JP6084049B2 - フィルタ制御装置及びフィルタ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ制御装置、フィルタ制御方法及びフィルタ制御プログラム、並びに、当該フィルタ制御プログラムが記録された記録媒体に関する。

従来から、ラジオ放送波を受信して処理し、音声を再生するカーラジオ放送受信装置が多くの車両に搭載されている。こうしたカーラジオ放送受信装置では、車両が移動することに起因する周囲の建造物等による反射波の影響により、ラジオ放送波の受信レベルが急激に変化したり、選局された希望局の周波数帯域の信号の位相が変動したりするマルチパス現象が発生する。こうしたマルチパス現象が発生すると、受信品質が劣化することになる。

このため、マルチパス現象の影響を抑制した信号を得るために、放送波の中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を施す適応フィルタを採用する技術が提案されている（特許文献１参照：以下、「従来例１」という）。この従来例１の技術は、ＦＭ放送波受信装置に関する技術であり、ＦＭ放送波が本来は振幅一定であること考慮し、適応フィルタリング処理アルゴリズムとしてＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）を採用している。なお、ＣＭＡ等の適応フィルタリング処理アルゴリズムを採用した適応フィルタリング処理を行うと、一般に、希望局の放送波の電界強度が弱い場合であっても、帯域内で最も強い電界強度の信号に追従するので、再生音声におけるバックグラウンドノイズ音を低減する効果もある。

また、聴取者における聴感上の違和感の発生の抑制と、良質な再生音声の出力との調和を図るための技術も提案されている（特許文献２参照：以下、「従来例２」という）。この従来例２の技術では、中間周波信号における妨害信号の混入率を評価し、混入率が大きくなるにつれて、連続的に適応フィルタリング処理の収束速度が遅くなるように制御を行ようになっている。ここで、混入率の評価に際して、従来例２の技術では、中間周波信号の信号レベルと適応フィルタリング処理された信号の信号レベルとの比に加えて、希望局の周波数帯の電界強度及びマルチパスノイズレベルを参照するようになっている。

国際公開第２００６／１０３９２２号 特開２０１１−２１１２６４号公報

上述した従来例１の技術では、一般に、希望局の放送波の帯域内で最も強い電界強度の信号に追従する適応フィルタリング処理アルゴリズムを採用する。このため、従来例１の技術では、仮に、周波数軸上で希望局の周波数に近い周波数の隣接局が存在し、当該隣接局に対応する受信信号が希望局の周波数帯に大きな割合で侵入してくると、隣接局の放送波に対応する音声の方が、突然きれいに聞こえだすという現象が発生する。こうした現象が発生すると、聴取者に対して聴感上の違和感を抱かせることになる。

また、上述した従来例２の技術では、中間周波信号における妨害信号の混入率の変化に応じて、連続的に適応フィルタリング処理の速度を変化させる。このため、受信環境にかかわらず、混入率を精度良く評価することが必要であった。

ところで、希望局信号が弱いときには、一般に妨害信号の混入率が高くなるという定性的な性質があることは知られている。しかしながら、妨害信号の混入率を定量的に評価するには、様々なパラメータが関連する。したがって、希望局信号が弱いときも含めて、精度の良い妨害信号の混入率の評価を、簡易に行うことができるとはいいがたかった。

このため、カーラジオ放送受信装置等の車両とともに移動する放送受信装置に関して、聴取者における聴感上の違和感の発生を抑制しつつ、良質な再生音声を出力することを簡易に行うことができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、聴取者における聴感上の違和感の発生の抑制と、良質な再生音声の出力との調和に貢献できる新たなフィルタ制御装置及びフィルタ制御方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、放送波の中間周波信号をフィルタリング処理する適応フィルタ部を制御する制御部を備え、前記制御部は、予め定められた閾値情報を参照して、前記放送波の電界強度に対応した第１閾値と、前記中間周波信号に含まれるノイズ成分のレベルに対応した第２閾値とを決定し、前記中間周波信号の検波結果のレベルと前記フィルタリング処理された信号の検波結果のレベルとの差分が前記第１及び第２閾値の和である閾値以下の場合、前記差分が前記閾値よりも大きな場合よりも収束速度を高くさせる、フィルタ制御装置である。

請求項４に記載の発明は、放送波の中間周波信号をフィルタリング処理する適応フィルタ部を制御する制御部を備えるフィルタ制御装置に使用されるフィルタ制御方法であって、前記制御部が、予め定められた閾値情報を参照して、前記放送波の電界強度に対応した第１閾値と、前記中間周波信号に含まれるノイズ成分のレベルに対応した第２閾値とを決定する決定工程と；前記制御部が、前記中間周波信号の検波結果のレベルと前記フィルタリング処理された信号の検波結果のレベルとの差分が前記第１及び第２閾値の和である閾値以下の場合、前記差分が前記閾値よりも大きな場合よりも収束速度を高くさせる制御工程と；を備えるフィルタ制御方法である。

請求項５に記載の発明は、フィルタ制御装置が有するコンピュータに、請求項４に記載のフィルタ制御方法を実行させる、ことを特徴とするフィルタ制御プログラムである。

請求項６に記載の発明は、フィルタ制御装置が有するコンピュータにより読み取り可能に、請求項５に記載のフィルタ制御プログラムが記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。

本発明の一実施形態に係るフィルタ制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１の適応フィルタユニットの構成を示すブロック図である。 図１の再生処理ユニットの構成を示すブロック図である。 図１の制御ユニットの構成を示すブロック図である。 図４のＬＰＦ部１２１_1S，１２１_2Sの特性を示す図である。 図４のＨＰＦ部１２１_2Nの特性を示す図である。 検出レベルＳＬＶの変化に応じた閾値ＴＨ１の変化を説明するための図である。 検出レベルＬＶ_2Nの変化に応じた閾値ＴＨ２の変化を説明するための図である。 図４の処理制御部による適応フィルタユニットに対する制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図９を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［構成］
図１には、一実施形態に係るフィルタ制御装置１００を備えるＦＭ受信装置２００の概略的な構成がブロック図にて示されている。この図１に示されるように、ＦＭ受信装置２００は、フィルタ制御装置１００に加えて、アンテナ２１０と、ＲＦ処理ユニット２２０とを備えている。また、ＦＭ受信装置２００は、適応フィルタユニット２３０と、遅延ユニット２４０と、アナログ処理ユニット２５０とを備えている。さらに、ＦＭ受信装置２００は、スピーカユニット２６０と、入力ユニット２７０とを備えている。なお、適応フィルタユニット２３０が、適応フィルタ部としての機能を果たすようになっている。

上記のフィルタ制御装置１００は、再生処理ユニット１１０と、制御ユニット１２０とを備えている。
ここで、再生処理ユニット１１０は、適応フィルタユニット２３０から送られた信号ＦＬＤ、及び、遅延ユニット２４０から送られた信号ＤＬＤを受ける。そして、再生処理ユニット１１０は、信号ＦＬＤ，ＤＬＤに対して検波処理を施し、検波結果を、検波信号ＤＴＤ₁，ＤＴＤ₂として、制御ユニット１２０へ送る。また、再生処理ユニット１１０は、信号ＦＬＤの検波結果に対してステレオ復調処理を施す。このステレオ復調結果が、信号ＤＭＤとして、アナログ処理ユニット２５０へ送られる。

なお、再生処理ユニット１１０の構成については、後述する。

また、制御ユニット１２０は、ＦＭ受信装置２００の動作を統括制御する。この制御ユニット１２０の構成については、後述する。なお、制御ユニット１２０が、制御部としての機能を果たすようになっている。

上記のアンテナ２１０は、放送波を受信する。アンテナ２１０による受信結果は、受信信号ＲＦＳとして、ＲＦ処理ユニット２２０へ送られる。

上記のＲＦ処理ユニット２２０は、制御ユニット１２０から送られた選局指令ＣＳＬに従って、選局すべき希望局の信号を受信信号ＲＦＳから抽出する選局処理を行い、所定の中間周波数帯の成分を有する中間周波信号ＩＦＤとして、適応フィルタユニット２３０及び遅延ユニット２４０へ送る。このＲＦ処理ユニット２２０は、入力フィルタと、高周波増幅器（ＲＦ−ＡＭＰ：Radio Frequency-Amplifier）と、バンドパスフィルタ（以下、「ＲＦフィルタ」とも呼ぶ）とを備えている。また、ＲＦ処理ユニット２２０は、ミキサ（混合器）と、中間周波フィルタ（以下、「ＩＦフィルタ」とも呼ぶ）と、振幅安定化部と、局部発振回路（ＯＳＣ）とを備えている。

ここで、入力フィルタは、アンテナ２１０から送られた受信信号ＲＦＳの低周波成分を遮断するハイパスフィルタである。高周波増幅器は、入力フィルタを通過した信号を増幅する。ＲＦフィルタは、高周波増幅器から出力された信号のうち、高周波帯の信号を選択的に通過させる。ミキサは、ＲＦフィルタを通過した信号と、局部発振回路から供給された局部発振信号とを混合する。

ＩＦフィルタは、ミキサから出力された信号のうち、予め定められた中間周波数範囲の信号を選択して通過させる。こうしてＩＦフィルタを通過した信号は、信号ＩＦＳとして、フィルタ制御装置１００及び振幅安定化部へ送られる。

振幅安定化部は、ＩＦフィルタから送られた信号ＩＦＳの振幅を所定振幅に調整する。こうして振幅安定化された信号は、中間周波信号ＩＦＤとして、適応フィルタユニット２３０及び遅延ユニット２４０へ送られる。

なお、局部発振回路は、電圧制御等により発振周波数の制御が可能な発振器等を備えて構成される。この局部発振回路は、制御ユニット１２０から送られた選局指令ＣＳＬに従って、選局すべき希望局に対応する周波数の局部発振信号を生成し、ミキサへ供給する。

上記の適応フィルタユニット２３０は、ＲＦ処理ユニット２２０から送られた中間周波信号ＩＦＤを受ける。そして、適応フィルタユニット２３０は、制御ユニット１２０から指定されたフィルタ制御ＦＬＣに従って、いわゆるマルチパスの発生による受信信号の歪みの除去等を行うためのフィルタリング処理を行う。適応フィルタユニット２３０によるフィルタリング処理結果は、信号ＦＬＤとして、フィルタ制御装置１００へ送られる。

なお、適応フィルタユニット２３０の構成については、後述する。

上記の遅延ユニット２４０は、ＲＦ処理ユニット２２０から送られた中間周波信号ＩＦＤを受ける。そして、遅延ユニット２４０は、上述の適応フィルタユニット２３０のフィルタリング処理による遅延に対応する時間だけ、中間周波信号ＩＦＤを遅延させる。遅延ユニット２４０による遅延結果は、信号ＤＬＤとして、フィルタ制御装置１００へ送られる。

上記のアナログ処理ユニット２５０は、フィルタ制御装置１００から送られた信号ＤＭＤを受ける。そして、アナログ処理ユニット２５０は、フィルタ制御装置１００による制御のもとで、出力音声信号ＡＯＳを生成し、スピーカユニット２６０へ送る。

かかる機能を有するアナログ処理ユニット２５０は、ＤＡ（Digital to Analogue）変換部と、音量調整部と、パワー増幅部とを備えて構成されている。ここで、ＤＡ変換部は、再生処理ユニット１１０から送られた信号ＤＭＤを受ける。そして、ＤＡ変換部は、信号ＤＭＤをアナログ信号に変換する。なお、ＤＡ変換部は、信号ＤＭＤに含まれるレフトチャンネル（以下、「Ｌチャンネル」）信号及びライトチャンネル（以下、「Ｒチャンネル」）信号に対応して、互いに同様に構成された２個のＤＡ変換器を備えている。ＤＡ変換部によるアナログ変換結果は音量調整部へ送られる。

また、音量調整部は、ＤＡ変換部から送られたＬチャンネル及びＲチャンネルのアナログ変換結果信号を受ける。そして、音量調整部は、フィルタ制御装置１００からの音量調整指令ＶＬＣに従って、Ｌチャンネル及びＲチャンネルのそれぞれに対応するアナログ変換結果信号に対して音量調整処理を施す。なお、音量調整部は、本実施形態では、Ｌチャンネル及びＲチャンネルに対応して、互いに同様に構成された２個の電子ボリューム素子等を備えて構成されている。音量調整部による音量調整結果の信号は、パワー増幅部へ送られる。

また、パワー増幅部は、音量調整部から送られたＬチャンネル及びＲチャンネルの音量調整結果の信号を受ける。そして、パワー増幅部は、音量調整結果の信号をパワー増幅する。なお、パワー増幅部は、Ｌチャンネル及びＲチャンネルに対応して、互いに同様に構成された２個のパワー増幅器を備えている。パワー増幅部による増幅結果である出力音声信号ＡＯＳは、スピーカユニット２６０へ送られる。

上記のスピーカユニット２６０は、Ｌチャンネルスピーカ及びＲチャンネルスピーカを備えている。このスピーカユニット２６０は、アナログ処理ユニット２５０から送られた出力音声信号ＡＯＳに従って、音声を再生出力する。

上記の入力ユニット２７０は、ＦＭ受信装置２００の本体部に設けられたキー部、あるいはキー部を備えるリモート入力装置等により構成される。ここで、本体部に設けられたキー部としては、不図示の表示ユニットに設けられたタッチパネルを用いることができる。また、キー部を有する構成に代えて、音声入力する構成を採用することもできる。入力ユニット２７０への入力結果は、入力データＩＰＤとしてフィルタ制御装置１００へ送られる。

《適応フィルタユニット２３０の構成》
次に、上記の適応フィルタユニット２３０の構成について説明する。この適応フィルタユニット２３０は、本実施形態では、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）型のフィルタとして構成され、図２に示されるように、加算器３１２と、直列接続された２Ｎ個の遅延器３１３₁〜３１３_2Nと、（２Ｎ＋１）個の係数倍器３１４₀〜３１４_2Nと、加算器３１５、係数更新部３１６とを備えている。

上記の加算器３１２は、ＲＦ処理ユニット２２０から送られた中間周波信号ＩＦＤ、及び、加算器３１５から送られた信号ＹＦを受ける。そして、加算器３１２は、中間周波信号ＩＦＤと信号ＹＦとを加算し、信号Ｘ₀（Ｔ）を生成する。こうして生成された信号Ｘ₀（Ｔ）は、遅延器３１３₁、係数倍器３１４₀及び係数更新部３１６へ送られる。

上記の遅延器３１３_j（ｊ＝１〜２Ｎ）のそれぞれは、入力した信号Ｘ_j-1（Ｔ）を単位遅延時間τだけ遅延させ、信号Ｘ_j（Ｔ）として出力する。この結果、信号Ｘ_j（Ｔ）と信号Ｘ₀（Ｔ）との関係は、次の（１）式で表される。
Ｘ_j（Ｔ）＝Ｘ₀（Ｔ−ｊ・τ） …（１）

なお、本実施形態では、遅延器３１３_jのそれぞれは、周期τの不図示の基準クロックに同期して信号Ｘ_j-1（Ｔ）をサンプリングして出力する。このため、単位遅延時間τの間、サンプリング結果が遅延器３１３_jに保持されて、出力されるようになっている。ここで、単位遅延時間τは、信号周期の１／４となっている。

遅延器３１３_jにより生成された信号Ｘ_j（Ｔ）は、係数倍器３１４_jへ向けて送られる。ここで、遅延器３１３_Nにより生成された信号Ｘ_N（Ｔ）（＝Ｙ（Ｔ））は、信号ＦＬＤとして、再生処理ユニット１１０へも送られる。なお、係数倍器３１４₀へは、上述したように、信号Ｘ₀（Ｔ）が送られるようになっている。

上記の係数倍器３１４_m（ｍ＝０〜２Ｎ）のそれぞれは、信号Ｘ_m（Ｔ）、及び、係数更新部３１６からのタップ係数Ｋ_m（Ｔ）を受ける。そして、係数倍器３１４_mは、信号Ｘ_m（Ｔ）とタップ係数Ｋ_m（Ｔ）とを乗算する。この乗算の結果は、加算器３１５へ送られる。

上記の加算器３１５は、係数倍器３１４₀〜３１４_2Nによる乗算結果［Ｘ₀（Ｔ）・Ｋ₀（Ｔ）］〜［Ｘ_2N（Ｔ）・Ｋ_2N（Ｔ）］を受ける。そして、加算器３１５は、次の（２）式により、信号ＹＦ（Ｔ）を算出する。
ＹＦ(Ｔ)＝Ｘ₀(Ｔ)・Ｋ₀(Ｔ)＋…＋Ｘ_2N(Ｔ)・Ｋ_2N(Ｔ) …（２）
こうして算出された信号ＹＦ（Ｔ）は、加算器３１２へ送られる。

上記の係数更新部３１６は、加算器３１２から送られた信号Ｘ₀（Ｔ）、遅延器３１３₁〜３１３_2Nから送られた信号Ｘ₁（Ｔ）〜Ｘ_2N（Ｔ）を受ける。そして、係数更新部３１６は、制御ユニット１２０から送られたフィルタ制御ＦＬＣに従って、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）アルゴリズムを使用してタップ係数Ｋ₀（Ｔ）〜Ｋ_2N（Ｔ）を算出する。こうして算出されたタップ係数Ｋ_m（Ｔ）（ｍ＝０〜２Ｎ）は、係数倍器３１４_mへ送られる。

ここで、係数更新部３１６は、次の（３）〜（５）式により、逐次、タップ係数Ｋ₀（Ｔ）〜Ｋ_2N（Ｔ）を算出する。
ＥＲＲ(Ｔ)＝([Ｙ(Ｔ)]²＋[Ｙ(Ｔ−τ)]²)^1/2−Ｖ_TH …（３）
Ｋ_m(Ｔ−τ)＝Ｋ_m(Ｔ)−α・ＥＲＲ(Ｔ)・Ｐ_m(Ｔ) …（４）
Ｐ_m(Ｔ)＝Ｘ_m(Ｔ)・Ｙ(Ｔ)＋Ｘ_m(Ｔ−τ)・Ｙ(Ｔ―τ) …（５）

（３）式における値Ｖ_THは所定の収束値であり、実験、シミュレーション、経験等により、予め定められる。また、（４）式における値αは、収束速度を調整するパラメータ値であり、制御ユニット１２０により指定される。ここで、値αが大きくなるほど、収束速度が速くなるようになっている。なお、以下の説明においては、値αを「収束係数α」と呼ぶ。

《再生処理ユニット１１０の構成》
次いで、上記の再生処理ユニット１１０の構成について説明する。この再生処理ユニット１１０は、図３に示されるように、検波部１１１₁と、検波部１１１₂と、ステレオ復調部１１３とを備えている。なお、検波部１１１₁が、第１検波部の機能を果たすとともに、検波部１１１₂が、第２検波部の機能を果たすようになっている。

上記の検波部１１１₁は、適応フィルタユニット２３０から送られた信号ＦＬＤを受ける。そして、検波部１１１₁は、信号ＦＬＤに対して、所定方式でデジタル検波処理を施してコンポジット信号である検波信号ＤＴＤ₁を生成する。こうして生成された検波信号ＤＴＤ₁は、ステレオ復調部１１３及び制御ユニット１２０へ送られる。

上記の検波部１１１₂は、遅延ユニット２４０から送られた信号ＤＬＤを受ける。そして、検波部１１１₂は、信号ＤＬＤに対して、検波部１１１₁の場合と同様の所定方式でデジタル検波処理を施してコンポジット信号である検波信号ＤＴＤ₂を生成する。こうして生成された検波信号ＤＴＤ₂は、制御ユニット１２０へ送られる。

上記のステレオ復調部１１３は、検波部１１１₁から送られた検波信号ＤＴＤ₁を受ける。そして、ステレオ復調部１１３は、セパレーション処理を含めたステレオ復調処理を検波信号ＤＴＤ₁に対して施し、信号ＤＭＤを生成する。生成された信号ＤＭＤは、アナログ処理ユニット２５０へ送られる。

《制御ユニット１２０の構成》
次に、上記の制御ユニット１２０の構成について説明する。この制御ユニット１２０は、図４に示されるように、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）部１２１_1S，１２１_2Sと、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）部１２１_2Nとを備えている。また、制御ユニット１２０は、レベル検出部１２２₀，１２２_1S，１２２_2S，１２２_2Nと、処理制御部１２５とを備えている。

上記のＬＰＦ部１２１_1Sは、フィルタ制御装置１００の再生処理ユニット１１０から送られた検波信号ＤＴＤ₁を受ける。そして、ＬＰＦ部１２１_1Sは、音声帯域（ステレオ用主チャンネルの信号に加えて、パイロット信号及びステレオ用副チャンネルの信号も含む）の成分を通過させる。ＬＰＦ部１２１_1Sを通過した信号ＰＤ_1Sは、レベル検出部１２２_1Sへ送られる。

上記のＬＰＦ部１２１_2Sは、再生処理ユニット１１０から送られた検波信号ＤＴＤ₂を受ける。そして、ＬＰＦ部１２１_2Sは、音声帯域の成分を通過させる。ＬＰＦ部１２１_2Sを通過した信号ＰＤ_2Sは、レベル検出部１２２_2Sへ送られる。

なお、ＬＰＦ部１２１_1S，１２１_2Sの特性が、図５に示されている。

上記のＨＰＦ部１２１_2Nは、再生処理ユニット１１０から送られた検波信号ＤＴＤ₂を受ける。そして、ＨＰＦ部１２１_2Nは、音声帯域（ステレオ用主チャンネルの信号に加えて、パイロット信号及びステレオ用副チャンネルの信号も含む）よりも周波数が高い帯域の成分を通過させる（図６参照）。ＨＰＦ部１２１_2Nを通過した信号ＰＤ_2Nは、レベル検出部１２２_2Nへ送られる。

なお、ＨＰＦ部１２１_2Nの特性が、図６に示されている。

上記のレベル検出部１２２₀は、ＲＦ処理ユニット２２０から送られた信号ＩＦＳを受ける。そして、レベル検出部１２２₀は、信号ＩＦＳのレベルを検出する。このレベル検出部１２２₀による検出結果は、選局されている希望局の放送波の電界強度を反映したものとなっている。レベル検出部１２２₀による検出結果は、検出レベルＳＬＶとして、処理制御部１２５へ送られる。

上記のレベル検出部１２２_1Sは、ＬＰＦ部１２１_1Sから送られた信号ＰＤ_1Sを受ける。そして、レベル検出部１２２_1Sは、信号ＰＤ_1Sのレベルを検出する。このレベル検出部１２２_1Sによる検出結果は、検出レベルＬＶ_1Sとして、処理制御部１２５へ送られる。

上記のレベル検出部１２２_2Sは、ＬＰＦ部１２１_2Sから送られた信号ＰＤ_2Sを受ける。そして、レベル検出部１２２_2Sは、信号ＰＤ_2Sのレベルを検出する。このレベル検出部１２２_2Sによる検出結果は、検出レベルＬＶ_2Sとして、処理制御部１２５へ送られる。

上記のレベル検出部１２２_2Nは、ＨＰＦ部１２１_2Nから送られた信号ＰＤ_2Nを受ける。そして、レベル検出部１２２_2Nは、信号ＰＤ_2Nのレベルを検出する。このレベル検出部１２２_2Nによる検出結果は、信号ＰＤ_2Sに含まれるノイズ成分の大きさを反映したものとなっている。レベル検出部１２２_2Nによる検出結果は、検出レベルＬＶ_2Nとして、処理制御部１２５へ送られる。

上記の処理制御部１２５は、様々な処理を行うことにより、ＦＭ受信装置２００の機能を実現させる。この処理制御部１２５は、入力ユニット２７０からの入力データＩＰＤを解析する。そして、入力データＩＰＤの内容が選局指定であった場合には、処理制御部１２５は、指定された希望局に対応する選局指令ＣＳＬを生成して、ＲＦ処理ユニット２２０へ送る。また、入力データＩＰＤの内容が、音量調整態様を含む音量調整指定であった場合には、処理制御部１２５は、指定された音量調整態様に対応する音量調整指令ＶＬＣを生成して、アナログ処理ユニット２５０へ送る。

また、処理制御部１２５は、レベル検出部１２２₀，１２２_1S，１２２_2S，１２２_2Nから送られた検出レベルＳＬＶ、ＬＶ_1S，ＬＶ_2S，ＬＶ_2Nを受ける。そして、処理制御部１２５は、これらのレベルＳＬＶ、ＬＶ_1S，ＬＶ_2S，ＬＶ_2Nに基づいて、適用フィルタユニット２３０のフィルタリング動作態様を決定する。決定されたフィルタリング動作態様は、フィルタ制御ＦＬＣとして、適応フィルタユニット２３０へ送られる。

ここで、処理制御部１２５は、希望局の放送波の電界強度を反映した検出レベルＳＬＶに対応して定まる閾値ＴＨ１（ＳＬＶ）の情報、及び、信号ＤＴＤ₂の音声帯域成分である信号ＰＤ_2Sにおけるノイズ成分の大きさを反映した検出レベルＬＶ_2Nに対応して定まる閾値ＴＨ２（ＬＶ_2N）の情報を、内部に保持している。そして、処理制御部１２５は、閾値ＴＨ１（ＳＬＶ）の情報及び閾値ＴＨ２（ＬＶ_2N）の情報を参照しつつ、検出レベルＬＶ_1Sと検出レベルＬＶ_2Sとレベル差ΔＬＶに基づいて、適用フィルタユニット２３０のフィルタリング動作態様を決定する。

なお、処理制御部１２５によるフィルタリング動作態様の決定処理の詳細については、後述する。

図７には、上述した閾値ＴＨ１（ＳＬＶ）の例が示されている。この図７の例に示されるように、閾値ＴＨ１は、検出レベルＳＬＶが高い場合には、小さな値となっている。これは、希望局の放送波の電界強度が高く、検出レベルＳＬＶが高い場合には、一般に、信号ＰＤ_2Sおけるノイズ成分の比率が小さく、適応フィルタユニット２３０により除去されるノイズ量が少ない、すなわち、レベル差ΔＬＶが小さいことに対応している。なお、本実施形態においては、検出レベルＳＬＶ₂以上の場合には、閾値ＴＨ１を所定値ＴＨ₁₁となるようにしている。

また、図７の例に示されるように、閾値ＴＨ１は、検出レベルＳＬＶが値ＳＬＶ₂以下の場合には、検出レベルＳＬＶが小さくなるほど閾値ＴＨ１が大きくなるようになっている。これは、希望局の放送波の電界強度が低くなるほど、一般に、信号ＰＤ_2Sおけるノイズ成分の比率が大きくなり、適応フィルタユニット２３０により除去されるノイズ量が多くなっていく、すなわち、レベル差ΔＬＶが大きくなっていくことに対応している。

なお、本実施形態では、検出レベルＳＬＶが、放送音声の有効な再生を行うことができない電界強度に対応する値ＳＬＶ₁未満については、閾値ＴＨ１は設定されないようになっている。また、本実施形態では、図７に示されるように、検出レベルＳＬＶの変化に対応する閾値ＴＨ１の変化を、折れ線状の変化となるようにしている。

なお、本実施形態では、閾値ＴＨ１（ＳＬＶ）の情報は、検出レベルＬＶ_2Nが所定の基準レベルＬＶ_2N,0である場合を想定して、実験、シミュレーション等により予め定められるようになっている。

図８には、上述した閾値ＴＨ２（ＬＶ_2N）の例が示されている。なお、本実施形態では、図８に示されるように、検出レベルＬＶ_2Nの変化に対応する閾値ＴＨ２の変化を、折れ線状の変化となるようにしている。また、本実施形態では、閾値ＴＨ２（ＬＶ_2N）の情報は、検出レベルＬＶ_2Nが所定の基準レベルＬＶ_2N,0である場合を値「０」として、値「０」に対する相対値が閾値ＴＨ２（ＬＶ_2N）の値となるように、実験、シミュレーション等により予め定められるようになっている。
［動作］
以上のようにして構成されたＦＭ受信装置２００の動作について、フィルタ制御装置１００の制御ユニット１２０における処理制御部１２５による適応フィルタユニット２３０の制御処理に主に着目して説明する。

前提として、入力ユニット２７０には既に利用者により選局指定が入力されており、指定された希望局に対応する選局指令ＣＳＬが、ＲＦ処理ユニット２２０へ送られているものとする。また、入力ユニット２７０には既に利用者により音量調整指定が入力されており、指定された音量調整態様に対応する音量調整指令ＶＬＣが、アナログ処理ユニット２５０へ送られているものとする（図１参照）。

こうした状態で、アンテナ２１０で放送波を受信すると、受信信号ＲＦＳが、アンテナ２１０からＲＦ処理ユニット２２０へ送られる。そして、ＲＦ処理ユニット２２０において、選局すべき希望局の信号が中間周波数帯の信号に変換され、信号ＩＦＳとして、制御ユニット１２０へ送られる。また、ＲＦ処理ユニット２２０において、信号ＩＦＳの振幅が調整された後、中間周波信号ＩＦＤとして、適応フィルタユニット２３０及び遅延ユニット２４０へ送られる（図１参照）。

中間周波信号ＩＦＤを受けた適応フィルタユニット２３０では、上述したようにして適応フィルタリング処理が施される。そして、適応フィルタユニット２３０は、適応フィルタリング処理の処理結果を、信号ＦＬＤとして、再生処理ユニット１１０へ送る（図１参照）。

また、中間周波信号ＩＦＤを受けた遅延ユニット２４０は、中間周波信号ＩＦＤに対して、適応フィルタユニット２３０における適応フィルタリング処理による処理遅延時間である時間Ｎτの遅延処理を施す。そして、遅延ユニット２４０は、遅延処理結果を、信号ＤＬＤとして、再生処理ユニット１１０及び制御ユニット１２０へ送る（図１参照）。

再生処理ユニット１１０では、検波部１１１₁が信号ＦＬＤを受ける。信号ＦＬＤを受けた検波部１１１₁は、信号ＦＬＤに対して、所定方式でデジタル検波処理を施して検波信号ＤＴＤ₁を生成する。そして、検波部１１１₁は、検波信号ＤＴＤ₁を、ステレオ復調部１１３及び制御ユニット１２０へ送る（図３参照）。

また、再生処理ユニット１１０では、検波部１１１₂が信号ＤＬＤを受ける。信号ＤＬＤを受けた検波部１１１₂は、信号ＤＬＤに対して、所定方式でデジタル検波処理を施して検波信号ＤＴＤ₂を生成する。そして、検波部１１１₂は、検波信号ＤＴＤ₂を、制御ユニット１２０へ送る（図３参照）。

制御ユニット１２０では、ＬＰＦ部１２１_1Sが、検波部１１１₁から送られた検波信号ＤＴＤ₁を受ける。そして、ＬＰＦ部１２１_1Sは、検波信号ＤＴＤ₁における音声帯域の成分を選択的に通過させ、信号ＰＤ_1Sとして、レベル検出部１２２_1Sへ送る（図４参照）。

引き続き、レベル検出部１２２_1Sが、信号ＰＤ_1Sの信号レベルを検出する。そして、レベル検出部１２２_1Sは、検出結果を、検出レベルＬＶ_1Sとして、処理制御部１２５へ送る（図４参照）。

また、制御ユニット１２０では、ＬＰＦ部１２１_2Sが、検波部１１１₂から送られた検波信号ＤＴＤ₂を受ける。そして、ＬＰＦ部１２１_2Sは、検波信号ＤＴＤ₂における音声帯域の成分を選択的に通過させ、信号ＰＤ_2Sとして、レベル検出部１２２_2Sへ送る（図４参照）。

引き続き、レベル検出部１２２_2Sが、信号ＰＤ_2Sの信号レベルを検出する。そして、レベル検出部１２２_2Sは、検出結果を、検出レベルＬＶ_2Sとして、処理制御部１２５へ送る（図４参照）。

また、制御ユニット１２０では、ＨＰＦ部１２１_2Nが、検波部１１１₂から送られた検波信号ＤＴＤ₂を受ける。そして、ＨＰＦ部１２１_2Nは、検波信号ＤＴＤ₂における音声帯域よりも周波数が高い帯域の成分を選択的に通過させ、信号ＰＤ_2Nとして、レベル検出部１２２_2Nへ送る（図４参照）。

引き続き、レベル検出部１２２_2Nが、信号ＰＤ_2Nの信号レベルを検出する。そして、レベル検出部１２２_2Nは、検出結果を、検出レベルＬＶ_2Nとして、処理制御部１２５へ送る（図４参照）。

さらに、制御ユニット１２０では、レベル検出部１２２₀が、ＲＦ処理ユニット２２０から送られた信号ＩＦＳを受け、信号ＩＦＳの信号レベルを検出する。そして、レベル検出部１２２₀は、検出結果を、検出レベルＳＬＶとして、処理制御部１２５へ送る（図４参照）。

こうして検出された検出レベルＳＬＶ，ＬＶ_1S，ＬＶ_2S，ＬＶ_2Nに基づいて、処理制御部１２５が、適応フィルタユニット２３０によるフィルタリング処理態様を決定する。かかる決定に際しては、図９に示されるように、まず、ステップＳ１１において、処理制御部１２５が、検出レベルＳＬＶ，ＬＶ_2Nを取得する。

次に、ステップＳ１２において、処理制御部１２５は、検出レベルＳＬＶが値ＳＬＶ₁未満であるか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ１２：Ｙ）には、処理は、後述するステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１２における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１２：Ｎ）には、処理はステップＳ１３へ進む。このステップＳ１３では、処理制御部１２５が、閾値ＴＨを算出する。

かかる閾値ＴＨの算出に際して、処理制御部１２５は、まず、検出レベルＳＬＶに基づき、上述した閾値ＴＨ１（ＳＬＶ）の情報を参照して、閾値ＴＨ１を求める。引き続き、処理制御部１２５は、検出レベルＬＶ_2Nに基づき、上述した閾値ＴＨ２（ＬＶ_2N）の情報を参照して、閾値ＴＨ２を求める。そして、処理制御部１２５は、次の（６）式により、閾値ＴＨを算出する。
ＴＨ＝ＴＨ１＋ＴＨ２ …（６）

次に、ステップＳ１４において、処理制御部１２５が、検出レベルＬＶ_1S，ＬＶ_2Sを取得する。引き続き、ステップＳ１４において、処理制御部１２５が、次の（７）式により、レベル差ΔＬＶを算出する。
ΔＬＶ＝ＬＶ_2S−ＬＶ_1S …（７）

次いで、ステップＳ１６において、処理制御部１２５は、レベル差ΔＬＶが閾値ＴＨより大きいか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１６：Ｎ）には、処理はステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７では、処理制御部１２５が、収束速度を高めるために、収束係数を値α₁に決定する。そして、処理制御部１２５は、現時点において適応フィルタユニット２３０に対して指定している収束係数が値α₁ではない場合には、決定された値α₁を収束係数として採用すべき旨のフィルタ制御ＦＬＣを適応フィルタユニット２３０へ送る。この結果、適応フィルタユニット２３０は、指定された値α₁を用いて、適応フィルタリング処理を行う。こうしてステップＳ１７の処理が終了すると、処理はステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１６における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ１６：Ｙ）には、処理はステップＳ１８へ進む。このステップＳ１８では、処理制御部１２５が、収束速度を低めるために、収束係数を値α₂（＜α₁）に決定する。そして、処理制御部１２５は、現時点において適応フィルタユニット２３０に対して指定している収束係数が値α₁である場合には、決定された値α₂を収束係数として採用すべき旨のフィルタ制御ＦＬＣを適応フィルタユニット２３０へ送る。この結果、適応フィルタユニット２３０は、指定された値α₂を用いて、適応フィルタリング処理を行う。こうしてステップＳ１８の処理が終了すると、処理はステップＳ１１へ戻る。

以後、上記のステップＳ１１〜Ｓ１８の処理が繰り返され、処理制御部１２５による適応フィルタユニット２３０の制御が実行される。こうした処理制御部１２５による制御のもとで実行される適応フィルタユニット２３０による適応フィルタリング処理の結果の検波結果である検波信号ＤＴＤ₁が、ステレオ復調部１１３へ送られる（図３参照）。

検波信号ＤＴＤ₁を受けたステレオ復調部１１３は、セパレーション処理を含めたステレオ復調処理を、検波信号ＤＴＤ₁に対して施す。そして、ステレオ復調部１１３は、ステレオ復調処理の結果を、信号ＤＭＤとして、アナログ処理ユニット２５０へ送る（図３参照）。

再生処理ユニット１１０から送られた信号ＤＭＤを受けたアナログ処理ユニット２５０では、ＤＡ変換部、音量調整部及びパワー増幅部が、順次、処理を行い、出力音声信号ＡＯＳを生成し、スピーカユニット２６０へ送る（図１参照）。そして、スピーカユニット２６０が、アナログ処理ユニット２５０からの出力音声信号ＡＯＳに従って、音声を再生出力する。

以上説明したように、本実施形態では、制御ユニット１２０が、希望局が送出した放送波の電界強度と、ノイズレベルとに基づいて、閾値ＴＨを決定する。かかる閾値ＴＨの決定に際して、制御ユニット１２０は、当該電界強度が低くても、ノイズ成分が少なく、希望局の放送音声の再生品質を確保できる場合には、閾値ＴＨが過度に大きくならないようにする。一方、制御ユニット１２０は、当該電界強度が高くとも、ノイズ成分が多く、希望局の放送音声以外を再生してしまう場合には、閾値ＴＨが過度に大きくならないようにする。

また、制御ユニット１２０が、適応フィルタユニット２３０による中間周波信号ＩＦＤに対する適応フィルタリング処理結果を検波した検波信号ＤＴＤ₁と、遅延ユニット２４０による中間周波信号ＩＦＤに対する遅延処理結果を検波した検波信号ＤＴＤ₂とのレベル差ΔＬＶを算出する。そして、制御ユニット１２０が、レベル差ΔＬＶと、閾値ＴＨとの大小関係に応じて、適応フィルタユニット２３０のフィルタリング動作の収束速度を変化させる。すなわち、制御ユニット１２０は、レベル差ΔＬＶが閾値ＴＨ以下の場合には、収束速度を高めるための収束係数の値α₁を適応フィルタユニット２３０に対して指定し、レベル差ΔＬＶが閾値ＴＨより大きな場合には、収束速度を低めるための収束係数の値α₂を適応フィルタユニット２３０に対して指定する。

したがって、本実施形態によれば、聴取者における聴感上の違和感の発生の抑制と、良質な再生音声の出力との調和とを図ることができる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、ノイズ成分の多さを評価するために、適応フィルタリング処理がなされていない中間周波信号の検波結果における音声帯域外の高周波成分の信号レベルを検出するようにした。これに対し、適応フィルタリング処理がなされている中間周波信号の検波結果における音声帯域外の高周波成分の信号レベルを検出するようにしてもよい。この場合には、適応フィルタリング処理におけるビート信号への収束を監視することもできる。

すなわち、希望局信号が弱いときに当該希望局信号と比べて強いビート信号が存在すると、適応フィルタでは、ビート信号に収束する周波数特性となる方向にフィルタ係数が更新される。そして、適応フィルタリング処理におけるビート信号への収束が進んでしまうと、希望局の放送波に対応する音声ばかりか、ノイズ音も殆ど出力されない無音状態となってしまう。かかるビート信号への収束による無音状態では、適応フィルタを通過した高周波成分の信号レベルが、希望局信号の信号レベルの割りに非常に低くなることが特徴となっている。

そこで、ビート信号への収束による無音状態の発生を防止するため、上述した実施形態と同様に、希望局信号の信号レベルを検出するとともに、適応フィルタリング処理がなされている中間周波信号の検波結果における音声帯域外の高周波成分の信号レベルを検出するようにする。そして、希望局信号の信号レベルの割りに当該高周波成分の信号レベルが低くなっている場合には、収束係数の値を小さくしたり、適応フィルタリング処理を中断する制御を行うようにする。かかる制御により、ビート信号への収束による無音状態の発生を防止することができる。

また、上記の実施形態では、希望局が送出した放送波の電界強度と、ノイズレベルとに基づいて、閾値ＴＨを決定するようにした。これに対し、当該電界強度及び当該ノイズレベルの一方に基づいて閾値を決定するようにした。

また、上記の実施形態では、ノイズレベルの評価のための音声帯域よりも周波数の高い帯域の成分の抽出に際して、ＨＰＦを採用した。これに対し、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を採用し、音声帯域よりも周波数の高い帯域の一部の周波数範囲を抽出し、抽出された成分の信号レベルを検出するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、ノイズレベルの評価のための音声帯域よりも周波数の高い帯域の成分の信号レベルを検出し、その検出結果を利用するようにした。これに対し、マルチパスノイズレベル、周波数軸上における隣接局の放送波の存在に伴う隣接妨害成分のレベル等の少なくとも１つを更に検出し、その検出結果を更に利用してノイズレベルを評価するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、レベル差ΔＬＶが閾値ＴＨより大きな場合、及び、希望局の電界強度が再生出力に適さないほど低い場合に、収束速度を低めるための収束係数の値を適応フィルタユニットに対して指定するようにした。これに対し、レベル差ΔＬＶが閾値ＴＨより大きな場合、及び、希望局の電界強度が再生出力に適さないほど低い場合に、適応フィルタユニットによるフィルタリング処理を停止させるようにしてもよい。また、レベル差ΔＬＶが閾値ＴＨより大きな場合には、収束速度を低めるための収束係数の値を適応フィルタユニットに対して指定するとともに、希望局の電界強度が再生出力に適さないほど低い場合には、適応フィルタユニットによるフィルタリング処理を停止させるようにしてもよい。

なお、上記の実施形態における再生処理ユニット１１０及び制御ユニット１２０を、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を備えた演算部としてのコンピュータとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータで実行することにより、上記の実施形態における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムはハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該コンピュータによって記録媒体から読み出されて実行される。また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配信の形態で取得されるようにしてもよい。

１００ … フィルタ制御装置
１１１₁ … 検波部（第１検波部）
１１１₂ … 検波部（第２検波部）
１２０ … 制御ユニット（制御部）

Claims (6)

1. 放送波の中間周波信号をフィルタリング処理する適応フィルタ部を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   予め定められた閾値情報を参照して、前記放送波の電界強度に対応した第１閾値と、前記中間周波信号に含まれるノイズ成分のレベルに対応した第２閾値とを決定し、
   前記中間周波信号の検波結果のレベルと前記フィルタリング処理された信号の検波結果のレベルとの差分が前記第１及び第２閾値の和である閾値以下の場合、前記差分が前記閾値よりも大きな場合よりも収束速度を高くさせる、
   フィルタ制御装置。
2. 前記制御部は、前記差分が前記閾値より大きな場合、前記適応フィルタ部の動作を停止させる、又は、前記差分が前記閾値以下の場合の収束速度より低い収束速度となる収束係数を前記適応フィルタ部に採用させる、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ制御装置。
3. 前記第１閾値は、
   前記電界強度が第１の値以上の場合、前記電界強度に依存しない所定値であり、
   前記電界強度が前記第１の値未満であり、かつ、前記第１の値よりも小さな第２の値以上の場合、前記放送波の電界強度が低くなるほど大きくなる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ制御装置。
4. 放送波の中間周波信号をフィルタリング処理する適応フィルタ部を制御する制御部を備えるフィルタ制御装置に使用されるフィルタ制御方法であって、
   前記制御部が、予め定められた閾値情報を参照して、前記放送波の電界強度に対応した第１閾値と、前記中間周波信号に含まれるノイズ成分のレベルに対応した第２閾値とを決定する決定工程と；
   前記制御部が、前記中間周波信号の検波結果のレベルと前記フィルタリング処理された信号の検波結果のレベルとの差分が前記第１及び第２閾値の和である閾値以下の場合、前記差分が前記閾値よりも大きな場合よりも収束速度を高くさせる制御工程と；
   を備えるフィルタ制御方法。
5. フィルタ制御装置が有するコンピュータに、請求項４に記載のフィルタ制御方法を実行させる、ことを特徴とするフィルタ制御プログラム。
6. フィルタ制御装置が有するコンピュータにより読み取り可能に、請求項５に記載のフィルタ制御プログラムが記録されている、ことを特徴とする記録媒体。

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