(57)【要約】【課題】  ＦＭ放送受信機等において、パルスノイズ幅の広いノイズが発生した場合においても、音声信号をより適切に補間して、より歪みの発生の少ないノイズキャンセル装置を実現する。【解決手段】  ノイズキャンセル装置１００は、ノイズ検出部２０１、出力正弦波を出力するＰＬＬ部２０２、コンポジット信号を記憶するバッファ部２０３、出力正弦波のピークに対応するコンポジット信号をサンプルとして取得するピークサンプル部２０４、出力正弦波のディップに対応するコンポジット信号をサンプルとして取得するディップサンプル部２０５、ノイズ発生期間中の出力正弦波のピークに対応するサンプルを推定する第１補助信号推定部２０６、パルスノイズ発生期間中の出力正弦波のディップに対応するサンプルを推定する第２補助信号推定部２０７、及びノイズ発生期間中のコンポジット信号を補間する補間部２０８を備えている。【選択図】  図１
2006135806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に含まれるノイズを抑制するノイズキャンセル装置であって、
前記入力信号のノイズ発生期間を検出するノイズ検出手段と、
前記入力信号を一定期間において順次記憶するバッファ部と、
前記入力信号に含まれるパイロット信号、又は当該パイロット信号を逓倍した信号に同期した出力信号を発生させるＰＬＬ（Phase Locked Loop）手段と、
前記ＰＬＬ手段の前記出力信号のピークに対応する前記入力信号をピークサンプルとしてサンプルするピークサンプル手段と、
前記ＰＬＬ手段の前記出力信号のディップに対応する前記入力信号をディップサンプルとしてサンプルするディップサンプル手段と、
前記ノイズ発生期間の前後における前記ピークサンプル手段でサンプルした前記ピークサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のピークと同期する第１補助信号のサンプルを推定する第１補助信号推定手段と、
前記ノイズ発生期間の前後における前記ディップサンプル手段でサンプルした前記ディップサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のディップと同期する第２補助信号のサンプルを推定する第２補助信号推定手段と、
前記ノイズ発生期間の前後の前記入力信号、前記第１補助信号のサンプル、及び前記第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する補間手段とを備える
ことを特徴とするノイズキャンセル装置。
【請求項２】
前記ピークサンプル手段は、前記ノイズ発生期間直前及び直後の２点のピークサンプルを取得し、
前記ディップサンプル手段は、前記ノイズ発生期間直前及び直後の２点のディップサンプルを取得し、
前記第１補助信号推定手段は、前記２点のピークサンプルを直線補間することにより、前記入力信号のピークと同期する第１補助信号のサンプルを推定し、
前記第２補助信号推定手段は、前記２点のディップサンプルを直線補間することにより、前記入力信号のディップと同期する第２補助信号のサンプルを推定し、
前記補間手段は、前記ピークサンプル手段及び前記ディップサンプル手段で取得する前記ノイズ発生期間の前後の前記入力信号のサンプル、当該第１補助信号のサンプル、及び当該第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する
ことを特徴とする請求項１記載のノイズキャンセル装置。
【請求項３】
前記ピークサンプル手段は、前記ノイズ発生期間直前及び直後の少なくとも各２点のピークサンプルを取得し、
前記ディップサンプル手段は、前記ノイズ発生期間直前及び直後の少なくとも各２点のディップサンプルを取得し、
前記第１補助信号推定手段は、少なくとも各２点の前記ピークサンプルを多項式補間することにより、前記入力信号のピークと同期する第１補助信号のサンプルを推定し、
前記第２補助信号推定手段は、少なくとも各２点の前記ディップサンプルを多項式補間することにより、前記入力信号のディップと同期する第２補助信号のサンプルを推定し、
前記補間手段は、前記ピークサンプル手段及び前記ディップサンプル手段で取得する前記ノイズ発生期間の前後の前記入力信号のサンプル、当該第１補助信号のサンプル、及び当該第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する
ことを特徴とする請求項１記載のノイズキャンセル装置。
【請求項４】
前記ピークサンプル手段は、前記ノイズ発生期間直前及び直後のピークサンプルを取得し、
前記ディップサンプル手段は、前記ノイズ発生期間直前及び直後のディップサンプルを取得し、
前記第１補助信号推定手段は、当該ピークサンプルを前記入力信号と同じサンプル周期で多項式補間して第１補助信号のサンプルを推定し、
前記第２補助信号推定手段は、当該ディップサンプルを前記入力信号と同じサンプル周期で多項式補間して第２補助信号のサンプルを推定し、
前記補間手段は、当該第１補助信号のサンプルに対して、当該第２補助信号のサンプルに前記ＰＬＬ手段からの前記出力信号を乗じた信号を加算することにより、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する
ことを特徴とする請求項１記載のノイズキャンセル装置。
【請求項５】
前記ノイズキャンセル装置は、さらに、
前記バッファ部に記憶された前記入力信号から前記ノイズ発生期間の直前の複数サンプルの第１平均振幅値を算出する第１平均振幅検出手段と、
前記バッファ部に記憶された前記入力信号から前記ノイズ発生期間の直後の複数サンプルの第２平均振幅値を算出する第２平均振幅検出手段と、
前記ＰＬＬ手段から出力される前記出力信号が前記パイロット信号と同期しているか否かを判定するＰＬＬ同期判定手段とを備え、
前記補間手段は、前記ＰＬＬ同期判定手段が同期していないと判定した場合には、前記第１平均振幅値及び前記第２平均振幅値を用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する
ことを特徴とする請求項１記載のノイズキャンセル装置。
【請求項６】
前記補間手段は、前記ＰＬＬ同期判定手段が同期していると判定した場合には、前記ノイズ発生期間前後の前記入力信号、前記第１補助信号のサンプル、及び前記第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する
ことを特徴とする請求項５記載のノイズキャンセル装置。
【請求項７】
前記ノイズキャンセル装置は、さらに、
前記ＰＬＬ同期判定手段が同期していないと判定した場合には、前記バッファ部から出力される出力信号を帯域制限する帯域制限手段を備える
ことを特徴とする請求項５又は６記載のノイズキャンセル装置。
【請求項８】
前記帯域制限手段は、前記出力信号の通過帯域を１５ｋＨｚ以下に制限する
ことを特徴とする請求項７記載のノイズキャンセル装置。
【請求項９】
前記補間手段は、直線補間又は多項式補間を用いて、前記補間を行う
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のノイズキャンセル装置。
【請求項１０】
入力信号に含まれるノイズを抑制するノイズキャンセル装置に用いるノイズキャンセル方法であって、
前記ノイズキャンセル装置は、
前記入力信号を一定期間において順次記憶するバッファ部を備え、
前記ノイズキャンセル方法は、
前記入力信号のノイズ発生期間を検出するノイズ検出ステップと、
前記入力信号に含まれるパイロット信号、又は当該パイロット信号を逓倍した信号に同期した出力信号を発生させるＰＬＬステップと、
前記ＰＬＬステップにおける前記出力信号のピークに対応する前記入力信号をピークサンプルとしてサンプルするピークサンプルステップと、
前記ＰＬＬステップにおける前記出力信号のディップに対応する前記入力信号をディップサンプルとしてサンプルするディップサンプルステップと、
前記ノイズ発生期間の前後における前記ピークサンプルステップにおいてサンプルした前記ピークサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のピークと同期する第１補助信号のサンプルを推定する第１補助信号推定ステップと、
前記ノイズ発生期間の前後における前記ディップサンプルステップにおいてサンプルした前記ディップサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のディップと同期する第２補助信号のサンプルを推定する第２補助信号推定ステップと、
前記ノイズ発生期間の前後の前記入力信号、前記第１補助信号のサンプル、及び前記第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する補間ステップとを含む
ことを特徴とするノイズキャンセル方法。
【請求項１１】
前記ノイズキャンセル方法は、さらに、
前記バッファ部に記憶された前記入力信号から前記ノイズ発生期間の直前の複数サンプルの第１平均振幅値を算出する第１平均振幅検出ステップと、
前記バッファ部に記憶された前記入力信号から前記ノイズ発生期間の直後の複数サンプルの第２平均振幅値を算出する第２平均振幅検出ステップと、
前記ＰＬＬステップにおいて出力される前記出力信号が前記パイロット信号と同期しているか否かを判定するＰＬＬ同期判定ステップとを含み、
前記補間ステップにおいては、前記ＰＬＬ同期判定ステップにおいて同期していないと判定した場合には、前記第１平均振幅値、及び前記第２平均振幅値を用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する
ことを特徴とする請求項１０記載のノイズキャンセル方法。
【請求項１２】
入力信号に含まれるノイズを抑制するノイズキャンセル装置に用いるプログラムであって、
前記ノイズキャンセル装置は、
前記入力信号を一定期間において順次記憶するバッファ部を備え、
前記プログラムは、
前記入力信号のノイズ発生期間を検出するノイズ検出ステップと、
前記入力信号に含まれるパイロット信号、又は当該パイロット信号を逓倍した信号に同期した出力信号を発生させるＰＬＬステップと、
前記ＰＬＬステップにおける前記出力信号のピークに対応する前記入力信号をピークサンプルとしてサンプルするピークサンプルステップと、
前記ＰＬＬステップにおける前記出力信号のディップに対応する前記入力信号をディップサンプルとしてサンプルするディップサンプルステップと、
前記ノイズ発生期間の前後における前記ピークサンプルステップにおいてサンプルした前記ピークサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のピークと同期する第１補助信号のサンプルを推定する第１補助信号推定ステップと、
前記ノイズ発生期間の前後における前記ディップサンプルステップにおいてサンプルした前記ディップサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のディップと同期する第２補助信号のサンプルを推定する第２補助信号推定ステップと、
前記ノイズ発生期間の前後の前記入力信号、前記第１補助信号のサンプル、及び前記第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する補間ステップとを含む
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラジオ受信機において発生するノイズを除去するためのノイズキャンセル装置に関し、特に、カーラジオ等において用いるノイズキャンセル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車内に使用されるラジオ受信機においては、車のエンジンから発生するイグニッションノイズ等のパルス性ノイズがラジオ受信機に混入し受信時の音質を劣化させるという問題がある。
【０００３】
そして、このようなラジオ受信時において発生するパルス性ノイズを除去し、視聴中の番組や音楽の音質を改善するノイズキャンセル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。以下、従来のノイズキャンセル装置の例を図面を参照して説明する。
【０００４】
図１１は従来のＦＭ受信機におけるノイズキャンセル装置の機能ブロック図であり、このノイズキャンセル装置は、コンポジット信号を入力としてノイズキャンセル処理を行う装置であり、ノイズ検出部１１０１と、データ内挿部１１０２と、メモリ１１０３とを備える。
【０００５】
ノイズ検出部１１０１はコンポジット信号の高域成分をハイパスフィルタで抽出し、ハイパスフィルタ出力の信号レベルに応じてパルスノイズを検出する。このコンポジット信号はファーストインファーストアウトのメモリ１１０３に順次入力され最新のｎサンプルが蓄積される。
【０００６】
そして、ノイズ検出器１１０１でノイズが検出されると、データ内挿部１１０２がメモリ１１０３に蓄積されたサンプルの内、パルスノイズ部分を除去すると共に、除去されたノイズ発生期間においては、ノイズ発生期間周辺のサンプル信号から多項式を用いて推定したサンプルを内挿してノイズキャンセル処理を行う。
【特許文献１】特開平５−３１５９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のノイズキャンセル装置の技術では、コンポジット信号においてパルスノイズ発生期間の部分を除去し、除去したノイズ発生期間を周辺のサンプルから多項式により推定して内挿するため、除去するパルスノイズ発生期間がコンポジット信号に含まれる信号の周期に対して十分短い場合においては、適切に推定し補間後の信号を内挿できるが、ノイズ発生期間がコンポジット信号に含まれる信号の周期に対して長い期間となる場合においては、適切にノイズ発生期間中の信号を推定し内挿することができないという欠点がある。
【０００８】
図１２には、ステレオ放送の場合のコンポジット信号のスペクトルの概要図を示している。本図に示すように、Ｌ＋Ｒ信号は１５ｋＨｚ以下の帯域にマッピングされ、Ｌ−Ｒ信号は、３８ｋＨｚでＡＭ変調されているため、２３ｋＨｚ〜５３ｋＨｚの帯域にマッピングされる。そして、従来のノイズキャンセル装置においては、パルスノイズ発生期間がＬ−Ｒ信号のＡＭ変調周波数３８ｋＨｚの信号周期の２６．３μ秒以上であると、ノイズ発生期間中のＬ−Ｒ信号を含んだコンポジット信号サンプルをノイズ発生期間前後のサンプルから多項式で適切に補間することができなくなり、コンポジット信号から再生された音の歪みが増加する等、音質が劣化するという問題が生じている。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、カーラジオ等において、ノイズ発生の期間が長く、パルスノイズ幅の広いノイズが発生した場合であっても、パルスノイズ発生期間中の信号をより適切に補間し、より歪みが少なく音質の劣化を抑制することができるノイズキャンセル装置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】
【００１０】
上記の点に鑑み、本発明に係るノイズキャンセル装置は、入力信号に含まれるノイズを抑制するノイズキャンセル装置であって、前記入力信号のノイズ発生期間を検出するノイズ検出手段と、前記入力信号を一定期間において順次記憶するバッファ部と、前記入力信号に含まれるパイロット信号、又は当該パイロット信号を逓倍した信号に同期した出力信号を発生させるＰＬＬ（Phase Locked Loop）手段と、前記ＰＬＬ手段の前記出力信号のピークに対応する前記入力信号をサンプルするピークサンプル手段と、前記ＰＬＬ手段の前記出力信号のディップに対応する前記入力信号をサンプルするディップサンプル手段と、前記ノイズ発生期間の前後における前記ピークサンプル手段でサンプルした前記ピークサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のピークに対応する第１補助信号のサンプルを推定する第１補助信号推定手段と、前記ノイズ発生期間の前後における前記ディップサンプル手段でサンプルした前記ディップサンプルに基づいて、前記ノイズ発生期間中の前記出力信号のディップに対応する第２補助信号のサンプルを推定する第２補助信号推定手段と、前記ノイズ発生期間の前後の前記入力信号、前記第１補助信号のサンプル、及び前記第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間する補間手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、ＰＬＬ手段からの出力である出力信号のピークおよびディップに同期するピークサンプル及びディップサンプルが推定できるため、第１補助信号推定手段および第２補助信号推定手段においてノイズ発生期間中の第１補助信号のサンプル及び第２補助信号のサンプルを推定できる。そして、補間手段は、ノイズ発生期間前後の入力信号、第１補助信号推定手段及び第２補助信号推定手段で推定したサンプルを用いて多項式補間等の補間処理を行うことによりパルスノイズ発生期間中のコンポジット信号等の入力信号をより適切に補間でき、パルスノイズ発生期間が長くパルスノイズ幅が大きなパルスノイズであっても歪みを、より適切に低減することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るノイズキャンセル装置は、さらに、前記バッファ部に記憶された前記入力信号から前記ノイズ発生期間の直前の複数サンプルの第１平均振幅値を算出する第１平均振幅検出手段と、前記バッファ部に記憶された前記入力信号から前記ノイズ発生期間の直後の複数サンプルの第２平均振幅値を算出する第２平均振幅検出手段と、前記ＰＬＬ手段から出力される前記出力信号が前記パイロット信号と同期しているか否かを判定するＰＬＬ同期判定手段とを備え、前記補間手段は、前記ＰＬＬ同期判定手段が同期していないと判定した場合には、前記第１平均振幅値及び前記第２平均振幅値を用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間することを特徴とする。さらに、前記補間手段は、前記ＰＬＬ同期判定手段が同期していると判定した場合には、前記ノイズ発生期間前後の前記入力信号、前記第１補助信号のサンプル、及び前記第２補助信号のサンプルを用いて、前記ノイズ発生期間中の前記入力信号を補間することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、ＰＬＬ手段からの出力信号がコンポジット信号と同期している場合にはコンポジット信号の全帯域のパルスノイズ抑制ができ、一方、ＰＬＬ手段からの出力信号が同期できない場合においても、前記第１平均振幅値及び前記第２平均振幅値を用いて入力信号のノイズ発生期間を補間することにより、入力信号から再生されている音の歪みを低減することができる。
【００１４】
また、帯域制限手段では直線補間により生じる高域成分の歪みを抑制することにより、ＰＬＬ手段からの出力信号がパイロット信号に同期していない場合においても低域信号の補間を良好に行うことができる。
【００１５】
尚、前記目的を達成するために、本発明は、ノイズキャンセル装置の特徴的な手段をステップとするノイズキャンセル方法として実現したり、コンピュータに各ステップを実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を通じて配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のノイズキャンセル装置によれば、パルス幅の広いパルスノイズが発生する場合においても、ノイズ発生期間中におけるコンポジット信号をより適切に補間して、コンポジット信号から再生されている音の歪みを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るノイズキャンセル装置の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるノイズキャンセル装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１９】
ノイズキャンセル装置１００は、本実施の形態１においてはＦＭ受信機のコンポジット信号におけるノイズを除去するための装置であり、パルスノイズ検出部２０１、ＰＬＬ部２０２、バッファ部２０３、ピークサンプル部２０４、ディップサンプル部２０５、第１補助信号推定部２０６、第２補助信号推定部２０７、及び補間部２０８を備えている。
【００２０】
パルスノイズ検出部２０１は、コンポジット信号を入力としてパルスノイズ発生期間を検出する。
【００２１】
ＰＬＬ部２０２は、コンポジット信号に含まれる１９ｋＨｚのパイロット信号を検出し、パイロット信号を復元すると共にその２倍の周波数の３８ｋＨｚ正弦波を出力する。
【００２２】
バッファ部２０３は、コンポジット信号を一定サンプル保持するとともに順次、ファーストインファーストアウトで出力する記憶部である。
【００２３】
ピークサンプル部２０４は、ＰＬＬ部２０２で発生させて出力される出力正弦波の振幅のピークに対応するコンポジット信号をサンプルし、ディップサンプル部２０５は、ＰＬＬ部２０２から出力される出力正弦波の振幅のディップに対応するコンポジット信号をサンプルする。
【００２４】
第１補助信号推定部２０６は、ピークサンプル部２０４でサンプルしたコンポジット信号を一定サンプル数記憶するとともに、パルスノイズ検出部２０１で判定されたパルスノイズ発生期間中のＰＬＬ部２０２から出力される出力正弦波のピーク位置と同期するサンプルを推定する。
【００２５】
第２補助信号推定部２０７は、ディップサンプル部２０５でサンプルしたコンポジット信号を一定サンプル数記憶するとともに、パルスノイズ検出部２０１で判定されたパルスノイズ発生期間のＰＬＬ部２０２から出力される出力正弦波のディップと同期するサンプルを推定する。
【００２６】
補間部２０８は、パルスノイズ検出部２０１で判定されたパルスノイズ発生期間の前後のコンポジット信号のサンプルをバッファ部２０３から読み出すとともに、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７で推定したパルスノイズ発生期間中のサンプルも読み出し、これらのサンプルに基づいてノイズ発生期間中のコンポジット信号のサンプルを補間する。また、補間部２０８は、バッファ部２０３のコンポジット信号のパルスノイズ発生期間中のサンプルを補間後のサンプルで書き換える。尚、補間部２０８における補間法には、直線補間、多項式補間等を用いる。
【００２７】
図２は、パルスノイズが発生していない場合において、ＰＬＬ部２０２の出力正弦波及び入力されたコンポジット信号の例を示す参考図である。
【００２８】
図２に示すように、ＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピーク（●印）に対応するコンポジット信号をサンプルすると（●印）破線で示すステレオ信号の左チャンネル（Ｌ）、ディップ（○印）に対応するコンポジット信号をサンプルすると（○印）一点鎖線で示すステレオ信号の右チャンネル（Ｒ）が再生される。尚、図中の横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示している。
【００２９】
尚、本実施の形態１では説明を簡単にするため、入力されるコンポジット信号が３８ｋＨｚの４倍等の倍数でサンプリングされており、ＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピークおよびディップにコンポジット信号のサンプル点が同期して正しくサンプルできる場合について説明を行う。
【００３０】
図３は、パルスノイズがＴ１〜Ｔ２の期間に発生している場合におけるＰＬＬ部２０２からの出力正弦波及び入力信号であるコンポジット信号の参考図である。そして、図３（ａ）はＰＬＬ部２０２から出力される出力正弦波、図３（ｂ）はノイズがＴ１〜Ｔ２の期間において発生しているコンポジット信号及び第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７で補間された補助信号のサンプル、図３（ｃ）は補間後における補間部２０８からの出力信号の波形を示している。
【００３１】
図３（ａ）において、ＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピーク（●印）およびディップ（○印）に対応するコンポジット信号はピークサンプル部２０４およびディップサンプル部２０５でサンプルされる。
【００３２】
図３（ｂ）は、ノイズ発生期間直前であるＴ１およびノイズ発生期間直後であるＴ２のピークおよびディップに対応する各サンプル点を●印および○印で示している。そして、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７において推定され、ノイズ発生期間中（Ｔ１〜Ｔ２）のＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピークに対応する第一補助信号のサンプルを■印、ディップに対応する第二補助信号のサンプルを□印で示している。
【００３３】
図中の■は、第１補助信号推定部２０６においてノイズ発生期間前後の●を直線で結び、ＰＬＬ部２０２からの出力正弦波のピークに対応する点をサンプルしたものである。同様に、図中の□は、第２補助信号推定部２０７においてノイズ発生期間前後の○を一点鎖線で示されている直線で結び、ディップに対応する点をサンプルしたものである。
【００３４】
図３（ｃ）は、補間部２０８において、第１補助信号推定部２０６および第２補助信号推定部２０７で推定したノイズ発生期間中の第一及び第二補助信号のサンプル（■および□）と、点線で示されるノイズ発生期間前後のコンポジット信号のサンプルを用いて、実線で表されるようなノイズ発生期間中のコンポジット信号を、多項式補間の一つである３次スプライン補間で補間したものである。
【００３５】
図４は、本実施の形態１に係るノイズキャンセル装置１００の動作手順を示すフローチャートである。
【００３６】
最初に、ピークサンプル部２０４及びディップサンプル部２０５は、ＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピーク（●印）およびディップ（○印）に対応するコンポジット信号をサンプルして（Ｓ４０１）、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７に出力する。
【００３７】
次に、パルスノイズ検出部２０１は、ノイズの発生を検出すると共に、パルスノイズ発生期間の検出を行う（Ｓ４０２）。
【００３８】
そして、ノイズ発生が検出された場合には（Ｓ４０２でＹ）、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７は、ノイズ発生期間前後のコンポジット信号の各ピークのサンプル及び各ディップのサンプルを１点ずつ取得する（Ｓ４０３）。また、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７は、取得したサンプルにより直線補間を行い、パルスノイズ発生期間内におけるＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピーク及びディップと同期する第１補助信号のサンプル及び第２補助信号のサンプルを推定する（Ｓ４０４）。
【００３９】
次に、補間部２０８は、このようにして得られた第１補助信号のサンプル、第２補助信号のサンプル、及びバッファ部２０３より取得したノイズ発生期間前後のコンポジット信号を用いて３次スプライン補間により、パルスノイズ発生期間のコンポジット信号を補間する（Ｓ４０５）。
【００４０】
次に、図５を用いて本実施の形態１に係るノイズキャンセル装置１００に用いるノイズ発生期間におけるコンポジット信号の他の補間法についての説明を行う。尚、図３においては第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７は、直線補間により、ＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピークおよびディップに対応するノイズ発生期間中のコンポジット信号の補助信号のサンプル点を推定したが、図５においては、図５（ｂ）に示すように、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７における補間がノイズ発生期間前の２点、ノイズ発生期間後の２点のサンプル点を用いて３次スプライン補間法を用いている。
【００４１】
図５（ｃ）に示すように、補間部２０８では、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７において推定されたサンプル（図中のサンプル■および□）、及びノイズ発生期間前後のコンポジット信号を用いて、３次スプライン補間法などの多項式補間を行うことにより、より精度のよい補間が可能となり、音の歪みを低減できる。
【００４２】
尚、補間部２０８で用いる多項式補間法には、例えばスプライン補間法、ニュートン補間法などがあるが、これらに限定するものではない。また、多項式補間に用いるノイズ発生期間前後のサンプル数も本実施の形態に示す数に限定されるものではない。
【００４３】
以上のように、本実施の形態１に係るノイズキャンセル装置１００は、ピークサンプル部２０４及びディップサンプル部２０５においてノイズ発生期間前後のピークサンプル及びディップサンプルを取得して、第一補助信号推定部２０６及び第二補助信号推定部２０７においてノイズ発生期間中の補助信号のサンプルを推定する。そして、補間部２０８においては、これらの第一補助信号、第二補助信号のサンプル、ノイズ発生期間前後のコンポジット信号のサンプルを用いて多項式補間法することによりノイズ発生期間中のコンポジット信号の補間処理を行うことができるため、パルスノイズ幅が長いような場合においても、より適切に補間動作を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、コンポジット信号のサンプリング周波数が３８ｋＨｚの倍数でない場合や、３８ｋＨｚの倍数であっても、放送局側の発信周波数と受信機側の発信周波数の周波数誤差により、図６（ａ）に示すようにＰＬＬ部２０２で発生させる出力正弦波の本来のピークもしくはディップにサンプル点が一致しない場合がある。図６は、ＰＬＬ部２０２で発生させる出力正弦波の本来のピークもしくはディップにサンプル点が一致しない場合の波形を示す参考図である。
【００４５】
このような場合においても、図６（ｂ）に示すように、出力正弦波のピークもしくはディップに最も近いサンプル点（図６中の●印）を用いてコンポジット信号をサンプルすることにより、左チャンネル信号および右チャンネル信号に近似した信号が得られる。そして、これらの近似した信号を用いることにより、上述したノイズキャンセル装置１００と同様にパルスノイズ発生期間を補間することができる。尚、この場合には、コンポジット信号のサンプリング周波数を３８ｋＨｚに比較して十分大きくし、例えば３８ｋＨｚの８倍以上に大きくとることが望ましい。
【００４６】
また、本発明に係るノイズキャンセル装置１００をＦＭ放送受信機に用いる場合について説明する。ＦＭ放送のコンポジット信号であるＸｃ（ｎ）は、ｆｃを３８ｋＨｚ、ステレオ左チャンネル信号をＬ（ｔ）、右チャンネル信号をＲ（ｔ）として下記の［数１］で表される。ただし、１９ｋＨｚパイロット信号は除いているものとする。
【数１】
2006135806.tif 000003
【００４７】
そして、［数１］を用いることにより、コンポジット信号をｓｉｎ（２πｆｃｔ）が１となる時刻でサンプルした場合には左チャンネル信号であるＬが、ｓｉｎ（２πｆｃｔ）が−１となる時刻でサンプルした場合には右チャンネル信号であるＲが得られる。
【００４８】
本実施の形態１においては、ピークサンプル部２０４でサンプルしたコンポジット信号はステレオ信号の左チャンネルに相当し、また、ディップサンプル部２０５でサンプルしたコンポジット信号はステレオ信号の右チャンネルに相当する。尚、左信号チャンネルは、ＰＬＬ部２０２から出力される出力正弦波のピークに同期した信号からコンポジット信号に比較して周波数の低い信号であり、右信号チャンネルは、ディップに同期した信号からコンポジット信号に比較して周波数の低い信号となる。そして、ＦＭ放送においてこれらの周波数は１５ｋＨｚまでであり、コンポジット信号の周波数より低くなるため、より幅の広いパルスノイズであっても補間が容易となる。
【００４９】
そして、第１補助信号推定部２０６および第２補助信号推定部２０７は、ピークサンプル部２０４及びディップサンプル部２０５において取得されるＰＬＬ部２０２の出力である３８ｋＨｚ正弦波のピークおよびディップに同期するサンプルを、１／７８ｋＨｚ、約１２．８μ秒間隔でパルスノイズ発生期間中のコンポジット信号の左チャンネルサンプル及び右チャンネルサンプルである補助信号のサンプルを推定する。
【００５０】
補間部２０８では、パルスノイズ幅が大きいパルスノイズ発生期間中のＰＬＬ部２０２から出力される正弦波のピーク及びディップに相当するサンプル周期、つまり７８ｋＨｚ周期で補間のためのサンプル周期が確保されると共に、ノイズ発生期間前後のコンポジット信号、第１補助信号のサンプル、及び第２補助信号のサンプルを用いてコンポジット信号の補間処理を行うために、パルスノイズ発生前後のコンポジット信号のサンプルと併せて用いることにより精度の良い補間によりパルスノイズを低減し、コンポジット信号から再生される音の歪みを低減することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るノイズキャンセル装置１００について図面を参照しながら説明を行う。尚、実施の形態２のノイズキャンセル装置１００の機能構成は上述した実施の形態１と同じであるが、第１補助信号推定部２０６、第２補助信号推定部２０７、及び補間部２０８の動作が異なるものである。
【００５２】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態２に係るＰＬＬ部２０２、第１補助信号推定部２０６、第２補助信号推定部２０７、及び補間部２０８からの出力波形の参考図を示す。
【００５３】
第１補助信号推定部２０６は、パルスノイズ発生期間前後のおけるＰＬＬ部２０２の出力信号のピーク値を用いて、入力信号と同じサンプル周期でパルスノイズ発生期間中の第１補助信号のサンプル（図７（ｂ）の■）を推定する。また、第２補助信号推定部２０７は、パルスノイズ発生期間前後におけるＰＬＬ部２０２の出力信号のディップ値を用いて、入力信号と同じサンプル周期でパルスノイズ発生期間中の第２補助信号のサンプル（図７（ｂ）の□）を推定する。
【００５４】
そして、補間部２０８は、ステレオコンポジット信号の生成式に相当する下記の［数２］のＬ（ｎ）に第１補助信号のサンプル、Ｒ（ｎ）に第２補助信号のサンプル、ｓｉｎ（ｎ）にＰＬＬ部２０２の出力を代入し、図７（ｃ）の▲で示される補間信号であるＸｃ（ｎ）を算出し、パルスノイズ発生期間中の補間処理を行う。
【数２】
2006135806.tif 000004
【００５５】
尚、本実施の形態２に係る第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７におけるパルスノイズ発生期間の信号推定には、上述した実施の形態１と同様に、直線補間、多項式補間などを用いることができる。
【００５６】
図８は、本実施の形態２に係るノイズキャンセル装置１００の動作手順を示すフローチャートである。
【００５７】
最初に、ピークサンプル部２０４及びディップサンプル部２０５は、ＰＬＬ部２０２の出力正弦波のピーク（●印）およびディップ（○印）に対応するコンポジット信号をサンプルして（Ｓ８０１）、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７に出力する。
【００５８】
次に、パルスノイズ検出部２０１は、ノイズの発生を検出すると共に、パルスノイズ発生期間の検出を行う（Ｓ８０２）。
【００５９】
そして、ノイズ発生が検出された場合には（Ｓ８０２でＹｅｓ）、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７は、ノイズ発生期間前後のコンポジット信号の各ピークのサンプル及び各ディップのサンプルを各２点ずつ取得する（Ｓ８０３）。また、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７は、入力信号と同じサンプル周期でパルスノイズ発生期間内におけるピーク及びディップに対応する位置のコンポジット信号である第１補助信号のサンプル及び第２補助信号のサンプルを推定する（Ｓ８０４）。
【００６０】
次に、補間部２０８は、第１補助信号のサンプル、第２補助信号のサンプル、及びバッファ部２０３より取得したＰＬＬ部２０２の出力を［数２］に代入して、パルスノイズ発生期間のコンポジット信号の補間を行う（Ｓ８０５）。
【００６１】
以上の説明のように、本実施の形態２に係るノイズキャンセル装置１００は、第１補助信号推定部２０６及び第２補助信号推定部２０７は入力信号と同じサンプル周期でノイズ発生期間中の補助信号を推定して、補間部２０８は［数２］を用いてノイズ発生期間中のコンポジット信号の補間処理を行うために、より適切に再生される音の歪みを低減することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
次に、本発明に係るノイズキャンセル装置の実施の形態３について図面を参照して説明を行う。尚、本実施の形態３に係るノイズキャンセル装置は、ＰＬＬ部から出力される出力正弦波がパイロット信号に同期しているか否かの判定をＰＬＬ同期判定部で行うものである。
【００６３】
図９は、本発明の実施の形態３に係るノイズキャンセル装置９００の機能構成を示すブロック図である。尚、図９において、図１に示すノイズキャンセル装置１００と同じ構成については同じ符号を用いて、詳細な説明を省略する。
【００６４】
ＰＬＬ同期判定部２０９は、ＰＬＬ部２０２からの出力正弦波がパイロット信号に同期しているかを判定する。
【００６５】
第１平均振幅検出部２１０は、パルスノイズ発生期間直前のコンポジット信号から短時間平均振幅を検出し、第２平均振幅検出部２１１はパルスノイズ発生期間直後のコンポジット信号から短時間平均振幅を検出する。
【００６６】
帯域制限部２１２は、通常はバッファ部２０３からの入力信号を帯域制限せずにそのまま出力するが、ＰＬＬ同期判定部２０９で出力正弦波がパイロット信号に同期していないと判定された場合においては、パルスノイズ発生期間においてのみ出力信号を１５ｋＨｚ以下の低域の信号に制限する。
【００６７】
また、補間部２０８は、ＰＬＬ同期判定部２０９で出力正弦波がパイロット信号に同期していると判定された場合においては、上述した実施の形態１と同様の動作を行い、ＰＬＬ同期判定部２０９で同期していないと判定された場合にのみ、パルスノイズ発生期間中のコンポジット信号の補間を第１平均振幅演算検出部２１０および第２平均振幅演算検出部２１１を用いて行う点が実施の形態１と異なる。
【００６８】
図１０は、本実施の形態３に係るノイズキャンセル装置９００の動作手順を示すフローチャートである。
【００６９】
最初に、ＰＬＬ同期判定部２０９はＰＬＬ部２０２からの出力正弦波が同期しているか否かの判定を行う（Ｓ１００１）。ＰＬＬ同期判定部２０９で同期していると判定された場合は（Ｓ１００１でＹｅｓ）、上述した実施の形態１と同じ動作（Ｓ４０１〜Ｓ４０５）を行うために、ここでは説明を省略する。以下、ＰＬＬ同期判定部２０９でＰＬＬ部２０２からの出力正弦波が同期していないと判定された場合の動作手順について説明する。
【００７０】
そして、ＰＬＬ同期判定部２０９において出力正弦波が同期していないと判定される場合において（Ｓ１００１でＮｏ）、パルスノイズがパルスノイズ検出部２０１で検出されると（Ｓ１００２でＹｅｓ）、第１平均振幅検出部２１０は、パルスノイズ発生期間直前のコンポジット信号から短時間平均振幅ｘ~（ｋ）を検出し、第２平均振幅検出部２１１はパルスノイズ直後のコンポジット信号から短時間平均振幅ｘ~（ｋ＋Ｌ＋１）を検出する（Ｓ１００３）。
【００７１】
本実施の形態３においては、例えば、第１平均振幅検出部２１０では、コンポジット信号の平均振幅、例えばコンポジット信号のサンプリング周波数を１５２ｋＨｚとするとサンプル時点のサンプル：ｘ（ｋ）と過去の３サンプル：ｘ（ｋ−１），ｘ（ｋ−２），ｘ（ｋ−３）の合計４サンプルの平均値：ｘ~（ｋ）を演算し、サンプル時点での短時間平均振幅ｘ~（ｋ）とする。また、第２平均振幅検出部２１１では、同様にサンプル時点のサンプル：ｘ（ｋ＋Ｌ＋１）と先行する３サンプル：ｘ（ｋ＋Ｌ＋２），ｘ（ｋ＋Ｌ＋３），ｘ（ｋ＋Ｌ＋４）の合計４サンプルの平均値を演算し、サンプル時点での短時間平均振幅ｘ~（ｋ＋Ｌ＋１）とする。
【００７２】
次に、補間部２０８では、ｘ~（ｋ）とｘ~（ｋ＋Ｌ＋１）を用いて、パルスノイズ発生期間のサンプルを直線補間し（Ｓ１００４）、バッファ部２０３のパルスノイズ発生期間に相当するサンプルを書き換える。
【００７３】
また、帯域制限部２１１では、補間部２０８からの出力信号に対して帯域制限が必要か否かの判定を行う（Ｓ１００５）。そして、帯域制限が必要であると判断した場合においては（Ｓ１００５でＹｅｓ）、パルスノイズ発生期間に相当するサンプルがバッファ部２０３から出力される期間、ローパスフィルタにより帯域を制限し、直線補間により発生する高域のノイズを抑制する（Ｓ１００６）。本実施の形態３においては、例えば帯域制限部２１１は、コンポジット信号の通過帯域を１５ｋＨｚ以下に制限する。
【００７４】
以上の説明のように、本実施の形態３に係るノイズキャンセル装置９００は、ＰＬＬ部２０２の同期判定をＰＬＬ同期判定部２０９で行い、同期がとれていない場合においては、第１平均振幅検出部２１０および第２平均振幅検出部２１１でパルスノイズ発生期間前後の短時間平均振幅を検出し、補間部２０８は、パルスノイズ発生期間中のコンポジット信号をこれらを直線補間したサンプルで補間する。
【００７５】
また、帯域制限部２１１では直線補間により生じる高域成分の歪みを抑制することにより、ＰＬＬ部２０２からの出力正弦波がパイロット信号に同期していない場合においても低域信号の補間を良好に行うことができる。
【００７６】
さらに、ＰＬＬ部２０２が同期している場合にはコンポジット信号の全帯域のパルスノイズ抑制ができ、弱電界時などでＰＬＬ部２０２が同期できない受信状態が悪い場合においても、コンポジット信号のＬ＋Ｒ信号のマッピングされている低域信号のノイズ抑制ができ、コンポジット信号から再生されている音の歪みを低減することができる。
【００７７】
尚、本実施の形態３に係る補間部２０８は、上述した各実施の形態と同様に、第１平均振幅検出部２１０および第２平均振幅検出部２１１のパルスノイズ前の複数の短時間平均振幅およびパルスノイズ後の複数の短時間平均振幅を用いて、コンポジット信号のパルスノイズ発生期間を多項式補間してもよい。このように、多項式補間することにより直線補間に比して、パルスノイズ発生期間の歪みをより効果的に抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のノイズキャンセル装置は、ＦＭ放送受信機におけるステレオコンポジット信号のパルスノイズキャンセル装置として有用である。また、ステレオ信号を左右チャンネルの和信号、および差信号として伝送し、伝送経路上でパルスノイズが混入する伝送系を用いるカーラジオ等に用いるノイズキャンセル装置として適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態１におけるノイズキャンセル装置の構成を示すブロック図
【図２】パルスノイズが無い場合において、ＰＬＬ部の出力正弦波及び入力されたコンポジット信号の例を示す参考図
【図３】パルスノイズがＴ１〜Ｔ２の期間に発生している場合における出力正弦波及びコンポジット信号の参考図
【図４】実施の形態１に係るノイズキャンセル装置の動作手順を示すフローチャート
【図５】実施の形態１に係るノイズキャンセル装置に用いるノイズ発生期間におけるコンポジット信号の他の補間法についての説明
【図６】ＰＬＬ部で発生させる正弦波の本来のピークもしくはディップにサンプル点が一致しない場合の波形を示す参考図
【図７】実施の形態２に係るＰＬＬ部、第１補助信号推定部、第２補助信号推定部、及び補間部の出力波形の参考図
【図８】実施の形態２に係るノイズキャンセル装置の動作手順を示すフローチャート
【図９】実施の形態３に係るノイズキャンセル装置の構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態３に係るノイズキャンセル装置の動作手順を示すフローチャート
【図１１】従来のＦＭ受信機におけるノイズキャンセル装置の機能ブロック図
【図１２】ステレオ放送の場合のコンポジット信号のスペクトルの概要図
【符号の説明】
【００８０】
１００，９００  ノイズキャンセル装置
２０１  パルスノイズ検出部
２０２  ＰＬＬ部
２０３  バッファ部
２０４  ピークサンプル部
２０５  ディップサンプル部
２０６  第１補助信号推定部
２０７  第２補助信号推定部
２０８  補間部
２０９  ＰＬＬ同期判定部
２１０  第１平均振幅検出部
２１１  第２平均振幅検出部
２１２  帯域制限部
【図１】
2006135806.tif 000005
【図２】
2006135806.tif 000006
【図３】
2006135806.tif 000007
【図４】
2006135806.tif 000008
【図５】
2006135806.tif 000009
【図６】
2006135806.tif 000010
【図７】
2006135806.tif 000011
【図８】
2006135806.tif 000012
【図９】
2006135806.tif 000013
【図１０】
2006135806.tif 000014
【図１１】
2006135806.tif 000015
【図１２】
2006135806.tif 000016