JP2006067334A - ノイズ除去装置および受信機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 信号に混入するノイズを適切に除去することができるノイズ除去装置および受信機を提供する。
【解決手段】 ノイズ検出回路13によってパルス性のノイズが検出されると、ノイズ頻度検出回路14で、検出したパルス性ノイズの発生頻度が検出される。頻度検出結果を表す制御信号によって、ノイズ除去回路15中での通常処理回路16または選択処理回路17が切替えられる。通常処理回路16は、たとえばノイズカット処理を行う。選択処理回路17は、ハイカット処理やミュート処理など、ノイズカット処理とは異なるノイズ抑圧の処理を行う。ノイズの発生頻度に応じて適切な処理でノイズ除去を図ることができる。
【選択図】 図2
【解決手段】 ノイズ検出回路13によってパルス性のノイズが検出されると、ノイズ頻度検出回路14で、検出したパルス性ノイズの発生頻度が検出される。頻度検出結果を表す制御信号によって、ノイズ除去回路15中での通常処理回路16または選択処理回路17が切替えられる。通常処理回路16は、たとえばノイズカット処理を行う。選択処理回路17は、ハイカット処理やミュート処理など、ノイズカット処理とは異なるノイズ抑圧の処理を行う。ノイズの発生頻度に応じて適切な処理でノイズ除去を図ることができる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、処理対象の信号に混入しているノイズを除去するノイズ除去装置、および受信信号に対してのノイズ除去装置を備える受信機に関する。
従来から、電波信号を受信する受信機などでは、受信する信号にノイズが混入することがあり、ノイズ除去装置が備えられている。ノイズのうちでも、不規則なパルス性のノイズは、受信信号に影響を与えないで除去することが困難である。たとえば自動車に搭載される受信機には、自車のエンジンなどからのイグニッションノイズや、送電線付近を走行中に送電線から受ける放電ノイズや、工場付近を走行中に受ける工場の装置から発生するノイズや、鉄道線路付近を走行中に鉄道から発生するノイズなどが受信電波信号に混入する。
本件出願人は、AM放送の受信機で、受信信号に混入しているパルス性のノイズをフィルタ等を用いて検出後、ノイズ発生を検出している信号の区間を時間的にカットして除去する処理を行うノイズキャンセル技術を開示している(たとえば、特許文献1〜3参照。)。FM放送の受信機能を備えるラジオ受信機で、AM放送受信時に空いているFM受信部を利用して、パルス幅の長いものや発生周期の短いパルス性ノイズを除去するノイズキャンセル技術も知られている(たとえば、特許文献4参照。)。
なお、放送電波の受信に各種デジタル信号処理を行うと、デジタル信号が高調波成分を伴うので、デジタル信号処理自体がノイズ発生源になってしまうおそれがある。放送波信号受信をパルスカウント型復調回路で行う際に、フィルタ処理などを組合わせて、高調波による妨害を避ける技術も提案されている(たとえば、特許文献5参照。)。
従来のノイズキャンセル技術では、検出したパルス性ノイズを含む信号の区間を時間的にカットしてパルス性ノイズを除去している。パルス性ノイズの検出は、受信信号が遅延を受けない受信の前段側で行い、パルス性ノイズのカットは受信信号が遅延を受ける受信の後段側などで行われる。受信の後段側では、信号に対する帯域選択フィルタ処理などでの遅延で、パルス性ノイズも遅延するので、前段側で少なくとも立上がりを検出すれば、後段側でパルス性ノイズの立上がりからカットすることができる。後段側では信号が遅延されるとともに、パルス性ノイズの時間幅も増大するので、前段側で検出したパルス性ノイズの時間幅よりも長い時間幅にわたってパルス性ノイズのカットが行われる。
しかしながら、パルス性ノイズの繰り返し速度が速くなり、パルス幅が小さくなると、後段側での信号のカットが間に合わなくなり、ノイズキャンセルが無効になってしまうおそれがある。また、遅延回路などの付加で、パルス性ノイズのカットが間に合うようになっても、パルス性ノイズのパルス幅が増大するので、信号がカットされる時間の割合が多くなり、信号に含まれている情報が失われてしまうおそれがある。信号に混入するノイズの除去は、あらゆる性質のノイズに対して全能的に有効な処理はなく、処理の選択を誤れば、ノイズの除去は不充分で、信号からの情報の消失のみの結果ととなってしまう可能性もある。
本発明の目的は、信号に混入するノイズを適切に除去することができるノイズ除去装置および受信機を提供することである。
本発明は、信号に混入するノイズを検出するノイズ検出手段と、
該信号に対し、ノイズの性質に応じて異なるノイズ除去処理が選択可能なノイズ除去手段と、
ノイズ検出手段によって検出されるノイズの性質を判別し、判別結果に応じてノイズ除去手段でのノイズ除去処理を選択するノイズ判別手段とを含むことを特徴とするノイズ除去装置である。
該信号に対し、ノイズの性質に応じて異なるノイズ除去処理が選択可能なノイズ除去手段と、
ノイズ検出手段によって検出されるノイズの性質を判別し、判別結果に応じてノイズ除去手段でのノイズ除去処理を選択するノイズ判別手段とを含むことを特徴とするノイズ除去装置である。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ除去処理として、少なくとも初期状態として選択される通常処理と、予め定めるノイズの性質が判別されるときに選択される選択処理とが選択可能であることを特徴とする。
また本発明では、前記ノイズ判別手段の判別結果に基づく前記ノイズ除去手段でのノイズ除去処理の選択の変更を、予め定める時間にわたる変化で行うように制御する選択変更手段を、さらに含むことを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ除去処理として、少なくとも初期状態として選択される通常処理と、予め定めるノイズの性質が判別されるときに選択される選択処理とが選択可能であり、
前記選択変更手段は、該通常処理から該選択処理への変更に要する時間よりも、該選択処理から該通常処理への変更に要する時間を、長時間とすることを特徴とする。
前記選択変更手段は、該通常処理から該選択処理への変更に要する時間よりも、該選択処理から該通常処理への変更に要する時間を、長時間とすることを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、パルス性ノイズを繰り返し頻度に応じて、前記通常処理と前記選択処理とを含む複数の異なる処理で除去可能であり、
前記ノイズ判別手段は、
前記ノイズ検出手段によって検出されるノイズがパルス性ノイズであるか否かを判別するパルス性判別手段と、
パルス性判別手段によってパルス性ノイズと判別されるノイズの繰り返し頻度を検出する頻度検出手段とを含み、
前記ノイズの性質として、該頻度検出手段によって検出される繰り返し頻度が予め設定される基準を超えるときに、該選択処理を選択することを特徴とする。
前記ノイズ判別手段は、
前記ノイズ検出手段によって検出されるノイズがパルス性ノイズであるか否かを判別するパルス性判別手段と、
パルス性判別手段によってパルス性ノイズと判別されるノイズの繰り返し頻度を検出する頻度検出手段とを含み、
前記ノイズの性質として、該頻度検出手段によって検出される繰り返し頻度が予め設定される基準を超えるときに、該選択処理を選択することを特徴とする。
また本発明で、前記頻度検出手段は、前記パルス性ノイズの発生速度から前記頻度を検出することを特徴とする。
また本発明で、前記頻度検出手段は、前記パルス性ノイズの一定区間内での検出数から前記頻度を検出することを特徴とする。
また本発明で、前記頻度検出手段は、前記パルス性ノイズ検出間隔から前記頻度を検出することを特徴とする。
また本発明で、前記頻度検出手段は、
予め設定される初期値に対して、予め定める時間毎に、前記ノイズ検出手段がパルス性ノイズを検出しているか否かに応じて、予め定める加算処理または減算処理を行う加減算手段を含み、
予め定める時間での加減算手段の処理結果に基づいて、前記頻度を検出することを特徴とする。
予め設定される初期値に対して、予め定める時間毎に、前記ノイズ検出手段がパルス性ノイズを検出しているか否かに応じて、予め定める加算処理または減算処理を行う加減算手段を含み、
予め定める時間での加減算手段の処理結果に基づいて、前記頻度を検出することを特徴とする。
また本発明で、前記頻度検出手段は、
前記信号からノイズ成分のみを抽出するノイズ抽出手段を含み、
ノイズ抽出手段によって抽出されるノイズ成分の信号レベルに基づいて、前記頻度を検出することを特徴とする。
前記信号からノイズ成分のみを抽出するノイズ抽出手段を含み、
ノイズ抽出手段によって抽出されるノイズ成分の信号レベルに基づいて、前記頻度を検出することを特徴とする。
また本発明で、前記頻度検出手段は、
前記ノイズ抽出手段によって検出されるノイズ成分を直流化する直流化手段をさらに含み、
直流化手段から出力される直流レベルを前記信号レベルとすることを特徴とする。
前記ノイズ抽出手段によって検出されるノイズ成分を直流化する直流化手段をさらに含み、
直流化手段から出力される直流レベルを前記信号レベルとすることを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記通常処理として、前記信号中でのノイズ検出区間のみを時間的に遮断するノイズカット処理を行うことを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記選択処理として、前記信号中の高域周波数成分を抑圧するハイカット処理を行うことを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記選択処理として、前記信号の振幅レベルを抑圧するミュート処理を行うことを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記信号の強度に応じて、前記ハイカット処理を行うカットオフ周波数を変更することを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ検出手段は、前記頻度検出手段によって検出されるノイズの繰り返し頻度に応じて、前記ハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を変更することを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記信号の強度に応じて、前記抑圧の程度を変更することを特徴とする。
また本発明で、前記信号の伝達経路には、該信号の伝達量を変更可能にする可変手段が設けられ、
前記ノイズ除去手段は、該可変手段の伝達量に応じて、前記抑圧の程度を変更することを特徴とする。
前記ノイズ除去手段は、該可変手段の伝達量に応じて、前記抑圧の程度を変更することを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記選択処理を、前記ノイズ検出手段によって検出されるノイズの繰り返し速度に対応する周波数帯域の成分に対して行うことを特徴とする。
また本発明で、前記ノイズ除去手段は、前記選択処理を、前記ノイズ検出手段によって検出されるノイズの繰り返し速度に対応する重みを付加して、前記通常処理とともに行うことを特徴とする。
また本発明では、前記ノイズ検出手段によるノイズ検出の対象となる信号に対して、誤検出防止用のフィルタ処理を施す信号フィルタ手段をさらに含むことを特徴とする。
また本発明で、前記信号フィルタ手段は、前記信号に対して平均化フィルタ処理を施すことを特徴とする。
さらに本発明は、前述のいずれか1つに記載のノイズ除去装置を備え、
受信信号を前記信号とすることを特徴とする受信機である。
受信信号を前記信号とすることを特徴とする受信機である。
また本発明は、信号の強度に応じて抑圧の程度を変更するノイズ除去装置を備え、
受信信号を前記信号とし、かつ受信電界強度を前記信号の強度とすることを特徴とする受信機である。
受信信号を前記信号とし、かつ受信電界強度を前記信号の強度とすることを特徴とする受信機である。
本発明によれば、信号に混入するノイズをノイズ除去手段によって検出し、検出されるノイズの性質をノイズ判別手段によって判別し、判別結果に応じてノイズ除去手段でのノイズ除去処理をノイズ判別手段が選択するので、信号に混入するノイズを適切に除去することができる。
また本発明によれば、たとえば信号に混入する可能性が大きいノイズの性質に対応して通常処理を定め、次に混入する可能性が大きいノイズの性質に対応して選択処理を定めるようにしておくことによって、異なる性質のノイズが混入する信号からノイズを適切に除去することができる。
また本発明によれば、選択変更手段によって、ノイズ除去手段でのノイズ除去処理の選択の変更を、予め定める時間にわたる変化で行うように制御するので、たとえばノイズを除去した信号を音響信号として出力する場合に、聴感性能の向上を図ることができる。
また本発明によれば、通常処理から選択処理への変更に要する時間よりも、選択処理から通常処理への変更に要する時間を、長時間とするので、選択処理への切り替えが必要になれば短時間で移行し、ノイズの性質の変化による信号への影響を迅速に回避し、選択処理への切り替えが不要になれば、通常処理に時間をかけて戻って、聴感性能をより向上させることができる。
また本発明によれば、ノイズ除去手段は、パルス性ノイズを、繰り返し頻度に応じて通常処理と選択処理とを含む複数の異なる処理で除去可能であり、パルス性ノイズに対して繰り返し頻度に応じて適切に除去処理を行うことができる。
また本発明によれば、パルス性ノイズの発生速度から頻度を検出するので、パルス性ノイズが発生する速度に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
また本発明によれば、パルス性ノイズの一定区間内での検出数から頻度を検出するので、一定区間内で検出されるパルス性ノイズの検出数に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
また本発明によれば、パルス性ノイズ検出間隔から頻度を検出するので、パルス性ノイズが検出される時間間隔に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
また本発明によれば、予め設定される初期値に対して、予め定める時間毎に、ノイズ検出手段がパルス性ノイズを検出しているか否かに応じて、予め定める加算処理または減算処理を行う加減算処理結果に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
また本発明によれば、信号からノイズ成分のみを抽出し、信号から抽出されるノイズ成分の信号レベルに応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
また本発明によれば、ノイズ成分を直流化して、頻度検出のための信号レベルとするので、直流レベルに応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
また本発明によれば、信号中でのノイズ検出区間のみを時間的に遮断するノイズカット処理を通常処理として行い、たとえば単発的であったり頻度が小さいパルス性ノイズを、確実に除去することができる。
また本発明によれば、信号中の高域周波数成分を抑圧するハイカット処理を選択処理として行い、高域周波数成分が多いパルス性ノイズなどが多く信号に混入しているような場合に、信号よりもノイズ成分を相対的に大きく抑圧することができる。たとえばノイズカット処理を行うような場合は、高域周波数成分に応じてノイズ除去のために信号が遮断される割合も増加し、信号から情報が失われてしまうので、選択処理として、高域周波数成分のみを抑圧し、相対的に信号対雑音比を増大させて、信号の有する情報を損わないようにすることができる。
また本発明によれば、信号の振幅レベルを抑圧するミュート処理を選択処理として行い、パルス性ノイズなどのピークを低減し、相対的に信号対雑音比を増大させて、信号の有する情報を損わないようにすることができる。
また本発明によれば、信号の強度に応じて、ハイカット処理を行うカットオフ周波数を変更し、たとえば信号の強度が弱ければカットオフ周波数を低くして、ノイズの高域周波数成分を多く抑圧し、相対的に信号対雑音比を高めて、信号の有する情報を取出しやすくすることができる。信号の強度が強ければ、カットオフ周波数を高くして、信号の有する情報への影響を低減することができる。
また本発明によれば、ノイズの繰り返し頻度に応じて、ハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を変更し、たとえばノイズの繰り返し頻度が大きければ、ハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を大きくし、相対的に信号対雑音比を高めて、信号の有する情報を取出しやすくすることができる。また繰り返し頻度が小さければ、高域周波数成分の抑圧の程度を低くして、信号の有する情報への影響を低減することができる。
また本発明によれば、信号の強度に応じて、ミュート処理での抑圧の程度や、ハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を変更し、たとえば信号の強度が弱くなれば抑圧の程度を大きくして、相対的に信号対雑音比を高めて、信号の有する情報を取出しやすくすることができる。また信号の強度が大きければ、抑圧の程度を小さくして、信号の有する情報への影響を低減することができる。
また本発明によれば、信号の伝達量を変更可能にする可変手段の伝達量に応じて、抑圧の程度を変更するので、伝達量に応じて、抑圧の程度を適切に合わせることができる。
また本発明によれば、ノイズの繰り返し速度に対応する周波数帯域の成分に対して選択処理を行うので、ノイズ検出の時点で混入されているノイズの繰り返し速度に応じてハイカット処理でのカットオフ周波数や、ミュート処理での抑圧の程度を適切に変更することができる。
また本発明によれば、選択処理を、ノイズ検出手段によって検出されるノイズの繰り返し速度に対応する重みを付加して、通常処理とともに行うので、ノイズの性質の違いが大きくなれば、重みを大きくして選択処理の程度を大きくし、適切なノイズ除去を行うようにすることができる。
また本発明によれば、ノイズ検出の対象となる信号に対して、誤検出防止用のフィルタ処理を施すので、ノイズ検出を適切に行うことができる。
また本発明によれば、信号に対して平均化フィルタ処理を施すので、たとえば複数回の振動を伴うノイズを、1つのノイズとして検出し、誤検出を避けることができる。
さらに本発明によれば、受信機の受信信号に対して、混入するノイズの性質に応じて適切な処理を選択するノイズ除去装置を備えるようにすることができる。
また本発明によれば、たとえばSメータ信号などで示される受信機の受信電界強度に応じて、ノイズ除去装置でのノイズ除去での抑圧の程度を変更することができる。
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。なお、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。また、実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
図1は、本発明の実施の一形態としての受信機1の概略的な電気的構成を示す。受信機1は、チューナ2、中間周波(以下、「IF」と略称する。)増幅回路3、アナログデジタル(以下、「A/D」と略称する。)変換回路4、検波回路5、低周波回路6、スピーカ7、Sメータ回路8、自動利得制御(以下、「AGC」と略称する。)回路9およびノイズ除去装置10を含む。チューナ2は、放送電波などの無線信号をアンテナで受信した高周波信号を増幅し、周波数変換して、一定周波数のIF信号を導出する。たとえば、受信機1がAM放送を受信する場合、チューナ2は、数100kHz〜1000数100kHzの中波(MW)帯域の高周波信号をアンテナから入力して増幅し、450kz程度のIF信号に変換する。IF増幅回路3は、チューナ2が出力するIF信号を選択的に増幅する。受信機1では、IF増幅回路3の出力をA/D変換回路4でアナログ信号からデジタル信号に変換し、以降の信号処理を、1または複数のDSP(Digital Signal
Processor)などを用いて、デジタル信号処理で行う。
Processor)などを用いて、デジタル信号処理で行う。
A/D変換回路4で変換されたIFのデジタル信号は、検波回路5に入力され、音声信号などを取出す検波処理が行われる。検波回路5からは、検波処理後の信号として、IF信号の振幅変調成分に相当する部分から音声信号などのDETOUT信号が導出される。DETOUT信号は、低周波回路6で増幅され、スピーカ7などが駆動されて音響出力が得られる。検波回路5での検波処理後の信号のうち、搬送波成分に相当する部分は、たとえばSメータ回路8に入力され、受信電界強度に対応するSメータ信号が生成される。Sメータ信号は、たとえばAGC回路9に入力され、IF増幅回路3およびチューナ2でのIF増幅および高周波増幅の利得をそれぞれ制御し、電波の伝播状態が変動して受信電界強度が変動するフェージング現象が生じても、スピーカ7から出力される音響出力の音量変化が少なくなるように調整される。ノイズ除去装置10は、検波回路5から出力されるDETOUT信号に混入されているノイズを除去または抑圧して低周波回路6に送る。
図2は、図1のノイズ除去装置10の概略的な電気的構成を示す。ノイズ除去装置10は、低域周波数通過濾波器(以下、「LPF」と略称する。)11、高域周通過濾波器(以下、「HPF」)と略称する12、ノイズ検出回路13、ノイズ頻度検出回路14およびノイズ除去回路15を含む。ノイズ除去回路15は、通常処理回路16、選択処理回路17およびNOT回路18を含む。LPF11には、図1のA/D変換回路4でデジタル信号に変換されたIF信号が入力される。LPF11は、低域周波数成分のみを選択的に通過させる。たとえばカットオフ周波数Fcを50kHzとし、カットオフ周波数Fcを超える高い周波数帯域の信号成分、たとえば450kHz程度のIF信号成分は、LPF11で大きく減衰させ、実質的にLPF11を通らないようにする。IF信号に振幅変調で低周波成分が含まれていれば、LPF11ではIF信号から低周波成分のみを選択的に通過させることになる。LPF11およびHPF12は、デジタル信号処理で実現可能であるけれども、アナログ信号で同等のフィルタ処理を施すようにすることもできる。
受信信号にノイズが混入しているときは、LPF11を通過する低周波成分にも、ノイズが含まれる。ノイズのうち、特にパルス性ノイズは、時間的には短時間しか継続しないけれども、広い周波数範囲にわたる成分を有している。LPF11を通過する低周波成分中で、AM放送の音声周波数成分は数kHz程度までである。したがって、たとえば10kHz以上の成分は、パルス性ノイズに対応している可能性が高い。HPF12は、たとえば15kHzをカットオフ周波数Fcとして、カットオフ周波数Fcよりも高い周波数成分のみを選択的に通過させる。この高い周波数成分は、ノイズ検出回路13に入力される。ノイズ検出回路13は、パルス性のノイズを検出する。
ノイズ検出回路13によってパルス性のノイズが検出されると、ノイズ頻度検出回路14で、検出したパルス性ノイズの発生頻度が検出される。ノイズ頻度検出回路14による頻度検出結果を表す制御信号は、論理値「0」で頻度が基準値よりも小さく、論理値「1」で頻度が基準値よりも大きいことを表すデジタル信号である。この制御信号によって、ノイズ除去回路15中での通常処理回路16または選択処理回路17が切替えられる。通常処理回路16は、たとえばパルス性ノイズの発生している部分の信号をカットするノイズカット処理を行う。選択処理回路17は、ノイズカット処理とは異なるノイズ抑圧の処理を行う。制御信号は、通常処理回路16には論理を反転させるNOT回路18を介して与えられ、選択処理回路17にはノイズ頻度検出回路14から直接与えられる。通常処理回路16および選択処理回路17は、与えられる制御信号の論理値が「1」になれば信号からのノイズ除去の処理を行い、論理値が「0」になれば単に信号を通過させるだけとなる。ノイズ除去回路15には、ノイズ除去の対象となる信号として、図1の検波回路5からのDETOUT信号が入力される。
すなわち、本実施形態のノイズ検出装置10は、ノイズ検出手段としてのノイズ検出回路13と、ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路15と、ノイズ判別手段としてのノイズ頻度検出回路14を含む。ノイズ検出回路13は、信号に混入するノイズを検出する。ノイズ除去回路15は、信号に対し、ノイズの性質に応じて異なるノイズ除去処理が選択可能である。ノイズ頻度検出回路14は、ノイズ検出回路13によって検出されるノイズの性質を判別し、判別結果に応じてノイズ除去回路15でのノイズ除去処理を選択するので、信号に混入するノイズを適切に除去することができる。なお、ノイズ除去回路15には、選択処理回路17として、複数の処理回路を設けて、ノイズの性質に応じて切替えるようにすることもできる。
また、ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路15でのノイズ除去処理としては、少なくとも初期状態として選択される通常処理回路16での通常処理と、予め定めるノイズの性質が判別されるときに選択される選択処理回路17での選択処理とが選択可能であるので、たとえば信号に混入する可能性が大きいノイズの性質に対応して通常処理を定め、次に混入する可能性が大きいノイズの性質に対応して選択処理を定めれば、異なる性質のノイズを適切に除去することができる。
また、ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路15は、パルス性ノイズを、繰り返し頻度に応じて通常処理回路16による通常処理と選択処理回路17による選択処理とを含む複数の異なる処理で除去可能である。ノイズ判別手段としてのノイズ頻度検出回路14は、ノイズ検出回路13によって検出されるノイズがパルス性ノイズであるか否かを判別するパルス性判別手段と、パルス性判別手段によってパルス性ノイズと判別されるノイズの繰り返し頻度を検出する頻度検出手段とを含み、ノイズの性質として、頻度検出手段によって検出される繰り返し頻度が予め設定される基準を超えるときに、選択処理を選択するので、パルス性ノイズに対して繰り返し頻度に応じて適切に除去処理を行うことができる。
パルス性雑音の検出や除去に関して、たとえば、特許第2755497号公報(特許文献1)の段落[0002]〜[0006]および図16〜19には、AM受信機における従来のパルス性雑音検出回路の構成や動作が記載されている。この構成は、IF信号からパルス性雑音を検出し、検波器の出力を対象としてパルス性雑音の除去を行っている点で、図1と同様である。特許文献1の段落[0011]〜[0018]および図1〜図4では、従来技術よりも前段側のAMチューナの出力に対してパルス性雑音を検出し、除去を行う構成や動作が記載されている。段落[0019]〜[0034]および図5〜15では、従来技術よりも後段側の検波器の出力に対してパルス性雑音を検出し、除去を行う構成や動作が記載されている。本発明でも、パルス性ノイズの検出や除去は、特許文献1と同様に、図1よりも前段側や後段側で行うこともできる。
本発明でも、パルス性ノイズの検出や判別、およびその除去については、基本的に、前述の特許文献1〜3で開示してある技術に従うようにすればよい。また、これらの文献に開示されている技術を、デジタル信号処理で置換えることもできる。パルス性ノイズの判別は、たとえば信号レベルの瞬時値が平均レベルよりも高くなるか否かなどによって行うことができる。なお、通常処理回路16と選択処理回路17とのような直列の構成は、順序を入換えることもできる。以下に示す形態でも同様である。
図3は、本発明の実施の他の形態として、ノイズ検出手段であるノイズ検出回路13によるノイズ検出の対象となる信号に対して、誤検出防止用のフィルタ処理を施す信号フィルタ手段である信号フィルタ回路21をさらに含むノイズ除去装置20の主要部分の概略的な電気的構成を示す。信号フィルタ回路21で誤検出防止用のフィルタ処理を施すので、ノイズ検出回路13でのノイズ検出を適切に行うことができる。信号フィルタ手段としての信号フィルタ回路21は、絶対値(以下、「ABS」と略称する。)回路21と
Averaging filter回路23とを含む。
Averaging filter回路23とを含む。
図4は、図3の信号フィルタ回路21で、ABS回路22に入力されるノイズ波形をA、ABS回路22から出力されAveraging filter回路23に入力されるノイズ波形をB、およびAveraging filter回路23から出力されるノイズ波形をCでそれぞれ示す。パルス性ノイズであっても、ノイズ波形はAに示すように複数回の振動を伴うことがあり、パルス検出回路13で忠実にノイズを検出すると、複数のパルス性ノイズとして誤検出してしまう可能性がある。ABS回路22でノイズ波形Aを絶対値を示すノイズ波形Bに変換し、さらにAveraging filter回路23で平均化フィルタ処理を施すので、ノイズ波形Cのように1つのノイズとして検出することができる。したがって、信号フィルタ回路21の後のノイズ検出回路13では、1つのパルス性ノイズに対して確実に1つのノイズ検出フラグを生成することが可能になり、ノイズ頻度検出回路14などでも誤動作を防止することができる。
図5は、本発明の実施のさらに他の形態として、ノイズ除去装置30の主要部分についての概略的な電気的構成を示す。ノイズ除去装置30では、クロック(CLOCK)発生回路31で発生する一定周期のクロック信号の立ち上がりがNOT回路で立ち下がりに変換されて与えられ、その1周期毎に、ノイズ検出回路33でノイズ検出結果を論理値で表すノイズ検出フラグの立ち上がりがあれば加算するノイズ頻度検出回路34を含む。ノイズ検出回路33は、ノイズ検出フラグの立ち上がりを示すパルス信号を導出する点を除いて、図1などの示すノイズ検出回路13と同等である。
ノイズ頻度検出回路34には、カウンタ35、乗算回路36、遅延回路37、乗算回路38、NOT回路39、サンプルホールド回路40、乗算回路41、遅延回路42、比較回路43および基準値設定回路44を含む。このような構成は、DSPを用いるデジタル信号処理のプログラムで、容易に実現することができる。
図6および図7は、図5のA〜Iの各部での信号波形をそれぞれ示す。図6および図7で横軸は時間変化を示すけれども、図6に比較して図7は長期間にわたる変化を示す。
すなわち、図6のAは、ノイズ検出回路33でのノイズ検出フラグの例を示す。図6のBは、ノイズ検出フラグの立ち上がり1サンプルを抽出した信号を示す。図6のCは、図5のカウンタ35で、Bの信号を加算した結果の信号を示す。図6のDは、図5のNOT路32から乗算回路36に与えられるクロック信号の立ち上がりを反転した信号を示す。この信号は、カウンタ35に対するリセット信号となる。図5の乗算回路35には、カウンタ35の出力を遅延回路37で1周期送らせた信号CとNOT回路32からの信号Bとが入力され、リセット信号をカウンタ35に与える。リセット信号は、信号Cが1以上のときに、信号Bに基づいてカウンタ35に与えられる。遅延回路37が信号Cを遅延させる1周期は、ノイズ検出回路33でのノイズ検出のサンプル周期に対応させる。図6のEは、リセット信号の立ち下がりでカウンタ35をリセットするときの遅延回路37の出力波形を示す。
図7のEは、図5の遅延回路37の出力となるカウンタ35によるカウント信号を、図6に比較して時間軸を縮小して示す。時間軸を縮小しているので、図6のEに示すような段階的な変化が連続的な変化として示されている。リセット直前のカウント値は、パルス性ノイズ検出の頻度に対応している。図7のFは、図5のNOT回路35から乗算器38に与えられるリセット信号を示す。図7のGは、図5の乗算器38から出力される信号を示す。この信号Gは、Fのリセット信号の立ち上がり時のカウント信号Eの値となる。図7のHは、Gの信号の値を、次のリセット信号Fの立ち上がり縞で保持するサンプルホールド回路40の出力信号を示す。信号Hの値はパルス性ノイズ検出の頻度を表すので、頻度の大小の基準Vthを図5の基準値設定回路44に設定して、比較回路43でHの信号を基準値Vthで弁別し、図7のIに示すような制御信号を得ることができる。
本実施形態で、頻度検出手段としてのパルス頻度検出回路34は、パルス性ノイズの一定区間内での検出数から頻度を検出するので、一定区間内で検出されるパルス性ノイズの検出数に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。すなわち、図6のAに示すようなノイズ検出フラグを、Dに示すリセット信号の周期である一定区間のノイズの数を表す信号Eに変換し、この信号Eの最大値をDのリセット信号が立ち上がるなるまでの時間、図7のHに示すように保持する。これによって、ほぼリアルタイムに、現在混入されているノイズの繰り返し速度について知ることができる。最終的には、図7のHの信号切り分けを行いたい速度(Vth)とを比較し、現在混入しているノイズがVthよりも速いのか遅いのかを判断判断して、図7のIに示す制御信号を生成する。その後、この制御信号Iが論理値「1」であるハイレベルの時には選択処理、論理値「0」であるローレベルの時には通常処理等、ノイズの繰り返し速度に応じた最適なノイズキャンセル処理を行うことが可能になる。
図8は、本発明の実施のさらに他の形態での頻度検出手段の考え方を示す。本実施形態では、頻度検出手段がパルス性ノイズ検出を示すノイズ検出フラグの間隔から頻度を検出するので、パルス性ノイズが検出される時間間隔に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。たとえば、サンプル周波数fsが48kHzで、ノイズ検出フラグの間のカウンタの計数値が48であり、1サンプルで計数値が1増えるとすれば、時間は次のように求めることができる。
時間=カウンタの計数値/サンプル周波数
=48/48000
=0.001(s)
=1(ms)
時間=カウンタの計数値/サンプル周波数
=48/48000
=0.001(s)
=1(ms)
1msは周波数1kHzに対応するので、ノイズ検出フラグの時間間隔1msからノイズ発生速度に対応する周波数として1kHzを求めることができる。ノイズ間の正確な時間(周波数)を算出することにより、ノイズの繰り返し速度に応じたノイズ除去回路に対する制御が可能になる。
図9は、この考え方を適用するノイズ除去装置50の部分的な電気的構成を概略的に示す。頻度検出手段としてのノイズ頻度検出回路51は、カウンタ52とクロック回路53とを含む。クロック回路53は、ノイズ検出フラグの間隔として想定される時間よりも短い周期でサンプル周波数fsのクロック信号を発生する。カウンタは、たとえばノイズ検出フラグの立ち上がり毎にリセットされ、リセットされていない期間はクロック信号を計数する。カウンタ52の計数値を基準値と比較すれば、計数値が基準値よりも大きいときはノイズ検出フラグの間隔が大きく、パルス性ノイズの発生頻度は低いと判断することができる。カウンタ52の計数値が基準値よりも小さいときは、ノイズ検出フラグの間隔が小さく、パルス性ノイズの発生頻度は高いと判断することができる。
図10は、本発明の実施のさらに他の形態での頻度検出手段の考え方を示す。本実施形態では、ノイズ頻度検出回路で、ノイズ検出回路でのノイズ検出時には+A、非検出時には−B(A,Bは任意に設定される正の定数)する演算の対象となる信号の演算結果を基準値と比較することによって、ノイズ頻度の大小を判断する。
図10の信号は、ノイズ頻度大の時にはレベルが大きく、頻度小の時はレベルが小さくなるように動作するため、この信号を用いてノイズ頻度の情報を得ることができる。また、この信号は、単にノイズ検出フラグのハイレベルをA、ローレベルを−Bと設定し、その後はその信号を足し続けることで実現可能であるため、図5に示す方式などと比較すると、簡単かつ容易に構成することができる。
図11は、図10の考え方を適用するノイズ除去装置60の部分的な電気的構成を概略的に示す。ノイズ頻度検出回路61は、クロック回路62、初期値設定回路63、加算回路64、減算回路65および比較回路66を含む。クロック回路62は、たとえばノイズ検出回路13でノイズを検出する最短の周期に合わせてクロック信号を発生する。初期値設定回路63は、一定の初期値を、たとえば一定の時間毎に発生する。加算回路64および減算回路65は、クロック信号の1周期毎に、ノイズ検出回路13のノイズ検出フラグに応じ、ノイズが検出されていれば加算回路64で初期値または初期値に基づく演算値に+Aの加算を行い、ノイズが検出されていなければ−Bの減算を行う。
すなわち、頻度検出手段であるノイズ頻度検出回路61は、加減算手段である加算回路64および減算回路65を含む。加減算手段は、初期値設定回路63に予め設定される初期値に対して、予め定める時間毎に、ノイズ検出回路13がパルス性ノイズを検出しているか否かに応じて、予め定める加算処理または減算処理を行う。ノイズ頻度検出回路61は、予め定める時間での加算回路64および減算回路65の処理結果に基づいて、頻度を検出するので、加減算処理結果に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
図12は、本発明の実施のさらに他の形態として、ノイズ除去装置70の部分的な電気的構成を、概略的に示す。本実施形態のノイズ頻度検出回路71は、LPF72を含む。LPF72は、信号フィルタ回路21で平均化処理した信号Aに対して低域周波数通過の濾波を行い、直流(DC)成分を抽出して信号Bとして導出する。
図13は、(a)で、図12の信号A,Bを同一のグラフに重ねて示す。LPF72は、信号フィルタ回路21で平均化処理した信号Aに対して積分処理して、信号Bのような変化の緩慢な信号に変換する。図13の(b)は、(a)に示すLPF72の出力信号Bを基準値Vthで弁別して得られる制御信号を示す。図12のように、IF信号をLPF11、HPF12、ABS回路21およびAveraging filter回路23を通してノイズ成分のみの信号Aを抽出し、LPF72を通すことでDC成分のみの信号Bを生成する。このBの信号は、ノイズ頻度大の時にはレベルが大きくなることを利用して、制御信号を生成する。本実施形態の動作自体は、図10および図11と同様になるけれども、本実施形態では、ノイズ波高値の影響を受けるため、ノイズレベルが大きく、なおかつ頻度も大きいときには、選択処理に切替えるように確実に動作させることができる。
このように、頻度検出手段として、ノイズ抽出手段としてのLPF72を含むようにすれば、信号からノイズ成分のみを抽出することができる。頻度検出手段は、ノイズ抽出手段によって抽出されるノイズ成分の信号レベルに基づいて、頻度を検出するので、信号から抽出されるノイズ成分の信号レベルに応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
また、頻度検出手段は、直流化手段としてのLPF72を含む。直流化手段は、ノイズ抽出手段によって検出されるノイズ成分を直流化する。頻度検出手段は、直流化手段から出力される直流レベルを信号レベルとするので、直流レベルに応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
以上のように、ノイズ判別手段の頻度検出手段としてのノイズ頻度検出回路71は、パルス性ノイズの発生速度から頻度を検出することが可能である。発生速度から頻度を検出すると、パルス性ノイズが発生する速度に応じて、ノイズ除去のための処理を適切に選択することができる。
図14は、本発明の実施のさらに他の形態での考え方を示す。前述の実施の各形態では、図14(a)に示すような制御信号の論理レベルに応じて、ノイズ除去手段でのノイズ除去処理を通常処理と選択処理とに切替えているけれども、本実施形態では、図14(b)に示すように、処理の切替え時に時定数を付加して、切替を緩慢に行うようにする。図14(c)に示すように、(a)の制御信号を(b)のように時定数を付けることで、通常処理から選択処理への切り替り時に、信号を音響化した後での聴感上の急激な変化を緩和し、聴感性能を向上させることができる。(b)の破線で囲む部分では、元信号である図1のDETOUT信号と選択処理後の信号とを重み付けを行って混合し、重みの配分を、元信号に対しては1→0、選択処理後の信号に対しては0→1と時間的に変化させる。この時間はたとえば1秒程度とする。
このように、ノイズ判別手段としてのノイズ検出回路71などの判別結果に基づくノイズ除去手段でのノイズ除去処理の選択の変更を、予め定める時間にわたる変化で行うように制御する選択変更手段を、さらに含むようにすれば、たとえばノイズを除去した信号を音響信号として出力する場合に、信号処理の切り替り時の聴感の急激な変化を避けて、聴感性能の向上を図ることができる。
図15は、図14に示すような時定数を付加してノイズ除去処理の切替えを行うノイズ除去装置80についての主要部分の概略的な電気的構成を示す。ノイズ頻度検出回路14から出力される制御信号は、時定数回路81を介して通常処理回路16と選択処理回路17とに入力される。時定数回路81は、通常処理回路16への制御信号に時定数を設定する時定数設定回路82、および選択処理回路17への制御信号に時定数を設定する時定数設定回路83を含む。なお、図2では通常処理回路16と選択処理回路17とが直列に接続されているけれども、本実施形態のノイズ除去回路85では、重み付けで混合するために、通常処理回路16および選択処理回路17の入力側を並列に接続し、出力側は混合回路86で混合するようにしておく。
図16は、本発明の実施のさらに他の形態での考え方を示す。図14では、時定数設定回路82,83によって、通常処理と選択処理とに同等の時定数を設定するようにしているけれども、通常処理から選択処理への切替えの立ち上がり時の変化Aよりも、選択処理から通常処理への切替えの立ち下がり時の変化Bの方に長い時定数を設定することで、より聴感性能を向上させることができる。本実施形態も、図15に示すノイズ除去回路85で実現することができる。
すなわち、ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路85は、ノイズ除去処理として、少なくとも初期状態として選択される通常処理と、予め定めるノイズの性質が判別されるときに選択される選択処理とが選択可能である。選択変更手段としての時定数回路81は、各時定数設定回路82,83が設定する時定数を制御信号の立ち上がり時と立ち下がり時とで切替えて、通常処理から選択処理への変更に要する時間よりも、選択処理から通常処理への変更に要する時間を、長時間とする。
たとえば、通常処理を選択するノイズの性質よりも、選択処理を選択するノイズの性質の方が信号に対しての妨害の程度が大きい場合に、選択処理への切り替えが必要になれば短時間で移行し、ノイズの性質の違いによる信号への妨害の影響を迅速に回避することができる。選択処理への切り替えが不要になれば、通常処理に時間をかけて戻って、処理の切り替えによる聴感の急激な変化を避けて、聴感性能をより向上させることができる。
図17は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置80の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路91として、通常処理用のノイズカット処理回路92と選択処理用のハイカット(Hicut )処理回路93とを含むものを用いる。ノイズ除去回路91では、ノイズの頻度大の時は検波信号(DETOUT)に対して高帯域成分を抑圧するハイカット処理を行い、頻度小の単発のノイズに対してはノイズ発生区間のみをカットするノイズカット処理を通常処理として行う。
ノイズカット処理回路92は、たとえば前述の特許文献1〜3に開示されているようなノイズキャンセラと同様に構成することができる。ノイズキャンセラでは、ノイズ発生区間の開始時の信号値でノイズ発生区間を補間する。ノイズカット処理回路92は、信号中でのノイズ検出区間のみを時間的に遮断するノイズカット処理を通常処理として行うので、たとえばパルス性ノイズなどが単発的であったり頻度が小さければ、確実に除去することができる。
またノイズ除去回路91では、ハイカット処理回路93によって、信号中の高域周波数成分を抑圧するハイカット処理を選択処理として行うので、ノイズとして高域周波数成分が多いパルス性ノイズなどが多く信号に混入しているような場合に、信号よりもノイズ成分を相対的に大きく抑圧することができる。通常処理として、たとえばノイズカット処理を行うような場合は、高域周波数成分に応じてノイズ除去のために信号が遮断される割合も増加し、信号から情報が失われてしまう。高域周波数成分を抑圧すれば、信号も高域周波数成分が抑圧されても、相対的にノイズよりも抑圧が少なくなり、相対的に信号対雑音比を増大させて、信号の有する情報を損わないようにすることができる。ハイカット処理としては、たとえば1.5kHzよりも高い周波数帯域の信号成文を抑圧するようにすればよい。
図18は、図17のノイズ除去装置90を、DSPのプログラム動作などで実現する場合の主要部分の処理を示す。この処理は、ノイズ除去装置90が動作中に、たとえばタイマ割込などで起動され、繰り返して行われる。ステップs0から処理を開始し、ステップs1ではノイズ検出回路13でノイズを検出しているか否かを判断する。ノイズを検出していれば、ステップs2に進み、ノイズ頻度検出回路14でノイズの繰り返し速度が基準速度Vthより遅いか否かを判断する。ステップs2で、遅いと判断されるときは、ステップs3に進み、ノイズカット処理回路92によるノイズカット処理を選択し、遅くないと判断されるときは、ステップs4に進み、ハイカット処理回路93によるハイカット処理を選択する。ステップs1でノイズが検出されないとき、またはステップs3およびステップs4の処理が終了したとき、ステップs5で全体の処理を一旦終了する。なお、図18の処理は、割込み処理ではなく、繰り返しのループ処理として実行することもできる。ループ処理とする場合は、ステップs5で一旦終了するのではなく、ステップs1に戻るようにすればよい。
一般に、繰り返し速度の速いノイズの混入時、検波信号には高域の耳障りな音が出力されてしまう。この耳障りな音は、ノイズカット処理では充分に除去することができない。本実施形態では、繰り返し速度の速いノイズ混入時に高域ノイズを抑えて、放送内容などの信号の主要な情報は残すハイカット処理を行う。車載用の受信機などで混入しやすいイグニッション(IG)ノイズのような繰り返し速度の遅いノイズに対しては、信号のうちノイズ発生部位のみをカットするノイズカット処理での前値補間処理を行うことによって、ノイズの繰り返し速度に応じた最適なノイズ除去処理を行うことができる。
図19は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置100の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路101として、通常処理用のノイズカット処理回路92と選択処理用のミュート処理回路103とを含むものを用いる。ノイズ除去回路101では、ノイズの頻度大の時は出力信号のレベルを抑えるミュート処理を選択処理として行い、頻度小の単発のノイズに対してはノイズ発生区間のみをカットするノイズカット処理を通常処理として行う。
図20は、(a)で図19のノイズ頻度検出回路14から出力される制御信号の波形の例を示し、(b)でミュート処理回路103でのミュート量の変化に対応するミュートコントロール信号の波形の例を示す。ミュート処理回路103では、制御信号を反転し、論理値「0」となる部分にミュートレベルを設定する。ミュートレベルは、0と1との中間の値、たとえば0.7を設定する。制御信号の論理値が「0」の区間はミュートなしの区間であり、ミュート処理回路103は、ノイズカット処理が行われるノイズカット処理回路92からの出力をミュート処理は施さずに通過させる。制御信号の論理値が「1」の区間は、ミュートの区間であり、ミュート処理回路103は、ノイズカット処理は行われていないノイズカット処理回路92からの出力に対して、ミュートレベルに対応する抑圧を行う。
ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路101は、信号の振幅レベルを抑圧するミュート処理を選択処理として行うので、信号の振幅よりも突出するパルス性ノイズなどのピークを低減し、相対的に信号対雑音比を増大させて、信号の有する情報を損わないようにすることができる。ノイズ頻度大の時(制御信号が論理値「1」の時)、検波信号のレベルをあるレベルまでミュートすることで、ノイズによる耳障りな音を抑制することができる。ミュート処理回路103では、ミュート量を制御するミュートコントロール信号を、図20に示すように、ノイズ頻度検出回路14からの制御信号を用いて簡単に生成することができる。
図21は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置110の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路111として、通常処理用のノイズカット処理回路92と選択処理用のハイカット処理回路93およびミュート処理回路103とを含むものを用いる。ノイズ除去回路111では、ノイズの頻度大の時はハイカット処理回路93によるハイカット処理とミュート処理回路103によって出力信号のレベルを抑えるミュート処理とを同時に選択処理として行い、聴感性能を向上させることができる。頻度小の単発のノイズに対してはノイズ発生区間のみをカットするノイズカット処理を通常処理として行う。
図22は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置120の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路121として、通常処理用のノイズカット処理回路92と、選択処理用のハイカット処理回路122およびミュート処理回路123とを含み、セレクタ(Selector)回路124で選択するものを用いる。ハイカット処理回路122では、ハイカット処理を行うカットオフ周波数Fcを、受信機の電界強度検出結果に対応するSメータ信号に応じて可変する。また、ミュート処理回路123では、ミュート処理での信号抑圧量であるミュート量を、Sメータ信号に応じて可変する。Sメータ信号は、図1のSメータ回路8から得ることができる。放送受信機などでは、弱電界時、もともと放送内容は判り難いので、カットオフ周波数Fcを下げたりミュート量を大きくして、放送内容がさらに判り難くなっても、ノイズの耳障りな影響を低減する効果の方が大きくなる。ノイズカット処理では、放送内容がカットされてしまい、放送内容は一層判り難くなってしまう。
すなわち、ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路121は、信号の強度に応じて、ミュート処理での抑圧の程度や、ハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を変更するので、たとえば信号の強度が弱くなれば抑圧の程度を大きくして、相対的に信号対雑音比を高めて、信号の有する情報を取出しやすくすることができる。また信号の強度が大きければ、抑圧の程度を小さくして、信号の有する情報への影響を低減し、信号の有する情報を損わないようにすることができる。ノイズ除去装置120を備える受信機では、たとえばSメータ信号などで示される受信電界強度に応じて、ノイズ除去での抑圧の程度を適切に変更することができる。
図23は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置130の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路131として、通常処理用のノイズカット処理回路92と、選択処理用のハイカット処理回路132およびミュート処理回路133とを含み、セレクタ(Selector)回路124で選択するものを用いる。ハイカット処理回路132では、ハイカット処理を行うカットオフ周波数Fcを、図1の受信機では低周波回路6などに設ける可変音量調整器のボリューム量(Volレベル )に応じて可変する。また、ミュート処理回路133のミュート量もボリューム量に応じて可変する。
一般に、受信機などの信号の処理系では、信号の伝達経路に、低周波処理でのボリュームなど、信号の伝達量を変更可能にする可変手段が設けられる。ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路131は、可変手段の伝達量に応じて、抑圧の程度を変更するので、伝達量が小さければ、抑圧の程度を大きくして、相対的に信号対雑音比を高めて、信号の有する情報を取出しやすくすることができる。また伝達量が大きければ、抑圧の程度を小さくして、信号の有する情報への影響を低減し、信号の有する情報を損わないようにすることができる。
図24は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置140の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路141として、通常処理用のノイズカット処理回路92と、選択処理用のハイカット処理回路142およびミュート処理回路143とを含み、セレクタ(Selector)回路124で選択するものを用いる。さらに、ノイズ頻度検出回路14で検出するノイズ頻度に基づいて、ノイズの発生速度を算出するノイズ速度計算回路144を設ける。ノイズ速度計算回路144では、ノイズの繰り返し速度を計算し、その速度に応じて出力を導出する。ハイカット処理回路142では、ハイカット処理を行うカットオフ周波数Fcを、ノイズ速度計算回路から導出される出力に応じてリニアに変化させる。また、ミュート処理回路143のミュート量も、ノイズ速度計算回路から導出される出力に応じてリニアに変化させる。この変化は、段階的など、何らかの関数関係で変化させることもできる。
ノイズ頻度検出回路14からノイズ除去回路141での処理を切替える制御信号とは別に、ノイズ速度に関する信号を出力し、ノイズ速度計算回路144でノイズの速度を計算し、その計算結果によってハイカット処理回路142でのカットオフ周波数Fcおよびミュート処理回路143でミュート量とを可変にするので、ノイズ検出の時点で混入されているノイズの繰り返し速度に応じてハイカット処理でのカットオフ周波数や、ミュート処理での抑圧の程度を適切に変更することができる。
ノイズ速度計算回路144は、頻度検出手段としてのノイズ頻度検出回路14によって検出されるノイズの繰り返し頻度に応じて、ハイカット処理回路142によるハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を変更するようにしてもよい。たとえばノイズの繰り返し頻度が大きければ、ノイズの影響が大きくなるので、ハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を大きくし、相対的に信号対雑音比を高めて、信号の有する情報を取出しやすくすることができる。また繰り返し頻度が小さければ、高域周波数成分の抑圧の程度を低くして、信号の有する情報への影響を低減し、信号の有する情報を損わないようにすることができる。
図25は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置150の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路151として、通常処理用のノイズカット処理回路92と、選択処理用のバンドストップフィルタ(BSF)152とを含み、セレクタ(Selector)回路124で選択するものを用いる。バンドストップフィルタ152は、カットオフ周波数Fcのみさらに、ノイズ頻度検出回路14で検出するノイズ頻度に基づいて、ノイズの発生速度を算出するノイズ速度計算回路144を設ける。ノイズ速度計算回路144では、ノイズの繰り返し速度を計算し、その速度に応じて出力を導出する。ハイカット処理回路142では、ハイカット処理を行うカットオフ周波数Fc付近の信号成文のみを遮断する。BSF152では、カットオフ周波数Fcが可変であり、ノイズ速度計算回路から導出される周波数に合わせて変化させる。
ノイズ頻度検出回路14では、ノイズ除去処理を切替える制御信号とは別に、ノイズの速度に関する信号を出力して、ノイズ周波数計算回路144にてノイズの繰り返し周波数を計算する。その結果に応じて、ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路151ではBSF152のカットオフ周波数Fcを可変にするので、ノイズの成分のみを遮断することができる。
図26は、本発明の実施のさらに他の形態としてのノイズ除去装置160の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、ノイズ除去回路161として、通常処理用のノイズカット処理回路92と、選択処理用のハイカット処理回路93およびミュート処理回路103とを含む。ノイズ除去回路161は、さらに可変利得のアンプ162,163、および混合回路164を含む。アンプ162,163は、ノイズカット処理回路92およびミュート処理回路103からの出力をそれぞれ増幅し、増幅利得GAIN1,GAIN2は、ノイズ速度計算回路165が計算するノイズ速度に応じてそれぞれ決定される。ノイズ頻度検出回路14からノイズ速度に関する信号を出力し、ノイズ速度計算回路144では、ノイズの繰り返し速度を計算し、その速度に応じてGAIN1制御用信号およびGAIN2制御用信号をそれぞれ生成する。ノイズ頻度大の時にはアンプ163のGAIN2の重みを大きく、頻度小の時にはアンプ162のGAIN1の重みを大きくなるように、それぞれ動作させる。出力を導出する。ハイカット処理回路142では、ハイカット処理を行うカットオフ周波数Fc付近の信号成分のみを遮断する。
ノイズ除去手段としてのノイズ除去回路161は、選択処理を、ノイズ検出手段としてのノイズ検出回路13によって検出されるノイズの繰り返し速度に対応する重みを付加して、通常処理とともに行うので、ノイズの性質の違いが大きくなれば、重みを大きくして選択処理の程度を大きくし、適切なノイズ除去を行うようにすることができる。
以上のように、各形態のノイズ除去装置を備えるようにすれば、受信機の受信信号に対して、混入するノイズの性質に応じて適切な処理を選択することができる。受信機としては、AM放送の受信ばかりではなく、各種振幅変調方式による無線通信の受信や、FM放送の受信など、それぞれの信号に合わせ、またノイズの性質に応じて処理を切替えるようにすれば、適切なノイズ除去を行うことができる。ノイズ除去の対象となる信号は、音声などの低周波信号で変調されている信号ばかりではなく、映像やデータの信号であっても、ノイズを除去して表示品質や伝送品質を高めることができる。
1 受信機
3 IF増幅回路
5 検波回路
8 Sメータ回路
10,20,30,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160 ノイズ除去装置
11,72 LPF
13,33 ノイズ検出回路
14,34,51,61,71 ノイズ頻度検出回路
15,85,91,101,111,121,131,141,151,161 ノイズ除去回路
16 通常処理回路
17 選択処理回路
21 信号フィルタ回路
23 Averaging filter回路
35,52 カウンタ
40 サンプルホールド回路
43 比較回路
63 加算回路
64 減算回路
81 時定数回路
82,83 時定数設定回路
92,142 ノイズカット処理回路
93,122,132,142 ハイカット処理回路
103,123,133,143 ミュート処理回路
144,165 ノイズ速度計算回路
162,163 アンプ
3 IF増幅回路
5 検波回路
8 Sメータ回路
10,20,30,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160 ノイズ除去装置
11,72 LPF
13,33 ノイズ検出回路
14,34,51,61,71 ノイズ頻度検出回路
15,85,91,101,111,121,131,141,151,161 ノイズ除去回路
16 通常処理回路
17 選択処理回路
21 信号フィルタ回路
23 Averaging filter回路
35,52 カウンタ
40 サンプルホールド回路
43 比較回路
63 加算回路
64 減算回路
81 時定数回路
82,83 時定数設定回路
92,142 ノイズカット処理回路
93,122,132,142 ハイカット処理回路
103,123,133,143 ミュート処理回路
144,165 ノイズ速度計算回路
162,163 アンプ
Claims (24)
- 信号に混入するノイズを検出するノイズ検出手段と、
該信号に対し、ノイズの性質に応じて異なるノイズ除去処理が選択可能なノイズ除去手段と、
ノイズ検出手段によって検出されるノイズの性質を判別し、判別結果に応じてノイズ除去手段でのノイズ除去処理を選択するノイズ判別手段とを含むことを特徴とするノイズ除去装置。 - 前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ除去処理として、少なくとも初期状態として選択される通常処理と、予め定めるノイズの性質が判別されるときに選択される選択処理とが選択可能であることを特徴とする請求項1記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ判別手段の判別結果に基づく前記ノイズ除去手段でのノイズ除去処理の選択の変更を、予め定める時間にわたる変化で行うように制御する選択変更手段を、さらに含むことを特徴とする請求項1記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ除去手段は、前記ノイズ除去処理として、少なくとも初期状態として選択される通常処理と、予め定めるノイズの性質が判別されるときに選択される選択処理とが選択可能であり、
前記選択変更手段は、該通常処理から該選択処理への変更に要する時間よりも、該選択処理から該通常処理への変更に要する時間を、長時間とすることを特徴とする請求項3記載のノイズ除去装置。 - 前記ノイズ除去手段は、パルス性ノイズを繰り返し頻度に応じて、前記通常処理と前記選択処理とを含む複数の異なる処理で除去可能であり、
前記ノイズ判別手段は、
前記ノイズ検出手段によって検出されるノイズがパルス性ノイズであるか否かを判別するパルス性判別手段と、
パルス性判別手段によってパルス性ノイズと判別されるノイズの繰り返し頻度を検出する頻度検出手段とを含み、
前記ノイズの性質として、該頻度検出手段によって検出される繰り返し頻度が予め設定される基準を超えるときに、該選択処理を選択することを特徴とする請求項2または4記載のノイズ除去装置。 - 前記頻度検出手段は、前記パルス性ノイズの発生速度から前記頻度を検出することを特徴とする請求項5記載のノイズ除去装置。
- 前記頻度検出手段は、前記パルス性ノイズの一定区間内での検出数から前記頻度を検出することを特徴とする請求項5記載のノイズ除去装置。
- 前記頻度検出手段は、前記パルス性ノイズ検出間隔から前記頻度を検出することを特徴とする請求項2または5記載のノイズ除去装置。
- 前記頻度検出手段は、
予め設定される初期値に対して、予め定める時間毎に、前記ノイズ検出手段がパルス性ノイズを検出しているか否かに応じて、予め定める加算処理または減算処理を行う加減算手段を含み、
予め定める時間での加減算手段の処理結果に基づいて、前記頻度を検出することを特徴とする請求項5記載のノイズ除去装置。 - 前記頻度検出手段は、
前記信号からノイズ成分のみを抽出するノイズ抽出手段を含み、
ノイズ抽出手段によって抽出されるノイズ成分の信号レベルに基づいて、前記頻度を検出することを特徴とする請求項5記載のノイズ除去装置。 - 前記頻度検出手段は、
前記ノイズ抽出手段によって検出されるノイズ成分を直流化する直流化手段をさらに含み、
直流化手段から出力される直流レベルを前記信号レベルとすることを特徴とする請求項10記載のノイズ除去装置。 - 前記ノイズ除去手段は、前記通常処理として、前記信号中でのノイズ検出区間のみを時間的に遮断するノイズカット処理を行うことを特徴とする請求項5〜11のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ除去手段は、前記選択処理として、前記信号中の高域周波数成分を抑圧するハイカット処理を行うことを特徴とする請求項5〜12のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ除去手段は、前記選択処理として、前記信号の振幅レベルを抑圧するミュート処理を行うことを特徴とする請求項5〜12のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ除去手段は、前記信号の強度に応じて、前記ハイカット処理を行うカットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項13記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ検出手段は、前記頻度検出手段によって検出されるノイズの繰り返し頻度に応じて、前記ハイカット処理での高域周波数成分の抑圧の程度を変更することを特徴とする請求項13または15記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ除去手段は、前記信号の強度に応じて、前記抑圧の程度を変更することを特徴とする請求項13〜15のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。
- 前記信号の伝達経路には、該信号の伝達量を変更可能にする可変手段が設けられ、
前記ノイズ除去手段は、該可変手段の伝達量に応じて、前記抑圧の程度を変更することを特徴とする請求項13〜15のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。 - 前記ノイズ除去手段は、前記選択処理を、前記ノイズ検出手段によって検出されるノイズの繰り返し速度に対応する周波数帯域の成分に対して行うことを特徴とする請求項5〜12のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ除去手段は、前記選択処理を、前記ノイズ検出手段によって検出されるノイズの繰り返し速度に対応する重みを付加して、前記通常処理とともに行うことを特徴とする請求項5〜19のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。
- 前記ノイズ検出手段によるノイズ検出の対象となる信号に対して、誤検出防止用のフィルタ処理を施す信号フィルタ手段をさらに含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載のノイズ除去装置。
- 前記信号フィルタ手段は、前記信号に対して平均化フィルタ処理を施すことを特徴とする請求項21記載のノイズ除去装置。
- 請求項1〜22のいずれか1つに記載のノイズ除去装置を備え、
受信信号を前記信号とすることを特徴とする受信機。 - 請求項15または16記載のノイズ除去装置を備え、
受信信号を前記信号とし、かつ受信電界強度を前記信号の強度とすることを特徴とする受信機。
Priority Applications (1)
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JP2004248694A JP2006067334A (ja) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | ノイズ除去装置および受信機 |
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JP2004248694A JP2006067334A (ja) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | ノイズ除去装置および受信機 |
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JP2006067334A true JP2006067334A (ja) | 2006-03-09 |
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JP2004248694A Withdrawn JP2006067334A (ja) | 2004-08-27 | 2004-08-27 | ノイズ除去装置および受信機 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2004
- 2004-08-27 JP JP2004248694A patent/JP2006067334A/ja not_active Withdrawn
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