(57)【要約】【課題】受信状況に応じた適切なノイズ除去を行うことができる受信機および受信機のノイズ低減方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る受信機は、分離部と、変更部とを備える。分離部は、受信信号を直交復調してＩ信号とＱ信号とに分離する。変更部は、Ｉ信号およびＱ信号に含まれるノイズを低減する適応フィルタのフィルタ係数の更新に使用する誤差信号の算出処理をＩ信号とＱ信号との相関度に応じて変更する。【選択図】図５
2020014066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を直交復調してＩ信号とＱ信号とに分離する分離部と、
前記Ｉ信号および前記Ｑ信号に含まれるノイズを低減する適応フィルタのフィルタ係数の更新に使用する誤差信号の算出処理を前記Ｉ信号と前記Ｑ信号との相関度に応じて変更する変更部と
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記変更部は、
前記Ｑ信号に前記フィルタ係数を乗じて前記Ｉ信号との差分をとることで前記誤差信号を算出する第１算出処理と、前記Ｉ信号に前記フィルタ係数を乗じて前記Ｑ信号との差分をとることで前記誤差信号を算出する第２算出処理とを前記相関度に応じて切替える
ことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記変更部は、
前記算出処理における前記第１算出処理および前記第２算出処理の寄与度を前記相関度に応じて変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
前記変更部は、
ＡＭ（Amplitude  Modulation）放送で使用される周波数帯域の周波数毎に前記相関度を算出し、当該相関度の平均値に応じて前記算出処理を変更する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受信機。
【請求項５】
前記変更部は、
前記周波数帯域のうち聴感上の影響が大きい帯域における前記相関度の平均値を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の受信機。
【請求項６】
受信信号を直交復調してＩ信号とＱ信号とに分離する工程と、
前記Ｉ信号および前記Ｑ信号に含まれるノイズを低減する適応フィルタのフィルタ係数の更新に使用する誤差信号の算出処理を前記Ｉ信号と前記Ｑ信号との相関度に応じて変更する工程と
を含むことを特徴とする受信機のノイズ低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、受信機および受信機のノイズ低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＭ（Amplitude  Modulation）変調された受信信号（ラジオ放送波）を直交復調することで、受信信号をＩ信号（同相成分）およびＱ信号（直交成分）に分離し、Ｑ信号を用いてＩ信号からノイズを除去する受信機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５１９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の受信機では、受信状況によっては適切なノイズ除去を行うことができない場合がある。
【０００５】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、受信状況に応じた適切なノイズ除去を行うことができる受信機および受信機のノイズ低減方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の一態様に係る受信機は、分離部と、変更部とを備える。分離部は、受信信号を直交復調してＩ信号とＱ信号とに分離する。変更部は、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号に含まれるノイズを低減する適応フィルタのフィルタ係数の更新に使用する誤差信号の算出処理を前記Ｉ信号と前記Ｑ信号との相関度に応じて変更する。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様に係る受信機および受信機のノイズ低減方法は、受信状況に応じた適切なノイズ除去を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る受信機の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係る第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理の特性の説明図である。
【図３】図３は、実施形態に係る受信信号のＩ信号、Ｑ信号、および相関度の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、実施形態に係る受信信号のＩ信号、Ｑ信号、および相関度の一例を示す説明図である。
【図５】図５は、実施形態に係るノイズ除去装置の構成の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施形態に係るノイズ除去装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施形態の変形例に係るノイズ除去装置の構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、受信機および受信機のノイズ低減方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図１は、実施形態に係る受信機１の構成の一例を示すブロック図である。
【００１０】
ここでは、実施形態に係る受信機１が車両に搭載されてＡＭ（Amplitude  Modulation）変調されたラジオ放送波（以下、受信信号という。）を受信する車載ラジオ受信装置である場合を例に挙げて説明する。なお、受信機１は、車載ラジオ受信装置に限定されるものではなく、ＡＭ変調された信号を受信可能な他の通信機器であってもよい。
【００１１】
図１に示すように、受信機１は、ＲＦ（Radio  Frequency）／ＩＦ（Intermediate  Frequency）部２と、Ａ（Analog）／Ｄ（Digital）変換部３と、検波部４と、ノイズ除去装置５と、出力部６とを備える。また、受信機１には、アンテナ２０が接続される。
【００１２】
アンテナ２０は、様々なラジオ放送局から送信される複数の信号を受信する。アンテナ２０によって受信される受信信号には、所定周波数（たとえば、ＲＦ帯）の搬送波、音声信号である信号波およびノイズ等が含まれる。
【００１３】
ＲＦ／ＩＦ部２は、アンテナ２０によって受信した受信信号から受信すべき放送波の信号を抽出して増幅し、高周波信号（ＲＦ信号）増幅回路や、中間周波信号（ＩＦ信号）増幅回路等により構成され、その処理信号であるＩＦ信号はＡ／Ｄ変換部３に出力される。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換部３は、ＲＦ／ＩＦ部２から入力されたアナログのＩＦ信号をデジタルのＩＦ信号に変換する。
【００１５】
検波部４は、Ａ／Ｄ変換部３から入力されたＩＦ信号を直交復調し、Ｉ信号およびＱ信号に分離する分離部として機能する。検波部４は、搬送波と同じ周波数と位相の正弦波と、ＩＦ信号とをミキサで混合することで、ＩＦ信号からＩ信号を分離する。
【００１６】
また、検波部４は、搬送波と同じ周波数の正弦波の位相から９０度ずらされた直交正弦波と、ＩＦ信号とをミキサで混合することで、ＩＦ信号からＱ信号を分離する。ノイズ除去装置５には、検波部４からＩ信号およびＱ信号が入力される。
【００１７】
ノイズ除去装置５は、入力されるＩ信号およびＱ信号に含まれるノイズを適応フィルタによって低減し、Ｉ信号からＱ信号を差し引いた出力信号を出力部６へ出力する。出力部６は、ノイズ除去装置５から出力された出力信号をアナログ信号に変換し、スピーカ等の外部装置へ出力する。
【００１８】
ここで、ノイズ除去装置５は、受信信号に対して一様な適応フィルタ処理を行うだけでは、受信状況に応じた適切なノイズ除去を行うことができない。このため、ノイズ除去装置５は、第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理という２種類のフィルタ処理が可能な構成を備える。
【００１９】
第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理は、Ｉ信号およびＱ信号に含まれるノイズを低減する適応フィルタのフィルタ係数の更新に使用する誤差信号の算出処理の内容が異なる。
【００２０】
第１適応フィルタ処理では、例えば、Ｑ信号にフィルタ係数を乗じてＩ信号との差分をとることで誤差信号を算出する。一方、第２適応フィルタ処理では、例えば、Ｉ信号にフィルタ係数を乗じてＱ信号との差分をとることで誤差信号を算出する。
【００２１】
ただし、第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理には、それぞれにメリットとデメリットとがある。ここで、図２〜図４を参照し、第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理の特性について説明する。
【００２２】
図２は、実施形態に係る第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理の特性の説明図である。図３および図４は、実施形態に係る受信信号のＩ信号、Ｑ信号、および相関度の一例を示す説明図である。
【００２３】
図２に示すように、受信機１の受信状況としては、例えば、弱電界、ノイズ周波数≒変調周波数、ＳＦＮ（Single  Frequency  Network）、および温度変化大等の状況がある。ここでの弱電界は、受信信号の信号レベルが比較的低い状況のことである。
【００２４】
また、ノイズ周波数≒変調周波数は、受信信号に含まれるノイズの周波数が受信信号の変調周波数と非常に近い状況のことである。ＳＦＮは、受信機１が同一のＡＭ放送の電波を複数の中継局から時間差で受信する状況のことである。また、温度変化大は、例えば、受信機１が搭載される車両の走行状況によって受信機１の温度が急激に変化（例えば、上昇）する状況のことである。
【００２５】
第１適応フィルタ処理は、弱電界の状況では、フロアノイズが増加する等の問題があるが、ノイズ周波数≒変調周波数、ＳＦＮ、および温度変化大の状況では適切なノイズ除去を行うことができる。
【００２６】
一方、第２適応フィルタ処理は、ノイズ周波数≒変調周波数、ＳＦＮ、および温度変化大の状況ではビートノイズを適切に除去できない場合があるが、弱電界の状況では、適切なノイズ除去を行うことができる。
【００２７】
このため、ノイズ除去装置５は、弱電界の状況では、受信信号に対して第２適応フィルタ処理を行い、ノイズ周波数≒変調周波数、ＳＦＮ、および温度変化大の状況では、受信信号に対して第１適応フィルタ処理を行う。
【００２８】
具体的には、受信機１は、例えば、弱電界の状況で受信信号を受信する場合、図３の（ａ）に示すように、ＡＭ放送で使用される７．５ｋＨｚ以下の周波数帯域（以下、「ＡＭ周波数帯域」と記載する）の全体に分布するＩ信号を検出する。また、かかる場合に、受信機１は、図３の（ｂ）に示すように、ビートノイズの周波数ｆ１近傍の周波数帯域にだけピークが現れるＱ信号を検出する。
【００２９】
このため、図３の（ｃ）に示すように、Ｉ信号とＱ信号の相関度（例えば、コヒーレンス）は、周波数ｆ１近傍の周波数帯域だけ高い値となり、それ以外の帯域では非常に低い値となる。その結果、ＡＭ周波数帯域全体でのコヒーレンスの平均値は、比較的低い値となる。
【００３０】
これに対して、受信機１は、例えば、ＳＦＮの状況で受信信号を受信する場合、図４（ａ）に示すように、ＡＭ周波数帯域全体に分布するＩ信号を検出する。また、かかる場合に、受信機１は、図４の（ｂ）に示すように、ＡＭ周波数帯域全体に分布し、Ｉ信号のレベルが低下する周波数帯域ｆ２〜Ｆ３、ｆ４〜ｆ５でレベルが高く、それ以外の帯域ではレベルが低いＱ信号を検出する傾向がある。
【００３１】
このため、図４の（ｃ）に示すように、Ｉ信号とＱ信号の相関度（例えば、コヒーレンス）は、Ｉ信号のレベルが低下する周波数帯域ｆ２〜Ｆ３、ｆ４〜ｆ５で高くなる傾向がある。
【００３２】
その結果、ＡＭ周波数帯域全体でのコヒーレンスの平均値は、弱電界の状況よりも高い値となる傾向がある。そして、かかる傾向は、ノイズ周波数≒変調周波数の状況および温度変化大の状況でも現れる。
【００３３】
そこで、ノイズ除去装置５は、例えば、ＡＭ周波数帯域の各周波数毎にＩ信号およびＱ信号の相関度を算出し、相関度の平均値が所定の閾値以上である場合に、第１適応フィルタ処理を選択し、閾値未満の場合に第２適応フィルタ処理を選択する。そして、ノイズ除去装置５は、選択したフィルタ処理によって受信信号に含まれるノイズを低減する。
【００３４】
このように、ノイズ除去装置５は、Ｉ信号とＱ信号との相関度に応じて第１適応フィルタ処理または第２適応フィルタ処理のいずれか一方を選択することによって、適応フィルタのフィルタ係数の更新に使用する誤差信号の算出処理を変更してノイズ除去を行う。これにより、ノイズ除去装置５は、弱電界、ノイズ周波数≒変調周波数、ＳＦＮ、および温度変化大等の様々な受信状況で適切なノイズ除去を行うことができる。
【００３５】
なお、Ｉ信号とＱ信号とに相関があり、Ｑ信号が大きいと第２適応フィルタ処理ではフィルタ係数を大きくしようとするので音質劣化等の問題が発声する場合がある。この場合、第１適応フィルタ処理では上記した音質劣化等の問題は発生しない。
【００３６】
一方、Ｉ信号とＱ信号とに殆ど相関がなく、Ｉ信号が大きいと第１適応フィルタ処理では、フィルタ係数を大きくしようとするので、フロアノイズの浮き等の問題が発声する場合がある。この場合、第２適応フィルタ処理では上記したフロアノイズの浮き等の問題は発生しない。
【００３７】
次に、図５を参照し、かかるノイズ除去装置５の構成の一例について説明する。図５は、実施形態に係るノイズ除去装置５の構成の一例を示す説明図である。図５に示すノイズ除去装置５は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。
【００３８】
ノイズ除去装置５は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより機能する第１適応フィルタ処理部５１と、第２適応フィルタ処理部５２と、コヒーレンス演算部５３と、変更部５４とを備える。
【００３９】
なお、ノイズ除去装置５が備える第１適応フィルタ処理部５１、第２適応フィルタ処理部５２、コヒーレンス演算部５３、および変更部５４は、一部または全部がＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成されてもよい。
【００４０】
第１適応フィルタ処理部５１は、ＡＤＦ（Adaptive  Digital  Filter）部７１と、減算部７２と、ＬＭＳ（Least  Mean  Square）部７３とを備える。ＡＤＦ部７１は、検波部４（図１参照）から入力されるＱ信号に対して、ＬＭＳ部７３によって順次更新されるフィルタ係数を乗じて減算部７２へ出力する。
【００４１】
減算部７２は、検波部４（図１参照）から入力されるＩ信号と、ＡＤＦ部７１から入力されるフィルタ係数が乗算されたＱ信号との差分を誤差信号としてＬＭＳ部７３へ出力する。このように、減算部７２は、Ｑ信号にフィルタ係数を乗じてＩ信号との差分をとることで誤差信号を算出する第１算出処理を行う。
【００４２】
かかる減算部７２は、ＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数のＩ信号をＩ（ｎ）、Ｑ信号のベクトルをＱ、フィルタ係数をＷとした場合に、時刻ｎの周波数の誤差信号Ｅｒｒｏｒ（ｎ）を下記式（１）によって演算し、ＬＭＳ部７３へ出力する。
【数１】
2020014066.tif 000003
【００４３】
また、減算部７２は、ＬＭＳ部７３へ出力する誤差信号と同一の信号を出力信号として変更部５４へ出力する。これにより、第１適応フィルタ処理部５１から変更部５４へ出力されるＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数の出力信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｎ）は、下記式（２）で表される。
【数２】
2020014066.tif 000004
【００４４】
ＬＭＳ部７３は、減算部７２から入力される誤差信号と、検波部４（図１参照）から入力されるＱ信号とに基づき、ＬＭＳアルゴリズムと呼ばれる最適化アルゴリズムを用いてＡＤＦ部７１のフィルタ係数を自己適応するように更新する。
【００４５】
かかるＬＭＳ部７３は、ＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数のフィルタ係数をＷ（ｎ）とした場合、時刻ｎ+１の周波数のフィルタ係数Ｗ（ｎ+１）を下記の式（３）によって演算してＡＤＦ部７１に設定する。なお、式（３）におけるμは、フィルタ係数の更新量を決定する正の定数（ステップサイズ）である。
【数３】
2020014066.tif 000005
【００４６】
第２適応フィルタ処理部５２は、ＡＤＦ部７４と、減算部７５と、ＬＭＳ部７６と、フィルタ部７７と、減算部７８とを備える。ＡＤＦ部７４は、検波部４（図１参照）から入力されるＩ信号に対して、ＬＭＳ部７６によって順次更新されるフィルタ係数を乗じて減算部７５へ出力する。
【００４７】
減算部７５は、検波部４（図１参照）から入力されるＱ信号と、ＡＤＦ部７４から入力されるフィルタ係数が乗算されたＩ信号との差分を誤差信号としてＬＭＳ部７６へ出力する。このように、減算部７５は、Ｉ信号にフィルタ係数を乗じてＱ信号との差分をとることで誤差信号を算出する第２算出処理を行う。
【００４８】
かかる減算部７５は、ＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数のＱ信号をＱ（ｎ）、Ｉ信号のベクトルをＩ、フィルタ係数をＷとした場合に、時刻ｎの周波数の誤差信号Ｅｒｒｏｒ（ｎ）を下記式（４）によって演算し、ＬＭＳ部７６へ出力する。
【数４】
2020014066.tif 000006
【００４９】
ＬＭＳ部７６は、減算部７５から入力される誤差信号と、検波部４（図１参照）から入力されるＩ信号とに基づき、ＬＭＳアルゴリズムと呼ばれる最適化アルゴリズムを用いてＡＤＦ部７４のフィルタ係数を自己適応するように更新する。
【００５０】
かかるＬＭＳ部７６は、ＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数のフィルタ係数をＷ（ｎ）とした場合、時刻ｎ+１の周波数のフィルタ係数Ｗ（ｎ+１）を下記の式（５）によって演算してＡＤＦ部７４に設定する。なお、式（５）におけるμは、フィルタ係数の更新量を決定する正の定数（ステップサイズ）である。
【数５】
2020014066.tif 000007
【００５１】
また、ＡＤＦ部７４は、ＬＭＳ部７６によって更新されるフィルタ係数をフィルタ部７７に対して順次更新しながら設定する（図５に示す点線矢印参照）。フィルタ部７７は、ＡＤＦ部７４によって順次更新されて設定されるフィルタ係数を検波部４（図１参照）から入力されるＱ信号に乗じて減算部７８へ出力する。
【００５２】
減算部７８は、検波部４（図１参照）から入力されるＩ信号と、フィルタ部７７から入力されるフィルタ係数が乗算されたＱ信号との差分を出力信号として変更部５４へ出力する。これにより、第２適応フィルタ処理部５２から変更部５４へ出力されるＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数の出力信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｎ）は、下記式（６）で表される。
【数６】
2020014066.tif 000008
【００５３】
コヒーレンス演算部５３は、検波部４（図１参照）から入力されるＩ信号およびＱ信号の相関度（コヒーレンス）をＡＭ周波数帯域の周波数毎に演算し、演算結果を変更部５４へ入力する。
【００５４】
コヒーレンス演算部５３は、周波数ｆにおけるＩ信号のオートパワースペクトルをＰＩＩ（ｆ）、Ｑ信号のオートパワースペクトルをＰＱＱ（ｆ）、Ｉ信号およびＱ信号のクロススペクトルをＰＩＱ（ｆ）とした場合に、下記式（７）によってＩ信号およびＱ信号のコヒーレンスを演算する。
【数７】
2020014066.tif 000009
【００５５】
変更部５４は、コヒーレンス演算部５３から入力されるコヒーレンスのＡＭ周波数帯域全体での平均値を算出する。そして、変更部５４は、コヒーレンスの平均値が所定の閾値以上である場合、Ｉ信号とＱ信号との相関度が高いとして、第１適応フィルタ処理部５１による第１適応フィルタ処理の結果を選択して出力部６（図１参照）へ出力する。
【００５６】
また、変更部５４は、コヒーレンスの平均値が所定の閾値未満である場合、Ｉ信号とＱ信号との相関度が低いとして、第２適応フィルタ処理部５２による第２適応フィルタ処理の結果を選択して出力部６（図１参照）へ出力する。
【００５７】
このように、変更部５４は、ＡＭ周波数帯域全体でのコヒーレンスの平均値に応じて誤差信号の演算処理を変更する。これにより、変更部５４は、特定周波数のＱ信号のレベルに左右されることなく、ＡＭ周波数帯域全体としてのコヒーレンスの高さに応じて、適切な適応フィルタ処理を選択することができる。
【００５８】
また、変更部５４は、Ｑ信号にフィルタ係数を乗じてＩ信号との差分をとって誤差信号を算出する第１算出処理と、Ｉ信号にフィルタ係数を乗じてＱ信号との差分をとって誤差信号を算出する第２算出処理とをＩ信号およびＱ信号の相関度に応じて切替える。
【００５９】
これにより、ノイズ除去装置５は、Ｉ信号およびＱ信号の相関度が比較的高くなるノイズ周波数≒変調周波数、ＳＦＮ、および温度変化大の状況での受信信号に対して第１適応フィルタ処理を行うことで、受信状況に応じた適切なノイズ除去を行うことができる。
【００６０】
また、ノイズ除去装置５は、Ｉ信号およびＱ信号の相関度が比較的低くなる弱電界の状況での受信信号に対しては、第２適応フィルタ処理を行うことで、受信状況に応じた適切なノイズ除去を行うことができる。
【００６１】
次に、図６を参照し、実施形態に係るノイズ除去装置５が実行する処理の一例について説明する。図６は、実施形態に係るノイズ除去装置５が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【００６２】
ノイズ除去装置５は、検波部４からＩ信号およびＱ信号の入力が開始されてからＩ信号およびＱ信号の入力が終了されるまでの間、図６に示す処理を繰り返し実行する。具体的には、図６に示すように、ノイズ除去装置５は、まず、入力されるＩ信号およびＱ信号に対して、第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理を並行して行う（ステップＳ１０１）。
【００６３】
そして、ノイズ除去装置５は、ＡＭ周波数帯域内の各周波数毎にＩ信号およびＱ信号の相関度を算出し（ステップＳ１０２）、ＡＭ周波数帯域内における相関度の平均値を算出する（ステップＳ１０３）。続いて、ノイズ除去装置５は、算出した相関度が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００６４】
そして、ノイズ除去装置５は、相関度が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、第１適応フィルタ処理の処理結果を選択して出力部６へ出力し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。その後、ノイズ除去装置５は、再度ステップＳ１０１から処理を開始する。
【００６５】
また、ノイズ除去装置５は、相関度が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、第２適応フィルタ処理の処理結果を選択して出力部６へ出力し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。その後、ノイズ除去装置５は、再度ステップＳ１０１から処理を開始する。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、誤差信号を算出する算出処理として、Ｑ信号にフィルタ係数を乗じてＩ信号との差分をとる第１演算処理と、Ｉ信号にフィルタ係数を乗じてＱ信号との差分をとる第２演算処理との何れか一方を選択したが、これは一例である。
【００６７】
誤差信号を算出する場合には、例えば、誤差信号の算出処理における上述した第１算出処理および第２算出処理の寄与度をＩ信号およびＱ信号の相関度に応じて変更してもよい。次に、図７を参照し、誤差信号の算出処理における第１算出処理および第２算出処理の寄与度をＩ信号およびＱ信号の相関度に応じて変更するノイズ除去装置５ａの構成の一例について説明する。
【００６８】
図７は、実施形態の変形例に係るノイズ除去装置５ａの構成の一例を示す説明図である。図７に示すように、ノイズ除去装置５ａは、変更部８と、コヒーレンス演算部５３と、ＡＤＦ部９１と、減算部９２と、ＬＭＳ部９３と、フィルタ部９４と、減算部９５とを備える。
【００６９】
変更部８は、第１増幅部８１と、第２増幅部８２と、第３増幅部８３と、第４増幅部８４と、第１加算部８５と、第２加算部８６とを備える。コヒーレンス演算部５３は、検波部４（図１参照）から入力されるＩ信号およびＱ信号の相関度（コヒーレンス）を演算して変更部８の第１増幅部８１、第２増幅部８２、第３増幅部８３、および第４増幅部８４へ出力する。
【００７０】
第１増幅部８１は、コヒーレンス演算部５３から入力されるコヒーレンスに基づき、ＡＭ周波数帯域全体でのコヒーレンスの平均値に応じてゲインαを変更する。第２増幅部８２は、コヒーレンスの平均値に応じてゲイン１−αを変更する。第３増幅部８３は、コヒーレンスの平均値に応じてゲイン１−αを変更する。第４増幅部８４は、コヒーレンスの平均値に応じてゲインαを変更する。
【００７１】
第１増幅部８１、第２増幅部８２、第３増幅部８３、および第４増幅部８４は、コヒーレンスの平均値が最大値の１（相関度最高）の場合に、α＝０とし、コヒーレンスの平均値が最小値の０（相関度最低）の場合に、α＝１とする。
【００７２】
また、第１増幅部８１、第２増幅部８２、第３増幅部８３、および第４増幅部８４は、０＜コヒーレンスの平均値＜１の場合には、コヒーレンスの平均値に応じて０＜α＜１とする。
【００７３】
第１増幅部８１は、入力される１信号をα倍に増幅して第１加算部８５へ出力する。第２増幅部８２は、入力されるＩ信号を１−α倍に増幅して第２加算部８６へ出力する。第３増幅部８３は、入力されるＱ信号を１−α倍に増幅して第１加算部８５へ出力する。第４増幅部８４は、入力されるＱ信号をα倍に増幅して第２加算部８６へ出力する。
【００７４】
第１加算部８５は、第１増幅部８１の出力信号と第３増幅部８３の出力信号とを加算してＡＤＦ部９１およびＬＭＳ部９３へ出力する。第２加算部８６は、第２増幅部８２の出力信号と第４増幅部８４の出力信号とを加算して減算部９２へ出力する。
【００７５】
ＡＤＦ部９１は、第１加算部８５から入力される信号に対して、ＬＭＳ部９３によって順次更新されるフィルタ係数を乗じて減算部９２へ出力する。減算部９２は、第２加算部８６から入力される信号と、ＡＤＦ部９１から入力されるフィルタ係数が乗算された信号との差分を誤差信号としてＬＭＳ部９３へ出力する。
【００７６】
かかる減算部７５は、ＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数のＩ信号をＩ（ｎ）、Ｑ信号をＱ（ｎ）、Ｉ信号のベクトルをＩ、Ｑ信号のベクトルをＱ、フィルタ係数をＷとした場合に、時刻ｎの周波数の誤差信号Ｅｒｒｏｒ（ｎ）を下記式（８）によって演算し、ＬＭＳ部９３へ出力する。
【００７７】
なお、式（８）におけるαは、前述した第１増幅部８１、第２増幅部８２、第３増幅部８３、および第４増幅部８４のゲインを変更するコヒーレンスの平均値に応じた値である。
【数８】
2020014066.tif 000010
【００７８】
ＬＭＳ部９３は、減算部９２から入力される誤差信号と、第１加算部８５から入力される信号とに基づき、ＬＭＳアルゴリズムと呼ばれる最適化アルゴリズムを用いてＡＤＦ部９１のフィルタ係数を自己適応するように更新する。
【００７９】
かかるＬＭＳ部９３は、ＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数のフィルタ係数をＷ（ｎ）とした場合、時刻ｎ+１の周波数のフィルタ係数Ｗ（ｎ+１）を下記の式（９）によって演算してＡＤＦ部９１に設定する。なお、式（９）におけるμは、フィルタ係数の更新量を決定する正の定数（ステップサイズ）である。
【数９】
2020014066.tif 000011
【００８０】
また、ＡＤＦ部９１は、ＬＭＳ部９３によって更新されるフィルタ係数をフィルタ部９４に対して順次更新しながら設定する（図７に示す点線矢印参照）。フィルタ部９４は、ＡＤＦ部９１によって順次更新されて設定されるフィルタ係数を検波部４（図１参照）から入力されるＱ信号に乗じて減算部９５へ出力する。
【００８１】
減算部９５は、検波部４（図１参照）から入力されるＩ信号と、フィルタ部９４から入力されるフィルタ係数が乗算されたＱ信号との差分を出力信号として出力部６へ出力する。これにより、ノイズ除去装置５ａから出力部６へ出力されるＡＭ周波数帯域における時刻ｎの周波数の出力信号Ｏｕｔｐｕｔ（ｎ）は、下記式（１０）で表される。
【数１０】
2020014066.tif 000012
【００８２】
かかるノイズ除去装置５ａは、コヒーレンスの平均値が最大値の１（相関度最高）となりα＝０の場合、図５に示すノイズ除去装置５が第１適応フィルタ処理の処理結果を出力部６へ出力する場合と同一の処理を行う。
【００８３】
また、ノイズ除去装置５ａは、コヒーレンスの平均値が最小値の０（相関度最低）となりα＝１の場合、図５に示すノイズ除去装置５が第２適応フィルタ処理の処理結果を出力部６へ出力する場合と同一の処理を行う。
【００８４】
また、ノイズ除去装置５ａは、０＜コヒーレンスの平均値＜１となり、コヒーレンスの平均値に応じて０＜α＜１となる場合には、誤差信号の算出処理における上述した第１算出処理および第２算出処理の寄与度をＩ信号およびＱ信号の相関度に応じて変更する。
【００８５】
つまり、Ｑ信号にフィルタ係数を乗じてＩ信号との差分をとる第１算出処理と、Ｉ信号にフィルタ係数を乗じてＱ信号との差分をとる第２算出処理とが誤差信号算出処理に寄与する寄与度をＩ信号およびＱ信号の相関度に応じて変更する。
【００８６】
これにより、ノイズ除去装置５ａは、Ｉ信号およびＱ信号の相関度に応じて受信信号の様々な受信状況に柔軟に対応した適切なノイズ除去を行うことができる。
【００８７】
なお、上述した実施形態では、ＡＭ周波数帯域全体での相関度の平均値に応じて、誤差信号の算出処理を変更する場合について説明したが、これは一例であり、種々の変形が可能である。
【００８８】
例えば、受信機１は、Ｉ信号およびＱ信号を聴感上のフィルタにかけ、ＡＭ周波数帯域の中で聴感上の影響が大きい帯域における相関度の平均値を算出し、聴感上の影響が大きい帯域での相関度の平均値に応じて誤差信号の算出処理を変更してもよい。
【００８９】
これにより、受信機１は、ＡＭ周波数帯域全体における相関度の平均値に応じて誤差信号の算出処理を変更する場合に比べて、第１適応フィルタ処理および第２適応フィルタ処理の処理負荷を低減しつつ、ユーザにとって耳障りなノイズを適切に除去することができる。
【００９０】
また、受信機１は、ＡＭ周波数帯域全体における相関度の平均値に応じて誤差信号の算出処理を変更する場合、全帯域の中で聴感上の影響が大きな帯域におけるＩ信号およびＱ信号の相関度の重みを他の帯域よりも重くして相関度の平均値を算出してもよい。これにより、受信機１は、ユーザにとって耳障りなノイズをより確実に除去することができる。
【００９１】
また、受信機１は、ＡＭ周波数帯域全体や聴感上の影響が大きい帯域におけるＩ信号およびＱ信号の相関度の総和に基づいて、誤差信号の算出処理を変更する構成であってもよい。これによっても、受信機１は、上述した実施形態と同様に、受信状況に応じた適切なノイズ除去を行うことができる。
【００９２】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１  受信機
２  ＲＦ／ＩＦ部
３  Ａ／Ｄ変換部
４  検波部
５，５ａ  ノイズ除去装置
５１  第１適応フィルタ処理部
５２  第２適応フィルタ処理部
５３  コヒーレンス演算部
５４，８  変更部
６  出力部
７１，７４，９１  ＡＤＦ部
７２，７５，７８，９２，９５  減算部
７３，７６，９３  ＬＭＳ部
７７，９４  フィルタ部
８１  第１増幅部
８２  第２増幅部
８３  第３増幅部
８４  第４増幅部
８５  第１加算部
８６  第２加算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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