JP4420765B2 - ノイズブランカ、無線機、及びノイズの減衰方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノイズブランカ、無線機、及びノイズの減衰方法に関する。

無線機には、一般に入力信号に含まれるノイズを処理するためのノイズブランカが設けられている。そして、無線機には、ノイズブランカにより処理するべきノイズを入力信号を含むか否か検出するためのノイズ検出器が設けられている。

そして、無線機には、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）によりディジタル信号を処理するようにしたものがある。ＤＳＰを用いた無線機では、入力された入力信号は、Ａ／Ｄコンバータによりアナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された信号が、ノイズブランカによる処理の対象となる。

ところで、従来の無線機では、ノイズアンプ、ノイズ検波、ノイズ専用のＡＧＣ回路という複雑な組み合わせによりノイズの検出を行っていた。従って、急峻な立ち上がりを持つパルスノイズが入ってくると、閾値を越える時間が暫く続き、ブランクされる期間がある程度は発生してしまう。

また、ノイズブランカをソフトで実現する場合、ノイズを検出し、ノイズを含む原信号にブランク処理を施すには、ディレイバッファによる遅延処理が必要であった。

そして、ノイズブランカをソフトで実現する場合、離散的に発生するパルスノイズに対してもある一定期間はブランクされ、無線機を使用するユーザに受信音声についての聴感上の歪みを感じさせる原因になっていた。

そこで、本発明は、必要以上に信号を減衰させることなく、ノイズを減衰させる処理を行うことを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ディジタル信号を処理するノイズブランカであって、
アナログ信号を離散化されたディジタル信号に変換する入力用Ａ／Ｄコンバータよりディジタルの入力信号が入力されるよう設けられており、
所定の基準値を記憶し、前記ディジタルの入力信号のうち最も新しく入力されたものから所定の個数分の離散値の平均値を示す平均値信号を生成し、前記平均値信号が示す平均値と、前記記憶した基準値とに基づき、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値がノイズを含むか否か判別するための閾値を決定し、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値が前記決定された閾値より大きいか否かを判別して、大きいと判定したとき該離散値がノイズを含むと判別する、ことにより前記ディジタルの入力信号の離散値毎に該入力信号のノイズを検出するノイズ検出器と、
前記ノイズ検出器によるノイズの検出に基づき前記入力信号の離散値毎にノイズを処理するブランク処理部と
を備えるノイズブランカである。

本発明によると、入力信号の離散値毎にノイズの検出を行う。そして、入力信号がノイズを含むことを検出すると、ノイズが検出された入力信号の離散値に対してノイズを減衰させる処理を行う。これにより、ノイズを減衰する処理を行うにあたり、必要以上に信号を減衰させることを防ぐことができる。

また、前記ブランク処理部について、前記ノイズ検出器がノイズを検出すると、当該ノイズが検出された入力信号の離散値を、当該離散値について決定された前記閾値に対する当該離散値の信号レベルの比の値により除算することにより、当該入力信号についてノイズを減衰させる処理を行う減衰部と、前記ノイズ検出器がノイズを検出しない場合に前記入力信号をそのまま出力させるスルー部とを設けることができる。

この発明によると、ノイズ検出器がノイズを検出した場合には、前記減衰部によりノイズを減衰する処理を行う。一方、ノイズ検出器がノイズを検出しなかった場合には、入力信号をスルー部を通してそのまま出力する。

従って、この発明によると、ノイズを検出した場合とノイズを検出しなかった場合とについて、減衰部及びスルー部の各々で独立して処理する。これにより、ノイズを検出した場合とノイズを検出しなかった場合の処理を容易にできる。

また、無線信号を目的の所定周波数に同調させて受信する受信回路と、前記受信回路より出力された信号が前記入力用Ａ／Ｄコンバータによってディジタル信号に変換されて入力される上記ノイズブランカと、前記ノイズブランカより出力された信号を復調させる復調回路と、により無線機を構成することができる。

この発明の無線機によると、入力信号の離散値毎にノイズの検出を行い、入力信号がノイズを含むことを検出すると、ノイズが検出された入力信号の離散値に対してノイズを減衰させる処理を行う。

これにより、ノイズを減衰する処理を行うにあたり、必要以上に信号を減衰させることを防ぐことができる。そして、この無線機を使用するユーザに受信音声についての聴感上の歪みを感じさせないようにすることができる。

また、本発明は、ノイズの減衰を、アナログの入力信号を離散化されたディジタルの入力信号に変換するディジタル変換工程と、
所定の基準値を記憶し、前記ディジタルの入力信号のうち最も新しく入力されたものから所定の個数分の離散値の平均値を示す平均値信号を生成し、前記平均値信号が示す平均値と、前記記憶した基準値とに基づき、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値がノイズを含むか否か判別するための閾値を決定し、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値が前記決定された閾値より大きいか否かを判別して、大きいと判定したとき該離散値がノイズを含むと判別する、ことにより前記ディジタル変換工程によって得たディジタルの入力信号の離散値毎にノイズを検出するノイズ検出工程と、
前記ノイズ検出工程によりノイズが検出された入力信号の離散値にノイズを減衰させる処理を行うノイズ減衰工程とによって行う。

本発明によると、入力信号の離散値毎にノイズの検出を行い、入力信号がノイズを含むことを検出すると、ノイズが検出された入力信号の離散値に対してノイズを減衰させる処理を行う。これにより、ノイズを減衰する処理を行うにあたり、必要以上に信号を減衰させることを防ぐことができる。

本発明によると、入力信号の離散値毎にノイズの検出を行い、入力信号がノイズを含むことを検出すると、ノイズが検出された入力信号の離散値に対してノイズを減衰させる処理を行う。

これにより、ノイズを減衰する処理を行うにあたり、必要以上に信号を減衰させることを防ぐことができる。これにより、無線機においてノイズの減衰処理を行う場合、無線機を使用するユーザに受信音声についての聴感上の歪みを感じさせないようにすることができる。

本発明の実施の形態について、図１乃至図４により説明する。本発明の一実施形態であるノイズブランカ１０は、本発明の一実施形態である無線機２０に設けられている。また、本発明の一実施形態であるノイズの減衰方法は、無線機２０により実施することができる。また、無線機２０によると、パルス性のノイズを処理することができる。

図１に示すように、無線機２０は、受信アンテナ２１と、受信回路２２と、Ａ／Ｄコンバータ２３と、ノイズブランカ１０と、復調回路２４と、Ｄ／Ａコンバータ２５と、操作部２７と、メモリ２８を備えている。

この無線機２０において、ノイズブランカ１０と復調回路２４とは、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）３０から構成され、ディジタル信号はＤＳＰ３０により処理される。

受信アンテナ２１は、無線信号を受信する。受信回路２２は、受信アンテナ２１より入力される信号を目的とする所定周波数に同調させ、さらに周波数変換を行ってＩＦ（中間周波数）信号とする。

受信回路２２より出力されたＩＦ信号は、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）コンバータ２３に供給され、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）コンバータ２３によりディジタルデータに変換される。

Ａ／Ｄコンバータ２３は、受信回路２２が出力したアナログ信号であるＩＦ信号をディジタルのＩＦ信号に変換するための入力用Ａ／Ｄコンバータにあたる。

Ａ／Ｄコンバータ２３によりディジタル化されたＩＦ信号は、ノイズブランカ１０に入力される。ノイズブランカ１０は、入力されたディジタルＩＦ信号について、ノイズの検出を行い、ノイズを含む場合にはノイズ成分を減衰して出力する。ノイズブランカ１０については、後述する。

ノイズブランカ１０を出力された信号は、復調回路２４に入力され、オーディオ周波数（Audio Frequency）の信号に復調される。この復調された信号（ＡＦ信号）は、Ｄ／Ａコンバータ２５によりアナログのＡＦ信号に変換され、例えばスピーカ２６や図示されない信号処理回路に供給される。

図１に示す操作部２７は、無線機２０のユーザによって操作され、無線機２０を動作させる条件情報を入力する。例えば、操作部２７により、ユーザのキー操作に従って、無線機２０の動作モード（ＡＭ、ＦＭ、受信周波数、受信チャンネルの別）を選択する。

外部メモリ２８は、ノイズブランカ１０の処理に伴うデータ及び、この無線機２０の制御に必要な各種のデータも記憶する。

なお、無線機２０は、図示されない制御用マイコンを備え、制御用マイコンはＲＯＭ及びＲＡＭを備えている。無線機２０の動作を制御するためのプログラムがＲＯＭに格納されている。

また、制御用マイコンは、必要に応じて外部メモリ２８に対するデータの入出力を行う。そして、この制御用マイコンの動作に基づき、図１に示される各ブロックが制御され、ＤＳＰ３０に基づく処理を実行する。

次に、ノイズブランカ１０について、図２に基づき説明する。ノイズブランカ１０は、機能的には、図２に示すように、ノイズ検出器１１とブランク処理部１６を備えている。

ノイズ検出器１１は、入力されたＩＦ信号について、ノイズの検出を行う。ノイズ検出器１１には、入力された信号がノイズを含むか否か判別するための所定の閾値が設定される。ノイズ検出器１１は、前記所定の閾値と入力された信号とを比較することにより、入力信号がノイズを含むか否か検出する。

ノイズ検出器１１には、Ａ／Ｄコンバータ２３によりディジタルデータとされて離散化された入力信号の離散値のデータが一つずつ順に入力される。そして、ノイズ検出器１１は、入力信号の個々の離散値のデータについて、ノイズを含むか否かの検出を順に行う。

ノイズ検出器１１は、ノイズを検出すると、ブランク処理部１６の減衰部１６ａを動作させる制御信号（オン（ＯＮ）信号）を減衰部１６ａに出力する。一方、ノイズ検出器１１は、ノイズを検出しない場合には、ブランク処理部１６のスルー部１６ｂを動作させる制御信号（オン（ＯＮ）信号）をスルー部１６ｂに出力する。

ここで、ノイズ検出器１１の具体例について、図３により説明する。図３は、ノイズ検出器１１の一構成例を含むブロック図である。図３に示されるように、ノイズ検出器１１は、絶対値検波部１２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３と、閾値設定部１４と、ノイズ判別部１５を備えている。

絶対値検波部１２は、Ａ／Ｄコンバータ２３からのディジタルＩＦ信号である入力信号Ｘが供給され、入力信号Ｘを絶対値検波する。換言すると、絶対値検波部１２は、サンプリング周期に応じて順次供給されるデータＸ（このデータの値は、ＩＦ信号の瞬時瞬時の信号レベル（１サンプリング期間の平均的な）に等しい）が正の値であるときはそのまま出力し、負の値である場合には符号を正に変換して信号レベルの絶対値を得て出力する。絶対値検波部１２の出力信号Ｘ１は、ＬＰＦ１３及びノイズ判別部１５に出力される。

ＬＰＦ１３は、入力された信号Ｘ１を、時定数で定まる所定時間にわたって平均化する処理を行う。即ち、ＬＰＦ１３によると、時間に応じて変化するレベルの信号Ｘ１の所定時間にわたった平均レベルＸ２が得られる。

ＬＰＦ１３の機能を実現するため、ＤＳＰ３０は、順次入力されるディジタルデータＸ１をメモリ２８に順次格納し、最新のｎ個のデータを抽出して、その平均値を求める。

ＬＰＦ１３の時定数（即ち、上述のデータ数「ｎ」）は、例えば操作部２７により選択された動作モードに応じて、ＤＳＰ３０により平均的な追従をする時定数に設定される。

このＬＰＦ１３の時定数を自動設定（固定でもよい）とすることにより、ユーザによる時定数の調整の必要をなくし、操作の煩雑を軽減することができる。ＬＰＦ１３によって得られた平均値Ｘ２は、閾値設定部１４に出力される。

閾値設定部１４は、入力された信号Ｘ２に所定の基準値（基準閾値）Ｙを乗算して、閾値（Ｙ＊Ｘ２）（＊は乗算を表す）を求め、ノイズ判別部１５に出力する。即ち、閾値設定部１４は、単位信号レベルあたりの閾値Ｙを、実際に入力された信号の平均的な信号レベルＸ２にあわせて修正して出力する。閾値設定部１４により得られた閾値Ｙ＊Ｘ２は、ノイズ判別部１５に供給される。

なお、基準閾値Ｙについて、操作部２７の操作によって閾値設定部１４に設定されるようにできる。また、基準閾値Ｙを外部メモリ２８に予め記憶し、閾値設定部１４に設定されるようにすることもできる。

ノイズ判別部１５は、入力信号がノイズを含むか否かの判別を行う。具体的には、ノイズ判別部１５は、絶対値検波部１２より入力された信号Ｘ１と、閾値設定部１４より入力された閾値（Ｙ＊Ｘ２）とを比較する。

そして、Ｘ１＞Ｙ＊Ｘ２である場合には、入力信号がノイズを含む（より詳細には、そのデータ片Ｘ１は、ＩＦ信号にノイズが重畳している部分のサンプリングデータの絶対値である）ことを検出する。

ノイズ判別部１５は、ノイズを含むことを判別すると、ブランク処理部１６の減衰部１６ａを動作させる制御信号（オン（ＯＮ）信号）を出力する。一方、ノイズ判別部１５は、ノイズを含まないことを判別すると、ブランク処理部１６のスルー部１６ｂを動作させる制御信号（オン（ＯＮ）信号）を出力する。

次に、ブランク処理部１６について説明する。ブランク処理部１６は、図２に示されるように、減衰部１６ａとスルー部１６ｂを備えている。減衰部１６ａは、入力信号（ＩＦ入力）のデータに予め設定されている減衰ゲイン（減衰量）を乗算し、乗算結果をノイズブランカ１０の出力として出力する。

減衰ゲインを、ノイズ検出器１１が得たデータに基づき減衰部１６ａに設定することができる。そして、ノイズ検出器１１が得たデータにより、減衰ゲインとしてＸ２＊Ｙ／Ｘ１を設定することができる。また、減衰ゲインを、可変に設定できるようにすることもできる。

そして、減衰部１６ａは、ノイズ検出器１１よりオン信号が入力されると（ノイズ検出）、入力信号に減衰ゲインを乗算する処理を行う。減衰部１６ａには、Ａ／Ｄコンバータ２３を出力された入力信号（ＩＦ入力）が入力される。減衰部１６ａには、入力信号の離散値のデータが一つずつ順に入力される。

減衰部１６ａには、ノイズ検出器１１に入力された入力信号の離散値のデータと同一のデータが入力される。これにより、ノイズ検出が行われた入力信号の離散値のデータと同一のデータが減衰部１６ａにより処理される。入力信号が減衰部１６ａにより処理されると、その処理された信号が復調回路２４に出力される。

スルー部１６ｂは、入力信号（ＩＦ入力）が入力されると、そのまま復調回路２４に出力する処理を行う。スルー部１６ｂは、ノイズ検出器１１よりオン信号が入力されると（ノイズ非検出）、入力された信号をそのまま復調回路２４に出力する。

スルー部１６ｂには、Ａ／Ｄコンバータ２３を出力された入力信号（ＩＦ入力）が入力される。スルー部１６ｂには、ディジタルデータである入力信号の離散値のデータが一つずつ順に入力される。

スルー部１６ｂには、ノイズ検出器１１に入力された入力信号の離散値のデータと同一のデータが入力される。これにより、ノイズ検出が行われた入力信号の離散値のデータと同じデータがスルー部１６ｂにより処理される。

次に、以上に説明した無線機２０の動作の例について、図４に基づき説明する。図４は、ノイズブランカ１０の動作のフローチャートである。

Ａ／Ｄコンバータ２３より離散値のデータであるＩＦ信号Ｘが一つ入力されると（ステップＳ１）、この一つの信号Ｘをノイズ検出器１１に入力する（ステップＳ２）。ノイズブランカ（ＮＢ）がオン（ＯＮ）されており、かつノイズ検出器１１がノイズを検出した場合（ステップＳ３、ＹＥＳ）、減衰部１６ａが信号Ｘに減衰量を乗算する（ステップＳ４）。これにより、減衰させた結果としての出力Ｘを得る（ステップＳ６）。なお、Ｓ４で演算に用いるデータである減衰量を可変に設定できる。

一方、ノイズブランカ（ＮＢ）がオン（ＯＮ）されていないか、ノイズ検出器１１がノイズを検出しなかった場合には（ステップＳ３、ＮＯ）、スルー部１６ｂが信号Ｘをそのまま維持し（ステップＳ５）、出力Ｘを得る（ステップＳ６）。ノイズブランカ１０が出力Ｘを復調回路２４に出力すると、ノイズブランカ１０の処理を終了する（ステップＳ７）。

以上に説明したノイズブランカ１０乃至無線機２０によると、Ａ／Ｄコンバータ２３によりディジタルデータとされた離散値である入力信号がノイズ検出器１１に一つずつ入力され、入力信号の離散値毎にノイズを含むか否か検出する。

そして、ノイズ検出器１１によりノイズが検出されると、入力信号の離散値ごとにブランク（減衰）処理を行う。これにより、必要以上に信号を減衰させることを防ぎ、信号の歪みを小さくすることができる。これにより、無線機２０のユーザの受信音声についての聴感上の歪みを軽減することができる。また、離散的に発生するパルスノイズに対応することもできる。

本発明の一実施形態である無線機のブロック図である。 ノイズブランカを含むブロック図である。 ノイズ検出器の一例のブロックを含むブロック図である。 無線機の動作のフローチャートである。

符号の説明

１０ ノイズブランカ
１１ ノイズ検出器
１２ 絶対値検波部
１３ ローパスフィルタ
１４ 閾値設定部
１５ ノイズ判別部
１６ ブランク処理部
１６ａ 減衰部
１６ｂ スルー部
２０ 無線機
２１ 受信アンテナ
２２ 受信回路
２３ Ａ／Ｄコンバータ
２４ 復調回路
２５ Ｄ／Ａコンバータ
２６ スピーカ
２７ 操作部
２８ 外部メモリ

Claims (4)

1. ディジタル信号を処理するノイズブランカ（１０）であって、
   アナログ信号を離散化されたディジタル信号に変換する入力用Ａ／Ｄコンバータ（２３）よりディジタルの入力信号が入力されるよう設けられており、
   所定の基準値を記憶し、前記ディジタルの入力信号のうち最も新しく入力されたものから所定の個数分の離散値の平均値を示す平均値信号を生成し、前記平均値信号が示す平均値と、前記記憶した基準値とに基づき、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値がノイズを含むか否か判別するための閾値を決定し、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値が前記決定された閾値より大きいか否かを判別して、大きいと判定したとき該離散値がノイズを含むと判別する、ことにより前記ディジタルの入力信号の離散値毎に該入力信号のノイズを検出するノイズ検出器（１１）と、
   前記ノイズ検出器によるノイズの検出に基づき前記入力信号の離散値毎にノイズを処理するブランク処理部（１６）と、
   を備えるノイズブランカ。
2. 前記ブランク処理部は、
   前記ノイズ検出器がノイズを検出すると、当該ノイズが検出された入力信号の離散値を、当該離散値について決定された前記閾値に対する当該離散値の信号レベルの比の値により除算することにより、当該入力信号についてノイズを減衰させる処理を行う減衰部（１６ａ）と、
   前記ノイズ検出器がノイズを検出しない場合に前記入力信号をそのまま出力させるスルー部（１６ｂ）と、
   を備える請求項１に記載のノイズブランカ。
3. 無線信号を目的の所定周波数に同調させて受信する受信回路（２２）と、前記受信回路より出力された信号が前記入力用Ａ／Ｄコンバータによってディジタル信号に変換されて入力される請求項１又は２に記載のノイズブランカと、前記ノイズブランカより出力された信号を復調させる復調回路（２４）と、を備える無線機。
4. アナログの入力信号を離散化されたディジタルの入力信号に変換するディジタル変換工程と、
   所定の基準値を記憶し、前記ディジタルの入力信号のうち最も新しく入力されたものから所定の個数分の離散値の平均値を示す平均値信号を生成し、前記平均値信号が示す平均値と、前記記憶した基準値とに基づき、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値がノイズを含むか否か判別するための閾値を決定し、前記入力信号のうち最も新しく入力された離散値が前記決定された閾値より大きいか否かを判別して、大きいと判定したとき該離散値がノイズを含むと判別する、ことにより前記ディジタル変換工程によって得たディジタルの入力信号の離散値毎にノイズを検出するノイズ検出工程と、
   前記ノイズ検出工程によりノイズが検出された入力信号の離散値にノイズを減衰させる処理を行うノイズ減衰工程と、を備えるノイズの減衰方法。

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