JPS62204625A - 雑音除去装置 - Google Patents

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 本発明は車載用のＦＭ受信器等で走行中に発生するマル
チパス妨害による雑音やエンジンのイグニッションノイ
ズ等を除去する雑音除去装置に関するものである。

従来の技術 従来、上記の分野において雑音除去として良く知られて
いる方式に、雑音の生じた期間、信号を一時ホールドあ
るいはミュートあるいは完全にカットする方式などがあ
る。

また、これらの雑音の混入した期間の補間方式として音
が混入する直前の信号の値と直後の値を直線で補間した
り、アナログ素子の微分積分回路の充放電による曲線で
補間をする方式があった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、これらの方式はアナログ回路で容易に実
現されるが、雑音が頻繁に混入したり、雑音の期間が長
い場合には効果に限界があり、特に音声あるいは音楽等
のように複雑な信号の場合、信号の情報が失われるため
に聴感上、逆効果となることがあった。

本発明はこのような信号中の雑音の混入した期間を補間
して信号を補正する方式において雑音の混入する以前の
信号の情報から推定した信号を合成して補間することに
より補間の期間が長い場合や音声などの複合波形でも補
正効果を高めることができる手法を提供するものである
。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の雑音除去装置は入力
信号の雑音を検出する雑音検出手段と、前記入力信号の
雑音の無い部分を線形予測分析する線形予測分析手段と
、前記線形予測分析手段より得られた予測係数により線
形合成を行う線形合成手段と、前記雑音検出手段により
検出した雑音混入期間に前記入力信号の替わりに前記線
形合成手段の出力を選択する切り替え手段とを有し、前
記線形予測分析手段は有限インパルス応答形適応デジタ
ルフィルタを用い、前記有限インパルス応答形適応デジ
タルフィルタの出力信号と入力信号の差が常に少なくな
るように前記有限インパルス応答形適応デジタルフィル
タの予測係数を逐次更新し、前記線形合成手段として雑
音検出時に予測係数の更新を停止した前記有限インパル
ス応答形適応デジタルフィルタを用い、前記有限インパ
ルス応答形適応デジタルフィルタ出力信号を雑音混入信
号の替わりに入力に帰還する構成となっている。

作用 本発明は上記した構成により、雑音の混入する以前の信
号の情報から線形予測分析手法により推定した信号を合
成して補間することにより、信号中の雑音の混入した期
間を補正することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について以下図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例における雑音除去装置の全体
ブロック図を示すものである。第１図において、１ばＦ
Ｍ変調信号の入力端子、２はＦＭ復調器、３はマルチパ
ス検出器、４は後に述べる―形予測分析合成器、６は切
り替えスイッチ、６は出力端子である。

マルチパス検出器３はＦＭ変調信号がマルチパスによる
干渉を受けたときに、本来一定であるべき変調信号の振
幅成分あるいは、パイロット信号のＡＭ変動成分を検波
して、あるしきい値より検出レベルが低下した時にマル
チパス検出出力を出力する。

線形予測分析合成器４はマルチパスによるノイズが混入
していない時、すなわち、マルチパス検出器３の出力が
無い時にＦＭ復調器３の出方信号を常に線形予測分析し
て予測係数を更新する。一方、マルチパスによるノイズ
が混入した時には線形予測分析合成器４はマルチパス検
出器３の出方信号により線形合成器に切り替え補間信号
を出方する。

切り替えスイッチ５はマルチパス検出器３の出力信号に
従って、ノイズの混入がない時にはＦＭ復調器３の出力
信号を選択し、ノイズが混入した時に線形予測分析合成
器４の出力である補間信号を選択する。

次に、線形予測分析合成器４の構成について第２図に従
って説明する。第２図において、１１は入力端子、１２
はマルチパス検出器３の出力信号に従って入力信号を選
択するスイッチ、２０はマルチパス検出器３の出力信号
を受ける入力端子である。

さらに、１３−１・・・１３−ｎはｎ段の遅延ユニット
、１４−１・・・１４−ｎはｎ個の乗算器、１６は加算
器、１７は出力端子、１８は予測係数計算回路、１９は
加算器であり、いわゆる有限インパルス応答形適応デジ
タルフィルタを構成シテいる。

ここで、入力信号にノイズが混入していないときには、
制御信号入力端子には、ノイズ検出信号は印加されずス
イッチ１２は入力端子１１の信号を選択している。

今、時刻ｊにおける離散的な入力信号をＸ、とコ すると遅延ユニット１３−１・・・・・・１３−ｎの出
力にはｘ　１・・・・・・ｘｊ−ｎが記憶されており、
それぞコー れ乗算器１４−１・・・・・・１４−ｎによりり、・・
・・・・ｈ！″の係数が乗算されたあと加算器１６で加
算さコ れ出力端子１７に出力される。

一方、加算器１９により入力信号Ｘｊ　　と出力信号Ｘ
・の反転信号との差をとり誤差信号ｅ、としコ 予測係数計算回路１８に入力する。一方、遅延ユニッ）
１３−１・・・・・・１３−ｎの出力を予測係数計算回
路１８に入力し、この遅延信号Ｘｊ＋　・・・・・・ｘ
　ｊ−ｎと誤差信号６ｊ　　とによって次の時刻ｊ＋１
における乗算器の予測係数を計算する。このアルゴリズ
ムには誤差信号が常に小さくなる様に予測係数を更新す
る学習同定法等を用いることができる。

すなわち、時刻ｊ＋１における１番目の子測係数をり、
　　とすると コ＋１ で計算される。

ｋは予４り値への収束の時定数と安定性を決める定数で
ありｏ＜ｋ〈１の値に設定する。

このように入力信号にノイズが混入していない時に出力
信号Ｘ　は入力信号ｘ３に常に追従してコ 予測係数が更新され、Ｘｊ　は予測信号であるともいえ
る。

ここで、入力信号にノイズが混入した場合、制御信号入
力端子２ｏにノイズ検出出力が印加され、スイッチ１２
は加算器１６の出力信号すなわち予測出力に切り替えら
れ、同時に、ノイズ検出出力により予測係数計算回路１
８は予測係数の更新分停止し、ノイズの混入した直前の
予測係数の値を保持する。

すなわち、ノイズの混入した入力信号の替わりにノイズ
が混入する以前のｎ点の過去の情報から推定した予測値
を入力信号として用い、ノイズの混入した期間これを繰
り返す。すなわち、ノイズの混入があった時に、第２図
の線形予測分析合成器は適応形有限インパルス応答型の
デジタルフィルタから係数固定の無限インパルス応答型
のデジタルフィルタに切り替えられる。そして、ノイズ
の混入が無くなった時に再び、適応形有限インパルス応
答型のデジタルフィルタに切り替えられる。

このようにして、ノイズの混入した期間を線形予測の手
法により信号を補間した例を第３図及び第４図に示す。

笹３図は入力信号が正弦波の場合を示しており、′第４
図は入力信号が音声信号の場合を示している。

それぞれ、ａは原信号、ｂはノイズが混入した信号、Ｃ
は従来の前値保持による補間をした信号、ｄは本発明の
方式による補間を施した信号を示している。

第３図から正弦波の場合は信号が殆ど復元されているこ
とがわかり、第４図から音声信号の場合においても、原
信号に近い波形が補間されていることがわかる。

発明の効果 以上のように、本発明によると信号中の雑音の混入した
期間を補間して信号を補正する方式において雑音の混入
する以前の信号の情報から推定した信号を合成し、補間
することにより雑音混入の期間が長い場合や音声、音楽
などの複合波形でも補正効果を高めることができる。

さらに遅延ユニット、乗算器、及び加算器からなるデジ
タルフィルタを信号分析時と合成時に切り替えて使うこ
とによりハードウェアの規模を小さく、かつ簡単化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における雑音除去装置を示すブ
ロック図、第２図は同線形予」１１分析合成器の構成を
示すブロック図、第３図は本発明の正弦波に対する雑音
除去の効果を示す波形図、第４図は本発明の音声信号波
に対す色雑音除去の効果を示す波形図である。 ３・・・・・・マルチパス検出器、４・・・・・・線形
予測合成器、１３−１．１３−４・・・・・・遅延ユニ
ット、１４−１．１４−ｎ・・・・・・乗算器、１８・
・・・・・予」り係数計算回路、１６．１９・・・・・
加算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号の雑音を検出する雑音検出手段と、前記入力信
   号の雑音の無い部分を線形予測分析する線形予測分析手
   段と、前記線形予測分析手段より得られた予測係数によ
   り線形合成を行う線形合成手段と、前記雑音検出手段に
   より検出した雑音混入期間に前記入力信号の替わりに前
   記線形合成手段の出力を選択する切り替え手段とを有し
   、前記線形予測分析手段は有限インパルス応答形適応デ
   ジタルフィルタを用い、前記有限インパルス応答形適応
   デジタルフィルタの出力信号と入力信号の差が常に少な
   くなるように前記有限インパルス応答形適応デジタルフ
   ィルタの予測係数を逐次更新し、前記線形合成手段とし
   て雑音検出時に予測係数の更新を停止した前記有限イン
   パルス応答形適応デジタルフィルタを用い、前記有限イ
   ンパルス応答形適応デジタルフィルタの出力信号を雑音
   混入信号の替わりに入力に帰還することを特徴とする雑
   音除去装置。