JP3638552B2 - 信号比較検出切替装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の入力信号から内容が相互に同じである２つの信号を検出し、これらの信号を任意に切り替える信号比較検出切替装置に関し、特に、適応フィルタを使用して任意の２つの信号が同じ内容の信号であるか否かを判断する信号比較検出切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用ラジオ受信機は、自動車の移動に伴って受信地点が変化する。このため、１つの放送局からの放送を受信し続けていると、自動車の移動に伴って受信状態が悪化することがある。一方、地上波を放送する放送局は全国的なネットワークを形成し、同じ内容の放送を同一のネットワークに属する複数の放送局により同時に行うことが多い。そこで、長距離を移動する車内においてラジオ放送を受信する場合は、それまで受信していた放送局からの電波の受信状態が悪化したときに、放送内容が同じであり受信状態がより良好な他の放送局からの電波を受信するように選局し直すことにより、同じ番組を良好な受信状態で連続して視聴することができる。
【０００３】
ネットワークフォロー式のラジオ受信機は、このような選局作業を自動的に行うラジオ受信機である。このようなネットワークフォロー式のラジオ受信機には、それまで受信していた信号と他の放送局から放送される信号とを比較し、これらの内容が一致するかどうかを判断する信号比較検出装置が組み込まれている。ネットワークフォロー式ラジオ受信機は、両信号の内容が一致した場合に、より良好な状態の信号を選択して出力する。
【０００４】
従来の信号比較検出装置の一例が特許第２９０３３３４号に記載されている。図８はこの従来の信号比較検出装置の構成を示すブロック図である。図８に示すように、この従来の信号比較検出装置においては、別々のチューナから出力された入力信号７０１及び７０２の双方が入力される無音検出部７０３及び一致検出部７０４が設けられている。無音検出部７０３は入力信号７０１及び７０２が入力され、これらが無音であるか否か、即ち、信号レベルが実質的に０であるか否かを判断するものである。また、一致検出部７０４は、入力信号７０１と入力信号７０２との差分を算出し、この差分が所定の基準値よりも小さければ入力信号７０１と入力信号７０２とが一致すると判断し、差分が前記基準値以上であれば、両信号の内容が不一致であると判断するものである。
【０００５】
更に、この信号比較検出装置には判断制御回路７０５が設けられている。判断制御回路７０５は、無音検出部７０３の出力信号及び一致検出部７０４の出力信号が入力され、入力信号７０１及び７０２の双方が無音でなく、且つ、入力信号７０１及び７０２が一致する場合に、入力信号７０１及び７０２が一致するという最終判断を下し、一致／不一致判別出力７０６を出力する。この信号比較検出装置が組み込まれたネットワークフォロー式ラジオ受信機（図示せず）は、一致／不一致判別出力７０６の内容が「一致」であるときに、入力信号７０１と入力信号７０２とを比較して、受信状態がより良好な入力信号を選択してこれを出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示す問題点がある。図８に示す従来の装置では、比較対象となる入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転又はノイズの混入があると、入力信号が一致するか不一致であるかの判断が不正確になり、相互に同じ内容の入力信号であっても、誤って相互に異なる内容の入力信号であると判断してしまうことがある。即ち、従来の装置においては２つの入力信号の差分信号から両者の一致／不一致を判断しているため、２つの入力信号に遅延差が生じる場合、２つの入力信号の信号レベルに差がある場合、及び位相が反転している場合には、前記差分信号は期待されるような小さな値にならない。この結果、相互に同じ内容の入力信号であっても、誤って相互に異なる内容の入力信号であると判断してしまい、検出結果の妥当性が低下する。なお、信号比較検出装置に特許第２９０３３３４号に示されているような無音検出部７０３を設けても、この問題点を解決することはできない。なぜならば、この問題は入力信号の信号レベルが０でないときに起こる問題であるからである。
【０００７】
また、前述の検出結果が不正確になるという問題を、前記信号比較検出装置に何らかの調整手段を設けて解決しようとすると、信号の検出時間が増加するという問題が発生する。その理由は、検出確度の向上させるために、判定結果をカウンタによって監視することが必要となり、検出結果を得るまでに時間がかかってしまうためである。
【０００８】
更に、従来の装置では、出力信号を１の信号から他の信号に切り替える際にノイズが発生するという問題点がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ネットワークフォロー式ラジオ受信機等に組み込まれる信号比較検出切替装置において、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても検出誤りが少なく、且つ検出時間が短い信号比較検出切替装置を提供することを目的とする。また、信号切り替え時に発生するノイズが少ない信号比較検出切替装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る信号比較検出切替装置は、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第１の信号として出力する第１の選択器と、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第２の信号として出力する第２の選択器と、前記第２の信号から前記第１の信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、前記第１の信号と前記差分信号との差に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記第１の信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１の選択器にこの次期選択信号を選択させることにより、前記第１の信号を前記切替制御信号が入力される前に選択していた信号から前記次期選択信号に切り替える制御部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、適応ＦＩＲフィルタにより擬似信号を生成し、第１の信号と擬似信号との差分信号に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを定量的に判断しているため、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、適応ＦＩＲフィルタによりこれらをキャンセルし、前記判断を正確に行うことができる。この結果、判断誤りの発生を低減することができる。また、前記判断を定量的に行うことができるため、この判断を速やかに行うことができる。
【００１２】
また、記憶回路が次期選択信号の候補となる入力信号の判断結果を記憶しているため、信号比較検出切替装置の外部から切替制御信号が入力されたときに、次期選択信号として最適な信号を速やかに選択し、選択信号を次期選択信号に切り替えることができる。
【００１３】
本発明に係る他の信号比較検出切替装置は、夫々複数の入力信号から１の入力信号を選択する第１及び第２の選択器と、前記第１及び第２の選択器の出力信号のうち一方を選択して第１の信号として出力すると共に他方を第２の信号として出力するスイッチ回路と、前記第１の信号から選択信号を生成するＦＩＲフィルタと、前記第２の信号から前記選択信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、この適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を記憶する係数記憶回路と、前記選択信号と前記差分信号との差に基づいて前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、前記選択信号及び前記擬似信号が入力され前記選択信号、前記擬似信号及び前記選択信号と前記擬似信号とが任意の割合で混合された混合信号のうち１の信号を選択して出力するミキサ切替器と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記選択信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１及び第２の選択器のうち前記第２の信号を出力している選択器に前記次期選択信号を選択させ、前記ミキサ検出器の出力信号を前記選択信号から前記擬似信号へと段階的に切り替えさせた後、前記スイッチ回路に前記第１の信号と前記第２の信号とを相互に切り替えさせ、前記係数記憶回路に記憶された前記次期選択信号のフィルタ係数を前記ＦＩＲフィルタに入力させると共に、前記ミキサ検出器の出力信号を前記擬似信号から前記選択信号へと切り替えさせることにより、前記ミキサ検出器の出力信号を前記選択信号から前記次期選択信号に切り替えさせる制御部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、適応ＦＩＲフィルタにより擬似信号を生成し、選択信号と擬似信号との差分信号に基づいて前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断しているため、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、正確に判断を行うことができる。この結果、判断誤りの発生を低減することができる。
【００１５】
また、記憶回路が次期選択信号の候補となる入力信号の判断結果を記憶しているため、切替制御信号が入力されたときに、次期選択信号として最適な信号を速やかに選択し、選択信号を次期選択信号に切り替えることができる。
【００１６】
更に、切替制御信号が入力されたときにミキサ切替器がその出力信号を選択信号から擬似信号に段階的に切り替えるため、切り替え処理に伴うノイズの発生を抑制することができる。
【００１７】
本発明に係る更に他の信号比較検出切替装置は、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第１の信号として出力する第１の選択器と、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第２の信号として出力する第２の選択器と、前記第２の信号から前記第１の信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、この適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記第１の信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１の選択器にこの次期選択信号を選択させることにより、前記第１の信号を前記切替制御信号が入力される前に選択していた信号から前記次期選択信号に切り替える制御部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数に基づいて、第１の信号と擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断する。フィルタ係数は入力信号に含まれるノイズの影響を受けにくいため、第１の信号の内容と擬似信号の内容とが一致するか否かの判断に及ぼすノイズ成分の影響を抑えることができる。この結果、入力信号にノイズが多く含まれる場合においても、前記判断を正確に行うことができる。
【００１９】
また、前記検出器は、適応ＦＩＲフィルタにおけるフィルタ係数のパワーの集中度を評価することにより、前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断することができる。これにより、前記判断を定量的に行うことができるため、この判断を正確且つ速やかに行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る信号比較検出切替装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１に示す信号検出切替器の構成を示すブロック図であり、図３は図２に示す適応フィルタの構成を示すブロック図であり、図４は図２に示す判断制御部の構成を示すブロック図である。本実施例に係る信号比較検出切替装置は、例えば車載用のネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている。
【００２１】
図１に示すように、本実施例に係る信号比較検出切替装置１００においては、入力信号群１０１が入力される選択器１０３及び入力信号群１０２が入力される選択器１０４、信号検出切替器１０６並びに信号選択制御部１０５が設けられている。入力信号群１０１及び１０２は夫々複数の信号からなり、この複数の信号の中には相互に同じ内容の信号も含まれている。また、選択器１０３及び１０４には制御信号１１０が入力される。選択器１０３は制御信号１１０に基づいて入力信号群１０１の中から１つの信号を選択して出力するものである。同様に、選択器１０４は制御信号１１０に基づいて入力信号群１０２の中から１つの信号を選択して出力するものである。信号比較検出切替装置１００が例えば車載用のネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている場合には、入力信号群１０１及び１０２はアンテナ（図示せず）により受信されたラジオ受信信号である。入力信号群１０１及び１０２は同一のアンテナにより受信されたものであってもよく、別々のアンテナによって受信されたものであってもよい。また、選択器１０３及び１０４は例えばチューナであり、受信信号の選択及び復調を行う。この場合、選択器１０３及び１０４を制御することは、チューナの選局を切り替えることと等価である。
【００２２】
また、信号検出切替器１０６には、選択器１０３の出力信号（以後、入力信号２０１という）及び選択器１０４の出力信号（以後、入力信号２０２という）が入力されるようになっている。また、信号検出切替器１０６には信号比較検出切替装置１００の外部から切替制御信号１０８が入力される。信号検出切替器１０６は入力信号２０１及び入力信号２０２を夫々フィルタ処理し、フィルタ処理後の信号のうち一方を出力信号１０７として出力すると共に、出力信号１０７と他のフィルタ処理後の信号とを比較してその結果を記憶する。また、その過程において選択制御信号１０９を選択制御部１０５に対して出力し、信号選択制御部１０５に選択器１０３又は１０４が選択する信号を切り替えさせて、出力信号１０７と比較する入力信号を次々に切り替えさせる。これは、選択器１０３及び１０４がラジオ受信機のチューナである場合、１のチューナにより現在選択して視聴している放送と同じ内容の他の放送を検索するために、他のチューナの選局を次々に切り替えることに相当する。また、出力信号１０７は使用者が聴いている視聴信号に相当する。
【００２３】
そして、信号検出切替器１０６は、信号比較検出切替装置１００の外部から入力される切替制御信号１０８に基づいて、出力信号１０７を、入力信号２０１をフィルタ処理した信号及び入力信号２０２をフィルタ処理した信号のうちの一方から他方に切り替える。一方、信号選択制御部１０５は、選択制御信号１０９に基づいて、選択器１０３及び１０４に対して制御信号１１０を出力し、選択器１０３及び１０４を制御するものである。
【００２４】
図２に示すように、図１に示す信号検出切替器１０６においては、スイッチ回路２０３、適応フィルタ２０６、判断制御部２１０及びミキサ切替器２０９が設けられている。スイッチ回路２０３は入力信号２０１及び２０２並びに切替信号２１３が入力され、信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４を出力するものである。スイッチ回路２０３は、切替信号２１３に基づいて、入力信号２０１を信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４のうちの一方として出力し、入力信号２０２を信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４のうちの他方として出力する。即ち、スイッチ回路２０３は入力信号２０１及び２０２を信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４に１対１で対応させるが、それらの組み合わせは切替信号２１３に基づいて切り替える。
【００２５】
また、適応フィルタ２０６には、スイッチ回路２０３から信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４が入力されると共に判断制御部２１０から切替信号２１３が入力される。そして、信号ｙ２０４をフィルタ処理して選択信号２０７を生成すると共に、信号ｘ２０５をフィルタ処理して擬似信号２０８を生成し、選択信号２０７と擬似信号２０８との差分信号２１１を生成し、信号ｘ２０５から擬似信号２０８を生成する際のフィルタ係数２１２を出力する。適応フィルタ２０６の構成については後述する。
【００２６】
更に、判断制御部２１０には前述の適応フィルタ２０６から出力された選択信号２０７、差分信号２１１及びフィルタ係数２１２が入力されると共に、スイッチ回路２０３から出力された信号ｘ２０５が入力され、更に、切替制御信号１０８が入力される。判断制御部２１０は選択信号２０７、差分信号２１１及びフィルタ係数２１２に基づいて選択信号２０７と擬似信号２０８が同じ内容の信号であるか否かの判断（以下、一致／不一致判断という）を行い、その結果を記憶する。また、この検出判断処理の終了時には、次の候補となる信号を取り込むために選択制御信号１０９を前述の信号選択制御部１０５に対して出力する。
【００２７】
また、判断制御部２１０は、切替制御信号１０８が入力されると、適応フィルタ２０６、スイッチ回路２０３及び後述するミキサ切替器２０９に対して切替信号２１３を出力する。これにより、ミキサ切替器２０９に出力信号１０７の成分を選択信号２０７から擬似信号２０８に段階的に切り替えさせ、その後、スイッチ回路２０３及び適応フィルタ２０６を連動させて、切り替え前に擬似信号２０８であった信号を選択信号２０７としたうえで、ミキサ切替器２０９に出力信号２０７の成分を擬似信号２０８から選択信号２０７に戻させる。これにより、ミキサ切替器２０９の出力信号１０７を選択信号２０７から擬似信号２０８に切り替える。判断制御部２１０の構成については後述する。
【００２８】
更にまた、ミキサ切替器２０９には前述の適応フィルタ２０６から出力された選択信号２０７及び擬似信号２０８が入力されると共に、前述の判断制御部２１０から出力された切替信号２１３が入力される。ミキサ切替器２０９は、切替信号２１３に基づいて選択信号２０７、擬似信号２０８、及び選択信号２０７と擬似信号２０８とを任意の割合で混合した混合信号の３種類の信号のうち、１の信号を選択して出力するものである。
【００２９】
図３に示すように、図２に示す適応フィルタ２０６には、ＦＩＲ（finite impulse response：有限長インパルス応答）フィルタ３０３、適応ＦＩＲフィルタ３０８、減算器３１２及び係数記憶回路３１０が設けられている。ＦＩＲフィルタ３０３は、入力信号として信号ｙ２０４が入力され、これをフィルタ処理して適当な時間遅延させ、選択信号２０７として出力するものである。このフィルタ処理におけるフィルタ係数は、係数記憶回路３１０から出力された係数出力信号３０５により与えられる。なお、ＦＩＲフィルタは各フィルタ係数と入力信号とを畳み込み積分するものであり、その演算には遅延要素、乗算要素及び加算要素のみが含まれている。
【００３０】
適応ＦＩＲフィルタ３０８は参照信号として信号ｘ２０５が入力され、この信号ｘ２０５をフィルタ処理して擬似信号２０８を生成する。また、選択信号２０７から擬似信号２０８を差し引いた差分信号２１１が入力され、この差分信号２１１を最小化するようにフィルタ係数２１２を更新し、これを出力する。
【００３１】
減算器３１２にはＦＩＲフィルタ３０３から出力された選択信号２０７及び適応ＦＩＲフィルタ３０８から出力された擬似信号２０８が入力される。そして、減算器３１２は選択信号２０７から擬似信号２０８を差し引いた差分信号２１１を生成し、適応ＦＩＲフィルタ３０８及び判断制御部２１０（図２参照）に対して出力する。
【００３２】
係数記憶回路３１０には適応ＦＩＲフィルタ３０８から出力されたフィルタ係数２１２及び判断制御部２１０から出力された切替信号２１３が入力される。係数記憶回路３１０はフィルタ係数２１２を記憶すると共に、切替信号２１３が入力されると係数出力信号３０５をＦＩＲフィルタ３０３に対して出力し、ＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数を書き換える。
【００３３】
図４に示すように、図２に示す検出制御部２１０には検出器４０６、記憶回路４０８及び制御部４１０が設けられている。検出器４０６には適応フィルタ２０６（図２参照）から出力された選択信号２０７、差分信号２１１及びフィルタ係数２１２が入力されると共に、スイッチ回路２０３（図２参照）から出力された信号ｘ２０５が入力される。検出器４０６は選択信号２０７と差分信号２１１とのレベル比較を行って選択信号２０７と擬似信号２０８とが同じ内容の信号であるかどうかの判断（一致／不一致判断）を行うと共に、フィルタ係数２１２を監視して一致／不一致判断を行い、これらの結果を検出結果４０７として出力する。また、記憶回路４０８は、検出器４０６から出力された検出結果４０７及び制御部４１０から出力された比較情報４０９が入力され、これらを記憶するものである。
【００３４】
制御部４１０は、選択しているチャネル及び比較対象となるチャネルを示す比較情報４０９を記憶回路４０８に対して出力すると共に、選択制御信号１０９を信号選択制御部１０５（図１参照）に対して出力し、選択器１０３又は１０４（図１参照）に、次の候補となる入力信号を選択させる。これにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８に入力する参照信号ｘ２０５を切り替える。また、制御部４１０は切替制御信号１０８が入力されると、その時点において、記憶回路４０８に記憶された情報から選択信号２０７と内容が同じ他の信号（以下、次期選択信号という）として最適な信号を選択し、切替信号２１３をスイッチ回路２０３（図２参照）、係数記憶回路３１０（図３参照）及びミキサ切替器２０９（図２参照）に対して出力する。これにより、係数記憶回路３１０にＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数を更新させると共に、スイッチ回路２０３及びミキサ切替器２０９にその出力を切り替えさせ、出力信号１０７を切り替える。この動作については後述する。
【００３５】
次に、本実施例に係る信号比較検出切替装置１００の動作について説明する。図５は図４に示す検出器４０６の動作を示すフローチャートであり、図６は図４に示す制御部４１０の動作を示すフローチャートである。信号比較検出切替装置１００の動作は、切替制御信号１０８が入力されていない状態における動作と、切替制御信号１０８が入力された場合の動作に大別される。即ち、切替制御信号１０８が入力されていない状態においては、出力信号１０７として所定の選択信号２０７を出力し続けると共に、他の入力信号を信号ｘ２０５として順次取り込み、この入力信号が選択信号２０７と同じ内容の信号であるかどうかを判断し、その結果を記憶する。
【００３６】
一方、切替制御信号１０８が入力された場合には、前記判断結果に基づいて次期選択信号として最適な信号を選択し、出力信号１０７を選択信号２０７から次期選択信号へと切り替える。例えば、信号比較検出切替装置１００がネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている場合には、次期選択信号とは、選択信号２０７と同じ内容で受信状態がより良好な放送信号である。例えば、出力信号１０７の受信状態が悪化した場合に、前記ラジオ受信機における信号比較検出切替装置１００の外部に設けられた上位の判断装置（図示せず）が、出力信号１０７の内容を切り替えることを判断し、切替制御信号１０８を信号比較検出切替装置１００に対して出力する。
【００３７】
先ず、切替制御信号１０８が入力されていない状態における動作について説明する。図１に示すように、入力信号群１０１が選択器１０３に入力され、入力信号群１０２が選択器１０４に入力される。選択器１０３は、制御信号１１０に基づいて入力信号群１０１から１の信号を選択し、入力信号２０１として信号検出切替器１０６に対して出力する。同様に、選択器１０４は、制御信号１１０に基づいて入力信号群１０２から１の信号を選択し、入力信号２０２として信号検出切替器１０６に対して出力する。
【００３８】
図２に示すように、入力信号２０１及び２０２は信号検出切替器１０６のスイッチ回路２０３に入力される。スイッチ回路２０３は切替信号２１３に基づいて、入力信号２０１及び２０２のうち一方を信号ｙ２０４として適応フィルタ２０６に対して出力し、他方を信号ｘ２０５として適応フィルタ２０６及び判断制御部２１０に対して出力する。例えば、入力信号２０１を信号ｙ２０４として出力し、入力信号２０２を信号ｘ２０５として出力する。
【００３９】
図３に示すように、信号ｙ２０４は適応フィルタ２０６のＦＩＲフィルタ３０３に入力される。ＦＩＲフィルタ３０３は、係数出力信号３０５に基づいて信号ｙ２０４をフィルタ処理して適当な時間遅延させ、選択信号２０７として減算器３１２、判断制御部２１０（図２参照）及びミキサ切替器２０９（図２参照）に対して出力する。一方、信号ｘ２０５は適応ＦＩＲフィルタ３０８に参照信号として入力される。適応ＦＩＲフィルタ３０８は信号ｘ２０５をフィルタ処理して擬似信号２０８を生成し、減算器３１２及びミキサ切替器２０９に対して出力する。ミキサ切替器２０９（図２参照）は、選択信号２０７を出力信号１０７として出力する。このため、例えば、信号比較検出切替装置１００がネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている場合には、選択信号２０７が視聴信号となる。
【００４０】
擬似信号２０８とは、参照信号としての信号ｘ２０５をフィルタ処理して生成された信号であり、信号ｙ２０４の内容と信号ｘ２０５の内容とが同じである場合には、選択信号２０７と擬似信号２０８とは同じ信号になる。但し、この場合、選択信号２０７と擬似信号２０８とはデジタル的に同じ信号であるというわけではなく、両者は線形の関係を持ち、例えば両者の差は−３０ｄＢとなる。信号ｙ２０４の内容と信号ｘ２０５の内容とが相互に異なる場合、例えば、異なる放送を受信している場合には、信号選択信号２０７と擬似信号２０８とは相互に異なる信号になり、線形の関係を持たない。
【００４１】
時刻ｔにおける擬似信号をｙ＿ｈａｔ（ｔ）とし、時刻ｔにおけるｉ番目のフィルタ係数をｗｉ（ｔ）とし、参照信号をｘ（ｔ）とし、タップ数をＮとすると、擬似信号ｙ＿ｈａｔ（ｔ）は下記数式１により与えられる。
【００４２】
【数１】
【００４３】
次に、減算器３１２が入力された選択信号２０７から擬似信号２０８を差し引いて差分信号２１１を生成し、適応ＦＩＲフィルタ３０８及び判断制御部２１０（図２参照）に対して出力する。時刻ｔにおける選択信号２０７をｙ（ｔ）とし、差分信号２１１をｅ（ｔ）とすると、差分信号ｅ（ｔ）は下記数式２により与えられる。
【００４４】
【数２】
【００４５】
そして、適応ＦＩＲフィルタ３０８はこの差分信号２１１を最小化するようにフィルタ係数２１２を更新し、これを係数記憶回路３１０及び判断制御部２１０（図２参照）に対して出力する。係数記憶回路３１０はこのフィルタ係数２１２を記憶する。時刻ｔにおけるステップサイズをμ（ｔ）とすると、フィルタ係数ｗｉ（ｔ＋１）は、下記数式３により与えられる。
【００４６】
【数３】
【００４７】
参照信号ｘ（ｔ）のパワーをＰＸ（ｔ）とし、μ０を収束速度に影響を与える正の定数とすると、ステップサイズをμ（ｔ）は下記数式４により与えられる。また、ＰＸ（ｔ）は下記数式５により与えられる。なお、下記数式４及び５に示す処理は学習同定法（normalized Least Mean Square）による処理である。前記係数μ０を調整することにより、ノイズ耐力等を制御できる。
【００４８】
【数４】
【００４９】
【数５】
【００５０】
なお、トーン信号等の自己相関性が高い入力信号に対しては、真のフィルタ係数を求めることができないため、参照信号ｘ及び選択信号ｙに対してトーン信号検出を行い、推定処理を停止させてもよい。
【００５１】
そして、図４に示すように、選択信号２０７、差分信号２１１、フィルタ係数２１２及び信号ｘ２０５が判断制御部２１０の検出器４０６に入力される。
【００５２】
図５に示すように、検出器４０６は選択信号２０７と差分信号２１１とのレベル比較を行うと共に、フィルタ係数２１２の監視を行い、選択信号２０７と擬似信号２０８とが同じ内容の信号であるかどうかの判断（一致／不一致判断）を行い、これらの結果を検出結果４０７として出力する。即ち、図５のステップＳ１１に示すように、信号ｘ２０５のレベル（ＬＥＶ＿ｘ）が予め設定された閾値（Ｔｈ＿ｘ）以上であるか否かを判断し、信号ｘ２０５のレベルが閾値以上である場合はステップＳ１２に進む。次に、ステップＳ１２に示すように、選択信号２０７のレベル（ＬＥＶ＿ｙ）が予め設定された閾値（Ｔｈ＿ｙ）以上であるか否かを判断し、選択信号２０７のレベルが閾値以上である場合はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、Ｔｉｍ０の初期値は０であり、ステップＳ１４を通過するたびに１ずつ増加する。Ｔｉｍ０の値が予め設定されたＴｈ＿ｔｉｍ０の値以下である場合は、ステップＳ１１に戻る。Ｔｉｍ０の値がＴｈ＿ｔｉｍ０の値より大きくなるとステップＳ１５及びＳ１６に進む。ステップＳ１４により、ステップＳ１５及びＳ１６以降において判断を行うための待ち処理を設けることができる。
【００５３】
一方、信号ｘ２０５及び選択信号２０７のうち少なくとも一方のレベルが閾値未満である場合はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、Ｔｉｍ１の初期値は０であり、ステップＳ１３を通過するたびに１ずつ増加する。Ｔｉｍ１の値が予め設定されたＴｈ＿ｔｉｍ１の値未満である場合は、ステップＳ１１に戻る。Ｔｉｍ１の値がＴｈ＿ｔｉｍ１の値以上になるとステップＳ１５及びＳ１６に進む。これにより、信号ｘ２０５及び選択信号２０７のうち少なくとも一方のレベルが閾値未満であり続けた場合のタイムアウト処理を設けることができる。
【００５４】
次に、ステップＳ１５において、選択信号２０７のレベルから差分信号２１１のレベルを減じて消去量（＝ＬＥＶ＿ｙ−ＬＥＶ＿ｅ）を算出する。選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容が一致している場合には、消去量が大きくなる。即ち、消去後に残る信号レベルが小さくなる。逆に、選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが不一致である場合には、消去量は小さくなる。従って、消去量を定量的に評価することにより、一致／不一致判断を行うことができる。なお、この一致／不一致判断を差分信号２１１のレベル（ＬＥＶ＿ｅ）の絶対値ではなく消去量に基づいて行う理由は、差分信号２１１のレベルは選択信号２０７のレベルの影響を受け、選択信号２０７のレベルがもともと低い場合には、一致／不一致に関係なく、差分信号２１１のレベルも低くなってしまうからである。
【００５５】
また、ステップＳ１６において、フィルタ係数２１２を監視し、フィルタ係数２１２のパワーの総和の大半（例えば９０％）が２つの連続したフィルタ係数に集中しているか否かを評価する。選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが一致する場合には、両信号の違いは遅延差、位相差又は振幅差のみであるため、必ず１又は連続する２のフィルタ係数の絶対値のみが大きくなり、他のフィルタ係数は小さくなる。選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容が不一致である場合には、このようなフィルタ係数のパワーの集中は起こらない。従って、フィルタ係数のパワーの集中度を監視することにより、選択信号２０７の内容と信号ｘ２０５の内容との一致／不一致を判断することができる。
【００５６】
具体的には、２つの連続したフィルタ係数パワーの和のうち最大の値をＭとし、フィルタ係数パワーの総和をＡとするとき、（Ｍ／Ａ）比が例えば０．９より大きいか否かを判断する。（Ｍ／Ａ）比が０．９より大きい場合、即ち、フィルタ係数のパワーが集中している場合は、ステップＳ１７においてＤＥＴ＝１とし、（Ｍ／Ａ）比が０．９以下である場合、即ち、フィルタ係数のパワーが集中していない場合は、ステップＳ１８においてＤＥＴ＝０として、このＤＥＴの値を出力する。
【００５７】
前述の消去量及び（Ｍ／Ａ）比は、どちらも選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容との一致／不一致を判断する指標であるが、消去量はノイズの影響を受けやすい。即ち、選択信号２０７又は擬似信号２０８にノイズが多く含まれていると消去量が小さくなってしまい、一致／不一致判断が困難になる。これに対して、（Ｍ／Ａ）比はノイズの影響を受けにくいため、ノイズが多い場合には（Ｍ／Ａ）比による判断が有効である。逆に、消去量はノイズ成分を評価する指標として利用することも可能である。
【００５８】
次に、ステップＳ１９において、消去量及びＤＥＴ値の双方を検出結果４０７として出力し、記憶回路４０８に記憶させる。このとき、前述のＴｉｍ０及びＴｉｍ１の値を０に戻す。
【００５９】
次に、ステップＳ２０において、制御部４１０が信号ｘ２０５を次の比較対象となる信号に切り替えるのを待ち、切り替えが完了したらステップＳ１１に戻り、新しい信号ｘ２０５に対して前述の処理を行う。
【００６０】
図６に示すように、制御部４１０は、先ずステップＳ３１において初期化を行い、ステップＳ３２において検出器４０６が処理を終了するのを待つ。検出器４０６の処理が終了していれば、ステップＳ３３において、選択しているチャネル及び比較対象となるチャネルを示す比較情報４０９を記憶回路４０８に対して出力し、記憶回路４０８に比較情報４０９を記憶させる。その後、ステップＳ３４において、切替制御信号１０８が入力されているか否かを判断し、入力されていない場合は、選択制御信号１０９を信号選択制御部１０５（図１参照）に対して出力し、選択器１０３又は１０４（図１参照）に、次の候補となる入力信号を選択させる。その後、ステップＳ３２に戻り、再び検出器４０６の検出処理終了を待ち、ステップＳ３３及びＳ３４に示す処理を繰り返す。
【００６１】
これにより、選択信号２０７の比較対象となる信号ｘ２０５を順次切り替えて、信号ｘ２０５から擬似信号２０８を生成し、その内容が選択信号２０７と内容と一致するか不一致であるかの判断を行い、この判断結果を記憶回路４０８に記憶させる。このようにして、記憶回路４０８に記憶されている判断結果は、常に最新の情報に更新され続ける。
【００６２】
次に、切替制御信号１０８が入力された場合について説明する。切替制御信号１０８は、信号比較検出切替装置１００の出力信号１０７を、選択信号２０７から選択信号２０７と内容が同じ他の信号（次期選択信号）に切り替えることを指示する信号である。切替制御信号１０８は信号比較検出切替装置１００の外部から信号検出切替器１０６の判断制御部２１０における制御部４１０に入力される。
【００６３】
制御部４１０は、切替制御信号１０８が入力されると、図６に示すステップＳ３４からステップＳ３５に進む。そして、ステップＳ３５において、記憶回路４０８に記憶されている情報を調べ、その時点において、次期選択信号として最適な信号を選択する。そして、ステップＳ３６において、ミキサ切替器２０９に対して切替信号２１３を出力すると共に、信号選択制御部１０５に対して選択制御信号１０９を出力する。
【００６４】
これにより、図１乃至図３に示すように、信号選択制御部１０５は選択制御信号１０９に基づいて選択器１０３及び選択器１０４のうち、信号ｘ２０５を選択している選択器（例えば選択器１０４）に次期選択信号を選択させる。この結果、例えば入力信号２０２が次期選択信号となり、信号ｘ２０５が次期選択信号となる。これにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８がこの次期選択信号に基づいて擬似信号２０８を生成し、ミキサ切替器２０９に対して出力する。
【００６５】
ミキサ切替器２０９は、選択信号２０７と擬似信号２０８との比を例えば、１００：０、９０：１０、８０：２０、・・・、１０：９０、０：１００と時間的に変化させ、出力信号１０７を選択信号２０７から擬似信号２０８に段階的に切り替える。このとき、信号の切り替えを段階的に行うため、切り替えに伴うノイズはほとんど発生しない。
【００６６】
その後、図６のステップＳ３７に示すように、制御部４１０はスイッチ回路２０３、係数記憶回路３１０及びミキサ切替器２０９に対して切替信号２１３を出力する。これにより、スイッチ回路２０３は入力された切替信号２１３に基づいて出力する信号を切り替える。例えば、それまで入力信号２０２を信号ｘ２０５として出力していた場合は、切り替えにより入力信号２０２を信号ｙ２０４として出力する。このスイッチ回路２０３の切り替えと同時に、係数記憶回路３１０が係数出力信号３０５をＦＩＲフィルタ３０３に対して出力し、ＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数を書き換える。これにより、ＦＩＲフィルタ３０３には入力信号２０２が入力され、且つ、ＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数が入力信号２０２から擬似信号２０８を生成するのに適したフィルタ係数に書き換えられるため、ＦＩＲフィルタ３０３は擬似信号２０８と同じ信号を選択信号２０７として出力することになる。即ち、それまで適応ＦＩＲフィルタ３０８を通過して生成されていた擬似信号２０８は、ＦＩＲフィルタ３０３を通過して生成されることになる。
【００６７】
そして、前述のスイッチ回路２０３の切り替え及びＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数の書き換えと同時に、ミキサ切替器２０９が選択信号２０７と擬似信号２０８との比を初期状態の１００：０に戻す。これにより、出力信号１０７として、再び選択信号２０７が出力されるようになる。なお、この切り替え時においては、選択信号２０７と擬似信号２０８とはまったく同じ信号であるため、切り替えに伴うノイズは発生しない。
【００６８】
上述の如く、本実施例においては、適応ＦＩＲフィルタ３０８により比較対象となる信号ｘ２０５から擬似信号２０８を生成し、選択信号２０７と差分信号２１１とのレベル差、即ち消去量を算出して選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが一致するか否かの判断を行っている。このため、選択信号２０７と信号ｘ２０５との間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、これらをキャンセルして正確に一致／不一致判断を行うことができる。この結果、判断誤りの発生を低減することができる。また、この判断を定量的に行うことができるため、判断処理を高速化することができる。
【００６９】
また、本実施例においては、選択信号２０７と擬似信号２０８との差分信号２１１が最小になるような適応ＦＩＲフィルタ３０８のフィルタ係数２１２を求め、フィルタ係数２１２のパワーの集中度を評価することによっても、選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが一致するか否かの判断を行っている。これにより、フィルタ係数はノイズの影響を受けにくいため、選択信号２０７又は信号ｘ２０５がノイズを多く含んでいる場合においても、一致／不一致の判断を確実に行い、検出誤りを低減することができる。
【００７０】
また、記憶回路４０８が次期選択信号の候補となる信号ｘ２０５の検出結果４０７及び比較情報４０９を常に更新して記憶しておくことにより、切り替えの要求があるとき、即ち、切替制御信号１０８が入力されたときに、次期選択信号として最適な信号を速やかに選択し、選択信号を次期選択信号に切り替えることが可能となる。
【００７１】
更に、適応ＦＩＲフィルタ３０８が擬似信号２０８を生成し、切替制御信号１０８が入力されたときにミキサ切替器２０９が選択信号２０７を擬似信号２０８に段階的に切り替えるため、切り替え処理に伴うノイズの発生を抑制することができる。
【００７２】
なお、本発明においてはミキサ切替器２０９を省略してもよい。また、係数記憶回路３１０を係数転送回路により構成してもよい。更に、本実施例においては、信号比較検出切替装置１００が車載用のネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載される例を示したが、本発明の信号比較検出切替装置は、複数の信号から任意に選択された２つの信号の内容が一致するか否かを判断し、それらの信号を一方から他方に切り替える必要がある用途であれば、どのような用途にも使用することができる。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図７は本第２実施例に係る適応フィルタの構成を示すブロック図である。本実施例に係る信号比較検出切替装置は、適応フィルタ２０６ａにおいて、遅延推定回路３１３が設けられている。遅延推定回路３１３には、ＦＩＲフィルタ３０３から出力される選択信号２０７及びスイッチ回路２０３（図２参照）から出力される信号ｘ２０５が入力される。そして、遅延推定回路３１３はこの選択信号２０７及び信号ｘ２０５を監視することにより、選択信号２０７と信号ｘ２０５との間の時間的な差分を推定し、その推定結果を適応ＦＩＲフィルタ３０８に対して出力する。これにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８は演算処理を行う際のタップ位置を調整する。本実施例の信号比較検出切替装置における上記以外の構成及び上記以外の動作は、前述の第１の実施例に係る信号比較検出切替装置１００の構成及び動作と同一である。
【００７４】
本実施例においては、遅延推定回路３１３が選択信号２０７と信号ｘ２０５との間の遅延量を推定することにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８が推定演算対象とするタップ位置を制限している。このため、前述の第１の実施例における効果に加えて、適応ＦＩＲフィルタ３０８が行う演算量を低減し、擬似信号３０８の生成に要する時間を短縮することができる。その結果、検出時間の更なる短縮が可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、検出誤りを低減でき、検出時間の短縮化を図ることができる信号比較検出切替装置を得ることができる。また、信号の切り替え時におけるノイズが少ない信号比較検出切替装置を得ることができる。この信号比較検出切替装置を例えばネットワークフォロー式ラジオ受信機に組み込めば、受信信号の選択ミスが少なく、しかも、車両の走行に伴う受信状態の変化に対応して、受信信号を速やかに且つ円滑に最適な信号に切り替えることができるネットワークフォロー式ラジオ受信機を得ることができる。これにより、より高い品質の聴視手段を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る信号比較検出切替装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本第１実施例における信号検出切替器の構成を示すブロック図である。
【図３】本第１実施例における適応フィルタの構成を示すブロック図である。
【図４】本第１実施例における判断制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本第１実施例における検出器の動作を示すフローチャートである。
【図６】本第１実施例における制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例に係る適応フィルタの構成を示すブロック図である。
【図８】従来の信号比較検出装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００；信号比較検出切替装置
１０１、１０２；入力信号群
１０３、１０４；選択器
１０５；選択制御部
１０６；信号比較切替器
１０７；出力信号
１０８；切替制御信号
１０９；選択制御信号
１１０；制御信号
２０１、２０２；入力信号
２０３；スイッチ回路
２０４；信号ｙ
２０５；信号ｘ
２０６、２０６ａ；適応フィルタ
２０７；選択信号
２０８；擬似信号
２０９；ミキサ切替器
２１０；判断制御部
２１１；差分信号
２１２；フィルタ係数
２１３；切替信号
３０３；ＦＩＲフィルタ
３０５；係数出力信号
３０８；適応ＦＩＲフィルタ
３１０；係数記憶回路
３１２；減算器
３１３；遅延推定回路
４０６；検出器
４０７；検出結果
４０８；記憶回路
４０９；比較情報信号
４１０；制御部
７０１、７０２；入力信号
７０３；無音検出部
７０４；一致検出部
７０５；判断制御回路
７０６；一致/不一致判別出力
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の入力信号から内容が相互に同じである２つの信号を検出し、これらの信号を任意に切り替える信号比較検出切替装置に関し、特に、適応フィルタを使用して任意の２つの信号が同じ内容の信号であるか否かを判断する信号比較検出切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用ラジオ受信機は、自動車の移動に伴って受信地点が変化する。このため、１つの放送局からの放送を受信し続けていると、自動車の移動に伴って受信状態が悪化することがある。一方、地上波を放送する放送局は全国的なネットワークを形成し、同じ内容の放送を同一のネットワークに属する複数の放送局により同時に行うことが多い。そこで、長距離を移動する車内においてラジオ放送を受信する場合は、それまで受信していた放送局からの電波の受信状態が悪化したときに、放送内容が同じであり受信状態がより良好な他の放送局からの電波を受信するように選局し直すことにより、同じ番組を良好な受信状態で連続して視聴することができる。
【０００３】
ネットワークフォロー式のラジオ受信機は、このような選局作業を自動的に行うラジオ受信機である。このようなネットワークフォロー式のラジオ受信機には、それまで受信していた信号と他の放送局から放送される信号とを比較し、これらの内容が一致するかどうかを判断する信号比較検出装置が組み込まれている。ネットワークフォロー式ラジオ受信機は、両信号の内容が一致した場合に、より良好な状態の信号を選択して出力する。
【０００４】
従来の信号比較検出装置の一例が特許第２９０３３３４号に記載されている。図８はこの従来の信号比較検出装置の構成を示すブロック図である。図８に示すように、この従来の信号比較検出装置においては、別々のチューナから出力された入力信号７０１及び７０２の双方が入力される無音検出部７０３及び一致検出部７０４が設けられている。無音検出部７０３は入力信号７０１及び７０２が入力され、これらが無音であるか否か、即ち、信号レベルが実質的に０であるか否かを判断するものである。また、一致検出部７０４は、入力信号７０１と入力信号７０２との差分を算出し、この差分が所定の基準値よりも小さければ入力信号７０１と入力信号７０２とが一致すると判断し、差分が前記基準値以上であれば、両信号の内容が不一致であると判断するものである。
【０００５】
更に、この信号比較検出装置には判断制御回路７０５が設けられている。判断制御回路７０５は、無音検出部７０３の出力信号及び一致検出部７０４の出力信号が入力され、入力信号７０１及び７０２の双方が無音でなく、且つ、入力信号７０１及び７０２が一致する場合に、入力信号７０１及び７０２が一致するという最終判断を下し、一致／不一致判別出力７０６を出力する。この信号比較検出装置が組み込まれたネットワークフォロー式ラジオ受信機（図示せず）は、一致／不一致判別出力７０６の内容が「一致」であるときに、入力信号７０１と入力信号７０２とを比較して、受信状態がより良好な入力信号を選択してこれを出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示す問題点がある。図８に示す従来の装置では、比較対象となる入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転又はノイズの混入があると、入力信号が一致するか不一致であるかの判断が不正確になり、相互に同じ内容の入力信号であっても、誤って相互に異なる内容の入力信号であると判断してしまうことがある。即ち、従来の装置においては２つの入力信号の差分信号から両者の一致／不一致を判断しているため、２つの入力信号に遅延差が生じる場合、２つの入力信号の信号レベルに差がある場合、及び位相が反転している場合には、前記差分信号は期待されるような小さな値にならない。この結果、相互に同じ内容の入力信号であっても、誤って相互に異なる内容の入力信号であると判断してしまい、検出結果の妥当性が低下する。なお、信号比較検出装置に特許第２９０３３３４号に示されているような無音検出部７０３を設けても、この問題点を解決することはできない。なぜならば、この問題は入力信号の信号レベルが０でないときに起こる問題であるからである。
【０００７】
また、前述の検出結果が不正確になるという問題を、前記信号比較検出装置に何らかの調整手段を設けて解決しようとすると、信号の検出時間が増加するという問題が発生する。その理由は、検出確度の向上させるために、判定結果をカウンタによって監視することが必要となり、検出結果を得るまでに時間がかかってしまうためである。
【０００８】
更に、従来の装置では、出力信号を１の信号から他の信号に切り替える際にノイズが発生するという問題点がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ネットワークフォロー式ラジオ受信機等に組み込まれる信号比較検出切替装置において、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても検出誤りが少なく、且つ検出時間が短い信号比較検出切替装置を提供することを目的とする。また、信号切り替え時に発生するノイズが少ない信号比較検出切替装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る信号比較検出切替装置は、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第１の信号として出力する第１の選択器と、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第２の信号として出力する第２の選択器と、前記第２の信号から前記第１の信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、前記第１の信号と前記差分信号との差に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記第１の信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１の選択器にこの次期選択信号を選択させることにより、前記第１の信号を前記切替制御信号が入力される前に選択していた信号から前記次期選択信号に切り替える制御部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、適応ＦＩＲフィルタにより擬似信号を生成し、第１の信号と擬似信号との差分信号に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを定量的に判断しているため、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、適応ＦＩＲフィルタによりこれらをキャンセルし、前記判断を正確に行うことができる。この結果、判断誤りの発生を低減することができる。また、前記判断を定量的に行うことができるため、この判断を速やかに行うことができる。
【００１２】
また、記憶回路が次期選択信号の候補となる入力信号の判断結果を記憶しているため、信号比較検出切替装置の外部から切替制御信号が入力されたときに、次期選択信号として最適な信号を速やかに選択し、選択信号を次期選択信号に切り替えることができる。
【００１３】
本発明に係る他の信号比較検出切替装置は、夫々複数の入力信号から１の入力信号を選択する第１及び第２の選択器と、前記第１及び第２の選択器の出力信号のうち一方を選択して第１の信号として出力すると共に他方を第２の信号として出力するスイッチ回路と、前記第１の信号から選択信号を生成するＦＩＲフィルタと、前記第２の信号から前記選択信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、この適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を記憶する係数記憶回路と、前記選択信号と前記差分信号との差に基づいて前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、前記選択信号及び前記擬似信号が入力され前記選択信号、前記擬似信号及び前記選択信号と前記擬似信号とが任意の割合で混合された混合信号のうち１の信号を選択して出力するミキサ切替器と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記選択信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１及び第２の選択器のうち前記第２の信号を出力している選択器に前記次期選択信号を選択させ、前記ミキサ検出器の出力信号を前記選択信号から前記擬似信号へと段階的に切り替えさせた後、前記スイッチ回路に前記第１の信号と前記第２の信号とを相互に切り替えさせ、前記係数記憶回路に記憶された前記次期選択信号のフィルタ係数を前記ＦＩＲフィルタに入力させると共に、前記ミキサ検出器の出力信号を前記擬似信号から前記選択信号へと切り替えさせることにより、前記ミキサ検出器の出力信号を前記選択信号から前記次期選択信号に切り替えさせる制御部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、適応ＦＩＲフィルタにより擬似信号を生成し、選択信号と擬似信号との差分信号に基づいて前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断しているため、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、正確に判断を行うことができる。この結果、判断誤りの発生を低減することができる。
【００１５】
また、記憶回路が次期選択信号の候補となる入力信号の判断結果を記憶しているため、切替制御信号が入力されたときに、次期選択信号として最適な信号を速やかに選択し、選択信号を次期選択信号に切り替えることができる。
【００１６】
更に、切替制御信号が入力されたときにミキサ切替器がその出力信号を選択信号から擬似信号に段階的に切り替えるため、切り替え処理に伴うノイズの発生を抑制することができる。
【００１７】
本発明に係る更に他の信号比較検出切替装置は、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第１の信号として出力する第１の選択器と、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第２の信号として出力する第２の選択器と、前記第２の信号から前記第１の信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、この適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記第１の信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１の選択器にこの次期選択信号を選択させることにより、前記第１の信号を前記切替制御信号が入力される前に選択していた信号から前記次期選択信号に切り替える制御部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数に基づいて、第１の信号と擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断する。フィルタ係数は入力信号に含まれるノイズの影響を受けにくいため、第１の信号の内容と擬似信号の内容とが一致するか否かの判断に及ぼすノイズ成分の影響を抑えることができる。この結果、入力信号にノイズが多く含まれる場合においても、前記判断を正確に行うことができる。
【００１９】
また、前記検出器は、適応ＦＩＲフィルタにおけるフィルタ係数のパワーの集中度を評価することにより、前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断することができる。これにより、前記判断を定量的に行うことができるため、この判断を正確且つ速やかに行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る信号比較検出切替装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１に示す信号検出切替器の構成を示すブロック図であり、図３は図２に示す適応フィルタの構成を示すブロック図であり、図４は図２に示す判断制御部の構成を示すブロック図である。本実施例に係る信号比較検出切替装置は、例えば車載用のネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている。
【００２１】
図１に示すように、本実施例に係る信号比較検出切替装置１００においては、入力信号群１０１が入力される選択器１０３及び入力信号群１０２が入力される選択器１０４、信号検出切替器１０６並びに信号選択制御部１０５が設けられている。入力信号群１０１及び１０２は夫々複数の信号からなり、この複数の信号の中には相互に同じ内容の信号も含まれている。また、選択器１０３及び１０４には制御信号１１０が入力される。選択器１０３は制御信号１１０に基づいて入力信号群１０１の中から１つの信号を選択して出力するものである。同様に、選択器１０４は制御信号１１０に基づいて入力信号群１０２の中から１つの信号を選択して出力するものである。信号比較検出切替装置１００が例えば車載用のネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている場合には、入力信号群１０１及び１０２はアンテナ（図示せず）により受信されたラジオ受信信号である。入力信号群１０１及び１０２は同一のアンテナにより受信されたものであってもよく、別々のアンテナによって受信されたものであってもよい。また、選択器１０３及び１０４は例えばチューナであり、受信信号の選択及び復調を行う。この場合、選択器１０３及び１０４を制御することは、チューナの選局を切り替えることと等価である。
【００２２】
また、信号検出切替器１０６には、選択器１０３の出力信号（以後、入力信号２０１という）及び選択器１０４の出力信号（以後、入力信号２０２という）が入力されるようになっている。また、信号検出切替器１０６には信号比較検出切替装置１００の外部から切替制御信号１０８が入力される。信号検出切替器１０６は入力信号２０１及び入力信号２０２を夫々フィルタ処理し、フィルタ処理後の信号のうち一方を出力信号１０７として出力すると共に、出力信号１０７と他のフィルタ処理後の信号とを比較してその結果を記憶する。また、その過程において選択制御信号１０９を選択制御部１０５に対して出力し、信号選択制御部１０５に選択器１０３又は１０４が選択する信号を切り替えさせて、出力信号１０７と比較する入力信号を次々に切り替えさせる。これは、選択器１０３及び１０４がラジオ受信機のチューナである場合、１のチューナにより現在選択して視聴している放送と同じ内容の他の放送を検索するために、他のチューナの選局を次々に切り替えることに相当する。また、出力信号１０７は使用者が聴いている視聴信号に相当する。
【００２３】
そして、信号検出切替器１０６は、信号比較検出切替装置１００の外部から入力される切替制御信号１０８に基づいて、出力信号１０７を、入力信号２０１をフィルタ処理した信号及び入力信号２０２をフィルタ処理した信号のうちの一方から他方に切り替える。一方、信号選択制御部１０５は、選択制御信号１０９に基づいて、選択器１０３及び１０４に対して制御信号１１０を出力し、選択器１０３及び１０４を制御するものである。
【００２４】
図２に示すように、図１に示す信号検出切替器１０６においては、スイッチ回路２０３、適応フィルタ２０６、判断制御部２１０及びミキサ切替器２０９が設けられている。スイッチ回路２０３は入力信号２０１及び２０２並びに切替信号２１３が入力され、信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４を出力するものである。スイッチ回路２０３は、切替信号２１３に基づいて、入力信号２０１を信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４のうちの一方として出力し、入力信号２０２を信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４のうちの他方として出力する。即ち、スイッチ回路２０３は入力信号２０１及び２０２を信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４に１対１で対応させるが、それらの組み合わせは切替信号２１３に基づいて切り替える。
【００２５】
また、適応フィルタ２０６には、スイッチ回路２０３から信号ｘ２０５及び信号ｙ２０４が入力されると共に判断制御部２１０から切替信号２１３が入力される。そして、信号ｙ２０４をフィルタ処理して選択信号２０７を生成すると共に、信号ｘ２０５をフィルタ処理して擬似信号２０８を生成し、選択信号２０７と擬似信号２０８との差分信号２１１を生成し、信号ｘ２０５から擬似信号２０８を生成する際のフィルタ係数２１２を出力する。適応フィルタ２０６の構成については後述する。
【００２６】
更に、判断制御部２１０には前述の適応フィルタ２０６から出力された選択信号２０７、差分信号２１１及びフィルタ係数２１２が入力されると共に、スイッチ回路２０３から出力された信号ｘ２０５が入力され、更に、切替制御信号１０８が入力される。判断制御部２１０は選択信号２０７、差分信号２１１及びフィルタ係数２１２に基づいて選択信号２０７と擬似信号２０８が同じ内容の信号であるか否かの判断（以下、一致／不一致判断という）を行い、その結果を記憶する。また、この検出判断処理の終了時には、次の候補となる信号を取り込むために選択制御信号１０９を前述の信号選択制御部１０５に対して出力する。
【００２７】
また、判断制御部２１０は、切替制御信号１０８が入力されると、適応フィルタ２０６、スイッチ回路２０３及び後述するミキサ切替器２０９に対して切替信号２１３を出力する。これにより、ミキサ切替器２０９に出力信号１０７の成分を選択信号２０７から擬似信号２０８に段階的に切り替えさせ、その後、スイッチ回路２０３及び適応フィルタ２０６を連動させて、切り替え前に擬似信号２０８であった信号を選択信号２０７としたうえで、ミキサ切替器２０９に出力信号２０７の成分を擬似信号２０８から選択信号２０７に戻させる。これにより、ミキサ切替器２０９の出力信号１０７を選択信号２０７から擬似信号２０８に切り替える。判断制御部２１０の構成については後述する。
【００２８】
更にまた、ミキサ切替器２０９には前述の適応フィルタ２０６から出力された選択信号２０７及び擬似信号２０８が入力されると共に、前述の判断制御部２１０から出力された切替信号２１３が入力される。ミキサ切替器２０９は、切替信号２１３に基づいて選択信号２０７、擬似信号２０８、及び選択信号２０７と擬似信号２０８とを任意の割合で混合した混合信号の３種類の信号のうち、１の信号を選択して出力するものである。
【００２９】
図３に示すように、図２に示す適応フィルタ２０６には、ＦＩＲ（finite impulse response：有限長インパルス応答）フィルタ３０３、適応ＦＩＲフィルタ３０８、減算器３１２及び係数記憶回路３１０が設けられている。ＦＩＲフィルタ３０３は、入力信号として信号ｙ２０４が入力され、これをフィルタ処理して適当な時間遅延させ、選択信号２０７として出力するものである。このフィルタ処理におけるフィルタ係数は、係数記憶回路３１０から出力された係数出力信号３０５により与えられる。なお、ＦＩＲフィルタは各フィルタ係数と入力信号とを畳み込み積分するものであり、その演算には遅延要素、乗算要素及び加算要素のみが含まれている。
【００３０】
適応ＦＩＲフィルタ３０８は参照信号として信号ｘ２０５が入力され、この信号ｘ２０５をフィルタ処理して擬似信号２０８を生成する。また、選択信号２０７から擬似信号２０８を差し引いた差分信号２１１が入力され、この差分信号２１１を最小化するようにフィルタ係数２１２を更新し、これを出力する。
【００３１】
減算器３１２にはＦＩＲフィルタ３０３から出力された選択信号２０７及び適応ＦＩＲフィルタ３０８から出力された擬似信号２０８が入力される。そして、減算器３１２は選択信号２０７から擬似信号２０８を差し引いた差分信号２１１を生成し、適応ＦＩＲフィルタ３０８及び判断制御部２１０（図２参照）に対して出力する。
【００３２】
係数記憶回路３１０には適応ＦＩＲフィルタ３０８から出力されたフィルタ係数２１２及び判断制御部２１０から出力された切替信号２１３が入力される。係数記憶回路３１０はフィルタ係数２１２を記憶すると共に、切替信号２１３が入力されると係数出力信号３０５をＦＩＲフィルタ３０３に対して出力し、ＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数を書き換える。
【００３３】
図４に示すように、図２に示す検出制御部２１０には検出器４０６、記憶回路４０８及び制御部４１０が設けられている。検出器４０６には適応フィルタ２０６（図２参照）から出力された選択信号２０７、差分信号２１１及びフィルタ係数２１２が入力されると共に、スイッチ回路２０３（図２参照）から出力された信号ｘ２０５が入力される。検出器４０６は選択信号２０７と差分信号２１１とのレベル比較を行って選択信号２０７と擬似信号２０８とが同じ内容の信号であるかどうかの判断（一致／不一致判断）を行うと共に、フィルタ係数２１２を監視して一致／不一致判断を行い、これらの結果を検出結果４０７として出力する。また、記憶回路４０８は、検出器４０６から出力された検出結果４０７及び制御部４１０から出力された比較情報４０９が入力され、これらを記憶するものである。
【００３４】
制御部４１０は、選択しているチャネル及び比較対象となるチャネルを示す比較情報４０９を記憶回路４０８に対して出力すると共に、選択制御信号１０９を信号選択制御部１０５（図１参照）に対して出力し、選択器１０３又は１０４（図１参照）に、次の候補となる入力信号を選択させる。これにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８に入力する参照信号ｘ２０５を切り替える。また、制御部４１０は切替制御信号１０８が入力されると、その時点において、記憶回路４０８に記憶された情報から選択信号２０７と内容が同じ他の信号（以下、次期選択信号という）として最適な信号を選択し、切替信号２１３をスイッチ回路２０３（図２参照）、係数記憶回路３１０（図３参照）及びミキサ切替器２０９（図２参照）に対して出力する。これにより、係数記憶回路３１０にＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数を更新させると共に、スイッチ回路２０３及びミキサ切替器２０９にその出力を切り替えさせ、出力信号１０７を切り替える。この動作については後述する。
【００３５】
次に、本実施例に係る信号比較検出切替装置１００の動作について説明する。図５は図４に示す検出器４０６の動作を示すフローチャートであり、図６は図４に示す制御部４１０の動作を示すフローチャートである。信号比較検出切替装置１００の動作は、切替制御信号１０８が入力されていない状態における動作と、切替制御信号１０８が入力された場合の動作に大別される。即ち、切替制御信号１０８が入力されていない状態においては、出力信号１０７として所定の選択信号２０７を出力し続けると共に、他の入力信号を信号ｘ２０５として順次取り込み、この入力信号が選択信号２０７と同じ内容の信号であるかどうかを判断し、その結果を記憶する。
【００３６】
一方、切替制御信号１０８が入力された場合には、前記判断結果に基づいて次期選択信号として最適な信号を選択し、出力信号１０７を選択信号２０７から次期選択信号へと切り替える。例えば、信号比較検出切替装置１００がネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている場合には、次期選択信号とは、選択信号２０７と同じ内容で受信状態がより良好な放送信号である。例えば、出力信号１０７の受信状態が悪化した場合に、前記ラジオ受信機における信号比較検出切替装置１００の外部に設けられた上位の判断装置（図示せず）が、出力信号１０７の内容を切り替えることを判断し、切替制御信号１０８を信号比較検出切替装置１００に対して出力する。
【００３７】
先ず、切替制御信号１０８が入力されていない状態における動作について説明する。図１に示すように、入力信号群１０１が選択器１０３に入力され、入力信号群１０２が選択器１０４に入力される。選択器１０３は、制御信号１１０に基づいて入力信号群１０１から１の信号を選択し、入力信号２０１として信号検出切替器１０６に対して出力する。同様に、選択器１０４は、制御信号１１０に基づいて入力信号群１０２から１の信号を選択し、入力信号２０２として信号検出切替器１０６に対して出力する。
【００３８】
図２に示すように、入力信号２０１及び２０２は信号検出切替器１０６のスイッチ回路２０３に入力される。スイッチ回路２０３は切替信号２１３に基づいて、入力信号２０１及び２０２のうち一方を信号ｙ２０４として適応フィルタ２０６に対して出力し、他方を信号ｘ２０５として適応フィルタ２０６及び判断制御部２１０に対して出力する。例えば、入力信号２０１を信号ｙ２０４として出力し、入力信号２０２を信号ｘ２０５として出力する。
【００３９】
図３に示すように、信号ｙ２０４は適応フィルタ２０６のＦＩＲフィルタ３０３に入力される。ＦＩＲフィルタ３０３は、係数出力信号３０５に基づいて信号ｙ２０４をフィルタ処理して適当な時間遅延させ、選択信号２０７として減算器３１２、判断制御部２１０（図２参照）及びミキサ切替器２０９（図２参照）に対して出力する。一方、信号ｘ２０５は適応ＦＩＲフィルタ３０８に参照信号として入力される。適応ＦＩＲフィルタ３０８は信号ｘ２０５をフィルタ処理して擬似信号２０８を生成し、減算器３１２及びミキサ切替器２０９に対して出力する。ミキサ切替器２０９（図２参照）は、選択信号２０７を出力信号１０７として出力する。このため、例えば、信号比較検出切替装置１００がネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載されている場合には、選択信号２０７が視聴信号となる。
【００４０】
擬似信号２０８とは、参照信号としての信号ｘ２０５をフィルタ処理して生成された信号であり、信号ｙ２０４の内容と信号ｘ２０５の内容とが同じである場合には、選択信号２０７と擬似信号２０８とは同じ信号になる。但し、この場合、選択信号２０７と擬似信号２０８とはデジタル的に同じ信号であるというわけではなく、両者は線形の関係を持ち、例えば両者の差は−３０ｄＢとなる。信号ｙ２０４の内容と信号ｘ２０５の内容とが相互に異なる場合、例えば、異なる放送を受信している場合には、信号選択信号２０７と擬似信号２０８とは相互に異なる信号になり、線形の関係を持たない。
【００４１】
時刻ｔにおける擬似信号をｙ＿ｈａｔ（ｔ）とし、時刻ｔにおけるｉ番目のフィルタ係数をｗｉ（ｔ）とし、参照信号をｘ（ｔ）とし、タップ数をＮとすると、擬似信号ｙ＿ｈａｔ（ｔ）は下記数式１により与えられる。
【００４２】
【数１】
次に、減算器３１２が入力された選択信号２０７から擬似信号２０８を差し引いて差分信号２１１を生成し、適応ＦＩＲフィルタ３０８及び判断制御部２１０（図２参照）に対して出力する。時刻ｔにおける選択信号２０７をｙ（ｔ）とし、差分信号２１１をｅ（ｔ）とすると、差分信号ｅ（ｔ）は下記数式２により与えられる。
【００４４】
【数２】
そして、適応ＦＩＲフィルタ３０８はこの差分信号２１１を最小化するようにフィルタ係数２１２を更新し、これを係数記憶回路３１０及び判断制御部２１０（図２参照）に対して出力する。係数記憶回路３１０はこのフィルタ係数２１２を記憶する。時刻ｔにおけるステップサイズをμ（ｔ）とすると、フィルタ係数ｗｉ（ｔ＋１）は、下記数式３により与えられる。
【００４６】
【数３】
参照信号ｘ（ｔ）のパワーをＰＸ（ｔ）とし、μ０を収束速度に影響を与える正の定数とすると、ステップサイズをμ（ｔ）は下記数式４により与えられる。また、ＰＸ（ｔ）は下記数式５により与えられる。なお、下記数式４及び５に示す処理は学習同定法（normalized Least Mean Square）による処理である。前記係数μ０を調整することにより、ノイズ耐力等を制御できる。
【００４８】
【数４】
【数５】
なお、トーン信号等の自己相関性が高い入力信号に対しては、真のフィルタ係数を求めることができないため、参照信号ｘ及び選択信号ｙに対してトーン信号検出を行い、推定処理を停止させてもよい。
【００５１】
そして、図４に示すように、選択信号２０７、差分信号２１１、フィルタ係数２１２及び信号ｘ２０５が判断制御部２１０の検出器４０６に入力される。
【００５２】
図５に示すように、検出器４０６は選択信号２０７と差分信号２１１とのレベル比較を行うと共に、フィルタ係数２１２の監視を行い、選択信号２０７と擬似信号２０８とが同じ内容の信号であるかどうかの判断（一致／不一致判断）を行い、これらの結果を検出結果４０７として出力する。即ち、図５のステップＳ１１に示すように、信号ｘ２０５のレベル（ＬＥＶ＿ｘ）が予め設定された閾値（Ｔｈ＿ｘ）以上であるか否かを判断し、信号ｘ２０５のレベルが閾値以上である場合はステップＳ１２に進む。次に、ステップＳ１２に示すように、選択信号２０７のレベル（ＬＥＶ＿ｙ）が予め設定された閾値（Ｔｈ＿ｙ）以上であるか否かを判断し、選択信号２０７のレベルが閾値以上である場合はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、Ｔｉｍ０の初期値は０であり、ステップＳ１４を通過するたびに１ずつ増加する。Ｔｉｍ０の値が予め設定されたＴｈ＿ｔｉｍ０の値以下である場合は、ステップＳ１１に戻る。Ｔｉｍ０の値がＴｈ＿ｔｉｍ０の値より大きくなるとステップＳ１５及びＳ１６に進む。ステップＳ１４により、ステップＳ１５及びＳ１６以降において判断を行うための待ち処理を設けることができる。
【００５３】
一方、信号ｘ２０５及び選択信号２０７のうち少なくとも一方のレベルが閾値未満である場合はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、Ｔｉｍ１の初期値は０であり、ステップＳ１３を通過するたびに１ずつ増加する。Ｔｉｍ１の値が予め設定されたＴｈ＿ｔｉｍ１の値未満である場合は、ステップＳ１１に戻る。Ｔｉｍ１の値がＴｈ＿ｔｉｍ１の値以上になるとステップＳ１５及びＳ１６に進む。これにより、信号ｘ２０５及び選択信号２０７のうち少なくとも一方のレベルが閾値未満であり続けた場合のタイムアウト処理を設けることができる。
【００５４】
次に、ステップＳ１５において、選択信号２０７のレベルから差分信号２１１のレベルを減じて消去量（＝ＬＥＶ＿ｙ−ＬＥＶ＿ｅ）を算出する。選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容が一致している場合には、消去量が大きくなる。即ち、消去後に残る信号レベルが小さくなる。逆に、選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが不一致である場合には、消去量は小さくなる。従って、消去量を定量的に評価することにより、一致／不一致判断を行うことができる。なお、この一致／不一致判断を差分信号２１１のレベル（ＬＥＶ＿ｅ）の絶対値ではなく消去量に基づいて行う理由は、差分信号２１１のレベルは選択信号２０７のレベルの影響を受け、選択信号２０７のレベルがもともと低い場合には、一致／不一致に関係なく、差分信号２１１のレベルも低くなってしまうからである。
【００５５】
また、ステップＳ１６において、フィルタ係数２１２を監視し、フィルタ係数２１２のパワーの総和の大半（例えば９０％）が２つの連続したフィルタ係数に集中しているか否かを評価する。選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが一致する場合には、両信号の違いは遅延差、位相差又は振幅差のみであるため、必ず１又は連続する２のフィルタ係数の絶対値のみが大きくなり、他のフィルタ係数は小さくなる。選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容が不一致である場合には、このようなフィルタ係数のパワーの集中は起こらない。従って、フィルタ係数のパワーの集中度を監視することにより、選択信号２０７の内容と信号ｘ２０５の内容との一致／不一致を判断することができる。
【００５６】
具体的には、２つの連続したフィルタ係数パワーの和のうち最大の値をＭとし、フィルタ係数パワーの総和をＡとするとき、（Ｍ／Ａ）比が例えば０．９より大きいか否かを判断する。（Ｍ／Ａ）比が０．９より大きい場合、即ち、フィルタ係数のパワーが集中している場合は、ステップＳ１７においてＤＥＴ＝１とし、（Ｍ／Ａ）比が０．９以下である場合、即ち、フィルタ係数のパワーが集中していない場合は、ステップＳ１８においてＤＥＴ＝０として、このＤＥＴの値を出力する。
【００５７】
前述の消去量及び（Ｍ／Ａ）比は、どちらも選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容との一致／不一致を判断する指標であるが、消去量はノイズの影響を受けやすい。即ち、選択信号２０７又は擬似信号２０８にノイズが多く含まれていると消去量が小さくなってしまい、一致／不一致判断が困難になる。これに対して、（Ｍ／Ａ）比はノイズの影響を受けにくいため、ノイズが多い場合には（Ｍ／Ａ）比による判断が有効である。逆に、消去量はノイズ成分を評価する指標として利用することも可能である。
【００５８】
次に、ステップＳ１９において、消去量及びＤＥＴ値の双方を検出結果４０７として出力し、記憶回路４０８に記憶させる。このとき、前述のＴｉｍ０及びＴｉｍ１の値を０に戻す。
【００５９】
次に、ステップＳ２０において、制御部４１０が信号ｘ２０５を次の比較対象となる信号に切り替えるのを待ち、切り替えが完了したらステップＳ１１に戻り、新しい信号ｘ２０５に対して前述の処理を行う。
【００６０】
図６に示すように、制御部４１０は、先ずステップＳ３１において初期化を行い、ステップＳ３２において検出器４０６が処理を終了するのを待つ。検出器４０６の処理が終了していれば、ステップＳ３３において、選択しているチャネル及び比較対象となるチャネルを示す比較情報４０９を記憶回路４０８に対して出力し、記憶回路４０８に比較情報４０９を記憶させる。その後、ステップＳ３４において、切替制御信号１０８が入力されているか否かを判断し、入力されていない場合は、選択制御信号１０９を信号選択制御部１０５（図１参照）に対して出力し、選択器１０３又は１０４（図１参照）に、次の候補となる入力信号を選択させる。その後、ステップＳ３２に戻り、再び検出器４０６の検出処理終了を待ち、ステップＳ３３及びＳ３４に示す処理を繰り返す。
【００６１】
これにより、選択信号２０７の比較対象となる信号ｘ２０５を順次切り替えて、信号ｘ２０５から擬似信号２０８を生成し、その内容が選択信号２０７と内容と一致するか不一致であるかの判断を行い、この判断結果を記憶回路４０８に記憶させる。このようにして、記憶回路４０８に記憶されている判断結果は、常に最新の情報に更新され続ける。
【００６２】
次に、切替制御信号１０８が入力された場合について説明する。切替制御信号１０８は、信号比較検出切替装置１００の出力信号１０７を、選択信号２０７から選択信号２０７と内容が同じ他の信号（次期選択信号）に切り替えることを指示する信号である。切替制御信号１０８は信号比較検出切替装置１００の外部から信号検出切替器１０６の判断制御部２１０における制御部４１０に入力される。
【００６３】
制御部４１０は、切替制御信号１０８が入力されると、図６に示すステップＳ３４からステップＳ３５に進む。そして、ステップＳ３５において、記憶回路４０８に記憶されている情報を調べ、その時点において、次期選択信号として最適な信号を選択する。そして、ステップＳ３６において、ミキサ切替器２０９に対して切替信号２１３を出力すると共に、信号選択制御部１０５に対して選択制御信号１０９を出力する。
【００６４】
これにより、図１乃至図３に示すように、信号選択制御部１０５は選択制御信号１０９に基づいて選択器１０３及び選択器１０４のうち、信号ｘ２０５を選択している選択器（例えば選択器１０４）に次期選択信号を選択させる。この結果、例えば入力信号２０２が次期選択信号となり、信号ｘ２０５が次期選択信号となる。これにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８がこの次期選択信号に基づいて擬似信号２０８を生成し、ミキサ切替器２０９に対して出力する。
【００６５】
ミキサ切替器２０９は、選択信号２０７と擬似信号２０８との比を例えば、１００：０、９０：１０、８０：２０、・・・、１０：９０、０：１００と時間的に変化させ、出力信号１０７を選択信号２０７から擬似信号２０８に段階的に切り替える。このとき、信号の切り替えを段階的に行うため、切り替えに伴うノイズはほとんど発生しない。
【００６６】
その後、図６のステップＳ３７に示すように、制御部４１０はスイッチ回路２０３、係数記憶回路３１０及びミキサ切替器２０９に対して切替信号２１３を出力する。これにより、スイッチ回路２０３は入力された切替信号２１３に基づいて出力する信号を切り替える。例えば、それまで入力信号２０２を信号ｘ２０５として出力していた場合は、切り替えにより入力信号２０２を信号ｙ２０４として出力する。このスイッチ回路２０３の切り替えと同時に、係数記憶回路３１０が係数出力信号３０５をＦＩＲフィルタ３０３に対して出力し、ＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数を書き換える。これにより、ＦＩＲフィルタ３０３には入力信号２０２が入力され、且つ、ＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数が入力信号２０２から擬似信号２０８を生成するのに適したフィルタ係数に書き換えられるため、ＦＩＲフィルタ３０３は擬似信号２０８と同じ信号を選択信号２０７として出力することになる。即ち、それまで適応ＦＩＲフィルタ３０８を通過して生成されていた擬似信号２０８は、ＦＩＲフィルタ３０３を通過して生成されることになる。
【００６７】
そして、前述のスイッチ回路２０３の切り替え及びＦＩＲフィルタ３０３のフィルタ係数の書き換えと同時に、ミキサ切替器２０９が選択信号２０７と擬似信号２０８との比を初期状態の１００：０に戻す。これにより、出力信号１０７として、再び選択信号２０７が出力されるようになる。なお、この切り替え時においては、選択信号２０７と擬似信号２０８とはまったく同じ信号であるため、切り替えに伴うノイズは発生しない。
【００６８】
上述の如く、本実施例においては、適応ＦＩＲフィルタ３０８により比較対象となる信号ｘ２０５から擬似信号２０８を生成し、選択信号２０７と差分信号２１１とのレベル差、即ち消去量を算出して選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが一致するか否かの判断を行っている。このため、選択信号２０７と信号ｘ２０５との間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、これらをキャンセルして正確に一致／不一致判断を行うことができる。この結果、判断誤りの発生を低減することができる。また、この判断を定量的に行うことができるため、判断処理を高速化することができる。
【００６９】
また、本実施例においては、選択信号２０７と擬似信号２０８との差分信号２１１が最小になるような適応ＦＩＲフィルタ３０８のフィルタ係数２１２を求め、フィルタ係数２１２のパワーの集中度を評価することによっても、選択信号２０７の内容と擬似信号２０８の内容とが一致するか否かの判断を行っている。これにより、フィルタ係数はノイズの影響を受けにくいため、選択信号２０７又は信号ｘ２０５がノイズを多く含んでいる場合においても、一致／不一致の判断を確実に行い、検出誤りを低減することができる。
【００７０】
また、記憶回路４０８が次期選択信号の候補となる信号ｘ２０５の検出結果４０７及び比較情報４０９を常に更新して記憶しておくことにより、切り替えの要求があるとき、即ち、切替制御信号１０８が入力されたときに、次期選択信号として最適な信号を速やかに選択し、選択信号を次期選択信号に切り替えることが可能となる。
【００７１】
更に、適応ＦＩＲフィルタ３０８が擬似信号２０８を生成し、切替制御信号１０８が入力されたときにミキサ切替器２０９が選択信号２０７を擬似信号２０８に段階的に切り替えるため、切り替え処理に伴うノイズの発生を抑制することができる。
【００７２】
なお、本発明においてはミキサ切替器２０９を省略してもよい。また、係数記憶回路３１０を係数転送回路により構成してもよい。更に、本実施例においては、信号比較検出切替装置１００が車載用のネットワークフォロー式ラジオ受信機に搭載される例を示したが、本発明の信号比較検出切替装置は、複数の信号から任意に選択された２つの信号の内容が一致するか否かを判断し、それらの信号を一方から他方に切り替える必要がある用途であれば、どのような用途にも使用することができる。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図７は本第２実施例に係る適応フィルタの構成を示すブロック図である。本実施例に係る信号比較検出切替装置は、適応フィルタ２０６ａにおいて、遅延推定回路３１３が設けられている。遅延推定回路３１３には、ＦＩＲフィルタ３０３から出力される選択信号２０７及びスイッチ回路２０３（図２参照）から出力される信号ｘ２０５が入力される。そして、遅延推定回路３１３はこの選択信号２０７及び信号ｘ２０５を監視することにより、選択信号２０７と信号ｘ２０５との間の時間的な差分を推定し、その推定結果を適応ＦＩＲフィルタ３０８に対して出力する。これにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８は演算処理を行う際のタップ位置を調整する。本実施例の信号比較検出切替装置における上記以外の構成及び上記以外の動作は、前述の第１の実施例に係る信号比較検出切替装置１００の構成及び動作と同一である。
【００７４】
本実施例においては、遅延推定回路３１３が選択信号２０７と信号ｘ２０５との間の遅延量を推定することにより、適応ＦＩＲフィルタ３０８が推定演算対象とするタップ位置を制限している。このため、前述の第１の実施例における効果に加えて、適応ＦＩＲフィルタ３０８が行う演算量を低減し、擬似信号３０８の生成に要する時間を短縮することができる。その結果、検出時間の更なる短縮が可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、入力信号間に遅延差、信号レベル差、位相の反転及びノイズの混入があっても、検出誤りを低減でき、検出時間の短縮化を図ることができる信号比較検出切替装置を得ることができる。また、信号の切り替え時におけるノイズが少ない信号比較検出切替装置を得ることができる。この信号比較検出切替装置を例えばネットワークフォロー式ラジオ受信機に組み込めば、受信信号の選択ミスが少なく、しかも、車両の走行に伴う受信状態の変化に対応して、受信信号を速やかに且つ円滑に最適な信号に切り替えることができるネットワークフォロー式ラジオ受信機を得ることができる。これにより、より高い品質の聴視手段を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る信号比較検出切替装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本第１実施例における信号検出切替器の構成を示すブロック図である。
【図３】本第１実施例における適応フィルタの構成を示すブロック図である。
【図４】本第１実施例における判断制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本第１実施例における検出器の動作を示すフローチャートである。
【図６】本第１実施例における制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例に係る適応フィルタの構成を示すブロック図である。
【図８】従来の信号比較検出装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００；信号比較検出切替装置
１０１、１０２；入力信号群
１０３、１０４；選択器
１０５；選択制御部
１０６；信号比較切替器
１０７；出力信号
１０８；切替制御信号
１０９；選択制御信号
１１０；制御信号
２０１、２０２；入力信号
２０３；スイッチ回路
２０４；信号ｙ
２０５；信号ｘ
２０６、２０６ａ；適応フィルタ
２０７；選択信号
２０８；擬似信号
２０９；ミキサ切替器
２１０；判断制御部
２１１；差分信号
２１２；フィルタ係数
２１３；切替信号
３０３；ＦＩＲフィルタ
３０５；係数出力信号
３０８；適応ＦＩＲフィルタ
３１０；係数記憶回路
３１２；減算器
３１３；遅延推定回路
４０６；検出器
４０７；検出結果
４０８；記憶回路
４０９；比較情報信号
４１０；制御部
７０１、７０２；入力信号
７０３；無音検出部
７０４；一致検出部
７０５；判断制御回路
７０６；一致/不一致判別出力
Claims (8)
- 複数の入力信号から１の入力信号を選択して第１の信号として出力する第１の選択器と、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第２の信号として出力する第２の選択器と、前記第２の信号から前記第１の信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、前記第１の信号と前記差分信号との差に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記第１の信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１の選択器にこの次期選択信号を選択させることにより、前記第１の信号を前記切替制御信号が入力される前に選択していた信号から前記次期選択信号に切り替える制御部と、を有することを特徴とする信号比較検出切替装置。
- 夫々複数の入力信号から１の入力信号を選択する第１及び第２の選択器と、前記第１及び第２の選択器の出力信号のうち一方を選択して第１の信号として出力すると共に他方を第２の信号として出力するスイッチ回路と、前記第１の信号から選択信号を生成するＦＩＲフィルタと、前記第２の信号から前記選択信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、この適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を記憶する係数記憶回路と、前記選択信号と前記差分信号との差に基づいて前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、前記選択信号及び前記擬似信号が入力され前記選択信号、前記擬似信号及び前記選択信号と前記擬似信号とが任意の割合で混合された混合信号のうち１の信号を選択して出力するミキサ切替器と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記選択信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１及び第２の選択器のうち前記第２の信号を出力している選択器に前記次期選択信号を選択させ、前記ミキサ検出器の出力信号を前記選択信号から前記擬似信号へと段階的に切り替えさせた後、前記スイッチ回路に前記第１の信号と前記第２の信号とを相互に切り替えさせ、前記係数記憶回路に記憶された前記次期選択信号のフィルタ係数を前記ＦＩＲフィルタに入力させると共に、前記ミキサ検出器の出力信号を前記擬似信号から前記選択信号へと切り替えさせることにより、前記ミキサ検出器の出力信号を前記選択信号から前記次期選択信号に切り替えさせる制御部と、を有することを特徴とする信号比較検出切替装置。
- 前記検出器は、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数に基づいて前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の信号比較検出切替装置。
- 複数の入力信号から１の入力信号を選択して第１の信号として出力する第１の選択器と、複数の入力信号から１の入力信号を選択して第２の信号として出力する第２の選択器と、前記第２の信号から前記第１の信号との差分信号が最小となるような擬似信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、この適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数に基づいて前記第１の信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかを判断してその判断結果を出力する検出器と、この判断結果を記憶する記憶回路と、切替制御信号が入力されたときに前記記憶回路に記憶された前記判断結果に基づいてその内容が前記第１の信号の内容と同一である次期選択信号を前記複数の入力信号から選択し、前記第１の選択器にこの次期選択信号を選択させることにより、前記第１の信号を前記切替制御信号が入力される前に選択していた信号から前記次期選択信号に切り替える制御部と、を有することを特徴とする信号比較検出切替装置。
- 前記適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数に基づく前記選択信号と前記擬似信号とが同じ内容の信号であるかどうかの判断は、前記フィルタ係数のパワーの集中度を評価することにより行われることを特徴とする請求項３又は４に記載の信号比較検出切替装置。
- 前記制御部から出力される信号に基づいて前記第１及び第２の選択器の動作を制御する信号選択制御部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の信号比較検出切替装置。
- ネットワークフォロー式ラジオ受信機に組み込まれ、前記複数の入力信号としてラジオ放送信号が入力され、前記選択信号として視聴信号が出力されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の信号比較検出切替装置。
- 前記第１及び第２の選択器がチューナであることを特徴とする請求項７に記載の信号比較検出切替装置。
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