JPS6195628A - ノイズ除去処理回路 - Google Patents

ノイズ除去処理回路

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JPS6195628A
JPS6195628A JP21678884A JP21678884A JPS6195628A JP S6195628 A JPS6195628 A JP S6195628A JP 21678884 A JP21678884 A JP 21678884A JP 21678884 A JP21678884 A JP 21678884A JP S6195628 A JPS6195628 A JP S6195628A
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JP
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noise
digital
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JP21678884A
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English (en)
Inventor
Sakuo Ueno
上野 朔男
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車載用受信機の音声信号に含まれるインパル
ス性雑音の除去処理回路に関する。
〔従来の技術〕
自動車には点火装置や直流電動機が搭載されているので
イグニッションノイズやモータノイズが多く、車載用F
M受信機の音声信号にもこれらのノイズに起因するイン
パルス性雑音が入る。
パルス性雑音を除去する従来方式には、パルス雑音の開
始を検出し、それより一定時間信号レベルをパルス雑音
開始以前の値に保持し、こうして得られたノイズカット
信号波形を平滑化して出力するという方式がある。第7
図面の簡単な説明図で、(11)はインパルス性雑音N
l、N2.・・・・・・が重畳した音声信号、fe)は
幅toが一定なゲートパルス、山)はインパルス性雑音
部では時間toの開削の値を保持するようにされた音声
信号である。
ゲートパルスの幅toがインパルス性雑音の幅量上であ
ると、該雑音はカットされ、これを平滑化するとはり雑
音混入以前の音声信号にすることができるが、ノイズN
2の場合のように幅toがインパルス性雑音幅より狭い
と取り残しN2’が生じる。ゲートパルスの幅toを広
くすれば取り残しは防げるが、幅toを広くすれば狭い
幅のインパルス性雑音に対しても音声信号の該雑音部分
を広く切除する(直前の値に一定化する)ことになり、
音声信号波形の乱れが著しくなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようにインパルス性雑音部をその直前の値に一定時
間保持するという方式では該一定時間の選定が難しく、
雑音取残し、波形歪み増大などを招き易い。またゲート
パルス発生に遅れがあると、雑音を保持することになり
、また一定値保持であるからその保持時間が大になる程
実際の信号とのずれが大きくなり、雑音除去ではなく雑
音付加になってしまう。
ところで連続波をサンプリングし、各サンプルを理想ロ
ーパスフィルタ(サンプリング周波数をfsとして、周
波数0〜fs/2間では無減衰で通し、それ以外では完
全遮断するLPF)に通すと元の連続波が得られる。各
サンプリングタイミングの間にあるインパルス性雑音は
サンプルとして取出されないから自然に除去される。イ
ンパルス性雑音がのった部分がサンプリングされると該
雑音はサンプルとして取出されるが、これは異常値であ
るから、絶対値が余りに大きい又は変化が余りに急であ
る等の論理で除去すると、雑音に影響されない原信号を
復元することが可能である。
本発明はか−る点に着目するものであって、サンプリン
グ、異常サンプルの無効化、フィルタによる復元、の技
法を用いてイグニッションノイズやモータノイズなどの
インパルス性雑音を有効に除去する回路を提供しようと
するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、復調器及び復調器出力を増幅する音声増幅器
を備える受信機のノイズ除去処理回路において、該fj
[器出力をサンプリングホールドする回路と、該サンプ
リングホールド回路の出力をアナログデジタル変換する
変換器と、該復調器出力に含まれるパルス性ノイズを検
出し、そのノイズ期間を示す出力を生じる検出器と、該
検出器の出力によりパルス性ノイズに対するサンプルが
除去された前記アナログデジタル変換器の出力を受け、
該除去したサンプル部分を補間した出力を生じるデジタ
ルフィルタと、前記検出器の出力により制御され、パル
ス性ノイズがない部分では前記アナログデジタル変換器
の出力を、遅延回路を通してデジタルアナログ変換器に
加え、パルス性ノイズがある部分では前記デジタルフィ
ルタの出力をデジタルアナログ変換器に加えるゲート回
路と、該ゲート回路の出力をデジタルアナログ変換する
該デジタルアナログ変換器と、該変換器の出力を受けて
前記音声増幅の入力となる連続波を出力する補間フィル
タとを備えることを特徴とするものである。
図面で説明すると、第3図(alはインパルス性雑音N
がのった音声信号を示し、同図(b)は(a)の連続波
をサンプリングクロックに従ってサンプリングして得ら
れた各サンプルを示す。各サンプルはアナログ量ではあ
るが相互にディスクリートな値であり、A/D変換して
メモリに蓄えるなどに適当である。本例ではインパルス
性雑音Nがのった部分がサンプリングタイミングに一致
しており、この部分のサンプルSnは異常値になってい
る。異常サンプルは除去して、その部分はOとする。同
図(C1は異常サンプルをOとした同図(blのサンプ
ル列を示す。異常サンプル3nに対する正しいサンプル
は第3図(alに示すScであり、Oではないから、0
としたのでは誤り(波形歪み)が生じ、従って補正が必
要である。本発明ではこの補正をFIRデジタルフィル
タを用いて行なう。
周知のように、デジタルフィルタに単位インパルスを加
えたときの出力h (nlが該フィルタの単位インパル
ス伝達関数であり、n>Nで関数h (n)が0になる
有限な定数Nが存在するとき、h (nlはFI R(
Finite  Impulse response)
関数であるといい、FIR関数を単位インパルス伝達関
数とするシステムをFIRディジタルフィルタという。
ディジタルフィルタの特性は通常、周波数特性H(e 
コω )  = Σ    h  fn)  e−”n
               −−・ −・−<11
n=−カ で表わされ、このh (nlは h (n) = −flIH(ejω)e」ndω・・
・・・(2)2π −に である、(l)式はh fn)のディスクリート関数フ
ーリエ変換、(2)式はH(eJω)の同逆変換であり
、H(6jω)が第4図(a)であればh (nlは同
図(b)となる。
第3図(C)のサンプルAを単位インパルスに見立て、
フィルタに第4図ta)に示す特性のものを用いると第
4図(blの出力が得られる。これが、第3図tdlの
曲線Caである。但し、曲線Caは最大値から27(T
はサンプリング周期)で0になるようにするのでπ/ω
c=2、従ってωC=π/2即ちこのフィルタにはH(
e”)がOになる点ωCがπ/2であるものを用いる。
同様に第3図(C1のサンプルBを単位インパルスに見
立てるとこのフィルタからは第3図(diの曲i*cb
が出力される。
従って第3図(C1の各サンプルが加わるとフィルタ出
力は曲線Ca、Cb・・・・・・の合成となり、これは
ノイズNなしの原波形に近付く (但し補間フィルタを
通したのち)。
第4図fclはFIRディジタルフィルタ及びその周囲
の回路を示す。図のDFが該フィルタで、曲線(:a、
CbはこのフィルタDFに、サンプルA。
Bを加えたときの出力である。これらを合成すると、異
常サンプルなので0とした部分も正しいサンプルScに
近づけることができる。図面ではこの部分Pは0に近い
が、実際には入力音声信号(FM受信機ならこれは弁別
器の出力)をLPFに通して音声信号の上限(20KH
z)以下を通過させ、これをサンプリングホールド回路
S/Hでサンプリングし、アナログデジタル変換器A/
Dで各サンプルをデジタル値に変換したものを加える。
デジタルフィルタであるから、こ\では演算が行なわれ
ることになる。第4図+d)はこの演算要領を示し、h
(0)〜h (nlはフィルタDFの伝達特性(インパ
ルス応答)を示す係数、x (1)、  x (2)、
・・・・・・は変換器A/Dが出力する各サンプルの値
である。係数h(0)〜h (n)はROM (読取り
専用メモリ)に格納しておき、また変換器A/Dの出力
は逐次RAM (ランダムアクセスメモ1月に格納する
書込みは図ではRAMの下方から行なわれるとしており
、図示状態は最初の出力x (1)が書込まれた状態で
ある。次は°x (1)が1つ上へ進むと共に下部k 
x (2)が書込まれる。つまりこのRAMはシフトレ
ジスタ的な動作を行なう。演算は各RAM内容とROM
内容の積の和であり、図示状態ではOX h(n)+・
−・+ OX h(21+ Ox h(ll+ x(1
)X h((1)である。次のステップ(次のサンプリ
ングタイミング)では OX h (n) + ・・・+ OX h (21+
 X (1) h (11+ X (21X h(o)
であり、以下これに準じる。この演算はたたみ込み積和
(Convolution Sum )と呼ばれ、次式
で表わされる。
y(n)−Σ  x(1)h(n−i)積和出力y (
nlはデジタルアナログ変換器D/Aに加わってアナロ
グ化され、次いで補間フィルタしPFIに通され、連続
波にされる。変換器A/Dの出力のうち第3図(b)の
異常出力Snを除去すれば該連続波は第3図(d)の曲
線Ca、Cb、・・・・・・を合成したものとなり除去
した異常サンプル部分の正常値への復元が可能である。
〔実施例〕
第1図に本発明の実施例を示し、第2図にこの第1図回
路を組込んだFM(周波数変調)受信機の構成を示す。
FM受信機は周知のようにまた図示のように空中線、高
周波増幅器、局部発振器、混合器、中間周波増幅器、弁
別器、音声増幅器、およびスピーカのラインアップを有
する。本回路P(Cとして示した本発明回路は弁別器と
音声増幅器との間に挿入する。また弁別器出力より、音
声信号に混入した前記パルスノイズを検出するパルスノ
イズ検出器を設け、前記異常サンプルの除去を行なうべ
く該検出器の出力を本回路PICへ入力する。
第2図で、LPF、 S/H,A/D、 DF、 D/
A、LPFiの部分は第4図TO)と同じである。
デジタルフィルタDFはシグナルプロセッサで構成され
、乗算器、加算器、RAM、ROMを備え、前述のたた
み込み積和演算を行なう。シグナルプロセッサは各種制
御等を行なう処理器および制御器CNTを優える。DL
Yは遅延回路で、信号処理に要する時間などを補償する
。Gはゲートで、パルスノイズ検出器DETの出力によ
り切換えられて、常時は変換器A/Dの出力を直接(遅
延回路DLYを介して)、検出器DETがパルスノイズ
を検出したときはデジタルフィルタDFの出力をデジタ
ルアナログ変換器D/Aへ導く。従って常時は入力の音
声信号(弁別器出力)はサンプリング、A/D変換、D
/A変換され、LPFで元の連続波に戻されて音声増幅
器は入力され、パルスノイズが乗った部分では(必要な
らその前後若干の部分を含めて)サンプリング、A/D
変換(パルスノイズをサンプリングした部分は除去)、
フィルタDFによる補正、D/A変換され、LPFiで
元の連続波(パルスノイズを除いたもの)に復元されて
音声増幅器へ入力され、こうしてノイズ除去が行なわれ
る。
パルスノイズ検出器DETの出力の一例を第4図+8)
に示す。RPI、RP2が該検出器の出力で矩形波をな
す。これは音声信号をバイパスフィルタに通してノイズ
Nl、N2を抽出し、増幅、波形成形等して得られる。
検出器DETの出力は変換器A/Dへも加えられ、異常
サンプルを除去するのに用いられる。
FIRデジタルフィルタの特性を第5図に示す。
これは第4図と類似のものであり、(alは該フィルタ
の周波数特性を、山)はインパルス応答を示す。
このフィルタの遮断周波数は10KHzに選んである。
インパルス応答はh(n)=sin  (n π/ 2
)/nπで表わされる。第5図(e)は該フィルタのブ
ロック図で、Z は25μsの遅延素子、h(0)。
h(i>、・・・・・・は前述の乗算係数である。遅延
素子z−1は入力データx (n)をサンプリングクロ
ックでRAMヘリ−ドライドすることにより実現される
。乗算係数はROMに格納され、これらの積和演算はシ
グナルプロセッサの乗算器及び加算器で行なわれる。
第6図+alは第1図のゲートGによる入力切換部分を
抽出して示す。x (nlは変換器A/Dの出力であり
、これは一方では遅延回路DLYを通してゲートGの一
方の入力端、本例では切換スイッチの一方の接点へ導か
れ、他方ではフィルタDFを通して該切換スイッチの他
方の接点へ導かれる。遅延回路DLYを通ったx (n
lをy + (nl、フィルタDFを通ったx (n)
を)+ 2 (nlとすると、出力y(n)はパルスノ
イズが無ければy + (nl、パルスノイズが有れば
y 2 (n)になる。
第6図(blは入力X (nl特にそのx(0) 、 
 x (1) 、x (2)の−例を示す。x(1)は
異常サンプルであったのでOにされている。X (nl
は本例では4サンプリングタイム遅れてy + fnl
に°なるので、yI(n)は第6図(C1の如くなる。
第6図(dlはy 2 (n)を示し、フィルタDFは
第5図(C)の構成を有し、係数h (n)は9個、遅
延素子Z は8個なので、X(0)は○印を付した9個
のディスクリート値、x(2)は×印を付けた9個のデ
ィスクリート値になる。これらの合成が72 (nlに
なり、y2 (n)はゲートGによりパルスノイズがあ
ったサンプルx(1)とその前後x(o) 、  x 
(2)に対応するもののみが採用されるので、この部分
のY (n)は第6図+a)の如くなり、パルスノイズ
が入らなかった場合のx (nlに近似のものとなる。
図示しないが第6図(e)のy(n)(詳しくはy (
41,y (5)。
y(6)の前後は、パルスノイズを含まれない正常な、
4サンプリングタイム遅れたx (nlである。
実施例ではFM受信機を挙げたが、本発明はAM受信機
にも通用できる。この場合は弁別器は検波器と呼ばれる
が、要するこれらは復調器である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では音声信号をサンプリング
してA/D変換し、それをD/A変換し、補間フィルタ
により元の連続波に復元するという手段をとり、かつそ
のA/D変換出力のパルスノイズによる異常なものは除
去してデジタルフィル夕に加え、除去部分を補間した出
力を得て、音声信号のパルスノイズ部分は該デジタルフ
ィルタの出力に置き換え、該フィルタ出力をD/A変換
し、補間フィルタにより元の連続波に復元するようにし
たので、雑音に強い、ノイズに入っても正常性を害なわ
ない受信機が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図はF
M受信機に本発明を適用した状態を示すブロック図、第
3図はノイズ除去要領の説明図、第4図〜第6図はデジ
タルフィルタの説明図、第7図は従来のノイズ除去要領
の説明図である。 図面で、S/Hはサンプルホールド回路、A/Dはアナ
ログデジタル変換器、DETはパルスノイズ検出器、D
Fはデジタルフィルタ、DLYは遅延回路、Gはゲート
回路、D/Aはデジタルアナログ変換器、LPF iは
補間フィルタである。 出 願 人  富士通テン株式会社 代理人弁理士  青 柳    稔 第3図 第4図 第5図 (d) 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 復調器及び復調器出力を増幅する音声増幅器を備える受
    信機のノイズ除去処理回路において、該復調器出力をサ
    ンプリングホールドする回路と、該サンプリングホール
    ド回路の出力をアナログデジタル変換する変換器と、 該復調器出力に含まれるパルス性ノイズを検出し、その
    ノイズ期間を示す出力を生じる検出器と、該検出器の出
    力によりパルス性ノイズに対するサンプルが除去された
    前記アナログデジタル変換器の出力を受け、該除去した
    サンプル部分を補間した出力を生じるデジタルフィルタ
    と、 前記検出器の出力により制御され、パルス性ノイズがな
    い部分では前記アナログデジタル変換器の出力を、遅延
    回路を通してデジタルアナログ変換器に加え、パルス性
    ノイズがある部分では前記デジタルフィルタの出力をデ
    ジタルアナログ変換器に加えるゲート回路と、 該ゲート回路の出力をデジタルアナログ変換する該デジ
    タルアナログ変換器と、該変換器の出力を受けて前記音
    声増幅の入力となる連続波を出力する補間フィルタとを
    備えることを特徴とするノイズ除去処理回路。
JP21678884A 1984-10-16 1984-10-16 ノイズ除去処理回路 Pending JPS6195628A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006136480A (ja) * 2004-11-11 2006-06-01 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc デジタルフィルタ処理装置、デジタルフィルタ処理方法およびデジタルフィルタ処理プログラム
JP2007096377A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 突発ノイズ削除装置
JP2011180154A (ja) * 2004-03-26 2011-09-15 Honeywell Internatl Inc 異常事象中におけるセンサの精度増強

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