JP2003069435A - ノイズキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ成分を除去する一方で本来の音声信号
成分が失われないようにし、良好な音声品質を保つこと
ができるノイズキャンセラを提供する。 【解決手段】 入力信号からノイズ成分を除去するため
のノイズキャンセラは、入力信号に含まれるノイズ成分
を検出してノイズ成分の存在期間に対応するホールド信
号Ｓｈを出力するノイズ検出部１１と、ホールド信号Ｓ
ｈに基づいてノイズ成分の存在期間で入力信号をホール
ドさせてサンプル値ｙｈを出力する第１ホールド部１２
と、第１ホールド部１２の出力に対して補正信号を加算
する加算器１３と、加算器１３の出力にフィルタ演算を
施して予測値＜ｙ１＞を順次求める予測フィルタ１４
と、ホールド信号Ｓｈに基づいてノイズ成分の存在期間
で予測値＜ｙ１＞をホールドさせて予測ホールド値＜ｙ
ｈ＞を出力する第２ホールド部１５と、予測値＜ｙ１＞
から予測ホールド値＜ｙｈ＞を減算して補正信号として
出力する減算器１６と、ホールド信号Ｓｈに基づいてノ
イズ成分の存在期間で加算器１３に対し補正信号を供給
するスイッチ１７とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号からノイ
ズ成分を除去するノイズキャンセラの技術分野に属し、
特に、ＦＭチューナなどのノイズ成分を抑圧するための
ノイズキャンセラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＦＭ放送波を受信して復調処理を
行うＦＭチューナは移動体に搭載して用いられることが
多くなっている。例えば、車載用のＦＭチューナの場
合、一般的なＦＭチューナに比べると、車両で発生する
イグニッションノイズなどパルス状の外来ノイズの影響
を受けやすい。そのため、車載用のＦＭチューナでは、
外来ノイズによって音声品質が劣化するのを防止すべ
く、検波信号から外来ノイズに起因するノイズ成分を除
去するノイズキャンセラを設けることが望ましい。

【０００３】このようにＦＭ受信信号からノイズ成分を
除去すべく、ＦＭ受信信号を処理する過程で検波信号等
に含まれるノイズ成分を検出した上で、ノイズ成分が存
在する期間においてＦＭ受信信号をホールド状態とする
構成が一般に用いられる。このような構成によれば、Ｆ
Ｍ受信時にノイズ成分が発生した場合、その発生開始の
タイミングにおける信号レベルに固定され、ノイズが存
在しなくなると再び元の状態に戻るように作用するの
で、それ以降の回路に対して送出される検波信号等にお
けるノイズの影響を小さくすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成されたノイズキャンセラでは、ＦＭ受信時に
ノイズ成分が発生した期間においてＦＭ受信信号がホー
ルド状態とされるので、ノイズ成分とともに必要な音声
信号成分も除去されることになる。例えば、車載用のＦ
ＭチューナにおけるＦＭ受信時に、イグニッションノイ
ズ等のパルス状の外来ノイズが発生すると、その外来ノ
イズのパルス幅に相当する期間だけの音声信号成分が失
われることになる。その結果、復調処理を行った後に出
力される音声信号の歪率を劣化させることが問題とな
る。

【０００５】そこで本発明は、このような問題に鑑みな
されたものであり、入力信号にパルス状の外来ノイズが
付加された状況においても、そのノイズ成分を除去する
一方で本来の音声信号成分が失われないようにし、良好
な音声品質を保つことができるノイズキャンセラを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載のノイズキャンセラは、入力信号に
含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセラであっ
て、前記入力信号に含まれるノイズ成分を検出し、当該
ノイズ成分の存在期間を判別するノイズ検出手段と、通
常時は前記入力信号を通過させ、前記ノイズ成分の存在
期間は前記入力信号をホールド状態にする第１のホール
ド手段と、前記ホールド状態にされた入力信号に対し、
前記ノイズ成分の存在期間において失われた信号部分を
補正するための補正信号を加えて出力する補正手段と、
前記補正手段の出力信号に演算を施し、前記入力信号の
予測値を順次求めて予測信号として出力する予測フィル
タと、前記ノイズ成分の存在期間は前記予測信号をホー
ルド状態にして予測ホールド信号を生成する第２のホー
ルド手段と、前記予測信号から前記予測ホールド信号を
減算することにより前記補正信号を生成する補正信号生
成手段と、を備えることを特徴とする。

【０００７】この発明によれば、ノイズキャンセラへの
入力信号に含まれるノイズ成分が検出され、その存在期
間が判定される。そして、ノイズ成分の存在期間におい
て入力信号がホールド状態にされるとともに、予測フィ
ルタによって入力信号を予測するように演算が行われ
る。一方、ノイズ成分の存在期間において予測信号がホ
ールド状態にされて予測ホールド信号が生成され、予測
信号から予測ホールド信号を減算した補正信号が生成さ
れる。この補正信号をホールド状態にされた入力信号に
加えて出力することにより、ノイズ成分の存在期間にお
いてノイズを除去する一方で、失われた信号部分を取り
戻すことが可能となる。従って、ノイズ成分を除去する
際に失われる信号成分は、予測信号を用いて取り戻すこ
とができ、音声信号等の歪率を劣化させることなく良好
な信号品質を保つことができる。

【０００８】請求項２に記載のノイズキャンセラは、入
力信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズキャンセ
ラであって、前記入力信号に含まれるノイズ成分を検出
し、当該ノイズ成分の存在期間を判別するノイズ検出手
段と、前記入力信号に対応するサンプル値に演算を施
し、遅延されたサンプル値から前記入力信号の予測値を
順次求めて予測信号として出力する予測フィルタと、通
常時は前記入力信号を通過させ、前記ノイズ成分の存在
期間は前記予測信号を通過させるように切り換え制御を
行って出力する切り換え手段と、を備えることを特徴と
する。

【０００９】この発明によれば、ノイズキャンセラへの
入力信号に含まれるノイズ成分が検出され、その存在期
間が判定される。そして、ノイズ成分の存在期間におい
て入力信号がホールド状態にされるとともに、予測フィ
ルタによって入力信号を予測するように演算が行われ
る。一方、通常時には入力信号を通過させ、ノイズ成分
の存在期間においては予測信号を通過させるように経路
を制御することにより、ノイズ成分の存在期間において
入力信号に代わって予測信号を用いることができる。従
って、ノイズ成分を除去する際に失われる信号成分は、
予測信号を用いて取り戻すことができ、簡単な構成で音
声信号等の歪率を良好にすることができる。

【００１０】請求項３に記載のノイズキャンセラは、請
求項１又は請求項２に記載のノイズキャンセラにおい
て、前記入力信号に含まれるパイロット信号の周波数の
ｎ倍（ｎ；２以上の整数）かつ前記入力信号の帯域の２
倍以上のサンプリング周波数でサンプリングした複数の
サンプル値を保持するための縦続接続された複数の遅延
素子と、前記複数の遅延素子のうち、前記予測フィルタ
の入力から前記パイロット信号の周期の整数倍に対応す
るｍ個（ｍ；２以上の整数）の遅延素子の出力に基づい
て前記入力信号の予測値を予測する演算手段と、を備え
ることを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、上記の発明の作用に加
えて、予測フィルタにサンプル値を入力し、縦続接続さ
れた遅延素子の各段でサンプリング間隔だけサンプル値
を遅延しつつ順次保持する。そして、サンプリング周波
数をパイロット信号の周波数のｎ倍に設定し、複数の遅
延素子のうちパイロット信号の周期の整数倍に対応する
ｍ個に基づいて入力信号の予測値が求められる。このよ
うにして得られた予測値を利用してノイズキャンセラに
おけるノイズ除去を行うようにしたので、サンプリング
間隔が短い場合であっても、広いパルス幅を持つノイズ
成分を的確に除去するとともに、パイロット信号等にお
ける予測精度を良好に保つことができる。

【００１２】請求項４に記載のノイズキャンセラは、請
求項１又は請求項２に記載のノイズキャンセラにおい
て、前記予測フィルタは、前記入力信号に含まれるパイ
ロット信号の周波数のｎ倍（ｎ；２以上の整数）かつ前
記入力信号の帯域の２倍以上のサンプリング周波数でサ
ンプリングした複数のサンプル値を保持するための縦続
接続された複数の遅延素子と、前記複数の遅延素子のう
ち、前記予測フィルタの入力から前記パイロット信号の
周期に対応する１個の遅延素子の出力に基づいて前記入
力信号の予測値を予測する演算手段と、を備えることを
特徴とする。

【００１３】この発明によれば、請求項３に記載の複数
の遅延素子を用いつつ、サンプリング周波数をパイロッ
ト信号の周波数のｎ倍に設定し、複数の遅延素子のうち
パイロット信号の周期に対応する１個に基づいて入力信
号の予測値が求められる。このようにして得られた予測
値を利用してノイズキャンセラにおけるノイズ除去を行
うようにしたので、簡単な構成で０次の予測式に基づく
予測値を算出しつつ、所望の予測精度を確保することが
できる。

【００１４】請求項５に記載のノイズキャンセラは、請
求項３又は請求項４に記載のノイズキャンセラにおい
て、前記入力信号はＦＭ受信信号であることを特徴とす
る。

【００１５】この発明によれば、請求項３又は請求項４
に記載の発明の作用に加えて、ＦＭ受信の際に用いるノ
イズキャンセラにおいて、パルス状のノイズ成分を除去
するために好適な構成を実現したので、例えば、車載用
のＦＭチューナにおいて発生するイグニッションノイズ
を的確に除去することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。本実施形態においては、ＦＭ
放送を受信可能なディジタルＦＭチューナにおいて外来
ノイズを除去するためのノイズキャンセラに対し本発明
を適用した場合を説明する。

【００１７】本実施形態に係るノイズキャンセラの構成
及び動作について、図１及び図２を参照して説明する。
ここでは、例えば車載用のディジタルＦＭチューナにお
いて、ＦＭ受信信号に含まれるイグニッションノイズ等
の外来ノイズを除去するためのノイズキャンセラについ
て説明する。図１は、本実施形態に係るノイズキャンセ
ラの概略構成を示すブロック図であり、図２は、図１の
ノイズキャンセラ各部の信号波形の一例であって外来ノ
イズが存在するタイミングにおける信号波形を示してい
る。

【００１８】本実施形態に係るノイズキャンセラは、図
１に示すように、ノイズ検出部１１と、第１ホールド部
１２と、加算器１３と、予測フィルタ１４と、第２ホー
ルド部１５と、減算器１６と、スイッチ１７とを備えて
いる。かかる構成において、ディジタルＦＭチューナに
て受信されたＦＭ放送に対応する検波信号はディジタル
化された後にノイズキャンセラに入力される。そして、
ノイズキャンセラにより外来ノイズが除去された後、出
力信号として後段の音声回路に出力される。

【００１９】図１において、ノイズ検出部１１は、ノイ
ズキャンセラへの入力信号に含まれるノイズ成分を検出
し、ノイズが存在するタイミングでホールド信号Ｓｈを
出力する。このノイズ検出部１１は、例えば、入力信号
の高周波成分をハイパスフィルタにより抽出し、これを
整流回路に通過させてノイズ成分に応じたレベルを持つ
信号を生成し、この信号を所定の基準レベルと大小比較
する構成によって実現することができる。

【００２０】図２に示すように、ノイズキャンセラへの
入力信号として、緩やかに変化する音声信号に外来ノイ
ズＮが重畳された信号波形を持つ場合を考える。ノイズ
検出部１１では、図２のような入力信号において外来ノ
イズが発生するタイミングｔ０でローレベルからハイレ
ベルに立ち上がり、外来ノイズが存在するパルス幅ｔの
期間だけハイレベルを保つようなホールド信号Ｓｈを出
力する。

【００２１】第１ホールド部１２は、ノイズキャンセラ
の入力信号に対し、ホールド信号Ｓｈに基づいて外来ノ
イズが検出されたときの信号レベルをホールド状態にし
てサンプル値ｙｈを得る。すなわち、図２に示すように
第１ホールド部１２では、通常時に入力信号をそのまま
サンプル値ｙｈとして通過させる一方、ホールド信号Ｓ
ｈが立ち上がるタイミングｔ０の信号レベルを、時間ｔ
が経過するまでサンプル値ｙｈとして保持し続ける。そ
して、時間ｔが経過した後は、第１ホールド部１２から
再び元の入力信号をサンプル値ｙｈとして通過させる。

【００２２】加算器１３は、第１ホールド部１２の出力
信号に対し、スイッチ１７を経由して供給される補正信
号を加算して、加算結果を予測フィルタ１４に出力する
とともに外部への出力信号とする。すなわち、図２に示
すように、第１ホールド部１２の出力信号が外来ノイズ
の存在時にホールド状態になると、本来の信号波形が失
われるので、補正信号を加えることにより本来の信号波
形を取り戻すことができる。その結果、入力信号から外
来ノイズＮの成分が除去された出力信号を得ることがで
きる。なお、補正信号の具体的な生成方法については後
述する。

【００２３】予測フィルタ１４は、加算器１３の出力信
号の各サンプル値に対するフィルタ演算を施すディジタ
ルフィルタの構成を備え、遅延された過去のサンプル値
に基づいて予測値＜ｙ１＞を順次求め、予測信号として
出力する役割を有している。予測フィルタ１４において
得られた予測値＜ｙ１＞は、第２ホールド部１５及び減
算器１６にそれぞれ供給される。実際には予測フィルタ
１４にて得られる予測値＜ｙ１＞に基づく予測信号は、
図２に示すような信号波形を有するが、予測フィルタ１
４の具体的な構成及び動作については後述する。

【００２４】第２ホールド部１５は、予測フィルタ１４
にて得られた予測値＜ｙ１＞に対し、ホールド信号Ｓｈ
に基づいて外来ノイズが検出されたときの予測値＜ｙ１
＞をホールド状態にして予測ホールド値＜ｙｈ＞を得
る。すなわち、図２に示すように第２ホールド部１５で
は、通常時の予測値＜ｙ１＞をそのまま通過させる一
方、ホールド信号Ｓｈが立ち上がるタイミングｔ０の予
測値＜ｙ１＞のレベルを、時間ｔが経過するまで予測ホ
ールド値＜ｙｈ＞として保持する。そして、時間ｔが経
過した後は、第２ホールド部１５は元の状態に戻って予
測値＜ｙ１＞をそのまま通過させる。

【００２５】減算器１６は、予測フィルタ１４の予測値
＜ｙ１＞から第２ホールド部１５の予測ホールド値＜ｙ
ｈ＞を減算し、減算結果を補正信号としてスイッチ１７
に出力する。図２に示すように、通常時には予測ホール
ド値＜ｙｈ＞が予測値＜ｙ１＞に一致するので、減算器
１６の出力がゼロになる。一方、外来ノイズの存在時に
第２ホールド部１５がホールド状態になると、減算器１
６では、予測値＜ｙ１＞から予測ホールド値＜ｙｈ＞を
減算することにより、これ以降の予測信号が持つ変化分
が出力されるようになる。このように、予測値＜ｙ１＞
と予測ホールド値＜ｙｈ＞の差分をとることで、予測フ
ィルタ１４により発生する予測誤差の影響を減じるよう
に構成している。

【００２６】スイッチ１７は、ホールド信号Ｓｈに基づ
いて減算器１６の出力側と加算器１３の入力側との接続
を切り換え制御し、ノイズ検出部１１にて外来ノイズが
検出されているときに加算器１３に対し補正信号が供給
されるようにする。すると、加算器１３において、サン
プル値ｙｈがホールドされる時間ｔの部分に対し、図２
に示すような信号波形の補正信号が加算されることにな
る。その結果、サンプル値ｙ１の時間ｔの部分で失われ
た信号部分が補われることになり、ノイズキャンセラの
入力信号から外来ノイズが除去された信号波形を持つ出
力信号を生成することができる。

【００２７】次に、図３を用いて予測フィルタ１４の構
成を説明する。図３に示すように、本実施形態の予測フ
ィルタ１４は、２４個の遅延素子１０１〜１２４（図中
Ｄとして示す）と、係数器１２５、１２６と、減算器１
２７とを含んで構成されている。なお、予測フィルタ１
４の各構成要素に対しては、図３では省略しているが、
サンプリング周波数に対応する２２８ｋＨｚのクロック
が供給されるものとする。

【００２８】以上の構成において、予測フィルタ１４へ
の入力信号としてのサンプル値ｙ１が先頭の遅延素子１
０１に入力される。遅延素子１０１では、クロックの１
周期分（サンプリング間隔）に対応する遅延時間４．３
８μｓｅｃだけ保持した後、遅延されたサンプル値ｙ０
を後段の遅延素子１０２に出力する。同様に、遅延素子
１０２では、２クロック分だけ遅延されたサンプル値ｙ
＿１を出力し、それ以降の遅延素子１０３〜１２４にお
いても順次遅延時間を積み上げてサンプル値ｙ＿２〜ｙ
＿２３をシフトしつつ順番に伝送していく。なお、これ
らの遅延素子１０１〜１２４は、例えばＤフリップフロ
ップを用いることにより構成することができる。

【００２９】次に、２４個の遅延素子１０１〜１２４の
うち１２番目に位置する遅延素子１１２には係数器１２
５が接続され、遅延素子１１２の出力信号であるサンプ
ル値ｙ＿１１が係数器１２５に入力される。この場合、
多段に接続された１２個の遅延器１０１〜１１２を経由
して係数器１２５にサンプル値ｙ＿１１が入力されるこ
とになる。よって、トータルの遅延時間は、５２．６３
μｓｅｃ（１２×４．３８μｓｅｃ）となり、その逆数
をとると１９ｋＨｚに一致する関係になる。この係数器
１２５では、入力されたサンプル値ｙ−１１を所定倍
（×２）して減算器１２７に出力する。

【００３０】また、２４個の遅延素子１０１〜１２４の
うち最後に位置する遅延素子１２４には係数器１２６が
接続され、遅延素子１２４の出力信号であるサンプル値
ｙ−２３が係数器１２６に入力される。この場合、多段
に接続された２４個の遅延器１０１〜１２４を経て係数
器１２６にサンプル値ｙ＿２３が入力されることにな
る。よって、上記の係数器１２５の位置を基準にしたと
きのトータルの遅延時間は、やはり５２．６３μｓｅｃ
となり、その逆数をとると１９ｋＨｚに一致する関係に
なる。この係数器１２６では、入力されたサンプル値ｙ
＿２３を所定倍（×１）して減算器１２７に出力する。

【００３１】このように、予測フィルタ１４の先頭に対
し各々の係数器１２５、１２６の間隔は、時間軸上で５
２．６３μｓｅｃづつ離れた配置になっている。そし
て、減算器１２７では、係数器１２５の出力値から係数
器１２６の出力値を減算して、その結果を予測フィルタ
１４における予測値＜ｙ１＞として出力する。ここで、
減算器１２７にて得られる予測値＜ｙ１＞は、次式で表
される。

【００３２】 ＜ｙ１＞ ＝ ２ｙ＿１１ ― ｙ＿２３ （１） このように、本実施形態の予測フィルタ１４では、
（１）式で示される１次形予測式に基づいて信号波形の
予測を行っている。なお、図３では２個の係数器１２
５、１２６を用いているが、係数器の個数を増やして高
次の予測式に基づく予測を行ってもよく、あるいは、後
述するように０次型予測式に基づいて予測を行ってもよ
い。ただし、図２に示すように、各々の係数器の間に１
２個分の遅延器を配置する必要があるため、予測式が高
次になるほど構成が複雑になる。

【００３３】次に、図４及び図５を参照して、図３のよ
うに構成された予測フィルタ１４の特性及び動作を説明
する。図４は、予測フィルタ１４の周波数特性を示す図
である。図４においては、ＦＭ検波信号として想定され
る周波数帯域において、周波数に応じた予測誤差量の変
化をグラフに表している。すなわち、図４の特性が０ｄ
Ｂに近いほど、予測フィルタ１４における予測誤差量が
小さくなり予測精度が向上する。

【００３４】図４に示すように、音声信号が分布する低
い周波数領域では、予測フィルタ１４の予測誤差量が小
さくなるが、周波数が高くなると徐々に予測誤差量が大
きくなる。一方、さらに高い周波数領域においては、パ
イロット信号の周波数である１９ｋＨｚで急激に予測誤
差量が０ｄＢとなる。同様に、サブキャリアの周波数で
ある３８ｋＨｚでも予測誤差量が０ｄＢとなる。それ以
降は１９ｋＨｚの整数倍の周波数で予測誤差量が０ｄＢ
となっている。これは、上述したように、予測フィルタ
１４における１２個分の遅延素子による遅延時間の逆数
が１９ｋＨｚとなるように構成されたときのディジタル
フィルタの一般的な特性に基づいている。このような周
波数関係を予測フィルタ１４に持たせたことにより、Ｆ
Ｍ受信時に予測フィルタ１４を動作させる場合、復調動
作における重要度の高いパイロット信号やサブキャリア
に対する予測誤差を十分に抑えることができる。

【００３５】次に図５は、予測フィルタ１４各部の波形
の一例として、パルス状の外来ノイズが発生した状況を
示す図である。図５では、予測フィルタ１４のうち、遅
延される前のサンプル値ｙ１の信号波形と、遅延器１１
２におけるサンプル値ｙ＿１１の信号波形と、遅延器１
２４におけるサンプル値ｙ＿２３の信号波形と、減算器
１２７における予測値＜ｙ１＞の信号波形とを、それぞ
れ共通の時間軸で比較して示している。なお、図１に示
すノイズキャンセラでは、予測フィルタ１４に入力され
るサンプル値のノイズが除去された状態であるが、ここ
では動作説明のため、予測フィルタ１４に入力されるサ
ンプル値ｙ１にノイズが付加された状態にある場合につ
いて説明する。

【００３６】図４において、予測フィルタ１４への入力
信号は、サンプル値ｙ１の信号波形に示すようなパター
ンで変化し、タイミングｔ１で突然パルス状の外来ノイ
ズが重畳され、所定のパルス幅だけ波形が乱れる状態に
なる。例えば、車両のイグニッションノイズの場合は、
一般に３０〜５０μｓｅｃ程度のパルス幅を有する。一
方、サンプル値ｙ＿１１の信号波形は、サンプル値ｙ１
の信号波形に対し、１２クロック分遅延して同様のパタ
ーンとなる。よって、サンプル値ｙ１の信号波形におい
て、タイミングｔ１から遅延時間Ｔ（＝５２．６３μｓ
ｅｃ）だけ経過した時点で上記パルス状の外来ノイズが
現れることになる。また、サンプル値ｙ＿２３の信号波
形は、サンプル値ｙ＿１１の信号波形に対し、さらに１
２クロック分遅延して同様のパターンとなる。よって、
サンプル値ｙ１の信号波形において、タイミングｔ１か
ら遅延時間２Ｔだけ経過した時点で上記パルス状の外来
ノイズが現れることになる。

【００３７】そして、減算器１２７から出力される予測
値＜ｙ１＞は、サンプル値ｙ＿１１とサンプル値ｙ＿２
３の２つの信号に対し、上記（１）式に基づく演算を行
った結果である。この予測値＜ｙ１＞は、１次型予測式
を用いて予測フィルタ１４における入力信号を予測した
ものであり、理想的には図５のサンプル値ｙ１の信号波
形に概ね一致する。信号波形中にパルス上の外来ノイズ
が現れる場合は、サンプル値ｙ１と異なるタイミングで
波形パターンに乱れが生じることになる。一方、入力信
号において外来ノイズが現れているときは、予測値＜ｙ
１＞の信号波形に乱れが生じないので、上述したように
所定のタイミングで入力信号に代わって予測値＜ｙ１＞
を通過させるようにスイッチ１７を切り換え制御するこ
とにより、予測値＜ｙ１＞を本来の入力信号の代わりに
利用できることになる。

【００３８】このように外来ノイズが発生したタイミン
グで予測値＜ｙ１＞を用いることにより、図１のノイズ
キャンセラによるノイズ除去の作用が実現される。ここ
で、本実施形態では、外来ノイズとして想定されるパル
ス幅に比べ、上記の遅延時間Ｔをある程度長く設定して
いるため、予測値＜ｙ１＞を用いて適切にノイズを除去
できる。つまり、図５からわかるように、遅延時間Ｔが
短い場合には、入力信号の波形と予測値＜ｙ１＞の信号
波形において、外来ノイズに基づく波形パターンがタイ
ミング上互いに重なることになる結果、ノイズキャンセ
ラによるノイズ除去は不十分になる。上述したように１
２クロック分に相当する５２．６３μｓｅｃを遅延時間
として設定したことにより、イグニッションノイズが通
常有するパルス幅の範囲をカバーし、そのノイズ成分を
確実に除去するという効果を奏するのである。

【００３９】次に、図６を用いて予測フィルタ１４の他
の実施例を説明する。図３の予測フィルタ１４が１次の
予測式に対応する構成であるのに対し、図６に示す予測
フィルタ１４は、０次の予測式に対応する構成を有して
いる。図６に示すように、この実施例に係る予測フィル
タ１４は、１２個の遅延素子１０１〜１１２から構成さ
れている。なお、予測フィルタ１４の各遅延素子１０１
〜１１２に対しては、図３の場合と同様、サンプリング
周波数に対応する２２８ｋＨｚのクロックが供給される
ものとする。

【００４０】図６の構成においては、図３の構成のう
ち、係数器１２５、１２６や減算器１２７が含まれな
い。一方、先頭の遅延素子１０１に入力されたサンプル
値ｙ１は、図３の場合と同様に後続の各遅延素子１０２
〜１１２に順番に伝送され、最後の遅延素子１１２から
のサンプル値ｙ＿１１が出力される。そして、このサン
プル値ｙ＿１１がそのまま予測値＜ｙ１＞となる。つま
り、予測値＜ｙ１＞は、次式で表される。

【００４１】＜ｙ１＞ ＝ ｙ＿１１ （２） このように、図６の実施例の予測フィルタ１４では、
（２）式で示される０次型予測式に基づいて信号波形の
予測を行っている。この場合、図３の１次型予測式に基
づく予測や、さらに高次の予測式に基づく予測で得られ
る精度が必要ない場合、図６の実施例を採用して予測フ
ィルタ１４の構成を簡素化することができる。

【００４２】次に、図１に示すノイズキャンセラの変形
例について説明する。図７は、本実施形態の変形例とし
てのノイズキャンセラの概略構成を示すブロック図であ
る。図７に示されるように、本変形例は、図１と比べる
とノイズキャンセラの構成を簡素化することができる点
で有用である。

【００４３】図７に示すノイズキャンセラは、ノイズ検
出部１１と、第１ホールド部１２と、予測フィルタ１４
と、スイッチ１８とを備えている。このうち、ノイズ検
出部１１と、第１ホールド部１２と、予測フィルタ１４
については、図１の場合と同様の動作及び機能となる
が、図７の構成においては、図１の加算器１３、第２ホ
ールド部１５、減算器１６などは含まれていない。

【００４４】図７の構成において、ノイズキャンセラへ
の入力信号に対し、ノイズ検出部１１によりノイズ成分
を検出してホールド信号Ｓｈを出力し、第１ホールド部
１２により上述したサンプル値ｙｈを出力する。また、
予測フィルタ１４は、スイッチ１８の出力に対してフィ
ルタ演算を施し、上記の予測値＜ｙ１＞を順次求めて予
測信号として出力する。一方、スイッチ１８は、ホール
ド信号Ｓｈに基づいて、第１ホールド部１２及び予測フ
ィルタ１４の各出力側の接続を切り換え制御し、このス
イッチ１８の出力がノイズキャンセラの出力信号とな
る。

【００４５】そして、通常時には第１ホールド部１２か
ら出力されるサンプル値ｙｈが出力されるように切り換
え、ノイズ検出部１１にて外来ノイズが検出されている
ときには予測フィルタ１４の予測値＜ｙ１＞が出力され
るように切り換える。すると、図２に示す信号波形にお
いて、サンプル値ｙｈがホールドされる時間ｔの部分を
予測信号により置き換えることになり、ノイズキャンセ
ラの入力信号から外来ノイズが除去された出力信号を生
成することができる。

【００４６】このように、図７に示す変形例では、図１
の構成に比べてより簡単な構成で、ノイズキャンセラと
して機能することがわかる。ただし、図１の場合、予測
フィルタ１４で求めた予測値＜ｙ１＞に予測誤差成分が
重畳される場合であっても、この誤差は第２ホールド部
１５と減算器１６の作用によりキャンセルできるのに対
し、図７の構成では、予測値＜ｙ１＞の誤差成分が出力
信号に重畳されることになる。よって、より高精度な演
算を行う場合には、図１の構成を用いることが望まし
い。

【００４７】さらに、図１及び図７の実施例のいずれに
ついても、ノイズ成分が補正される信号が予測フィルタ
１４に入力されるようになっている。これにより、ノイ
ズ成分が予測フィルタ１４における予測に対して与える
影響を小さくすることができる。

【００４８】以上説明した各実施形態においては、本発
明に係るノイズキャンセラを、ＦＭチューナに対し適用
した場合を説明したが、これに限られず、入力信号に含
まれるノイズを除去する構成を具備する各種の装置に対
し広く本発明を適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力信号におけるノイズ成分の存在期間を判別し、失われ
た信号部分を補正するようにしたので、ノイズ成分を除
去する一方で本来の信号成分が失われないようにし、良
好な信号品質を保つことが可能なノイズキャンセラを実
現可能することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るノイズキャンセラの概略構成を
示すブロック図である。

【図２】図１のノイズキャンセラ各部の信号波形の一例
であって外来ノイズが存在するタイミングにおける信号
波形を示す図である。

【図３】予測フィルタの構成を示すブロック図である。

【図４】予測フィルタの周波数特性を示す図である。

【図５】予測フィルタ各部の波形の一例として、パルス
状の外来ノイズが発生した状況を示す図である。

【図６】予測フィルタの他の実施例を示すブロック図で
ある。

【図７】本実施形態の変形例としてのノイズキャンセラ
の概略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１…ノイズ検出部 １２…第１ホールド部 １３…加算器 １４…予測フィルタ １５…第２ホールド部 １６…減算器 １７、１８…スイッチ １０１〜１２４…遅延素子 １２５、１２６…係数器 １２７…減算器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号に含まれるノイズ成分を除去す
   るノイズキャンセラであって、 前記入力信号に含まれるノイズ成分を検出し、当該ノイ
   ズ成分の存在期間を判別するノイズ検出手段と、 通常時は前記入力信号を通過させ、前記ノイズ成分の存
   在期間は前記入力信号をホールド状態にする第１のホー
   ルド手段と、 前記ホールド状態にされた入力信号に対し、前記ノイズ
   成分の存在期間において失われた信号部分を補正するた
   めの補正信号を加えて出力する補正手段と、 前記補正手段の出力信号に演算を施し、前記入力信号の
   予測値を順次求めて予測信号として出力する予測フィル
   タと、 前記ノイズ成分の存在期間は前記予測信号をホールド状
   態にして予測ホールド信号を生成する第２のホールド手
   段と、 前記予測信号から前記予測ホールド信号を減算すること
   により前記補正信号を生成する補正信号生成手段と、 を備えることを特徴とするノイズキャンセラ。
2. 【請求項２】 入力信号に含まれるノイズ成分を除去す
   るノイズキャンセラであって、 前記入力信号に含まれるノイズ成分を検出し、当該ノイ
   ズ成分の存在期間を判別するノイズ検出手段と、 前記入力信号に対応するサンプル値に演算を施し、遅延
   されたサンプル値から前記入力信号の予測値を順次求め
   て予測信号として出力する予測フィルタと、 通常時は前記入力信号を通過させ、前記ノイズ成分の存
   在期間は前記予測信号を通過させるように切り換え制御
   を行って出力する切り換え手段と、 を備えることを特徴とするノイズキャンセラ。
3. 【請求項３】 前記予測フィルタは、 前記入力信号に含まれるパイロット信号の周波数のｎ倍
   （ｎ；２以上の整数）かつ前記入力信号の帯域の２倍以
   上のサンプリング周波数でサンプリングした複数のサン
   プル値を保持するための縦続接続された複数の遅延素子
   と、 前記複数の遅延素子のうち、前記予測フィルタの入力か
   ら前記パイロット信号の周期の整数倍に対応するｍ個
   （ｍ；２以上の整数）の遅延素子の出力に基づいて前記
   入力信号の予測値を予測する演算手段と、 を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
   のノイズキャンセラ。
4. 【請求項４】 前記予測フィルタは、 前記入力信号に含まれるパイロット信号の周波数のｎ倍
   （ｎ；２以上の整数）かつ前記入力信号の帯域の２倍以
   上のサンプリング周波数でサンプリングした複数のサン
   プル値を保持するための縦続接続された複数の遅延素子
   と、 前記複数の遅延素子のうち、前記予測フィルタの入力か
   ら前記パイロット信号の周期に対応する１個の遅延素子
   の出力に基づいて前記入力信号の予測値を予測する演算
   手段と、 を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
   のノイズキャンセラ。
5. 【請求項５】 前記入力信号はＦＭ受信信号であること
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載のノイズキャ
   ンセラ。