JP2018196027A - Reception signal processing apparatus, reception signal processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信信号処理装置、受信信号処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a received signal processing device, a received signal processing method, and a program.
近年、電子制御により様々な処理をおこなうシステムが増加しており、更なる性能向上に向けて高速な制御を行う技術が採用されている。このような、高速な制御においては、高い周波数を使ったCPU(Central Processing Unit)等を用いて、演算処理の速度を高める必要がある。 In recent years, systems that perform various processes by electronic control are increasing, and a technique for performing high-speed control for further performance improvement is employed. In such high-speed control, it is necessary to increase the speed of arithmetic processing using a CPU (Central Processing Unit) using a high frequency.
ところで、CPU動作時においては、クロック信号や内部信号が電磁波を放出する。高周波で動作するCPUが無線通信の処理装置として用いられた場合には、ノイズ源が無線通信で用いられる信号に干渉してしまう場合があった。特に、アナログ無線通信は、エラー訂正を行う機能を持たないリアルタイム通信であることから、不要な電磁波の影響が生じやすい。これに対する対策として、ノイズ源のレベルを低減させたり、不要な電磁波が伝達する経路を遮断させたり、クロック周波数を変更することにより不要な電磁波の周波数を変更したりすることが考えられる。例えば、特許文献1には、信号成分がもつ周波数の帯域に含まれるノイズ成分のレベルを精度良く検出する技術が開示されている。 By the way, during the CPU operation, the clock signal and the internal signal emit electromagnetic waves. When a CPU operating at a high frequency is used as a processing device for wireless communication, a noise source may interfere with a signal used for wireless communication. In particular, analog wireless communication is a real-time communication that does not have a function for error correction, and therefore is easily affected by unnecessary electromagnetic waves. As countermeasures against this, it is conceivable to reduce the level of a noise source, block a path through which unnecessary electromagnetic waves are transmitted, or change the frequency of unnecessary electromagnetic waves by changing the clock frequency. For example, Patent Document 1 discloses a technique for accurately detecting the level of a noise component included in a frequency band of a signal component.
しかしながら、従来の技術では、受信帯域において中心周波数の近傍の周波数をもつノイズ源が混入された場合には、受信品質が十分に保てないことがあった。 However, in the conventional technique, when a noise source having a frequency near the center frequency in the reception band is mixed, the reception quality may not be sufficiently maintained.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、受信品質の劣化を抑制することができる受信信号処理装置、受信信号処理方法、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a received signal processing device, a received signal processing method, and a program capable of suppressing deterioration in received quality. .
(1):受信信号に含まれる放送の音信号が有音であるか無音であるかを判定する判定部(例えば、実施形態の無音判定部238)と、前記判定部により前記音信号が無音であると判定された場合に前記受信信号から前記放送の制御信号を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去する除去部(例えば、実施形態のノイズ特定部237、遅延部235、及び加算器236)と、を備える受信信号処理装置。 (1): a determination unit (for example, the silence determination unit 238 of the embodiment) that determines whether the broadcast sound signal included in the received signal is sounded or silent, and the sound signal is silenced by the determination unit A removal unit that removes a noise component extracted from the received signal based on a signal obtained by reducing the broadcast control signal from the received signal (for example, the noise specifying unit 237 and the delay unit of the embodiment) 235 and an adder 236).
(2):受信信号に含まれる音信号が有音であるか無音であるかを判定する判定部(例えば、実施形態の無音判定部238)と、前記判定部により前記音信号が無音であると判定された場合に前記受信信号から所定の正弦波成分を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去する除去部(例えば、実施形態のノイズ特定部237、遅延部235、及び加算器236)と、を備える受信信号処理装置。 (2): a determination unit (for example, the silence determination unit 238 of the embodiment) that determines whether the sound signal included in the received signal is sounded or silent, and the sound signal is silent by the determination unit A removal unit that removes a noise component extracted from the received signal based on a signal obtained by reducing a predetermined sine wave component from the received signal (for example, the noise specifying unit 237, the delay unit 235 of the embodiment, And an adder 236).
(3):(2)において、前記所定の正弦波成分は、少なくとも前記受信信号のキャリア信号に対応する正弦波成分であるもの。 (3): In (2), the predetermined sine wave component is a sine wave component corresponding to at least the carrier signal of the received signal.
(4):(1)から(3)のいずれか1つにおいて、前記特定部により特定された前記ノイズ成分に関する情報を記憶する記憶部(例えば、実施形態のノイズ信号記憶部239)と、を更に備え、前記除去部は、前記判定部により前記音信号が有音であると判定された場合、前記記憶部に記憶させた前記ノイズ成分に関する情報に基づいて、前記受信信号から前記ノイズ成分を除去するもの。 (4): In any one of (1) to (3), a storage unit (for example, the noise signal storage unit 239 of the embodiment) that stores information regarding the noise component specified by the specifying unit; The removing unit further includes the noise component from the received signal based on information on the noise component stored in the storage unit when the sound signal is determined to be sound by the determining unit. What to remove.
(5):(1)から(4)のいずれか1つにおいて、前記受信信号は、FM変調方式により変調された受信信号であるもの。 (5): In any one of (1) to (4), the received signal is a received signal modulated by an FM modulation method.
(6):コンピュータが、受信信号に含まれる音信号が有音であるか無音であるかを判定し、前記音信号が無音であると判定した場合に、前記受信信号から所定の正弦波成分を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去する、受信信号処理方法。 (6): When the computer determines whether the sound signal included in the received signal is sounded or silent, and determines that the sound signal is silent, a predetermined sine wave component from the received signal A received signal processing method for removing a noise component to be extracted based on a signal with reduced noise from the received signal.
(7):コンピュータに、受信信号に含まれる音信号が有音であるか無音であるかを判定させ、前記音信号が無音であると判定された場合に、前記受信信号から所定の正弦波成分を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去させる、プログラム。 (7): Lets the computer determine whether the sound signal included in the received signal is sounded or silenced, and if it is determined that the sound signal is silent, a predetermined sine wave from the received signal The program which removes the noise component extracted based on the signal which reduced the component from the said received signal.
(1)〜(7)によれば、放送信号に含まれる音信号が無音である期間を利用して放送信号に含まれるノイズ成分を特定することにより、受信品質の劣化を抑制することができる。 According to (1) to (7), by specifying a noise component included in the broadcast signal using a period in which the sound signal included in the broadcast signal is silent, deterioration in reception quality can be suppressed. .
以下、図面を参照し、本発明の受信信号処理装置、受信信号処理方法、及びプログラムの実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a received signal processing device, a received signal processing method, and a program according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態では、送受信に用いられる信号としてFMステレオ放送信号を例に説明する。しかしながら、これに限定されなることはなく、送受信に用いられる信号は、信号に含まれる音声の有無が検出可能なものであればよい。例えば、送受信に用いられる信号は、FMモノラル信号であってもよいし、AMステレオ信号や、AMモノラル信号であってもよい。 In the present embodiment, an FM stereo broadcast signal will be described as an example of a signal used for transmission / reception. However, the present invention is not limited to this, and a signal used for transmission / reception may be any signal that can detect the presence or absence of sound included in the signal. For example, the signal used for transmission / reception may be an FM monaural signal, an AM stereo signal, or an AM monaural signal.
図1は、実施形態に係る送信信号処理装置10の構成を示す構成図である。図1に示すように、送信信号処理装置10は、ベースバンド送信処理部11と、FM変調部12と、直交変調部13と、を備える。また、送信信号処理装置10は、音信号などのアナログ信号をAD(Analog-to-Digital)変換させたデジタル信号に基づいて、デジタル信号処理を行う。送信信号処理装置10は、実施形態に係る受信信号処理装置20が処理を行うFMステレオ放送信号を生成する。送信信号処理装置10は、例えば、FMラジオ放送局に設置され、放送内容の音声を電気信号に変換する信号処理装置である。送信信号処理装置10により変換された電気信号は、図示しないRFフロントエンド部により搬送帯域の電波に重畳され、図示しないアンテナにより送信される。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a transmission signal processing device 10 according to the embodiment. As illustrated in FIG. 1, the transmission signal processing device 10 includes a baseband transmission processing unit 11, an FM modulation unit 12, and an orthogonal modulation unit 13. The transmission signal processing apparatus 10 performs digital signal processing based on a digital signal obtained by AD (Analog-to-Digital) conversion of an analog signal such as a sound signal. The transmission signal processing device 10 generates an FM stereo broadcast signal that is processed by the reception signal processing device 20 according to the embodiment. The transmission signal processing device 10 is a signal processing device that is installed in, for example, an FM radio broadcasting station and converts sound of broadcast content into an electrical signal. The electrical signal converted by the transmission signal processing device 10 is superimposed on the radio wave in the carrier band by an RF front end unit (not shown) and transmitted by an antenna (not shown).
ベースバンド送信処理部11は、例えば、プリエンファシス部110および112と、加算器111および117と、減算器113と、サブキャリア変調部114と、逓倍部115と、バンドパスフィルタ116と、を備える。 The baseband transmission processing unit 11 includes, for example, pre-emphasis units 110 and 112, adders 111 and 117, a subtractor 113, a subcarrier modulation unit 114, a multiplication unit 115, and a bandpass filter 116. .
ベースバンド送信処理部11には、Lチャネルのステレオ音声と、Rチャネルのステレオ音声と、ステレオパイロット信号(例えば、19[kHz]の周波数をもつ正弦波)とのそれぞれに対応する信号が入力される。FMステレオ放送では、メイン信号(和信号)(L+R)とサブ信号(差信号)(L‐R)とを、周波数帯域を分けて送信する。ここで、「L」はLチャネルの音信号であり、「R」はRチャネルの音信号である。例えば、メイン信号は、音声帯域に相当する周波数帯域(例えば、20[Hz]〜15[kHz])で送信される。サブ信号は、ステレオパイロット信号の逓倍に相当する周波数帯域(例えば、38[kHz]を中心とした帯域)で送信される。また、FMステレオ放送では、モノラル放送ではなく、ステレオ信号であることを示すステレオパイロット信号が送信される。 The baseband transmission processing unit 11 receives signals corresponding to L-channel stereo sound, R-channel stereo sound, and a stereo pilot signal (for example, a sine wave having a frequency of 19 [kHz]). The In FM stereo broadcasting, a main signal (sum signal) (L + R) and a sub signal (difference signal) (LR) are transmitted by dividing the frequency band. Here, “L” is an L channel sound signal, and “R” is an R channel sound signal. For example, the main signal is transmitted in a frequency band (for example, 20 [Hz] to 15 [kHz]) corresponding to the voice band. The sub signal is transmitted in a frequency band corresponding to multiplication of the stereo pilot signal (for example, a band centered on 38 [kHz]). In FM stereo broadcast, a stereo pilot signal indicating that the signal is a stereo signal is transmitted instead of a monaural broadcast.
プリエンファシス部110は、入力信号に対して入力信号が有する周波数の高域側となる部分を増幅する。周波数変調を行う時に発生する三角雑音により変調信号の周波数の高域側のSNR(signal-to-noise ratio、信号対雑音比)が劣化するのを補正する目的で、あらかじめ入力信号の周波数の高域側の変調度を増幅させるようにするためである。プリエンファシス部110には、Lチャネルのステレオ音声が入力される。プリエンファシス部112については、機能についてはプリエンファシス部110と同様であるため、その説明を省略する。プリエンファシス部112には入力信号が、Rチャネルのステレオ音声が入力される。 The pre-emphasis unit 110 amplifies a portion on the high frequency side of the frequency of the input signal with respect to the input signal. In order to correct the deterioration of the signal-to-noise ratio (SNR) on the high frequency side of the frequency of the modulation signal due to triangular noise generated when performing frequency modulation, the frequency of the input signal is increased in advance. This is to amplify the modulation degree on the band side. L channel stereo sound is input to the pre-emphasis unit 110. The function of the pre-emphasis unit 112 is the same as that of the pre-emphasis unit 110, and a description thereof will be omitted. The pre-emphasis unit 112 receives an input signal and R channel stereo sound.
加算器111は、二つの入力信号を加算した信号を出力する。加算器111には、プリエンファシス部110、およびプリエンファシス部112からの信号がそれぞれ入力される。加算器111は、これらの二つの入力信号を加算した信号、つまり、メイン信号(L+R)を出力する。 The adder 111 outputs a signal obtained by adding two input signals. The adder 111 receives signals from the pre-emphasis unit 110 and the pre-emphasis unit 112, respectively. The adder 111 outputs a signal obtained by adding these two input signals, that is, a main signal (L + R).
減算器113は、二つの入力信号を減算した信号を出力する。減算器113には、プリエンファシス部110、およびプリエンファシス部112からの信号がそれぞれ入力される。加算器111は、これらの二つの入力信号を減算した信号、つまり、サブ信号(L−R)を出力する。 The subtractor 113 outputs a signal obtained by subtracting two input signals. The subtractor 113 receives signals from the pre-emphasis unit 110 and the pre-emphasis unit 112, respectively. The adder 111 outputs a signal obtained by subtracting these two input signals, that is, a sub-signal (LR).
サブキャリア変調部114は、入力信号を、特定の周波数をもつ基準周波数信号を用いて振幅変調する。サブキャリア変調部114には、入力信号として、サブ信号(L−R)が入力される。また、サブキャリア変調部114には、基準周波数をもつ基準信号として、後述するバンドパスフィルタ116からの信号が入力される。バンドパスフィルタ116からの基準信号は、基準周波数(例えば、38[kHz])をもつ正弦波である。つまり、サブキャリア変調部114は、サブ信号を基準信号で振幅変調した信号を出力する。 The subcarrier modulation unit 114 modulates the amplitude of the input signal using a reference frequency signal having a specific frequency. A sub signal (LR) is input to the sub carrier modulation unit 114 as an input signal. In addition, a signal from a bandpass filter 116 described later is input to the subcarrier modulation unit 114 as a reference signal having a reference frequency. The reference signal from the band pass filter 116 is a sine wave having a reference frequency (for example, 38 [kHz]). That is, the subcarrier modulation unit 114 outputs a signal obtained by amplitude-modulating the sub signal with the reference signal.
逓倍部115は、入力信号に対し入力信号がもつ周波数の帯域を逓倍にする。例えば、逓倍部115は、入力信号のサンプリング周波数の二倍の周波数でサンプリング(アップサンプリング)を行う。これにより、逓倍部115は、入力信号の周波数と、入力信号の二倍の周波数とを含む信号を出力する。 The multiplier 115 multiplies the frequency band of the input signal with respect to the input signal. For example, the multiplication unit 115 performs sampling (upsampling) at a frequency twice the sampling frequency of the input signal. As a result, the multiplier 115 outputs a signal including the frequency of the input signal and the frequency twice the input signal.
バンドパスフィルタ116は、入力信号に対し所定の周波数帯域の周波数をもつ信号を通過させ、所定の周波数帯域外の周波数をもつ信号を遮断させる。たとえば、バンドパスフィルタ116は、逓倍部115からの信号に対し、逓倍部115に入力させた信号の二倍の周波数をもつ信号を通過させ、逓倍部115に入力させた信号がもっていた元の周波数をもつ信号を遮断させる。つまり、バンドパスフィルタ116は、逓倍部115に入力させたステレオパイロット信号の周波数の2倍の周波数をもつ信号(例えば、38[kHz]の正弦波)を出力する。 The band-pass filter 116 passes a signal having a frequency in a predetermined frequency band with respect to the input signal and blocks a signal having a frequency outside the predetermined frequency band. For example, the band-pass filter 116 allows the signal from the multiplier 115 to pass a signal having a frequency twice that of the signal input to the multiplier 115, and the signal input to the multiplier 115 has the original signal. Block signals with frequency. That is, the band pass filter 116 outputs a signal (for example, a sine wave of 38 [kHz]) having a frequency twice that of the stereo pilot signal input to the multiplier 115.
加算器117は、三つの入力信号を加算した信号を出力する。加算器117には、加算器111、およびサブキャリア変調部114からの信号と、ステレオパイロット信号とがそれぞれ入力される。加算器117は、これらの三つの入力信号を加算した信号、つまり、メイン信号(L+R)と、サブ信号(L−R)を振幅変調した信号と、ステレオパイロット信号とを重畳させた信号(コンポジット信号)を出力する。 The adder 117 outputs a signal obtained by adding three input signals. The adder 117 receives the signals from the adder 111 and the subcarrier modulation unit 114 and the stereo pilot signal. The adder 117 is a signal (composite signal) obtained by superimposing a signal obtained by adding these three input signals, that is, a signal obtained by amplitude-modulating the main signal (L + R), the sub signal (LR), and the stereo pilot signal. Signal).
FM変調部12は、ベースバンド送信処理部11から出力されたコンポジット信号に対して、一つ前にサンプリングしたコンポジット信号との振幅の差分に相当する値を周波数偏移させた信号(以下、周波数偏移信号という)を出力する。FM変調部12は、基準となる周波数偏移信号と、周波数偏移信号を例えば90°位相回転させた信号とをそれぞれ出力する。 The FM modulation section 12 is a signal obtained by frequency-shifting a value corresponding to the difference in amplitude from the composite signal sampled immediately before the composite signal output from the baseband transmission processing section 11 (hereinafter referred to as frequency). Output a deviation signal). The FM modulator 12 outputs a reference frequency shift signal and a signal obtained by rotating the frequency shift signal by, for example, 90 °.
直交変調部13は、発振器130と、位相90°シフト部131と、乗算器132、133と、加算器134と、を備える。直交変調部13は、FM変調部12からの信号に対し、直交変調を行う。また、直交変調部13は、直交変調を行った後のI信号とQ信号とを加算した、周波数変調信号(FM送信信号)を出力する。 The quadrature modulation unit 13 includes an oscillator 130, a phase 90 ° shift unit 131, multipliers 132 and 133, and an adder 134. The quadrature modulation unit 13 performs quadrature modulation on the signal from the FM modulation unit 12. Further, the quadrature modulation unit 13 outputs a frequency modulation signal (FM transmission signal) obtained by adding the I signal and the Q signal after the quadrature modulation.
発振器130は、所定の周波数(以下、中間周波数、あるいはキャリア周波数ともいう)をもつ正弦波を出力する。位相90°シフト部131は、入力信号に対し、位相を90°回転させた信号を出力する。 The oscillator 130 outputs a sine wave having a predetermined frequency (hereinafter also referred to as an intermediate frequency or a carrier frequency). The phase 90 ° shift unit 131 outputs a signal obtained by rotating the phase by 90 ° with respect to the input signal.
乗算器132は、二つの入力信号を乗算した信号を出力する。乗算器132には、FM変調部12、および位相90°シフト部131からの信号がそれぞれ入力される。乗算器132は、二つの入力信号を乗算した信号、つまり、周波数偏移信号と中間周波数をもつ正弦波を90°位相回転させた信号と、を乗算した信号を出力する。 The multiplier 132 outputs a signal obtained by multiplying two input signals. Signals from the FM modulation unit 12 and the phase 90 ° shift unit 131 are input to the multiplier 132, respectively. Multiplier 132 outputs a signal obtained by multiplying two input signals, that is, a signal obtained by multiplying a signal obtained by rotating a phase shift signal and a sine wave having an intermediate frequency by 90 °.
乗算器133は、二つの入力信号を乗算した信号を出力する。乗算器133には、FM変調部12、および発振器130からの信号がそれぞれ入力される。乗算器133は、二つの入力信号を乗算した信号、つまり、周波数偏移信号と中間周波数をもつ正弦波と、を乗算した信号を出力する。 The multiplier 133 outputs a signal obtained by multiplying two input signals. Signals from the FM modulator 12 and the oscillator 130 are input to the multiplier 133, respectively. The multiplier 133 outputs a signal obtained by multiplying two input signals, that is, a signal obtained by multiplying a frequency shift signal and a sine wave having an intermediate frequency.
加算器134は、二つの入力信号を加算した信号を出力する。加算器134には、乗算器132、および乗算器133からの信号がそれぞれ入力される。加算器134は、これらの二つの入力信号を加算した信号、つまり周波数偏移信号と中間周波数をもつ正弦波を90°位相回転させた信号とを乗算させた信号と、周波数偏移信号と中間周波数をもつ正弦波とを乗算させた信号とを加算させた信号を出力する。これにより、加法定理に基づけば、加算器134は、中間周波数を中心として、周波数偏移信号に基づいて周波数が偏移する周波数変調信号を出力する。 The adder 134 outputs a signal obtained by adding two input signals. Signals from the multiplier 132 and the multiplier 133 are input to the adder 134, respectively. The adder 134 is a signal obtained by adding these two input signals, that is, a signal obtained by multiplying a frequency shift signal and a signal obtained by rotating a sine wave having an intermediate frequency by 90 °, a frequency shift signal, and an intermediate signal. A signal obtained by adding a signal obtained by multiplying a sine wave having a frequency is output. Thus, based on the addition theorem, the adder 134 outputs a frequency modulation signal whose frequency shifts based on the frequency shift signal with the intermediate frequency as the center.
図2は、実施形態に係る受信信号処理装置20の構成を示す構成図である。図2に示すように、受信信号処理装置20は、バンドパスフィルタ21と、直交復調部22と、ノイズ低減部23と、FM複調部24と、ベースバンド受信処理部25と、を備える。 FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of the reception signal processing device 20 according to the embodiment. As illustrated in FIG. 2, the reception signal processing device 20 includes a bandpass filter 21, an orthogonal demodulation unit 22, a noise reduction unit 23, an FM bitone unit 24, and a baseband reception processing unit 25.
受信信号処理装置20は、図示しないアンテナにより受信されたFMステレオ放送信号を、図示しないRFフロントエンド部により、例えば搬送波の周波数から中間周波数に変換された周波数変調信号を復調する。また、受信信号処理装置20は、RFフロントエンド部等からのアナログ信号をAD(Analog-to-Digital)変換させたデジタル信号に基づいて、デジタル信号処理を行う。 The reception signal processing device 20 demodulates an FM stereo broadcast signal received by an antenna (not shown), for example, a frequency modulation signal converted from a carrier wave frequency to an intermediate frequency by an RF front end unit (not shown). The reception signal processing device 20 performs digital signal processing based on a digital signal obtained by AD (Analog-to-Digital) conversion of an analog signal from the RF front end unit or the like.
バンドパスフィルタ21は、入力信号に対し、所定の周波数帯域の周波数をもつ信号を通過させ、所定の周波数帯域外の周波数をもつ信号を遮断させる。バンドパスフィルタ21には、FM受信信号が入力される。FM受信信号は、送信信号処理装置10が出力するFM送信信号に、信号処理の過程で発生する熱雑音(暗ノイズ)やクロック信号に起因するクロック雑音等の雑音が混入された信号に相当する。バンドパスフィルタ21は、FM受信信号に対し、例えば、搬送帯域の中心周波数を中心とした所定の帯域幅の周波数をもつ信号を通過させ、それ以外の周波数をもつ信号を遮断する。こうすることで、バンドパスフィルタ21は、周波数復調を行うために必要な周波数帯域をもつ信号のみを出力する。 The band-pass filter 21 passes a signal having a frequency in a predetermined frequency band with respect to the input signal and blocks a signal having a frequency outside the predetermined frequency band. An FM reception signal is input to the band pass filter 21. The FM reception signal corresponds to a signal in which noise such as thermal noise (dark noise) generated in the signal processing or clock noise due to the clock signal is mixed into the FM transmission signal output from the transmission signal processing device 10. . The band-pass filter 21 passes, for example, a signal having a predetermined bandwidth centered on the center frequency of the carrier band to the FM reception signal, and blocks signals having other frequencies. By doing so, the bandpass filter 21 outputs only a signal having a frequency band necessary for frequency demodulation.
直交復調部22は、発振器220と、位相90°シフト部221と、乗算器222、223と、ローパスフィルタ224、225と、を備える。直交復調部22は、バンドパスフィルタ21からの信号に対し、直交復調を行う。直交復調は、送信側の直交変調部13が行う処理に対応する処理である。また、直交復調部22は、直交復調により生じた高周波成分(例えば、中間周波数の逓倍に相当する信号)を遮断して出力する。これにより、直交復調部22は、送信側のFM変調部12から出力される信号に相当する信号を出力する。 The quadrature demodulation unit 22 includes an oscillator 220, a phase 90 ° shift unit 221, multipliers 222 and 223, and low-pass filters 224 and 225. The orthogonal demodulator 22 performs orthogonal demodulation on the signal from the bandpass filter 21. The orthogonal demodulation is a process corresponding to the process performed by the orthogonal modulation unit 13 on the transmission side. The quadrature demodulator 22 cuts off and outputs a high-frequency component (for example, a signal corresponding to multiplication of the intermediate frequency) generated by the quadrature demodulation. Thereby, the orthogonal demodulator 22 outputs a signal corresponding to the signal output from the FM modulator 12 on the transmission side.
発振器220と、位相90°シフト部221と、乗算器222、223と、のそれぞれは、直交変調部13が備える発振器130と、位相90°シフト部131と、乗算器132、123と同等の機能であるため、その説明を省略する。 Each of the oscillator 220, the phase 90 ° shift unit 221, and the multipliers 222 and 223 is equivalent to the oscillator 130, the phase 90 ° shift unit 131, and the multipliers 132 and 123 included in the quadrature modulation unit 13. Therefore, the description thereof is omitted.
ローパスフィルタ224は、所定の周波数より低い周波数をもつ信号を通過させ、所定の周波数より高い周波数をもつ信号を遮断する。ローパスフィルタ224には、乗算器223からのI信号が入力される。ローパスフィルタ224は、直交復調した後のI信号に含まれる高周波成分(例えば、中間周波数の逓倍に相当する信号)を遮断して出力する。 The low-pass filter 224 passes a signal having a frequency lower than a predetermined frequency, and blocks a signal having a frequency higher than the predetermined frequency. The I signal from the multiplier 223 is input to the low pass filter 224. The low-pass filter 224 blocks and outputs a high frequency component (for example, a signal corresponding to multiplication of an intermediate frequency) included in the I signal after quadrature demodulation.
ローパスフィルタ225は、ローパスフィルタ224と同等の機能であるため、その説明を省略する。ローパスフィルタ224には、乗算器222からのQ信号が入力される。 Since the low-pass filter 225 has the same function as the low-pass filter 224, the description thereof is omitted. The Q signal from the multiplier 222 is input to the low pass filter 224.
ノイズ低減部23は、直交復調部22からの信号に対し、信号に含まれるノイズ成分を低減する。信号に含まれるノイズ成分については、図3〜図5を用いて後で説明する。ノイズ低減部23の構成については、図6を用いて後で説明する。 The noise reduction unit 23 reduces a noise component included in the signal from the signal from the quadrature demodulation unit 22. The noise component included in the signal will be described later with reference to FIGS. The configuration of the noise reduction unit 23 will be described later with reference to FIG.
FM複調部24は、入力信号に対し、周波数復調を行う。周波数復調は、入力信号の周波数の周波数偏移量に相当する値を信号振幅として出力する。FM複調部24は、ノイズ低減部23からのI信号、およびQ信号が入力される。FM複調部24は、I信号、およびQ信号から位相を演算する。また、FM複調部24は、演算した位相と、一つ前にサンプリングした信号、およびQ信号から演算した位相との差分を演算する。この位相の差分が周波数偏移量である。FM複調部24は、係る演算により求めた周波数偏移量を、必要に応じて振幅調整を行い、ベースバンド信号として出力する。 The FM double-tone unit 24 performs frequency demodulation on the input signal. In frequency demodulation, a value corresponding to the frequency shift amount of the frequency of the input signal is output as a signal amplitude. The FM double tone unit 24 receives the I signal and the Q signal from the noise reduction unit 23. The FM double-tone unit 24 calculates a phase from the I signal and the Q signal. Further, the FM double tone unit 24 calculates the difference between the calculated phase and the phase calculated from the signal sampled immediately before and the Q signal. This phase difference is the amount of frequency deviation. The FM double tone unit 24 adjusts the amplitude of the frequency shift obtained by the calculation as necessary, and outputs it as a baseband signal.
ベースバンド受信処理部25は、ローパスフィルタ250と、遅延部251と、加算器252と、バンドパスフィルタ253、257、および259と、サブキャリア復調部254と、減算器256と、逓倍部258とを備える。ベースバンド受信処理部25は、送信側のベースバンド送信処理部11が行った変調処理に対応する復調処理を行う。ベースバンド受信処理部25には、FM複調部24からのベースバンド信号が入力される。ベースバンド受信処理部25は、Lチャネルのステレオ音声、およびRチャネルのステレオ音声のそれぞれに相当する音信号を出力する。 The baseband reception processing unit 25 includes a low-pass filter 250, a delay unit 251, an adder 252, band-pass filters 253, 257, and 259, a subcarrier demodulation unit 254, a subtracter 256, and a multiplication unit 258. Is provided. The baseband reception processing unit 25 performs a demodulation process corresponding to the modulation process performed by the baseband transmission processing unit 11 on the transmission side. A baseband signal from the FM double tone unit 24 is input to the baseband reception processing unit 25. The baseband reception processing unit 25 outputs sound signals corresponding to the L channel stereo sound and the R channel stereo sound.
ローパスフィルタ250には、FM複調部24からのベースバンド信号が入力される。ローパスフィルタ250は、ベースバンド信号に含まれるメイン信号(L+R)が有する帯域の上限の周波数(例えば、15[kHz])より低い周波数をもつ信号を通過させ、メイン信号が含まれる帯域より高い周波数をもつ信号を遮断する。これにより、ローパスフィルタ250は、メイン信号を出力する。 The baseband signal from the FM double tone unit 24 is input to the low pass filter 250. The low-pass filter 250 passes a signal having a frequency lower than the upper limit frequency (for example, 15 [kHz]) of the band included in the main signal (L + R) included in the baseband signal, and is higher than the band including the main signal. Block signals with. Thereby, the low-pass filter 250 outputs a main signal.
遅延部251は、入力信号に対し、所定のサンプル数だけ遅延させた信号を出力する。遅延部251は、後述する加算器252において、メイン信号と、後述するサブキャリア復調部254からのサブ信号(L−R)とを加算する際の、信号のタイミングを調整するために、所定のサンプル数だけ信号を遅延させる処理を行う。遅延部251が信号を遅延させるサンプル数(遅延量)は、例えば、ローパスフィルタ250、および後述するバンドパスフィルタ253のフィルタ次数や、サブキャリア復調部254が行う処理により生じる処理遅延量等に基づいて決定される。 The delay unit 251 outputs a signal obtained by delaying the input signal by a predetermined number of samples. The delay unit 251 uses a predetermined signal to adjust a signal timing when an adder 252 described later adds a main signal and a sub signal (LR) from a subcarrier demodulation unit 254 described later. The signal is delayed by the number of samples. The number of samples (delay amount) by which the delay unit 251 delays the signal is based on, for example, the filter order of the low-pass filter 250 and a band-pass filter 253 described later, the processing delay amount generated by the processing performed by the subcarrier demodulation unit 254, and the like. Determined.
加算器252には、遅延部251からのメイン信号(L+R)、およびサブキャリア復調部254からのサブ信号(L−R)がそれぞれ入力される。加算器252は、これら二つの入力信号を加算した信号、つまり、Lチャネルのステレオ信号を出力する。 The adder 252 receives the main signal (L + R) from the delay unit 251 and the sub signal (LR) from the subcarrier demodulation unit 254, respectively. The adder 252 outputs a signal obtained by adding these two input signals, that is, an L channel stereo signal.
バンドパスフィルタ253には、FM複調部24からのベースバンド信号が入力される。バンドパスフィルタ253は、ベースバンド信号に含まれるサブ信号(L−R)が有する帯域(例えば、38[kHz]を中心とした±15[kHz]の帯域、つまり23[kHz]〜53[kHz])の周波数をもつ信号を通過させ、サブ信号が含まれる帯域外の周波数をもつ信号を遮断する。これにより、バンドパスフィルタ253は、サブ信号を出力する。 The baseband signal from the FM double tone unit 24 is input to the bandpass filter 253. The band-pass filter 253 has a band (for example, a band of ± 15 [kHz] centered on 38 [kHz], that is, 23 [kHz] to 53 [kHz] included in the sub-signal (LR) included in the baseband signal. ]) And a signal having a frequency outside the band including the sub-signal are blocked. Thereby, the band pass filter 253 outputs a sub signal.
サブキャリア復調部254は、送信側のサブキャリア変調部114が行う変調処理に対応する復調処理を行う。具体的には、サブキャリア復調部254は、振幅変調されたサブ信号を振幅復調した信号を出力する。ここで、上記においては、サブキャリア復調部254から出力される信号がサブ信号(L−R)であるとして説明したが、サブキャリア変調部114は、サブ信号を振幅変調することから、より正確には、サブキャリア復調部254から出力される信号は、振幅変調されたサブ信号である。サブキャリア復調部254には、バンドパスフィルタ253からの振幅変調されたサブ信号と、後述するバンドパスフィルタ259からの基準信号(例えば、38[kHz]の正弦波)とが入力される。サブキャリア復調部254は、振幅変調されたサブ信号を、基準信号で振幅復調したサブ信号(L−R)を出力する。 The subcarrier demodulation unit 254 performs a demodulation process corresponding to the modulation process performed by the transmission-side subcarrier modulation unit 114. Specifically, subcarrier demodulation section 254 outputs a signal obtained by amplitude demodulating the amplitude-modulated subsignal. Here, in the above description, it has been described that the signal output from the subcarrier demodulation unit 254 is the subsignal (LR). However, since the subcarrier modulation unit 114 modulates the amplitude of the subsignal, it is more accurate. The signal output from the subcarrier demodulator 254 is an amplitude-modulated subsignal. The subcarrier demodulator 254 receives the amplitude-modulated subsignal from the bandpass filter 253 and a reference signal (for example, a 38 [kHz] sine wave) from the bandpass filter 259 described later. The subcarrier demodulator 254 outputs a subsignal (LR) obtained by amplitude-demodulating the amplitude-modulated subsignal with the reference signal.
減算器256には、遅延部251からのメイン信号(L+R)、およびサブキャリア復調部254からのサブ信号(L−R)がそれぞれ入力される。加算器252は、これら二つの入力信号を減算した信号、つまり、Rチャネルのステレオ信号を出力する。 Subtracter 256 receives main signal (L + R) from delay unit 251 and sub signal (LR) from subcarrier demodulation unit 254, respectively. The adder 252 outputs a signal obtained by subtracting these two input signals, that is, an R channel stereo signal.
バンドパスフィルタ257には、FM複調部24からのベースバンド信号が入力される。バンドパスフィルタ257は、ベースバンド信号に含まれるステレオパイロット信号((例えば、19[kHz]の周波数をもつ正弦波)の周波数をもつ信号を通過させ、その帯域外の周波数をもつ信号を遮断する。これにより、バンドパスフィルタ253は、ステレオパイロット信号を出力する。 The baseband signal from the FM double tone unit 24 is input to the bandpass filter 257. The bandpass filter 257 passes a signal having a frequency of a stereo pilot signal (for example, a sine wave having a frequency of 19 [kHz]) included in the baseband signal, and blocks a signal having a frequency outside the band. Thereby, the band pass filter 253 outputs a stereo pilot signal.
逓倍部258、およびバンドパスフィルタ259のそれぞれは、送信側の逓倍部115、およびバンドパスフィルタ116と同様の機能であるため、その説明を省略する。 Since the multiplier 258 and the band pass filter 259 have the same functions as the multiplier 115 and the band pass filter 116 on the transmission side, the description thereof is omitted.
ここで、受信された信号に含まれるノイズ成分について、図3〜図5を用いて説明する。図3は、実施形態に係る受信信号処理装置20において受信された信号の周波数特性を示す第1図である。図3は、受信されたFM放送信号の周波数特性の一例を示す。図3の横軸は、周波数[Hz]、縦軸は信号振幅[dB]をそれぞれ示す。
図3に示すように、FM放送信号の周波数が、中心周波数±100000[Hz]〜±150000[Hz]の間に分布している。このうち、FM放送信号の信号振幅が、−20[dB]〜−60[dB]程度となる信号が、中心周波数±100000[Hz]程度の範囲に分布している。また、中心周波数から+4000[Hz]の箇所に、クロックノイズが混入されている。クロックノイズの信号振幅は、−10[dB]程度である。
図3に示すように、受信された信号には、デジタル信号処理を行う際に動作するクロック周波数に起因するクロックノイズが混入される場合がある。このようなクロックノイズはクロック周波数、あるいはクロック周波数の逓倍の周波数をもつ場合がある。
Here, noise components included in the received signal will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a first diagram illustrating frequency characteristics of a signal received by the received signal processing device 20 according to the embodiment. FIG. 3 shows an example of frequency characteristics of the received FM broadcast signal. In FIG. 3, the horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents signal amplitude [dB].
As shown in FIG. 3, the frequency of the FM broadcast signal is distributed between the center frequencies ± 100,000 [Hz] to ± 150,000 [Hz]. Among these, the signals whose FM broadcast signal amplitude is about −20 [dB] to −60 [dB] are distributed in the range of the center frequency ± 100,000 [Hz]. Further, clock noise is mixed at a location of +4000 [Hz] from the center frequency. The signal amplitude of the clock noise is about −10 [dB].
As shown in FIG. 3, the received signal may be mixed with clock noise caused by the clock frequency that operates when digital signal processing is performed. Such clock noise may have a clock frequency or a frequency multiplied by the clock frequency.
図4は、実施形態に係る受信信号処理装置20において受信された信号を復調した信号の周波数特性を示す第1図である。図4の例では、ノイズ低減部23はノイズを低減する処理を行っていない。
図4は、400[Hz]の正弦波トーン信号(音信号)が周波数変調された信号が受信された場合に、受信信号処理装置20により当該信号が復調された場合の復調信号(音信号)の周波数特性を示す。図4(a)は、受信された信号に、図3に示すクロックノイズが含まれていない場合、図4(b)は、受信された信号にクロックノイズが含まれている場合、をそれぞれ示す。図4(a)、(b)それぞれの横軸は周波数[Hz]、縦軸は信号振幅[dB]を示す。
FIG. 4 is a first diagram illustrating frequency characteristics of a signal obtained by demodulating a signal received by the reception signal processing device 20 according to the embodiment. In the example of FIG. 4, the noise reduction unit 23 does not perform processing for reducing noise.
FIG. 4 shows a demodulated signal (sound signal) when the received signal processing device 20 demodulates the signal when a signal obtained by frequency-modulating a 400 [Hz] sine wave tone signal (sound signal) is received. The frequency characteristics of are shown. 4A shows a case where the received signal does not include the clock noise shown in FIG. 3, and FIG. 4B shows a case where the received signal contains the clock noise. . 4A and 4B, the horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents signal amplitude [dB].
図4(a)に示すように、送信側で変調された周波数と同じ周波数の400[Hz]に復調信号のピークが確認される。復調信号の信号振幅は、−15[dB]程度である。一方、フロアノイズの信号振幅は、−100[dB]程度である。つまり、復調信号のSINAD(Signal-to-noise and distortion ratio、信号対ノイズ及び歪み成分比)は約85[dB]である。一般に、SINADが65[dB]以上ある場合、信号に含まれるノイズは、人の知覚によってはほとんど認識することができない。つまり、送信側で変調された正弦波トーン信号は、品質が劣化することなく受信側で復調されている。
図4(b)に示すように、送信側と同じ周波数の400[Hz]に復調信号のピークが確認されるものの、他の周波数においても復調信号のピークが確認される。400[Hz]をもつ復調信号の信号振幅は、−15[dB]程度である。400[Hz]以外の周波数をもつ復調信号で、信号振幅が−40[dB]程度であるものが少なくとも複数ある。この場合、復調信号のSINADは約25[dB]となり、人の知覚によって明確に認識されるノイズが復調信号に混入している。これでは、送信側で生成した400[Hz]の正弦波トーン信号が受信側で再生されていないことになる。
As shown in FIG. 4A, the peak of the demodulated signal is confirmed at 400 [Hz], which is the same frequency as the frequency modulated on the transmission side. The signal amplitude of the demodulated signal is about −15 [dB]. On the other hand, the signal amplitude of the floor noise is about −100 [dB]. That is, the SINAD (Signal-to-noise and distortion ratio) of the demodulated signal is about 85 [dB]. Generally, when SINAD is 65 [dB] or more, noise included in a signal can hardly be recognized by human perception. That is, the sinusoidal tone signal modulated on the transmission side is demodulated on the reception side without quality degradation.
As shown in FIG. 4B, the peak of the demodulated signal is confirmed at 400 [Hz] having the same frequency as that of the transmission side, but the peak of the demodulated signal is also confirmed at other frequencies. The signal amplitude of the demodulated signal having 400 [Hz] is about −15 [dB]. There are at least a plurality of demodulated signals having a frequency other than 400 [Hz] and a signal amplitude of about −40 [dB]. In this case, the SINAD of the demodulated signal is about 25 [dB], and noise that is clearly recognized by human perception is mixed in the demodulated signal. In this case, the 400 [Hz] sinusoidal tone signal generated on the transmission side is not reproduced on the reception side.
図5は、実施形態に係る受信信号処理装置20において受信された信号を復調した信号の周波数特性を示す第2図である。図5の例では、ノイズ低減部23はノイズを低減する処理を行っていない。
図5は、1000[Hz]の正弦波トーン信号(音信号)が周波数変調された信号が受信された場合に、受信信号処理装置20により当該信号が復調された場合の復調信号(音信号)の周波数特性を示す。図5(a)は、受信された信号に図3に示すクロックノイズが含まれていない場合、図5(b)は、受信された信号にクロックノイズが含まれている場合、をそれぞれ示す。図5(c)は、受信された信号にクロックノイズが含まれていたが、受信信号処理装置20が行う復調の過程においてクロックノイズを取り除いた場合を示す。図5(a)〜(c)それぞれの横軸は周波数[Hz]、縦軸は信号振幅[dB]を示す。
FIG. 5 is a second diagram illustrating frequency characteristics of a signal obtained by demodulating a signal received by the reception signal processing device 20 according to the embodiment. In the example of FIG. 5, the noise reduction unit 23 does not perform processing for reducing noise.
FIG. 5 shows a demodulated signal (sound signal) when a signal obtained by frequency-modulating a 1000 [Hz] sine wave tone signal (sound signal) is demodulated by the received signal processing device 20. The frequency characteristics of are shown. 5A shows a case where the received signal does not include the clock noise shown in FIG. 3, and FIG. 5B shows a case where the received signal contains the clock noise. FIG. 5C shows a case where clock noise is included in the received signal, but the clock noise is removed in the demodulation process performed by the received signal processing device 20. 5A to 5C, the horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents signal amplitude [dB].
図5(a)に示すように、送信側で変調された周波数と同じ周波数の1000[Hz]に復調信号のピークが確認される。図5(a)では、復調信号のSINADは十分に確保されており、送信側で変調された正弦波トーン信号は、品質が劣化することなく受信側で復調されている。 As shown in FIG. 5A, the peak of the demodulated signal is confirmed at 1000 [Hz], which is the same frequency as the frequency modulated on the transmission side. In FIG. 5A, the SINAD of the demodulated signal is sufficiently secured, and the sinusoidal tone signal modulated on the transmission side is demodulated on the reception side without deterioration in quality.
図5(b)に示すように、送信側と同じ周波数の1000[Hz]に復調信号のピークが確認されるものの、他の周波数においても復調信号のピーク(ひずみ)が確認される。図5(b)では、1000[Hz]の逓倍の周波数にひずみが生じており、人の知覚によって明確に認識されるノイズが復調信号に混入している。 As shown in FIG. 5B, the peak of the demodulated signal is confirmed at 1000 [Hz] of the same frequency as the transmission side, but the peak (distortion) of the demodulated signal is also confirmed at other frequencies. In FIG. 5B, distortion occurs in the frequency multiplied by 1000 [Hz], and noise that is clearly recognized by human perception is mixed in the demodulated signal.
図5(c)の例では、周波数復調の処理を行う前に、図3に示すクロックノイズをノッチフィルタで低減させている。ノッチフィルタの周波数特性は、例えば、信号レベルが−3[dB]以上減衰する帯域が、+4000[Hz]±1000[Hz]の範囲である。
図5(c)に示すように、送信側と同じ周波数の1000[Hz]に復調信号のピークが確認されるものの、他の1000[Hz]の逓倍の周波数においてひずみが確認される。このように、ノッチフィルタによりクロックノイズに相当する周波数をもつ信号成分を低減させた場合でも、ノイズが復調信号に混入してしまう。これは、ノッチフィルタによりクロックノイズだけでなく、クロックノイズと同じ周波数をもつ変調信号が除去されてしまうためである。つまり、ノッチフィルタにより復調に必要な音信号の情報が除去されてしまう結果、復調した復調信号にひずみが発生してしまう。
In the example of FIG. 5C, the clock noise shown in FIG. 3 is reduced by a notch filter before the frequency demodulation process. As for the frequency characteristics of the notch filter, for example, the band where the signal level is attenuated by −3 [dB] or more is in the range of +4000 [Hz] ± 1000 [Hz].
As shown in FIG. 5 (c), the peak of the demodulated signal is confirmed at 1000 [Hz], which is the same frequency as that of the transmission side, but distortion is confirmed at other frequencies multiplied by 1000 [Hz]. Thus, even when the signal component having a frequency corresponding to the clock noise is reduced by the notch filter, the noise is mixed into the demodulated signal. This is because the notch filter removes not only clock noise but also a modulation signal having the same frequency as the clock noise. That is, as a result of the sound signal information necessary for demodulation being removed by the notch filter, the demodulated demodulated signal is distorted.
ここで、ノイズ低減部23の構成について、図6を用いて説明する。
図6は、実施形態に係るノイズ低減部23の構成を示す第1構成図である。
Here, the structure of the noise reduction part 23 is demonstrated using FIG.
FIG. 6 is a first configuration diagram illustrating a configuration of the noise reduction unit 23 according to the embodiment.
図6に示すように、ノイズ低減部23は、遅延部235−I、235−Qと、加算器236−I、236−Qと、ノイズ特定部237と、無音判定部238と、ノイズ信号記憶部239とを備える。
ノイズ低減部23の各構成要素のうち、符号に「−I」が付されているものは、I信号を、符号に「−Q」が付されているものは、Q信号をそれぞれ処理する構成要素である。符号の数値が同じで末尾に「−I」、または「−Q」が付されている構成要素は互いに同等の機能を有するため、以下では、末尾に「−I」が付されている構成要素のみ、その機能について説明し、末尾に「−Q」が付されている構成要素については、その機能の説明を省略する。また、符号の数値が同じで末尾に「−I」、または「−Q」が付されている構成要素を互いに区別しない場合には、単に符号の数値だけを記載する。例えば、遅延部235−I、235−Qを互いに区別しない場合には、単に、遅延部235と記載する。
As shown in FIG. 6, the noise reduction unit 23 includes delay units 235-I and 235-Q, adders 236-I and 236-Q, a noise specifying unit 237, a silence determination unit 238, and a noise signal storage. Part 239.
Among the components of the noise reduction unit 23, those with “−I” attached to the reference sign process the I signal, and those with “−Q” attached to the reference sign process the Q signal. Is an element. Since components having the same numerical value and suffixed with “-I” or “-Q” have equivalent functions, components having “-I” at the end will be described below. Only the function will be described, and the description of the function will be omitted for the components having “-Q” at the end. In addition, in the case where components having the same numerical value and suffixed with “−I” or “−Q” are not distinguished from each other, only the numerical value of the symbol is described. For example, when the delay units 235-I and 235-Q are not distinguished from each other, they are simply described as the delay unit 235.
遅延部235−Iは、入力信号に対し、所定のサンプル数であるMサンプルだけ遅れた信号を出力する。遅延部235−Iには、直交復調後のI信号が入力される。遅延部235−Iは、後述するノイズ特定部237において、特定されたノイズ成分を、後述する加算器236−Iにおいて入力信号から減算させる際の信号のタイミングを調整するために、Mサンプル数だけ信号を遅延させる処理を行う。遅延量は、例えば、ノイズ特定部237の遅延量等に基づいて決定される。 The delay unit 235-I outputs a signal delayed by M samples, which is a predetermined number of samples, with respect to the input signal. The I signal after quadrature demodulation is input to the delay unit 235-I. The delay unit 235-I adjusts the timing of the signal when the adder 236-I described below subtracts the noise component specified in the noise specifying unit 237 described later by the number of M samples. Performs processing to delay the signal. The delay amount is determined based on the delay amount of the noise specifying unit 237, for example.
加算器236−Iには、遅延部235−Iからの信号、および後述するノイズ特定部237が特定したノイズ成分を反転させた信号がそれぞれ入力される。加算器236−Iは、これら二つの信号を加算した信号、つまり直交復調後のI信号に対しノイズ成分を減算した信号を出力する。 The adder 236-I receives a signal from the delay unit 235-I and a signal obtained by inverting a noise component specified by a noise specifying unit 237 described later. The adder 236-I outputs a signal obtained by adding these two signals, that is, a signal obtained by subtracting a noise component from the I signal after quadrature demodulation.
遅延部235−Qには、直交復調後のQ信号が入力される。
加算器236−Qには、遅延部235−Qからの信号、および後述するノイズ特定部237が特定したノイズ成分を反転させた信号がそれぞれ入力される。加算器236−Qは、これら二つの信号を加算した信号、つまり直交復調後のQ信号に対しノイズ成分を減算した信号を出力する。
The Q signal after quadrature demodulation is input to the delay unit 235-Q.
The adder 236-Q receives a signal from the delay unit 235-Q and a signal obtained by inverting a noise component specified by a noise specifying unit 237 described later. The adder 236-Q outputs a signal obtained by adding these two signals, that is, a signal obtained by subtracting a noise component from the Q signal after quadrature demodulation.
ノイズ特定部237は、入力信号に含まれるノイズ成分を特定する。ノイズ特定部237は、後述する無音判定部238が判定した判定結果に基づいて、入力信号に含まれるノイズ成分を特定する処理を行う。 The noise specifying unit 237 specifies a noise component included in the input signal. The noise identifying unit 237 performs processing for identifying a noise component included in the input signal based on a determination result determined by a silence determination unit 238 described later.
ノイズ特定部237は、無音判定部238からの判定結果が、音信号が無音であることを示す場合、入力信号に含まれるノイズ成分を特定する。また、ノイズ特定部237は、無音判定部238からの判定結果が、音信号が無音であることを示す場合、特定したノイズ成分を、後述するノイズ信号記憶部239に出力する。 When the determination result from the silence determination unit 238 indicates that the sound signal is silent, the noise specifying unit 237 specifies a noise component included in the input signal. Moreover, the noise specific | specification part 237 outputs the specified noise component to the noise signal storage part 239 mentioned later, when the determination result from the silence determination part 238 shows that a sound signal is silence.
ノイズ特定部237には、直交復調後のI信号、および直交復調後のQ信号がそれぞれ入力される。ノイズ特定部237は、ノイズ成分I信号、およびノイズ成分Q信号をそれぞれ出力する。ノイズ特定部237が行う処理については、後で詳しく説明する。 The noise specifying unit 237 receives the I signal after quadrature demodulation and the Q signal after quadrature demodulation. The noise specifying unit 237 outputs a noise component I signal and a noise component Q signal, respectively. The processing performed by the noise specifying unit 237 will be described in detail later.
無音判定部238は、入力信号に含まれる音信号が無音であるか有音であるかを判定する。無音判定部238には、直交復調後のI信号、および直交復調後のQ信号がそれぞれ入力される。直交復調後のI信号、および直交復調後のQ信号は周波数変調された信号である。 The silence determination unit 238 determines whether the sound signal included in the input signal is silence or sound. Silence determination section 238 receives I signal after quadrature demodulation and Q signal after quadrature demodulation. The I signal after quadrature demodulation and the Q signal after quadrature demodulation are frequency modulated signals.
無音判定部238は、例えば入力信号の中心周波数が偏移する場合、入力信号に含まれる音信号が有音の状態であると判定する。また、無音判定部238は、入力信号の中心周波数が偏移しない場合、入力信号に含まれる音信号が無音の状態であると判定する。無音判定部238は、例えば、直交復調後のI信号、および直交復調後のQ信号から、これらの信号の位相を演算する。そして、無音判定部238は、演算した位相と、一つ前にサンプリングした直交復調後のI信号、および直交復調後のQ信号から演算した位相との差分をそれぞれ演算する。無音判定部238は、差分が0(ゼロ)でない、または所定の範囲以上である場合には、中心周波数が偏移していることから、音信号が有音の状態であると判定する。一方、無音判定部238は、差分が0(ゼロ)、または所定の範囲未満である場合には、中心周波数が偏移していないことから、音信号が無音の状態であると判定する。
無音判定部238は、上述した無音の状態が所定の時間間隔(例えば、1[sec])継続した場合に、音信号が無音であると判定する。無音判定部238は、判定した判定結果をノイズ特定部237に出力する。
For example, when the center frequency of the input signal shifts, the silence determination unit 238 determines that the sound signal included in the input signal is in a sound state. Further, the silence determination unit 238 determines that the sound signal included in the input signal is silent when the center frequency of the input signal does not shift. The silence determination unit 238 calculates the phase of these signals from, for example, the I signal after quadrature demodulation and the Q signal after quadrature demodulation. Then, the silence determination unit 238 calculates the difference between the calculated phase and the phase calculated from the previously sampled I signal after quadrature demodulation and the Q signal after quadrature demodulation. If the difference is not 0 (zero) or is greater than or equal to a predetermined range, the silence determination unit 238 determines that the sound signal is in a sound state because the center frequency is shifted. On the other hand, if the difference is 0 (zero) or less than the predetermined range, the silence determination unit 238 determines that the sound signal is silent because the center frequency is not shifted.
The silence determination unit 238 determines that the sound signal is silent when the above-described silence state continues for a predetermined time interval (for example, 1 [sec]). The silence determination unit 238 outputs the determined determination result to the noise specifying unit 237.
ノイズ信号記憶部は、適応フィルタ232−I、および232−Qがそれぞれ特定したノイズ成分を記憶する。ノイズ信号記憶部は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)などにより実現される。 The noise signal storage unit stores noise components specified by the adaptive filters 232 -I and 232 -Q, respectively. The noise signal storage unit is realized by, for example, an HDD (Hard Disc Drive), a flash memory, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), or a RAM (Random Access Memory).
ノイズ特定部237は、ハイパスフィルタ230−I、230−Qと、遅延部231と、適応フィルタ232−I、232−Qと、加算器233−I、233−Qと、バンドパスフィルタ234−I、234−Qとを備える。 The noise specifying unit 237 includes high-pass filters 230-I and 230-Q, a delay unit 231, adaptive filters 232-I and 232-Q, adders 233-I and 233-Q, and a band-pass filter 234-I. 234-Q.
ハイパスフィルタ230−Iは、入力信号に対し、所定の周波数より高い周波数をもつ信号を通過させ、所定の周波数より低い周波数をもつ信号を遮断する。ハイパスフィルタ230−Iには、直交復調後のI信号が入力される。ハイパスフィルタ230−Iは、直交復調後のI信号に対し、中心周波数より高い周波数をもつ信号を通過させ、中心周波数より低い周波数をもつ信号を遮断する。中心周波数は、例えば、0[Hz]である。これにより、ハイパスフィルタ230−Iは、直交復調後のI信号に含まれる中心周波数をもつ信号成分を低減させた信号を出力する。 The high-pass filter 230-I passes a signal having a frequency higher than a predetermined frequency with respect to the input signal, and blocks a signal having a frequency lower than the predetermined frequency. The I signal after quadrature demodulation is input to the high pass filter 230-I. The high-pass filter 230-I passes a signal having a frequency higher than the center frequency with respect to the I signal after quadrature demodulation, and blocks a signal having a frequency lower than the center frequency. The center frequency is, for example, 0 [Hz]. As a result, the high-pass filter 230-I outputs a signal in which the signal component having the center frequency included in the I signal after quadrature demodulation is reduced.
遅延部231は、入力信号に対し、所定のサンプル数であるDサンプルだけ遅れた信号を出力する。遅延部231には、ハイパスフィルタ230−Iからの信号が入力される。例えば、遅延部231は、ハイパスフィルタ230−Iからの信号をDサンプル毎にまとめて出力する。 The delay unit 231 outputs a signal delayed by D samples, which is a predetermined number of samples, with respect to the input signal. The delay unit 231 receives a signal from the high-pass filter 230-I. For example, the delay unit 231 outputs the signals from the high-pass filter 230-I together for each D sample.
適応フィルタ232−Iは、入力信号群に対し、入力信号群に含まれるノイズ成分を特定する。適応フィルタ232−Iは、例えば最適化アルゴリズムに従ってその伝達関数を自己適応させるフィルタである。適応フィルタ232−Iには、例えば適応フィルタALE(Adaptive Line Enhancer)アルゴリズムが用いられる。適応フィルタ232−Iには、例えば、遅延部231からの信号がDサンプル毎にまとめて信号群として入力される。適応フィルタ232−Iは、アルゴリズムに従って生成した伝達関数を用いて、遅延部231からの信号群から、当該信号群に含まれるノイズ成分を特定する。適応フィルタ232−Iは、特定したノイズ成分を、加算器233−I、およびバンドパスフィルタ234−Iにそれぞれ出力する。 The adaptive filter 232 -I specifies a noise component included in the input signal group with respect to the input signal group. The adaptive filter 232 -I is a filter that self-adapts its transfer function according to, for example, an optimization algorithm. For example, an adaptive filter ALE (Adaptive Line Enhancer) algorithm is used as the adaptive filter 232 -I. For example, the signals from the delay unit 231 are input to the adaptive filter 232 -I together as a signal group for each D sample. The adaptive filter 232 -I specifies a noise component included in the signal group from the signal group from the delay unit 231 using a transfer function generated according to the algorithm. The adaptive filter 232 -I outputs the identified noise component to the adder 233 -I and the band pass filter 234 -I, respectively.
加算器233−Iには、適応フィルタ232−Iからのノイズ成分を反転させた信号、およびハイパスフィルタ230−Iからの信号がそれぞれ入力される。加算器233−Iは、これらの二つの信号を加算した信号、つまりハイパスフィルタ230−Iからの信号からノイズ成分を減算させた信号を出力する。 The adder 233-I receives a signal obtained by inverting the noise component from the adaptive filter 232-I and a signal from the high-pass filter 230-I. The adder 233-I outputs a signal obtained by adding these two signals, that is, a signal obtained by subtracting the noise component from the signal from the high-pass filter 230-I.
また、適応フィルタ232−Iには、図6の点線で示すように、加算器233−Iからの信号が入力される。加算器233−Iからは、ハイパスフィルタ230−Iからの信号からノイズ成分を減算させた信号が出力される。適応フィルタ232−Iは、例えばハイパスフィルタ230−Iからの信号に基づいて、ノイズ成分を減算させた信号に、残留するノイズ成分がある場合等には、再度、残留するノイズ成分を考慮して生成した伝達関数を用いて、信号群に含まれるノイズ成分を特定する。 Further, the signal from the adder 233 -I is input to the adaptive filter 232 -I, as indicated by the dotted line in FIG. The adder 233-I outputs a signal obtained by subtracting the noise component from the signal from the high-pass filter 230-I. For example, when there is a residual noise component in the signal obtained by subtracting the noise component based on the signal from the high-pass filter 230-I, the adaptive filter 232-I considers the residual noise component again. A noise component included in the signal group is specified using the generated transfer function.
バンドパスフィルタ234−Iには、適応フィルタ232−Iからのノイズ成分が入力される。バンドパスフィルタ234−Iは、ノイズ成分に対し、所定の正弦波成分を低減させる。所定の正弦波成分は、例えば、ステレオパイロット信号がもつ周波数成分である。バンドパスフィルタ234−Iにより低減させる所定の正弦波成分については、後で説明する。バンドパスフィルタ234−Iは、ノイズ成分に含まれる所定の正弦波成分を低減させた信号を、ノイズ成分I信号として加算器236−Iに出力する。 The noise component from the adaptive filter 232 -I is input to the band pass filter 234 -I. The band pass filter 234-I reduces a predetermined sine wave component with respect to the noise component. The predetermined sine wave component is, for example, a frequency component that the stereo pilot signal has. The predetermined sine wave component to be reduced by the band pass filter 234-I will be described later. The band pass filter 234-I outputs a signal obtained by reducing a predetermined sine wave component included in the noise component to the adder 236-I as a noise component I signal.
ハイパスフィルタ230−Qには、直交復調後のQ信号が入力される。ハイパスフィルタ230−Qは、直交復調後のQ信号から中心周波数より高い周波数をもつ信号を後述する加算器233−Qに出力する。 The high-pass filter 230-Q receives the Q signal after quadrature demodulation. The high pass filter 230-Q outputs a signal having a frequency higher than the center frequency from the quadrature demodulated Q signal to an adder 233-Q to be described later.
加算器233−Qには、適応フィルタ232−Qからのノイズ成分を反転させた信号、およびハイパスフィルタ230−Qからの信号がそれぞれ入力される。加算器233−Qは、これらの二つの信号を加算した信号、つまりハイパスフィルタ230−Qからの信号からノイズ成分を減算させた信号を出力する。 A signal obtained by inverting the noise component from the adaptive filter 232 -Q and a signal from the high pass filter 230 -Q are input to the adder 233 -Q, respectively. The adder 233-Q outputs a signal obtained by adding these two signals, that is, a signal obtained by subtracting the noise component from the signal from the high-pass filter 230-Q.
適応フィルタ232−Qには、図6の点線で示すように、加算器233−Qからの信号が入力される。適応フィルタ232−Qは、例えばハイパスフィルタ230−Qからの信号に基づいて、ノイズ成分を減算させた信号に、残留するノイズ成分がある場合等には、再度、残留するノイズ成分を考慮して生成した伝達関数を用いて、信号群に含まれるノイズ成分を特定する。 As shown by the dotted line in FIG. 6, the signal from the adder 233-Q is input to the adaptive filter 232-Q. The adaptive filter 232 -Q considers the residual noise component again when there is a residual noise component in the signal obtained by subtracting the noise component based on the signal from the high-pass filter 230 -Q, for example. A noise component included in the signal group is specified using the generated transfer function.
ここで、バンドパスフィルタ234−Iにより低減させる所定の正弦波成分について図7を用いて説明する。
図7は、実施形態に係る受信信号処理装置20において受信された信号の周波数特性を示す第2図である。図7は、受信されたFM放送信号に含まれる音信号が無音である場合の、FM放送信号の周波数特性の一例を示す。図7の横軸は、周波数[Hz]、縦軸は信号振幅[dB]をそれぞれ示す。
図7に示すように、音信号が無音である場合のFM放送信号には、キャリア信号を示す中心周波数(図7において「Carier」と記載)をもつ正弦波、ステレオパイロット信号がもつ中心周波数±19[kHz]をもつ正弦波、サブキャリアを変調する際に用いられた基準信号がもつ中心周波数±(19×2)[kHz]をもつ正弦波のそれぞれが確認される。音信号が無音である場合には、このような周波数特性が定常的に確認される。
また、図7に示すように、音信号が無音である場合にも図3と同様なクロック周波数に起因するクロックノイズが、中心周波数から+4000[Hz]の箇所に確認される。これにより、音信号が無音である場合、FM放送信号から、キャリア信号、ステレオパイロット信号、および基準信号といった放送の制御信号がそれぞれもつ周波数成分を取り除いた後の信号が、クロックノイズであるということができる。
Here, the predetermined sine wave component to be reduced by the band pass filter 234-I will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a second diagram illustrating frequency characteristics of a signal received by the reception signal processing device 20 according to the embodiment. FIG. 7 shows an example of frequency characteristics of an FM broadcast signal when a sound signal included in the received FM broadcast signal is silent. In FIG. 7, the horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents signal amplitude [dB].
As shown in FIG. 7, the FM broadcast signal when the sound signal is silent includes a sine wave having a center frequency indicating the carrier signal (described as “Carrier” in FIG. 7), and a center frequency ± of the stereo pilot signal. A sine wave having 19 [kHz] and a sine wave having a center frequency ± (19 × 2) [kHz] included in the reference signal used for modulating the subcarrier are confirmed. When the sound signal is silent, such frequency characteristics are constantly confirmed.
As shown in FIG. 7, even when the sound signal is silent, clock noise caused by the same clock frequency as in FIG. 3 is confirmed at a location of +4000 [Hz] from the center frequency. As a result, when the sound signal is silent, the signal after the frequency components of the broadcast control signals such as the carrier signal, stereo pilot signal, and reference signal are removed from the FM broadcast signal is clock noise. Can do.
本実施形態の受信信号処理装置20では、クロックノイズを特定するために、音信号が無音である場合に、適応フィルタ232により特定されたノイズ成分から、例えばステレオパイロット信号がもつ周波数(例えば、19[kHz])を、バンドパスフィルタ234により低減させる。これにより、クロックノイズを主成分としたノイズ成分を抽出することができる。 In the received signal processing device 20 of this embodiment, in order to specify clock noise, when the sound signal is silent, for example, the frequency (for example, 19) of the stereo pilot signal is determined from the noise component specified by the adaptive filter 232. [KHz]) is reduced by the band pass filter 234. Thereby, the noise component which has clock noise as a main component can be extracted.
ここで、無音判定部238からの判定結果が、音信号が有音であることを示す場合の処理について、図8を用いて説明する。
図8は、実施形態に係るノイズ低減部23の構成を示す第2構成図である。
図8に示すように、音信号が有音である場合、ノイズ低減部23では、ノイズ信号記憶部239に記憶させたI信号のノイズ成分がバンドパスフィルタ234−Iに入力される。また、音信号が有音である場合、ノイズ信号記憶部239に記憶させたQ信号のノイズ成分がバンドパスフィルタ234−Qに入力される。ノイズ信号記憶部239には、音信号が無音である場合に、適応フィルタ232−Iが特定したI信号のノイズ成分、および適応フィルタ232−Qが特定したQ信号のノイズ成分がそれぞれ記憶されている。
Here, processing when the determination result from the silence determination unit 238 indicates that the sound signal is sound will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a second configuration diagram illustrating the configuration of the noise reduction unit 23 according to the embodiment.
As shown in FIG. 8, when the sound signal is sound, the noise reduction unit 23 inputs the noise component of the I signal stored in the noise signal storage unit 239 to the band pass filter 234 -I. When the sound signal is sound, the noise component of the Q signal stored in the noise signal storage unit 239 is input to the band pass filter 234-Q. The noise signal storage unit 239 stores the noise component of the I signal specified by the adaptive filter 232 -I and the noise component of the Q signal specified by the adaptive filter 232 -Q when the sound signal is silent. Yes.
音信号が有音である場合に、音信号が無音であるときに特定したノイズ成分を用いてノイズ成分を特定させることにより、音信号をノイズ成分として特定してしまうという誤った処理を抑制することができる。 When the sound signal is sound, the noise component is specified using the noise component specified when the sound signal is silent, thereby suppressing an erroneous process of specifying the sound signal as a noise component. be able to.
ここでは、ノイズ低減部23が行うノイズを低減させる処理の流れについて、図9を用いて説明する。
図9は、実施形態に係るノイズ低減部23が行う処理の流れを示すフローチャートである。
Here, the flow of processing for reducing noise performed by the noise reduction unit 23 will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a flow of processing performed by the noise reduction unit 23 according to the embodiment.
まず、ノイズ低減部23は、周波数変調された所定の放送信号を受信したか否かを判定する(ステップS1)。ノイズ低減部23は、例えば、直交復調後のI信号、または直交復調後のQ信号のいずれか一方または双方において、一定の時間間隔における振幅の平均値が所定の値以上である場合に、放送信号を受信したと判定する。
ノイズ低減部23は、放送信号を受信したと判定した場合(ステップS1、Yes)、放送信号に含まれる音信号が無音であるか否かを判定する(ステップS2)。
ノイズ低減部23は、音信号が無音であると判定した場合(ステップS2、Yes)、放送信号に含まれる所定の周波数成分を低減する(ステップS3)。
そして、ノイズ低減部23は、所定の周波数成分を低減した放送信号に含まれるノイズ成分を特定する(ステップS4)。
ノイズ低減部23は、特定したノイズ成分を記憶させる(ステップS5)。
ノイズ低減部23は、特定したノイズ成分に基づいて、放送信号に含まれるノイズ成分を低減する(ステップS6)。
First, the noise reduction unit 23 determines whether or not a predetermined frequency-modulated broadcast signal has been received (step S1). The noise reduction unit 23 broadcasts, for example, when the average value of the amplitude at a predetermined time interval is equal to or greater than a predetermined value in one or both of the I signal after quadrature demodulation and the Q signal after quadrature demodulation. It is determined that a signal has been received.
When it is determined that the broadcast signal has been received (step S1, Yes), the noise reduction unit 23 determines whether the sound signal included in the broadcast signal is silent (step S2).
When the noise reduction unit 23 determines that the sound signal is silent (step S2, Yes), the noise reduction unit 23 reduces a predetermined frequency component included in the broadcast signal (step S3).
And the noise reduction part 23 specifies the noise component contained in the broadcast signal which reduced the predetermined frequency component (step S4).
The noise reduction unit 23 stores the identified noise component (step S5).
The noise reduction part 23 reduces the noise component contained in a broadcast signal based on the specified noise component (step S6).
一方、ノイズ低減部23は、ステップS2において、音信号が有音であると判定した場合(ステップS2、No)、無音時に特定したノイズ成分が記憶されているか否かを判定する(ステップS7)。そして、ノイズ低減部23は、無音時に記憶させたノイズ成分に基づいて、放送信号に含まれるノイズ成分を低減する(ステップS8)。 On the other hand, when it is determined in step S2 that the sound signal is sound (No in step S2), the noise reduction unit 23 determines whether or not the noise component specified during silence is stored (step S7). . And the noise reduction part 23 reduces the noise component contained in a broadcast signal based on the noise component memorize | stored at the time of silence (step S8).
一方、ノイズ低減部23は、ステップ1において、放送信号を受信したと判定しない場合(ステップS1、No)、再度、ステップS1に戻り、放送信号を受信したか否かを判定する処理を行う。 On the other hand, if the noise reduction unit 23 does not determine in step 1 that a broadcast signal has been received (No in step S1), the noise reduction unit 23 returns to step S1 again and performs a process of determining whether or not a broadcast signal has been received.
なお、上述したフローチャートでは、ノイズ低減部23は、ノイズ成分を特定するステップS4より前のステップS3において、放送信号に含まれる所定の正弦波成分を低減する処理を行っているが、ステップS4より後のステップ所定の正弦波成分を低減する処理を行ってもよい。また、ノイズ低減部23は、ステップS4より前のステップと後のステップの両方で所定の正弦波成分を低減する処理をそれぞれ行うようにしてもよい。 In the above-described flowchart, the noise reduction unit 23 performs a process of reducing a predetermined sine wave component included in the broadcast signal in step S3 prior to step S4 for specifying the noise component, but from step S4. A subsequent step may be performed to reduce a predetermined sine wave component. Further, the noise reduction unit 23 may perform a process of reducing a predetermined sine wave component in both the step before step S4 and the step after step S4.
以上説明したように、本実施形態の受信信号処理装置20は、受信信号に含まれる放送の音信号が有音であるか無音であるかを判定する無音判定部238と、無音判定部238により音信号が無音であると判定された場合に受信信号から前記放送の制御信号を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を、受信信号から除去する、ノイズ特定部237、遅延部235、及び加算器236とを備える。 As described above, the reception signal processing device 20 of the present embodiment includes the silence determination unit 238 that determines whether the sound signal of the broadcast included in the reception signal is sound or silence, and the silence determination unit 238. A noise specifying unit 237, a delay unit 235, and an addition for removing a noise component extracted from the received signal based on a signal obtained by reducing the broadcast control signal from the received signal when it is determined that the sound signal is silent. Instrument 236.
これにより、本実施形態の受信信号処理装置20は、放送を受信した際の受信品質の劣化を抑制することができる。受信信号に含まれる放送の音声が無音である期間を利用して、基準信号などの放送の制御信号を低減させた信号に含まれるクロックノイズ等のノイズ成分を特定することで、受信信号からノイズ成分を減算(除去)することができるためである。 Thereby, the received signal processing apparatus 20 of this embodiment can suppress deterioration of the reception quality when the broadcast is received. By using the period when the broadcast sound included in the received signal is silent, the noise component such as clock noise included in the signal that has been reduced in the broadcast control signal such as the reference signal is specified, so that the noise from the received signal This is because the components can be subtracted (removed).
また、本実施形態の受信信号処理装置20は、受信信号に含まれる音信号が有音であるか無音であるかを判定する無音判定部238と、無音判定部238により音信号が無音であると判定された場合に受信信号から所定の正弦波成分を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を、受信信号から除去するノイズ特定部237、遅延部235、及び加算器236とを備える。 In addition, the received signal processing apparatus 20 of the present embodiment includes a silence determination unit 238 that determines whether a sound signal included in the received signal is sounded or silenced, and the sound signal is silenced by the silence determination unit 238. A noise specifying unit 237, a delay unit 235, and an adder 236 for removing a noise component extracted from the received signal based on a signal obtained by reducing a predetermined sine wave component from the received signal.
これにより、本実施形態の受信信号処理装置20は、受信品質の劣化を抑制することができる。受信信号に含まれる音声が無音である期間を利用して、基準信号などの所定の正弦波成分を低減させた信号に含まれるクロックノイズ等のノイズ成分を特定することで、受信信号からノイズ成分を減算(除去)することができるためである。 Thereby, the received signal processing apparatus 20 of this embodiment can suppress degradation of reception quality. By using the period during which the audio included in the received signal is silent, the noise component such as clock noise included in the signal with the specified sine wave component reduced, such as the reference signal, is identified. This is because the value can be subtracted (removed).
また、本実施形態の受信信号処理装置20は、ノイズ特定部237により特定されたノイズ成分に関する情報を記憶するノイズ信号記憶部239と、を備え、遅延部235、及び加算器236は、ノイズ特定部237により音信号が有音であると判定された場合、ノイズ信号記憶部239に記憶させたノイズ成分に関する情報に基づいて、受信信号からノイズ成分を除去する。これにより、本実施形態の受信信号処理装置20では、受信信号に含まれる音声が有音である場合には、音声が無音である場合に特定したノイズ成分を用いて、受信信号からノイズ成分を減算(除去)することができる。このため、音声が有音である場合にも復調に必要な信号成分を誤って除去することなく、受信品質の劣化を抑制することができる。 Also, the received signal processing apparatus 20 of the present embodiment includes a noise signal storage unit 239 that stores information on the noise component specified by the noise specifying unit 237, and the delay unit 235 and the adder 236 include the noise specifying unit. If the sound signal is determined to be sound by the unit 237, the noise component is removed from the received signal based on the information regarding the noise component stored in the noise signal storage unit 239. Thereby, in the received signal processing apparatus 20 of this embodiment, when the sound contained in the received signal is sound, the noise component specified when the sound is silent is used to remove the noise component from the received signal. Can be subtracted (removed). For this reason, it is possible to suppress degradation of reception quality without erroneously removing signal components necessary for demodulation even when the sound is sound.
また、本実施形態の受信信号処理装置20においては、所定の正弦波成分は、少なくとも受信信号のキャリア信号に対応する正弦波成分である。これにより、本実施形態の受信信号処理装置20では、少なくとも変調を行うために用いられるキャリア信号対応する正弦波成分を取り除いたノイズ成分を特定することができ、復調に必要な信号成分を誤って除去することなく、受信品質の劣化を抑制することができる。 In the reception signal processing device 20 of the present embodiment, the predetermined sine wave component is a sine wave component corresponding to at least the carrier signal of the reception signal. As a result, the received signal processing apparatus 20 of the present embodiment can identify a noise component from which at least a sine wave component corresponding to a carrier signal used for modulation is removed, and erroneously detects a signal component necessary for demodulation. Deterioration of reception quality can be suppressed without removal.
また、本実施形態の受信信号処理装置20においては、受信信号は、FM変調方式により変調された受信信号である。これにより、本実施形態の受信信号処理装置20では、FM変調方式に特有なステレオパイロット信号等の所定の正弦波成分を取り除いたノイズ成分を特定することができ、復調に必要な信号成分を誤って除去することなく、受信品質の劣化を抑制することができる。 In the reception signal processing device 20 of the present embodiment, the reception signal is a reception signal modulated by the FM modulation method. As a result, the received signal processing apparatus 20 of the present embodiment can identify a noise component from which a predetermined sine wave component such as a stereo pilot signal unique to the FM modulation method is removed, and erroneously detects a signal component necessary for demodulation. Therefore, it is possible to suppress the degradation of the reception quality without removing it.
ここでは、本実施形態の受信信号処理装置20により行われたノイズを低減する処理による効果を、図10を用いて説明する。
図10は、実施形態に係る受信信号処理装置20において受信された信号を復調した信号の周波数特性を示す第3図である。
図10は、クラシック音楽から出力される音信号を周波数変調した信号が受信された場合に、受信信号処理装置20において当該信号が復調された場合の復調信号の周波数特性を示す。図10(a)は、受信された信号に、図3に示すクロックノイズが含まれていない場合、図10(b)は、受信された信号にクロックノイズが含まれている場合、図10(c)は、受信された信号にクロックノイズが含まれており、ノイズ低減部23によりクロックノイズを含むノイズ成分が低減された場合をそれぞれ示す。図10(a)〜(c)それぞれの横軸は時間[sec]、縦軸は周波数[Hz]を示す。
図10(a)に示すように、受信された信号にクロックノイズが含まれていない場合には、周波数4k[Hz]より高い周波数成分をもつ信号成分(例えば、楽器の音色等に相当する信号成分)の強弱が明確になっている。
一方、図10(b)に示すように、受信された信号にクロックノイズが含まれている場合には、周波数4k[Hz]より高い周波数成分をもつ信号成分の強弱が明確ではなく、周波数4k[Hz]より高い周波数をもつ信号が全体的に同程度の強度をもつ信号となっている。図10(b)の例では、周波数4k[Hz]より高い周波数成分に、クロックノイズが含まれていない場合と比較して、より多くのひずみ成分が含まれていると考えられる。
図10(c)に示すように、ノイズ低減部23によりノイズを低減させる処理を行わない場合には図10(b)に示すような多数のひずみが生じ得る信号であっても、当該処理を行ったことで、周波数4k[Hz]より高い周波数成分をもつ信号成分の強弱が明確となり、ひずみ成分の発生が抑制されていることが確認される。なお、実施形態のノイズを低減させる処理においては、処理を開始させてから実際にノイズ成分が低減されるまで所定の時間(例えば、0.15[sec]程度)が必要となる。このため、処理開始から所定の時間の間は、不要なノイズ成分に基づく雑音が出力されてしまう可能性がある。この対策として、例えば、送信側の音信号を周波数変調する際に、音の出だしの部分を所定の時間だけ強制的に無音とするようにしてもよい。一般に、音の出だしの部分を0.15[sec]程度の間、強制的に無音とした場合でも、当該無音とした部分が人の聴覚に違和感として認識されることはないと考えられる。
Here, the effect of the noise reduction processing performed by the received signal processing apparatus 20 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a third diagram illustrating frequency characteristics of a signal obtained by demodulating a signal received by the received signal processing device 20 according to the embodiment.
FIG. 10 shows the frequency characteristics of the demodulated signal when the received signal processing apparatus 20 demodulates the signal when a frequency-modulated signal of a sound signal output from classical music is received. 10A shows a case where the received signal does not include the clock noise shown in FIG. 3, and FIG. 10B shows a case where the received signal contains the clock noise. c) shows a case where the received signal contains clock noise, and the noise reduction unit 23 reduces the noise component including the clock noise. 10A to 10C, the horizontal axis represents time [sec], and the vertical axis represents frequency [Hz].
As shown in FIG. 10A, when the received signal does not include clock noise, a signal component having a frequency component higher than the frequency 4 k [Hz] (for example, a signal corresponding to the tone color of a musical instrument). The strength of the component is clear.
On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the received signal includes clock noise, the strength of the signal component having a frequency component higher than the frequency 4 k [Hz] is not clear, and the frequency 4 k A signal having a higher frequency than [Hz] is a signal having the same intensity as a whole. In the example of FIG. 10B, it is considered that more distortion components are included in the frequency component higher than the frequency 4 k [Hz] compared to the case where the clock noise is not included.
As shown in FIG. 10C, when the noise reduction unit 23 does not perform noise reduction processing, even if the signal may cause a large number of distortions as shown in FIG. As a result, the strength of the signal component having a frequency component higher than the frequency 4 k [Hz] is clarified, and it is confirmed that the generation of the distortion component is suppressed. In the noise reduction processing of the embodiment, a predetermined time (for example, about 0.15 [sec]) is required from when the processing is started until the noise component is actually reduced. For this reason, noise based on unnecessary noise components may be output for a predetermined time from the start of processing. As a countermeasure, for example, when the sound signal on the transmission side is frequency-modulated, the sound output portion may be forcibly silenced for a predetermined time. In general, even when a sound output portion is forcibly silenced for about 0.15 [sec], it is considered that the silence portion is not recognized as uncomfortable by human hearing.
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using embodiment, this invention is not limited to such embodiment at all, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various deformation | transformation and substitution Can be added.
10…送信信号処理装置、20…受信信号処理装置、23…ノイズ低減部、235…遅延部(除去部)、236…加算部(除去部)、237…ノイズ特定部(除去部)、238…無音判定部(判定部)、239…ノイズ信号記憶部(記憶部)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transmission signal processing apparatus, 20 ... Reception signal processing apparatus, 23 ... Noise reduction part, 235 ... Delay part (removal part), 236 ... Addition part (removal part), 237 ... Noise specification part (removal part), 238 ... Silence determination unit (determination unit), 239... Noise signal storage unit (storage unit).
Claims (7)
前記判定部により前記音信号が無音であると判定された場合に、前記受信信号から前記放送の制御信号を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去する除去部と、
を備える受信信号処理装置。 A determination unit that determines whether the sound signal of the broadcast included in the received signal is sounded or silent;
A removing unit for removing, from the received signal, a noise component extracted based on a signal obtained by reducing the broadcast control signal from the received signal when the determining unit determines that the sound signal is silent;
A received signal processing apparatus.
前記判定部により前記音信号が無音であると判定された場合に、前記受信信号から所定の正弦波成分を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去する除去部と、
を備える受信信号処理装置。 A determination unit that determines whether the sound signal included in the received signal is sounded or silent;
A removing unit for removing, from the received signal, a noise component extracted based on a signal obtained by reducing a predetermined sine wave component from the received signal when the determining unit determines that the sound signal is silent;
A received signal processing apparatus.
請求項2に記載の受信信号処理装置。 The predetermined sine wave component is a sine wave component corresponding to at least the carrier signal of the received signal,
The received signal processing apparatus according to claim 2.
を更に備え、
前記除去部は、前記判定部により前記音信号が有音であると判定された場合、前記記憶部に記憶させた前記ノイズ成分に関する情報に基づいて、前記受信信号から前記ノイズ成分を除去する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の受信信号処理装置。 A storage unit for storing information on the noise component;
Further comprising
The removing unit removes the noise component from the received signal based on information on the noise component stored in the storage unit when the sound signal is determined to be sound by the determining unit;
The received signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の受信信号処理装置。 The received signal is a received signal modulated by an FM modulation scheme.
The received signal processing device according to any one of claims 1 to 4.
受信信号に含まれる音信号が有音であるか無音であるかを判定し、
前記音信号が無音であると判定した場合に、前記受信信号から所定の正弦波成分を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去する、
受信信号処理方法。 Computer
Determine whether the sound signal included in the received signal is voiced or silent,
When it is determined that the sound signal is silent, a noise component extracted based on a signal obtained by reducing a predetermined sine wave component from the reception signal is removed from the reception signal;
Received signal processing method.
受信信号に含まれる音信号が有音であるか無音であるかを判定させ、
前記音信号が無音であると判定された場合に、前記受信信号から所定の正弦波成分を低減させた信号に基づき抽出するノイズ成分を前記受信信号から除去させる、
プログラム。 On the computer,
Determine whether the sound signal included in the received signal is voiced or silent,
When it is determined that the sound signal is silent, a noise component extracted based on a signal obtained by reducing a predetermined sine wave component from the reception signal is removed from the reception signal;
program.
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