JP2013093813A - 車載用受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えるときの周波数特性の差異による音質の変化を無くすことができる車載用受信装置を提供すること。
【解決手段】サイマル放送を受信する車載用受信装置１０は、アナログラジオ放送に係る音声信号の信号処理を行って、アナログラジオ音声信号を出力するラジオＤＳＰ１５と、デジタルラジオ復調部１２から出力されたデジタルラジオ音声信号とラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号の周波数特性の差に応じて制御信号を出力する周波数比較部１９と、周波数比較部１９から出力された制御信号に応じて擬似高域音声信号を生成し、ラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号に当該擬似高域音声信号を付加するオーディオＤＳＰ１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、同じ周波数帯域を用いて同一内容をアナログ放送とデジタル放送とで行うサイマル放送（Simultaneous Broadcasting）を受信する車載用受信装置であって、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えて出力する車載用受信装置に関する。

同一内容を放送しているデジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えて出力する従来の受信装置は、各放送の周波数特性の差異に注目し、オーディオイコライザを用いてオーディオ周波数特性を整合させる（例えば特許文献１参照）。当該受信装置によれば、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送の切り替え時に音質が変わらないため、視聴者に違和感を与えない。

特開２００６−１０９１２１号公報

一般的な車載用受信装置において、アナログラジオ放送に係る音声信号の周波数特性に対しては、走行中のノイズ混入及び電界の変動等に応じてオートトーンコントロール（ＡＴＣ：Auto Tone Control）が行われるため、主に高域が動的に変化する。しかし、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えて出力する従来の車載用受信装置において、ＡＴＣによって周波数特性が変化すると、その変化量（効果量）によっては、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送の切り替え時に視聴者に違和感を与えてしまう可能性があった。

特に、ＩＢＯＣ（In-Band-On-Channel）等のサイマル放送においては、アナログラジオ放送と当該アナログラジオ放送よりも高音質化されたデジタルラジオ放送との間に、放送局から放送される音声信号の周波数特性（主に高域）に差がある。また、放送内容や放送局によっても音声信号の周波数特性が異なる。

本発明の目的は、アナログラジオ放送及びデジタルラジオ放送に係る各音声信号の品質又は特性を悪化させることなく、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えるときの音声信号の周波数特性の差異による音質の変化を低減することができる車載用受信装置を提供することである。

本発明は、同一内容をデジタルラジオ放送とアナログラジオ放送とで行うサイマル放送を受信して、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えて出力する車載用受信装置であって、前記アナログラジオ放送に係る音声信号の信号処理を行って、アナログラジオ音声信号を出力するラジオＤＳＰと、前記ラジオＤＳＰから出力された前記アナログラジオ音声信号に付加する擬似高域音声信号を生成し、当該擬似高域音声信号を前記アナログラジオ音声信号に付加するオーディオＤＳＰと、デジタルラジオ音声信号と前記アナログラジオ音声信号の周波数特性の差に基づいて、前記擬似高域音声信号の生成量決定をする周波数比較部と、を備え、前記周波数比較部は、前記擬似高域音声信号の生成量を示す制御信号を前記オーディオＤＳＰへ出力し、前記オーディオＤＳＰは、前記制御信号に応じた擬似高域音声信号を生成し、当該擬似高域音声信号を前記ラジオＤＳＰから出力された前記アナログラジオ音声信号に付加する車載用受信装置を提供する。

本発明に係る車載用受信装置によれば、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送の切り替え時に、各放送の音声信号の周波数特性が同等になるため、視聴者に違和感を与えない。

本発明の実施の形態における車載用受信装置の構成を示すブロック図 （ａ）はデジタルラジオ音声信号の周波数特性の一例を示す図、（ｂ）はアナログラジオ音声信号の周波数特性の一例を示す図 （ａ）はオーディオＤＳＰが生成した擬似高域音声信号の周波数特性の一例を示す図、（ｂ）は図２（ｂ）のアナログラジオ音声信号に図３（ａ）の擬似高域音声信号を付加したアナログラジオ音声信号の周波数特性の一例を示す図 本発明の実施の形態におけるアナログ音声とデジタル音声との音声切替時のフローチャート 本発明の実施の形態における擬似高域音声信号の生成と付加処理のフローチャート

以下、本発明の実施の形態における車載用受信装置について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態における車載用受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す車載用受信装置１０は、ＩＢＯＣ（In-Band-On-Channel）等のサイマル放送を受信する。車載用受信装置１０は、受信部１１と、デジタルラジオ復調器１２と、オーディオイコライザ（オーディオＥＱ）１３と、アナログラジオ復調器１４と、ラジオＤＳＰ１５と、オーディオＤＳＰ１６と、ブレンド部１７と、検出部１８と、周波数比較部１９とを備える。

受信部１１は、ラジオ放送波を受信するためのアンテナ１に接続される。また、受信部１１は、アンテナ１が受信した放送波のうち、デジタルラジオ放送の放送波に対して信号処理を行って所望のＩＦ信号に変換するデジタルラジオ放送信号処理機能と、アナログラジオ放送の放送波に対して信号処理を行って所望のＩＦ信号に変換するアナログラジオ放送信号処理機能とを有する。

デジタルラジオ復調器１２は、受信部１１においてデジタルラジオ放送の放送波から変換されたＩＦ信号を復調する。オーディオＥＱ１３は、デジタルラジオ復調器１２が復調した信号に対して、音質に関する信号処理を行う。

アナログラジオ復調器１４は、受信部１１においてアナログラジオ放送の放送波から変換されたＩＦ信号を復調する。ラジオＤＳＰ１５は、アナログラジオ復調器１４が復調した信号に対して、音質や音量などに関する信号処理を行う。なお、ラジオＤＳＰ１５による信号処理には、オートトーンコントロール（ＡＴＣ）が含まれる。すなわち、ラジオＤＳＰ１５は、走行中のノイズ混入及び電界の変動等によるアナログラジオ音声信号のノイズ特性（Ｓ／Ｎ比）の悪化を低減するために、受信電波の品質に応じてＡＴＣを行うことにより、アナログラジオ音声信号の周波数特性を動的に変化させる。

オーディオＤＳＰ１６は、ラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号の高調波成分やノイズを用いて擬似的な高域の音声信号を生成し、アナログラジオ音声信号に付加（ミキシング）する。擬似的な高域の音声信号（以下「擬似高域音声信号」という）の詳細については後述する。さらに、オーディオＤＳＰ１６は、音量変更や周波数特性変更などに関する信号処理も行う。

ブレンド部１７は、オーディオＥＱ１３から出力されたデジタルラジオ音声信号及びオーディオＤＳＰ１６から出力されたアナログラジオ音声信号を切り替えて後段へ出力するか、各ラジオ音声信号をブレンド処理することによって合成して後段へ出力する。ブレンド部１７にて切り替えられて又は合成して出力された音声信号は、図示しない増幅器などで増幅されて、スピーカ２０などから音声として出力される。但し、音声信号は必ずしも増幅器などで増幅される必要はなく、また、スピーカ２０の代わりにヘッドフォンなどが用いられても良い。

検出部１８は、ブレンド部１７がアナログラジオ音声信号とデジタルラジオ音声信号とを放送波の受信状況に応じて切り替える制御を行うよう指示するための信号であるブレンド信号ＢＩを出力する。通常、検出部１８は、ノイズの混入が少なく音質が良いデジタルラジオ音声信号を選択し、デジタルラジオ放送の受信状況によりデジタルラジオ復調器１２が復調した信号から正常な音声信号が得られないときにはアナログラジオ音声信号を選択する制御を行うよう指示するブレンド信号ＢＩを出力する。ブレンド信号ＢＩは、ブレンド部１７だけでなく、周波数比較部１９にも入力される。

検出部１８は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含んで構成される。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使いながら実行する。検出部１８が行うプログラムの実行処理の詳細は、図４に示すフローチャートを用いて後述する。

周波数比較部１９は、デジタルラジオ復調器１２から出力されたデジタルラジオ音声信号及びラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号の各周波数特性を分析する。図２（ａ）は、デジタルラジオ音声信号の周波数特性の一例を示す図であり、図２（ｂ）はアナログラジオ音声信号の周波数特性の一例を示す図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すとおり、アナログラジオ音声信号の高域部分（例えば図２（ｂ）の符号「Ｆｈ」に示す帯域）とデジタルラジオ音声信号の高域部分（例えば図２（ａ）の符号「Ｆｈ」に示す帯域）とでは出力レベルに差があり、一般的にデジタルラジオ音声信号の方が高域部分における出力レベルは高い。なお、この出力レベルの差には、ラジオＤＳＰ１５におけるＡＴＣによるアナログラジオ音声信号の高域削減の結果も含まれる。

さらに、周波数比較部１９は、デジタルラジオ音声信号とアナログラジオ音声信号の周波数特性の差に基づいて、オーディオＤＳＰ１６が生成する擬似高域音声信号の周波数成分と量（振幅レベル）を計算式又はテーブルを参照して決定する。図３（ａ）は、オーディオＤＳＰ１６が生成した擬似高域音声信号の周波数特性の一例を示す図である。なお、擬似高域音声信号の周波数成分と量は、擬似高域音声信号をアナログラジオ音声信号に付加したときの周波数特性の差が無くなるように決定される。図３（ｂ）は、図２（ｂ）に示したアナログラジオ音声信号に図３（ａ）に示した擬似高域音声信号を付加したアナログラジオ音声信号の周波数特性の一例を示す図である。周波数比較部１９は、決定した擬似高域音声信号の周波数成分と量に応じた制御信号ＣＩを出力する。周波数比較部１９から出力された制御信号ＣＩは、オーディオＤＳＰ１６に入力される。なお、周波数比較部１９の処理内容は、デジタルラジオ放送の受信状況によって変わる。

周波数比較部１９は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含んで構成される。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使いながら実行する。周波数比較部１９が行うプログラムの実行処理の詳細は、図５に示すフローチャートを用いて後述する。

以下、本実施形態の車載用受信装置１０の処理動作について説明する。但し、車載用受信装置１０にアンテナ１を介して放送波が入力され、アナログラジオ復調器１４及びデジタルラジオ復調器１２が復調した各信号を出力するまでの処理動作は従来と同様である。このため、以下の説明では、その後段の処理動作について説明する。

なお、以下の説明では、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送との間にはその周波数特性に差があることを前提としている。図２（ａ）に示したように、デジタルラジオ音声信号の周波数特性は、低域から高域まで出力レベルが一定した特性を示す。一方、図２（ｂ）に示したように、アナログラジオ音声信号の周波数特性は、高域（符号「Ｆｈ」で示す帯域）の出力レベルがデジタルラジオ音声信号の周波数特性と比較して低い特性を示す。このように、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送との間の周波数特性の差が符号「Ｆｈ」で示す高域の部分にある。当該差が、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送の切り替え時に視聴者に違和感を与える元となる。

さらに、アナログラジオ音声信号の高域（Ｆｈ部分）の出力レベルは、ラジオＤＳＰ１５で行われるＡＴＣにより低減される。このとき、デジタルラジオ音声信号とアナログラジオ音声信号との間の周波数特性における高域の差はさらに広がるため、切り替え時の違和感が大きくなる。

したがって、本実施形態においては、車載用受信装置１０のオーディオＤＳＰ１６が、アナログラジオ音声信号の高調波成分やノイズを用いて擬似的に高域の音声信号（擬似高域音声信号）を生成し、アナログラジオ音声信号に付加する。なお、周波数比較部１９は、デジタルラジオ復調器１２から出力されたデジタルラジオ音声信号を分析することで、当該デジタルラジオ音声信号の周波数特性を検知する。また、周波数比較部１９は、ラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号を分析することで、当該アナログラジオ音声信号の周波数特性を検知する。さらに、周波数比較部１９は、デジタルラジオ音声信号の周波数特性とアナログラジオ音声信号の周波数特性の差を算出し、その差分と同じ周波数成分及び同じ量（振幅レベル）の擬似高域音声信号を生成する。

なお、本実施形態の「周波数特性差」は、各周波数におけるデジタルラジオ音声信号とアナログラジオ音声信号の振幅レベルの差を示す。また、オーディオＥＱ１３及びオーディオＤＳＰ１６の各処理において用いられるパラメータの初期値は、電界変動やノイズの影響が無く、かつ電界が十分に強い（ＡＴＣが作用しない）状況において、アナログラジオ音声信号の周波数特性とデジタルラジオ音声信号の周波数特性とが同一となる、またはデジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えても違和感が生じない範囲に収まる値である。

図４は、本実施形態における車載用受信装置１０が備える検出部１８の動作を示すフローチャートである。図４に示すように、検出部１８は、車載用受信装置１０にアンテナ１を介して放送波が入力され、デジタルラジオ復調器１２が復調した信号を出力するまでの過程で得られるデジタルラジオ放送の受信電波の品質（受信状況）を常に監視する（ステップＳ１０１）。なお、ＩＢＯＣでは、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送とは多重化されて同一の搬送波により伝送される。デジタルラジオ放送の受信電波の品質は、受信電波の電界強度や、アナログラジオ放送に係る音声信号のレベル、受信電波のデジタルラジオ放送部分を復調して得られる信号のＣ／Ｎ比又はＳ／Ｎ比、さらに復調信号を復号して得られる信号のビットエラーレート等から検出できる。

検出部１８は、現在のデジタルラジオ放送の受信電波の品質が予め設定した閾値以上か否かを判断する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、デジタルラジオ放送の受信電波の品質が閾値以上であると判断されたとき（Ｙｅｓの場合）、検出部１８は、論理レベルが「Ｈｉｇｈ」のブレンド信号ＢＩを出力する（ステップＳ１０３）。このブレンド信号ＢＩによって、ブレンド部１７は、デジタルラジオ音声信号を出力する。一方、ステップＳ１０２において、デジタルラジオ放送の受信電波の品質が閾値未満であると判断されたとき（Ｎｏの場合）、検出部１８は、論理レベルが「Ｌｏｗ」のブレンド信号ＢＩを出力する（ステップＳ１０４）。このブレンド信号ＢＩによって、ブレンド部１７は、アナログラジオ音声信号を出力する。

デジタルラジオ音声信号の出力からアナログラジオ音声信号の出力に切り替えられるケースは、例えば、受信状況が悪化してデジタルラジオ音声信号が取得不可になる場合である。一方、アナログラジオ音声信号の出力からデジタルラジオ音声信号の出力に切り替えられるケースは、例えば、受信状況が良化した場合である。

図５は、本実施形態における車載用受信装置１０が備える周波数比較部１９の動作を示すフローチャートである。図５に示すように、周波数比較部１９は、デジタルラジオ復調器１２から出力されたデジタルラジオ音声信号及びラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号の分析を実施して、各信号の周波数特性を検知することにより、デジタルラジオ音声信号とアナログラジオ音声信号の周波数特性の差を常に監視する（ステップＳ２０１）。次に、周波数比較部１９は、検出部１８から得られるブレンド信号ＢＩに基づいて、現在のデジタルラジオ放送の受信電波の品質が予め設定した閾値以上か否かを判断する（ステップＳ２０２）。すなわち、ブレンド信号ＢＩの論理レベルが「Ｈｉｇｈ」であればデジタルラジオ放送の受信電波の品質が閾値以上と判断し、「Ｌｏｗ」であれば閾値未満と判断する。

ステップＳ２０２において、デジタルラジオ放送の受信電波の品質が閾値以上であると判断されたとき（Ｙｅｓの場合）、周波数比較部１９は、周波数特性の差に基づいて、オーディオＤＳＰ１６が生成する擬似高域音声信号の周波数成分と量（振幅レベル）を決定する（ステップＳ２０３）。このとき、周波数比較部１９は、決定した結果を図示しないメモリ等に保存し、過去の結果を消去する。

一方、ステップＳ２０２において、デジタルラジオ放送の受信電波の品質が閾値未満であると判断されたとき（Ｎｏの場合）、デジタルラジオ復調器１２が復調した信号から正常な音声信号が得られない。このとき、周波数比較部１９にはデジタルラジオ音声信号が入力されないため、周波数比較部１９は、デジタルラジオ音声信号とアナログラジオ音声信号との比較ができない。したがって、周波数比較部１９は、メモリに格納されている結果を、オーディオＤＳＰ１６が生成する擬似高域音声信号の周波数成分と量として採用する（ステップＳ２０４）。周波数比較部１９は、デジタルラジオ放送から再び正常な音声信号が得られるようになれば、その時点での周波数特性の差を採用する。

ステップＳ２０３又はステップＳ２０４の後、周波数比較部１９は、生成した擬似高域音声信号の周波数成分と量（振幅レベル）を示す制御信号ＣＩをオーディオＤＳＰ１６に出力する（ステップＳ２０５）。オーディオＤＳＰ１６は、制御信号ＣＩに応じた擬似高域音声信号を生成し、ラジオＤＳＰ１５から出力されたアナログラジオ音声信号に擬似高域音声信号を付加する。

以上説明したように、本実施形態では、オーディオＤＳＰ１６がアナログラジオ音声信号に擬似高域音声信号を付加するため、擬似高域音声信号が付加されたアナログラジオ音声信号とデジタルラジオ音声信号との間の音質の差が少なくなる。また、ＡＴＣによって削減されたアナログラジオ音声の高域成分を、ＡＴＣによって削減される前の音声信号に近づけることができる。このように、周波数比較部１９とオーディオＤＳＰ１６により、アナログラジオ音声の音質がデジタルラジオ音声の音質に近づくように制御され、その結果、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送の切り替え時に視聴者が感じる違和感が低減される。これにより、ラジオ放送の視聴時にアナログ音声からデジタル音声に又はデジタル音声からアナログ音声に、視聴者に違和感を与えることなく遷移させることが可能となる。また、アナログラジオ音声信号の周波数特性をデジタルラジオ音声信号の周波数特性に近づける方法であるので、デジタルラジオ音声信号の周波数特性を悪化させることなく、高品質（高音質）のまま音声を出力できる。

なお、放送自体のデジタルラジオとアナログラジオの音声周波数特性の差（主に高域の差）を少なくするため、またＡＴＣによってアナログラジオ音声信号の省略された高周波数帯域の出力レベルを補正するために、入力されたアナログラジオ音声信号を用いて、高調波成分などからなる半波整流や波形クリップによりハーモニクス信号またはノイズ信号からなる高周波数帯域の音声を生成し、生成した信号又は音声を、オーディオＤＳＰ１６に入力されたアナログラジオ音声信号に擬似高域音声信号として付加する。但し、高周波数帯域の音声としてホワイトノイズのような全帯域ノイズを付加してもよい。

なお、放送（放送局）により、デジタルラジオ音声信号とアナログラジオ音声信号との周波数特性差の帯域が異なる。また、ラジオＤＳＰ１５におけるＡＴＣの効果量に応じて、ＡＴＣ動作時に削減される周波数帯域が異なる。よって、図示しない通過帯域フィルタは、周波数比較部１９での比較結果に応じて付加する擬似高域音声信号の周波数帯域を既定する。また、付加音量に関しては、オーディオＤＳＰ１６に入力されるアナログラジオ音声信号に含まれている信号成分と、付加する擬似高域音声信号が滑らかに連続するように（例えば図３（ｂ）に示す周波数特性が図２（ａ）に示す周波数特性と同じになるように）設定される。

本発明に係る車載用受信装置は、ＩＢＯＣ（In-Band-On-Channel）等のサイマル放送を受信する際、視聴者に違和感を与えることなくアナログラジオ放送とデジタルラジオ放送を切り替えることができるラジオ放送の受信装置として有用であり、特に、当該切り替えが頻繁に発生する車載用受信装置等として有用である。

１ アンテナ
１０ 車載用受信装置
１１ 受信部
１２ デジタルラジオ復調器
１３ オーディオＥＱ
１４ アナログラジオ復調器
１５ ラジオＤＳＰ
１６ オーディオＤＳＰ
１７ ブレンド部
１８ 検出部
１９ 周波数比較部
２０ スピーカ

Claims (4)

1. 同一内容をデジタルラジオ放送とアナログラジオ放送とで行うサイマル放送を受信して、デジタルラジオ放送とアナログラジオ放送を切り替えて出力する車載用受信装置であって、
   前記アナログラジオ放送に係る音声信号の信号処理を行って、アナログラジオ音声信号を出力するラジオＤＳＰと、
   前記ラジオＤＳＰから出力された前記アナログラジオ音声信号に付加する擬似高域音声信号を生成し、当該擬似高域音声信号を前記アナログラジオ音声信号に付加するオーディオＤＳＰと、
   デジタルラジオ音声信号と前記アナログラジオ音声信号の周波数特性の差に基づいて、前記擬似高域音声信号の生成量を決定する周波数比較部と、を備え、
   前記周波数比較部は、前記擬似高域音声信号の生成量を示す制御信号を前記オーディオＤＳＰへ出力し、
   前記オーディオＤＳＰは、前記制御信号に応じた擬似高域音声信号を生成し、当該擬似高域音声信号を前記ラジオＤＳＰから出力された前記アナログラジオ音声信号に付加することを特徴とする車載用受信装置。
2. 前記オーディオＤＳＰは、前記擬似高域音声信号の付加によって、前記アナログラジオ音声信号の周波数特性を前記デジタルラジオ音声信号の周波数特性に近づける処理を実施することを特徴とする請求項１記載の車載用受信装置。
3. 前記オーディオＤＳＰは、前記ラジオＤＳＰの信号処理によって削減された前記アナログラジオ音声信号の高域成分を、前記ラジオＤＳＰの信号処理が行われる前のアナログラジオ音声信号の高域成分に近づける処理を実施することを特徴とする請求項１記載の車載用受信装置。
4. デジタルラジオ放送に係る音声信号の信号処理を行って、前記デジタルラジオ音声信号を出力するオーディオＥＱをさらに備え、
   前記オーディオＤＳＰは、前記オーディオＥＱから出力された前記デジタルラジオ音声信号の周波数特性と前記オーディオＤＳＰから出力された前記アナログラジオ音声信号の周波数特性とが同じになるよう、前記擬似高域音声信号を生成して、当該擬似高域音声信号を前記アナログラジオ音声信号に付加することを特徴とする請求項１記載の車載用受信装置。

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