(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を所定時間遅延させる記憶手段を介して、前記入力信号に混入しているノイズを除去して出力するノイズキャンセラであって、
前記入力信号に混入しているノイズを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段で検出された検出結果に基づいて補間期間を設定し、前記補間期間において前記入力信号を直線近似して補間信号を生成する補間手段と、を備え、
前記補間手段は、前記補間期間が前記遅延時間より長いとき、前記補間期間を、前記遅延時間よりも短い分割補間期間に分割し、各分割補間期間において、前記入力信号を直線近似して補間信号を生成すること、
を特徴とするノイズキャンセラ。
【請求項２】
入力信号を所定時間遅延させる記憶手段を介して、前記入力信号に混入しているノイズを除去して出力するノイズキャンセラであって、
前記入力信号に混入しているノイズを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段の検出結果に基づいて補間期間を設定し、前記補間期間において前記入力信号をゲートホールド又は直線近似して補間信号を生成する補間手段と、を備え、
前記補間手段は、
前記入力信号の前記補間期間直前の信号成分のレベルが所定レベルより小さいときには、前記補間期間において前記補間期間直前の信号成分を前記ゲートホールドすることで補間信号を生成し、
前記補間期間直前の信号成分のレベルが前記所定レベルより大きく且つ前記補間期間が前記遅延時間内のときには、前記補間期間において、前記補間期間直前の信号成分とノイズの終了時点における信号成分との直線近似によって補間信号を生成し、
前記補間期間直前の信号成分のレベルが前記所定レベルより大きく且つ前記補間期間が前記遅延時間より長いときには、前記補間期間を、前記遅延時間よりも短い分割補間期間に分割し、各分割補間期間において、前記入力信号を直線近似して補間信号を生成すること、
を特徴とするノイズキャンセラ。
【請求項３】
前記記憶手段と前記ノイズ検出手段は、受信機で生成される受信信号を前記入力信号として入力し、
前記補間手段は、前記受信機で検出される受信感度信号に基づいて前記入力信号の前記補間期間直前の信号成分のレベルを判定すること、
を特徴とする請求項２に記載のノイズキャンセラ。
【請求項４】
入力信号を所定時間遅延させる記憶手段を介して、前記入力信号に混入しているノイズを除去して出力するノイズ除去方法であって、
前記入力信号に混入しているノイズを検出するノイズ検出工程と、
前記ノイズ検出工程で検出された検出結果に基づいて補間期間を設定し、前記補間期間において前記入力信号を直線近似して補間信号を生成する補間工程と、を備え、
前記補間工程では、前記補間期間が前記遅延時間より長いとき、前記補間期間を、前記遅延時間よりも短い分割補間期間に分割し、各分割補間期間において、前記入力信号を直線近似して補間信号を生成すること、
を特徴とするノイズ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号に混入したノイズを除去するノイズキャンセラに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号処理技術分野では、処理すべき入力信号に混入した外来ノイズを除去することが重要である。
【０００３】
例えば、自動車に搭載される車載型の放送受信機等では、イグニッションノイズ等の外来ノイズの影響を受けやすい。そのため、一般に、放送受信機のフロントエンド部で周波数変換される中間周波信号（ＩＦ信号）に対して、直ちに検波及び復調等の処理を行わず、中間周波信号に混入している外来ノイズをノイズキャンセラで除去してから、検波及び復調等の処理を行っている。
【０００４】
従来、図１（ａ）に示すゲートホールド回路と呼ばれるノイズキャンセラが一般に知られている。
【０００５】
このノイズキャンセラは、入力信号Ｓinに混入しているノイズのノイズ混入期間を検出してゲート信号ＧＴを発生するノイズ期間検出部１と、ゲート信号ＧＴに基づいてノイズ混入期間を補間期間として設定し、入力信号Ｓin中のノイズを除去するための補間処理を行う補間処理部２とを有して構成されている。
【０００６】
すなわち、図１（ｂ）の波形図にて示すように、入力信号ＳinにノイズＮzが混入していないときには、補間処理部２を介して入力信号Ｓinがそのまま出力され、時点ｔ１においてノイズＮzが混入したことをノイズ期間検出部１が検出すると、補間処理部２が入力信号Ｓinの信号成分をゲートホールドし、ホールドした一定レベルを補間信号として出力する。更に、ノイズ期間検出部１によってノイズＮzの終了時点ｔ２が検出されるまでの補間期間において補間処理部２が補間信号を継続的に出力した後、時点ｔ２で入力信号Ｓinに切替えて出力する。これにより、補間処理部２から出力される出力信号Ｓoutは、ノイズ混入期間以外の期間では入力信号Ｓinとなり、ノイズ混入期間（補間期間）では一定レベルの補間信号となり、これら入力信号Ｓinと補間信号とが時系列的に合成された波形となることで、入力信号Ｓinに混入しているノイズＮzの除去が実現されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のゲートホールド回路と呼ばれるノイズキャンセラでは、入力信号Ｓinが大振幅となったときにノイズが混入すると、補間期間での補間信号のレベルも大きくなる。そして、ノイズの終了時点（補間期間の終了時点）ｔ２で入力信号Ｓinに切替えられると、出力信号Ｓoutの波形が急峻且つ大きなレベルで不連続に変化し、高エネルギー且つ高周波数のノイズ成分が生じるという問題がある。
【０００８】
また、補間期間を決めるためには、ノイズの検出時点ｔ１から終了時点ｔ２までのノイズを記憶しておくバッファメモリ等をノイズ期間検出部１等に設けておくことが必要となるが、そのバッファメモリの記憶容量を超える長時間のノイズが混入した場合には、いわゆるオーバーフロー状態となって、図１（ｂ）に示したノイズ終了時点ｔ２を検出できなくなり、補間処理に悪影響を来して適切な補間信号を生成することが困難となるという問題がある。
【０００９】
更に、かかるオーバーフロー状態を回避するために、バッファメモリの記憶容量を増やすことが考えられるが、回路規模の増大を招来するという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、入力信号に対する補間処理に際してノイズを内部発生することなく、かつ回路規模の簡素化を実現するノイズキャンセラ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】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、入力信号を所定時間遅延させる記憶手段を介して、前記入力信号に混入しているノイズを除去して出力するノイズキャンセラであって、前記入力信号に混入しているノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段で検出された検出結果に基づいて補間期間を設定し、前記補間期間において前記入力信号を直線近似して補間信号を生成する補間手段と、を備え、前記補間手段は、前記補間期間が前記遅延時間より長いとき、前記補間期間を、前記遅延時間よりも短い分割補間期間に分割し、各分割補間期間において、前記入力信号を直線近似して補間信号を生成すること、を特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、入力信号を所定時間遅延させる記憶手段を介して、前記入力信号に混入しているノイズを除去して出力するノイズキャンセラであって、前記入力信号に混入しているノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段の検出結果に基づいて補間期間を設定し、前記補間期間において前記入力信号をゲートホールド又は直線近似して補間信号を生成する補間手段と、を備え、前記補間手段は、前記入力信号の前記補間期間直前の信号成分のレベルが所定レベルより小さいときには、前記補間期間において前記補間期間直前の信号成分を前記ゲートホールドすることで補間信号を生成し、前記補間期間直前の信号成分のレベルが前記所定レベルより大きく且つ前記補間期間が前記遅延時間内のときには、前記補間期間において、前記補間期間直前の信号成分とノイズの終了時点における信号成分との直線近似によって補間信号を生成し、前記補間期間直前の信号成分のレベルが前記所定レベルより大きく且つ前記補間期間が前記遅延時間より長いときには、前記補間期間を、前記遅延時間よりも短い分割補間期間に分割し、各分割補間期間において、前記入力信号を直線近似して補間信号を生成すること、を特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態のノイズキャンセラの構成を表したブロック図である。
【００１４】
図２において、このノイズキャンセラ５は、記憶部６と、ノイズ期間検出部７と、補間部８及びセレクタ部９を有して構成されている。なお、記憶部６はノイズキャンセラ５に含めた構成とせず、例えば、ディジタル放送受信機等が検波、復調等を行う際に受信信号等を一時的に格納するために設けられているバッファメモリ等を利用してもよい。
【００１５】
記憶部６は、入力信号Ｓinaをバッファリングして、所定の遅延時間ＴＤ遅延させ、その遅延させた入力信号Ｓinbを出力する。また、補間部８からの要求に応じてバッファリング中の入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinnzとして出力する機能を有している。
【００１６】
ノイズ期間検出部７は、入力信号Ｓinaに混入しているノイズＮzを検出し、ノイズＮzのノイズ開始時点から終了時点までのノイズ混入期間を示すゲート信号ＧＴを出力する。
【００１７】
セレクタ部９は、補間部８からの切替え制御信号ＳＷに従って切替え動作する切替え手段であり、記憶部６から出力される入力信号Ｓinbと、補間部８から出力される補間信号ＣＡ，ＣＢを切り替えて出力信号Ｓoutとして出力する。
【００１８】
補間部８は、ゲート信号ＧＴによって、入力信号Ｓinaに混入しているノイズＮzのノイズ混入期間を検知し、そのノイズ混入期間に相当する補間期間Ｔcを設定する。すなわち、ノイズＮzのノイズ開始時点をｔs、終了時点をｔeで表すと、補間期間Ｔcの開始時点を遅延時間ＴＤだけずれた時点（ｔs＋ＴＤ）、補間期間Ｔcの終了時点を遅延時間ＴＤだけずれた時点（ｔe＋ＴＤ）とすることで、補間期間Ｔcを設定する。
【００１９】
更に、補間部８は、ゲート信号ＧＴによってノイズ開始時点ｔsを検知すると、ノイズ開始時点ｔsでの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinnzとして取得し、その参照信号Ｓinnzのレベルを所定閾値ＴＨＤと比較する。
【００２０】
そして、参照信号Ｓinnzが閾値ＴＨＤより小さいと判定すると、入力信号Ｓinaのレベルも小さいと判定し、閾値ＴＨＤと比較した参照信号Ｓinnzをゲートホールドし、補間期間Ｔcの間、そのホールドした一定レベルの補間信号ＣＡをセレクタ部９を介して出力信号Ｓoutとして出力する。
【００２１】
一方、参照信号Ｓinnzが閾値ＴＨＤより大きいと判定すると、入力信号Ｓinaのレベルも大きいと判定し、ゲートホールドを行わず、次に述べる処理を行う。すなわち、ノイズ開始時点ｔsでの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinnz(ts)として取得すると共に、ノイズＮzの終了時点ｔeでの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinnz(te)として取得し、両者の参照信号Ｓinnz(ts)とＳinnz(te)との差分（Ｓinnz(te)−Ｓinnz(ts)）に対する補間期間Ｔcの変化率（（Ｓinnz(te)−Ｓinnz(ts)）／Ｔc）を演算する。更に、参照信号Ｓinnz(ts)のレベルを初期値として該変化率（Ｓinnz(te)−Ｓinnz(ts)）／Ｔc）で変化する補間信号（すなわち、直線近似した補間信号）ＣＢを、補間期間Ｔcの間、セレクタ部９を介して出力信号Ｓoutとして出力する。
【００２２】
また、補間部８は、ノイズＮzのノイズ混入期間が記憶部６の遅延時間ＴＤより長く、そのため、上述の参照信号Ｓinnz(ts)とＳinnz(te)が共に記憶部６内にバッファリングされない場合には、ノイズ開始時点ｔs以降に記憶部６に入力されてバッファリングされている、途中時点ｔpのノイズに相当する参照信号Ｓinnz(tp)を取得する。そして、ノイズ開始時点ｔsの参照信号Ｓinnz(ts)と途中時点ｔpの参照信号Ｓinnz(tp)との差分（Ｓinnz(tp)−Ｓinnz(ts)）を演算すると共に、ノイズ開始時点ｔsから途中時点ｔpまでの期間を分割補間期間（ｔp−ｔs）として演算し、更に差分（Ｓinnz(tp)−Ｓinnz(ts)）に対する分割補間期間（ｔp−ｔs）の変化率（（Ｓinnz(tp)−Ｓinnz(ts)）／（ｔp−ｔs））を演算する。そして、参照信号Ｓinnz(ts)のレベルを初期値として該変化率（（Ｓinnz(tp)−Ｓinnz(ts)）／（ｔp−ｔs））で変化する補間信号（すなわち、直線近似した補間信号）ＣＢを、セレクタ部９を介して出力信号Ｓoutとして出力する。
【００２３】
更に、補間部８は、１回目の分割補間期間の終了時点までに、ノイズ終了時点teに相当する参照信号Ｓinnz(te）が取得できた場合、途中時点ｔpの参照信号Ｓinnz(tp)と終了時点ｔeの参照信号Ｓinna(te)との差分（Ｓinnz(te)−Ｓinnz(tp)）を演算すると共に、途中時点ｔpから終了時点ｔeまでの期間を２回目の分割補間期間（ｔe−ｔp）として演算し、更に差分（Ｓinnz(te)−Ｓinnz(tp)）に対する２回目の分割補間期間（ｔe−ｔp）の変化率（（Ｓinnz(te)−Ｓinnz(tp)）／（ｔe−ｔp））を演算する。そして、参照信号Ｓinnz(tp)のレベルを初期値として該変化率（Ｓinnz(te)−Ｓinnz(tp)）／（ｔe−ｔp））で変化する補間信号（すなわち、直線近似した補間信号）ＣＢを、セレクタ部９を介して出力信号Ｓoutとして出力する。これにより、ノイズＮzが遅延時間ＴＤより長い時間で混入した場合、ノイズ混入期間に相当する全体の補間期間Ｔcを複数の分割補間期間で分割することとなり、各々の分割補間期間において、ノイズＮzのレベルの変化に追従する直線近似による補間信号ＣＢを生成して補間を行う。
【００２４】
更に又、補間部８は、２回目以降の分割補間期間内においても、ノイズ終了時点ｔeに相当する参照信号Ｓinnzを取得できない場合には、次の途中時点ｔnで混入したノイズに相当する参照信号Ｓinnz(tn)を取得する。そして、時点ｔpに相当する参照信号Ｓinnz(tp)と途中時点ｔnに相当する参照信号Ｓinnz(tn)との差分（Ｓinnz(tn)−Ｓinnz(tp)）を演算すると共に、時点ｔpから途中時点ｔnまでの期間を分割補間期間（ｔn−ｔp）として演算し、更に差分（Ｓinnz(tn)−Ｓinnn(tp)）に対する分割補間期間（ｔn−ｔp）の変化率（（Ｓinnz(tn)−Ｓinnz(tp)）／（ｔn−ｔp））を演算する。そして、途中時点ｔp，ｔnの参照信号Ｓinnz(tp)とＳinnz(tn)のレベル間での直線近似による補間信号ＣＢを生成して出力し、最終的にノイズ終了時点ｔeに相当する参照信号Ｓinnz(te）を取得できると、上述した２回目の補間と同様の処理を行って補間処理を完了する。これにより、ノイズＮzが遅延時間ＴＤより更に長い時間で混入した場合でも、ノイズ混入期間に相当する全体の補間期間Ｔcを複数の分割補間期間で分割することとなり、各々の分割補間期間において、ノイズＮzのレベルの変化に追従する直線近似による補間信号ＣＢを生成して補間を行う。
【００２５】
更に、補間部８は、ゲート信号ＧＴに基づいてノイズ混入期間以外の期間であると判定すると、セレクタ部９を切替え制御することで、記憶部６の遅延出力である入力信号Ｓinbをセレクタ部９を介して出力させる。
【００２６】
以上に述べたように、本実施形態のノイズキャンセラ５は、入力信号Ｓinaにノイズが混入していない期間（補間期間Ｔｃ以外の期間）では、記憶部６から出力されるノイズの混入していない入力信号Ｓinbを出力し、入力信号Ｓinaのレベルが小さいときには、補間信号ＣＡをゲートホールドによって生成して補間期間Ｔｃに出力し、入力信号Ｓinaのレベルが大きいときには、１又は複数の直線近似を行って生成する補間信号ＣＢを補間期間Ｔｃに出力するので、ノイズを除去することができる。
【００２７】
そして更に、本実施形態のノイズキャンセラ５は、ノイズの混入していない入力信号Ｓinbと補間信号ＣＡ又はＣＢを時間的に合成して出力信号Ｓoutとするという単純なものではなく、入力信号Ｓinaのレベルが小さい場合にはゲートホールド、入力信号Ｓinaのレベルが大きい場合には直線近似によって生成する補間信号で補間する。この結果、入力信号Ｓinaの振幅が小さいときには、ゲートホールドによる補間信号ＣＡのレベルも小さくなり、ノイズ混入期間の終了時（別言すれば、補間期間Ｔｃの終了時）に、補間信号ＣＡから入力信号へと切り替えが行われても、高エネルギーのノイズ成分を内部発生することを防止することができ、更に、入力信号Ｓinaの振幅が大きいときには、直線近似による補間信号ＣＢで補間するので、ノイズ成分を内部発生することを防止することができる。
【００２８】
更に、入力信号のレベルが大きい場合や、記憶容量が限られている記憶部６の遅延時間ＴＤより長時間のノイズＮｚが混入することとなった場合、上述の分割補間期間を次々と繋げていって補間期間Ｔｃとし、各分割補間期間期間で直線近似による補間期間信号を生成して補間するので、記憶部６の記憶容量が限られていても、補間処理を行うことができる。
【００２９】
そして、記憶部６の記憶容量に限りがあったとしても、補間処理を行うことができるということは、記憶部６の記憶容量を増加させる必要がなくなり、また、記憶部６の記憶容量を減らすことができることとなり、簡素な構成のノイズキャンセラを提供することができる。
【００３０】
なお、以上に説明した実施形態のノイズキャンセラ５は、マイクロプロセッサやディジタルシグナルプロセッサ等で構成するいわゆるプログラム構成としたものであるが、ハードウェア構成で実現してもよい。また、ハードウェア構成とする場合には、ディジタル回路構成としてもよいし、アナログ回路構成としてもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、入力信号Ｓinaのレベルを判定するために、ノイズの混入していない入力信号に相当する参照信号Ｓinnzを用いて判定しているが、他の方法で入力信号Ｓinaのレベルを判定するようにしてもよい。
【実施例１】
【００３２】
次に、実施例について図３及び図４を参照して説明する。図３（ａ）は、本実施形態のノイズキャンセラの構成を表したブロック図、図３（ｂ）はノイズキャンセラの動作を説明するためのタイミングチャート、図４はノイズキャンセラの動作を説明するための波形図である。
【００３３】
図３（ａ）において、このノイズキャンセラ５は、コンピュータプログラムに従って実行動作するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で形成されており、記憶部６と、ノイズ期間検出部７、第１補間処理部８ａ、第２補間処理部８ｂ、制御部８ｃ及びセレクタ部９を有して構成されている。ここで、図３に示した補間部８が、第１補間処理部８ａと第２補間処理部８ｂと制御部８ｃによって構成されている。
【００３４】
〈記憶部６の構成〉 
記憶部６は、入力信号ＳinaをＦＩＦＯ（ファーストインファーストアウト）処理によって所定の遅延時間ＴＤで遅延させて出力するバッファメモリ等で形成されており、遅延後の入力信号Ｓinbをセレクタ部９の切替え接点ａに供給する。
【００３５】
更に、記憶部６は、第２補間処理部８ｂからアドレス指定されるＦＩＦＯ処理中の入力信号を参照信号Ｓinnzとして第２補間処理部８ｂに出力し、また、制御部８ｃからアドレス指定されるＦＩＦＯ処理中の入力信号を参照信号Ｓinnzとして制御部８ｃに出力する。
すなわち、記憶部６はランダムアクセス機能を有している。
【００３６】
〈ノイズ期間検出部７の構成〉 
ノイズ期間検出部７は、入力信号Ｓinaに混入しているノイズＮzを検出し、入力信号Ｓinaの信号成分からノイズＮzに切替わるノイズ開始時点ｔsとそのノイズＮzの終了時点ｔeとを示すゲート信号ＧＴを制御部８ｃに供給する。したがって、長時間に亘ってノイズＮzが混入した場合には、ノイズ開始時点ｔsと終了時点ｔeとの間隔が長いことを示すゲート信号ＧＴ、短時間のノイズＮzが混入した場合には、ノイズ開始時点ｔsと終了時点ｔeとの間隔が短いことを示すゲート信号ＧＴが制御部８ｃに供給される。
【００３７】
〈制御部８ｃの構成〉 
制御部８ｃは、ゲート信号ＧＴに基づいてノイズ開始時点ｔsから終了時点ｔeまでの期間をノイズ混入期間として検知し、ノイズ開始時点ｔsより遅延時間ＴＤだけ経過した時点（ｔs＋ＴＤ）から、終了時点ｔeより遅延時間ＴＤだけ経過した時点（ｔe＋ＴＤ）までの期間を補間期間Ｔcとして設定する。
【００３８】
更に、制御部８ｃは、補間期間Ｔc以外の期間では、切替え制御信号ＳＷによってセレクタ部９を切替え接点ａに接続させることにより、記憶部６の遅延出力である、ノイズＮzが混入していない入力信号Ｓinbを出力信号Ｓoutとして出力させる。
【００３９】
また、制御部８ｃは、ゲート信号ＧＴによってノイズ開始時点ｔsを検知すると、ノイズ開始時点ｔsでの入力信号Ｓinaに相当する参照信号Ｓinnzを取得し、その参照信号Ｓinnzのレベル（振幅）が所定の閾値ＴＨＤより小さいか否か判定する。ここで、閾値ＴＨＤは、第１補間処理部８ａによって補間処理される入力信号の振幅を考慮して予め決められている。
【００４０】
そして、制御部８ｃは、参照信号Ｓinnzのレベルが閾値ＴＨＤより小さいと判定すると、ノイズ開始時点ｔsより遅延時間ＴＤ経過後の時点（ｔs＋ＴＤ）、すなわち補間期間Ｔcの開始時点で、切替え制御信号ＳＷによってセレクタ部９を切替え接点ｂに接続させるのと同時に、補間制御信号ＣＮＴ１によって第１補間処理部８ａに補間処理を開始させ、更に補間制御信号ＣＮＴ１で指定する補間期間Ｔcの終了時まで、第１補間処理部８ａで生成される補間信号ＣＡを出力信号Ｓoutとして出力させる。
【００４１】
また、制御部８ｃは、上述の参照信号Ｓinnzのレベルが閾値ＴＨＤより大きいと判定すると、上述の補間期間Ｔcの開始時点で、切替え制御信号ＳＷによってセレクタ部９を切替え接点ｃに接続させるのと同時に、補間制御信号ＣＮＴ２によって第２補間処理部８ｂに補間処理を開始させ、更に補間制御信号ＣＮＴ２で指定する補間期間Ｔcの終了時まで、第２補間処理部８ｂで生成される補間信号ＣＢを出力信号Ｓoutとして出力させる。
【００４２】
以上に述べたように制御部８ｃが第１，第２補間処理部８ａ，８ｂとセレクタ部９を制御すると、図３（ｂ）に示すように、入力信号Ｓinaと出力信号Ｓoutとの時間ズレが記憶部６の遅延時間ＴＤに従って設定され、更に、入力信号Ｓinaにノイズが混入していないときには、入力信号Ｓina（別言すれば、入力信号Ｓinb）がそのまま出力信号Ｓoutとして出力される。更に、小さな振幅の入力信号ＳinaにノイズＮzが混入した場合には、補間期間Ｔc（同図（ｂ）に「Ｔｃ＝Ｔca」で示す）において、第１補間処理部８ａで生成される補間信号ＣＡが出力信号Ｓoutとして出力され、一方、大きな振幅の入力信号ＳinaにノイズＮzが混入した場合には、補間期間Ｔc（同図（ｂ）に「Ｔｃ＝Ｔcb」で示す）において、第２補間処理部８ｂで生成される補間信号ＣＢが出力信号Ｓoutとして出力される。
【００４３】
そして、セレクタ部９が切替えられることで、ノイズＮzが混入していない入力信号Ｓinbと、第１補間処理部８ａ又は第２補間処理部８ｂで生成される補間信号ＣＡ又はＣＢとが時系列的に切れ目無く合成されて出力信号Ｓoutとなるので、入力信号ＳinaからノイズＮzを除去した出力信号Ｓoutを生成することができる。
【００４４】
〈第１補間処理部８ａの構成〉 
第１補間処理部８ａは、制御部８ｃから供給される補間制御信号ＣＮＴ１に従って、補間期間Ｔc（図３（ｂ）の補間期間Ｔca）内にゲートホールドによる補間処理を行う。すなわち、上述したように制御部８ｃが参照信号Ｓinnzのレベルが小さいと判定して、切替え制御信号ＳＷと同時に補間制御信号ＣＮＴ１を出力すると、第１補間処理部８ａは、補間期間Ｔcの開始時点（ｔs＋ＴＤ）に入力した入力信号Ｓinaに相当する参照信号Ｓinnzをゲートホールドし、そのホールドした一定レベルの補間信号ＣＡを上述の補間期間Ｔcaの間、セレクタ部９の切替え接点ｂに供給する。かかる補間処理により、ノイズ開始時点ｔsでの入力信号Ｓinaの信号成分がゲートホールドされることとなり、補間期間Ｔc内において、ノイズＮzを除去した一定レベルの補間信号ＣＡがセレクタ部９の切替え接点ｂを介して出力信号Ｓoutとして出力される。
【００４５】
すなわち、第１補間処理部８ａがゲートホールドによる補間処理を行うと、図４（ａ）に示すように、ノイズ開始時点ｔsから終了時点ｔeまでのノイズ混入期間に相当する補間期間Ｔcにおいて、ノイズ開始時点ｔsでの入力信号Ｓinaの信号成分Ｘsをホールドして、補間期間Ｔcの終了時点まで一定レベルの補間信号ＣＡを出力信号Ｓoutとして出力する。
このため、ノイズＮzは一定レベルの補間信号ＣＡに置き換えられることとなり、ノイズＮzを除去することができる。
【００４６】
また、図４（ｂ）に示すように、ノイズＮzが長期間に亘って混入する場合にも、ノイズＮzは一定レベルの補間信号ＣＡに置き換えられることとなり、ノイズＮzを除去することができる。
【００４７】
〈第２補間処理部８ｂの構成〉 
第２補間処理部８ｂは、制御部８ｃから供給される補間制御信号ＣＮＴ２に従って、補間期間Ｔc（図３（ｂ）の補間期間Ｔcb）内に補間処理を行う。ここで、第２補間処理部８ｂは、ノイズＮzのノイズ混入期間の長短に応じて、基本補間処理と適応補間処理を切り替えて行う機能を有している。
【００４８】
〔基本補間処理〕 
まず、基本補間処理について説明する。この基本補間処理は、記憶部６の記憶容量に比して、ノイズ開始時点ｔsから終了時点ｔeまでのノイズ混入期間が比較的短い場合に行われる。
【００４９】
すなわち、第２補間処理部８ｂは、補間制御信号ＣＮＴ２が供給される以前にゲート信号ＧＴに基づいてノイズ開始時点ｔsを検知し、そのノイズ開始時点ｔsの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinnzとして取得し、その参照信号Ｓinnzのレベル（以下「初期レベルＸs」という）を保持する。更に、ノイズ開始時点ｔsから遅延時間ＴＤよりも短い時間に決められている準備期間ＴＰＲ内に、ゲート信号ＧＴに基づいてノイズ終了時点ｔeを検知し、そのノイズ終了時点ｔeの入力信号Ｓinaに相当する参照信号Ｓinnzを取得し、その参照信号Ｓinnzのレベル（以下「最終レベルＸe」という）を保持する。
【００５０】
そして、次式（１）で表されるように、初期レベルＸsと最終レベルＸeとの差に対するノイズ混入期間（ｔe−ｔs）との変化率αを演算することで、補間制御信号ＣＮＴ２が供給される前に補間処理の準備をする。
【００５１】
【数１】
0004174550.tif 000002
【００５２】
つまり、ノイズ混入時点ｔsの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinz(ts)として、ノイズ終了時点ｔeの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinz(te)で表すこととすると、第２補間処理部８ｂは、次式（２）と等価な演算を行って変化率αを求めることとなる。
【００５３】
【数２】
0004174550.tif 000003
【００５４】
次に、制御部８ｃから切替え制御信号ＳＷが出力されるのと同時に、補間制御信号ＣＮＴ２が出力されると、第２補間処理部８ｂは、補間期間Ｔcの開始時点（ｔs＋ＴＤ）での初期値を初期レベルＸsに設定し、次式（３）で表されるように、変化率αに従ってレベルが変化する補間信号ＣＢを時間ｔの経過に従って生成し、補間期間Ｔcが終了時点（ｔe＋ＴＤ）となるまで出力する。
【００５５】
【数３】
0004174550.tif 000004
【００５６】
こうして、第２補間処理部８ｂが基本補間処理を行うと、ノイズＮzに代えて、一つの直線近似した補間信号ＣＢをセレクタ部９を介して出力信号Ｓoutとして出力することとなり、ノイズＮzを除去することができる。
【００５７】
すなわち、第２補間処理部８ｂが基本補間処理を行うと、図４（ｃ）に示すように、ノイズ開始時点ｔsから終了時点ｔeまでのノイズ混入期間に相当する補間期間Ｔcにおいて、ノイズ開始時点ｔsの入力信号Ｓinaの信号成分Ｘsと補間期間Ｔcの終了時点ｔeの信号成分Ｘeを直線近似した補間信号ＣＢによって補間を行うこととなるので、ノイズＮzはその補間信号ＣＢに置き換えられることとなり、ノイズＮzを除去することができる。
【００５８】
〔適応補間処理〕 
上述したように、基本補間処理は、比較的短時間のノイズＮzが混入した場合に行われることとなる。つまり、ノイズ開始時点ｔsから終了時点ｔeまで継続するノイズＮzが、記憶部６の遅延時間ＴＤより短い場合には、上記式（１）〜（３）に基づく基本補間処理が行われるが、ノイズＮzが長期間に亘って継続して記憶部６の遅延時間ＴＤを超えるいわゆるオーバーフロー状態となると、ノイズ終了時点ｔeでの入力信号Ｓinaの最終レベルＸeを参照信号Ｓinnzとして取得できなくなり、上記式（１）に示した変化率αを演算することができなくなって、上記式（１）〜（３）に基づく基本補間処理を行うことができなくなる。
【００５９】
そこで、第２補間処理部８ｂは、基本補間処理を開始した後の準備期間ＴＰＲにおいて、上述の初期レベルＸsだけは保持しておき、ノイズ終了時点ｔeでの入力信号Ｓinaの最終レベルＸeを参照信号Ｓinnzとして取得できないと判断すると、上記式（１）〜（３）に基づく補間処理に移行することを止めて、適応補間処理を行う。
【００６０】
第２補間処理部８ｂは適応補間処理に移行すると、準備期間ＴＰＲ内に、記憶部６をアクセスし、ノイズ開始時点ｔsより時間的に後に記憶部６に記憶されているノイズＮzを有する参照信号Ｓinnzを取得する。ここで、ノイズ開始時点ｔsより時間的に後に記憶部６に記憶されているノイズＮzを有する参照信号Ｓinnzであればどれでも良いが、本実施形態の第２補間処理部８ｂは、記憶部６に記憶された最新のノイズＮzを有する参照信号Ｓinnzを取得している。
【００６１】
そして、最新のノイズＮzを有する参照信号Ｓinnzのレベル（すなわち、ノイズＮzのレベル）を検出して中間レベルＸpとすると共に、最新のノイズＮzを有する参照信号Ｓinnzが記憶されているアドレス情報に基づいて、その最新のノイズＮzが入力信号Ｓinaに実際に混入したノイズ中間時点ｔpを検出して、ノイズ開始時点ｔsより遅延時間ＴＤ経過後の時点（ｔs＋ＴＤ）から、ノイズ中間時点ｔpより遅延時間ＴＤ経過後の時点（ｔp＋ＴＤ）までの期間を第１補間期間Ｔc1とする。そして、次式（４）で表されるように、初期レベルＸsと中間レベルＸpとの差に対する第１補間期間Ｔc1との変化率βを演算することで、補間制御信号ＣＮＴ２が供給される前に補間処理の準備をする。
【００６２】
【数４】
0004174550.tif 000005
【００６３】
つまり、ノイズ混入時点ｔsの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinz(ts)、ノイズ中間時点ｔpでの入力信号Ｓinaを参照信号Ｓinz(tp)で表すこととすると、第２補間処理部８ｂは、次式（５）と等価な演算を行って変化率βを求めることとなる。
【００６４】
【数５】
0004174550.tif 000006
【００６５】
次に、制御部８ｃから切替え制御信号ＳＷが出力されるのと同時に、補間制御信号ＣＮＴ２が出力されると、第２補間処理部８ｂは、補間期間Ｔcの開始時点（ｔs＋ＴＤ）での初期値を初期レベルＸsに設定し、次式（６）で表されるように、変化率βに従ってレベルが変化する補間信号ＣＢを時間ｔの経過に従って生成し、上述の時点（ｔs＋ＴＤ）から時点（ｔp＋ＴＤ）までの期間である第１補間期間Ｔc1内で出力する。
【００６６】
【数６】
0004174550.tif 000007
【００６７】
このように第１補間期間Ｔc1内での補間処理が行われると、図４（ｄ）に示すように、ノイズ開始時点ｔsの入力信号ＳinaのレベルＸsとノイズ中間時点ｔpのノイズの中間レベルＸpとを結ぶ補間信号ＣＢ（図中、ＣＢ１で示す）が出力信号Ｓoutとして出力されるので、第１補間期間Ｔc1でのノイズＮzを除去することができる。
【００６８】
更に、第２補間処理部８ｂは、第１補間期間Ｔc1の期間内に上述の補間信号ＣＢを生成するのと平行して、ゲート信号ＧＴからノイズ終了時点ｔeが検知できるか逐一判定する。検知できたと判定すると、次に述べる収束補間処理、検知できない判定すると、延長補間処理を行う。
【００６９】
〔収束補間処理〕 
収束補間処理は、上述したように、第２補間処理部８ｂが第１補間期間Ｔc1の期間内にゲート信号ＧＴからノイズ終了時点ｔeが検知できた場合に行われる。第２補間処理部８ｂは、ノイズ終了時点ｔeが検知できたと判定して、記憶部６をアクセスし、第１補間期間Ｔc1内に記憶部６に既に記憶されたノイズ終了時点ｔeの参照信号Ｓinnzのレベル（最終レベル）Ｘeを取得する。そして、既に求めておいた上述のノイズ中間時点ｔpより遅延時間ＴＤ経過後の時点（ｔp＋ＴＤ）から、ノイズ終了時点ｔeより遅延時間ＴＤ経過後の時点（ｔe＋ＴＤ）までの期間を第２補間期間Ｔc2とする。更に、次式（７）で表されるように、中間レベルＸpと最終レベルＸeとの差に対する第２補間期間Ｔc2との変化率γを演算する。
【００７０】
【数７】
0004174550.tif 000008
【００７１】
そして、第２補間処理部８ｂは、第１補間期間Ｔc1が終了すると、引き続き第２補間期間Ｔc2を設定し、第２補間期間Ｔc2の開始時点（ｔp＋ＴＤ）における初期値を中間レベルＸpにし、次式（８）で表されるように、変化率γに従ってレベルが変化する補間信号ＣＢを時間ｔの経過に従って生成し、第２補間Ｔc2の期間内で出力する。
【００７２】
【数８】
0004174550.tif 000009
【００７３】
こうして、第２補間処理部８ｂが第１補間期間Ｔc1と第２補間期間Ｔc2を設定して適応補間処理を行うと、図４（ｄ）に示すように、第１補間期間Ｔc1では補間信号ＣＢ１による補間が行われ、第２補間期間Ｔc2では、補間信号ＣＢ２による補間が行われ、更に、補間信号ＣＢ１とＣＢ２が連続性を持って補間するので、ノイズを内部生成することなく、入力信号Ｓinaに混入した長時間のノイズＮzを除去することができる。
【００７４】
すなわち、適応補間処理では、ノイズ混入期間に相当する全体の補間期間Ｔcを第１補間期間Ｔc1と第２補間期間Ｔc2に時間分割し、第１補間期間Ｔc1において補間信号ＣＢ１による補間を行い、第２補間期間Ｔc2において収束補間処理を行って補間信号ＣＢ２による補間を行うので、記憶部６の記憶容量に比して長時間のノイズＮzが混入した場合でも、そのノイズＮzを除去することができる。
【００７５】
〔延長補間処理〕 
延長補間処理は、上述したように、第２補間処理部８ｂが第１補間期間Ｔc1の期間内にゲート信号ＧＴからノイズ終了時点ｔeが検知できない場合に行われる。第２補間処理部８ｂは、ノイズ終了時点ｔeが検知できないと判定すると、
ノイズＮzを有する最新の入力信号Ｓinaに相当する参照信号Ｓinnzを取得し、その参照信号Ｓinnzのレベルを検出して第２の中間レベルＸnとすると共に、最新のノイズＮzを有する参照信号Ｓinnzが記憶されているアドレス情報に基づいて、その最新のノイズＮzが入力信号Ｓinaに実際に混入したノイズ中間時点ｔnを検出して、ノイズ開始時点ｔsより遅延時間ＴＤ経過後の時点（ｔs＋ＴＤ）から、ノイズ中間時点ｔnより遅延時間ＴＤ経過後の時点（ｔp＋ＴＤ）までの期間を第２補間期間Ｔc2とする。そして、上記式（７）（８）中の最終レベルＸeの代わりに第２の中間レベルＸnに置き換えて、上記式（７）（８）と同様の処理、すなわち、次式（９）（１０）で表される処理を行って、第２補間期間Ｔc2において、補間信号ＣＢを生成して補間処理を行う。
【００７６】
【数９】
0004174550.tif 000010
【００７７】
【数１０】
0004174550.tif 000011
【００７８】
こうして、第２補間処理部８ｂが延長補間処理を行うと、第２補間期間Ｔc2の終了時点に未だノイズＮzが残存していても、図４（ｅ）に示すように、ノイズＮzに代わる補間信号ＣＢ２によって補間が行われるので、第２補間期間Ｔc2でのノイズＮzを除去することができる。
【００７９】
そして更に、第２補間処理部８ｂは、第２補間期間Ｔc2内に、ゲート信号ＧＴからノイズ終了時点ｔeが検知できると、上述の収束補間処理と同様の処理を行うことで、第２補間期間Ｔc2に続けて第３補間期間Ｔc3を設定し、第３補間期間Ｔc3の終了時まで補間信号ＣＢ３を生成して出力し、適応補間処理を完了する。
【００８０】
また、第２補間期間Ｔc2内に、ゲート信号ＧＴからノイズ終了時点ｔeが検知できない場合には、ゲート信号ＧＴからノイズ終了時点ｔeが検知できるまで更に上述の延長補間処理を繰り返した後、収束補間処理を行って、適応補間処理を完了する。
【００８１】
このように、第２補間処理部８ｂが延長補間処理を行うと、更に長時間に亘って混入するノイズＮzを除去することができる。すなわち、ノイズ混入期間に相当する全体の補間期間Ｔcを第１補間期間Ｔc1、第２補間期間Ｔc2、第３補間期間Ｔc3等の多数の補間期間に時間分割し、最後の補間期間を除く先の複数の補間期間でノイズに追従した補間を行ってから、最後の補間期間で収束補間処理を行うので、記憶部６の記憶容量に比して長時間のノイズＮzが混入した場合でも、そのノイズＮzを除去することができる。
【００８２】
以上に説明したように、本実施例のノイズキャンセラ５によれば、入力信号Ｓinaにノイズが混入していない期間では、その入力信号を出力信号Ｓoutとして出力し、所定の閾値ＴＨＤより振幅が小さい入力信号Ｓinaにノイズが混入した場合には、第１補間処理部８ａにおいてゲートホールドを行うことで生成される補間信号ＣＡを出力信号Ｓoutとして出力し、所定の閾値ＴＨＤより振幅が大きい入力信号Ｓinaにノイズが混入した場合には、第２補間処理部８ｂにおいて基本補間処理と適応補間処理を行うことで、１又は複数の直線近似による補間信号ＣＢを出力信号Ｓoutとして出力するので、ノイズを除去することができる。
【００８３】
更に、本実施例のノイズキャンセラ５は、単に第１，第２補間処理部８ａ，８ｂで切り替えて補間を行うというものではなく、入力信号Ｓinaの振幅が閾値ＴＨＤより小さいときには第１補間処理部８ａ、入力信号Ｓinaの振幅が閾値ＴＨＤより大きいときには第２補間処理部８ｂで補間処理を行っている。
【００８４】
このため、入力信号Ｓinaの振幅が閾値ＴＨＤより小さいときには、第１補間処理部８ａで生成される補間信号ＣＡのレベルも小さくなり、ノイズ混入期間の終了時（別言すれば、補間期間Ｔｃの終了時）に、補間信号ＣＡから入力信号へと切り替えが行われても、高エネルギーのノイズ成分を内部発生することを防止することができる。
【００８５】
一方、入力信号Ｓinaの振幅が閾値ＴＨＤより大きいときには、第１補間処理部８ａから第２補間処理部８ｂに切り替えることで、上述の高エネルギーのノイズ成分が内部発生することを防止することができる。
【００８６】
更に、基本補間処理と適応補間処理を行うことで、記憶部６の記憶容量に限りがあったとしても、補間処理を行うことを可能にしている。
【００８７】
そして、記憶部６の記憶容量に限りがあったとしても、補間処理を行うことができるということは、記憶部６の記憶容量を増加させる必要がなくなり、また、記憶部６の記憶容量を減らすことができることとなり、簡素な構成のノイズキャンセラを提供することができる。
【実施例２】
【００８８】
次に、ＦＭ放送を受信する車載型のＦＭ受信機に設けられるノイズキャンセラの実施例について図５を参照して説明する。図５は、本実施例のノイズキャンセラの構成を表したブロック図であり、図３（ａ）と同一又は相当する部分を同一符号で示している。
【００８９】
図５において、本実施例のノイズキャンセラ５は、ＦＭ受信機に設けられているフロントエンド部ＦＥで検波されたベースバンド信号を入力信号Ｓinaとして入力し、イグニッションノイズ等の外来ノイズを除去して、ノイズ除去後のベースバンド信号である出力信号Ｓoutを復調器側へ出力する。
【００９０】
すなわち、ＦＭ受信機のフロントエンド部ＦＥが、受信アンテナＡＮＴに生じる高周波受信信号（ＲＦ受信信号）と同調周波数の局発信号とを混合して周波数変換を行うことで中間周波信号（ＩＦ信号）を生成し、その中間周波信号を帯域制限して信号処理可能な振幅レベルに増幅することで、希望信号成分としてのベースバンド信号を発生する。そしてベースバンド信号が、入力信号Ｓinaとして、ノイズ期間検出部７と記憶部６に供給される。
【００９１】
ノイズ期間検出部７は、ハイパスフィルタフィルタ７ａと平滑回路７ｂと比較器７ｃを備えて構成され、入力信号Ｓinaに混入している外来ノイズをフィルタ７ａが通過させ、平滑回路７ｂが平滑化することで平滑ノイズ成分を生成し、ヒステリシスを有する比較器７ａが平滑ノイズ成分のレベルと所定の比較電圧と比較して、平滑ノイズ成分のレベルの方が比較電圧より大きくなる期間をノイズ混入期間として検出して、ゲート信号ＧＴを制御部８ｃと第２補間処理部８ｂに供給する。
【００９２】
記憶部６は、入力信号Ｓinaをバッファリングし所定の遅延時間ＴＤ遅延させた入力信号Ｓinbを出力する。
【００９３】
第１，第２補間処理部８ａ，８ｂとセレクタ部９は、図３（ａ）に示した第１，第２補間処理部８ａ，８ｂとセレクタ部９と同じ機能を有している。
【００９４】
制御部８ｃは、図３（ａ）に示した制御部８ｃと基本的に同じ機能を有している。ただし、入力信号Ｓinaを閾値ＴＨＤと比較して、入力信号Ｓinaの振幅を判定する代わりに、フロントエンド部ＦＥから出力される受信感度（Ｃ／Ｎ）を示す受信感度信号ＣＮを入力し、その受信感度信号ＣＮと所定の閾値ＴＨＤとを比較する構成となっている。そして、制御部８ｃは、ゲート信号ＧＴに基づいてノイズＮzの混入を検知すると、受信感度信号ＣＮが閾値ＴＨＤより小さい場合には、入力信号Ｓinaの振幅が小さいと判定して第１補間処理部８ａにゲートホールドによる補間処理を行わせ、受信感度信号ＣＮが閾値ＴＨＤより大きい場合には、入力信号Ｓinaの振幅が大きい判定して、第２補間処理部８ｂに補間処理を行わせる。
【００９５】
そして、本実施例のノイズキャンセラ５は、図３（ａ）に示したノイズキャンセラ５と同様に、制御部８ｃがセレクタ部９の切替え制御と、第１，第２補間処理部８ａ，８ｂの切り替え制御を行うことで、ベースバンド信号である入力信号Ｓinaに混入したノイズＮzを除去して、そのノイズ除去後の出力信号Ｓoutを復調器等へ供給する。
【００９６】
本実施例のノイズキャンセラ５によれば、ベースバンド信号にノイズが混入していない場合には、そのベースバンド信号を出力信号Ｓoutとして復調器等へ出力し、ノイズが混入した場合には、第１補間処理部８ａ又は第２補間処理部８ｂで生成される補間信号ＣＡ又はＣＢを出力信号Ｓoutとして復調器等へ出力するので、ノイズを除去することができる。
【００９７】
更に、受信感度が閾値ＴＨＤより小さいときには、振幅の小さなベースバンド信号に対する補間処理を第１補間処理部８ａで行わせることで、高エネルギーのノイズ成分を内部発生することを防止し、受信感度が閾値ＴＨＤより大きいときには、第１補間処理部８ａから第２補間処理部８ｂに切り替えることで、上述の高エネルギーのノイズ成分が内部発生することを防止することができる。更に、長時間のノイズが混入した場合に、第２補間処理部８ｂにおいて、基本補間処理と適応補間処理を行うことで、記憶部６の記憶容量に限りがあったとしても、補間処理を行うことを可能にしている。
【００９８】
そして、記憶部６の記憶容量に限りがあったとしても、補間処理を行うことができるということは、記憶部６の記憶容量を増加させる必要がなくなり、また、記憶部６の記憶容量を減らすことができることとなり、簡素な構成のノイズキャンセラを提供することができ、更に、受信機の構成の簡素化にも寄与することができる。特に、簡素な構成とすることが可能であるため、車載型や携帯型の受信機等に適用して優れた効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】従来のノイズキャンセラの構成及び機能を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係るノイズキャンセラの構成を表したブロック図である。
【図３】実施例に係るノイズキャンセラの構成を表したブロック図及び動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図３に示したノイズキャンセラの動作を説明するための波形図である。
【図５】他の実施例に係るノイズキャンセラの構成を表したブロック図である。
【符号の説明】
【０１００】
５…ノイズキャンセラ
６…記憶部
７…ノイズ期間検出部
８…補間部
【図１】
0004174550.tif 000012
【図２】
0004174550.tif 000013
【図３】
0004174550.tif 000014
【図４】
0004174550.tif 000015
【図５】
0004174550.tif 000016