JP3618208B2 - 雑音低減装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号における雑音成分をディジタル的に低減する雑音低減装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、入力信号における雑音成分をディジタル的に低減する雑音低減装置として、各入力信号(例えば、カセットデッキからの入力信号やチューナからの入力信号)毎に夫々の入力信号のレベルに対応して個々に設定された所定の閾値レベル以下の雑音を検出しこれをディジタル的に低減する雑音低減装置が知られている。
【0003】
そして、当該雑音低減装置を用いることにより、各入力信号に最適な閾値レベルで雑音を除去して正確に情報を再生することができる。
【0004】
一方、近年においては、種々の入力信号を一の処理部で処理して再生する再生装置、例えば、入力装置として、CD(Compact Disk)プレーヤ、カセットデッキ、チューナ又はMD(Mini Disk)プレーヤ等を備え、これらの入力装置からの信号を共通の信号処理部で処理してスピーカ等の出力装置に出力する構成の、いわゆるコンポーネントシステムと称される情報再生装置が普及している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、当該情報再生装置において各入力装置からの入力信号の雑音を夫々に有効に低減しようとすると、各入力装置毎に最適な閾値レベルを有する雑音低減装置が各入力装置の数分だけ必要となり、情報再生装置の構成が複雑化するという問題点があった。
【0006】
一方で、一の雑音低減装置を用いて各入力信号における雑音を低減しようとすると、入力信号のレベルによっては、有効に雑音を低減できない場合があるという問題点があった。
【0007】
そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、種々の異なったレベルを有する入力信号の雑音を夫々有効に低減できると共にその構成を簡略化することが可能な雑音低減装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、外部から入力された入力信号の雑音のレベルを示す雑音レベルを検出するノイズ分析部等の検出手段と、前記検出された雑音レベル予め設定された閾値レベルよりも大きい場合、前記入力信号のレベルを低減して、補正入力信号を生成するアッテネータ等の生成手段と、前記生成された補正入力信号の雑音を低減し、雑音低減信号を生成するノイズリダクション部等の低減手段と、前記生成された雑音低減信号のレベルを、元の前記入力信号のレベルに対応するように再補正し、出力信号を生成するアンプ等の再補正手段と、を備える。
【0009】
請求項1に記載の発明の作用によれば、検出手段は入力信号の雑音レベルを検出する。
【0010】
そして、生成手段は、検出された雑音レベル予め設定された閾値レベルよりも大きい場合、前記入力信号のレベルを低減して、補正入力信号を生成する。
【0011】
次に、低減手段は、生成された補正入力信号の雑音を低減し、雑音低減信号を生成する。
【0012】
その後、再補正手段は、生成された雑音低減信号のレベルを、元の入力信号のレベルに対応するように再補正し、出力信号を生成する。
【0013】
よって、雑音レベルが閾値レベルよりも大きい場合、入力信号のレベルを低減した後に雑音を低減するので、様々なレベルを有する入力信号の雑音を夫々有効に低減できると共に、一の低減手段を上記様々なレベルを有する入力信号に夫々適合させて雑音を低減することができる。
【0014】
上記の課題を解決するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の雑音低減装置において、前記低減手段は、前記補正入力信号を周波数帯域の異なる複数の部分入力信号に分割するLPF(Low Pass Filter)、BPF(Band Pass Filter)又はHPF(High Pass Filter)等の分割手段と、各前記部分入力信号のレベルを夫々検出し、レベル検出信号を夫々生成する複数のレベル検出器等のレベル検出手段と、制御信号に基づいて、前記分割された部分入力信号を夫々減衰し、減衰入力信号を生成する複数の減衰部等の減衰手段と、前記生成された夫々の減衰入力信号を加算し、前記雑音低減信号を生成する加算部等の加算手段と、前記生成された各レベル検出信号に基づいて、夫々の前記減衰手段毎に前記制御信号を生成する制御部等の制御手段と、を備える。
【0015】
請求項2に記載の発明の作用によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、低減手段に含まれる分割手段は、補正入力信号を複数の部分入力信号に分割する。
【0016】
次に、低減手段に含まれる複数のレベル検出手段は、各部分入力信号のレベルを夫々検出し、レベル検出信号を夫々生成する。
【0017】
更に、低減手段に含まれる複数の減衰手段は、制御信号に基づいて、分割された部分入力信号を夫々減衰し、減衰入力信号を生成する。
【0018】
そして、低減手段に含まれる加算手段は、生成された夫々の減衰入力信号を加算し、上記雑音低減信号を生成する。
【0019】
このとき、低減手段に含まれる制御手段は、生成された各レベル検出信号に基づいて、夫々の減衰手段毎に制御信号を生成する。
【0020】
よって、異なる周波数帯域に分割した後に減衰させて雑音を低減するので、効果的に補正入力信号の雑音を低減することができる。
【0021】
上記の課題を解決するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の雑音低減装置において、前記再補正手段は、前記生成手段における補正に用いられた利得の逆数に相当する利得を前記雑音低減信号に乗じることにより当該雑音低減信号を再補正するように構成される。
【0022】
請求項3に記載の発明の作用によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加えて、再補正手段は、生成手段における補正に用いられた利得の逆数に相当する利得を雑音低減信号に乗じることにより当該雑音低減信号を再補正する。
【0023】
よって、簡易な構成で入力信号のレベルに対応した出力信号を生成することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に好適な実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、種々の再生装置からの入力信号(例えば、チューナからの入力信号、CDプレーヤからの入力信号又はMDからの入力信号等)における雑音を各入力信号毎に対応するように低減し、再生する情報再生装置に対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【0025】
始めに、実施形態の情報再生装置の構成について、図1乃至図3を用いて説明する。
【0026】
図1に示すように、実施形態の情報再生装置Sは、チューナT、CDプレーヤCP及びカセットデッキCKと、検出手段としてのノイズ分析部1と、生成手段としてのゲインコントローラ2と、低減手段としてのノイズリダクション部3と、生成手段としてのアッテネータ4と、再補正手段としてのアンプ5と、再生部6と、により構成されている。
【0027】
また、ノイズ分析部1は、図2に示すように、HPF10と、整流回路11及び14と、LPF12及び15と、レベル分析回路13と、により構成されている。
【0028】
更に、ノイズリダクション部3は、図3に示すように、第1ノイズ低減部3aと、第2ノイズ低減部3bと、第3ノイズ低減部3cと、第4ノイズ低減部3dと、加算部27と、により構成されている。
【0029】
更にまた、第1ノイズ低減部3aは、分割手段としてのLPF20aと、全波整流部21aと、波形成形部22aと、レベル検出手段としてのレベル検出部23aと、制御手段としての制御部24aと、メモリ25aと、減衰手段としての減衰器26aと、により構成されている。
【0030】
更に、第2ノイズ低減部3bは、分割手段としてのBPF20bと、全波整流部21bと、波形成形部22bと、レベル検出手段としてのレベル検出部23bと、制御手段としての制御部24bと、メモリ25bと、減衰手段としての減衰器26bと、により構成されている。
【0031】
また、第3ノイズ低減部3cは、分割手段としてのBPF20cと、全波整流部21cと、波形成形部22cと、レベル検出手段としてのレベル検出部23cと、制御手段としての制御部24cと、メモリ25cと、減衰手段としての減衰器26cと、により構成されている。
【0032】
最後に、第4ノイズ低減部3dは、分割手段としてのHPF20dと、全波整流部21dと、波形成形部22dと、レベル検出手段としてのレベル検出部23dと、制御手段としての制御部24dと、メモリ25dと、減衰手段としての減衰器26dと、により構成されている。
【0033】
次に、情報再生装置Sの動作について説明する。なお、情報再生装置Sにおいては、信号処理は全てディジタル的に処理される。
【0034】
先ず、全体動作について、図1を用いて説明する。
【0035】
実施形態の情報再生装置Sに対して上述の各再生装置のうちのいずれかからの入力信号Si(通常は、楽器音及び音声を含む音楽信号であり、ディジタル化された信号である。)が入力されると、まず、ノイズ分析部1が当該入力信号Siにおける雑音のレベルを検出し、レベル検出信号Saをゲインコントローラ2に出力する。
【0036】
そして、ゲインコントローラ2は、当該レベル検出信号Saに基づいて、入力信号Si中の雑音のレベルをノイズリダクション部3において低減できるレベルとすべく当該入力信号Siの全体レベルを補正するための制御信号Ssgを生成してアッテネータ4に出力すると共に、当該ノイズリダクション部3で雑音を低減した後の後述の雑音低減信号Snrの全体レベルを元の入力信号Siの全体レベルに戻すための制御信号Ssgsを生成してアンプ5に出力する。
【0037】
これにより、アッテネータ4は、制御信号Ssgに基づいて入力信号Siの全体レベルを補正し(より具体的には低減し)、補正入力信号Siaを生成する。
【0038】
そして、ノイズリダクション部3は、当該補正入力信号Siaを予め設定された周波数帯域毎に分割し、分割した夫々の周波数帯域に含まれている雑音を低減し、上記雑音低減信号Snrを生成する。このとき、雑音低減信号Snrの全体レベルは補正入力信号Siaの全体レベルとほぼ一致している。
【0039】
次に、アンプ5は、上記制御信号Ssgsに基づいて、雑音低減信号Snrの全体レベルが元の入力信号Siの全体レベルと一致するように当該雑音低減信号Snrを増幅し、増幅信号Snoを生成する。この増幅信号Snoの段階では、その全体レベルが入力信号Siの全体レベルが一致していると共に、当該入力信号Si中の雑音が除去されていることとなる。
【0040】
そして、再生部6は、増幅信号Snoに対して入力信号Siに対応する復調処理等を施し、出力信号Soとして外部に出力する。
【0041】
次に、ノイズ分析部1の詳細動作について、図2及び図4を用いて説明する。なお、当該ノイズ分析部1においては、整流回路14及びLPF15が入力信号Siにおける有音部と無音部を識別するための後述の抽出信号Slを生成する機能を果たし、一方、HPF10、整流回路11、LPF12及びレベル分析回路13が上記抽出信号Slに基づいて、入力信号Siにおける雑音のレベルを示す上記レベル検出信号Saを生成する機能を果たす。
【0042】
先ず、ノイズ分析部に入力された入力信号SiはHPF10に入力されると共に、整流回路14に入力され、当該整流回路14において整流されて整流信号Sinが生成される。ここで、整流回路14としては、全波整流回路が望ましい。
【0043】
そして、LPF15が当該整流信号Sinの低周波数領域を抽出し(すなわち、整流信号Sinのエンベロープ信号を生成し)、抽出信号Slとしてレベル分析回路13に出力する。
【0044】
このとき、レベル分析回路13は、上記抽出信号Slに基づいて、当該抽出信号Slが予め設定された整流回路14及びLPF15に起因するシステム雑音レベル(入力信号Siが零であるときにLPF15から出力される雑音レベル)以上のときは、その抽出信号Slが対応する入力信号Siが有音部であると識別し、当該抽出信号Slが上記システム雑音レベル以下のときは、その抽出信号Slが対応する入力信号Siが無音部であると識別する。そして、このために、LPF15におけるアタック時間が約1ミリ秒とされると共にリリース時間が約数百ミリ秒とされている。
【0045】
ここで、当該アタック時間及びリリース時間について図5を用いて略説すると、アタック時間とは、図5(a)に示すように、増加する整流信号Sinに対して抽出信号Slがどの程度遅れて増加するかを示す数値であり、具体的には、整流信号Sinの立ち上がり時刻から、抽出信号Slのレベルが予め設定された整流信号Sinのレベル(図5(a)中、符号Vで示す。)の70%のレベルに到達するまでの時間Δt’を示す。
【0046】
一方、リリース時間とは、図5(b)に示すように、減少する整流信号Sinに対して抽出信号Slがどの程度遅れて減少するかを示す数値であり、具体的には、整流信号Sinの立ち下がり時刻から、抽出信号Slのレベルが予め設定された整流信号Sinのレベル(図5(b)中、符号Vで示す。)の30%のレベルに減少するまでの時間Δt’を示す。
【0047】
従って、アタック時間及びリリース時間が短いほど、すなわち、上記アタック時間Δt’が図5(a)における時間Δtに近いほど、且つ、上記リリース時間Δt’が図5(b)における時間Δtに近いほどLPF15における整流信号Sinに対する追随性が良好であることになる。
【0048】
次に、HPF10に入力されている入力信号Siは、当該HPF10におけるカットオフ周波数以上の周波数領域のみがハイパス信号Shとして透過される。このとき、HPF10は2次乃至4次のディジタルハイパスフィルタとして構成されており、上記カットオフ周波数は10キロヘルツ乃至18キロヘルツとされている。更に、入力信号SiがチューナTからの音楽信号である場合に備えて、HPF10は、19キロヘルツ(FMステレオチューナにおけるテストトーン信号(本来の再生動作には不要な信号である。)の周波数に対応する。)の入力信号Siも減衰させる。
【0049】
なお、ノイズ分析部1において、入力信号Siのうち高周波領域の信号を用いて雑音レベルを検出することとしたのは、音楽信号の有音部における高周波領域の信号がパルス信号に非常に近い特性を有し、当該高周波領域の信号における最も低いレベルの信号を抽出すれば、それが入力信号Siの雑音レベルと見なせることによる。
【0050】
HPF10からのハイパス信号Shは、次に整流回路11において整流され(この場合も、全波整流が望ましい。)、整流信号Shn(図4上から二段目実線波形参照)が生成される。
【0051】
そして、LPF12が当該整流信号Shnの低周波数領域を抽出し(すなわち、整流信号Shnのエンベロープ信号を生成し)、抽出信号Sln(図4上から二段目点線波形参照)としてレベル分析回路13に出力する。
【0052】
ここで、LPF12におけるアタック時間は雑音レベルを正確に検出すべく上記LPF15と同様に約1ミリ秒とされ、リリース時間は整流信号Shn中の短い合間に現出する雑音レベル(図4上から二段目参照)を正確に検出すべく上記LPF15のリリース時間より短く設定され、具体的には約数十ミリ秒とされる。
【0053】
次に、レベル分析回路13は、先ず、LPF15からの上記抽出信号Slに基づき当該抽出信号Slと上記システム雑音レベルとを比較することにより入力信号Siにおける有音部を検出する。
【0054】
そして、当該有音部が検出されたタイミング以降に入力される抽出信号Slnについて、各サンプリングタイミング毎に雑音レベルの検出を行う。すなわち、有音部が検出されたタイミング以降の各サンプリングタイミング毎に、一のサンプリングタイミングで入力された抽出信号Slnと次のサンプリングタイミングで入力された抽出信号Slnとを比較し、小さい方の抽出信号Slnの値を上記レベル検出信号Saとして出力する動作を各サンプルタイミング毎に繰り返す。この処理により、レベル検出信号Saとして出力されるサンプル値は、図4下から二段目に示すように各サンプルタイミング毎に徐々に入力信号Siの雑音レベルに近づいてゆき、所定時間経過後最終的に当該雑音レベルで一定化する。ここで、レベル検出信号Saの初期値としては、レベル分析回路13において扱うことが可能な最大レベルの雑音(図4中、符号Vrangmaxで示す。)を用い、以後当該最大レベルより小さいレベルの抽出信号Slnが入力される度にその値をホールドする(このとき、図4中符号Pで示すように、入力信号Siの有音部が開始された以後最初の抽出信号Slnのサンプル値は当該最大レベルVrangmaxよりも低くなることになる。)。
【0055】
なお、上記したレベル分析回路13の処理は、入力信号Siの種類(チューナTからの入力信号Siか、又はCDプレーヤCPからの入力信号Siか等を示す種類)が同一である間はその雑音レベルが一定であるという前提の下における処理であるが、これ以外に、例えばカセットデッキCKでテープを再生中に曲が変わった時点で当該カセットデッキCKにおけるノイズリダクション処理方法を変更した場合等においては、同じカセットデッキCKからの入力信号Si(すなわち、同じ種類の入力信号Si)であってもその雑音レベルが変化する場合がある。このような場合に対処するには、レベル分析回路13において、上記レベル検出信号Saを生成する処理を二系統で同時並行的に行い、一方の系統で求めたレベル検出信号Saを一定値のままゲインコントローラ2へ出力すると共に、他方の系統で求めたレベル検出信号Saについては定期的に(例えば4乃至5秒おきに)これを更新し、ゲインコントローラ2へ出力されているレベル検出信号Saの値と比較して、定期的に更新されているレベル検出信号Saの値の方が大きい状態が継続するようであれば、入力信号Siにおける雑音レベル自体が変化していると見なして定期的に更新されたレベル検出信号Saの方を一定値としてゲインコントローラ2へ出力するように構成すればよい。
【0056】
次に、上記レベル検出信号Saが出力されているゲインコントローラ2における処理について説明する。
【0057】
ゲインコントローラ2においては、レベル検出信号Saに基づいて、アッテネータ4における減衰率を制御するための上記制御信号Ssg及びアンプ5における増幅率を制御するための上記制御信号Ssgsを生成する。
【0058】
このとき、ゲインコントローラ2は、ノイズリダクション部3における上記第4ノイズ低減部3dのメモリ25dに記憶されている減衰特性(補正入力信号Siaにおける高周波数領域の信号を減衰させるための減衰特性)に対応して設定されている後述の閾値レベルVnrefとレベル検出信号SaのレベルVaとを比較し、
【数1】
Va≦Vnref …(1)
のとき、アッテネータ4における減衰率及びアンプ5における増幅率を共に0dB、すなわち、アッテネータ4における減衰及びアンプ5における増幅を行わないようにすべく上記制御信号Ssg及び制御信号Ssgsを生成する。これは、Va≦Vnrefのときは入力信号Siにおける雑音レベル(すなわちVa)がノイズリダクション部3において低減可能なレベル範囲であることによる。
【0059】
次に、閾値レベルVnrefとレベル検出信号SaのレベルVaとが、
【数2】
Va>Vnref …(2)
であるときは、アッテネータ4における減衰率Gaを
【数3】
Ga=Vnref/Va
とすべく制御信号Ssgを生成すると共に、アンプ5における増幅率Gbを
【数4】
Gb=1/Ga=Va/Vnref
とすべく制御信号Ssgsを生成する。これは、Va>Vnrefのときは入力信号Siにおける雑音レベルがノイズリダクション部3において低減可能なレベル範囲を超えているため、当該雑音レベルをノイズリダクション部3において低減可能なレベルまで減衰させることが必要であることによる。
【0060】
次に、閾値レベルVnrefがレベル分析回路13(すなわち、情報再生装置S)において扱うことが可能な上記最大レベルVrangmaxの雑音より大きいとき、すなわち、
【数5】
Va≧Vrangmax …(3)
であるときは、アッテネータ4における減衰率Gaを
【数6】
Ga=Vnref/Vrangmax(=一定)
とすべく制御信号Ssgを生成すると共に、アンプ5における増幅率Gbを
【数7】
Gb=1/Ga=Vrangmax/Vnref
とすべく制御信号Ssgsを生成する。これは、Va≧Vrangmaxのときは入力信号Siにおける雑音レベルが情報再生装置Sにおいて扱うことが可能な雑音の最大レベルを超えているため、情報再生装置Sにおいて低減可能な最大の減衰率で入力信号Siを減衰させ、可能な限り雑音を低減する必要があることによる。
【0061】
次に、ゲインコントローラ2における実際の減衰率及び増幅率の設定について、図4を用いて説明する。
【0062】
上記した減衰率Ga及び増幅率Gbは夫々最終的に設定されるべき減衰率及び増幅率の目標値であるが、ゲインコントローラ2は、減衰率及び増幅率を一気に当該目標値に設定するのではなく、出力信号Soを出力した際の聴感上の違和感をなくすべく、漸次減衰率及び増幅率を上記各目標値に近づける。
【0063】
すなわち、減衰率の変化について説明すると、図4最下段に示すように、レベル検出信号Saのサンプリングを開始したタイミングから約数百ミリ秒後に減衰率の増加を開始し、爾後、約数十ミリ秒の間隔で減衰率を変化させて目標値Gaに近づけていく。この時、一回の減衰率の変化の幅は、例えば−0.5dBづつとされる。これは、上述のように、出力信号Soを出力した際の聴感上の違和感をなくすためである。
【0064】
なお、アンプ5における増幅率Gbについては、当該増幅率Gbがアッテネータ4の減衰率Gaの逆数であるので、レベル検出信号Saのサンプリングを開始したタイミングから約数百ミリ秒後に増幅率の増加を開始し、爾後、約数十ミリ秒の間隔で増幅率を変化させて目標値Gbに近づける。そして、この場合も、一回の増幅率の変化の幅は、例えば+0.5dBづつとされる。
【0065】
次に、上述のようにして減衰率Gaにより入力信号Siを減衰して得られた補正入力信号Siaにおける雑音を減衰するノイズリダクション部3の動作について、図3、図6及び図7を用いて説明する。以下に説明するノイズリダクション部3の動作においては、補正入力信号Siaが各フィルタにより対応する周波数帯域毎に分割され、当該分割された信号毎にレベルが検出されると共に予め設定されている減衰特性に応じて夫々のレベルが減衰され、その後に各周波数帯域の信号が加算されて絶音低減信号Snrとして出力される。
【0066】
始めに、上記第1ノイズ低減部3aの動作について説明する。
【0067】
当該第1ノイズ低減部3aに入力された補正入力信号Siaは、LPF20aにおいてその低周波領域の信号が抽出され、減衰器26a及び全波整流部21aへ出力される。このとき、当該LPF20aの周波数特性は、例えば、図6に示すような特性とされる。
【0068】
そして、全波整流部21aにおいては、出力されたLPF20aの出力信号を全波整流する。
【0069】
次に、全波整流された信号は、波形成形部22a(実際の機能としては、LPFとしての機能を有しており、全波整流された信号のエンベロープを検出する動作を行う。)において予め設定された所定のアタック時間及びリリース時間(いずれも図5参照)に基づき、エンベロープ信号の生成が行われる。
【0070】
ここで、当該波形成形部22aを用いるのは、全波整流された信号における急峻な変動を抑制する等のためである。すなわち、例えば、全波整流された信号が急激に変動すると後述のレベル検出器23aが追従できない場合があり、また、急激に減衰器26aにおける減衰が実行されると雑音減衰信号Snrに基づいて再生した出力信号Soにおいて聴感上違和感が生じる場合があるため、これらを防止するべく波形成形部22aを挿入するのである。
【0071】
次に波形成形部22aからの波形成形信号は、レベル検出器23aにおいてそのレベルが検出される。
【0072】
そして、制御部24aは、検出された波形成形信号のレベルとメモリ25aに予め記憶されている減衰特性に基づいて、減衰器26aにおける減衰率を制御する。
【0073】
次に、上記第2ノイズ低減部3bの動作について説明する。
【0074】
当該第2ノイズ低減部3bに入力された補正入力信号Siaは、BPF20bにおいて予め設定された周波数帯域幅の信号が抽出され、減衰器26b及び全波整流部21bへ出力される。このとき、当該BPF20bの周波数特性は、例えば、図6に示すような特性とされる。
【0075】
その後、上記第1ノイズ低減部3aの場合と同様に、BPF20bからの出力信号に対して、全波整流部21bにおける全波整流、波形成形部22bにおけるエンベロープの抽出及びレベル検出23bにおけるレベル検出が施され、その検出されたレベルに基づく制御部24bの制御の下、メモリ25bに記憶されている減衰特性に対応した減衰制御がBPF20bからの出力信号に対して減衰部26bにより実行される。
【0076】
次に、上記第3ノイズ低減部3cの動作について説明する。
【0077】
当該第3ノイズ低減部3cに入力された補正入力信号Siaは、BPF20cにおいて予め設定された周波数帯域幅の信号が抽出され、減衰器26c及び全波整流部21cへ出力される。このとき、当該BPF20cの周波数特性は、例えば、図6に示すような特性とされる。
【0078】
その後、上記第1ノイズ低減部3a等の場合と同様に、BPF20cからの出力信号に対して、全波整流部21cにおける全波整流、波形成形部22cにおけるエンベロープの抽出及びレベル検出23cにおけるレベル検出が施され、その検出されたレベルに基づく制御部24cの制御の下、メモリ25cに記憶されている減衰特性に対応した減衰制御がBPF20cからの出力信号に対して減衰部26cにより実行される。
【0079】
次に、上記第4ノイズ低減部3dの動作について説明する。
【0080】
当該第4ノイズ低減部3dに入力された補正入力信号Siaは、HPF20dにおいて予め設定された高周波数帯域の信号が抽出され、減衰器26d及び全波整流部21dへ出力される。このとき、当該HPF20dの周波数特性は、例えば、図6に示すような特性とされる。
【0081】
その後、上記第1ノイズ低減部3a等の場合と同様に、HPF20dからの出力信号に対して、全波整流部21dにおける全波整流、波形成形部22dにおけるエンベロープの抽出及びレベル検出23dにおけるレベル検出が施され、その検出されたレベルに基づく制御部24dの制御の下、メモリ25dに記憶されている減衰特性に対応した減衰制御がHPF20dからの出力信号に対して減衰部26dにより実行される。
【0082】
そして、各減衰器26a乃至26dからの出力信号を加算27においてすべて加算し、上記雑音低減信号Snrとしてアンプ5に出力する。
【0083】
その後は、当該アンプ5において、雑音低減信号Snrと元の入力信号Siとの全体レベルを相互に一致させるべく上述のような処理で増幅が実行され、増幅信号Snoとして再生部6に出力される。
【0084】
なお、実施形態のノイズリダクション部3における第1ノイズ低減部3aでは、実際には、減衰器26aにおける信号の減衰は行わない。その理由は、低周波数帯域における人の聴感特性が鈍感であることを考慮すると共に、情報再生装置Sの回路規模を削減するためである。
【0085】
次に、メモリ25b、25c及び25dに夫々記憶されている各周波数帯域毎の減衰特性の例を図7に示す。ここで、図7においては、横軸が各減衰器26b乃至26dに対応した帯域における入力レベルを示し、縦軸が制御部24a乃至24dにより制御される滅衰量を示している。図7から明らかなように、各減衰特性はBPF20b及び20c並びにHPF20dで分割された各周渡数帯域毎に設けられている。
【0086】
そして、メモリ25dに記憶されている減衰特性において、上記ゲインコントローラ2におけるアッテネータ4の減衰率及びアンプ5の増幅率の算出の基準として用いられる閾値レベルVnrefは、図7示すように、例えば、−66dBV(すなわち、第4ノイズ低減部3dにおける最大減衰量が得られる入力信号レベルの最大値)とされる。すなわち、入力信号Siにおける雑音レベルが−66dBV以下であるときは、ノイズリダクション部3により雑音の低減が可能であるとしてアッテネータ4における減衰を行うことなく入力信号Siをそのままノイズリダクション部3に入力して雑音の低減を行い、一方、入力信号Siにおける雑音レベルが−66dBVより大きいときには、そのままではノイズリダクション部3により雑音の低減が不可能であるとしてアッテネータ4における減衰により当該雑音レベルを−66dBVまで低減させて補正入力信号Siaを生成してノイズリダクション部3に入力し雑音の低減を行うのである。
【0087】
なお、図7から明らかなように、実際のノイズリダクション部3においては、例えば第4ノイズ低減部3dでは入力信号Siのレベルが−55dBV乃至−66dBVの範囲においても減衰が施される構成となっている。これは、閾値を一通りだけ設定してそれ以下を一律に減衰させる構成よりも、入力信号Siのレベルに応じて徐々に減衰率を上げていく方が聴感上違和感がないからである。そして、これと同じ理由で、他の第2ノイズ低減部3b及び第3ノイズ低減部3cにおいても、図7に示す範囲内のレベルを有する入力信号Siに対して減衰を実行する構成となっている。
【0088】
さらに、上記閾値レベルVnrefの値については、−66dBV以外に設計上の要求に応じて適宜変更することが可能である。
【0089】
以上説明したように、実施形態の情報再生装置Sの動作によれば、入力信号Siのレベルを所定の閾値レベルに対応するように減衰した後に雑音を低減するので、様々なレベルを有する入力信号Siの雑音を夫々有効に低減できると共に、一のノイズリダクション部3を上記様々なレベルを有する入力信号Siに夫々適合させて雑音を低減することができる。
【0090】
よって、情報再生装置Sの構成を簡略化しつつ種々の入力信号Siの雑音を有効に低減して情報を再生することができる。
【0091】
また、ノイズリダクション部3が補正入力信号Siaを異なる周波数帯域に分割した後に減衰させて雑音を低減するので、効果的に入力信号Siの雑音を低減することができる。
【0092】
更に、アッテネータ4における減衰に用いられた減衰率の逆数に相当する増幅率を乗じることにより雑音低減信号Snrを再補正するので、簡易な構成で入力信号Siのレベルに対応した出力信号Soを生成することができる。
【0093】
更にまた、入力信号Siが音楽信号であると共に、当該音楽信号における有音部を検出し、当該有音部における雑音のレベルを検出するので、正確に雑音レベルを検出することができる。
【0094】
なお、入力信号Siを供給する供給源としては、上述したカセットデッキCK、CDプレーヤCP、チューナT又はMDプレーヤ等の他に、例えば、DVD、LD(LASER Disk)、DAT(Digital Audio Tape)、DCC(Digital Compact Cassette)等を用いてもよい。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、雑音レベルが閾値レベルよりも大きい場合、入力信号のレベルを低減した後に雑音を低減するので、様々なレベルを有する入力信号の雑音を夫々有効に低減できると共に、一の低減手段を上記様々なレベルを有する入力信号に夫々適合させて雑音を低減することができる。
【0096】
よって、簡易な構成で種々の入力信号の雑音を有効に低減することができる。
【0097】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、異なる周波数帯域に分割した後に減衰させて雑音を低減するので、効果的に補正入力信号の雑音を低減することができる。
【0098】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加えて、生成手段における補正に用いられた利得の逆数に相当する利得を雑音低減信号に乗じることにより当該雑音低減信号を再補正するので、簡易な構成で入力信号のレベルに対応した出力信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】情報再生装置の概要構成を示すブロック図である。
【図2】ノイズ分析部の概要構成を示すブロック図である。
【図3】ノイズリダクション部の概要構成を示すブロック図である。
【図4】ノイズ分析部の各部の波形を示すタイミングチャートである。
【図5】LPFの特性を示す図であり、(a)はアタック時間を示す図であり、(b)はリリース時間を示す図である。
【図6】ノイズリダクション部における周波数分割特性を示す図である。
【図7】ノイズリダクション部における減衰特性を示す図である。
【符号の説明】
1…ノイズ分析部
2…ゲインコントローラ
3…ノイズリダクション部
4…アッテネータ
5…アンプ
6…再生部
10、20d…HPF
11、14…整流回路
12、15、20a…LPF
13…レベル分析回路
20b、20c…BPF
21a、21b、21c、21d…全波整流部
22a、22b、22c、22d…波形成形部
23a、23b、23c、23d…レベル検出器
24a、24b、24c、24d…制御部
25a、25b、25c、25d…メモリ
26a、26b、26c、26d…減衰器
27…加算部
Si…入力信号
Sia…補正入力信号
Snr…雑音低減信号
Sno…増幅信号
So…出力信号
Sa…レベル検出信号
Ssg、Ssgs…制御信号
Sh…ハイパス信号
Shn、Sin…整流信号
Sln、Sl…抽出信号
S…情報再生装置
T…チューナ
CP…CDプレーヤ
CK…カセットデッキ

Claims (3)

  1. 外部から入力された入力信号の雑音のレベルを示す雑音レベルを検出する検出手段と、
    前記検出された雑音レベル予め設定された閾値レベルよりも大きい場合、前記入力信号のレベルを低減して、補正入力信号を生成する生成手段と、
    前記生成された補正入力信号の雑音を低減し、雑音低減信号を生成する低減手段と、
    前記生成された雑音低減信号のレベルを、元の前記入力信号のレベルに対応するように再補正し、出力信号を生成する再補正手段と、
    を備えることを特徴とする雑音低減装置。
  2. 請求項1に記載の雑音低減装置において、
    前記低減手段は、
    前記補正入力信号を周波数帯域の異なる複数の部分入力信号に分割する分割手段と、
    各前記部分入力信号のレベルを夫々検出し、レベル検出信号を夫々生成する複数のレベル検出手段と、
    制御信号に基づいて、前記分割された部分入力信号を夫々減衰し、減衰入力信号を生成する複数の減衰手段と、
    前記生成された夫々の減衰入力信号を加算し、前記雑音低減信号を生成する加算手段と、
    前記生成された各レベル検出信号に基づいて、夫々の前記減衰手段毎に前記制御信号を生成する制御手段と、
    を備えることを特徴とする雑音低減装置。
  3. 請求項1又は2に記載の雑音低減装置において、
    前記再補正手段は、前記生成手段における補正に用いられた利得の逆数に相当する利得を前記雑音低減信号に乗じることにより当該雑音低減信号を再補正することを特徴とする雑音低減装置。
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