JP4170379B2 - ノイズキャンセラ - Google Patents

Description

本発明は、入力信号に混入したノイズを除去するノイズキャンセラに関する。

信号処理技術分野では、処理すべき入力信号に混入している外来ノイズを除去することが重要である。

例えば、自動車に搭載される車載型の放送受信機等では、イグニッションノイズ等の外来ノイズの影響を受けやすい。そのため、一般に、受信した高周波数の受信信号（ＲＦ受信信号）と同調周波数の局発信号とを混合して周波数変換することで得られる中間周波信号（ＩＦ信号）に対して、直ちに検波及び復調等の処理を行わず、中間周波信号に混入している外来ノイズをノイズキャンセラで除去してから、検波及び復調等の処理を行っている。

図１（ａ）は、車載型の放送受信機等に一般に設けられている従来のノイズキャンセラの構成を表したブロック図、図１（ｂ）は、そのノイズキャンセラの機能を表したタイミングチャートである。従来のノイズキャンセラは、ホールド部１とホールド制御部２とディレー回路ＤＬＹを有して構成されている。

ホールド制御部２は、中間周波信号（入力信号）Ｓinに混入しているノイズＮzをハイパスフィルタ２ａで抽出し、抽出したノイズＮzを平滑回路２ｂで平滑化することで平滑ノイズＡＮzを生成した後、その平滑ノイズＡＮzと所定の閾値ＴＨＤとを比較器２ｃで比較し、平滑ノイズＡＮzのレベルが閾値ＴＨＤより大きくなる期間をノイズ混入期間τとして検出して、論理“Ｈ”となるホールドゲート信号ＨＤＧＴを出力する。

ディレー回路ＤＬＹは、ホールド制御部２で生じる遅延時間を調整するための遅延器である。

ホールド部１は、ホールドゲート信号ＨＤＧＴが論理“Ｌ”のときには、入力信号Ｓinをそのまま通過させ、出力信号Ｓoutとして検波器等へ出力する。一方、ホールドゲート信号ＨＤＧＴが論理“Ｈ”のときにはホールド動作を継続し、ホールド信号成分Ｓhldを出力信号Ｓoutとして検波器等へ出力する。すなわち、ホールド部１は、ホールドゲート信号ＨＤＧＴが論理“Ｌ”から“Ｈ”に反転する時点（ノイズＮzの検出時点）ｔ１に、入力信号Ｓinの信号成分をホールドすると共に、ホールドゲート信号ＨＤＧＴが論理“Ｈ”となっている間、そのホールドした一定レベルのホールド信号成分Ｓhldを出力し、ゲート信号ＨＤＧＴが論理“Ｈ”から“Ｌ”に再び反転する時点（ノイズＮzの終了時点）ｔ２でホールド動作を終了して、再び入力信号Ｓinを出力信号Ｓoutとして出力することによって、ノイズ混入期間τのノイズＮzを除去することとしている。

ところで、上記従来のノイズキャンセラでは、ノイズ混入期間τが終了した時点ｔ２において、ホールド部１の出力信号Ｓoutがホールド信号成分Ｓhldから入力信号Ｓinに切り替えられるため、出力信号Ｓoutの波形が不連続となり、高周波数のノイズ成分が新たに発生する問題がある。

すなわち、ノイズ混入期間τで一定レベルに保持されていたホールド信号成分Ｓhldが、ノイズ混入期間τの終了（ホールド解除）時点ｔ２で急激に入力信号Ｓinに切り替えられるため、外来ノイズＮzの除去がなされても、出力信号Ｓoutの時点ｔ２での波形が不連続となり、高周波数のノイズ成分が新たに発生する。このため、出力信号Ｓoutに基づいて検波及び復調等の処理を行うと、検波信号と復調信号に歪み等が発生し、受信品質を向上させることが困難となる等の問題があった。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、入力信号に対するホールド処理に際に、高周波数のノイズ成分を新たに内部生成することのないノイズキャンセラを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、入力信号に混入しているノイズを除去するノイズキャンセラであって、前記入力信号に混入している前記ノイズのノイズ混入期間を検出するノイズ期間検出手段と、前記ノイズ混入期間に付加期間を付加した期間を補正期間とする補正期間設定手段と、前記補正期間の間、前記入力信号をホールドしてホールド信号を出力するホールド手段と、前記入力信号に対してミュート処理を行うことで補正信号を生成する第１ミュート手段と、前記ホールド信号に対してミュート処理を行うことで補間信号を生成する第２ミュート手段と、少なくとも前記補正期間における前記ノイズ混入期間と前記付加期間において、前記第１，第２ミュート手段のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記第１，第２ミュート手段で生成される前記補正信号と補間信号を合成することで、前記ノイズを除去した入力信号と相似な波形の出力信号を生成する合成手段と、を具備することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノイズキャンセラにおいて、前記ゲイン調整手段は、前記第１ミュート手段のゲインを、前記補正期間以外の期間では固定値に設定し、前記補正期間内の前記ノイズ混入期間では０に設定し、前記付加期間では０から前記固定値に変化する値に設定すると共に、前記第２ミュート手段のゲインを、前記補正期間以外の期間では０に設定し、前記補正期間内の前記ノイズ混入期間では前記固定値に設定し、前記付加期間では前記固定値から０に変化する値に設定することを特徴とする。

本発明の好適な実施形態について図２及び図３を参照して説明する。図２は、本実施形態のノイズキャンセラの構成を表したブロック図、図３は動作を説明するためのタイミングチャートである。

図２において、このノイズキャンセラ３は、第１ミュート部４と、合成部５、ホールド部６、第２ミュート部７、ノイズ期間検出部８、補正期間設定部９、ゲイン調整部１０を備えて構成されており、入力信号Ｓinに混入しているノイズを除去して出力信号Ｓoutを出力する。更に、本実施形態では、タイミング調整のためにディレー回路ＤＬＹを設けている。

ノイズ期間検出部８は、入力信号Ｓinに混入しているノイズを検出し、ノイズの生じている期間τを検出する。そして、そのノイズ混入期間τを示すノイズ期間検出信号ＮＰＲＤを出力する。

補正期間設定部９は、ノイズ期間検出信号ＮＰＲＤのノイズ混入期間τに続けて予め決められた所定の付加時間Ｔaddを付加することで補正期間（τ＋Ｔadd）を設定し、その補正期間（τ＋Ｔadd）を示す情報と共に、補正期間信号ＣＰＲＤを出力する。

ディレー回路ＤＬＹは、上述したようにノイズキャンセラ３の処理に要する遅延時間を調整するための遅延器であり、主として、ノイズ期間検出部８と補正期間設定部９との内部処理時間に起因する遅延時間を調整するために設けられている。

ホールド部６は、補正期間信号ＣＰＲＤに従って、入力信号Ｓinを補正期間（τ＋Ｔadd）の間ホールドして出力する。すなわち、ホールド部６は、補正期間（τ＋Ｔadd）を除く期間では入力信号Ｓinをそのまま通過させて出力し、補正期間（τ＋Ｔadd）の開始時点で入力信号Ｓinの信号成分をホールドし、ホールドした一定レベルの信号成分を補正期間（τ＋Ｔadd）の終了時点まで保持して出力する。そして、出力する信号をホールド信号ＳＨＡとしてミュート部７に供給する。

ゲイン調整部１０は、補正期間信号ＣＰＲＤで示される補正期間（τ＋Ｔadd）の間において、ミュート部４，７のゲインを可変調整するためのゲイン調整信号ＧＡ，ＧＢを出力する。

すなわち、ゲイン調整部１０は、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、次式(1)で表されるように、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値を固定値１、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値を０に設定する。更に、補正期間（τ＋Ｔadd）のうちのノイズ混入期間τでは、次式(2)で表されるように、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値を０、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値を固定値１に設定する。更に、補正期間（τ＋Ｔadd）のうちの付加期間Ｔaddでは、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値を、増加率（１／Ｔadd）の下で経過時間ｔ（すなわち、０≦ｔ≦Ｔadd）に従って、０から１まで可変調整すると共に、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値を、増加率（１−（１／Ｔadd））の下で経過時間ｔ（すなわち、０≦ｔ≦Ｔadd）に従って、１から０まで可変調整する。

そして、ゲイン調整部１０は、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値によってミュート部４のゲインを調整すると共に、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値によってミュート部７のゲインを調整する。

ミュート部４は、入力信号Ｓinを入力し、ゲイン調整信号ＧＢで指定されるゲイン値に従ってミュート処理を施すことにより、補正信号ＳＢを生成して合成部５に供給する。すなわち、次式(4)で表されるように、上記式(1)〜(3)で示したゲイン調整信号ＧＢのゲイン値と入力信号Ｓinとの乗算に相当するミュート処理を行うことで、補正信号ＳＢを生成して出力する。

ミュート部７は、ホールド信号ＳＨＡを入力し、ゲイン調整信号ＧＡで指定されるゲイン値に従ってミュート処理を施すことにより、補間信号ＳＡを生成して合成部５に供給する。すなわち、次式(5)で表されるように、上記式(1)〜(3)で示したゲイン調整信号ＧＡのゲイン値とホールド信号ＳＨＡとの乗算に相当するミュート処理を行うことで、補間信号ＳＡを生成して出力する。

合成部５は、次式(6)で表されるように、補正信号ＳＢと補間信号ＳＡを合成（振幅を加算）することで、入力信号Ｓinからノイズが取り除かれた出力信号Ｓoutを生成して出力する。

次に、かかる構成を有するノイズキャンセラ３の動作について図３を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図３に例示するように、ある時点ｔ１からｔ２の期間内において外来ノイズＮzが入力信号Ｓinに混入しているものとして説明する。

かかる入力信号Ｓinがノイズキャンセラ３に入力することとなると、ノイズ期間検出部８がノイズＮzの発生時点ｔ１から終了時点ｔ２までの期間であるノイズ混入期間τを検出してノイズ期間検出信号ＮＰＲＤを出力し、更に、補正期間設定部９がノイズ混入期間τに付加期間Ｔaddを付加することによって、補正期間（τ＋Ｔadd）を示す補正期間信号ＣＰＲＤを生成して出力する。

更に、ホールド部６が、補正期間信号ＣＰＲＤの指示に従って、補正期間（τ＋Ｔadd）の開始時点ｔ１の入力信号Ｓinの信号成分（より厳密に言えば、ノイズＮzの混入時直前の信号成分）をホールドすると共に、そのホールドした一定レベルのホールド信号ＳＨＡを補正期間の間継続して出力する。

すなわち、ホールド部６は、補正期間以外の期間では入力信号Ｓinをそのまま通過させ、補正期間の期間内では、入力信号Ｓinに混入していたノイズＮｚに代えて、一定レベルのホールド信号成分Ｓhldをホールド信号ＳＨＡとして出力する。

そして更に、ゲイン調整部１０が、上記式(1)〜(3)で表されるゲイン調整信号ＧＡ，ＧＢの各ゲイン値に従って、ミュート部７，４の各ゲインを調整する。

これにより、ミュート部４が、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（図３中、ゲイン値をｚで示している）の変化に従って、入力信号Ｓinに対してミュート処理を施し、図示するような波形の補正信号ＳＢを出力する。

すなわち、ミュート部４は、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）が１となるため、入力信号Ｓinをそのまま補正信号ＳＢとして出力し、更に、期間τ内では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）が０となるため、入力信号Ｓinの通過を実質的に阻止することで、振幅０の補正信号ＳＢを出力し、更に、付加期間Ｔadd内では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）が０から１に向かって変化するのに従って、入力信号Ｓinに対してミュート処理を施すことで、図示するような波形の補正信号ＳＢを出力する。

一方、ミュート部７も同様に、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（図３中、ゲイン値を（１−ｚ）で示している）の変化に従って、ホールド信号ＳＨＡに対してミュート処理を施し、図示するような波形の補間信号ＳＡを出力する。

すなわち、ミュート部７は、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）が０となるため、ホールド信号ＳＨＡの通過を実質的に阻止することで、振幅０の補間信号ＳＡを出力し、更に、期間τ内では、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）が１となるため、一定レベルのホールド信号ＳＨＡ（すなわち、ホールド信号成分Ｓhld）をそのまま補間信号ＳＡとして通過させ、更に付加期間Ｔaddの期間内では、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）が１から０に向かって変化する（付加期間Ｔaddの終了時点ｔ３に向かって変化する）のに従ってホールド信号ＳＨＡに対してミュート処理を施すことで、図示するような波形の補間信号ＳＡを出力する。

そして、合成部５が、補正信号ＳＢと補間信号ＳＡを合成することにより、図示するような、ノイズが除去された波形から成る出力信号Ｓoutを生成して出力する。

ここで、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、補正信号ＳＢは入力信号Ｓinと同じ波形、補間信号ＳＡは振幅０となることから、出力信号Ｓoutは入力信号Ｓinと同じ波形となる。更に、ノイズ混入期間τの期間内では、補正信号ＳＢは振幅０となり、補間信号ＳＡはノイズＮzがホールド信号成分Ｓhldで置き換えられた波形となることから、出力信号Ｓoutは、一定レベルのホールド信号成分Ｓhldと同じ波形となる。更に、付加期間Ｔaddでは、補正信号ＳＢは入力信号Ｓinがミュート処理によって減衰された波形となり、補間信号ＳＡはホールド信号ＳＨＡがミュート処理によって減衰された波形となることから、出力信号Ｓoutは、減衰された補正信号ＳＢと補間信号ＳＡとの合成によって入力信号Ｓinに相似した波形となる。

そして更に、ノイズ混入期間τから付加期間Ｔaddへと時間が経過する際の出力信号Ｓoutの振幅は、一定レベルのホールド信号ＳＨＡから滑らかな振幅変化で連続的に変化していくため、高周波数のノイズ成分が発生しない。

すなわち、従来技術のノイズキャンセラでは、図１（ｂ）を参照して説明したように、ホールド動作の終了時点ｔ２において一定レベルのホールド信号成分Ｓhldが瞬断される結果、高周波のノイズが新たに内部生成されてしまうという問題があったが、本実施形態のノイズキャンセラ３では、一定レベルのホールド信号成分Ｓhldに続いて、付加期間Ｔadd内にミュート処理される補正信号ＳＢと補間信号ＳＡとの合成によって生じる、急峻に変化しない合成信号成分が継続することとなるため、高周波数のノイズを内部発生しない。

以上に説明したように、本実施形態のノイズキャンセラ３によれば、入力信号Ｓinに混入しているノイズＮzをホールド信号成分Ｓhldに置き換えることで生成されるホールド信号ＳＨＡに対し、付加期間Ｔadd内においてミュート処理を施すことで補間信号ＳＡを生成すると共に、ノイズ混入期間τの入力信号Ｓinに対してその信号成分とノイズＮzとを除去し、付加期間Ｔadd内においてミュート処理を施すことで補正信号ＳＢを生成して、これらの補間信号ＳＡと補正信号ＳＢを合成することで出力信号Ｓoutを生成するので、入力信号Ｓinに混入しているノイズＮzの除去を行うことができ、且つ、高周波数のノイズ成分を内部発生することを防止することができる。

そして、本実施形態のノイズキャンセラ３を、例えば車載型の放送受信機等に設け、その放送受信機のチューナ部から出力される中間周波信号（ＩＦ信号）に混入する外来ノイズ（例えばイグニッションノイズ等）を除去して検波器に供給したり、また、検波器で検波されるベースバンド信号に混入する同様の外来ノイズを除去して復調器に供給することにより、より品質に優れたベースバンド信号や復調信号を再生させることができる。

なお、本実施形態のノイズキャンセラ３は、放送受信機のみに利用可能なものではなく、入力信号に混入した外来ノイズを除去するために広く適用することが可能な汎用性を有するものである。

次に、ラジオ放送を受信する車載型の受信機に設けられるノイズキャンセラの実施例について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、本実施例のノイズキャンセラの構成を表したブロック図であり、図２と同一又は相当する部分を同一符号で示している。図５は本実施例のノイズキャンセラの動作を説明するためのタイミングチャートである。

図４において、本実施例のノイズキャンセラ３は、受信機内で検波されたベースバンド信号（ＡＭ検波信号）Ｓin1に混入しているイグニッションノイズ等の外来ノイズＮzを除去し、そのノイズを除去したベースバンド信号Ｓoutを出力するように配線接続がなされている。

すなわち、受信機のチューナ部１１が、受信アンテナＡＮＴに生じる高周波受信信号（ＲＦ受信信号）と同調周波数の局発信号とを混合して周波数変換を行うことで中間周波信号（ＩＦ信号）ＳIFを生成し、第１のＩＦバンドパスフィルタ１２がその中間周波信号ＳIFを帯域制限して信号処理可能な振幅レベルに増幅することで、希望信号成分としてのベースバンド信号Ｓin1を生成するための第１中間周波信号ＳIF1を出力し、更にその第１中間周波信号ＳIF1を検波器１３がＡＭ検波することで、第１ベースバンド信号Ｓin1を生成して出力する。

更に、第１のＩＦバンドパスフィルタ１２より広い通過周波数帯域を有する第２のＩＦバンドパスフィルタ１４が、中間周波信号ＳIFを帯域制限して信号処理可能な振幅レベルに増幅することで第２中間周波信号ＳIF2を出力し、その第２中間周波信号ＳIF2を検波器１５がＡＭ検波することで、本実施例のノイズキャンセラ３がノイズ検出を行うためのベースバンド信号Ｓin2を生成して出力する。

そして、後述の加算器５の出力信号Ｓoutをスピーカシステム等の側に出力することでＡＭ放送番組をユーザ等に提供するようになっている。

次に、本実施例のノイズキャンセラ３の構成を詳述する。ノイズキャンセラ３は、検波器１３の出力端子に、遅延時間を調整するためのディレー回路ＤＬＹを介して接続された乗算器４及びホールド回路６と、ホールド回路６に従属接続された乗算器７と、乗算器４，７の両者の出力を加算して出力信号Ｓoutを出力する加算器５と、検波器１５の出力端子に接続されたノイズ期間検出部８と、ノイズ期間検出部８に対して順に従属接続された補正期間設定部９とゲイン調整部１０とを備えて構成されている。

ここで、ホールド回路６と乗算器４，７と加算器５は、図２に示したホールド部６とミュート部４，７と合成部５に相当しており、ノイズ期間検出部８と補正期間設定部９とゲイン調整部１０も同様である。

ノイズ期間検出部８は、図４（ｂ）に示す構成を有しており、第２ベースバンド信号Ｓin2に混入している高周波数域のノイズＮzをハイパスフィルタ８ａによって通過させることでノイズＮzの抽出を行い、その抽出したノイズＮzを平滑回路８ｂがエンベロープ検出することで平滑ノイズ成分を生成し、更に平滑ノイズ成分と所定の閾値ＴＨＤとを比較器８ｃが比較して、平滑ノイズ成分が閾値ＴＨＤより大振幅となる期間をノイズ混入期間τとして検出する。そして、検出したノイズ混入期間τを示すノイズ期間検出信号ＮＰＲＤを補正期間設定部９へ出力する。

補正期間設定部９は、ノイズ期間検出信号ＮＰＲＤを入力すると、ノイズ混入期間τと付加期間Ｔaddの情報をゲイン調整部１０に供給すると共に、ノイズ混入期間τと付加期間Ｔaddとの合計の期間（すなわち、補正期間）（τ＋Ｔadd）の間、論理“Ｈ”となる補正期間信号ＣＰＲＤを生成して、ホールド回路６とゲイン調整部１０に供給する。

ゲイン調整部１０は、図４（ｃ）に示すように、乗算器７に供給するゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（ｚ）の変化パターンを演算する基本ゲインパターン演算部１０ａと、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値ｚに基づいて、乗算器４に供給するゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）の変化パターンを演算する演算部１０ｂを有して構成されている。

すなわち、基本ゲインパターン演算部１０ａは、補正期間設定部９から供給されるノイズ混入期間τと付加期間Ｔaddの情報に基づいて、上記式(1)〜(3)を参照して説明したように、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）を１、ノイズ混入期間τの期間内では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）を０、付加期間Ｔaddの期間内では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）を０から１までの増加率（１／Ｔadd）で変化する値に設定する。

演算部１０ｂは、基本ゲインパターン演算部１０ａで生成されるゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）に基づいて、（１−ｚ）で表される演算を行うことにより、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）を設定する。

そして、ゲイン調整部１０は、ゲイン調整信号ＧＡを乗算器７に供給して、ホールド信号ＳＨＡとゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）との乗算演算を行わせることによって補間信号ＳＡを生成させ、更に、ゲイン調整信号ＧＢを乗算器４に供給して、ディレー回路ＤＬＹからのベースバンド信号Ｓin1とゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）との乗算演算を行わせることによって補正信号ＳＢを生成させる。

加算器５は、補間信号ＳＡと補正信号ＳＢを加算することにより、ノイズＮzを除去したベースバンド信号Ｓin1と相似な波形となる出力信号Ｓoutを合成して出力する。

次に、かかる構成を有する本実施例のノイズキャンセラ３の動作について、図５を参照して説明する。なお、説明の便宜上、入力されるベースバンド信号Ｓin1，Ｓin2を共に入力信号Ｓinで示すこととする。また、ある時点ｔ１からｔ２の期間内において外来ノイズＮzが入力信号Ｓin（すなわち、ベースバンド信号Ｓin1，Ｓin2）に混入しているものとして説明する。

かかる入力信号Ｓinがノイズキャンセラ３に入力することとなると、ノイズ期間検出部８内のハイパスフィルタ８ａが、ベースバンド信号Ｓin2に混入しているノイズＮzを通過させ、平滑回路８ｂがそのノイズＮzを平滑化することで平滑ノイズ成分ＡＮzを生成し、更に比較器８ｃが閾値ＴＨＤと平滑ノイズ成分ＡＮzとを比較して、ノイズ混入期間τを示す論理“Ｈ”となるノイズ期間検出信号ＮＰＲＤを出力する。

更に、補正期間設定部９がノイズ混入期間τと付加期間Ｔaddの情報をゲイン調整部１０に供給すると共に、補正期間（τ＋Ｔadd）を示す補正期間信号ＣＰＲＤを生成して出力する。

更に、ホールド回路６が、補正期間信号ＣＰＲＤの指示に従って、補正期間の開始時点ｔ１において入力信号Ｓinの信号成分をホールドすると共に、そのホールドした一定レベルのホールド信号成分Ｓhldをホールド信号ＳＨＡとして、補正期間（τ＋Ｔadd）の終了時点ｔ３まで継続して出力する。

そして更に、ゲイン調整部１０内の基本ゲインパターン演算部１０ａと演算部１０ｂが、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）とゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）とを設定して、補正期間信号ＣＰＲＤが論理“Ｈ”となっている期間内に、ミュート処理を行わせる。すなわち、補正期間信号ＣＰＲＤが論理“Ｈ”から“Ｌ”に反転する時点ｔ３までミュート処理を行わせる。

これにより、乗算器４が、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）の変化に従って、ベースバンド信号Ｓin1に対してミュート処理を施し、図示するような波形の補正信号ＳＢを出力する。

すなわち、乗算器４は、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）が１となるため、ベースバンド信号Ｓin1をそのまま補正信号ＳＢとして出力し、更に、ノイズ混入期間τの期間内では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）が０となるため、ベースバンド信号Ｓin1の通過を実質的に阻止することで、振幅０の補正信号ＳＢを出力し、更に、付加期間Ｔaddの期間内では、ゲイン調整信号ＧＢのゲイン値（ｚ）が０から１に向かって変化するのに従って、ベースバンド信号Ｓin1に対してミュート処理を施すことで、図示するような波形の補正信号ＳＢを出力する。

一方、乗算器７も同様に、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）の変化に従って、ホールド信号ＳＨＡに対してミュート処理を施し、図示するような波形の補間信号ＳＡを出力する。

すなわち、乗算器７は、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）が０となるため、ホールド信号ＳＨＡの通過を実質的に阻止することで、振幅０の補間信号ＳＡを出力し、更に、ノイズ混入期間τの期間内では、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）が１となるため、ホールド信号ＳＨＡのホールド信号成分Ｓhldをそのまま補間信号ＳＡとして通過させ、更に付加期間Ｔaddの期間内では、ゲイン調整信号ＧＡのゲイン値（１−ｚ）が１から０に向かって変化するのに従ってホールド信号ＳＨＡに対してミュート処理を施すことで、図示するような波形の補間信号ＳＡを出力する。

そして、加算器５が、補正信号ＳＢと補間信号ＳＡを加算することにより、図示するような、ノイズが除去された波形から成る出力信号Ｓoutを生成して出力する。

ここで、補正期間（τ＋Ｔadd）以外の期間では、補正信号ＳＢはベースバンド信号Ｓin1と同じ波形、補間信号ＳＡは振幅０となることから、出力信号Ｓoutはベースバンド信号Ｓin1と同じ波形となる。更に、ノイズ混入期間τの期間内では、補正信号ＳＢは振幅０となり、補間信号ＳＡはノイズＮzがホールド信号成分Ｓhldで置き換えられた波形となることから、出力信号Ｓoutは、一定レベルのホールド信号成分Ｓhldと同じ波形となる。更に、付加期間Ｔaddでは、補正信号ＳＢはベースバンド信号Ｓin1がミュート処理によって減衰された波形となり、補間信号ＳＡはホールド信号ＳＨＡがミュート処理によって減衰された波形となることから、出力信号Ｓoutは、減衰された補正信号ＳＢと補間信号ＳＡとの加算によってベースバンド信号Ｓin1に相似した波形となる。

そして更に、ノイズ混入期間τから付加期間Ｔaddへと時間が経過する際の出力信号Ｓoutの振幅は、一定レベルのホールド信号成分Ｓhldから滑らかな振幅変化で連続的に変化していくため、高周波数のノイズ成分が発生しない。

すなわち、本実施例のノイズキャンセラ３では、ホールド信号成分Ｓhldに続いて、付加期間Ｔadd内にミュート処理される補正信号ＳＢと補間信号ＳＡとの合成によって生じる、急峻に変化しない合成信号成分が継続することとなるため、高周波数のノイズを内部発生しない。

以上に説明したように、本実施例のノイズキャンセラ３によれば、ＡＭ検波されたベースバンド信号Ｓin1に混入しているノイズＮzをホールド信号成分Ｓhldに置き換えることで生成されるホールド信号ＳＨＡに対し、付加期間Ｔadd内においてミュート処理を施すことで補間信号ＳＡを生成すると共に、ノイズ混入期間τのベースバンド信号Ｓin1に対してその信号成分とノイズＮzとを除去し、付加期間Ｔadd内においてミュート処理を施すことで補正信号ＳＢを生成して、これらの補間信号ＳＡと補正信号ＳＢを加算することで出力信号Ｓoutを生成するので、ベースバンド信号Ｓin1に混入しているノイズＮzの除去を行うことができ、且つ、高周波数のノイズ成分を内部発生することを防止することができる。

なお、ＡＭ放送受信機に設けたノイズキャンセラ３の実施例について説明したが、本実施例と実施形態のノイズキャンセラ３は、ＦＭ放送受信機にも適用することが可能である。更に、アナログ放送受信機への適用に限らず、地上ディジタル放送等のディジタル放送を受信するディジタル放送受信機への適用も可能である。すなわち、本実施例と実施形態のノイズキャンセラ３をディジタル回路構成とし、ディジタル放送受信機の検波器で検波されるベースバンド信号や復調器で復調される復調信号を入力信号として入力し、ディジタル信号処理を行うことで、内部で新たに高周波数のノイズ成分を発生させることなく、入力信号に混入しているノイズを除去することができる。

従来のノイズキャンセラの構成及び動作を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るノイズキャンセラの構成を表したブロック図である。 図２に示したノイズキャンセラの動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施例に係るノイズキャンセラの構成を表したブロック図である。 図４に示したノイズキャンセラの動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

３…ノイズキャンセラ
４…第１ミュート部
５…合成部
６…ホールド部
７…第２ミュート部
８…ノイズ期間検出部
９…補正期間設定部
１０…ゲイン調整部

Claims (4)

1. 入力信号に混入しているノイズを除去するノイズキャンセラであって、
   前記入力信号に混入している前記ノイズのノイズ混入期間を検出するノイズ期間検出手段と、
   前記ノイズ混入期間に付加期間を付加した期間を補正期間とする補正期間設定手段と、
   前記補正期間の間、前記入力信号をホールドしてホールド信号を出力するホールド手段と、
   前記入力信号に対してミュート処理を行うことで補正信号を生成する第１ミュート手段と、
   前記ホールド信号に対してミュート処理を行うことで補間信号を生成する第２ミュート手段と、
   少なくとも前記補正期間における前記ノイズ混入期間と前記付加期間において、前記第１，第２ミュート手段のゲインを調整するゲイン調整手段と、
   前記第１，第２ミュート手段で生成される前記補正信号と補間信号を合成することで、前記ノイズを除去した入力信号と相似な波形の出力信号を生成する合成手段と、
   を具備することを特徴とするノイズキャンセラ。
2. 前記ゲイン調整手段は、前記第１ミュート手段のゲインを、前記補正期間以外の期間では固定値に設定し、前記補正期間内の前記ノイズ混入期間では０に設定し、前記付加期間では０から前記固定値に変化する値に設定すると共に、前記第２ミュート手段のゲインを、前記補正期間以外の期間では０に設定し、前記補正期間内の前記ノイズ混入期間では前記固定値に設定し、前記付加期間では前記固定値から０に変化する値に設定することを特徴とする請求項１に記載のノイズキャンセラ。
3. 前記ゲイン調整手段は、前記固定値を１に設定することを特徴とする請求項２に記載のノイズキャンセラ。
4. 入力信号に混入しているノイズを除去するノイズキャンセラのノイズ除去方法であって、
   前記入力信号に混入している前記ノイズのノイズ混入期間を検出するノイズ期間検出工程と、
   前記ノイズ混入期間に付加期間を付加した期間を補正期間とする補正期間設定工程と、
   前記補正期間の間、前記入力信号をホールドしてホールド信号を出力するホールド工程と、
   前記入力信号に対してミュート処理を行うことで補正信号を生成する第１ミュート工程、
   前記ホールド信号に対してミュート処理を行うことで補間信号を生成する第２ミュート工程と、
   少なくとも前記補正期間における前記ノイズ混入期間と前記付加期間において、前記第１，第２ミュート工程におけるゲインを調整するゲイン調整工程と、
   前記第１，第２ミュート工程で生成される前記補正信号と補間信号を合成することで、前記ノイズを除去した入力信号と相似な波形の出力信号を生成する合成工程と、
   を具備することを特徴とするノイズ除去方法。

Images