JP2012147276A - 受信装置およびインパルスノイズ除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よくインパルスノイズを除去すること。
【解決手段】第１の推定部が、放送信号の周波数成分に基づいて時間領域におけるインパルスノイズの混入候補区間である第１の区間を推定し、第２の推定部が、放送信号の時間領域における波形のレベルに基づいて混入候補区間である第２の区間を推定し、ノイズ検出部が、第１の区間および第２の区間に基づいてインパルスノイズを検出し、ノイズ除去部が、ノイズ検出部によって検出されたインパルスノイズを除去するように受信装置を構成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、直交周波数分割多重変調された放送信号に含まれるインパルスノイズを除去する受信装置およびインパルスノイズ除去方法に関する。

近年、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交周波数分割多重）と呼ばれる変調方式によって変調されたデジタルテレビ放送波などの放送信号を受信する車載用受信装置が普及してきている。

かかる車載用受信装置が受信する放送信号には、車両の電装系の始動や停止などに伴って発生するインパルスノイズが混入する場合がある。このため、車載用受信装置では、かかるインパルスノイズを検出して放送信号から除去するインパルスノイズ除去処理を行っている。

かかるインパルスノイズ除去処理には、たとえば、放送信号の時間領域における信号レベルの強弱に基づき、ノイズ混入位置を検出するものが知られている（特許文献１参照）。また、放送信号の周波数領域に着目し、バンドパスフィルタなどのフィルタ回路を用いてノイズ混入位置を検出するものも知られている。

特開２００２−０１６９２８号公報

しかしながら、従来技術を用いた場合、インパルスノイズの誤検出が起こりやすいという問題があった。たとえば、上述のように、時間領域における信号レベルの強弱によってノイズ混入位置を検出する手法の場合、強弱の指標となる閾値の設定次第で、インパルスノイズであるのにノイズとして検出されなかったり、インパルスノイズではないのにノイズとして検出されたりすることがあった。

また、上述のように、バンドパスフィルタのようなフィルタ回路を用いる手法の場合、かかるフィルタ回路を通過して出力される波形は不定の遅延などを生じやすいため、正確なノイズ混入位置を検出することが難しかった。

これらのことから、精度よくインパルスノイズを除去することができる車載用受信装置あるいはインパルスノイズ除去方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。なお、かかる課題は、車載用に限らず受信装置全般に共通する課題である。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、精度よくインパルスノイズを除去することができる受信装置およびインパルスノイズ除去方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、直交周波数分割多重変調された放送信号を受信する受信装置であって、前記放送信号の周波数成分に基づいて時間領域におけるインパルスノイズの混入候補区間である第１の区間を推定する第１の推定手段と、前記放送信号の時間領域における波形のレベルに基づいて前記混入候補区間である第２の区間を推定する第２の推定手段と、前記第１の区間および前記第２の区間に基づいてインパルス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によって検出されたインパルスノイズを除去するノイズ除去手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、第１の推定手段が、放送信号の周波数成分に基づいて時間領域におけるインパルスノイズの混入候補区間である第１の区間を推定し、第２の推定手段が、放送信号の時間領域における波形のレベルに基づいて混入候補区間である第２の区間を推定し、ノイズ検出手段が、第１の区間および第２の区間に基づいてインパルスノイズを検出し、ノイズ除去手段が、ノイズ検出手段によって検出されたインパルスノイズを除去することとしたので、精度よくインパルスノイズを除去することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係るインパルスノイズ除去手法の概要を示す図である。 図２は、本実施例に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 図３は、ノイズキャンセラの構成を示すブロック図である。 図４は、時間平均部における時間平均処理を説明するための図である。 図５は、閾値決定部における閾値決定処理を説明するための図である。 図６は、推定位置拡張部における推定位置拡張処理を説明するための図である。 図７は、ノイズ除去部におけるノイズ除去処理を説明するための図である。 図８は、ノイズキャンセラが実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る受信装置およびインパルスノイズ除去方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係るインパルスノイズ除去手法の概要について図１を用いて説明した後に、本発明に係るインパルスノイズ除去手法を適用した受信装置についての実施例を図２〜図８を用いて説明することとする。

まず、本発明に係るインパルスノイズ除去手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係るインパルスノイズ除去手法の概要を示す図である。なお、図１の（Ａ）には、周波数成分に基づいてノイズの混入候補区間を推定する場合について、図１の（Ｂ）には、時間領域における波形のレベルに基づいてノイズ位置を推定する場合について、図１の（Ｃ）には、双方の推定結果の関係に基づいてインパルスノイズを検出する場合について、それぞれ示している。

ところで、従来技術では、放送信号の周波数領域におけるガードバンドを利用して、インパルスノイズを検出する手法が用いられていた。あるいは、放送信号の時間領域における波形が示す信号レベルの強弱に基づき、インパルスノイズを検出する手法が用いられていた。

しかしながら、ガードバンドについては、バンドパスフィルタによる抽出を行うため、フィルタ回路を通過する信号に遅延などが生じ、正確にノイズ位置を検出することが難しかった。また、時間領域における信号レベルの強弱については、強弱の指標となる閾値の設定によるところが大きく、ノイズ位置の誤検出を招きやすかった。

そこで、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、周波数領域におけるガードバンドの周波数成分、あるいは、時間領域における波形のレベルのそれぞれに基づいて個別にノイズ位置を推定したうえで、双方の推定結果に基づいてインパルスノイズを検出することとした。

具体的には、図１の（Ａ）に示したように、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、放送信号の周波数成分から、信号領域以外のガードバンドに対応する部分を抽出する（図１の（Ａ−１）参照）。これは、無信号の隙間であるガードバンドが、混入するインパルスノイズ成分の検出に適していることによる。

ここで、図１の（Ａ−２）に示したのは、抽出したガードバンドを時間領域からみた場合の（すなわち、時間軸ｔ上に展開した場合の）検出結果の一例である。この図からわかるように、バンドパスフィルタのようなフィルタ回路を用いた場合、インパルスノイズは、実際のインパルスノイズの混入位置である位置ｔ１から不定量遅延し、かつ、不定の幅をもって検出されることが多い。

なお、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、かかる検出結果を前提として、所定の閾値ｂ１を超える信号レベルを示す区間ｗ１を、混入候補区間として推定する（図１の（Ａ−２）参照）。

そして、図１の（Ａ−３）に示したように、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、推定した混入候補区間を所定量拡張したうえで、拡張区間ｗ１＋を含む推定結果を、周波数成分に基づく「第１の推定結果Ｐ１」として定める。なお、かかる拡張に関する詳細については、図６を用いて後述する。

一方、図１の（Ｂ）に示したように、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、放送信号の時間領域における波形のレベルに基づき、「第２の推定結果Ｐ２」を定める。なお、図１の（Ｂ−１）には、所定の閾値ｂ２を超える信号が、位置ｔ１におけるインパルスノイズと位置ｔ２における強信号のみである例を示している。

ここで、図１の（Ｂ−２）に示したように、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、「第２の推定結果Ｐ２」を定めるにあたっては、放送信号を所定量遅延させた遅延データを用いる。これは、バンドパスフィルタによる不定量の遅延を前提とした「第１の推定結果Ｐ１」と、「第２の推定結果Ｐ２」とを比較するに際して整合をとるためである。

なお、かかる整合をとることは、放送信号そのものではなく、「第２の推定結果Ｐ２」のような処理結果を遅延させることによっても実現できる。ただし、以下では、図示したように放送信号を遅延させた場合について説明することとする。

そして、図１の（Ｂ−３）に示したように、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、所定の閾値ｂ２を超える位置ｔ１および位置ｔ２を含む推定結果を、時間領域に基づく「第２の推定結果Ｐ２」として定める。

つづいて、図１の（Ｃ）に示したように、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、「第１の推定結果Ｐ１」と、遅延差を加味した「第２の推定結果Ｐ２」との論理積をとることによってインパルスノイズを検出する。

すなわち、破線の閉曲線１に囲まれた部分に示したように、「第１の推定結果Ｐ１」の混入候補区間である拡張区間ｗ１＋に含まれる「第２の推定結果Ｐ２」の位置ｔ１における信号が、最終的にインパルスノイズとして検出される。また、拡張区間ｗ１＋には含まれない位置ｔ２における強信号は、最終的にインパルスノイズとして検出されない。

そして、このように検出されたノイズ位置ｔ１におけるインパルスノイズを除去することとなる。なお、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、かかる除去に際して各種除去手法を用いることができる。かかる点については、図７を用いて後述する。

このように、本発明に係るインパルスノイズ除去手法では、周波数成分、あるいは、時間領域における波形のレベルのそれぞれに基づいて個別にノイズ位置を推定したうえで、双方の推定結果に基づいてインパルスノイズを検出することとした。したがって、精度よくインパルスノイズを除去することができる。

なお、図１において破線の矩形２で囲まれた部分は、図３を用いて後述する第１の推定部に対応している。同様に、破線の矩形３で囲まれた部分は第２の推定部に、破線の矩形４で囲まれた部分はノイズ検出部に、それぞれ対応している。

また、上述した所定の閾値ｂ１およびｂ２については、信号レベルの時間平均に基づいて可変とすることができる。かかる点の詳細については、図４および図５を用いて後述する。

以下では、図１を用いて説明したインパルスノイズ除去手法を適用した受信装置についての実施例を詳細に説明する。

図２は、本実施例に係る受信装置１０の構成を示すブロック図である。なお、図２では、受信装置１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図２に示すように、受信装置１０は、ＲＦ（Radio Frequency）／ＩＦ（Intermediate Frequency）１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、直交復調部１３と、ノイズキャンセラ１４と、ＬＰＦ（Low Pass Filer）１５と、ＦＦＴ部１６と、復号部１７とを備えている。

ＲＦ／ＩＦ１１は、アンテナにおいて受信した放送信号から受信すべき放送波の信号を抽出して増幅するもので、高周波信号（ＲＦ信号）増幅回路から中間周波信号（ＩＦ信号）増幅回路等により構成され、その処理信号（ＩＦ信号）はＡ／Ｄ変換部１２に出力される。

Ａ／Ｄ変換部１２は、ＲＦ／ＩＦ１１から入力されたＩＦ信号をデジタル化する処理を行う処理部で、デジタル化したＩＦ信号を直交復調部１３に対して出力する処理を併せて行う。

直交復調部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２から入力されたＩＦ信号を直交復調し、同相成分（Ｉ成分）および直交成分（Ｑ成分）を含んだＩＦ信号へ変換する処理を行う処理部で、変換後のＩＦ信号をノイズキャンセラ１４に対して出力する処理を併せて行う。

ここで、直交復調部１３から同相信号（Ｉ信号）および直交信号（Ｑ信号）を別系統で取り扱うこととしたうえで、個別のノイズキャンセラ１４に対して出力することとしてもよい。なお、本実施例では、構成部品の増加による高コスト化などを考慮して、直交復調部１３が単系統出力を行うものとして説明を行う。

ノイズキャンセラ１４は、直交復調部１３から入力されたＩＦ信号に含まれるインパルスノイズを検出して除去する処理を行う処理部で、ノイズ除去後のＩＦ信号をＬＰＦ１５に対して出力する処理を併せて行う。なお、ノイズキャンセラ１４の詳細については、図３を用いて後述する。

ＬＰＦ１５は、ノイズキャンセラ１４から入力されたＩＦ信号のうち、所定の低周波成分のみを通過させ、ＦＦＴ部１６に対して出力するフィルタである。ＦＦＴ部１６は、ＬＰＦ１５を通過したＩＦ信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）処理を行い、復号部１７に対して出力する処理を行う処理部である。

復号部１７は、ＦＦＴ部１６からの入力信号に対して誤り訂正などを含む復号処理を施したうえで、外部装置に対して出力する処理を行う処理部である。なお、外部装置は、たとえば、デジタルテレビ放送の映像を表示する車載装置等である。

また、本実施例に係る受信装置１０では、直交復調部１３、ノイズキャンセラ１４、ＬＰＦ１５、ＦＦＴ部１６および復号部１７が、ＯＦＤＭ処理部として機能する。

ここで、ノイズキャンセラ１４の構成について、図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、ノイズキャンセラの構成を示すブロック図である。

図３に示すように、ノイズキャンセラ１４は、データ遅延部１４ａと、ＢＰＦ（Band Pass Filer）１４ｂと、時間平均部１４ｃ，１４ｄ，１４ｈ，１４ｉと、閾値決定部１４ｅ，１４ｊと、コンパレータ１４ｆ，１４ｋと、推定位置拡張部１４ｇと、ＡＮＤ回路１４ｌと、ノイズ除去部１４ｍとを備えている。

なお、本実施例に係るノイズキャンセラ１４では、ＢＰＦ１４ｂ、時間平均部１４ｃ，１４ｄ、閾値決定部１４ｅ、コンパレータ１４ｆおよび推定位置拡張部１４ｇが、第１の推定部として機能する（図１および図３の破線の矩形２で囲まれた部分参照）。

また、時間平均部１４ｈ，１４ｉ、閾値決定部１４ｊ、コンパレータ１４ｋが、第２の推定部として機能する（図１および図３の破線の矩形３で囲まれた部分参照）。また、ＡＮＤ回路１４ｌが、ノイズ検出部として機能する（図１および図３の破線の矩形４で囲まれた部分参照）。

データ遅延部１４ａは、入力信号（以下、「実データ」と記載する）をメモリ等にため込んで所定量遅延させる処理を行う処理部で（図１の（Ｂ−２）参照）、遅延した入力信号（以下、「遅延データ」と記載する）を第２の推定部を構成する時間平均部１４ｈ、時間平均部１４ｉおよびノイズ除去部１４ｍに対して出力する処理を併せて行う。

ＢＰＦ１４ｂは、実データに基づいてガードバンドに対応する部分を通過させ、時間平均部１４ｃに対して出力するバンドパスフィルタである。時間平均部１４ｃは、ＢＰＦ１４ｂを通過したガードバンド部分についての時間平均をとる処理を行う処理部で、時間平均後のデータを時間平均部１４ｄおよびコンパレータ１４ｆに対して出力する処理を併せて行う。

時間平均部１４ｄは、時間平均部１４ｃから入力された時間平均後のデータについて、時間平均部１４ｃよりも相対的に長い時間平均をとる処理を行う処理部で、時間平均後のデータを閾値決定部１４ｅに対して出力する処理を併せて行う。

ここで、かかる時間平均後のデータには、インパルスノイズ以外のノイズ（以下、「一般ノイズ」と記載する）をオフセットするオフセット値を含む。なお、時間平均部１４ｃおよび時間平均部１４ｄの詳細については、図４を用いて後述する。

閾値決定部１４ｅは、時間平均部１４ｄから入力された時間平均後のデータに含まれるオフセット値に基づき、所定の閾値ｂ１（図１参照）に対応する閾値を決定する処理を行う処理部で、決定後の閾値をコンパレータ１４ｆに対して出力する処理を併せて行う。なお、閾値決定部１４ｅの詳細については、図５を用いて後述する。

コンパレータ１４ｆは、時間平均部１４ｃから入力された時間平均後のデータ、および、閾値決定部１４ｅから入力された閾値に基づき、かかる閾値を超える信号レベルを示す区間（図１の区間ｗ１参照）を混入候補区間として推定位置拡張部１４ｇに対して出力する。

推定位置拡張部１４ｇは、コンパレータ１４ｆから入力された混入候補区間を所定量拡張したうえで、拡張区間（図１の拡張区間ｗ１＋参照）を含む「第１の推定結果Ｐ１」（図１参照）を、ＡＮＤ回路１４ｌに対して出力する処理を行う処理部である。なお、推定位置拡張部１４ｇの詳細については、図６を用いて後述する。

時間平均部１４ｈは、データ遅延部１４ａから入力された遅延データについての時間平均をとる処理を行う処理部で、時間平均後のデータをコンパレータ１４ｋに対して出力する処理を併せて行う。

時間平均部１４ｉは、データ遅延部１４ａから入力された遅延データについて、時間平均部１４ｈよりも相対的に長い時間平均をとる処理を行う処理部で、時間平均後のデータを閾値決定部１４ｊに対して出力する処理を併せて行う。

なお、かかる時間平均後のデータには、既に述べた時間平均部１４ｄの場合と同様に、一般ノイズをオフセットするオフセット値を含む。また、時間平均部１４ｈおよび時間平均部１４ｉの詳細についても、図４を用いて後述する。

閾値決定部１４ｊは、時間平均部１４ｉから入力された時間平均後のデータに含まれるオフセット値に基づき、所定の閾値ｂ２（図１参照）に対応する閾値を決定する処理を行う処理部で、決定後の閾値をコンパレータ１４ｋに対して出力する処理を併せて行う。なお、閾値決定部１４ｊの詳細についても、図５を用いて後述する。

コンパレータ１４ｋは、時間平均部１４ｈから入力された時間平均後のデータ、および、閾値決定部１４ｊから入力された閾値に基づき、かかる閾値を超える信号レベルを示す位置（図１の位置ｔ１およびｔ２参照）を含む「第２の推定結果Ｐ２」（図１参照）を、ＡＮＤ回路１４ｌに対して出力する処理を行う処理部である。

ＡＮＤ回路１４ｌは、推定位置拡張部１４ｇから入力された「第１の推定結果Ｐ１」と、コンパレータ１４ｋから入力された「第２の推定結果Ｐ２」との論理積をとる論理回路で、論理積演算の結果、真となるノイズ位置をノイズ除去部１４ｍに対して出力する。

ノイズ除去部１４ｍは、データ遅延部１４ａから入力された遅延データ、および、ＡＮＤ回路１４ｌから入力されたノイズ位置に基づいてインパルスノイズを除去する処理を行う処理部である。なお、具体的な除去手法については、図７を用いて後述する。

ここで、時間平均部１４ｃ、１４ｄ、１４ｈおよび１４ｉにおける時間平均処理について図４を用いて説明する。図４は、時間平均部１４ｃ、１４ｄ、１４ｈおよび１４ｉにおける時間平均処理を説明するための図である。

なお、図４の（Ａ）には、時間平均部１４ｃ、１４ｄ、１４ｈおよび１４ｉの構成例を、図４の（Ｂ）には、第１の推定部における時間平均部１４ｃおよび１４ｄの動作例を、それぞれ示している。また、第２の推定部における時間平均部１４ｈおよび１４ｉの動作例については、図４の（Ｂ）に示す時間平均部１４ｃおよび１４ｄの動作例とそれぞれ重複するため、ここでの説明を省略する。

図４の（Ａ）に示したように、時間平均部１４ｃ、１４ｄ、１４ｈおよび１４ｉには、一般的なＩＩＲ（Infinite impulse response）フィルタを用いることができる。

かかる場合、時間平均部１４ｃ、１４ｄ、１４ｈおよび１４ｉは、乗算器１４１、加算器１４２、遅延素子１４３および乗算器１４４で構成される。ここで、乗算器１４１は、前段からの入力に対して所定の時間平均に関する係数「Ｋ（０＜Ｋ＜１）」を乗じて加算器１４２へ出力する。遅延素子１４３は、加算器１４２の出力を「Ｚ^−１」（いわゆる、Ｚ変換の伝達関数）遅延させた後、乗算器１４４へ出力する。

乗算器１４４は、遅延器１４３からの入力に対して所定の係数「１−Ｋ」を乗じて加算器１４２へ出力する。そして、加算器１４２は、乗算器１４１の出力と乗算器１４４の出力とを加算して後段へ出力する。

ここで、第１の推定部を例に挙げて、時間平均部１４ｃおよび１４ｄの動作例について説明する（破線の矩形２で囲まれた部分参照）。図４の（Ｂ）に示したように、時間平均部１４ｃは、ＢＰＦ１４ｂが出力する起伏の激しい波形（矩形５に囲まれた部分参照）を、時間平均をとることによって平滑化する（矩形６に囲まれた部分参照）。

すなわち、波形が示す出力値を緩やかに変化させることによって、インパルスノイズの誤検出を防止することができる。また、時間平均部１４ｄは、時間平均部１４ｃよりも相対的に長い時間平均をとることによって波形のさらなる平滑化を行う。

これにより、時間平均部１４ｄは、一般ノイズ成分をオフセットするオフセット値を得ることができる（矩形７に囲まれた部分参照）。すなわち、インパルスノイズ以外の一般ノイズ成分に基づく誤検出を防止することができる。

つづいて、閾値決定部１４ｅおよび１４ｊにおける閾値決定処理について図５を用いて説明する。図５は、閾値決定部１４ｅおよび１４ｊにおける閾値決定処理を説明するための図である。

図５に示したように、閾値決定部１４ｅおよび１４ｊは、乗算器１４５および加算器１４６で構成される。ここで、乗算器１４５は、前段（時間平均部１４ｄあるいは１４ｉ）からの入力（時間平均された値）に係数を乗じて加算器１４６へ出力する。

加算器１４６は、あらかじめユーザにより設定された固定閾値と乗算器１４５の出力とを加算して後段（コンパレータ１４ｆあるいは１４ｋ）へ出力する。なお、固定閾値は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリなどの記憶デバイスに格納することとしてもよい。

これにより、閾値決定部１４ｅおよび１４ｊは、時間平均部１４ｄあるいは１４ｉによる時間平均処理に基づいて閾値を決定することができる。すなわち、受信状況などに応じてインパルスノイズの判定基準を可変とする適応制御を行うことができる。

なお、これまで、図４を用いて時間平均部１４ｃ、１４ｄ、１４ｈおよび１４ｉについて、図５を用いて閾値決定部１４ｅおよび１４ｊについて、それぞれ説明してきたが、いずれの処理部もシンプルで小規模な演算回路によって構成することができる。したがって、受信装置１０を、低コストで、かつ、処理速度に優れた小型の構成部品で構成することが可能となる。

次に、推定位置拡張部１４ｇにおける推定位置拡張処理について図６を用いて説明する。図６は、推定位置拡張部１４ｇにおける推定位置拡張処理を説明するための図である。なお、図６の（１）では、時間平均をとることで平滑化されたガードバンド検出結果に対応する波形を正弦波で示しており、微細な波形の起伏を省略している。

ここで、図６の（１）に示したように、推定位置拡張部１４ｇは、ガードバンド検出結果において閾値ｂ１を超える信号レベルを示す区間ｗ１を、混入候補区間としてコンパレータ１４ｆから入力されたものとする。

かかる場合、図６の（２）に示したように、推定位置拡張部１４ｇは、区間ｗ１を時間軸の正方向へ所定量拡張して拡張区間ｗ１＋とする。これは、区間ｗ１が狭すぎることによるインパルスノイズの検出漏れを防止する目的で行われる。

なお、図６の（２）に示したように、拡張する所定量については、確実に検出漏れを防ぐことができるように、区間ｗ１の数倍であることが好ましい。また、拡張する所定量の上限値は、次のインパルスノイズの検出期間までの間で設定可能である。

そして、図６の（２）に示したように、推定位置拡張部１４ｇは、かかる拡張区間ｗ１＋を含む「第１の推定結果Ｐ１」（図１参照）を、ＡＮＤ回路１４ｌに対して出力する。なお、ここでは、「第１の推定結果Ｐ１」を拡張区間ｗ１＋を含むパルス波として図示しているが、推定位置拡張部１４ｇの出力形式を限定するものではない。

次に、ノイズ除去部１４ｍにおけるノイズ除去処理について図７を用いて説明する。図７は、ノイズ除去部１４ｍにおけるノイズ除去処理を説明するための図である。なお、図７の（Ａ）には、ノイズ除去手法のその１について、図７の（Ｂ）には、ノイズ除去手法のその２について、図７の（Ｃ）には、ノイズ除去手法のその３について、それぞれ示している。

ここで、図７に示したように、ノイズ除去部１４ｍには、破線の矩形４で囲まれたノイズ検出部に含まれるＡＮＤ回路１４ｌから、検出されたインパルスノイズのノイズ位置ｔ１が入力されたものとする。また、図７の（Ｃ）における閉曲線に囲まれた部分は、かかるノイズ位置ｔ１の近傍の拡大図である。

図７の（Ａ）に示したように、ノイズ除去部１４ｍは、ノイズ位置ｔ１の出力値を「０」へ置換することによって、インパルスノイズを除去する構成でも実現できる。

また、図７の（Ｂ）に示したように、ノイズ位置ｔ１における出力値をそのタイミングにおける時間平均値へ置換することによって、インパルスノイズ成分を減衰する構成でも実現できる。

また、図７の（Ｃ）に示したように、ハードディスクドライブや不揮発性メモリなどの記憶デバイスである記憶部１８に一般的なインパルスノイズの波形（以下、「ノイズレプリカ１８ａ」と記載する）をあらかじめ記憶しておく。

図７の（Ｃ）に示したように、ノイズ位置ｔ１における波形に対してノイズレプリカ１８ａを重ねたうえで、かかるノイズレプリカ１８ａ分を減算することによって、インパルスノイズ成分を減衰する構成でも実現できる。

次に、受信装置１０のノイズキャンセラ１４を演算処理装置（復調信号の高速演算処理が可能なマイクロコンピュータ（ＤＳＰ））により構成し、その演算処理によってノイズ除去を行う構成において、ノイズキャンセラ１４において実行される処理の処理手順について図８を用いて説明する。図８は、ノイズキャンセラ１４（ノイズキャンセラ１４の演算処理部）が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、これまでと同様に、破線の矩形２で囲まれた部分は第１の推定部に、破線の矩形３で囲まれた部分は第２の推定部に、破線の矩形４で囲まれた部分はノイズ検出部に、それぞれ対応している。

図８に示したように、ノイズキャンセラ１４は、直交復調部１３からデータを取得すると（ステップＳ１０１）、取得した実データからガードバンドを抽出する（ステップＳ１０２）。

そして、抽出結果の時間平均に基づいて閾値を決定する（ステップＳ１０３）。なお、ここにいう閾値は、上述した閾値ｂ１（図１参照）に対応する。

そして、ノイズキャンセラ１４は、決定した閾値を超える信号レベルを示す時間軸上の区間があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、かかる区間があると判定された場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、ノイズキャンセラ１４は、該当する区間を拡張したうえで（ステップＳ１０５）、拡張区間をノイズの混入候補区間（以下、「ノイズ区間」と記載する）と推定する（ステップＳ１０６）。

つづいて、ノイズキャンセラ１４は、実データを遅延させた遅延データを入力したうえで（ステップＳ１０７）、遅延データの時間平均に基づいて閾値を決定する（ステップＳ１０８）。なお、ここにいう閾値は、上述した閾値ｂ２（図１参照）に対応する。

そして、ノイズキャンセラ１４は、決定した閾値を超える信号レベルを示す時間軸上の位置があるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、かかる位置があると判定された場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、ノイズキャンセラ１４は、該当位置が実データに基づくノイズ区間に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

ここで、該当位置がノイズ区間に含まれると判定された場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、ノイズキャンセラ１４は、該当位置のインパルスノイズを除去したうえで（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。

なお、ステップＳ１０４の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、ステップＳ１０９の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）またはステップＳ１１０の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、ノイズキャンセラ１４は、インパルスノイズを除去することなく、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。

上述してきたように、本実施例では、第１の推定部が、放送信号の周波数成分に基づいて時間領域におけるインパルスノイズの混入候補区間を推定し、第２の推定部が、遅延された放送信号の時間領域における波形のレベルに基づいてインパルスノイズの混入候補位置を推定し、ノイズ検出部が、混入候補区間および混入候補位置に基づいてインパルスノイズを検出し、ノイズ除去部が、ノイズ検出部によって検出されたインパルスノイズを除去するように受信装置を構成した。したがって、精度よくインパルスノイズを除去することができる。

なお、上述した実施例では、第２の推定部が、主にノイズの混入候補「位置」をピンポイントで推定する場合について説明してきたが、かかる「位置」は「区間」に含まれる。したがって、第２の推定部も、第１の推定部と同様に、インパルスノイズの混入候補「区間」を推定すると換言してもよい。

また、上述した実施例では、並列に実行した第１の推定部および第２の推定部の推定結果の論理積をとることでインパルスノイズを検出する場合について説明してきたが、かかる手法に限定されるものではない。

たとえば、先行して第１の推定部の推定結果を得たうえで、かかる推定結果に含まれるインパルスノイズの混入候補区間についてのみ、第２の推定部による推定処理を行うこととしてもよい。かかる場合、混入候補区間以外の区間については閾値判定などを行う必要がないため、受信装置にかかる処理負荷を低減することができる。

以上のように、本発明に係る受信装置およびインパルスノイズ除去方法は、精度よくインパルスノイズを除去したい場合に有用であり、特に、走行中などに受信環境が絶えず変化することでインパルスノイズが生じやすい車載用受信装置への適用に適している。

１０ 受信装置
１１ ＲＦ／ＩＦ
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ 直交復調部
１４ ノイズキャンセラ
１４ａ データ遅延部
１４ｂ ＢＰＦ
１４ｃ、１４ｄ 時間平均部
１４ｅ 閾値決定部
１４ｆ コンパレータ
１４ｇ 推定位置拡張部
１４ｈ、１４ｉ 時間平均部
１４ｊ 閾値決定部
１４ｋ コンパレータ
１４ｌ ＡＮＤ回路
１４１、１４４、１４５ 乗算器
１４２、１４６ 加算器
１４３ 遅延素子
１５ ＬＰＦ
１６ ＦＦＴ部
１７ 復号部
１８ 記憶部
１８ａ ノイズレプリカ

Claims (9)

1. 直交周波数分割多重変調された放送信号を受信する受信装置であって、
   前記放送信号の周波数成分に基づいて時間領域におけるインパルスノイズの混入候補区間である第１の区間を推定する第１の推定手段と、
   前記放送信号の時間領域における波形のレベルに基づいて前記混入候補区間である第２の区間を推定する第２の推定手段と、
   前記第１の区間および前記第２の区間に基づいてインパルス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によって検出されたインパルスノイズを除去するノイズ除去手段と
   を備えたことを特徴とする受信装置。
2. 前記ノイズ検出手段は、
   前記第１の区間と前記第２の区間との論理積をとることによってインパルスノイズを検出することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記第１の推定手段は、
   バンドパスフィルタを用いて抽出した、前記放送信号におけるガードバンドの周波数成分に基づき、前記第１の区間を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
4. 前記第１の推定手段は、
   前記ガードバンドの周波数成分を時間軸上へ展開したうえで、当該周波数成分の所定の閾値を超える出力値に対応する時間軸上の範囲を前記第１の区間として推定することを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
5. 前記第１の推定手段は、
   前記時間平均に基づいて前記閾値を調整することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
6. 前記第１の推定手段は、
   推定した前記第１の区間を所定量拡張することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
7. 前記第２の推定手段は、
   前記放送信号の波形のレベルにおいて所定の閾値を超える出力値に対応する時間軸上の範囲を前記第２の区間として推定することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
8. 前記第２の推定手段は、
   前記波形が示す出力値の時間平均に基づいて前記閾値を調整することを特徴とする請求項７に記載の受信装置。
9. 直交周波数分割多重変調された放送信号に含まれるインパルスノイズを除去するインパルスノイズ除去方法であって、
   前記放送信号の周波数成分に基づいて時間領域におけるインパルスノイズの混入候補区間である第１の区間を推定する第１の推定工程と、
   前記放送信号の時間領域における波形のレベルに基づいて前記混入候補区間である第２の区間を推定する第２の推定工程と、
   前記第１の区間および前記第２の区間に基づいてインパルス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によって検出されたインパルスノイズを除去するノイズ除去工程と
   を含んだことを特徴とするインパルスノイズ除去方法。

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