WO2017208556A1 - ノイズ低減装置およびノイズ低減方法 - Google Patents

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frequency
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正明 平
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富士通テン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a noise reduction device and a noise reduction method.
  • the system receiving a noise signal due to switching processing performed at the time of power conversion of the vehicle battery may be received. Therefore, in the conventional system, the noise signal is reduced by reducing the output intensity of the peak frequency having the highest intensity among the frequency components included in the received signal.
  • the conventional technique only reduces the noise signal having the highest intensity peak frequency. Therefore, for example, when a plurality of noise signals are included in the received signal, there is a possibility that the noise signal cannot be reduced and the noise signal remains in the received signal.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a noise reduction device and a noise reduction method capable of reducing a plurality of noise signals included in a reception signal.
  • the noise reduction device of the present invention includes a detection unit, a calculation unit, and a reduction unit.
  • the detection unit detects frequency components of a plurality of noise signals included in the received signal based on the frequency spectrum of the received signal.
  • the calculation unit calculates a coefficient based on the frequency component detected by the detection unit.
  • the reduction unit reduces n noise signals (n is a positive number of 2 or more), which is at least part of the plurality of noise signals, from the reception signal according to the coefficient calculated by the calculation unit.
  • FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a diagram illustrating received signals received by the receiving apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 1C is a diagram illustrating a reception signal from which a noise signal has been removed by the reception apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a frequency distribution of a noise signal according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing noise reduction processing according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing noise reduction processing according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving apparatus according to a modification.
  • FIG. 8 is a flowchart showing noise reduction processing according to the modification.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of the receiving device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1B is a figure which shows the received signal which the receiver 1 which concerns on this embodiment receives.
  • FIG. 1C is a diagram illustrating a reception signal from which a noise signal has been removed by the reception device 1 according to the present embodiment.
  • the receiving device 1 is mounted on a vehicle such as an automobile.
  • the receiving apparatus 1 receives an amplitude-modulated radio broadcast wave (hereinafter also referred to as an AM radio broadcast wave) transmitted using, for example, a medium wave band of 526.5 kHz to 1606.5 kHz. It is assumed that the AM radio broadcast wave includes information related to sound (hereinafter also referred to as sound data).
  • this embodiment demonstrates the case where this receiver 1 is mounted in a vehicle, it is not limited to this.
  • the receiving device 1 may be mounted on a moving body such as a train or an airplane, or an electric appliance such as a radio receiver or a personal computer.
  • the receiving apparatus 1 should just receive the amplitude-modulated received signal, and does not necessarily need to receive a radio broadcast wave.
  • the reception device 1 includes a noise reduction device 10, an antenna 20, and an RF (Radio Frequency) unit 30.
  • the antenna 20 receives, for example, an AM radio broadcast wave as a reception signal.
  • the RF unit 30 performs signal processing such as amplification processing, A / D conversion processing, and down-conversion on the received signal received via the antenna 20.
  • the noise reduction device 10 reduces a plurality of noise signals from the received signal.
  • the noise reduction device 10 includes a detection unit 110, a calculation unit 120, and a reduction unit 130.
  • the detection unit 110 detects the frequency components of a plurality of noise signals included in the received signal based on the frequency spectrum of the received signal.
  • the received signal includes a carrier wave Sc having a carrier frequency fc and modulated waves Sm1 and Sm2 in an upper sideband Wm1 and a lower sideband Wm2.
  • the received signal includes a plurality of noise signals such as periodic noise signals Sn11 to Sn13 generated from an inverter and a noise signal Sn2 generated from a DCDC converter.
  • the noise signals Sn11 to Sn13 and Sn2 are collectively referred to as a noise signal Sn.
  • the noise signal Sn is so-called peak noise having a peak at a specific frequency.
  • the detection unit 110 detects the frequency components and signal levels of the plurality of noise signals Sn by comparing, for example, a threshold value and the frequency spectrum of the received signal. Note that FIG. 1B illustrates a case where there are four noise signals Sn.
  • the calculation unit 120 calculates a coefficient based on the frequency component and signal level detected by the detection unit 110.
  • a coefficient is a filter coefficient of a filtering process performed by the reduction unit 130, for example.
  • the calculation unit 120 calculates a coefficient so that the signal level of the received signal in the frequency component detected by the detection unit 110 is reduced according to the signal level detected by the detection unit 110.
  • the coefficient may be calculated every time the detection unit 110 calculates the noise signal Sn, but it is more preferable to perform the coefficient at a timing at which the frequency that becomes noise may change.
  • Such timing includes, for example, timings at predetermined time intervals that allow the possibility of time fluctuations (factors such as temperature changes) when the operating conditions of the converter (voltage conversion) change when the vehicle is started.
  • the reduction unit 130 reduces n (n is a positive number of 2 or more) noise signals Sn that are at least part of the plurality of noise signals Sn from the received signal according to the coefficient calculated by the calculation unit 120.
  • the reduction unit 130 includes, for example, a filter, and reduces the noise signal Sn from the received signal by using the coefficient calculated by the calculation unit 120 as a filter coefficient.
  • the received signal obtained by reducing the plurality of noise signals Sn is a signal including the carrier signal Sc and the modulation signals Sm1 and Sm2, with the plurality of noise signals Sn11 to Sn13 and Sn2 being reduced.
  • the reduction unit 130 may reduce at least a part of the detected noise signal Sn, for example, by reducing two noise signals Sn.
  • the noise reduction device 10 of the receiving device 1 detects the frequency components of the plurality of noise signals Sn. Further, the noise reduction device 10 reduces a plurality of noise signals Sn from the received signal according to a coefficient based on the detected frequency component. Thereby, the noise reduction apparatus 10 can reduce a plurality of noise signals Sn from the received signal.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving device 1A according to the second embodiment. The same components as those of the receiving apparatus 1 shown in FIG.
  • a receiving device 1A shown in FIG. 2 includes a noise reducing device 10A.
  • the noise reduction device 10A includes a detection unit 110A, a calculation unit 120A, a reduction unit 130A, and a storage unit 140.
  • the 110 A of detection parts have the analysis part 111, the difference calculation part 112, and the noise detection part 113.
  • FIG. The reduction unit 130A includes n first to nth filters 131 to 13n.
  • Analysis unit 111 analyzes the frequency spectrum of the received signal.
  • the analysis unit 111 calculates the spectrum intensity at each frequency component by performing FFT (Fast Fourier Transform) processing on the received signal.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the difference calculation unit 112 calculates the difference between the upper sideband Wm1 and the lower sideband Wm2 of the frequency spectrum of the received signal.
  • the receiving apparatus 1A receives an AM radio broadcast wave as a received signal.
  • signals are transmitted with predetermined bandwidths Wm1 and Wm2 centering on the carrier frequency fc.
  • the predetermined bandwidth is 15 kHz (fc ⁇ 7.5 kHz).
  • signals transmitted by AM radio broadcasting have the same frequency distribution in the bandwidth Wm1 (upper sideband) on the high frequency side and the bandwidth Wm2 (lower sideband) on the low frequency side from the carrier frequency fc.
  • the modulation component of the received signal is reduced by calculating the difference between the spectral intensities of the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the received signal, and the detection accuracy of the noise component is improved.
  • the difference calculation unit 112 calculates the difference between the spectral intensities of the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 located at the same distance from the carrier frequency fc among the spectral intensities of the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the received signal. .
  • the difference calculation unit 112 calculates, for example, a difference obtained by subtracting the lower sideband Wm2 from the upper sideband Wm1 located at an equal distance from the carrier frequency fc.
  • signals transmitted by AM radio broadcasting have a line-symmetric frequency distribution centered on the carrier frequency fc in the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2. Therefore, for example, when the difference between the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the received signal is calculated, the frequency distribution of the difference is almost zero as shown in FIG. Thus, a distribution in which a plurality of noise signals Sn remains is obtained.
  • FIG. 3 is a diagram showing the frequency distribution of the noise signal Sn.
  • the spectral intensity of the carrier frequency fc is not used for correcting the spectral intensity, detecting noise, or the like by removing it with a notch filter, for example.
  • the noise detector 113 compares the absolute value of the difference calculated by the difference calculator 112 with the threshold Th1. When the difference before calculating the absolute value is negative, the frequency component of the lower sideband is used. When the difference is positive, the frequency component of the upper sideband is used.
  • the noise detection unit 113 sets the frequency component of the spectrum intensity equal to or higher than the threshold Th1 as the frequency component of the noise signal Sn. Further, the spectral intensity L of the detected frequency component, that is, the signal level difference L between the upper and lower sidebands in the detected frequency component is set as the signal level of the noise signal.
  • the difference calculation unit 112 calculates the difference between the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the received signal, and the noise detection unit 113 detects a plurality of noise signals Sn based on the difference, thereby achieving higher accuracy. Noise can be detected.
  • the calculation unit 120A calculates a coefficient for each frequency component based on the frequency component and signal level detected by the noise detection unit 113.
  • the coefficient is a filter coefficient of each of the first to nth filters 131 to 13n of the reduction unit 130A.
  • 120 A of calculation parts calculate the said coefficient by selecting a coefficient according to the coefficient database (DB) 141 which the memory
  • DB coefficient database
  • the coefficient DB 141 stores a coefficient for each frequency component and signal level.
  • the calculation unit 120A selects a coefficient with reference to the coefficient DB 141 based on the frequency component and signal level detected by the noise detection unit 113.
  • the calculation unit 120A selects a coefficient with reference to the coefficient DB 141 for each of the plurality of noise signals Sn detected by the noise detection unit 113.
  • the noise reduction device 10A reduces the n noise signals Sn in descending order of the signal level, for example. That is, the calculation unit 120A selects n coefficients corresponding to the frequency component and signal level of the noise signal Sn in descending order of the signal level.
  • the noise reduction device 10A can reduce the noise signal Sn according to the magnitude of the signal level.
  • the noise reduction device 10A may select n noise signals Sn to be reduced in priority order according to the auditory characteristics. As described above, the AM radio broadcast wave includes audio data. Therefore, the noise reduction device 10A reduces the noise signal Sn according to the audibility characteristics of the voice, so that the noise signal Sn having a frequency component that is easier for the user to hear can be reduced with priority.
  • the calculation unit 120A selects a coefficient for each frequency component of the n noise signals Sn in a priority order corresponding to a high cut process performed by a demodulation unit (not shown) at the subsequent stage of the receiving device 1A. .
  • the present invention is not limited to this.
  • the number M of the noise signals Sn may be smaller than the number n of the first to nth filters 131 to 13n.
  • the calculation unit 120A selects, for example, the coefficients of the first to Mth filters 131 to 13M. Further, the noise reduction apparatus 10A prevents the remaining (M + 1) th to nth filters 13 (M + 1) to 13n from operating. Alternatively, the calculation unit 120A may select the coefficient so that the (M + 1) th to nth filters 13 (M + 1) to 13n output the same signal as the received signal as an input signal.
  • the first to n-th filters 131 to 13n of the reduction unit 130A are, for example, FIR (Finite Impulse Response) notch filters, which respectively reduce peak noise from the received signal.
  • the first to nth filters 131 to 13n are respectively connected in series.
  • the first to nth filters 131 to 13n sequentially filter the n noise signals Sn according to the coefficients selected by the calculation unit 120A.
  • the storage unit 140 stores information necessary for processing performed by each unit of the noise reduction device 10A such as the coefficient DB 141 and the threshold value Th1. In addition, the storage unit 140 stores the processing results performed by each unit of the noise reduction device 10A.
  • the storage unit 140 is, for example, a semiconductor memory device such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk.
  • the noise reduction device 10A includes the storage unit 140, but the present invention is not limited to this.
  • the receiving device 1A may include the storage unit 140.
  • FIG. 4 is a flowchart showing noise reduction processing according to the present embodiment.
  • the noise reduction process is performed when the antenna 20 receives a reception signal.
  • the noise reduction process is repeatedly executed at a predetermined period while the reception device 1A receives the reception signal.
  • the noise reduction device 10A analyzes the frequency of the received signal (step S101).
  • the noise reduction apparatus 10A calculates the difference between the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the received signal based on the analysis result (step S102).
  • the noise reduction device 10A compares the calculated absolute value of the difference with the threshold Th1 (step S103). When the absolute value of the difference is smaller than the threshold Th1 (step S103; No), the noise reduction device 10A ends the process.
  • the noise reduction device 10A detects a plurality of differential frequency components and signal levels whose absolute value exceeds the threshold Th1 (step S104).
  • the noise reduction device 10A selects a coefficient for each of a plurality of detected frequency components (step S105).
  • the noise reduction device 10A reduces at least n noise signals Sn among the plurality of noise signals Sn from the received signal for each frequency component of the noise signal Sn according to the selected coefficient (step S106), and ends the processing. .
  • step S103 when the absolute value of the difference is smaller than the threshold value Th1, the noise reduction device 10A ends the process.
  • the present invention is not limited to this.
  • the noise reduction device 10A determines that the noise signal Sn is not included in the received signal. Therefore, the noise reduction device 10A may output the reception signal generated by the RF unit 30 to the subsequent processing unit (not shown) as it is.
  • the noise signal Sn is reduced using the n first to nth filters 131 to 13n, so that a plurality of noise signals Sn are obtained from the received signal. Can be reduced.
  • the noise reduction device 10A can reduce the noise signal Sn with higher accuracy than when the received signal in the frequency component of the noise signal Sn is reduced by a predetermined level, for example.
  • the continuity of the frequency spectrum of the received signal can be maintained and the reception accuracy of the received signal can be improved as compared with the case where the signal level of the received signal in the frequency component of the noise signal Sn is set to “0”. it can.
  • the signal level of the reception signal reduced by the reduction unit 130A may be reduced by a predetermined level, or the signal level of the reception signal may be “0”. Or may be reduced so as to become.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving device 1B according to the third embodiment. The same components as those of the receiving apparatus 1A shown in FIG.
  • the receiving device 1B illustrated in FIG. 5 includes a noise reducing device 10B.
  • the noise reduction device 10B includes a calculation unit 120B, a reduction unit 130B, and a storage unit 140B.
  • the calculation unit 120B includes a coefficient calculation unit 121 and a conversion unit 122.
  • the reduction unit 130B includes a filter 131B.
  • the coefficient calculation unit 121 calculates a frequency domain coefficient based on the frequency components and signal levels of the plurality of noise signals Sn detected by the noise detection unit 113.
  • the coefficient calculation unit 121 reduces the signal level of at least n (n is a positive number of 2 or more) frequency components of the plurality of noise signals Sn detected by the noise detection unit 113 by the signal level detected by the noise detection unit 113.
  • the coefficient to be calculated is calculated. Note that one coefficient is calculated here. Here, it is assumed that the signal levels of all the noise signals Sn detected by the noise detection unit 113 are reduced.
  • the coefficient calculation unit 121 calculates a coefficient obtained by adding the coefficients in the frequency domain of the first to nth filters 131 to 13n calculated by the calculation unit 120A shown in FIG. 2 as the coefficient ⁇ of the reduction unit 130B.
  • the conversion unit 122 converts the frequency domain coefficient calculated by the coefficient calculation unit 121 into a time domain coefficient.
  • the conversion unit 122 performs, for example, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) processing.
  • the transform unit 122 performs inverse Fourier transform on the frequency domain coefficient ⁇ to calculate the time domain coefficient ⁇ .
  • the reduction unit 130B has one filter 131B as described above.
  • the filter 131B is, for example, an FIR notch filter.
  • the filter 131B reduces at least n noise signals Sn among the plurality of noise signals Sn from the received signal according to the time-domain coefficient ⁇ converted by the conversion unit 122.
  • the storage unit 140B is the same as the storage unit 140 shown in FIG. 2 except that it does not have the coefficient DB 141.
  • FIG. 6 is a flowchart showing noise reduction processing according to the present embodiment.
  • symbol is attached
  • the noise reduction device 10B calculates a frequency domain coefficient ⁇ for reducing the signal level L of the detected noise signal Sn in the frequency component of the noise signal Sn detected in step S104 (step S201).
  • the noise reduction apparatus 10B converts the frequency domain coefficient ⁇ into a time domain coefficient ⁇ (step S202).
  • the noise reduction device 10B reduces n noise signals Sn from the received signal in accordance with the time domain coefficient ⁇ (step S203), and ends the process.
  • the noise reduction device 10B converts the coefficient ⁇ calculated in the frequency domain into the coefficient ⁇ in the time domain, thereby reducing n noise signals Sn with, for example, one filter 131B. be able to. Thereby, compared with the noise reduction apparatus 10A of 2nd Embodiment, the processing amount and circuit scale of the reduction part 130B can be reduced.
  • the coefficient is selected with reference to the coefficient DB 141, but the noise reduction apparatus 10B according to the present embodiment calculates the coefficient ⁇ by adding the coefficients for each frequency component of the noise signal Sn. .
  • the noise reduction apparatus 10B calculates the coefficient ⁇ by adding the coefficients for each frequency component of the noise signal Sn. .
  • the number of noise signals Sn that can be reduced is equal to the number of first to nth filters 131 to 13n included in the reduction unit 130A.
  • the coefficient ⁇ can be calculated regardless of the number of noise signals Sn. Therefore, even if there is only one filter 131B, it is possible to reduce all the plurality of noise signals Sn detected by the detection unit 110A.
  • the number of the filters 131B of the reduction unit 130B is one, but the present invention is not limited to this.
  • Coefficients for reducing the plurality of noise signals Sn may be collectively converted into time domain coefficients.
  • two or more filters of the reduction unit 130B may be used.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus 1C according to this modification.
  • the receiving apparatus 1C of the present modification is different from the receiving apparatus 1B that reduces the noise signal Sn in the time domain in that the noise signal Sn is reduced in the frequency domain.
  • the receiving device 1C has a noise reducing device 10C.
  • the noise reduction device 10C includes a calculation unit 120C, a reduction unit 130C, a region conversion unit 150, and an inverse conversion unit 160.
  • the calculation unit 120C is the same as the calculation unit 120B except that the calculation unit 120C does not include the conversion unit 122.
  • the calculation unit 120C calculates a coefficient ⁇ in the frequency domain.
  • the domain converter 150 converts the received signal from a time domain signal to a frequency domain signal.
  • the domain transform unit 150 generates a frequency domain received signal by performing FFT processing on the received signal.
  • the reduction unit 130C includes an attenuator that reduces n noise signals Sn from the received signal in the frequency domain in accordance with the frequency domain coefficient ⁇ .
  • the reduction unit 130C reduces n noise signals Sn from the frequency domain received signal according to the coefficient ⁇ .
  • the inverse transform unit 160 converts the received signal in the frequency domain in which n noise signals Sn are reduced into a received signal in the time domain.
  • the inverse transform unit 160 generates a time-domain received signal in which the n noise signals Sn are reduced by performing IFFT processing on the received signals in which the n noise signals Sn are reduced.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a noise reduction process according to this modification. Note that the same processing as the noise reduction processing illustrated in FIG. 6 is denoted by the same reference numeral, and redundant description is omitted.
  • the noise reduction device 10C After calculating the frequency domain coefficient ⁇ in step S201, the noise reduction device 10C next converts the received signal into a frequency domain signal (step S301).
  • the noise reduction device 10C reduces the noise signal Sn from the received signal in the frequency domain according to the coefficient ⁇ (step S302).
  • the noise reduction device 10C converts the reception signal from which the noise signal Sn is reduced into a reception signal in the time domain (step S303), and ends the process.
  • the coefficient ⁇ is calculated in step S201 and then the received signal is converted into a frequency domain signal in step S301.
  • the present invention is not limited to this.
  • the noise signal Sn Before the noise signal Sn is reduced from the received signal in step S302, it may be converted into a received signal in the frequency domain, and may be performed between step S101 and step S104. Or you may process in parallel with these processes.
  • the noise reduction device 10C according to the present modification can obtain the same effects as the noise reduction device 10B according to the third embodiment, and reduce a plurality of noise signals Sn from the received signal even in the frequency domain. be able to.
  • the process of returning the noise signal Sn to the time domain is performed on the received signal, but the process can be omitted.
  • the noise reduction device 10C may output the frequency domain received signal to a subsequent processing unit (not shown). Good.
  • the inverse conversion unit 160 can be omitted.
  • each of the analysis unit 111 and the region conversion unit 150 performs the FFT process, but the present invention is not limited to this.
  • the difference calculation unit 112 calculates the difference between the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the reception signal using the frequency domain received signal converted by the region conversion unit 150, and the processing of the analysis unit 111 and the region conversion unit 150 is performed. It can also be integrated.
  • the noise reduction devices 10 and 10A to 10C include the detection units 110 and 110A, the calculation units 120 and 120A to 120C, and the reduction units 130 and 130A to 130C.
  • the detection units 110 and 110A detect frequency components of a plurality of noise signals Sn included in the received signal based on the frequency spectrum of the received signal.
  • the calculation units 120 and 120A to 120C calculate coefficients based on the frequency components detected by the detection units 110 and 110A.
  • the reduction units 130 and 130A to 130C generate n (n is a positive number of 1 or more) noise signals Sn among the plurality of noise signals Sn from the received signal according to the coefficients calculated by the calculation units 120 and 120A to 120C. To reduce.
  • the noise reduction devices 10, 10A to 10C can reduce a plurality of noise signals Sn from the received signal.
  • the reduction unit 130A of the noise reduction device 10A includes n first to nth filters 131 to 13n that respectively filter n noise signals Sn. Further, the calculation unit 120A calculates a coefficient for each of the n first to nth filters 131 to 13n for each of the n frequency components detected by the detection unit 110A.
  • the noise reduction device 10A can reduce the noise signal Sn by using the n first to nth filters 131 to 13n, thereby reducing the plurality of noise signals Sn from the received signal.
  • the detection unit 110A of the noise reduction device 10B detects the signal level of the n noise signals Sn.
  • the calculation unit 120B includes a coefficient calculation unit 121 and a conversion unit 122.
  • the coefficient calculation unit 121 calculates a coefficient ⁇ in the frequency domain based on the frequency component and signal level detected by the detection unit 110A.
  • the conversion unit 122 converts the frequency domain coefficient ⁇ calculated by the coefficient calculation unit 121 into a time domain coefficient ⁇ .
  • the reduction unit 130B reduces n noise signals Sn from the received signal in the time domain in accordance with the time domain coefficient ⁇ converted by the conversion unit 122.
  • the noise reduction device 10B can reduce the n noise signals Sn by, for example, one filter 131B by converting the coefficient ⁇ calculated in the frequency domain into the coefficient ⁇ in the time domain. Thereby, the processing amount and circuit scale of the noise reduction device 10B of the third embodiment can be reduced.
  • the detection unit 110A of the noise reduction device 10C detects the signal level of the n noise signals Sn. Further, the calculation unit 120C calculates a coefficient ⁇ in the frequency domain based on the frequency component and the signal level detected by the detection unit 110A. The reduction unit 130C reduces n noise signals Sn from the received signal in the frequency domain in accordance with the frequency domain coefficient ⁇ calculated by the calculation unit 120C.
  • the noise reduction device 10C according to the modification can obtain the same effects as the noise reduction device 10B according to the third embodiment, and can reduce a plurality of noise signals Sn from the reception signal even in the frequency domain. it can.
  • the detection unit 110A of the noise reduction devices 10A to 10C includes a difference calculation unit 112 and a noise detection unit 113.
  • the difference calculation unit 112 calculates the difference between the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the frequency spectrum of the received signal.
  • the noise detection unit 113 detects the frequency component and the signal level based on the difference calculated by the difference calculation unit 112.
  • the difference calculation unit 112 calculates the difference between the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 of the received signal, and the noise detection unit 113 detects a plurality of noise signals Sn based on the difference, thereby achieving higher accuracy. Noise can be detected.
  • the noise detection unit 113 of the noise reduction devices 10A to 10C reduces the signal level difference L between the upper and lower sidebands Wm1 and Wm2 in the frequency component of the noise signal Sn by the reduction units 130A to 130C. Signal level.
  • the noise reduction devices 10A to 10C can reduce the noise signal Sn with higher accuracy than when the received signal in the frequency component of the noise signal Sn is reduced by a predetermined level, for example.

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Abstract

実施形態の一態様に係るノイズ低減装置は、検出部と、算出部と、低減部と、を備える。検出部は、受信信号の周波数スペクトルに基づき、受信信号に含まれる複数のノイズ信号の周波数成分を検出する。算出部は、検出部が検出した周波数成分に基づき、係数を算出する。低減部は、算出部が算出した係数に応じて、受信信号から複数のノイズ信号の少なくとも一部であるｎ個（ｎは２以上の正数）のノイズ信号を低減する。

Description

ノイズ低減装置およびノイズ低減方法
　本発明は、ノイズ低減装置およびノイズ低減方法に関する。
　従来、ラジオ放送波を受信するシステムが車両に搭載された場合、例えば車両のバッテリーの電力変換時に行うスイッチング処理によるノイズ信号をかかるシステムが受信することがあった。そのため、従来のシステムでは、受信信号に含まれる周波数成分のうち、最も強度が高いピーク周波数の出力強度を下げることで、ノイズ信号を低減している。
特開２０１３－９０６６号公報
　しかしながら、従来技術では、最も強度が高いピーク周波数のノイズ信号を低減しているに過ぎない。したがって、例えば受信信号に複数のノイズ信号が含まれる場合、かかるノイズ信号を低減しきれず、受信信号にノイズ信号が残ってしまう可能性があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受信信号に含まれる複数のノイズ信号を低減することができるノイズ低減装置およびノイズ低減方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のノイズ低減装置は、検出部と、算出部と、低減部と、を備える。検出部は、受信信号の周波数スペクトルに基づき、前記受信信号に含まれる複数のノイズ信号の周波数成分を検出する。算出部は、前記検出部が検出した前記周波数成分に基づき、係数を算出する。低減部は、前記算出部が算出した前記係数に応じて、前記受信信号から前記複数のノイズ信号の少なくとも一部であるｎ個（ｎは２以上の正数）の前記ノイズ信号を低減する。
図１Ａは、第１実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 図１Ｂは、第１実施形態に係る受信装置が受信する受信信号を示す図である。 図１Ｃは、第１実施形態に係る受信装置によりノイズ信号が除去された受信信号を示す図である。 図２は、第２実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 図３は、第２実施形態に係るノイズ信号の周波数分布を示す図である。 図４は、第２実施形態に係るノイズ低減処理を示すフローチャートである。 図５は、第３実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 図６は、第３実施形態に係るノイズ低減処理を示すフローチャートである。 図７は、変形例に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 図８は、変形例に係るノイズ低減処理を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示するノイズ低減装置およびノイズ低減方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１実施形態）
　図１Ａ～図１Ｃを用いて、本発明の第１実施形態に係る受信装置１について説明する。図１Ａは、本実施形態に係る受信装置１の構成を示すブロック図である。また、図１Ｂは、本実施形態に係る受信装置１が受信する受信信号を示す図である。図１Ｃは、本実施形態に係る受信装置１によりノイズ信号が除去された受信信号を示す図である。
　かかる受信装置１は、例えば自動車などの車両に搭載される。また、受信装置１は、例えば５２６．５ｋＨｚから１６０６．５ｋＨｚの中波帯を用いて送信される振幅変調されたラジオ放送波（以下、ＡＭラジオ放送波とも記載する）を受信する。ＡＭラジオ放送波には、音声に関する情報（以下、音声データとも記載する）が含まれているものとする。
　なお、本実施形態では、かかる受信装置１が車両に搭載される場合について説明するがこれに限定されない。受信装置１は、例えば列車や飛行機などの移動体、あるいはラジオ受信機やパソコンなどの電化製品などに搭載されてもよい。また、受信装置１は、振幅変調された受信信号を受信すればよく、必ずしもラジオ放送波を受信する必要はない。
＜受信装置１＞
　図１Ａに示すように受信装置１は、ノイズ低減装置１０と、アンテナ２０と、ＲＦ（Radio　Frequency）部３０とを有する。アンテナ２０は、例えばＡＭラジオ放送波を受信信号として受信する。
　ＲＦ部３０は、アンテナ２０を介して受信した受信信号に対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、ダウンコンバート等の信号処理を施す。
　ノイズ低減装置１０は、受信信号から複数のノイズ信号を低減する。ノイズ低減装置１０は、検出部１１０と、算出部１２０と、低減部１３０とを有する。
　検出部１１０は、受信信号の周波数スペクトルに基づき、受信信号に含まれる複数のノイズ信号の周波数成分を検出する。図１Ｂに示すように、受信信号は、搬送周波数ｆｃの搬送波Ｓｃおよび上側波帯Ｗｍ１、下側波帯Ｗｍ２の変調波Ｓｍ１、Ｓｍ２を含む。また、受信信号は、例えばインバータから発生する周期的なノイズ信号Ｓｎ１１～Ｓｎ１３や、ＤＣＤＣコンバータから発生するノイズ信号Ｓｎ２など、複数のノイズ信号を含む。以下、ノイズ信号Ｓｎ１１～Ｓｎ１３、Ｓｎ２をまとめてノイズ信号Ｓｎと記載する。ノイズ信号Ｓｎは、特定の周波数でピークを有する、いわゆるピーク性ノイズである。
　検出部１１０は、例えば閾値と受信信号の周波数スペクトルとを比較することで、複数のノイズ信号Ｓｎの周波数成分および信号レベルを検出する。なお、図１Ｂでは、ノイズ信号Ｓｎが４つである場合を図示している。
　算出部１２０は、検出部１１０が検出した周波数成分および信号レベルに基づき、係数を算出する。かかる係数は、例えば低減部１３０で行われるフィルタリング処理のフィルタ係数である。算出部１２０は、検出部１１０が検出した周波数成分における受信信号の信号レベルを、検出部１１０が検出した信号レベルに応じて低減するよう、係数を算出する。なお、係数は、検出部１１０がノイズ信号Ｓｎを算出するごとに算出してもよいが、ノイズとなる周波数が変わる可能性があるタイミングで行うことがより好ましい。かかるタイミングは、たとえば車両起動時、コンバータ（電圧変換）の動作条件等が変わる時、時間変動（温度変化等の要因）の可能性を見込んだ所定時間毎等のタイミング等が挙げられる。
　低減部１３０は、算出部１２０が算出した係数に応じて、受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎの少なくとも一部であるｎ個（ｎは２以上の正数）のノイズ信号Ｓｎを低減する。低減部１３０は、例えばフィルタを有し、算出部１２０が算出した係数をフィルタ係数とすることで、受信信号からノイズ信号Ｓｎを低減する。複数のノイズ信号Ｓｎを低減した受信信号は、図１Ｃに示すように、複数のノイズ信号Ｓｎ１１～Ｓｎ１３、Ｓｎ２が低減され、搬送信号Ｓｃおよび変調信号Ｓｍ１、Ｓｍ２を含む信号となる。なお、図１Ｃでは、低減部１３０は、ｎ＝４、すなわち検出した全てのノイズ信号Ｓｎを除去しているが、これに限定されない。低減部１３０は、たとえば２個のノイズ信号Ｓｎを低減するなど、検出したノイズ信号Ｓｎの少なくとも一部を低減してもよい。
　このように、実施形態に係る受信装置１のノイズ低減装置１０は、複数のノイズ信号Ｓｎの周波数成分を検出する。また、ノイズ低減装置１０は、検出した周波数成分に基づいた係数に応じて、受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎを低減する。これにより、ノイズ低減装置１０は、受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎを低減することができる。
（第２実施形態）
　図２～図４を用いて第２実施形態に係る受信装置１Ａについて説明する。図２は、第２実施形態に係る受信装置１Ａの構成を示すブロック図である。なお、図１に示す受信装置１と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。
＜受信装置１Ａ＞
　図２に示す受信装置１Ａは、ノイズ低減装置１０Ａを備える。ノイズ低減装置１０Ａは、検出部１１０Ａと、算出部１２０Ａと、低減部１３０Ａと、記憶部１４０とを有する。
　検出部１１０Ａは、解析部１１１と、差分算出部１１２と、ノイズ検出部１１３とを有する。また、低減部１３０Ａは、ｎ個の第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎを有する。なお、図２では、ｎ＝４の場合を示している。
　解析部１１１は、受信信号の周波数スペクトルを解析する。解析部１１１は、受信信号に対して、ＦＦＴ（Fast　Fourier　Transform：高速フーリエ変換）処理を行うことで、各周波数成分におけるスペクトル強度を算出する。
　差分算出部１１２は、受信信号の周波数スペクトルの上側波帯Ｗｍ１および下側波帯Ｗｍ２の差分を算出する。ここで、受信装置１Ａは、ＡＭラジオ放送波を受信信号として受信する。図１Ｂに示すように、ＡＭラジオ放送では、搬送周波数ｆｃを中心とし、所定の帯域幅Ｗｍ１、Ｗｍ２で信号が送信される。ここでは、所定帯域幅が１５ｋＨｚ（ｆｃ±７．５ｋＨｚ）であるものとする。
　また、ＡＭラジオ放送で送信される信号は、搬送周波数ｆｃから高周波側の帯域幅Ｗｍ１（上側波帯）と低周波側の帯域幅Ｗｍ２（下側波帯）とでそれぞれ同じ周波数分布となる。
　本実施形態では、かかる点に着目し、受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２のスペクトル強度の差分を算出することで、受信信号の変調成分を低減し、ノイズ成分の検出精度を向上させる。
　具体的に、差分算出部１１２は、受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２のスペクトル強度のうち、搬送周波数ｆｃから等距離に位置する上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２のスペクトル強度の差分を算出する。差分算出部１１２は、例えば搬送周波数ｆｃから等距離に位置する上側波帯Ｗｍ１から下側波帯Ｗｍ２を減算した結果を差分として算出する。
　上述したように、ＡＭラジオ放送で送信される信号は上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２で搬送周波数ｆｃを中心とする線対称の周波数分布を有する。そのため、例えば受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の差分を算出すると、差分の周波数分布は、図３に示すように、ＡＭラジオ放送で送信される変調信号Ｓｍ１、Ｓｍ２のスペクトル強度がほぼゼロとなり、複数のノイズ信号Ｓｎが残存した分布となる。なお、図３は、ノイズ信号Ｓｎの周波数分布を示す図である。また、搬送周波数ｆｃのスペクトル強度は、例えばノッチフィルタなどで除去するなどして、スペクトル強度の補正やノイズの検出等には用いないものとする。
　ノイズ検出部１１３は、差分算出部１１２が算出した差分の絶対値と閾値Ｔｈ１とを比較する。なお、絶対値を算出する前の差分が負の場合は下側波帯の周波数成分とし、正の場合は上側波帯の周波数成分とする。ノイズ検出部１１３は、閾値Ｔｈ１以上のスペクトル強度の周波数成分をノイズ信号Ｓｎの周波数成分とする。また、検出した周波数成分のスペクトル強度Ｌ、すなわち検出した周波数成分における上下側波帯の信号レベル差Ｌをノイズ信号の信号レベルとする。
　このように、差分算出部１１２が受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の差分を算出し、ノイズ検出部１１３が当該差分に基づいて複数のノイズ信号Ｓｎを検出することで、より高精度にノイズを検出することができる。
　算出部１２０Ａは、ノイズ検出部１１３が検出した周波数成分および信号レベルに基づき、周波数成分ごとに係数を算出する。ここで、係数は、低減部１３０Ａの第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎそれぞれのフィルタ係数である。算出部１２０Ａは、例えば記憶部１４０が記憶する係数データベース（ＤＢ）１４１に応じて係数を選択することで、当該係数を算出する。
　係数ＤＢ１４１は、周波数成分および信号レベルごとに係数を記憶する。算出部１２０Ａは、ノイズ検出部１１３が検出した周波数成分および信号レベルに基づき、係数ＤＢ１４１を参照して係数を選択する。算出部１２０Ａは、ノイズ検出部１１３が検出した複数のノイズ信号Ｓｎごとに係数ＤＢ１４１を参照して係数を選択する。
　ここで、ノイズ検出部１１３が検出したノイズ信号Ｓｎの個数Ｍが、ノイズ低減装置１０Ａで低減できるノイズ信号の個数ｎより多い場合（Ｍ＞ｎ）について説明する。このとき、ノイズ低減装置１０Ａは、例えば信号レベルが大きい順にｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減するようにする。すなわち、算出部１２０Ａは、信号レベルが大きい順に、ノイズ信号Ｓｎの周波数成分および信号レベルに応じたｎ個の係数を選択する。
　これにより、ノイズ低減装置１０Ａは、信号レベルの大きさに応じてノイズ信号Ｓｎを低減することができる。
　あるいは、ノイズ低減装置１０Ａが、聴感特性に応じた優先順位で、低減するｎ個のノイズ信号Ｓｎを選択するようにしてもよい。上述したように、ＡＭラジオ放送波には音声データが含まれる。そこで、ノイズ低減装置１０Ａが音声の聴感特性に応じてノイズ信号Ｓｎを低減することで、ユーザがより聞き取りやすい周波数成分のノイズ信号Ｓｎを優先して低減することができる。
　具体的には、例えば算出部１２０Ａは、受信装置１Ａの後段の復調部（図示せず）で行われるハイカット処理に応じた優先順位でｎ個のノイズ信号Ｓｎの周波数成分ごとに係数を選択する。
　なお、ここでは、検出部１１０Ａが検出するノイズ信号Ｓｎの個数Ｍが第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎの個数より多いとしたが、これに限定されない。ノイズ信号Ｓｎの個数Ｍが第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎの個数ｎより少なくてもよい。この場合、算出部１２０Ａは、例えば第１～第Ｍフィルタ１３１～１３Ｍの係数を選択する。また、ノイズ低減装置１０Ａは、残りの第（Ｍ＋１）～第ｎフィルタ１３（Ｍ＋１）～１３ｎを動作させないようにする。あるいは、第（Ｍ＋１）～第ｎフィルタ１３（Ｍ＋１）～１３ｎが入力信号である受信信号と同じ信号を出力するように、算出部１２０Ａが係数を選択してもよい。
　低減部１３０Ａの第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎは、例えばＦＩＲ（Finite　Impulse　Response）ノッチフィルタであり、受信信号からピーク性ノイズをそれぞれ低減する。第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎは、それぞれ直列に接続される。第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎは、算出部１２０Ａが選択した各係数に応じて、ｎ個のノイズ信号Ｓｎをそれぞれ順番にフィルタリングする。
　記憶部１４０は、係数ＤＢ１４１や閾値Ｔｈ１などノイズ低減装置１０Ａの各部が行う処理に必要な情報を記憶する。また、記憶部１４０は、ノイズ低減装置１０Ａの各部が行った処理結果を記憶する。記憶部１４０は、例えばＲＡＭ（Random　Access　Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。
　なお、ここでは、ノイズ低減装置１０Ａが記憶部１４０を備えるものとしたが、これに限定されない。例えば受信装置１Ａが記憶部１４０を備えていてもよい。
＜ノイズ低減処理＞
　図４を用いてノイズ低減装置１０Ａが行うノイズ低減処理について説明する。図４は、本実施形態に係るノイズ低減処理を示すフローチャートである。ノイズ低減処理は、例えば、アンテナ２０が受信信号を受信した場合にノイズ低減処理を実行する。ノイズ低減処理は、受信装置１Ａが受信信号を受信している間、所定周期で繰り返し実行される。
　まず、ノイズ低減装置１０Ａは、受信信号の周波数を解析する（ステップＳ１０１）。ノイズ低減装置１０Ａは、解析結果に基づき、受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の差分を算出する（ステップＳ１０２）。ノイズ低減装置１０Ａは、算出した差分の絶対値と閾値Ｔｈ１とを比較する（ステップＳ１０３）。差分の絶対値が閾値Ｔｈ１より小さい場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ノイズ低減装置１０Ａは処理を終了する。
　一方、差分の絶対値が閾値Ｔｈ１以上の場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ノイズ低減装置１０Ａは絶対値が閾値Ｔｈ１を超える差分の周波数成分と信号レベルを複数検出する（ステップＳ１０４）。ノイズ低減装置１０Ａは、検出した複数の周波数成分ごとに係数を選択する（ステップＳ１０５）。ノイズ低減装置１０Ａは、選択した係数に応じて、ノイズ信号Ｓｎの周波数成分ごとに受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎのうち少なくともｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
　なお、ステップＳ１０３にて、差分の絶対値が閾値Ｔｈ１より小さい場合に、ノイズ低減装置１０Ａが処理を終了するとしたが、これに限定されない。差分の絶対値が閾値Ｔｈ１より小さい場合、ノイズ低減装置１０Ａは、受信信号にノイズ信号Ｓｎが含まれないと判定する。そのため、ノイズ低減装置１０Ａが、ＲＦ部３０が生成した受信信号をそのまま後段の処理部（図示せず）に出力するようにすればよい。
　以上のように、第２実施形態に係るノイズ低減装置１０Ａでは、ｎ個の第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎを用いてノイズ信号Ｓｎを低減することで、複数のノイズ信号Ｓｎを受信信号から低減することができる。
　なお、上記実施形態では、受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の差分Ｌをノイズ信号Ｓｎの信号レベルとした。これにより、ノイズ低減装置１０Ａは、例えばノイズ信号Ｓｎの周波数成分における受信信号を所定レベルだけ低減する場合に比べ、精度よくノイズ信号Ｓｎを低減することができる。また、例えばノイズ信号Ｓｎの周波数成分における受信信号の信号レベルを「０」にする場合に比べ、受信信号の周波数スペクトルの連続性を維持することができ、受信信号の受信精度を向上させることができる。なお、求められるノイズ信号Ｓｎの低減精度や受信信号の受信精度によっては、低減部１３０Ａで低減する受信信号の信号レベルを、所定レベルだけ低減するようにしたり、受信信号の信号レベルが「０」になるように低減するようにしたりしてもよい。
（第３実施形態）
　図５および図６を用いて第３実施形態に係る受信装置１Ｂについて説明する。図５は、第３実施形態に係る受信装置１Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図２に示す受信装置１Ａと同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。
＜受信装置１Ｂ＞
　図５に示す受信装置１Ｂは、ノイズ低減装置１０Ｂを備える。ノイズ低減装置１０Ｂは、算出部１２０Ｂと、低減部１３０Ｂと、記憶部１４０Ｂとを有する。算出部１２０Ｂは、係数算出部１２１と変換部１２２とを有する。低減部１３０Ｂは、フィルタ１３１Ｂを有する。
　係数算出部１２１は、ノイズ検出部１１３が検出した複数のノイズ信号Ｓｎの周波数成分および信号レベルに基づき、周波数領域の係数を算出する。係数算出部１２１は、ノイズ検出部１１３が検出した複数のノイズ信号Ｓｎの少なくともｎ個（ｎは２以上の正数）の周波数成分の信号レベルを、ノイズ検出部１１３が検出した信号レベルだけ低減する係数を算出する。なお、ここで算出する係数は１つであるとする。また、ここでは、ノイズ検出部１１３が検出した全てのノイズ信号Ｓｎの信号レベルを低減するものとする。
　例えば係数算出部１２１は、図２に示す算出部１２０Ａが算出する第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎの周波数領域における各係数を足し合わせた係数を低減部１３０Ｂの係数αとして算出する。
　変換部１２２は、係数算出部１２１が算出した周波数領域の係数を時間領域の係数に変換する。変換部１２２は、例えばＩＦＦＴ（Inverse　Fast　Fourier　Transform：高速逆フーリエ変換）処理を行う。
　例えば変換部１２２は、周波数領域の係数αに逆フーリエ変換を施し、時間領域の係数βを算出する。
　低減部１３０Ｂは、上述したように１つのフィルタ１３１Ｂを有する。フィルタ１３１Ｂは、例えばＦＩＲノッチフィルタである。フィルタ１３１Ｂは、変換部１２２が変換した時間領域の係数βに応じて、受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎのうち少なくともｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減する。
　記憶部１４０Ｂは、係数ＤＢ１４１を有していない点を除き、図２に示す記憶部１４０と同じである。
＜ノイズ低減処理＞
　図６を用いてノイズ低減装置１０Ｂが行うノイズ低減処理について説明する。図６は、本実施形態に係るノイズ低減処理を示すフローチャートである。なお、図４に示すノイズ低減処理と同じ処理については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　ノイズ低減装置１０Ｂは、ステップＳ１０４で検出したノイズ信号Ｓｎの周波数成分において、検出したノイズ信号Ｓｎの信号レベルＬを低減する周波数領域の係数αを算出する（ステップＳ２０１）。ノイズ低減装置１０Ｂは、周波数領域の係数αを時間領域の係数βに変換する（ステップＳ２０２）。ノイズ低減装置１０Ｂは、時間領域の係数βに応じて、受信信号からｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。
　以上のように、本実施形態に係るノイズ低減装置１０Ｂは、周波数領域で算出した係数αを時間領域の係数βに変換することで、例えば１つのフィルタ１３１Ｂでｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減することができる。これにより、第２実施形態のノイズ低減装置１０Ａに比べて低減部１３０Ｂの処理量および回路規模を低減することができる。
　また、ノイズ低減装置１０Ａでは、例えば係数ＤＢ１４１を参照して係数を選択するが、本実施形態に係るノイズ低減装置１０Ｂは、ノイズ信号Ｓｎの周波数成分ごとの係数を足し合わせて係数αを算出する。これにより、例えば係数ＤＢ１４１に記憶されていない周波数成分のノイズ信号Ｓｎであっても、確実に受信信号から低減することができる。
　また、ノイズ低減装置１０Ａでは、低減できるノイズ信号Ｓｎの数は、低減部１３０Ａが有する第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎの個数に等しい。一方、本実施形態に係るノイズ低減装置１０Ｂでは、ノイズ信号Ｓｎの個数にかかわらず係数αを算出できる。そのため、フィルタ１３１Ｂが１つであっても検出部１１０Ａが検出した全ての複数のノイズ信号Ｓｎを低減することができる。
　なお、本実施形態に係るノイズ低減装置１０Ｂでは、低減部１３０Ｂのフィルタ１３１Ｂを１つとしたが、これに限定されない。複数のノイズ信号Ｓｎを低減する係数をまとめて時間領域の係数に変換すればよく、例えば低減部１３０Ｂのフィルタを２つ以上としてもよい。
（変形例）
　次に、図７および図８を用いて、第３実施形態の変形例について説明する。図７は、本変形例に係る受信装置１Ｃの構成を示すブロック図である。本変形例の受信装置１Ｃは、周波数領域においてノイズ信号Ｓｎを低減する点において、時間領域でノイズ信号Ｓｎを低減する受信装置１Ｂと異なる。
　受信装置１Ｃは、ノイズ低減装置１０Ｃを有する。ノイズ低減装置１０Ｃは、算出部１２０Ｃと、低減部１３０Ｃと、領域変換部１５０と、逆変換部１６０とを有する。
　算出部１２０Ｃは、変換部１２２を有していない点を除き、算出部１２０Ｂと同じである。算出部１２０Ｃは、周波数領域の係数αを算出する。
　領域変換部１５０は、受信信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。領域変換部１５０は、受信信号に対して、ＦＦＴ処理を行うことで、周波数領域の受信信号を生成する。
　低減部１３０Ｃは、周波数領域の係数αに応じて、周波数領域において、受信信号からｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減する減衰器を有する。低減部１３０Ｃは、周波数領域の受信信号から、係数αに応じてｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減する。
　逆変換部１６０は、ｎ個のノイズ信号Ｓｎが低減された周波数領域の受信信号を、時間領域の受信信号に変換する。逆変換部１６０は、ｎ個のノイズ信号Ｓｎが低減された受信信号に対してＩＦＦＴ処理を施すことで、ｎ個のノイズ信号Ｓｎが低減された時間領域の受信信号を生成する。
＜ノイズ低減処理＞
　図８を用いてノイズ低減装置１０Ｃが行うノイズ低減処理について説明する。図８は、本変形例に係るノイズ低減処理を示すフローチャートである。なお、図６に示すノイズ低減処理と同じ処理については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　ノイズ低減装置１０Ｃは、ステップＳ２０１で周波数領域の係数αを算出すると、次に受信信号を周波数領域の信号に変換する（ステップＳ３０１）。ノイズ低減装置１０Ｃは、係数αに応じて、周波数領域において受信信号からノイズ信号Ｓｎを低減する（ステップＳ３０２）。ノイズ低減装置１０Ｃは、ノイズ信号Ｓｎを低減した受信信号を時間領域の受信信号に変換し（ステップＳ３０３）、処理を終了する。
　なお、ここでは、ステップＳ２０１で係数αを算出した後に、ステップＳ３０１で受信信号を周波数領域の信号に変換するとしたが、これに限定されない。ステップＳ３０２で受信信号からノイズ信号Ｓｎを低減する前までに、周波数領域の受信信号に変換すればよく、ステップＳ１０１～ステップＳ１０４の間に行ってもよい。あるいは、これらの処理と並列に処理を行ってもよい。
　以上のように、本変形例に係るノイズ低減装置１０Ｃは、第３実施形態に係るノイズ低減装置１０Ｂと同様の効果が得られるとともに、周波数領域においても受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎを低減することができる。
　なお、上記変形例では、ノイズ信号Ｓｎを低減した受信信号に対して時間領域に戻す処理を行うとしたが、かかる処理を省略することもできる。例えば後段の処理で周波数領域の受信信号に対して信号処理が施される場合は、ノイズ低減装置１０Ｃは、周波数領域の受信信号を後段の処理部（図示せず）に出力するようにしてもよい。この場合、逆変換部１６０を省略することができる。
　また、上記変形例では、解析部１１１および領域変換部１５０のそれぞれが、ＦＦＴ処理を行うとしたが、これに限定されない。例えば領域変換部１５０で変換した周波数領域の受信信号を用いて、差分算出部１１２が受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の差分を算出する等、解析部１１１および領域変換部１５０の処理を統合することもできる。
　以上のように、各実施形態および変形例に係るノイズ低減装置１０、１０Ａ～１０Ｃは、検出部１１０、１１０Ａと、算出部１２０、１２０Ａ～１２０Ｃと、低減部１３０、１３０Ａ～１３０Ｃとを備える。検出部１１０、１１０Ａは、受信信号の周波数スペクトルに基づき、受信信号に含まれる複数のノイズ信号Ｓｎの周波数成分を検出する。算出部１２０、１２０Ａ～１２０Ｃは、検出部１１０、１１０Ａが検出した周波数成分に基づき、係数を算出する。低減部１３０、１３０Ａ～１３０Ｃは、算出部１２０、１２０Ａ～１２０Ｃが算出した係数に応じて、受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎのうちｎ個（ｎは１以上の正数）のノイズ信号Ｓｎを低減する。
　これにより、各実施形態および変形例に係るノイズ低減装置１０、１０Ａ～１０Ｃは、受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎを低減することができる。
　また、第２実施形態に係るノイズ低減装置１０Ａの低減部１３０Ａは、ｎ個のノイズ信号Ｓｎをそれぞれフィルタリングするｎ個の第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎを備える。また、算出部１２０Ａは、検出部１１０Ａが検出したｎ個の周波数成分ごとに、ｎ個の第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎごとの係数を算出する。
　このように、ノイズ低減装置１０Ａは、ｎ個の第１～第ｎフィルタ１３１～１３ｎを用いてノイズ信号Ｓｎを低減することで、複数のノイズ信号Ｓｎを受信信号から低減することができる。
　また、第３実施形態に係るノイズ低減装置１０Ｂの検出部１１０Ａは、ｎ個のノイズ信号Ｓｎの信号レベルを検出する。また、算出部１２０Ｂは、係数算出部１２１と、変換部１２２とを備える。係数算出部１２１は、検出部１１０Ａが検出した周波数成分および信号レベルに基づき、周波数領域の係数αを算出する。変換部１２２は、係数算出部１２１が算出した周波数領域の係数αを時間領域の係数βに変換する。また、低減部１３０Ｂは、変換部１２２が変換した時間領域の係数βに応じて、時間領域において、受信信号からｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減する。
　このように、ノイズ低減装置１０Ｂは、周波数領域で算出した係数αを時間領域の係数βに変換することで、例えば１つのフィルタ１３１Ｂでｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減することができる。これにより、第３実施形態のノイズ低減装置１０Ｂの処理量および回路規模を低減することができる。
　また、変形例に係るノイズ低減装置１０Ｃの検出部１１０Ａは、ｎ個のノイズ信号Ｓｎの信号レベルを検出する。また、算出部１２０Ｃは、検出部１１０Ａが検出した周波数成分および信号レベルに基づき、周波数領域の係数αを算出する。低減部１３０Ｃは、算出部１２０Ｃが算出した周波数領域の係数βに応じて、周波数領域において、受信信号からｎ個のノイズ信号Ｓｎを低減する。
　このように、変形例に係るノイズ低減装置１０Ｃは、第３実施形態に係るノイズ低減装置１０Ｂと同様の効果が得られるとともに、周波数領域においても受信信号から複数のノイズ信号Ｓｎを低減することができる。
　また、各実施形態および変形例に係るノイズ低減装置１０Ａ～１０Ｃの検出部１１０Ａは、差分算出部１１２と、ノイズ検出部１１３とを備える。差分算出部１１２は、受信信号の周波数スペクトルの上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の差分を算出する。ノイズ検出部１１３は、差分算出部１１２が算出した差分に基づき、周波数成分および信号レベルを検出する。
　このように、差分算出部１１２が受信信号の上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の差分を算出し、ノイズ検出部１１３が当該差分に基づいて複数のノイズ信号Ｓｎを検出することで、より高精度にノイズを検出することができる。
　また、各実施形態および変形例に係るノイズ低減装置１０Ａ～１０Ｃのノイズ検出部１１３は、ノイズ信号Ｓｎの周波数成分における上下側波帯Ｗｍ１、Ｗｍ２の信号レベル差Ｌを低減部１３０Ａ～１３０Ｃで低減する信号レベルとする。
　これにより、ノイズ低減装置１０Ａ～１０Ｃは、例えばノイズ信号Ｓｎの周波数成分における受信信号を所定レベルだけ低減する場合に比べ、精度よくノイズ信号Ｓｎを低減することができる。
　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Claims (7)

  1. 　受信信号の周波数スペクトルに基づき、前記受信信号に含まれる複数のノイズ信号の周波数成分を検出する検出部と、
    　前記検出部が検出した前記周波数成分に基づき、係数を算出する算出部と、
    　前記算出部が算出した前記係数に応じて、前記受信信号から前記複数のノイズ信号の少なくとも一部であるｎ個（ｎは２以上の正数）のノイズ信号を低減する低減部と、
    　を備えることを特徴とするノイズ低減装置。
  2. 　前記低減部は、
    　ｎ個の前記ノイズ信号をそれぞれフィルタリングするｎ個のフィルタを備え、
    　前記算出部は、
    　前記検出部が検出したｎ個の前記周波数成分ごとに、ｎ個の前記フィルタごとの前記係数を算出すること
    　を特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
  3. 　前記検出部は、
    　ｎ個の前記ノイズ信号の信号レベルを検出し、
    　前記算出部は、
    　前記検出部が検出した前記周波数成分および前記信号レベルに基づき、周波数領域の前記係数を算出する係数算出部と、
    　前記係数算出部が算出した周波数領域の前記係数を時間領域の前記係数に変換する変換部と、を備え、
    　前記低減部は、
    　前記変換部が変換した時間領域の前記係数に応じて、時間領域において、前記受信信号からｎ個の前記ノイズ信号を低減すること
    　を特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
  4. 　前記検出部は、
    　前記複数のノイズ信号の信号レベルを検出し、
    　前記算出部は、
    　前記検出部が検出した前記周波数成分および前記信号レベルに基づき、周波数領域の前記係数を算出し、
    　前記低減部は、
    　前記算出部が算出した周波数領域の前記係数に応じて、周波数領域において、前記受信信号からｎ個の前記ノイズ信号を低減すること
    　を特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
  5. 　前記検出部は、
    　前記受信信号の周波数スペクトルの上下側波帯の差分を算出する差分算出部と、
    　前記差分算出部が算出した前記差分に基づき、前記周波数成分および信号レベルを検出するノイズ検出部と、を備えること
    　を特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
  6. 　前記ノイズ検出部は、
    　前記ノイズ信号の前記周波数成分における前記上下側波帯の信号レベル差を前記低減部で低減する前記信号レベルとすること
    　を特徴とする請求項５に記載のノイズ低減装置。
  7. 　受信信号の周波数スペクトルに基づき、前記受信信号に含まれる複数のノイズ信号の周波数成分を検出する検出工程と、
    　前記検出工程で検出した前記周波数成分に基づき、係数を算出する算出工程と、
    　前記算出工程で算出した前記係数に応じて、前記受信信号から前記複数のノイズ信号の少なくとも一部であるｎ個（ｎは２以上の正数）のノイズ信号を低減する低減工程と、
    　を含むことを特徴とするノイズ低減方法。
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