JP2006279399A

JP2006279399A - デジタル放送受信機

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Publication number: JP2006279399A
Application number: JP2005094008A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kida; 貴之木田; Toru Shibusawa; 徹澁澤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】受信状態が悪化した場合に、ユーザに対して音声を極力提供し、受信状態が頻繁に変化してもユーザに不快な音声を提供することがないデジタル放送受信機を与える。
【解決手段】本発明のデジタル放送受信機は、デジタル変調された放送波を受信及び復調して得られた音声信号を、デコードして再生する。出力音声の音量は、その音声信号を復調した信号のビットエラーレートの少なくともある範囲において、ビットエラーレートの増加に伴って単調に減少し、ビットエラーレートの減少に伴って単調に増加するように調整される。上記の範囲は、デコードされた前記音声信号が不連続になるビットエラーレートの値よりも若干小さい第１の値と、前記音声信号のデコードが不可能になるビットエラーレートの第２の値との間にされる。また、本発明のデジタル放送受信機では、ビットエラーレートに対する音量の関係は、ヒステリシスを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルＴＶ放送やデジタルラジオ放送を受信するデジタル放送受信機に関する。

近年、地上波を用いたＴＶ放送やラジオ放送のデジタル化が進んでおり、それらに対応したデジタル放送受信機が急速に普及しつつある。地上波デジタル放送では、ＢＳデジタル放送とは異なって、建築物や山などの障害物により電波が反射されることから、雑音や干渉等の受信障害が生じ易い。その一方で、デジタル放送は、正常な受信が困難になると、アナログ放送とは異なり、急激に映像又は音声の正常な再生が難しくなる。また、自動車等の移動体に搭載される地上波デジタル放送受信機では、移動体の移動に伴って受信状況が変化するという問題がある。

電波の正常な受信が困難になると、受信信号の復調後におけるエラーが増加して、あるビットエラーレート(ＢＥＲ)を境にして急激にエラー訂正が困難になり、最終的には、ベースバンドの音声信号又は映像信号が破綻して、ノイズになって出力される。地上波デジタル放送受信機の性能を向上する試みが進められている一方で、復調後のエラーが増加した際の対策も行われている。従来のデジタル放送受信機では、例えば、受信信号の復調後におけるエラーが増えると、音声をミュートすること、又は、映像をフリーズすることが行われている(例えば、特許文献１参照)。

特開２００４−２０８０６６公報

しかしながら、エラーが検出されてから出力された音声をミュートすると、エラーの増加に間に合わずに、不快な雑音が出力される事態が生じる。また、ＢＥＲが所定の閾値を超えると音声をミュートする手法を採用する場合、実際にエラーが発生して不快な雑音が発生するＢＥＲ値に対して、ある程度のマージンを設けて閾値を設定する必要がある。従って、ＢＥＲが、閾値と不快な雑音が発生する値との間にある場合、音声信号が正常に再生されるのにも拘わらず、ユーザに音声が提供されない事態が生じてしまう。さらに、この手法では、閾値を跨いでＢＥＲが頻繁に変化すると、オン・オフが繰り返されることによって、出力される音声は、非常に聞き取り難くなってしまう。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、受信状態が悪化した場合でも、ユーザに音声を提供し、受信状態が頻繁に変化しても、ユーザに聞き取り難い不快な音声を提供することがないデジタル放送受信機を与えるものである。

本発明のデジタル放送受信機は、デジタル変調された放送波を受信及び復調して得られた音声信号を、デコードして再生するデジタル放送受信機にて、出力音声の音量は、前記音声信号のビットエラーレートの少なくともある範囲において、前記ビットエラーレートの増加に伴って単調に減少し、前記ビットエラーレートの減少に伴って単調に増加するように調整されることを特徴とする。

また、本発明のデジタル放送受信機では、前記範囲は、デコードされた前記音声信号が不連続になる前記ビットエラーレートの値よりも若干小さい第１の値と、前記音声信号のデコードが不可能になる前記ビットエラーレートの第２の値との間にされる。さらに、本発明のデジタル放送受信機では、前記ビットエラーレートが前記第１の値に近づくにつれて、前記音量が緩やかに減少する。また、本発明のデジタル放送受信機では、前記ビットエラーレートに対する前記音量の関係は、ヒステリシスを有している。

本発明によれば、受信機の受信状態が悪化した場合に、音声の提供がいきなり停止されることなく、多少の不連続性があっても音声がユーザに提供される。また、受信状態の悪化が頻繁に繰り返される事態が生じても、聞き取り可能な音声がユーザに提供される。また、ビットエラーレートに対する音量の関係が、ヒステリシスを有していると、受信状態の悪化が頻繁に繰り返される場合に、出力音声の音量の時間変化が緩やかになって、ユーザの不快感が軽減される。

以下、本発明を図を用いて説明する。図１は、本発明の実施例である地上波デジタル放送受信機(以下、「受信機」と称す)の概要を示すブロック図である。受信機は車載用であって、自動車や列車等の移動体に搭載されて、テレビジョン放送を受信及び再生する。フェージングの影響を低下させるために、受信機には、マスター側とスレーブ側の２つのフロントエンド(1)(3)が設けられて、スペースダイバーシチー受信が行われる。これらフロントエンド(1)(3)には夫々受信用アンテナ(5)(7)が接続されており、これらアンテナ(5)(7)は、車両にて(例えば半波長以上)離間して配置される。本実施例では、２つのフロントエンド(1)(3)が設けられているが、受信機には、３つ以上のフロントエンドが設けられてもよい。また、１つのフロントエンドを有しており、スペースダイバーシチー受信を行わない受信機に、本発明が適用されてもよい。

本実施例の受信機は、ＢＳＴ−ＯＦＤＭ(BandSegmented Transmission-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式に基づく地上波デジタル放送を受信する。しかしながら、本発明は、放送方式に限定されることなく実施することができ、例えばＣＯＦＤＭ(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing )方式や８ＶＳＤ(Vestigial Side Band)方式等に基づくデジタル放送を受信する受信機に適用されてよく、さらには、デジタルラジオ放送の受信機や、デジタル変調を利用した通信機にも適用可能である。

各フロントエンド(1)(3)は、チューナ(9)(11)及びＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)復調部(13)(15)を含んでいる。チューナ(9)(11)は、アンテナ(5)(7)を介して受信した放送波から目的のチャンネル(マルチキャリア)を選択し、各キャリアの受信信号を中間周波数(ＩＦ)信号に変換して、ＯＦＤＭ復調部(13)(15)に出力する。なお、２つのチューナ(9)(11)は、同一チャンネルを選択する。

図２は、ＯＦＤＭ復調部(13)の詳細を示すブロック図である(ＯＦＤＭ復調部(15)も同様な構成を有する)。ＯＦＤＭ復調部(13)に入力されたＩＦ信号は、内蔵されたアナログ/デジタル変換部(71)にてデジタル化されて、直交復調部(73)にて直交復調される。ガードインターバル除去部(75)では、直交復調された信号からガードインターバル部分が取り除かれて、有効シンボル部分が取り出される。ＦＦＴ処理部(77)では、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)により有効シンボル部分が復調される。イコライザ部(79)では、ＦＦＴ処理部(77)から出力された復調信号に波形等化処理が施される。

各フロントエンド(1)(3)から出力された復調信号は、合成/選択部(17)に送られる。合成/選択部(17)では、これらフロントエンド(1)(3)から出力された復調信号の最大比合成が、又は受信状態の良い復調信号の選択が行われる。合成/選択部(17)から出力された復調信号には、デインタリーバ部(19)にて、周波数デインタリーブ処理及び時間デインタリーブ処理等が施された後、ビタビ復号部(21)にてビタビ復号処理が、さらにはＲＳ復号部(23)にてリードソロモン復号処理が施される。ビタビ復号部(21)、さらにはＲＳ復号部(23)にて復調信号にエラー訂正処理がなされると、ＭＰＥＧ−ＴＳ(Transport Stream)が生成される。

ＲＳ復号部(23)から出力されたＭＰＥＧ−ＴＳは、ＤＥＭＵＸ部(25)にて、映像信号と音声信号とに分離されてＡＶデコーダ部(27)に送られる。ＡＶデコーダ部(27)にて、映像信号及び音声信号が夫々デコードされると、映像信号は、ＯＳＤ部(29)にてオンスクリーンデータが付与された後に、映像表示部(31)にて再生される。映像表示部(31)には、例えばＬＣＤ(液晶表示装置)が用いられる。一方、音声信号は、デジタル/アナログ変換部(33)にてアナログ化された後、アッテネータ(35)に送られる。アッテネータ(35)では、後述するように音声信号の音量レベルが調整される。アッテネータ(35)から出力された音声信号は、パワーアンプ(37)で増幅された後にスピーカ(39)に送られて、音声がスピーカ(39)から出力される。

上述の構成要素に加えて、受信機には、各種制御及び処理に必要な演算を行うＣＰＵ(41)と、ＣＰＵ(41)の演算に用いるデータが一時的に記憶されるＲＡＭ(43)と、後述する音量レベル調整を含む、ＣＰＵ(41)が実行する制御及び処理のプログラムが記憶されたＲＯＭ(45)と具えている。また、受信機には、受信チャンネル選択用のアップキー及びダウンキーと、音声出力調整用のアップキー及びダウンキーと、電源キー等とを含む操作部(47)が、さらには、それらと同様なキーを有するリモートコントローラ(図示せず)から送られる赤外線信号を受光して、コマンドをＣＰＵ(41)に送るリモコン受信部(49)が設けられている。

ビタビ復号部(21)では、ビタビ復号後のＢＥＲ(エラービット数/伝送ビット数)が計算される。ビタビ復号部(21)から得られたＢＥＲに基づいて、ＣＰＵ(41)は、どのフロントエンド(1)(3)から出力された復調信号を採用するかを合成/選択部(17)に指示する。さらに、ＣＰＵ(41)は、以下に詳述するように、ＢＥＲに基づいて、アッテネータ(35)を制御し、音声信号の音量レベルを調整する。本実施例では、ビタビ復号後のＢＥＲに基づいて音量レベルの調整が行われるが、リードソロモン復号後のＢＥＲ、又はビタビ復号前のＢＥＲに基づいて音量レベルの調整が行われてもよい。さらに、本実施例の受信機では、アッテネータ(35)を用いて音量レベルの調整が行われているが、ＣＰＵ(41)によりデジタル/アナログ変換部(33)が制御されることにより、アッテネータ(35)を用いずに音量レベルの調整が行われてもよい。

次に、本実施例の受信機にて行われる音量レベル調整について説明する。図３(a)乃至図３(c)の各々は、受信した放送波を復調した際のＢＥＲ、具体的にはビタビ復号部(21)で計算されたＢＥＲと、アッテネータ(35)から出力される音声信号の音量レベルとの関係を示すグラフである。縦軸は音量レベル(ｄＢ)、横軸はＢＥＲであって、横軸は対数表示になっている。ＢＥＲが小さい領域及び大きい領域にて、音量レベルは一定にされる。後者の音量レベルＬ２は、出力音声がミュートされる値であって、前者の音量レベルＬ１、つまりアッテネータ(35)からの最大出力レベルＬ１と比較して相当低くされる。これらの図に示すＢ１は、エラー頻度の増加によって、意味の無いデータがＡＶデコーダ部(27)から出力されることに起因して、音声信号が不連続になり、さらにはスピーカ(39)の出力音声が時折過大な音量になるＢＥＲ値よりも若干小さい値であって、１０^-3のオーダーである。また、Ｂ２は、ＡＶデコーダ部(27)にて音声信号のデコードが不可能になるＢＥＲ値であって、１０^-2のオーダーである。

図３(a)に示す例では、ＢＥＲがＢ１以下の場合、音量レベルはＬ１で一定にされている。そして、音量レベルは、ＢＥＲがＢ１を超えると、図において直線状に単調減少し、ＢＥＲがＢ２に至ると、Ｌ２で一定になる。このように、音声信号が不連続になる値よりも若干小さい値をＢＥＲが超えると、ＢＥＲの増加に伴って、音量レベルを単調減少させることで、また、復調信号のデコードが不可能になる値よりもＢＥＲが小さくなると、ＢＥＲの減少に伴って、音量レベルを単調増加させることで、受信状態が悪化した場合に、多少の不連続性があっても過大な音量になることなく、ユーザに音声が提供される。また、受信状態の悪化が頻繁に繰り返される事態が生じても、音声の聞き取りが可能となる。

図３(b)に示す例では、ＢＥＲがある程度Ｂ１に近づくと、音量レベルはＬ１から徐々に減少し、ＢＥＲがＢ１を超えると、音量レベルが急激に減少するように調整が行われる。これにより、音声の不連続性を伴うような受信状態の悪化に至る前に、音量の低下を通じて、その可能性がユーザに示される。

図３(c)に示す例では、音量レベルは、ヒステリシスを有するように調節される。つまり、音量レベルは、基本的に、ＢＥＲの増加時と減少時とで経路が異なるように調整される。図に示す点Ｐ０より左側にて、音量レベルはＬ１であって、ＢＥＲが点Ｐ０における値を超えると、経路Ｒ１に沿って、音量レベルは徐々に減少する。図３(b)の場合と同様に、ＢＥＲがＢ１を超えると、音量レベルは急激に減少する。図に示す点Ｐ１は、ＢＥＲがＢ２に、音量レベルがＬ２になる点であって、点Ｐ１より右側で音量レベルはＬ２になる。図３(c)に示す例では、ＢＥＲがＢ２以上になった後に受信状態が改善すると、音量レベルは、ＢＥＲの減少に伴って、点Ｐ１から点Ｐ０に至る経路Ｒ２に沿って増加し、点Ｐ０にてＬ２に復帰する。点Ｐ０におけるＢＥＲは、１０^-5〜１０^-4のオーダーである。なお、本実施例では、点Ｐ０は、音量レベルが減少を開始する点であると共に復帰する点になっているが、これらの点が同一にされる必要はない。

例えば、ＢＥＲの増加に伴って経路Ｒ１に沿って音量レベルが減少したが、ＢＥＲがＢ２まで至らずに点Ｐ１の手前にある点Ｐ２にて減少に転じる場合、音量レベルは、ＢＥＲの減少に伴って経路Ｒ３に沿って増加する。点Ｐ６以後は、経路Ｒ２に沿って、音量レベルは増加する。同様に、ＢＥＲが点Ｐ３にて減少に転ずる場合には、経路Ｒ４に、さらには経路Ｒ２に沿って音量レベルは増加し、ＢＥＲが点Ｐ４にて減少に転ずる場合には、経路Ｒ５に、さらには経路Ｒ２に沿って音量レベルは増加し、ＢＥＲが点Ｐ５にて減少に転ずる場合には、経路Ｒ６に、さらには経路Ｒ２に沿って、音量レベルは増加する。このように、本実施例では、ＢＥＲがＢ２まで至る前に減少に転じると、音量レベルは、経路Ｒ１の下を通る経路、言い換えると経路Ｒ１よりも音量レベルを緩やかに増加させる経路に沿って増加する。

これら経路Ｒ３乃至Ｒ６の途中でＢＥＲが増加に転ずる場合には、音量レベルは、これらの経路を戻るように(さらには経路Ｒ１に沿って)減少する。また、ＢＥＲの増加に伴って経路Ｒ１に沿って音量レベルが減少したが、例えば、ＢＥＲが点Ｐ２と点Ｐ３の間に位置する点にて減少に転じる場合、ＢＥＲの値が、その点の値により近い方の点を通る(Ｒ３かＲ４の何れかの)経路に沿って、音量レベルは増加する。点Ｐ１と点Ｐ２間や点Ｐ３と点Ｐ４間等においてＢＥＲが減少に転じる場合も同様である。また、ＢＥＲの減少に伴って経路Ｒ２に沿って音量レベルが増加したが、例えば、ＢＥＲが点Ｐ６と点Ｐ７の間に位置する点にて増加に転じる場合、ＢＥＲの値が、その点の値により近い方の点を通る(Ｒ３かＲ４の何れかの)経路に沿って、音量レベルは減少する。点Ｐ１と点Ｐ６間や点Ｐ７と点Ｐ８間等においてＢＥＲが増加に転じる場合も同様である。このように音量レベルが変化することによって、音量レベルが不連続に変化することも起こり得るが、経路Ｒ１とＲ２で囲まれた領域にＲ３等の経路を多数設定することで、ユーザが感知できる程の影響が出力音声に与えられることはない。

図４(a)は、ＢＥＲの時間変化の一例を示すグラフであって、図中の破線はＢ１を示す。なお、縦軸は対数表示であって、上方に向かって値が増加する。図４(b)は、図４(a)に示すようにＢＥＲが時間変化した場合において、図３(b)に示す関係に基づいて調整された音量レベルを示す。図４(c)は、同様にＢＥＲが時間変化した場合において、図３(c)に示す関係に基づいて調整された音量レベルを示す。なお、図４(d)は、同様にＢＥＲが時間変化した場合において、図３(d)に示すように、従来の手法に基づいてＢ１を閾値として調整された音量レベルを示す。

図４(d)では、ＢＥＲがＢ１を超えている間、音量レベルがＬ２まで低下して、ユーザに全く音声が提供されない状態になるが、図４(b)及び図４(c)では、ある程度の音量で音声が提供される。また、図４(b)及び図４(c)では、ＢＥＲが増加してＢ１を超えると、音量レベルが急速に低下しているが、図４(b)では、ＢＥＲが減少に転じると、音量レベルが急速に増加しているのに対して、図４(c)では、上述のように音量レベルが調整されているので、ＢＥＲが減少に転じても、音量レベルは比較的緩やかに上昇する。このために、図４(c)では、出力される音声が、ユーザにとって不快に又は耳障りにならないように変化する。しかしながら、図４(b)では、図４(c)よりも音声の音量が小さい期間が短いことから、ユーザが得る情報の欠落が少なくてすむ。故に、受信機は、図３(a)又は図３(b)に示すような音量レベルの調整と、図３(c)に示すようなヒステリシスを用いた音量レベルの調整とを、ユーザの好みに応じて選択可能に構成されるのが好ましい。

上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明の実施例であるデジタル放送受信機の概要を示すブロック図である。本発明のデジタル放送受信機のＯＦＤＭ復調部を示すブロック図である。図３(a)乃至図３(c)の各々は、本発明のデジタル放送受信機において、受信した放送波を復調した際のＢＥＲと、アッテネータから出力される音声信号の音量レベルとの関係を示すグラフである。図３(d)は、従来のデジタル放送受信機におおけるＢＥＲと音量レベルの関係を示すグラフである。図４(a)は、ＢＥＲの時間変化の一例を示すグラフである。図４(b)乃至図４(d)は、図４(a)に示すようにＢＥＲが時間変化した場合において、図３(b)乃至図３(d)に示す関係に基づいて調整された音量レベルを夫々示す。

符号の説明

(1) フロントエンド
(3) フロントエンド
(13) ＯＦＤＭ復調部
(15) ＯＦＤＭ復調部
(21) ビタビ復号部
(27) ＡＶデコーダ部
(35) アッテネータ
(39) スピーカ
(41) ＣＰＵ

Claims

デジタル変調された放送波を受信及び復調して得られた音声信号を、デコードして再生するデジタル放送受信機において、
出力音声の音量は、前記音声信号のビットエラーレートの少なくともある範囲にて、前記ビットエラーレートの増加に伴って単調に減少し、前記ビットエラーレートの減少に伴って単調に増加するように調整されることを特徴とするデジタル放送受信機。
前記範囲は、デコードされた前記音声信号が不連続になる前記ビットエラーレートの値よりも若干小さい第１の値と、前記音声信号のデコードが不可能になる前記ビットエラーレートの第２の値との間である、請求項１に記載のデジタル放送受信機。
前記ビットエラーレートが前記第１の値に近づくにつれて、前記音量が緩やかに減少する、請求項２に記載のデジタル放送受信機。
前記ビットエラーレートに対する前記音量の関係は、ヒステリシスを有している、請求項１に記載のデジタル放送受信機。