JP2022077867A - ノイズ低減装置及びノイズ低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 量子化誤差のフィードバックをかけることなく使用帯域内の量子化雑音を低減させてダイナミックレンジの改善を図ることのできるノイズ低減装置及びノイズ低減方法を提供すること。【解決手段】 積分器３からの第１の信号を量子化し、第１の量子化誤差を出力する量子化器４と、第１の信号から第２の信号を減算して得られた信号を第１の入力信号を受けて、第１の入力信号を遅延させたフィードバック信号を第２の入力信号に加算した信号を出力する積分器３１と、第３の信号を量子化し、量子化の際に発生する第２の量子化誤差を出力する量子化器３２と、第４の信号から第４の信号を遅延させた信号を減算して第５の信号を出力する微分器３３と、量子化器４からの第２の信号と第５の信号を加算した第６の信号を遅延させた信号を第２の入力信号から減算して第７の信号を出力する微分器５とを有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、ノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関するものである。

アナログデジタル変換器のノイズ低減方法、ノイズ低減装置としては、例えば、デジタル信号等の入力信号の量子化時に発生する量子化誤差あるいはノイズを低減するためのノイズ低減方法、ノイズ低減装置が知られている（以下の「特許文献１」参照）。
特許文献１に開示された測定装置は、図１０に示すように、入力端子１０１に供給された入力信号が、ノイズシェーピング処理が施されて出力端子１０２より取り出される。このノイズシェーピング処理は、量子化器１０４で発生された量子化誤差が減算器１０５により取り出され、ノイズフィルタ１０６を介して量子化器１０４の入力側の加算器１０３にフィードバックされることによって行われる。

加算器１０３では、入力端子１０１からの入力信号、ノイズフィルタ１０６からのフィードバックエラー信号の他に、低域集中ノイズ信号生成部１１０からの低域側にエネルギーの集中したランダムノイズ信号と低域側にエネルギーを集中させたディザ発生器１１６からのディザ信号を、加算器１１４を介し、量子化器１１５を介して供給される。

上記した構成によれば、例えば、入力信号が２０ビットのデジタル信号で、出力端子１０２に出力される出力信号が１６ビットであるとき、ビット数を切り捨てることによって発生する量子化誤差のエネルギーに周波数特性を持たせることにより、高域側ではＳ／Ｎ比が落ちるものの、低域側では２０ビットのダイナミックレンジを得ている（図１１参照）。

特許第３３３１８７１号

ところで、例えばある程度高い周波帯域（高周波帯域）まで使用したい用途については、高周波帯域まで量子化ノイズを除去する必要があるので高次（２次、３次等）のノイズシェーピング回路が用いられる。しかし、次数を上げるためには例えばノイズシェーパー回路におけるフィードバック構成を幾重にもしたり、ノイズシェーピング回路を複数用いて多段マルチの構成にする必要があるが、フィードバックを幾重にもしたり、上記した多段マルチの構成にすると発振しやすく、ノイズシェーピング回路が安定して動作しないという問題がある。

そこで本発明の課題は、量子化誤差のフィードバックをかけることなく使用帯域内の量子化誤差を低減させてダイナミックレンジの改善を図ることのできるノイズ低減装置及びノイズ低減方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係るノイズ低減装置の一側面は、第１の入力信号（ｘ（ｎ））を遅延させた第１のフィードバック信号（ｘ_１（ｎ－１））を第１の入力信号（ｘ（ｎ））に加算して第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））を出力する第１の積分手段（３）と、第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））を量子化し、量子化の際に発生する第１の量子化誤差（ｑ（ｎ））を第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））に加算した第２の出力信号（ｘ_２（ｎ））を出力する第１の量子化手段（４）とを有する第１のノイズシェーピング手段（２１）と、第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））から第２の出力信号（ｘ_２（ｎ））を減算して得られた信号を第２の入力信号（－ｑ（ｎ））として入力し、第２の入力信号（－ｑ（ｎ））を遅延させた第２のフィードバック信号（ｘ_３（ｎ－１））を第２の入力信号（－ｑ（ｎ））に加算して第３の出力信号（ｘ_３（ｎ））を出力する第２の積分手段（３１）と、第３の出力信号を量子化し、量子化の際に発生する第２の量子化誤差（e（ｎ））を第３の出力信号（ｘ_３（ｎ））に加算して第４の出力信号（ｘ_４（ｎ））を出力する第２の量子化手段（３２）と、第４の出力信号（ｘ_４（ｎ））から第４の出力信号を遅延させた信号（ｘ_４（ｎ－１））を減算して第５の出力信号（ｘ_５（ｎ））を出力する第１の微分手段（３３）とを有する第２のノイズシェーピング手段（３０）と、第１の量子化手段（４）からの第２の出力信号（ｘ_２（ｎ））と第５の出力信号（ｘ_５（ｎ））を加算した第６の出力信号（ｘ_６（ｎ））を遅延させた信号（ｘ_６（ｎ－１））を減算して第７の出力信号（ｙ（ｎ））を出力する第２の微分手段（５）とを有することを特徴とする。

また、本発明のノイズ低減装置の他の側面は、第１の積分手段を構成する第１の遅延回路（９）、第２の積分手段を構成する第２の遅延回路（３９）、第１の微分手段を構成する第３の遅延回路（４３）および第２の微分手段を構成する第４の遅延回路（１３）に対して遅延処理を初期化するためのリセット信号を出力するリセット信号出力部（１６）を有することを特徴とする。

また、本発明のノイズ低減方法の一側面は、第１の積分手段（３）が、第１の入力信号（ｘ（ｎ））を遅延させた第１のフィードバック信号（ｘ_１（ｎ－１））を第１の入力信号（ｘ（ｎ））に加算して第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））を出力する工程と、第１の量子化手段（４）が、第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））を量子化し、量子化の際に発生する第１の量子化誤差（ｑ（ｎ））を第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））に加算した第２の出力信号（ｘ_２（ｎ））を出力する工程と、第２の積分手段（３１）が、第１の出力信号（ｘ_１（ｎ））から第２の出力信号（ｘ_２（ｎ））を減算して得られた信号を第２の入力信号（－ｑ（ｎ））として入力し、第２の入力信号（－ｑ（ｎ））を遅延させた第２のフィードバック信号（ｘ_３（ｎ－１））を第２の入力信号（－ｑ（ｎ））に加算して第３の出力信号（ｘ_３（ｎ））を出力する工程と、第２の量子化手段（３２）が、第３の出力信号を量子化し、量子化の際に発生する第２の量子化誤差（e（ｎ））を第３の出力信号に加算して第４の出力信号（ｘ_４（ｎ））を出力する工程と、第1の微分手段（３３）が、第４の出力信号（ｘ_４（ｎ））から第４の出力信号を遅延させた信号（ｘ_４（ｎ－１））を減算して第５の出力信号（ｘ_５（ｎ））を出力する工程と、第２の微分手段（５）が、第１の量子化手段（４）からの第２の出力信号（ｘ_２（ｎ））と第５の出力信号（ｘ_５（ｎ））を加算した第６の出力信号（ｘ_６（ｎ））を遅延させた信号（ｘ_６（ｎ－１））を減算して第７の出力信号（ｙ（ｎ））を出力する工程とを有することを特徴とする。

また、本発明のノイズ低減方法の他の側面は、リセット信号出力部（１６）が、第１の積分手段を構成する第１の遅延回路（９）、第２の積分手段を構成する第２の遅延回路（３９）、第１の微分手段を構成する第３の遅延回路（４３）および第２の微分手段を構成する第４の遅延回路（１３）に対して遅延処理を初期化するためのリセット信号を出力することを特徴とする。

本発明のノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、量子化誤差のフィードバックをかけることなく使用帯域内の量子化雑音を低減させてダイナミックレンジの改善を図ることができるノイズ低減装置及びノイズ低減方法を提供することすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るノイズ低減装置の構成を示した図である。 本発明の第２の実施の形態に係るノイズ低減装置の構成を示した図である。 図２のノイズ低減装置の動作を説明するためのシグナルフロー線図である。 図２のノイズ低減装置におけるΔΣ変調器出力を示したグラフである。 従来のノイズ低減装置の構成を示した図である。 従来のノイズ低減装置におけるノイズシェーピングを説明するための図である。

［第１の実施の形態］
以下に、図１を参照して本発明に係るノイズ低減装置の第１の実施の形態について説明する。

［ノイズ低減装置の構成］
ノイズ低減装置１は、図１に示すように、積分器３、量子化器４と、量子化器４の前段に設けられた積分器３および量子化器４の後段に設けられた微分器５を備えて構成されている。なお、積分器３と量子化器４は後述するノイズシェーピングを働かせるノイズシェーピング回路として機能する。

積分器３は、入力端子２からの入力信号ｘ（ｎ）と、加算器７の出力信号Ｘ_１を遅延回路９で遅延させたフィードバック信号（帰還信号）ｘ_１（ｎ－１）とを加算器７で加算した出力信号ｘ_１（ｎ）を出力する。量子化器４は、積分器３からの出力信号ｘ_１（ｎ）を量子化し、量子化の際に発生する量子化誤差（量子化ノイズ、量子化歪）ｑ（ｎ）を積分器３からの出力信号ｘ_１（ｎ）に加算器１０で加算した出力信号ｘ_２（ｎ）を出力する。微分器５は、量子化器４からの出力信号ｘ_２（ｎ）と出力信号ｘ_２（ｎ）を遅延させた信号ｘ_２（ｎ－１）とを減算器１２で減算して出力信号ｙ（ｎ）を出力する。なお、図１において量子化器４の構成については、周知であるので本実施の形態ではその説明を省略する。

また、ノイズ低減装置１は、積分器３を構成する遅延回路９および微分器５を構成する遅延回路１３にリセット信号を出力するリセット信号出力端子１６が設けられ、後述するように遅延回路９に入力される入力信号ｘ_１（ｎ）および遅延回路１３に入力される入力信号ｘ_２（ｎ）をそれぞれ所定のタイミングで初期化するためのリセット信号Ｒ_Ｓ１およびＲ_Ｓ２がリセット信号出力端子１６から出力されるようになっている。

［ノイズ低減装置の動作］
以下に、ノイズ低減装置１の動作について説明する。積分器３は、入力端子２からの入力信号ｘ（ｎ）を遅延回路９で遅延させたフィードバック信号（帰還信号）ｘ_１（ｎ－１）を加算器７に出力し、そのフィードバック信号ｘ_１（ｎ－１）に入力信号ｘ（ｎ）を加算した出力信号ｘ_１（ｎ）を出力する（以下の数式（１）参照）。

数式（１）をＺ変換すると以下の数式（２）のようになる。なお、Ｚ^－１
は遅延回路９における遅延を意味する演算子である。

数式（２）を整理すると、数式（３）を経て数式（４）が導き出される。なお、１／（１－Ｚ^－１）は積分器３における積分を意味する演算子である。

量子化器４の量子化の際に発生する量子化誤差ｑ（ｎ）と積分器３からの出力信号ｘ_１（ｎ）を加算した出力信号ｘ_２（ｎ）は、微分器５に入力される（以下の数式（５）参照）。数式（５）をＺ変換すると以下の数式（６）のようになる。なお、Ｑは量子化誤差ｑ（ｎ）に対応するものである。

微分器５は、量子化器４からの出力信号ｘ_２（ｎ）と遅延回路１３で出力信号ｘ_２（ｎ）を遅延させた遅延信号ｘ_２（ｎ－１）との差分をとった出力信号ｙ（ｎ）を出力する（以下の数式（７）参照）。数式（７）をＺ変換すると以下の数式（８）のようになる。数式（８）から数式（９）を導き、Ｘ_２に上記した数式（６）を代入すると数式（１０）が導き出される。なお、１－Ｚ^－１は微分器５における微分を意味する演算子である。

数式（１０）を変形させて数式（１１）、数式（１２）を導き、最終的に数式（１３）が導き出される。

数式（１３）に示すように、微分器の出力信号Ｙは、入力信号（元信号）Ｘはそのままの状態で量子化誤差ｑ（ｎ）に微分特性を持たせたものとなる。すなわち、本実施の形態における構成によれば、加算された量子化誤差ｑ（ｎ）のフィードバックをかけることなく、ディザ信号も入力することなく、低周波雑音を高周波帯域に移動させて周波数軸で一様に分布する量子化誤差を低周波帯域で減少させ、高周波帯域で上昇させるいわゆるノイズシェーピングが働いていることがわかる。したがって、簡易な構成で使用帯域内の量子化雑音を低減させてダイナミックレンジの改善を図ることができる。

また、ノイズ低減装置１は、積分器３を構成する遅延回路９および微分器５を構成する遅延回路１３にリセット信号出力端子１６から出力信号ｙ（ｎ）の出力をリセットするためのリセット信号を出力するように構成されている。出力信号ｙ（ｎ）の電圧を所望の大きさで出力しようとする場合、出力信号ｙ（ｎ）の情報量が所定のデータ量（ビットで表される）である場合に、出力信号ｙ（ｎ）はデータ量に対応する電圧値の統計的な情報（以下、「統計的情報」と呼ぶ。）を有する。

ところが、積分器３は、出力信号ｙ（ｎ）の情報量が有限なビット数の場合には直流が入力されると直流成分による飽和をしてしまうという課題がある。また、スパイク（ノイズ）が発生しない程度にリセットする必要がある。

そこで、出力信号ｙ（ｎ）の統計的情報と長さ（データ量）に基づいてそのデータ量が上限に達する前にリセットをかけることにより、積分器３が直流成分による飽和しそうなタイミングも統計的に予めわかっているときは、そのタイミングでリセットをかけることにより入力信号の直流成分による影響を軽減できるため積分器３の飽和を抑制することができる。また、スパイクの発生を未然に抑制することができる。

［第２の実施の形態］
近年、高周波帯域まで量子化ノイズを少なくして使用したいような用途（例えば、デジタルオーディオ信号）が多くなってきている。このような用途については、高周波帯域まで量子化ノイズを除去できるように一般的には高次（２次、３次等）のノイズシェーピング回路を用いているので、次数を上げるためのフィードバック構成を重ねる設計をしたり、ノイズシェーピング回路を複数用いて多段マルチの構成にしている。ところが、フィードバックの重ね掛けや、上記した多段マルチの構成にすると積分器が発振しやすくなったりノイズがより多く発生したりする。

そこで、第２の実施の形態に係るノイズ低減装置２０は、図２に示すように、積分器３および量子化器４を有するノイズシェーピング回路２１と、積分器３１、量子化器３２および微分器３３を有するノイズシェーピング回路３０と、微分器５を有して構成されている。この構成は、多段マルチの構成でありながら、量子化器に対してフィードバックの重ね掛けを行わずにノイズシェーピングを行うことができるような構成となっている。

第２の実施の形態に係るノイズ低減装置２０は、上記した第１の実施の形態に係るノイズ低減装置１が１段構成（量子化ノイズの周波数特性は概ね６ｄＢ／ｏｃｔ）のノイズシェーピング回路を含んだ構成になっているのに対し、２段（量子化ノイズの周波数特性は概ね１２ｄＢ／ｏｃｔ）で構成されたノイズシェーピング回路２１，３０を含んだ構成となっている。なお、第１段目のノイズシェーピング回路２１及び微分器５については上記した第１の実施の形態に係るノイズ低減装置１と概ね同様の構成であるため、符号については上記した第１の実施の形態に係るノイズ低減装置１と同様の部分は同様の符号を用いることとする。

以下に、図２および図３を参照して第２の実施の形態に係るノイズ低減装置２０の動作について説明する。ここで、図３は、図２のノイズ低減装置２０の動作を説明するためのシグナルフロー線図である。なお、図３中の積分器３，３１、量子化器４，３２、微分器５，３３の枠内（ブロック）の中の文字については、積分器３の左側ブロック内に示される「１／（１－Ｚ^－１）」が積分を表す演算子であり、積分器３の右側ブロック内に示される「Ｘ／（１－Ｚ^－１）」が積分器３の出力信号Ｘ_１（ｎ）をＺ変換で表したものである。量子化器４のブロック内に示される「Ｘ／（１－Ｚ^－１）＋Ｑ」は量子化器４の出力信号Ｘ_２（ｎ）をＺ変換で表したものである。なお、Ｑは量子化器４の量子化の際に発生する量子化誤差である。

符号１３のブロック内に示される「－Ｑ」は出力信号Ｘ_１（ｎ）から出力信号Ｘ_２（ｎ）を減算した信号を表し、積分器３１の左側ブロック内に示される「１／（１－Ｚ^－１）」は積分を表す演算子であり、積分器３１の右側ブロック内に示される「－Ｑ／（１－Ｚ^－１）」は積分器３１の出力信号Ｘ_３（ｎ）をＺ変換で表したものである。量子化器３２のブロック内に示される「－Ｑ／（１－Ｚ^－１）＋Ｅ」は量子化器３２の出力信号Ｘ_４（ｎ）をＺ変換で表したものである。なお、Ｅは量子化器３２の量子化の際に発生する量子化誤差である。微分器３３の左側ブロック内に示される「（１－Ｚ^－１）」は微分を表す演算子であり、微分器３３の右側ブロック内に示される「－Ｑ＋Ｅ（１－Ｚ^－１）」は出力信号Ｘ_５（ｎ）をＺ変換で表したものである。符号１５のブロック内に示される「Ｘ／（１－Ｚ^－１）＋Ｅ（１－Ｚ^－１）」は、出力信号Ｘ_２（ｎ）と出力信号Ｘ_５（ｎ）の合成信号をＺ変換で表したものである。微分器５のブロック内に示される「（１－Ｚ^－１）」は微分を表す演算子である。

積分器３は、入力端子２からの入力信号Ｘ（＝ｘ（ｎ））と、加算器７の出力信号Ｘ_１を遅延回路９で遅延させたフィードバック信号Ｚ^－１Ｘ_１（＝ｘ_１（ｎ－１））とを加算器７で加算した出力信号Ｘ_１（＝ｘ_１（ｎ））を出力する。量子化器４は、積分器３からの出力信号Ｘ_１を量子化し、量子化の際に発生する量子化誤差（量子化ノイズ、量子化歪）Ｑ（＝ｑ（ｎ））を積分器３からの出力信号Ｘ_１（ｘ_１（ｎ））に加算器１０で加算した出力信号Ｘ_２（＝ｘ_２（ｎ））を出力する。

積分器３１は、減算器１４で出力信号Ｘ_１から出力信号Ｘ_２を減算して得られた信号を入力信号－Ｑ（＝-ｑ（ｎ））として入力し、入力信号－Ｑを遅延回路３９で遅延させたフィードバック信号Ｚ^－１Ｘ_３（＝ｘ_３（ｎ－１））を入力信号－Ｑに加算器３７で加算して出力信号Ｘ_３（＝ｘ_３（ｎ））を出力する。量子化器３２は、積分器３１からの出力信号Ｘ_３を量子化し、量子化の際に発生する量子化誤差Ｅ（＝e（ｎ））を積分器３１からの出力信号Ｘ_３（＝ｘ_３（ｎ））に加算器４０で加算して出力信号Ｘ_４（＝ｘ_４（ｎ））を出力する。

微分器３３は、出力信号Ｘ_４から出力信号Ｘ_４を遅延回路４３で遅延させたＺ^－１Ｘ_４（＝ｘ_４（ｎ－１））を減算器４２で減算して出力信号Ｘ_５（＝ｘ_５（ｎ））を出力する。

微分器５は、量子化器４からの出力信号Ｘ_２（＝ｘ_２（ｎ））と出力信号Ｘ_５を加算器１５で加算した出力信号Ｘ_６（＝ｘ_６（ｎ））を遅延回路１３で遅延させた信号Ｚ^－１Ｘ_６（＝ｘ_６（ｎ－１））を減算器１２で減算して出力信号Ｙ（＝ｙ（ｎ））を出力する。Ｙは、Ｚ変換後の表示をする場合、Ｙ＝Ｘ＋Ｅ（１－Ｚ^－１）^２で表される。

上記した微分器５の出力信号Ｙは、入力信号（元信号）Ｘはそのままの状態で、かつ次数を２次の状態で量子化誤差Ｅに微分特性をもたせたものとなる。すなわち、１次における量子化誤差Ｑを消滅させつつ低周波雑音をより高周波帯域側に移動させることにより、周波数軸で一様に分布する量子化誤差をより広い範囲の低周波帯域で減少させるノイズシェーピングが働いていることがわかる。

図４は図２に示した回路構成（２段２次）を有する第２の実施の形態に係るノイズ低減装置２０におけるΔΣ変調後の出力（周波数特性）を示したグラフである。本発明のノイズ低減装置２０における２段２次ΔΣ変調後の出力は、図４に示すように、５ｋＨｚ以下における高調波ノイズはほとんど観測されない。５ｋＨｚ～１０ｋＨｚにおいて高調波ノイズはかなり減少していることがわかる。したがって、第２の実施の形態に係るノイズ低減装置によれば、次数を上げるためのフィードバック構成を重ねることもないので積分器の発振、量子化誤差（ノイズ）も抑制しつつダイナミックレンジの改善を図ることができる。

また、ノイズ低減装置２０は、積分器３を構成する遅延回路９、微分器５を構成する遅延回路１３、積分器３１を構成する遅延回路３９および微分器３３を構成する遅延回路４３にリセット信号を出力するリセット信号出力端子１６が設けられ、遅延回路９に入力される入力信号ｘ_１（ｎ）、遅延回路１３に入力される入力信号ｘ_６（ｎ）、遅延回路３９に入力される入力信号ｘ_３（ｎ）および遅延回路４３に入力される入力信号ｘ_４（ｎ）をそれぞれ所定のタイミングで初期化するためのリセット信号Ｒ_Ｓ１、Ｒ_Ｓ２、Ｒ_Ｓ３およびＲ_Ｓ４がリセット信号出力端子１６から出力されるようになっている。

出力信号ｙ（ｎ）の統計的情報と長さ（データ量）に基づいてそのデータ量が上限に達する前にリセットをかけることにより、積分器３，３１が直流成分による飽和しそうなタイミングも統計的に予めわかっているときは、そのタイミングでリセットをかけることにより入力信号の直流成分による影響を軽減できるため積分器３，３１の飽和を抑制することができる。また、スパイクの発生を未然に抑制することができる。

ここで、積分器３は請求項１の第１の積分手段に対応し、量子化器４は請求項１の第１の量子化手段に対応し、微分器５は請求項１の第２の微分手段に対応し、積分器３１は請求項１の第２の積分手段に対応し、量子化器３２は請求項１の第２の量子化手段に対応し、微分器３３は請求項１の第１の微分手段に対応する。ノイズシェーピング回路２１は請求項１の第１のノイズシェーピング手段に対応し、ノイズシェーピング回路３０は請求項１の第２のノイズシェーピング手段に対応する。遅延回路９は請求項１の第１の遅延回路に対応し、遅延回路１３は請求項１の第４の遅延回路に対応し、遅延回路３９は請求項１の第２の遅延回路に対応し、遅延回路４３は請求項１の第３の遅延回路に対応する。リセット信号出力端子１６は請求項２のリセット信号出力部に対応する。

また、積分器３からの出力信号ｘ_１（ｎ）は請求項１の第１の出力信号に対応し、量子化器４からの出力信号ｘ_２（ｎ）は請求項１の第２の出力信号に対応し、微分器５からの出力信号ｙ（ｎ）は請求項１の第７の出力信号に対応する。また、フィードバック信号Ｚ^－１Ｘ_１は請求項１の第１のフィードバック信号に対応し、フィードバック信号Ｚ^－１Ｘ_３は請求項１の第２のフィードバック信号に対応する。

また、積分器３１からの出力信号ｘ_３（ｎ）は請求項１の第３の出力信号に対応し、量子化器３２からの出力信号ｘ_４（ｎ）は請求項１の第４の出力信号に対応し、微分器３３からの出力信号ｘ_５（ｎ）は請求項１の第５の出力信号に対応し、加算器１５からの出力信号ｘ_６（ｎ）は請求項１の第６の出力信号に対応する。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に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において種々の変更が可能である。例えば、上記した第２の実施の形態に係るノイズ低減装置は２段マルチの構成であるが、２段ではなく３段以上のマルチの構成でもよい。例えば、３段マルチの構成にする場合、２眼目のノイズシェーピング回路と同様の構成を有する３段目のノイズシェーピング回路を追加し、２段目の量子化器のフィードバック信号と量子化器の入力信号を加算した信号を３段目の最前段にある積分器に入力させ、３段目の最後段にある微分器の出力を１段目の最後段にある微分器の前段にある加算器に出力するような構成をとればよい。

１ ノイズ低減装置
２ 入力端子
３ 積分器
４ 量子化器
５ 微分器
６ 出力端子
７ 加算器
８ 出力端子
９ 遅延回路
１０ 加算器
１１ 入力端子
１２ 減算器
１３ 遅延回路
１４ 減算器
１５ 加算器
１６ リセット信号出力端子
２０ ノイズ低減装置
２１ ノイズシェーピング回路
２２ 出力端子
２３ 出力端子
３０ ノイズシェーピング回路
３１ 積分器
３２ 量子化器
３３ 微分器
３７ 加算器
３８ 出力端子
３９ 遅延回路
４０ 加算器
４１ 入力端子
４２ 減算器
４３ 遅延回路

Claims (4)

1. 第１の入力信号を遅延させた第１のフィードバック信号を前記第１の入力信号に加算して第１の出力信号を出力する第１の積分手段と、前記第１の出力信号を量子化し、量子化の際に発生する第１の量子化誤差を前記第１の出力信号に加算した第２の出力信号を出力する第１の量子化手段とを有する第１のノイズシェーピング手段と、
   前記第１の出力信号から前記第２の出力信号を減算して得られた信号を第２の入力信号として入力し、前記第２の入力信号を遅延させた第２のフィードバック信号を前記第２の入力信号に加算して第３の出力信号を出力する第２の積分手段と、前記第３の出力信号を量子化し、量子化の際に発生する第２の量子化誤差を前記第３の出力信号に加算して第４の出力信号を出力する第２の量子化手段と、前記第４の出力信号から前記第４の出力信号を遅延させた信号を減算して第５の出力信号を出力する第１の微分手段とを有する第２のノイズシェーピング手段と、
   前記第１の量子化手段からの第２の出力信号と前記第５の出力信号を加算した第６の出力信号を遅延させた信号を減算して第７の出力信号を出力する第２の微分手段とを有する、
   ことを特徴とするノイズ低減装置。
2. 前記第１の積分手段を構成する第１の遅延回路、前記第２の積分手段を構成する第２の遅延回路、前記第１の微分手段を構成する第３の遅延回路および前記第２の微分手段を構成する第４の遅延回路に対して遅延処理を初期化するためのリセット信号を出力するリセット信号出力部を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のノイズ低減装置。
3. 第１の積分手段が、第１の入力信号を遅延させた第１のフィードバック信号を前記第１の入力信号に加算して第１の出力信号を出力する工程と、
   第１の量子化手段が、前記第１の出力信号を量子化し、量子化の際に発生する第１の量子化誤差を前記第１の出力信号に加算した第２の出力信号を出力する工程と、
   第２の積分手段が、前記第１の出力信号から前記第２の出力信号を減算して得られた信号を第２の入力信号として入力し、前記第２の入力信号を遅延させた第２のフィードバック信号を前記第２の入力信号に加算して第３の出力信号を出力する工程と、
   第２の量子化手段が、前記第３の出力信号を量子化し、量子化の際に発生する第２の量子化誤差を前記第３の出力信号に加算して第４の出力信号を出力する工程と、
   第1の微分手段が、前記第４の出力信号から前記第４の出力信号を遅延させた信号を減算して第５の出力信号を出力する工程と、
   第２の微分手段が、前記第１の量子化手段からの第２の出力信号と前記第５の出力信号を加算した第６の出力信号を遅延させた信号を減算して第７の出力信号を出力する工程とを有する、
   ことを特徴とするノイズ低減方法。
4. リセット信号出力部が、前記第１の積分手段を構成する第１の遅延回路、前記第２の積分手段を構成する第２の遅延回路、前記第１の微分手段を構成する第３の遅延回路および前記第２の微分手段を構成する第４の遅延回路に対して遅延処理を初期化するためのリセット信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のノイズ低減方法。

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