JP2000029668A - データ丸め方法およびデータ丸め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正および負の２進数値に対して対称な丸め結
果を与え、また、丸め前のデータの正負の判断を不要に
するデータ丸め方法およびデータ丸め装置を提供する。 【解決手段】 ｎ−ｍビット（ｎ，ｍは整数で、ｎ＞
ｍ）の第１のデータの最下位ビットに続けて、丸め前デ
ータの上位ｍビットを合成し、ｎビットの第２のデータ
を生成する。そして、丸め前データと第２のデータを加
算して得たｎビットの第３のデータの下位ｍビットを切
り捨て、得られたデータを丸め結果とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル化され
た数値を丸めるためのデータ丸め方法およびデータ丸め
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル計算機などにおいて、２つの
２進数値データの乗算を行う場合、その乗算結果として
得られる２進数値データを表現するために必要なビット
数は、元のデータのビット数よりも大きくなる。例え
ば、ｎビット計算機において乗算を行う場合、通常、乗
算前の２つの２進数値データはｎビットであるが、その
乗算結果は、２ｎビットのデータとなる。

【０００３】しかしながら、その乗算結果を記憶する場
合、ビット数をｎビットに丸める必要が生じることが多
い。このようなとき、最も簡単な丸め方式は、下位ｎビ
ットを切り捨てる方法である。しかし、この方法では、
正および負の数値に対して対称な丸め結果が得られな
い。

【０００４】図９は、単純な切り捨てによる丸めを行っ
た場合の丸め結果を示す例である。具体的には、図９
は、８ビットの２進数値を丸めて、４ビットの２進数値
を得る場合の様子を図式的に示したものである。なお、
同図において、丸め前の８ビットデータの小数点位置
が、下位４ビット目と５ビット目の間にあるものとし、
データは、２の補数形式で表現されているものとする。

【０００５】図９の（ａ）から分かるように、丸め前の
データが正の数値３．７５である場合、丸め後のデータ
は３．０となり、また、同図の（ｂ）からは、丸め前の
データが負の数値−３．７５である場合、丸め後のデー
タは−４．０となることが分かる。つまり、正および負
の数値に対して対称な丸め結果が得られない。そして、
このような丸め方式を、信号処理などでよく見られる、
一連の積和演算に用いると、丸め誤差が負の方向に蓄積
されて、著しい演算精度の劣化が生じる、という不都合
がある。

【０００６】この不具合を避けるため、従来より使用さ
れている方法として、図１０に示すようなデータ丸め方
式がある。図１０は、特開昭６４−５８０２０号公報に
開示された「数値丸め処理方式」の流れを示すフローチ
ャートであり、あるデータAの下位ｋビットの丸め結果
Ｂを得る場合の丸め方式を説明するものである。

【０００７】図１０のステップＳ１において、丸め前の
データＡに２^k-1を加算し（加算結果をＡ´とする）、
ステップＳ２では、この加算後のデータＡ´の下位ｋビ
ットを切り捨てている。これは、四捨五入である。四捨
五入は、切り捨てを実施する前に、切り捨てられるビッ
ト中の最上位ビットのみが１で、他のビットが全て０で
あるデータを加算した後、切り捨てを実施するもので、
図１１の（ａ），（ｂ）は、この四捨五入による丸めを
行った場合の丸め結果を示す例である。

【０００８】図１１の（ａ）に示すように、丸め前のデ
ータが正の数値３．７５のとき、丸め後は４．０、ま
た、（ｂ）に示すように、丸め前のデータが負の数値−
３．７５のとき、丸め後は−４．０となっている。つま
り、図１１に示す方法では、正および負の数値に対して
対称な丸め結果が得られる。

【０００９】しかしながら、図１２に示すように、丸め
前のデータにおいて、切り捨てられるビット中の最上位
ビットのみが１で、その他が０である場合、上記の方法
には問題がある。図１１を参照すると、丸め前のデータ
が正の数値３．５のとき、丸め後は４．０、また、丸め
前のデータが負の数値−３．５のとき、丸め後は−３．
０となっており、正および負の数値に対して、対称な丸
め結果が得られていない。

【００１０】一方、正および負の２進数値に対して、常
に対称な丸め結果を与える方式として、例えば、特開昭
４８−２７６４８号公報に示す「丸め装置」がある。こ
の公報に示された丸め処理は、丸め前のデータが正の場
合、切り捨てを実施する前に、切り捨てられるビット中
の最上位ビットのみが１で、その他のビットが０である
データを加算した後に、切り捨てを実施する。また、こ
の処理では、丸め前のデータが負の場合、切り捨てを実
施する前に、切り捨てられるビット中の最上位ビット
と、それ以上のビットが０で、その他のビットが１であ
るデータを加算した後に、切り捨てを実施している。こ
のような丸め処理によれば、あらゆる場合において、正
および負の２進数値に対して、対称な丸め結果を与える
ことが可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の丸め方式では、正および負の数値に対して対称な丸
め結果が得られないか、あるいは、丸め前のデータが正
の場合と負の場合とで処理が異なるため、その正負の判
断が必要となる。そして、この判断を行って、対称な丸
め結果を得ようとすると、その処理が非常に複雑とな
る、という問題がある。

【００１２】また、従来の丸め方式を、例えば、適応フ
ィルタに用いた場合にも、正および負の２進数値に対し
て、対称な丸め結果が得られないため、インパルス応答
の推定精度が良くならない、という問題がある。

【００１３】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、正および負の２進数値
に対して、対称な丸め結果を与えるとともに、丸め前の
データの正負を判断する必要のないデータ丸め方法およ
びデータ丸め装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の発明は、データの下位ビットに丸め処理を施
すことによって所定ビット数の丸め結果を得るデータ丸
め方法において、ｎビットの丸め前データを保持する工
程と、ｎ−ｍビット（ｎ，ｍは整数で、ｎ＞ｍ）の第１
のデータを保持する工程と、上記第１のデータに、その
最下位ビットに続けて、上記丸め前データの上位ｍビッ
トを合成して、ｎビットの第２のデータを生成する工程
と、上記丸め前データと上記第２のデータを加算する工
程と、上記加算後のｎビットデータの下位ｍビットを切
り捨てて第３のデータを得る工程とを備え、 この第３
のデータを上記丸め結果とするデータ丸め方法を提供す
る。

【００１５】第２の発明は、上記第１の発明に記載のデ
ータ丸め方法を使用して所定データの丸め結果を算出す
るデータ丸め装置を提供する。

【００１６】また、第３の発明は、未知のシステムのイ
ンパルス応答推定データと所定の参照信号とに畳み込み
演算を行って擬似応答信号を発生する手段と、上記擬似
応答信号と上記未知のシステムからの応答信号との差分
をもとに、上記インパルス応答推定データの修正量を算
出する手段と、上記修正量と上記インパルス応答推定デ
ータを加算して新たなｎビットのインパルス応答推定デ
ータを算出する手段とを備える適応フィルタで使用する
データ丸め方法において、あらかじめ保持したｎ−ｍビ
ット（ｎ，ｍは整数で、ｎ＞ｍ）の第４のデータの最下
位ビットに続けて、上記新たなｎビットのインパルス応
答推定データの上位ｍビットを合成して、ｎビットの第
５のデータを生成する工程と、上記新たなｎビットのイ
ンパルス応答推定データと上記第５のデータを加算する
工程と、上記加算後のｎビットデータの下位ｍビットを
切り捨てて第６のデータを得る工程とを備え、この第６
のデータを次回の処理におけるインパルス応答推定デー
タとするデータ丸め方法を提供する。

【００１７】そして、第４の発明は、未知のシステムの
インパルス応答推定データと所定の参照信号とに畳み込
み演算を行って擬似応答信号を発生する手段と、上記擬
似応答信号と上記未知のシステムからの応答信号との差
分をもとに、上記インパルス応答推定データの修正量を
算出する手段と、上記修正量と上記インパルス応答推定
データを加算して新たなｎビットのインパルス応答推定
データを算出する手段とを備える適応フィルタで用いる
データ丸め方法において、あらかじめ保持したｎ−ｍビ
ット（ｎ，ｍは整数で、ｎ＞ｍ）の第７のデータの最下
位ビットに続けて、上記修正量の上位ｍビットを合成し
て、ｎビットの第８のデータを生成する工程と、上記修
正量と上記第８のデータを加算する工程と、上記加算後
のｎビットデータの下位ｍビットを切り捨てて第９のデ
ータを得る工程とを備え、この第９のデータを、上記イ
ンパルス応答推定データに加算する上記修正量とするデ
ータ丸め方法を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る実施の形態を説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係る、
データ丸め方式を実現する丸め処理回路の構成を示すブ
ロック図である。なお、本実施の形態に係る丸め処理回
路は、ｎビットのデータをｎ−ｍビットに丸める処理を
行う。

【００１９】図１に示す丸め処理回路は、丸め前のデー
タを保持するレジスタ１０１、「０」が格納されたレジ
スタ１０２、ｎビット加算器１０３、そして、丸め結果
を保持するレジスタ１０４より構成される。

【００２０】以下、本実施の形態に係る丸め処理回路の
動作について説明する。レジスタ１０１は、丸め前のｎ
ビットデータを保持する。レジスタ１０２は、ｎ−ｍビ
ットのレジスタであり、ここでは、全てのビットに
「０」が格納されている。また、ｎビット加算器１０３
は、２つのｎビットデータを加算する。その１つは、レ
ジスタ１０１に保持された、丸め前のデータである。も
う１つのｎビットデータは、レジスタ１０２の出力を、
その上位ｎ−ｍビットとし、レジスタ１０１の上位ｍビ
ットを、その下位ｍビットとする、これらｎ−ｍビット
とｍビットを合成したデータである。そして、このｎビ
ット加算器１０３が出力する加算結果は、レジスタ１０
４内に保持され、その上位ｎ−ｍビットが、丸め結果と
なる。

【００２１】図２は、本実施の形態における丸め処理を
説明するための図である。同図は、図１の丸め処理回路
のｎビット加算器１０３の入力データと出力を示してい
る。また、図２では、図１のｎビット加算器１０３の１
つ目の入力データをＡ、もう１つの入力データをＢ、加
算後の出力データをＣとしている。

【００２２】すなわち、図２の（ａ）に示すように、Ａ
は、丸め前のｎビットデータ、同図の（ｂ）に示すよう
に、加算するデータＢは、その上位ｎ−ｍビットが全て
「０」であり、下位ｍビットが、Ａの上位ｍビットと同
じ構成をとるデータである。また、ＡとＢとの加算結果
がＣ（同図の（ｃ））であり、Ｃの上位ｎ−ｍビット
が、丸め結果となっている。

【００２３】そこで、以下、上記のようなデータ丸め方
式が、正および負のデータに対して、対称な丸め結果を
与えることを説明する。

【００２４】ある正のｎビットのデータＸを考えてみ
る。また、簡単のためｎ，ｍは、ｎ＝２ｍの関係がある
とする。そして、このデータＸの下位ｍビットをＸＬ、
上位ｍビットをＸＨで表すと、 Ｘ＝２^m・ＸＨ＋ＸＬ …（１） となる。そして、このＸに対する、図１のｎビット加算
器１０３の出力をＹとすると、 Ｙ＝２^m・ＸＨ＋ＸＬ＋ＸＨ …（２） となる。

【００２５】従って、この丸め出力をＹｒとすると、Ｙ
ｒは、ＸＬ＋ＸＨ≧２^mのとき、繰り上がりが発生し
て、 Ｙｒ＝２^m・ＸＨ＋２^m＝２^m・（ＸＨ＋１） …（３） となり、ＸＬ＋ＸＨ＜２^mのときは、繰り上がりが発生
せず、 Ｙｒ＝２^m・ＸＨ …（４） となる。

【００２６】一方、Ｘの符号を反転したデータ「−Ｘ」
を、上記と同様、ＸＨ，ＸＬを用いて表すと、 −Ｘ＝−２^m・ＸＨ−ＸＬ …（５） となる。そして、−Ｘに対する、図１のｎビット加算器
１０３の出力Ｚは、ＸＬ≠０のとき、 Ｚ＝−２^m・ＸＨ−ＸＬ＋（２^m−１−ＸＨ） ＝−２^m・ＸＨ＋（２^m−ＸＬ−ＸＨ−１） …（６） となる。

【００２７】従って、この丸め出力をＺｒとすると、Ｚ
ｒは、ＸＬ＋ＸＨ≧２^mのとき、２^m−ＸＬ−ＸＨ−１＜
０であるから、繰り下がりが発生して、 Ｚｒ＝−２^m・ＸＨ−２^m＝−２^m・（ＸＨ＋１） …（７） となる。また、ＸＬ＋ＸＨ＜２^mのときは、２^m−ＸＬ−
ＸＨ−１≧０であるから、繰り下がりは発生せず、 Ｚｒ＝−２^m・ＸＨ …（８） となる。

【００２８】このように、上記の丸め方式によれば、Ｘ
Ｌ≠０の場合、正および負のデータに対して、対称な丸
め結果が与えられることが分かる。また、ＸＬ＝０の場
合は、Ｘに対するｎビット加算器１０３の出力Ｙが、Ｙ
＝２^m・ＸＨ＋ＸＨとなり、０＜ＸＨ＜２^m-1であるか
ら、繰り上がりは発生せず、丸め出力Ｙｒは、常に、Ｙ
ｒ＝２^m・ＸＨとなる。

【００２９】一方、データ−Ｘに対するｎビット加算器
１０３の出力Ｚは、Ｚ＝−２^m・ＸＨ＋（２^m−ＸＨ）と
なる。０＜ＸＨ＜２^m-1であるから、２^m-1＜２^m−ＸＨ
＜２ ^mとなり、これも繰り上がり、および繰り下がりは
発生せず、丸め出力Ｚｒは、常に、Ｚｒ＝−２^m・ＸＨ
となる。

【００３０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、０が格納されたｎ−ｍビットのレジスタと、２つの
ｎビットデータを加算する加算器とを備え、丸め前のデ
ータの上位ｍビットを下位ｍビットとするｎビットデー
タと、丸め前のｎビットデータとを加算し、その加算後
のデータの下位ｍビットを切り捨てたデータを丸め結果
とすることで、正および負の２進数値に対して、対称な
丸め結果が与えられるとともに、データの正負の判定を
することのないデータ丸め方式を得ることができる。

【００３１】実施の形態２．以下、本発明に係る実施の
形態２について説明する。なお、上記実施の形態１に係
る処理回路は、０が格納されたｎ−ｍビットのレジスタ
を用いて、加算データを生成するよう構成されている
が、ここでは、シフト演算器を用いて加算データを生成
する。

【００３２】図３は、本発明の実施の形態２に係る、デ
ータ丸め方式を実現する丸め処理回路の構成を示すブロ
ック図である。なお、図３に示す、本実施の形態に係る
丸め処理回路において、図１に示す、上記実施の形態１
に係る丸め処理回路と同一構成要素には同一符号を付
し、ここでは、それらの説明を省略する。

【００３３】すなわち、図３のレジスタ１０１、ｎビッ
ト加算器１０３、レジスタ１０４は、それらに対応す
る、図１に示す丸め処理回路の構成要素と同様の動作を
する。また、図３のｎ−ｍビットシフト演算器１０５
は、レジスタ１０１に保持されている丸め前のｎビット
データを入力して、ｎ−ｍビットの右論理シフト演算を
行い、その演算結果をｎビット加算器１０３に出力す
る。

【００３４】このシフト演算器１０５によって行うシフ
ト演算は、論理シフトであるから、右シフトによって空
きとなった上位ｎ−ｍビットは、“０詰め”される。従
って、このシフト演算によって得られるｎビットデータ
は、上記実施の形態１に係る、図２の（ｂ）に示したデ
ータＢと同一のデータとなる。

【００３５】よって、図３のｎビット加算器１０３は、
レジスタ１０１に保持された、丸め前のｎビットデータ
と、上記シフト演算によって得られたｎビットデータと
いう、２つのｎビットデータを加算する。そして、上記
実施の形態１と同様、このｎビット加算器１０３が出力
する加算結果は、レジスタ１０４内に保持され、その上
位ｎ−ｍビットが、丸め結果となる。

【００３６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、ｎ−ｍビットのシフト演算器と、２つのｎビットデ
ータを加算する加算器とを備え、丸め前のデータをシフ
トして得られたｎビットのデータと、丸め前のｎビット
データとを加算した後、その加算後のデータの下位ｍビ
ットを切り捨てたデータを丸め結果とすることで、正お
よび負の２進数値に対して、対称な丸め結果が与えら
れ、データの正負の判定が不要なデータ丸め方式を得る
ことができる。

【００３７】実施の形態３．以下、本発明に係る実施の
形態３について説明する。上記の各実施の形態では、加
算器やレジスタという具体的なハードウエアを用いてデ
ータ丸めを実現しているが、ここでは、ソフトウェアに
よって実行されるデータの丸め方式を説明する。

【００３８】図４は、本実施の形態に係るソフトウェア
を実行する、例えば、ディジタル信号処理プロセッサの
概略構成を示すブロック図である。同図に示すディジタ
ル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）４００において、メモ
リ４０３には、本処理の対象となるデータや演算結果が
一時的に格納され、ＲＯＭ４０２には、本実施の形態に
係る処理の実行手順がプログラムとして格納されてい
る。また、ＣＰＵ４０１は、上記のプログラムに従っ
て、以下に説明するデータ丸め処理を実行するととも
に、本プロセッサ全体の制御を司る中央制御部である。
なお、ここでの演算結果は、出力部４０４より、不図示
の外部装置へ出力される。

【００３９】図５は、本実施の形態に係るデータ丸め方
式の実行手順を示すフローチャートである。同図に示す
処理では、まず、丸め前のｎビットデータＡを、ｎ−ｍ
ビット、右論理シフトしたデータＢを算出する（ステッ
プＳＴ１）。次に、丸め前のデータＡと、この右論理シ
フトによって得られたデータＢとを加算する（ステップ
ＳＴ２）。そして、最後のステップＳＴ３で、この加算
結果の下位ｍビットを切り捨てる処理を行う。

【００４０】このような手順によって実現される丸め処
理は、ディジタル信号処理プロセッサなどにおいて丸め
処理を実行する場合、データの正負の判断が不要になる
ため、少ないステップ数で、正および負のデータに対し
て、対称な結果を与える丸め処理を実現できる。

【００４１】また、ディジタル信号処理プロセッサは、
１６ビット固定小数点方式のものが大半を占めているの
で、その最上位ビットを符号ビット、下位１５ビットを
振幅ビットとして扱う場合が多い。この場合、２つの１
６ビットデータの乗算結果は、その最上位ビットが符号
ビットで、下位３１ビットが振幅ビットとなり、合計３
２ビットデータの下位１６ビットを丸めることになる。
これは、丸め後のデータのビット長が、丸め前のデータ
のビット長の１／２となることを意味している。このよ
うにすることで、上述した各ステップは、全て１６ビッ
ト単位での処理となり、一般に各ステップがより簡略に
実現できる。

【００４２】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、丸め前のデータの右シフト、この右シフトによって
得られたデータと丸め前のデータとの加算、そして、加
算後のデータの下位ｍビットの切り捨てを、純粋にソフ
トウエアによって実行することで、データの正負の判断
が不要になるため、少ないステップ数で、正および負の
２進データに対して、対称な丸め結果が得られる。特
に、本プログラムをディジタル信号処理プロセッサ上で
実行した場合、各処理ステップを、より簡略に実現でき
る。

【００４３】実施の形態４．以下、本発明に係る実施の
形態４について説明する。なお、本実施の形態に係るデ
ータ丸め方式は、未知のシステムを推定する適応フィル
タにおいて用いられる。

【００４４】図６は、本実施の形態に係るデータ丸め方
式を用いる適応フィルタの構成を示すブロック図であ
る。同図に示す適応フィルタは、参照信号の過去のサン
プル値を格納するＸレジスタ２０１、インパルス応答推
定値を格納するＨレジスタ２０２、Ｘレジスタ２０１の
格納値と、Ｈレジスタ２０２の格納値との畳み込み演算
を行う畳み込み積分器２０３、未知のシステム２５０の
応答信号より畳み込み積分器２０３の出力を減算する減
算器２０４、未知のシステム２５０のインパルス応答を
推定して、Ｈレジスタ２０２に格納されたインパルス応
答推定値の修正量を算出するΔＨ生成回路２０５、この
修正量とＨレジスタ２０２に格納されたインパルス応答
推定値とを加算するＨ＋ΔＨ加算器２０６、Ｈ＋ΔＨ加
算器２０６の加算結果の丸めを行う丸め処理部２０７に
よって構成される。

【００４５】次に、本実施の形態に係る適応フィルタの
動作について説明する。本適応フィルタは、ディジタル
信号処理によって実現されるものであり、全ての信号
が、一定のサンプリング時間によってサンプリングされ
たディジタルデータである。そこで、現在のサンプリン
グ時刻をｉとすると、まず、Ｘレジスタ２０１は、未知
のシステム２５０に対して出力される参照信号の、過去
Ｎサンプル分のデータＸ（ｉ），Ｘ（ｉ−１），・・
・，Ｘ（ｉ−Ｎ＋１）を保持する。そして、Ｈレジスタ
２０２には、未知のシステム２５０のインパルス応答推
定値ｈ０（ｉ），ｈ１（ｉ），・・・，ｈＮ−１（ｉ）
が保持される。

【００４６】畳み込み積分器２０３は、上記の参照信号
Ｘ（ｉ），Ｘ（ｉ−１），・・・，Ｘ（ｉ−Ｎ＋１）
と、インパルス応答推定値ｈ０（ｉ），ｈ１（ｉ），・
・・，ｈＮ−１（ｉ）との畳み込み演算によって、擬似
応答信号ｒ（ｉ）を算出する。従って、この擬似応答信
号は、ｒ（ｉ）＝ｘ（ｉ）×ｈ０（ｉ）＋ｘ（ｉ−１）
×ｈ１（ｉ）＋・・・＋ｘ（ｉ−Ｎ＋１）×ｈＮ−１
（ｉ）となる。

【００４７】減算器２０４は、上記の擬似応答信号ｒ
（ｉ）を、未知のシステム２５０から入力される応答信
号ｓ（ｉ）より減算して、残差信号ｅ（ｉ）を求める。
すなわち、ｅ（ｉ）＝ｓ（ｉ）−ｒ（ｉ）となる。ま
た、ΔＨ生成回路２０５は、未知のシステム２５０を推
定して、上記の残差信号ｅ（ｉ）が小さくなるように、
Ｈレジスタ２０２に格納されるインパルス応答推定値の
修正量Δｈ０（ｉ），Δｈ１（ｉ），・・・，ΔｈＮ−
１（ｉ）を算出する。

【００４８】ここで、一般的な修正アルゴリズムとして
は、最小平均二乗（ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑ
ｕａｒｅ））法と呼ばれるものがある。この方法によれ
ば、上記の修正量Δｈｋ（ｉ）（ｋ＝０，１，・・・，
Ｎ−１）は、Δｈｋ（ｉ）＝α×ｅ（ｉ）×Ｘ（ｉ−
ｋ）となる。

【００４９】上記のデータの内、Δｈｋ（ｉ）を除く各
データが、ｎビットデータであったとすると、上記の修
正量Δｈｋ（ｉ）は、ｎビットデータとはならず、ｎビ
ット以上のビット数を持つデータとなる。演算の簡単化
のため、αには、２のべき乗値が用いられることが多い
が、仮に、これが１であるとすれば、Δｈｋ（ｉ）は、
２ｎビットデータとなる。

【００５０】また、Ｈ＋ΔＨ加算器２０６は、２ｎビッ
トのデータを加算する加算器であり、上記のインパルス
応答推定値ｈ０（ｉ），ｈ１（ｉ），・・・，ｈＮ−１
（ｉ）と、その修正量Δｈ０（ｉ），Δｈ１（ｉ），・
・・，ΔｈＮ−１（ｉ）とを加算して、次のサンプル時
刻ｉ＋１で使用される新たなインパルス応答推定値ｈ０
（ｉ＋１），ｈ１（ｉ＋１），・・・，ｈＮ−１（ｉ＋
１）を算出する。すなわち、ｈｋ（ｉ＋１）＝ｈｋ
（ｉ）＋Δｈｋ（ｉ）（ｋ＝０，１，・・・，Ｎ−１）
である。

【００５１】以上のデータの内、Δｈｋ（ｉ）を除く各
データが、ｎビットデータであったとすると、上記の修
正量Δｈｋ（ｉ）は、ｎビットデータとはならず、ｎビ
ット以上のビット数を持つデータとなる。上記と同様、
演算の簡単化のため、αには、２のべき乗値が用いられ
ることが多いが、仮に、これが１であれば、Δｈｋ
（ｉ）は、２ｎビットデータとなる。

【００５２】従って、Ｈ＋ΔＨ加算器２０６は、２つの
２ｎビットのデータを加算し、その加算の際、ｎビット
のデータであるインパルス応答推定値ｈｋ（ｉ）に対し
ては、適当なシフトが施される。そして、その小数点の
位置が、２ｎビットのデータであるΔｈｋ（ｉ）の小数
点の位置と同じになるよう調整される。

【００５３】このようにして算出された、新たなインパ
ルス応答推定値ｈ０（ｉ＋１），ｈ１（ｉ＋１），・・
・，ｈＮ−１（ｉ＋１）は、２ｎビットのデータとなる
ため、丸め処理部２０７によって、ｎビットのデータに
丸められた後、Ｈレジスタ２０２に格納される。なお、
この丸め処理部２０７の動作は、例えば、図１に示す、
上記実施の形態１に係る丸め処理回路の動作と同様であ
る。

【００５４】図７は、上述した丸め処理方式を備える、
本実施の形態に係る適応フィルタの特性を示す。すなわ
ち、同図は、上記のような適応フィルタが、未知のシス
テムのインパルス応答を推定する過程をグラフ化したも
のである。

【００５５】図７のグラフにおいて、その縦軸は、未知
のシステムのインパルス応答と適応フィルタのインパル
ス応答推定値の２乗誤差（未知のシステムのインパルス
応答の２乗和で規格化してある）、横軸はサンプル数
（適応フィルタの動作時間に相当する)である。また、
曲線Ａは、本実施の形態に係るデータ丸め方式を適用し
た場合のフィルタ特性であり、曲線Ｂは、切り捨てによ
るデータ丸めを適用した場合の特性、そして、曲線Ｃ
は、四捨五入によるデータ丸めを適用した場合の特性で
ある。

【００５６】図７より明らかなように、曲線Ｂで示され
る特性は、サンプル数３０００あたりから誤差が蓄積さ
れ始め、２乗誤差が増大している。また、曲線Ｃは、サ
ンプル数３００００あたりから誤差が蓄積され始め、徐
々に２乗誤差が増大している。一方、曲線Ａは、サンプ
ル数５０００から４５０００あたりまでは、曲線Ｂより
も２乗誤差がやや大きいものの、最後まで、２乗誤差の
増大は見られず、最終的には、曲線Ｂよりも２乗誤差が
小さくなっていることが分かる。よって、明らかに、こ
の丸め方式によって、正および負の２進数値に対して、
対称な丸め結果が与えられ、インパルス応答推定精度が
良くなることが分かる。

【００５７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、適応フィルタにおいて、参照信号とインパルス応答
推定値に畳み込み演算を施して得た擬似応答信号に基づ
いて、このインパルス応答推定値の修正量を算出し、上
記インパルス応答推定値に、その修正量を加算して得た
新たなインパルス応答推定値に対して、下位ビットを切
り捨てるデータ丸め方法を適用することで、正および負
の２進数値に対して対称な丸め結果が得られるととも
に、当該適応フィルタの特性として、優れたインパルス
応答推定特性を得ることができる。

【００５８】実施の形態５．以下、本発明に係る実施の
形態５について説明する。なお、上記の実施の形態４
は、Ｈ＋ΔＨ加算器の出力に対して丸めを行う適応フィ
ルタの構成を示したが、ここでは、インパルス応答推定
値の修正量に対して丸めを行う形態を示す。

【００５９】図８は、本実施の形態に係るデータ丸め方
式を用いる適応フィルタの構成を示すブロック図であ
る。なお、同図において、図６に示す、上記実施の形態
４に係る適応フィルタと同一構成要素には、同一符号を
付す。すなわち、図８のＸレジスタ２０１には、参照信
号の過去のサンプル値を格納し、Ｈレジスタ２０２に
は、インパルス応答推定値を格納する。畳み込み積分器
２０３は、Ｘレジスタ２０１の格納値と、Ｈレジスタの
格納値との畳み込み演算を行う。また、減算器２０４
は、この畳み込み積分器２０３の出力を、未知のシステ
ム２５０の応答信号より減算する。

【００６０】ΔＨ生成回路２０５は、未知のシステム２
５０のインパルス応答を推定して、Ｈレジスタ２０２に
格納されたインパルス応答推定値の修正量を算出する。
丸め処理部２０７は、この修正量の丸めを行い、Ｈ＋Δ
Ｈ加算器２０６は、丸め後の修正量とＨレジスタ２０２
に格納されたインパルス応答推定値とを加算する。

【００６１】以下、本実施の形態に係る適応フィルタの
動作を説明する。なお、図８のＸレジスタ２０１、Ｈレ
ジスタ２０２、畳み込み積分器２０３、減算器２０４、
ΔＨ生成回路２０５は、図６に示す、実施の形態４に係
る適応フィルタと同様の動作を行う。

【００６２】丸め処理部２０７は、ΔＨ生成回路２０５
が出力する推定インパルス応答の修正量Δｈ０（ｉ），
Δｈ１（ｉ），・・・，ΔｈＮ−１（ｉ）に対して、丸
め処理を行う。この丸め処理部２０７の動作は、例え
ば、図１に示す、実施の形態１に係る丸め処理回路の動
作と同じである。そこで、この丸め後のデータを、Δｈ
０（ｉ）’，Δｈ１（ｉ）’，・・・，ΔｈＮ−１
（ｉ）’とすると、これらは、Ｈレジスタ２０２に格納
されるインパルス応答推定値ｈ０（ｉ），ｈ１（ｉ），
・・・，ｈＮ−１（ｉ）のビット数と同じビット数に丸
められたデータである。

【００６３】上記のビット数をｎとすると、Ｈ＋ΔＨ加
算器２０６は、ｎビットのデータを加算する加算器であ
り、上記のインパルス応答推定値ｈ０（ｉ），ｈ１
（ｉ），・・・，ｈＮ−１（ｉ）と、丸め後の修正量Δ
ｈ０（ｉ）’，Δｈ１（ｉ）’，・・・，ΔｈＮ−１
（ｉ）’とを加算して、次のサンプル時刻ｉ＋１で使用
される新たなインパルス応答推定値ｈ０（ｉ＋１），ｈ
１（ｉ＋１），・・・，ｈＮ−１（ｉ＋１）を算出す
る。すなわち、ｈｋ（ｉ＋１）＝ｈｋ（ｉ）＋Δｈｋ
（ｉ）’（ｋ＝０，１，・・・，Ｎ−１）であり、これ
が、新たにＨレジスタ２０２に格納される。

【００６４】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、適応フィルタにおいて、参照信号とインパルス応答
推定値に畳み込み演算を施して得た擬似応答信号に基づ
いて、このインパルス応答推定値の修正量を算出し、こ
の修正量に対して、下位ビットを切り捨てるデータ丸め
方法を適用した後、上記インパルス応答推定値に、その
丸め後の修正量を加算して新たなインパルス応答推定値
を算出することで、正および負の２進数値に対して対称
な丸め結果が得られるとともに、当該適応フィルタの特
性として、優れたインパルス応答推定特性を得ることが
できる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、ｎ−ｍビットの第１のデータに、その最下位ビット
に続けて、丸め前データの上位ｍビットを合成し、この
丸め前データと合成後のデータを加算して得たｎビット
データの下位ｍビットを切り捨てて、それを丸め結果と
することで、正および負の２進数値に対して対称な丸め
結果が得られるとともに、丸め前のデータの正負を判断
する必要がない、という効果がある。

【００６６】第２の発明によれば、上記第１の発明に記
載のデータ丸め方法を適応フィルタに使用して、所定デ
ータの丸め結果を算出することで、その適応フィルタに
おける適応の精度を向上させることができる。

【００６７】また、第３の発明によれば、未知のシステ
ムからの応答信号と、この未知のシステムのインパルス
応答推定データと所定の参照信号との畳み込み演算によ
って得た擬似応答信号との差分をもとに、インパルス応
答推定データの修正量を算出し、この修正量とインパル
ス応答推定データを加算して新たなｎビットのインパル
ス応答推定データを算出する適応フィルタで使用するデ
ータ丸め方法において、あらかじめ保持したｎ−ｍビッ
ト（ｎ，ｍは整数で、ｎ＞ｍ）の第４のデータの最下位
ビットに続けて、上記の新たなｎビットのインパルス応
答推定データの上位ｍビットを合成して、ｎビットの第
５のデータを生成し、この新たなｎビットのインパルス
応答推定データと第５のデータとの加算後のｎビットデ
ータの下位ｍビットを切り捨てて得た第６のデータを、
次回の処理におけるインパルス応答推定データとするこ
とで、正および負の２進数値に対して対称な丸め結果が
得られるとともに、当該適応フィルタの特性として、優
れたインパルス応答推定特性を得ることができる。

【００６８】第４の発明によれば、未知のシステムから
の応答信号と、この未知のシステムのインパルス応答推
定データと所定の参照信号との畳み込み演算によって得
た擬似応答信号との差分をもとに、インパルス応答推定
データの修正量を算出し、この修正量とインパルス応答
推定データを加算して新たなｎビットのインパルス応答
推定データを算出する適応フィルタで使用するデータ丸
め方法において、あらかじめ保持したｎ−ｍビット
（ｎ，ｍは整数で、ｎ＞ｍ）の第７のデータの最下位ビ
ットに続けて、上記修正量の上位ｍビットを合成して得
たｎビットの第８のデータに、この修正量を加算し、加
算後のｎビットデータの下位ｍビットを切り捨てて得た
第９のデータを、上記インパルス応答推定データに加算
する修正量とすることで、正および負の２進数値に対し
て対称な丸め結果が得られ、同時に、適応フィルタの特
性として、優れたインパルス応答推定特性を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る丸め処理回路の
構成を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１に係る丸め処理を説明するため
の図である。

【図３】 本発明の実施の形態２に係る丸め処理回路の
構成を示すブロック図である。

【図４】 本発明の実施の形態３に係るソフトウェアを
実行するディジタル信号処理プロセッサの概略構成を示
すブロック図である。

【図５】 実施の形態３に係るデータ丸め方式の実行手
順を示すフローチャートである。

【図６】 本発明の実施の形態４に係るデータ丸め方式
を用いる適応フィルタの構成を示すブロック図である。

【図７】 実施の形態４に係る適応フィルタの特性を示
す図である。

【図８】 本発明の実施の形態５に係るデータ丸め方式
を用いる適応フィルタの構成を示すブロック図である。

【図９】 単純な切り捨てによる丸めを行った場合の丸
め結果を示す図である。

【図１０】 従来の丸め方式のの流れを示すフローチャ
ートである。

【図１１】 四捨五入による丸めを行った場合の丸め結
果を示す図である。

【図１２】 四捨五入による丸めを行った場合の、他の
丸め結果を示す図である。

【符号の説明】

１０１，１０２，１０４…レジスタ、１０３…ｎビット
加算器、１０５…ｎ−ｍビットシフト演算器、２０１…
Ｘレジスタ、２０２…Ｈレジスタ、２０３…畳み込み積
分器、２０４…減算器、２０５…ΔＨ生成回路、２０６
…Ｈ＋ΔＨ加算器、２０７…丸め処理部、２５０…未知
のシステム、４００…ディジタル信号処理プロセッサ
（ＤＳＰ）、４０１…ＣＰＵ、４０２…ＲＯＭ、４０３
…メモリ、４０４…出力部

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの下位ビットに丸め処理を施すこ
   とによって所定ビット数の丸め結果を得るデータ丸め方
   法において、 ｎビットの丸め前データを保持する工程と、 ｎ−ｍビット（ｎ，ｍは整数で、ｎ＞ｍ）の第１のデー
   タを保持する工程と、 前記第１のデータに、その最下位ビットに続けて、前記
   丸め前データの上位ｍビットを合成して、ｎビットの第
   ２のデータを生成する工程と、 前記丸め前データと前記第２のデータを加算する工程
   と、 前記加算後のｎビットデータの下位ｍビットを切り捨て
   て第３のデータを得る工程とを備え、 この第３のデータを前記丸め結果とすることを特徴とす
   るデータ丸め方法。
2. 【請求項２】 前記第１のデータの全ビットを０にする
   ことで、前記第２のデータの上位ｎ−ｍビットを０にす
   ることを特徴とする請求項１記載のデータ丸め方法。
3. 【請求項３】 さらに、前記丸め前データに対して、ｎ
   −ｍビットの右シフトを行うシフト演算工程を備え、こ
   のシフト演算工程より得たデータを前記第２のデータと
   することを特徴とする請求項１記載のデータ丸め方法。
4. 【請求項４】 前記ｎが偶数の場合、前記丸め結果のデ
   ータのビット数がｎ／２であることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載のデータ丸め方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のデー
   タ丸め方法を使用して所定データの丸め結果を算出する
   ことを特徴とするデータ丸め装置。
6. 【請求項６】 未知のシステムのインパルス応答推定デ
   ータと所定の参照信号とに畳み込み演算を行って擬似応
   答信号を発生する手段と、 前記擬似応答信号と前記未知のシステムからの応答信号
   との差分をもとに、前記インパルス応答推定データの修
   正量を算出する手段と、 前記修正量と前記インパルス応答推定データを加算して
   新たなｎビットのインパルス応答推定データを算出する
   手段とを備える適応フィルタで使用するデータ丸め方法
   において、 あらかじめ保持したｎ−ｍビット（ｎ，ｍは整数で、ｎ
   ＞ｍ）の第４のデータの最下位ビットに続けて、前記新
   たなｎビットのインパルス応答推定データの上位ｍビッ
   トを合成して、ｎビットの第５のデータを生成する工程
   と、 前記新たなｎビットのインパルス応答推定データと前記
   第５のデータを加算する工程と、 前記加算後のｎビットデータの下位ｍビットを切り捨て
   て第６のデータを得る工程とを備え、 この第６のデータを次回の処理におけるインパルス応答
   推定データとすることを特徴とするデータ丸め方法。
7. 【請求項７】 前記第４のデータの全ビットを０にする
   ことで、前記第５のデータの上位ｎ−ｍビットを０にす
   ることを特徴とする請求項６記載のデータ丸め方法。
8. 【請求項８】 さらに、前記新たなｎビットのインパル
   ス応答推定データに対して、ｎ−ｍビットの右シフトを
   行うシフト演算工程を備え、このシフト演算工程より得
   たデータを前記第５のデータとすることを特徴とする請
   求項６記載のデータ丸め方法。
9. 【請求項９】 前記ｎが偶数の場合、前記第６のデータ
   のビット数がｎ／２であることを特徴とする請求項６乃
   至８のいずれかに記載のデータ丸め方法。
10. 【請求項１０】 未知のシステムのインパルス応答推定
    データと所定の参照信号とに畳み込み演算を行って擬似
    応答信号を発生する手段と、 前記擬似応答信号と前記未知のシステムからの応答信号
    との差分をもとに、前記インパルス応答推定データの修
    正量を算出する手段と、 前記修正量と前記インパルス応答推定データを加算して
    新たなｎビットのインパルス応答推定データを算出する
    手段とを備える適応フィルタで用いるデータ丸め方法に
    おいて、 あらかじめ保持したｎ−ｍビット（ｎ，ｍは整数で、ｎ
    ＞ｍ）の第７のデータの最下位ビットに続けて、前記修
    正量の上位ｍビットを合成して、ｎビットの第８のデー
    タを生成する工程と、 前記修正量と前記第８のデータを加算する工程と、 前記加算後のｎビットデータの下位ｍビットを切り捨て
    て第９のデータを得る工程とを備え、 この第９のデータを、前記インパルス応答推定データに
    加算する前記修正量とすることを特徴とするデータ丸め
    方法。
11. 【請求項１１】 前記第７のデータの全ビットを０にす
    ることで、前記第８のデータの上位ｎ−ｍビットを０に
    することを特徴とする請求項１０記載のデータ丸め方
    法。
12. 【請求項１２】 さらに、前記修正量に対して、ｎ−ｍ
    ビットの右シフトを行うシフト演算工程を備え、このシ
    フト演算工程より得たデータを前記第８のデータとする
    ことを特徴とする請求項１０記載のデータ丸め方法。
13. 【請求項１３】 前記ｎが偶数の場合、前記第９のデー
    タのビット数がｎ／２であることを特徴とする請求項１
    ０乃至１２のいずれかに記載のデータ丸め方法。