(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭ復調信号からマルチパスノイズを構成する個々のスパイクノイズを含む高域抽出信号を抽出し、
該抽出された高域抽出信号中の前記個々のスパイクノイズを選択的に減衰させるノイズ低減係数を生成し、
前記ＦＭ復調信号を低域信号と高域信号とに分離し、
前記高域信号および前記ノイズ低減係数を乗算し、
該乗算によって得られる乗算結果と前記低域信号とを加算することを含むマルチパスノイズ除去方法。
【請求項２】
ＦＭ復調信号から低域信号を分離し、
前記ＦＭ復調信号から前記低域信号を減算して高域信号を分離することを含む請求項１に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項３】
高域抽出信号と所定の閾値とを比較してスパイクノイズを検出し、
該検出された前記スパイクノイズに対応する期間においてＦＭ復調信号を補間し、
該補間されたＦＭ復調信号から低域信号を分離することを含む請求項１に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項４】
ＦＭ復調信号の絶対値から高域抽出信号を抽出することを特徴とする請求項１または３に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項５】
ＦＭ復調信号から高域抽出信号を抽出した後、前記高域抽出信号の絶対値に基づきノイズ低減係数を生成することを特徴とする請求項１または３に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項６】
ＦＭ復調信号から高域抽出信号を抽出した後、前記高域抽出信号の絶対値のエンベロープ信号を得、該エンベロープ信号からノイズ低減係数を生成することを特徴とする請求項１または３に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項７】
ノイズ低減係数の最大の減衰値が高域抽出信号の絶対値に対して設定される上限値によって与えられることを特徴とする請求項５または６に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項８】
ＦＭ復調信号から高域抽出信号を抽出した後、前記高域抽出信号の絶対値に対して設定したオフセット値に基づいて前記高域抽出信号から微少振幅のノイズを除去し、該微小振幅のノイズが除去された前記高域抽出信号よりノイズ低減係数を生成することを特徴とする請求項５または６に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項９】
スパイクノイズを高域抽出信号の平滑値に対応した閾値に基づいて検出することを特徴とする請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項１０】
スパイクノイズ検出期間において、その期間の直前のＦＭ復調信号レベルを保持する前置保持によりＦＭ復調信号を補間することを特徴とする請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項１１】
スパイクノイズ検出期間において、その期間の直前および直後のＦＭ復調信号レベルを用いてＦＭ復調信号を直線的に補間することを特徴とする請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項１２】
スパイクノイズ検出期間において、その期間の直前および直後のＦＭ復調信号レベルを用いてＦＭ復調信号をラグランジェの３次多項式により補間することを特徴とする請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法。
【請求項１３】
ＦＭ復調信号からマルチパスノイズを構成する個々のスパイクノイズを含む高域抽出信号を得る高域抽出手段と、
前記高域抽出信号中の前記個々のスパイクノイズを選択的に減衰させるノイズ低減係数を生成する数値生成手段と、
前記ＦＭ復調信号を低域信号と高域信号とに分離する信号成分分離手段と、
前記高域信号に前記ノイズ低減係数を乗ずる乗算手段と、
前記乗算手段から出力される乗算結果と前記低域信号とを加算する加算手段とを備えることを特徴とするマルチパスノイズ除去装置。
【請求項１４】
信号成分分離手段が、前記ＦＭ復調信号から低域信号を分離する低域分離手段と、
前記ＦＭ復調信号から前記低域信号を減算し高域信号を分離する減算手段とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項１５】
さらに、高域抽出手段から得られる高域抽出信号と所定の閾値とを比較してスパイクノイズを検出するスパイクノイズ検出手段と、
前記スパイクノイズの検出期間においてＦＭ復調信号の補間を行う補間手段とを備え、
前記補間手段の出力を信号成分分離手段に入力することを特徴とする請求項１３に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項１６】
高域抽出手段が、ＦＭ復調信号の高域成分を出力する第１の高域フィルタ手段を含んで構成されることを特徴とする請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項１７】
高域抽出手段が、ＦＭ復調信号の絶対値出力を得る第１の絶対値手段と、
前記絶対値出力の高域成分を得る第２の高域フィルタ手段とで構成されることを特徴とする請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項１８】
数値生成手段が、高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、
前記絶対値出力からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とを備えることを特徴とする請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項１９】
数値生成手段が、高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、
前記絶対値出力のエンベロープ信号を得る平滑手段と、
前記エンベロープ信号からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とを備えることを特徴とする請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２０】
数値生成手段が、高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、
前記絶対値出力の上限値を設定するリミット手段と、
前記上限値が設定された絶対値出力からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とで構成されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２１】
数値生成手段が、高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、
前記絶対値出力にオフセット値を付加するオフセット手段と、
前記オフセット値が付加された絶対値出力からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とで構成されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２２】
スパイクノイズ検出手段が、高域抽出信号の平滑値に対応した閾値を出力する閾値生成手段と、
前記閾値に基づき前記高域抽出信号からスパイクノイズを検出する比較手段とを備えることを特徴とする請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２３】
補間手段が、スパイクノイズ検出手段の出力のスパイクノイズ検出期間に対応するゲート信号を生成する補間ゲート生成手段と、
前記ゲート信号期間の間、その期間の直前のＦＭ復調信号レベルを保持する前置保持手段とを備えることを特徴とする請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２４】
補間手段が、スパイクノイズ検出手段の出力のスパイクノイズ検出期間に対応するゲート信号を生成する補間ゲート生成手段と、
前記ゲート信号期間の直前および直後のＦＭ復調信号のレベルを用いて前記ゲート信号期間において前記ＦＭ復調信号を直線的に補間する直線補間手段とを備えることを特徴とする請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２５】
補間手段が、スパイクノイズ検出手段の出力のスパイクノイズ検出期間に対応するゲート信号を生成する補間ゲート生成手段と、
ゲート信号期間の直前または直後のＦＭ復調信号のレベルを用いて前記ゲート信号期間において前記ＦＭ復調信号をラグランジェの３次多項式により補間する３次補間手段とを備えることを特徴とする請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２６】
受信電界強度またはオーディオ信号の状態を判定する受信状態判定手段を備え、
前記受信状態判定手段の出力に基づいて、リミット手段、オフセット手段または数値変換手段の動作特性のうち少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項２０または２１に記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２７】
受信電界強度またはオーディオ信号の状態を判定する受信状態判定手段を備え、
前記受信状態判定手段の出力に基づいて、閾値生成手段の動作特性を制御することを特徴とする請求項２２記載のマルチパスノイズ除去装置。
【請求項２８】
ＦＭ放送電波を受信して、ステレオのオーディオ信号を出力するＦＭ受信機であって、
受信した前記ＦＭ放送電波をもとにＦＭ復調信号を出力するＦＭ検波手段と、
請求項１３ないし２７のいずれかに記載のマルチパスノイズ除去装置とを含むことを特徴とするＦＭ受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＦＭオーディオ信号受信の際の雑音除去装置に係わり、より具体的には、マルチパスノイズによる受信妨害が発生しやすい、例えばカーラジオ等に用いられるマルチパスノイズ除去方法および除去装置、当該マルチパスノイズ除去装置を含むＦＭ受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車の環境における電磁波ノイズを考えた場合、イグニッションノイズ、ミラーノイズなど多数のパルス性の電磁波ノイズ（以下、パルス性ノイズと称する）や、山や高層ビル等の電磁波の反射体からの電磁波の反射に起因して発生するマルチパスノイズが発生する。
【０００３】
ＦＭ放送の送信アンテナから直接到達する直接波と反射体によって反射されて到達する反射波とが合波してカーラジオの受信アンテナに受信される場合、直接波と反射波との位相関係によっては直接波の一部が反射波によって打ち消されることに起因して受信電界強度が下がり、受信信号レベルの低下が生じることがある。マルチパスノイズは、レベルが低下した受信信号をＦＭ検波して得られるＦＭ復調信号上に、多くの場合パイロット信号間隔で発生するスパイク状のノイズである。このマルチパスノイズによって、カーラジオの音声信号品質が低下することはよく経験されることである。
【０００４】
特に、出力音声信号の品質の低下がもたらされる一因として、例えば従来のカーラジオのＦＭ受信機においては、ＦＭ検波の後段に雑音除去回路を設けてＦＭ検波出力に含まれるパルス性ノイズを除去し、また、弱電界で雑音のレベルが大きくなることに対しては、ステレオからモノラルへ、逆にモノラルからステレオへとステレオ音声における左右チャンネルの分離度を変化させるステレオセパレーション動作、あるいは高周波成分を除去するハイカット動作等により、弱電界時におけるＳ／Ｎ比を改善するようにしている。
【０００５】
図２１は、例えば特開平２−２８３１２９号公報に記載された従来の雑音低減機能を有したＦＭ受信機の構成を示すブロック図であり、図において、１は受信アンテナ、２はフロントエンド部、３はＩＦ増幅手段、４はＦＭ検波手段、６は雑音除去手段、７はステレオ復調手段、８は低周波増幅手段、９、１０は左右のスピーカー、１１はステレオセパレーション制御手段（以下、ＳＰ手段と略す）、１２はハイカット制御手段（以下、ＨＣ手段と略す）を示している。
【０００６】
ＦＭ放送電波がアンテナ１により受信され、フロントエンド２、ＩＦ増幅手段３で信号が増幅され、ＦＭ検波手段４によりＦＭ復調される。
【０００７】
ＦＭ検波手段４より出力されたＦＭ復調信号は、ＦＭ復調信号に含まれるパルス性ノイズが雑音除去手段６で取り除かれ、ステレオ復調手段７に入力されてステレオ復調され、左右のチャンネルに応じたオーディオ信号が出力される。
【０００８】
ステレオ復調手段７のオーディオ信号出力は、増幅手段８に入力されて信号増幅がなされ、スピーカー９および１０から音声（オーディオ）が出力される。
【０００９】
ＳＰ手段１１及びＨＣ手段１２は共にＩＦ増幅手段３の受信電界強度検出出力（以下、Ｓメータ出力と略す）端子に接続され、受信電界強度に応じてステレオセパレーション動作、ハイカット動作を行う。
【００１０】
以下、雑音除去手段６の動作について説明する。６ａはバッファアンプ、６ｂは遅延手段、６ｃはゲート手段、６ｄは検波出力からパルス性の高周波雑音を抽出するハイパスフィルタ、６ｅは雑音検出手段、６ｆはゲート信号発生手段、６ｇは出力部、６ｈは前値記憶部、６ｉはマルチパスノイズ検出手段である。ここで、前記ゲートパルスは例えばイグニッションノイズの幅（５００μｓｅｃ前後）を考慮して設定される。
【００１１】
雑音検出手段６ｅにおいてパルス性ノイズが検出されていない場合は、ＦＭ検波手段４の出力はバッファアンプ６ａ、遅延手段６ｂ、ゲート手段６ｃ、出力部６ｇを経由してステレオ復調手段７に入力されると共に前値記憶部６ｈにも入力される。
【００１２】
ここで、ＦＭ検波手段４の出力にパルス性ノイズが乗り、雑音検出手段６ｅで検出された場合には、ゲート信号発生手段６ｆから所定幅のゲート信号が出力される。前記ゲート信号により、出力部６ｇのＦＭ復調信号出力が前値記憶部６ｈに記憶され出力される。同時に、前記ゲート信号によりゲート手段６ｃでは前値記憶部６ｈの出力が選択され、ＦＭ復調信号の前値保持がなされる。
【００１３】
この結果、遅延手段６ｂの出力信号が阻止され、代わって前値記憶部６ｈに記憶されているゲート信号が出力される直前（すなわちパルス性ノイズ発生直前）のＦＭ復調信号が出力される前値保持により雑音が除去される。
【００１４】
なお、この雑音除去手段６は、直接波と反射波の合波によるマルチパス歪みが発生してＦＭ復調信号にマルチパスノイズが含まれる場合にも、このマルチパスノイズを検出して雑音除去動作を行う。
【００１５】
従来のマルチパスノイズ除去動作について以下に説明する。図２２は、マルチパスノイズが発生した場合におけるＦＭ検波手段４からのＦＭ復調信号の出力波形の一例を示しており、上下方向が振幅、左右方向が時間を示している。図２２において、下段の波形は、上段に示したマルチパスノイズの発生している部分（期間）を時間的に拡大して示したものである。
【００１６】
図２２に示すように、マルチパスノイズが発生している部分を時間的に拡大してみればほぼ３８ｋＨｚのサブキャリア信号（１９ｋＨｚのパイロット信号の２倍の周波数の信号）の１周期間隔で５μｓｅｃ程度の幅を持つスパイク状のノイズ（以下、スパイクノイズと称する）が密集して発生しており、その幅は通常数ｍｓｅｃから数１０ｍｓｅｃである。
【００１７】
特開平２−２８３１２９号公報に記載された従来のＦＭ受信機の雑音除去手段６では、複数のスパイクノイズからなるマルチパスノイズが持つ１９ｋＨｚのパイロット信号の高調波歪成分をマルチパス検出手段６ｉにより検出することでマルチパスノイズのエンベロープ（包絡線）を１塊のマルチパスノイズとして検出し、ノイズ除去の処理を行なっている。このような場合、１塊のマルチパスノイズのエンベロープは数ｍｓｅｃから数１０ｍｓｅｃの幅をもち、イグニッションノイズ等のパルス性ノイズの幅の約５００μｓｅｃよりかなり広いため、マルチパスノイズ検出手段６ｉでマルチパスノイズが検出された場合、ゲート信号発生手段６ｆから出力されるゲート信号の幅を広くして対処している。
【００１８】
然るに、従来のＦＭ受信機における雑音除去手段においては、以上のように構成されており、マルチパスノイズの発生時にゲート手段６ｃによって前値保持される期間が長くなってしまい、雑音除去に伴う出力音声波形の歪みが増大してしまう等の問題点があった。
【００１９】
更に、マルチパスノイズが発生する状態が長く継続する状態では、前値保持される期間が長く継続されることになり、出力信号波形の歪みが増大するだけにとどまらず、最悪の場合、音声が途中で途切れてしまうなどの問題点もあった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、マルチパスノイズの性質がイグニッションノイズ等のパルス性ノイズとは異なり、マクロ的に見てそのエンベロープにより検出すればパルス性ノイズよりかなり広い幅を有するが、他方、ミクロ的に見ればサブキャリア信号の一周期間隔に対応して発生する単発のスパイクノイズとしてみることができることに着目して、マルチパスノイズを低減することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる請求項１のマルチパスノイズ除去方法は、ＦＭ復調信号からマルチパスノイズを構成する個々のスパイクノイズを含む高域抽出信号を抽出し、該高域抽出信号中の個々のスパイクノイズを選択的に減衰させるノイズ低減係数を生成し、前記ＦＭ復調信号から低域信号と高域信号とを分離し、前記高域信号に前記ノイズ低減係数を乗じて前記高域抽出信号に含まれる前記スパイクノイズを選択的に低減もしくは除去し、前記スパイクノイズが低減もしくは除去されたＦＭ復調信号を得ることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項２のマルチパスノイズ除去方法は、請求項１に記載のマルチパスノイズ除去方法において、ＦＭ復調信号から低域信号を分離し、前記ＦＭ復調信号から前記低域信号を減算して高域信号を分離することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項３のマルチパスノイズ除去方法は、請求項１に記載のマルチパスノイズ除去方法において、高域抽出信号と所定の閾値とを比較してスパイクノイズを検出し、該スパイクノイズの検出期間においてＦＭ復調信号を補間することでスパイクノイズを除去し、該スパイクノイズが除去されたＦＭ復調信号から低域信号を得ることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４のマルチパスノイズ除去方法は、請求項１または３に記載のマルチパスノイズ除去方法において、ＦＭ復調信号の絶対値から高域抽出信号を得ることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５マルチパスノイズ除去方法は、請求項１または３に記載のマルチパスノイズ除去方法において、ＦＭ復調信号から高域抽出信号を抽出した後、該高域抽出信号の絶対値に基づきノイズ低減係数を生成することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項６のマルチパスノイズ除去方法は、請求項１または３に記載のマルチパスノイズ除去方法において、ＦＭ復調信号から高域抽出信号を抽出した後、該高域抽出信号の絶対値についてエンベロープ信号を得、該エンベロープ信号からノイズ低減係数を生成することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項７のマルチパスノイズ除去方法は、請求項５または６に記載のマルチパスノイズ除去方法において、ＦＭ復調信号の絶対値から高域抽出信号を抽出した後、該高域抽出信号の絶対値に対し上限値を設定することにより所望の数値範囲のノイズ低減係数を生成することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項８のマルチパスノイズ除去方法は、請求項５または６に記載のマルチパスノイズ除去方法において、ＦＭ復調信号の絶対値から高域抽出信号を抽出した後、前記高域抽出信号の絶対値に対してオフセット値を設定することにより所望の数値範囲のノイズ低減係数を生成することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項９のマルチパスノイズ除去方法は、請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法において、スパイクノイズを高域抽出信号の平滑値に対応した閾値に基づいて検出することを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１０のマルチパスノイズ除去方法は、請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法において、スパイクノイズ検出期間において、その期間の直前のＦＭ復調信号レベルを保持する前置保持によりＦＭ復調信号を補間することを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１１のマルチパスノイズ除去方法は、請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法において、スパイクノイズ検出期間の直前および直後のＦＭ復調信号レベルを用いてＦＭ復調信号を直線的に補間することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項１２のマルチパスノイズ除去方法は、請求項３に記載のマルチパスノイズ除去方法において、スパイクノイズ検出期間の直前および直後のＦＭ復調信号レベルを用いてＦＭ復調信号をラグランジェの３次多項式により補間することを特徴とする。
【００３３】
また、請求項１３のマルチパスノイズ除去装置は、入力されるＦＭ復調信号からマルチパスノイズを構成する個々のスパイクノイズを含む高域抽出信号を得る高域抽出手段と、該高域抽出信号中の前記個々のスパイクノイズを選択的に減衰させるノイズ低減係数を生成する数値生成手段と、前記ＦＭ復調信号を低域信号と高域信号とに分離する信号成分分離手段と、前記高域信号に前記ノイズ低減係数を乗ずる乗算手段と、前記乗算手段から出力される乗算結果と前記低域信号とを加算する加算手段とを備える。
【００３４】
また、請求項１４のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１３に記載のマルチパスノイズ除去装置において、信号成分分離手段が、ＦＭ復調信号の低域信号を分離する低域分離手段と、前記ＦＭ復調信号から前記低域信号を減算し高域信号を分離する減算手段とを備える。
【００３５】
また、請求項１５のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１３に記載のマルチパスノイズ除去装置において、高域抽出手段から得られる高域抽出信号出力と所定の閾値とを比較してスパイクノイズを検出するスパイクノイズ検出手段と、前記スパイクノイズの検出期間においてＦＭ復調信号を補間して信号成分分離手段に出力する補間手段とを備える。
【００３６】
また、請求項１６のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、高域抽出手段がＦＭ復調信号の高域成分を出力する第１の高域フィルタ手段を備える。
【００３７】
また、請求項１７のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、高域抽出手段がＦＭ復調信号の絶対値出力を得る第１の絶対値手段と、該絶対値出力の高域成分を得る第２の高域フィルタ手段とを備える。
【００３８】
また、請求項１８のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、数値生成手段が高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、該第２の絶対値手段の出力からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とを備える。
【００３９】
また、請求項１９のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１３または１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、数値生成手段が、高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、前記絶対値出力のエンベロープ信号を得る平滑手段と、前記エンベロープ信号からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とを備える。
【００４０】
また、請求項２０のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１８または１９に記載のマルチパスノイズ除去装置において、数値生成手段が、高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、前記絶対値出力の上限値を設定するリミット手段と、前記上限値が設定された絶対値出力からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とを備える。
【００４１】
また、請求項２１のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１８または１９に記載のマルチパスノイズ除去装置において、数値生成手段が、高域抽出信号の絶対値出力を得る第２の絶対値手段と、前記絶対値出力にオフセット値を付加するオフセット手段と、前記オフセット値が付加された絶対値出力からノイズ低減係数を生成する数値変換手段とを備える。
【００４２】
また、請求項２２のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、スパイクノイズ検出手段が、高域抽出信号の平滑値に基づいた閾値を出力する閾値生成手段と、前記閾値に基づき前記高域抽出信号からスパイクノイズを検出する比較手段とを備える。
【００４３】
また、請求項２３のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、補間手段が、スパイクノイズ検出手段の出力のスパイクノイズ検出期間に対応するゲート信号を生成する補間ゲート生成手段と、前記ゲート信号期間の間、その期間の直前のＦＭ復調信号レベルを保持する前置保持手段とを備える。
【００４４】
また、請求項２４のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、補間手段が、スパイクノイズ検出手段の出力のスパイクノイズ検出期間に対応するゲート信号を生成する補間ゲート生成手段と、前記ゲート信号期間の直前および直後のＦＭ復調信号のレベルを用いて前記ゲート信号期間において前記ＦＭ復調信号を直線的に補間する直線補間手段とを備える。
【００４５】
また、請求項２５のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項１５に記載のマルチパスノイズ除去装置において、補間手段が、スパイクノイズ検出手段の出力のスパイクノイズ検出期間に対応するゲート信号を生成する補間ゲート生成手段と、ゲート信号期間の直前および直後のＦＭ復調信号のレベルを用いて前記ゲート信号期間において前記ＦＭ復調信号をラグランジェの３次多項式により補間する３次補間手段とを備える。
【００４６】
また、請求項２６のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項２０または２１に記載のマルチパスノイズ除去装置において、受信電界強度またはオーディオ信号の状態を判定し、数値生成手段におけるリミット手段、オフセット手段または数値変換手段の動作特性のうち少なくとも一つを制御する受信状態判定手段を備える。
【００４７】
また、請求項２７のマルチパスノイズ除去装置は、前記請求項２２に記載のマルチパスノイズ除去装置において、受信電界強度またはオーディオ信号の状態を判定し、スパイクノイズ検出手段における閾値生成手段の動作特性を制御する受信状態判定手段を備える。
【００４８】
また、請求項２８のＦＭ受信機は、受信した前記ＦＭ放送電波をもとにＦＭ復調信号を出力するＦＭ検波手段と、前記請求項１３ないし２７に記載のマルチパスノイズ除去装置とを備える。
【００４９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明に係わる一実施の形態によるマルチパスノイズ除去手段を含むＦＭ受信機のブロック構成図である。図において、１は受信アンテナ、２はフロントエンド部、３はＩＦ増幅手段、４はＦＭ検波手段、５はマルチパスノイズ除去手段、６は雑音除去手段、７はステレオ復調手段、８は低周波増幅手段、９、１０は左右のスピーカー、１１はＳＰ手段、１２はＨＣ手段を示している。
【００５０】
また、５はマルチパスノイズ除去手段であって、５ａは高域抽出手段、５ｂは数値生成手段、５ｃは遅延手段、５ｄは低域分離手段、５ｅ、５ｆは遅延手段、５ｇは減算手段、５ｈは乗算手段、５ｉは加算手段である。なお、信号成分分離手段５ｍは、低域分離手段５ｄ、遅延手段５ｆ、減算手段５ｇを含んで構成される。
【００５１】
図１に示すマルチパスノイズ除去手段５以外の構成は、従来のＦＭ受信機の説明において述べたものと同様なので、その説明を省略する。なお、雑音除去手段６においては、前記パルス性ノイズの除去に対応するようにゲートパルス幅を設定してあり、専らパルス性ノイズの除去を行うように動作する。
【００５２】
ＦＭ受信機の一例として、カーラジオを例にとると、まず、ＦＭ放送電波が受信アンテナ１により受信され、フロントエンド２、ＩＦ増幅手段３で信号が増幅され、ＦＭ検波手段４でＦＭ復調される。
【００５３】
ＦＭ検波手段４より出力されたＦＭ復調信号は、マルチパスノイズ除去手段５に入力されてＦＭ復調信号に含まれるマルチパスノイズを構成するスパイクノイズが低減または除去され、さらに後段の雑音除去手段６に入力されてパルス性ノイズが除去される。次いで、雑音除去手段６の出力は、ステレオ復調手段７に入力されてステレオ復調され、左右のチャンネルに応じたオーディオ信号が出力される。
【００５４】
また、上述の例では、スパイクノイズを除去するマルチパスノイズ除去手段５の後段にパルス状ノイズを除去する雑音除去手段６が設けられているが、雑音除去手段６が、ステレオ復調手段７の後段に設けられ、ステレオ復調手段７の出力に対してパルス性ノイズの除去を行うように構成しても良い。
【００５５】
図２２に示すように、マルチパスノイズは多くの場合、サブキャリア信号の一周期間隔でスパイクノイズが時間的に集中して発生する性質を有する。本実施の形態においては、前述の従来装置の説明において述べたようにマルチパスノイズを構成するスパイクノイズのエンベロープとして得られるマルチパスノイズの塊として処理するのではなく、個々のスパイクノイズを対象とし、これを除去しようとするものである。
【００５６】
図２は、マルチパスノイズ除去手段５の動作を説明するための図であり、上下方向が振幅、左右方向が時間を示している。図２（ａ）はＦＭ検波手段４からの出力の一例を示しており、マルチパスノイズを構成するスパイクノイズが連続して発生している。なお、見易さのために（ａ）から（ｈ）までの各信号の遅延を０として表示している。
【００５７】
高域抽出手段５ａは、例えば高域通過フィルタにより構成され、マルチパスノイズを構成する個々のスパイクノイズを検出するのに十分な遮断周波数を設定されてなるものであり、図２（ｂ）に示すように、スパイクノイズ等の高周波の雑音成分を含む高域抽出信号を出力する。
【００５８】
数値生成手段５ｂは、高域抽出手段５ａから出力される高域抽出信号に基づいて、図２（ｄ）に示すように１から０の間で変化しスパイクノイズを選択的に減衰させる係数（以下、ノイズ低減係数と称する）を生成し、遅延手段５ｅを経由して、乗算手段５ｈに出力する。
【００５９】
図３は数値生成手段５ｂの構成の一例を示しており、絶対値化手段（以下、ＡＢＳと略す）５ｂ１と数値変換手段５ｂ２とから成っている。図２（ｂ）に示す高域抽出手段５ａの出力はＡＢＳ５ｂ１に入力され、絶対値化されることにより図２（ｃ）に示すように個々のスパイクノイズ発生部分でそれぞれ一つのまとまりのある信号として出力される。ＡＢＳ５ｂ１の出力は数値変換手段５ｂ２に入力されマルチパスノイズの振幅が大きい部分（スパイクのピーク付近）では係数を０に近づけてノイズ振幅を低下させ、振幅が小さい部分（スパイクの底部付近）では係数を１に近づけて振幅の低下が少なくなるように設定される。このようにすると、スパイクノイズがある部分を全てノイズ成分として除去してしまうのではなく、信号成分を残しつつノイズ成分を除去することができる。
【００６０】
図４は数値変換手段５ｂ２の動作を説明する図である。同図中の（ａ）から（ｃ）は図２（ａ）から（ｃ）に対応させてスパイクノイズ部分を拡大したものである。ＡＢＳ５ｂ１の出力波形を示す図４（ｃ）のスパイクノイズ部分に相当する一つのまとまりのある信号部分Ｎから高周波成分を取除き拡大したものが図４（ｄ）である。図４（ｅ）はそれに対応する数値変換手段５ｂ２のノイズ低減係数出力を示している。
【００６１】
数値変換手段５ｂ２の変換特性を説明するために、最も単純に線形で変換する例を示す。図４（ｄ）に示すようなレベルＢからレベルＡの間で変化するＡＢＳ５ｂ１の出力をｘとし、信号ｘを同図（ｅ）に示すような数値１から０の間で変化するノイズ低減係数ｙに変換する変換特性を示す式は次式で表せる。
【００６２】
ｙ  ＝  （Ａ−ｘ）／（Ａ−Ｂ）      ・・  式１
但し    Ｂ≦ｘ≦Ａ
【００６３】
遅延手段５ｃはＦＭ検波手段４の出力に対して、高域抽出手段５ａにおける遅延量と同じ遅延量を与える。信号成分分離手段５ｍにおいて、低域分離手段５ｄにより遅延手段５ｃの出力から低域成分を分離し、図２（ｅ）に示すような低周波成分の信号（以下、低域信号と称す）を出力する。
【００６４】
遅延手段５ｅでは数値生成手段５ｂの出力に対して、低域分離手段５ｄにおける遅延量と同じ遅延量を与え、遅延手段５ｆでは遅延手段５ｃの出力に対して、低域分離手段５ｄにおける遅延量と同じ遅延量を与えて、それぞれの出力と低域分離手段５ｄの出力とのタイミングを合わせる。なお、遅延手段５ｃの遅延量を０として、遅延手段５ｅと遅延手段５ｆの遅延量を、低域分離手段５ｄにおける遅延量から高域抽出手段５ａにおける遅延量を差し引いた値にし、タイミングを合わせることも可能である。
【００６５】
信号成分分離手段５ｍにおいて、減算手段５ｇでは遅延手段５ｆの出力から低域分離手段５ｄの低域信号出力を減算して、図２（ｆ）に示すようにＦＭ復調信号から低周波の成分を取り除いた信号、すなわちＦＭ復調信号の高周波成分の信号（以下、高域信号と称する）を分離する。
【００６６】
なお、信号成分分離手段５ｍとして、ＦＭ復調信号から低域分離手段５ｄにより低域信号を分離し、ＦＭ復調信号から低域信号を減算する減算手段５ｇにより高域信号を分離する構成について述べたが、ＦＭ復調信号から高域分離手段（図示せず）により高域信号を分離した後に、ＦＭ復調信号から高域信号を減算する減算手段（図示せず）により低域信号を分離することもできる。
【００６７】
また、ＦＭ復調信号から低域分離手段と高域分離手段とにより低域信号と高域信号とをそれぞれ独立に分離すること（図示せず）も可能であるが、低域分離手段および高域分離手段の遮断周波数、位相歪などを注意深く設計することが必要である。
【００６８】
乗算手段５ｈでは減算手段５ｇの出力と遅延手段５ｅの出力とを乗算することにより、すなわち、高域信号に対して数値生成手段５ｂで生成されたノイズ低減係数を掛けることにより、図２（ｇ）に示すようにスパイクノイズを選択的に減衰させる。
【００６９】
加算手段５ｉでは乗算手段５ｈの出力と低域分離手段５ｄの出力とを加算することにより、図２（ｈ）に示すようにスパイクノイズを選択的に減衰させたＦＭ復調信号が得られる。
【００７０】
図５は数値生成手段５ｂの構成の他の一例を示しており、数値変換手段５ｂ２、リミット手段５ｂ３、オフセット手段５ｂ４で構成した例である。また、リミット手段５ｂ３とオフセット手段５ｂ４の位置関係は入れ替わってもよい。
【００７１】
図６は図５の数値生成手段５ｂの動作を説明する図である。同図（ａ）の実線部分は図４（ｄ）と同様にＡＢＳ５ｂ１の出力波形を単純化して表示したものである。図２や図４に示すように、一般にスパイクノイズの現われ方、大きさ、あるいは急峻さは、必ずしも一定しておらず、それに基づくＡＢＳ５ｂ１の出力波形の振幅にもばらつきがあるので、図６（ａ）に示すように、ＡＢＳ５ｂ１の出力に対して上限値Ｈを設けて数値変換手段５ｂ２への入力信号振幅を整えておき、ＡＢＳ５ｂ１の出力の振幅が前記上限値Ｈを越える場合は、同図（ｂ）に示すように最大の減衰を与えるノイズ低減係数値が得られるようにする。
【００７２】
また、ＡＢＳ５ｂ１の出力は高域抽出手段５ａの出力に基づいているため、マルチパスノイズが発生していなくてもＦＭ検波手段４の出力が高周波の信号成分を含んでいれば、ＡＢＳ５ｂ１の出力に微少ではあるが振幅が現れる。この振幅は必ずしもノイズによるものではないので数値変換手段５ｂ２出力に影響を与えることは望ましくない。従って、オフセット手段５ｂ４を設け、ＡＢＳ５ｂ１の出力あるいはリミット手段５ｂ３の出力にオフセット値を設定し、数値変換手段５ｂ２の出力に影響を与えないようにする。
【００７３】
図６（ｂ）はリミット手段５ｂ３とオフセット手段５ｂ４を働かせた場合の数値変換手段５ｂ２のノイズ低減係数出力を示している。すなわち、同図（ｂ）に示すようにノイズ低減係数は、オフセット値Ｌ以下の小振幅の信号については減衰させず（ノイズ低減係数値＝１）、オフセット値Ｌから上限値Ｈの振幅のノイズについてはその振幅値に応じた減衰を与え（ノイズ低減係数値＝１〜Ｍ）、上限値Ｈ以上の振幅のノイズについては最大の減衰を与える（ノイズ低減係数値＝Ｍ）ように変換される。
【００７４】
なお、最小のノイズ低減係数値Ｍが０の場合にはスパイクノイズは完全にミュートされることになるが、実際には完全にミュートすると不自然さを感じる場合があるので、実験的に得られる所定のレベルをもたせることが有効である。
【００７５】
図６（ａ）に示すようになオフセット値Ｌと上限値Ｈの範囲で振幅が変化するＡＢＳ５ｂ１の出力ｘを、同図（ｂ）に示すように数値１から最小のノイズ低減係数値Ｍの間で変化するノイズ低減係数ｙを与える式の一例を次式に示す。
【００７６】
ｙ  ＝  ｛（Ｍ−１）ｘ＋Ｈ−Ｍ・Ｌ｝／（Ｈ−Ｌ）    ・・式２
但し    Ｌ≦ｘ≦Ｈ
【００７７】
なお、数値変換手段５ｂ２の変換特性を式１または式２に示すような線形の式で変換する場合について説明したが、上下２つのレベルの間を細分化してそれぞれの範囲の変換特性を設定してもよく、また、変換テーブルを用いて変換特性を設定してもよい。
【００７８】
図７（ａ）は数値生成手段５ｂの構成の他の一例を示しており、図３においてＡＢＳ５ｂ１と数値変換手段５ｂ２との間に平滑手段５ｂ５を配置したものである。図４（ｃ）に示すように、ＡＢＳ５ｂ１の出力は高域抽出手段５ａの出力の負側を正側に折返したものであるので、信号波形としてみると輪郭部の変動が大きい。このＡＢＳ５ｂ１の出力を数値変換手段５ｂ２において前述のノイズ低減係数に変換した場合、ノイズ低減係数に残る輪郭部の変動の山の部分とスパイクノイズのピーク（山谷）の位置は必ずしも一致しないので、スパイクノイズの減衰が不十分になる。従って、ＡＢＳ５ｂ１の出力の変動部分を数値変換手段５ｂ２に入力する前に平滑手段５ｂ５により図４（ｄ）に示すような包絡線形状の信号（以下、エンベロープ信号と称す）にした後、図４（ｅ）に示すような包絡線形状のノイズ低減係数を得ることは有益である。
【００７９】
図７（ｂ）は数値生成手段５ｂの構成の他の一例を示しており、図７（ａ）の構成例において、数値変換手段５ｂ２と平滑手段５ｂ５との間にリミット手段５ｂ３とオフセット手段５ｂ４を設置し、図６を参照して説明したようなノイズ低減係数が得られるようにしたものである。
【００８０】
実施の形態２．
図８は本発明に係わる第２の実施の形態によるマルチパスノイズ除去手段を含むＦＭ受信機のブロック構成図である。図中、高域抽出手段５ａの出力を入力とするスパイクノイズ検出手段５ｊと、遅延手段５ｃの出力とスパイクノイズ検出手段５ｊの出力とを入力とする補間手段５ｋ以外の構成は図１に示したものと同一なので重複する説明は省略する。
【００８１】
図１においては遅延手段５ｃの出力を低域分離手段５ｄに入力して、ＦＭ復調信号から低域信号を得ているのに対して、図８では遅延手段５ｃ出力を補間手段５ｋに入力して補間処理を行った後に低域分離手段５ｄに入力して、低域信号を得ている。
【００８２】
図９は高域抽出手段５ａとスパイクノイズ検出手段の動作を説明するための図である。図中（ａ）がＦＭ復調信号であり、（ｂ）が高域通過フィルタの出力である。高域抽出手段５ａの出力は、ノイズの立ち上がり、または立ち下がりに応じて、基準電位（例えば接地電位）を境に正負にふれる信号となるが、スパイクノイズの極性は一定しておらず、発生条件や変調信号の変化に応じて時々刻々と変化する。同図（ｂ）に示すようにスパイクノイズの極性によって高域通過フィルタ出力とスパイクノイズとの位置関係が異なり、同図（ｃ）に示すスパイクノイズ検出パルス１の位置とスパイクノイズのピークの位置との位置関係が異なる。前記スパイクノイズ検出パルス１を基にスパイクノイズの幅に対応するようにパルス幅を拡大し、パルス幅ｔｇのゲート信号１を生成してスパイクノイズの位置を決定しようとすると、正極性のスパイクノイズの位置とは合うが、負極性のスパイクノイズの位置とは合わなくなる。したがって、正負両極性のスパイクノイズの位置を決定するためには、同図（ｅ）に示すようにパルス幅を拡大したパルス幅ｔｇｗのゲート信号１ｗが必要であり、個々のスパイクノイズを正しい位置で、かつ、最小幅で検出することは困難である。
【００８３】
また、ＦＭ復調信号においてスパイクノイズ部分を補間した後、平滑化して低域信号を得る場合においても、補間期間が必要以上に長いと正規の信号も欠落させ、別の歪み発生原因となり得るので、スパイクノイズの補間はできるだけ最小幅で行う必要がある。
【００８４】
図１０はこの点を考慮した高域抽出手段５ａの構成の一例である。高域抽出手段５ａをＡＢＳ手段５ａ１と高域通過フィルタ手段５ａ２で構成し、ＦＭ検波手段４の出力をＡＢＳ手段５ａ１に入力して図９（ｆ）に示す絶対値出力を得、その絶対値出力を高域通過フィルタ手段５ａ２に入力して図９（ｇ）に示すスパイクノイズに対応した出力を得る。高域通過フィルタ手段５ａ２の出力とスパイクノイズの位置関係は、図９（ｇ）に示すように例えばスパイクノイズの前エッジにおける位置関係を同じにでき、図９（ｈ）に示すスパイクノイズ検出パルス２の位置と正負両極性のスパイクノイズの位置関係が一致する。したがって、前記スパイクノイズ検出パルス２に基づいて生成された図９（ｉ）に示すパルス幅ｔｇのゲート信号により個々のスパイクノイズを正しい位置で、最小幅で検出することができる。これによって、最小幅でスパイクノイズが存在した部分を補間することができる。
【００８５】
図１１は高域抽出手段５ａの構成の他の一例である。高域抽出手段５ａをＡＢＳ手段５ａ１と高域通過フィルタ手段５ａ２と高域通過フィルタ手段５ａ３で構成する。そして数値生成手段５ｂへの出力としてはＦＭ検波手段４出力を直接高域通過フィルタ手段５ａ３に入力して得られた出力を用いる。また、スパイクノイズ検出手段５ｊへの出力としては、図１０を用いて説明したようにＦＭ検波手段４出力をＡＢＳ手段５ａ１に入力して得られる絶対値出力を高域通過フィルタ手段５ａ２に入力して得られた出力を用いる。
【００８６】
このことは、ＦＭ復調信号をＡＢＳ手段５ａ１により絶対値化することにより、高域通過フィルタ手段５ａ２の出力とスパイクノイズの位置関係を一定にでき、補間手段５ｋにおける補間処理を最小幅で実行できる反面、ＦＭ復調信号の折り返しにより発生する高周波成分が高域通過フィルタ手段５ａ２の出力にノイズ成分として現れるため数値生成手段５ｂにとっては弊害となりうるからである。
【００８７】
図１２は図１１の構成による動作を説明する図であり、（ａ）はＦＭ検波手段４の出力、（ｂ）はＡＢＳ手段５ａ１の出力、（ｃ）は高域通過フィルタ手段５ａ２の出力、（ｄ）は高域通過フィルタ手段５ａ３の出力を示している。同図（ｃ）に示すように、高域通過フィルタ手段５ａ２の出力にはスパイクノイズが存在しない部分に、絶対値化による折り返しのために若干の高周波信号成分が出力されている（同図中、不要な振幅と記載）。この高周波信号成分が数値生成手段５ｂの出力に影響をおよぼす可能性がある。一方、同図（ｄ）に示すように高域通過フィルタ手段５ａ３の出力には絶対値化による折り返しの影響がない。以上により、スパイクノイズ検出手段５ｊへの出力と数値生成手段５ｂへの出力とを分けることが有効である。
【００８８】
マルチパスノイズを含むＦＭ復調信号を低域分離手段５ｄにより、例えば平滑することで低域信号を取り出す際、スパイクノイズの振幅が大きい場合、得られる低域信号は大きく歪んだ信号となる。図１３は変調信号としてステレオ信号の片チャンネルを正弦波信号、他チャンネルを無信号とした場合の実際のＦＭ復調信号とその平滑化による低域信号を表示しており、同図（ａ）は遅延手段５ｃ出力のＦＭ復調信号、（ｂ）はそれを直接平滑した場合を示すが、スパイクノイズが発生している部分で低域信号に大きな歪みが発生していることが判る。
【００８９】
図１３（ｃ）は遅延手段５ｃ出力のＦＭ復調信号に対してスパイクノイズ部分で後述の補間処理を行った結果を示している。同図（ｄ）は補間処理の後に平滑した場合を示しているが、スパイクノイズが発生している部分で低域信号の歪みが同図（ｂ）に比べて明らかに軽減されていることがわかる。これは同図（ａ）に示すような振幅の大きいスパイクノイズが平滑結果に多大な影響をおよぼすことを示しており、これらをあらかじめ取り除いておくことが有効である。
【００９０】
図１４はスパイクノイズ検出手段５ｊの構成の一例を示す図である。スパイクノイズ検出手段５ｊでは比較手段５ｊ１において、高域抽出手段５ａの出力のスパイクノイズに対応した信号と閾値生成手段５ｊ２からの閾値とを比較して、スパイクノイズの有り無しを示すスパイク検出信号を出力する。閾値生成手段５ｊ２からの閾値は、例えば単一の固定値であったり、高域抽出手段５ａの出力を平滑した値を用いる等の方法が考えられる。後者の場合、スパイクノイズが多発する条件では、スパイクノイズの少ない条件と比較して高域抽出手段５ａの出力の平滑値が大きくなり、閾値生成手段５ｊ２の閾値は相対的に高い値になるので、検出されるスパイクノイズが減少する。すなわち、スパイクノイズが少ない場合は振幅の小さいスパイクノイズに対しても補間するが、多い場合は振幅が大きいスパイクノイズに対する補間に止めることにより、補間処理による影響を目立たないようにできるという利点がある。
【００９１】
図１５は補間手段５ｋの構成の一例を示す図である。補間手段５ｋではスパイクノイズ検出手段５ｊ出力を受けて、ゲート生成手段５ｋ１において各々のスパイクノイズの幅に相当するゲート信号を生成する。遅延手段５ｃから出力されるＦＭ復調信号に対して、ゲート生成手段５ｋ１から出力されるゲート信号に基づいて、例えば直前の信号レベルでゲート信号期間補間する前値保持によりスパイクノイズを除去している。
【００９２】
図１６はスパイクノイズ検出手段５ｊと補間手段５ｋの動作を説明する図である。図中（ａ）はマルチパスノイズを含んだＦＭ復調信号、同図（ｂ）はＦＭ復調信号の高域抽出手段５ａによる出力である。高域抽出手段５ａの出力はスパイクノイズ検出手段５ｊでは同図（ｂ）中の点線で示した閾値と比較され、同図（ｃ）に示すスパイクノイズの有り無しを示すスパイクノイズ検出パルスが得られる。同図（ｄ）は同図（ｃ）のスパイクノイズ検出パルスを基にスパイクノイズの幅に対応するようにパルス幅を拡大したゲート生成手段５ｋ１のゲート信号出力を示しており、保持手段５ｋ２において遅延手段５ｃの出力のＦＭ復調信号に対して前記ゲート信号の直前の値を保持した結果が同図（ｅ）であり、同図（ａ）のＦＭ復調信号からスパイクノイズを取り除いた波形となっている。
【００９３】
図１７と図１８は補間手段５ｋの構成の他の実施例を示す図であり、図１５における保持手段５ｋ２をそれぞれ直線補間手段５ｋ３と３次補間手段５ｋ４に置き換えた構成である。他の部分の構成は同じなので、重複する説明は省略する。
【００９４】
図１７の直線補間手段５ｋ３においては、ゲート生成手段５ｋ１の出力に基づいて、ゲート信号期間の直前と直後の信号レベル間を直線的に結んだ値で補間（以下、直線補間と称す）を行う。図１６の（ｆ）は遅延手段５ｃの出力のＦＭ復調信号に対して直線補間した結果であり、同図（ａ）のＦＭ復調信号からスパイクノイズを取り除いた波形となっている。
【００９５】
図１８の３次補間手段５ｋ４においては、ゲート生成手段５ｋ１の出力に基づいて、ゲート信号期間の直前および直後の各２点の信号レベルを用いてラグランジェの３次多項式による補間（以下、３次補間と称す）を行う。図１６（ｇ）は遅延手段５ｃの出力のＦＭ復調信号に対して３次補間した結果であり、同図（ａ）のＦＭ復調信号からスパイクノイズを取り除いた波形となっている。
【００９６】
図１９は、図１８に示す３次補間手段５ｋ４による３次補間を説明する図である。図中、（ａ）は本来の信号、（ｂ）はスパイクノイズが発生してゲートされた信号、（ｃ）はゲート信号期間をラグランジェの３次多項式により補間された信号を示している。ラグランジェの３次多項式はゲート信号期間の直前の時間ｘ０、ｘ１および直後の時間ｘ２、ｘ３に対するＦＭ復調信号のレベルをそれぞれｙ０、ｙ１、ｙ２、ｙ３とした時、ゲート信号期間ｘ１＜ｘ＜ｘ２における補間信号レベルｆ（ｘ）は次式で表される。
【００９７】
【数１】
0004151243.tif 000002
【００９８】
上記３次補間は、図１９の（ｃ）に示すようにゲート信号期間の前後各２点から欠落した部分の信号を生成して補間するものであるが、前述の前置保持や直線補間に比べて滑らかな補間ができる。
【００９９】
実施の形態３．
図２０は本発明に係わる第３の実施の形態によるマルチパスノイズ除去手段と受信状態判定手段とを含むＦＭ受信機のブロック構成図である。図中、ＩＦ増幅手段３の出力とステレオ復調手段７の出力を入力とする受信状態判定手段１３の出力を、数値生成手段５ｂとスパイクノイズ検出手段５ｊに入力するようにしたこと以外は、図８と同一なので重複する説明は省略する。
【０１００】
受信電界強度やオーディオ信号の状態などの受信状態に基づいて、前述した図５、図６に示す数値生成手段５ｂのリミット手段５ｂ３の上限値Ｈ、オフセット手段５ｂ４のオフセット値Ｌ、数値変換手段５ｂ２の最小のノイズ低減係数値Ｍまたは変換特性などの動作特性を決定する要素を制御した方が良い結果を得られる場合がある。
【０１０１】
具体的には、受信電界が低くなるとマルチパスノイズのスパイクノイズに基づくものとは別のレベルの小さいノイズ出力が多数発生する（基底ノイズと称す）。数値生成手段５ｂにより前記基底ノイズを多く含む高域抽出手段５ａの出力に基づいてノイズ低減係数が生成されると、全体の信号振幅が下がるなど少なからず影響を受ける。このようなときにはオフセット手段５ｂ４のオフセット値Ｌが高くなるように制御して、高域抽出手段５ａの出力に含まれる基底ノイズによるレベルの小さい出力を除外することが聴感上有効である。なお、オフセット値Ｌを高くする場合、オフセット値と上限値Ｈとバランスを取るために、リミット手段５ｂ３の上限値Ｈをオフセット値Ｌに合わせるように制御してもよい。
【０１０２】
また一般に、オーディオ信号の振幅が小さければマルチパスノイズが目立ちやすくなり、逆に大きければオーディオ信号に埋もれて目立たなくなる傾向がある。後者の場合にはスパイクノイズ除去動作が逆に弊害となる場合があるので、ステレオ復調手段７出力のオーディオ信号が大きいときには、数値生成手段５ｂのノイズ低減係数の影響が小さくなるように最小のノイズ低減係数値Ｍの値を高くして、ノイズ低減係数によるノイズ低減効果を弱める制御を行うことも聴感上有効である。
【０１０３】
またスパイクノイズ検出手段５ｊにおいても、前述したように受信電界が低くなると基底ノイズが増加するため、スパイクノイズ検出手段５ｊから出力されるスパイクノイズ検出パルス数が増加する。その結果、ゲート信号の出力数が増加し、補間手段５ｋにおける過度な補間による弊害を生ずる場合がある。そのため、受信電界が低い場合には閾値生成手段５ｊ２の閾値出力を高いレベルシフトにしてスパイクノイズ検出感度を下げる制御を行うことが、過度な補間による弊害防止には有効である。
【０１０４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【０１０５】
本発明に係わる請求項１のマルチパスノイズ除去方法および請求項１３のマルチパスノイズ除去装置は、ＦＭ復調信号からマルチパスノイズを構成する個々のスパイクノイズを含む高域抽出信号を得て、前記高域抽出信号中の前記個々のスパイクノイズを選択的に減衰させるノイズ低減係数を生成し、前記ＦＭ復調信号を低域信号と高域信号とに分離し、前記高域信号に前記ノイズ低減係数を乗じて前記個々のスパイクノイズを選択的に低減もしくは除去するので、マルチパスノイズをスパイクノイズ単位で低減もしくは除去することができ、本来の信号の欠落が少ない良好なＦＭ復調信号が得られる。
【０１０６】
請求項２のマルチパスノイズ除去方法および請求項１４のマルチパスノイズ除去装置は、ＦＭ復調信号から低域信号を分離した後、ＦＭ復調信号から前記低域信号を減算して高域信号を得ているので、前記低域信号と前記高域信号との加算により歪の少ないＦＭ復調信号が得られる。
【０１０７】
請求項３のマルチパスノイズ除去方法および請求項１５のマルチパスノイズ除去装置は、高域抽出信号と所定の閾値とからスパイクノイズを検出し、スパイクノイズの検出期間においてＦＭ復調信号を補間した後で低域信号を得るので、スパイクノイズによる低域信号の歪が低減でき、残留歪の少ないＦＭ復調信号が得られる。
【０１０８】
請求項１６のマルチパスノイズ除去装置は、ＦＭ復調信号からマルチパスノイズを構成するスパイクノイズを含む高域抽出信号を高域フィルタにより簡便に得られる。
【０１０９】
請求項４のマルチパスノイズ除去方法および請求項１７のマルチパスノイズ除去装置は、ＦＭ復調信号の絶対値出力を得た後、高域フィルタにより高域抽出信号を得て、高域抽出信号と所定の閾値とからスパイクノイズを検出するので、スパイクノイズの位置を確実に、しかも、最小幅で検出できる。
【０１１０】
請求項５のマルチパスノイズ除去方法および請求項１８のマルチパスノイズ除去装置は、高域抽出信号の絶対値によりノイズ低減係数を得るようにしたので、スパイクノイズを確実に低減するためのノイズ低減係数を生成することができる。
【０１１１】
請求項６のマルチパスノイズ除去方法および請求項１９のマルチパスノイズ除去装置は、高域抽出信号の絶対値によるエンベロープ信号によりノイズ低減係数を得るようにしたので、スパイクノイズの低減を確実に行え、かつ、スパイクノイズ低減に伴うノイズの発生を抑止できるノイズ低減係数が生成でき、ノイズ低減性能をさらに高めることができる。
【０１１２】
請求項７のマルチパスノイズ除去方法および請求項２０のマルチパスノイズ除去装置は、高域抽出信号の振幅に上限値を設定し、数値変換手段への入力信号の振幅を制限し、かつ、該上限値を越える場合は最大の減衰をさせるノイズ低減係数を得るようにしたので、ノイズ低減係数の生成を安定化できる。
【０１１３】
請求項８のマルチパスノイズ除去方法および請求項２１のマルチパスノイズ除去装置は、数値変換手段への入力にオフセット値を設定できるので、正規の信号成分を減少させないノイズ低減係数を得ることができる。
【０１１４】
請求項９のマルチパスノイズ除去方法および請求項２２のマルチパスノイズ除去装置は、高域抽出信号の平滑値に基づいてスパイクノイズを検出するための閾値を得るので、スパイクノイズが少ない場合は全てのスパイクノイズを検出し、多い場合は振幅が所定値より大きいスパイクノイズを検出することができるので、ＦＭ復調信号に含まれるスパイクノイズの発生状況に応じたマルチパスノイズの低減が可能になる。
【０１１５】
請求項１０のマルチパスノイズ除去方法および請求項２３のマルチパスノイズ除去装置は、スパイクノイズ検出期間に対応した補間ゲート信号に基づき、補間ゲート信号が出力される直前のＦＭ復調信号レベルでＦＭ復調信号を補間するので、低域信号のスパイクノイズによる歪みを軽減できる。
【０１１６】
請求項１１のマルチパスノイズ除去方法および請求項２４のマルチパスノイズ除去装置は、スパイクノイズ検出期間に対応した補間ゲート信号の直前および直後のＦＭ復調信号のレベルを用いてＦＭ復調信号を直線補間するので、低域信号のスパイクノイズによる歪みを更に軽減できる。
【０１１７】
請求項１２のマルチパスノイズ除去方法および請求項２５のマルチパスノイズ除去装置は、スパイクノイズ検出期間に対応した補間ゲート信号の直前および直後のＦＭ復調信号のレベルを用いてＦＭ復調信号を３次補間するので、低域信号のスパイクノイズによる歪みを更に軽減できる。
【０１１８】
請求項２６のマルチパスノイズ除去装置は、受信電界強度またはオーディオ信号の状態を検出し、リミット手段、オフセット手段または数値変換手段の動作特性の少なくとも一つを制御するので、受信電界強度またはオーディオ信号の状態に合った最適なノイズ低減係数が得られ、マルチパスノイズを確実に低減できる。
【０１１９】
請求項２７のマルチパスノイズ除去装置は、受信電界強度またはオーディオ信号の状態を検出してスパイクノイズ検出手段の閾値を制御するので、受信電界強度またはオーディオ信号の状態に適応したスパイクノイズ検出信号が得られ、スパイクノイズの補間過多によるＦＭ復調信号の低周波成分の歪みを軽減できる。
【０１２０】
請求項２８のＦＭ受信機は、マルチパスノイズを構成する各々のスパイクノイズを検出し選択的に低減もしくは除去するので、マルチパスノイズの補間による歪が少ないＦＭ復調信号が得られ、良好なＦＭ復調が可能なＦＭ受信機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１におけるＦＭ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】  実施の形態１におけるマルチパスノイズ除去手段の動作を説明する図である。
【図３】  実施の形態１における数値生成手段の構成を示すブロック図である。
【図４】  実施の形態１における数値変換手段の動作を説明する図である。
【図５】  実施の形態１における数値生成手段の構成を示すブロック図である。
【図６】  実施の形態１における図５の数値変換手段の動作を説明する図である。
【図７】  実施の形態１における数値生成手段の構成を示すブロック図である。
【図８】  実施の形態２における構成を示すブロック図である。
【図９】  実施の形態２における高域抽出手段５ａとスパイクノイズ検出手段の動作を説明する図である。
【図１０】  実施の形態２における高域抽出手段の構成を示すブロック図である。
【図１１】  実施の形態２における高域抽出手段の構成を示すブロック図である。
【図１２】  実施の形態２における図１１による高域抽出手段の動作を説明する図である。
【図１３】  実施の形態２における補間手段と低域分離手段の動作を説明する図である。
【図１４】  実施の形態２におけるスパイクノイズ検出手段の構成を示すブロック図である。
【図１５】  実施の形態２における補間手段の構成を示すブロック図である。
【図１６】  実施の形態２におけるスパイクノイズ検出手段と補間手段の動作を説明する図である
【図１７】  実施の形態２における補間手段の構成を示すブロック図である。
【図１８】  実施の形態２における補間手段の構成を示すブロック図である。
【図１９】  実施の形態２における３次補間手段の動作を説明する図である。
【図２０】  実施の形態３におけるＦＭ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２１】  従来の雑音低減機能を有したＦＭ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２２】  マルチパスノイズを含むＦＭ復調信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
５  マルチパスノイズ除去手段、５ａ  高域抽出手段、５ｂ  数値生成手段、５ｃ  遅延手段、５ｄ  低域分離手段、５ｅ、５ｆ  遅延手段、５ｇ  減算手段、５ｈ  乗算手段、５ｉ  加算手段、５ｍ  信号成分分離手段。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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