JP2000048008A - Data processor using high speed fourier transform - Google Patents
Data processor using high speed fourier transformInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）を用いたデータ処理装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a data processing apparatus using a fast Fourier transform (FFT).
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば地震の計測に当たっては、地震計
測データが、各地震計測地点における地震計から地震デ
ータ解析を行なう中央のセンターへと刻々と送られ、同
センターにおいて地震計測データの解析が行なわれる。
地震計測データが、例えば毎秒略１００点程度のペース
で採取されるものとし、地震計により採取された地震計
測データについて、データ処理装置により１０秒置きに
データ処理が行なわれるとすると、１回のデータ処理で
略１，０００個ないし２，０００個のデータを処理しな
ければならないこととなる。2. Description of the Related Art For example, in measuring an earthquake, seismic measurement data is sent from a seismometer at each seismic measurement point to a central center for seismic data analysis, and the seismic data is analyzed at the center. It is.
Assuming that seismic measurement data is collected, for example, at a rate of about 100 points per second, and data processing is performed on the seismic measurement data collected by the seismometer every 10 seconds by the data processing device, one time Approximately 1,000 to 2,000 data must be processed in the data processing.
【０００３】従来より、ディジタル信号として入力され
るデータ信号の信号処理においては、フーリエ変換の演
算を高速に実行することのできる高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）の原理が実用化されており（電気学会編、１９８
７年７月２５日株式会社オーム社発行、「電気工学ポケ
ットブック」第４版、第１２４９頁ないし第１２５１
頁）、例えば地震計測データをデータ処理装置により信
号処理をして震度計算をする場合においても、また加震
機の制御において、実測された振動波形を取り込み加震
用の振動波形を作り出して加震をする場合においても、
上述の高速フーリエ変換の原理が応用されている。Conventionally, in signal processing of a data signal input as a digital signal, a fast Fourier transform (F) capable of executing a Fourier transform operation at a high speed is known.
FT) has been put to practical use (IEEJ, 198
Published by Ohm Co., Ltd. on July 25, 2007, "Electrical Engineering Pocket Book", 4th edition, pp. 1249 to 1251
Page), for example, when calculating seismic intensity by performing signal processing on seismic measurement data using a data processing device, and in controlling a shaker, take in an actually measured vibration waveform and create a vibration waveform for the shake. Even in case of tremor,
The principle of the above-described fast Fourier transform is applied.
【０００４】図３に高速フーリエ変換を用いた従来のデ
ータ処理装置の信号経路図の１例を示す。図３におい
て、高速フーリエ変換を用いた従来のデータ処理装置
は、Ｎ個のディジタルデータ信号ｘ[０］、ｘ[１］、・
・・ｘ[Ｎ−１］を受けるデータ入力部１ａと、このデ
ータ入力部１ａから送られた上記ディジタルデータ信号
を受け、上記ディジタルデータ信号の数Ｎを自然数ｍを
用いてＮ＝２m と表したときｍ段の通称バタフライ演算
とも称される良く知られた積和処理により達成される高
速フーリエ変換の演算を行なって同ディジタルデータ信
号に対する離散形のフーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、
・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号を出力データとして発生する
高速フーリエ変換演算部２ａとを有する。FIG. 3 shows an example of a signal path diagram of a conventional data processing apparatus using the fast Fourier transform. In FIG. 3, a conventional data processing device using the fast Fourier transform includes N digital data signals x [0], x [1],.
.. A data input section 1a receiving x [N-1], and receiving the digital data signal sent from the data input section 1a, and setting the number N of the digital data signals to N = 2 m using a natural number m. When expressed, a discrete Fourier transform x '[0], x' is performed on the same digital data signal by performing a fast Fourier transform operation achieved by a well-known sum-of-products process also called m-stage butterfly operation. [1],
... a fast Fourier transform operation unit 2a that generates a signal of x '[N-1] as output data.
【０００５】図３において、高速フーリエ変換演算部２
ａの出力信号としての各フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'
[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号は、次に並べ替え処
理部３ａへ送られ、この並べ替え処理部３ａにおいて各
フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］
の信号が、上記各ディジタルデータ信号の順番に整合す
るように並べ替えられる。そして、並べ替え処理部３ａ
において並べ替えられた各フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'
[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号は次いで１/Ｎ 乗算
部４ａへと送られ、この１/Ｎ乗算部４ａにおいて、各
フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］
の信号の値に１/Ｎの値が乗算され、入力側周波数スペ
クトル列Ｘ[０］、Ｘ[１］、・・・Ｘ[Ｎ−１］が算出
される。In FIG. 3, a fast Fourier transform operation unit 2
a. Fourier transforms x '[0], x' as output signals of a
The signals of [1],..., X '[N-1] are sent to the rearrangement processing unit 3a, and the Fourier transforms x' [0], x '[1] are rearranged in the rearrangement processing unit 3a. , ... x '[N-1]
Are rearranged so as to match the order of the digital data signals. Then, the rearrangement processing unit 3a
The Fourier transforms x '[0], x' rearranged in
The signals of [1],... X '[N-1] are then sent to a 1 / N multiplier 4a, where the Fourier transforms x' [0], x '[ 1], x '[N-1]
Are multiplied by the value of 1 / N to calculate input-side frequency spectrum strings X [0], X [1],... X [N−1].
【０００６】図３に示すように、１/Ｎ 乗算部４ａにお
いて算出された入力側周波数スペクトル列Ｘ[０］、Ｘ
[１］、・・・Ｘ[Ｎ−１］ は、次にフィルタ５ａへと
送られ、このフィルタ５ａにおいて入力側周波数スペク
トル列Ｘ[０］、Ｘ[１］、・・・Ｘ[Ｎ−１］ に対し
［数１］式の演算が行なわれ、各入力側周波数スペクト
ルＸ[０］、Ｘ[１］、・・・Ｘ[Ｎ−１］にフィルタ係
数Ｈ[n]が乗算される。As shown in FIG. 3, the input-side frequency spectrum sequences X [0], X [X] calculated by the 1 / N multiplication unit 4a.
.. X [N−1] are sent to the filter 5a, where the input-side frequency spectrum sequence X [0], X [1],. 1] is performed, and each input-side frequency spectrum X [0], X [1],... X [N-1] is multiplied by a filter coefficient H [n]. .
【数１】Ｙ[n]＝Ｈ[ｎ]・Ｘ[ｎ]## EQU1 ## Y [n] = H [n] .X [n]
【０００７】図３において、フィルタ５ａを通して［数
１］式に従う演算により得られた出力側周波数スペクト
ル列Ｙ[０］、Ｙ[１］、・・・Ｙ[Ｎ−１］ は、次いで
高速逆フーリエ変換演算部６ａへと送られる。高速逆フ
ーリエ変換演算部６ａは、ｍ段の通称バタフライ演算と
も称される良く知られた積和処理により達成される高速
逆フーリエ変換の演算を行ない、出力側周波数スペクト
ル列Ｙ[０］、Ｙ[１］、・・・Ｙ[Ｎ−１］についての
逆フーリエ変換後データｙ[０］、ｙ[１］、・・・ｙ
[Ｎ−１］の信号を出力データ信号として発生する。In FIG. 3, output-side frequency spectrum strings Y [0], Y [1],..., Y [N−1] obtained by the calculation according to the equation [1] through the filter 5a are then inversed at high speed. It is sent to the Fourier transform operation unit 6a. The fast inverse Fourier transform operation unit 6a performs a fast inverse Fourier transform operation which is achieved by a well-known multiply-accumulate process also called an m-stage butterfly operation, and outputs an output-side frequency spectrum sequence Y [0], Y .. Y [0], y [1],... Y after inverse Fourier transform for [1],.
The signal [N-1] is generated as an output data signal.
【０００８】図３に示すように、高速逆フーリエ変換演
算部６ａにより得られた逆フーリエ変換後データｙ
[０］、ｙ[１］、・・・ｙ[Ｎ−１］の信号は、並べ替
え処理部７ａへ送られ、並べ替え処理部７ａにおいて各
逆フーリエ変換後データｙ[０］、ｙ[１］、・・・ｙ
[Ｎ−１］の信号が各ディジタルデータ信号の順番に整
合するように並べ替えられ、さらに、並べ替え処理部７
ａにおいて並べ替えられた後のデータ信号は、上記ディ
ジタルデータに対応するフィルタ処理後最終出力データ
ｙ[０］、ｙ[１］、・・・ｙ[Ｎ−１］の信号としてデ
ータ最終出力部８ａより出力される。As shown in FIG. 3, the inverse Fourier-transformed data y obtained by the fast inverse Fourier transform operation unit 6a
The signals of [0], y [1],... Y [N-1] are sent to the rearrangement processing unit 7a, and the rearrangement processing unit 7a performs each inverse Fourier transform data y [0], y [ 1],... Y
The signals of [N-1] are rearranged so as to match the order of the digital data signals.
The data signals rearranged in a are output as final output data y [0], y [1],... y [N−1] corresponding to the digital data. 8a.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
高速フーリエ変換を用いたデータ処理装置においては、
高速フーリエ変換演算部２ａにより得た各フーリエ変換
の信号を、フィルタ５ａへと送る前に、並べ替え処理部
３ａへと送り、この並べ替え処理部３ａにおいて各フー
リエ変換の信号の順番を、データ入力部１ａに取り込ま
れた各ディジタルデータ信号の順番に整合するように並
べ替え、また、並べ替え処理部３ａにおいて並べ替えら
れた各フーリエ変換の信号を１/Ｎ 乗算部４ａへと送
り、１/Ｎ 乗算部４ａにおいて各フーリエ変換の信号の
値に１/Ｎ の値を乗算しなければならなかった。As described above, in the conventional data processing apparatus using the fast Fourier transform,
Before sending the signal of each Fourier transform obtained by the fast Fourier transform operation unit 2a to the filter 5a, the signal is sent to the rearrangement processing unit 3a, and the order of each Fourier transform signal in the rearrangement processing unit 3a is determined by the data. Rearrangement is performed so as to match the order of the digital data signals taken into the input unit 1a, and the Fourier transform signals rearranged in the rearrangement processing unit 3a are sent to a 1 / N multiplier 4a. The value of each Fourier transform signal must be multiplied by the value of 1 / N in the / N multiplier 4a.
【００１０】さらに、従来の高速フーリエ変換を用いた
データ処理装置においては、高速逆フーリエ変換演算部
６ａにより得た逆フーリエ変換後データの信号を、並べ
替え処理部７ａへと送るとともに、並べ替え処理部７ａ
において、データ入力部１ａに取り込まれた各ディジタ
ルデータ信号の順番に整合するように並べ替えなければ
ならなかった。Further, in the conventional data processing apparatus using the fast Fourier transform, the signal of the data after the inverse Fourier transform obtained by the fast inverse Fourier transform operation unit 6a is sent to the rearrangement processing unit 7a and rearranged. Processing unit 7a
Has to be rearranged so as to match the order of the digital data signals taken into the data input section 1a.
【００１１】そのため、従来の高速フーリエ変換を用い
たデータ処理装置においては、並べ替え処理部３ａおよ
び並べ替え処理部７ａが不可欠であるとともに、並べ替
え処理部３ａおよび並べ替え処理部７ａによる並べ替え
処理に要する処理時間が必要となり、また、１/Ｎ 乗算
部４ａが不可欠であるとともに、１/Ｎ 乗算部４ａによ
る１/Ｎ 乗算の演算に要する処理時間が必要となり、デ
ータ処理装置による全体のデータ処理時間が長くならざ
るを得ない。しかも、高速フーリエ変換演算および高速
逆フーリエ変換演算における積和処理には多くの処理時
間が費やされていた。Therefore, in the conventional data processing apparatus using the fast Fourier transform, the rearrangement processing section 3a and the rearrangement processing section 7a are indispensable, and the rearrangement processing section 3a and the rearrangement processing by the rearrangement processing section 7a are performed. The processing time required for the processing is required, and the 1 / N multiplication unit 4a is indispensable, and the processing time required for the 1 / N multiplication operation by the 1 / N multiplication unit 4a is required. The data processing time has to be long. Moreover, a large amount of processing time has been spent in the product-sum processing in the fast Fourier transform operation and the fast inverse Fourier transform operation.
【００１２】そこで、本発明は、演算処理の過程で、並
べ替え処理あるは並べ替え操作をしなくとも済むように
すると同時に、データ数Ｎの逆数１/Ｎを乗算する処理
を行なう１/Ｎ乗算の処理をしなくとも済むようにし、
したがって並べ替え処理部および１/Ｎ乗算処理部を設
けなくとも済むようにして、データ処理時間を短縮する
ことができるようにした、高速フーリエ変換を用いたデ
ータ処理装置を提供しようとするものである（請求項
１）。Therefore, the present invention eliminates the necessity of performing a rearrangement process or a rearrangement operation in the course of arithmetic processing, and at the same time, performs a process of multiplying the reciprocal 1 / N of the number of data N by 1 / N. So that you do n’t have to do the multiplication,
Accordingly, an object of the present invention is to provide a data processing device using fast Fourier transform, which can reduce the data processing time by eliminating the necessity of providing a rearrangement processing unit and a 1 / N multiplication processing unit. Claim 1).
【００１３】また、本発明は、演算処理の過程で、並べ
替え処理あるは並べ替え操作をしなくとも済むようにす
ると同時に、データ数Ｎの逆数１/Ｎを乗算する処理を
行なう１/Ｎ乗算の処理をしなくとも済むようにし、し
たがって並べ替え処理部および１/Ｎ乗算処理部を設け
なくとも済むようにして、データ処理時間を短縮するこ
とができるようにし、さらに高速フーリエ変換演算にお
ける最終段の積和処理および高速逆フーリエ変換演算に
おける初段の積和処理を省略することができるようにし
て、その分の処理時間もさらに短縮することができるよ
うにした、高速フーリエ変換を用いたデータ処理装置を
提供しようとするものである（請求項２）。Further, according to the present invention, it is possible to eliminate the necessity of rearranging processing or rearranging operation in the course of arithmetic processing, and at the same time, perform processing of multiplying by the reciprocal 1 / N of the number N of data. This eliminates the need for multiplication processing, and thus eliminates the need for providing a rearrangement processing unit and a 1 / N multiplication processing unit, thereby reducing the data processing time, and furthermore, the final stage in the fast Fourier transform operation. Data processing using the fast Fourier transform, which can omit the first-stage product-sum processing in the fast sum Fourier transform operation and the fast inverse Fourier transform operation, thereby further shortening the processing time. An apparatus is intended to be provided (claim 2).
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の高速フーリエ変換を用いたデータ処理装置
は、ディジタルデータ信号を受けるデータ入力部と、同
データ入力部から送られた上記ディジタルデータ信号を
受け上記ディジタルデータ信号の数Ｎを自然数ｍを用い
てＮ＝２m と表したときｍ段の積和処理により達成され
る高速フーリエ変換の演算を行なって同ディジタルデー
タ信号に対する離散形のフーリエ変換の信号を出力デー
タ信号として発生する高速フーリエ変換演算部と、同高
速フーリエ変換演算部から直接送られた上記ディジタル
データ信号の各フーリエ変換の信号に対し、上記ディジ
タルデータ信号の順番に整合するように予め並べ替えが
なされ且つ上記各フーリエ変換の信号の値に上記ディジ
タルデータ信号の数の逆数の値が予め乗算されて設定さ
れたフィルタ係数を乗算して上記各フーリエ変換の信号
に対応するフィルタ処理後フーリエ変換の信号を発生す
るフィルタと、同フィルタから送られた各フィルタ処理
後フーリエ変換の信号に対しｍ段の積和処理により達成
される高速逆フーリエ変換の演算を行なう高速逆フーリ
エ変換演算部と、同高速逆フーリエ変換演算部により逆
フーリエ変換をされた後の逆フーリエ変換後データ信号
を同高速逆フーリエ変換演算部から直接送られ同逆フー
リエ変換後データ信号を上記ディジタルデータ信号に対
応するフィルタ処理後最終出力データ信号として発生す
るデータ最終出力部とを備えている。In order to solve the above-mentioned problems, a data processing apparatus using a fast Fourier transform according to the present invention comprises a data input section for receiving a digital data signal and the data input section sent from the data input section. When a digital data signal is received and the number N of the digital data signal is expressed as N = 2 m using a natural number m, a fast Fourier transform operation achieved by a multiply-accumulate process of m stages is performed, and a discrete operation on the digital data signal is performed. A fast Fourier transform operation unit that generates a Fourier transform signal of the form as an output data signal; and an order of the digital data signal with respect to each Fourier transform signal of the digital data signal directly sent from the fast Fourier transform operation unit. Are rearranged in advance so as to match the values of the digital data signals. A filter that generates a post-filtering Fourier transform signal corresponding to each of the above-mentioned Fourier transform signals by multiplying the reciprocal of the value by a pre-set filter coefficient, and a post-filtering process sent from the same filter. A fast inverse Fourier transform operation unit for performing a fast inverse Fourier transform operation achieved by m-stage product-sum processing of the Fourier transform signal, and an inverse Fourier transform after the inverse fast Fourier transform operation unit performed by the fast inverse Fourier transform operation unit A data final output unit for directly sending the converted data signal from the high-speed inverse Fourier transform operation unit and generating the inverse Fourier transformed data signal as a filtered final output data signal corresponding to the digital data signal; .
【００１５】また、本発明の高速フーリエ変換を用いた
データ処理装置は、ディジタルデータ信号を受けるデー
タ入力部と、同データ入力部から送られた上記ディジタ
ルデータ信号を受け上記ディジタルデータ信号の数Ｎを
自然数ｍを用いてＮ＝２m と表したときｍー１段の積和
処理により達成される高速フーリエ変換の演算を行なっ
て同ディジタルデータ信号に対する離散形のフーリエ変
換の信号を出力データ信号として発生する高速フーリエ
変換演算部と、同高速フーリエ変換演算部から直接送ら
れた上記ディジタルデータ信号に対する各フーリエ変換
の信号に、仮にｍ段の積和処理により達成される高速フ
ーリエ変換の演算を行なった場合に上記ディジタルデー
タ信号の順番に整合するように予め並べ替えがなされ且
つそれぞれに上記ディジタルデータ信号の数の逆数の値
が予め乗算されて設定されたフィルタ係数をＨ'[２ｋ］
及びＨ'[２ｋ＋１］、但しｋ＝０，１，・・・Ｎ/２−
１としたとき、［数２］式すなわち、Further, the data processing apparatus using the fast Fourier transform of the present invention has a data input section for receiving a digital data signal, and receives the digital data signal sent from the data input section and receives the number N of the digital data signals. Is expressed as N = 2 m using a natural number m, a fast Fourier transform operation performed by the product-sum processing of m-1 stages is performed, and a discrete Fourier transform signal for the digital data signal is output as the output data signal. A fast Fourier transform operation unit generated as: and a Fast Fourier transform operation achieved by m-stage product-sum processing are temporarily added to each Fourier transform signal for the digital data signal directly sent from the fast Fourier transform operation unit. In this case, the digital data signals are rearranged in advance so as to match the order of the digital data signals. A filter coefficient value of the reciprocal of the number is set in advance multiplication Ijitarudeta signal H '[2k]
And H ′ [2k + 1], where k = 0, 1,... N / 2−
Assuming that 1, the expression 2
【数２】 Ｇ［２ｋ］ ＝Ｈ'[２ｋ］＋Ｈ'[２ｋ＋１］ Ｇ［２ｋ＋１］＝Ｈ'[２ｋ］−Ｈ'[２ｋ＋１］ によって表されるフィルタ係数Ｇ［２ｋ］、Ｇ［２ｋ＋
１］を乗算して上記各フーリエ変換の信号に対応するフ
ィルタ処理後フーリエ変換の信号を発生するフィルタ
と、同フィルタから送られた各フィルタ処理後フーリエ
変換の信号に対しｍー１段の積和処理により達成される
高速逆フーリエ変換の演算を行なう高速逆フーリエ変換
演算部と、同高速逆フーリエ変換演算部により逆フーリ
エ変換をされた後の逆フーリエ変換後データ信号を同高
速逆フーリエ変換演算部から直接送られ同逆フーリエ変
換後データ信号を上記ディジタルデータ信号に対応する
フィルタ処理後最終出力データ信号として発生するデー
タ最終出力部とを備えている。G [2k] = H ′ [2k] + H ′ [2k + 1] G [2k + 1] = H ′ [2k] −H ′ [2k + 1] Filter coefficients G [2k] and G [2k +
1] to generate a filtered Fourier transform signal corresponding to each of the Fourier transform signals described above, and a m-1 stage product of each filtered Fourier transform signal sent from the filter. A fast inverse Fourier transform operation unit for performing an operation of the fast inverse Fourier transform achieved by the sum processing, and the inverse fast Fourier transform of the inverse Fourier transformed data signal after the inverse fast Fourier transform operation by the fast inverse Fourier transform operation unit A data final output section which is directly sent from the operation section and generates a data signal after the inverse Fourier transform as a final output data signal after filtering corresponding to the digital data signal.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。図１は本発明の１実施の形態に
係る高速フーリエ変換を用いたデータ処理装置の信号経
路図、図２は本発明の図１とは別の実施の形態に係る高
速フーリエ変換を用いたデータ処理装置の信号経路図で
ある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a signal path diagram of a data processing device using a fast Fourier transform according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a data path diagram using a fast Fourier transform according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a signal path diagram of a processing device.
【００１７】まず図１において、本発明の高速フーリエ
変換を用いたデータ処理装置は、Ｎ個のディジタルデー
タｘ[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−１］ の信号を入力
信号として受けるデータ入力部１を有する。データ入力
部１は、入力信号として受けたＮ個のディジタルデータ
ｘ[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−１］の信号をそのま
ま高速フーリエ変換演算部２へと送る。First, in FIG. 1, a data processing apparatus using the fast Fourier transform of the present invention inputs signals of N digital data x [0], x [1],... X [N-1]. It has a data input unit 1 for receiving as a signal. The data input unit 1 sends N digital data x [0], x [1],... X [N-1] signals received as input signals to the fast Fourier transform operation unit 2 as they are.
【００１８】図１に示すように、高速フーリエ変換演算
部２は、データ入力部１から送られたディジタルデータ
ｘ[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−１］の信号の数Ｎ
を、自然数ｍを用いてＮ＝２m と表したとき、ｍ段の通
称バタフライ演算とも称される良く知られた積和処理に
より達成される高速フーリエ変換の演算を行なって、時
間軸座標系のデータ信号としてのディジタルデータｘ
[０］、ｘ[１］、・・・・ｘ[Ｎ−１］の信号に対する
周波数軸座標系のデータ信号としての離散形のフーリエ
変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号を
出力データ信号として発生する。このとき、高速フーリ
エ変換演算部２は、ｍ段の良く知られた通称周波数間引
き方式バタフライ演算と称される積和処理を行なう。As shown in FIG. 1, the fast Fourier transform operation unit 2 converts the signals of the digital data x [0], x [1],... X [N-1] sent from the data input unit 1. Number N
Is expressed as N = 2 m using a natural number m, a fast Fourier transform operation achieved by a well-known multiply-accumulate process also commonly called an m-stage butterfly operation is performed, and a time axis coordinate system is performed. Digital data x as a data signal of
[0], x [1],... X [N-1] discrete Fourier transform x '[0], x' [1], as a data signal in the frequency axis coordinate system with respect to the signal of x [N-1] Generate the signal of x '[N-1] as an output data signal. At this time, the fast Fourier transform operation unit 2 performs a sum-of-products process called m-stage well-known butterfly operation with frequency thinning method.
【００１９】図１において、上記周波数間引き方式バタ
フライ演算が行なわれる際には、例えば２個の実数デー
タｘp 、ｘq について周波数間引き方式バタフライ演算
をして得た２個のデータをｘ'p、ｘ'qとするとき、［数
３］式に従って演算が行なわれる。In FIG. 1, when the above-described frequency-thinning type butterfly operation is performed, for example, two data obtained by performing the frequency-thinning type butterfly operation on two real data x p and x q are x ′ p , X ′ q , the operation is performed according to [Equation 3].
【数３】ｘ'p ＝ｘp ＋ｘq ｘ'q ＝ｗn（ｘp −ｘq） ｗn ＝ｅｘｐ（ｊ２πｎ/Ｎ） ｎ＝１、２、・・・（Ｎ−１） ｊ：虚数単位[Number 3] x 'p = x p + x q x' q = w n (x p -x q) w n = exp (j2πn / N) n = 1,2, ··· (N-1) j: Imaginary unit
【００２０】図１に示すように、高速フーリエ変換演算
部２の出力信号としての各フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'
[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号は、フィルタ５へ直
接送られる。フィルタ５は、高速フーリエ変換演算部２
から直接送られた各フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、
・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号にフィルタ係数Ｈ'［ｎ］ を
乗算して各フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・
ｘ'[Ｎ−１］の信号に対応するフィルタ処理後フーリエ
変換の信号を発生する。フィルタ係数Ｈ'［ｎ］の値
は、図３のフィルタ係数Ｈ［ｎ］の値にディジタルデー
タｘ[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−１］の信号の数Ｎ
の逆数１/Ｎの値が乗算された後の値に予め設定され、
且つ、各フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'
[Ｎ−１］の信号の順番に整合するように予め並べ替え
られている。As shown in FIG. 1, each Fourier transform x '[0], x' as an output signal of the fast Fourier transform operation unit 2
The signals of [1],... X ′ [N−1] are sent directly to the filter 5. The filter 5 is a fast Fourier transform operation unit 2
Each of the Fourier transforms x '[0], x' [1] sent directly from
.., X ′ [N−1] is multiplied by a filter coefficient H ′ [n], and each Fourier transform x ′ [0], x ′ [1],.
A filtered Fourier transform signal corresponding to the signal x '[N-1] is generated. The value of the filter coefficient H ′ [n] is obtained by adding the number N of signals of digital data x [0], x [1],... X [N−1] to the value of the filter coefficient H [n] in FIG.
Is set in advance to a value after multiplication by the value of the reciprocal 1 / N of
And each of the Fourier transforms x '[0], x' [1],... X '
The signals are rearranged in advance so as to match the order of the signal [N-1].
【００２１】図１において、フィルタ５によりフィルタ
処理をされた後の各フィルタ処理後フーリエ変換ｙ'
[０］、ｙ'[１］、・・・ｙ'[Ｎ−１］の信号は、高速
逆フーリエ変換演算部６へと送られる。高速逆フーリエ
変換演算部６は、ｍ段のバタフライ演算とも称される良
く知られた積和処理により達成される高速逆フーリエ変
換の演算を行なって、周波数軸座標系のデータ信号とし
ての離散形のフーリエ変換ｙ'[０］、ｙ'[１］、・・・
ｙ'[Ｎ−１］の信号を時間軸座標系の離散形のデータ信
号である逆フーリエ変換後データｙ[０］、ｙ[１］、・
・・ｙ[Ｎ−１］の信号に変換する。このとき、高速逆
フーリエ変換演算部６は、ｍ段の良く知られた通称時間
間引き方式バタフライ演算と称される積和処理を行な
う。In FIG. 1, each of the filtered Fourier transforms y ′ after the filtering by the filter 5 is performed.
The signals of [0], y ′ [1],... Y ′ [N−1] are sent to the fast inverse Fourier transform operation unit 6. The fast inverse Fourier transform operation unit 6 performs a fast inverse Fourier transform operation, which is achieved by a well-known product-sum process also called an m-stage butterfly operation, to obtain a discrete form as a data signal in a frequency axis coordinate system. Fourier transforms y '[0], y' [1], ...
The signal of y '[N-1] is subjected to inverse Fourier transform data y [0], y [1], which is a discrete data signal of a time axis coordinate system.
Convert to y [N-1] signal. At this time, the high-speed inverse Fourier transform operation unit 6 performs a product-sum process called a well-known time thinning-out butterfly operation of m stages.
【００２２】図１において、上記時間間引き方式バタフ
ライ演算が行なわれる際には、例えば２個の実数データ
ｘp 、ｘq について時間間引き方式バタフライ演算をし
て得た２個のデータをｘ'p、ｘ'qとするとき、［数４］
式に従って演算が行なわれる。In FIG. 1, when the above-described time-thinning type butterfly operation is performed, for example, two data obtained by performing the time-thinning type butterfly operation on two real number data x p and x q are x ′ p , X ′ q , [Equation 4]
The operation is performed according to the equation.
【数４】ｘ'p ＝ｘp ＋ｗ-nｘq ｘ'q ＝ｘp −ｗ-nｘq ｗn ＝ｅｘｐ（ｊ２πｎ/Ｎ） ｎ＝１、２、・・・（Ｎ−１） ｊ：虚数単位X ' p = x p + w -n x q x' q = x p -w -n x q w n = exp (j2πn / N) n = 1,2, ... (N-1) j: Imaginary unit
【００２３】図１に示すように、高速逆フーリエ変換演
算部６により得られた逆フーリエ変換後データｙ
[０］、ｙ[１］、・・・ｙ[Ｎ−１］ の信号は、並べ替
え処理を要することなく、データ最終出力部８へと送ら
れ、データ最終出力部８からフィルタ処理後最終出力デ
ータ信号として出力される。As shown in FIG. 1, the data y after inverse Fourier transform obtained by the fast inverse Fourier transform operation unit 6
The signals of [0], y [1],... Y [N-1] are sent to the final data output unit 8 without the need for rearrangement processing, and are output from the final data output unit 8 after filtering. Output as an output data signal.
【００２４】図１の高速フーリエ変換を用いたデータ処
理装置によれば、演算処理の過程で、並べ替え処理ある
は並べ替え操作をしなくとも済むと同時に、１/Ｎ乗算
の処理をしなくとも済み、並べ替え処理部および１/Ｎ
乗算処理部を設けなくとも済み、並べ替え処理および１
/Ｎ乗算処理をしなくとも済む分、データ処理時間を短
縮することができる。According to the data processing apparatus using the fast Fourier transform shown in FIG. 1, it is not necessary to perform the rearrangement process or the rearrangement operation in the course of the arithmetic processing, and at the same time, the 1 / N multiplication process is not performed. And the sorting unit and 1 / N
There is no need to provide a multiplication unit, and the rearrangement process and 1
The data processing time can be shortened by eliminating the need for the / N multiplication processing.
【００２５】次に図２において、図１とは異なった本発
明の高速フーリエ変換を用いたデータ処理装置は、Ｎ個
のディジタルデータｘ[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−
１］の信号を入力信号として受けるデータ入力部１１を
有する。データ入力部１１は、ディジタルデータｘ
[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−１］の信号をそのまま
高速フーリエ変換演算部１２へと送る。Next, in FIG. 2, a data processing apparatus using the fast Fourier transform of the present invention, which is different from FIG. 1, uses N pieces of digital data x [0], x [1],. −
1] as an input signal. The data input unit 11 receives the digital data x
The signals of [0], x [1],... X [N-1] are sent to the fast Fourier transform operation unit 12 as they are.
【００２６】図２に示すように、高速フーリエ変換演算
部１２は、データ入力部１１から送られたディジタルデ
ータｘ[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−１］ の信号の数
Ｎを自然数ｍを用いてＮ＝２m と表したときｍー１段の
通称バタフライ演算とも称される良く知られた積和処理
により達成される高速フーリエ変換の演算を行なって、
時間軸座標系のデータ信号であるディジタルデータｘ
[０］、ｘ[１］、・・・ｘ[Ｎ−１］の信号に対する周
波数軸座標系のデータ信号である離散形のフーリエ変換
ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号を出力
データ信号として発生する。このとき、高速フーリエ変
換演算部１２は、第１段から第（ｍ−１）段までの合計
ｍー１段の良く知られた通称周波数間引き方式バタフラ
イ演算と称される積和処理を行なう。As shown in FIG. 2, the fast Fourier transform operation unit 12 converts the signals of the digital data x [0], x [1],... X [N-1] sent from the data input unit 11. When the number N is expressed as N = 2 m using a natural number m, an operation of a fast Fourier transform which is achieved by a well-known multiply-accumulate process also called a m-1 stage commonly known butterfly operation is performed.
Digital data x which is a data signal of the time axis coordinate system
[0], x [1],..., X [N−1], and discrete Fourier transforms x ′ [0], x ′ [1],. The signal of x '[N-1] is generated as an output data signal. At this time, the fast Fourier transform operation unit 12 performs a sum-of-products process called a well-known frequency thinning-out butterfly operation of a total of m-1 stages from the first stage to the (m-1) th stage.
【００２７】図２において、上記周波数間引き方式バタ
フライ演算が行なわれる際には、例えば２個の実数デー
タｘp 、ｘq について周波数間引き方式バタフライ演算
をして得た２個のデータをｘ'p、ｘ'qとするとき、［数
３］式に従って演算が行なわれる。In FIG. 2, when the above-mentioned frequency-thinning butterfly operation is performed, for example, two data obtained by performing the frequency-thinning butterfly operation on two real number data x p and x q are x ′ p , X ′ q , the operation is performed according to [Equation 3].
【数３】ｘ'p ＝ｘp ＋ｘq ｘ'q ＝ｗn（ｘp −ｘq） ｗn ＝ｅｘｐ（ｊ２πｎ/Ｎ） ｎ＝１、２、・・・（Ｎ−１） ｊ：虚数単位[Number 3] x 'p = x p + x q x' q = w n (x p -x q) w n = exp (j2πn / N) n = 1,2, ··· (N-1) j: Imaginary unit
【００２８】図２に示すように、高速フーリエ変換演算
部１２の出力信号としての各フーリエ変換ｘ'[０］、
ｘ'[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号は、次にフィルタ
１５へ直接送られる。As shown in FIG. 2, each Fourier transform x '[0] as an output signal of the fast Fourier transform operation unit 12
The signals x ′ [1],... x ′ [N−1] are then sent directly to the filter 15.
【００２９】図２において、フィルタ１５は、高速フー
リエ変換演算部１２から直接送られた各フーリエ変換
ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号に［数
２］式によって与えられるフィルタ係数Ｇ［ｎ］ を乗
算し、各フーリエ変換ｘ'[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'
[Ｎ−１］の信号に対応するフィルタ処理後フーリエ変
換ｙ'[０］、ｙ'[１］、・・・ｙ'[Ｎ−１］の信号を発
生する。In FIG. 2, the filter 15 converts the signals of the Fourier transforms x ′ [0], x ′ [1],... X ′ [N−1] directly sent from the fast Fourier transform operation unit 12. Multiplying by the filter coefficient G [n] given by the [Equation 2], the respective Fourier transforms x ′ [0], x ′ [1],.
A signal of the filtered Fourier transform y '[0], y' [1],... Y '[N-1] corresponding to the signal of [N-1] is generated.
【数２】 Ｇ［２ｋ］ ＝Ｈ'[２ｋ］＋Ｈ'[２ｋ＋１］ Ｇ［２ｋ＋１］＝Ｈ'[２ｋ］−Ｈ'[２ｋ＋１］ ｋ＝０、１、・・・（Ｎ/２−１） ただし、フィルタ係数Ｈ'［ｋ］は、図３のフィルタ係
数Ｈ［ｎ］の値にディジタルデータｘ[０］、ｘ[１］、
・・・ｘ[Ｎ−１］ の信号の数Ｎの逆数１/Ｎの値が予
め乗算された値に設定され、且つ、各フーリエ変換ｘ'
[０］、ｘ'[１］、・・・ｘ'[Ｎ−１］の信号の順番に
整合するように予め並べ替えられているフィルタ係数で
ある。G [2k] = H '[2k] + H' [2k + 1] G [2k + 1] = H '[2k] -H' [2k + 1] k = 0, 1,... (N / 2-1 Note that the filter coefficient H ′ [k] is obtained by adding digital data x [0], x [1],
... the value of the reciprocal 1 / N of the number N of signals of x [N-1] is set to a value multiplied in advance, and each Fourier transform x '
The filter coefficients are rearranged in advance so as to match the order of the signals [0], x '[1], ..., x' [N-1].
【００３０】図２に示すように、フィルタ１５から送ら
れた各フィルタ処理後フーリエ変換ｙ'[０］、ｙ'
[１］、・・・ｙ'[Ｎ−１］の信号は、高速逆フーリエ
変換演算部１６へと送られる。その際のフィルタ処理後
フーリエ変換ｙ'[０］、ｙ'[１］、・・・ｙ'[Ｎ−１］
の信号の値は、［数５］式によって与えられる。As shown in FIG. 2, each of the filtered Fourier transforms y '[0] and y' sent from the filter 15 are transmitted.
The signals of [1],... Y ′ [N−1] are sent to the fast inverse Fourier transform operation unit 16. The filtered Fourier transform y '[0], y' [1], ... y '[N-1]
Is given by the following [Equation 5].
【数５】ｙ'[２ｋ ]＝Ｇ[２ｋ ]・ｘ'[２ｋ]＋Ｇ
[２ｋ＋１]・ｘ'[２ｋ＋１] ｙ'[２ｋ＋１]＝Ｇ[２ｋ＋１]・ｘ'[２ｋ]＋Ｇ[２
ｋ]・ｘ'[２ｋ＋１]Y ′ [2k] = G [2k] · x ′ [2k] + G
[2k + 1] .x '[2k + 1] y' [2k + 1] = G [2k + 1] .x '[2k] + G [2
k] x '[2k + 1]
【００３１】図２において、高速逆フーリエ変換演算部
１６は、各フィルタ処理後フーリエ変換ｙ'[０］、ｙ'
[１］、・・・ｙ'[Ｎ−１］の信号に対し、ｍー１段の
積和処理により達成される高速逆フーリエ変換の演算を
行なって、逆フーリエ変換後データｙ[０］、ｙ[１］、
・・・ｙ[Ｎ−１］ の信号を発生する。このとき、高速
フーリエ変換演算部１２は、各フィルタ処理後フーリエ
変換ｙ'[０］、ｙ'[１］、・・・ｙ'[Ｎ−１］の信号の
値が高速逆フーリエ変換における良く知られた通称時間
間引き方式バタフライ演算と称される積和処理演算の第
１段目の結果と同値であるので、第２段から第ｍ段まで
の合計（ｍー１）段の時間間引き方式バタフライ演算に
よる積和処理を行なう。In FIG. 2, the fast inverse Fourier transform operation unit 16 performs a Fourier transform y ′ [0], y ′ after each filter processing.
[1],..., Y ′ [N−1] are subjected to a fast inverse Fourier transform operation achieved by m−1 stages of product-sum processing, and inverse Fourier transformed data y [0]. , Y [1],
.. Generates a signal of y [N-1]. At this time, the fast Fourier transform operation unit 12 determines that the value of the signal of each filtered Fourier transform y ′ [0], y ′ [1],. Since the value of the first stage of the multiply-accumulate operation, which is commonly known as a butterfly operation, is the same as the result of the first stage, a time decimating system of a total of (m-1) stages from the second stage to the m-th stage The product-sum processing by butterfly operation is performed.
【００３２】図２において、上記時間間引き方式バタフ
ライ演算が行なわれる際には、例えば２個の実数データ
ｘp 、ｘq について時間間引き方式バタフライ演算をし
て得た２個のデータをｘ'p、ｘ'qとするとき、［数４］
式に従って演算が行なわれる。In FIG. 2, when the above-described time-thinning type butterfly operation is performed, for example, two data obtained by performing the time-thinning type butterfly operation on two real number data x p and x q are x ′ p , X ′ q , [Equation 4]
The operation is performed according to the equation.
【数４】ｘ'p ＝ｘp ＋ｗ-nｘq ｘ'q ＝ｘp −ｗ-nｘq ｗn ＝ｅｘｐ（ｊ２πｎ/Ｎ） ｎ＝１、２、・・・（Ｎ−１） ｊ：虚数単位X ' p = x p + w -n x q x' q = x p -w -n x q w n = exp (j2πn / N) n = 1,2, ... (N-1) j: Imaginary unit
【００３３】図２に示すように、高速逆フーリエ変換演
算部１６が発生した逆フーリエ変換後データｙ[０］、
ｙ[１］、・・・ｙ[Ｎ−１］ の信号は、並べ替え処理
を要することなく、データ最終出力部１８へと送られ、
データ最終出力部１８からフィルタ処理後最終出力デー
タ信号として出力される。As shown in FIG. 2, the inverse Fourier transformed data y [0] generated by the fast inverse Fourier transform operation unit 16
The signals y [1],... y [N-1] are sent to the final data output unit 18 without the need for rearrangement processing.
The data is output from the data final output unit 18 as a final output data signal after the filtering process.
【００３４】図２の高速フーリエ変換を用いたデータ処
理装置によれば、演算処理の過程で、並べ替え処理ある
は並べ替え操作をしなくとも済むと同時に、１/Ｎ乗算
の処理をしなくとも済み、並べ替え処理部および１/Ｎ
乗算処理部を設けなくとも済み、並べ替え処理および１
/Ｎ乗算処理をしなくとも済む分、データ処理時間を短
縮することができ、さらに高速フーリエ変換演算におけ
る最終段の積和処理および高速逆フーリエ変換演算にお
ける初段の積和処理を省略することができ、その分の処
理時間もさらに短縮することができる。According to the data processing apparatus using the fast Fourier transform shown in FIG. 2, it is not necessary to perform the rearrangement process or the rearrangement operation in the course of the arithmetic processing, and at the same time, the 1 / N multiplication process is not performed. And the sorting unit and 1 / N
There is no need to provide a multiplication unit, and the rearrangement process and 1
The data processing time can be shortened by eliminating the need for the / N multiplication processing, and the final stage product-sum processing in the fast Fourier transform operation and the first stage product-sum processing in the fast inverse Fourier transform operation can be omitted. The processing time can be further reduced.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明の高速フーリエ変換を用いたデー
タ処理装置によれば、以下のような効果が得られる。 （１）ディジタルデータ信号を受けるデータ入力部と、
同データ入力部から送られた上記ディジタルデータ信号
を受け上記ディジタルデータ信号の数Ｎを自然数ｍを用
いてＮ＝２m と表したときｍ段の積和処理により達成さ
れる高速フーリエ変換の演算を行なって同ディジタルデ
ータ信号に対する離散形のフーリエ変換の信号を出力デ
ータ信号として発生する高速フーリエ変換演算部と、同
高速フーリエ変換演算部から直接送られた上記ディジタ
ルデータ信号の各フーリエ変換の信号に対し、上記ディ
ジタルデータ信号の順番に整合するように予め並べ替え
がなされ且つ上記各フーリエ変換の信号の値に上記ディ
ジタルデータ信号の数の逆数の値が予め乗算されて設定
されたフィルタ係数を乗算して上記各フーリエ変換の信
号に対応するフィルタ処理後フーリエ変換の信号を発生
するフィルタと、同フィルタから送られた各フィルタ処
理後フーリエ変換の信号に対しｍ段の積和処理により達
成される高速逆フーリエ変換の演算を行なう高速逆フー
リエ変換演算部と、同高速逆フーリエ変換演算部により
逆フーリエ変換をされた後の逆フーリエ変換後データ信
号を同高速逆フーリエ変換演算部から直接送られ同逆フ
ーリエ変換後データ信号を上記ディジタルデータ信号に
対応するフィルタ処理後最終出力データ信号として発生
するデータ最終出力部とを備えているので、演算処理の
過程で、並べ替え処理あるは並べ替え操作をしなくとも
済むと同時に、１/Ｎ 乗算の処理をしなくとも済み、並
べ替え処理部および１/Ｎ 乗算処理部を設けなくとも済
み、並べ替え処理および１/Ｎ 乗算処理をしなくとも済
む分、データ処理時間を短縮することができる（請求項
１）。 （２）ディジタルデータ信号を受けるデータ入力部と、
同データ入力部から送られた上記ディジタルデータ信号
を受け上記ディジタルデータ信号の数Ｎを自然数ｍを用
いてＮ＝２m と表したときｍー１段の積和処理により達
成される高速フーリエ変換の演算を行なって同ディジタ
ルデータ信号に対する離散形のフーリエ変換の信号を出
力データ信号として発生する高速フーリエ変換演算部
と、同高速フーリエ変換演算部から直接送られた上記デ
ィジタルデータ信号に対する各フーリエ変換の信号に、
仮にｍ段の積和処理により達成される高速フーリエ変換
の演算を行なった場合に上記ディジタルデータ信号の順
番に整合するように予め並べ替えがなされ且つそれぞれ
に上記ディジタルデータ信号の数の逆数の値が予め乗算
されて設定されたフィルタ係数をＨ'[２ｋ］及びＨ'[２
ｋ＋１］、但しｋ＝０，１，・・・Ｎ/２−１ としたと
き、［数２］式すなわち、According to the data processing apparatus using the fast Fourier transform of the present invention, the following effects can be obtained. (1) a data input unit for receiving a digital data signal;
Fast Fourier transform operation achieved by m-stage product-sum processing when the number N of the digital data signals is expressed as N = 2 m using a natural number m, upon receiving the digital data signal sent from the data input unit. To generate a discrete Fourier transform signal for the digital data signal as an output data signal, and a signal of each Fourier transform of the digital data signal directly sent from the high-speed Fourier transform operation unit On the other hand, a filter coefficient which is pre-arranged so as to match the order of the digital data signals and is multiplied in advance by the reciprocal of the number of the digital data signals by the value of the signal of each Fourier transform is set to A filter for multiplying to generate a filtered Fourier transform signal corresponding to each of the Fourier transform signals, A fast inverse Fourier transform operation unit for performing a fast inverse Fourier transform operation achieved by m-stage product-sum processing on each filtered Fourier transform signal sent from the filter, and an inverse fast Fourier transform operation unit The inverse Fourier transformed data signal after the Fourier transform is sent directly from the high-speed inverse Fourier transform operation unit, and the inverse Fourier transformed data signal is generated as a filtered final output data signal corresponding to the digital data signal. Since it has a data final output unit, it is not necessary to perform a rearrangement process or a rearrangement operation in the course of arithmetic processing, and at the same time, it is not necessary to perform a 1 / N multiplication process. It is not necessary to provide a 1 / N multiplication processing unit, and the data processing time can be reduced by eliminating the necessity of rearranging processing and 1 / N multiplication processing. (Claim 1). (2) a data input unit for receiving a digital data signal;
A fast Fourier transform achieved by m-1 stages of product-sum processing when the digital data signal sent from the data input section is received and the number N of the digital data signals is expressed as N = 2 m using a natural number m. And a fast Fourier transform operation unit for generating a discrete Fourier transform signal for the digital data signal as an output data signal, and each Fourier transform for the digital data signal directly sent from the fast Fourier transform operation unit To the signal
If a fast Fourier transform operation performed by m-stage product-sum processing is performed, the digital data signals are rearranged in advance so as to match the order of the digital data signals, and each is the reciprocal of the number of the digital data signals. Are multiplied in advance and the set filter coefficients are H ′ [2k] and H ′ [2
k + 1], where k = 0, 1,..., N / 2-1.
【数２】 Ｇ［２ｋ］ ＝Ｈ'[２ｋ］＋Ｈ'[２ｋ＋１］ Ｇ［２ｋ＋１］＝Ｈ'[２ｋ］−Ｈ'[２ｋ＋１］ によって表されるフィルタ係数Ｇ［２ｋ］、Ｇ［２ｋ＋
１］を乗算して上記各フーリエ変換の信号に対応するフ
ィルタ処理後フーリエ変換の信号を発生するフィルタ
と、同フィルタから送られた各フィルタ処理後フーリエ
変換の信号に対しｍー１段の積和処理により達成される
高速逆フーリエ変換の演算を行なう高速逆フーリエ変換
演算部と、同高速逆フーリエ変換演算部により逆フーリ
エ変換をされた後の逆フーリエ変換後データ信号を同高
速逆フーリエ変換演算部から直接送られ同逆フーリエ変
換後データ信号を上記ディジタルデータ信号に対応する
フィルタ処理後最終出力データ信号として発生するデー
タ最終出力部とを備えているので、演算処理の過程で、
並べ替え処理あるは並べ替え操作をしなくとも済むと同
時に、１/Ｎ 乗算の処理をしなくとも済み、並べ替え処
理部および１/Ｎ 乗算処理部を設けなくとも済み、並べ
替え処理および１/Ｎ 乗算処理をしなくとも済む分、デ
ータ処理時間を短縮することができ、さらに高速フーリ
エ変換演算における最終段の積和処理および高速逆フー
リエ変換演算における初段の積和処理を省略することが
でき、その分の処理時間もさらに短縮することができる
（請求項２）。G [2k] = H ′ [2k] + H ′ [2k + 1] G [2k + 1] = H ′ [2k] −H ′ [2k + 1] Filter coefficients G [2k] and G [2k +
1] to generate a filtered Fourier transform signal corresponding to each of the Fourier transform signals described above, and a m-1 stage product of each filtered Fourier transform signal sent from the filter. A fast inverse Fourier transform operation unit for performing an operation of the fast inverse Fourier transform achieved by the sum processing, and the inverse fast Fourier transform of the inverse Fourier transformed data signal after the inverse fast Fourier transform operation by the fast inverse Fourier transform operation unit A data final output unit that is directly sent from the arithmetic unit and generates the same inverse Fourier-transformed data signal as a filtered final output data signal corresponding to the digital data signal.
At the same time, it is not necessary to perform a rearrangement process or a rearrangement operation, and it is not necessary to perform a 1 / N multiplication process, and it is not necessary to provide a rearrangement processing unit and a 1 / N multiplication processing unit. / N The data processing time can be reduced by eliminating the need for multiplication processing, and the final stage sum-of-products processing in the fast Fourier transform operation and the first stage sum-of-products processing in the fast inverse Fourier transform operation can be omitted. The processing time can be further shortened (claim 2).
【図１】本発明の１実施の形態に係る高速フーリエ変換
を用いたデータ処理装置の信号経路図である。FIG. 1 is a signal path diagram of a data processing device using fast Fourier transform according to one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の図１とは別の実施の形態に係る高速フ
ーリエ変換を用いたデータ処理装置の信号経路図であ
る。FIG. 2 is a signal path diagram of a data processing device using a fast Fourier transform according to another embodiment of the present invention from FIG. 1;
【図３】従来の高速フーリエ変換を用いたデータ処理装
置の信号経路図である。FIG. 3 is a signal path diagram of a data processing device using a conventional fast Fourier transform.
１ａ，１，１１ データ入力部 ２ａ，２，１２ 高速フーリエ変換演算部 ３ａ 並べ替え処理部 ４ａ １/Ｎ 乗算部 ５ａ，５，１５ フィルタ ６ａ，６，１６ 高速逆フーリエ変換演算部 ７ａ 並べ替え処理部 ８ａ，８，１８ データ最終出力部 1a, 1,11 Data input unit 2a, 2,12 Fast Fourier transform operation unit 3a Rearrangement processing unit 4a 1 / N multiplication unit 5a, 5,15 Filter 6a, 6,16 Fast inverse Fourier transform operation unit 7a Rearrangement process Section 8a, 8,18 Data final output section
Claims (2)
力部と、同データ入力部から送られた上記ディジタルデ
ータ信号を受け上記ディジタルデータ信号の数Ｎを自然
数ｍを用いてＮ＝２m と表したときｍ段の積和処理によ
り達成される高速フーリエ変換の演算を行なって同ディ
ジタルデータ信号に対する離散形のフーリエ変換の信号
を出力データ信号として発生する高速フーリエ変換演算
部と、同高速フーリエ変換演算部から直接送られた上記
ディジタルデータ信号の各フーリエ変換の信号に対し、
上記ディジタルデータ信号の順番に整合するように予め
並べ替えがなされ且つ上記各フーリエ変換の信号の値に
上記ディジタルデータ信号の数の逆数の値が予め乗算さ
れて設定されたフィルタ係数を乗算して上記各フーリエ
変換の信号に対応するフィルタ処理後フーリエ変換の信
号を発生するフィルタと、同フィルタから送られた各フ
ィルタ処理後フーリエ変換の信号に対しｍ段の積和処理
により達成される高速逆フーリエ変換の演算を行なう高
速逆フーリエ変換演算部と、同高速逆フーリエ変換演算
部により逆フーリエ変換をされた後の逆フーリエ変換後
データ信号を同高速逆フーリエ変換演算部から直接送ら
れ同逆フーリエ変換後データ信号を上記ディジタルデー
タ信号に対応するフィルタ処理後最終出力データ信号と
して発生するデータ最終出力部とを備えていることを特
徴とする、高速フーリエ変換を用いたデータ処理装置。1. A data input section for receiving a digital data signal, and the number N of the digital data signals received from the data input section is expressed as N = 2 m using a natural number m. a fast Fourier transform operation unit for performing a fast Fourier transform operation achieved by m-stage product-sum processing to generate a discrete Fourier transform signal for the digital data signal as an output data signal; and a fast Fourier transform operation unit For each Fourier transform signal of the digital data signal sent directly from
The digital data signals are sorted in advance so as to match the order of the digital data signals, and the value of each Fourier transform signal is multiplied by a reciprocal of the number of the digital data signals in advance, and then multiplied by a set filter coefficient. A filter for generating a filtered Fourier transform signal corresponding to each of the Fourier transform signals described above, and a high-speed inverse achieved by m-stage product-sum processing on each filtered Fourier transform signal sent from the filter. A high-speed inverse Fourier transform operation unit for performing a Fourier transform operation, and a data signal after inverse Fourier transform after the inverse Fourier transform performed by the high-speed inverse Fourier transform operation unit is directly sent from the high-speed inverse Fourier transform operation unit to perform the inverse operation. The data generated as the final output data signal after the filter processing corresponding to the digital data signal is converted from the Fourier-transformed data signal. Characterized in that it comprises a final output unit, the data processing apparatus using a fast Fourier transform.
力部と、同データ入力部から送られた上記ディジタルデ
ータ信号を受け上記ディジタルデータ信号の数Ｎを自然
数ｍを用いてＮ＝２m と表したときｍー１段の積和処理
により達成される高速フーリエ変換の演算を行なって同
ディジタルデータ信号に対する離散形のフーリエ変換の
信号を出力データ信号として発生する高速フーリエ変換
演算部と、同高速フーリエ変換演算部から直接送られた
上記ディジタルデータ信号に対する各フーリエ変換の信
号に、仮にｍ段の積和処理により達成される高速フーリ
エ変換の演算を行なった場合に上記ディジタルデータ信
号の順番に整合するように予め並べ替えがなされ且つそ
れぞれに上記ディジタルデータ信号の数の逆数の値が予
め乗算されて設定されたフィルタ係数をＨ'[２ｋ］及び
Ｈ'[２ｋ＋１］、但しｋ＝０，１，・・・Ｎ/２−１ と
したとき、［数２］式すなわち、 【数２】 Ｇ［２ｋ］ ＝Ｈ'[２ｋ］＋Ｈ'[２ｋ＋１］ Ｇ［２ｋ＋１］＝Ｈ'[２ｋ］−Ｈ'[２ｋ＋１］ によって表されるフィルタ係数Ｇ［２ｋ］、Ｇ［２ｋ＋
１］を乗算して上記各フーリエ変換の信号に対応するフ
ィルタ処理後フーリエ変換の信号を発生するフィルタ
と、同フィルタから送られた各フィルタ処理後フーリエ
変換の信号に対しｍー１段の積和処理により達成される
高速逆フーリエ変換の演算を行なう高速逆フーリエ変換
演算部と、同高速逆フーリエ変換演算部により逆フーリ
エ変換をされた後の逆フーリエ変換後データ信号を同高
速逆フーリエ変換演算部から直接送られ同逆フーリエ変
換後データ信号を上記ディジタルデータ信号に対応する
フィルタ処理後最終出力データ信号として発生するデー
タ最終出力部とを備えていることを特徴とする、高速フ
ーリエ変換を用いたデータ処理装置。2. A data input section for receiving a digital data signal, and the number N of the digital data signals received from the data input section is expressed as N = 2 m using a natural number m. a fast Fourier transform operation unit for performing a fast Fourier transform operation achieved by an m-1 stage product-sum process to generate a discrete Fourier transform signal for the digital data signal as an output data signal; If the Fourier transform signal for each of the digital data signals directly sent from the arithmetic unit is subjected to the fast Fourier transform operation achieved by the m-stage product-sum processing, the order of the digital data signals is matched. Are preliminarily rearranged and multiplied by the reciprocal of the number of the digital data signals. When the filter coefficients are H ′ [2k] and H ′ [2k + 1], where k = 0, 1,..., N / 2-1, the following equation (2), that is, G [2k] = H ′ [2k] + H ′ [2k + 1] G [2k + 1] = H ′ [2k] −H ′ [2k + 1] Filter coefficients G [2k] and G [2k +
1] to generate a filtered Fourier transform signal corresponding to each of the Fourier transform signals described above, and a m-1 stage product of each filtered Fourier transform signal sent from the filter. A fast inverse Fourier transform operation unit for performing an operation of the fast inverse Fourier transform achieved by the sum processing, and an inverse fast Fourier transform of the inverse Fourier transformed data signal after the inverse fast Fourier transform operation by the fast inverse Fourier transform operation unit A data final output unit which directly sends the inverse Fourier transformed data signal sent from the arithmetic unit as a filtered final output data signal corresponding to the digital data signal. Data processing equipment used.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23016598A JP4582830B2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Data processor using fast Fourier transform |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23016598A JP4582830B2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Data processor using fast Fourier transform |
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| Publication Number | Publication Date |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7450492B2 (en) | 2002-06-28 | 2008-11-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Correlation detection apparatus and fourier transform apparatus |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP23016598A patent/JP4582830B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7450492B2 (en) | 2002-06-28 | 2008-11-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Correlation detection apparatus and fourier transform apparatus |
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