JP3627577B2 - 雑音除去装置およびオーディオ出力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ信号受信の際の雑音除去装置に関わり、より具体的には、パルス性ノイズが混入しやすい、例えばカーラジオ等に用いられる雑音除去装置およびオーディオ出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車の環境における電磁波ノイズを考えた場合、イグニッションノイズ、ミラーノイズなど多数のパルス性の電磁波ノイズ（パルス性ノイズと称する場合もある）が発生している。これらパルス性ノイズは車両内部のカーラジオに接続された受信アンテナに混入するため、その出力音声信号にパルス性ノイズが発生することは通常良く経験されることであり、このためカーラジオでは一般にパルス性ノイズを除去するための雑音除去装置が用いられている。
【０００３】
図８は例えば特開昭６３−８７０２６号公報に記載された従来の（パルス性）雑音除去装置のブロック図である。図においてＦＭ受信機のＦＭ中間周波数信号を入力するとＦＭ検波回路１から出力された検波信号がＬＰＦ（ローパスフィルタ）からなる遅延回路２に供給されて遅延され、遅延回路２の出力はゲート回路３、そしてレベルホールド回路４を介してステレオ復調回路５に供給される。また、検波信号はＨＰＦ（ハイパスフィルタ）６に供給され、ＨＰＦ６を通過したノイズ成分信号はノイズアンプ７によって増幅されてノイズ検波回路８に供給される。
【０００４】
ノイズ検波回路８はノイズアンプ７の出力信号を整流する整流回路からなり、これによりノイズ検出出力を得る。このノイズ検波出力は波形整形回路９および積分回路１０に供給される。なお、ＨＰＦ６、ノイズアンプ７、ノイズ検波回路８、波形整形回路９および積分回路１０を含んでノイズ検出手段１１が構成される。
【０００５】
波形整形回路９はノイズ検波出力を所定の時間幅のパルス幅のパルスに変換してゲート回路３に供給する。波形整形回路９からゲート回路３に供給されたパルスによってゲート回路３は駆動されて信号遮断状態になり、信号遮断状態時にはレベルホールド回路４によって信号遮断前の遅延出力レベルが保持されてステレオ復調回路５に供給される。
【０００６】
これによってパルス性ノイズに起因する復調信号の電位の急変によるスパイク状ノイズの発生が防止される。波形整形回路９からパルスが供給されていない場合は、ゲート回路３とレベルホールド回路４は信号通過状態（スルー）になる。
【０００７】
また、積分回路１０はノイズ検波出力を平滑化してノイズレベルに応じた直流信号を得てノイズアンプ７に積分回路１０の出力を与える（フィードバックする）ことによりＡＧＣループを形成する。
【０００８】
なお、遅延回路２はパルス性ノイズがＨＰＦ６に供給されてからゲート回路３を遮断状態にするまでの時間を補うために設けられている。また、ステレオ復調回路５には、図９に示すようにＬｃｈ（左チャンネル）信号とＲｃｈ（右チャンネル）信号が（Ｌｃｈ＋Ｒｃｈ）／２を中心として周波数３８ｋＨｚにより平衡変調された形で入力されるので、例えば３８ｋＨｚで時分割することによりＬｃｈ信号とＲｃｈ信号とを分離して取り出すことができる。
【０００９】
また、上述のように先の信号をレベルホールドして出力するもののほかに、パルス性ノイズの発生した前後のレベルより平均値等により補正する方法もある。ところで、この方法においては、以下のような問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図１０（ａ）に補正期間に対し低い周波数の信号を補正した補正誤差が最も大きくなる場合の波形を示す。同図の○印は●印を補正した値で、○印と●印の差が補正誤差を示している。
【００１１】
次に、図１０（ｂ）に補正期間に対し高い周波数の信号を補正した場合の波形を示す。同図の○印は●印を補正した値を示している。図１０（ａ）と同様に○印と●印の差が補正誤差を示している。
【００１２】
ここで、各補正誤差をみると図１０（ｂ）の方が大きい。つまり補正期間に対する周波数の相対的な時間幅の関係が非常に重要であり、高い周波数成分の信号を補正しても誤差が大きいことがわかる。このため高い周波数を多く含む信号に対して補正を行っても補正誤差がノイズとして聞こえる。ここで、パルス性ノイズのパルス幅が数十μｓ〜数百μｓに対しコンポジット信号は図９に示す様に３８ｋＨｚで平衡変調された成分が有りパルス性ノイズに対し信号の周期が短いため図１０（ｂ）のような補正誤差が生じる。
【００１３】
本発明はこの点に鑑み、高い周波数成分を多く含んだ信号に対しても補正誤差を小さくすることが可能な、ノイズ抑圧能力の向上させた雑音除去装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係わる雑音除去装置においては、ＦＭ復調されたＦＭ復調信号から雑音を検出する雑音検出手段と、前記ＦＭ復調信号に含まれるステレオ信号を復調するステレオ復調手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に基づく第１の補正信号を出力する第１の補正手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に対する所定の処理に基づく第２の補正信号を出力する第２の補正手段と、前記ステレオ復調手段の出力における高域成分のレベルを検出する高域レベル検出手段と、該高域レベル検出手段の出力に基づいて前記第１または第２の補正手段のいずれかを選択する選択手段とを備え、前記第１の補正手段は、補正期間の前後に存在する信号値の直線補間から求まる信号を前記第１の補正信号として出力し、第２の補正手段は、前記所定の処理として、前記補正期間の前後に存在する信号値に対する平均化処理を行ない、当該平均化処理を行なうことによって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号を前記第２の補正信号として出力することを特徴とする。
【００１５】
この発明の請求項２に関わる雑音除去装置において、第１の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の直前および直後に存在する２つの信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第１の補正信号として出力するように構成した。
【００１６】
この発明の請求項３に関わる雑音除去装置において、第２の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の前後にそれぞれ存在する複数の信号値を前記雑音の発生前後のそれぞれに対応して平均化する平均化処理を行い、当該平均化処理によって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第２の補正信号として出力するように構成した。
【００１７】
この発明の請求項４に係わる雑音除去装置において、復調されたオーディオ信号における全帯域のレベルを検出するレベル検出手段をさらに備え、このレベル検出手段のレベル出力に対する高域レベル検出手段のレベル出力の割合と所定値との関係に基づいて選択手段を動作させるように構成した。
【００１８】
この発明の請求項５に係わる雑音除去装置において、雑音検出手段は、高域レベル検出手段の出力レベルに応じて、その検出感度が可変であるように構成した。
【００１９】
この発明の請求項６に係わる雑音除去装置において、オーディオ信号を構成する右チャンネル信号および左チャンネル信号間における加算信号のレベルと減算信号のレベルとに基づいて選択手段を動作させるように構成した。
【００２０】
この発明の請求項７に係わるオーディオ出力装置においては、請求項１乃至６に記載された雑音除去装置を備えるようにした。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、例えばカーラジオ等のカーオーディオ機器、車搭載型テレビのカービデオ機器等のオーディオ出力装置、またはこのオーディオ出力装置を含むような映像音声装置等に適用することで雑音除去に絶大なる効果を発揮することが可能な構成の実施の形態について述べる。
【００２２】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である雑音除去装置のブロック構成図である。
【００２３】
１０００は受信した放送電波等より、ＦＭ信号を復調するためのＦＭ復調器、５はステレオ復調手段、１２はステレオ復調手段５のＲｃｈの中低域信号用の中低域用補正手段、１３はステレオ復調手段５のＲｃｈの高域信号用の高域用補正手段、２１は高域用補正手段１３と中低域用補正手段１２の出力信号を切り替えるスイッチ、１４はステレオ復調手段５のＬｃｈの中低域信号用の中低域用補正手段である（ここで、中低域用補正手段１２、１４は、それぞれＲｃｈ、Ｌｃｈに対応して設けられた第１の補正手段である。）。
【００２４】
１５はステレオ復調手段５のＬｃｈの高域信号用の高域用補正手段、２２は高域用補正手段１５と中低域補正手段１４の出力信号を切り替えるスイッチ、１６はスイッチ２１の出力信号のレベル（エンベロープ）を検出するレベル検出手段、１７はスイッチ２１の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段である（ここで、高域用補正手段１３、１５は、それぞれＲｃｈ、Ｌｃｈに対応して設けられた第２の補正手段である。）。
【００２５】
１８はスイッチ２２の出力信号のレベルを検出するレベル検出手段、１９はスイッチ２２の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段、２００はレベル検出手段１６および高域レベル検出手段１７の各出力レベルにスイッチ２１を制御するための選択手段、２０１はレベル検出手段１８および高域レベル検出手段１９の各出力レベルに応じてスイッチ２２を制御するための選択手段である。
【００２６】
次に動作について説明する。
例えば、先に延べたオーディオ出力装置の一例としてのカーラジオにおいては、付属のアンテナ等により、受信された放送信号はＦＭ復調器１０００によりＦＭ復調信号が出力される。このＦＭ復調信号はステレオ復調回路５およびノイズ検出手段１１０にそれぞれ入力され、以下に詳細に述べる処理を施される。
【００２７】
まず、ノイズ検出手段１１０は、例えば従来の装置におけるノイズ検出手段１１と同じようにパルス性ノイズを検出する。ノイズ検出手段１１０の出力信号としては、パルス性ノイズを検出した期間に高レベル（Ｈレベル）、検出しなかった期間に低レベル（Ｌレベル）のゲート信号を出力し、このゲート信号出力は高域用補正手段１３、中低域用補正手段１２、高域用補正手段１５および中低域用補正手段１４に入力される。
【００２８】
次に各補正手段１２〜１５はゲート信号がＨレベルの期間における入力信号（ステレオ復調手段５からの出力）を補正し、Ｌレベルの期間では入力信号をそのまま出力する。
【００２９】
（補正期間前後の値による補正について）
ここで、中低域用補正手段１２および１４は、補正期間の前後の値を用いて、ノイズが発生した期間（以下、ノイズ期間と称する）の信号を直線補間する（この直線補間により出力される信号を補正信号と称する）。なお、この補正信号は低域フィルタを介して出力される。
【００３０】
この中低域用補正手段１２および１４を用い、ノイズ期間に対して波長が長い（すなわち、周波数が低い）信号を直線補間した結果、補正誤差が最も大きくなる場合と、ノイズ期間に対して波長が短い（すなわち、周波数が高い）信号を直線補間した結果、補正誤差が最も大きくなる場合の波形の例を図２に示す。
【００３１】
図２中の●印はノイズが発生しなかった場合の本来得られるべきレベルであり、この例の場合には補正誤差が最も大きくなるポイントに相当し、▽印がその補正値（中低域用補正手段１２による補正値）を示している。
【００３２】
図２（ａ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して長い（すなわち、周波数が補正期間に対し低い）場合を示しており、▽印と●印のレベル差（差分値）が小さく、補正による誤差は信号波形の振幅に対して非常に小さいかほとんどない。このように第１の補正手段においては、雑音の発生時点を含む所定期間の直前および直後に存在する信号値に基づいて雑音を補正するための補正信号を出力する（以下の各実施の形態の説明における第１の補正手段については、特に断りのない限り同様の動作を行うものとする）。
【００３３】
図２（ｂ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して短い（すなわち、周波数が補正期間に対し高い）場合を示しており、▽印と●印のレベル差（差分値）が大きく、補正による誤差は信号波形の振幅に対して大きい。
【００３４】
すなわち、信号波形の波長が短い信号波形（すなわち、高い周波数の信号波形）に対して、上述した中低域用補正手段１２を用いた補間を行うと、十分なノイズの抑圧効果が得られないことになる。
【００３５】
（平均期間における平均値を用いた補正について）
次に、高域用補正手段１３および１５は補正期間の前と後で平均化処理を行い（◆印が平均期間における平均値）、この２つの平均値（補正信号としての平均信号値）を用いて直線補間を行う。なお、この補正信号（平均信号値）は低域フィルタを介して出力される。
【００３６】
なお、ここにおける平均期間とはノイズ期間の前後における所定の期間であって、その期間中に含まれる複数の信号値に基づいて、その期間における信号レベルの平均値が求められる。
【００３７】
この高域用補正手段１３および１５を用いて、補正期間に対し低い周波数と高い周波数の信号を補正した波形を図２に示す。
【００３８】
図２（ａ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して長い（すなわち、周波数が補正期間に対し低い）場合を示しており、●印とのレベル差は▽印の方が○印よりも小さくなっている。
【００３９】
図２（ｂ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して長い（すなわち、周波数が補正期間に対し低い）場合を示しており、●印とのレベル差は○印の方が▽印より小さくなっている。
【００４０】
従って、信号波形の波長が補正期間に対して十分に長い（すなわち、信号波形の周波数が補正期間に対し低い）場合には中低域用補正手段１２および１４を用いて補正（補間処理）を行い、信号波形の波長が補正期間に対して短い（すなわち、信号波形の周波数補正期間に対し高い）場合には高域用補正手段１３および１５を用いて補正（補間処理）を行う。このように第２の補正手段においては、雑音の発生時点を含む所定期間の直後に存在する複数の信号値に基づいて雑音を補正するための補正信号を出力する（以下の各実施の形態の説明における第２の補正手段については、特に断りのない限り同様の動作を行うものとする）。
【００４１】
（レベル検出手段について）
次に、レベル検出手段について説明する（以下では、理解を簡単にするため、まずＲｃｈの系列に係わる構成について述べる）。
【００４２】
レベル検出手段１６においては、高域用補正手段１２または中低域用補正手段１３を用いて補正された信号のレベルを検出する（エンベロープ検出）。
【００４３】
この場合のレベル検出手段１６は、例えば図３（ａ）のような構成を採用することにより実現することができる。なお、ここでは、スイッチ２１の出力に直流分は含まないものとする。
【００４４】
図において、２３は絶対値回路であり、２４は低域フィルタ（ＬＰＦ）である。まず、絶対値回路２３において、スイッチ２１より出力される出力信号の絶対値を求め、ＬＰＦ２４によって高域成分を除く。このＬＰＦ２４の出力信号はスイッチ２１から出力される信号のエンベロープとして出力される。
【００４５】
なお、Ｌｃｈの系列についても、レベル検出器１８、高域用補正手段１５または中低域用補正手段１４、スイッチ２２はそれぞれＲｃｈの対応する構成、レベル検出器１８の構成も図３（ａ）に示すものと同様のものが採用され、その動作も同様である。
【００４６】
（高域レベル検出手段について）
次に、高域レベル検出手段について説明する（以下では、理解を簡単にするため、まずＲｃｈの系列に係わる構成について述べる）。
【００４７】
高域レベル検出手段１７においては、高域用補正手段１２または中低域用補正手段１３を用いて補正された信号のレベルを検出する（エンベロープ検出）。
【００４８】
この場合の高域レベル検出手段１７は、例えば図３（ｂ）のような構成を採用することにより実現することができる。なお、ここでは、スイッチ２１の出力に直流分は含まないものとする。
【００４９】
図において、２５は高域フィルタ（ＨＰＦ）、２６は絶対値回路、２７は低域フィルタ（ＬＰＦ）である。まず、ＨＰＦ２５において、スイッチ２１より出力される出力信号の低域成分を除き、高域成分を得る。
【００５０】
次に、絶対値回路２６において、ＨＰＦ２５の出力信号の絶対値を求める。次に、ＬＰＦ２７で高域成分を除く。このＬＰＦ２７の出力信号はスイッチ２１から出力される信号の高域成分のエンベロープとして出力される。
【００５１】
なお、Ｌｃｈの系列についても、高域レベル検出手段１９、高域用補正手段１５または中低域用補正手段１４、スイッチ２２はそれぞれＲｃｈの対応する構成、高域レベル検出器１９の構成も図３（ｂ）に示すものと同様のものが採用され、その動作も同様である。
【００５２】
（選択手段について）
次に、選択手段２００について説明する。選択手段２００には高域レベル検出手段１７からの出力信号ＶＨとレベル検出手段１６からの出力信号ＶＡが入力される。
【００５３】
ここで、ＶＨ／ＶＡが所定値より小さい（すなわち、高い周波数成分の信号の割合が小さい）場合、高い周波数成分の信号を補正するために生じる補正誤差の発生する割合が小さいと考えられるので、選択手段２００はスイッチ２１によってＲｃｈの出力側と中低域用補正手段１２とを、また、選択手段２０１はスイッチ２２によってＬｃｈの出力側と中低域補正手段１４とをそれぞれ接続する。
【００５４】
ＶＨ／ＶＡが所定値より大きい（すなわち、高い周波数成分の信号の割合が大きい）場合、高い周波数成分の信号を補正するために生じる補正誤差の発生する割合が大きいと考えられるので、選択手段２００はスイッチ２１によってＲｃｈの出力側と高域用補正手段１３とを、また、選択手段２０１はスイッチ２２によってＬｃｈの出力側と高域用補正手段１４とをそれぞれ接続する。
【００５５】
以上のように、ＦＭステレオ復調した信号における高域成分のレベル（高域成分のエンベロープ）ＶＨと全帯域のレベル（全帯域のエンベロープ）ＶＡとの割合（比）と所定値とを比較した結果に応じて補正手段を選択するので補正誤差を軽減することができる。
【００５６】
また、上述したこれらの処理はＦＭ検波回路１の出力信号をＡ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ変換）した後にＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを用いディジタル信号処理により実行しても良い。この場合、中低域用補正手段１２および１４、高域用補正手段１３および１５のうち選択されてない補正手段は補正のための処理を省略することができる。
【００５７】
また、高域レベル検出手段１７または１９として、図３に示したＨＰＦ２５を用いる場合について説明したが、ステレオ復調された信号のうち、例えば１５ｋＨｚ以上の成分は基本的に不要なので、１５ｋＨｚ以上の成分が除去できるＢＰＦを用いてもよい。
【００５８】
また、補正方法に直線補間を用いた場合について説明したが、ノイズ期間における信号を直線補間し更にＬＰＦを通過させ、補正誤差の高域成分を抑圧した後にノイズ期間の信号（ノイズ）と置き換えても良い。
【００５９】
なお、上述の説明においてはＶＨの信号レベルが大きく（この場合ＶＡの信号レベルも大きくなる）なる場合に、ＶＡ（レベル検出手段のレベル出力）に対するＶＨ（高域レベル検出手段のレベル出力）の割合（ＶＨ／ＶＡ）と所定値との関係に基づいて選択手段の動作を決定したが、例えばＶＨの信号レベルが極端に大きくならない場合にはＶＨのみと所定値との関係に基づいて選択手段の動作を決定してもよいことは説明するまでも無い。
【００６０】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２である雑音除去装置のブロック構成図である。図において、５はステレオ復調手段、１２はステレオ復調手段５のＲｃｈの中低域の信号に補正を施すための中低域用補正手段、１３はステレオ復調手段５のＲｃｈの高域の信号に補間を施すための高域用補正手段である。
【００６１】
２１は高域用補正手段１３と中低域用補正手段１２の出力信号を切り替えるスイッチ、１４はステレオ復調手段５のＬｃｈの中低域信号用の中低域用補正手段、１５はステレオ復調手段５のＬｃｈの高域信号用の高域用補正手段である。
【００６２】
２２は高域用補正手段１５と中低域補正手段１４の出力信号を切り替えるスイッチ、１６はスイッチ２１の出力信号のレベル検出手段、１７はスイッチ２１の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段である。
【００６３】
１８はスイッチ２２の出力信号のレベルを検出するレベル検出手段、１９はスイッチ２２の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段である。
【００６４】
２８はレベル検出手段１５および１７と高域レベル１６および１８の各出力レベルとに応じて、スイッチ２１および２２を制御する選択手段、１１１は高域レベル検出手段１７および１９からの出力に応じてノイズ検出の感度を調整するノイズ検出手段である。
【００６５】
次に、実施の形態１と動作が異なる部分について説明する。
図５に小さいパルス性ノイズを補正した場合を示す（ここでは、信号波形の振幅レベルの５０％までの振幅を有するノイズを小さいパルス性ノイズと称する）。
【００６６】
図５中（ａ）は小さいパルス性ノイズを補正する前の波形の一例、（ｂ）は補正した後の波形の一例をそれぞれ示す。
図５（ａ）と（ｂ）とを比較すると分かるように、図示したような例においては、補正後の波形の方が補正する前の波形よりレベル差（誤差）が大きくなる（本来の信号波形から大きく波形が変形してしまう。図５に示す例では、本来の正弦波から補正された部分について大きく波形が変形している）ことに起因して、補正したために却ってノイズとしては大きくなってしまう場合がある。特に、周波数が高い信号を補正する場合には補正誤差が大きくなるのでこの傾向が大きい。
【００６７】
そこで、周波数の高い成分が大きい場合はパルス性ノイズの検出感度を下げ、小さなノイズは検出しないようにし補正手段１２〜１５による補正を行わないようにする。
【００６８】
図６に上述の動作を実現可能な、検出手段１１１の一例を示す。図６に示したＨＰＦ６、ノイズアンプ７、波形整形回路９、積分回路１０の動作は従来の装置における動作と同じである。また、加算器２８において積分回路１０の出力と、高域レベル検出手段１７および１９の出力に重み付け器２９と重み付け器３０を介して重み付け（それぞれ係数を乗算する。もちろん係数を１とする場合も含まれる）した後の各出力を加算し、この加算結果を制御信号としてノイズアンプ７に入力する。
【００６９】
ここで、ノイズアンプ７は上述の制御信号（加算結果）が大きいほどゲインを小さくする。従って、高域レベル検出手段１７および１９の出力が０の場合におけるノイズアンプ７のゲインは、ノイズ検波回路８の出力信号の平均レベルを一定に保つように働くことになる。
【００７０】
ノイズ検波回路８の出力信号の平均レベルは波形整形回路９の閾値よりも小さい。ところが、時間的変化が速い信号に対してはノイズアンプ７のゲインは変化しないので、ノイズアンプ７にパルス性ノイズが加わるとノイズ検波回路８の出力が波形整形回路９の閾値よりも大きくなり、波形整形回路９はＨレベルを出力しパルス性ノイズを検出する。
【００７１】
ここで、ノイズ検波回路８の出力の平均値と波形整形回路９の閾値の差以下の大きさのパルス性ノイズが発生しても検出しない。従って、小さなパルス性ノイズまで検出する場合には、ノイズ検波回路８の出力信号の平均値と波形整形回路９の閾値との差を小さくし、小さなパルス性ノイズを検出しない場合はノイズ検波回路８の出力信号の平均値と波形整形回路９の閾値との差を大きくすればよい。
【００７２】
次に、ステレオ復調信号に高域の信号が多く含まれ、高域レベル検出手段１７および１９の出力が大きくなってくると、ノイズアンプの制御信号が大きくなるため、それに応じてノイズアンプ７のゲインが小さくなる。
【００７３】
このため、ノイズ検波回路８の出力信号の平均値は小さくなり、波形整形回路９の閾値との差が大きくなるために小さなパルス性ノイズは検出されなくなる。
【００７４】
以上のように、ステレオのＦＭ復調した信号の高域成分のレベルが大きいとパルス性ノイズの検出感度を下げる（すなわち、検出感度は高域レベル検出手段の出力レベルに応じて可変である）ので、小さなパルス性ノイズを補正することによる補正誤差が軽減される。
【００７５】
また、上述したこれらの処理は、ＦＭ検波回路１の出力信号をＡ／Ｄ変換し、その後の処理をＤＳＰ等によりディジタル信号処理技術を用いて実行しても良い。なお、この場合においては中低域用補正手段１２および１４、高域用補正手段１３および１５のうち、選択されてない補正手段における補正のための処理を省略することができる。
【００７６】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３である雑音除去装置のブロック構成図である。図において、１１２はＦＭ検波回路１の出力からパルス性ノイズを検出するノイズ検出手段、１２０はＦＭ検波回路１の出力信号のうち、中低域成分が多い場合に中低域の信号に補正を施すための中低域用補正手段、１３０はＦＭ検波回路１の出力信号のうち、高域成分が多い場合に高域の信号に補正を施すための高域用補正手段、２１は中低域用補正手段１２０と高域用補正手段１３０の出力を切り替えるスイッチである。
【００７７】
５はスイッチ２１の出力信号に接続されたステレオ復調手段、１６０はステレオ復調手段５のＬｃｈ信号のレベルを検出するレベル検出手段、１７０はステレオ復調手段５のＬｃｈ信号のうち高域の信号レベルを検出する高域レベル検出手段、１８０はステレオ復調手段５のＲｃｈ信号の信号レベルを検出するレベル検出手段である。
【００７８】
１９０はステレオ復調手段５のＲｃｈ信号のうち、高域の信号レベルを検出する高域レベル検出手段、３００はＬｃｈ信号の信号レベルとＲｃｈ信号の信号レベルとの差であるＬ−Ｒ成分の大きさ（減算信号のレベル。なお、Ｒ−Ｌ成分であっても良い）を検出するＬ−Ｒレベル検出手段、３０１はＬｃｈ信号の信号レベルとＲｃｈ信号の信号レベルとの和であるＬ＋Ｒ成分の大きさ（加算信号のレベル）を検出するＬ＋Ｒレベル検出手段である。
【００７９】
４００はレベル検出手段１６０、１８０、高域検出手段１７０、１９０、Ｌ−Ｒレベル検出手段３００の各出力に応じてスイッチ２１を切り替える選択手段である。
【００８０】
次に動作を説明する。
まず、ノイズ検出手段１１２は、例えば従来の装置における検出手段１１と同様にしてパルス性ノイズを検出する。ノイズ検出手段１１２の出力信号はパルス性ノイズを検出した期間は高レベル（Ｈレベル）の、検出しなかった期間は低レベル（Ｌレベル）の各ゲート信号を出力し、高域用補正手段１３０と中低域用補正手段１２０に入力する。
【００８１】
次に、補正手段１２０、１３０はゲート信号がＨレベルの期間にある信号を補正する。ここで、補正されるＦＭ検波回路１の出力信号は、０〜１５ｋＨｚのＬ＋Ｒ成分と２３〜５３ｋＨｚの帯域に３８ｋＨｚでＡＭ変調されたＬ−Ｒ成分、および１９ｋＨｚのパイロット信号から構成されている。
【００８２】
よって、Ｌ−Ｒ成分を多く含む信号に対し数十μｓ幅のパルス性ノイズに対応する補正を行うと、補正期間内に数波長のパルス性ノイズが存在する場合もあり、単純に前値保持や直線補間等を行ってしまうと、却って補正誤差が大きくなる場合がある。この場合には、高域用補正手段１３０を用い補正による誤差を小さくする。
【００８３】
また、ＦＭ検波回路１の出力信号にＬ−Ｒ成分が少ない場合、２３ｋ〜５３ｋＨｚの成分が少ないので、Ｌ＋Ｒ成分のうちの高域成分が少ないことは、ＦＭ検波回路１の出力信号のうちの高域成分が小さいことと等価であるので、単純に前値保持や直線補間を行い補正誤差を小さくすることができる。
【００８４】
従って、この場合、選択手段４００は下記の（１）および（２）に示す条件を満たす場合に、スイッチ２１を中低域用補正手段１２０に接続するように動作する。
（１）Ｌ−Ｒレベル検出手段３００の出力が、Ｌ＋Ｒレベル検出手段３０１の出力信号より十分小さい。
（２）高域レベル検出手段１７０および１９０の出力が、レベル検出手段１６０および１８０の出力よりも十分大きい場合
【００８５】
ここで、Ｌ−Ｒレベル検出手段３００の出力信号は、例えば、ステレオ復調されたＬｃｈ信号とＲｃｈ信号との差の絶対値をＬＰＦに入力した出力から得られる。また、Ｌ＋Ｒレベル検出手段３０１の出力信号は、例えば、ステレオにＦＭ復調されたＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の和の絶対値を入力とするＬＰＦの出力から得ることができる。
【００８６】
以上のように、上述の（１）および（２）の条件を満足する場合には、ＦＭ検波回路１からの出力信号に高域の信号成分が少ないので、単純に直線補間等によって補正を施した方が、本来の復調信号との誤差を小さくすることができる。
【００８７】
また、上述したこれらの処理は、ＦＭ検波回路１の出力信号をＡ／Ｄ変換し、その後の処理をＤＳＰ等によりディジタル信号処理技術を用いて実行しても良い。
【００８８】
また、上述した実施の形態の説明においては、ステレオのＦＭ復調後の信号に処理を加えて、選択手段４００に入力しているが、スイッチ２１の出力信号を補正したコンポジット信号における高域の信号レベルを検出し、これが小さい場合にはＬ−Ｒの成分が小さく、さらにステレオにＦＭ復調された信号の高域成分も小さくなるので、スイッチ２１は中低域用補正手段１２０に接続するようにしても良い。
【００８９】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば以下に述べる効果を奏する。この発明の請求項１に係わる雑音除去装置においては、ＦＭ復調されたＦＭ復調信号から雑音を検出する雑音検出手段と、前記ＦＭ復調信号に含まれるステレオ信号を復調するステレオ復調手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に基づく第１の補正信号を出力する第１の補正手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に対する所定の処理に基づく第２の補正信号を出力する第２の補正手段と、前記ステレオ復調手段の出力における高域成分のレベルを検出する高域レベル検出手段と、該高域レベル検出手段の出力に基づいて前記第１または第２の補正手段のいずれかを選択する選択手段とを備え、前記第１の補正手段は、補正期間の前後に存在する信号値の直線補間から求まる信号を前記第１の補正信号として出力し、第２の補正手段は、前記所定の処理として、前記補正期間の前後に存在する信号値に対する平均化処理を行ない、当該平均化処理を行なうことによって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号を前記第２の補正信号として出力するように構成したので、復調された信号に高い周波数成分が含まれていても、高い周波数成分を検出し、高い周波数成分の割合が大きい場合において高い周波数の信号に対して誤差が少ない補正を選択するので、高い周波数成分の割合が大きい場合の補正誤差が軽減できる。
【００９０】
この発明の請求項２に係わる雑音除去装置において、第１の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の直前および直後に存在する２つの信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第１の補正信号として出力するように構成したので、低い周波数成分の割合が大きい場合の補正誤差が軽減できる。
【００９１】
この発明の請求項３に係わる雑音除去装置において、第２の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の前後にそれぞれ存在する複数の信号値を前記雑音の発生前後のそれぞれに対応して平均化する平均化処理を行い、当該平均化処理によって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第２の補正信号として出力するように構成したので、高い周波数成分の割合が大きい場合の信号補正を的確に行うことが可能であり補正誤差を軽減することができる。
【００９２】
この発明の請求項４に係わる雑音除去装置において、復調されたオーディオ信号における全帯域のレベルを検出するレベル検出手段をさらに備え、このレベル検出手段のレベル出力に対する高域レベル検出手段のレベル出力の割合と所定値との関係に基づいて選択手段を動作させるように構成したので、高域レベル検出手段からの出力が大きくなった場合においても雑音を確実にとらえることが可能である。
【００９３】
この発明の請求項５に係わる雑音除去装置において、雑音検出手段は、高域レベル検出手段の出力レベルに応じて、その検出感度が可変であるように構成したので、低いレベルの雑音が含まれる場合における、補正による大きな誤差の発生を防ぐことができる。
【００９４】
この発明の請求項６に係わる雑音除去装置において、オーディオ信号を構成する右チャンネル信号および左チャンネル信号間における加算信号のレベルと減算信号のレベルとに基づいて選択手段を動作させるように構成したので、受信した信号に適合する補正を行うことが可能である。
【００９５】
この発明の請求項７に係わるオーディオ出力装置においては、請求項１乃至６に記載された雑音除去装置を備えるようにしたので、雑音が含まれたとしても、その雑音に対して最適な補正を行って、品質の高いオーディオ出力を得ることが可能なオーディオ出力装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の雑音除去装置の補正波形を示す図である。
【図３】実施の形態１の雑音除去装置のステレオ復調後におけるレベル検出手段の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２の補正動作を説明する図である。
【図６】実施の形態２におけるノイズ検出手段の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態３の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の雑音除去装置の構成を示すブロック図である。
【図９】ＦＭステレオ復調波形を示す図である。
【図１０】ノイズ補正波形の一例である。
【符号の説明】
５ ステレオ復調手段、６ ハイパスフィルタ、７ ノイズアンプ、８ ノイズ検波回路、９ 波形整形回路、１０ 積分回路、１１０，１１１，１１２ ノイズ検出手段、１２，１４，１２０ 中低域用補正手段、１３，１５，１３０ 高域用補正手段、１６，１８，１６０，１８０ レベル検出手段、１７，１９，１７０，１９０ 高域レベル検出手段、２８，２００，２０１，４００ 選択手段、２１，２２ スイッチ、２３，２６ 絶対値回路、２４，２７ ＬＰＦ、６，２５ ＨＰＦ、２９，３０ 重み付け回路、３００ Ｌ−Ｒレベル検出手段、３０２ Ｌ＋Ｒレベル検出手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ信号受信の際の雑音除去装置に関わり、より具体的には、パルス性ノイズが混入しやすい、例えばカーラジオ等に用いられる雑音除去装置およびオーディオ出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車の環境における電磁波ノイズを考えた場合、イグニッションノイズ、ミラーノイズなど多数のパルス性の電磁波ノイズ（パルス性ノイズと称する場合もある）が発生している。これらパルス性ノイズは車両内部のカーラジオに接続された受信アンテナに混入するため、その出力音声信号にパルス性ノイズが発生することは通常良く経験されることであり、このためカーラジオでは一般にパルス性ノイズを除去するための雑音除去装置が用いられている。
【０００３】
図８は例えば特開昭６３−８７０２６号公報に記載された従来の（パルス性）雑音除去装置のブロック図である。図においてＦＭ受信機のＦＭ中間周波数信号を入力するとＦＭ検波回路１から出力された検波信号がＬＰＦ（ローパスフィルタ）からなる遅延回路２に供給されて遅延され、遅延回路２の出力はゲート回路３、そしてレベルホールド回路４を介してステレオ復調回路５に供給される。また、検波信号はＨＰＦ（ハイパスフィルタ）６に供給され、ＨＰＦ６を通過したノイズ成分信号はノイズアンプ７によって増幅されてノイズ検波回路８に供給される。
【０００４】
ノイズ検波回路８はノイズアンプ７の出力信号を整流する整流回路からなり、これによりノイズ検出出力を得る。このノイズ検波出力は波形整形回路９および積分回路１０に供給される。なお、ＨＰＦ６、ノイズアンプ７、ノイズ検波回路８、波形整形回路９および積分回路１０を含んでノイズ検出手段１１が構成される。
【０００５】
波形整形回路９はノイズ検波出力を所定の時間幅のパルス幅のパルスに変換してゲート回路３に供給する。波形整形回路９からゲート回路３に供給されたパルスによってゲート回路３は駆動されて信号遮断状態になり、信号遮断状態時にはレベルホールド回路４によって信号遮断前の遅延出力レベルが保持されてステレオ復調回路５に供給される。
【０００６】
これによってパルス性ノイズに起因する復調信号の電位の急変によるスパイク状ノイズの発生が防止される。波形整形回路９からパルスが供給されていない場合は、ゲート回路３とレベルホールド回路４は信号通過状態（スルー）になる。
【０００７】
また、積分回路１０はノイズ検波出力を平滑化してノイズレベルに応じた直流信号を得てノイズアンプ７に積分回路１０の出力を与える（フィードバックする）ことによりＡＧＣループを形成する。
【０００８】
なお、遅延回路２はパルス性ノイズがＨＰＦ６に供給されてからゲート回路３を遮断状態にするまでの時間を補うために設けられている。また、ステレオ復調回路５には、図９に示すようにＬｃｈ（左チャンネル）信号とＲｃｈ（右チャンネル）信号が（Ｌｃｈ＋Ｒｃｈ）／２を中心として周波数３８ｋＨｚにより平衡変調された形で入力されるので、例えば３８ｋＨｚで時分割することによりＬｃｈ信号とＲｃｈ信号とを分離して取り出すことができる。
【０００９】
また、上述のように先の信号をレベルホールドして出力するもののほかに、パルス性ノイズの発生した前後のレベルより平均値等により補正する方法もある。ところで、この方法においては、以下のような問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図１０（ａ）に補正期間に対し低い周波数の信号を補正した補正誤差が最も大きくなる場合の波形を示す。同図の○印は●印を補正した値で、○印と●印の差が補正誤差を示している。
【００１１】
次に、図１０（ｂ）に補正期間に対し高い周波数の信号を補正した場合の波形を示す。同図の○印は●印を補正した値を示している。図１０（ａ）と同様に○印と●印の差が補正誤差を示している。
【００１２】
ここで、各補正誤差をみると図１０（ｂ）の方が大きい。つまり補正期間に対する周波数の相対的な時間幅の関係が非常に重要であり、高い周波数成分の信号を補正しても誤差が大きいことがわかる。このため高い周波数を多く含む信号に対して補正を行っても補正誤差がノイズとして聞こえる。ここで、パルス性ノイズのパルス幅が数十μｓ〜数百μｓに対しコンポジット信号は図９に示す様に３８ｋＨｚで平衡変調された成分が有りパルス性ノイズに対し信号の周期が短いため図１０（ｂ）のような補正誤差が生じる。
【００１３】
本発明はこの点に鑑み、高い周波数成分を多く含んだ信号に対しても補正誤差を小さくすることが可能な、ノイズ抑圧能力の向上させた雑音除去装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係わる雑音除去装置においては、ＦＭ復調されたＦＭ復調信号から雑音を検出する雑音検出手段と、前記ＦＭ復調信号に含まれるステレオ信号を復調するステレオ復調手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に基づく第１の補正信号を出力する第１の補正手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に対する所定の処理に基づく第２の補正信号を出力する第２の補正手段と、前記ステレオ復調手段の出力における高域成分のレベルを検出する高域レベル検出手段と、該高域レベル検出手段の出力に基づいて前記第１または第２の補正手段のいずれかを選択する選択手段とを備え、前記第１の補正手段は、補正期間の前後に存在する信号値の直線補間から求まる信号を前記第１の補正信号として出力し、第２の補正手段は、前記所定の処理として、前記補正期間の前後に存在する信号値に対する平均化処理を行ない、当該平均化処理を行なうことによって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号を前記第２の補正信号として出力することを特徴とする。
【００１５】
この発明の請求項２に関わる雑音除去装置において、第１の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の直前および直後に存在する２つの信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第１の補正信号として出力するように構成した。
【００１６】
この発明の請求項３に関わる雑音除去装置において、第２の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の前後にそれぞれ存在する複数の信号値を前記雑音の発生前後のそれぞれに対応して平均化する平均化処理を行い、当該平均化処理によって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第２の補正信号として出力するように構成した。
【００１７】
この発明の請求項４に係わる雑音除去装置において、復調されたオーディオ信号における全帯域のレベルを検出するレベル検出手段をさらに備え、このレベル検出手段のレベル出力に対する高域レベル検出手段のレベル出力の割合と所定値との関係に基づいて選択手段を動作させるように構成した。
【００１８】
この発明の請求項５に係わる雑音除去装置において、雑音検出手段は、高域レベル検出手段の出力レベルに応じて、その検出感度が可変であるように構成した。
【００１９】
この発明の請求項６に係わる雑音除去装置において、オーディオ信号を構成する右チャンネル信号および左チャンネル信号間における加算信号のレベルと減算信号のレベルとに基づいて選択手段を動作させるように構成した。
【００２０】
この発明の請求項７に係わるオーディオ出力装置においては、請求項１乃至６に記載された雑音除去装置を備えるようにした。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、例えばカーラジオ等のカーオーディオ機器、車搭載型テレビのカービデオ機器等のオーディオ出力装置、またはこのオーディオ出力装置を含むような映像音声装置等に適用することで雑音除去に絶大なる効果を発揮することが可能な構成の実施の形態について述べる。
【００２２】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である雑音除去装置のブロック構成図である。
【００２３】
１０００は受信した放送電波等より、ＦＭ信号を復調するためのＦＭ復調器、５はステレオ復調手段、１２はステレオ復調手段５のＲｃｈの中低域信号用の中低域用補正手段、１３はステレオ復調手段５のＲｃｈの高域信号用の高域用補正手段、２１は高域用補正手段１３と中低域用補正手段１２の出力信号を切り替えるスイッチ、１４はステレオ復調手段５のＬｃｈの中低域信号用の中低域用補正手段である（ここで、中低域用補正手段１２、１４は、それぞれＲｃｈ、Ｌｃｈに対応して設けられた第１の補正手段である。）。
【００２４】
１５はステレオ復調手段５のＬｃｈの高域信号用の高域用補正手段、２２は高域用補正手段１５と中低域補正手段１４の出力信号を切り替えるスイッチ、１６はスイッチ２１の出力信号のレベル（エンベロープ）を検出するレベル検出手段、１７はスイッチ２１の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段である（ここで、高域用補正手段１３、１５は、それぞれＲｃｈ、Ｌｃｈに対応して設けられた第２の補正手段である。）。
【００２５】
１８はスイッチ２２の出力信号のレベルを検出するレベル検出手段、１９はスイッチ２２の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段、２００はレベル検出手段１６および高域レベル検出手段１７の各出力レベルにスイッチ２１を制御するための選択手段、２０１はレベル検出手段１８および高域レベル検出手段１９の各出力レベルに応じてスイッチ２２を制御するための選択手段である。
【００２６】
次に動作について説明する。
例えば、先に延べたオーディオ出力装置の一例としてのカーラジオにおいては、付属のアンテナ等により、受信された放送信号はＦＭ復調器１０００によりＦＭ復調信号が出力される。このＦＭ復調信号はステレオ復調回路５およびノイズ検出手段１１０にそれぞれ入力され、以下に詳細に述べる処理を施される。
【００２７】
まず、ノイズ検出手段１１０は、例えば従来の装置におけるノイズ検出手段１１と同じようにパルス性ノイズを検出する。ノイズ検出手段１１０の出力信号としては、パルス性ノイズを検出した期間に高レベル（Ｈレベル）、検出しなかった期間に低レベル（Ｌレベル）のゲート信号を出力し、このゲート信号出力は高域用補正手段１３、中低域用補正手段１２、高域用補正手段１５および中低域用補正手段１４に入力される。
【００２８】
次に各補正手段１２〜１５はゲート信号がＨレベルの期間における入力信号（ステレオ復調手段５からの出力）を補正し、Ｌレベルの期間では入力信号をそのまま出力する。
【００２９】
（補正期間前後の値による補正について）
ここで、中低域用補正手段１２および１４は、補正期間の前後の値を用いて、ノイズが発生した期間（以下、ノイズ期間と称する）の信号を直線補間する（この直線補間により出力される信号を補正信号と称する）。なお、この補正信号は低域フィルタを介して出力される。
【００３０】
この中低域用補正手段１２および１４を用い、ノイズ期間に対して波長が長い（すなわち、周波数が低い）信号を直線補間した結果、補正誤差が最も大きくなる場合と、ノイズ期間に対して波長が短い（すなわち、周波数が高い）信号を直線補間した結果、補正誤差が最も大きくなる場合の波形の例を図２に示す。
【００３１】
図２中の●印はノイズが発生しなかった場合の本来得られるべきレベルであり、この例の場合には補正誤差が最も大きくなるポイントに相当し、▽印がその補正値（中低域用補正手段１２による補正値）を示している。
【００３２】
図２（ａ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して長い（すなわち、周波数が補正期間に対し低い）場合を示しており、▽印と●印のレベル差（差分値）が小さく、補正による誤差は信号波形の振幅に対して非常に小さいかほとんどない。このように第１の補正手段においては、雑音の発生時点を含む所定期間の直前および直後に存在する信号値に基づいて雑音を補正するための補正信号を出力する（以下の各実施の形態の説明における第１の補正手段については、特に断りのない限り同様の動作を行うものとする）。
【００３３】
図２（ｂ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して短い（すなわち、周波数が補正期間に対し高い）場合を示しており、▽印と●印のレベル差（差分値）が大きく、補正による誤差は信号波形の振幅に対して大きい。
【００３４】
すなわち、信号波形の波長が短い信号波形（すなわち、高い周波数の信号波形）に対して、上述した中低域用補正手段１２を用いた補間を行うと、十分なノイズの抑圧効果が得られないことになる。
【００３５】
（平均期間における平均値を用いた補正について）
次に、高域用補正手段１３および１５は補正期間の前と後で平均化処理を行い（◆印が平均期間における平均値）、この２つの平均値（補正信号としての平均信号値）を用いて直線補間を行う。なお、この補正信号（平均信号値）は低域フィルタを介して出力される。
【００３６】
なお、ここにおける平均期間とはノイズ期間の前後における所定の期間であって、その期間中に含まれる複数の信号値に基づいて、その期間における信号レベルの平均値が求められる。
【００３７】
この高域用補正手段１３および１５を用いて、補正期間に対し低い周波数と高い周波数の信号を補正した波形を図２に示す。
【００３８】
図２（ａ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して長い（すなわち、周波数が補正期間に対し低い）場合を示しており、●印とのレベル差は▽印の方が○印よりも小さくなっている。
【００３９】
図２（ｂ）はステレオ復調手段５の出力信号の波長が補正期間に対して長い（すなわち、周波数が補正期間に対し低い）場合を示しており、●印とのレベル差は○印の方が▽印より小さくなっている。
【００４０】
従って、信号波形の波長が補正期間に対して十分に長い（すなわち、信号波形の周波数が補正期間に対し低い）場合には中低域用補正手段１２および１４を用いて補正（補間処理）を行い、信号波形の波長が補正期間に対して短い（すなわち、信号波形の周波数補正期間に対し高い）場合には高域用補正手段１３および１５を用いて補正（補間処理）を行う。このように第２の補正手段においては、雑音の発生時点を含む所定期間の直後に存在する複数の信号値に基づいて雑音を補正するための補正信号を出力する（以下の各実施の形態の説明における第２の補正手段については、特に断りのない限り同様の動作を行うものとする）。
【００４１】
（レベル検出手段について）
次に、レベル検出手段について説明する（以下では、理解を簡単にするため、まずＲｃｈの系列に係わる構成について述べる）。
【００４２】
レベル検出手段１６においては、高域用補正手段１２または中低域用補正手段１３を用いて補正された信号のレベルを検出する（エンベロープ検出）。
【００４３】
この場合のレベル検出手段１６は、例えば図３（ａ）のような構成を採用することにより実現することができる。なお、ここでは、スイッチ２１の出力に直流分は含まないものとする。
【００４４】
図において、２３は絶対値回路であり、２４は低域フィルタ（ＬＰＦ）である。まず、絶対値回路２３において、スイッチ２１より出力される出力信号の絶対値を求め、ＬＰＦ２４によって高域成分を除く。このＬＰＦ２４の出力信号はスイッチ２１から出力される信号のエンベロープとして出力される。
【００４５】
なお、Ｌｃｈの系列についても、レベル検出器１８、高域用補正手段１５または中低域用補正手段１４、スイッチ２２はそれぞれＲｃｈの対応する構成、レベル検出器１８の構成も図３（ａ）に示すものと同様のものが採用され、その動作も同様である。
【００４６】
（高域レベル検出手段について）
次に、高域レベル検出手段について説明する（以下では、理解を簡単にするため、まずＲｃｈの系列に係わる構成について述べる）。
【００４７】
高域レベル検出手段１７においては、高域用補正手段１２または中低域用補正手段１３を用いて補正された信号のレベルを検出する（エンベロープ検出）。
【００４８】
この場合の高域レベル検出手段１７は、例えば図３（ｂ）のような構成を採用することにより実現することができる。なお、ここでは、スイッチ２１の出力に直流分は含まないものとする。
【００４９】
図において、２５は高域フィルタ（ＨＰＦ）、２６は絶対値回路、２７は低域フィルタ（ＬＰＦ）である。まず、ＨＰＦ２５において、スイッチ２１より出力される出力信号の低域成分を除き、高域成分を得る。
【００５０】
次に、絶対値回路２６において、ＨＰＦ２５の出力信号の絶対値を求める。次に、ＬＰＦ２７で高域成分を除く。このＬＰＦ２７の出力信号はスイッチ２１から出力される信号の高域成分のエンベロープとして出力される。
【００５１】
なお、Ｌｃｈの系列についても、高域レベル検出手段１９、高域用補正手段１５または中低域用補正手段１４、スイッチ２２はそれぞれＲｃｈの対応する構成、高域レベル検出器１９の構成も図３（ｂ）に示すものと同様のものが採用され、その動作も同様である。
【００５２】
（選択手段について）
次に、選択手段２００について説明する。選択手段２００には高域レベル検出手段１７からの出力信号ＶＨとレベル検出手段１６からの出力信号ＶＡが入力される。
【００５３】
ここで、ＶＨ／ＶＡが所定値より小さい（すなわち、高い周波数成分の信号の割合が小さい）場合、高い周波数成分の信号を補正するために生じる補正誤差の発生する割合が小さいと考えられるので、選択手段２００はスイッチ２１によってＲｃｈの出力側と中低域用補正手段１２とを、また、選択手段２０１はスイッチ２２によってＬｃｈの出力側と中低域補正手段１４とをそれぞれ接続する。
【００５４】
ＶＨ／ＶＡが所定値より大きい（すなわち、高い周波数成分の信号の割合が大きい）場合、高い周波数成分の信号を補正するために生じる補正誤差の発生する割合が大きいと考えられるので、選択手段２００はスイッチ２１によってＲｃｈの出力側と高域用補正手段１３とを、また、選択手段２０１はスイッチ２２によってＬｃｈの出力側と高域用補正手段１４とをそれぞれ接続する。
【００５５】
以上のように、ＦＭステレオ復調した信号における高域成分のレベル（高域成分のエンベロープ）ＶＨと全帯域のレベル（全帯域のエンベロープ）ＶＡとの割合（比）と所定値とを比較した結果に応じて補正手段を選択するので補正誤差を軽減することができる。
【００５６】
また、上述したこれらの処理はＦＭ検波回路１の出力信号をＡ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ変換）した後にＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを用いディジタル信号処理により実行しても良い。この場合、中低域用補正手段１２および１４、高域用補正手段１３および１５のうち選択されてない補正手段は補正のための処理を省略することができる。
【００５７】
また、高域レベル検出手段１７または１９として、図３に示したＨＰＦ２５を用いる場合について説明したが、ステレオ復調された信号のうち、例えば１５ｋＨｚ以上の成分は基本的に不要なので、１５ｋＨｚ以上の成分が除去できるＢＰＦを用いてもよい。
【００５８】
また、補正方法に直線補間を用いた場合について説明したが、ノイズ期間における信号を直線補間し更にＬＰＦを通過させ、補正誤差の高域成分を抑圧した後にノイズ期間の信号（ノイズ）と置き換えても良い。
【００５９】
なお、上述の説明においてはＶＨの信号レベルが大きく（この場合ＶＡの信号レベルも大きくなる）なる場合に、ＶＡ（レベル検出手段のレベル出力）に対するＶＨ（高域レベル検出手段のレベル出力）の割合（ＶＨ／ＶＡ）と所定値との関係に基づいて選択手段の動作を決定したが、例えばＶＨの信号レベルが極端に大きくならない場合にはＶＨのみと所定値との関係に基づいて選択手段の動作を決定してもよいことは説明するまでも無い。
【００６０】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２である雑音除去装置のブロック構成図である。図において、５はステレオ復調手段、１２はステレオ復調手段５のＲｃｈの中低域の信号に補正を施すための中低域用補正手段、１３はステレオ復調手段５のＲｃｈの高域の信号に補間を施すための高域用補正手段である。
【００６１】
２１は高域用補正手段１３と中低域用補正手段１２の出力信号を切り替えるスイッチ、１４はステレオ復調手段５のＬｃｈの中低域信号用の中低域用補正手段、１５はステレオ復調手段５のＬｃｈの高域信号用の高域用補正手段である。
【００６２】
２２は高域用補正手段１５と中低域補正手段１４の出力信号を切り替えるスイッチ、１６はスイッチ２１の出力信号のレベル検出手段、１７はスイッチ２１の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段である。
【００６３】
１８はスイッチ２２の出力信号のレベルを検出するレベル検出手段、１９はスイッチ２２の出力信号の高域成分を検出する高域レベル検出手段である。
【００６４】
２８はレベル検出手段１５および１７と高域レベル１６および１８の各出力レベルとに応じて、スイッチ２１および２２を制御する選択手段、１１１は高域レベル検出手段１７および１９からの出力に応じてノイズ検出の感度を調整するノイズ検出手段である。
【００６５】
次に、実施の形態１と動作が異なる部分について説明する。
図５に小さいパルス性ノイズを補正した場合を示す（ここでは、信号波形の振幅レベルの５０％までの振幅を有するノイズを小さいパルス性ノイズと称する）。
【００６６】
図５中（ａ）は小さいパルス性ノイズを補正する前の波形の一例、（ｂ）は補正した後の波形の一例をそれぞれ示す。
図５（ａ）と（ｂ）とを比較すると分かるように、図示したような例においては、補正後の波形の方が補正する前の波形よりレベル差（誤差）が大きくなる（本来の信号波形から大きく波形が変形してしまう。図５に示す例では、本来の正弦波から補正された部分について大きく波形が変形している）ことに起因して、補正したために却ってノイズとしては大きくなってしまう場合がある。特に、周波数が高い信号を補正する場合には補正誤差が大きくなるのでこの傾向が大きい。
【００６７】
そこで、周波数の高い成分が大きい場合はパルス性ノイズの検出感度を下げ、小さなノイズは検出しないようにし補正手段１２〜１５による補正を行わないようにする。
【００６８】
図６に上述の動作を実現可能な、検出手段１１１の一例を示す。図６に示したＨＰＦ６、ノイズアンプ７、波形整形回路９、積分回路１０の動作は従来の装置における動作と同じである。また、加算器２８において積分回路１０の出力と、高域レベル検出手段１７および１９の出力に重み付け器２９と重み付け器３０を介して重み付け（それぞれ係数を乗算する。もちろん係数を１とする場合も含まれる）した後の各出力を加算し、この加算結果を制御信号としてノイズアンプ７に入力する。
【００６９】
ここで、ノイズアンプ７は上述の制御信号（加算結果）が大きいほどゲインを小さくする。従って、高域レベル検出手段１７および１９の出力が０の場合におけるノイズアンプ７のゲインは、ノイズ検波回路８の出力信号の平均レベルを一定に保つように働くことになる。
【００７０】
ノイズ検波回路８の出力信号の平均レベルは波形整形回路９の閾値よりも小さい。ところが、時間的変化が速い信号に対してはノイズアンプ７のゲインは変化しないので、ノイズアンプ７にパルス性ノイズが加わるとノイズ検波回路８の出力が波形整形回路９の閾値よりも大きくなり、波形整形回路９はＨレベルを出力しパルス性ノイズを検出する。
【００７１】
ここで、ノイズ検波回路８の出力の平均値と波形整形回路９の閾値の差以下の大きさのパルス性ノイズが発生しても検出しない。従って、小さなパルス性ノイズまで検出する場合には、ノイズ検波回路８の出力信号の平均値と波形整形回路９の閾値との差を小さくし、小さなパルス性ノイズを検出しない場合はノイズ検波回路８の出力信号の平均値と波形整形回路９の閾値との差を大きくすればよい。
【００７２】
次に、ステレオ復調信号に高域の信号が多く含まれ、高域レベル検出手段１７および１９の出力が大きくなってくると、ノイズアンプの制御信号が大きくなるため、それに応じてノイズアンプ７のゲインが小さくなる。
【００７３】
このため、ノイズ検波回路８の出力信号の平均値は小さくなり、波形整形回路９の閾値との差が大きくなるために小さなパルス性ノイズは検出されなくなる。
【００７４】
以上のように、ステレオのＦＭ復調した信号の高域成分のレベルが大きいとパルス性ノイズの検出感度を下げる（すなわち、検出感度は高域レベル検出手段の出力レベルに応じて可変である）ので、小さなパルス性ノイズを補正することによる補正誤差が軽減される。
【００７５】
また、上述したこれらの処理は、ＦＭ検波回路１の出力信号をＡ／Ｄ変換し、その後の処理をＤＳＰ等によりディジタル信号処理技術を用いて実行しても良い。なお、この場合においては中低域用補正手段１２および１４、高域用補正手段１３および１５のうち、選択されてない補正手段における補正のための処理を省略することができる。
【００７６】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３である雑音除去装置のブロック構成図である。図において、１１２はＦＭ検波回路１の出力からパルス性ノイズを検出するノイズ検出手段、１２０はＦＭ検波回路１の出力信号のうち、中低域成分が多い場合に中低域の信号に補正を施すための中低域用補正手段、１３０はＦＭ検波回路１の出力信号のうち、高域成分が多い場合に高域の信号に補正を施すための高域用補正手段、２１は中低域用補正手段１２０と高域用補正手段１３０の出力を切り替えるスイッチである。
【００７７】
５はスイッチ２１の出力信号に接続されたステレオ復調手段、１６０はステレオ復調手段５のＬｃｈ信号のレベルを検出するレベル検出手段、１７０はステレオ復調手段５のＬｃｈ信号のうち高域の信号レベルを検出する高域レベル検出手段、１８０はステレオ復調手段５のＲｃｈ信号の信号レベルを検出するレベル検出手段である。
【００７８】
１９０はステレオ復調手段５のＲｃｈ信号のうち、高域の信号レベルを検出する高域レベル検出手段、３００はＬｃｈ信号の信号レベルとＲｃｈ信号の信号レベルとの差であるＬ−Ｒ成分の大きさ（減算信号のレベル。なお、Ｒ−Ｌ成分であっても良い）を検出するＬ−Ｒレベル検出手段、３０１はＬｃｈ信号の信号レベルとＲｃｈ信号の信号レベルとの和であるＬ＋Ｒ成分の大きさ（加算信号のレベル）を検出するＬ＋Ｒレベル検出手段である。
【００７９】
４００はレベル検出手段１６０、１８０、高域検出手段１７０、１９０、Ｌ−Ｒレベル検出手段３００の各出力に応じてスイッチ２１を切り替える選択手段である。
【００８０】
次に動作を説明する。
まず、ノイズ検出手段１１２は、例えば従来の装置における検出手段１１と同様にしてパルス性ノイズを検出する。ノイズ検出手段１１２の出力信号はパルス性ノイズを検出した期間は高レベル（Ｈレベル）の、検出しなかった期間は低レベル（Ｌレベル）の各ゲート信号を出力し、高域用補正手段１３０と中低域用補正手段１２０に入力する。
【００８１】
次に、補正手段１２０、１３０はゲート信号がＨレベルの期間にある信号を補正する。ここで、補正されるＦＭ検波回路１の出力信号は、０〜１５ｋＨｚのＬ＋Ｒ成分と２３〜５３ｋＨｚの帯域に３８ｋＨｚでＡＭ変調されたＬ−Ｒ成分、および１９ｋＨｚのパイロット信号から構成されている。
【００８２】
よって、Ｌ−Ｒ成分を多く含む信号に対し数十μｓ幅のパルス性ノイズに対応する補正を行うと、補正期間内に数波長のパルス性ノイズが存在する場合もあり、単純に前値保持や直線補間等を行ってしまうと、却って補正誤差が大きくなる場合がある。この場合には、高域用補正手段１３０を用い補正による誤差を小さくする。
【００８３】
また、ＦＭ検波回路１の出力信号にＬ−Ｒ成分が少ない場合、２３ｋ〜５３ｋＨｚの成分が少ないので、Ｌ＋Ｒ成分のうちの高域成分が少ないことは、ＦＭ検波回路１の出力信号のうちの高域成分が小さいことと等価であるので、単純に前値保持や直線補間を行い補正誤差を小さくすることができる。
【００８４】
従って、この場合、選択手段４００は下記の（１）および（２）に示す条件を満たす場合に、スイッチ２１を中低域用補正手段１２０に接続するように動作する。
（１）Ｌ−Ｒレベル検出手段３００の出力が、Ｌ＋Ｒレベル検出手段３０１の出力信号より十分小さい。
（２）高域レベル検出手段１７０および１９０の出力が、レベル検出手段１６０および１８０の出力よりも十分大きい場合
【００８５】
ここで、Ｌ−Ｒレベル検出手段３００の出力信号は、例えば、ステレオ復調されたＬｃｈ信号とＲｃｈ信号との差の絶対値をＬＰＦに入力した出力から得られる。また、Ｌ＋Ｒレベル検出手段３０１の出力信号は、例えば、ステレオにＦＭ復調されたＬｃｈ信号とＲｃｈ信号の和の絶対値を入力とするＬＰＦの出力から得ることができる。
【００８６】
以上のように、上述の（１）および（２）の条件を満足する場合には、ＦＭ検波回路１からの出力信号に高域の信号成分が少ないので、単純に直線補間等によって補正を施した方が、本来の復調信号との誤差を小さくすることができる。
【００８７】
また、上述したこれらの処理は、ＦＭ検波回路１の出力信号をＡ／Ｄ変換し、その後の処理をＤＳＰ等によりディジタル信号処理技術を用いて実行しても良い。
【００８８】
また、上述した実施の形態の説明においては、ステレオのＦＭ復調後の信号に処理を加えて、選択手段４００に入力しているが、スイッチ２１の出力信号を補正したコンポジット信号における高域の信号レベルを検出し、これが小さい場合にはＬ−Ｒの成分が小さく、さらにステレオにＦＭ復調された信号の高域成分も小さくなるので、スイッチ２１は中低域用補正手段１２０に接続するようにしても良い。
【００８９】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば以下に述べる効果を奏する。この発明の請求項１に係わる雑音除去装置においては、ＦＭ復調されたＦＭ復調信号から雑音を検出する雑音検出手段と、前記ＦＭ復調信号に含まれるステレオ信号を復調するステレオ復調手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に基づく第１の補正信号を出力する第１の補正手段と、前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に対する所定の処理に基づく第２の補正信号を出力する第２の補正手段と、前記ステレオ復調手段の出力における高域成分のレベルを検出する高域レベル検出手段と、該高域レベル検出手段の出力に基づいて前記第１または第２の補正手段のいずれかを選択する選択手段とを備え、前記第１の補正手段は、補正期間の前後に存在する信号値の直線補間から求まる信号を前記第１の補正信号として出力し、第２の補正手段は、前記所定の処理として、前記補正期間の前後に存在する信号値に対する平均化処理を行ない、当該平均化処理を行なうことによって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号を前記第２の補正信号として出力するように構成したので、復調された信号に高い周波数成分が含まれていても、高い周波数成分を検出し、高い周波数成分の割合が大きい場合において高い周波数の信号に対して誤差が少ない補正を選択するので、高い周波数成分の割合が大きい場合の補正誤差が軽減できる。
【００９０】
この発明の請求項２に係わる雑音除去装置において、第１の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の直前および直後に存在する２つの信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第１の補正信号として出力するように構成したので、低い周波数成分の割合が大きい場合の補正誤差が軽減できる。
【００９１】
この発明の請求項３に係わる雑音除去装置において、第２の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の前後にそれぞれ存在する複数の信号値を前記雑音の発生前後のそれぞれに対応して平均化する平均化処理を行い、当該平均化処理によって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第２の補正信号として出力するように構成したので、高い周波数成分の割合が大きい場合の信号補正を的確に行うことが可能であり補正誤差を軽減することができる。
【００９２】
この発明の請求項４に係わる雑音除去装置において、復調されたオーディオ信号における全帯域のレベルを検出するレベル検出手段をさらに備え、このレベル検出手段のレベル出力に対する高域レベル検出手段のレベル出力の割合と所定値との関係に基づいて選択手段を動作させるように構成したので、高域レベル検出手段からの出力が大きくなった場合においても雑音を確実にとらえることが可能である。
【００９３】
この発明の請求項５に係わる雑音除去装置において、雑音検出手段は、高域レベル検出手段の出力レベルに応じて、その検出感度が可変であるように構成したので、低いレベルの雑音が含まれる場合における、補正による大きな誤差の発生を防ぐことができる。
【００９４】
この発明の請求項６に係わる雑音除去装置において、オーディオ信号を構成する右チャンネル信号および左チャンネル信号間における加算信号のレベルと減算信号のレベルとに基づいて選択手段を動作させるように構成したので、受信した信号に適合する補正を行うことが可能である。
【００９５】
この発明の請求項７に係わるオーディオ出力装置においては、請求項１乃至６に記載された雑音除去装置を備えるようにしたので、雑音が含まれたとしても、その雑音に対して最適な補正を行って、品質の高いオーディオ出力を得ることが可能なオーディオ出力装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の雑音除去装置の補正波形を示す図である。
【図３】実施の形態１の雑音除去装置のステレオ復調後におけるレベル検出手段の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２の補正動作を説明する図である。
【図６】実施の形態２におけるノイズ検出手段の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態３の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の雑音除去装置の構成を示すブロック図である。
【図９】ＦＭステレオ復調波形を示す図である。
【図１０】ノイズ補正波形の一例である。
【符号の説明】
５ ステレオ復調手段、６ ハイパスフィルタ、７ ノイズアンプ、８ ノイズ検波回路、９ 波形整形回路、１０ 積分回路、１１０，１１１，１１２ ノイズ検出手段、１２，１４，１２０ 中低域用補正手段、１３，１５，１３０ 高域用補正手段、１６，１８，１６０，１８０ レベル検出手段、１７，１９，１７０，１９０ 高域レベル検出手段、２８，２００，２０１，４００ 選択手段、２１，２２ スイッチ、２３，２６ 絶対値回路、２４，２７ ＬＰＦ、６，２５ ＨＰＦ、２９，３０ 重み付け回路、３００ Ｌ−Ｒレベル検出手段、３０２ Ｌ＋Ｒレベル検出手段。
Claims (7)
- ＦＭ復調されたＦＭ復調信号から雑音を検出する雑音検出手段と、
前記ＦＭ復調信号に含まれるステレオ信号を復調するステレオ復調手段と、
前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に基づく第１の補正信号を出力する第１の補正手段と、
前記雑音検出手段により検出される前記雑音の発生前後の前記ステレオ信号における信号値に対する所定の処理に基づく第２の補正信号を出力する第２の補正手段と、
前記ステレオ復調手段の出力における高域成分のレベルを検出する高域レベル検出手段と、
該高域レベル検出手段の出力に基づいて前記第１または第２の補正手段のいずれかを選択する選択手段とを備え、
前記第１の補正手段は、補正期間の直前に存在する信号値と直後に存在する信号値との直線補間から求まる信号を前記第１の補正信号として出力し、
第２の補正手段は、前記所定の処理として、前記補正期間の前後に存在する信号値に対して平均化処理を行ない、当該平均化処理によって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号を前記第２の補正信号として出力することを特徴とする雑音除去装置。 - 第１の補正手段は、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の直前および直後に存在する２つの信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第１の補正信号として出力することを特徴とする請求項１記載の雑音除去装置。
- 第２の補正手段は、前記所定の処理として、雑音の発生時点を含む所定期間を補正期間とし、当該補正期間の前後にそれぞれ存在する複数の信号値を前記雑音の発生前後のそれぞれに対応して平均化する平均化処理を行い、当該平均化処理によって得られる２つの平均信号値の直線補間から求まる信号値の低域フィルタ出力を第２の補正信号として出力することを特徴とする請求項１記載の雑音除去装置。
- 復調されたオーディオ信号における全帯域のレベルを検出するレベル検出手段をさらに備え、該レベル検出手段のレベル出力に対する高域レベル検出手段のレベル出力の割合と所定値との関係に基づいて選択手段を動作させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の雑音除去装置。
- 雑音検出手段は、高域レベル検出手段の出力レベルに応じて、その検出感度が可変であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の雑音除去装置。
- オーディオ信号を構成する右チャンネル信号および左チャンネル信号間における加算信号のレベルと減算信号のレベルとに基づいて選択手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載の雑音除去装置。
- 請求項１乃至６のいずれかに記載された雑音除去装置を備えるオーディオ出力装置。
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