(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＭ放送信号を含むＩＦ信号となる入力信号からノイズを検出するノイズ検出部と、
前記入力信号を所定の時間蓄積して遅延信号を得る遅延バッファと、
前記入力信号と前記遅延信号とを受け、前記ノイズ検出部においてノイズが検出されない場合は前記入力信号を出力し、前記ノイズが検出された場合は前記入力信号を前記遅延信号に置き換えて出力する出力部と、
アナログ信号である前記入力信号を所定のサンプリング周波数でデジタル信号に変換するＡＤ変換器とを備え、
前記遅延バッファと前記出力部は、前記デジタル信号に対してそれぞれの処理を行い、
前記所定の時間は、式（１）の計算結果がほぼ整数である条件を満たすデジタル信号周期数に対応する時間のうちの、時間軸における前記ノイズの幅に応じた値のＭ分の１（但し、Ｍは１以上の整数）であり、
前記出力部は、前記遅延バッファ内の遅延信号を用いた置換えをＭ回連続して行うことを特徴とする信号処理装置。
（サンプリング周波数／デジタル信号周波数）×デジタル信号周期数      （１）
【請求項２】
前記出力部の後方に設けられた、目的局の信号を抽出する目的局抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
ＡＭ放送信号を含むＩＦ信号から、目的局およびその周辺帯域までの信号を抽出する広帯域信号抽出部をさらに備え、
前記入力信号は、該広帯域信号抽出部により抽出された信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置と、
前記出力部の後方に設けられた、検波処理を行う検波部と、
を備えることを特徴するＡＭ放送受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号処理技術、具体的には入力信号からノイズを除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオ放送の受信、たとえば車載ＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：振幅変調）受信機でＡＭ放送を受信する場合、自動車のエンジンから発生するイグニッションノイズに加え、車両の電動ミラーやワイパーなどの影響でもノイズが発生することがある。これらのノイズは、時間幅が短く振幅が大きいパルス状のノイズ（以下単にノイズという）であり、受信信号に重畳されると、聴感上望ましくない影響を与えてしまう。この問題を解決するために、さまざまな技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、特許文献２には、ＡＭ検波前において中間周波数信号（以下ＩＦ信号という）からノイズを検出して除去する技術が開示されており、特許文献３、非特許文献１には、ＡＭ検波後の音声信号からノイズを検出して除去する技術が開示されている。非特許文献１には、ミキサ出力の段階においてノイズを検出して除去する技術も開示されている。
【０００４】
特許文献１には、ダブルコンバージョン方式のＡＭラジオ放送の受信回路において、ＩＦ信号からノイズを検出した際に、所定幅のゲート信号を発生させ、このゲート信号の区間において、検出されたノイズの直前のＩＦ信号をホールドする技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、ノイズの有無に応じて入力信号と予測信号を切り替えて出力することによってノイズ除去を図る技術が開示されている。具体的には、ノイズが検出されていないときには、入力信号を出力するとともに、入力信号を遅延するための信号保管メモリに入力信号を一定時間保管する。ノイズが検出されたときには、信号保管メモリに保管された、入力信号を遅延させた信号（以下保管信号という）の波形から予測信号を形成し、この予測信号を出力する。保管信号は入力信号を遅延させた信号であるため、ノイズが検出されたタイミングではノイズを含んでいない。すなわち、ノイズ発生区間の入力信号は、信号保管メモリに記憶されたノイズ発生前の信号から形成された予測信号によって置き換えられ、ノイズが除去される。
【０００６】
特許文献３には、ノイズの有無に応じて入力信号と合成信号を切り替えて出力することによってノイズ除去を図る技術が開示されている。この技術も、入力信号（ここでは検波後の音声信号）を出力するとともに、入力信号を遅延させた信号を保管する。ノイズが検出された際には、保管された、ノイズ発生前の信号を合成信号として用いてノイズ区間の信号を置き換える。
【０００７】
また、非特許文献１には、２つのノイズ除去技術が開示されている。１つは、ミキサ出力の段階においてノイズを除去する技術である。この技術によれば、ミキサ出力からノイズが検出された際に、ゲート処理、すなわちゲート信号を発生させ、ゲート信号区間において、ノイズの直前の信号をホールドする処理または０挿入による信号削除処理を行う。もう１つは、ＡＭ検波により得られた音声信号に対して、ノイズが検出された際にゲート処理を行う技術である。ここでは、ゲート処理の区間において直線補間によってノイズを除去する。
【特許文献１】特開２０００−３５３９７３号公報
【特許文献２】特開２００２−０６４３８９号公報
【特許文献３】特開昭６１−１５０５３２号公報
【非特許文献１】技術情報誌「ＰＩＯＮＥＥＲ  Ｒ＆Ｄ」２００４  Ｖｏｌ．１４,  Ｎｏ．３(Ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｉｏｎｅｅｒ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｒｄ／ｒｄ／１４−３．ｈｔｍｌ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ノイズ区間を単純にノイズ信号前の信号レベルでホールドする処理、または０挿入による信号の削除を行った場合、ホールドまたは０挿入された部分は、前後の信号との接続点に不連続性が発生し、結果として聞き手に違和感を与えてしまうことが生じうる。
【０００９】
特に、ＡＭ放送受信信号から目的局帯域の信号（以下目的局信号という）を抽出する処理の前にこのようにノイズを除去すると、ノイズ除去が行われた信号から目的局信号を抽出する際に、上述した不連続性が生じた部分が広がってしまい、最後に検波によって得られた音声信号の可聴帯域にノイズとして出力される場合がある。
【００１０】
ミキサ出力においてゲート処理することのメリットは、信号帯域が広い段階で処理を行うのでゲートの区間が数μｓｅｃと非常に短時間で済む点にあり、ゲート動作音が聴感上問題になることがほとんどないことにある。しかし、信号帯域が広い故に小信号のノイズを検出することが難しく、検波後の音声信号に対するゲート処理と併用する必要がある。
【００１１】
ノイズが含まれたＩＦ信号を検波して得た音声信号には、ノイズの区間が長くなり、直線補間などの手法によりノイズを除去すると、上述した信号の不連続性がさらに顕著になる。
【００１２】
本発明の解決課題は、以上のように、入力信号に含まれるノイズを除去することに起因する信号の不連続性の発生を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一つの態様は信号処理装置である。この信号処理装置は、ＡＭ放送信号を含むＩＦ信号となる入力信号からノイズを検出するノイズ検出部と、入力信号を所定の時間蓄積して遅延信号を得る遅延バッファと、入力信号と前記遅延信号とを受け、ノイズ検出部においてノイズが検出されない場合は入力信号を出力し、ノイズが検出された場合は入力信号を遅延信号に置き換えて出力する出力部と、アナログ信号である前記入力信号を所定のサンプリング周波数でデジタル信号に変換するＡＤ変換器とを備える。前記遅延バッファと前記出力部は、前記デジタル信号に対してそれぞれの処理を行う。前記所定の時間は、式「（サンプリング周波数／デジタル信号周波数）×デジタル信号周期数」の計算結果がほぼ整数である条件を満たすデジタル信号周期数に対応する時間のうちの、時間軸における前記ノイズの幅に応じた値のＭ分の１（但し、Ｍは１以上の整数）である。前記出力部は、前記遅延バッファ内の遅延信号を用いた置換えをＭ回連続して行う。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる信号処理装置によれば、入力信号に含まれるノイズを除去することに起因する信号の不連続性を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかるＡＭ放送受信機１００の構成を示す。ＡＭ放送受信機１００は、ＡＤ変換器１０、広帯域信号抽出部２０、タイミング調整用バッファ３０、遅延バッファ４０、切替部５０、目的局抽出部６０、検波部７０、ノイズ検出部８０、ゲート信号作成部９０を有する。
【００１６】
ＡＤ変換器１０は、図示しないアンテナから受信した、ＡＭ放送信号を含む中間周波数信号（ＩＦ信号）をデジタル変換してデジタルＩＦ信号Ａ１を得る。広帯域信号抽出部２０は、デジタルＩＦ信号Ａ１から、目的局の帯域およびその周辺帯域を含む範囲内の信号を抽出して広帯域信号Ａ２を得て、タイミング調整用バッファ３０とノイズ検出部８０に出力する。
【００１７】
タイミング調整用バッファ３０の詳細については後述するが、タイミング調整用バッファ３０は、広帯域信号Ａ２を遅延させて得たタイミング調整後信号Ａ３を切替部５０と遅延バッファ４０に出力する。遅延バッファ４０は、タイミング調整後信号Ａ３を蓄積して一時保管するものである。遅延バッファ４０がタイミング調整後信号Ａ３、つまり受信信号を蓄積する時間を本明細書では、以下バッファのサイズともいう。これらの詳細については後述する。
【００１８】
ノイズ検出部８０は、広帯域信号Ａ２からノイズを検出し、ノイズの発生を示しうるノイズ検出部出力Ａ８をゲート信号作成部９０に出力する。
【００１９】
ゲート信号作成部９０は、ノイズ検出部出力Ａ８に基づき、ノイズの発生に応じてゲート信号Ａ９を作成して切替部５０に出力する。
【００２０】
すなわち、ゲート信号作成部９０がノイズ検出部８０からのノイズ検出出力Ａ８を受けた場合、切替部５０は、ゲート信号Ａ９を受けて、遅延バッファ５０からの出力が目的局抽出部６０に出力されるように切替えを行う。
【００２１】
つまり、切替部５０は、通常状態、すなわちノイズが検出されていない状態においては、タイミング調整後信号Ａ３を出力する一方、ノイズが検出された際においては、タイミング調整後信号Ａ３を、遅延バッファ４０に蓄積された遅延信号に置き換えて出力する。なお、この置換えは、ゲート信号Ａ９を受けて行われる。
【００２２】
さらに、切替部５０は、ゲート信号Ａ９を受けた後、遅延バッファ４０の信号蓄積時間経過後には、自ら出力を通常状態に戻すよう切り替える機能を有している。具体的には、たとえばタイマを備え、タイマにより所定時間経過後の切替管理を行うことができる。このため、遅延バッファの信号蓄積分の遅延信号が目的局抽出部６０に出力される。これによって、タイミング調整後信号Ａ３中のノイズが除去され、ノイズ除去後信号Ａ５が得られる。ここで、ゲート信号作成部９０と切替部５０は、出力部９５として機能する。
【００２３】
目的局抽出部６０は、ノイズ除去後信号Ａ５から所望する目的局の帯域信号（以下目的局信号という）Ａ６を抽出する。検波部７０は、目的局信号Ａ６に対して検波を行い、音声信号Ａ７を得る。なお、この音声信号Ａ７はさらに図示しないスピーカなどに出力され、聞き手に供される。
【００２４】
以上のように図１で説明した第１の実施の形態は、本発明をＡＭ放送受信機に適用し、受信信号に含まれたノイズを除去しながら音声信号を得るものである。本実施の形態にかかるＡＭ放送受信機は、ノイズが検出された時点からの受信信号を、遅延バッファに保管された、ノイズ検出直前の信号に置き換えることによってノイズを除去する。遅延バッファが受信信号を蓄積する時間は、ノイズの幅（以下単にノイズ幅という）に対応している。すなわち、遅延バッファに蓄積された信号（遅延信号）の長さがノイズ幅に応じた値、具体的には除去しようとするノイズの幅のうちの最大ノイズ幅とほぼ同じかそれより大きい値になっている。なお、この大きさの程度については後述する。この置換えによって、受信信号におけるノイズの部分は、ノイズが含まれない遅延信号になり、ノイズが除去される。さらに、遅延バッファが受信信号を蓄積する時間は、置換えが行われた後の信号の波形において、置き換えた部分とその前後の信号の接続部分において位相が連続するように定められている。こうすることによって、ノイズを除去するための置換えに起因する位相の不連続を解消することができる。なお、遅延バッファが受信信号を蓄積する時間は、入力信号を遅延させる時間と同じであるため、以下の説明において、この「蓄積する時間」と「遅延させる時間」とを同じ意味で用いる。
【００２５】
続いて、ＡＭ放送受信機１００の各構成の詳細について説明する。
【００２６】
図２は、広帯域信号抽出部２０を説明するための図である。広帯域信号抽出部２０は、たとえば広帯域抽出フィルタであり、図中例示のように、それによって、広帯域抽出範囲内の信号、すなわち目的局の帯域（４５０ＫＨｚ）の信号、および目的局の帯域の周辺の信号がデジタルＩＦ信号Ａ１から抽出され、目的局以外の他局の帯域の信号（非目的局信号）が排除される。
【００２７】
タイミング調整用バッファ３０は、広帯域信号Ａ２を所定の時間遅延させ、後に切替部５０により、確実にノイズ部分を置き換えることを保証するためのものである。ここで、まず、ノイズの除去を担う遅延バッファ４０、ノイズ検出部８０、ゲート信号作成部９０、切替部５０について説明する。
【００２８】
遅延バッファ４０は、タイミング調整後信号Ａ３を所定の時間遅延させる。この所定の時間は、遅延バッファ４０のサイズに対応する。本実施の形態において、遅延バッファが受信信号を蓄積できる時間は重要であるので、以下にその概念をまず説明する。
【００２９】
遅延バッファが受信信号を蓄積できる時間は、受信信号のビット数、遅延バッファの容量、構造と関係する。ここでそれらの関係について説明する。
【００３０】
図９は、本発明の第１の実施形態に用いられる遅延バッファの例を示す。この遅延バッファは複数段のフリップ・フロップのブロック（以下単にブロックともいう）から構成され、１ブロックは、さらに複数のフリップ・フロップから構成される。図中１マスは１つのフリップ・フロップを示し、１行は１ブロックを示す。なお、列数は、ブロックの段数となる。
【００３１】
１つのフリップ・フロップは１ビットを保持するので、遅延バッファの１ブロックに含まれるフリップ・フロップの数は、受信信号のビット数（またはビット幅）に対応する。本実施の形態はＡＭ放送機であるので、受信信号のビット数は後に行われる検波処理に必要な語長と同じであり、図示の例では２１ビットである。なお、遅延バッファの１ブロックに含まれるフリップ・フロップの数を、バッファのビット幅ともいう。
【００３２】
図９に示す遅延バッファは、リングバッファとして使用され、図中矢印Ａに示される順序で各段が順次循環使用される。すなわち、受信信号は遅延バッファの一段目（図示の例では最上段）から蓄積されていき、最後の段（図示の例では最下段）まで受信信号が蓄積されたら、後の受信信号を蓄積するために、バッファのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ：先入れ先出し）性によって、一段目から蓄積中の信号が捨てられる。
【００３３】
本発明の第１の実施の形態の遅延バッファが受信信号を蓄積できる時間、すわなち受信信号を遅延させることができる時間は、下記の式（１）から算出することができる。
蓄積時間＝段数×サンプリング時間＝段数／サンプリング周波数    （１）
ここで、サンプリング周波数は、受信信号をデジタル変換する際のサンプリング周波数を意味する。従って、サンプリング周波数が一定の場合には、遅延バッファの段数に比例して遅延バッファの受信信号の蓄積時間が増加することが分かる。
【００３４】
たとえば、サンプリング周波数、ビット幅がそれぞれ３．８ＭＨｚと２１ビットである受信信号を８０μｓｅｃ遅延させるために、ビット幅が２１ビットである遅延バッファの必要な段数Ｘは上記の式（１）を用いて求めると以下のように、３０４段となり、遅延バッファに必要な容量は６３８４ビットとなる。
８０×１０−６＝Ｘ／（３．８×１０６）
Ｘ＝（８０×１０−６）×（３．８×１０６）＝３０４
【００３５】
このように、遅延バッファが受信信号を蓄積する時間は、受信信号のサンプリング周波数、受信信号のビット数、遅延バッファのビット幅、段数によって決められる。なお、この時間は、受信信号のサンプリング周波数およびビット数、バッファのビット幅が一定である場合には、フリップ・フロップのブロックの段数と１対１の関係で対応する。
【００３６】
以上に述べたように、遅延バッファ４０は、タイミング調整後信号Ａ３を所定の時間遅延させる。この所定の時間は、遅延バッファ４０のサイズに対応する。本実施の形態において、遅延バッファ４０のサイズは、下記２つの条件を満たすように定められている。
【００３７】
条件１：遅延バッファのサイズは、ノイズの幅に応じた値を有する。
ここで、「ノイズの幅に応じた値」とは、除去しようとするノイズを置き換えることが可能な幅に相当する値を意味し、除去しようとする最大のノイズ幅の近傍の値とすることができる。本実施の形態においては、除去しようとしている最大のノイズ幅と同等かそれより大きいこととする。具体例については後述する。
【００３８】
遅延バッファ４０のサイズは、下記の式（２）により表すことができる。
遅延バッファのサイズ（受信信号蓄積時間）
＝入力信号の周期数／入力信号の周波数        （２）
入力信号は、遅延バッファ４０に入力された信号を意味し、ここではタイミング調整後信号Ａ３となる。「入力信号の周期数」は、遅延バッファ４０が最大に蓄積できる、入力信号の周期数である。なお、入力信号の周波数が固定である場合において、入力信号の周期数は、遅延バッファ４０のサイズと１対１の関係にある。
【００３９】
条件２：式（３）の演算結果がほぼ整数となることを満たす式中「入力信号の周期数」に対応する。
（サンプリング周波数／入力信号の周波数）×入力信号の周期数      （３）
「サンプリング周波数」は、入力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する際のサンプリング周波数であり、ここでは、ＡＤ変換器１０が用いたサンプリング周波数に該当する。
【００４０】
ここで、式（３）の計算結果がほぼ整数となることを満たす入力信号の周期数について以下に述べる。「ほぼ整数となることを満たす」ことについては、式（３）の計算結果の小数点第２位を四捨五入した場合に小数点第１位の値が０になる場合が最も望ましい。この場合は、すなわち、小数点以下の値が、０．０５未満か０．９５以上の場合である。これらの場合には、ノイズ除去による置換えを行っても不連続による問題が生じず、位相が連続するということを十分満足する。
【００４１】
なお、これらを外れても、その程度によっては、問題が生じない場合がある。例えば、小数点以下の値が、０．１未満か０．９以上のときであっても復調出力信号の品質のうち、Ｓ／Ｎが３０ｄＢ以上、歪が１％以下などの品質目標値を満足する場合もあり、そういった場合にはこれらの値もほぼ整数として捉えることができる。
【００４２】
一般的に、デジタルのＩＦ信号におけるパルスノイズの幅は、目的局信号の抽出がなされる前の段階において、１００μｓｅｃ以下であることが経験上知られている。
【００４３】
デジタルのＩＦ信号の周波数は、一般的にＡＭ復調器、ここでは検波部７０で使用される周波数であり、通常４５０ＫＨｚまたは４５５ＫＨｚが用いられる。
【００４４】
また、サンプリング周波数は、デジタルのＩＦ信号を十分に再現できるようにするため、少なくともＩＦ信号の２倍、望ましくは４倍以上の値が用いられる。
【００４５】
本実施の形態において、例として、サンプリング周波数は３．８ＭＨｚであり、タイミング調整後信号Ａ３の周波数は４５０ＫＨｚである。幅が最大８０μｓｅｃのノイズを除去しようとする場合、遅延バッファ４０の、ノイズ幅に応じたサイズは、８０μｓｅｃ近傍の、望ましくは８０μｓｅｃ以上の信号を蓄積するサイズとなる。式（２）にしたがって、８０μｓｅｃに応じた入力信号の周期数Ｙは、下記のように３６として算出できる。
８０×１０−６＝Ｙ／（４５０×１０３）
Ｙ＝（８０×１０−６）×（４５０×１０３）
【００４６】
次に式（３）の演算結果がほぼ整数となる各「入力信号の周期数」のうち、ノイズ幅に応じた値として、３６が得られる。
【００４７】
例えば入力信号の周期数が３６の場合には、具体的には、
（３．８×１０６／（４５０×１０３））×３６＝３０４  と演算結果が、整数３０４となることが分かる。
【００４８】
これにより、遅延バッファ４０のサイズは、４５０ＫＨｚの信号を３６周期分蓄積可能なサイズに定められる。たとえば、遅延バッファ４０のビット幅が入力信号のビット幅と等しい場合において、段数により遅延バッファ４０のサイズを表せば、３０４段となる。
【００４９】
遅延バッファ４０は、このようにして３６周期分のタイミング調整後信号Ａ３を蓄積して一時保管する。
なお、式（３）から３６を得たと述べたが、式（３）を用いてその演算結果が整数になるような入力信号の周波数は、例えば１８、４５、７２などもシミュレーションから得られる。しかし、１８を選択しようとすると式（２）から遅延バッファのサイズ（受信信号蓄積時間）は、４０μｓｅｃとなり、ノイズ幅より大幅に小さくなるので、条件１を満たさない。また、７２の場合は、１６０μｓｅｃとなり、幅が８０μｓｅｃのノイズも除去することができるが、式（１）から分かるように、遅延バッファの段数が多くなり、すなわち、ハードウェア資源をより多く必要とするという点で好ましくない。
【００５０】
なお、４５は、式（２）からバッファのサイズは、１００μｓｅｃとなり、８０μｓｅｃより大きく、冗長度は高くなるが、実施の形態として選択できる値である。
【００５１】
また、仮に最大９０μｓｅｃの幅のノイズを除去したいという場合、式（２）から計算上は入力信号の周期数は４０．５という値になる。従って周期数は４１を採用する必要があるが、この場合、式（３）での計算結果は、３４６．２となり、ほぼ整数という条件を満さない。
【００５２】
周期数を４２、４３、・・・と上げていくと、周期数４５で式（３）の計算結果が３８０と整数になる。
この３８０という値は、式（２）からノイズ幅１００μｓｅｃに対応するものであり、条件１でいう遅延バッファのサイズは、除去しようとしている最大のノイズ幅と同等かそれより大きいことも満たすので、結論としてはこの値が望ましいとなる。
【００５３】
ノイズ検出部８０は、広帯域信号Ａ２に対してノイズ検出し、ノイズの発生を示しうるノイズ検出部出力Ａ８をゲート信号作成部９０に出力する。ゲート信号作成部９０は、ノイズ検出部出力Ａ８に基づいて、所定の区間のゲート信号Ａ９を作成して切替部５０に出力する。ここで、ゲート信号Ａ９の幅は、遅延バッファ４０のサイズに等しく、遅延バッファ４０に蓄積された３６周期分のタイミング調整後信号Ａ３の幅すなわち８０μｓｅｃとなる。
【００５４】
切替部５０は、通常状態において、タイミング調整後信号Ａ３を目的局抽出部６０に出力する。ゲート信号Ａ９を受信した場合、ゲート信号に応答してタイミング調整後信号Ａ３の代わりに、遅延バッファ４０内の遅延信号を目的局抽出部６０に出力する。遅延バッファ４０内に蓄積された遅延信号は、ノイズの直前の信号であるため、ノイズが含まれていない。これによって、タイミング調整後信号Ａ３に含まれるノイズは、除去されることになる。以下、切替部５０から出力される信号を、ノイズ除去後信号Ａ５という。
【００５５】
なお、前述のように、切替部５０は、ゲート信号Ａ９を受けてから所定時間、つまり、遅延バッファにより受信信号を蓄積する時間が経過したら、遅延信号に切り替えてタイミング調整後信号Ａ３を目的局抽出部６０に出力する。以下、説明上の便宜のため、切替部５０がゲート信号Ａ９を受けてから遅延信号を出力している間の区間を、ゲート処理区間ともいうこととする。
【００５６】
このように、遅延バッファ４０のサイズを、上記２つの条件を満たす値に定め、ノイズが検出された際に遅延バッファ４０に蓄積した遅延信号を用いてタイミング調整後信号Ａ３に含まれるノイズ部分の信号を置き換えて出力することによって、確実にノイズを除去することができるとともに、ノイズ除去後信号Ａ５において、置き換えられた部分とその前後の部分の接続点において、置換に起因する位相の不連続を軽減することができる。
【００５７】
なお、切替部５０は、受信信号のビット数のビットの信号が切替できるようになっており、具体的には図示しないスイッチング素子をこのビット数に対応した数備えるなど、周知の手段で構成される。また、前述のように図示しないタイマなども備え、自ら通常状態に復帰する機能を有する。
【００５８】
なお、タイマを、切替部５０の代わりにゲート信号作成部９０に設けるようにし、所定の時間経過後に、通常状態に復帰させる信号をゲート信号作成部９０から切替部５０に送信するようにしてもよい。
【００５９】
タイミング調整用バッファ３０の説明に戻る。
まず、図３を参照して、タイミング調整用バッファ３０がない場合について考える。この場合、遅延バッファ４０、切替部５０、ノイズ検出部８０に送信される信号は、同じく広帯域信号Ａ２であり、互いに時間上のずれがない。しかし、ノイズ検出部８０は、広帯域信号Ａ２に対してノイズを検出するのには、多少時間を必要とする。そのため、図３に示すように、ノイズ検出部８０によりノイズが検出されたタイミングは、広帯域信号Ａ２に実際にノイズが発生したタイミングより少し後になる。ゲート信号Ａ９は、ノイズ検出部８０によりノイズが検出された際に作成されるので、その開始タイミングも、広帯域信号Ａ２に実際にノイズが発生したタイミングより少し後になる。すなわち、ゲート信号Ａ９が作成された際に、広帯域信号Ａ２におけるノイズの部分は既に切替部５０によって目的局抽出部６０に出力されている。切替部５０は、ゲート信号Ａ９に応答して、出力を遅延バッファ４０内の遅延信号に切り換えても、ノイズが除去されない。さらに、この場合において、遅延信号には、既に出力されたノイズの部分も含まれている可能性が大きく、置換えによって、ノイズをかえって増やしてしまうという恐れがある。
【００６０】
そこで、本実施の形態のＡＭ放送受信機１００において、ノイズ検出部８０には、広帯域信号Ａ２をそのまま出力する一方、タイミング調整用バッファ３０を用いて広帯域信号Ａ２を所定の時間遅延させてから遅延バッファ４０と切替部５０に出力する。ここで、この所定の時間は、ノイズ検出部８０によりノイズを検出したタイミングと、広帯域信号Ａ２に実際にノイズが発生したタイミングとの差分とすることができる。図４に示すように、この場合においても同じように、ノイズ検出部８０によりノイズが検出されたタイミングないしゲート信号が生成されたタイミングは、広帯域信号Ａ２に実際にノイズが発生したタイミングより少し後になる。しかし、切替部５０と遅延バッファ４０に出力される信号は、タイミング調整用バッファ３０が広帯域信号Ａ２を遅延させた信号であるので、置換えは、タイミング調整後信号Ａ３におけるノイズ部分に対して行われる。これによってノイズを確実に除去することができる。
【００６１】
目的局抽出部６０は、ノイズ除去後信号Ａ５から目的局信号Ａ６を抽出するものであり、それにより抽出する帯域の範囲が数ＫＨｚであり、広帯域信号抽出部２０により抽出する帯域の範囲より狭い。
【００６２】
検波部７０は、目的局信号Ａ６に対してＡＭ検波を行い、音声信号Ａ７を得る。
図５（ｄ）は、図１に示すＡＭ放送受信機１００により得られた音声信号Ａ７の波形を示す。また、図５（ａ）は、同じＩＦ信号に対してノイズ除去をしない場合に得られた音声信号を示す。図５（ｃ）と図５（ｄ）は、従来用いられているノイズ除去手法でノイズを除去した場合に得られた音声信号を示す。図５（ｃ）は、検波前において、目的局信号の抽出を行う前に、０挿入によってノイズ除去を行った場合に得られた音声信号を示し、図５（ｄ）は、検波後の音声信号に対して直線補間によってノイズ除去を行った場合に得られた音声信号を示す。
【００６３】
図５（ｂ）の場合について考える。検波前において、目的局信号を抽出する前に０挿入によってノイズを除去した場合、０挿入した部分がその前後の信号との接続部に、不連続性が生じる。この不連続性が位相の不連続性と振幅の不連続性がある。この方法によってノイズを除去した後のＩＦ信号を、目的局抽出フィルタなどを通して目的局信号を得る際に、目的局抽出フィルタが抽出する帯域の範囲が狭いため、０挿入によって生じた不連続性のある部分の間隔が広がってしまう。図５（ｂ）に示すように、このような目的局信号に対してさらに検波を行った結果として、不連続性のある部分が可聴帯域にノイズとして現れうる。
【００６４】
図５（ｃ）の場合について考える。検波後の音声信号に対して直線補間を行ってノイズ除去を行う場合、ノイズの幅が数百μｓｅｃに至ってしまう場合があるため、その部分を直線補間すると、音声信号は、図５（ｃ）に示すように歪が残り、聞き手に違和感を与えてしまう。たとえば、検波後の信号における幅が５００μｓｅｃであるノイズを直線補間によって除去すると、音声帯域のうち２ＫＨｚ以上の信号成分は直線補間によって削除され、ノイズ区間のみ音声情報の一部が欠落してしまう。
【００６５】
それらに対して、ＡＭ放送受信機１００は、検波前に比較的に狭い区間のノイズを除去し、検波後の音声信号における広いノイズ区間の補間を避けることによって、ノイズ区間の音声情報の欠落を軽減している。
【００６６】
また、ＡＭ放送受信機１００において、遅延バッファ４０のサイズとして、上記式（３）の計算結果がほぼ整数であることを満たす値が用いられるので、ノイズ除去後信号Ａ５において、置き換えられた部分とその前後の部分間の位相の不連続が抑制されている。また、ノイズの直前の信号を置換に用いるので、置き換えられた部分とその前後の部分間の振幅の不連続性も抑制している。このように、位相と振幅の両方の不連続性を抑制しながらノイズを除去しているので、置き換えられた部分とその前後の部分間の不連続性を最小に抑えることができる。そのため、ノイズ除去後信号Ａ５を目的局抽出フィルタなどを通しても、検波後の音声信号にノイズが生じる可能性が小さくなる。仮にノイズが生じたとしても、違和感を与えない程度の小さなノイズで済む。
【００６７】
さらに、ＡＭ放送受信機１００は、ノイズを除去する前に、デジタルＩＦ信号Ａ１に対して、広帯域信号抽出部２０により、目的局および目的局周辺の帯域を含む信号を抽出する。抽出した広帯域信号Ａ２に対してノイズの除去を行っている。この抽出によって、デジタルＩＦ信号Ａ１に非目的局信号が含まれたとしても、ノイズ除去の効果を良くすることができる。
【００６８】
図６は、ＡＭ放送受信機１００において、広帯域信号抽出部２０による抽出を行わない場合の処理結果を示す。遅延バッファ４０のサイズは、目的局信号の周波数を基準に定められているので、遅延バッファ４０と切替部５０に入力される信号の中に非目的局信号が混在していると、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、遅延バッファ４０に蓄積された遅延信号を用いたノイズ除去の後の信号には、位相の不連続が生じる。この信号に対して目的局信号の抽出を行うと、図６（ｃ）に示すように、目的局信号において、位相の不連続がある部分が広がってしまう。そして、図６（ｃ）に示すような目的局信号に対してＡＭ検波を行って得た音声信号は、図６（ｄ）に示すように、位相の不連続がある部分において波形が乱れ、聞き手に違和感を与えるものとなる。
【００６９】
これに対して、広帯域信号抽出部２０による抽出を行った場合には、この問題が軽減される。図７は、この場合の結果を示している。遅延バッファ４０と切替部５０に入力される信号の中に非目的局信号が混在していないので、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、ノイズ除去後信号Ａ５には、位相の不連続が抑制されている。この信号から目的局信号Ａ６を抽出し、抽出した目的局信号Ａ６に対して検波を行った結果、音声信号Ａ７は、図７（ｄ）に示すように、聞き手に違和感を与えるほどの乱れがない。
【００７０】
図８は、本発明の第２の実施の形態にかかるＡＭ放送受信機２００の構成を示す。このＡＭ放送受信機２００も、ＡＭ放送受信機１００と同じように、受信信号に含まれたパルスノイズ（以下単にノイズという）を除去しながら音声信号を得るものであり、ＡＤ変換器１１０、広帯域信号抽出部１２０、タイミング調整用バッファ１３０、遅延バッファ１４０、第１の切替部１５２、第２の切替部１５４、目的局抽出部１６０、検波部１７０、ノイズ検出部１８０、ゲート信号作成部１９０を有する。なお、ＡＭ放送受信機２００におけるＡＤ変換器１１０、広帯域信号抽出部１２０、タイミング調整用バッファ１３０、目的局抽出部１６０、検波部１７０、ノイズ検出部１８０は、ＡＭ放送受信機１００におけるＡＤ変換器１０、広帯域信号抽出部２０、タイミング調整用バッファ３０、目的局抽出部６０、検波部７０とそれぞれ同じであるため、ここで、遅延バッファ１４０、第１の切替部１５２、第２の切替部１５４、ゲート信号作成部１９０についてのみ説明する。
【００７１】
第１の切替部１５２は、通常の状態においては、タイミング調整用バッファ１３０と遅延バッファ１４０とを接続し、この状態において、タイミング調整用バッファ１３０からのタイミング調整後信号は、第２の切替部１５４と遅延バッファ１４０に出力される。
【００７２】
第２の切替部１５４は、通常の状態において、タイミング調整用バッファ１３０と目的局抽出部１６０とを接続し、この状態において、タイミング調整用バッファ１３０からのタイミング調整後信号は、目的局抽出部１６０に出力される。
【００７３】
なお、第２の実施の形態において、ゲート信号作成部１９０と、第１の切替部１５２と、第２の切替部１５４とは、出力部１９５を構成する。
また、第２の実施の形態においても、第１の切替部１５２、第２の切替部１５４のハードウェアにおける構成は、第１の実施の形態の切替部５０と同様に周知の手段で構成できるので、それらについての詳細な説明は割愛する。
【００７４】
本実施の形態のＡＭ放送受信機２００において、遅延バッファ１４０のサイズは、下記の２つの条件を満たすように定められている。
【００７５】
条件１：ノイズの幅に応じた値のＭの１（Ｍ：２以上の整数）を有する。
条件２：式（４）の演算結果がほぼ整数となることを満たす式中「入力信号の周期数」に対応する。
ここで、「ほぼ整数となることを満たす」ことは、第１の実施の形態の説明において述べた内容と同じである。
（サンプリング周波数／入力信号の周波数）×入力信号の周期数      （４）
なお、この式（４）は、上記式（３）と同じであり、入力信号は、タイミング調整用バッファ１３０から出力されたタイミング調整後信号である。
ここで、サンプリング周波数、入力信号の周波数、ノイズ幅については、ＡＭ放送受信機１００を説明する際に用いられた例を適用し、それぞれ３．８ＭＨｚ、４５０ＫＨｚ、８０μｓｅｃとする。
【００７６】
式（３）を満たす入力信号の周期数は、９、１８、２７、３６、・・・などがあり、このうち、それぞれに対応するバッファのサイズは、２０μｓｅｃ、４０μｓｅｃ、６０μｓｅｃ、８０μｓｅｃ、・・・である。この中で、上記条件１を満たすサイズは、２０μｓｅｃ（Ｍ：４）、４０μｓｅｃ（Ｍ：２）がある。ここで例としてＭの値を４にし、遅延バッファ１４０のサイズが２０μｓｅｃに定められたとする。
【００７７】
ゲート信号作成部１９０は、ノイズ検出部１８０によりノイズが検出され際に、ゲート信号を作成して、第１の切替部１５２と、第２の切替部１５４に出力する。ここで、ゲート信号作成部１９０により作成されたゲート信号の幅は、遅延バッファ１４０のサイズのＭ倍となる。遅延バッファ１４０のサイズが２０μｓｅｃであり、Ｍが４であるため、ゲート信号の幅は８０μｓｅｃとなる。
【００７８】
第２の切替部１５４は、ゲート信号の区間において、目的局抽出部１６０に出力する信号を、遅延バッファ１４０に蓄積された遅延信号に切り換える。
【００７９】
第１の切替部１５２は、ゲート信号の区間において、タイミング調整用バッファ１３０と遅延バッファ１４０との接続を切断し、遅延バッファ１４０の出力を遅延バッファ１４０にフィードバックする。
【００８０】
すなわち、ゲート信号の区間において、遅延バッファ１４０に蓄積された信号は、目的局抽出部１６０に繰り返し出力される。ゲート信号の幅は、遅延バッファ１４０のサイズのＭ倍であるので、遅延バッファ１４０に蓄積された信号は、Ｍ回（ここの例では４回）出力されることになる。
【００８１】
このように、ＡＭ放送受信機２００は、遅延バッファ４０のサイズとして、上記式（４）の計算結果がほぼ整数であることを満たす値が用いられるとともに、ノイズの直前の信号を置換に用いるので、第１の実施の形態のＡＭ放送受信機１００と同じ効果を得ることができる。また、遅延バッファのサイズを小さくしているので、回路の規模を小さくすることができる。
【００８２】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、さまざまな変更、増減を加えてもよい。これらの変更、増減が加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８３】
たとえば、ＡＭ放送受信機１００とＡＭ放送受信機２００において、ノイズの検出処理も除去処理も、デジタル信号に変換されたＩＦ信号に対して行っているが、たとえば、ノイズの検出処理をアナログのＩＦ信号に対して行い、ノイズの除去処理のみをデジタル信号に変換されたＩＦ信号に対して行うようにしてもよい。
【００８４】
また、上述した実施の形態において、遅延バッファのサイズは、あくまでも遅延バッファが実際に入力信号を遅延させる時間、またはこの時間に対応する段数であり、必ずしも遅延バッファの可能な最大サイズであるとは限らない。たとえば、第１の実施形態のＡＭ放送受信機１００では、サンプリング周波数が３．８ＭＨｚである入力信号に対して、１００μｓｅｃの幅を有するノイズを除去するのに適した遅延バッファのサイズは３８０段である一方、８０μｓｅｃの幅を有するノイズを除去するのに適した遅延バッファのサイズは３０４段である。そこで、遅延バッファの段数をたとえば４００段と多めに設け、幅が１００μｓｅｃであるノイズの場合は３８０段を使用し、幅が８０μｓｅｃであるノイズの場合は３０４段のみを使用するように、ノイズ幅に応じて、遅延させる時間ここでは使用する段数を切り替えるようにしてもよい。
【００８５】
逆に、第２の実施形態のＡＭ放送受信機２００では、遅延バッファの段数としては７６段のみ設けておき、ノイズの幅に応じて置換えの回数を切り替えるようにしてもよい。たとえば、２０μｓｅｃの幅を有するノイズの場合は、置換えは一度しか行わないが、８０μｓｅｃまたは１００μｓｅｃの幅を有するノイズの場合は、同じ内容の置換えをそれぞれ４回または５回繰り返すようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施の形態にかかるＡＭ放送受信機の構成を示す図である。
【図２】図１に示すＡＭ放送受信機における広帯域信号抽出部の処理を説明するための図である。
【図３】図１に示すＡＭ放送受信機におけるタイミング調整用バッファを説明するための図である（その１）。
【図４】図１に示すＡＭ放送受信機におけるタイミング調整用バッファを説明するための図である（その２）。
【図５】図１に示すＡＭ放送受信機により得られた音声信号と、従来の手法により得られた音声信号とを比較する図である。
【図６】図１に示すＡＭ放送受信機における広帯域信号抽出部の作用を説明するための図である（その１）。
【図７】図１に示すＡＭ放送受信機における広帯域信号抽出部の作用を説明するための図である（その２）。
【図８】第２の実施の形態にかかるＡＭ放送受信機の構成を示す図である。
【図９】遅延バッファを説明するための図
【符号の説明】
【００８７】
１０  ＡＤ変換器  ２０  広帯域信号抽出部
３０  タイミング調整用バッファ  ４０  遅延バッファ
５０  切替部  ６０  目的局抽出部
７０  検波部  ８０  ノイズ検出部
９０  ゲート信号作成部  ９５  出力部
１００  ＡＭ放送受信機  １１０  ＡＤ変換器
１２０  広帯域信号抽出部  １３０  タイミング調整用バッファ
１４０  遅延バッファ  １５２  第１の切替部
１５４  第２の切替部  １６０  目的局抽出部
１７０  検波部  １８０  ノイズ検出部
１９０  ゲート信号作成部  １９５  出力部
２００  ＡＭ放送受信機
【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】
0004750605.tif 000006
【図６】
0004750605.tif 000007
【図７】
0004750605.tif 000008
【図８】
0004750605.tif 000009
【図９】
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