デジタル信号処理装置
【課題】Ａ／Ｄ変換回路において、種々のノイズを除去しつつ、入力アナログ信号の変化に迅速に追従する。
【解決手段】サンプリング回路１０からのサンプルデータは演算部１６に供給される。また、遅延素子１２で１クロック分遅延させたサンプルデータ、及び２クロック分遅延させたサンプルデータも演算部１６に供給される。演算部１６は、第１差分値＝現在値−１つ前の値、第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値を演算し、第１差分値の絶対値がしきい値を超え、第２差分値がしきい値以下の場合に現在値を１つ前の値で置換して出力し、それ以外は現在値をそのまま出力してノイズを除去する。
【解決手段】サンプリング回路１０からのサンプルデータは演算部１６に供給される。また、遅延素子１２で１クロック分遅延させたサンプルデータ、及び２クロック分遅延させたサンプルデータも演算部１６に供給される。演算部１６は、第１差分値＝現在値−１つ前の値、第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値を演算し、第１差分値の絶対値がしきい値を超え、第２差分値がしきい値以下の場合に現在値を１つ前の値で置換して出力し、それ以外は現在値をそのまま出力してノイズを除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル信号処理装置、特にＡ／Ｄ変換で得られたデジタル信号のノイズを除去する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａ／Ｄ変換器による回転式のボリュームノブやスライド式ボリューム等の操作子の位置読み取りの際、一般的なノイズ除去方法としてはローパスフィルタ（ＬＰＦ）でノイズ成分を除去する方法が採用される。
【０００３】
しかしながら、振幅の大きいパルスノイズをローパスフィルタで除去する場合、ローパスフィルタの時定数を大きくする必要があり、操作子の操作速度に対してローパスフィルタ出力値の追従が非常に遅くなる問題がある。
【０００４】
また、複数の読み取り値の中から最小値と最大値を除去して平均をとる方法（所謂フィギュアスケート採点方法）でも同様に操作子の操作に対して出力値の追従が遅れる。
【０００５】
また、読み取り値が連続して３点同じだった場合に最新の読み取り値を採用する方法では、操作子を動かしている最中は変化した結果を出力できない問題がある。
【０００６】
下記の特許文献１には、アナログ信号をサンプルホールドし、サンプルホールドされたアナログ信号の差とスパイクノイズ設定値とを比較してスパイクノイズか否かを判定し、スパイクノイズと判定した場合にサンプリング１回分遅延させたアナログ信号を出力してＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄサンプリング装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２５２７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術では、信号レベルがパルス的に増大するスパイクノイズを除去することはできても信号レベルが逆にパルス的に減少するようなノイズを除去することはできない。また、上記従来技術では現在のサンプリング値とその１つ前のサンプリング値の差を用いてノイズを除去しているため、例えば信号レベルがノイズではなく実際に順次増大する場合においてもその追従が遅れてしまう。
【０００９】
本発明の目的は、種々のノイズを除去でき、かつ、追従性を向上させた処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、操作アナログ信号をサンプリングするサンプリング回路と、前記サンプリング回路からのサンプリング値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路と、前記処理回路からの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを有することを特徴とする。また、本発明は、操作アナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器からのＡ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の１つの実施形態では、前記処理回路は、前記第１差分値の絶対値がしきい値を超え、かつ、前記第２差分値の絶対値がしきい値以下である場合に前記現在値を前記１つ前の値に置換して出力し、それ以外の場合に前記現在値を出力することでノイズを除去する。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態では、前記処理回路は、サンプリング値あるいはＡ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、２つ前の値、３つ前の値、４つ前の値に対し、前記４つ前の値、前記３つ前の値、前記２つ前の値が特定の第１変化パターンであり、かつ、前記３つ前の値、前記２つ前の値、前記１つ前の値が特定の第２変化パターンを示す場合に、前記２つ前の値を前記１つ前の値に置換して前記第１差分値及び前記第２差分値を演算する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、種々のノイズを除去でき、かつ、操作アナログ信号変化に対する追従性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態におけるデジタル信号処理装置の構成を示す。回転式のボリュームノブ、スライド式ボリュームあるいはミキシングノブ等の操作子からの操作量に応じた操作アナログ信号はサンプリング回路１０に供給される。サンプリング回路１０は、入力アナログ信号を所定のサンプリング周波数ｆｓでサンプリングし、演算部１６に出力するとともに遅延素子１２に出力する。
【００１６】
遅延素子１２は、例えばＤ型フリップフロップで構成され、サンプリングされたデータを１サンプリングクロック分だけ遅延して演算部１６に出力するとともに遅延素子１４に出力する。
【００１７】
遅延素子１４も、例えばＤ型フリップフロップで構成され、サンプリングされたデータをさらに１サンプリングクロック分だけ遅延して、つまり遅延素子１２と併せて合計２サンプリングクロック分だけ遅延して演算部１６に出力する。
【００１８】
演算部１６は、現在のサンプルデータ、遅延素子１２からの１つ前のサンプルデータ、遅延素子１４からの２つ前のサンプルデータの３つのサンプルデータが入力され、これらを用いて現在値がノイズ、例えばＣＰＵ周辺回路等から混入した高周波デジタルノイズか否かを判定し、ノイズであると判定した場合に現在値に代えて１つ前のサンプルデータを出力する。また、ノイズでないと判定した場合には、現在値をそのまま出力する。具体的には、演算部１６は、２つの差分値を用いてノイズか否かを判定する。２つの差分値は以下のとおりである。
第１差分値ｄｘ１＝現在値−１つ前の値
第２差分値ｄｘ２＝１つ前の値−２つ前の値
Ａ／Ｄ変換器１８は、演算部１６からの出力を所定のビット数でデジタル値に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器１８の後段に、さらに微小なランダムノイズを除去するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けてもよい。
【００１９】
以下、演算部１６における処理アルゴリズムについて説明する。図２に、現在値（図中（３）で示す）、１つ前の値（図中（２）で示す）、２つ前の値（図中（１）で示す）の変化を示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）よりも増大し、現在値（３）で再び２つ前の値（１）のレベルに戻る場合である。この場合、演算部１６は、
ｄｘ１＝現在値（３）−１つ前の値（２）
ｄｘ２＝１つ前の値（２）−２つ前の値（１）
を演算し、それぞれの差分値の絶対値を所定のしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかも２つの差分値の符号が互いに逆であれば、１つ前の値（２）がノイズである可能性が高く、一方、現在値（３）はノイズでないと判定できるから、演算部１６は現在値（３）をそのまま出力する。
【００２０】
図３に、他の変化パターンを示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）よりも減少し、現在値（３）で再び２つ前の値（１）のレベルに戻る場合である。この場合も、演算部１６は、
ｄｘ１＝現在値（３）−１つ前の値（２）
ｄｘ２＝１つ前の値（２）−２つ前の値（１）
を演算し、それぞれの差分値の絶対値を所定のしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかも２つの差分値の符号が互いに逆であれば、１つ前の値（２）がノイズである可能性が高く、一方、現在値（３）はノイズでないと判定できるから、演算部１６は現在値（３）をそのまま出力する。
【００２１】
図４に、他の変化パターンを示す。２つ前の値（１）と１つ前の値（２）が同じレベルで、現在値（３）がこれらより増大する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
であれば、現在値（３）がノイズであるか真値であるか判定できず、ノイズである可能性があるので現在値（３）を１つ前の値（２）で置換して出力する。図４に、現在値（３）が１つ前の値（２）で置換されて出力される様子を示す。置換前の現在値（３）は破線、置換後の現在値（３）は実線で示されている。
【００２２】
図５に、他の変化パターンを示す。２つ前の値（１）と１つ前の値（２）が同じレベルで、現在値（３）がこれらより減少する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
であれば、現在値（３）がノイズであるか真値であるか判定できず、ノイズである可能性があるので現在値（３）を１つ前の値（２）で置換して出力する。図５に、現在値（３）が１つ前の値（２）で置換されて出力される様子を示す。置換前の現在値（３）は破線、置換後の現在値（３）は実線で示されている。
【００２３】
図６に、他の変化パターンを示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）より増大し、さらに現在値（３）が１つ前の値（２）より増大する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかもｄｘ１とｄｘ２の符号が同じであれば、現在値（３）はノイズではなく真に増大していると判定し、現在値（３）をそのまま出力する。
【００２４】
図７に、他の変化パターンを示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）より減少し、さらに現在値（３）が１つ前の値（２）より減少する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかもｄｘ１とｄｘ２の符号が同じであれば、現在値（３）はノイズではなく真に減少していると判定し、現在値（３）をそのまま出力する。
【００２５】
図８に、他の変化パターンを示す。現在値（３）、１つ前の値（２）、２つ前の値（１）とも同じレベルの場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）≦しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
であれば、現在値（３）はノイズでなく真値であるとしてそのまま出力する。
【００２６】
図９に、他の変化パターンを示す。現在値（３）は１つ前の値（２）と同じレベルであり、１つ前の値（２）は２つ前の値（１）より減少している場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）≦しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であれば、現在値（３）はノイズでなく真値であるとしてそのまま出力する。
【００２７】
図１０に、他の変化パターンを示す。現在値（３）は１つ前の値（２）と同じレベルであり、１つ前の値（２）は２つ前の値（１）より増大している場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）≦しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であれば、現在値（３）はノイズでなく真値であるとしてそのまま出力する。
【００２８】
このように、演算部１６は、２つの差分値ｄｘ１、ｄｘ２としきい値との大小関係に応じて現在値をそのまま出力するか１つ前の値に置換して出力するかを決定する。より詳しくは、演算部１６は、２つの差分値ｄｘ１、ｄｘ２の絶対値をしきい値と比較して、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
である場合に現在値をノイズであると判定して現在値（３）を１つ前の値（２）で置換して出力し、それ以外の場合には現在値（３）をそのまま出力することでノイズを除去する。
【００２９】
図１１に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、サンプリングされた最新の３つのデータ、すなわち現在値（３）、１つ前の値（２）、２つ前の値（１）を取得する（Ｓ１０１）。なお、装置の起動後、１回目のサンプリング時は最初の値である現在値を１つ前の値、２つ前の値とする。次に、演算部１６は、これら３つの値を用いて２つの差分値
ｄｘ１＝現在値（３）−１つ前の値（２）
ｄｘ２＝１つ前の値（２）−２つ前の値（１）
を算出する（Ｓ１０２）。そして、ｄｘ１の絶対値であるＡＢＳ（ｄｘ１）がしきい値を超え、かつ、ｄｘ２の絶対値であるＡＢＳ（ｄｘ２）がしきい値以下であるか否かを判定し（Ｓ１０３）、この条件を満足する場合に現在値（３）はノイズであるとして現在値（３）に代えて１つ前の値（２）を出力する（Ｓ１０４）。一方、この条件を満足しない場合には、現在値（３）をそのまま出力する（Ｓ１０５）。出力された１つ前の値（２）あるいは現在値（３）はＡ／Ｄ変換器１８で所定のビット数でデジタル値に変換され、さらにＬＰＦ等で微小ノイズが除去される。
【００３０】
本実施形態の処理によれば、図１２に示すようなノイズに効果的に対応できる。すなわち、図１２に示すように操作子を操作しておらずアナログ信号に変動がない状況でノイズ１００が混入してサンプリングした場合、最初の３個のデータに着目すると図４の変化パターンであり、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
という条件を満たすため３個目のデータは２個目のデータで置換され、ノイズ１００が除去されることになる。レベルが減少するようなノイズが混入している場合も同様であり、最初の３個のデータが図５のような変化パターンとなり、上記条件を満足する結果、１つ前のデータで置換されるためノイズが除去される。
【００３１】
本実施形態では、上記の条件を満足するか否かによりノイズか否かを判定し、上記の条件を満足する場合にのみ１つ前の値で置換する処理を行うため、操作アナログ信号の変化に対する追従性にも優れる。図１３に、ボリュームノブ等が実際に操作されて操作アナログ信号である入力アナログ信号が実際に変化した場合を示す。サンプルデータはデータ２００、３００、４００、５００と順次増大する。本実施形態の処理では、サンプルデータ３００に対しては図４の変化パターンであるため１つ前のサンプルデータ２００に置換されてサンプルデータ３１０として出力されるが、サンプルデータ４００に対しては図６の変化パターンであるためサンプルデータ４００はそのまま出力される。したがって、サンプルデータ２００、サンプルデータ３１０、サンプルデータ４００と出力されることとなり、操作アナログ信号の変化に迅速に追従することができる。図１３には、参考のため既述した従来技術による処理を破線で示す。操作信号が変化しても常に１クロック分遅延してしまう。
【００３２】
本実施形態では、図１に示すように遅延素子１２、１４及び演算部１６で構成しているが、これらをソフトウェア（ファームウエア）で実現してもよい。この場合、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたプログラムを読み込み、図１１に示されるフローチャートに従い処理を実行する。すなわち、サンプリング回路１０からサンプリングデータを順次取り込み、２つ前の値、１つ前の値、現在値をバッファメモリ等に蓄積し、第１差分値及び第２差分値を算出し、その絶対値としきい値とを大小比較して現在値を１つ前の値で置換するか否かを判定して出力する。
【００３３】
＜第２実施形態＞
上記の実施形態では、図１２に示すような単発のノイズ１００に対応することができるが、特定のノイズ、例えば図１４に示すように連続して生じるノイズ１００、１０２に対応することが困難である。その理由は、最初の３個のデータに着目すると図４の変化パターンであるためノイズ１００は除去されるものの、ノイズ１０２を現在値として含むそれ以前の３個の履歴データに着目すると図３の変化パターンであり、ノイズ１０２はそのまま出力されるからである。すなわち、サンプルデータを順にデータ１、２、３、４、５、６、７とし、データ３、５がノイズ１００、１０２に相当するものとする。最初の３個のデータであるデータ１、２、３は図４の変化パターンであるためデータ３は１つ前のデータ２で置換される。次の３個のデータであるデータ２、３、４は図２の変化パターンであるためデータ４はそのまま出力される。次の３個のデータであるデータ３、４、５は図３の変化パターンであるためデータ５はそのまま出力されるため、ノイズ１０２として残ってしまう。図１４に、第１実施形態のアルゴリズムによる処理の結果、ノイズ１００は除去されるもののノイズ１０２はそのまま残存する様子を示す。
【００３４】
このような連続するノイズに対応するためには、サンプルデータをバッファメモリに蓄積して図１４に示すようなパターンか否かを判定し、図１４に示すようなパターンである場合に処理アルゴリズムを以下のように変更すればよい。すなわち、図１４に示すように図４の変化パターンに続いて図２の変化パターンが出現した場合に、履歴データを最新の読み取り値である現在値で置換してしまう。具体的には、図１において次回のデータ読み取りの際の遅延素子１４の出力値を現在値で置換する。すると、この後にノイズ１０２が出現しても、履歴データ上は図４の変化パターンとなるためノイズを除去できる。
【００３５】
図１５を用いて本実施形態の処理をより具体的に説明する。いま、サンプルデータが、データ１、２、３、４、５、６、７であるとする。変化パターンは図１４と同じパターンである。データ３、５がそれぞれノイズ１００、１０２に対応する。最初の３個のデータはデータ１、２、３であり、図４の変化パターンである。したがって、第１実施形態の処理に従い、データ３は１つ前のデータ２で置換されてデータ３’となる。次に、データ２、３、４の３個のデータが対象となり、これは図２の変化パターンであるため第１実施形態の処理に従い、データ４はそのまま出力されることになる。一方、最初に図４の変化パターンが出現し、次に図２の変化パターンが出現したため、履歴データであるデータ３を最新のデータであるデータ４の値で置換する。この状態で次のデータ５が入力されると、対象となるデータはデータ３、４、５であるが、データ３は上記のようにデータ４で置換されているため、データ４、４、５が対象となり、図４の変化パターンとなるためデータ５は１つ前のデータであるデータ４で置換されてデータ５’として出力される。結局、処理結果はデータ１、２、３’、４、５’、６、７のようになり、ノイズ１００、１０２が有効に除去される。
【００３６】
図１５では、図４の変化パターンに続き図２の変化パターンが出現した場合に履歴データであるデータ３をデータ４で置換しているが、同様に、図５の変化パターンに続き図３の変化パターンが出現した場合にも履歴データであるデータ３を最新のデータであるデータ４で置換すればよいことは当業者には明らかであろう。
【００３７】
また、図１６に示すように連続的であり、かつ、異なる符号のノイズが生じた場合にも、同様に特定の変化パターンが出現したか否かを検出して履歴データを書き換えることで対応できる。すなわち、図１６において最初の３個のデータはデータ１、２、３であり、図４の変化パターンである。したがって。データ３は１つ前のデータであるデータ２で置換されてデータ３’となる。次に、データ２、３、４の３個のデータが対象となり、これは図２の変化パターンであるためデータ４はそのまま出力される。一方、図４の変化パターンに続いて図２の変化パターンが出現したため、履歴データであるデータ３を最新のデータであるデータ４で置換する。すると、次に対象となるのはデータ３、４、５であるが、履歴データ３はデータ４で置換されているためデータ４、４、５となり、図５の変化パターンとなるためデータ５は１つ前のデータであるデータ４で置換されてデータ５’となり、図１５と同様にノイズが除去される。
【００３８】
このように、第１実施形態の処理を基本としつつ、特定の変化パターンが出現した場合に履歴データを書き換える処理を行うことで、連続するノイズも除去することが可能である。演算部１６あるいはＣＰＵは、履歴データを書き換えるべき特定変化パターンを予めＲＯＭ等のメモリに記憶しておけばよい。履歴データを書き換えるべき特定変化パターンは、上記のように、
（Ａ）図４の変化パターンに続く図２の変化パターン
（Ｂ）図５の変化パターンに続く図３の変化パターン
である。図４及び図５の変化パターンは、ｄｘ１の絶対値がしきい値を超え、かつ、ｄｘ２の絶対値がしきい値以下のパターンであり、図２及び図３の変化パターンは、ｄｘ１とｄｘ２の符号が逆であり、かつ、ｄｘ１とｄｘ２の絶対値がともにしきい値を超えるパターンである。演算部１６あるいはＣＰＵは、図４の変化パターンが出現したらフラグをセットし、フラグがセットされた状態で次に図２の変化パターンが出現した場合に履歴データを書き換える処理を実行する。その後、フラグをクリアする。なお、図２の変化パターンが出現しなかった場合もフラグをクリアする。もちろん、あらゆるタイプのノイズに対応すべく、他の特定変化パターンを予め記憶しておくことも可能である。特定変化パターンに該当する場合の置換処理は、データ２、３、４を対象とするタイミングで行ってもよいが、データ３、４、５を対象とするタイミングで行ってもよい。データ２、３、４を対象とするタイミングでは、データ４についての処理のための差分演算を実行した後にデータ３をデータ４で置換し、次のデータ３、４、５の処理に備えることになる。データ３、４、５を対象とするタイミングでは、差分演算を実行する前に履歴データであるデータ３をデータ４で置換してデータ３’とし、データ３’、データ４、データ５を用いて差分演算し判定処理を行う。データ５を現在値、データ４を１つ前のデータ、データ３を２つ前のデータ、データ２を３つ前のデータ、データ１を４つ前のデータとすると、４つ前の値、３つ前の値、２つ前の値が図４の変化パターンであり、かつ、３つ前の値、２つ前の値、１つ前の値が図２の変化パターンである場合に、２つ前の値を１つ前の値に置換して第１差分値ｄｘ１及び第２ｄｘ２を演算し、現在値を処理するということができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、図１に示された構成は例示であって他の構成も可能である。例えば、図１７に示すように、サンプリング回路を含むＡ／Ｄ変換器１１の後段に遅延素子１２、１４及び演算部１６を設ける構成でもよい。Ａ／Ｄ変換器１１からのＡ／Ｄ変換値は演算部１６に供給されるとともに遅延素子１２、１４を介して供給され、Ａ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、２つ前の値が演算部１６に供給される。演算部１６はこれらの値に対して既述した処理を実行してノイズを除去し出力する。図中一点鎖線で示す遅延素子１２、１４、演算部１６はＣＰＵで構成でき、プログラムを実行することでその機能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態の構成ブロック図である。
【図２】サンプルデータの変化パターン図（その１）である。
【図３】サンプルデータの変化パターン図（その２）である。
【図４】サンプルデータの変化パターン図（その３）である。
【図５】サンプルデータの変化パターン図（その４）である。
【図６】サンプルデータの変化パターン図（その５）である。
【図７】サンプルデータの変化パターン図（その６）である。
【図８】サンプルデータの変化パターン図（その７）である。
【図９】サンプルデータの変化パターン図（その８）である。
【図１０】サンプルデータの変化パターン図（その９）である。
【図１１】実施形態の処理フローチャートである。
【図１２】サンプルデータの変化パターン図（その１０）である。
【図１３】実施形態のデータ追従性を示す説明図である。
【図１４】サンプルデータの変化パターン図（その１１）である。
【図１５】サンプルデータの変化パターン図（その１２）である。
【図１６】サンプルデータの変化パターン図（その１３）である。
【図１７】実施形態の他の構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ サンプリング回路、１２，１４ 遅延素子、１６ 演算部、１８ Ａ／Ｄ変換器。
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル信号処理装置、特にＡ／Ｄ変換で得られたデジタル信号のノイズを除去する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａ／Ｄ変換器による回転式のボリュームノブやスライド式ボリューム等の操作子の位置読み取りの際、一般的なノイズ除去方法としてはローパスフィルタ（ＬＰＦ）でノイズ成分を除去する方法が採用される。
【０００３】
しかしながら、振幅の大きいパルスノイズをローパスフィルタで除去する場合、ローパスフィルタの時定数を大きくする必要があり、操作子の操作速度に対してローパスフィルタ出力値の追従が非常に遅くなる問題がある。
【０００４】
また、複数の読み取り値の中から最小値と最大値を除去して平均をとる方法（所謂フィギュアスケート採点方法）でも同様に操作子の操作に対して出力値の追従が遅れる。
【０００５】
また、読み取り値が連続して３点同じだった場合に最新の読み取り値を採用する方法では、操作子を動かしている最中は変化した結果を出力できない問題がある。
【０００６】
下記の特許文献１には、アナログ信号をサンプルホールドし、サンプルホールドされたアナログ信号の差とスパイクノイズ設定値とを比較してスパイクノイズか否かを判定し、スパイクノイズと判定した場合にサンプリング１回分遅延させたアナログ信号を出力してＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄサンプリング装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２５２７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術では、信号レベルがパルス的に増大するスパイクノイズを除去することはできても信号レベルが逆にパルス的に減少するようなノイズを除去することはできない。また、上記従来技術では現在のサンプリング値とその１つ前のサンプリング値の差を用いてノイズを除去しているため、例えば信号レベルがノイズではなく実際に順次増大する場合においてもその追従が遅れてしまう。
【０００９】
本発明の目的は、種々のノイズを除去でき、かつ、追従性を向上させた処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、操作アナログ信号をサンプリングするサンプリング回路と、前記サンプリング回路からのサンプリング値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路と、前記処理回路からの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを有することを特徴とする。また、本発明は、操作アナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器からのＡ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の１つの実施形態では、前記処理回路は、前記第１差分値の絶対値がしきい値を超え、かつ、前記第２差分値の絶対値がしきい値以下である場合に前記現在値を前記１つ前の値に置換して出力し、それ以外の場合に前記現在値を出力することでノイズを除去する。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態では、前記処理回路は、サンプリング値あるいはＡ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、２つ前の値、３つ前の値、４つ前の値に対し、前記４つ前の値、前記３つ前の値、前記２つ前の値が特定の第１変化パターンであり、かつ、前記３つ前の値、前記２つ前の値、前記１つ前の値が特定の第２変化パターンを示す場合に、前記２つ前の値を前記１つ前の値に置換して前記第１差分値及び前記第２差分値を演算する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、種々のノイズを除去でき、かつ、操作アナログ信号変化に対する追従性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態におけるデジタル信号処理装置の構成を示す。回転式のボリュームノブ、スライド式ボリュームあるいはミキシングノブ等の操作子からの操作量に応じた操作アナログ信号はサンプリング回路１０に供給される。サンプリング回路１０は、入力アナログ信号を所定のサンプリング周波数ｆｓでサンプリングし、演算部１６に出力するとともに遅延素子１２に出力する。
【００１６】
遅延素子１２は、例えばＤ型フリップフロップで構成され、サンプリングされたデータを１サンプリングクロック分だけ遅延して演算部１６に出力するとともに遅延素子１４に出力する。
【００１７】
遅延素子１４も、例えばＤ型フリップフロップで構成され、サンプリングされたデータをさらに１サンプリングクロック分だけ遅延して、つまり遅延素子１２と併せて合計２サンプリングクロック分だけ遅延して演算部１６に出力する。
【００１８】
演算部１６は、現在のサンプルデータ、遅延素子１２からの１つ前のサンプルデータ、遅延素子１４からの２つ前のサンプルデータの３つのサンプルデータが入力され、これらを用いて現在値がノイズ、例えばＣＰＵ周辺回路等から混入した高周波デジタルノイズか否かを判定し、ノイズであると判定した場合に現在値に代えて１つ前のサンプルデータを出力する。また、ノイズでないと判定した場合には、現在値をそのまま出力する。具体的には、演算部１６は、２つの差分値を用いてノイズか否かを判定する。２つの差分値は以下のとおりである。
第１差分値ｄｘ１＝現在値−１つ前の値
第２差分値ｄｘ２＝１つ前の値−２つ前の値
Ａ／Ｄ変換器１８は、演算部１６からの出力を所定のビット数でデジタル値に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器１８の後段に、さらに微小なランダムノイズを除去するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けてもよい。
【００１９】
以下、演算部１６における処理アルゴリズムについて説明する。図２に、現在値（図中（３）で示す）、１つ前の値（図中（２）で示す）、２つ前の値（図中（１）で示す）の変化を示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）よりも増大し、現在値（３）で再び２つ前の値（１）のレベルに戻る場合である。この場合、演算部１６は、
ｄｘ１＝現在値（３）−１つ前の値（２）
ｄｘ２＝１つ前の値（２）−２つ前の値（１）
を演算し、それぞれの差分値の絶対値を所定のしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかも２つの差分値の符号が互いに逆であれば、１つ前の値（２）がノイズである可能性が高く、一方、現在値（３）はノイズでないと判定できるから、演算部１６は現在値（３）をそのまま出力する。
【００２０】
図３に、他の変化パターンを示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）よりも減少し、現在値（３）で再び２つ前の値（１）のレベルに戻る場合である。この場合も、演算部１６は、
ｄｘ１＝現在値（３）−１つ前の値（２）
ｄｘ２＝１つ前の値（２）−２つ前の値（１）
を演算し、それぞれの差分値の絶対値を所定のしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかも２つの差分値の符号が互いに逆であれば、１つ前の値（２）がノイズである可能性が高く、一方、現在値（３）はノイズでないと判定できるから、演算部１６は現在値（３）をそのまま出力する。
【００２１】
図４に、他の変化パターンを示す。２つ前の値（１）と１つ前の値（２）が同じレベルで、現在値（３）がこれらより増大する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
であれば、現在値（３）がノイズであるか真値であるか判定できず、ノイズである可能性があるので現在値（３）を１つ前の値（２）で置換して出力する。図４に、現在値（３）が１つ前の値（２）で置換されて出力される様子を示す。置換前の現在値（３）は破線、置換後の現在値（３）は実線で示されている。
【００２２】
図５に、他の変化パターンを示す。２つ前の値（１）と１つ前の値（２）が同じレベルで、現在値（３）がこれらより減少する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
であれば、現在値（３）がノイズであるか真値であるか判定できず、ノイズである可能性があるので現在値（３）を１つ前の値（２）で置換して出力する。図５に、現在値（３）が１つ前の値（２）で置換されて出力される様子を示す。置換前の現在値（３）は破線、置換後の現在値（３）は実線で示されている。
【００２３】
図６に、他の変化パターンを示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）より増大し、さらに現在値（３）が１つ前の値（２）より増大する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかもｄｘ１とｄｘ２の符号が同じであれば、現在値（３）はノイズではなく真に増大していると判定し、現在値（３）をそのまま出力する。
【００２４】
図７に、他の変化パターンを示す。１つ前の値（２）が２つ前の値（１）より減少し、さらに現在値（３）が１つ前の値（２）より減少する場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であり、しかもｄｘ１とｄｘ２の符号が同じであれば、現在値（３）はノイズではなく真に減少していると判定し、現在値（３）をそのまま出力する。
【００２５】
図８に、他の変化パターンを示す。現在値（３）、１つ前の値（２）、２つ前の値（１）とも同じレベルの場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）≦しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
であれば、現在値（３）はノイズでなく真値であるとしてそのまま出力する。
【００２６】
図９に、他の変化パターンを示す。現在値（３）は１つ前の値（２）と同じレベルであり、１つ前の値（２）は２つ前の値（１）より減少している場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）≦しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であれば、現在値（３）はノイズでなく真値であるとしてそのまま出力する。
【００２７】
図１０に、他の変化パターンを示す。現在値（３）は１つ前の値（２）と同じレベルであり、１つ前の値（２）は２つ前の値（１）より増大している場合である。演算部１６は、ｄｘ１及びｄｘ２を演算し、これらの差分値の絶対値をそれぞれしきい値と大小比較する。そして、
ＡＢＳ（ｄｘ１）≦しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）＞しきい値
であれば、現在値（３）はノイズでなく真値であるとしてそのまま出力する。
【００２８】
このように、演算部１６は、２つの差分値ｄｘ１、ｄｘ２としきい値との大小関係に応じて現在値をそのまま出力するか１つ前の値に置換して出力するかを決定する。より詳しくは、演算部１６は、２つの差分値ｄｘ１、ｄｘ２の絶対値をしきい値と比較して、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
である場合に現在値をノイズであると判定して現在値（３）を１つ前の値（２）で置換して出力し、それ以外の場合には現在値（３）をそのまま出力することでノイズを除去する。
【００２９】
図１１に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、サンプリングされた最新の３つのデータ、すなわち現在値（３）、１つ前の値（２）、２つ前の値（１）を取得する（Ｓ１０１）。なお、装置の起動後、１回目のサンプリング時は最初の値である現在値を１つ前の値、２つ前の値とする。次に、演算部１６は、これら３つの値を用いて２つの差分値
ｄｘ１＝現在値（３）−１つ前の値（２）
ｄｘ２＝１つ前の値（２）−２つ前の値（１）
を算出する（Ｓ１０２）。そして、ｄｘ１の絶対値であるＡＢＳ（ｄｘ１）がしきい値を超え、かつ、ｄｘ２の絶対値であるＡＢＳ（ｄｘ２）がしきい値以下であるか否かを判定し（Ｓ１０３）、この条件を満足する場合に現在値（３）はノイズであるとして現在値（３）に代えて１つ前の値（２）を出力する（Ｓ１０４）。一方、この条件を満足しない場合には、現在値（３）をそのまま出力する（Ｓ１０５）。出力された１つ前の値（２）あるいは現在値（３）はＡ／Ｄ変換器１８で所定のビット数でデジタル値に変換され、さらにＬＰＦ等で微小ノイズが除去される。
【００３０】
本実施形態の処理によれば、図１２に示すようなノイズに効果的に対応できる。すなわち、図１２に示すように操作子を操作しておらずアナログ信号に変動がない状況でノイズ１００が混入してサンプリングした場合、最初の３個のデータに着目すると図４の変化パターンであり、
ＡＢＳ（ｄｘ１）＞しきい値、かつ、ＡＢＳ（ｄｘ２）≦しきい値
という条件を満たすため３個目のデータは２個目のデータで置換され、ノイズ１００が除去されることになる。レベルが減少するようなノイズが混入している場合も同様であり、最初の３個のデータが図５のような変化パターンとなり、上記条件を満足する結果、１つ前のデータで置換されるためノイズが除去される。
【００３１】
本実施形態では、上記の条件を満足するか否かによりノイズか否かを判定し、上記の条件を満足する場合にのみ１つ前の値で置換する処理を行うため、操作アナログ信号の変化に対する追従性にも優れる。図１３に、ボリュームノブ等が実際に操作されて操作アナログ信号である入力アナログ信号が実際に変化した場合を示す。サンプルデータはデータ２００、３００、４００、５００と順次増大する。本実施形態の処理では、サンプルデータ３００に対しては図４の変化パターンであるため１つ前のサンプルデータ２００に置換されてサンプルデータ３１０として出力されるが、サンプルデータ４００に対しては図６の変化パターンであるためサンプルデータ４００はそのまま出力される。したがって、サンプルデータ２００、サンプルデータ３１０、サンプルデータ４００と出力されることとなり、操作アナログ信号の変化に迅速に追従することができる。図１３には、参考のため既述した従来技術による処理を破線で示す。操作信号が変化しても常に１クロック分遅延してしまう。
【００３２】
本実施形態では、図１に示すように遅延素子１２、１４及び演算部１６で構成しているが、これらをソフトウェア（ファームウエア）で実現してもよい。この場合、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたプログラムを読み込み、図１１に示されるフローチャートに従い処理を実行する。すなわち、サンプリング回路１０からサンプリングデータを順次取り込み、２つ前の値、１つ前の値、現在値をバッファメモリ等に蓄積し、第１差分値及び第２差分値を算出し、その絶対値としきい値とを大小比較して現在値を１つ前の値で置換するか否かを判定して出力する。
【００３３】
＜第２実施形態＞
上記の実施形態では、図１２に示すような単発のノイズ１００に対応することができるが、特定のノイズ、例えば図１４に示すように連続して生じるノイズ１００、１０２に対応することが困難である。その理由は、最初の３個のデータに着目すると図４の変化パターンであるためノイズ１００は除去されるものの、ノイズ１０２を現在値として含むそれ以前の３個の履歴データに着目すると図３の変化パターンであり、ノイズ１０２はそのまま出力されるからである。すなわち、サンプルデータを順にデータ１、２、３、４、５、６、７とし、データ３、５がノイズ１００、１０２に相当するものとする。最初の３個のデータであるデータ１、２、３は図４の変化パターンであるためデータ３は１つ前のデータ２で置換される。次の３個のデータであるデータ２、３、４は図２の変化パターンであるためデータ４はそのまま出力される。次の３個のデータであるデータ３、４、５は図３の変化パターンであるためデータ５はそのまま出力されるため、ノイズ１０２として残ってしまう。図１４に、第１実施形態のアルゴリズムによる処理の結果、ノイズ１００は除去されるもののノイズ１０２はそのまま残存する様子を示す。
【００３４】
このような連続するノイズに対応するためには、サンプルデータをバッファメモリに蓄積して図１４に示すようなパターンか否かを判定し、図１４に示すようなパターンである場合に処理アルゴリズムを以下のように変更すればよい。すなわち、図１４に示すように図４の変化パターンに続いて図２の変化パターンが出現した場合に、履歴データを最新の読み取り値である現在値で置換してしまう。具体的には、図１において次回のデータ読み取りの際の遅延素子１４の出力値を現在値で置換する。すると、この後にノイズ１０２が出現しても、履歴データ上は図４の変化パターンとなるためノイズを除去できる。
【００３５】
図１５を用いて本実施形態の処理をより具体的に説明する。いま、サンプルデータが、データ１、２、３、４、５、６、７であるとする。変化パターンは図１４と同じパターンである。データ３、５がそれぞれノイズ１００、１０２に対応する。最初の３個のデータはデータ１、２、３であり、図４の変化パターンである。したがって、第１実施形態の処理に従い、データ３は１つ前のデータ２で置換されてデータ３’となる。次に、データ２、３、４の３個のデータが対象となり、これは図２の変化パターンであるため第１実施形態の処理に従い、データ４はそのまま出力されることになる。一方、最初に図４の変化パターンが出現し、次に図２の変化パターンが出現したため、履歴データであるデータ３を最新のデータであるデータ４の値で置換する。この状態で次のデータ５が入力されると、対象となるデータはデータ３、４、５であるが、データ３は上記のようにデータ４で置換されているため、データ４、４、５が対象となり、図４の変化パターンとなるためデータ５は１つ前のデータであるデータ４で置換されてデータ５’として出力される。結局、処理結果はデータ１、２、３’、４、５’、６、７のようになり、ノイズ１００、１０２が有効に除去される。
【００３６】
図１５では、図４の変化パターンに続き図２の変化パターンが出現した場合に履歴データであるデータ３をデータ４で置換しているが、同様に、図５の変化パターンに続き図３の変化パターンが出現した場合にも履歴データであるデータ３を最新のデータであるデータ４で置換すればよいことは当業者には明らかであろう。
【００３７】
また、図１６に示すように連続的であり、かつ、異なる符号のノイズが生じた場合にも、同様に特定の変化パターンが出現したか否かを検出して履歴データを書き換えることで対応できる。すなわち、図１６において最初の３個のデータはデータ１、２、３であり、図４の変化パターンである。したがって。データ３は１つ前のデータであるデータ２で置換されてデータ３’となる。次に、データ２、３、４の３個のデータが対象となり、これは図２の変化パターンであるためデータ４はそのまま出力される。一方、図４の変化パターンに続いて図２の変化パターンが出現したため、履歴データであるデータ３を最新のデータであるデータ４で置換する。すると、次に対象となるのはデータ３、４、５であるが、履歴データ３はデータ４で置換されているためデータ４、４、５となり、図５の変化パターンとなるためデータ５は１つ前のデータであるデータ４で置換されてデータ５’となり、図１５と同様にノイズが除去される。
【００３８】
このように、第１実施形態の処理を基本としつつ、特定の変化パターンが出現した場合に履歴データを書き換える処理を行うことで、連続するノイズも除去することが可能である。演算部１６あるいはＣＰＵは、履歴データを書き換えるべき特定変化パターンを予めＲＯＭ等のメモリに記憶しておけばよい。履歴データを書き換えるべき特定変化パターンは、上記のように、
（Ａ）図４の変化パターンに続く図２の変化パターン
（Ｂ）図５の変化パターンに続く図３の変化パターン
である。図４及び図５の変化パターンは、ｄｘ１の絶対値がしきい値を超え、かつ、ｄｘ２の絶対値がしきい値以下のパターンであり、図２及び図３の変化パターンは、ｄｘ１とｄｘ２の符号が逆であり、かつ、ｄｘ１とｄｘ２の絶対値がともにしきい値を超えるパターンである。演算部１６あるいはＣＰＵは、図４の変化パターンが出現したらフラグをセットし、フラグがセットされた状態で次に図２の変化パターンが出現した場合に履歴データを書き換える処理を実行する。その後、フラグをクリアする。なお、図２の変化パターンが出現しなかった場合もフラグをクリアする。もちろん、あらゆるタイプのノイズに対応すべく、他の特定変化パターンを予め記憶しておくことも可能である。特定変化パターンに該当する場合の置換処理は、データ２、３、４を対象とするタイミングで行ってもよいが、データ３、４、５を対象とするタイミングで行ってもよい。データ２、３、４を対象とするタイミングでは、データ４についての処理のための差分演算を実行した後にデータ３をデータ４で置換し、次のデータ３、４、５の処理に備えることになる。データ３、４、５を対象とするタイミングでは、差分演算を実行する前に履歴データであるデータ３をデータ４で置換してデータ３’とし、データ３’、データ４、データ５を用いて差分演算し判定処理を行う。データ５を現在値、データ４を１つ前のデータ、データ３を２つ前のデータ、データ２を３つ前のデータ、データ１を４つ前のデータとすると、４つ前の値、３つ前の値、２つ前の値が図４の変化パターンであり、かつ、３つ前の値、２つ前の値、１つ前の値が図２の変化パターンである場合に、２つ前の値を１つ前の値に置換して第１差分値ｄｘ１及び第２ｄｘ２を演算し、現在値を処理するということができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、図１に示された構成は例示であって他の構成も可能である。例えば、図１７に示すように、サンプリング回路を含むＡ／Ｄ変換器１１の後段に遅延素子１２、１４及び演算部１６を設ける構成でもよい。Ａ／Ｄ変換器１１からのＡ／Ｄ変換値は演算部１６に供給されるとともに遅延素子１２、１４を介して供給され、Ａ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、２つ前の値が演算部１６に供給される。演算部１６はこれらの値に対して既述した処理を実行してノイズを除去し出力する。図中一点鎖線で示す遅延素子１２、１４、演算部１６はＣＰＵで構成でき、プログラムを実行することでその機能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態の構成ブロック図である。
【図２】サンプルデータの変化パターン図（その１）である。
【図３】サンプルデータの変化パターン図（その２）である。
【図４】サンプルデータの変化パターン図（その３）である。
【図５】サンプルデータの変化パターン図（その４）である。
【図６】サンプルデータの変化パターン図（その５）である。
【図７】サンプルデータの変化パターン図（その６）である。
【図８】サンプルデータの変化パターン図（その７）である。
【図９】サンプルデータの変化パターン図（その８）である。
【図１０】サンプルデータの変化パターン図（その９）である。
【図１１】実施形態の処理フローチャートである。
【図１２】サンプルデータの変化パターン図（その１０）である。
【図１３】実施形態のデータ追従性を示す説明図である。
【図１４】サンプルデータの変化パターン図（その１１）である。
【図１５】サンプルデータの変化パターン図（その１２）である。
【図１６】サンプルデータの変化パターン図（その１３）である。
【図１７】実施形態の他の構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ サンプリング回路、１２，１４ 遅延素子、１６ 演算部、１８ Ａ／Ｄ変換器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作アナログ信号をサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路からのサンプリング値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路と、
前記処理回路からの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
を有することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項２】
操作アナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器からのＡ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路と、
を有することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の装置において、
前記処理回路は、前記第１差分値の絶対値がしきい値を超え、かつ、前記第２差分値の絶対値がしきい値以下である場合に前記現在値を前記１つ前の値に置換して出力し、それ以外の場合に前記現在値を出力することでノイズを除去することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記処理回路は、前記サンプリング値あるいは前記Ａ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、２つ前の値、３つ前の値、４つ前の値に対し、前記４つ前の値、前記３つ前の値、前記２つ前の値が特定の第１変化パターンであり、かつ、前記３つ前の値、前記２つ前の値、前記１つ前の値が特定の第２変化パターンを示す場合に、前記２つ前の値を前記１つ前の値に置換して前記第１差分値及び前記第２差分値を演算することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記特定の第１変化パターンは、前記４つ前の値、前記３つ前の値、前記２つ前の値に対し、前記２つ前の値と前記３つ前の値の差分値の絶対値が前記しきい値を超え、かつ、前記３つ前の値と前記４つ前の値の差分値の絶対値が前記しきい値以下であり、前記特定の第２変化パターンは、前記３つ前の値、前記２つ前の値、前記１つ前の値に対し、前記１つ前の値と前記２つ前の値の差分値及び前記２つ前の値と前記３つ前の値の差分値の符号が逆であり、かつ、これらの差分値の絶対値が前記しきい値を超えるものであることを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項１】
操作アナログ信号をサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路からのサンプリング値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路と、
前記処理回路からの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
を有することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項２】
操作アナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器からのＡ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、及び２つ前の値に対し、
第１差分値＝現在値−１つ前の値
第２差分値＝１つ前の値−２つ前の値
を演算し、前記第１差分値及び前記第２差分値としきい値との大小関係に応じて前記現在値を出力するか前記１つ前の値に置換して出力することでノイズを除去する処理回路と、
を有することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の装置において、
前記処理回路は、前記第１差分値の絶対値がしきい値を超え、かつ、前記第２差分値の絶対値がしきい値以下である場合に前記現在値を前記１つ前の値に置換して出力し、それ以外の場合に前記現在値を出力することでノイズを除去することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記処理回路は、前記サンプリング値あるいは前記Ａ／Ｄ変換値の現在値、１つ前の値、２つ前の値、３つ前の値、４つ前の値に対し、前記４つ前の値、前記３つ前の値、前記２つ前の値が特定の第１変化パターンであり、かつ、前記３つ前の値、前記２つ前の値、前記１つ前の値が特定の第２変化パターンを示す場合に、前記２つ前の値を前記１つ前の値に置換して前記第１差分値及び前記第２差分値を演算することを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記特定の第１変化パターンは、前記４つ前の値、前記３つ前の値、前記２つ前の値に対し、前記２つ前の値と前記３つ前の値の差分値の絶対値が前記しきい値を超え、かつ、前記３つ前の値と前記４つ前の値の差分値の絶対値が前記しきい値以下であり、前記特定の第２変化パターンは、前記３つ前の値、前記２つ前の値、前記１つ前の値に対し、前記１つ前の値と前記２つ前の値の差分値及び前記２つ前の値と前記３つ前の値の差分値の符号が逆であり、かつ、これらの差分値の絶対値が前記しきい値を超えるものであることを特徴とするデジタル信号処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−４４６２９（Ｐ２００９−４４６２９Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０９６４５（Ｐ２００７−２０９６４５）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００３６７６）ティアック株式会社 (339)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００３６７６）ティアック株式会社 (339)
【Ｆターム（参考）】
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