JP6695716B2 - 受信装置及び信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信装置、信号処理方法及び信号処理プログラム、並びに、当該信号処理プログラムが記録された記録媒体に関する。

従来から、ＦＭステレオ放送波を受信して処理し、放送音声をステレオ再生して出力する受信装置が広く普及している。こうしたＦＭステレオ放送のステレオ再生は、電界強度の弱化やマルチパスノイズが発生すると、モノラル再生より再生音声が悪化しやすい。そこで、ステレオ再生とモノラル再生とを受信状況に応じて徐々に切り替える技術が多く採用されていた。

しかしながら、ステレオ音声とモノラル音声とでは、音質的に大きな差がある。このため、電界強度やノイズレベルの変化が大きいときには、ステレオ音声とモノラル音声との混合比が大きく変化する。この結果、電界強度やノイズレベルの変化が大きいときには、聴取者に聴感上の違和感を与えることになる。このため、擬似ステレオ音声を生成し、ステレオ再生と擬似ステレオ再生とを受信状況に応じて徐々に切り替える技術が提案されている（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。

この従来例の技術では、ステレオ和信号（以下、単に「和信号」とも呼ぶ）（Ｌ＋Ｒ）、左チャンネル信号Ｌ及び右チャンネル信号Ｒの３種の信号のフーリエ変換信号に基づいて、疑似ステレオ信号を生成する。そして、ステレオ再生と擬似ステレオ再生とを受信状況に応じて徐々に切り替える。

特開２０１０−２４５８８３号公報

従来例の技術では、左チャンネル信号Ｌ及び右チャンネル信号Ｒを、ステレオ和信号（Ｌ＋Ｒ）及びステレオ差信号（以下、単に「差信号」とも呼ぶ）（Ｌ−Ｒ）に基づいて生成する。ここで、差信号（Ｌ−Ｒ）の信号品質は、和信号（Ｌ＋Ｒ）と比べて、電界強度の弱化やマルチパスノイズの発生の影響を大きく受ける。このため、擬似ステレオ成分に関する信号成分の生成に利用される左チャンネル信号Ｌ及び右チャンネル信号Ｒも、電界強度の弱化やマルチパスノイズが発生の影響を大きく受ける。この結果、電界強度の弱化やマルチパスノイズが発生し、受信品質が悪化している場合には、差信号（Ｌ−Ｒ）に含まれるノイズや歪みが、直接的に擬似ステレオ成分に関する信号成分に反映されてしまう。

また、従来例の技術では、擬似ステレオ成分に関する信号成分の生成に際して、ステレオ和信号（Ｌ＋Ｒ）、左チャンネル信号Ｌ及び右チャンネル信号ＲのそれぞれのＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）処理を行う。この結果、従来例の技術では、ＦＦＴ処理のための資源を３箇所に配置するようになっている。このため、簡易な構成で擬似ステレオ成分に関する信号成分の生成をできるとは言い難かった。

さらに、従来例の技術では、疑似ステレオ信号を生成するための重み付け係数の計算を、ＦＦＴ処理結果における周波数サブバンドごとに４回行う必要がある。この結果、演算負荷が小さいとはいえなかった。

このため、受信品質の悪化に対する耐性を有しつつ、簡易に擬似ステレオ成分に関する信号成分を生成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。

請求項１に記載の発明は、ステレオ放送信号に対応する帯域の受信波の受信処理を行う受信装置であって、周期的に得られた差信号成分のパワースペクトルの時間平均を算出する算出部と；前記算出部による算出結果に基づいて、擬似ステレオ成分の生成に際して利用される周波数帯ごとの、和信号成分のスペクトルに対して重み付けを行う重み付け係数を決定する決定部と；を備えることを特徴とする受信装置である。

請求項８に記載の発明は、算出部と、決定部とを備え、ステレオ放送信号に対応する帯域の受信波の受信処理を行う受信装置において使用される信号処理方法であって、算出部が、周期的に得られた差信号成分のパワースペクトルの時間平均を算出する算出工程と；決定部が、前記算出工程における算出結果に基づいて、擬似ステレオ成分の生成に際して利用される周波数帯ごとの、和信号成分のスペクトルに対して重み付けを行う重み付け係数を決定する決定工程と；を備えることを特徴とする信号処理方法である。

請求項９に記載の発明は、受信装置が有するコンピュータに、請求項８に記載の信号処理方法を実行させる、ことを特徴とする信号処理プログラムである。

請求項１０に記載の発明は、受信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９に記載の信号処理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受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１の信号加工ユニットの構成を示すブロック図である。 図２の加工部の構成を示すブロック図である。 受信波の電界強度の変化に応じた混合部における混合比の変化例、及び、受信波の検波結果におけるノイズレベルの評価結果の変化に応じた混合部における混合比の変化例を示す図である。 図３の算出部による処理を説明するための図である。 図３の決定部による処理を説明するための図である。 決定部による処理の変形例を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図６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、一実施形態に係る受信装置１００の概略的な構成がブロック図にて示されている。なお、受信装置１００は、ステレオ放送信号に対応する帯域の受信波の受信処理を行う受信装置である

図１に示されるように、受信装置１００は、アンテナ１１０と、ＲＦ処理ユニット１２０と、検波ユニット１３０と、ステレオ復調ユニット１３５とを備えている。また、受信装置１００は、高域レベル検出ユニット１４０と、レベル検出ユニット１５０と、信号加工ユニット１６０と、アナログ処理ユニット１７０とを備えている。さらに、受信装置１００は、スピーカユニット１８０_L，１８０_Rと、入力ユニット１８５と、制御ユニット１９０とを備えている。

上記のアンテナ１１０は、放送波を受信する。アンテナ１１０による受信結果は、信号ＲＦＳとして、ＲＦ処理ユニット１２０へ送られる。

上記のＲＦ処理ユニット１２０は、制御ユニット１９０から送られた希望放送局の選局指令ＣＳＬに従って、選局すべき希望局の信号を信号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を生成する。そして、ＲＦ処理ユニット１２０は、生成された中間周波信号ＩＦＤを、検波ユニット１３０へ送る。このＲＦ処理ユニット１２０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１２０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、ＡＤ（Analogue to Digital）変換器と、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１１０から送られた信号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。ＩＦフィルタを通過した信号は、ＡＤ変換器へ送られるとともに、希望局放送波から送られた放送波を反映した信号ＲＲＳとして、レベル検出ユニット１５０へ送られる。

ＡＤ変換器は、ＩＦフィルタを通過した信号をデジタル信号に変換する。この変換結果は、中間周波信号ＩＦＤとして、検波ユニット１３０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１９０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。

上記の検波ユニット１３０は、ＲＦ処理ユニット１２０から送られた中間周波信号ＩＦＤを受ける。そして、検波ユニット１３０は、中間周波信号ＩＦＤに対して検波処理を施す。検波ユニット１３０による検波処理の結果は、検波信号ＤＴＤとして、ステレオ復調ユニット１３５及び高域レベル検出ユニット１４０へ送られる。

なお、検波信号ＤＴＤは、和信号成分がステレオ用主チャンネルの周波数帯（ベースバンド）に含まれるとともに、差信号成分がステレオ用副チャンネルの周波数帯に含まれるステレオ複合信号となっている。

上記のステレオ復調ユニット１３５は、検波ユニット１３０から送られた検波信号ＤＴＤを受ける。そして、ステレオ復調ユニット１３５は、検波信号ＤＴＤに対してステレオ復調処理を施して、左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤを生成する。こうして生成された左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤは、信号加工ユニット１６０へ送られる。

なお、ステレオ復調ユニット１３５は、ステレオ復調処理に際して、まず、和信号成分を抽出するとともに、差信号成分をベースバンド信号に変換する。なお、以後の説明においては、ベースバンド信号に変換された差信号成分を、単に、「差信号成分」と呼ぶ。

次に、ステレオ復調ユニット１３５は、和信号成分と差信号成分とを加算することにより、左チャンネル信号ＬＤを生成する。また、ステレオ復調ユニット１３５は、和信号成分から差信号成分を差し引くことにより、右チャンネル信号ＲＤを生成する。

上記の高域レベル検出ユニット１４０は、検波ユニット１３０から送られた検波信号ＤＴＤを受ける。そして、高域レベル検出ユニット１４０は、ステレオ複合信号の信号帯域よりも高い周波数帯域の成分のレベルを検出する。高域レベル検出ユニット１４０による検出結果は、高域レベルＨＬとして、信号加工ユニット１６０へ送られる。

なお、高域レベル検出ユニット１４０により検出された高域レベルＨＬは、検波信号ＤＴＤにおけるステレオ複合信号の周波数帯に含まれるノイズのレベルと高い正の相関を有している。このため、高域レベルＨＬにより、ノイズのレベルを評価できるようになっている。そこで、以下の説明においては、高域レベルＨＬを「ノイズレベルＨＬ」とも記すものとする。

上記のレベル検出ユニット１５０は、ＲＦ処理ユニット１２０から送られた信号ＲＲＳを受ける。そして、レベル検出ユニット１５０は、信号ＲＲＳのレベルを検出する。レベル検出ユニット１５０による検出結果は、レベルＳＬとして、信号加工ユニット１６０へ送られる。

なお、レベル検出ユニット１５０により検出されたレベルＳＬは、アンテナ１１０付近における希望放送局からの放送波の電界強度を反映している。このため、レベルＳＬにより、アンテナ１１０付近における希望放送局からの放送波の電界強度を知ることができる。そこで、以下の説明においては、レベルＳＬを「電界強度ＳＬ」とも記すものとする。

上記の信号加工ユニット１６０は、ステレオ復調ユニット１３５から送られた左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤを受ける。また、信号加工ユニット１６０は、高域レベル検出ユニット１４０から送られたノイズレベルＨＬ、及び、レベル検出ユニット１５０から送られた電界強度ＳＬを受ける。そして、信号加工ユニット１６０は、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬ、並びに、左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤに基づいて、加工左信号ＭＬＤ及び加工右信号ＭＲＤを生成する。こうして生成された加工左信号ＭＬＤ及び加工右信号ＭＲＤは、アナログ処理ユニット１７０へ送られる。

なお、信号加工ユニット１６０の構成の詳細については、後述する。

上記のアナログ処理ユニット１７０は、信号加工ユニット１６０から送られた加工左信号ＭＬＤ及び加工右信号ＭＲＤを受ける。そして、アナログ処理ユニット１７０は、制御ユニット１９０による制御のもとで、左出力音声信号ＡＯＳ_L及び右出力音声信号ＡＯＳ_Rを生成する。

生成された左出力音声信号ＡＯＳ_Lは、スピーカユニット１８０_Lへ送られる。また、生成された右出力音声信号ＡＯＳ_Rは、スピーカユニット１８０_Rへ送られる。

かかる機能を有するアナログ処理ユニット１７０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、信号加工ユニット１６０から送られた加工左信号ＭＬＤ及び加工右信号ＭＲＤを受ける。そして、ＤＡ変換部は、加工左信号ＭＬＤ及び加工右信号ＭＲＤを左アナログ信号及び右アナログ信号に変換する。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。

音量調整部は、ＤＡ変換部から送られたアナログ変換結果の信号を受ける。そして、音量調整部は、制御ユニット１９０からの音量調整指令ＶＬＣに従って、アナログ変換結果の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、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。

パワー増幅部は、音量調整部から送られた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、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左出力音声信号ＡＯＳ_L及び右出力音声信号ＡＯＳ_Rが、スピーカユニット１８０_L及びスピーカユニット１８０_Rへそれぞれ送られる。

上記のスピーカユニット１８０_Lは、スピーカを備えている。このスピーカユニット１８０_Lは、アナログ処理ユニット１７０から送られた左出力音声信号ＡＯＳ_Lに従って、音声を再生出力する。

上記のスピーカユニット１８０_Rは、スピーカユニット１８０_Lと同様に、スピーカを備えている。このスピーカユニット１８０_Rは、アナログ処理ユニット１７０から送られた右出力音声信号ＡＯＳ_Rに従って、音声を再生出力する。

上記の入力ユニット１８５は、受信装置１００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１８５への入力結果は、入力データＩＰＤとして制御ユニット１９０へ送られる。

上記の制御ユニット１９０は、入力ユニット１８５から送られた入力データＩＰＤを受ける。この入力データＩＰＤの内容が選局指定であった場合には、制御ユニット１９０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１２０へ送る。また、入力データＩＰＤの内容が音量調整指定であった場合には、制御ユニット１９０は、指定された音量調整指定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１７０へ送る。

＜信号加工ユニット１６０の構成＞
次に、上記の信号加工ユニット１６０の構成について説明する。

信号加工ユニット１６０は、図２に示されるように、加算部１６１_Mと、減算部１６１_Sと、フーリエ変換部（ＦＦＴ部）１６２_M，１６２_Sと、加工部１６３とを備えている。また、信号加工ユニット１６０は、加算部１６４_Lと、減算部１６４_Rと、逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ部）１６５_L，１６５_Rとを備えている。

上記の加算部１６１_Mは、ステレオ復調ユニット１３５から送られた左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤを受ける。そして、加算部１６１_Mは、左チャンネル信号ＬＤと右チャンネル信号ＲＤとを加算して、和信号ＭＤを生成する。こうして生成された和信号ＭＤは、ＦＦＴ部１６２_Mへ送られる。

上記の減算部１６１_Sは、ステレオ復調ユニット１３５から送られた左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤを受ける。そして、減算部１６１_Sは、左チャンネル信号ＬＤから右チャンネル信号ＲＤを減算して、差信号ＳＤを生成する。こうして生成された差信号ＳＤは、ＦＦＴ部１６２_Sへ送られる。

上記のＦＦＴ部１６２_Mは、加算部１６１_Mから送られた和信号ＭＤを受ける。そして、ＦＦＴ部１６２_Mは、和信号ＭＤに対してフーリエ変換を施して、周期Ｔ_Pで、順次、スペクトル（振幅スペクトルであってもよいし、パワースペクトルであってもよい）ＳＭを生成する。こうして生成されたスペクトルＳＭは、加工部１６３、加算部１６４_L及び減算部１６４_Rへ送られる。

上記のＦＦＴ部１６２_Sは、減算部１６１_Sから送られた差信号ＳＤを受ける。そして、ＦＦＴ部１６２_Sは、差信号ＳＤに対してフーリエ変換を施して、周期Ｔ_Pで、順次、スペクトルＳＳ（上述のスペクトルＳＭと同種のスペクトル）を生成する。こうして生成されたスペクトルＳＳは、加工部１６３へ送られる。

なお、スペクトルＳＭ及びスペクトルＳＳのそれぞれは、周波数サブバンドＳＢ_k（ｋ＝１，２，…）ごとの複素振幅値から構成されている。また、当該周波数サブバンドＳＢ_kごとの複素振幅値から構成されるのは、後述するスペクトルＲＳＳ、スペクトルＳＭＬ、スペクトルＳＭＲ及び遅延スペクトルＤＳＭについても同様である。

上記の加工部１６３は、ＦＦＴ部１６２_Mから送られたスペクトルＳＭ、及び、ＦＦＴ部１６２_Sから送られたスペクトルＳＳを受ける。また、加工部１６３は、高域レベル検出ユニット１４０から送られたノイズレベルＨＬ、及び、レベル検出ユニット１５０から送られた電界強度ＳＬを受ける。そして、加工部１６３は、スペクトルＳＭ及びスペクトルＳＳ、並びに、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬに基づいて、再生用ステレオ成分のスペクトルＲＳＳを生成する。こうして生成されたスペクトルＲＳＳは、加算部１６４_L及び減算部１６４_Rへ送られる。

なお、加工部１６３の構成の詳細については、後述する。

上記の加算部１６４_Lは、ＦＦＴ部１６２_Mから送られたスペクトルＳＭ、及び、加工部１６３から送られたスペクトルＲＳＳを受ける。そして、加算部１６４_Lは、スペクトルＳＭとスペクトルＲＳＳとを加算して、再生左チャンネル信号のスペクトルＳＭＬを生成する。こうして生成されたスペクトルＳＭＬは、ＩＦＦＴ部１６５_Lへ送られる。

上記の減算部１６４_Rは、ＦＦＴ部１６２_Mから送られたスペクトルＳＭ、及び、加工部１６３から送られたスペクトルＲＳＳを受ける。そして、減算部１６４_Rは、スペクトルＳＭからスペクトルＲＳＳを減算して、再生右チャンネル信号のスペクトルＳＭＲを生成する。こうして生成されたスペクトルＳＭＲは、ＩＦＦＴ部１６５_Rへ送られる。

上記のＩＦＦＴ部１６５_Lは、加算部１６４_Lから送られたスペクトルＳＭＬを受ける。そして、ＩＦＦＴ部１６５_Lは、スペクトルＳＭＬに対して逆フーリエ変換を施して、加工左信号ＭＬＤを生成する。こうして生成された加工左信号ＭＬＤは、アナログ処理ユニット１７０へ送られる。

上記のＩＦＦＴ部１６５_Rは、減算部１６４_Rから送られたスペクトルＳＭＲを受ける。そして、ＩＦＦＴ部１６５_Rは、スペクトルＳＭＲに対して逆フーリエ変換を施して、加工右信号ＭＲＤを生成する。こうして生成された加工右信号ＭＲＤは、アナログ処理ユニット１７０へ送られる。

《加工部１６３の構成》
次に、上記の加工部１６３の構成について説明する。

加工部１６３は、図３に示されるように、遅延部２１１と、算出部２１２と、決定部２１３とを備えている。また、加工部１６３は、生成部２１４と、混合部２１５とを備えている。

上記の遅延部２１１は、ＦＦＴ部１６２_Mから順次送られたスペクトルＳＭを受ける。そして、遅延部２１１は、スペクトルＳＭを所定時間ＴＤだけ遅延させて、遅延スペクトルＤＳＭを生成する。こうして生成された遅延スペクトルＤＳＭは、生成部２１４へ送られる。

なお、遅延時間ＴＤは、擬似ステレオ方式を採用した場合に、ステレオ感のある音声を出力させるとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。

上記の算出部２１２は、ＦＦＴ部１６２_Sから順次送られたスペクトルＳＳを受ける。また、算出部２１２は、高域レベル検出ユニット１４０から送られたノイズレベルＨＬ、及び、レベル検出ユニット１５０から送られた電界強度ＳＬを受ける。そして、算出部２１２は、時間的に連続するＮ個のスペクトルＳＳの新たな組が揃うたびに、平均パワースペクトルＡＳＰを算出する。

ここで、平均パワースペクトルＡＳＰは、上述した周波数サブバンドＳＢ_kごとのパワー値から構成されている。また、当該周波数サブバンドごとのパワー値から構成されていることは、後述するパワースペクトルＳＰ_j（ｊ＝１，２，…）についても同様である。

なお、算出部２１２による平均パワースペクトルＡＳＰの算出処理については、後述する。

上記の決定部２１３は、算出部２１２から送られた平均パワースペクトルＡＳＰを受ける。そして、決定部２１３は、平均パワースペクトルＡＳＰ及び閾値Ｅ_THに基づいて、周波数サブバンドごとの重み付け係数Ｗ（f_k）（ｋ＝１，２，…）を決定する。こうして決定された重み付け係数Ｗ（f_k）は、生成部２１４へ送られる。

なお、決定部２１３による重み付け係数Ｗ（f_k）の決定処理については、後述する。

上記の生成部２１４は、遅延部２１１から送られた遅延スペクトルＤＳＭ、及び、決定部２１３から送られた重み付け係数Ｗ（f_k）を受ける。そして、生成部２１４は、周波数サブバンドＳＢ_kごとに、複素振幅値と重み付け係数Ｗ（f_k）とを乗算して、擬似ステレオ成分のスペクトルＰＳＰを生成する。こうして生成されたスペクトルＰＳＰは、混合部２１５へ送られる。

以上のように、本実施形態では、擬似ステレオ成分のスペクトルＰＳＰの生成のためのＦＦＴ処理の資源として、２個のＦＦＴ部１６２_M，１６２_Sを配置するようになっている。

混合部２１５は、ＦＦＴ部１６２_Sから順次送られたスペクトルＳＳ、及び、生成部２１４から順次送られたスペクトルＰＳＰを受ける。また、混合部２１５は、高域レベル検出ユニット１４０から送られたノイズレベルＨＬ、及び、レベル検出ユニット１５０から送られた電界強度ＳＬを受ける。そして、混合部２１５は、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬに応じた混合比で、スペクトルＳＳとスペクトルＰＳＰとを混合して、スペクトルＲＳＳを生成する。こうして生成されたスペクトルＲＳＳは、加算部１６４_L及び減算部１６４_Rへ送られる。

ここで、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬに応じた混合比について説明する。図４（Ａ）には、ノイズレベルＨＬが十分に低い場合における、電界強度ＳＬの変化に応じたスペクトルＳＳの混合比ＲＳ_S（ＳＬ）及びスペクトルＰＳＰの混合比ＲＰ_S（ＳＬ）の変化の例が示されている。この図４（Ａ）に示されるように、ノイズレベルＨＬが十分に低い場合、電界強度ＳＬが値ＳＬ₁以下のときには、混合比ＲＳ_S（ＳＬ）は「０」とされる。電界強度ＳＬが値ＳＬ₁から増加していくと、混合比ＲＳ_S（ＳＬ）も増加していく。電界強度ＳＬが値ＳＬ₂となると、混合比ＲＳ_S（ＳＬ）は「１」となる。そして、電界強度ＳＬが値ＳＬ₂以上のときには、混合比ＲＳ_S（ＳＬ）は「１」とされる。

なお、値ＳＬ₁，ＳＬ₂は、希望放送局からの放送波の受信品質に応じた適切な擬似ステレオ成分のスペクトルを生成するとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。

一方、ノイズレベルＨＬが十分に低い場合、電界強度ＳＬが値ＳＬ₁以下のときには、混合比ＲＰ_S（ＳＬ）は「１」とされる。電界強度ＳＬが値ＳＬ₁から増加していくと、混合比ＲＰ_S（ＳＬ）も減少していく。電界強度ＳＬが値ＳＬ₂となると、混合比ＲＰ_S（ＳＬ）は「０」となる。そして、電界強度ＳＬが値ＳＬ₂以上のときには、混合比ＲＰ_S（ＳＬ）は「０」とされる。

なお、混合比ＲＳ_S（ＳＬ）と混合比ＲＰ_S（ＳＬ）との和は、電界強度ＳＬの変化にかかわらず、「１」が維持される。

また、図４（Ｂ）には、電界強度ＳＬが十分に高い場合における、ノイズレベルＨＬの変化に応じたスペクトルＳＳの混合比ＲＳ_H（ＨＬ）及びスペクトルＰＳＰの混合比ＲＰ_H（ＨＬ）の変化の例が示されている。この図４（Ｂ）に示されるように、電界強度ＳＬが十分に高い場合、ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₁以下のときには、混合比ＲＳ_H（ＨＬ）は「１」とされる。ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₁から増加していくと、混合比ＲＳ_H（ＨＬ）が減少していく。ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₂となると、混合比ＲＳ_H（ＨＬ）は「０」となる。そして、ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₂以上のときには、混合比ＲＳ_H（ＨＬ）は「０」とされる。

なお、値ＨＬ₁，ＨＬ₂は、希望放送局からの放送波の受信品質に応じた適切な擬似ステレオ成分のスペクトルを生成するとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。

一方、電界強度ＳＬが十分に高い場合、ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₁以下のときには、混合比ＲＰ_H（ＨＬ）は「０」とされる。ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₁から増加していくと、混合比ＲＰ_H（ＨＬ）も増加していく。ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₂となると、混合比ＲＰ_H（ＨＬ）は「１」となる。そして、ノイズレベルＨＬが値ＨＬ₂以上のときには、混合比ＲＰ_H（ＨＬ）は「１」とされる。

なお、混合比ＲＳ_H（ＨＬ）と混合比ＲＰ_H（ＨＬ）との和は、電界強度ＳＬの変化にかかわらず、「１」が維持される。

ところで、混合部２１５における混合比は、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬのいずれかのみで定まるものではなく、ノイズレベルＨＬと電界強度ＳＬとの組み合わせによって定まるようになっている。以下、当該組み合わせにより定まるスペクトルＳＳの混合比をＲＳ（ＨＬ，ＳＬ）と記すとともに、当該組み合わせにより定まるスペクトルＰＳＰの混合比をＲＰ（ＨＬ，ＳＬ）と記すものとする。

本実施形態では、混合比ＲＰ_S（ＳＬ）が混合比ＲＰ_H（ＨＬ）以上の場合には、混合比ＲＳ（ＨＬ，ＳＬ）が混合比ＲＳ_S（ＳＬ）とされるとともに、混合比ＲＰ（ＨＬ，ＳＬ）が混合比ＲＰ_S（ＳＬ）とされる。一方、混合比ＲＰ_S（ＳＬ）が混合比ＲＰ_H（ＨＬ）未満の場合には、混合比ＲＳ（ＨＬ，ＳＬ）が混合比ＲＳ_H（ＨＬ）とされるとともに、混合比ＲＰ（ＨＬ，ＳＬ）が混合比ＲＰ_H（ＨＬ）とされる。

以上のようにして定まる混合比ＲＳ（ＨＬ，ＳＬ），ＲＰ（ＨＬ，ＳＬ）を利用して、スペクトルＳＳとスペクトルＰＳＰとが混合されることにより、希望放送局から放送波の受信品質が低くなるほど、擬似ステレオ成分の寄与度の高い再生用ステレオ成分のスペクトルＲＳＳを合理的に生成できるようになっている。

［動作］
次に、以上のように構成された受信装置１００の動作について、信号加工ユニット１６０における信号加工処理に主に着目して説明する。

前提として、入力ユニット１８５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１２０へ送られているものとする。また、入力ユニット１８５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１７０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１１０で放送波を受信すると、信号ＲＦＳが、アンテナ１１０からＲＦ処理ユニット１２０へ送られる。引き続き、信号ＲＦＳが、ＲＦ処理ユニット１２０、検波ユニット１３０及びステレオ復調ユニット１３５において処理されて、左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤが生成されているものとする。そして、生成された左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤが、信号加工ユニット１６０へ送られているものとする（図１参照）。

また、高域レベル検出ユニット１４０が、検波ユニット１３０から送られた検波信号ＤＴＤにおけるステレオ複合信号の信号帯域よりも高い周波数帯域の成分のレベルを検出しているものする。そして、高域レベル検出ユニット１４０が、検出結果を、ノイズレベルＨＬとして、信号加工ユニット１６０へ送っているものとする（図１参照）。

さらに、レベル検出ユニット１５０が、ＲＦ処理ユニット１２０から送られた信号ＲＲＳのレベルを検出しているものとする。そして、レベル検出ユニット１５０が、検出結果を、電界強度ＳＬとして、信号加工ユニット１６０へ送っているものとする。

＜信号加工ユニット１６０による信号加工処理＞
信号加工ユニット１６０では、加算部１６１_M及び減算部１６１_Sが、ステレオ復調ユニット１３５から送られた左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤを受ける。加算部１６１_Mは、左チャンネル信号ＬＤと右チャンネル信号ＲＤとを加算して、和信号ＭＤを生成する。そして、加算部１６１_Mは、生成された和信号ＭＤをＦＦＴ部１６２_Mへ送る（図２参照）。

一方、減算部１６１_Sは、左チャンネル信号ＬＤから右チャンネル信号ＲＤを減算して、差信号ＳＤを生成する。そして、減算部１６１_Sは、生成された差信号ＳＤを、ＦＦＴ部１６２_Sへ送る（図２参照）。

加算部１６１_Mから送られた和信号ＭＤを受けると、ＦＦＴ部１６２_Mが、和信号ＭＤに対してフーリエ変換を施して、スペクトルＳＭを生成する。そして、ＦＦＴ部１６２_Mは、生成されたスペクトルＳＭを、加工部１６３、加算部１６４_L及び減算部１６４_Rへ送る（図２参照）。

一方、減算部１６１_Sから送られた差信号ＳＤを受けると、ＦＦＴ部１６２_Sが、差信号ＳＤに対してフーリエ変換を施して、スペクトルＳＳを生成する。ＦＦＴ部１６２_Sは、生成されたスペクトルＳＳを加工部１６３へ送る（図２参照）。

加工部１６３は、ＦＦＴ部１６２_Mから送られたスペクトルＳＭ、及び、ＦＦＴ部１６２_Sから送られたスペクトルＳＳを受ける。また、加工部１６３は、高域レベル検出ユニット１４０から送られたノイズレベルＨＬ、及び、レベル検出ユニット１５０から送られた電界強度ＳＬを受ける。そして、加工部１６３は、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬ、並びに、左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤに基づいて、再生用ステレオ成分のスペクトルＲＳＳを生成する（図２参照）。

《加工部１６３によるスペクトルＲＳＳの生成処理》
ここで、加工部１６３によるスペクトルＲＳＳの生成処理について説明する。

加工部１６３では、遅延部２１１が、ＦＦＴ部１６２_Mから順次送られたスペクトルＳＭを受ける。スペクトルＳＭを受けると、遅延部２１１は、スペクトルＳＭを所定時間ＴＤだけ遅延させて、遅延スペクトルＤＳＭを生成する。そして、遅延部２１１は、生成された遅延スペクトルＤＳＭを生成部２１４へ送る（図３参照）。

また、加工部１６３では、算出部２１２が、ＦＦＴ部１６２_Sから順次送られたスペクトルＳＳを受ける。さらに、算出部２１２は、高域レベル検出ユニット１４０から送られたノイズレベルＨＬ、及び、レベル検出ユニット１５０から送られた電界強度ＳＬを受ける（図３参照）。

次に、算出部２１２は、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬに基づいて、上述した値Ｎを決定する。かかる値Ｎの決定に際しては、算出部２１２は、希望放送局からの放送波の受信品質の劣化を、時間平均化によりある程度まで補償するとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、値Ｎを決定するようになっている。

一方、算出部２１２は、新たなスペクトルＳＳを受けるたびに、当該新たなスペクトルＳＳに対応するパワースペクトルＳＰを算出する。引き続き、算出部２１２は、時間的に連続するＮ個のパワースペクトルＳＰが揃うたびに、平均パワースペクトルＡＳＰを算出する。そして、算出部２１２は、算出された平均パワースペクトルＡＳＰを決定部２１３へ送る（図３参照）。

なお、図５には、値Ｎを「４」とした場合における平均パワースペクトルＡＳＰの算出例が示されている。

算出部２１２から送られた平均パワースペクトルＡＳＰを受けると、決定部２１３は、平均パワースペクトルＡＳＰ及び閾値Ｅ_THに基づいて、周波数サブバンドごとの重み付け係数Ｗ（f_k）（ｋ＝１，２，…）を決定する。かかる重み付け係数Ｗ（f_k）の決定に際して、決定部２１３は、図６に示されるように、平均パワースペクトルＡＳＰにおけるパワー値が閾値Ｅ_TH以上の周波数サブバンドについては、重み付け係数を「１」に決定する。一方、パワー値が閾値Ｅ_TH未満の周波数サブバンドについては、パワー値が閾値Ｅ_TH以上の周波数サブバンド以上の周波数帯から遠ざかるにつれて、「０」となるまで予め定められた傾きで減少するように、重み付け係数を決定する。そして、決定部２１３は、決定された重み付け係数Ｗ（f_k）を生成部２１４へ送る（図３参照）。

なお、閾値Ｅ_THは、差信号ＳＤの各周波数サブバンドについて、擬似ステレオ成分に反映させるべきパワー値となっているか否かを判別するとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。また、「予め定められた傾き」は、出力音における聴感上の違和感を抑制可能な擬似ステレオ成分を生成するとの観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて、予め定められる。

以上のように、重み付け係数Ｗ（f_k）の決定を、平均パワースペクトルＡＳＰにおけるパワー値と閾値Ｅ_THとの比較、及び、予め定められた傾きを用いた計算という簡易な演算で行うようになっている。

決定部２１３から送られた重み付け係数Ｗ（f_k）を受けると、生成部２１４は、遅延部２１１から送られた遅延スペクトルＤＳＭにおける周波数サブバンドＳＢ_kごとに、複素振幅値と重み付け係数Ｗ（f_k）とを乗算して、擬似ステレオ成分のスペクトルＰＳＰを生成する。そして、決定部２１３は、生成されたスペクトルＰＳＰを混合部２１５へ送る（図３参照）。

混合部２１５は、ＦＦＴ部１６２_Sから順次送られたスペクトルＳＳ、及び、生成部２１４から順次送られたスペクトルＰＳＰを受ける。また、混合部２１５は、高域レベル検出ユニット１４０から送られたノイズレベルＨＬ、及び、レベル検出ユニット１５０から送られた電界強度ＳＬを受ける。混合部２１５は、ノイズレベルＨＬ及び電界強度ＳＬに基づいて上述のように決定された混合比ＲＳ（ＨＬ，ＳＬ），ＲＰ（ＨＬ，ＳＬ）で、スペクトルＳＳとスペクトルＰＳＰとを混合し、再生用ステレオ成分のスペクトルＲＳＳを生成する。そして、混合部２１５は、生成されたスペクトルＲＳＳを、加算部１６４_L及び減算部１６４_Rへ送る（図３参照）。

ＦＦＴ部１６２_Mから送られたスペクトルＳＭ、及び、加工部１６３から送られたスペクトルＲＳＳを受けると、加算部１６４_Lは、スペクトルＳＭとスペクトルＲＳＳとを加算して、再生左チャンネル信号のスペクトルＳＭＬを生成する。そして、加算部１６４_Lは、生成されたスペクトルＳＭＬをＩＦＦＴ部１６５_Lへ送る（図２参照）。

一方、ＦＦＴ部１６２_Mから送られたスペクトルＳＭ、及び、加工部１６３から送られたスペクトルＲＳＳを受けると、減算部１６４_Rは、スペクトルＳＭからスペクトルＲＳＳを減算して、再生右チャンネル信号のスペクトルＳＭＲを生成する。そして、減算部１６４_Rは、生成されたスペクトルＳＭＲをＩＦＦＴ部１６５_Rへ送る。

加算部１６４_Lから送られたスペクトルＳＭＬを受けると、ＩＦＦＴ部１６５_Lは、スペクトルＳＭＬに対して逆フーリエ変換を施して、加工左信号ＭＬＤを生成する。そして、ＩＦＦＴ部１６５_Lは、生成された加工左信号ＭＬＤを、アナログ処理ユニット１７０へ送る（図２参照）。

一方、減算部１６４_Rから送られたスペクトルＳＭＲを受けると、ＩＦＦＴ部１６５_Rは、スペクトルＳＭＲに対して逆フーリエ変換を施して、加工右信号ＭＲＤを生成する。そして、ＩＦＦＴ部１６５_Rは、生成された加工右信号ＭＲＤは、アナログ処理ユニット１７０へ送る（図２参照）。

信号加工ユニット１６０から送られた加工左信号ＭＬＤ及び加工右信号ＭＲＤを受けると、アナログ処理ユニット１７０は、上述のようにして、左出力音声信号ＡＯＳ_L及び右出力音声信号ＡＯＳ_Rを生成する。そして、アナログ処理ユニット１７０は、生成された左出力音声信号ＡＯＳ_Lをスピーカユニット１８０_Lへ送るとともに、生成された右出力音声信号ＡＯＳ_Rをスピーカユニット１８０_Rへ送る。

アナログ処理ユニット１７０から送られた左出力音声信号ＡＯＳ_Lを受けると、スピーカユニット１８０_Lは、左出力音声信号ＡＯＳ_Lに従って、音声を再生出力する。また、アナログ処理ユニット１７０から送られた右出力音声信号ＡＯＳ_Rを受けると、スピーカユニット１８０_Rは、右出力音声信号ＡＯＳ_R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、算出部２１２が、周期的に差信号ＳＤのスペクトルＳＳを受けると、差信号成分のパワースペクトルの時間平均である平均パワースペクトルＡＳＰを算出する。引き続き、決定部２１３が、平均パワースペクトルＡＳＰに基づいて、擬似ステレオ成分の生成に際して利用される周波数サブバンドごとの重み付け係数Ｗ（f_k）を決定する。そして、生成部２１４が、決定された重み付け係数により、和信号ＭＤのスペクトルＳＭに対して周波数サブバンドごとの重み付けを行って、擬似ステレオ成分のスペクトルＰＳＰを生成する。

したがって、本実施形態によれば、受信品質の悪化に対する耐性を有しつつ、簡易に擬似ステレオ成分を生成することができる。

また、本実施形態では、パワースペクトルにおけるパワー値が予め定められた閾値以上の周波数帯については、決定部２１３が重み付け係数を「１」に決定する。このため、差信号ＳＤにおいて擬似ステレオ成分に反映させるべきパワー値となっている各周波数サブバンドについて、合理的なパワー値を有する擬似ステレオ成分を生成することができる。

また、本実施形態では、パワー値が閾値Ｅ_TH未満の周波数サブバンドについては、決定部２１３が、パワー値が閾値Ｅ_TH以上の周波数サブバンドから遠ざかるにつれて、「０」となるまで予め定められた傾きで減少するように、重み付け係数を決定する。このため、出力音における聴感上の違和感を抑制可能な擬似ステレオ成分を生成することができる。

また、本実施形態では、算出部２１２が、希望放送局から送信された受信波の電界強度及び当該受信波の検波結果におけるノイズレベルの評価結果の少なくとも一方に基づいて、平均パワースペクトルＡＳＰの算出対象となる時間幅を決定する。このため、希望放送局から送信された放送波の受信品質の劣化に対する時間平均化よる補償を合理的に行うことができる。

また、本実施形態では、混合部２１５が、希望放送局から送信された放送波の電界強度及び当該受信波の検波結果におけるノイズレベルの評価結果の少なくとも一方に基づく混合比で、擬似ステレオ成分のスペクトルＰＳＰと、差信号ＳＤのスペクトルＳＳとを混合して、再生用ステレオ成分のスペクトルＲＳＳを生成する。このため、出力音における聴感上の違和感を抑制可能な再生用ステレオ成分を合理的に生成することができる。

［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、パワー値が閾値Ｅ_TH未満の周波数サブバンドについては、パワー値が閾値Ｅ_TH以上の周波数サブバンド以上の周波数帯から遠ざかるにつれて、「０」となるまで予め定められた傾きで減少するように、重み付け係数を決定するようにした。これに対し、図７に示されるように、パワー値が閾値Ｅ_TH未満の周波数サブバンドについては、重み付け係数を「０」に決定するようにしてもよい。この場合には、簡易に周波数サブバンドごとの重み付け係数を決定することができる。

また、上記の実施形態では、左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤから和信号ＭＤ及び差信号ＳＤを算出した後に、和信号ＭＤのスペクトルＳＭ及び差信号ＭＤのスペクトルＳＳを算出するようにした。これに対し、左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤのそれぞれのスペクトルを算出した後、双方の和及び差を算出することにより、スペクトルＳＭ，ＳＳを算出するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤから和信号ＭＤ及び差信号ＳＤを算出した後に、和信号ＭＤのスペクトルＳＭ及び差信号ＭＤのスペクトルＳＳを算出するようにした。これに対し、ステレオ復調ユニットにおける左チャンネル信号ＬＤ及び右チャンネル信号ＲＤの生成の途中段階で算出される和信号及び差信号を取り出すことができるのであれば、取り出された和信号及び差信号を信号加工ユニットへ供給するようにしてもよい。この場合には、上記の実施形態における加算部１６１_M及び減算部１６１_Sを省略することができる。

なお、上記の実施形態における検波ユニット、ステレオ復調ユニット、信号加工ユニット及び制御ユニットの一部又は全部を、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を備えた演算手段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 … 受信装置
２１２ … 算出部
２１３ … 決定部
２１４ … 生成部
２１５ … 混合部

Claims (10)

1. ステレオ放送信号に対応する帯域の受信波の受信処理を行う受信装置であって、
   周期的に得られた差信号成分のパワースペクトルの時間平均を算出する算出部と；
   前記算出部による算出結果に基づいて、擬似ステレオ成分の生成に際して利用される周波数帯ごとの、和信号成分のスペクトルに対して重み付けを行う重み付け係数を決定する決定部と；
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. 前記決定された重み付け係数により、和信号成分のスペクトルに対して周波数帯ごとの重み付けを行って、前記擬似ステレオ成分のスペクトルを生成する生成部；を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記決定部は、前記パワースペクトルにおけるパワー値が予め定められた閾値以上の周波数帯については、前記重み付け係数を「１」に決定する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の受信装置。
4. 前記決定部は、前記パワースペクトルにおけるパワー値が前記閾値未満の周波数帯については、前記重み付け係数を「０」に決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
5. 前記決定部は、前記パワースペクトルにおけるパワー値が前記閾値未満の周波数帯については、前記パワースペクトルにおけるパワー値が前記閾値以上の周波数帯から遠ざかるにつれて、「０」となるまで予め定められた傾きで減少するように、前記重み付け係数を決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
6. 前記算出部は、前記受信波の電界強度及び前記受信波の検波結果におけるノイズレベルの評価結果の少なくとも一方に基づいて、前記時間平均の対象となる時間幅を決定する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の受信装置。
7. 前記受信波の電界強度及び前記受信波の検波結果におけるノイズレベルの評価結果の少なくとも一方に基づく混合比で、前記擬似ステレオ成分のスペクトルと、前記差信号成分のスペクトルとを混合して、再生用ステレオ成分のスペクトルを生成する混合部を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の受信装置。
8. 算出部と、決定部とを備え、ステレオ放送信号に対応する帯域の受信波の受信処理を行う受信装置において使用される信号処理方法であって、
   算出部が、周期的に得られた差信号成分のパワースペクトルの時間平均を算出する算出工程と；
   決定部が、前記算出工程における算出結果に基づいて、擬似ステレオ成分の生成に際して利用される周波数帯ごとの、和信号成分のスペクトルに対して重み付けを行う重み付け係数を決定する決定工程と；
   を備えることを特徴とする信号処理方法。
9. 受信装置が有するコンピュータに、請求項８に記載の信号処理方法を実行させる、ことを特徴とする信号処理プログラム。
10. 受信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９に記載の信号処理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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