JP2014060531A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両側波帯に混入した雑音を除去または低減する。
【解決手段】受信装置１は、両側波帯振幅変調信号を復調して、上側波帯に対する第１信号と下側波帯に対する第２信号とを抽出する検波部２０と、第１信号および第２信号それぞれを帯域ごとに分割して複数の帯域信号を生成する帯域分割部５０と、複数の帯域信号から、第１信号および第２信号間での帯域ごとの同相成分信号を抽出する同相成分抽出部６０−１〜６１−ｎと、第１信号と各同相成分信号とから第１無相関信号を抽出する第１無相関信号抽出部８０Ｕと、第２信号と各同相成分信号とから第２無相関信号を抽出する第２無相関信号抽出部８０Ｌと、各同相成分信号と第１無相関信号と第２無相関信号とのレベルを調整するゲイン調整部９０と、レベル調整後の、各同相成分の信号と第１無相関信号と第２無相関信号とを加算して出力信号を生成する合成部１００とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、受信装置に関する。

従来、両側波帯を含む振幅変調信号（両側波帯振幅変調信号）を受信し、この両側波帯振幅変調信号から上側波帯または下側波帯いずれかを抽出して、この抽出した側波帯を復調する受信機が知られている（例えば、特許文献１参照）。搬送波の周波数（搬送波周波数）よりも高い周波数領域において混入する雑音は上側波帯に影響を与え、搬送波周波数よりも低い周波数領域において混入する雑音は下側波帯に影響を与える。よって、上記の受信機は、搬送波周波数を境に、混信が発生する周波数領域と逆側の側波帯を選択して使用することにより、雑音の影響を受けないベースバンド信号を取得することができる。

特許第４４４０２５５号公報

しかしながら、上側波帯および下側波帯の両方で混信が発生した場合、上記の方式による受信機は、その雑音を除去することができない。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、両側波帯に混入した雑音を除去または低減する受信装置を提供することを目的とする。

［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である受信装置は、受信した両側波帯振幅変調信号を復調して、上側波帯に対する第１信号および下側波帯に対する第２信号を抽出する検波部と、前記検波部が抽出した前記第１信号および前記第２信号それぞれを帯域ごとに分割して複数の帯域信号を生成する帯域分割部と、前記帯域分割部が生成した前記複数の帯域信号から、前記第１信号および前記第２信号間での前記帯域ごとの同相成分の信号を抽出する同相成分抽出部と、前記第１信号と前記同相成分抽出部が抽出した各同相成分の信号との差分を第１無相関信号として抽出するとともに、前記第２信号と前記各同相成分の信号との差分を第２無相関信号として抽出する無相関信号抽出部と、前記各同相成分の信号ならびに前記無相関信号抽出部が抽出した前記第１無相関信号および前記第２無相関信号のレベルを調整するゲイン調整部と、前記ゲイン調整部がそれぞれ前記レベルを調整した、各同相成分の信号ならびに第１無相関信号および第２無相関信号を加算して出力信号を生成する合成部と、を備える。

［２］上記［１］記載の受信装置において、前記同相成分抽出部は、前記帯域ごとに学習同定法による適応フィルタ処理を実行することによって、前記複数の帯域信号から、前記第１信号および前記第２信号間での前記帯域ごとの前記同相成分の信号を抽出する、ことを特徴とする。
［３］上記［１］または［２］いずれか記載の受信装置において、前記検波部が抽出した前記第１信号および前記第２信号の差分に基づいて雑音成分を解析する雑音解析部をさらに備え、前記ゲイン調整部は、前記雑音解析部による前記雑音成分の解析結果に基づいて前記レベルを調整する、ことを特徴とする。
［４］上記［３］記載の受信装置において、前記雑音解析部による前記雑音成分の解析結果に応じた、前記ゲイン調整部のゲイン設定値を記憶する記憶部と、前記記憶部から前記ゲイン設定値を読み出して、前記ゲイン設定値を前記ゲイン調整部に設定する制御部と、をさらに備え、前記ゲイン調整部は、前記制御部が設定した前記ゲイン設定値にしたがって前記レベルを調整する、ことを特徴とする。
［５］上記［３］記載の受信装置において、前記雑音解析部による前記雑音成分の解析結果に基づいて、前記合成部が生成した前記出力信号のフィルタ処理を行うフィルタ部、をさらに備えることを特徴とする。

本発明である受信装置によれば、両側波帯に混入した雑音を除去または低減することができる。

音声信号で変調して得られた両側波帯振幅変調信号と、この両側波帯振幅変調信号に混入した雑音成分との、周波数に対する信号強度のスペクトルを模式的に示す図である。 本発明の一実施形態である受信装置の機能構成を示すブロック図である。 同実施形態における同相成分抽出部の機能構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の一実施形態は、両側波帯（上側波帯および下側波帯）を含む振幅変調信号（両側波帯振幅変調信号）を受信してこの両側波帯振幅変調信号を復調することにより、上側波帯に対する第１信号と、下側波帯に対する第２信号とを抽出し、これら第１信号および第２信号に基づいて雑音成分を除去または低減する受信装置である。本実施形態では、両側波帯振幅変調信号として、従来の変調装置により音声信号で搬送波を振幅変調して得られた信号とする。

まず、本実施形態である受信装置が受信する信号について説明する。本実施形態である受信装置が受信する信号は、両側波帯振幅変調信号およびこの両側波帯振幅変調信号に混入した雑音成分である。雑音成分は、外来する妨害波によるノイズ信号の混入、隣接する周波数帯からの信号の混入等により発生する。
図１は、音声信号で変調して得られた両側波帯振幅変調信号と、この両側波帯振幅変調信号に混入した雑音成分との、周波数に対する信号強度のスペクトルを模式的に示す図である。同図に示すように、両側波帯振幅変調信号の周波数スペクトルは、搬送波の信号と、搬送波の周波数よりもベースバンド信号（例えば、音声信号）の周波数だけ高い信号である上側波帯の信号と、搬送波の周波数よりもベースバンド信号の周波数だけ低い信号である下側波帯の信号との、各周波数スペクトルを含む。さらに、搬送波よりも高い周波数領域内に、上側波雑音成分（第１雑音成分）の周波数スペクトルが存在する。また、搬送波よりも低い周波数領域内に、下側波雑音成分（第２雑音成分）の周波数スペクトルが存在する。上側波雑音成分および下側雑音成分は、互いに独立に混入する場合がある。よって、上側波雑音成分および下側雑音成分の周波数帯域および雑音の強度は互いに異なる場合がある。同図は、上側波雑音成分および下側雑音成分が互いに独立していることを示すとともに、上側波雑音成分および下側雑音成分が互いに異なる強度を有し、上側波雑音成分が上側波帯に部分的に混入し、下側波雑音成分が下側波帯に部分的に混入している様子を示している。

次に、本実施形態である受信装置の構成について説明する。
図２は、本実施形態である受信装置の機能構成を示すブロック図である。同図に示すように、受信装置１は、制御部１０と、検波部２０と、雑音解析部３０と、記憶部４０と、帯域分割部５０と、同相成分抽出部６０と、第１信号遅延部７０Ｕと、第２信号遅延部７０Ｌと、第１無相関信号抽出部８０Ｕと、第２無相関信号抽出部８０Ｌと、ゲイン調整部９０と、合成部１００と、フィルタ部１１０とを備える。ただし、受信装置１は、複数の同相成分抽出部６０を備える。よって、本実施形態において、複数の同相成分抽出部６０を、同相成分抽出部６０−１〜６０−ｎ（ｎは２以上の整数、以下同様。）と記載する。また、複数の同相成分抽出部６０を、まとめて同相成分抽出部と呼ぶこともある。

また、ゲイン調整部９０は、同相成分ゲイン調整部９１と、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕと、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌとを備える。ただし、ゲイン調整部９０は、複数の同相成分ゲイン調整部９１を備える。よって、本実施形態において、複数の同相成分ゲイン調整部９１を、同相成分ゲイン調整部９１−１〜９１−ｎと記載する。また、複数の同相成分ゲイン調整部９１を、まとめて同相成分ゲイン調整部と呼ぶこともある。

また、第１無相関信号抽出部８０Ｕおよび第２無相関信号抽出部８０Ｌを、まとめて無相関信号抽出部と呼ぶこともある。

検波部２０は、放送された両側波帯振幅変調波を図示しない受信アンテナで受信することにより得られた両側波帯振幅変調信号を取り込み、この両側波帯振幅変調信号を復調して、上側波帯に対する第１信号および下側波帯に対する第２信号を抽出する。これら第１信号および第２信号には、雑音成分が含まれているものとする。すなわち、第１信号および第２信号間で同相な信号（同相成分信号）をＣ（ボールド体）、無相関な信号（第１無相関信号、第２無相関信号）をそれぞれＵ（ボールド体）_０，Ｌ（ボールド体）_０とすると、第１信号Ｕ（ボールド体）および第２信号Ｌ（ボールド体）は、下記の式（１）で表される。なお、“（ボールド体）”との記載は、その直前の文字がボールド体であることを表し、その文字がベクトルであることを示す。

両側波帯振幅変調信号における両側波帯に雑音成分の一部が重畳される場合、同相成分信号Ｃは、ベースバンド信号と雑音成分の一部とを含む。また、第１無相関信号Ｕ（ボールド体）_０および第２無相関信号Ｌ（ボールド体）_０は、雑音成分の上記一部を除く部分を含む。

検波部２０は、第１信号を、帯域分割部５０と雑音解析部３０と第１信号遅延部７０Ｕとに供給し、第２信号を、帯域分割部５０と雑音解析部３０と第２信号遅延部７０Ｌとに供給する。

雑音解析部３０は、検波部２０が供給する第１信号および第２信号を取り込み、これら第１信号および第２信号に基づいて雑音成分を解析する。そして、雑音解析部３０は、その解析結果に基づいて、ゲイン調整部９０に対するゲイン設定値と、フィルタ部１１０に対するフィルタ係数とを決定し、これらゲイン設定値およびフィルタ係数を記憶部４０に記憶させる。ゲイン設定値は、同相成分ゲイン調整部９１−１〜９１−ｎそれぞれと、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕと、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌとの、それぞれに対するゲイン（利得）を決定するための、ゲイン調整部ごとの設定情報である。つまり、ゲイン設定値は、周波数帯域ごとの設定情報である。ゲインは、例えば、入力信号と出力信号との比をデシベル（ｄＢ）で表したものである。各ゲイン設定値は、例えば、“０”から“９”までのいずれかの整数値であり、値が大きいほどゲインが大きいことを示す。また、ゲインが０ｄＢになるゲイン設定値を、中間の値（例えば“５”）とする。

具体的に、例えば、雑音解析部３０は、第１信号と第２信号との差分信号を生成し、この差分信号に基づいて雑音成分の周波数領域（推定雑音領域）を求める。差分信号は、検波部２０が出力した信号に含まれる雑音成分の全部または一部を含む。前記の式（１）によれば、差分信号は、例えば、Ｕ（ボールド体）−Ｌ（ボールド体）＝Ｕ（ボールド体）_０−Ｌ（ボールド体）_０である。そして、雑音解析部３０は、第１信号および第２信号それぞれの推定雑音領域における信号（推定雑音信号）に基づいて、雑音成分の性質を判定する。例えば、雑音解析部３０は、推定雑音信号から、あらかじめ決定されている所定の時間よりも短い時間で信号強度が所定レベル以上である信号を検出した場合、この検出した信号（検出信号）がパルス性の雑音成分であると判定する。また、例えば、通常の楽音等では、広域成分が低域成分よりも低いレベルである一方、パルス性の雑音では、広域成分が低域成分よりも高いレベルであるという性質を利用し、雑音解析部３０は、所定の短時間内で平均レベルよりも大きなレベルを有する広域成分を、パルス性の雑音成分であると判定する。また、例えば、雑音解析部３０は、自己回帰誤差（信号を線形予測した場合の残差信号）が大きくなる成分をパルス性雑音成分であると判定する。また、例えば、雑音解析部３０は、推定雑音信号から、あらかじめ決定されている所定の周波数範囲よりも広い範囲に渡って略一定の信号強度を有する信号を検出した場合、この検出信号がホワイトノイズ性の雑音成分であると判定する。

雑音解析部３０は、比較的広い周波数範囲に渡って雑音成分が分布していると判定した場合、つまり、推定雑音信号から検出した信号（検出信号）がパルスノイズでないと判定した場合、検出信号のレベルを小さくするためのゲイン設定値を決定する。例えば、雑音解析部３０は、オペレータ（評価者、使用者等）による主観評価に伴う任意のイコライジング操作にしたがって、推定雑音領域に該当する周波数帯域に対するゲインを小さくしたり、また、その推定雑音領域に該当しない周波数領域に対するゲインを大きくしたりして、ゲイン設定値を決定する。または、雑音解析部３０は、例えば、検出信号のレベルを一定割合小さくするよう当該ゲイン設定値を決定する。このようにして、雑音解析部３０は、同相成分ゲイン調整部９１−１〜９１−ｎそれぞれと、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕと、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌとに対する各ゲイン設定値を決定し、これらゲイン設定値を記憶部４０に記憶させる。

また、雑音解析部３０は、推定雑音信号から検出された信号がパルスノイズであると判定した場合、検出信号を除去またはこの検出信号のレベルを小さくするための、フィルタ部１１０に対するフィルタ係数を決定する。例えば、雑音解析部３０は、オペレータによる操作にしたがって任意にフィルタ係数を決定する。または、雑音解析部３０は、例えば、推定雑音領域と検出信号のレベルとに基づいてフィルタ係数を決定する。雑音解析部３０は、決定したフィルタ係数を記憶部４０に記憶させる。

記憶部４０は、同相成分ゲイン調整部９１−１〜９１−ｎそれぞれと、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕと、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌとに対する各ゲイン設定値を記憶する。また、記憶部４０は、フィルタ１１０に対するフィルタ係数を記憶する。記憶部４０は、例えば、半導体記憶装置（例えば、不揮発性メモリ）により実現される。

帯域分割部５０は、検波部２０が供給する第１信号および第２信号を取り込み、これら第１信号および第２信号それぞれを所定の帯域ごとに分割して、複数の帯域信号を生成する。ベースバンド信号が音声信号である場合、帯域分割部５０は、例えば、第１信号および第２信号それぞれを固定幅の帯域ごとに分割して、複数の帯域信号を生成する。具体的に、帯域分割部５０は、例えば、第１信号を、０Ｈｚ以上１．５ＫＨｚ未満の第１帯域、１．５ＫＨｚ以上３．０ＫＨｚ未満の第２帯域、３．０ＫＨｚ以上４．５ＫＨｚ未満の第３帯域、４．５ＫＨｚ以上６．０ＫＨｚ未満の第４帯域、６．０ＫＨｚ以上７．５ＫＨｚ未満の第５帯域、および７．５ＫＨｚ以上９．０ＫＨｚ未満の第６帯域に分割して、６つの第１帯域信号を生成する。同様に、帯域分割部５０は、第２信号を上記６つの帯域に分割して、６つの第２帯域信号を生成する。以下の説明において、第１帯域〜第６帯域を、０Ｈｚ〜１．５ＫＨｚ、１．５ＫＨｚ〜３．０ＫＨｚ、３．０ＫＨｚ〜４．５ＫＨｚ、４．５ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚ、６．０ＫＨｚ〜７．５ＫＨｚ、および７．５ＫＨｚ〜９．０ＫＨｚと記載する。なお、帯域分割部５０は、上記の例に限らず、さらに細かく（分割数を大きく）帯域を分割してもよいし、非固定幅の帯域で分割してもよい。帯域分割の方法は、設計等により適宜決定される。

帯域分割部５０は、同一帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を、同相成分抽出部６０に供給する。例えば、０Ｈｚ〜１．５ＫＨｚの第１帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を、同相成分抽出部６０−１に供給する。また、１．５ＫＨｚ〜３．０ＫＨｚの第２帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を、同相成分抽出部６０−２に供給する。また、３．０ＫＨｚ〜４．５ＫＨｚの第３帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を、同相成分抽出部６０−３に供給する。また、４．５ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの第４帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を、同相成分抽出部６０−４に供給する。また、６．０ＫＨｚ〜７．５ＫＨｚの第５帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を、同相成分抽出部６０−５に供給する。また、７．５ＫＨｚ〜９．０ＫＨｚの第６帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を、同相成分抽出部６０−６に供給する。帯域分割部５０は、例えば、直交ミラーフィルタ等のフィルタバンクにより実現される。

同相成分抽出部６０は、帯域分割部５０が供給する同一帯域における第１帯域信号および第２帯域信号を取り込み、これら第１帯域信号および第２帯域信号から、第１信号および第２信号間での当該帯域における同相成分の信号（同相成分信号）を抽出する。同相成分抽出部６０は、例えば、適応フィルタを用いて学習同定法による適応フィルタ処理を実行することにより、第１帯域信号および第２帯域信号から、第１信号および第２信号間での当該帯域における同相成分信号を抽出する。つまり、同相成分抽出部６０−１〜６０−ｎは、前記の式（１）における同相成分信号Ｃ（ボールド体）を抽出する。

そして、同相成分抽出部６０は、当該帯域における同相成分信号を、ゲイン調整部９０と第１無相関信号抽出部８０Ｕと第２無相関信号抽出部８０Ｌとに供給する。例えば、同相成分抽出部６０−１は、０Ｈｚ〜１．５ＫＨｚの第１帯域における同相成分信号をゲイン調整部９０と第１無相関信号抽出部８０Ｕと第２無相関信号抽出部８０Ｌとに供給する。また、同相成分抽出部６０−２は、１．５ＫＨｚ〜３．０ＫＨｚの第２帯域における同相成分信号をゲイン調整部９０と第１無相関信号抽出部８０Ｕと第２無相関信号抽出部８０Ｌとに供給する。また、同相成分抽出部６０−３は、３．０ＫＨｚ〜４．５ＫＨｚの第３帯域における同相成分信号をゲイン調整部９０と第１無相関信号抽出部８０Ｕと第２無相関信号抽出部８０Ｌとに供給する。また、同相成分抽出部６０−４は、４．５ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの第４帯域における同相成分信号をゲイン調整部９０と第１無相関信号抽出部８０Ｕと第２無相関信号抽出部８０Ｌとに供給する。また、同相成分抽出部６０−５は、６．０ＫＨｚ〜７．５ＫＨｚの第５帯域における同相成分信号をゲイン調整部９０と第１無相関信号抽出部８０Ｕと第２無相関信号抽出部８０Ｌとに供給する。また、同相成分抽出部６０−６は、７．５ＫＨｚ〜９．０ＫＨｚの第６帯域における同相成分信号をゲイン調整部９０と第１無相関信号抽出部８０Ｕと第２無相関信号抽出部８０Ｌとに供給する。同相成分抽出部６０の詳細については後述する。

第１信号遅延部７０Ｕは、検波部２０が供給する第１信号を取り込み、帯域分割部５０および同相成分抽出部６０それぞれの処理時間を加算して得られる合計処理時間分遅延させた第１信号を出力する遅延回路である。これにより、第１信号遅延部７０Ｕが出力する第１信号と、同相成分抽出部６０が出力する同相成分信号とは、同一時刻の信号として第１無相関信号抽出部８０Ｕに供給される。

同様に、第２信号遅延部７０Ｌは、検波部２０が供給する第２信号を取り込み、上記と同一の合計処理時間分遅延させた第２信号を出力する遅延回路である。これにより、第２信号遅延部７０Ｌが出力する第２信号と、同相成分抽出部６０が出力する同相成分信号とは、同一時刻の信号として第２無相関信号抽出部８０Ｌに供給される。

第１無相関信号抽出部８０Ｕは、同相成分抽出部６０−１〜６０−ｎそれぞれが供給する、各帯域の同相成分信号を取り込む。また、第１無相関信号抽出部８０Ｕは、第１信号遅延部７０Ｕが供給する、合計処理時間分遅延された第１信号を取り込む。そして、第１無相関信号抽出部８０Ｕは、同一時刻における、第１信号と全帯域にわたる同相成分信号との差分を第１無相関信号として抽出する。具体的に、第１無相関信号抽出部８０Ｕは、同一時刻における、第１信号から全帯域にわたる同相成分信号を減算した信号を第１無相関信号として抽出する。これにより、第１無相関信号抽出部８０Ｕは、前記の式（１）に示した第１信号Ｕ（ボールド体）から同相成分信号Ｃ（ボールド体）を差し引いた第１無相関信号Ｕ_０を得る。第１無相関信号抽出部８０Ｕは、第１無相関信号をゲイン調整部９０に供給する。

また、第２無相関信号抽出部８０Ｌは、同相成分抽出部６０−１〜６０−ｎから各帯域の同相成分信号を取り込む。また、第２無相関信号抽出部８０Ｌは、第２信号遅延部７０Ｌが供給する、合計処理時間分遅延された第２信号を取り込む。そして、第２無相関信号抽出部８０Ｌは、同一時刻における、第２信号と全帯域にわたる同相成分信号との差分を第２無相関信号として抽出する。具体的に、第２無相関信号抽出部８０Ｌは、同一時刻における、第２信号から全帯域にわたる同相成分信号を減算した信号を第２無相関信号として抽出する。これにより、第２無相関信号抽出部８０Ｌは、前記の式（１）に示した第２信号Ｌ（ボールド体）から同相成分信号Ｃ（ボールド体）を差し引いた第２無相関信号Ｌ_０を得る。第２無相関信号抽出部８０Ｌは、第２無相関信号をゲイン調整部９０に供給する。

制御部１０は、例えば、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）と、このＣＰＵが実行可能な制御プログラムを記憶したメモリとを含んで構成される。ＣＰＵは、メモリから制御プログラムを読み込んで実行することにより、制御部１０として機能する。制御部１０は、同相成分ゲイン調整部９１−１〜９１−ｎそれぞれと、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕと、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌとに対応する各ゲイン設定値を、記憶部４０から読み出す。そして、制御部１０は、それら読み出したゲイン設定値を、同相成分ゲイン調整部９１−１〜９１−ｎそれぞれと、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕと、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌとに設定する。また、制御部１０は、フィルタ係数を記憶部４０から読み出し、この読み出したフィルタ係数をフィルタ部１１０に設定する。

ゲイン調整部９０は、同相成分抽出部６０−１〜６０−ｎそれぞれが供給する帯域ごとの同相成分信号を取り込む。また、ゲイン調整部９０は、第１無相関信号抽出部８０Ｕが供給する第１無相関信号を取り込み、また、第２無相関信号抽出部８０Ｌが供給する第２無相関信号を取り込む。そして、ゲイン調整部９０は、帯域ごとの同相成分信号と、第１無相関信号と、第２無相関信号との各レベルを、記憶部４０に記憶されたゲイン設定値にしたがって調整する。

同相成分ゲイン調整部９１は、同相成分抽出部６０が供給する所定帯域における同相成分信号を取り込み、制御部１０によって設定されたゲインで同相成分信号のレベルを調整する。例えば、同相成分ゲイン調整部９１−１は、同相成分抽出部６０−１が供給する、０Ｈｚ〜１．５ＫＨｚの第１帯域における同相成分信号を取り込み、この同相成分信号のレベルを調整する。また、同相成分ゲイン調整部９１−２は、同相成分抽出部６０−２が供給する、１．５ＫＨｚ〜３．０ＫＨｚの第２帯域における同相成分信号を取り込み、この同相成分信号のレベルを調整する。また、同相成分ゲイン調整部９１−３は、同相成分抽出部６０−３が供給する、３．０ＫＨｚ〜４．５ＫＨｚの第３帯域における同相成分信号を取り込み、この同相成分信号のレベルを調整する。また、同相成分ゲイン調整部９１−４は、同相成分抽出部６０−４が供給する、４．５ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの第４帯域における同相成分信号を取り込み、この同相成分信号のレベルを調整する。また、同相成分ゲイン調整部９１−５は、同相成分抽出部６０−５が供給する、６．０ＫＨｚ〜７．５ＫＨｚの第５帯域における同相成分信号を取り込み、この同相成分信号のレベルを調整する。また、同相成分ゲイン調整部９１−６は、同相成分抽出部６０−６が供給する、７．５ＫＨｚ〜９．０ＫＨｚの第６帯域における同相成分信号を取り込み、この同相成分信号のレベルを調整する。

第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕは、第１無相関信号抽出部８０Ｕが供給する第１無相関信号を取り込み、制御部１０によって設定されたゲインで第１無相関信号のレベルを調整する。
第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌは、第２無相関信号抽出部８０Ｌが供給する第２無相関信号を取り込み、制御部１０によって設定されたゲインで第２無相関信号のレベルを調整する。

ゲイン調整部９０は、レベル調整後の、各帯域における同相成分信号と第１無相関信号と第２無相関信号とを合成部１００に供給する。例えば、同相成分ゲイン調整部９１−１は、０Ｈｚ〜１．５ＫＨｚの第１帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を合成部１００に供給する。また、同相成分ゲイン調整部９１−２は、１．５ＫＨｚ〜３．０ＫＨｚの第２帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を合成部１００に供給する。また、同相成分ゲイン調整部９１−３は、３．０ＫＨｚ〜４．５ＫＨｚの第３帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を合成部１００に供給する。また、同相成分ゲイン調整部９１−４は、４．５ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの第４帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を合成部１００に供給する。また、同相成分ゲイン調整部９１−５は、６．０ＫＨｚ〜７．５ＫＨｚの第５帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を合成部１００に供給する。また、同相成分ゲイン調整部９１−６は、７．５ＫＨｚ〜９．０ＫＨｚの第６帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を合成部１００に供給する。また、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕは、レベル調整後の第１無相関信号を合成部１００に供給する。また、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌは、レベル調整後の第２無相関信号を合成部１００に供給する。

合成部１００は、ゲイン調整部９０が供給する、レベル調整後の、各帯域における同相成分信号と第１無相関信号と第２無相関信号とを取り込む。例えば、合成部１００は、同相成分ゲイン調整部９１−１が供給する、０Ｈｚ〜１．５ＫＨｚの第１帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を取り込む。また、合成部１００は、同相成分ゲイン調整部９１−２が供給する、１．５ＫＨｚ〜３．０ＫＨｚの第２帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を取り込む。また、合成部１００は、同相成分ゲイン調整部９１−３が供給する、３．０ＫＨｚ〜４．５ＫＨｚの第３帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を取り込む。また、合成部１００は、同相成分ゲイン調整部９１−４が供給する、４．５ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの第４帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を取り込む。また、合成部１００は、同相成分ゲイン調整部９１−５が供給する、６．０ＫＨｚ〜７．５ＫＨｚの第５帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を取り込む。また、合成部１００は、同相成分ゲイン調整部９１−６が供給する、７．５ＫＨｚ〜９．０ＫＨｚの第６帯域におけるレベル調整後の同相成分信号を取り込む。また、合成部１００は、第１無相関信号ゲイン調整部９２Ｕが供給する、レベル調整後の第１無相関信号を取り込む。また、合成部１００は、第２無相関信号ゲイン調整部９２Ｌが供給する、レベル調整後の第２無相関信号を取り込む。

そして、合成部１００は、これらレベル調整後の、各帯域における同相成分信号と第１無相関信号と第２無相関信号とを加算して出力信号を生成し、この出力信号をフィルタ部１１０に供給する。

フィルタ部１１０は、合成部１００が供給する出力信号を取り込み、記憶部４０に記憶されたフィルタ係数に基づいて、その出力信号のフィルタ処理を行う。言い換えると、フィルタ部１１０は、雑音解析部３０による雑音成分の解析結果に基づいて、出力信号のフィルタ処理を行う。フィルタ部１１０による出力信号のフィルタ処理によって、出力信号からパルスノイズを除去または低減することができる。

図３は、同相成分抽出部６０の機能構成を示すブロック図である。同図に示すように、同相成分抽出部６０は、信号取得部６１Ｕと、信号取得部６１Ｌと、適応フィルタ部６２Ｕと、適応フィルタ部６２Ｌと、フィルタ係数生成部６３Ｕと、フィルタ係数生成部６３Ｌと、遅延部６４Ｕと、遅延部６４Ｌと、誤差信号検出部６５Ｕと、誤差信号検出部６５Ｌと、同相信号生成部６６と、信号出力部６７とを備える。

帯域分割部５０が供給する、所定帯域における時刻ｔでの第１帯域信号をＵ（ボールド体）（ｔ）、第２帯域信号をＬ（ボールド体）（ｔ）とする。
信号取得部６１Ｕは、時刻ｔにおける第１帯域信号Ｕ（ボールド体）（ｔ）を取り込み、この第１帯域信号Ｕ（ボールド体）（ｔ）を、適応フィルタ部６２Ｕとフィルタ係数生成部６３Ｕと遅延部６４Ｌとに供給する。
また、信号取得部６１Ｌは、時刻ｔにおける第２帯域信号Ｌ（ボールド体）（ｔ）を取り込み、この第２帯域信号Ｌ（ボールド体）（ｔ）を、適応フィルタ部６２Ｌとフィルタ係数生成部６３Ｌと遅延部６４Ｕとに供給する。

適応フィルタ部６２Ｕにはフィルタ係数生成部６３Ｕ、適応フィルタ部６２Ｌにはフィルタ係数生成部６３Ｌが、それぞれ接続されている。適応フィルタ部６２Ｕおよびフィルタ係数生成部６３Ｕと、適応フィルタ部６２Ｌおよびフィルタ係数生成部６３Ｌとのそれぞれは、適応フィルタ処理を実行することにより、適応的にフィルタ係数Ｈ（ボールド体）_Ｕおよびフィルタ係数Ｈ（ボールド体）_Ｌを得る。なお、上記の適応フィルタ処理には、例えば、Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｆｉｌｔｅｒ（ＦＩＲフィルタ）、Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｆｉｌｔｅｒ（ＩＩＲフィルタ）等の構成を適用することができ、諸条件を考慮して、適応フィルタ処理のフィルタ構成や更新アルゴリズムを適宜選択することができる。

適応フィルタ部６２Ｕが、第１帯域信号Ｕ（ボールド体）（ｔ）にフィルタ係数Ｈ（ボールド体）_Ｕを畳み込んで得る信号をＣ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）とする。また、適応フィルタ部６２Ｌが、第２帯域信号Ｌ（ボールド体）（ｔ）にフィルタ係数Ｈ（ボールド体）_Ｌを畳み込んで得る信号をＣ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）とする。

遅延部６４Ｕは、第２帯域信号Ｌ（ボールド体）（ｔ）をＭ／２（Ｍは適応フィルタ長、以下同様。）だけ遅延させた信号Ｌ（ボールド体）’（ｔ）を生成する。また、遅延部６４Ｌは、第１帯域信号Ｕ（ボールド体）（ｔ）をＭ／２だけ遅延させた信号Ｕ（ボールド体）’（ｔ）を生成する。

適応フィルタ部６２Ｕおよび適応フィルタ部６２Ｌは、信号Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）および信号Ｃ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を、それぞれ、誤差信号を計算するための誤差信号検出部６５Ｕおよび誤差信号検出部６５Ｌに供給する。また、遅延部６４Ｕおよび遅延部６４Ｌは、信号Ｌ（ボールド体）’（ｔ）および信号Ｕ（ボールド体）’（ｔ）を、それぞれ、誤差信号検出部６５Ｕおよび誤差信号検出部６５Ｌに供給する。

誤差信号検出部６５Ｕは、適応フィルタ部６２Ｕが供給する、信号Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）を取り込み、遅延部６４Ｕが供給する信号Ｌ（ボールド体）’（ｔ）を取り込む。そして、誤差信号検出部６５Ｕは、信号Ｌ（ボールド体）’（ｔ）から信号Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）を差し引いた誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）を生成する。また、誤差信号検出部６５Ｌは、信号Ｕ（ボールド体）’（ｔ）から信号Ｃ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を差し引いた誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を生成する。

誤差信号検出部６５Ｕおよび誤差信号検出部６５Ｌは、誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）および誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を、それぞれ、フィルタ係数生成部６３Ｕおよびフィルタ係数生成部６３Ｌにフィードバックする。フィルタ係数生成部６３Ｕおよび適応フィルタ部６２Ｕは、誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）を用いて、適応アルゴリズムにより逐次適応フィルタ部６２Ｕを更新して、信号Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）を生成する。また、フィルタ係数生成部６３Ｌおよび適応フィルタ部６２Ｌは、誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を用いて、適応アルゴリズムにより逐次適応フィルタ部６２Ｌを更新して、信号Ｃ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を生成する。

適応フィルタ部６２Ｕおよび適応フィルタ部６２Ｌは、それぞれ、信号Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）および信号Ｃ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を、同相信号生成部６６にも供給する。同相信号生成部６６は、適応フィルタ部６２Ｕおよび適応フィルタ部６２Ｌがそれぞれ供給する信号Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）および信号Ｃ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を取り込み、信号Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）および信号Ｃ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を加算する。そして、同相信号生成部６６は、その加算結果を０．５倍して得られる同相成分信号Ｃ（ボールド体）’（ｔ）を信号出力部６７に供給する。つまり、同相成分信号Ｃ（ボールド体）’（ｔ）は、（Ｃ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）＋Ｃ（ボールド体）_Ｌ（ｔ））／２である。

信号出力部６７は、同相信号生成部６６が供給する同相成分信号Ｃ（ボールド体）’（ｔ）を取り込み、この同相成分信号Ｃ（ボールド体）’（ｔ）を出力する。

同相成分抽出部６０は、信号取得部６１Ｕに入力される第１帯域信号Ｕ（ボールド体）（第１帯域信号Ｕ（ボールド体）＝Ｃ（ボールド体）＋Ｕ（ボールド体）_０）、および信号取得部６１Ｌに入力される第２帯域信号Ｌ（ボールド体）（第２帯域信号Ｌ（ボールド体）＝Ｃ（ボールド体）＋Ｌ（ボールド体）_０）に対して、それらの同相成分Ｃ（ボールド体）を抽出し、この同相成分信号Ｃ（ボールド体）を信号出力部６７から出力する。同相成分抽出部６０は、例えば、学習同定法（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ＮＬＭＳアルゴリズム）を適用した適応フィルタ処理を実行する。このとき、ステップサイズパラメータは、μ＝０．０1、Δ＝０．０００００１（＝１×１０^−６）である。そして、同相成分抽出部６０は、誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｕ（ｔ）および誤差信号ｅ（ボールド体）_Ｌ（ｔ）を最小にするよう更新することにより、同相成分信号Ｃ（ボールド体）を生成する。適応フィルタ部６２Ｕおよび適応フィルタ部６２Ｌにおけるフィルタ係数Ｈ（ボールド体）_ＵおよびＨ（ボールド体）_Ｌは、それぞれ、下記の式（２）および式（３）に表すとおりである。

以上詳述したとおり、本発明の一実施形態である受信装置１は、受信した両側波帯振幅変調信号を復調して、上側波帯に対する第１信号および下側波帯に対する第２信号を抽出する検波部２０を備える。そして、受信装置１は、第１信号および第２信号それぞれを帯域ごとに分割して複数の帯域信号を生成する帯域分割部５０と、複数の帯域信号から、第１信号および第２信号間での帯域ごとの同相成分信号を抽出する同相成分抽出部６０−１〜６０−ｎとを備える。そして、受信装置１は、第１信号と各同相成分信号との差分を第１無相関信号として抽出する第１無相関信号抽出部８０Ｕと、第２信号と各同相成分信号との差分を第２無相関信号として抽出する第２無相関信号抽出部８０Ｌとを備える。そして、受信装置１は、各同相成分信号ならびに第１無相関信号および第２無相関信号のレベルを調整するゲイン調整部９０と、レベル調整後の、各同相成分信号ならびに第１無相関信号および第２無相関信号を加算して出力信号を生成する合成部９０とを備えた。

このように構成することにより、受信装置１は、上側波帯および下側波帯に混入した雑音成分を含む両側波帯振幅変調信号を復調することにより得られた第１信号および第２信号から、帯域ごとの同相成分信号と無相関信号（第１無相関信号および第２無相関信号）とを抽出する。そして、受信装置１は、帯域ごとの同相成分信号と第１無相関信号と第２無相関信号との加算割合を調整することによって、雑音成分を除去または低減することができる。
したがって、受信装置１は、両側波帯に混入した雑音を除去または低減することができる。

また、本発明の一実施形態である受信装置１は、第１信号および第２信号の差分に基づいて雑音成分を解析する雑音解析部３０をさらに備える。そして、ゲイン調整部９０は、雑音解析部３０による雑音成分の解析結果に基づいてレベルを調整する。ここで、雑音解析部３０は、両側波帯に混入した雑音成分の性質を判定する。例えば、雑音解析部３０は、雑音成分がホワイトノイズ性の雑音であるか、パルス性の雑音であるかを判定する。ゲイン調整部９０は、雑音成分がホワイトノイズ性の雑音である場合に、帯域ごとに決定したゲインで各同相成分信号と第１無相関信号と第２無相関信号との各レベルを調整する。
このように、受信装置１は、効果的にホワイトノイズ性の雑音成分を除去または低減することができる。

また、本発明の一実施形態である受信装置１は、雑音解析部３０による雑音成分の解析結果に応じた、ゲイン調整部９０のゲイン設定値を記憶する記憶部４０と、記憶部４０からゲイン設定値を読み出して、このゲイン設定値をゲイン調整部９０に設定する制御部１０とをさらに備える。そして、ゲイン調整部９０は、制御部１０が設定したゲイン設定値にしたがってレベルを調整する。
このように構成することにより、受信装置１は、ゲイン調整部９０に設定されるゲイン設定値を記憶しておくことができる。よって、受信装置１は、生産時、音質評価時、設置時等において評価し決定したゲイン設定値を保持し、任意にゲイン調整部９０に設定することができる。

また、本発明の一実施形態である受信装置１は、雑音解析部３０による雑音成分の解析結果に基づいて、合成部１００が生成した出力信号のフィルタ処理を行うフィルタ部１１０をさらに備える。フィルタ部１１０は、雑音成分がパルス性の雑音である場合に、雑音解析部３０が決定したフィルタ係数を適用して雑音を除去または低減する。
このように構成することにより、受信装置１は、ホワイトノイズ性の雑音とパルス性の雑音との両方を除去または低減することができる。

なお、上述した実施形態において、記憶部４０に、ゲイン調整部９０に対する複数種類のゲイン設定値を記憶させるようにしてもよい。例えば、受信装置１の評価実験等によって決定された複数種類のゲイン設定値を、あらかじめ記憶部４０に記憶させておく。この場合、受信装置１は、オペレータによる操作を受け付ける操作部を備える。そして、受信装置１は、オペレータによる操作部の操作にしたがって制御部１０を制御し、制御部１０に、所望のゲイン設定値を記憶部４０から読み出させてゲイン調整部９０に設定させる。

同様に、記憶部４０に、フィルタ部１１０に対する複数種類のフィルタ係数を記憶させるようにしてもよい

また、受信装置１は、フィルタ部１１０および記憶部４０またはいずれかを含まない構成としてもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はその実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ 受信装置
１０ 制御部
２０ 検波部
３０ 雑音解析部
４０ 記憶部
５０ 帯域分割部
６０−１〜６０−ｎ 同相成分抽出部
６１Ｕ，６１Ｌ 信号取得部
６２Ｕ，６２Ｌ 適応フィルタ部
６３Ｕ，６３Ｌ フィルタ係数生成部
６４Ｕ，６４Ｌ 遅延部
６５Ｕ，６５Ｌ 誤差信号検出部
６６ 同相信号生成部
６７ 信号出力部
７０Ｕ 第１信号遅延部
７０Ｌ 第２信号遅延部
８０Ｕ 第１無相関信号抽出部
８０Ｌ 第２無相関信号抽出部
９０ ゲイン調整部
９１−１〜９１−ｎ 同相成分ゲイン調整部
９２Ｕ 第１無相関信号ゲイン調整部
９２Ｌ 第２無相関信号ゲイン調整部
１００ 合成部
１１０ フィルタ部

Claims (5)

1. 受信した両側波帯振幅変調信号を復調して、上側波帯に対する第１信号および下側波帯に対する第２信号を抽出する検波部と、
   前記検波部が抽出した前記第１信号および前記第２信号それぞれを帯域ごとに分割して複数の帯域信号を生成する帯域分割部と、
   前記帯域分割部が生成した前記複数の帯域信号から、前記第１信号および前記第２信号間での前記帯域ごとの同相成分の信号を抽出する同相成分抽出部と、
   前記第１信号と前記同相成分抽出部が抽出した各同相成分の信号との差分を第１無相関信号として抽出するとともに、前記第２信号と前記各同相成分の信号との差分を第２無相関信号として抽出する無相関信号抽出部と、
   前記各同相成分の信号ならびに前記無相関信号抽出部が抽出した前記第１無相関信号および前記第２無相関信号のレベルを調整するゲイン調整部と、
   前記ゲイン調整部がそれぞれ前記レベルを調整した、各同相成分の信号ならびに第１無相関信号および第２無相関信号を加算して出力信号を生成する合成部と、
   を備える受信装置。
2. 前記同相成分抽出部は、前記帯域ごとに学習同定法による適応フィルタ処理を実行することによって、前記複数の帯域信号から、前記第１信号および前記第２信号間での前記帯域ごとの前記同相成分の信号を抽出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記検波部が抽出した前記第１信号および前記第２信号の差分に基づいて雑音成分を解析する雑音解析部をさらに備え、
   前記ゲイン調整部は、前記雑音解析部による前記雑音成分の解析結果に基づいて前記レベルを調整する、
   ことを特徴とする請求項１または２いずれか記載の受信装置。
4. 前記雑音解析部による前記雑音成分の解析結果に応じた、前記ゲイン調整部のゲイン設定値を記憶する記憶部と、
   前記記憶部から前記ゲイン設定値を読み出して、前記ゲイン設定値を前記ゲイン調整部に設定する制御部と、
   をさらに備え、
   前記ゲイン調整部は、前記制御部が設定した前記ゲイン設定値にしたがって前記レベルを調整する、
   ことを特徴とする請求項３記載の受信装置。
5. 前記雑音解析部による前記雑音成分の解析結果に基づいて、前記合成部が生成した前記出力信号のフィルタ処理を行うフィルタ部、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の受信装置。

Images