JP2012195905A - 車載用受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号を切り替える際の周波数特性の差異による違和感を無くすことのできる車載受信装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】サイマル放送を受信する車載用受信装置１０は、アナログラジオ音声信号の信号処理を実施するラジオＤＳＰ１５と、ラジオＤＳＰ１５における信号処理のうちＡＴＣの効果量に応じて制御信号を出力する制御部１９と、制御部１９から出力された制御信号に応じてラジオＤＳＰ１５からの出力音声に対し擬似高域成分生成及び付加を実施するオーディオＤＳＰ１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＢＯＣ(In-Band-On-Channel)等のサイマル放送を受信する車載用受信装置において、デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号を切り替えて出力する車載用受信装置に関するものである。

従来の受信装置として、デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号を切り替えて出力する際、その周波数特性の差異に注目し、オーディオイコライザを用いてオーディオ周波数特性を整合させ、違和感を生じないようにしているものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−１０９１２１号公報

一般的な車載受信装置においては、アナログラジオ放送に係る音声信号の周波数特性は、走行中のノイズ混入及び電界変動等に応じて、オートトーンコントロール（ＡＴＣ）により周波数特性（主に高域）が動的に変化する。しかしながら、従来技術においては、ＡＴＣによる周波数特性の変化は考慮されておらず、ＡＴＣによる周波数特性の変化量（効果量）によっては、デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号を切り替えて出力する際にユーザに違和感を与えてしまう恐れがあった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、アナログラジオ放送に係る音声信号のノイズ特性（Ｓ／Ｎ比）を悪化させることなく、またデジタルラジオ放送に係る音声信号の品質（周波数特性）を悪化させることなく、デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号を切り替える際の周波数特性の差異による違和感を無くすことのできる車載受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号であるデジタルラジオ音声信号とアナログ音声信号とを切り替えて出力する車載用受信装置において、前記アナログラジオ音声信号の信号処理を実施するラジオＤＳＰと、前記ラジオＤＳＰからの出力音声に対して擬似高域成分の生成および付加の処理を実施するオーディオＤＳＰと、前記ラジオＤＳＰのＡＴＣに係る信号処理の効果量を監視する制御部とを備え、前記制御部が前記ＡＴＣに係る信号処理の効果量に基づいて前記擬似高域成分の量を決定して制御信号として前記オーディオＤＳＰへ出力し、前記オーディオＤＳＰが前記ラジオＤＳＰからの出力音声に対して前記制御信号に応じた量の擬似高域成分の生成および付加を実施する構成を採る。

本発明によれば、デジタルラジオ音声及びアナログラジオ音声の切り替え時の違和感を無くすことができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態における車載用受信装置のブロック図 本発明の実施の形態におけるアナログ音声とデジタル音声との音声切替時のフローチャート 本発明の実施の形態における擬似高域成分の生成と付加処理のフローチャート 本発明の実施の形態における擬似高域成分生成および付加の動作説明の模式図であって、（ａ）はアナログラジオ音声信号の周波数特性を示す図（ｂ）はアナログラジオ音声信号に対してＡＴＣが作用した後の音声信号の周波数特性を示す図（ｃ）はオーディオＤＳＰが生成する擬似高域成分の周波数特性を示す図（ｄ）はオーディオＤＳＰが生成した擬似高域成分の音声信号をＡＴＣが作用した後のアナログラジオ音声信号に加算処理した場合の周波数特性を示す図

以下、本発明の実施の形態における車載受信装置について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態における車載受信装置のブロック図である。

図１において、車載用受信装置１０は、ＩＢＯＣ等のサイマル放送を受信するための車載用受信装置である。

車載用受信装置１０は、アンテナ１に接続可能な構成であり、このアンテナ１にて受信した放送波のうち、アナログ放送の放送波に対して信号処理を行って所望のＩＦ信号に変換するアナログラジオ放送信号処理機能と、アンテナ１にて受信した放送波のうち、デジタル放送の放送波に対して信号処理を施して所望のＩＦ信号に変換するデジタルラジオ放送信号処理機能とを有した受信部１１を有している。

さらに、車載用受信装置１０は、受信部１１から出力されたＩＦ信号からアナログラジオ放送を復調するアナログラジオ復調器１４と、このアナログラジオ復調器１４に接続されてアナログラジオ復調器１４にて復調した信号に対して音質や音量などに関する信号処理を行うためのラジオＤＳＰ１５とを備える。

同様に、車載用受信装置１０は、受信部１１から出力されたＩＦ信号からデジタルラジオ放送を復調するデジタルラジオ復調器１２と、このデジタルラジオ復調器１２に接続されてデジタルラジオ復調器１２にて復調した信号に対して音質に関する信号処理を行うためのオーディオＥＱ（イコライザ）１３とを備える。

そして、車載用受信装置１０は、ラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号に対して擬似高域成分生成及び付加などに関する信号処理を行うためのオーディオＤＳＰ１６を備える。

さらに、車載用受信装置１０は、オーディオＥＱ１３の出力信号であるデジタルラジオ音声信号とオーディオＤＳＰ１６の出力信号であるアナログラジオ音声信号とを切り替えて、あるいは合成して（ブレンド処理を行って）後段へ出力する、ブレンド部１７を有している。

同様に、車載用受信装置１０は、オーディオＤＳＰ１６に接続され擬似高域成分生成及び付加の量をアナログ放送波の受信状況に応じて調整を行うための制御信号ＣＩを出力する制御部１９を備える。

ここで、制御部１９は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含む。ＣＰＵは、ＲＯＭに
格納されたコンピュータプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使いながら実行する（プログラムの処理内容はフローチャート図３に示す、詳細後述）。

そして、車載用受信装置１０は、アナログラジオ音声信号とデジタルラジオ音声信号とを放送波の受信状況に応じて切り替える制御を行うためのアナログデジタル切替信号であるブレンド信号ＢＩを出力する検出部１８を備える。

ここで、検出部１８は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含む。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使いながら実行する（プログラムの処理内容はフローチャート図２に示す、詳細後述）。

ブレンド部１７にて切り替えられて出力された音声信号は、図示しない増幅器などで増幅されて、スピーカ２０などから音声として受聴者へ出力される。ただし、必ずしも増幅器などで増幅される必要はなく、また、スピーカの変わりにヘッドフォンなどが用いられても良い。

以上のように構成された車載用受信装置１０について、以下にその処理動作を説明する。

ただし、本実施の形態において、車載用受信装置１０にアンテナ１を介して放送波が入力されて、アナログラジオ復調器１４およびデジタルラジオ復調器１２が信号処理をしてＩＦ信号を出力するまでの処理動作は従来技術と同様であるため、その後段の処理について以下に説明する。

まず、オーディオＥＱ１３およびオーディオＤＳＰ１６は、電界変動やノイズの影響が無く、かつ電界が十分に強い（ＡＴＣが作用しない）状況において、アナログラジオ音声出力の周波数特性とデジタルラジオ音声出力の周波数特性とが同一となる、または切り替えても違和感が生じない範囲に収まるような値となるように、それぞれが音声信号に対して信号処理を行なう。

次に、本実施の形態における車載用受信装置１０の動作概要を説明する。そのフローチャートを図２に示す。

車載用受信装置１０にアンテナ１を介して放送波が入力されて、デジタルラジオ復調器１２が信号処理をする過程で得られる受信した電波の品質（受信状況）を、検出部１８が常に監視している（ステップＳ１０１）。

ＩＢＯＣでは、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送とは多重化されて同一の搬送波により伝送される。

デジタルラジオ放送の受信電波の品質は、受信電波の電界強度や、アナログラジオ放送に係るオーディオ信号のレベルや、受信電波のデジタルラジオ放送部分を復調して得られる信号のＣ／Ｎ又はＳ／Ｎ、さらに復調信号を復号して得られる信号のビットエラーレート等から検出できる。

検出部１８は、現在の受信電波の品質状態を監視しデジタルラジオ放送の受信電波の品質がある閾値以上かを判断する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２において、デジタルラジオ放送の受信電波の品質が閾値以上であれば（Ｓ１０２の判定結果がＹｅｓの場合）ブレンド信号ＢＩとしてＨｉｇｈが出力され、出
力されたブレンド信号ＢＩによってブレンド部１７がスイッチ動作を行い、デジタルラジオ音声が出力される（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０２にて、デジタルラジオ放送の受信電波の品質が閾値以下であると判断されれば（Ｓ１０２の判定結果がＮｏの場合）ブレンド信号ＢＩとしてＬｏが出力され、出力されたブレンド信号ＢＩによってブレンド部１７がスイッチ動作を行い、アナログラジオ音声が出力される（ステップＳ１０４）。

ここで、検出部１８が、アナログラジオ音声出力、デジタルラジオ音声出力を切り替えるケースは、例えば、受信状況が悪化した場合にデジタルラジオ音声信号は取得不可になるため、デジタルラジオ音声出力からアナログラジオ音声出力に切り替え、受信状況が良化した場合に、アナログラジオ音声出力からデジタルラジオ音声出力に切り替えるケースである。

次に、本実施の形態において、ラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号に対して擬似高域成分生成及び付加などに関する信号処理動作を以下に説明する。そのフローチャートを図３に示す。

ラジオＤＳＰ１５は、走行中のノイズ混入及び電界変動等に因りアナログラジオ音声のノイズ特性（Ｓ／Ｎ比）の悪化を低減するために、走行中のノイズ混入及び電界変動等（現在の受信電波の品質）に応じて、ＡＴＣによりアナログラジオ音声信号の周波数特性を動的に変化させている。

制御部１９は、ＡＴＣの効果量を常に監視しており（ステップＳ２０１）、制御部１９は、ＡＴＣの効果量をもとに、オーディオＤＳＰ１６にて生成すべき擬似高域成分の生成量を決定（計算式による算出、もしくはテーブル参照）する（ステップＳ２０２）。

制御部１９は、オーディオＤＳＰ１６に対し擬似高域成分の生成量を示す制御信号ＣＩを出力する（ステップＳ２０３）。

オーディオＤＳＰ１６は、詳細後述するとおり、制御信号ＣＩに応じた量の擬似高域成分を生成し、ラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号に対して付加する（ステップＳ２０４）。

オーディオＤＳＰ１６により、アナログラジオ音声信号に対して擬似高域成分が付加されることにより、アナログ音声信号とデジタルラジオ音声信号との音質差（主に高域の差）が少なくなる。

オーディオＤＳＰ１６が生成する擬似高域成分の量（アナログ音声信号に付加される擬似高域成分の量）は、ＡＴＣの効果量が多くなれば多くし、ＡＴＣの効果量が少なくなれば少なくする。

制御部１９とオーディオＤＳＰ１６により、常にアナログラジオ音声の音質が、ＡＴＣの効果量がゼロの時の音質になるように制御される。

これにより、アナログ音声からデジタル音声に、またはデジタル音声からアナログ音声に違和感なく遷移させることが可能となる。

オーディオＤＳＰ１６における、擬似高域成分生成および付加について以下に詳しく記す。

ＡＴＣによってアナログラジオ音声信号の省略された高周波数帯域の出力レベルを補正するために、入力されたアナログラジオ音声信号に基づいて、高調波成分などからなる半波整流や波形クリップによりハーモニクス信号やノイズ信号からなる高周波数帯域の音声を生成し、生成した高周波数帯域の音声をオーディオＤＳＰ１６に入力されたアナログラジオ音声信号に付加する。

ただし、高周波数帯域の音声としてホワイトノイズのような全帯域ノイズを付加してもよい。

ここで、上述したオーディオＤＳＰ１６における擬似高域成分および付加について図４を用いて説明する。

図４は、本発明の実施の形態における擬似高域成分生成および付加の動作説明の模式図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）において、横軸が周波数を示し、縦軸が出力レベルを示す。

図４（ａ）は、アナログラジオ復調器１４から出力されたアナログラジオ音声信号の周波数特性を示す図である。

図４（ａ）に示すとおり、アナログラジオ復調器１４から出力されたアナログラジオ音声信号は、全周波数帯にわたって信号が出力されている。

図４（ｂ）は、アナログラジオ音声信号に対してＡＴＣが作用した後の音声信号の周波数特性を示す図である。

ラジオＤＳＰ１５においてＡＴＣが動作すると、図４（ｂ）に示すようにアナログラジオ音声信号の高域部分（例えば図４（ｂ）のＦｈに示す帯域）が削減（カット）される。

本実施の形態の車載用受信装置１０は、上述したとおり、ＡＴＣによって削減された高域を補うために、オーディオＤＳＰ１６に入力されたアナログラジオ音声信号に基づいて、高調波成分などからなる半波整流や波形クリップによりハーモニクス信号やノイズ信号からなる高周波数帯域の音声（擬似高域成分）を生成して加算処理する。

図４（ｃ）は、オーディオＤＳＰ１６が生成する高周波数帯域の音声（擬似高域成分）の周波数特性を示す図である。

図４（ｃ）に示すように、オーディオＤＳＰ１６は、ＡＴＣが作用して削減された高域部分（図４（ｃ）のＦｈに示す帯域）を補う音声信号（擬似高域成分）を生成する。
生成された擬似高域成分は、オーディオＤＳＰ１６にてアナログラジオ音声信号に加算（ミキシング）処理する。

図４（ｄ）は、オーディオＤＳＰ１６が生成した擬似高域成分の音声信号をＡＴＣが作用した後のアナログラジオ音声信号に加算処理した場合の周波数特性を示す図である。

図４（ｄ）に示すとおり、オーディオＤＳＰ１６が生成した擬似高域成分の信号をＡＴＣ作用後のアナログ音声信号に加算処理して得られる信号は、ＡＴＣによって高域削減される前の周波数特性になる。

なお、ラジオＤＳＰ１５におけるＡＴＣの効果量に応じて、ＡＴＣ動作時に削減される
周波数帯域が異なるので、通過帯域フィルタは、これらに応じて付加する擬似高域成分の周波数帯域を既定する。

付加音量に関しては、オーディオＤＳＰ１６に入力されるアナログラジオ音声信号に含まれている信号成分と付加する擬似高域成分が滑らかに連続するように（例えば図４（ｄ）に示す周波数特性が図４（ａ）に示す周波数特性と同じになるように）設定される。

以上のように本実施の形態によれば、アナログラジオ音声信号に対し、擬似高域成分を生成および付加することができるオーディオＤＳＰを備え、ＡＴＣの効果量に応じて付加する擬似高域成分を調整することにより、ＡＴＣによって削減されたアナログラジオ音声の高域成分を、ＡＴＣによって削減される前の音声信号に近づけることができ、アナログラジオ音声、デジタルラジオ音声切替時の違和感を低減することが可能となる。

本発明によれば、ＡＴＣによって高域が削減されたアナログラジオ音声信号に対し、ＡＴＣの効果量に応じて擬似高域成分を付加することで、デジタルラジオ音声及びアナログラジオ音声の切り替え時の違和感を無くすことができるという効果を奏する。

その際、アナログラジオ音声の周波数特性をデジタルラジオ音声の周波数特性に近づける方法であるので、デジタルラジオ音声の周波数特性を悪化させずに済み、高品質（高音質）のままユーザに提供できる。

以上のように、本発明の車載受信装置は、ＩＢＯＣ（In-Band-On-Channel）等のサイマル放送を受信する際の、アナログラジオ音声とデジタルラジオ音声との切り替え時に発生する音質違和感を低減することができるという効果を有し、特に音声切り替えが頻繁に発生する車載用車載受信装置として有用である。

１ アンテナ
１０ 車載用受信装置
１１ 受信部
１２ デジタルラジオ復調器
１３ オーディオＥＱ
１４ アナログラジオ復調器
１５ ラジオＤＳＰ
１６ オーディオＤＳＰ
１７ ブレンド部
１８ 検出部
１９ 制御部
２０ スピーカ

Claims (3)

1. デジタルラジオ放送及びアナログラジオ放送に係る音声信号であるデジタルラジオ音声信号とアナログ音声信号とを切り替えて出力する車載用受信装置において、
   前記アナログラジオ音声信号の信号処理を実施するラジオＤＳＰと、前記ラジオＤＳＰからの出力音声に対して擬似高域成分の生成および付加の処理を実施するオーディオＤＳＰと、前記ラジオＤＳＰのＡＴＣに係る信号処理の効果量を監視する制御部とを備え、
   前記制御部が前記ＡＴＣに係る信号処理の効果量に基づいて前記擬似高域成分の量を決定して制御信号として前記オーディオＤＳＰへ出力し、前記オーディオＤＳＰが前記ラジオＤＳＰからの出力音声に対して前記制御信号に応じた量の擬似高域成分の生成および付加を実施することを特徴とする車載用受信装置。
2. 前記オーディオＤＳＰは、前記ラジオＤＳＰのＡＴＣに係る信号処理によって削減されたアナログラジオ音声信号の高域成分を前記ラジオＤＳＰのＡＴＣに係る信号処理によって削減される前の音声信号に近づける処理を実施することを特徴とする請求項１記載の車載用受信装置。
3. 前記デジタルラジオ音声信号の信号処理を実施するオーディオＥＱをさらに備え、前記オーディオＤＳＰは、前記オーディオＥＱが出力する音声信号の周波数特性と前記オーディオＤＳＰが出力する音声信号の周波数特性とが同じになるよう前記ラジオＤＳＰからの出力音声に対して擬似高域成分の生成および付加の処理を実施することを特徴とする請求項１記載の車載用受信装置。