣトーン７を減衰させ、予測器１はＮＴＳＣ成分のない信号８を感知する。予測器１が受け取るチャネルは、元のチャネル４が櫛型フィルタ２で重畳されたものである。予測器の伝達関数は以下のとおりである。
【数２１】
2004007577.tif 000028
【００４２】
予測器１は、シンボル１２における（ｃ１２−１）の値を感知し、（ｃ１２−１）に関連する値に収束することになるが、これは望ましくない。目標は、シンボル１２におけるｃ１２だけを有するものとしてチャネルを感知することである。本発明の第１の実施形態で論じたように、予測器１は、以下の値に収束することになる。
【数２２】
2004007577.tif 000029
上式で、ａＡ＝予測器１が櫛型フィルタ２の前に配置された場合に予測器１が収束することになる値である。しかし、目標は櫛型フィルタ２を予測器１から見えなくすることである。理想的には、ＮＴＳＣ信号７が０の場合に予測器１はａＢ＝Φｙｙ（１２）／Φｙｙ（０）に収束することになり、ａＢは、予測器１が櫛型フィルタの前に配置され、どんなＮＴＳＣ信号７もないときに、予測器１が収束することになる値である。言い換えれば、予測器１は、どんなＮＴＳＣ成分７もないときに櫛型フィルタ２の前に配置された場合と同じ値に収束すべきである。
【００４３】
従って、式ａＡ＝Φｚｚ（１２）／Φｚｚ（０）とａＢ＝Φｙｙ（１２）／Φｙｙ（０）の関係を導出する必要があり、これは次のように行う。
【数２３】
2004007577.tif 000030
【００４４】
従って、値ａＡは以下のとおりである。
【数２４】
2004007577.tif 000031
【００４５】
Φｙｙ（２４）の値が０であると仮定され、ａＢ＝Φｙｙ（１２）／Φｙｙ（０）であることが既知の場合、以下のようになる。
【数２５】
2004007577.tif 000032
【００４６】
ａＢを解くことにより、以下のａＡとａＢの関係が得られる。
【数２６】
2004007577.tif 000033
【００４７】
図８も参照すると、本発明の第２の実施形態は、予測器１が櫛型フィルタ２の後に配置でき、ａＡの値をもたらすように適応できることを示している。次いで、ａＡからａＢの値を計算することができ、ａＢの値を等化器３４への直接パス（ｄｉｒｅｃｔ　ｐａｔｈ）９中で使用することができる。表６、表７、表８に、典型的なチャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの正と負の最大振幅を示す。これらのチャネルに関連する値は表２に示したものと同じだが、例外として表６、表７、表８の３つすべてについて、ＮＴＳＣトーン７の振幅は０．１５である。ｄｆｅ（１２）の値は、ブラインド等化モードでは０に設定され、判定指向モードでは適応することができる。各チャネルごとのｃ１２の正と負の最大値は、収束が達成されるまでｃ１２の振幅を１デシベルずつ減少させることによって見つかる。予測器係数ａＡとａＢは両方とも、シンボルごとに更新される。ＬＭＳアルゴリズムを使用してａＡの値が更新され、次いで、前述の関係を用いてａＡの値からａＢが計算される。図８を参照すると、使用される更新式は以下のようになる。
ａＢの初期値が０になるように、ａＡの値を−０．５に初期化する。
【数２７】
2004007577.tif 000034
【００４８】
図９および図１０に、ＮＴＳＣ信号７の振幅が０．１５の場合の収束曲線を示す。図９および図１０にプロットした予測器係数はａＢである。比較のために、前の２つの方法の結果も表６、表７、表８に含めてある。チャネルＥの場合、予測器１が櫛型フィルタ２の後に配置されるときは、ａＡとａＢの関係を導出する際にΦｙｙ（２４）が０に等しいと仮定されたので、収束は達成されないことに留意されたい。提示するデータ中では、この仮定に反する。つまり、シンボル２４にゴーストがあるせいでΦｙｙ（２４）は０ではないからである。ＮＴＳＣ信号７の値が事実上０のとき、Φｙｙ（２４）＝Φｃｃ（２４）である。
【表６】
2004007577.tif 000035
【表７】
2004007577.tif 000036
【表８】
2004007577.tif 000037
【００４９】
本発明の第１の実施形態に関して論じたように、予測子「ａ」は、ｃ１２の大きさよりも小さい値に収束することになり、修正済みチャネル３中のシンボル１２の残差は（ａ−ｃ１２）になる。
【００５０】
本発明の第３の実施形態は、残差値をより小さくするために予測器係数「ａ」からｃ１２を推定する問題に対処するものである。第１の実施形態の場合、予測子は、ａ＝Φｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）によって得られる値に収束することがわかった。主チャネル４およびｃ１２からΦｃｃ（１２）への寄与が１つしかない場合、予測子は以下のとおりである。
【数２８】
2004007577.tif 000038
【００５１】
シンボル１２だけにゴースト信号がある稀な場合に、Ｅの値が０になるが、この場合、予測子に関する式は「ａ」とｃ１２の２次関係になる。この関係はｃ１２の推定値の計算を可能にする。Ｅが０以外の値を有するとき、この式は以下のようになる。
【数２９】
2004007577.tif 000039
ｃ１２を解くことにより、以下の結果が得られる。
【数３０】
2004007577.tif 000040
【００５２】
チャネルＡの場合のように、Ｅ＝０の場合は、予測係数がわかればｃ１２を正確に解くことができ、次いでｃ１２を等化器３４への直接パス中で使用することができる。ほとんどの場合、Ｅの値はわからず、ｃ１２の値は決定することができない。しかし、Ｅが小さいと仮定することにより、ｃ１２の値を予測子「ａ」から計算することができる。この仮定を用いて、ｃ１２の許容振幅を増大させることができる。得られる構成を図１１に示すが、図には、推定タップ値ｃ１２ｅを計算するために追加のタップ予測ブロック１０が示されている。
【００５３】
表９、表１０、表１１に、典型的なチャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについての正と負の最大振幅を示す。これらのチャネルに関連する値は、表２に示したものと同じである。ｄｆｅ（１２）の値は、ブラインド等化モードでは０に設定され、判定指向モードでは適応することができる。各チャネルごとのｃ１２の正と負の最大値は、収束が達成されるまでｃ１２の振幅を１デシベルずつ減少させることによって見つかる。予測器係数ａＡとａＢの両方、およびタップ推定値ｃ１２ｅは、シンボルごとに更新される。図１１を参照すると、使用される更新式は以下のようになる。
ａＢの初期値が０になるように、ａＡの値を−０．５に初期化する。
【数３１】
2004007577.tif 000041
【００５４】
負の数の平方根を避けるために、ａＢの絶対値は０．５以下でなければならない。０による除算を避けるために、ａＢの値は０であってはならない。ａＢの絶対値が０．５よりも大きいか０に等しいときは、ｃ１２ｅの値は更新されず、代わりにその一番最近の値に固定される。図１２および１３に、３つのケースについての収束曲線を示す。比較のために、前の３つの方法の結果も表９、表１０、表１１に含めてある。
【表９】
2004007577.tif 000042
【表１０】
2004007577.tif 000043
【表１１】
2004007577.tif 000044
【００５５】
表９、表１０、表１１を調べると、チャネルＡではシンボル１２だけにゴーストがあるが、この場合、Ｅ＝０なのでタップ推定値を予測器係数から正確に計算できることがわかる。この場合、残差は非常に小さくすることができ、あるいは同等の意味で、ｃ１２は非常に大きい値（−１ｄＢ）をとることができる。実際には、チャネルＡを有する確率は非常に低い。チャネルＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅでは、ｃ１２についての正と負の最大許容振幅は、ほとんどの場合は第２の実施形態で提示した方法と同じだが、１ｄＢ大きい場合もわずかにある。
【００５６】
タップ推定値を使用すると共に予測器１を櫛型フィルタ２の後に使用すると、場合によっては等化器３４において１５レベル出力を生成することができなくなる。こうしたケースの１つは、ｃ１２の値が０であっても、ｄｆｅ（１２）にエネルギーを供給する前ゴースト＋後ゴースト合成信号があるときである。また、Φｃｃ（１２）への寄与が３つ以上あるときも、収束は予測不可能になる。このケースは、シンボル１２におけるゴースト以外に、１２シンボルの間隔を空けた２つのゴースト信号があるときに起こる。失敗する別のケースは、シンボル２４にゴーストがあるとき、または２４シンボルの間隔を空けた２つのゴーストがあるときに起こる。ｃ１２の振幅が特定のチャネルについての許容範囲の外にある場合、１５レベル出力は生成されない。最後に、ａＢの絶対値が０．５よりも大きいときは、平方根の引数が負になるので、タップ推定値ｃ１２ｅはその直前の値に固定される。従って、予測器係数ａＢの絶対値が０．５よりも大きい値に収束しなければならないときは問題が生じる。
【００５７】
等化器３４において１５レベル出力を生成するための、３つの具体的な実施形態を提示した。この３つのうち、予測器１を櫛型フィルタ２の後に配置するのが、通常は最良の選択である。ただし、本発明の範囲は特許請求の範囲で定義しており、開示した特定の実施形態には限定されない。
【００５８】
以下に他の実施例を例示する。
（１）干渉信号を含む可能性のある一連のシンボルを含むビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の特性を有する出力信号を提供するためのシステムであって、
前記干渉信号を検出する手段（１６）と、
前記干渉信号に応答する第１のフィルタ（２）であって、前記干渉信号を減衰させるのに役立つ第１のフィルタ（２）と、
前記ビデオ・データ信号の特性を予測し、前記特性に応答して修正済み信号を生成する手段（１）と、
前記第１のフィルタ（２）および前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）に応答して、等化出力信号を提供する手段（３４）とを備えるシステム。
（２）前記第１のフィルタ（２）が特定のデータ・シンボルを処理する前に、前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）が前記特定のデータ・シンボルを処理する、（１）に記載のシステム。
（３）前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）が、少なくとも１つのシンボルに関連する振幅を最小化する傾向がある修正済み信号を生成する、（２）に記載のシステム。
（４）前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）が特定のシンボルを処理する前に、前記第１のフィルタ（２）が前記特定のシンボルを処理する、（１）に記載のシステム。
（５）前記等化出力信号を提供する手段（３４）が、前記ビデオ・データ信号中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器である、（４）に記載のシステム。
（６）前記等化出力信号を提供する手段（３４）によって利用されるタップ値を推定する手段（１０）を更に備える、（５）に記載のシステム。
（７）前記タップ値を推定する手段（１０）は、前記ビデオ・データ信号の選択された成分の振幅が、前記等化出力信号を提供する手段（３４）によって最小化されるようにする、（６）に記載のシステム。
（８）前記第１のフィルタ（２）が櫛型フィルタである、（７）に記載のシステム。
（９）複数のシンボルを含んでおり干渉信号を含む可能性のある符号化済みデータ・パケット群を備えるビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の信号特性を得る方法であって、
前記干渉信号を検出するステップと、
前記干渉信号をフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングに応答してフィルタ出力信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号から前記ビデオ・データ信号の特性を予測するステップと、
前記ビデオ・データ信号の前記特性に応答して修正済み信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号と前記修正済み信号を等化して前記所定の信号特性を得るステップとを含む方法。
（１０）前記ビデオ・データ信号および前記干渉信号を含む信号を事前フィルタリングするステップを更に含む、（９）に記載の方法。
（１１）前記修正済み信号中にある選択されたシンボルが０の値に近い振幅を有するように、事前フィルタリング係数を選択するステップを更に含む、（１０）に記載の方法。
（１２）複数のタップを備える適応等化器で前記修正済み信号を適応等化するステップを更に含み、各タップが前記符号化済みデータ・パケットに含まれる特定のシンボルに関連する、（１１）に記載の方法。
（１３）選択されたタップにおける選択されたシンボル振幅を最小化するステップを更に含む、（１２）に記載の方法。
（１４）前記適応等化器によって利用されるタップ値を推定するステップを更に含む、（１２）に記載の方法。
（１５）ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含む入力信号と、
前記入力信号および干渉信号に応答する予測フィルタ（１）であって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタ（１）と、
前記予測フィルタ（１）によって生成された出力信号に応答する櫛型フィルタ（２）と、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器（３４）とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
（１６）前記等化器（３４）が、複数のタップを備える適応等化器であり、各タップが特定のシンボルに関連する、（１５）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
（１７）前記予測フィルタ（１）が、選択されたシンボル振幅を最小化するように選択される最適予測係数を計算する、（１６）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
（１８）前記最適予測係数が以下の式に従って計算され、
ａ＝［Φｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）］Ｆ
上式で、ａは最適予測係数であり、Φｃｃ（１２）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルの自己相関関数を表し、Φｃｃ（０）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルについての総チャネル・エネルギーを表し、Ｆは前記干渉信号に起因する因子である、（１７）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
（１９）ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
入力信号ソースであって、入力信号が複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含むと共に所定信号と干渉信号を含む、入力信号ソースと、
前記入力信号に応答し、減衰された干渉信号を有する出力信号を生成する櫛型フィルタ（２）と、
前記櫛型フィルタ（２）によって生成された出力信号に応答する予測フィルタ（１）であって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタ（１）と、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器（３４）とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
（２０）前記等化出力信号を提供する手段（３４）が、前記符号化済みデータ・パケット中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器であり、等化およびフィルタリング・システムは更に、前記等化出力信号を提供する手段（３４）によって利用されるタップ値を推定する手段（１０）を備える、（１９）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＨＤＴＶ受信システムを単純化したブロック図である。
【図２】図１に示したＮＴＳＣ同一チャネル干渉フィルタおよび適応チャネル等化器の詳細を示す単純化したブロック図である。
【図３】図２に示した判定帰還型等化器を単純化したブロック図である。
【図４】本発明の原理によって構築された等化およびフィルタリング・システムの第１の実施形態を単純化したブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によって処理されたチャネルの特性を示す一連の収束曲線の図である。
【図６】図５に提示したケースでの等化器の挙動を示す一連の収束曲線の図である。
【図７】予測器フィルタが櫛型フィルタの後に配置された従来技術の構成を単純化したブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を単純化したブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態によって処理されたチャネルの特性を示す一連の収束曲線の図である。
【図１０】図９に提示したケースでの等化器の挙動を示す一連の収束曲線の図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態を単純化したブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態によって処理されたチャネルの特性を示す一連の収束曲線の図である。
【図１３】図１２に提示したケースでの等化器の挙動を示す一連の収束曲線の図である。
【符号の説明】
１　プレフィルタ，予測フィルタ，予測器
２　櫛型フィルタ，第１のフィルタ
３　修正済みチャネル
４　チャネル
７　ＮＴＳＣトーン
１０　タップ予測ブロック，タップ値を推定する手段
１６　干渉信号を検出する手段
３４　等化器，等化出力信号を提供する手段
【図１】
2004007577.tif 000045
【図２】
2004007577.tif 000046
【図３】
2004007577.tif 000047
【図４】
2004007577.tif 000048
【図５】
2004007577.tif 000049
【図６】
2004007577.tif 000050
【図７】
2004007577.tif 000051
【図８】
2004007577.tif 000052
【図９】
2004007577.tif 000053
【図１０】
2004007577.tif 000054
【図１１】
2004007577.tif 000055
【図１２】
2004007577.tif 000056
【図１３】
2004007577.tif 000057
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月24日(2003.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【特許請求の範囲】
【請求項１】干渉信号を含む可能性のある一連のシンボルを含むビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の特性を有する出力信号を発生するためのシステムであって、
前記干渉信号を検出する手段と、
前記干渉信号に応答する第１のフィルタであって、前記干渉信号を減衰させるのに役立つ第１のフィルタと、
前記ビデオ・データ信号の特性を予測し、前記特性に応答して修正済み信号を生成する手段と、
前記第１のフィルタおよび前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段に応答して、等化出力信号を発生する手段とを備えるシステム。
【請求項２】前記第１のフィルタが特定のデータ・シンボルを処理する前に、前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段が前記特定のデータ・シンボルを処理する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段が、少なくとも１つのシンボルに関連する振幅を最小化する傾向がある修正済み信号を生成する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段が特定のシンボルを処理する前に、前記第１のフィルタが前記特定のシンボルを処理する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】前記等化出力信号を発生する手段が、前記ビデオ・データ信号中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】前記等化出力信号を発生する手段によって利用されるタップ値を推定する手段を更に備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】前記タップ値を推定する手段は、前記ビデオ・データ信号の選択された成分の振幅が、前記等化出力信号を発生する手段によって最小化されるようにする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】前記第１のフィルタが櫛型フィルタである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】複数のシンボルを含んでおり干渉信号を含む可能性のある符号化済みデータ・パケット群を備えるビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の信号特性を得る方法であって、
前記干渉信号を検出するステップと、
前記干渉信号をフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングに応答してフィルタ出力信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号から前記ビデオ・データ信号の特性を予測するステップと、
前記ビデオ・データ信号の前記特性に応答して修正済み信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号と前記修正済み信号を等化して前記所定の信号特性を得るステップとを含む方法。
【請求項１０】前記ビデオ・データ信号および前記干渉信号を含む信号を事前フィルタリングするステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】前記修正済み信号中にある選択されたシンボルが０の値に近い振幅を有するように、事前フィルタリング係数を選択するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】複数のタップを備える適応等化器で前記修正済み信号を適応等化するステップを更に含み、各タップが前記符号化済みデータ・パケットに含まれる特定のシンボルに関連する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】選択されたタップにおける選択されたシンボル振幅を最小化するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】前記適応等化器によって利用されるタップ値を推定するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含む入力信号と、
前記入力信号および干渉信号に応答する予測フィルタであって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタと、
前記予測フィルタによって生成された出力信号に応答する櫛型フィルタと、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１６】前記等化器が、複数のタップを備える適応等化器であり、各タップが特定のシンボルに関連する、請求項１５に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１７】前記予測フィルタが、選択されたシンボル振幅を最小化するように選択される最適予測係数を計算する、請求項１６に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１８】前記最適予測係数が以下の式に従って計算され、
ａ＝［Φｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）］Ｆ
上式で、ａは最適予測係数であり、Φｃｃ（１２）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルの自己相関関数を表し、Φｃｃ（０）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルについての総チャネル・エネルギーを表し、Ｆは前記干渉信号に起因する因子である、請求項１７に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【請求項１９】ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
入力信号ソースであって、入力信号が複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含むと共に所定信号と干渉信号を含む、入力信号ソースと、
前記入力信号に応答し、減衰された干渉信号を有する出力信号を生成する櫛型フィルタと、
前記櫛型フィルタによって生成された出力信号に応答する予測フィルタであって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタと、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
【請求項２０】前記等化出力信号を発生する手段が、前記符号化済みデータ・パケット中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器であり、等化およびフィルタリング・システムは更に、前記等化出力信号を発生する手段によって利用されるタップ値を推定する手段を備える、請求項１９に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にディジタル信号処理の分野に関し、より詳細には、８シンボル残留側波帯（ＶＳＢ：Ｖｅｓｔｉｇｉａｌ　Ｓｉｄｅｂａｎｄ）高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ：Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）信号の処理に適した等化およびフィルタリング・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国におけるＨＤＴＶ用のアドバンスト・テレビジョン・システム委員会（ＡＴＳＣ：Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格は、８ビット（１シンボルにつき８レベル）残留側波帯（ＶＳＢ）伝送システムを規定している。図１に、ＡＴＳＣ適合の典型的なＨＤＴＶ受信機２１のブロック図を示す。このようなＨＤＴＶ受信機に関する仕様は、ＡＴＳＣによって作成された出版物「Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｆｏｒ　ＨＤＴＶ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＨＤＴＶ放送用ディジタル・テレビジョン標準」（１９９５年４月１２日）にみることができる。受信される残留側波帯（ＶＳＢ）信号は１次元データ・シンボル・コンステレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ：群、配列、配置、集合）で表され、１つの軸だけが、受信機によって回復される量子化済みデータを含む。ＤＣ補償（ＤＣ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）ユニット２６が、適応追従（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｔｒａｃｋｉｎｇ）回路を使用して、復調された残留側波帯（ＶＳＢ）信号からパイロット信号成分に対するＤＣオフセット成分を除去する。フィールド同期検出器２８が、あらゆる受信データ・セグメントを受信機のメモリに記憶された理想的なフィールド基準信号と比較することにより、データ・フィールド同期成分を回復する。フィールド同期に加えて、フィールド同期信号は、チャネル等化器（ｃｈａｎｎｅｌ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）３４のためのトレーニング信号も発生する。
【０００３】
ＡＴＳＣ　ＶＳＢ受信システムでは、ユニット１６によってＮＴＳＣ干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）検出および除去が行われる。ユニット１６によって強力な同一チャネルＮＴＳＣ干渉が検出されると、櫛形（ｃｏｍｂ）フィルタがアクティブ（能動状態）になり、信号が適応チャネル等化器３４に到達する前に信号を処理する。適応等化器（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）３４は、チャネル振幅と位相ひずみの両方を等化する。図２に示すように、最も一般的に利用されている等化器の構造は、判定帰還型等化器（ＤＦＥ：ＤｅｃｉｓｉｏｎＦｅｅｄｂａｃｋ　Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）と共に使用されるフィード・フォワード等化器（ＦＦＥ：Ｆｅｅｄ　Ｆｏｒｗａｒｄ　Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）を含む。ＦＦＥ部は、データ・シンボル・コンステレーションの単位円の外にある前ゴースト（ｐｒｅｇｈｏｓｔ）信号およびチャネル０を等化するのに使用される。図３に示すＤＦＥ部は、後ゴースト（ｐｏｓｔ　ｇｈｏｓｔ）信号を等化するのに使用される。
【０００４】
等化器３４をトレーニングするのに一般的に用いられる方法は、等化器が何らかの所定の収束程度に達するまで、ブラインド等化（ｂｌｉｎｄ　ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ、インパルス応答の逆応答を統計的に近似すること）技法を適用するものであり、所定の収束程度に達したとき、トレーニング方法は判定指向等化（ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｄｉｒｅｃｔｅｄ　ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）技法に切り換わる。ブラインド等化の最も一般的な形式は、周知のＣＭＡ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｍｏｄｕｌｕｓ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）である。ＣＭＡを用いると、ＦＦＥ係数およびＤＦＥ係数は以下の式を使用して更新される。
【数１】
2004007577.tif 000058
【０００５】
ブラインド等化誤差は、以下の式によって計算される。
【数２】
2004007577.tif 000059
【０００６】
櫛形フィルタ２は、伝達関数Ｈｃ（ｚ）＝１−ｚ−１２を有する。櫛型フィルタは、隣接するＮＴＳＣチャネルのピクチャ（画像）および音声搬送波を減衰させる。この場合に等化器３４が処理しなければならない新しい信号は、元のチャネルが櫛形フィルタによって畳込み（ｃｏｎｖｏｌｖｅ）されたものである。櫛型フィルタが等化器３４の前に挿入され、ＤＦＥタップがＣＭＡを用いて適応されているとき、等化器３４は８レベル出力を生成する。実際には、等化器３４はチャネル信号と櫛型フィルタ信号の両方を等化する。しかし、目標は、等化器３４が櫛型フィルタ信号を等化せずにチャネル信号だけを等化することによって１５レベルの出力を生成するようにすることである。
【０００７】
２００２年４月１６日に出願された米国特許出願第１０／１０３，０５５号には、ＮＴＳＣ干渉を除去するために櫛型フィルタが挿入されたときに、等化器３４が１５シンボル出力を生成する方法が記載されている。記載されている方法は、判定帰還型等化器３４のタップ（ｔａｐ）１２即ちｄｆｅ（１２）を０にすることにより、１５レベル出力を得る問題を解決する。
【０００８】
この方法の限界は、シンボル１２におけるチャネル振幅即ちｃ１２が小さくなければならず、典型的には約２０ｄＢ未満でなければならないことである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＨＤＴＶシステム中で櫛型フィルタの後にある等化器から１５レベル出力を生成するための従来方法に関連する問題を解決するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予測フィルタ（ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｆｉｌｔｅｒ）を利用して、判定帰還型等化器（ＤＦＥ）のタップ１２で−６ｄＢの大きな振幅を可能にする。本発明の一実施形態では、予測器プレフィルタを櫛型フィルタの前に配置することにより、ＤＦＥのタップ１２（シンボル１２）におけるチャネル・インパルス応答を修正する。この構成により、櫛型フィルタは、チャネルとプレフィルタの結合を修正済みチャネルとして感知する。櫛型フィルタはＮＴＳＣ干渉を減衰させ、従って等化器は、残りの信号がＮＴＳＣ成分を含まないものとして検知する。この実施形態は、プレフィルタ係数を適切に選択することによって、修正済みチャネルのシンボル１２信号の振幅をできるだけ小さく、好ましくは０に近くする目標を達成することにつながる。第２の実施形態では、予測器フィルタを櫛型フィルタの後に配置する。本発明の第３の実施形態では、等化器タップ振幅値を推定すると共に、予測器フィルタを櫛型フィルタの後に配置する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図４を参照すると、本発明を単純化したブロック図に、本発明の第１の実施形態を示してある。ブラインド等化プロセスの間にシンボル１２の振幅を０に設定すると、即ちｄｆｅ（１２）＝０．０とすると、結果の１つとして、シンボル１２におけるチャネル・インパルス応答は小さい値を有するはずである。シンボル１２における値は実際には常に小さいわけではないので、予測プレフィルタ（ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｆｉｌｔｅｒ）１を櫛型フィルタ２の前に配置することによってシンボル１２におけるチャネル・インパルス応答を修正する。この構成により、櫛型フィルタ２は、チャネル４の値とプレフィルタ１の値の合成として修正済みチャネル３を感知する。プレフィルタ１の係数を適切に選択することにより、修正済みチャネル３のシンボル１２を０の値に近付けることができる。
【００１２】
チャネル４が伝達関数（ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）Ｈｃ（ｚ）を有し、プレフィルタ１が伝達関数Ｈｐ（ｚ）＝（１−ａｚ−１２）を有する場合、修正済みチャネル３は、伝達関数Ｈｃｍ（ｚ）＝Ｈｃ（ｚ）（１−ａｚ−１２）を有することになる。Ｈｃ（ｚ）＝（１＋ｃ１２ｚ−１２＋．．．）の場合、修正済みチャネル３の伝達関数Ｈｃｍ（ｚ）は以下のようになる。
【数３】
2004007577.tif 000060
このとき修正済みチャネル３は、シンボル１２で（ｃ１２−ａ）の残留値（ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｖａｌｕｅ）を有する。値「ａ」は、この残留値ができるだけ小さくなるように選択される。
【００１３】
信号５は値ｙ（ｎ）を有し、この信号５の推定は、信号６の値ａｙ（ｎ−１２）を調べてこの値をｙ（ｎ）から引くことによって行われる。この場合、推定誤差ｅ（ｎ）は以下のように定義される。
【数４】
2004007577.tif 000061
【００１４】
予測係数「ａ」は、ｅ（ｎ）の平均２乗誤差（ＭＳＥ：Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ）が最小になるように選択される。
【数５】
2004007577.tif 000062
【００１５】
平均２乗誤差（ＭＳＥ）は、「ａ」の２次関数であることが分る。最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ　ＭＳＥ）は、平均２乗誤差（ＭＳＥ）の導関数を０に設定して「ａ」を解き、それにより最適予測器係数を求めることによって得られる。得られる値は、以下のように求まる。
【数６】
2004007577.tif 000063
平均２乗誤差（ＭＳＥ）は「ａ」の２次関数なので、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）をもたらす「ａ」の値は、勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）アルゴリズムを使用して反復方式で得ることができる。好ましい一実施形態では、最小平均２乗（ＬＭＳ：Ｌｅｓｔ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムを使用して予測器係数を得る。
【００１６】
ＮＴＳＣ成分を含めたチャネル出力値５は、以下の式によって得られる。
【数７】
2004007577.tif 000064
【００１７】
ｙ（ｎ）の自己相関関数（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）Φｙｙ（ｍ）は、以下の式によって得られる。
【数８】
2004007577.tif 000065
８レベルＶＳＢ信号ｘ（ｎ）が白であり、ＮＴＳＣトーンと８レベルＶＳＢシンボルが相関せず、Φｃｃ（ｍ）がチャネルの自己相関関数であると仮定する。ｔ（ｎ）＝Ａｃｏｓ（ｗ０ｎ）の場合、次のようになる。
【数９】
2004007577.tif 000066
【００１８】
この場合、自己相関関数は次のようになる。
【数１０】
2004007577.tif 000067
【００１９】
シンボル・レート１０．７６メガヘルツ（ＭＨｚ）、ＮＴＳＣトーン周波数０．８９６７ＭＨｚ、およびｍの値＝１２、のＶＳＢ値の場合、自己相関関数は以下の通りである。
【数１１】
2004007577.tif 000068
【００２０】
βを０．５Ａ２と定義することにより、ＮＴＳＣトーン振幅Ａ＝０．１０および０．１５の場合、βの値はそれぞれ５×１０−３および１１．２５×１０−３になる。これらの各値は相対的に小さく、その結果、ＶＳＢ電力（ｐｏｗｅｒ）に対するＮＴＳＣの比率はそれぞれ約−１３ｄＢおよび−１０ｄＢになる。
【００２１】
以上のことから、最適予測器係数は以下のように示すことができる。
【数１２】
2004007577.tif 000069
【００２２】
ＮＴＳＣ成分がない場合は、β＝０およびＦ＝１であり、最適予測器係数はΦｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）になる。Ｆは、ＮＴＳＣ成分７があることによってＮＴＳＣ成分なしの最適予測器係数が修正される際に用いられる因子である。
【００２３】
以上のことをより完全に説明するために、次に、いくつかの具体的なケースのシミュレーション結果を提示して検討する。表１に、以下の考察に関係する仮定上のゴースト（ｇｈｏｓｔ）信号プロファイルを示す。
【表１】
2004007577.tif 000070
【００２４】
表２に、チャネルＤの仮定上の信号特性を示す。
【表２】
2004007577.tif 000071
【００２５】
第１の例は、ＮＴＳＣ信号７が０に等しいケースであり、この場合、櫛型フィルタ２は必要ない。Φｃｃ（１２）への寄与は、主チャネル４からとシンボル１２におけるゴースト信号からだけである。言い換えれば、ちょうど１２シンボルの間隔が空いた１対のゴーストは他にない。この状況では、予測器係数は以下の通りである。
【数１３】
2004007577.tif 000072
【００２６】
Φｃｃ（０）＝１＋ｃ１２２＋（他のゴースト信号に起因する２乗項）であるので、以下のようになる。
【数１４】
2004007577.tif 000073
【００２７】
従って、チャネルがインパルスである自明な場合を除いては、｜ａ｜＝｜ｃ１２｜である。チャネルがインパルスの場合は、値ｃ１２＝０およびａ＝０である。このことは、予測子（ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）「ａ」が正確にｃ１２に収束することがあり得ず、常にｃ１２未満の大きさの値に収束することを意味する。修正済みチャネル３はこの場合、シンボル１２において（ｃ１２−ａ）の残留値を有する。残留値の大きさは、ブラインド等化が１５レベルに収束するかどうかを決定する。シンボル１２における（ｃ１２−ａ）の残留値は、ｃ１２−［ｃ１２／Φｃｃ（０）］に等しく、これはｃ１２［１−１／Φｃｃ（０）］に等しい。この残留値はｃ１２に正比例し、従って、ｃ１２の値が大きいと残留値は大きくなり、ブラインド等化アルゴリズムは収束しない。ｃ１２の値が減少するにつれて残留値は減少し、何れかの値で、ブラインド等化アルゴリズムが収束するのに十分なほど小さくなる。
【００２８】
更に、Φｃｃ（０）は総チャネル・エネルギー（ｔｏｔａｌ　ｃｈａｎｎｅｌｅｎｅｒｇｙ）の量なので、総チャネル・エネルギーが増加すると、シンボル１２における残留値は増加することになる。このことは、チャネルがいくつかのゴースト信号を有する場合、残留値が相対的に大きくなることを意味する。従って、収束を達成するのに必要な小さい残留値を有するためには、必然的にｃ１２の値を相対的に小さくする必要がある。言い換えれば、ゴースト・エネルギーが増加するにつれて、シンボル１２における最大許容振幅が減少し、これを表３にチャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて示す。チャネルＥの場合はそうならないが、これは、ｃ０、ｃ１２とｃ１２、ｃ２４の間の相関により、Φｃｃ（１２）への寄与が複数あるからである。要約すれば、ＮＴＳＣ成分がなく、Φｃｃ（１２）への寄与が１つだけの場合、予測子「ａ」は、ｃ１２の大きさよりも小さい値に収束することになる。ｃ１２が減少するにつれて、修正済みチャネル３中のシンボル１２における残留値もまた減少し、何れかの時点で１５レベルへの収束が可能になる。最後に、ゴースト・エネルギーが増加するにつれて、ｃ１２の最大許容値は減少する。
【表３】
2004007577.tif 000074
【００２９】
第２の例では、ＮＴＳＣ信号７がなく、Φｃｃ（１２）の値への寄与が複数あるケースを扱う。この場合、予測係数は以下の通りである。
【数１５】
2004007577.tif 000075
残留値は以下のようになる。
【数１６】
2004007577.tif 000076
【００３０】
この場合、他の項からの寄与による因子は、寄与がｃ１２と同じ符号を有するか逆の符号を有するかに応じて、且つ寄与の大きさに応じて、予測器係数をｃ１２に近付けることもありｃ１２から離すこともある。従って、収束の可能性は予測不可能になる。等化器３４は、予測係数がｃ１２の値の近似値をどれだけ近くまで求めるかに応じて、収束することもあり収束しないこともある。
【００３１】
第３の例では、ＮＴＳＣ成分があり、Φｃｃ（１２）への寄与が主チャネルおよびｃ１２だけからであると仮定する。先に説明したように、最適予測器係数は以下のように定義される。
【数１７】
2004007577.tif 000077
【００３２】
ＮＴＳＣ成分があり、Φｃｃ（１２）への寄与が主チャネルおよびｃ１２だけからの場合、Φｃｃ（１２）の値＝ｃ１２である。チャネル・シンボル１２における振幅が正の場合は、以下の通りである。
【数１８】
2004007577.tif 000078
あるいは、別の表し方では、Ｆ＜１である。
【００３３】
従って、チャネル・シンボル１２における振幅、即ちｃ１２が負の場合は、ＮＴＳＣ成分７の影響によって予測係数「ａ」の値が増加することになる。ｃ１２が負なので、予測係数の値が負であることに留意されたい。言い換えれば、予測係数は、より正になっていくのでその大きさは減少する。予測係数の大きさが減少するので、予測係数の値はｃ１２の値から更に離れ、シンボル１２における残留値は増加する。同様に、ＮＴＳＣ成分がある場合、シンボル１２における最大許容値は、ＮＴＳＣトーンがない場合の最大許容値に対して相対的に減少する。
【００３４】
要約すれば、ＮＴＳＣトーン７があることは、予測器係数「ａ」の値に影響する。ｃ１２が正のとき、ＮＴＳＣ成分７はｃ１２の許容範囲を増大させ、ＮＴＳＣ成分７がないと、ｃ１２の許容範囲は縮小する。ＮＴＳＣトーン７がないときは、正のｃ１２の許容可能な大きさが増加して、負のｃ１２の許容可能な大きさが減少する結果、ｃ１２の許容値が非対称になる。
【００３５】
第４のケースでは、ＮＴＳＣ成分７があり、Φｃｃ（１２）への寄与がいくつかのソースからあると仮定する。この場合、最適予測器係数は以下のように定義される。
【数１９】
2004007577.tif 000079
【００３６】
この場合もやはり、他の項からの寄与により予測器係数に誤差が生じる。従って、この場合、収束の可能性は予測不可能である。
【００３７】
ＮＴＳＣ成分がない場合における本発明の第１の実施形態のパフォーマンスを表３に示したが、表４では、ＮＴＳＣ振幅が０．１０のケースを示し、表５では、ＮＴＳＣ振幅が０．１５のケースを扱う。ＮＴＳＣトーン振幅値が０．１０および０．１５の場合、ＶＳＢ電力に対するＮＴＳＣの比率は、それぞれ約−１３ｄＢおよび−１０ｄＢになる。シミュレーション・パラメータは表２に示したものである。ｄｆｅ（１２）の値は、ブラインド等化モードでは０に設定され、判定指向モードでは適応することができる。表３、表４、表５に提示するｃ１２の正と負の最大値は、収束が達成されるまでｃ１２の振幅を１デシベルずつ減少させることによって決定される。提示する値は、チャネルごとのｃ１２の正と負の両方の値である。予測器係数「ａ」は、ＬＭＳアルゴリズムを使用してブラインド等化プロセスの開始からシンボルごとに更新される。図４を参照すると以下のようになる。
【数２０】
2004007577.tif 000080
【００３８】
図５および図６に、ＮＴＳＣ振幅が０．１５の場合のチャネルＤに関する収束曲線を示す。完全な結果は、表３、表４、表５に示す。比較のために、これらの表には、予測器を使用せずに、ブラインド等化モードでｄｆｅ（１２）を０に設定した結果も示してある。
【表４】
2004007577.tif 000081
【表５】
2004007577.tif 000082
【００３９】
本発明の第１の実施形態では予測器１が櫛型フィルタ２の前に配置されるが、この第１の実施形態では、ｃ１２の値が０であっても、ｄｆｅ（１２）にエネルギーを供給する前ゴースト＋後ゴースト合成信号があるときは、１５レベル出力を生成することができない。更に、Φｃｃ（１２）への寄与が３つ以上あるときも、収束は予測不可能になる。このケースは、シンボル１２におけるゴースト以外に、１２シンボルの間隔を空けた２つのゴースト信号があるときに起こる。最後に、ｃ１２の振幅が特定のチャネルについての許容範囲外にある場合は、１５レベル出力は生成されない。
【００４０】
表３、表４、表５を検討すると、ＮＴＳＣ成分がある場合は、ｃ１２の許容範囲が非対称になることが分る。より低いＮＴＳＣトーン・レベル（０．０および０．１０）で予測器を使用する方が、ｃ１２の許容範囲は広い。ＮＴＳＣレベルが０．１５の場合、許容可能な正のｃ１２の範囲は、予測器を使用しない場合に可能な範囲よりも広いが、ＮＴＳＣトーンが予測器係数に与える影響により、負のｃ１２の値の許容範囲は縮小する。図５および図６に示すＤＦＥタップのプロットは、修正済みチャネル３の長さが元のチャネル４よりも１２シンボル長くなり、予測器のせいでより小さい振幅のゴーストがより多く導入されることを示している。最後に、ＮＴＳＣトーン７は、ｃ１２の値が正である場合は予測器係数にとって有利だが、値が負である場合は不利であることが分る。この特性は、予測器係数をＮＴＳＣトーンから独立させる必要があることを示しており、これについて次に説明する。
【００４１】
本発明の第２の実施形態では、予測器１を櫛型フィルタ２の後に配置することにより、予測器係数「ａ」をＮＴＳＣ信号から独立させる。図７に、このような構成の従来技術バージョンを示す。この構成では、櫛型フィルタ２はＮＴＳＣトーン７を減衰させ、予測器１はＮＴＳＣ成分のない信号８を感知する。予測器１が受け取るチャネルは、元のチャネル４が櫛型フィルタ２で畳込みされたものである。予測器の伝達関数は以下の通りである。
【数２１】
2004007577.tif 000083
【００４２】
予測器１は、シンボル１２における（ｃ１２−１）の値を感知し、（ｃ１２−１）に関連する値に収束することになるが、これは望ましくない。目標は、シンボル１２におけるｃ１２だけを有するものとしてチャネルを感知することである。本発明の第１の実施形態で説明したように、予測器１は、以下の値に収束することになる。
【数２２】
2004007577.tif 000084
上式で、ａＡ＝予測器１が櫛型フィルタ２の前に配置された場合に予測器１が収束することになる値である。しかし、目標は櫛型フィルタ２を予測器１から見えなくすることである。理想的には、ＮＴＳＣ信号７が０の場合に予測器１はａＢ＝Φｙｙ（１２）／Φｙｙ（０）に収束することになり、ａＢは、予測器１が櫛型フィルタの前に配置され、どんなＮＴＳＣ信号７もないときに、予測器１が収束することになる値である。言い換えれば、予測器１は、どんなＮＴＳＣ成分７もないときに櫛型フィルタ２の前に配置された場合と同じ値に収束すべきである。
【００４３】
従って、式ａＡ＝Φｚｚ（１２）／Φｚｚ（０）とａＢ＝Φｙｙ（１２）／Φｙｙ（０）の関係を導出する必要があり、これは次のように行う。
【数２３】
2004007577.tif 000085
【００４４】
従って、値ａＡは以下の通りである。
【数２４】
2004007577.tif 000086
【００４５】
Φｙｙ（２４）の値が０であると仮定され、ａＢ＝Φｙｙ（１２）／Φｙｙ（０）であることが既知の場合、以下のようになる。
【数２５】
2004007577.tif 000087
【００４６】
ａＢを解くことにより、以下のａＡとａＢの関係が得られる。
【数２６】
2004007577.tif 000088
【００４７】
図８も参照すると、本発明の第２の実施形態は、予測器１が櫛型フィルタ２の後に配置でき、ａＡの値をもたらすように適応できることを示している。次いで、ａＡからａＢの値を計算することができ、ａＢの値を等化器３４への直接パス（ｄｉｒｅｃｔ　ｐａｔｈ）９中で使用することができる。表６、表７、表８に、典型的なチャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの正と負の最大振幅を示す。これらのチャネルに関連する値は表２に示したものと同じだが、例外として表６、表７、表８の３つすべてについて、ＮＴＳＣトーン７の振幅は０．１５である。ｄｆｅ（１２）の値は、ブラインド等化モードでは０に設定され、判定指向モードでは適応することができる。各チャネルごとのｃ１２の正と負の最大値は、収束が達成されるまで、ｃ１２の振幅を１デシベルずつ減少させることにより見つかる。予測器係数ａＡとａＢは両方とも、シンボルごとに更新される。ＬＭＳアルゴリズムを使用してａＡの値が更新され、次いで、前述の関係を用いてａＡの値からａＢが計算される。図８を参照すると、使用される更新式は以下のようになる。
ａＢの初期値が０になるように、ａＡの値を−０．５に初期化する。
【数２７】
2004007577.tif 000089
【００４８】
図９および図１０に、ＮＴＳＣ信号７の振幅が０．１５の場合の収束曲線を示す。図９および図１０にプロットした予測器係数はａＢである。比較のために、前の２つの方法の結果も表６、表７、表８に含めてある。チャネルＥの場合、予測器１が櫛型フィルタ２の後に配置されるときは、ａＡとａＢの関係を導出する際に、Φｙｙ（２４）が０に等しいと仮定されたので、収束は達成されないことに留意されたい。提示されたデータ中では、この仮定に反する。つまり、シンボル２４にゴーストがあるために、Φｙｙ（２４）は０ではないからである。ＮＴＳＣ信号７の値が事実上０のとき、Φｙｙ（２４）＝Φｃｃ（２４）である。
【表６】
2004007577.tif 000090
【表７】
2004007577.tif 000091
【表８】
2004007577.tif 000092
【００４９】
本発明の第１の実施形態に関して説明したように、予測子「ａ」は、ｃ１２の大きさよりも小さい値に収束することになり、修正済みチャネル３中のシンボル１２の残差は（ａ−ｃ１２）になる。
【００５０】
本発明の第３の実施形態は、残留値をより小さくするために予測器係数「ａ」からｃ１２を推定する問題に対処するものである。第１の実施形態の場合、予測子は、ａ＝Φｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）によって得られる値に収束することが分った。主チャネル４およびｃ１２からΦｃｃ（１２）への寄与が１つしかない場合、予測子は以下の通りである。
【数２８】
2004007577.tif 000093
【００５１】
シンボル１２だけにゴースト信号がある稀な場合に、Ｅの値が０になるが、この場合、予測子に関する式は「ａ」とｃ１２の２次関係になる。この関係はｃ１２の推定値の計算を可能にする。Ｅが０以外の値を有するとき、この式は以下のようになる。
【数２９】
2004007577.tif 000094
ｃ１２を解くことにより、以下の結果が得られる。
【数３０】
2004007577.tif 000095
【００５２】
チャネルＡの場合のように、Ｅ＝０の場合は、予測係数が分ればｃ１２を正確に解くことができ、次いで、ｃ１２を等化器３４への直接パス中で使用することができる。ほとんどの場合、Ｅの値は分らず、ｃ１２の値は決定することができない。しかし、Ｅが小さいと仮定することにより、ｃ１２の値を予測子「ａ」から計算することができる。この仮定を用いて、ｃ１２の許容振幅を増大させることができる。得られる構成を図１１に示すが、図には、推定タップ値ｃ１２ｅを計算するために追加のタップ予測ブロック１０が示されている。
【００５３】
表９、表１０、表１１に、典型的なチャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについての正と負の最大振幅を示す。これらのチャネルに関連する値は、表２に示したものと同じである。ｄｆｅ（１２）の値は、ブラインド等化モードでは０に設定され、判定指向モードでは適応することができる。各チャネルごとのｃ１２の正と負の最大値は、収束が達成されるまで、ｃ１２の振幅を１デシベルずつ減少させることにより見つかる。予測器係数ａＡとａＢの両方、およびタップ推定値ｃ１２ｅは、シンボルごとに更新される。図１１を参照すると、使用される更新式は以下のようになる。
ａＢの初期値が０になるように、ａＡの値を−０．５に初期化する。
【数３１】
2004007577.tif 000096
【００５４】
負の数の平方根を避けるために、ａＢの絶対値は０．５以下でなければならない。０による除算を避けるために、ａＢの値は０であってはならない。ａＢの絶対値が０．５よりも大きいか０に等しいときは、ｃ１２ｅの値は更新されず、代わりにその一番最近の値に固定される。図１２および１３に、３つのケースについての収束曲線を示す。比較のために、前の３つの方法の結果も表９、表１０、表１１に含めてある。
【表９】
2004007577.tif 000097
【表１０】
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【表１１】
2004007577.tif 000099
【００５５】
表９、表１０、表１１を調べると、チャネルＡではシンボル１２だけにゴーストがあるが、この場合、Ｅ＝０なのでタップ推定値を予測器係数から正確に計算できることが分る。この場合、残差は非常に小さくすることができ、あるいは同等の意味で、ｃ１２は非常に大きい値（−１ｄＢ）をとることができる。実際には、チャネルＡを有する確率は非常に低い。チャネルＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅでは、ｃ１２についての正と負の最大許容振幅は、ほとんどの場合は第２の実施形態で提示した方法と同じだが、１ｄＢ大きい場合も僅かにある。
【００５６】
タップ推定値を使用すると共に予測器１を櫛型フィルタ２の後に使用すると、場合によっては等化器３４において１５レベル出力を生成することができなくなる。こうしたケースの１つは、ｃ１２の値が０であっても、ｄｆｅ（１２）にエネルギーを供給する前ゴースト＋後ゴースト合成信号があるときである。また、Φｃｃ（１２）への寄与が３つ以上あるときも、収束は予測不可能になる。このケースは、シンボル１２におけるゴースト以外に、１２シンボルの間隔を空けた２つのゴースト信号があるときに起こる。失敗する別のケースは、シンボル２４にゴーストがあるとき、または２４シンボルの間隔を空けた２つのゴーストがあるときに起こる。ｃ１２の振幅が特定のチャネルについての許容範囲の外にある場合、１５レベル出力は生成されない。最後に、ａＢの絶対値が０．５よりも大きいときは、平方根の引数が負になるので、タップ推定値ｃ１２ｅはその直前の値に固定される。従って、予測器係数ａＢの絶対値が０．５よりも大きい値に収束しなければならないときは問題が生じる。
【００５７】
等化器３４において１５レベル出力を生成するための、３つの具体的な実施形態を提示した。この３つのうち、予測器１を櫛型フィルタ２の後に配置するのが、通常は最良の選択である。ただし、本発明の範囲は特許請求の範囲で定義しており、開示した特定の実施形態には限定されない。
【００５８】
以下に他の実施例を例示する。
（１）干渉信号を含む可能性のある一連のシンボルを含むビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の特性を有する出力信号を発生するためのシステムであって、
前記干渉信号を検出する手段（１６）と、
前記干渉信号に応答する第１のフィルタ（２）であって、前記干渉信号を減衰させるのに役立つ第１のフィルタ（２）と、
前記ビデオ・データ信号の特性を予測し、前記特性に応答して修正済み信号を生成する手段（１）と、
前記第１のフィルタ（２）および前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）に応答して、等化出力信号を発生する手段（３４）とを備えるシステム。
（２）前記第１のフィルタ（２）が特定のデータ・シンボルを処理する前に、前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）が前記特定のデータ・シンボルを処理する、（１）に記載のシステム。
（３）前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）が、少なくとも１つのシンボルに関連する振幅を最小化する傾向がある修正済み信号を生成する、（２）に記載のシステム。
（４）前記ビデオ・データ信号の特性を予測する手段（１）が特定のシンボルを処理する前に、前記第１のフィルタ（２）が前記特定のシンボルを処理する、（１）に記載のシステム。
（５）前記等化出力信号を発生する手段（３４）が、前記ビデオ・データ信号中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器である、（４）に記載のシステム。
（６）前記等化出力信号を発生する手段（３４）によって利用されるタップ値を推定する手段（１０）を更に備える、（５）に記載のシステム。
（７）前記タップ値を推定する手段（１０）は、前記ビデオ・データ信号の選択された成分の振幅が、前記等化出力信号を発生する手段（３４）によって最小化されるようにする、（６）に記載のシステム。
（８）前記第１のフィルタ（２）が櫛型フィルタである、（７）に記載のシステム。
（９）複数のシンボルを含んでおり干渉信号を含む可能性のある符号化済みデータ・パケット群を備えるビデオ・データ信号を処理するためのシステムにおいて、所定の信号特性を得る方法であって、
前記干渉信号を検出するステップと、
前記干渉信号をフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングに応答してフィルタ出力信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号から前記ビデオ・データ信号の特性を予測するステップと、
前記ビデオ・データ信号の前記特性に応答して修正済み信号を生成するステップと、
前記フィルタ出力信号と前記修正済み信号を等化して前記所定の信号特性を得るステップとを含む方法。
（１０）前記ビデオ・データ信号および前記干渉信号を含む信号を事前フィルタリングするステップを更に含む、（９）に記載の方法。
（１１）前記修正済み信号中にある選択されたシンボルが０の値に近い振幅を有するように、事前フィルタリング係数を選択するステップを更に含む、（１０）に記載の方法。
（１２）複数のタップを備える適応等化器で前記修正済み信号を適応等化するステップを更に含み、各タップが前記符号化済みデータ・パケットに含まれる特定のシンボルに関連する、（１１）に記載の方法。
（１３）選択されたタップにおける選択されたシンボル振幅を最小化するステップを更に含む、（１２）に記載の方法。
（１４）前記適応等化器によって利用されるタップ値を推定するステップを更に含む、（１２）に記載の方法。
（１５）ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含む入力信号と、
前記入力信号および干渉信号に応答する予測フィルタ（１）であって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタ（１）と、
前記予測フィルタ（１）によって生成された出力信号に応答する櫛型フィルタ（２）と、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器（３４）とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
（１６）前記等化器（３４）が、複数のタップを備える適応等化器であり、各タップが特定のシンボルに関連する、（１５）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
（１７）前記予測フィルタ（１）が、選択されたシンボル振幅を最小化するように選択される最適予測係数を計算する、（１６）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
（１８）前記最適予測係数が以下の式に従って計算され、
ａ＝［Φｃｃ（１２）／Φｃｃ（０）］Ｆ
上式で、ａは最適予測係数であり、Φｃｃ（１２）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルの自己相関関数を表し、Φｃｃ（０）は符号化済みデータ・シンボルを含むチャネルについての総チャネル・エネルギーを表し、Ｆは前記干渉信号に起因する因子である、（１７）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
（１９）ビデオ・データ符号化済みシンボルを処理するための等化およびフィルタリング・システムであって、
入力信号ソースであって、入力信号が複数レベル残留側波帯（ＶＳＢ）シンボルを含むと共に所定信号と干渉信号を含む、入力信号ソースと、
前記入力信号に応答し、減衰された干渉信号を有する出力信号を生成する櫛型フィルタ（２）と、
前記櫛型フィルタ（２）によって生成された出力信号に応答する予測フィルタ（１）であって、選択されたシンボルに関連する振幅を最小化するように適合された予測フィルタ（１）と、
前記複数レベルＶＳＢシンボル入力信号よりも相対的に多くのレベルを有する信号を生成する等化器（３４）とを備える、等化およびフィルタリング・システム。
（２０）前記等化出力信号を発生する手段（３４）が、前記符号化済みデータ・パケット中にあるシンボルに対応する複数のタップ値を含む適応等化器であり、等化およびフィルタリング・システムは更に、前記等化出力信号を発生する手段（３４）によって利用されるタップ値を推定する手段（１０）を備える、（１９）に記載の等化およびフィルタリング・システム。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＨＤＴＶ受信システムを単純化したブロック図である。
【図２】図１に示したＮＴＳＣ同一チャネル干渉フィルタおよび適応チャネル等化器の詳細を示す単純化したブロック図である。
【図３】図２に示した判定帰還型等化器を単純化したブロック図である。
【図４】本発明の原理によって構築された等化およびフィルタリング・システムの第１の実施形態を単純化したブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によって処理されたチャネルの特性を示す一連の収束曲線の図である。
【図６】図５に提示したケースでの等化器の挙動を示す一連の収束曲線の図である。
【図７】予測器フィルタが櫛型フィルタの後に配置された従来技術の構成を単純化したブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を単純化したブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態によって処理されたチャネルの特性を示す一連の収束曲線の図である。
【図１０】図９に提示したケースでの等化器の挙動を示す一連の収束曲線の図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態を単純化したブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態によって処理されたチャネルの特性を示す一連の収束曲線の図である。
【図１３】図１２に提示したケースでの等化器の挙動を示す一連の収束曲線の図である。
【符号の説明】
１　プレフィルタ，予測フィルタ，予測器
２　櫛型フィルタ，第１のフィルタ
３　修正済みチャネル
４　チャネル
７　ＮＴＳＣトーン
１０　タップ予測ブロック，タップ値を推定する手段
１６　干渉信号を検出する手段
３４　等化器，等化出力信号を発生する手段
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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