CN101098152B - 噪声消除器及使用其的接收装置 - Google Patents

噪声消除器及使用其的接收装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种构成为包含如下部件的噪声消除器：输入解调信号的第1低通滤波器(2011)；内插处理部(2012)，其输入通过第1低通滤波器(2011)后的所述解调信号及脉冲噪声检测信号，就输入的解调信号中、由所述脉冲噪声检测信号确定的期间而言，根据该解调信号执行内插处理；替换处理部(2013)，其对于通过第1低通滤波器(2011)前解调信号中在上述期间的信号，以该期间内插处理部(2012)执行内插处理后的信号进行替换，并输出替换后的信号；和第2低通滤波器(202)，其输入从替换处理部(2013)输出的信号，并具有比第1低通滤波器(2011)的截止频率还高的截止频率。从而可以提高接收装置产生的再现信号的品质。

Description

噪声消除器及使用其的接收装置
技术领域
本发明涉及噪声消除器及使用其的接收装置，涉及用于提高接收装置产生的再现信号的品质的技术。
背景技术
图7中示出FM接收装置1的结构。该FM接收装置1构成为包括：天线10；前置电路11(FE：Front End)，其在执行调谐及接收信号的高频放大的同时，将接收信号转换成中频信号；AGC电路12(AGC：AutomaticGain Control)，其根据中频信号的电场强度，控制前置电路11的放大增益；IF级信号处理电路13，其包含放大中频信号的放大电路或限幅器电路；解调中频信号的FM检波电路14；S仪表15，其根据从AGC电路12输出的中频信号，输出对应于中频信号的电场强度的交流信号(S-AC)及直流信号(S-DC)；多通路噪声检测部16，其根据交流信号(S-AC)，输出表示有无存在多通路噪声的信号、即多通路噪声检测信号；复合级信号处理电路17，其输入解调信号、多通路噪声检测信号及直流信号(S-DC)，使解调信号中包含多通路噪声的期间的信号衰减；立体声解调电路18，其对从复合级信号处理电路17输出的信号进行矩阵处理，生成主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)；脉冲噪声检测部19，其输出表示存在包含在从AGC电路12输出的中频信号中的点火噪声或反射镜噪声等脉冲噪声的信号、即脉冲噪声检测信号；噪声消除器20’，其根据脉冲噪声检测信号，除去包含在立体声解调电路18所输出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的脉冲噪声；和音频级信号处理电路21，其根据主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)，生成L信号及R信号。
将从S仪表15输出的直流信号(S-DC)及从多通路噪声检测部16输出的多通路噪声检测信号输入音频级信号处理电路21中。音频级信号处理电路21具有：SP处理部211(SP：SeParation)，其执行根据这些信号使主信道信号和副信道信号的分离率变化的分离处理；和HC处理部212(HC：High Cut)，执行通过除去高频分量来改善S/N比的高频截止处理。
图8中示出噪声消除器20’及音频级信号处理电路21的具体结构。噪声消除器20’包含：以截止包含在主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的高频噪声为目的而设置的截止频率15kHz的低通滤波器202(LowPass Filter)；去加重(de-emphasis)处理部203；和噪声消除处理部201’，其针对根据脉冲噪声检测信号确定的期间(下面称为内插期间)，通过执行线形内插等内插处理来除去噪声。
另外，音频级信号处理电路21包含：截止包含在主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的直流分量的高通滤波器213(HPF：High PassFilter)；和根据主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)生成L信号及R信号的多路复用器214。
将噪声消除处理部201’执行上述内插处理时的上述内插期间的长度作为固定值存储在噪声消除器20’中。如果噪声消除处理部201’通过脉冲噪声检测信号检测脉冲噪声的存在，则检测脉冲噪声之后，将对应于上述固定值的长度的期间设定为上述内插期间，对所设定的内插期间中信号执行上述的内插处理。
可是，由于低通滤波器202会扩大混杂在主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的脉冲噪声的脉冲宽度，所以上述固定值必需设定成覆盖扩大后的脉冲噪声之脉冲宽度的长度。并且，由此上述内插期间变长，FM接收装置的再现信号的品质产生不必要的降低。
具体地说明。例如，在从立体声解调电路18输入图9A中示出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)的情况下，从低通滤波器202输出的信号成为图9B所示出的波形。另外，从去加重处理部203输出的信号成为图9C中示出的波形，从噪声消除处理部201′输出的信号成为图9D中示出的波形。另外，从高通滤波器213输出的信号成为图9E中示出的波形，从多路复用器214输出的信号成为图9F中示出的波形。
这里，若比较图9A中示出的、从立体声解调电路18输入的源信号的波形和图9D示出的、从噪声消除处理部201’输出的信号的波形，则在图9A中脉冲噪声的脉冲宽度是0.02×10-3左右，而在图9D中内插期间变为0.2×10-3以上的宽度，相对于源脉冲噪声的脉冲宽度来说，内插期间也增长10倍左右。因此，如图9F所示，从多路复用器214输出的信号的波形与源信号的波形相比，失真大。
专利文献1：特开平2-283129号公报
专利文献2：特开2001-36422号公报
专利文献3：特开2005-277565号公报
发明内容
本发明是鉴于这种问题而作出的，其目的在于提供一种可提高接收装置产生的再现信号的品质的噪声消除器及使用其的接收装置。
为实现上述目的的本发明中的主要发明是一种噪声消除器，其中包含：输入解调信号的低通滤波器；内插处理部，其输入通过所述低通滤波器后的所述解调信号、作为表示存在脉冲噪声的信号的脉冲噪声检测信号，针对所输入的所述解调信号中的处于由所述脉冲噪声检测信号确定的期间内的信号，根据该解调信号执行内插处理；替换处理部，其输入所述内插处理部执行所述内插处理后的所述解调信号、所述脉冲噪声检测信号及通过所述低通滤波器前的所述解调信号，对于通过所述低通滤波器前所述解调信号中的处于所述期间内的信号，以该期间中所述内插处理部执行所述内插处理后的信号来替换；和第2低通滤波器，其输入从所述替换处理部输出的信号，具有比所述第1低通滤波器的截止频率还高的截止频率。
本发明的第2低通滤波器例如是所述的15kHz的低通滤波器。在本发明中，在通过扩大脉冲噪声之脉冲宽度的第2低通滤波器之前，执行内插处理。这里，在内插处理部执行的内插处理中，为了减小包含在解调信号中的高频分量对内插处理的影响，设置第1低通滤波器，但该第1低通滤波器具有比第2低通滤波器的截止频率还低的截止频率，脉冲噪声的脉冲宽度比第2低通滤波器扩大得少，与通过第2低通滤波器后执行内插处理的情况相比，可设定内插期间。替换处理部，对于通过低通滤波器前的解调信号中的处于所述内插期间中的信号，由该内插期间中所述内插处理部执行内插处理后的信号来替换。这样，对于内插期间以外期间的信号，还原由低通滤波器截止的高频分量，由此，可防止再现信号的品质降低。
发明效果
根据本发明，可提高接收装置产生的再现信号的品质。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的FM接收装置1的结构的图。
图2是表示本发明一实施方式的噪声消除器20及音频级信号处理电路21的具体结构的图。
图3是表示本发明一实施方式的噪声消除处理部201的结构的图。
图4是表示本发明一实施方式的低通滤波器2011的频率—衰减量特性的图。
图5A是表示将本发明一实施方式的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)输入噪声消除处理部201时，从低通滤波器2011输出的信号的波形图。
图5B是表示本发明一实施方式的、从内插处理部2012输出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)的波形图。
图5C是表示本发明一实施方式中从替换处理部2013输出的信号的波形图。
图6A是表示从本发明一实施方式的低通滤波器202输出的信号的波形图。
图6B是表示从本发明一实施方式的去加重处理部203输出的信号的波形图。
图6C是表示本发明一实施方式中从高通滤波器213输出的信号的波形图。
图6D是表示本发明一实施方式中从多路复用器214输出的信号的波形图。
图7是表示FM接收装置1的一实例的图。
图8是表示图7的噪声消除器20及音频级信号处理电路21的具体结构的图。
图9A是从立体声解调电路18输入噪声消除器20的波形的一例。
图9B是在输入图9A中示出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)时从低通滤波器201输出的信号的波形。
图9C是在输入图9A中示出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)时从去加重处理部203输出的信号的波形。
图9D是在输入图9A中示出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)时从噪声消除器处理部201′输出的信号的波形。
图9E是在输入图9A中示出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)时从高通滤波器213输出的信号的波形。
图9F是在输入图9A中示出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)时从多路复用器214输出的信号的波形。
图中：1—FM接收装置，11—前置电路，12—AGC电路，13—IF级信号处理电路，14—FM检波电路，17—复合级信号处理电路，18—立体解调电路，19—脉冲噪声检测部，20—噪声消除器，201—噪声消除处理部，2011—低通滤波器，2012—内插处理部，2013—替换处理部，202—低通滤波器，203—去加重处理部，21—音频级信号处理电路。
具体实施方式
下面，详细地说明本发明的实施方式。图1中示出作为本发明一实施方式来说明的FM接收装置1的结构。
图1中示出的FM接收装置1构成为包括：天线10；前置电路11(FE(Front End)电路)，其在执行调谐及接收信号的高频放大的同时，将接收信号转换成中间频率的信号(下面称为中频信号)；AGC电路12(AGC：Automatic Gain Control)，其根据中频信号的电场强度，控制前置电路11中的放大增益；IF级信号处理电路13，其包含放大中频信号的放大电路或限制器电路；解调中频信号的FM检波电路14；S仪表15，其根据从AGC电路12输出的中频信号，输出对应于中频信号的电场强度的交流信号(S-AC)及直流信号(S-DC)；多通路噪声检测部16，其根据交流信号(S-AC)，输出表示有无存在多通路噪声的信号、即多通路噪声检测信号；复合级信号处理电路17，其输入解调信号、多通路噪声检测信号及直流信号(S-DC)，使解调信号中包含多通路噪声的期间的信号衰减；立体声解调电路18，其对复合级信号处理电路17输出的信号执行矩阵处理，生成主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)；脉冲噪声检测部19，其输出表示存在包含在AGC电路12输出的中频信号的点火噪声或反射镜噪声等脉冲噪声的信号、即脉冲噪声检测信号；噪声消除器20，其针对脉冲噪声检测信号来确定的期间(下面称为内插期间)，执行线形内插等内插处理等，除去包含在从立体声解调电路18输出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的脉冲噪声；和音频级信号处理电路21，其根据主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)，生成L信号及R信号。
在这里，从多通路噪声检测部16输出的多通路噪声检测信号是在检测出多通路噪声时于规定期间取一逻辑值，在上述规定期间以外的期间取另一逻辑值的信号。
从脉冲噪声检测部19输出的脉冲噪声检测信号是：若检测脉冲噪声，则就规定期间而言取一逻辑值，在上述规定期间以外的期间取另一逻辑值的信号。噪声消除处理部201若存储执行内插时上述内插期间的长度作为固定值，利用脉冲噪声检测信号检测到存在脉冲噪声，则检测脉冲噪声之后，将对应于上述固定值的长度的期间设定为上述内插期间。
将从S仪表15输出的直流信号(S-DC)及从多通路噪声检测部16输出的多通路噪声检测信号输入音频级信号处理电路21中。音频级信号处理电路21具有：SP处理装置211(SP：separation)，其执行根据这些信号使主信道信号和副信道信号的分离率变化的分离处理；和HC处理装置212(High Cut)，其执行通过除去高频分量来改善S/N比的高频截止处理。
图2中示出噪声消除器20及音频级信号处理电路21的具体结构。噪声消除器20例如使用DSP(Digital Signal Processor)来实现。噪声消除器20包含：根据脉冲噪声检测信号除去包含在主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的脉冲噪声的噪声消除处理部201；以截止包含在主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的高频噪声为目的而设置的截止频率15kHz的低通滤波器202(第2低通滤波器)；将通过发送侧的预加重处理而被增强的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)的高频带部还原的去加重处理部203。
音频级信号处理电路21包含：高通滤波器213，其截止包含在主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的直流分量；和多路复用器214，其根据主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)，生成L信号及R信号。
图3中示出噪声消除处理部201的结构。噪声消除处理部201构成为包括：输入从立体声解调电路18输出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)的截止频率10kHz的低通滤波器2011(第1低通滤波器)；内插处理部2012，其针对通过低通滤波器2011后的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中内插期间的信号，根据该主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)的信号，执行内插处理；替换处理部2013，对于通过低通滤波器2011前的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中在内插期间中的信号，以该内插期间内插处理部2012进行过内插的内插处理后的信号来替换。
在这里，不是这样对从立体声解调电路18输入的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)直接执行内插处理，而是对通过低通滤波器2011(截止频率10kHz)后的信号执行内插处理，这是为了减小包含在主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中的高频分量对上述内插处理的影响。另外，由于减小脉冲噪声的脉冲宽度的扩大，故作为低通滤波器2011(截止频率10kHz)，例如如图4所示，选择在截止频率附近的频率衰减量特性之斜率比设置在后级的低通滤波器202(截止频率15KHz)小的(或缓慢的)特性的滤波器。另外，这样的低通滤波器2011例如利用PIR系统(PIR：Pinite Impulse Response System)或IIR系统(IIR：Infinite ImpulseResponse System)来实现。
另外，从内插处理部2012输出的信号不是直接构成噪声消除处理部201的输出，而是由替换处理部2013置换成内插处理装置2012内插将未通过低通滤波器2011的、主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中上述内插期间中的信号后的信号，就内插期间以外的期间而言，输出源主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)，这是为了就内插期间以外期间的信号而言，恢复由低通滤波器2011截止的高频分量，由此，可防止通过低通滤波器2011所产生的再现信号的品质降低。
<处理说明>
下面，与图5A～图5C中示出的波形图一起，说明噪声消除器20及音频级信号处理电路21中执行的处理。
图5A是在将图9A中示出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)输入噪声消除处理部201时，从低通滤波器2011输出的信号的波形。比较图5A和图9B，可知图5A的脉冲噪声之脉冲宽度的扩大小。
图5B是从内插处理部2012输出的主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)的波形。如图所示，通过内插处理部2012的处理，在存在脉冲噪声的内插期间执行内插处理。
图5C是从替换处理部2013输出的信号的波形。如图所示，图9A中示出的不通过低通滤波器2011的、主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)中内插期间的信号，由内插处理部2012中内插后的信号来替换。
图6A是从低通滤波器202输出的信号的波形，图6B是从去加重处理部203输出的信号的波形。另外，图6C是从高通滤波器213输出的信号的波形，图6D是从多路复用器214输出的信号的波形。若比较图6D和图9F，则图6D的内插期间比图9F的短。另外，可知图6D中示出的信号波形比图9F中示出的信号波形失真少。
以上，详细地说明了本发明的一实施方式，但上述实施方式的说明是为了容易理解本发明，而不是限定本发明。不用说，本发明可在不脱离其宗旨地变更、改良的同时，在本发明中包含其均等替换。例如，上述说明的噪声消除处理部201也可适用于AM接收装置。

Claims (4)

1.一种噪声消除器，具有：
输入解调信号的第1低通滤波器；
内插处理部，其输入通过所述第1低通滤波器后的所述解调信号、及作为表示存在脉冲噪声的信号的脉冲噪声检测信号，针对所输入的所述解调信号中的处于由所述脉冲噪声检测信号确定的期间内的信号，根据该解调信号执行内插处理；
替换处理部，其输入所述内插处理部执行所述内插处理后的所述解调信号、所述脉冲噪声检测信号及通过所述第1低通滤波器前的所述解调信号，对于通过所述第1低通滤波器前所述解调信号中的处于所述期间内的信号，以该期间所述内插处理部执行所述内插处理后的信号进行替换，并输出替换后的信号；和
第2低通滤波器，其输入从所述替换处理部输出的信号，具有比所述第1低通滤波器的截止频率还高的截止频率。
2.根据权利要求1所述的噪声消除器，其特征在于，
在所述第1低通滤波器的截止频率附近的频率-衰减量特性的斜率比在所述第2低通滤波器的截止频率附近的频率-衰减量特性的斜率还小。
3.一种接收装置，包括：
前置电路，其将接收信号转换成中频信号；
检波电路，其生成解调了所述中频信号的解调信号；
脉冲噪声检测部，其生成表示存在包含在所述接收信号中的脉冲噪声的信号、即脉冲噪声检测信号；
噪声消除器，其输入所述解调信号和所述脉冲噪声检测信号，除去包含在所述解调信号中的脉冲噪声；
所述噪声消除器包含：
输入解调信号的第1低通滤波器；
内插处理部，其输入通过所述第1低通滤波器后的所述解调信号、及作为表示存在脉冲噪声的信号的脉冲噪声检测信号，针对所输入的所述解调信号中的处于由所述脉冲噪声检测信号确定的期间内的信号，根据该解调信号执行内插处理；
替换处理部，其输入所述内插处理部执行所述内插处理后的所述解调信号、所述脉冲噪声检测信号及通过所述第1低通滤波器前的所述解调信号，针对通过所述第1低通滤波器前所述解调信号中的处于所述期间内的信号，以该期间所述内插处理部执行所述内插处理后的信号进行替换，并输出替换后的信号；和
第2低通滤波器，其输入从所述替换处理部输出的信号，具有比所述第1低通滤波器的截止频率还高的截止频率。
4.根据权利要求3所述的接收装置，其特征在于：
所述解调信号是包含主信道信号(L+R)及副信道信号(L-R)的FM解调信号。
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