(57)【要約】【課題】  パルス状の音声信号をインパルス性ノイズと見誤って誤動作することがないようにしたノイズ除去回路を提供する。【解決手段】  ＩＦ増幅／検波段１１における信号からノイズ成分を検出するノイズ検出手段１６と、その検出されたノイズ成分が、受信したインパルス性ノイズに起因するのか、または、受信したパルス状音声信号に起因するのか、を判別するノイズ／音声判別手段２２と、を備え、信号処理段１３は、インパルス性ノイズと判別されたときはノイズ除去処理を実行し、一方、パルス状音声信号と判別されたときはノイズ除去処理を実行しない。【選択図】      図１
2005223699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＦ増幅／検波段と、該ＩＦ増幅／検波段の出力信号を入力として聴取すべき音声信号を再生する信号処理段と、を少なくとも有するラジオ受信機に具備されるノイズ除去回路であって、
前記ＩＦ増幅／検波段における信号からノイズ成分を検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段により検出された前記ノイズ成分が、受信したインパルス性ノイズに起因するのか、または、受信したパルス状音声信号に起因するのか、を判別するノイズ／音声判別手段と、を備えており、
前記信号処理段は、前記ノイズ／音声判別手段による判別の結果、前記インパルス性ノイズと判別されたときはノイズ除去処理を実行し、一方、前記パルス状音声信号と判別されたときはノイズ除去処理を実行しないことを特徴とするノイズ除去回路。
【請求項２】
前記ノイズ／音声判別手段は、前記ノイズ検出手段により検出された前記ノイズ成分の発生時間の長短に応じて、それぞれ、前記パルス状音声信号か前記インパルス性ノイズかを判別することを特徴とする請求項１に記載のノイズ除去回路。
【請求項３】
前記ノイズ／音声判別手段は、前記ノイズ成分の発生時間の長短を判定するための基準となる予め定めたスレッショルド値を有することを特徴とする請求項２に記載のノイズ除去回路。
【請求項４】
前記ＩＦ増幅／検波段の出力信号に、前記ノイズ／音声判別手段での判別に要する判定時間より長い遅延を付与する遅延手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のノイズ除去回路。
【請求項５】
前記ノイズ検出手段は、ハイパスフィルタと該ハイパスフィルタの出力が所定のレベル以上であるか否かを検出するレベル検出部とからなり、該所定のレベル以上であるときに、前記ノイズ成分の発生を検出することを特徴とする請求項１に記載のノイズ除去回路。
【請求項６】
前記ノイズ／音声判別手段は、前記レベル検出部により検出した前記ノイズ成分の発生に合わせて第１フラグを生成する第１フラグ生成部と、該第１フラグ生成部からの第１フラグの継続時間を検出するフラグ時間計測部と、該フラグ時間計測部により検出された前記継続時間が予め定めた継続時間よりも長いときに第２フラグを生成する第２フラグ生成部と、生成された前記第１および第２フラグの各論理に応じて、前記信号処理段に前記ノイズ除去処理の実行または非実行を指示する論理部と、を有してなることを特徴とする請求項５に記載のノイズ除去回路。
【請求項７】
前記第１フラグ生成部からの前記第１フラグに、前記フラグ時間計測部での検出に要する判定時間より長い第１遅延時間を与える第１遅延器をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のノイズ除去回路。
【請求項８】
前記ＩＦ増幅／検波段の出力信号に、前記第１遅延器での遅延よりも長い第１遅延時間を与える第２遅延器をさらに有することを特徴とする請求項７に記載のノイズ除去回路。
【請求項９】
前記第２遅延器による第２遅延時間は、前記第１遅延器による第１遅延時間＋最大インパルス性ノイズ幅＋所定の余裕時間により設定し、ここに、該最大インパルス性ノイズ幅は、ＦＭ受信信号について数１０μｓであり、ＡＭ受信信号について数１００μｓであることを特徴とする請求項８に記載のノイズ除去回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジオ受信機に具備されるノイズ除去回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオ受信機はその周囲からノイズを受けて、ユーザに不快な音を与える。このノイズは、例えば、電気機器のオン／オフあるいは落雷等によるものであったり、また、車載用のラジオ受信機（カーラジオ）ならば、当該車両のエンジン系から発するイグニッション・ノイズであり、あるいは、当該車両の横を併走するオートバイから発せられる同様のノイズである。
【０００３】
このようなノイズによる不快感を抑制すべく、従来より、種々のノイズ除去回路が提案されている。
【０００４】
図４は従来から存在する一般的なノイズ除去回路を示す図である。
【０００５】
本図において、参照番号１０はラジオ受信機の全体を表し、その本体部分をなすＩＦ増幅／検波段（ｓｔａｇｅ）１１、遅延手段１２および信号処理段（ｓｔａｇｅ）１３と、その本体に付随するノイズ除去回路１５と、からなる。本発明は後者のノイズ除去回路１５について言及するものであり、その主要部分はノイズ検出手段１６である。
【０００６】
図５は図４におけるノイズ検出手段１６をさらに詳しく示す図である。なお、全図を通じて同様の構成要素には、同一の参照番号または記号を付して示す。
【０００７】
その構成は、図示するとおり、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１７、レベル検出部１８およびフラグ生成部１９である。
【０００８】
ハイパスフィルタ１７は、ＩＦ増幅／検波段１１における本来の音声信号から、上記のノイズを抽出するものである。この抽出されたノイズが所定のレベル以上であるときに、これを除去すべきノイズとして認識する。この認識を行うのが上記レベル検出部１８である。この除去すべきノイズの発生を認識したときは、フラグ生成部１９においてフラグを生成し、これを信号処理段１３に印加する。フラグが印加された信号処理段１３は、当該ノイズを除去するための処理を実行して、ノイズを除去した音声信号を出力する。
【０００９】
このような従来例（図４および図５）に加え、本発明に比較的近似する従来例としては、下記特許文献１がある。
【００１０】
この特許文献１によるノイズ検出装置は、ＦＭ放送のパルス性ノイズが検出できる受信レベルの範囲を拡大し、さらに音声信号の急峻なレベル変化をノイズとして誤検出しないパルス性ノイズ検出装置を得るものであって、次のように構成される。
【００１１】
ＦＭ放送を受信しＦＭ復調されたＦＭコンポジット信号をハイパスフィルタで音声成分を抑圧して高域のノイズ成分を強調し、エンベロープ検出手段でこの信号のエンベロープを検出し、このエンベロープ信号の大きさをメモリに記憶し、平均処理手段で所定時間内の平均値を求めて乗算器でこの平均値をＮ倍し、このＮ倍値以下の値を用いて平均処理段で再度平均値を計算し、この結果を乗算器でＭ倍にしてパルス性ノイズを判定する閾値とし、この閾値と該メモリとを比較手段で比較して該メモリの値の方が大きい場合にパルス性ノイズがあり、と判定する。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２０５１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ノイズ除去回路１５は、本来、前述したイグニッションノイズといったインパルス性ノイズに起因する耳障りで不快な音のみを除去すべきものである。
【００１４】
ところが一般的なノイズ除去回路（図４、図５）によると、実際には、上記インパルス性ノイズに起因する雑音のみならず、ある種の音声信号までも抑圧あるいは除去してしまい、本来有用な音声までも消してしまうか、もしくはその有用な音声に歪みを生じさせてしまう、といった問題がある。
【００１５】
ここにいうある種の音声信号とは、パルス状音声信号のことである。具体例を挙げると、第１に、無音から急に変調（放送）が始まるような状態、すなわちバースト変調波を受信したときに、非常に高い周波数成分が現れるため、ノイズ除去回路はこれをインパルス性ノイズとして誤って処理してしまうので、本来有用であった音声を消してしまうかあるいは歪ませてしまう。また、第２に、受信中の放送局以外に隣接した周波数の放送局があるといった状況下では、しばしば混信を生じ、これにより双方からの信号が重なったとき、非常に高い周波数成分が現れて、上述と同様の経緯で、本来有用であった音声を消してしまったりあるいは歪ませてしまったりする。
【００１６】
このような問題に対処する一つの手法として、ノイズ除去回路のノイズ検出感度を鈍くする、といった手法が提案されている。しかしこの手法によると、今度は本来のノイズ除去特性が劣化してしまうことになり、結局、これら双方のトレードオフとなる。したがって、ノイズ除去能力に自ずと限界が生じてしまう。できれば、ノイズ検出感度は高く維持したままで、パルス状音声信号による誤動作を防止することが望まれる。
【００１７】
また上記〔特許文献１〕に開示されたノイズ検出装置は、ＦＭ受信下における音声のバースト変調波をインパルス性ノイズとして誤検出しないように、複雑なアルゴリズムによる演算処理を行っていることから、リアルタイム性に難がある。
【００１８】
また前述した一般的なノイズ除去回路（図４、図５）についてさらに検討すると、レベル検出部１８（図５）には、周知のように、ＡＧＣ回路が内蔵されているが、それは例えばホワイトノイズを誤検出することを防ぐための機能を果たすこと、そして、高周波での継続的なレベルの音声信号を誤検出すること、を防ぐ機能を果たすためのものである。したがって、前述したバースト変調波や混信波等を誤検出することを防止する機能は、図４および図５のノイズ除去回路１５には全く備わっていない。
【００１９】
したがって本発明は、上記諸問題点に鑑み、ＡＭ、ＦＭの区別なく適用でき、かつ単純な回路構成で、バースト変調波や混信波による誤検出を確実に防ぐことのできるノイズ除去回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
図１は本発明に係るノイズ除去回路の基本構成を示す図である。
【００２１】
本図において、本発明に基づくラジオ受信機１０は、図４（従来）と同様、ＩＦ増幅／検波段１１および信号処理段１３、さらには遅延手段１２を有すると共に、前述したノイズ除去回路を備える。ただし、本図のノイズ除去回路２１は、図４（従来）のノイズ除去回路１５とは異なり、ノイズ／音声判別手段２２をさらに有する。
【００２２】
具体的には、本発明に基づくノイズ除去回路２１は、ＩＦ増幅／検波段１１と、該ＩＦ増幅／検波段１１の出力信号を入力として聴取すべき音声信号を再生する信号処理段１３と、を少なくとも有するラジオ受信機１０に具備されるノイズ除去回路である。そして、該回路２１は、ＩＦ増幅／検波段１１における信号からノイズ成分を検出するノイズ検出手段１６と、このノイズ検出手段１６により検出されたノイズ成分が、受信したインパルス性ノイズに起因するのか、または、受信したパルス状音声信号に起因するのか、を判別するノイズ／音声判別手段２２と、を備える。ここに信号処理段１３は、そのノイズ／音声判別手段２２による判別の結果、インパルス性ノイズと判別されたときはノイズ除去処理を実行し、一方、パルス状音声信号と判別されたときはノイズ除去処理を実行しない。
【００２３】
さらに具体的には、ノイズ／音声判別手段２２は、ノイズ検出手段１６により検出されたノイズ成分の発生時間の長短に応じて、それぞれ、パルス状音声信号かインパルス性ノイズかを判別することを特徴とするものである。
【００２４】
このためにノイズ／音声判別手段２２は、ノイズ成分の発生時間の長短を判定するための基準となる予め定めたスレッショルド値（図中のＴＨ）を有する。
【００２５】
この判定のための時間を考慮すると、ＩＦ増幅／検波段１１の出力信号に、ノイズ／音声判別手段２２での判別に要する判定時間より長い遅延を付与する遅延手段１２を含むのが望ましい。
【００２６】
ここでノイズ／音声判別手段２２を実現することができる理由について考察する。
【００２７】
一般にラジオ受信機に混入してくるインパルス性ノイズは、ラジオ受信機が持つ選択度特性によって、該ラジオ受信機内の所定の段、例えばＩＦ増幅／検波段１１においてほぼ一定のノイズ幅を示すことになる。具体的には、どのようなインパルス性ノイズが混入してきても、ＦＭの場合ならばコンポジット信号部において数１０μｓオーダーの「ほぼ一定のノイズ幅」が現れ、またＡＭの場合ならば検波段出力において数１００μｓオーダーの「ほぼ一定のノイズ幅」が現れる。
【００２８】
本発明は上記の「ほぼ一定のノイズ幅」に関する２つの着目点に基づき、ノイズ／音声判別手段２２の実現を可能とする。
【００２９】
第１の着目点は、インパルス性ノイズに起因するラジオ受信機内でのノイズ信号は、上述した数１０μｓあるいは数１００μｓといった比較的短い時間で消滅するのに対し、前述したバースト変調波等のようなパルス状音声信号に基づくラジオ受信機内での音声信号はそのような短い時間で消滅することはなく、普通はしばらく出続ける。
【００３０】
この両者の間の相違を検出することにより、インパルス性ノイズとパルス状音声信号との区別がつくので、パルス状音声信号はそのまま通過させ、逆に、インパルス性ノイズはこれをしゃ断する、といった選択除去操作も容易に実現することができる。
【００３１】
ところがこの場合、もしそのパルス状音声信号が数１００μｓ以下の短い音声信号であったとすると、かかる音声信号は有用でありながら、上記インパルス性ノイズと区別がつかないために、これも一緒にしゃ断されてしまう、という問題が生じてくる。
【００３２】
しかし実際には、このような問題は問題とはならない。なぜなら、そのような数１００μｓ以下の短い音声信号は、これを信号処理段１３で再生したところで、もともとユーザには聞き取れない音声信号だからである。つまり、このような数１００μｓ以下の短い音声信号は、インパルス性ノイズと区別できずに遮断されたところで、ユーザにとっては聞き取れないので何の不都合も違和感もないのである。これが前述した着目点のうちの第２の着目点である。
【００３３】
本発明は、上記第１の着目点と第２の着目点に鑑み、容易にノイズ／音声判別手段２２を実現可能としたものである。
【発明の効果】
【００３４】
上述のように本発明によれば、きわめて簡単なアルゴリズムで、パルス状音声信号が入力されたときのノイズ除去回路の誤動作を防止できる。きわめて簡単なアルゴリズムであるから、回路を大型化したりコスト高にしたりすることなく、かつ、ほぼリアルタイムの処理で、ラジオ情報の欠落を生じさせたりラジオ情報に歪みを生じさせたりすることを防止できる。
【００３５】
このようにノイズ除去回路の誤動作を防止できることから、ノイズ検出感度を一層高くできることになり、その結果としてノイズ除去性能の一層強力なノイズ除去回路を実現することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図２は図１の回路とこれに連携する周辺回路とを示す図である。これによりラジオ受信機全体を表すことになる。
【００３７】
アンテナ３１にて受信した入力信号は、ＲＦ増幅段３２によって高周波増幅された後、ミキサ（ＭＩＸ）３３にて局部発振器３４からのローカル信号と混合され、ＩＦ信号に変換されて、ＩＦ増幅／検波段１１に入力される。このＩＦ増幅／検波段１１には、ＩＦアンプの他に狭帯域フィルタや検波器も含まれ、帯域制限されたＩＦ信号は該検波器によって検波された後、必要に応じて遅延手段１２による遅延を受けて信号処理段１３に入力され、元の音声信号への再生処理が行われる。
【００３８】
上記信号処理段１３は一般にアナログ処理であるが、ＤＳＰを用いたディジタル処理であっても構わない。アナログ、ディジタルのいずれの処理であっても、ここでは、ノイズ／音声判別手段２２により、インパルス性ノイズありと判別されたときには、例えば正弦波状の音声信号に重畳したインパルス部分のみを除去する。この除去の手法には、前置ホールド型や直線等による信号補間型等、周知のものがある。
【００３９】
かくしてインパルス性ノイズのみが除去された再生音声信号はオーディオ増幅段３５にて増幅されて、出力段３６よりユーザに提供される。
【００４０】
図３は図２に示すノイズ除去回路２１の一実施例を表す図である。
【００４１】
本図において、ノイズ検出手段１６は、図５に示した従来例（１６）をそのまま利用してもよい。すなわち、ノイズ検出手段１６は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１７と該ハイパスフィルタ１７の出力が所定のレベル以上であるか否かを検出するレベル検出器１８とからなる。そして、その所定のレベル以上であるときに、ノイズ成分の発生を検出する。このノイズ成分には、インパルス性ノイズとパルス状音声信号（バースト変調波）の双方を含む。
【００４２】
一方ノイズ／音声判別手段２２は、第１フラグ生成部４１と、フラグ時間計測部４２と、第２フラグ生成部４３と、論理部４５とからなる。また必要に応じて第１遅延器４４を含む。
【００４３】
ここに、
第１フラグ生成部４１は、レベル検出部１８により検出したノイズ成分の発生に合わせて第１フラグＦ１を生成し、
フラグ時間計測部４２は、第１フラグ生成部４１からの第１フラグＦ１の継続時間Ｔを検出し、
第２フラグ生成部４３は、フラグ時間計測部４２により検出された上記の継続時間Ｔが予め定めた継続時間Ｔoよりも長いときに第２フラグＦ２を生成し、
論理部４５は、生成された第１および第２フラグ（Ｆ１，Ｆ２）の各論理（Ｈ，Ｌ）に応じて、信号処理段１３にノイズ除去処理の実行または非実行を指示する。
【００４４】
また第１遅延器４４は、第１フラグ生成部４１からの第１フラグＦ１に、フラグ時間計測部４２での検出に要する判定時間より長い第１遅延時間（Δｔ１）を与える。論理部４５への第１および第２フラグ（Ｆ１，Ｆ２）の入力タイミングに合わせるためである。
【００４５】
同様に、信号処理段１３への論理部４５からの出力の入力タイミングと、ＩＦ増幅／検波段１１からの出力の入力タイミングとを合わせるために、該ＩＦ増幅／検波段１１の出力信号に、上記第１遅延器４４での遅延よりも長い第２遅延時間（Δｔ２）を与える第２遅延器１２′をさらに有するのが望ましい。
【００４６】
ここに、第２遅延器１２′による第２遅延時間（Δｔ２）は、上記の第１遅延器４４による第１遅延時間（Δｔ１）＋最大インパルス性ノイズ幅＋所定の余裕時間（マージン）により設定する。この場合、最大インパルス性ノイズ幅は、ＦＭ受信信号について数１０μｓであり、ＡＭ受信信号について数１００μｓである。
【００４７】
上記のように信号処理段１３への制御入力タイミングが設定される上記論理部４５についてもう少し説明を補足すると、上記第１フラグＦ１は、アンテナ３１からの受信信号にノイズ成分が混入したことを示す論理であり、これを論理部４５の一方の入力として印加する。他方、上記第２フラグＦ２は、その第１フラグＦ１の発生時間がスレッショルド値ＴＨ（例えば、ＦＭで数１０μｓオーダ、ＡＭで数１００μｓオーダ）を超えた（＝パルス状音声信号）か、超えない（＝インパルス性ノイズ）かを示す論理であって、この論理と上述の論理とを合わせて、信号処理段１３に対し、音声はスルーさせノイズは除去させるように制御する。
【００４８】
すなわち第１フラグＦ１は、まず、ノイズ成分が出現したか否かのみを表示し、このときのみ論理部４５は、第２フラグＦ２を監視する。つまり、その出現したノイズ成分が、インパルス性ノイズなのか、パルス状音声信号なのかを決定する。かくして論理部４５は、前者なら「除去制御フラグ」を、後者なら「スルー（通過）制御フラグ」を、信号処理段１３への制御入力として印加する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、インパルス性ノイズとパルス状音声信号とを共に受信しやすい環境下で利用されるラジオ受信機、例えばカーラジオに利用可能なノイズ除去回路が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るノイズ除去回路の基本構成図である。
【図２】図１の回路とこれに連携する周辺回路とを示す図である。
【図３】図２に示すノイズ除去回路２１の一実施例を表す図である。
【図４】従来から存在する一般的なノイズ除去回路を示す図である。
【図５】図４におけるノイズ検出手段１６をさらに詳しく示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…ラジオ受信機
１１…ＩＦ増幅／検波段
１２…遅延手段
１２′…第２遅延器
１３…信号処理段
１６…ノイズ検出手段
１７…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１８…レベル検出部
２１…ノイズ除去回路
２２…ノイズ／音声判別手段
４１…第１フラグ生成部
４２…フラグ時間計測部
４３…第２フラグ生成部
４４…第１遅延器
４５…論理部
【図１】
2005223699.tif 000003
【図２】
2005223699.tif 000004
【図３】
2005223699.tif 000005
【図４】
2005223699.tif 000006
【図５】
2005223699.tif 000007