JP2003524257A - Apparatus, method and computer program product for determining function coefficients - Google Patents

Apparatus, method and computer program product for determining function coefficients

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JP2003524257A
JP2003524257A JP2001562357A JP2001562357A JP2003524257A JP 2003524257 A JP2003524257 A JP 2003524257A JP 2001562357 A JP2001562357 A JP 2001562357A JP 2001562357 A JP2001562357 A JP 2001562357A JP 2003524257 A JP2003524257 A JP 2003524257A
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sample
coefficients
samples
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Application number
JP2001562357A
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Inventor
ペルトン,ウォルター・イー
ストイカ,アドリアン
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ペルトン,ウォルター・イー
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/14Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/141Discrete Fourier transforms

Abstract

(57)【要約】 本発明は、信号を表す関数の係数を提供する装置と方法とコンピュータプログラム製品とを提供する。本発明の一実施態様による装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、サンプルの独立性を利用しており、各サンプルが受信されるごとに関数の係数の完全な集合を与え、回転基準系(rotating reference system)を適用することによって更新された係数を精度に関して補正する。従って、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、待ち時間を減少して正確な係数を与えることができる。本発明のもう一つの実施態様による装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、学習モデルを使用して、各サンプルが受信されるごとに関数の係数の完全な集合を導出する。本発明の別の実施態様による装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、学習モデルを使用して、関数の係数を生成するための装置と方法とコンピュータプログラム製品とを決定する。 SUMMARY The present invention provides an apparatus and method for providing coefficients of a function representing a signal, and a computer program product. The apparatus and method and the computer program product according to one embodiment of the invention take advantage of sample independence, giving a complete set of coefficients of the function as each sample is received, and using a rotating reference system. The updated coefficients are corrected for accuracy by applying a reference system). Thus, the apparatus and method and computer program product of the present invention can provide accurate coefficients with reduced latency. An apparatus, method, and computer program product according to another embodiment of the present invention use a learning model to derive a complete set of coefficients of a function as each sample is received. An apparatus and method and a computer program product according to another embodiment of the present invention use a learning model to determine an apparatus and method and a computer program product for generating coefficients of a function.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 本願は、2000年2月26日に提出された「情報を処理及び解析するための
方法と装置(METHODS AND APPARATUS FOR PROCESSING AND ANALYZING INFORMATI
ON)」と題された米国仮特許出願番号S/N60/185,346と、2000
年5月3日に提出された「METHODS AND APPARATUS DERIVED FROM LEARNING MODE
LS FOR PROCESSING AND ANALYZING INFORMATION」に基づいて優先権を主張する
。また本願では、これら両方の特許出願の内容を引用することにより本明細書の
一部をなすものとする。
[0001] This application is filed on Feb. 26, 2000, entitled "METHODS AND APPARATUS FOR PROCESSING AND ANALYZING INFORMATI.
ON) ”, US Provisional Patent Application No. S / N 60 / 185,346, 2000
"METHODS AND APPARATUS DERIVED FROM LEARNING MODE submitted on May 3, 2014
Claim priority based on "LS FOR PROCESSING AND ANALYZING INFORMATION". Further, in the present application, the contents of both of these patent applications are cited to form a part of the present specification.

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、一般に、関数の係数の決定に関する。特に、本発明の装置と方法と
コンピュータプログラム製品とは、入力信号の各サンプルが受信されると、継続
的に更新された係数を提供するために、その入力信号を表す関数の係数を決定す
る技術に関する。
The present invention relates generally to determining the coefficients of functions. In particular, the apparatus, method, and computer program product of the present invention determine, as each sample of an input signal is received, the coefficient of a function representing that input signal to provide a continuously updated coefficient. Regarding technology.

【0003】[0003]

【従来の技術】[Prior art]

信号処理は多くの電子装置の重要な機能である。特に、多くの電子装置では、
データは信号の形式で伝送される。さらに、電子装置によっては、これらの装置
からの出力である振動信号やその他のタイプの信号等の信号の特性を観察するこ
とによって、機械装置または化学装置の操作(operation)を解析して監視する
。これを考慮に入れて、信号の情報またはデータがデータ処理に利用可能となる
ように信号を特徴付ける方法が開発されてきた。
Signal processing is an important function of many electronic devices. Especially in many electronic devices,
Data is transmitted in the form of signals. In addition, some electronic devices analyze and monitor the operation of mechanical or chemical devices by observing the characteristics of signals such as vibration signals or other types of signals that are outputs from these devices. . With this in mind, methods have been developed to characterize the signal such that the information or data in the signal is available for data processing.

【0004】 一例として、多くの電子装置では、一般に時間領域信号は信号処理に先だって
周波数領域に変換される。信号を周波数領域に変換するための一般的な方法はフ
ーリエ変換を使用して実行される。信号のフーリエ変換は基準振動数(base fre
quency)として知られる選択された時間周期上で採取された時間領域信号の複数
のサンプルに基づく。信号のこれらのサンプルに基づいてフーリエ変換は、基準
周波数の倍数である周波数の振幅をそれぞれが表す複数の係数を提供する。そし
て、周波数領域における信号を表すフーリエ変換のこれらの係数は、信号を処理
する際に電子装置によって使用される。
As an example, in many electronic devices, time domain signals are typically transformed into the frequency domain prior to signal processing. A common method for transforming a signal into the frequency domain is performed using a Fourier transform. The Fourier transform of the signal is based on the base frequency (base fre
quency) based on multiple samples of a time domain signal taken over a selected time period. The Fourier transform, based on these samples of the signal, provides a plurality of coefficients, each representing the amplitude of the frequency that is a multiple of the reference frequency. These coefficients of the Fourier transform, which represent the signal in the frequency domain, are then used by the electronic device in processing the signal.

【0005】 フーリエ変換は信号を処理するための最も広く使用される関数の一部であるが
、現在使用されているまたは将来使用されるであろう他の関数が存在し、それら
の適用可能性のより良い理解が認識されている。これらの関数は、ベッセル(Be
ssel)関数と、ルジャンドル(Legende)多項式と、第一種および第二種のチェ
ビシェフ(Tschebysheff)多項式と、ヤコビ(Jacoby)多項式と、一般化された
ルジャンドル多項式と、エルミート(Hermite)多項式と、ベルヌーイ(Bernoul
li)多項式と、オイラー(Euler)多項式と、量子力学で使用される様々な行列
、線形解析関数、ウェーブレット及びフラクタル等とを少数の例ではあるが含ん
でいる。
Although the Fourier transform is some of the most widely used functions for processing signals, there are other functions currently in use or that will be used in the future, and their applicability. A better understanding of is recognized. These functions are
ssel function, Legende polynomials, Tschebysheff polynomials of the first and second kind, Jacoby polynomials, generalized Legendre polynomials, Hermite polynomials, and Bernoulli (Bernoul
li) contains polynomials, Euler polynomials, and various matrices used in quantum mechanics, linear analytic functions, wavelets and fractals, to name but a few.

【0006】 言及したフーリエ変換や他の関数はデータ処理の際に使用される信号の特性を
決定する上で有用であるが、それらを使用するには若干の欠陥が存在する。特に
、これらの関数の信号への適用は一般に多大の演算能力を必要とする。データ処
理を実行するためには専門のプロセッサを使用することが必要になることがある
ので、これは不利である。さらに、そしてもっと重要なことに、これらの関数を
使用して計算回数をこなすために必要な時間は多くのデータ処理の応用にとって
容認できない遅延を引き起こす可能性がある。実際、多くのデータ処理システム
の目的は、遅延なくリアルタイムでデータ信号を処理する能力である。
Although the mentioned Fourier transforms and other functions are useful in characterizing the signals used in data processing, there are some deficiencies in their use. In particular, the application of these functions to signals generally requires a great deal of computing power. This is a disadvantage as it may be necessary to use a specialized processor to perform the data processing. Additionally, and more importantly, the time required to complete the number of calculations using these functions can cause unacceptable delays for many data processing applications. In fact, the goal of many data processing systems is the ability to process data signals in real time without delay.

【0007】 例えば、フーリエ級数は信号を表す係数の無限級数として定義される。フーリ
エ級数を使って信号を変換するには無限回数の計算が必要であろう。この問題を
改善するために、多くの従来のデータ処理システムは無限フーリエ級数とは対照
的な離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transforms:以下、DFTとよぶ。
)を使用する。DFTは、フーリエ級数のデジタル近似であって、デジタル化さ
れたアナログ情報を処理するために使用される。重要なことは、DFTは、フー
リエ級数の無限級数を有限周期上で採取されたN個の均等に間隔を置かれたサン
プルの有限集合で置き換える。従って、DFTの計算は、フーリエ級数によって
必要とされる無限個のサンプルの代わりに、受信されたサンプルと同数の係数を
提供する。従って、DFTを使用すれば信号を処理するための最も満足がいく現
時点での手段が得られる。
For example, the Fourier series is defined as an infinite series of coefficients representing the signal. An infinite number of calculations would be required to transform the signal using the Fourier series. To remedy this problem, many conventional data processing systems are referred to as Discrete Fourier Transforms (DFT), as opposed to infinite Fourier series.
) Is used. DFT is a digital approximation of the Fourier series and is used to process digitized analog information. Importantly, the DFT replaces the infinite series of the Fourier series with a finite set of N evenly spaced samples taken over a finite period. Therefore, the DFT calculation provides as many coefficients as the received samples instead of the infinite number of samples required by the Fourier series. Therefore, using DFT provides the most satisfactory current means for processing the signal.

【0008】 しかしながら、信号を処理するために必要とされる時間を減らすことが重要で
あるため、信号のDFTを実行するために必要とされる計算回数を更に減らす方
法が開発されてきた。特に、DFT手段では、類似の処理によって各係数を計算
する。一般係数の処理では、独立変数×角度レートの規格化された値のsin(
正弦)またはcos(余弦)を各サンプルに掛け、全てのサンプルわたって足し
上げる。この手続きは、N個の係数のそれぞれに対するN個の積和(multiply-a
dd)ステップを定める。つまりこれはDFTによってN2個の積和計算に等しい
。一般に信号の多くのサンプルが信号の十分な近似を実行するために必要とされ
るので、信号のDFTは、多大の演算能力を必要とする。
However, since it is important to reduce the time required to process a signal, methods have been developed to further reduce the number of calculations required to perform a DFT of the signal. In particular, the DFT means calculates each coefficient by similar processing. In the processing of the general coefficient, the normalized value of the independent variable x the angular rate sin (
Multiply each sample by sine or cos and add up over all samples. This procedure consists of N multiply sums for each of the N coefficients.
dd) Define steps. That is, this is equivalent to N 2 product-sum calculations by DFT. The DFT of a signal requires a great deal of computational power, as many samples of the signal are generally needed to perform a good approximation of the signal.

【0009】 計算数を減らすために開発された方法の一つはバタフライ法(butterfly meth
od)である。これは計算数をN2からN×log(N)に減らす。バタフライ法
は、DFTの三角法による値(trigonometric values)の多くが関数の周期性の
ために同じであるという事実に基づいている。従って、バタフライ法は、DFT
に付随する行列をN/2個の2点変換に減らす(つまり、変換は各係数anおよ
びbnを表す)。バタフライ法は、DFTの余分な三角法による値をさらに減ら
す。
One of the methods developed to reduce the number of calculations is the butterfly method.
od). This reduces the number of calculations from N 2 to N × log (N). The butterfly method is based on the fact that many of the trigonometric values of the DFT are the same due to the periodicity of the function. Therefore, the butterfly method is
Reduce the matrix associated with to N / 2 two-point transforms (ie, the transform represents each coefficient a n and b n ). The butterfly method further reduces the extra trigonometric values of the DFT.

【0010】 バタフライ法はより伝統的なDFT法上の計算数を減らすが、それはまた信号
のフーリエ変換に複雑さを加える。特に、バタフライ法は、信号のサンプルと関
数を含む行列とを扱うための複雑な方法を使用する。この複雑さのために専門プ
ロセッサの使用が必要とされ、フーリエ変換の計算時間が増加する可能性がある
。その性質上、バタフライ法は、バッチ処理法であって、全てのサンプルが受信
されるまで係数の決定を開始しない。その結果、この方法は関数の係数の決定に
おける待ち時間を引き起こし、ここで最後のサンプルの到達時間と係数が利用可
能となる時間との間の時間がシステムの待ち時間として定義される。
The butterfly method reduces the number of calculations on the more traditional DFT method, but it also adds complexity to the Fourier transform of the signal. In particular, the butterfly method uses a complex method for dealing with signal samples and matrices containing functions. This complexity requires the use of specialized processors and can increase the computational time of the Fourier transform. By its nature, the butterfly method is a batch processing method and does not begin determining coefficients until all samples have been received. As a result, this method causes a latency in the determination of the coefficients of the function, where the time between the arrival time of the last sample and the time when the coefficients are available is defined as the latency of the system.

【0011】 信号を処理するために必要とされる時間を減らす別のアプローチは2000年
4月28日に提出された「Apparatus, Methods And Computer Program Products
For Determining The Coefficients Of A Function With Decreased Latency」
と題された米国特許出願番号09/560,221と、2000年11月9月に
国際公開された「Computation of Discrete Fourier Transform」と題されたP
CT特許出願WO00/67146とに記述されている。これらを引用すること
により本明細書の一部をなすものとする。これらの特許出願は両方ともウォルタ
・ペルトン氏(Mr.Walter Pelton)によって考案されて所有されている。彼は本
願の共同発明者であり譲受人でもある。これらの特許出願書により完全に説明さ
れているPeltonのアプローチは係数を処理するための待ち時間の問題を、待ち時
間を減らすためにDFTのような関数の重要な性質を使って減少または消滅させ
る。この性質はサンプルとは独立している。一集合のサンプルがDFT処理にお
いて変換されると、各サンプルは適用される角度のサインまたはコサインにのみ
に基づく各係数に寄与する。特に、DFTの各係数は、各サンプルの各係数に付
随するサイン関数およびコサイン関数への適用の総和である。各サンプルは加算
によって各係数に関係しているので、各サンプルはその他のサンプルとは独立で
あり、その他のサンプルの受信に先立って係数を更新するために使用できる。
Another approach to reduce the time required to process a signal is “Apparatus, Methods And Computer Program Products, submitted April 28, 2000.
For Determining The Coefficients Of A Function With Decreased Latency ''
No. 09 / 560,221 entitled "Computation of Discrete Fourier Transform" published internationally in November 2000.
It is described in CT patent application WO 00/67146. These are incorporated herein by reference. Both of these patent applications are invented and owned by Mr. Walter Pelton. He is also the co-inventor and assignee of the present application. Pelton's approach, which is fully described by these patent applications, reduces or eliminates the latency problem for processing coefficients by using an important property of functions such as DFT to reduce latency. . This property is independent of the sample. When a set of samples is transformed in the DFT process, each sample contributes to each coefficient based solely on the sine or cosine of the applied angle. In particular, each coefficient of the DFT is the sum of its application to the sine and cosine functions associated with each coefficient of each sample. Because each sample is related to each coefficient by addition, each sample is independent of the other samples and can be used to update the coefficients prior to receiving the other samples.

【0012】 Peltonのアプローチを使えば、完全な集合の係数は複数のサンプルに対して導
出することができる。特に、各サンプルが受信されると、各サンプルの係数寄与
が計算される。また、係数寄与はそれらが計算された後に総和される。複数のサ
ンプルの最後のサンプルの寄与を加えた後に、完全な集合の係数は全てのサンプ
ルに対して入手可能となる。最後のサンプルの寄与を計算して、それを加えるた
めに必要とされる時間は一般に小さい。従って、Peltonアプローチの待ち時間は
特徴的に小さい。
Using Pelton's approach, the complete set of coefficients can be derived for multiple samples. In particular, as each sample is received, the coefficient contribution for each sample is calculated. Also, the coefficient contributions are summed after they have been calculated. After adding the contribution of the last sample of multiple samples, the complete set of coefficients is available for all samples. The time needed to calculate the contribution of the last sample and add it is generally small. Therefore, the latency of the Pelton approach is characteristically low.

【0013】 米国特許出願番号09/560,221とPCT特許出願WO00/6714
6とは、SAFT(Sliding Aperture Fourier Transform)が、そのような変換
を実行するための装置と方法とコンピュータプログラム製品と一緒に説明してい
る。SAFTは、前回の複数のサンプルの最も古い係数寄与を、次に受信された
サンプルの係数寄与によって置き換えることを含む。この新たなサンプルを使用
して、SAFTは出力に利用可能な次の集合の係数を提供する。従って、サンプ
ルの各「バッチ」に対して一集合の係数を生成する代わりに、SAFTは新たな
サンプルが受信されると一集合の係数を生成する。SAFTの演算の重要な特徴
は、SAFTは受信されているサンプルの前回計算された係数寄与を使用するこ
とである。SAFTは、新たなサンプルが受信されると、最も古いサンプルの係
数寄与を差し引き、新たなサンプルの係数寄与を加えることにより、サンプルの
バッチのための完全な集合の係数を提供する。
US Patent Application No. 09 / 560,221 and PCT Patent Application WO 00/6714
6 describes SAFT (Sliding Aperture Fourier Transform) along with apparatus and method and computer program product for performing such a transform. SAFT involves replacing the oldest coefficient contributions of previous samples with the coefficient contributions of the next received sample. Using this new sample, SAFT provides the next set of coefficients available for output. Thus, instead of producing a set of coefficients for each "batch" of samples, SAFT produces a set of coefficients when a new sample is received. An important feature of the SAFT operation is that SAFT uses the previously calculated coefficient contributions of the samples being received. SAFT provides a complete set of coefficients for a batch of samples by subtracting the coefficient contribution of the oldest sample when a new sample is received and adding the coefficient contribution of the new sample.

【0014】 PeltonアプローチとPCT公開公報WO00/67146号とに記載されたS
AFTは多数の用途に使用できることは明白である。PeltonアプローチとSAF
Tとの2,3の利点は、係数やデータのサンプルのより多くの情報を電子的処理
するための電力消費を減少するように、低いまたはゼロの待ち時間の係数処理能
力と、より減少されたハードウェア要件と、より単純なプログラミングの要件お
よび実施をするより単純な電子装置である。しかしながら、より高い精度を有す
る係数を提供するために、米国特許出願第09/560,221号とPCT公開
公報WO00/67146号とに説明されたSAFTにとってより望ましい用途
が存在する場合がありうる。
S described in Pelton approach and PCT publication WO 00/67146
Clearly, AFT can be used in many applications. Pelton approach and SAF
A few advantages with T are reduced with coefficient processing power of low or zero latency, so as to reduce power consumption for electronically processing more information of coefficients and samples of data. It is a simpler electronic device with hardware requirements and simpler programming requirements and implementations. However, there may be more desirable applications for the SAFT described in US patent application Ser. No. 09 / 560,221 and PCT Publication No. WO 00/67146 to provide coefficients with higher precision.

【0015】 特に、これらの特許出願に記載されたSAFTは、最も古いサンプルの係数寄
与を引き算して新たなサンプルの係数寄与を加える処理の開始にあたり計算され
た係数に誤差を持ち込む。係数の継続的な処理によって各サンプルに付随する角
度にずれが引き起こされるので誤差が発生することがある。例えば、DFTの適
用において、特定の角度がN個のサンプルから成る集合の第1のサンプルに付随
し、その角度はその第1のサンプルの係数寄与を計算する際に使用される。同様
に、特定の角度が第2のサンプルに付随する等の具合で、「バッチ(batch)」
にあるN個のサンプルの各々に対して同様である。一方、SAFTは、1つのサ
ンプルが絶えず変化している(ひとまとまりの数量の)1バッチのサンプルを維
持する。このことは、もし8つのサンプル(N=8)があれば、最も古いサンプ
ルであるサンプル1が取り除かれて次のサンプル2が次にサンプル1になること
を意味する。新たなサンプルがサンプル8になるように、これは各サンプルに対
して起きる。しかしながら、SAFTの間に更新された係数は係数寄与の計算か
ら導出されたものであるが、そこではサンプルは以前の位置からの角度と調和し
たものである。換言すれば、更新された係数はより以前のサンプルに適用される
角度を使用して係数寄与を計算することの誤差を含む。
In particular, the SAFT described in these patent applications introduces an error in the calculated coefficient at the beginning of the process of subtracting the coefficient contribution of the oldest sample and adding the coefficient contribution of the new sample. Errors may occur because the continued processing of the coefficients causes a shift in the angle associated with each sample. For example, in the application of DFT, a particular angle is associated with the first sample of the set of N samples, and that angle is used in calculating the coefficient contribution of that first sample. Similarly, a "batch", such as a particular angle being associated with a second sample, etc.
The same for each of the N samples in SAFT, on the other hand, maintains a batch (a batch of samples) of one sample that is constantly changing. This means that if there are 8 samples (N = 8), the oldest sample, Sample 1, is removed and the next Sample 2 becomes the next Sample 1. This happens for each sample so that a new sample is sample 8. However, the coefficients updated during SAFT were derived from the calculation of coefficient contributions, where the sample is in line with the angle from the previous position. In other words, the updated coefficients include the error of calculating the coefficient contribution using the angles applied to the earlier samples.

【0016】 特に、PCT公開公報WO00/67146号に記載されたSAFTは、最も
古いサンプルの係数寄与を引き算して新たなサンプルの係数寄与を加える処理の
開始にあたり計算された係数に誤差を持ち込む。係数の継続的な処理によって各
サンプルに付随する角度にずれが生じるので誤差が発生する。例えば、DFTの
適用において、特定の角度が第1のサンプルに付随し、その角度はその第1のサ
ンプルの係数寄与を計算する際に使用される。同様に、特定の角度が第2のサン
プルに付随するような具合で、「バッチ(batch)」にある各サンプルに対して
同様である。SAFTは、1つのサンプルが絶えず変化している1バッチ(ひと
まとまりの数量の)のサンプルを維持する。このことは、もし8つのサンプルが
あれば、最も古いサンプルであるサンプル1が取り除かれて次のサンプル2が次
にサンプル1になることを意味する。新たなサンプルがサンプル8になるように
、これは各サンプルに対して起きる。しかしながら、SAFTの間に更新された
係数は係数寄与の計算から導出されたものであるが、そこではサンプルは以前の
位置からの角度と一致(または調和)したものである。換言すれば、更新された
係数はより以前のサンプルに適用される角度を使用して係数寄与を計算すること
の誤差を含む。
In particular, the SAFT described in PCT Publication WO 00/67146 introduces an error into the calculated coefficient at the start of the process of subtracting the coefficient contribution of the oldest sample and adding the coefficient contribution of the new sample. An error occurs because the angle associated with each sample is offset by the continuous processing of the coefficients. For example, in a DFT application, a particular angle is associated with the first sample, and that angle is used in calculating the coefficient contribution for that first sample. Similarly, for each sample in the "batch", such that a particular angle is associated with the second sample. SAFT maintains a batch (a batch of samples) of samples in which one sample is constantly changing. This means that if there are 8 samples, the oldest sample, Sample 1, is removed and the next Sample 2 becomes the next Sample 1. This happens for each sample so that a new sample is sample 8. However, the coefficients updated during SAFT were derived from the calculation of coefficient contributions, where the samples were matched (or harmonized) with the angle from the previous position. In other words, the updated coefficients include the error of calculating the coefficient contribution using the angles applied to the earlier samples.

【0017】 理想的なSAFT処理では、新たなサンプルが初期の8個のサンプル(N=8
)の後に受信されると、サンプル2はサンプル1に対する計算に位置を取り、係
数寄与を計算する際にサンプル1に対する対応する角度を使用する。次に続く各
サンプルに対して同様である。しかしながら、この問題は、米国特許第09/5
60,221号とPCT公開公報WO00/67146号とに記載されたSAF
Tの適用において特に言及されていない。その代わり、これらの特許出願書に記
載されたSAFTは、新たなサンプルを含む更新された係数を導出するための以
前計算された係数を使用する。換言すれば、初期のN個のサンプルが処理された
後に新たなサンプルが受信されると、これらの特許出願書に記載されたSAFT
は単に第1のサンプルN=0の寄与を差し引いてその新たなサンプルの寄与を加
えるだけである。これら2つの特許出願書に記載されたSAFTは以前受信され
たサンプル2−8をずらして、それらのサンプルがそれらより下位のサンプルに
対する計算に位置をとり、そしてそれらより下位のサンプル位置に対する対応す
る角度を使用して更新された集合の係数を生成することを記述していない。その
代わり、今や新たな集合の第1のサンプルである初期の集合のサンプルの第2の
サンプルによる係数への寄与は、第1のサンプルの角度ではなく、なお第2のサ
ンプルに付随する角度に基づいている。
In the ideal SAFT process, a new sample has eight initial samples (N = 8).
), Sample 2 takes its place in the calculation for sample 1 and uses the corresponding angle for sample 1 in calculating the coefficient contributions. The same is true for each subsequent sample. However, this problem has been addressed by US Pat.
SAF described in No. 60,221 and PCT publication WO 00/67146
No special mention is made in the application of T. Instead, the SAFT described in these patent applications uses previously calculated coefficients to derive updated coefficients that include new samples. In other words, when a new sample is received after the initial N samples have been processed, the SAFT described in these patent applications is
Simply subtracts the contribution of the first sample N = 0 and adds the contribution of the new sample. The SAFT described in these two patent applications staggers the previously received samples 2-8 so that they are located in the calculation for their lower sample and corresponding to their lower sample position. It does not describe using angles to generate updated set coefficients. Instead, the contribution of the samples of the initial set, now the first sample of the new set, to the coefficients by the second sample is not at the angle of the first sample, but at the angle still associated with the second sample. Is based.

【0018】 以上の説明から、係数の処理を迅速に高い精度で実行するSAFTの計算能力
に対する必要性が存在する。加えて、より大きな速度とより高い効率で関数の係
数を処理するための改良された方法、装置、及びコンピュータプログラム製品に
対する一般的な必要性が存在する。
From the above description, there is a need for the computing power of SAFT to perform coefficient processing quickly and with high accuracy. In addition, there is a general need for improved methods, apparatus, and computer program products for processing function coefficients with greater speed and efficiency.

【0019】 [発明の目的と概要] 以下説明されるように、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品と
は、フーリエ変換等の関数を使用して信号を処理する際の欠陥の多くを克服する
。特に、本発明は、待ち時間が減少しおよび/または精度が改善した、入力信号
を表す関数の係数を決定する装置と方法とコンピュータプログラム製品とを提供
する。その上、本発明は、入力信号を表す、SAFTのように、ある関数のスラ
イドする開口係数(sliding aperture coefficients of a function)を、その
係数が正確で迅速に利用可能になるように決定する装置と方法とコンピュータプ
ログラム製品とを提供する。さらに、本発明は、待ち時間が減少しおよび/また
は精度が改善した、入力信号を表す関数の係数を決定するための装置と方法とコ
ンピュータプログラム製品とを導出する装置と方法とコンピュータプログラム製
品とを提供する。
Objects and Summary of the Invention As described below, the apparatus and method and computer program product of the present invention overcome many of the deficiencies in processing signals using functions such as Fourier transforms. To do. In particular, the present invention provides an apparatus and method and computer program product for determining coefficients of a function that represents an input signal with reduced latency and / or improved accuracy. Moreover, the present invention is an apparatus for determining the sliding aperture coefficients of a function, such as SAFT, which represents the input signal so that the coefficients are available accurately and quickly. And a method and a computer program product. Further, the present invention provides an apparatus and method and computer program product for deriving an apparatus and method and computer program product for determining coefficients of a function representing an input signal with reduced latency and / or improved accuracy. I will provide a.

【0020】 本発明は、各サンプルが受信されると、信号を表す関数の改善された正確な係
数の完全な集合を、その改善された正確な係数が低い待ち時間で利用可能になる
ように与える装置と方法とコンピュータプログラム製品とを導出する装置と方法
とコンピュータプログラム製品とを提供する。特に、本発明の装置と方法とコン
ピュータプログラム製品とは、サンプルの独立性を利用して、前回導出された係
数を使用して、そして各サンプルが受信される際に少なくとも一つの係数を更新
する。更新された係数は、待ち時間を減少して正確な係数を与えるために各サン
プルに関連する角度の変化を計上するよう補正される。本発明は、信号を表す関
数の係数を生成するための装置と方法とコンピュータプログラム製品も提供する
。本発明は、信号を表す関数の係数を提供するための装置と方法とコンピュータ
プログラム製品とを生成するための装置と方法とコンピュータプログラム製品も
提供する。
The present invention ensures that, as each sample is received, a complete set of improved exact coefficients of the function representing the signal is available with low latency. An apparatus and method for deriving a providing apparatus and method and a computer program product and a computer program product are provided. In particular, the apparatus and method and computer program product of the present invention take advantage of sample independence, use previously derived coefficients, and update at least one coefficient as each sample is received. . The updated coefficients are corrected to account for the change in angle associated with each sample to reduce latency and provide accurate coefficients. The present invention also provides apparatus and methods and computer program products for generating the coefficients of a function that represents a signal. The present invention also provides an apparatus and method for providing a coefficient of a function representing a signal and a computer program product for generating a computer program product.

【0021】 本発明の一実施態様における装置は、各サンプルを一つずつ受信して、各サン
プルが受信されると、次のサンプルの受信を待つことなく、各サンプルに基づい
て関数の係数を更新する係数生成器を含む。従って、正確な更新された係数の完
全な集合は、各サンプルが受信されると利用可能となる。
The apparatus in one embodiment of the present invention receives each sample one by one, and when each sample is received, the coefficient of the function is calculated based on each sample without waiting for the reception of the next sample. It includes a coefficient generator for updating. Therefore, the complete set of accurate updated coefficients is available as each sample is received.

【0022】 本発明の別の実施態様における装置と方法とコンピュータプログラム製品とは
、サンプルが受信されると、それらのサンプルの各サンプルを最初に記憶して、
その複数のサンプルの最後のサンプルが受信されたら第1の集合の係数を生成す
る。さらに、所定の複数のサンプルがすでに受信された後に、入力信号の新たな
サンプルが受信されると、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品と
は、係数に付随する数学的関数をサンプルに適用して、各係数に対してその新た
なサンプルに基づく項を生成する。新たなサンプルを複数のサンプルの第1のサ
ンプルで置き換えるために、新たなサンプルの生成された項は先にメモリ装置に
記憶された所定の複数のサンプルの第1のサンプルに付随する項から差し引かれ
る。この引き算の後に、係数は新たなサンプルに基づく項と所定の複数のサンプ
ルの第1のサンプルに基づく項との間の差分によって更新される。次に、係数の
精度は正しいサンプル数に対応するように位相角を調整することによって改善さ
れる。
An apparatus and method and a computer program product according to another embodiment of the invention, when a sample is received, first store each sample of those samples,
Generate a first set of coefficients when the last sample of the plurality of samples is received. Further, when a new sample of the input signal is received after a predetermined plurality of samples have already been received, the apparatus and method of the present invention and the computer program product apply a mathematical function associated with the coefficient to the sample. And generate a new sample-based term for each coefficient. To replace the new sample with the first sample of the plurality of samples, the generated term of the new sample is subtracted from the term associated with the first sample of the predetermined plurality of samples previously stored in the memory device. Be done. After this subtraction, the coefficient is updated with the difference between the new sample-based term and the first sample-based term of the predetermined plurality of samples. The accuracy of the coefficients is then improved by adjusting the phase angle to correspond to the correct number of samples.

【0023】 本発明の更に別の実施態様における装置と方法とコンピュータプログラム製品
とは、新たなサンプルを複数のサンプルの最も古いサンプルで置き換えるために
、所定の複数のサンプルの最も古いサンプルに基づく項を各係数から差し引き、
各係数に新たなサンプルに基づく項を足し合わせる。次に、係数の精度は、位相
角が正しいサンプル数に対応するようにサンプルに付随する角度の変化を計上す
るための係数の補正によって改善される。位相角補正は、正しくサンプルと位相
角と係数寄与とをマッチング(または一致)させるために回転基準(座標)系を
適用することによって達成される。
An apparatus and method and a computer program product according to yet another embodiment of the present invention provide a term based on an oldest sample of a given plurality of samples to replace a new sample with an oldest sample of the plurality of samples. From each coefficient,
Add a new sample-based term to each coefficient. The accuracy of the coefficients is then improved by correcting the coefficients to account for the change in angle associated with the samples so that the phase angle corresponds to the correct number of samples. Phase angle correction is achieved by applying a rotating reference (coordinate) system to match the sample, phase angle and coefficient contributions correctly.

【0024】 本発明の追加的な側面は、フーリエ変換と、ラプラス変換と、多項式公式と、
級数公式との計算等の数学的情報の電子計算の標準的な方法に取って代わること
ができる方法および装置である。本発明の実施態様の一つには、学習モデル(le
arning models)から導出されたアルゴリズムと回路を使用して、フーリエ変換
と、ラプラス変換と、多項式公式と、級数公式等の計算を実行するための方法お
よび装置を含む。適切な学習モデルの例として、ニューラルネットワークに基づ
く学習モデルと、ファジー論理ネットワークに基づく学習モデルと、遺伝アルゴ
リズムに基づく学習モデルと、異なったタイプの学習モデルの組み合わせに基づ
く学習モデルとを含む。
Additional aspects of the invention include Fourier transforms, Laplace transforms, polynomial formulas,
A method and apparatus that can replace the standard method of electronic calculation of mathematical information such as calculation with series formulas. In one embodiment of the present invention, a learning model (le
methods and apparatus for performing calculations such as Fourier transforms, Laplace transforms, polynomial formulas, series formulas, etc. using algorithms and circuits derived from arning models). Examples of suitable learning models include neural network-based learning models, fuzzy logic network-based learning models, genetic algorithm-based learning models, and learning models based on combinations of different types of learning models.

【0025】 本発明の別の側面は、フーリエ変換と、ラプラス変換と、多項式公式と、級数
公式等の関数の係数を生成するための方法および装置の代わりの設計を生成する
ための方法を含む。代わりの設計を生成するための方法は、情報プロセッサの少
なくとも一つのコンポーネントを導出するために学習モデルを使用することを含
む。情報プロセッサのコンポーネントの例には、計算に含まれるアルゴリズムと
回路と電子装置とが含まれる。
Another aspect of the invention includes a method for generating coefficients of functions such as Fourier transforms, Laplace transforms, polynomial formulas and series formulas, and methods for generating alternative designs of apparatus. . A method for generating an alternative design includes using a learning model to derive at least one component of an information processor. Examples of components of the information processor include algorithms, circuits, and electronics involved in the calculation.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

以下、本発明の実施態様を添付図面を参照しながら詳細に説明する。しかなが
ら本発明は、多くの異なった形式で実施することができるが、ここに述べられる
実施態様に限定されるべきではない。以下に述べるこれらの実施態様は、開示が
徹底して完全となるように、本発明の技術的範囲を当業者に明示する目的で与え
られるものである。同一の符号が全体を通して同一の要素に付される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the invention may be embodied in many different forms and should not be limited to the embodiments described herein. These embodiments described below are provided for the purpose of clearly showing the technical scope of the present invention to those skilled in the art so that the disclosure will be thorough and complete. The same reference numerals are given to the same elements throughout.

【0027】 すでに説明したように、データ処理システムは、信号を表す関数の係数を決定
するために開発されてきた。しかしながら、これらのシステムの多くは複雑で信
号の全てのサンプルが受信されるまで係数を計算しないので、これらのシステム
は信号を即時に解析できない。さらに、サンプル毎に係数を与える改良されたシ
ステムが開発されてきたが、係数の精度はある特定の専門化した用途には不十分
であることがわかる場合がある。
As already mentioned, data processing systems have been developed for determining the coefficients of the function representing the signal. However, many of these systems are complex and do not compute the coefficients until all samples of the signal have been received, so these systems cannot analyze the signal immediately. Moreover, although improved systems have been developed that provide coefficients on a sample-by-sample basis, the accuracy of the coefficients may prove to be insufficient for certain specialized applications.

【0028】 そこで本発明は、係数が少ない待ち時間で利用可能となるように各サンプルが
受信されたときに信号を表す関数の完全な集合の正確な係数を与えることができ
る装置と方法とコンピュータプログラム製品とを提供する。特に、本発明の装置
と方法とコンピュータプログラム製品とは、サンプルの独立性を利用し、以前に
導出された係数を使用して各サンプルが受信されると、少なくとも一つの係数を
更新する。更新された係数は、待ち時間が減少して正確な係数が与えられるため
に、各々のサンプルに付随する角度の変化を計上するよう補正される。本発明は
信号を表す関数の係数を生成するための装置と方法とコンピュータプログラム製
品も提供する。本発明は、信号を表す関数の係数を与えるための装置と方法とコ
ンピュータプログラム製品とを生成するための装置と方法とコンピュータプログ
ラム製品も提供する。
The present invention therefore provides an apparatus, method and computer capable of providing the exact coefficients of the complete set of functions that represent the signal when each sample is received such that the coefficients are available with low latency. Providing program products. In particular, the apparatus, method and computer program product of the present invention take advantage of sample independence and update at least one coefficient as each sample is received using previously derived coefficients. The updated coefficients are corrected to account for the angle change associated with each sample to reduce latency and provide accurate coefficients. The present invention also provides apparatus and methods and computer program products for generating the coefficients of a function that represents a signal. The present invention also provides an apparatus and method for providing a coefficient of a function representing a signal and a computer program product for generating a computer program product.

【0029】 説明の目的のために、以下、本発明の様々な装置と方法とコンピュータプログ
ラム製品とをフーリエ級数の特徴とともに説明する。しかしながら、本発明の装
置と方法とコンピュータプログラム製品とは、多くの異なったタイプの関数と共
に使用できる。例えば、本装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、ベッ
セル(Bessel)関数と、ルジャンドル(Legende)多項式と、第一種および第二
種のチェビシェフ(Tschebysheff)多項式と、ヤコビ(Jacoby)多項式と、一般
化されたルジャンドル多項式と、エルミート(Hermite)多項式と、ベルヌーイ
(Bernoulli)多項式と、オイラー(Euler)多項式と、量子力学で使用される様
々な行列や線形解析関数やウェーブレットやフラクタル等の関数と共に使用する
ことができる。このリストは、決して完全ではなく、単なる例として与えられた
ものにすぎない。このアプローチは、一連の値として表現できるどのような関数
にも適用することができる。これらの関数とリストアップされなかった他の関数
とを適用する有用性は全く一般的である。本方法は、並列計算のための装置と方
法とコンピュータプログラム製品とを開発し、機械的な方法で冗長性を取り除く
手段を提供することができる。
For purposes of explanation, various apparatus and methods and computer program products of the present invention are described below along with features of the Fourier series. However, the apparatus and method and computer program product of the present invention can be used with many different types of functions. For example, the apparatus, method, and computer program product may include Bessel functions, Legende polynomials, Tschebysheff polynomials of the first and second kind, Jacoby polynomials, and general Generalized Legendre polynomials, Hermite polynomials, Bernoulli polynomials, Euler polynomials, and various matrices and linear analysis functions used in quantum mechanics and functions such as wavelets and fractals can do. This list is by no means exhaustive and is only given as an example. This approach can be applied to any function that can be expressed as a series of values. The utility of applying these functions and other functions not listed is quite general. The method can provide a means for developing an apparatus and method for parallel computing and a computer program product and removing redundancy in a mechanical way.

【0030】 本発明の重要なコンセプトは関数の係数を決定するために使われるサンプルの
独立性である。このコンセプトは、米国特許出願第09/560,221号とP
CT公開公報WO00/67146号とに詳細に記述されている。以下、それを
手短に説明する。サンプルの独立性はフーリエ変換のコンテキストの中で説明す
ることができる。フーリエ変換は直交性原理に基づく。フーリエ変換はDFTに
おいて適用されるが、それは信号の各周波数の成分の振幅を全体として独立に評
価するための手段を与える。計算で使用される周波数は基準振動数の連続した整
数倍である。基準振動数はサンプルの一集合を採取するために必要とされる時間
周期である。信号のサンプルは直交関数の集合に属する各要素で掛け合わされ、
基準周波数の1以上のサイクルについて総和される。結果として生じる係数は、
それぞれ一つのテスト周波数の振幅の実部または虚部である。重要なことに、係
数の計算はその他の係数の計算から独立している。DFTによって変換されるN
個のサンプルの集合において、各サンプルは、適用される角度と規格化定数の正
弦または余弦とのいずれかに基づく関数の各係数に寄与する。
An important concept of the present invention is the independence of the samples used to determine the coefficients of the function. This concept is based on US patent application Ser. No. 09 / 560,221 and P.
It is described in detail in CT publication WO 00/67146. Hereinafter, it will be briefly described. Sample independence can be explained in the context of the Fourier transform. The Fourier transform is based on the orthogonality principle. The Fourier transform is applied in the DFT, which provides a means for independently evaluating the amplitude of each frequency component of the signal as a whole. The frequencies used in the calculations are consecutive integer multiples of the reference frequency. The reference frequency is the time period required to take a set of samples. The sample of the signal is multiplied by each element belonging to the set of orthogonal functions,
Summed over one or more cycles of the reference frequency. The resulting coefficient is
Each is the real or imaginary part of the amplitude of one test frequency. Importantly, the calculation of the coefficients is independent of the calculation of the other coefficients. N converted by DFT
In the set of samples, each sample contributes to each coefficient of a function that is based on either the angle applied and the sine or cosine of the normalization constant.

【0031】 本発明の実施態様の一つによれば、本発明の装置と方法とコンピュータプログ
ラム製品とは、サンプルの現在の集合に基づくN個のフーリエ係数の現在の集合
を、新たなサンプルの寄与と最も古いサンプルの寄与の除去とに基づくN個の係
数の次の集合に更新する。係数の各々の集合はそれぞれの集合に含まれるN個の
サンプルの古典フーリエ変換に対応するように補正される。サンプルの新たな集
合は最も古い集合とは、新たなサンプルを加え最も古いサンプルを差し引き、サ
ンプルに付随した角度の変化を計上するために係数を補正した分だけ異なる。更
新は各係数に対して信号の更新手続において実行できる。
According to one embodiment of the invention, the apparatus and method of the invention and the computer program product provide a new set of N Fourier coefficients based on the current set of samples to a new sample. Update to the next set of N coefficients based on the contribution and removal of the contribution of the oldest sample. Each set of coefficients is corrected to correspond to the classical Fourier transform of the N samples contained in each set. The new set of samples differs from the oldest set by adding a new sample, subtracting the oldest sample, and correcting the coefficients to account for the change in angle associated with the sample. Updates can be performed in the signal update procedure for each coefficient.

【0032】 N個のサンプルに対する係数の補正は基本的にサンプルに対して基準系を変更
させることに等しい。これは基準系を、適切な角度を適切なサンプルに一致させ
るために回転させることと同等である。概念的に、回転基準系(rotating refer
ence system)は第1のサンプルの位置を再定義する。以前の第1のサンプルで
ある最も古いサンプルが取り除かれ、新たなサンプルがN個のサンプルから成る
新たな集合を完全にするために加えられるので、第1のサンプルの位置は再定義
されなければならない。回転基準系の結果、サンプル1はサンプル1の角度と関
連付けられ、サンプル2はサンプル2の角度と関連付けられる。その他のサンプ
ルのそれぞれについても同様である。係数の補正は、その寄与が各々のサンプル
に対する正しい角度を含むように、各々のサンプルの係数へ寄与を補正すること
を含む。
Correcting the coefficients for N samples is basically equivalent to changing the reference system for the samples. This is equivalent to rotating the reference system to match the proper angle to the proper sample. Conceptually, rotating referencing (rotating refer
ence system) redefines the position of the first sample. The position of the first sample must be redefined, since the oldest sample, the oldest first sample, is removed and a new sample is added to complete a new set of N samples. I won't. As a result of the rotating frame of reference, sample 1 is associated with the angle of sample 1 and sample 2 is associated with the angle of sample 2. The same applies to each of the other samples. Correcting the coefficient involves correcting the contribution to the coefficient of each sample so that the contribution includes the correct angle for each sample.

【0033】 図1を参照して説明すると、そこにはSで表された一集合のサンプルとCで表
された一集合の係数とに対する回転基準系のグラフ表現が示されている。係数は
8つのサンプルから成る集合に対するものであって、この例では、全ての係数は
時間ゼロでゼロに設定されたと仮定される。図1は、係数が基準周波数に対応し
ている場合の8個のサンプルの変換を示している。サンプルは時間的に均等に間
隔を置かれている。係数の大きさは原点からの距離で、角度は通例的なX軸2a
からの角度である。角度が1回転で(2*π)だけ進むと、Nサンプル時間が存
在する(図1では8サンプル時間)。従って各サンプル時間は基準周波数に対し
て(2*π)/Nの回転角度(図1ではπ/4、つまり45度)を表す。基準周
波数からN/2(n=1,2,・・・,N/2)周波数まで進むと、n番目の周
波数の回転増分(incremental rotation)は基準周波数の回転増分のn倍、つま
り(2**π)/Nになる。
Referring to FIG. 1, there is shown a graphical representation of a rotating frame of reference for a set of samples represented by S and a set of coefficients represented by C. The coefficients are for a set of 8 samples and in this example it is assumed that all coefficients were set to zero at time zero. FIG. 1 shows the transformation of 8 samples when the coefficient corresponds to the reference frequency. The samples are evenly spaced in time. The magnitude of the coefficient is the distance from the origin, and the angle is the usual X-axis 2a.
Is the angle from. If the angle advances by one rotation (2 * π), there are N sample times (8 sample times in FIG. 1). Therefore, each sample time represents a rotation angle of (2 * π) / N (π / 4, that is, 45 degrees in FIG. 1) with respect to the reference frequency. When proceeding from the reference frequency to the N / 2 (n = 1, 2, ..., N / 2) frequency, the incremental rotation of the nth frequency is n times the rotation increment of the reference frequency, that is, (2 * n * π) / N.

【0034】 図1に示された表現はサンプルをX軸に沿ってプロットすることによって得ら
れる慣習的なグラフを置き換えることを意図されたものである。これは通常一周
期について各サンプル値(sample value)がy軸上の値としてプロットされたも
のとして示され、一般的に波形(waveform)と呼ばれる。図1においてベクトル
は各サンプルからの寄与を表す。ベクトルの大きさはサンプル値によって与えら
れる。ベクトルの方向は指数(index)にサンプル間の角度増分を掛け合わせた
ものよって与えられる。この場合には、増分は、基準周波数で45度である(つ
まり360度/8サンプルである)。
The representation shown in FIG. 1 is intended to replace the conventional graph obtained by plotting the sample along the X-axis. This is usually shown as plotting each sample value as a value on the y-axis for one period and is commonly referred to as a waveform. Vectors in FIG. 1 represent contributions from each sample. The magnitude of the vector is given by the sample value. The direction of the vector is given by the index times the angular increment between samples. In this case, the increment is 45 degrees at the reference frequency (ie 360 degrees / 8 samples).

【0035】 図1に示された回転基準系は適切な数式を使って記述することもできる。次の
議論において、CとSはベクトルである(ベクトルは太字である)。係数とサン
プルとは、次の(数3)によって関係付けられる。
The rotational reference system shown in FIG. 1 can also be described using suitable mathematical formulae. In the following discussion, C and S are vectors (vectors are in bold). The coefficient and the sample are related by the following (Equation 3).

【数3】 [Equation 3]

【0036】 米国特許出願第09/560,221号とPCT公開公報WO00/6714
6号とに詳細に説明されているように、DFT関数の係数(すなわち、A0,A
l,A2,...及びBO,B1,B2,...)は、各サンプルを各係数に付
随するサイン関数またはコサイン関数に適用したものの総和によって定義される
。ベクトル用語で、AはサンプルベクトルのX軸2aへの射影、Bはy軸2bへ
の射影である。これらの値は適用される角度(45度の倍数)のコサイン関数と
サイン関数との値を掛け合わせることによって計算される。数指数はサンプル番
号である。 k指数K=1・・・N/2は増大するスペクトル周波数に対応する係数番号を表
す。(数4)から(数7)はN=8に対して書かれ、それ故にK=1・・・4。 k=0に対して、
US Patent Application No. 09 / 560,221 and PCT Publication WO 00/6714
6 and the coefficients of the DFT function (ie, A0, A
l, A2 ,. . . And BO, B1, B2 ,. . . ) Is defined by the sum of the application of each sample to the sine or cosine function associated with each coefficient. In vector terms, A is the projection of the sample vector on the X-axis 2a and B is the projection on the y-axis 2b. These values are calculated by multiplying the values of the cosine and sine functions of the applied angle (a multiple of 45 degrees). The numerical index is the sample number. The k index K = 1 ... N / 2 represents the coefficient number corresponding to the increasing spectral frequency. (Equation 4) to (Equation 7) are written for N = 8, and therefore K = 1 ... 4. For k = 0,

【数4】 [Equation 4]

【数5】 k=1に対して、[Equation 5] For k = 1,

【数6】 任意のkに対して、[Equation 6] For any k,

【数7】 これは最初のN個のサンプル(N=8のときは8サンプルである)に対する古典
FFT係数を与える。
[Equation 7] This gives the classical FFT coefficients for the first N samples (8 samples when N = 8).

【0037】 次に、SAFT(Sliding Aperture Fourier Transform)は各新たなサンプル
に基づいて新たなフーリエ変換に更新するために開発された。第8番目のサンプ
ルが到着したとき、係数はそれぞれサンプル1から8である最新の8サンプルの
ベクトルに基づいて計算された。第9番目のサンプルが到着するとき、係数はそ
れぞれサンプル2から9である最新の8サンプルのベクトルに基づいて計算され
る。第9番目のサンプルは、第1番目のサンプル(最も古い)と同じ方向となる
x軸2aから45度を向いた付随ベクトルを有し、記法によってS9=S1’。
新たなサンプル集合に基づく新たな係数の更新はS1’を加えS1を差し引くこ
とを含む。更新された係数C’は(数8)によって表される。
Next, a SAFT (Sliding Aperture Fourier Transform) was developed to update to a new Fourier transform based on each new sample. When the 8th sample arrived, the coefficients were calculated based on the vector of the latest 8 samples, samples 1 to 8 respectively. When the ninth sample arrives, the coefficients are calculated based on the vector of the most recent eight samples, samples 2 through 9, respectively. The ninth sample has an associated vector pointing 45 degrees from the x-axis 2a, which is in the same direction as the first sample (oldest), and by convention S9 = S1 '.
Updating the new coefficient based on the new sample set involves adding S1 ′ and subtracting S1. The updated coefficient C ′ is represented by (Equation 8).

【数8】 10番目のサンプルは2番目のサンプルと同じ角度を向いた付随ベクトルを有し
、従ってS2’と記される。S2’の到着後に更新された係数は(数9)で与え
られるC’’である。
[Equation 8] The tenth sample has the associated vector oriented at the same angle as the second sample, and is therefore labeled S2 '. The coefficient updated after the arrival of S2 ′ is C ″ given by (Equation 9).

【数9】 更新計算は係数A1とB1にも適用される。(数10)AとBとのサンプル計算
である。
[Equation 9] The update calculation is also applied to the coefficients A1 and B1. (Equation 10) A sample calculation of A and B.

【数10】 [Equation 10]

【0038】 しかしながら、Cに対して上記計算は十分で正しいが、基準系への射影である
AとBの計算は基準系の回転の調整を必要とする。それがなければ(数10)に
よって与えられるそれらの値は不正確であり、古典フーリエ係数とは異なる。一
般的に言って、係数は45度の適切な三角関数(Aに対して余弦関数cos、B
に対して正弦関数sin)によって重みが掛けられた集合の第1のサンプルと、
(2*45)度の三角関数によって重みが掛けられた第2のサンプルと、その他
についても同様なものと、を使って定義される。けれども、新たな集合(サンプ
ル2〜サンプル9)の第1のサンプルは初期の集合(1〜8)の第2のサンプル
であったし、計算では(2*45)の三角関数を使って重み付けされたので、更
新された係数に誤差が持ち込まれる。
However, although the above calculation is sufficient and correct for C, the calculation of A and B, which are projections to the reference system, requires adjustment of the rotation of the reference system. Without it, those values given by (Equation 10) are inexact and different from the classical Fourier coefficients. Generally speaking, the coefficient is an appropriate trigonometric function of 45 degrees (for A, the cosine function cos, B
The first sample of the set weighted by the sine function sin) with respect to
It is defined using a second sample weighted by a trigonometric function of (2 * 45) degrees, and so on. However, the first sample of the new set (Samples 2 to 9) was the second sample of the initial set (1 to 8), and the calculation uses (2 * 45) trigonometric functions for weighting. Error has been introduced into the updated coefficient.

【0039】 本発明の実施態様は更新された係数の誤差を補正する。正しい係数は回転基準
系を与えることによって得られる。このことは図1Aにグラフ的に示される。図
1Aは、X45でラベルされたX軸3aと対応するy軸3bによって表された回
転された基準系を示している。回転された基準系に基づいて、サンプル2は第1
のサンプルすなわち45度の寄与を有する。x軸3aは射影が計算される新たな
軸である。実際、最も古いサンプルが新たなサンプルに置き換えられるたびに基
準系は回転する。図1Bはサンプルの大きさである。
Embodiments of the present invention correct for errors in updated coefficients. The correct coefficient is obtained by providing a rotating frame of reference. This is shown graphically in FIG. 1A. FIG. 1A shows a rotated frame of reference represented by an x-axis 3a labeled X45 and a corresponding y-axis 3b. Based on the rotated reference frame, sample 2
With a contribution of 45 degrees. The x-axis 3a is a new axis whose projection is calculated. In fact, every time the oldest sample is replaced by a new sample, the frame of reference rotates. FIG. 1B is the sample size.

【0040】 図1Cに基準系の回転に関連した必要な係数修正を示す。図1Cにおいて、S
はベクトルCの位相(ベクトルCと基準系のX軸との間の角度)を表す。系が反
時計回りに45度を回転すると、新たな位相は(s−45)になる。従って、次
の(数11)が適用される。
FIG. 1C shows the necessary coefficient modifications related to the rotation of the reference frame. In FIG. 1C, S
Represents the phase of the vector C (angle between the vector C and the X axis of the reference system). When the system rotates 45 degrees counterclockwise, the new phase becomes (s-45). Therefore, the following (Equation 11) is applied.

【数11】 例えば、(数10)によって計算されたAとBの値はA’とB’に変換され、古
典フーリエ係数、すなわち正確な係数が得られる。2つの角度の差の三角恒等式
を使用し、AとBとをそれらの等価物に代入すると、AとBの正確な決定を表す
以下の一般的な数式である(数12)が得られる。
[Equation 11] For example, the values of A and B calculated by (Equation 10) are converted into A ′ and B ′, and a classical Fourier coefficient, that is, an accurate coefficient is obtained. Using the trigonometric identity of the difference between the two angles and substituting A and B for their equivalents, we get the following general formula (Equation 12) that represents the exact determination of A and B:

【数12】 もし、例えば(数8)および(数9)によって記述されたベクトル形式あるいは
(数10)および(数12)によって示された形式ではなく、フーリエ係数の極
形式(polar form)が探されれば、係数Cの値(ベクトルの大きさ)は次式で与
えられる。
[Equation 12] If, for example, the polar form of the Fourier coefficient is sought, rather than the vector form described by (Equation 8) and (Equation 9) or the form shown by (Equation 10) and (Equation 12) The value of the coefficient C (the size of the vector) is given by the following equation.

【数13】 これは、係数Cの値を計算するための一般的な数式である(数14)を導く。[Equation 13] This leads to the general formula (Equation 14) for calculating the value of the coefficient C.

【数14】 ここで、iは現在の係数番号、pi-1は以前の係数Ci-1と現在の/最新のサンプ
ルSiとの間の位相である。
[Equation 14] Where i is the current coefficient number and p i-1 is the phase between the previous coefficient C i-1 and the current / most recent sample Si.

【0041】 自乗されたフーリエ係数はある特定の用途において好ましい場合がある。他の
用途では、(数15)を使って係数値を直接補正することは可能である。
Squared Fourier coefficients may be preferred in certain applications. In other applications, it is possible to directly correct the coefficient value using (Equation 15).

【数15】 [Equation 15]

【0042】 係数の位相に対する一般的な場合の数式は(数16)に与えられる。[0042]   The general case equation for the phase of the coefficients is given in (Equation 16).

【数16】 ここで、i=サンプル番号、j=係数番号、N=サンプル数、πは数学的定数(
〜3.14ラジアン)である。
[Equation 16] Here, i = sample number, j = coefficient number, N = sample number, and π is a mathematical constant (
~ 3.14 radians).

【0043】 正確な係数を生成するために回転基準系を使用する方法は、フーリエ変換計算
だけでなく他の関数に適用されることは理解されるはずである。補正、すなわち
位相角度の補正を実行するために必要とされる数式および関係は、使用される関
数に依存する。数学的解析等の技術は、当業者が理解するように他の関数の補正
式および関係(correcting equations and relationships)を導出するには有用
となりうる。
It should be appreciated that the method of using a rotating frame of reference to generate accurate coefficients applies to other functions as well as Fourier transform calculations. The equations and relationships required to carry out the correction, ie the correction of the phase angle, depend on the function used. Techniques such as mathematical analysis can be useful in deriving correcting equations and relationships for other functions, as will be appreciated by those skilled in the art.

【0044】 当業者であれば、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、サ
ンプルの係数寄与を導出するためのどのような特定の方法にも限定されないこと
も理解するであろう。基本的に係数寄与を導出するためのどのような周知の方法
またはどのような新規な方法も、本発明の実施態様に使用できる。
Those skilled in the art will also appreciate that the apparatus and method and computer program product of the present invention are not limited to any particular method for deriving the coefficient contribution of a sample. Basically any known or any new method for deriving coefficient contributions can be used in the embodiments of the present invention.

【0045】 図2に、本発明の一実施態様における、入力信号を表す関数の係数を決定する
ために実行される操作のブロック図を示す。好ましい実施態様では、操作はコン
ピュータまたは他のタイプの電子装置において発生可能な操作等の機械実行可能
(machine executable)なものである。開始後に、完全な集合の係数を取得する
ステップが存在する(ステップ100)。本発明の実施態様を実行する際に、初
期の集合の係数をどれでも適切な方法によって生成することができる。
FIG. 2 shows a block diagram of the operations performed to determine the coefficients of a function that represents an input signal in one embodiment of the present invention. In a preferred embodiment, the operation is machine executable, such as an operation that can occur on a computer or other type of electronic device. After starting, there is the step of obtaining the complete set of coefficients (step 100). In practicing the embodiments of the present invention, any coefficient of the initial set can be generated by any suitable method.

【0046】 初期の集合の係数は、係数を取得するための標準的な方法によって生成された
一集合の実際のサンプルに対応する現実の集合の係数でありうる。もし係数がフ
ーリエ変換係数であれば、それらは、例えば、高速フーリエ変換や米国特許出願
第09/560,221号とPCT公開公報WO00/67146号とに記載さ
れたPeltonアプローチ等の方法またはフーリエ変換係数を導出する方法のどれか
を使用してDFTを解くことによって得られる。代わりに、初期の集合の係数は
「ダミー」の集合の係数でありうる。ゼロでパディングする方法(the method o
f padding with zeros)を使用して導出される初期の集合の係数を使用すること
は適切である。基本的に、初期の集合の係数を選択することには大きなフレキシ
ビリティが存在する。初期の集合の係数をコンピュータ読み取り可能なメモリ等
のメモリに記憶することができる。
The initial set coefficients may be real set coefficients corresponding to a set of real samples generated by standard methods for obtaining coefficients. If the coefficients are Fourier transform coefficients, they may be, for example, a fast Fourier transform or a method such as the Pelton approach described in US patent application Ser. No. 09 / 560,221 and PCT publication WO 00/67146 or a Fourier transform. Obtained by solving the DFT using any of the methods to derive the coefficients. Alternatively, the initial set of coefficients may be the "dummy" set of coefficients. Zero padding (the method o
It is appropriate to use the coefficients of the initial set derived using f padding with zeros). Basically, there is great flexibility in choosing the coefficients of the initial set. The initial set of coefficients can be stored in a memory, such as a computer readable memory.

【0047】 次のステップには、係数によって表されることになる信号のサンプル等の新た
なサンプルを受信することを含む(ステップ110)。この新たなサンプルは新
たなサンプルの係数寄与を計算するために使用される(ステップ120)。係数
寄与は係数が導出されている関数を表す数式に従って計算される。フーリエ変換
係数の寄与は、サンプル、適切な三角関数、サンプル番号、係数番号を使用して
計算される。
The next step involves receiving a new sample, such as a sample of the signal to be represented by the coefficient (step 110). This new sample is used to calculate the coefficient contribution of the new sample (step 120). The coefficient contribution is calculated according to a mathematical formula representing the function from which the coefficient is derived. The Fourier transform coefficient contribution is calculated using the sample, the appropriate trigonometric function, the sample number, and the coefficient number.

【0048】 操作はサンプルの集合の中の最も古いサンプルの係数寄与を取得するステップ
も含む(ステップ130)。最も古いサンプルの係数寄与は様々な技術を使って
取得可能である。例えば、最も古いサンプルの係数寄与をアクセス可能なメモリ
に予め記憶することができる。代わりに、最も古いサンプルはアクセス可能なメ
モリに予め記憶されており、その係数寄与はその最も古いサンプルを使用して計
算することができる。
The operation also includes obtaining the coefficient contribution of the oldest sample in the set of samples (step 130). The coefficient contribution of the oldest sample can be obtained using various techniques. For example, the coefficient contribution of the oldest sample can be pre-stored in accessible memory. Instead, the oldest sample is pre-stored in accessible memory and its coefficient contribution can be calculated using the oldest sample.

【0049】 最も古いサンプルの係数寄与と新たなサンプルの係数寄与とを使用して、係数
を更新することができる(ステップ140)。更新された係数は、最も古いサン
プルの係数寄与を差し引いて、そして新たなサンプルの係数寄与を加えることに
よって得られる。もし生成されている係数がフーリエ変換係数のためのものであ
れば、このステップで得られた更新された係数はSAFT(Sliding Aperture F
ourier Transform)によって提供される係数に等しい。特に、係数は不正確であ
って、古典フーリエ変換係数に等しくならない。正確な係数を得るため、本発明
の実施態様による方法と装置とコンピュータプログラム製品とは、信号をより正
確に表す係数を提供するために更新された係数を補正する(ステップ150)。
本発明の方法と装置とコンピュータプログラム製品とは、係数寄与を導出する際
に使用される角度が各サンプルの正しい角度になるように、新たなサンプル含む
サンプルの集合に対して正しい基準系を組み込む。フーリエ変換係数に関して、
正しい係数は古典フーリエ変換係数に対応する。
The coefficient contribution may be updated using the coefficient contribution of the oldest sample and the coefficient contribution of the new sample (step 140). The updated coefficient is obtained by subtracting the coefficient contribution of the oldest sample and adding the coefficient contribution of the new sample. If the generated coefficients are for Fourier transform coefficients, the updated coefficients obtained in this step are SAFT (Sliding Aperture F
equal to the coefficient provided by ourier Transform). In particular, the coefficients are inexact and do not equal the classical Fourier transform coefficients. To obtain the correct coefficients, the method and apparatus and computer program product according to embodiments of the present invention corrects the updated coefficients to provide coefficients that more accurately represent the signal (step 150).
The method and apparatus of the present invention and the computer program product incorporate a correct reference system for the set of samples containing the new sample such that the angle used in deriving the coefficient contribution is the correct angle for each sample. . Regarding the Fourier transform coefficient,
The correct coefficient corresponds to the classical Fourier transform coefficient.

【0050】 すでに述べたが、回転基準系は各サンプルに対して正しい角度を与える。本発
明の装置と方法とコンピュータプログラム製品とにおいて(数12)を使用して
フーリエ係数を生成するために、回転基準系を本発明の実施態様に組み込むこと
ができる。回転基準系を他のタイプの関数に適用するにはその特定の関数に特別
に適用できる数式が必要となる場合がある。オプションとして、数式を解析的に
導出することができる。代わりに、学習モデルを使用して数式を導出することが
できる。
As already mentioned, the rotating frame of reference gives the correct angle for each sample. A rotating frame of reference can be incorporated into an embodiment of the present invention to generate Fourier coefficients using (Equation 12) in the apparatus and method of the present invention and the computer program product. Applying a rotating frame of reference to another type of function may require a mathematical formula that is specifically applicable to that particular function. Optionally, the mathematical formula can be derived analytically. Alternatively, a learning model can be used to derive the mathematical formula.

【0051】 正しい係数を生成した後に、その係数を出力するオプションの操作ステップが
存在することができる(ステップ160)。このステップで、新たなサンプルを
含むサンプルの集合に対する係数は、表示や解析や更なる信号処理等の用途に利
用することが出来るようになる。
After generating the correct coefficient, there may be an optional operating step that outputs that coefficient (step 160). At this step, the coefficients for the set of samples including the new sample can be used for display, analysis and further signal processing.

【0052】 係数を生成した後の別のオプションのステップは、新たなサンプルを含むサン
プルの集合の係数を以前の集合の係数で置き換えることである(ステップ170
)。もし操作が継続されるべきなら、操作は新たなサンプルを受信するステップ
に戻る(ステップ110に戻る)。
Another optional step after generating the coefficients is to replace the coefficients of the set of samples containing the new sample with the coefficients of the previous set (step 170).
). If the operation should continue, the operation returns to the step of receiving a new sample (return to step 110).

【0053】 すでに指摘したが、本発明の装置、方法、及びコンピュータプログラム製品は
、初期の集合の係数を生成するために広範な様々な技術を使用するフレキシビリ
ティを有する。同様に、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品とは
、サンプルの係数寄与を生成するために広範な様々な技術を使用するフレキシビ
リティを有する。例えば、フーリエ変換では、高速フーリエ変換を使用して係数
を提供することができる。代わりに、米国特許第09/560,221号とPC
T公開公報WO00/67146号とに記載されているようなPeltonアプローチ
を使用して係数を提供することができる。同様に、係数の更新はPelton等の技術
を使用しても得られる。
As already pointed out, the apparatus, method and computer program product of the present invention have the flexibility of using a wide variety of techniques to generate the initial set of coefficients. Similarly, the apparatus and method and computer program product of the present invention provide the flexibility to use a wide variety of techniques to generate the coefficient contributions of a sample. For example, in the Fourier transform, a fast Fourier transform can be used to provide the coefficients. Instead, US Patent No. 09 / 560,221 and PC
The Pelton approach can be used to provide the coefficients as described in T. Publication WO 00/67146. Similarly, coefficient updates can also be obtained using the technique of Pelton et al.

【0054】 図3および図4に、本発明の方法と装置とコンピュータプログラム製品とにお
いて使用される、係数寄与および/または係数を決定するのに適したPeltonアプ
ローチの構成の一例を示す。これらの図は米国特許第09/560,221号と
PCT公開公報WO00/67146号とに記載されたものに類似する。まず図
3を参照して説明すると、そこには入力信号のサンプルに基づいて入力信号を表
す関数の初期の集合の係数を決定するための一構成が示されている。本発明のこ
の実施態様の装置は係数生成器(coefficient generator)10を含む。この係
数生成器は入力信号のサンプルを受信するための受信器12を含む。この係数生
成器は受信器とデジタル通信する第1のゲート14とこの第1のゲートとデジタ
ル通信する第2のゲート16とを含む。デジタル通信は情報をデジタルで転送す
ることができる接続手段であることは理解されよう。様々な技術がデジタル通信
を実現ために使用することができる。デジタル通信の一例は電気通信の電気信号
等の電気信号を使用することである。デジタル通信のもう一つの例は、光通信の
光信号等の光信号を使用することである。
FIGS. 3 and 4 show examples of configurations of Pelton approaches suitable for determining coefficient contributions and / or coefficients used in the methods and apparatus of the present invention and computer program products. These figures are similar to those described in U.S. Patent No. 09 / 560,221 and PCT Publication WO 00/67146. Referring first to FIG. 3, there is shown one arrangement for determining the coefficients of the initial set of functions representing the input signal based on the sample of the input signal. The apparatus of this embodiment of the invention includes a coefficient generator 10. The coefficient generator includes a receiver 12 for receiving samples of the input signal. The coefficient generator includes a first gate 14 in digital communication with the receiver and a second gate 16 in digital communication with the first gate. It will be appreciated that digital communication is a connection means by which information can be transferred digitally. Various techniques can be used to implement digital communication. One example of digital communication is to use electrical signals, such as electrical signals for telecommunications. Another example of digital communication is the use of optical signals, such as optical signals for optical communication.

【0055】 図4に、その係数生成器の操作を示す。この図では、係数生成器は信号のN=
8個のサンプルに基づいて係数を生する。各サンプルにつき、受信器は信号のサ
ンプルを受信して、第1のゲート14にそのサンプルを入力する(ステップ20
0)。各係数につき、第2のゲートは、2つの値、つまり一つは係数の番号を表
す値18,もう一つはサンプル番号を表す値20を受信する。係数番号とサンプ
ル番号とに基づいて、第2のゲートは信号の直交関数部分を生成する(ステップ
210)。
FIG. 4 shows the operation of the coefficient generator. In this figure, the coefficient generator is
Generate coefficients based on 8 samples. For each sample, the receiver receives a sample of the signal and inputs it to the first gate 14 (step 20).
0). For each coefficient, the second gate receives two values, one for the coefficient number 18 and the other for the sample number 20. Based on the coefficient number and the sample number, the second gate produces an orthogonal function portion of the signal (step 210).

【0056】 ゼロ番目の係数A0に対して、サンプル値が係数に加えられる。第1のサンプ
ルと係数A11に対して、直交関数は、
For the zeroth coefficient A0, the sample value is added to the coefficient. For the first sample and coefficient A11, the orthogonal function is

【数17】 となる。ここで、 Cn=係数番号、 Sn=サンプル番号、 N=サンプル数 である。 第1の係数と第1のサンプルに対する項とを計算するために、第2のゲートは係
数番号18とサンプル番号20とを受信する。これに基づいて、第1のサンプル
Snと第1の係数Cnとについて、第2のゲートはcos(2π・1・1/8)
またはcos(2π/8)を生成し、第1のゲートにこの値を出力する(ステッ
プ210)。
[Equation 17] Becomes Here, C n = coefficient number, S n = sample number, N = sample number. The second gate receives the coefficient number 18 and the sample number 20 to calculate the first coefficient and the term for the first sample. Based on this, for the first sample Sn and the first coefficient Cn, the second gate is cos (2π · 1 · 1/8)
Alternatively, cos (2π / 8) is generated and this value is output to the first gate (step 210).

【0057】 次に第1のゲートは、第2のゲートからその値を、受信器からサンプルの値を
受信する。これらの値に基づいて、第1のゲートは係数へのサンプルの寄与を表
す項(すなわち、S1cos(2π/8))を生成する(ステップ220)。次
にこの項は係数A1に加えられる(すなわち、A1+A11)(ステップ230
)。これはそれぞれの係数に対して繰り返される(ステップ240およびステッ
プ250)。
The first gate then receives the value from the second gate and the sample value from the receiver. Based on these values, the first gate produces a term that represents the sample's contribution to the coefficient (ie, S1cos (2π / 8)) (step 220). This term is then added to the coefficient A1 (ie, A1 + A11) (step 230).
). This is repeated for each coefficient (step 240 and step 250).

【0058】 上の議論は、各サンプルに一度ずつ各係数が更新される様子を説明したもので
ある。さらに、係数生成器は各サンプルで同時に全ての係数を更新することがで
きると理解されなければならない。例えば、係数生成器は受信器に繋がった全て
の複数の第1および第2のゲートを含みうる。この実施態様では、サンプルは各
組のゲートに同時に供給され、各組のゲートは各係数に対してサンプルの各係数
への寄与を表す項を同時に生成し、各係数は同時に更新される。特に、係数生成
器は一般に同時にすべての係数を更新するよう実現される。さらに、場合によっ
ては、係数生成器はいくつかのチャネルからの入力を受信して各チャネルに一集
合の係数を生成するように構成される。しかしながら、ここに記述された典型的
な実施態様では、説明を簡明にする目的で、係数生成器はただ一つのチャネルで
各係数を逐次的に更新するものとして説明されてきた。
The above discussion describes how each coefficient is updated once for each sample. Furthermore, it should be understood that the coefficient generator can update all coefficients simultaneously in each sample. For example, the coefficient generator may include all the plurality of first and second gates coupled to the receiver. In this embodiment, the samples are fed to each set of gates at the same time, each set of gates simultaneously producing for each coefficient a term representing the sample's contribution to each coefficient, and each coefficient being updated simultaneously. In particular, the coefficient generator is generally implemented to update all coefficients at the same time. Further, in some cases, the coefficient generator is configured to receive inputs from several channels and generate a set of coefficients for each channel. However, in the exemplary embodiment described herein, the coefficient generator has been described as sequentially updating each coefficient in only one channel for purposes of clarity of explanation.

【0059】 図3および図4に示された係数生成器と操作とは、初期の集合の係数を生成す
るために、および/または係数寄与を生成するために、本発明の実施態様に使用
されるのに適している。
The coefficient generators and operations shown in FIGS. 3 and 4 are used in embodiments of the invention to generate the initial set of coefficients and / or to generate the coefficient contributions. It is suitable for

【0060】 図3は、乗算器(multipliers)、加算器(adders)、割算器(dividers)、
または他のゲート機能等の、ゲートの使用に基づいて係数及び係数寄与を決定す
る仕組みを説明するための図である。図5は、米国特許出願第09/560,2
21号とPCT公開公報WO00/67146号とにも説明されているが、少な
くとも一つのメモリ装置を使用して係数および係数寄与を決定する仕組みを説明
するための図である。係数を決定するために計算されなければならない値の多く
は予めメモリ装置に記憶させておくことができるので、ゲートとは対照的にメモ
リ装置を使用することは利点がありうる。従って、これにより係数を決定する際
の時間を節約することができる。
FIG. 3 is a block diagram of multipliers, adders, dividers,
FIG. 7 is a diagram for explaining a mechanism for determining a coefficient and a coefficient contribution based on the use of a gate, such as another gate function. FIG. 5 shows US patent application Ser. No. 09 / 560,2.
21 and PCT Publication WO 00/67146, but is a diagram for explaining a mechanism for determining coefficients and coefficient contributions using at least one memory device. It may be advantageous to use a memory device as opposed to a gate, as many of the values that have to be calculated to determine the coefficient may be pre-stored in the memory device. Therefore, this can save time in determining the coefficients.

【0061】 図5を参照して説明すると、この実施態様における係数生成器は信号のサンプ
ルを受信するための受信器12を含む。係数生成器は、受信器とデジタル通信す
る第1のメモリ装置22と、その第1のメモリ装置とデジタル通信する第2のメ
モリ装置も含む。選択的に第2のメモリ装置は、各サンプルと係数とについての
信号の直交関数部分を表す予め計算された値を各セルが含む1配列のセルを含む
。例えば、第2のメモリ装置は第1のサンプルと係数についてのcos(2πC nn/N)またはcos(2π/8)に等しい信号の直交関数部分のためのセル
を含む。この構成では、第1のメモリ装置は乗算器でありうる。
[0061]   Referring to FIG. 5, the coefficient generator in this embodiment is a signal sampler.
A receiver 12 for receiving the signal. The coefficient generator is in digital communication with the receiver.
And a second memory device 22 for digitally communicating with the first memory device 22.
Including a moly device. Optionally, the second memory device provides for each sample and coefficient
Contains an array of cells where each cell contains a precalculated value that represents the orthogonal function part of the signal
. For example, the second memory device may have cos (2πC) for the first sample and coefficient. n Sn/ N) or the cell for the orthogonal function part of the signal equal to cos (2π / 8)
including. In this configuration, the first memory device may be a multiplier.

【0062】 図4および図5を参照して動作を説明すると、各サンプルについて、受信器は
信号のサンプルを受信して、そのサンプルを第1のメモリ装置22に出力する(
ステップ200)。各係数について、第2のメモリ装置は、そのサンプルと係数
とについての信号の直交関数部分を含むセルのアドレスを表すトークン(token
)を受信する。このトークンは入力18および20によって提供される。ここで
、トークンの一方の部分は係数番号Cn、他方の部分はサンプル番号Snである
。このトークンに基づいて、第2のメモリ装置は、その係数とサンプルとに付随
する値を読み出して、第1のメモリ装置にその値を出力する(ステップ210)
。次に第1のメモリ装置は、第2のメモリ装置からはその値を、受信器からはそ
のサンプルの値を受信する。これらの値に基づいて、第1のメモリ装置はそのサ
ンプルの係数への寄与を表す項(第1のサンプルと係数に対してはS1cos(
2π/8))を生成する(ステップ220)。この項は次にその係数に加えられ
る(つまりA1+A11)(ステップ230)。これはそれぞれの係数に対して
繰り返される(ステップ240と250)。
To describe the operation with reference to FIGS. 4 and 5, for each sample, the receiver receives a sample of the signal and outputs the sample to the first memory device 22 (
Step 200). For each coefficient, the second memory device has a token representing the address of the cell containing the orthogonal function part of the signal for that sample and coefficient.
) To receive. This token is provided by inputs 18 and 20. Here, one part of the token is the coefficient number Cn, and the other part is the sample number Sn. Based on this token, the second memory device reads the value associated with the coefficient and the sample and outputs the value to the first memory device (step 210).
. The first memory device then receives the value from the second memory device and the value of the sample from the receiver. On the basis of these values, the first memory device causes the term representing the contribution of that sample to the coefficient (for the first sample and the coefficient S 1 cos (
2π / 8)) is generated (step 220). This term is then added to the coefficient (ie A1 + A1 1 ) (step 230). This is repeated for each coefficient (steps 240 and 250).

【0063】 本発明の実施態様によっては、受信器から受信されたサンプルは多数の有限値
の一つである。各サンプルと係数についての直交関数部分はすでに知られており
(つまり、(2πCnn/N))、サンプルは単に有限個の値の一つであり得る
だけなので、それぞれのサンプル値とサンプル番号と係数番号とを表す値は、予
め計算されて、予め記憶させておくことができる。従って、サンプルが受信され
ると、そのサンプルの各係数への寄与を表す項は、メモリ装置の中の値をそのサ
ンプルの値とサンプル番号と係数番号とに基づいて調べることにより決定するこ
とができる。
In some embodiments of the invention, the sample received from the receiver is one of many finite values. The orthogonal function part for each sample and coefficient is already known (ie (2πC n S n / N)), and each sample value and sample can be just one of a finite number of values. The values representing the number and the coefficient number can be calculated in advance and stored in advance. Thus, when a sample is received, the term representing the contribution of that sample to each coefficient may be determined by examining the value in the memory device based on the value of that sample, the sample number, and the coefficient number. it can.

【0064】 このことを考慮に入れると、更なる実施態様によれば、第1のメモリ装置は1
配列のセルを含むメモリ装置である。第1のメモリ装置の各セルは、それぞれの
サンプル値とサンプル番号と係数番号とを表す予め計算された値を含む。各係数
とサンプルとについて、メモリ装置は、その中の各セルが係数とサンプルとに付
随する直交関数にそのサンプルの可能な値が掛けられたものを有する1群のセル
を含む。例えば、第1のサンプルと係数とについて、S1cos(2π/8)の
値を有する1群のセルが存在する。ここで、各セルはSiの異なった可能な値に
対する値を代表する。さらに、第2のメモリ装置は、その中の各セルが各サンプ
ルと係数とについての直交関数部分を表すトークンを有する1配列のセルを有す
る。
Taking this into account, according to a further embodiment, the first memory device is
A memory device including an array of cells. Each cell of the first memory device contains a pre-calculated value representing a respective sample value, sample number and coefficient number. For each coefficient and sample, the memory device includes a group of cells in which each cell therein has an orthogonal function associated with the coefficient and sample times the possible value of that sample. For example, for the first sample and the coefficient, there is a group of cells having a value of S 1 cos (2π / 8). Here, each cell represents a value for a different possible value of Si. Further, the second memory device has an array of cells in which each cell has a token that represents an orthogonal function part for each sample and coefficient.

【0065】 図4を参照して動作を説明すると、各サンプルについて、受信器は信号のサン
プルを受信して、そのサンプルを第1のメモリ装置22に出力する(ステップ2
00)。各係数について、第2のメモリ装置は入力18および20から、そのサ
ンプルと係数とについての信号の直交関数部分を表すトークンを含むセルのアド
レスを表す値を受信する。第2のメモリ装置は、その係数とサンプルとに付随し
たトークンを読み出して、第1のメモリ装置にそのトークンを出力する(ステッ
プ210)。次に第1のメモリ装置は、第2のメモリ装置からそのトークンを、
受信器からはそのサンプルの値を受信する。そのトークンとそのサンプルとの値
に基づいて、第1のメモリ装置は、配列の中からこれらの値に対応するセルを調
べ、そのサンプルの係数への寄与を表す項(つまり第1のサンプルと係数につい
てはS1cos(2π/8))を出力する(ステップ220)。次にこの項はそ
の係数に加えられる(つまりA1+A11)(ステップ230)。これはそれぞ
れの係数に対して繰り返される(ステップ240および250)。
In operation with reference to FIG. 4, for each sample, the receiver receives a sample of the signal and outputs the sample to the first memory device 22 (step 2).
00). For each coefficient, the second memory device receives from inputs 18 and 20 a value representing the address of the cell containing the token representing the orthogonal function part of the signal for that sample and coefficient. The second memory device reads the token associated with the coefficient and the sample and outputs the token to the first memory device (step 210). The first memory device then retrieves the token from the second memory device,
The value of that sample is received from the receiver. Based on the values of the token and the sample, the first memory device looks up the cells corresponding to these values in the array and finds the term representing the contribution of that sample to the coefficient (ie, the first sample and For the coefficient, S 1 cos (2π / 8)) is output (step 220). This term is then added to the coefficient (ie A1 + A1 1 ) (step 230). This is repeated for each coefficient (steps 240 and 250).

【0066】 再び、この構成の装置は並列構成で動作して、すべて受信器に接続された各係
数用の複数の第1および第2のメモリ装置を提供することにより各係数を同時に
更新することができることは理解されなくてはならない。この実施態様では、そ
れぞれの第1および第2のメモリ装置はサンプルを同時に受信して、各組の第1
および第2のメモリ装置が異なった係数に対する値をアドレスするように適切に
アドレスされる。このようにサンプルの各係数への寄与は並行に同時に決定され
る。
Again, the device of this configuration operates in a parallel configuration to update each coefficient simultaneously by providing a plurality of first and second memory devices for each coefficient all connected to the receiver. It must be understood that you can. In this embodiment, each of the first and second memory devices receives the samples at the same time, and each set of the first memory device receives the samples.
And the second memory device is appropriately addressed to address the values for the different coefficients. In this way, the contribution of the sample to each coefficient is determined simultaneously in parallel.

【0067】 図5を参照して説明すると、初期の集合の係数を提供するためおよび/または
係数寄与を提供するためのもう一つの構成では、係数生成器は、第2のメモリ装
置とデジタル通信するカウンタ26とを含みうる。カウンタは、タイミングを計
って実行されるべき計算を可能にする図示されていないクロックによって増加す
ることができる。カウンタは、第2のメモリ装置をアドレスするための係数番号
とサンプル番号とを表す2つの出力18と20を含みうる。動作中、各サンプル
について、サンプル番号は一定に保たれるが、他方、クロックの各サイクルまた
は複数のサイクルの間にカウンタは係数番号を増加させる。次にこれよりサンプ
ルの各係数への寄与を決定するために第2のメモリ装置がアドレスされる。すべ
ての係数がそのサンプルについて計算された後に、カウンタのサンプル番号が増
加させられ、係数番号はリセットされ、結果、次のサンプルが今度は各係数に対
して評価される。
Referring to FIG. 5, in another arrangement for providing an initial set of coefficients and / or for providing coefficient contributions, a coefficient generator is in digital communication with a second memory device. A counter 26 for The counter can be incremented by a clock, not shown, which allows the calculations to be performed in a timed manner. The counter may include two outputs 18 and 20 representing a coefficient number and a sample number for addressing the second memory device. During operation, for each sample, the sample number remains constant, while the counter increments the coefficient number during each cycle or cycles of the clock. From this the second memory device is then addressed to determine the contribution of the sample to each coefficient. After all the coefficients have been calculated for that sample, the counter sample number is incremented and the coefficient number is reset so that the next sample is now evaluated for each coefficient.

【0068】 詳細に説明したように、計算時間を減らすために、本発明の実施態様の一つに
よれば、予め計算された値とメモリ装置をアドレスするためのトークンを記憶す
るためのメモリ装置が使用される。多くの電子設計における重要な関心は、回路
を動かすのに必要とされる部品(コンポーネント)の数を最小化することへの願
望と、可能ならどこでも既成の部品を使用する必要性とである。これを考慮に入
れると、設計の必要面を評価して、部品数を最小化して標準部品の使用を可能に
する設計ソリューションを決定する方法が必要とされている。
As described in detail, in order to reduce the calculation time, according to one embodiment of the present invention, a memory device for storing a pre-calculated value and a token for addressing the memory device. Is used. An important concern in many electronic designs is the desire to minimize the number of components needed to drive a circuit and the need to use off-the-shelf components wherever possible. With this in mind, there is a need for a way to evaluate design needs and determine a design solution that minimizes component count and allows the use of standard components.

【0069】 上記して、米国特許出願第09/560,221号とPCT公開公報WO00
/67146号とに論じられたように、関数の係数を計算するために記憶されな
ければならない値の数は、余分な値を取り除き、その値の大きさのみを記憶し、
値がゼロのときまたは値の符号を示すためのトークンビットを使用することによ
って減じられる。そこで、図6は受信された各サンプルについて各係数の更新を
説明するための図で、記憶されなければならない値の量を減らすためにゲートを
追加した係数生成器を示している。さらに、図6は、最小数の記憶された値を有
する第1のメモリ装置と、符号またはゼロを示すためのビットを含むトークンを
備えた第2のメモリ装置と、符号付きの入力値(signed input value)とを使用
して、係数寄与および/または関数の係数を決定するための構成を与える。
As noted above, US patent application Ser. No. 09 / 560,221 and PCT Publication WO 00
/ 67146, the number of values that must be stored in order to calculate the coefficients of the function is to remove the extra value and store only the magnitude of that value,
It is reduced when the value is zero or by using token bits to indicate the sign of the value. Thus, FIG. 6 is a diagram for explaining the updating of each coefficient for each received sample, showing a coefficient generator with additional gates to reduce the amount of values that must be stored. Further, FIG. 6 shows a first memory device having a minimum number of stored values, a second memory device with a token containing a bit to indicate a sign or zero, and a signed input value. input value) and to provide a structure for determining the coefficient contribution and / or the coefficient of the function.

【0070】 図6の係数生成器10は、第1および第2のメモリ装置22および24を含む
。両方のメモリ装置は値を記憶するためのセル配列を含む。第2のメモリ装置は
係数番号とサンプル番号とを表すトークンを含み、第1のメモリ装置は各サンプ
ルと係数とについての直交関数部分と組み合わされるサンプルのすべての可能な
固有な値を含む。どのようなシステムまたは装置も第2のメモリ装置をアドレス
するために使用できるが、本実施態様では第2のメモリ装置をアドレスするため
のカウンタ26が示される。
The coefficient generator 10 of FIG. 6 includes first and second memory devices 22 and 24. Both memory devices include cell arrays for storing values. The second memory device contains tokens representing coefficient numbers and sample numbers, and the first memory device contains all possible unique values of the samples combined with the orthogonal function part for each sample and coefficient. Although any system or device can be used to address the second memory device, a counter 26 for addressing the second memory device is shown in this embodiment.

【0071】 この実施態様の係数生成器は、第1のメモリ装置の出力とデジタル通信する加
算器44を更に含む。加算器44にはクロスバーまたはセレクタ46と第3のメ
モリ装置48とが接続される。係数生成器は、クロスバーとデジタル通信するヌ
ルまたはプルダウン装置50と、カウンタの出力に接続されたNANDゲート5
2およびANDゲート54も含む。
The coefficient generator of this embodiment further includes an adder 44 in digital communication with the output of the first memory device. A crossbar or selector 46 and a third memory device 48 are connected to the adder 44. The coefficient generator includes a null or pull-down device 50 in digital communication with the crossbar and a NAND gate 5 connected to the output of the counter.
2 and an AND gate 54 are also included.

【0072】 さらに、この実施態様の係数生成器は第1のANDゲート28と、第2のAN
Dゲート30と、XORゲート32も含む。第2のANDゲート30の出力には
、一般に信号のtwosコンプリメントを採取するために導入された加算器36
が接続される。XORゲート32は、第2のメモリ装置の出力と、ゲートの組み
合わせ40とにデジタル通信する。この実施態様の係数生成器は、第1のメモリ
装置の出力とデジタル通信するヌル装置またはプルダウン装置34も含む。
Further, the coefficient generator of this embodiment includes a first AND gate 28 and a second AN.
It also includes a D gate 30 and an XOR gate 32. At the output of the second AND gate 30, an adder 36, which is typically introduced to sample the twos complement of the signal.
Are connected. The XOR gate 32 is in digital communication with the output of the second memory device and the gate combination 40. The coefficient generator of this embodiment also includes a null or pull-down device 34 in digital communication with the output of the first memory device.

【0073】 この係数生成器は、必要ならば入力信号を、その値を表す11ビットとその符
号を表す1ビットから成る12ビット値に変換するための、受信器12とデジタ
ル通信するコード変換器(code converter)38も含む。この実施態様の係数生
成器は、第1のメモリ装置に記憶される値をアドレスするための、第2のメモリ
装置に記憶された6ビットのトークンも使用する。もしトークンの符号ビットが
値の負を示せば、このトークンは、第2のANDゲート30と加算器36とに連
動して第1のメモリ装置の負の出力を採るように作用する。さらに、もし値がゼ
ロであるべきことをトークンが示せば、ヌルまたはプルダウン装置34とトーク
ンのゼロビットとは、第1のメモリ装置の出力をヌルないしゼロにするよう作用
する。
This coefficient generator is a code converter in digital communication with the receiver 12 for converting the input signal into a 12-bit value consisting of 11 bits representing its value and 1 bit representing its sign, if necessary. (Code converter) 38 is also included. The coefficient generator of this embodiment also uses a 6-bit token stored in the second memory device to address the value stored in the first memory device. If the sign bit of the token indicates a negative value, this token works in conjunction with the second AND gate 30 and the adder 36 to take the negative output of the first memory device. Further, if the token indicates that the value should be zero, the null or pull-down device 34 and the zero bit of the token act to null the output of the first memory device.

【0074】 またさらに、係数生成器は、入力信号をラッチするための第1のラッチ60と
、出力係数値をラッチアウトするための第2のラッチ62とを含む。係数生成器
は、信号の逆関数の係数を決定するために係数生成器を使用するための入力44
とゲートの組み合わせ40も含む。さらに、係数生成器は、メモリをリセットす
るためのリセット装置64と、係数番号およびチャネル番号を出力するための出
力56および58とを含む。
Still further, the coefficient generator includes a first latch 60 for latching the input signal and a second latch 62 for latching out the output coefficient value. The coefficient generator has an input 44 for using the coefficient generator to determine the coefficient of the inverse function of the signal.
And a gate combination 40 is also included. In addition, the coefficient generator includes a reset device 64 for resetting the memory and outputs 56 and 58 for outputting the coefficient number and the channel number.

【0075】 図7を参照して本実施態様の動作を説明すると、前の実施態様と類似して、各
サンプルについて、受信器は信号のサンプルを受信して、そのサンプルを第1の
メモリ装置22に入力する(ステップ300)。各係数について、サンプル番号
と係数番号とを表す入力18と20が第2のメモリ装置に与えられ(ステップ3
10)、それらの入力に基づいて第2のメモリ装置はトークンを出力する(ステ
ップ320)。そのトークンとサンプルとに基づいて、第1のメモリ装置はその
サンプルのその係数への寄与を表す項を生成する(ステップ330)。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 7. Similar to the previous embodiment, for each sample, the receiver receives a sample of the signal and stores that sample in the first memory device. 22 (step 300). For each coefficient, inputs 18 and 20 representing the sample number and coefficient number are provided to the second memory device (step 3
10) Based on their inputs, the second memory device outputs tokens (step 320). Based on the token and the sample, the first memory device generates a term representing the contribution of the sample to the coefficient (step 330).

【0076】 もし、信号の符号が負、またはトークンの符号ビットが集合されると、第2の
ANDゲートは加算器36にキャリービット(carry bit)を出力する。加算器
は第1のメモリ装置の出力を負にする(ステップ340および350)。同様に
、もし信号またはトークンのいずれかがゼロ値を示せば、ゼロ値は第1のAND
ゲート28によって出力される。そのゼロ値は第1のメモリ装置に出力され、第
1のメモリ装置を不能状態(disable)にする。第1のメモリ装置の不能により
、ヌルまたはプルダウン装置34は係数の値を表すゼロ値を出力する(ステップ
360および370)。ゼロのケースでは、符号は無視される。そして、係数の
項が出力される。
If the sign of the signal is negative or the sign bit of the token is aggregated, the second AND gate outputs a carry bit to the adder 36. The adder makes the output of the first memory device negative (steps 340 and 350). Similarly, if either the signal or the token indicates a zero value, the zero value is the first AND
It is output by the gate 28. The zero value is output to the first memory device, disabling the first memory device. Due to the disabling of the first memory device, the null or pull-down device 34 outputs a zero value representing the value of the coefficient (steps 360 and 370). In the zero case, the sign is ignored. Then, the coefficient term is output.

【0077】 次にその項は、第3のメモリ装置48から係数の以前の値も受信する加算器4
4に提供される。第3のメモリ装置は第2のメモリ装置にも接続される。第2の
メモリ装置からのトークンは第3のメモリ装置に記憶された係数をアドレスし、
今度はその係数が項に加わるために加算器に出力される。その項は加算器によっ
て既存の係数に加えられる(ステップ380)。すべてのサンプルが受信され、
そのサンプルに基づく係数が計算されて第1の集合のサンプルに基づく係数が与
えられるまで、これは継続される。
Then that term is added by adder 4 which also receives the previous values of the coefficients from the third memory device 48.
4 is provided. The third memory device is also connected to the second memory device. The token from the second memory device addresses the coefficients stored in the third memory device,
This coefficient is now output to the adder to add to the term. The term is added to the existing coefficient by the adder (step 380). All samples have been received,
This continues until the sample-based coefficients are calculated to provide the first set of sample-based coefficients.

【0078】 上記種々な実施態様に示された装置と方法とコンピュータプログラム製品とは
、複数のサンプルを処理して、そのサンプルに基づいて関数の係数を生成する。
本発明の実施態様によっては、複数のサンプルが受信された後に、本発明の装置
と方法とコンピュータプログラム製品とは、生成された係数を出力し、その係数
をリセットして再び信号のサンプルを採取する。しかしながら、実施態様によっ
ては、各新たなサンプルが受信され処理されるときに、完全な集合の係数を生成
して出力することは有利な場合がある。これはSAFT(Sliding Aperture Fou
rier Transform)と呼ばれている。
The apparatus and methods and computer program products described in the various embodiments above process multiple samples and generate function coefficients based on the samples.
In some embodiments of the invention, after multiple samples are received, the apparatus and method of the invention and the computer program product output the generated coefficients and reset the coefficients to sample the signal again. To do. However, in some implementations it may be advantageous to generate and output a complete set of coefficients as each new sample is received and processed. This is SAFT (Sliding Aperture Fou
rier Transform) is called.

【0079】 この実施態様において、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品と
は、複数のサンプルの最終のサンプルが受信され、係数が出力された後に、各係
数をゼロにリセットすることはしない。その代わりに、本発明の装置と方法とコ
ンピュータプログラム製品とは、以前の複数のサンプルの最初のサンプルを次に
受信されたサンプルで置き換える。この新たなサンプルを使用して、本発明の装
置と方法とコンピュータプログラム製品とは、次の集合の係数を出力する。この
ように、サンプルの各「バッチ」について一集合の係数を生成する代わりに、本
発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、新たなサンプルが受信さ
れるたびに一集合の係数を生成して、それによって新たなサンプルが受信される
ごとに新たな集合の係数を提供する。
In this embodiment, the apparatus and method and computer program product of the present invention do not reset each coefficient to zero after the final sample of the plurality of samples has been received and the coefficient has been output. Instead, the apparatus and method and computer program product of the present invention replaces the first sample of the previous plurality of samples with the next received sample. Using this new sample, the apparatus and method of the present invention and the computer program product output the next set of coefficients. Thus, instead of producing a set of coefficients for each "batch" of samples, the apparatus and method of the present invention and the computer program product produce a set of coefficients each time a new sample is received. And thereby provide a new set of coefficients each time a new sample is received.

【0080】 本発明は、新たなサンプルが受信されるごとに一集合の係数を生成するための
いくつかの装置と方法とコンピュータプログラム製品とを提供する。これらの実
施態様の各々において、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品とは
、以前の複数のサンプルの第1のサンプルの寄与を受信された次のサンプルの寄
与で置き換えて新たな係数を出力する。例えば、本発明の装置と方法とコンピュ
ータプログラム製品とは、サンプルが受信されたときにそれらのサンプルを各々
最初に記憶して、複数のサンプルの最後のサンプルが受信されると第1の集合の
係数を生成する。さらに、入力信号の新たなサンプルが受信されると(所定の複
数のサンプルがすでに受信された後に)、本発明の装置と方法とコンピュータプ
ログラム製品とは、係数に付随する数学的関数をその新たなサンプルに適用し、
各係数についてその新たなサンプルに基づく項を生成する。その新たなサンプル
を複数のサンプルの第1のサンプルで置き換えるために、その新たなサンプルの
生成された項は、メモリ装置に以前に記憶された所定の複数のサンプルのその第
1のサンプルに付随する項から差し引かれる。この減算の後に、係数は、新たな
サンプルと所定の複数のサンプルの第1のサンプルに基づく項の差分によって更
新される。
The present invention provides several apparatus and methods and computer program products for generating a set of coefficients each time a new sample is received. In each of these embodiments, the apparatus and method of the present invention and the computer program product replace the first sample contribution of the previous plurality of samples with the received next sample contribution and output new coefficients. To do. For example, the apparatus and method and computer program product of the present invention may store each sample first when they are received, and when the last sample of the plurality of samples is received, the first set of samples may be stored. Generate the coefficients. Further, when a new sample of the input signal is received (after a predetermined plurality of samples have already been received), the apparatus and method of the present invention and the computer program product provide a new mathematical function associated with the coefficient. Applied to various samples,
Generate a new sample-based term for each coefficient. To replace the new sample with the first sample of the plurality of samples, the generated term of the new sample is associated with the first sample of the predetermined plurality of samples previously stored in the memory device. It is deducted from the term. After this subtraction, the coefficients are updated with the difference between the new sample and the first sample-based term of the predetermined plurality of samples.

【0081】 本発明のもう1つの実施態様では、新たなサンプルを複数のサンプルの第1の
サンプルで置き換えるために、本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製
品とは、所定の複数のサンプルの第1のサンプルに基づく項を各係数から差し引
き、新たなサンプルの項に基づく項を各係数に加える。このようにして、実施態
様の一つによれば、新たなサンプルと最も古いサンプルの項は互いから差し引か
れ、その残余が係数に加えられる。他方、別の実施態様によれば、最も古いサン
プルに付随する項は各係数から差し引かれ、新たなサンプルに付随する項が係数
に加えられる。この第2の実施態様では、図6に示されているが、一般に、演算
上のドリフト(computational drift)がより小さい。
In another embodiment of the invention, the apparatus and method of the present invention and the computer program product replace the new sample with a first sample of a plurality of samples, and The one sample-based term is subtracted from each coefficient and a new sample-term based term is added to each coefficient. Thus, according to one embodiment, the terms of the new sample and the oldest sample are subtracted from each other and the residue is added to the coefficients. On the other hand, according to another embodiment, the term associated with the oldest sample is subtracted from each coefficient and the term associated with the new sample is added to the coefficient. In this second embodiment, which is shown in FIG. 6, it generally has a smaller computational drift.

【0082】 この実施態様では、図6の係数生成器は、複数のサンプルの各サンプルに付随
する項を記憶するための、第3のメモリ装置48にデジタル通信する第4のメモ
リ装置66を含む。係数生成器は、以前の複数のサンプルの第1のサンプルに付
随する項を新たに受信されたサンプルに付随する項から差し引くための、第3お
よび第4のメモリ装置にデジタル通信する加算器68を更に含む。第4のメモリ
装置は第2のメモリ装置にも接続される。
In this embodiment, the coefficient generator of FIG. 6 includes a fourth memory device 66 in digital communication with the third memory device 48 for storing the term associated with each sample of the plurality of samples. . The coefficient generator digitally communicates to the third and fourth memory devices for subtracting the term associated with the first sample of the previous plurality of terms from the term associated with the newly received sample. Is further included. The fourth memory device is also connected to the second memory device.

【0083】 本発明のこの実施態様によれば、初期の係数が最初の集合のサンプルから決定
された後に、新たなサンプルが受信されると、係数が新たなサンプルからの情報
により更新される。また最も古いサンプルの寄与はSAFTを与えるために差し
引かれる。特に、図6および図7を参照すると、第2のメモリ装置からのトーク
ンは、複数のサンプルの第1のサンプル(つまり最も古いサンプル)に付随する
項を表す第4のメモリ装置に記憶された項をアドレスする。この項は加算器68
に与えられ、そこでその項は更新された係数から差し引かれる(ステップ390
)。新たなサンプルに付随する項は第4のメモリ装置に記憶され(ステップ40
0)、更新された係数は第3のメモリ装置に記憶され(ステップ410)、出力
もされる(ステップ420)。すべての係数がそのサンプルで更新されるまで、
上記ステップが繰り返される(ステップ430および440)。
According to this embodiment of the invention, when a new sample is received after the initial coefficient is determined from the samples of the first set, the coefficient is updated with the information from the new sample. Also, the contribution of the oldest sample is subtracted to give SAFT. In particular, referring to FIGS. 6 and 7, the token from the second memory device was stored in the fourth memory device representing the term associated with the first sample of the plurality of samples (ie, the oldest sample). Address the term. This term is adder 68
, Where the term is subtracted from the updated coefficients (step 390).
). The term associated with the new sample is stored in the fourth memory device (step 40).
0), the updated coefficient is stored in the third memory device (step 410) and is also output (step 420). Until all coefficients are updated with that sample,
The above steps are repeated (steps 430 and 440).

【0084】 本発明の装置と方法とコンピュータプログラム製品とは、一連のチャネルに対
して並列に使用できる。本発明は各チャネルに対してチャネル上の信号を表す関
数の係数を生成する。すでに詳述したように、本発明は、各サンプルを受信と同
時に、そのサンプルに付随する数学的関数および係数に組み合わせることによっ
て信号を表す関数の係数を決定する。さらに、すでに詳述したように、サンプル
と係数の異なった組み合わせは、予め計算されアドレス可能なメモリ装置に記憶
でき、または、トークンに付随する値を参照してゲート関数によって計算できる
。一般的に、メモリ装置のセルをアドレスするトークンは、係数とサンプルとを
示すカウンタから得られるステート情報(state information)から導出される
。通常の動作では、トークンとメモリ装置とは信号を表す関数の係数を決定する
ために使用されるが、これらのトークンとメモリ装置とは適切な位置においてカ
ウンタにビットを加えることによって繰り返し使用することもでき、結果、複数
のチャネルに応じることができる。この構成によれば、追加的な係数メモリセル
は追加的な係数を保持して、チャネル番号は便宜としてユーザに出力される。前
方の係数を決定する、または入力の逆関数を決定するために電気信号を利用する
こともなお可能である。
The apparatus and method of the present invention and the computer program product can be used in parallel for a series of channels. The present invention produces, for each channel, the coefficients of a function that represents the signal on the channel. As detailed above, the present invention determines the coefficients of a function that represents a signal by combining each sample as it is received with the mathematical functions and coefficients associated with that sample. Further, as detailed above, different combinations of samples and coefficients can be pre-computed and stored in an addressable memory device, or can be computed by a gating function with reference to the value associated with the token. Generally, the tokens that address the cells of the memory device are derived from the state information obtained from a counter that indicates the coefficient and the sample. In normal operation, tokens and memory devices are used to determine the coefficients of the function that represents the signal, but these tokens and memory devices are used repeatedly by adding bits to the counter at the appropriate locations. As a result, multiple channels can be served. According to this configuration, the additional coefficient memory cell holds the additional coefficient, and the channel number is output to the user for convenience. It is still possible to utilize the electrical signal to determine the forward coefficient or the inverse of the input.

【0085】 さらに、通常の動作では、トークンとメモリ装置とは信号を表す関数の係数を
決定するために使用されるが、これらのトークンとメモリ装置とは適切な位置に
おいてカウンタにビットを加えることによって繰り返し使用することもでき、結
果、複数のチャネルに応じることができる。この構成によれば、追加的な係数メ
モリセルは追加的な係数を保持して、チャネル番号は便宜としてユーザに出力さ
れる。連続したサンプルを異なったチャネルとして取り扱われるようにすれば、
インタリーブド変換(interleaved transform)を作り出すことが可能である。
インタリーブド変換は、例えば二次元的変換を作り出すための第2の類似プロセ
スに送ることができる。
Furthermore, in normal operation, the token and memory device are used to determine the coefficients of the function representing the signal, but these token and memory device add a bit to the counter at the appropriate location. It can also be used repeatedly, so that it can serve multiple channels. According to this configuration, the additional coefficient memory cell holds the additional coefficient, and the channel number is output to the user for convenience. So that successive samples are treated as different channels,
It is possible to create an interleaved transform.
The interleaved transform can be sent to a second similar process to produce a two-dimensional transform, for example.

【0086】 本発明の実施態様の一つによれば、図6に示された装置は、係数を正しい基準
系に変換するための、特に基準系を回転させるための、追加の電子コンポーネン
ト(図6には図示されていない)を組み込むことによって更新された係数を補正
するよう構成される。追加の電子コンポーネントは、乗算器や加算器や他のゲー
ト関数(gated functions)等のゲートを使用するコンポーネントを含みうる。
代わりに、図6に示された本発明の実施態様による装置は、メモリと回転基準系
を提供するための記憶された関数とを使用することができる。フーリエ変換計算
ついては、追加のコンポーネントまたはメモリは(数12)や(数15)等の数
式に従って補正された係数を導出する。
According to one embodiment of the present invention, the device shown in FIG. 6 has an additional electronic component (FIG. 6) for converting the coefficients into the correct reference frame, in particular for rotating the reference frame. 6 (not shown in FIG. 6) to correct the updated coefficients. Additional electronic components may include components that use gates, such as multipliers, adders and other gated functions.
Alternatively, the apparatus according to the embodiment of the invention shown in FIG. 6 may use memory and a stored function to provide a rotating frame of reference. For Fourier transform calculations, an additional component or memory derives the corrected coefficients according to equations such as (Equation 12) and (Equation 15).

【0087】 すでに言及したように、図6の係数生成器は、新たなサンプルが受信されると
最も古いサンプルの効果を引いてその新たなサンプルの効果を加えることによっ
て係数が継続的に更新されることを可能にするSAFT構成を実現する。上で説
明されたように、これは一般に2つの方法で実行できる。最初に、最も古いサン
プルの効果が再計算されて係数から差し引かれ、その係数に新たなサンプルの新
たな効果が加えることができる。同様に、最も古いサンプルの効果が計算され、
新たなサンプルの効果から差し引かれ、そして残余が次に係数に加えられるよう
にすることができる。これらの方法は、各新たなサンプルが受信されるごとに継
続的に係数を更新することを可能にするSAFT技術を実現するが、これらの方
法は単に最も古いサンプルを新たなサンプルで置き換えるだけなので、45度と
は対照的に2*45度から始まる(N=8の状況で)新たな集合の第1のサンプ
ルにおける問題を提起しない。
As already mentioned, the coefficient generator of FIG. 6 continuously updates the coefficients as new samples are received by subtracting the effect of the oldest sample and adding the effect of the new sample. Realize a SAFT configuration that enables As explained above, this can generally be done in two ways. First, the effect of the oldest sample can be recalculated and subtracted from the coefficient, to which the new effect of the new sample can be added. Similarly, the effect of the oldest sample is calculated,
It can be subtracted from the effect of the new sample and the residue then added to the coefficient. These methods implement SAFT techniques that allow the coefficients to be continuously updated as each new sample is received, but these methods simply replace the oldest sample with a new sample. , Which does not pose the problem in the first sample of the new set (in the situation of N = 8) starting at 2 * 45 degrees as opposed to 45 degrees.

【0088】 これを考慮すると、実施態様の一つによれば、本発明はサンプルの基準系を回
転させてそれによって古典DFTを与えることによって係数を補正する係数生成
器を提供する。特に、図6に示された実施態様の第4のメモリ装置66と加算器
50とは、単に最も古いサンプルの効果を差し引いて最も新しいサンプルの効果
を加えるだけである。しかし、本発明の実施態様は、最も古いサンプルが引かれ
最も新しいサンプルが加えられるときに、サンプルが計算のための正しい角度の
値を有するように、基準系を回転させて係数を更に補正(compensate)する。特
に、図8に、回転基準系を使用してフーリエ変換係数を補正するための本発明の
一実施態様による装置のアーキテクチャのブロック図を示す。図8に示された装
置は図6に示されたような係数生成装置に使用するには適している。特に、図8
は、図6に示された装置で生成された係数に係数補正を加えるために必要な追加
の論理を示している。重要なことは、図8の装置は(数12)の計算を実行して
サンプルの角度回転における違いについて係数を補正する。
In view of this, according to one embodiment, the invention provides a coefficient generator that corrects the coefficients by rotating the reference frame of the samples and thereby giving the classical DFT. In particular, the fourth memory device 66 and the adder 50 of the embodiment shown in FIG. 6 simply subtract the effect of the oldest sample and add the effect of the newest sample. However, embodiments of the invention rotate the reference frame to further correct the coefficients so that when the oldest sample is subtracted and the newest sample added, the sample has the correct angular value for the calculation ( compensate). In particular, FIG. 8 shows a block diagram of the architecture of an apparatus according to an embodiment of the invention for correcting Fourier transform coefficients using a rotating frame of reference. The apparatus shown in FIG. 8 is suitable for use in the coefficient generating apparatus as shown in FIG. In particular, FIG.
Shows the additional logic needed to add coefficient correction to the coefficients generated by the apparatus shown in FIG. Importantly, the apparatus of FIG. 8 performs the calculation of (Equation 12) to correct the coefficient for differences in the angular rotation of the sample.

【0089】 特に、この実施態様の装置は、ラッチ62の係数番号72の出力と位相コード
74の出力とに接続するための第5のメモリ装置70を含む。このメモリ装置は
、それぞれの係数番号とサンプル番号とに付随したサインおよびコサインの寄与
について予め計算された値を含む配列を含む。例えば、もし係数生成器が8個の
サンプルを使用して8個の係数を決定すれば、第5のメモリ装置の配列は補正式
(14)のサインおよびコサイン部分のそれぞれの係数番号とサンプルとの組み
合わせに対してのすべての計算値を含むであろう。
In particular, the device of this embodiment includes a fifth memory device 70 for connecting to the output of coefficient number 72 and the output of phase code 74 of latch 62. The memory device includes an array containing precomputed values for the sine and cosine contributions associated with each coefficient number and sample number. For example, if the coefficient generator uses eight samples to determine eight coefficients, the fifth array of memory devices may store the coefficient numbers and samples of the sine and cosine parts of the correction equation (14), respectively. Would include all calculated values for the combination of.

【0090】 本発明の装置は、第5のメモリ装置と図6に示されたラッチ62の係数出力8
0との両方に接続された2つの乗算器76および78を更に含む。第1の乗算器
76は(数12)のコサイン部分にラッチ62の係数出力値を掛け、第2の乗算
器78は(数12)のサイン部分にラッチ62の係数出力値を掛ける。乗算器7
6および78には、補正された係数と共に出力84を有する加算器82が接続さ
れる。
The device of the present invention comprises a fifth memory device and a coefficient output 8 of the latch 62 shown in FIG.
It further includes two multipliers 76 and 78 connected to both 0 and. The first multiplier 76 multiplies the cosine portion of (Equation 12) by the coefficient output value of the latch 62, and the second multiplier 78 multiplies the sine portion of (Equation 12) by the coefficient output value of the latch 62. Multiplier 7
Connected to 6 and 78 is an adder 82 having an output 84 with corrected coefficients.

【0091】 図9を参照して、回転基準系を使用してフーリエ変換係数を補正するための装
置の動作を説明する。特に、図6に示されるように、係数生成器は最初に第1の
集合のサンプルに基づいて一集合の係数を生成する(ステップ500)。この第
1の集合のサンプルが受信されて係数が計算され、次のサンプルが受信された後
に、係数生成器の第4のメモリ装置66と加算器68とは最も古いサンプルの寄
与を差し引いて、最も新しいサンプルの寄与を加える(ステップ510)。すで
に述べたように、第4のメモリ装置66と加算器68とは、最も古いサンプルを
落とし最も新しいサンプルを加えたことによるサンプルの角度回転を補正しない
。このような観点から、本発明の図8に示された装置はこの補正を実現する。
The operation of the apparatus for correcting the Fourier transform coefficient using the rotation reference system will be described with reference to FIG. In particular, as shown in FIG. 6, the coefficient generator first generates a set of coefficients based on the first set of samples (step 500). After this first set of samples has been received, the coefficients have been calculated, and the next sample has been received, the coefficient generator's fourth memory unit 66 and adder 68 subtract the contribution of the oldest sample, Add the contribution of the newest sample (step 510). As already mentioned, the fourth memory device 66 and the adder 68 do not correct the angular rotation of the samples due to dropping the oldest sample and adding the newest sample. From this point of view, the apparatus shown in FIG. 8 of the present invention realizes this correction.

【0092】 特に、係数生成器のラッチ62から第5のメモリ装置70は、係数番号および
サンプル番号を表す、係数番号72および位相コード74をそれぞれ受信する(
ステップ520)。これらの値に基づいて、第5のメモリ装置は、記憶された値
の配列から係数番号およびサンプル番号に付随する(数12)のコサイン部分お
よびサイン部分を読み出して、これらの値を乗算器76および78に送る(ステ
ップ530)。特に、もし係数番号が7でサンプルが5であれば、第5のメモリ
装置はこれらの値に対応する(数12)のコサイン部分およびサイン部分を提供
する。乗算器は第5のメモリ装置からコサインおよびサインの値をそれぞれ受信
して、またそれらはラッチ62から係数値80も受信する。この係数値は、第4
のメモリ装置66と加算器68とによって、最も古いサンプルの寄与を差し引い
て最も新しいサンプルを加えることによって以前に補正された。これらの値を使
って、乗算器は補正式である(数12)の値を計算し、加算器82はその乗算器
からの値を加えて回転基準系を使用する補正されたフーリエ変換係数を与える(
ステップ540)。
In particular, the coefficient generator latch 62 to the fifth memory device 70 receive a coefficient number 72 and a phase code 74, respectively, which represent the coefficient number and the sample number (
Step 520). Based on these values, the fifth memory device reads the cosine and sine parts of (Equation 12) associated with the coefficient number and the sample number from the array of stored values and multiplies these values by the multiplier 76. And 78 (step 530). In particular, if the coefficient number is 7 and the sample is 5, the fifth memory device provides the cosine and sine parts of (Equation 12) corresponding to these values. The multipliers respectively receive the cosine and sine values from the fifth memory device, and they also receive the coefficient value 80 from the latch 62. This coefficient value is
Memory unit 66 and adder 68 previously corrected by subtracting the contribution of the oldest sample and adding the newest sample. Using these values, the multiplier calculates the value of the correction equation (Equation 12), and the adder 82 adds the values from that multiplier to obtain the corrected Fourier transform coefficients using the rotating frame of reference. give(
Step 540).

【0093】 本発明の追加的な側面はサンプルの独立性である。特に、各サンプルはその他
の係数の各係数に影響を与えるので、興味のある係数を更新のために選択するこ
とができるが、その他の係数は選択されない。他の側面によってユーザは一つの
係数をすべての他の係数を計算することなく追跡することができる。
An additional aspect of the invention is sample independence. In particular, since each sample affects each of the other coefficients, the coefficient of interest can be selected for updating, but the other coefficient is not selected. Another aspect allows the user to track one coefficient without having to calculate all other coefficients.

【0094】 以前に述べたが、係数のより速い生成を可能にし、および/またはより単純な
ハードウェア構成を必要とする、方法および装置の必要性が存在する。さらに、
本発明の実施態様はSAFTの適用において係数を生成するための様々な技術を
使用することができることは以前に述べられた。改善された係数生成技術とハー
ドウェアは、更新された係数を提供するため、更新補正された係数を提供するた
めにSAFTの有用性をさらに改善できる。
As mentioned previously, there is a need for methods and apparatus that allow for faster generation of coefficients and / or require simpler hardware configurations. further,
It was previously mentioned that embodiments of the present invention may use various techniques for generating coefficients in SAFT applications. Improved coefficient generation techniques and hardware provide updated coefficients, which can further improve the utility of SAFT to provide updated corrected coefficients.

【0095】 その必要に応えて、本発明の他の実施態様は信号を表す関数の係数を生成する
ためのモデルを自動的に決めることに関係する。これらの実施態様ではそのモデ
ルを決めるための学習技術が使用される。一般に、フーリエ変換等の変換は変数
の間のマッピング(写像)である。マッピングの主な定義は通常解析的である。
マッピングのための計算のいくつかのモデルは決定できる。一部のモデルはいか
なる計算技術が採用されるかに応じて他のモデルよりもより効果的である。
In response to that need, another embodiment of the invention relates to automatically determining the model for generating the coefficients of the function representing the signal. In these embodiments, learning techniques are used to determine the model. In general, transforms such as Fourier transforms are mappings between variables. The main definition of mapping is usually analytical.
Several models of calculations for mapping can be determined. Some models are more effective than others, depending on what computational technique is employed.

【0096】 フーリエ変換の定義は、時間領域の変数を周波数領域の変数に関係付ける。D
FTの場合では、マッピングは、時間的に連続したサンプルと特定の周波数の係
数との間にある。係数はあらゆるサンプルで変化して、最も新しいサンプルを含
む1群のサンプルを特徴付けることができる。係数を計算する計算方法は十分な
情報を持つ何らかのパラメータと係数の値との間のマッピングを含む。特に、計
算モデルは係数の最後の集合プラス最後のサンプルから成る入力と係数の新たな
集合との間のマッピングでありうる。実際、いくつかのこのようなモデルがあり
うる。
The definition of the Fourier transform relates variables in the time domain to variables in the frequency domain. D
In the case of FT, the mapping is between temporally consecutive samples and the coefficient at a particular frequency. The coefficients can change for every sample to characterize the set of samples, including the most recent sample. The calculation method for calculating the coefficient involves mapping between some parameter with sufficient information and the value of the coefficient. In particular, the computational model can be a mapping between an input consisting of the last set of coefficients plus the last sample and a new set of coefficients. In fact, there can be several such models.

【0097】 本発明の実施態様の一つは、サンプルとフーリエ係数との間のマッピングを記
述する入出力データからトレーニングされるときに自動的にモデルを決める方法
を含む。記述される技術は一般的で、いずれかのマッピングに対する学習モデル
にも適用されうる。特定の場合として、ここに提示されるほとんどの例は、係数
の最後の集合プラス最新のサンプルと係数の新たな集合との間のマッピングに対
する学習計算モデルと関連するであろう。標準的な技術と異なり、本発明の実施
態様はこれらのアプローチを多項式や級数公式の他にフーリエ変換やラプラス変
換のような関数に適用する。一般に、本発明の実施態様は計算上より単純で、速
く、またはより並列的なハードウェアを実現する。本発明の実施態様によっては
、米国特許出願第09/560,221号とPCT公開公報WO00/6714
6号とに記載されたSIFT(Sample Integrated Fourier Transform)やSA
FT方法のような技術を含みうるが、それに限定されない。
One embodiment of the present invention includes a method for automatically determining a model when trained from input and output data that describes the mapping between samples and Fourier coefficients. The techniques described are general and can be applied to the learning model for either mapping. As a specific case, most of the examples presented here will relate to learning computational models for the mapping between the last set of coefficients plus the most recent sample and the new set of coefficients. Unlike standard techniques, embodiments of the present invention apply these approaches to polynomial and series formulas as well as functions such as Fourier and Laplace transforms. In general, embodiments of the invention implement computationally simpler, faster, or more parallel hardware. In some embodiments of the invention, US patent application Ser. No. 09 / 560,221 and PCT Publication WO 00/6714.
SIFT (Sample Integrated Fourier Transform) and SA described in No. 6
It may include, but is not limited to, techniques such as the FT method.

【0098】 ソリューションモデルは厳密または近似的でありうる。ここに示される各方法
は、記述された集合のマッピング関数に対するソリューションを作り出すために
使用される。モデルは異なった規律にそれぞれ基づいており、異なる方法論が必
要とされるが、それらは必要とされるパラメータを満たすために十分に小さな誤
差を選択するための誤差評価と判断を採用するという点で類似している。与えら
れた実施態様は網羅的でなく、例として、適用されるアプローチのファミリの構
成員を示すことだけを意図している。当業者にとっては、本発明の代替となる実
施態様は、ある類似した評価方法を選択してわずかに異なる仕方で同じ関数に再
びする意志決定によって導出可能であることは明確である。
The solution model can be exact or approximate. Each method presented here is used to create a solution to the described set of mapping functions. Although the models are each based on different disciplines and require different methodologies, they employ error estimation and judgment to select errors that are small enough to meet the required parameters. Is similar. The embodiments provided are not exhaustive and are only intended to show, by way of example, members of a family of applied approaches. It will be clear to a person skilled in the art that alternative embodiments of the invention can be derived by the decision making to choose some similar valuation methods and revert to the same function in a slightly different way.

【0099】 多様な学習モデリングの近似モデリングの技術が適する。2種類のモデリング
技術の例が議論される。最初の技術は、ここではニューラルネットワークやファ
ジー論理によって例示される普遍的機能的アプロキシメータ(universal functi
onal approximators)としての専門構造を使用することを含む。2番目の技術は
、どのような構造にもうまく機能し、モデルの要素がここでは遺伝的アルゴリズ
ムによって例示される探索技術(search technique)によって合成される、一般
的な近似(モデル識別)スキームを使用することを含む。
A variety of learning modeling approximation modeling techniques are suitable. Examples of two types of modeling techniques are discussed. The first technique is a universal functimeter, here exemplified by neural networks and fuzzy logic.
including using specialized structures as onal approximators). The second technique works well for any structure and provides a general approximation (model identification) scheme where the elements of the model are synthesized by a search technique, here exemplified by a genetic algorithm. Including using.

【0100】 専門構造の基本ブロックの例は、ニューラルアプロキシメータのニューロンと
ファジーシステムアプロキシメータのファジー規則である。両方のタイプのアプ
ロキシメータについて、普遍的機能的近似の特性は公式に実証されている。ファ
ジー論理プロセッサはその分野で知られており、商業的に入手可能である。ファ
ジー論理プロセッサは、例えば、コンピュータまたは電子装置上で実行できるコ
ンピュータ実行可能コードの形で入手可能である。同様に、ニューラルネットワ
ークプロセッサは商業的に入手可能である。ニューラルネットワークは、コンピ
ュータ実行可能コードの形でソフトウェアとして実行できる。さらに、ニューラ
ルネットワークプロセッサとして用いられることができるニューラルネットワー
クチップが商業的に入手可能である。
An example of a basic block of a specialized structure is the neuron of a neural proxy meter and the fuzzy rules of a fuzzy system proxy meter. The properties of the universal functional approximation have been officially demonstrated for both types of aproximators. Fuzzy logic processors are known in the art and are commercially available. Fuzzy logic processors are available, for example, in the form of computer-executable code that can be run on a computer or electronic device. Similarly, neural network processors are commercially available. Neural networks can be implemented as software in the form of computer executable code. Further, there are commercially available neural network chips that can be used as neural network processors.

【0101】 本発明の実施態様の一つは、係数を入力サンプルにマップするために所定のサ
ンプルと所定の係数とを使ってトレーニングされるニューラルネットワークチッ
プを含む。更なる実施態様として、ニューラルネットワークチップはサンプルを
受信するための受信器に接続される。ニューラルネットワークチップがサンプル
に基づいて係数または係数のアップデートを生成することができるように、サン
プルはニューラルネットワークチップに送られる。本発明の別の実施態様には、
係数を入力サンプルにマップするために所定のサンプルと所定の係数とを使って
トレーニングされるファジー論理プロセッサチップを含む。更なる実施態様とし
て、ファジー論理プロセッサチップはサンプルを受信するための受信器と接続さ
れる。ファジー論理プロセッサチップがサンプルに基づいて係数または係数のア
ップデートを生成することができるように、サンプルがファジー論理プロセッサ
チップに送られる。
One embodiment of the present invention includes a neural network chip that is trained with a given sample and a given coefficient to map the coefficient to an input sample. In a further embodiment, the neural network chip is connected to a receiver for receiving the samples. The samples are sent to the neural network chip so that the neural network chip can generate coefficients or coefficient updates based on the samples. In another embodiment of the present invention,
It includes a fuzzy logic processor chip that is trained with a given sample and a given coefficient to map the coefficient to an input sample. In a further embodiment, the fuzzy logic processor chip is connected with a receiver for receiving the samples. The samples are sent to the fuzzy logic processor chip so that the fuzzy logic processor chip can generate coefficients or coefficient updates based on the samples.

【0102】 一般的な近似スキームの場合には、基礎的な基本ブロックはほとんどどのよう
な種類でも可能である。もし電子回路ソリューションを探すために使用されれば
、基本ブロックは、例えば、加算器や乗算器等の論理ゲートまたはよりハイレベ
ルのデジタルビルディングブロックと、トランジスタと、使用可能な増幅器と、
R,L,Cコンポーネントでありうる。この場合には、特別のケース、例えばN
ANDゲートだけなどを使用する何らかの論理関数の実装以外は、普遍的近似の
証明は全くない。基本ビルディングブロックが電子コンポーネントであり、モデ
ル識別が進化的アルゴリズムまたは遺伝的アルゴリズムに基づく一般的アプロキ
シメータの領域はEHW(Evolvable Hardware)とも呼ばれている。
In the case of general approximation schemes, the basic building blocks can be almost any kind. If used to find an electronic circuit solution, the basic blocks are, for example, logic gates such as adders and multipliers or higher level digital building blocks, transistors, available amplifiers,
It can be an R, L, C component. In this case, a special case, eg N
There is no proof of universal approximation other than the implementation of some logical function, such as using only AND gates. The area of a general proxy meter whose basic building blocks are electronic components and whose model identification is based on an evolutionary algorithm or a genetic algorithm is also called EHW (Evolvable Hardware).

【0103】 本発明の実施態様の特徴は、近似がどのような度合いの精度にも対応できると
いうことである。換言すれば、精度の度合いは制御可能なパラメータである。一
部の用途にとっては高度な精度が望まれるであろうし、他方、他の用途にとって
はより低い精度が許されるので、これは有利である。
A feature of embodiments of the present invention is that the approximation can accommodate any degree of accuracy. In other words, the degree of accuracy is a controllable parameter. This is advantageous because a high degree of accuracy may be desired for some applications, while lower accuracy is allowed for other applications.

【0104】 学習モデルを使用する際の重要なステップは、学習及びトレーニングのための
データを生成することを含む。すでに述べたアプロキシメータのモデル識別は、
通常、あるトレーニング/学習/探索手続き(raining/learning/search proced
ure)に基づいている。この場合には、モデリングされるシステムから得られる
一集合の入出力ペアはトレーニングのために使用される。フーリエ級数の係数を
決定する場合では、トレーニングペアは、例えばサンプルおよび係数等のベクト
ルのペアから成る。SAFT問題に対しては、上記ペアはサンプルおよび係数ア
ップデートでありうる。正しいトレーニング集合の選択はモデリングの実現可能
性に大きな影響力を有する。以下の例は5ビット上にコード化された8つのサン
プルを使用する。
An important step in using the learning model involves generating data for learning and training. The model identification of the proxy meter mentioned above is
Usually a training / learning / search proced
ure). In this case, the set of I / O pairs obtained from the modeled system is used for training. In the case of determining the coefficients of the Fourier series, the training pairs consist of pairs of vectors, eg samples and coefficients. For the SAFT problem, the pair can be sample and coefficient update. Choosing the right training set has a great impact on the feasibility of modeling. The following example uses 8 samples coded on 5 bits.

【0105】 例えば、「各新たなサンプリング時間に、サンプルの値は現時点の集合の係数
と一緒になって(入力+現時点状態)新たな集合の係数を決定する。 係数(t+1)=関数(サンプル(t+1),係数(t))」のような言葉で表
現されたマッピングによって決定されるモデルを論じる。 最初に、時間領域における入力サンプルとなるランダムベクトルを生成する。
ベクトルの大きさはモデルに依存することができる。通常、各サンプル指数(in
dex)に対応するトレーニングペアが存在することは理解されるはずである。こ
のトレーニングペアは、入力および出力を結び付ける式として考えることができ
る。必要とされる場合がありうる式の数は多数の因子に依存する。例えば、式の
数はどれだけの数の変数がモデルにあるかによることもある。もし、線形モデル
が可能であるなら、線形変換が計算され、未知数の数に等しい多数の式が厳密解
を与えるであろう。少数の式(つまりトレーニングペア)は一般化に不十分であ
る。一般的に、もしデータが確率的ならば、より多くの式が必要とされる。
For example, “At each new sampling time, the value of the sample together with the coefficient of the current set (input + current state) determines the coefficient of the new set. Coefficient (t + 1) = function (sample (T + 1), coefficient (t)) ”, the model determined by the mapping expressed in terms. First, a random vector that is an input sample in the time domain is generated.
The magnitude of the vector can be model dependent. Usually, each sample index (in
It should be understood that there is a training pair corresponding to dex). This training pair can be thought of as an expression connecting the inputs and outputs. The number of equations that may be needed depends on many factors. For example, the number of expressions may depend on how many variables are in the model. If a linear model is possible, a linear transformation will be calculated and a number of equations equal to the number of unknowns will give the exact solution. A small number of formulas (ie training pairs) are insufficient for generalization. In general, if the data is stochastic, more equations are needed.

【0106】 次のステップは、何でも便利な方法によって各群のサンプルについてフーリエ
係数を生成することである(8個のサンプルから成る集合を議論すると、一つの
群はサンプル番号1−8,2−9、3−10等となる)。フーリエ係数のための
便利な方法の例は、FFTとバタフライ法とSIFT(米国特許出願第09/5
60,221号およびPCT公開公報WO00/67146号)とである。これ
は、各サンプル指数について、この指数サンプルで終わったウィンドウ内のサン
プルを特徴付ける一集合の係数が存在することを意味する。この集合の係数はト
レーニングにとって望ましい目標出力である。別の実施態様では、その問題を唯
一の係数を計算するモデルに分解することができる。この場合には、その係数の
値から成るベクトルは目標(ターゲット)である。
The next step is to generate the Fourier coefficients for each group of samples by any convenient method (discussing a set of 8 samples, one group is sample number 1-8,2- 9 and 3-10). Examples of convenient methods for Fourier coefficients include FFT, butterfly method and SIFT (US patent application Ser. No. 09/5).
60,221 and PCT publication WO 00/67146). This means that for each sample index, there is a set of coefficients that characterize the samples in the window ending with this index sample. The coefficient of this set is the desired target output for training. In another implementation, the problem can be decomposed into a model that computes only one coefficient. In this case, the vector of values of that coefficient is the target.

【0107】 この例では、トレーニングのための入力は、最後のサンプルと以前のウィンド
ウ内のサンプル(つまり指数サンプルの前のサンプルまで)に対応する係数の集
合から成る組み合わせ集合である。特に、8つのサンプルのウィンドウに対して
、入出力トレーニングペアは各指数に対応するペアである。入力は(t+1)に
おけるサンプルに対する1個の値と時間tおける係数に対する8個の値から成り
、出力は時間t+1における一つ以上の係数から成る。
In this example, the input for training is a combinatorial set consisting of a set of coefficients corresponding to the last sample and the samples in the previous window (ie up to the sample before the exponential sample). In particular, for a window of 8 samples, the input / output training pair is the pair corresponding to each index. The input consists of one value for the sample at (t + 1) and eight values for the coefficient at time t, and the output consists of one or more coefficients at time t + 1.

【0108】 表1に、学習モデル及びトレーニングモデルのためのデータを生成するための
コードを示す。
Table 1 shows the code for generating data for the learning model and the training model.

【表1】 [Table 1]

【0109】 本発明の一実施態様はニューラルモデリングを含む。ニューラルモデリングは
主たるビルディングブロックとしてニューロンを使用する。ニューロンは一集合
の入力を一出力にマップする計算ブロックである。マッピングは、通常、すべて
の入力の全寄与が統合された一般的には非線形の関数である。それぞれの寄与に
はウェイトファクタが掛けられる。
One embodiment of the present invention includes neural modeling. Neural modeling uses neurons as the main building blocks. A neuron is a computational block that maps a set of inputs to an output. The mapping is usually a generally non-linear function with the total contribution of all inputs integrated. Each contribution is multiplied by a weight factor.

【0110】 ニューロンは、一部のニューロンの出力が他のニューロンのための入力を提供
するようなあるトポロジーで相互接続される。それらは、レイヤと呼ばれるグル
ープと、中間レイヤネットワーキングに制限される相互接続とに組織化できる。
例えば、レイヤ1のすべてのニューロンは、レイヤ2のすべてのニューロンに経
路付けされた出力を有する。ニューロン間のそれぞれのリンクは付随するウェイ
トを有し、ニューロンが付随するバイアス項(associated bias term)を有する
ことは一般的である。ニューラルモデルの学習は、通常、相互接続のトポロジー
と、ウェイトの値と、バイアスの値との決定を含む。相互接続のトポロジーは通
常トレーナーによって課される。
Neurons are interconnected in a topology such that the output of some neurons provides the input for other neurons. They can be organized into groups called layers and interconnects restricted to middle layer networking.
For example, all neurons in layer 1 have their outputs routed to all neurons in layer 2. Each link between neurons has an associated weight, and it is common for neurons to have an associated bias term. Learning a neural model typically involves determining the topology of the interconnections, the weight values, and the bias values. The topology of the interconnect is usually imposed by the trainer.

【0111】 次に図10に、本発明の一実施態様を示す。図10は、最後の集合の係数と最
近のサンプルを次の集合の係数にマップするニューラルネットワークのモデルを
示している。省略のための定義は、LS(Latest Sample)=最後のサンプル、
CCi(Current Value of Coefficient i)=係数iの現在値(i=1:8)、
NCi(New Value of Coefficient i)=係数iの新たな値である。ペア間のマ
ッピングを学習するためにニューラルネットワークをトレーニングする例として
、時間t+1におけるサンプルに対して一つの値と時間tにおける係数に対して
8個の値を含む入力が設定される。出力は時間t+1における8個の新たな係数
を含む。ニューラルモデルによって与えられる出力と目標出力との間の差を最小
化するようにウェイトを修正するにはしばしば単純な勾配降下ルーチン(simple
gradient descent routine)が適切である。この差の適切な尺度の一例は平均
自乗誤差等の尺度である。この問題に対するMatLabコードの一例を以下に
示す。
Next, FIG. 10 shows an embodiment of the present invention. FIG. 10 shows a model of a neural network that maps the last set of coefficients and the most recent sample to the next set of coefficients. The definition for omission is LS (Latest Sample) = last sample,
CCi (Current Value of Coefficient i) = current value of coefficient i (i = 1: 8),
NCi (New Value of Coefficient i) = new value of coefficient i. As an example of training a neural network to learn the mapping between pairs, an input is set that contains one value for the sample at time t + 1 and eight values for the coefficients at time t. The output contains 8 new coefficients at time t + 1. To modify the weights to minimize the difference between the output given by the neural model and the target output, a simple gradient descent routine (simple
gradient descent routine) is appropriate. An example of a suitable measure of this difference is a measure such as mean square error. An example of MatLab code for this problem is shown below.

【表2】 [Table 2]

【0112】 2,3回の繰り返しで、ニューラルモデルをこのコードを使用して見出すこと
ができる。この特別な問題は実際に以下のような1レイヤで解くことができる。
In a few iterations, a neural model can be found using this code. This special problem can actually be solved in one layer as follows.

【表3】 [Table 3]

【0113】 特別な場合として、マッピングは線形変換でありうる。この場合には、数式の
集合はA*X=Bである。Aは入力値、Xは変換行列、Bは出力集合である。9
個のトレーニングペア、9個の未知数を持つ9個の式についての興味のある特別
な場合において、Aは9×9、Xは9×8、Bは9×8である。最初の指数は9
個のトレーニングペアのためのものである。解はX=A*Bによって見出すこと
ができる。表2にこの場合のMatLabコードの一例と結果を示す。
As a special case, the mapping can be a linear transformation. In this case, the set of mathematical expressions is A * X = B. A is an input value, X is a transformation matrix, and B is an output set. 9
In the special case of interest for 9 training pairs, 9 equations with 9 unknowns, A is 9x9, X is 9x8, and B is 9x8. The first index is 9
For individual training pairs. The solution can be found by X = A * B. Table 2 shows an example of the MatLab code in this case and the results.

【表4】 [Table 4]

【表4(つづき)】 [Table 4 (continued)]

【0114】 本発明の別の実施態様にはファジー論理モデリングが含まれる。ファジーモデ
ルは、入力を出力にマップする一集合のルールによって特徴付けられる。以下の
説明では、実施例は8個のサンプルに対するフーリエマッピングに直接関係し、
入力は(t+1)におけるサンプルに対する1個の値と(t)における係数に対
して8個の値を含み、出力は時間(t+1)における(一つ以上の)係数を含む
。以下の記法によれば記述が簡潔になる。 LS−最後のサンプル(Latest Sample)、CCi−係数の現在値i(Current V
alue for Coefficient i)(i=1:8)、NCi−係数iの新たな値(New Va
lue for Coefficient I)、NB−Negative Big、NM−Negative Medium、NS
−Negative Small、ZR−About Zero、PS−Positive Small、PM−Positive
Medium、PB−Positive Big。
Another embodiment of the invention involves fuzzy logic modeling. Fuzzy models are characterized by a set of rules that map inputs to outputs. In the following description, the examples relate directly to Fourier mapping for 8 samples,
The input contains one value for the sample at (t + 1) and eight values for the coefficient at (t), and the output contains (one or more) coefficients at time (t + 1). The following notation simplifies the description. LS-Last sample, CCi-Current value of coefficient i (Current V
alue for Coefficient i) (i = 1: 8), NCi-new value of coefficient i (New Va
lue for Coefficient I), NB-Negative Big, NM-Negative Medium, NS
-Negative Small, ZR-About Zero, PS-Positive Small, PM-Positive
Medium, PB-Positive Big.

【0115】 本発明の実施態様について、第1の係数NCIに対する可能なファジーモデル
は以下の通りである。
For an embodiment of the invention, possible fuzzy models for the first coefficient NCI are:

【表5】 一般的に、ルールの数は、問題と望む近似の度合いとによる。規格化された領域
[−1,1]上で定義されたファジー集合に付随する言語集合NS−PBの意味
は図11に示すことができる。
[Table 5] In general, the number of rules depends on the problem and the degree of approximation desired. The meaning of the language set NS-PB associated with the fuzzy set defined on the standardized area [-1,1] can be shown in FIG.

【0116】 ファジーモデルの主な変数は、ルール集合およびファジー集合である。他の変
数は、推論型、ルールにおけるファジー接続語の解釈(すなわち、& as logical
ANDは、MIN、Product、またはmore general as parametric t-normによ
って解釈でき、ORは、MAX、Probabilistic sum、parametric s-normによっ
て解釈できる)等のモデリングに使用することができる。
The main variables of the fuzzy model are the rule set and the fuzzy set. Other variables are inferential types, interpretation of fuzzy connectives in rules (ie & as logical
AND can be interpreted by MIN, Product, or more general as parametric t-norm, and OR can be used by modeling such as MAX, Probabilistic sum, and parametric s-norm).

【0117】 ここで、例えば、基本的にすべてのパラメータは、固定された例外ルールとメ
ンバーシップ関数/ファジー集合とである。これらの変数はモデルと目標の出力
の間の距離を最小化するための学習メカニズムによって変更されるであろう。適
切な学習メカニズムの例は勾配ベースのメカニズムと遺伝的アルゴリズムである
Here, for example, basically all parameters are fixed exception rules and membership functions / fuzzy sets. These variables will be modified by a learning mechanism to minimize the distance between the model and the target output. Examples of suitable learning mechanisms are gradient-based mechanisms and genetic algorithms.

【0118】 トレーニング(モデル識別)は様々な指示を含みうる。例えば、サンプルLS
=0.8は、0.8NSおよび0.2NMに評価され、そのようにルール評価に
入力される。余分なルールを加えることができる。すなわち、ルールにおける一
部の項が欠けていてもよい。最終的に、トレーニングまたはチューニング後に、
図12に示されているようなメンバーシップ関数が現れるであろう。
Training (model identification) may include various instructions. For example, sample LS
= 0.8 evaluates to 0.8NS and 0.2NM and is thus input into the rule evaluation. Extra rules can be added. That is, some terms in the rule may be omitted. Finally, after training or tuning,
A membership function as shown in Figure 12 will appear.

【0119】 一般的に、進化アルゴリズムは、一集合の候補となるソリューションの中の最
もフィットするものを選び出すメカニズムを実行して、最もフィットするソリュ
ーションを異種交配して新たな候補を生成する複数反復、生成およびテスト、同
時サーチアルゴリズムである。特に、本発明の実施態様では、探し求められた候
補ソリューションはフーリエマッピングの計算ソリューションである。このソリ
ューションは、所定の機械使用可能な言語における一集合の命令等のアルゴリズ
ムであることができる。代わりに、このソリューションは、一集合の可能な演算
子に基づく表現という意味で解析的であることができる。もう1つの選択肢とし
て、ソリューションは、ゲートやトランジスタや抵抗等の基本コンポーネントの
集合に基づく回路という意味で電子的であることができる。もし望ましいソリュ
ーションが電子的であれば、候補ソリューションは、例えば多数のコンポーネン
トがある一定の配置にあるVHDLやVerilogやSPICEネットリスト
(Spice net-lists)等のハードウェア記述言語の形式で表される。一般的に、
候補ソリューションは、コンポーネント数、コンポーネントタイプ、コンポーネ
ントの配置の中の少なくとも一つが異なっている。
In general, evolutionary algorithms perform multiple iterations that perform a mechanism to select the best-fitting solution of a set of candidate solutions and then interbreed the best-fitting solution to generate new candidates. , Generate and test, simultaneous search algorithm. In particular, in an embodiment of the invention, the sought-after candidate solution is a Fourier mapping calculation solution. The solution can be an algorithm such as a set of instructions in a given machine-enabled language. Instead, this solution can be analytic in the sense of a set of possible operator-based expressions. As another option, the solution can be electronic in the sense of a circuit based on a collection of basic components such as gates, transistors and resistors. If the desired solution is electronic, the candidate solution is represented in the form of a hardware description language, such as VHDL, Verilog, or SPICE net-lists, with many components in a fixed arrangement. . Typically,
Candidate solutions differ in at least one of the number of components, component type, and component placement.

【0120】 可能なコンピュータの余地を探すための進化アルゴリズムを適用する技術は遺
伝的プログラミング(GP(Genetic Programming))と呼ばれており、望まし
い結果を作り出す一連の命令の到達するというゴールを有する。プログラムのG
Pベースの探索は、高い表現力を持つ高レベルな強力な言語から機械言語まで、
どのような言語であってもよい。ハイレベル言語のソリューションは実行のため
にCPUの機械言語にコンパイルまたはアセンブルされる必要がありうる。しか
し、プログラムの探索は一つのオプションである。もう1つのオプションは、回
路ソリューション等のハードウェアにおけるプログラム実装を直接的に探索する
ことを含む。
The technique of applying evolutionary algorithms to search for possible computer room is called genetic programming (GP) and has the goal of reaching a series of instructions that produce the desired result. Program G
P-based search, from high-level powerful language with high expressive power to machine language,
It can be in any language. High level language solutions may need to be compiled or assembled into the CPU's machine language for execution. However, searching for programs is an option. Another option involves directly searching for program implementations in hardware such as circuit solutions.

【0121】 最近のハードウェア装置は、アーキテクチャの再構成とプログラミングとを可
能にするほど十分にフレキシブルである。そして、FPGA(Field Programmab
le Gate Array)関数を記述するプログラムを、高水準命令として発展させ、コ
ンフィグユレーションコマンドに変換することもできる。代わりに、探索はコン
フィギュレーションコマンドレベルにあることが可能である。これは装置に多く
の仮の構成を強制する可能性を有する。もう一つのオプションは、情報処理アル
ゴリズムの探索を、アルゴリズムソリューションが決定された後に対応するハー
ドウェア実装の探索から切り離すことである。もう1つのオプションとして、問
題を解決するハードウェアソリューションの独自の探索を実行することが可能で
ある。分離された代替物はより小さくアレンジされた探索スペースを有するが、
より強力な表現を有するために、もしその表現が問題にとって適しておらず、統
合された探索が好ましい場合は、同じことがむしろ悪く作用することになる。
Modern hardware devices are flexible enough to allow architectural reconfiguration and programming. And FPGA (Field Programmab
le Gate Array) A program that describes a function can be developed as a high-level instruction and converted into a configuration command. Alternatively, the search can be at the configuration command level. This has the potential to force the device into many temporary configurations. Another option is to separate the search for information processing algorithms from the search for the corresponding hardware implementation after the algorithm solution has been determined. As another option, it is possible to perform a unique search for a hardware solution that solves the problem. The isolated alternative has a smaller arranged search space, but
To have a stronger expression, if that expression is not suitable for the problem and an integrated search is preferred, the same would work rather badly.

【0122】 進化回路の合成(synthesis)または設計(design)の背後にあるアイデアは
、すべての可能な回路の空間において機能する遺伝的探索または最適化アルゴリ
ズムを採用して、望ましい機能的応答(functional response)を持つソリュー
ション回路を決定することである。遺伝的捜索は回路のコード化表現と強く結び
ついている。各回路は遺伝子コードまたは染色体(chromosome)に関連する。染
色体の最も単純な表現はバイナリ・ストリング(binary string)、つまり回路
をコード化する0と1の連続である。組み立ては、染色体空間における、望まし
い機能的応答を有する回路に対応するソリューションの探索である。
The idea behind the synthesis or design of evolutionary circuits employs a genetic search or optimization algorithm that works in the space of all possible circuits to achieve the desired functional response. response) to determine the solution circuit. Genetic search is strongly associated with the coded representation of circuits. Each circuit is associated with the genetic code or chromosome. The simplest representation of a chromosome is a binary string, a sequence of 0s and 1s that encodes a circuit. Assembly is the search for solutions in the chromosomal space that correspond to circuits with the desired functional response.

【0123】 遺伝的探索は、候補ソリューションの集団が毎回維持される「ジェネレート・
アンド・テスト(generate and test)」戦略の後に続く。次に対応する回路が
評価され、最適な候補が選択され、次の世代に再生される。このプロセスは達成
目標(パフォーマンスゴール)に達するまで継続する。付随的進化において、電
子回路構成の探索は、最終ソリューションがダウンロードされるか、またはハー
ドウェアの青写真になるという意図でソフトウェアにより実行される。候補ソリ
ューションは、例えばVHDLやVerilogやSpiceネットリスト等の
、ハードウェアのソフトウェアモデルとして評価される。評価は通常シミュレー
タを使って実行される。本質的進化において、候補ソリューションは、プログラ
マブル装置またはアーキテクチャ上の物理的ハードウェア構成の形にあって、ル
ープ使用テストまたは評価装置におけるハードウェアで評価される。
A genetic search is a “generate
It follows the "generate and test" strategy. The corresponding circuit is then evaluated, the best candidate is selected and reproduced for the next generation. This process continues until the performance goal is reached. In ancillary evolution, the search for electronic circuitry is performed by software with the intention that the final solution will be downloaded or become a hardware blueprint. The candidate solution is evaluated as a software model of hardware such as VHDL, Verilog, or Spice netlist. Evaluation is usually performed using a simulator. In the essential evolution, the candidate solution is in the form of a programmable device or architectural physical hardware configuration and is evaluated in hardware in a loop usage test or evaluation device.

【0124】 進化的合成(evolutionary synthesis)の主なステップを図13に示す。最初
に、染色体の集団はランダムに生み出される。染色体は回路モデルまたはプグラ
マブルハードウェアにダウンロードされた制御ビットストリング(control bit-
strings)に変換される。回路応答が目標応答の仕様と比較され、いかにそれに
近づいたかに基づいて個体がランク付けされる。
The main steps of evolutionary synthesis are shown in FIG. First, a population of chromosomes is randomly generated. Chromosome is a control bit string (control bit-string) downloaded to a circuit model or programmable hardware.
strings)). The circuit response is compared to the target response specification and the individuals are ranked based on how close they are.

【0125】 フーリエ変換の各個別の係数に対するセパレートモデル識別(separate model
identification)または回路合成(circuit synthesis)を議論すると、候補回
路は以前の係数と最新のサンプルによって決定される入力値を取得して、それら
の目標は新たな係数である。
Separate model identification for each individual coefficient of the Fourier transform
When discussing identification or circuit synthesis, the candidate circuits take the input values determined by the previous coefficient and the latest sample, and their goal is the new coefficient.

【0126】 新たな反復ループ(iteration loop)に備えて、新たな集団の個体が以前の世
代における最適な個体のプールから生成される。これは、最適な個体のプールか
らの個体の一般的にランダムな選択と、染色体の一部分のランダムな交換(クロ
スオーバ操作)と、染色体ビットのランダムなフリッピング(突然変異操作)と
に従う。このプロセスは数世代にわたって繰り返され、ますます良い個体が結果
としてもたらされる。乱雑さはローカルな最適条件に捕えられるのを避けるのに
役立つ。単調な収束は、最適な個体が以前の世代から次の世代に変わらずに転移
することによって余儀なくさせられることが可能である。進化的探索および遺伝
的探索は非常に大きくかなり未知な探索空間に対して最適な選択であると考えら
れる。探索プロセスは、通常、多くの世代の後に、または目標応答に十分な度合
いまで接近したときに停止される。1以上のソリューションを最後の世代の個体
の中に見出すことができる。
In preparation for a new iteration loop, a new population of individuals is generated from the pool of optimal individuals in the previous generation. It follows generally random selection of individuals from a pool of optimal individuals, random exchange of parts of chromosomes (crossover operations), and random flipping of chromosome bits (mutation operations). This process is repeated over several generations, resulting in ever better individuals. Randomness helps avoid being caught in local optima. Monotonic convergence can be compelled by the optimal transition of the optimal individual from the previous generation to the next generation. Evolutionary and genetic searches are considered optimal choices for very large and fairly unknown search spaces. The search process is usually stopped after many generations or when the target response is approached to a sufficient degree. One or more solutions can be found in the last generation of individuals.

【0127】 例証のために、CMOSトランジスタだけから成る電子ソリューションの探索
を議論する。基礎をなすアーキテクチャは、図14に示されたようにスイッチに
よって相互接続されたトランジスタの配置に基づくことができる。図14のトラ
ンジスタの配置は、レイヤをV+とV−の間の右の余分なレイヤに加えることに
よって拡張することができ、「トランジスタの海(sea of transistors)」を形
成する。
For illustration, we will discuss the search for an electronic solution consisting of CMOS transistors only. The underlying architecture can be based on the arrangement of transistors interconnected by switches as shown in FIG. The transistor arrangement of Figure 14 can be extended by adding layers to the extra layer to the right between V + and V-, forming a "sea of transistors".

【0128】 図14は、トランジスタモデルの骨格となり得る「トランジスタの海」の断片
を示している。一例として、入力トレーニング集合と出力に対応する9個の入力
信号を議論する。入力はプログラマブルスイッチを使ってトランジスタのゲート
N5およびN6等のアーキテクチャの異なったポイントに接続される。同様に、
出力はスイッチによって中間探索ポイント(intermediate probing points)に
接続される。
FIG. 14 shows a fragment of “Sea of Transistors” that can be a skeleton of a transistor model. As an example, consider the input training set and the nine input signals corresponding to the outputs. The inputs are connected using programmable switches to different points in the architecture such as the gates N5 and N6 of the transistors. Similarly,
The output is connected by switches to intermediate probing points.

【0129】 各スイッチは、トランジスタ端子を相互接続、入力をトランジスタ端子に相互
接続、トランジスタ端子を出力(例えば、モデルは各係数に独立に決定されるの
で一つの出力)に相互接続する、例えば閉および開のように0と1に対応した2
つの状態を有する。このようにして、このトランジスタモデルは、トポロジーと
同等で、候補モデルを記述する染色体となる0および1のシーケンスによって指
定される。
Each switch interconnects transistor terminals, interconnects inputs to transistor terminals, interconnects transistor terminals to outputs (eg, one output since the model is independently determined by each coefficient), eg, closed. And 2 corresponding to 0 and 1 like open
Have two states. In this way, this transistor model is topologically equivalent and is specified by a sequence of 0's and 1's which are the chromosomes that describe the candidate model.

【0130】 本発明の一実施態様は、一サンプルと8個の係数に対して以下のステップを含
む。染色体の集団、例えば100染色体が生成される。対応するSpiceネッ
トリストが生成され、それによって0および1がトランジスタの開閉を決める電
圧に置き換えられる。各入力が、電圧源等の信号源に接続される。信号源は、多
数のサンプルに対する入力トレーニング集合の時間変化によって決定される信号
パタンを有する。第1の入力信号はサンプルに対応する。次の8個の入力は8個
の係数にそれぞれ対応する。回路は出力側である特定の応答を提供する。その回
路応答は目標応答と比較される。目標応答は係数値等のパラメータを含みうる。
One embodiment of the present invention includes the following steps for one sample and eight coefficients. A population of chromosomes, for example 100 chromosomes, is generated. A corresponding Spice netlist is generated, which replaces 0s and 1s with the voltages that determine the opening and closing of the transistors. Each input is connected to a signal source such as a voltage source. The signal source has a signal pattern that is determined by the time variation of the input training set for multiple samples. The first input signal corresponds to the sample. The next eight inputs correspond to the eight coefficients respectively. The circuit provides a particular response on the output side. The circuit response is compared to the target response. The target response may include parameters such as coefficient values.

【0131】 複数の回路がテストされる。それぞれの回路は、回路の出力が目標にどのくら
い近いか応じた適性値(fitness value)を取得する。一例として、適正値は多
数のポイントでの自乗誤差の総和がどのくらい小さいかの尺度になり得る。最適
な回路は、交配(mating)と次の世代に含まれるために選択される。好ましくは
、最終ソリューションは、目標と出力との間の距離が最小となった回路である。
加えて、どのような組み合わせの入力(例えば、最後のサンプルとフーリエ係数
)に対しても、最終ソリューションは好ましくは所定の許容誤差の範囲内で目標
出力を提供する。
Multiple circuits are tested. Each circuit gets a fitness value depending on how close the output of the circuit is to the target. As an example, the proper value can be a measure of how small the sum of squared errors at multiple points is. The optimal circuit is selected for inclusion in the mating and subsequent generations. Preferably, the final solution is a circuit with a minimum distance between the target and the output.
In addition, for any combination of inputs (eg, last sample and Fourier coefficient), the final solution preferably provides a target output within a given tolerance.

【0132】 本発明の実施態様の一つは、DFT係数を計算して処理するためのコンピュー
タ実行可能なステップがコード化されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含む
装置である。ここでコンピュータ実行可能なステップは学習モデルを使用して導
出される。
One embodiment of the present invention is an apparatus that includes a computer-readable medium having computer-executable steps for calculating and processing DFT coefficients. Here the computer-executable steps are derived using a learning model.

【0133】 もう1つの実施態様における装置は、DFT係数を計算して処理するための実
行可能なステップがコード化されたアプリケーション特定集積回路(applicatio
n-specific integrated circuit)等の集積回路を含む。ここでコンピュータ実
行可能なステップは学習モデルを使用して導出される。
[0133] In another embodiment, an apparatus is an application specific integrated circuit (code) having executable steps for calculating and processing DFT coefficients.
n-specific integrated circuit). Here the computer-executable steps are derived using a learning model.

【0134】 もう1つの実施態様における装置は、関数の係数を導出するためのアプリケー
ション特定集積回路等の集積回路を含む。集積回路のデザインは学習モデルを使
用して作成される。
The apparatus in another embodiment includes an integrated circuit, such as an application specific integrated circuit, for deriving the coefficients of the function. Integrated circuit designs are created using learning models.

【0135】 本発明の別の実施態様は情報を処理するためのDFTや逆DFT等の計算を実
行するための方法と装置を含む。この方法と装置は、学習モデルから導出された
アルゴリズムまたは回路、または、アルゴリズムおよび回路を含む。
Another embodiment of the present invention includes a method and apparatus for performing DFT, inverse DFT, etc. calculations to process information. The method and apparatus includes an algorithm or circuit or algorithm and circuit derived from a learning model.

【0136】 装置および方法を提供することに加えて、本発明は、入力信号の所定の複数の
サンプルに基づいてその入力信号を表す関数の係数を決定するためのコンピュー
タプログラム製品も提供する。このコンピュータプログラム製品は、コンピュー
タ読み取り可能なプログラムコード手段が具現化されたコンピュータ読み取り可
能な記憶媒体を備える。このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、係数生成
器に取って代わって、ソフトウェアによってその係数生成器及び係数寄与生成器
の機能を実行することができる。さらに、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体
は、係数及び係数寄与を決定するためのアドレスを提供することによって係数生
成器を制御する。
In addition to providing an apparatus and method, the present invention also provides a computer program product for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a predetermined plurality of samples of the input signal. The computer program product comprises a computer readable storage medium having computer readable program code means embodied therein. The computer readable storage medium can replace the coefficient generator and perform the functions of the coefficient generator and coefficient contribution generator by software. Further, the computer-readable storage medium controls the coefficient generator by providing addresses for determining the coefficients and coefficient contributions.

【0137】 コンピュータ読み取り可能なプログラムコード手段(computer-readable prog
ram code means)は、各々のサンプルを一つずつ受信するための第1のコンピュ
ータ命令手段を含む。さらに、コンピュータ読み取り可能なプログラムコード手
段は、係数寄与が正しい角度が適切なサンプルに使用されることを具体化してそ
れによって関数の正確な係数を決定するために必要とされる待ち時間を減らすよ
うに、サンプルが受信されるときに次のサンプルの受信を待つことなく各サンプ
ルに基づいて関数の係数を更新し、その更新された係数を補正するための第2の
コンピュータ命令手段を含む。更なる実施態様によれば、各係数は、サンプルと
数学的関数との組み合わせに少なくとも部分的に基づいた少なくとも一つの項か
ら成る。この実施態様では、コンピュータ読み取り可能なプログラムコード手段
は、各サンプルを受信と同時にそのサンプルと係数に付随した数学的関数と組み
合わせることによって各係数のそれぞれの項を決定するための第3のコンピュー
タ命令手段を更に含む。
Computer-readable program code means
ram code means) includes first computer instruction means for receiving each sample one at a time. Further, computer readable program code means are provided to reduce the latency required for the coefficient contributions to materialize that the correct angle is used for the appropriate sample and thereby determine the exact coefficient of the function. And including second computer instruction means for updating the coefficient of the function based on each sample without waiting for the reception of the next sample when the sample is received and correcting the updated coefficient. According to a further embodiment, each coefficient consists of at least one term based at least in part on the combination of sample and mathematical function. In this embodiment, the computer readable program code means includes a third computer instruction for determining each term of each coefficient by combining each sample upon receipt of the sample and a mathematical function associated with the coefficient. Means are further included.

【0138】 図1〜図14と表1および表2とは、本発明による方法とシステムとプログラ
ム製品とのグラフとブロック図と学習モデルとフローチャートと制御フローとを
示した図表である。ブロック図とフローチャートと制御フローとの図表の各ブロ
ックまたはステップと、ブロック図とフローチャートと制御フローとの図表のブ
ロックの組み合わせとは、コンピュータプログラム命令によって実行できること
が理解されるであろう。このコンピュータプログラム命令を、マシンを作り出す
ためにコンピュータまたはプログラマブル装置にロードすることができ、コンピ
ュータまたは他のプログラマブル装置上で実行されるその命令は、ブロック図、
フローチャート、制御フローブロック、または制御フローステップに特定される
機能を実現するための手段を生成する。これらのコンピュータプログラム命令は
、特定の方法でコンピュータまたは他のプログラマブル装置を機能させるよう差
し向けることができるコンピュータ読み取り可能なメモリに記憶することができ
、このコンピュータ読み取り可能なメモリに記憶された命令は、ブロック図、フ
ローチャート、制御フローブロック、または制御フローステップに特定される機
能を実現する命令手段を含む製造品を生み出す。このコンピュータプログラム命
令を、一連の操作ステップがコンピュータまたは他のプログラマブル装置上で実
行されてコンピュータ実行されるプロセスが生み出されるためにコンピュータま
たはプログラマブル装置にロードすることができ、コンピュータまたは他のプロ
グラマブル装置上で実行されるその命令はブロック図、フローチャート、制御フ
ローブロック、または制御フローステップに特定される機能を実現するためのス
テップを提供する。
1 to 14 and Tables 1 and 2 are charts showing graphs, block diagrams, learning models, flowcharts and control flows of the method, system and program product according to the present invention. It will be appreciated that each block or step of the block diagram, flowchart, control flow diagram, and combinations of blocks in the block diagram, flowchart, control flow diagram block may be implemented by computer program instructions. The computer program instructions can be loaded into a computer or programmable device to create a machine, the instructions executed on the computer or other programmable device being a block diagram,
Generate means for implementing the functions specified in the flowchart, control flow block, or control flow step. These computer program instructions can be stored in a computer readable memory that can be directed to cause a computer or other programmable device to function in a particular manner, and the instructions stored in the computer readable memory are , A block diagram, a flowchart, a control flow block, or an article of manufacture containing instruction means for implementing the functions specified in the control flow steps. The computer program instructions may be loaded into a computer or programmable device such that a series of operational steps may be performed on the computer or other programmable device to create a computer-implemented process, on the computer or other programmable device. The instructions executed in provide the steps for implementing the functions specified in the block diagram, flowchart, control flow block, or control flow step.

【0139】 したがって、ブロック図、フローチャート、あるいは制御フローの図表のブロ
ックまたはステップは、特定機能を実行するための手段の組み合わせと、特定機
能を実行するためのステップの組み合わせと、特定機能を実行するためのプログ
ラム命令手段とをサポートする。ブロック図、フローチャート、あるいは制御フ
ローの図表の各ブロックまたはステップと、ブロック図、フローチャート、ある
いは制御フローの図表のブロックまたはステップの組み合わせとは、特殊目的の
ハードウェアおよびコンピュータの命令の特定機能、ステップ、または組み合わ
せを実行する特殊目的のハードウェアベースのコンピュータシステムによって実
現できることも理解されるであろう。
Accordingly, a block or step in a block diagram, flowchart, or control flow diagram may be a combination of means for performing a particular function, a combination of steps for performing a particular function, and a particular function. And program instruction means for supporting. Each block or step in a block diagram, flowchart, or control flow chart, and combination of blocks or steps in a block diagram, flowchart, or control flow chart, is a function or step of special purpose hardware and computer instructions. , Or a special purpose hardware-based computer system that performs the combination.

【0140】 本発明の多くの修正と他の実施態様は、本発明に関係があり上記の説明と添付
図面とに提示された教示の恩恵を受ける当業者の頭に思い浮かぶことであろう。
従って、本発明は開示された特定の実施態様に限定されないこと、修正および他
の実施態様は本発明の請求の範囲内に納まることを意図していることが理解され
るべきである。ここでは特定の用語が採用されてきたが、それらは限定目的のた
めではなく一般的な記述的な意味においてのみ使用されたものである。
Many modifications and other embodiments of this invention will occur to those skilled in the art who have the benefit of the teachings related to this invention and presented in the above description and the accompanying drawings.
Therefore, it is to be understood that this invention is not limited to the particular embodiments disclosed, modifications and other embodiments are intended to be within the scope of the following claims. Although specific terms have been employed herein, they have been used in a generic and descriptive sense only and not for purposes of limitation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 Aは、本発明の一実施態様において、入力信号のサンプルに基づいて入力信号
を表す関数の正確な係数を決定するための回転基準系のグラフ表現を示し、受信
された各サンプルに対して、一集合の正確な係数が出力されることを示す概略図
である。Bは、Aに示されたサンプルの大きさのグラフ表現を示した概略図であ
る。Cは、本発明の一実施態様において、基準系の回転に関連した必要な係数の
修正のグラフ表現を示した概略図である。
FIG. 1A shows a graphical representation of a rotating frame of reference for determining the exact coefficient of a function representing an input signal based on the sample of the input signal, in one embodiment of the invention, for each sample received. FIG. 6 is a schematic diagram showing that a set of accurate coefficients is output for. B is a schematic diagram showing a graphical representation of the sample size shown in A. C is a schematic diagram showing a graphical representation of the necessary coefficient modification related to the rotation of the reference frame in one embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施態様において、入力信号のサンプルに基づいて入力信号を表す
関数の正確な係数を決定するために実行される操作のブロック図で、受信された
各サンプルに対して、一集合の正確な係数が出力される。
FIG. 2 is a block diagram of the operations performed, in one embodiment of the invention, to determine the exact coefficients of a function representing an input signal based on the samples of the input signal, for each received sample. , A set of accurate coefficients is output.

【図3】 本発明の一実施態様において、ゲート装置を使用して入力信号のサンプルに基
づいて入力信号を表す関数の係数を決定するための装置のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of an apparatus for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a sample of the input signal using a gating device, in an embodiment of the invention.

【図4】 図4は、本発明の一実施態様において、入力信号のサンプルに基づいて入力信
号を表す関数の係数を決定するために実行される操作のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of operations performed to determine coefficients of a function representing an input signal based on a sample of the input signal in one embodiment of the invention.

【図5】 本発明の一実施態様において、少なくとも一つのメモリ装置を使用して入力信
号のサンプルに基づいて入力信号を表す関数の係数を決定するための装置のブロ
ック図である。
FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a sample of the input signal using at least one memory device, in an embodiment of the invention.

【図6】 本発明の一実施態様において、メモリ装置とゲートとを使用して入力信号の複
数のサンプルに基づいて入力信号を表す関数の係数を決定するための装置であっ
て、受信された各サンプルに対して、一集合の係数が出力される装置のブロック
図である。
FIG. 6 is an apparatus for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a plurality of samples of the input signal using a memory device and a gate, in one embodiment of the invention, FIG. 6 is a block diagram of an apparatus in which a set of coefficients is output for each sample.

【図7】 本発明の一実施態様において、メモリ装置とゲートとを使用して入力信号の複
数のサンプルに基づいて入力信号を表す関数の係数を決定するために実行され、
受信された各サンプルに対して、一集合の係数が出力される操作のフローチャー
トである。
FIG. 7 is implemented in one embodiment of the invention to determine a coefficient of a function representing an input signal based on a plurality of samples of the input signal using a memory device and a gate,
6 is a flowchart of the operation for outputting a set of coefficients for each received sample.

【図8】 本発明の一実施態様において、図6に示された装置と使用するための係数補正
を実行する際に、回転基準を適用するための装置のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of an apparatus for applying a rotation reference in performing coefficient correction for use with the apparatus shown in FIG. 6, in an embodiment of the invention.

【図9】 本発明の一実施態様において、図6に示された装置と使用するための係数補正
を実行する際に、回転基準を適用するために実行される操作のブロック図である
9 is a block diagram of operations performed to apply a rotation criterion in performing coefficient correction for use with the apparatus shown in FIG. 6, in an embodiment of the invention.

【図10】 本発明の一実施態様において、最後の集合の係数と最近のサンプルとを次の集
合の係数にマッピングするニューラルネットワークのモデルを示した図である。
FIG. 10 illustrates a model of a neural network that maps the last set of coefficients and the most recent sample to the next set of coefficients in one embodiment of the invention.

【図11】 図11は、本発明の一実施態様において、トレーニングの開始時における可能
なファジー論理メンバーシップ関数を示す概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing possible fuzzy logic membership functions at the beginning of training in one embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の一実施態様において、トレーニングの終了時における可能なファジー
論理メンバーシップ関数をグラフで示す概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram graphically showing possible fuzzy logic membership functions at the end of training in an embodiment of the invention.

【図13】 電子ハードウェアの進化統合を実行するために使用される操作ステップを示し
た操作ブロック図である。
FIG. 13 is an operational block diagram showing operational steps used to perform evolutionary integration of electronic hardware.

【図14】 本発明の一実施態様において、遺伝的プログラミングのためのトランジスタモ
デルの骨格であり得る「トランジスタの海(sea of transistors)」の断片を示
す概略図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a fragment of a “sea of transistors” that may be the skeleton of a transistor model for genetic programming in one embodiment of the invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 5B056 BB12 BB42 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF , BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, G M, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ , UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, B Z, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK , DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, J P, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR , LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, R O, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ , TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW F term (reference) 5B056 BB12 BB42

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の複数の連続サンプルに基づいて、ある入力信号を表す
関数の係数を決定するための装置であって、各サンプルを受信すると少なくとも
一つの前記係数を更新する係数生成器を含み、該係数生成器は、前記係数が正し
いサンプルシーケンスを表すように前記係数を補正するものである装置。
1. An apparatus for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a predetermined plurality of consecutive samples, the apparatus comprising: a coefficient generator that updates at least one of the coefficients upon receipt of each sample. An apparatus, wherein the coefficient generator is for correcting the coefficients such that the coefficients represent a correct sample sequence.
【請求項2】 前記係数のそれぞれはあるサンプルとある数学的関数との組
み合わせに少なくとも部分的に基づく少なくとも一つの項を含んで成り、前記係
数生成器は、各サンプルを受信すると、前記サンプルと前記係数とに付随する前
記数学的関数をこのサンプルに組み合わせることによって各々の係数のそれぞれ
の項を決定し、前記係数生成器は、該各々の係数について、そのそれぞれの項を
当該係数の以前の値に加えることによって当該係数を更新するものである請求項
1に記載の装置。
2. Each of the coefficients comprises at least one term that is based at least in part on a combination of a sample and a mathematical function, the coefficient generator receiving each sample as each sample is received. Determining a respective term for each coefficient by combining the mathematical function associated with the coefficient with this sample, and the coefficient generator determines, for each coefficient, its respective term as the previous term for that coefficient. The apparatus of claim 1, wherein the coefficient is updated by adding to the value.
【請求項3】 前記係数生成器は、各サンプルが受信されると、前記係数の
それぞれを前記複数のサンプルのそれぞれを使って更新し、各係数が前記複数の
サンプルの最後のサンプルによって更新されると、各係数は当該係数の寄与が各
サンプルの適切な角度に基づくように補正され、前記係数生成器は該係数を出力
するものである請求項2に記載の装置。
3. The coefficient generator updates each of the coefficients with each of the plurality of samples as each sample is received, and each coefficient is updated with a last sample of the plurality of samples. 3. The apparatus of claim 2, wherein each coefficient is then corrected such that the contribution of that coefficient is based on the appropriate angle of each sample and the coefficient generator outputs the coefficient.
【請求項4】 前記係数生成器は前記複数のサンプルのそれぞれに基づいて
、サンプルのそれぞれが受信されると、各前記係数を同時に更新し、前記係数が
更新されて補正されると、前記係数生成器が前記係数を出力する請求項2に記載
の装置。
4. The coefficient generator simultaneously updates each of the coefficients when each of the samples is received based on each of the plurality of samples, and when the coefficients are updated and corrected, the coefficient The apparatus of claim 2, wherein a generator outputs the coefficients.
【請求項5】 前記係数生成器はメモリ装置を更に含み、前記係数生成器は
、前記サンプルが受信されると、各前記サンプルを前記メモリ装置に更に記憶さ
せるものである請求項2に記載の装置。
5. The coefficient generator of claim 2, further comprising a memory device, the coefficient generator further storing each sample in the memory device when the sample is received. apparatus.
【請求項6】 前記係数生成器が前記所定の複数のサンプルを受信して処理
した後に、該係数生成器は前記係数を出力し、前記所定の複数のサンプルがすで
に受信された後に入力信号の新たなサンプルが受信されると、前記係数生成器は
以前に前記メモリ装置に記憶された前記所定の複数のサンプルの第1のサンプル
に基づく項を前記新たなサンプルに基づく項から差し引き、前記係数生成器は前
記新たなサンプルと前記所定の複数のサンプルの前記第1のサンプルとに基づい
たそれらの項の差分によって前記係数を更新するものである請求項5に記載の装
置。
6. The coefficient generator outputs the coefficient after the coefficient generator receives and processes the predetermined plurality of samples, and the coefficient generator outputs the coefficient of the input signal after the predetermined plurality of samples have already been received. When a new sample is received, the coefficient generator subtracts the first sample-based term of the predetermined plurality of samples previously stored in the memory device from the new sample-based term and the coefficient 6. The apparatus of claim 5, wherein the generator updates the coefficient with the difference of those terms based on the new sample and the first sample of the predetermined plurality of samples.
【請求項7】 前記係数生成器が前記所定の複数のサンプルを受信して処理
した後に、該係数生成器は前記係数を出力し、前記所定の複数のサンプルがすで
に受信された後に入力信号の新たなサンプルが受信されると、前記係数生成器は
以前に前記メモリ装置に記憶された前記所定の複数のサンプルの第1のサンプル
に基づく項を各前記係数から差し引き、前記係数生成器は前記新たなサンプルに
基づく項を各前記係数に加えるものである請求項5に記載の装置。
7. The coefficient generator outputs the coefficients after the coefficient generator receives and processes the predetermined plurality of samples, and outputs the coefficient of the input signal after the predetermined plurality of samples have already been received. When a new sample is received, the coefficient generator subtracts a term based on the first sample of the predetermined plurality of samples previously stored in the memory device from each of the coefficients, the coefficient generator The apparatus of claim 5, wherein a new sample-based term is added to each said coefficient.
【請求項8】 入力信号の前記数学的関数がフーリエ変換係数の以前の値で
あって、出力は、Ciを新たな係数とし、Ci-1を以前の係数とし、Siを新たな
サンプルとしたときに、 【数1】 で与えられる式に従う新たな係数である請求項2に記載の装置。
8. The mathematical function of the input signal is the previous value of the Fourier transform coefficient, and the output is C i the new coefficient, C i-1 the previous coefficient, and S i the new coefficient. As a sample, The apparatus according to claim 2, which is a new coefficient according to the equation given by
【請求項9】 関心のある予め選択された少なくとも一つの係数が存在し、
前記係数生成器は、前記サンプルのそれぞれを一つずつ受信して、各サンプルを
受信するにつれて当該サンプルに基づいて前記関数の前記予め選択された係数を
更新し、前記予め選択された係数をその他の係数とは独立に評価することができ
るように構成されているものである請求項2に記載の装置。
9. There is at least one preselected coefficient of interest,
The coefficient generator receives each of the samples one by one, updates the preselected coefficient of the function based on the sample as each sample is received, and replaces the preselected coefficient with the others. The apparatus according to claim 2, which is configured so that it can be evaluated independently of the coefficient of.
【請求項10】 前記係数生成器は、前記予め選択された係数を該係数が更
新すると出力する請求項9に記載の装置。
10. The apparatus of claim 9, wherein the coefficient generator outputs the preselected coefficient when the coefficient updates.
【請求項11】 入力信号の前記関数はフーリエ変換であり、各係数と信号
とに付随する前記数学的関数は三角関数であり、前記係数生成器は回転基準系に
基づいて前記係数を更新し、正しい係数は、A’iとB’iとを正しい更新され
た係数とし、Ai*とBi*とを更新された係数としたときに、 【数2】 によって与えられる式に従って前記更新された係数と関係する、ことを特徴とす
る請求項2に記載の装置。
11. The function of the input signal is a Fourier transform, the mathematical function associated with each coefficient and signal is a trigonometric function, and the coefficient generator updates the coefficient based on a rotational reference system. , The correct coefficient is A′i and B′i are correct updated coefficients, and Ai * and Bi * are updated coefficients. The apparatus of claim 2, associated with the updated coefficients according to an equation given by.
【請求項12】 入力信号を表す関数の係数を該入力信号の所定の複数のサ
ンプルに基づいて継続的に決定する方法であって、 A)ある集合のサンプルについて、係数の完全な集合であるCを取得するステ
ップと、 B)新たなサンプルを受信するステップと、 C)該新たなサンプルの係数寄与を計算するステップと、 D)最も古いサンプルの係数寄与を取得するステップと、 E)該最も古いサンプルの寄与と該新たなサンプルの寄与との和によって、C
として更新された係数を計算するステップと、 F)三角関数における角度を適切なサンプル番号に対応する角度で置き換える
ことによって、前記更新された係数から補正された係数を計算するステップと、 G)前記ステップBからGを繰り返すステップと を含んでなる方法。
12. A method for continuously determining the coefficients of a function representing an input signal based on a predetermined plurality of samples of the input signal, the method comprising: A) a complete set of coefficients for a sample of a set. C), B) receiving a new sample, C) calculating the coefficient contribution of the new sample, D) acquiring the coefficient contribution of the oldest sample, E) the The sum of the contribution of the oldest sample and the contribution of the new sample gives C
And F) calculating a corrected coefficient from the updated coefficient by replacing the angle in the trigonometric function with the angle corresponding to the appropriate sample number, and G) said Repeating steps B to G.
【請求項13】 メモリ装置に受信されたときに、前記サンプルのそれぞれ
を記憶するステップを更に含んでいる請求項12に記載の方法。
13. The method of claim 12, further comprising storing each of the samples when received at a memory device.
【請求項14】 前記受信ステップが所定の前記新たなサンプルを受信して
前記更新ステップが所定の前記新たなサンプルを更新した後に、前記計算ステッ
プが、前記係数を補正して、該係数を出力する請求項13に記載の方法。
14. The calculating step corrects the coefficient and outputs the coefficient after the receiving step receives the predetermined new sample and the updating step updates the predetermined new sample. 14. The method of claim 13, wherein
【請求項15】 入力信号の前記関数がフーリエ変換であり、各係数と信号
とに付随する前記数学的関数が三角関数である請求項12に記載の方法。
15. The method of claim 12, wherein the function of the input signal is a Fourier transform and the mathematical function associated with each coefficient and signal is a trigonometric function.
【請求項16】 前記係数が更新されると、予め選択された係数を出力する
ステップを更に含んでいる請求項12に記載の方法。
16. The method of claim 12, further comprising outputting a preselected coefficient when the coefficient is updated.
【請求項17】 与えられた入力信号のサンプルに基づいて、該入力信号の
関数の係数を決定する装置であって、各係数は、該サンプルとある数学的関数と
の組み合わせに少なくとも部分的に基づく少なくとも一つの項を含んで成るもの
であり、 前記サンプルと各係数とに付随する前記数学的関数を表す値を記憶する第1の
メモリ装置と、 前記メモリ装置とデジタル通信しており、前記入力信号のサンプルを受信して
、各係数について、前記メモリ装置にアクセスして、前記サンプルと前記係数と
に付随する前記数学的関数を表す前記値を前記サンプルに掛け合わせて一つの項
を定義し、その後に該項を前記係数の以前の値に加えることによって係数を更新
して該係数を補正する係数生成器と を含んでなる装置。
17. An apparatus for determining coefficients of a function of an input signal based on a given sample of the input signal, each coefficient being at least partly in combination with the sample and a mathematical function. A first memory device for storing a value representing the mathematical function associated with the sample and each coefficient, the first memory device being in digital communication with the memory device, For each coefficient, receiving a sample of the input signal, accessing the memory device, and multiplying the sample by the value representing the mathematical function associated with the sample and the coefficient to define a term. And a coefficient generator that updates the coefficient by adding the term to the previous value of the coefficient and then corrects the coefficient.
【請求項18】 入力信号を表す関数の係数を、該入力信号の複数のサンプ
ルに基づいて決定するためのコンピュータプログラム製品であって、 コンピュータ読み取り可能なプログラムコード手段がその中に具現化されたコ
ンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含んでおり、該コンピュータ読み取り可能
なプログラムコード手段が、 前記信号のサンプルを受信するための第1のコンピュータ命令手段と、 少なくとも一つの前記係数を更新して補正するための手段であって、各サン
プルを受信すると少なくとも一つの前記係数を更新し、前記係数が正しいサンプ
ルシーケンスを表すように前記係数を補正するためのコンピュータ命令手段を含
む第2のコンピュータ命令手段と を含んでなるコンピュータプログラム製品。
18. A computer program product for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a plurality of samples of the input signal, the computer readable program code means embodied therein. A computer readable storage medium, the computer readable program code means including first computer command means for receiving samples of the signal; and updating and correcting at least one of the coefficients. Means for updating at least one of said coefficients upon receipt of each sample and for compensating said coefficients such that said coefficients represent the correct sequence of samples. A computer program product comprising.
【請求項19】 前記第1のコンピュータ命令手段は前記サンプルのそれぞ
れを一つずつ受信し、該サンプルが受信されると、その次のサンプルの受信を待
つことなく、前記第2のコンピュータ命令手段が各サンプルに基づいて前記関数
の前記係数を更新することによって、前記関数の正確な係数を決定するために必
要とされる待ち時間を減少させるものである請求項18に記載のコンピュータプ
ログラム製品。
19. The second computer instruction means receives each of the samples one by one, and when the samples are received, the second computer instruction means does not wait for the reception of the next sample. 20. The computer program product of claim 18, wherein reduces the latency required to determine the exact coefficient of the function by updating the coefficient of the function based on each sample.
【請求項20】 各係数はサンプルとある数学的関数との組み合わせに少な
くとも部分的に基づく少なくとも一つの項を含んで成り、前記コンピュータ読み
取り可能なプログラムコード手段は、各サンプルを受信すると、該サンプルと前
記係数に付随した前記数学的関数とに組み合わせて各係数のそれぞれの項を決定
するための第3のコンピュータ命令手段を更に含んでおり、前記第2のコンピュ
ータ命令手段は、各係数について、該係数の前記それぞれの項を該係数の以前の
値に加えることによって該係数を更新する請求項19に記載のコンピュータプロ
グラム製品。
20. Each coefficient comprises at least one term based at least in part on a combination of a sample and a mathematical function, the computer readable program code means receiving each sample upon receipt of the sample. And third mathematical command means for determining a respective term for each coefficient in combination with the mathematical function associated with the coefficient, the second computer command means comprising: 20. The computer program product of claim 19, wherein the coefficient is updated by adding the respective term of the coefficient to a previous value of the coefficient.
【請求項21】 各サンプルは各係数の一つの項に寄与するだけであり、前
記第2のコンピュータ命令手段は、受信すると、各サンプルに基づいて前記係数
のそれぞれを更新し、その後に該サンプルを記憶する必要のないものである請求
項20に記載のコンピュータプログラム製品。
21. Each sample only contributes one term of each coefficient, said second computer instruction means updating, upon reception, each of said coefficients on the basis of each sample, after which said sample 21. The computer program product of claim 20, which does not need to be stored.
【請求項22】 各サンプルを受信するにつれて、前記第2のコンピュータ
命令手段は前記複数のサンプルのそれぞれを使って前記係数のそれぞれを更新し
、各係数を次のサンプルを使って更新すると、前記第2のコンピュータ命令手段
は該係数を出力する請求項20に記載のコンピュータプログラム製品。
22. As each sample is received, the second computer instruction means updates each of the coefficients with each of the plurality of samples, updating each coefficient with the next sample, and The computer program product of claim 20, wherein the second computer instruction means outputs the coefficient.
【請求項23】 前記コンピュータ読み取り可能なコード手段は、サンプル
を受信すると、前記サンプルのそれぞれをメモリ装置に記憶するための第4のコ
ンピュータ命令手段を更に含んでいる請求項20に記載のコンピュータプログラ
ム製品。
23. The computer program of claim 20, wherein the computer readable code means further comprises fourth computer instruction means for storing each of the samples in a memory device upon receipt of the samples. Product.
【請求項24】 前記第1のコンピュータ命令手段が前記所定の複数のサン
プルを受信し、前記第2のコンピュータ命令手段が前記所定の複数のサンプルを
処理した後に、前記第2のコンピュータ命令手段は前記係数を出力し、前記所定
の複数のサンプルをすでに受信した後に入力信号の新たなサンプルを受信すると
、前記コンピュータ読み取り可能なコード手段は、前記所定の複数のサンプルの
第1のサンプルに基づく項を前記新たなサンプルに基づく項から差し引くための
第5のコンピュータ命令手段を更に含み、前記第2のコンピュータ命令手段は、
前記新たなサンプルと前記所定の複数のサンプルの第1のサンプルとに基づく項
の差分だけ前記係数を更新する請求項23に記載のコンピュータプログラム製品
24. The second computer command means after the first computer command means receives the predetermined plurality of samples and the second computer command means processes the predetermined plurality of samples. Upon outputting the coefficients and receiving a new sample of the input signal after the predetermined plurality of samples have already been received, the computer readable code means is based on a first sample of the predetermined plurality of samples. Further comprising fifth computer instruction means for subtracting from the new sample-based term, the second computer instruction means:
24. The computer program product of claim 23, wherein the coefficient is updated by a difference in terms based on the new sample and a first sample of the predetermined plurality of samples.
【請求項25】 入力信号のサンプルに基づいて該入力信号を表す関数の係
数を決定するための装置であって、各サンプルの後に前記係数を提供する係数生
成器を含んでおり、該係数生成器は、 新たなサンプルを受信するための受信器と、 新たな係数を前記新たなサンプルにマップするために所定の係数と所定のサン
プルを使ってトレーニングされる学習モデルプロセッサとを含み、 前記受信器は前記学習モデルプロセッサに接続され、該学習モデルプロセッサ
に前記新たなサンプルを提供することができる装置。
25. An apparatus for determining coefficients of a function representing an input signal based on samples of the input signal, the apparatus including a coefficient generator providing the coefficient after each sample, the coefficient generation A receiver for receiving new samples; a learning model processor trained with the predetermined coefficients and the predetermined samples to map new coefficients to the new samples; A device connected to the learning model processor and capable of providing the new model to the learning model processor.
【請求項26】 前記学習モデルプロセッサは、ニューラルネットワークプ
ロセッサを含んでいる請求項25に記載の装置。
26. The apparatus of claim 25, wherein the learning model processor comprises a neural network processor.
【請求項27】 前記学習モデルプロセッサは、ニューラルネットワーク型
集積回路チップとファジー論理プロセッサチップとの少なくとも一つを含んでい
る請求項25に記載の装置。
27. The apparatus according to claim 25, wherein the learning model processor includes at least one of a neural network type integrated circuit chip and a fuzzy logic processor chip.
【請求項28】 前記学習モデルプロセッサは、ファジー論理プロセッサを
含んでいる請求項25に記載の装置。
28. The apparatus of claim 25, wherein the learning model processor comprises a fuzzy logic processor.
【請求項29】 入力信号のサンプルに基づいて該入力信号を表す関数の係
数を決定するためのコンピュータプログラム製品であって、各サンプルの後に前
記係数を提供する係数生成器を含んでおり、該係数生成器は、新たな係数を新た
なサンプルにマップするために所定の係数と所定のサンプルとを使ってトレーニ
ングされる実行可能な学習モデルコードを含んでいるコンピュータプログラム製
品。
29. A computer program product for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a sample of the input signal, the method including a coefficient generator providing the coefficient after each sample, The coefficient generator is a computer program product that includes executable learning model code that is trained with predetermined coefficients and predetermined samples to map the new coefficients to new samples.
【請求項30】 前記学習モデルコードはニューラルネットワークコードを
含んでいる請求項29に記載のコンピュータプログラム製品。
30. The computer program product of claim 29, wherein the learning model code comprises neural network code.
【請求項31】 前記学習モデルコードはファジー論理コードを含んでいる
請求項29に記載のコンピュータプログラム製品。
31. The computer program product of claim 29, wherein the learning model code comprises fuzzy logic code.
【請求項32】 入力信号のサンプルに基づいて該入力信号を表す関数の係
数を決定するための方法であって、完全な集合の係数が各サンプルに生成され、 所定の集合のサンプルと所定の集合の係数とを提供するステップと、 係数をサンプルに対してマップするために前記所定の集合のサンプルと前記所
定の集合の係数とを使って学習モデルをトレーニングするステップと、 前記学習モデルに新たなサンプルを提供するステップと、 前記学習モデルが前記新たなサンプルについての前記係数を導出することを可
能にするステップと を含んでなる方法。
32. A method for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a sample of the input signal, wherein a complete set of coefficients is generated for each sample, the predetermined set of samples and the predetermined set of samples. Providing a set of coefficients, training a learning model using the predetermined set of samples and the predetermined set of coefficients to map the coefficients to samples, and Different samples, and enabling the learning model to derive the coefficients for the new samples.
【請求項33】 前記係数はフーリエ変換係数を含んでいる請求項32に記
載の方法。
33. The method of claim 32, wherein the coefficients include Fourier transform coefficients.
【請求項34】 入力信号のサンプルに基づいて該入力信号を表す関数の係
数を決定するために、ハードウェアとソフトウェアとの少なくとも一つを含むシ
ステムを設計する方法であって、所定の集合のサンプルと所定の集合の係数とを
提供するステップと、入力として前記所定の集合のサンプルを有し出力として前
記所定の集合の係数を有するトレーニング集合を生成するステップと、前記入力
と前記出力との間のマッピングであって、 a)該マッピングをコード化する染色体の集団を生成するステップと、 b)ハードウェア記述とソフトウェア記述の少なくとも一つの形式で候補とな
るマッピングソリューションを生成するステップと、 c)前記染色体と前記記述の構成要素とを関連付けるステップと、 d)前記入力が各候補となるマッピングソリューションに与えられたときに結
果の良さを評価するステップと、 e)最適な染色体を選択し、該最適な染色体を組み合わせて新たな候補となる
ソリューションとしてテストするための新たな染色体を取得するステップと、 f)課された要求以下の低い誤差を有するソリューションマッピングが見つか
るまで、前記ステップa)からf)を繰り返すステップと によって決定するための遺伝的アルゴリズムを使用するステップと を含んでなる方法。
34. A method of designing a system including at least one of hardware and software for determining a coefficient of a function representing an input signal based on a sample of the input signal, the method comprising: Providing a sample and a predetermined set of coefficients, generating a training set having the predetermined set of samples as an input and the predetermined set of coefficients as an output, the input and the output A) between: a) generating a population of chromosomes encoding the mapping; b) generating candidate mapping solutions in at least one form of hardware description and software description; c. ) Associating the chromosomes with the components of the description; d) the candidate input being a candidate A step of evaluating the goodness of the result when given to the ping solution, and e) selecting an optimal chromosome and combining the optimal chromosomes to obtain a new chromosome for testing as a new candidate solution. And f) using a genetic algorithm to determine by: f) repeating said steps a) to f) until a solution mapping with a low error below an imposed requirement is found. .
【請求項35】 フーリエ係数の副集合の以前の値と、最近受信されたサン
プルの副集合の値とからフーリエ係数の副集合の新たな値を決定する方法であっ
て、 学習モデルプロセッサを提供するステップと、 前記学習モデルプロセッサを、フーリエ係数の所定の副集合の入力とフーリエ
係数の次の副集合の出力とを使ってトレーニングするステップと を含んでおり、前記学習モデルがフーリエ係数の副集合の入力にマップされるフ
ーリエ係数の副集合を生成することが可能な方法。
35. A method of determining new values of a subset of Fourier coefficients from previous values of a subset of Fourier coefficients and values of a subset of recently received samples, the method comprising: providing a learning model processor. Training the learning model processor with an input of a predetermined subset of Fourier coefficients and an output of the next subset of Fourier coefficients, the learning model being a subset of the Fourier coefficients. A method capable of generating a subset of Fourier coefficients that are mapped to the inputs of the set.
【請求項36】 入力信号のサンプルに基づいて該入力信号を表す関数の係
数を導出するための装置を設計するコンピュータ実行される方法であって、 a)1世代のランダムに選択された染色体を生成するステップと、 b)各染色体を回路モデルに一致させるステップと、 c)所定のサンプルと、係数の所定の集合と係数アップデートの所定の集合と
の少なくとも一つとによって決定される入力値を、各回路に割り当てるステップ
と、 d)目標応答の仕様を提供するステップと、 e)回路モデル応答を導出し、該モデル応答を前記目標応答の仕様と比較する
ステップと、 f)前記回路応答が前記目標応答にいかに近いかに応じて、各回路モデルをラ
ンク付けするステップと、 g)以前の世代において最高ランキングを有する回路モデルを含む、回路モデ
ルの新たな集団を生成するステップと、 h)染色体のパーツをランダムに交換して、染色体のビットをランダムにフリ
ップさせるステップと、 i)より良い回路モデルを実現するために数世代にわたって前記処理を繰り返
すステップと、 j)所定数の世代になったことと、前記回路モデル応答と目標応答との間の近
さが十分に近くなったときとの少なくとも一方が満たされた後に、終了するステ
ップと を含んでなる方法。
36. A computer implemented method for designing an apparatus for deriving a coefficient of a function representing an input signal based on a sample of the input signal, comprising: a) selecting a generation of randomly selected chromosomes. Generating an input value determined by b) matching each chromosome to a circuit model, c) a predetermined sample, and at least one of a predetermined set of coefficients and a predetermined set of coefficient updates, Assigning to each circuit, d) providing a target response specification, e) deriving a circuit model response and comparing the model response with the target response specification, and f) the circuit response being Ranking each circuit model according to how close it is to the target response, and g) the circuit model with the highest ranking in the previous generation. , A step of generating a new population of circuit models, h) randomly swapping parts of chromosomes and randomly flipping the bits of chromosomes, and i) several generations to achieve a better circuit model. Repeating the process over, j) after reaching a predetermined number of generations and / or when the proximity between the circuit model response and the target response is sufficiently close, A step of terminating.
【請求項37】 前記係数は、フーリエ級数についての係数である請求項3
6に記載の方法。
37. The coefficient is a coefficient for Fourier series.
The method according to 6.
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