(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数の分離対象成分を含む被変換信号を入力して、該被変換信号を、該所定の周波数に対応するサンプリング周波数でサンプリングし、ディジタル信号に変換して出力するアナログ−ディジタル変換器と、
前記分離対象成分の周波数である所定の周波数に対応して前記アナログ−ディジタル変換器のサンプリング周波数を変化させるサンプリング周波数変更手段と、
前記所定の周波数の成分を含む原信号を入力し、該所定の周波数より高く、且つ、前記サンプリング周波数によるサンプリングによって折り返し歪が生じる周波数より低いカットオフ周波数以下の周波数成分を有する前記被変換信号を出力して、前記アナログ−ディジタル変換器に供給する第１のフィルタ手段と、
パルス伝達関数が互いに異なる複数のディジタルフィルタ素子からなり、前記ディジタル信号を入力して前記所定の周波数の成分を含む信号を出力する第２のフィルタ手段と、
前記サンプリング周波数変更手段による前記サンプリング周波数の変更に伴う各ディジタルフィルタ素子の特性の変化に従って、前記第１のフィルタ手段の阻止領域と重複する阻止領域を有するフィルタ素子を除外するように、前記複数のディジタルフィルタ素子の組み合わせを変える特性制御手段と、
を備えることを特徴とするフィルタシステム。
【請求項２】
前記第１のフィルタと前記複数のフィルタ素子は、所定のアルゴリズム処理により実現される、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタシステム。
【請求項３】
前記特性制御手段は、サンプリング周波数が上がるに従って除外するフィルタ素子の数を増加する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタシステム。
【請求項４】
分離対象成分を含むアナログ信号を入力して、前記分離対象成分の周波数より高いカットオフ周波数でフィルタリングして、前記分離対象成分を抽出して出力する第１フィルタリング工程と、
前記分離対象成分の周波数に対応するサンプリング周波数を設定するサンプリング周波数設定工程と、
設定したサンプリング周波数で第１フィルタリング工程でフィルタリングされたアナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換して出力する変換工程と、
前記ディジタル信号に、パルス伝達関数が互いに異なる複数のフィルタリング処理を実行して、前記所定の周波数の成分を抽出して出力する第２フィルタリング工程と、
サンプリング周波数の変更に伴う各フィルタリング処理の処理特性の変化に従って、前記第１フィルタリング工程における阻止領域と重複する阻止領域を有するフィルタリング処理を除外するように、第２フィルタリング工程における複数のフィルタリング処理の組み合わせを変える制御工程と、
を備えることを特徴とするフィルタリング方法。
【請求項５】
分離対象成分の周波数に対応するサンプリング周波数を設定するサンプリング周波数設定工程と、
設定したサンプリング周波数で、分離対象成分を含むアナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換して出力する変換工程と、
前記変換工程で変換されたディジタル信号を、該ディジタル信号のサンプリング周波数とは無関係な阻止特性でフィルタリングする第１のフィルタ工程と、  入力ディジタル信号のサンプリング周波数に応じて阻止帯域の位置が変化する複数のフィルタリング処理を実行して、前記第１のフィルタ工程でフィルタリングされたディジタル信号をフィルタリングして出力する第２のフィルタ工程と、
前記サンプリング周波数設定工程によるサンプリング周波数の変更に伴う各フィルタリング処理の処理特性の変化に従って、前記第１フィルタ工程における阻止領域と重複する阻止領域を有するフィルタリング処理を除外するように、前記複数のフィルタリング処理の組み合わせを変える制御工程と、
より構成されることを特徴とするフィルタリング工程と、
を備えることを特徴とするフィルタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等を用いたフィルタシステムに関し、特に、トーン周波数等の低周波数の信号を抽出するのに用いられるフィルタシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信機等における、ＣＴＣＳＳ(Continuous Tone Code Squelch System)信号等のトーン周波数信号は、音声信号の帯域より低い周波数を有する制御信号であり、音声信号に重畳して送信され、受信側において音声信号より分離及び解析され、受信側の制御に用いられる。
このトーン周波数信号と音声信号の分離や雑音の除去を行う技術として、ディジタルフィルタを用いる技術が知られている。
【０００３】
ディジタルフィルタを用いたＣＴＣＳＳ信号分離装置は、例えば図１９に示すように、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０２と、サンプリング信号発生器１０３と、ディジタルフィルタ素子１０４とより構成される。
【０００４】
ディジタルフィルタ素子１０４は、有限長インパルス応答（ＦＩＲ）ディジタルフィルタ素子、無限長インパルス応答（ＩＩＲ）ディジタルフィルタ素子又はその両方からなる。
【０００５】
このＣＴＣＳＳ信号分離装置は、ＣＴＣＳＳ信号が重畳された音声信号がＬＰＦ１０１に入力されると、ＬＰＦ１０１がその低域成分のみを出力してＡ／Ｄ変換器１０２に供給する。
Ａ／Ｄ変換器１０２は、サンプリング信号発生器１０３が発生する所定の周波数（すなわちサンプリング周波数）のサンプリング信号に従って上述の低域成分をサンプリングする。そして、得られた信号サンプルをディジタルフィルタ素子１０４に供給する。
【０００６】
このようなＣＴＣＳＳ信号分離装置においては、複数のサンプリング周波数又は複数のＣＴＣＳＳ信号周波数に対応した通過特性を得る必要がある。
そのための手法としては、例えば特開平７−１５３９５に開示されているようにして、ディジタルフィルタ素子の固定係数を逐一変化させる手法が考えられる。
【０００７】
すなわち、ディジタルフィルタ素子１０４をＣＰＵ１０５の演算アルゴリズムより構成し、ディジタルフィルタ素子１０４の伝達関数は、該アルゴリズムの処理に用いられる固定係数データにより決定されるようにする。
そして、この固定係数データが、上述の複数のサンプリング周波数に対応して複数用意され、該複数のサンプリング周波数を識別する識別データに対応して、所定のシーケンスに従い読み出される。
ＣＰＵは、この固定係数データ及び上述の信号サンプルを受けて演算処理を行い、出力信号を生成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなＣＴＣＳＳ信号分離装置では、ＣＴＣＳＳ信号の周波数が高くなると、それに伴ってサンプリング周波数も高くする必要があるが、サンプリング周波数が高くなると、ＣＰＵ、ＤＳＰがフィルタ演算処理に費やす時間の割合が増大し、見かけの処理能力が低下するという問題点がある。
【０００９】
すなわち、ナイキストの定理から、ディジタル変換されるアナログ信号を正確にディジタル表現するには、サンプリング周波数は原信号（アナログ信号）の周波数の２倍以上でなければならない。一方で、フィルタ処理時間（すなわち、１個の信号サンプルがＣＰＵ等によりフィルタ演算処理されるのに要した時間）は、１サンプリングあたり一定である。
従って、図２０に示すように、サンプリング周波数が上がることにより単位時間内のサンプリング数が増えると、フィルタ処理割合（すなわち、１サンプリング周期の間でＣＰＵ等がフィルタ演算処理に費やした時間の割合）が大きくなる。
【００１０】
例えば、上述のＣＴＣＳＳ信号分離装置がＣＴＣＳＳ信号の分離を行った場合のＣＰＵ１０５のフィルタ処理時間及びフィルタ処理割合の一例は、表１の通りである。
【００１１】
【表１】
0003643669.tif 000002
【００１２】
表１において、フィルタ処理割合は、ＣＴＣＳＳ周波数が高いときに上昇している。これは、ＣＰＵ１０５がフィルタ演算以外の処理を行う時間が失われ、ＣＰＵ１０５の見かけの処理能力の低下を招いていることを示すものである。
【００１３】
この発明は上記実状に鑑みてなされたもので、サンプリング周波数の増大に伴うＣＰＵ等のフィルタ処理時間の増大を回避して、ＣＰＵ等がフィルタ演算以外の処理を行う時間を確保しつつ、所望の通過特性を実現するフィルタシステムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点にかかるフィルタシステムは、所定の周波数の分離対象成分を含む被変換信号を入力して、該被変換信号を、該所定の周波数に対応するサンプリング周波数でサンプリングし、ディジタル信号に変換して出力するアナログ−ディジタル変換器と、前記分離対象成分の周波数である所定の周波数に対応して前記アナログ−ディジタル変換器のサンプリング周波数を変化させるサンプリング周波数変更手段と、前記所定の周波数の成分を含む原信号を入力し、該所定の周波数より高く、且つ、前記サンプリング周波数によるサンプリングによって折り返し歪が生じる周波数より低いカットオフ周波数以下の周波数成分を有する前記被変換信号を出力して、前記アナログ−ディジタル変換器に供給する第１のフィルタ手段と、パルス伝達関数が互いに異なる複数のディジタルフィルタ素子からなり、前記ディジタル信号を入力して前記所定の周波数の成分を含む信号を出力する第２のフィルタ手段と、前記サンプリング周波数変更手段による前記サンプリング周波数の変更に伴う各ディジタルフィルタ素子の特性の変化に従って、前記第１のフィルタ手段の阻止領域と重複する阻止領域を有するフィルタ素子を除外するように、前記複数のディジタルフィルタ素子の組み合わせを変える特性制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
このようなフィルタシステムによれば、前記ローパスフィルタの阻止帯域と前記複数のディジタルフィルタ素子の少なくとも１個の阻止帯域の全体が重複するとき、該少なくとも１個のディジタルフィルタ素子に対応するＣＰＵ等の処理を省略することにより、ＣＰＵ等の処理が軽減される。
【００１７】
このようなフィルタシステムによれば、前記第１のフィルタの阻止帯域と前記第２のフィルタの阻止帯域が重複するとき、前記第２のフィルタの少なくとも１個のフィルタ素子を除外することにより、フィルタリングの処理が軽減される。
【００１９】
前記第１のフィルタと前記複数のフィルタ素子は、所定のアルゴリズム処理により実現されるものとすれば、前記第１のフィルタと各フィルタ素子が、ＣＰＵ等により処理されるソフトウェアを用いて構成されるので、コンピュータによる処理に好適である。
例えば、前記特性制御手段は、サンプリング周波数が上がるに従って除外するフィルタ素子の数を増加する。
【００２０】
上記目的を達成するため、この発明の第２の観点にかかるフィルタリング方法は、
分離対象成分を含むアナログ信号を入力して、前記分離対象成分の周波数より高いカットオフ周波数でフィルタリングして、前記分離対象成分を抽出して出力する第１フィルタリング工程と、
前記分離対象成分の周波数に対応するサンプリング周波数を設定するサンプリング周波数設定工程と、
設定したサンプリング周波数で第１フィルタリング工程でフィルタリングされたアナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換して出力する変換工程と、
前記ディジタル信号に、パルス伝達関数が互いに異なる複数のフィルタリング処理を実行して、前記所定の周波数の成分を抽出して出力する第２フィルタリング工程と、
サンプリング周波数の変更に伴う各フィルタリング処理の処理特性の変化に従って、前記第１フィルタリング工程における阻止領域と重複する阻止領域を有するフィルタリング処理を除外するように、第２フィルタリング工程における複数のフィルタリング処理の組み合わせを変える制御工程と、
を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、この発明の第３の観点にかかるフィルタリング方法は、
分離対象成分の周波数に対応するサンプリング周波数を設定するサンプリング周波数設定工程と、
設定したサンプリング周波数で、分離対象成分を含むアナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換して出力する変換工程と、
前記変換工程で変換されたディジタル信号を、該ディジタル信号のサンプリング周波数とは無関係な阻止特性でフィルタリングする第１のフィルタ工程と、  入力ディジタル信号のサンプリング周波数に応じて阻止帯域の位置が変化する複数のフィルタリング処理を実行して、前記第１のフィルタ工程でフィルタリングされたディジタル信号をフィルタリングして出力する第２のフィルタ工程と、
前記サンプリング周波数設定工程によるサンプリング周波数の変更に伴う各フィルタリングショリの処理特性の変化に従って、前記第１フィルタ工程における阻止領域と重複する阻止領域を有するフィルタリング処理を除外するように、前記複数のフィルタリング処理の組み合わせを変える制御工程と、
より構成されることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態にかかるフィルタシステムを、ＣＴＣＳＳ信号を用いる受信機を例とし、図１を参照して説明する。
図１は、この受信機の物理的構成及び論理的構成の一例を示す。
図示するように、この受信機は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１と、Ａ／Ｄ変換器（アナログ−ディジタル変換器）２と、サンプリング信号発生器３と、スイッチ４と、４個のフィルタ５ａ〜５ｄと、処理部６と、制御部７と、アンテナ１１と、同調部１２と、復調部１３と、ＡＦ（オーディオ周波数）出力部１４と、スピーカ１５とより構成される。
【００２２】
ＬＰＦ１は、５次のアナログフィルタより構成されている。通過特性は、図２に示す通り、カットオフ周波数がほぼ３００Ｈｚ、阻止帯域でのゲイン特性曲線の傾きがほぼ−３０ｄＢ毎オクターブである。
ＬＰＦ１がこの通過特性を有することにより、ＬＰＦ１より出力されるアナログ信号は、カットオフ周波数に対するナイキスト周波数（すなわちカットオフ周波数の２倍の周波数）以上の周波数でサンプリングされたとき、折り返し歪みを実質上発生させない。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器２は、ＬＰＦ１よりアナログ信号を入力し、またサンプリング信号発生器３よりサンプリング信号を入力する。そして、サンプリング信号に従って、アナログ信号をサンプルホールドし、ディジタル信号に変換して、スイッチ４に出力する。
【００２４】
サンプリング信号発生器３は、制御部７より通知される、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数の情報に従い、所定の８種類のサンプリング周波数を有するサンプリング信号のいずれか１種を選択して、Ａ／Ｄ変換器２に出力する。該８種類のサンプリング信号は、本実施の形態の受信機が受信する信号に含まれる８種類のＣＴＣＳＳ信号の各々の周波数の８倍の周波数を有する。
【００２５】
スイッチ４は、Ａ／Ｄ変換器２よりディジタル信号を入力し、制御部７より分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数の情報を入力する。
そして、該情報から特定されるサンプリング周波数（すなわち、該ＣＴＣＳＳ信号の周波数の８倍の周波数）に対応して、ディジタル信号を、４個の出力端４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのいずれか１個に出力する。
【００２６】
フィルタ５ａ〜５ｄは、いずれも有限長インパルス応答（ＦＩＲ）ディジタルフィルタに対応するフィルタ演算を行う演算素子である。
【００２７】
フィルタ５ａは図３（ａ）に示すように、入力信号と遅延素子１個を経た出力との和を出力するフィルタが３個カスケードに接続された構造を有する。
フィルタ５ａのパルス伝達関数Ｈａ（ｚ）は、数式１で表される。（以下、ｅを自然対数の底、ｊを虚数単位、ωを入力信号の角周波数、Ｔをサンプリング周期すなわちサンプリング周波数の逆数とし、ｚ＝ｅ-jωTとする。）
【００２８】
【数１】
Ｈａ(ｚ)＝(１＋ｚ-1)3
例えばサンプリング周波数が５３６Ｈｚの場合におけるフィルタ５ａの通過特性のグラフは、図４の通りとなる。
【００２９】
フィルタ５ｂは図３（ｂ）に示すように、入力信号と遅延素子１個を経た出力との和を出力するフィルタが２個カスケードに接続された構造を有する。
フィルタ５ｂのパルス伝達関数Ｈｂ（ｚ）は、数式２で表される。
【００３０】
【数２】
Ｈｂ(ｚ)＝(１＋ｚ-1)2
例えばサンプリング周波数が５３６Ｈｚの場合におけるフィルタ５ｂの通過特性のグラフは、図５の通りとなる。
【００３１】
フィルタ５ｃは図３（ｃ）に示すように、入力信号と遅延素子４個を経た出力信号との差を出力する。
フィルタ５ｃのパルス伝達関数Ｈｃ（ｚ）は、数式３で表される。
【００３２】
【数３】
Ｈｃ(ｚ)＝(１−ｚ-4)
例えばサンプリング周波数が５３６Ｈｚの場合におけるフィルタ５ｃの通過特性のグラフは、図６の通りとなる。
【００３３】
フィルタ５ｄは、図３（ｄ）に示すように、入力信号と遅延素子６個を経た出力信号との差を出力するフィルタと、入力信号と遅延素子５個を経た出力信号との差を出力するフィルタがカスケードに接続された構造を有する。
フィルタ５ｄのパルス伝達関数Ｈｄ（ｚ）は、数式４で表される。
【００３４】
【数４】
Ｈｄ(ｚ)＝(１−ｚ-6)・(１−ｚ-5)
例えばサンプリング周波数が５３６Ｈｚの場合におけるフィルタ５ｄの通過特性のグラフは、図７の通りとなる。
【００３５】
処理部６は、フィルタ５ｄが出力する信号を入力して解析し、解析結果に対応する処理を行い、処理が終了すると、制御部７に対し、処理の完了を通知し、信号解析結果を供給する。
信号解析結果には、例えば、受信機が新たに分離すべきＣＴＣＳＳ信号の周波数の情報、新たに受信すべき周波数の情報、及びＡＦ出力部１４によるＡＦ信号の再生の可否を示す情報が含まれる。
【００３６】
制御部７は、処理部６が供給する信号解析結果、及び外部からのユーザの操作等に基づき、
サンプリング信号発生器３及びスイッチ４に、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数を通知する信号を送り、
同調部１２及び復調部１３に、同調部１２が同調すべき周波数を指示する信号を送り、
ＡＦ出力部１４に、ＡＦ信号の再生の許可又は禁止を指示する信号を送る。
【００３７】
同調部１２は、制御部７が指示する特定の周波数に同調して、アンテナ１１が導く電波のうち、該特定の周波数を有する電波に対応するＲＦ（ラジオ周波数）信号を復調部１３へ導く。
【００３８】
復調部１３は、制御部７が指示する特定の周波数に対応して発振周波数が変わる局部発振器を備え、同調部１２より供給されたＲＦ信号を該局部発振器の出力と混合して、所定の周波数のＩＦ（中間周波数）信号に変換する。
そして該ＩＦ信号を復調し、音声信号とＣＴＣＳＳ信号とからなるＡＦ信号を生成して、該ＡＦ信号をＬＰＦ１及びＡＦ出力部１４へ供給する。
【００３９】
ＡＦ出力部１４は、制御部７よりＡＦ信号の出力を許可する指示を受けると、該ＡＦ信号に従ってスピーカ１５を駆動する。
【００４０】
次に、この受信機の動作を、図１を参照して説明する。
まず、制御部７が、同調部１２に対し、特定の周波数に同調することを指示する。
同調部１２は、この指示を受けて該周波数に同調し、アンテナ１１が導く電波のうち、該特定の周波数を有する電波に対応するＲＦ信号を復調部１３へ導く。復調部１３は、該ＲＦ信号をＩＦ信号に変換した後復調してＡＦ信号を生成し、該ＡＦ信号を、ＬＰＦ１及びＡＦ出力部１４に供給する。
【００４１】
このＡＦ信号に含まれるＣＴＣＳＳ信号は、前に述べたように所定の８種類のいずれかであり、具体的には、
６７．０Ｈｚ、１５１．４Ｈｚ、１５６．７Ｈｚ、１８３．５Ｈｚ、１８６．２Ｈｚ、２１０．７Ｈｚ、２１８．１Ｈｚ、２５４．１Ｈｚ、
のうちいずれか１種類のみである。
【００４２】
ＬＰＦ１は、入力したＡＦ信号のうちほぼ３００Ｈｚを超える成分を減衰させ、Ａ／Ｄ変換器２へ出力する。
ＣＴＣＳＳ信号の周波数の最大値は３００Ｈｚ以下であるため、ＣＴＣＳＳ信号が減衰されることはない。
【００４３】
一方、制御部７は、サンプリング信号発生器３及びスイッチ４に、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数を通知する。
【００４４】
サンプリング信号発生器３は、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数に対応して、該ＣＴＣＳＳ信号の周波数の８倍の周波数のサンプリング信号を生成する。
例えば、１８３．５ＨｚのＣＴＣＳＳ信号を分離するときは、１４６８Ｈｚのサンプリング信号を生成する。
【００４５】
Ａ／Ｄ変換器２は、サンプリング信号発生器３より供給されるサンプリング信号に従ってＬＰＦ１の出力信号をサンプルホールドし、ディジタル信号化して、スイッチ４へ出力する。
【００４６】
スイッチ４は、サンプリング周波数に従い、
該周波数が１２１１．２Ｈｚ以下のときは出力端４ａに、
該周波数が１２１１．２Ｈｚを超え１４６８Ｈｚ以下のときは出力端４ｂに、該周波数が１４６８Ｈｚを超え１６８５．６Ｈｚ以下のときは出力端４ｃに、該周波数が１６８５．６Ｈｚを超えるときは出力端４ｄに、
ディジタル信号を出力する。
【００４７】
スイッチ４の各出力端４ａ〜４ｄは、図１に示すように、それぞれフィルタ５ａ〜５ｄの入力端に入力されており、且つフィルタ５ａ〜５ｄはカスケードに接続されている。
すなわち、スイッチ４の出力端４ａの出力はフィルタ５ａ〜５ｄを順次通過し、
出力端４ｂの出力はフィルタ５ｂ〜５ｄを順次通過し、
出力端４ｃの出力はフィルタ５ｃ〜５ｄを順次通過し、
出力端４ｄの出力はフィルタ５ｄのみを通過するようになっている。
【００４８】
このため、スイッチ４が供給するディジタル信号は、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数が、
（１）  ６７．０Ｈｚ又は１５１．４Ｈｚのときは、フィルタ５ａ〜５ｄのすべてによりフィルタリングを受け、
（２）  １５６．７Ｈｚ又は１８３．５Ｈｚのときは、フィルタ５ｂ〜５ｄによってのみフィルタリングを受け、
（３）  １８６．２Ｈｚ又は２１０．７Ｈｚのときは、フィルタ５ｃ、５ｄによってのみフィルタリングを受け、
（４）  ２１８．１Ｈｚ又は２５４．１Ｈｚのときは、フィルタ５ｄによってのみフィルタリングを受けて、フィルタ５ｄより出力される。
【００４９】
この結果、上述の（１）の場合のスイッチ４−フィルタ５ｄ間の通過帯域特性は図８、９に示す通りとなる。また（２）の場合は図１０、１１に、（３）の場合は図１２、１３に、（４）の場合は図１４、１５に示す通りとなる。
【００５０】
フィルタ５ｄが出力したディジタル信号は、ＣＴＣＳＳ信号の成分を含む。このディジタル信号は処理部６に入力され、処理部６は、ＣＴＣＳＳ信号を解析する。
【００５１】
処理部６は、ＣＴＣＳＳ信号の解析が終了すると、制御部７に対し、処理の完了を通知する制御信号を送り、次いで信号解析結果を制御部７に通知する。
【００５２】
具体的には、例えば解析されたＣＴＣＳＳ信号が、
音声信号の再生を許可又は禁止する旨のものである場合はその旨の情報を通知し、
新たな分離対象のＣＴＣＳＳ信号を指示する旨のものであるときは該ＣＴＣＳＳ信号を特定する情報を通知し、
同調部１２が新たに同調すべき周波数を指示する旨のものであるときは、該周波数を示す情報を通知する。
【００５３】
制御部７は、処理部６より信号処理結果を受け取ると、同調部１２及び復調部１３に、処理部６の通知に応じて、同調部１２が同調すべき新たな周波数を指示する。
また、サンプリング信号発生器３及びスイッチ４に対し、処理部６の通知に応じた新たな分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数を指示する。
また、ＡＦ出力部１４に、処理部６の通知に応じて、ＡＦ信号の再生又は再生の停止を指示する。
【００５４】
ＡＦ出力部１４は、処理部７よりＡＦ信号の再生の指示を受けると、復調部１３より供給されるＡＦ信号に従ってスピーカ１５を駆動し、スピーカ１５より音声が再生される。また再生の停止の指示を受けるとスピーカ５の駆動を停止し、音声の再生は停止される。
【００５５】
以下上述と同様の手順で、音声信号とＣＴＣＳＳ信号がフィルタリングされ、ＣＴＣＳＳ信号が分離され、該ＣＴＣＳＳ信号の解析結果に基づいて、音声信号の再生等の処理が行われる。
【００５６】
次に、この受信機のＬＰＦ１−フィルタ５ｄ間の通過帯域特性の、サンプリング周波数による変化と、該変化に対応するフィルタ５ａ〜５ｄの選択の手法を、図１６を参照して説明する。
【００５７】
ＬＰＦ１−フィルタ５ｄ間の通過帯域特性は、フィルタ５ａ〜５ｄ及びＬＰＦ１により制限される。
このうちＬＰＦ１は、サンプリング周波数とは無関係にほぼ３００Ｈｚ以上の周波数の信号を阻止する。すなわち、阻止する帯域は変化しない。
【００５８】
一方フィルタ５ａ〜５ｄは、カスケードに接続されることにより、例えば図１６（ａ）に示すようにほぼ互いに異なる帯域の信号を阻止する。
すなわち、
フィルタ５ｄは、通過帯域を挟んで零からｆdまでの周波数成分を阻止し、
フィルタ５ｃはｆdからｆcまでの周波数成分を阻止し、
フィルタ５ｂはｆcからｆbまでの周波数成分を阻止し、
フィルタ５ａはｆbからｆaまでの周波数成分を阻止する。
【００５９】
そして、フィルタ５ａ〜５ｄの通過特性は、入力信号のサンプリング周波数により変化し、サンプリング周波数の増加割合に比例して、通過特性のグラフが周波数軸方向に一定倍率で均等に拡大された形となる。
【００６０】
すなわち、サンプリング周波数の変化により、フィルタ５ｄが、通過帯域を挟んで零からＫ1・ｆd（ただしＫ1は倍率を表す一定値）までの周波数成分を阻止するようになったとすると、
フィルタ５ｃはＫ1・ｆdからＫ1・ｆcまでの周波数成分を阻止するようになり、
フィルタ５ｂはＫ1・ｆcからＫ1・ｆbまでの周波数成分を阻止するようになり、
フィルタ５ａはＫ1・ｆbからＫ1・ｆaまでの周波数成分を阻止するようになる。
【００６１】
このような通過特性の変化の結果、図１６（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＬＰＦ１が阻止する帯域と、フィルタ５ａ〜５ｄが阻止する帯域の全体は、場合により一部重複する。
【００６２】
例えば、サンプリング周波数が低いときは、図１６（ａ）に示すように、フィルタ５ａ〜５ｄの阻止帯域とＬＰＦ１の阻止帯域が重複することなく並ぶ。
サンプリング周波数がこれより上昇すると、フィルタ５ａ〜５ｄの通過特性は、図１６（ｂ）に示すようにそのグラフがサンプリング周波数上昇の割合に比例して周波数軸方向に均等に拡大された形となる。このため、サンプリング周波数に比例してフィルタ５ａ〜５ｄが阻止する信号の帯域も上昇する。
その結果、フィルタ５ａの阻止帯域の全体が、ＬＰＦ１の阻止帯域と重複する。
【００６３】
この場合、該重複する部分に対応するフィルタ５ａを用いなくてもディジタル出力の劣化は生じないから、フィルタ５ａは不要となる。
そのためこの場合（具体的には、サンプリング周波数が１２１１．２Ｈｚを超えるとき）は、信号サンプルがスイッチ４の出力端４ｂからフィルタ５ｂに入力される。
【００６４】
これにより、必要な阻止帯域が確保されたまま、フィルタ５ａの処理が省略されるので、フィルタの次数は、フィルタ５ａ〜５ｄをすべて用いれば８段２０次であるところ、５段１７次にまで軽減される。
【００６５】
ディジタルフィルタは次数が大きい方が演算に要する処理量が多いため、フィルタ演算を行う時間がそれだけ大きくなる。すなわち、フィルタの次数が軽減されることにより、フィルタ演算の処理が軽減され、処理時間は短縮される。
【００６６】
サンプリング周波数がさらに上昇すると、図１６（ｃ）に示すように、フィルタ５ｄの阻止帯域の上限はＫ2・ｆd（ただしＫ2は倍率を表す一定値）に、フィルタ５ｃの阻止帯域の上限はＫ2・ｆcに、またフィルタ５ｂの阻止帯域の上限はＫ2・ｆbにまで、さらに上昇する。
その結果フィルタ５ａに加えフィルタ５ｂの阻止帯域の全体も、ＬＰＦ１の阻止帯域と重複する。
この場合（具体的には、サンプリング周波数が１４６８Ｈｚを超えるとき）は、フィルタ５ａのみならずフィルタ５ｂも不要となり、フィルタ５ａ、５ｂ共に省略できる。
【００６７】
これにより、必要な阻止帯域が確保されたまま、フィルタ５ｂの処理も省略されるので、フィルタの次数は、さらに３段１５次にまで軽減され、フィルタ演算の処理はさらに軽減される。
【００６８】
なお、以上説明した実施の形態において、フィルタ５ａ〜５ｄは独立した演算素子である必要はなく、その他の構成要素も独立した回路である必要はない。
例えば、サンプリング信号発生器３、スイッチ４、フィルタ５ａ〜５ｄ、処理部６、制御部７に相当する機能の一部又は全部をＣＰＵが行うようにしてもよい。
【００６９】
この場合、例えば図１７に示すように、フィルタ５ａ〜５ｄは、それぞれＣＰＵのフィルタ演算のステップより構成され、スイッチ４は、これらのフィルタ演算のステップへの条件分岐命令を含むステップより構成される。
（以下、理解を容易にするため、スイッチ４又はフィルタ５ａ〜５ｄに相当する各ステップには、同一の参照記号を付す。また、スイッチ４の出力端４ｂ〜４ｄに出力を供給する構成に相当するステップには、それぞれ参照記号４ｂ〜４ｄを付す。）
【００７０】
すなわち、まずステップ４ｄで、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数が２１８．１Ｈｚ又は２５４．１Ｈｚであるかが判定される。
そうであると判定されれば、処理はステップ５ｄに移され、演算結果が出力される。
そうでないと判定されれば、処理はステップ４ｃに移される。
【００７１】
ステップ４ｃでは、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数が１８６．２Ｈｚ又は２１０．７Ｈｚであるかが判定される。
そうであると判定されれば、処理はステップ５ｃに移され、さらにステップ５ｄを経て、演算結果が出力される。
そうでないと判定されれば、処理はステップ４ｂに移される。
【００７２】
ステップ４ｂでは、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の周波数が１５６．７Ｈｚ又は１８３．５Ｈｚであるかが判定される。
そうであると判定されれば、処理はステップ５ｂに移され、以下順次ステップ５ｃ、５ｄを経て、演算結果が出力される。
そうでないと判定されれば、処理はステップ５ａに移され、以下順次ステップ５ｂ〜５ｄを経て、演算結果が出力される。
【００７３】
また、フィルタ５ａ〜５ｄは、ＦＩＲディジタルフィルタである必要はなく、無限長インパルス（ＩＩＲ）ディジタルフィルタでもよいし、両者を併用してもよい。
【００７４】
また、サンプリング信号発生器３、スイッチ４、フィルタ５ａ〜５ｄ、処理部６、制御部７に相当する機能の一部又は全部に加え、ＬＰＦ１、Ａ／Ｄ変換器２に相当する機能の一部又は全部をＤＳＰが行うようにしてもよく、さらに、ＣＰＵ及びＤＳＰの両方を用いるようにしてもよい。
【００７５】
例えば受信機を、図１８に示すように、アンテナ１１と、同調部１２と、復調部１３と、ＡＦ出力部１４と、スピーカ１５と、ＣＰＵ２１と、ＤＳＰ２２とより構成する。
そして、ＬＰＦ１、Ａ／Ｄ変換器２、サンプリング信号発生器３、スイッチ４、フィルタ５ａ〜５ｄの機能をＤＳＰ２２が行い、処理部６、制御部７の機能をＣＰＵ２１が行うようにする。
【００７６】
また、制御部７の制御の内容は、外部より適宜変更を受けるものであってもよい。
例えば、同調部１２が同調する周波数の選択や、分離対象のＣＴＣＳＳ信号の選択、またＡＦ出力部１４によるＡＦ信号の再生の可否の選択に際しては、必要に応じてユーザの選択が優先するようにしてもよい。
【００７７】
また、サンプリング信号の周波数は、ＣＴＣＳＳ信号の各々の周波数の８倍である必要はない。
ただし、サンプリング周波数をＣＴＣＳＳ信号のナイキスト周波数未満とした場合、該ＣＴＣＳＳ信号がフィルタ５ａ〜５ｄを通過する際に折り返し歪が発生する。
このため、ＣＴＣＳＳ信号を正確に再現するためには、サンプリング周波数は、ＣＴＣＳＳ信号のナイキスト周波数以上である必要がある。
【００７８】
また、用いるＣＴＣＳＳ信号は８種類に限られず、また周波数も上述のものに限られない。また同時に複数のＣＴＣＳＳ信号を用いてもよい。
さらに、用いる信号はＣＴＣＳＳ信号に限られず、フィルタにより音声信号等と弁別され得るものであればよい。
【００７９】
また、ＣＴＣＳＳ信号と共にＡＦ信号を構成する信号も音声信号に限られず、画像信号その他任意の種類の信号であってよい。
【００８０】
また、ＡＦ信号は電波で搬送されなくともよく、有線回線等の任意の媒体を用いてよいし、ＡＦ信号自体、特に搬送波に乗せて搬送される必要はない。
【００８１】
次に、本実施の形態の受信機であって、フィルタ５ａ〜５ｄの機能をＣＰＵが行う例における、フィルタ処理時間及びフィルタ処理割合の例を、表２に示す。
【００８２】
【表２】
0003643669.tif 000003
【００８３】
この例のＣＰＵには、前に述べた、従来技術を用いたＣＴＣＳＳ信号分離装置におけるＣＰＵ１０５と同一のものが用いられた。
また、フィルタ５ａ〜５ｄをすべて用いたときのアルゴリズムは、フィルタ処理時間に影響しない固定係数を除き、ＣＰＵ１０５のフィルタ演算アルゴリズムと同一であった。
【００８４】
表２に示すように、ＣＴＣＳＳ信号の周波数が２５４．１Ｈｚのとき、フィルタ処理時間は７２マイクロ秒であり、表１に示した従来例に比べ短縮されている。またこのとき、フィルタ処理割合も、該従来例に比べ減少している。
このように、本実施の形態の受信機では、サンプリング周波数の増大に伴うＣＰＵのフィルタ処理時間の増大が回避され、ＣＰＵがフィルタ演算以外の処理を行う時間が確保されつつ、所望の通過特性が実現されている。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、サンプリング周波数の増大に伴うＣＰＵ等のフィルタ処理時間の増大を回避して、ＣＰＵ等がフィルタ演算以外の処理を行う時間を確保しつつ、所望の通過特性を実現するフィルタシステムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる受信機の基本構成を示すブロック図である。
【図２】ＬＰＦの通過特性を示す図である。
【図３】フィルタの構造を示す図である。
【図４】フィルタの通過帯域特性を示すグラフである。
【図５】フィルタの通過帯域特性を示すグラフである。
【図６】フィルタの通過帯域特性を示すグラフである。
【図７】フィルタの通過帯域特性を示すグラフである。
【図８】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図９】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図１０】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図１１】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図１２】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図１３】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図１４】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図１５】ＬＰＦ−フィルタ間の通過帯域特性を示すグラフである。
【図１６】フィルタの組み合わせの選択を説明するための図である。
【図１７】スイッチ及びフィルタ演算のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態にかかる受信機であって、ＣＰＵ及びＤＳＰを用いるものの基本構成を示すブロック図である。
【図１９】従来の技術によるＣＴＣＳＳ信号分離装置の基本的構成を示す図である。
【図２０】サンプリング周波数の増大と共にフィルタ演算処理の時間の割合が増大することを説明する図である。
【符号の説明】
１      ＬＰＦ
２      Ａ／Ｄ変換器
３      サンプリング信号発生器
４      スイッチ
５ａ〜５ｄ      フィルタ
６      処理部
７      制御部
１１    アンテナ
１２    同調部
１３    復調部
１４    ＡＦ出力部
１５    スピーカ
２１    ＣＰＵ
２２    ＤＳＰ
【図１】
0003643669.tif 000004
【図２】
0003643669.tif 000005
【図３】
0003643669.tif 000006
【図４】
0003643669.tif 000007
【図５】
0003643669.tif 000008
【図６】
0003643669.tif 000009
【図７】
0003643669.tif 000010
【図８】
0003643669.tif 000011
【図９】
0003643669.tif 000012
【図１０】
0003643669.tif 000013
【図１１】
0003643669.tif 000014
【図１２】
0003643669.tif 000015
【図１３】
0003643669.tif 000016
【図１４】
0003643669.tif 000017
【図１５】
0003643669.tif 000018
【図１６】
0003643669.tif 000019
【図１７】
0003643669.tif 000020
【図１８】
0003643669.tif 000021
【図１９】
0003643669.tif 000022
【図２０】
0003643669.tif 000023