JP2007518376A - ルックアヘッド変調器のノイズ量子化最小化を用いた信号処理 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、(i)タイトルが「Look−Ahead Delta−sigma Modulators」の米国仮出願第60/537,285号(2004年1月16日出願)、および(ii)タイトルが「Signal Processing System with Look Ahead Delta−Sigma Modulators」の米国仮出願第60/539,132号(2004年1月26日出願)の米国特許法第119条(e)の下での利益を主張する。これらの仮出願は、例示的なシステムおよび方法を含む。その全容を参考として援用する。
(発明の分野)
本発明は信号処理に関し、より具体的には、量子化ノイズを最小化するための量子化誤差に基づく出力選択を有するルックアヘッドデルタ・シグマ変調器に関する。
本発明の一実施形態において、ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器は、フィルター出力ベクトルを生成するために入力信号データに由来するデータおよび遅延出力候補ベクトルの各エレメントをフィルター処理するためのディジタルフィルターであって、選択された出力値のフィードバックによって更新される状態変数を含むディジタルフィルターを含む。前記ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器は、Mエレメント変調器出力候補ベクトルと前記フィルター出力ベクトルの各セットからの量子化誤差ベクトルセットを決定するために、前記フィルター出力ベクトルを受け取るための前記ディジタルフィルターに連結された量子化誤差生成器であって、Mが1より大きく、前記出力候補ベクトル中の各エレメントが前記デルタ・シグマ変調器の可能な出力値である量子化誤差生成器をさらに含む。前記ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器は、各量子化誤差ベクトルセットから変調器出力候補ベクトルに関連する量子化誤差ベクトルを選択し、前記関連する変調器出力候補ベクトルから出力を選択するための出力生成器も含む。
Claims (56)
- フィルター出力ベクトルを生成するために入力信号データに由来するデータおよび遅延出力候補ベクトルの各エレメントをフィルター処理するためのディジタルフィルターであって、選択された出力値のフィードバックによって更新される状態変数を含む、ディジタルフィルターと、
Mエレメント変調器出力候補ベクトルと前記フィルター出力ベクトルの各セットからの量子化誤差ベクトルセットを決定するために、前記フィルター出力ベクトルを受け取るための前記ディジタルフィルターに連結された量子化誤差生成器であって、Mが1より大きく、前記出力候補ベクトル中の各エレメントが前記デルタ・シグマ変調器の可能な出力値である、量子化誤差生成器と、
各量子化誤差ベクトルセットから変調器出力候補ベクトルに関連する量子化誤差ベクトルを選択し、前記関連する変調器出力候補ベクトルから出力を選択するための出力生成器と
を備える、ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器。 - 前記量子化誤差生成器が、出力候補ベクトルごとに一つの量子化誤差ベクトルを決定する、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記出力値生成器によって生成された出力値を保存するための記録システムをさらに備える、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- エンコードされた前記出力値を有する記憶媒体をさらに備える、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- エンコードされた出力値に由来するデータを有する記憶媒体をさらに含む、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記誤差生成器によって決定された量子化誤差ベクトルのセットが2Mと等しい、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記誤差生成器によって決定された量子化誤差ベクトルのセットは非重複セットであり、2M未満の量子化誤差ベクトルを含む、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 各変調器出力候補ベクトルの各エレメントは二つの考えられる値を有する、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記デルタ・シグマ変調器がトレリスタイプのデルタ・シグマ変調器である、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記デルタ・シグマ変調器がツリーベースのデルタ・シグマ変調器である、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- Y出力値のセットが対象の信号帯におけるY入力値の対応するセットを最も良く表し、ここでYは正の整数である、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 各出力値は各識別された量子化誤差ベクトルに関連する各変調器出力候補の先行ビットを表す、請求項11に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記出力値が選択される前記変調器出力候補ベクトルに関連する前記量子化誤差ベクトルが、前記セットにおける残りの量子化誤差ベクトルと比較して最小の指数を有する前記量子化誤差ベクトルである、請求項11に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記デルタ・シグマ変調器がソフトウェアを使用して実装される、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 量子化器であって、前記量子化誤差ベクトルのセットにおいてi番目の量子化誤差ベクトルがi番目のディジタルフィルター出力データベクトルCiとi番目の変調器出力候補ベクトルYiとの差を含み、前記ベクトルCiが前記ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器入力べクトルとi番目のMエレメント遅延出力候補ベクトルYDiとの差に由来するi番目のMエレメントベクトルを表す、量子化器をさらに備える、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記i番目の量子化誤差ベクトルが、コスト値ベクトルCi−出力候補ベクトルYiを含む、請求項15に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 各コスト値ベクトルが、i番目の量子化入力ベクトルと前記i番目の変調器出力候補ベクトルとの間の差を含む、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 重みベクトルによって各量子化誤差ベクトルを不均一に重み付けするための重み付けモジュールをさらに含む、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記重みベクトルが、別の非ゼロ重みエレメントとは異なる少なくとも一つの非ゼロ重みエレメントを含む、請求項18に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記重みベクトルの各非ゼロ重みエレメントの大きさが、前記誤差値のルックアヘッド深さが大きくなるにつれて下降する、請求項19に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記重みベクトルの各非ゼロ重みエレメントの前記大きさが直線的に低下する、請求項20に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記重みベクトルの各非ゼロ重みエレメントの前記大きさが指数関数的に低下する、請求項20に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記重みベクトルはエレメント[w0,wl,w2,w3,...]を含み、w0,wl,w2は互いの約+/−5%以内の大きさを有し、w3はその前のエレメントの一つの大きさの約80%以下の大きさを有する、請求項20に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 前記出力生成器によって選択される前記出力がr出力値を含み、ここでrは1からMの任意の整数である、請求項1に記載のデルタ・シグマ変調器。
- 量子化誤差ベクトルを使用してデルタ・シグマ変調器の出力値を決定する方法であって、
(a)フィルター出力ベクトルを生成するために、入力信号データおよびMエレメント遅延出力候補ベクトルの各エレメントに由来するデータをフィルター処理するステップと、
(b)Mエレメント変調器出力候補ベクトルの各セットおよびMエレメントフィルター出力ベクトルの各セットに対して量子化誤差ベクトルを生成するステップであって、Mは1よりも大きく、前記出力候補ベクトルの各エレメントは前記デルタ・シグマ変調器の可能な出力値である、ステップと、
(c)量子化誤差ベクトルの各セットから、前記変調器出力候補ベクトルの一つに関連する量子化誤差ベクトルを選択するステップと、
(d)前記関連する変調器出力候補ベクトルから出力を生成するステップと
を包含する、方法。 - 前記量子化誤差ベクトルを生成するために、前記フィルター出力ベクトルと出力候補ベクトルとの間の差を決定するステップと、
入力信号データに由来する前記データおよび前記出力候補ベクトルの各エレメントをフィルター処理するフィルターへ各出力値をフィードバックするステップと、
前記フィルターにフィードバックされた前記出力値により前記フィルターの状態変数を更新するステップと、
をさらに包含する、請求項25に記載の方法。 - 各出力候補ベクトルに対して一つの量子化誤差ベクトルを生成するステップをさらに包含する、請求項25に記載の方法。
- 前記デルタ・シグマ変調器への複数の入力値のそれぞれについて(a)、(b)、および(c)を繰り返すステップをさらに包含する、請求項25に記載の方法。
- Y出力値のセットが対象の信号帯におけるY入力値の対応するセットを最も良く表し、ここでYは正の整数である、請求項28に記載の方法。
- 前記出力値に由来するデータを記憶媒体に記録するステップをさらに包含する、請求項25に記載の方法。
- 前記出力値を記憶媒体に記録するステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルを生成するステップが、2M量子化誤差ベクトルを生成するステップを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルを生成するステップが、2M未満の量子化誤差ベクトルを含む非重複セットを生成するステップを包含する、請求項25に記載の方法。
- 各変調器出力候補ベクトルの各エレメントが二つの可能な値を有する、請求項25に記載の方法。
- 前記ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器がトレリスタイプのデルタ・シグマ変調器である、請求項25に記載の方法。
- 前記ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器がツリーベースのデルタ・シグマ変調器である、請求項25に記載の方法。
- 各出力値が、それぞれ選択された、識別された量子化誤差ベクトルに関連する各変調器出力候補ベクトルの先行ビットを表す、請求項36に記載の方法。
- 各量子化誤差ベクトルを生成するステップが、
前記Mエレメント変調器出力候補ベクトルの一つと前記Mエレメント変調器入力ベクトルの一つとの差を決定することによって第一差分ベクトルを生成するステップと、
前記第一差分ベクトルをフィルター処理するステップと、
前記Mエレメント変調器出力候補ベクトルの一つと前記Mエレメント第一差分ベクトルの差を決定することによって第二差分ベクトルを生成するステップと、
を包含する、請求項36に記載の方法。 - 前記関連する変調器出力候補ベクトルから出力値を生成するステップが、前記残りの量子化誤差ベクトルと比較して、最小の累積指数を有する前記量子化誤差ベクトルを識別するステップを包含する、請求項38に記載の方法。
- 前記ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器がソフトウェアを使用して実装される、請求項25に記載の方法。
- 前記デルタ・シグマ変調器が量子化器を備え、ルックアヘッドデルタ・シグマ変調器入力と出力候補ベクトルとの間の差に由来する各ベクトルがコスト値ベクトルを表し、各コスト値ベクトルがi番目の量子化入力ベクトルとi番目の変調器出力候補ベクトルと間の差を含む、請求項25に記載の方法。
- 前記i番目の量子化入力ベクトルが、前記変調器入力ベクトルと前記i番目の変調器出力候補ベクトルとの間のフィルター処理された差を含む、請求項41に記載の方法。
- 異なる非ゼロの重みを有する量子化誤差ベクトルの少なくとも二つのエレメントを時間領域において重み付けするステップをさらに包含する、請求項25に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルの少なくとも二つのエレメントを前記時間領域において重み付けするステップが、各誤差ベクトルと重みベクトルの内積を計算するステップを包含する、請求項43に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルの少なくとも二つのエレメントを前記時間領域において重み付けするステップが、前記誤差値のルックアヘッド深さが大きくなるにつれて下降する非ゼロのエレメントを有する重みベクトルで重み付けするステップを包含する、請求項43に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルの少なくとも二つのエレメントを前記時間領域において重み付けするステップが、直線的に下降する非ゼロのエレメントを有する重みベクトルで重み付けするステップを包含する、請求項43に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルの少なくとも二つのエレメントを前記時間領域において重み付けするステップが、指数関数的に下降する非ゼロのエレメントを有する重みベクトルで重み付けするステップを包含する、請求項43に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルの少なくとも二つのエレメントを前記時間領域において重み付けするステップが、エレメント[w0,wl,w2,w3,...]を含む重みベクトルによる重み付けを包含し、w0,wl,w2は互いの約+/−5%以内の大きさを有し、w3はその前のエレメントの一つの大きさの約80%以下の大きさを有する、請求項43に記載の方法。
- 前記量子化誤差ベクトルの少なくとも二つのエレメントを前記時間領域において重み付けするステップが、M変調器出力候補の各セットで同じ状態のままであるエレメントを有する重みベクトルで重み付けするステップを包含する、請求項43に記載の方法。
- 前記生成された出力がr出力値を含み、ここでrは1からMの任意の整数である、請求項25に記載の方法。
- 量子化誤差ベクトルを使用してMエレメント変調器出力候補ベクトルの各セットから出力値を決定するためのM深さのデルタ・シグマ変調器であって、Mは1よりも大きく、前記出力候補ベクトルの各エレメントは前記デルタ・シグマ変調器の可能な出力値であるデルタ・シグマ変調器を備える、信号処理システム。
- 入力ベクトルと前記遅延変調器出力候補ベクトルのセットとの間の差に対応する差分ベクトルを決定するための第一差分モジュールと、
各差分ベクトルからフィルター出力ベクトルを決定するためのディジタルフィルターと、
量子化誤差ベクトルを決定するための第二差分モジュールであって、前記i番目の量子化誤差ベクトルがi番目のフィルター出力ベクトルとi番目の変調器出力候補ベクトルとの間の差に対応する、第二差分モジュールと
をさらに備える、請求項51に記載の信号処理システム。 - 前記出力値でエンコードされた記憶媒体をさらに含む、請求項51に記載の信号処理システム。
- M深さのデルタ・シグマ変調器と量子化誤差ベクトルを使用して出力信号を決定する方法であって、Mは1よりも大きく、前記出力候補ベクトルの各エレメントは前記デルタ・シグマ変調器の可能な出力値であり、前記方法は、
入力信号ベクトルと遅延出力候補ベクトルのセットを処理するステップと、
各処理された入力信号ベクトルおよび遅延出力候補ベクトルに対して、前記処理された入力信号ベクトルおよび遅延出力候補ベクトルから量子化誤差ベクトルを計算するステップと、
前記入力信号ベクトルと最も良く一致する前記出力候補ベクトルを識別するために各量子化誤差ベクトルを処理するステップと、
前記入力信号ベクトルと最も良く一致する前記出力候補ベクトルから出力を選択するステップと
を包含する、方法。 - 前記入力信号ベクトルと遅延出力候補ベクトルのセットを処理するステップが、前記入力信号ベクトルと前記遅延出力候補ベクトルのセットとの間の差をフィルター処理するステップを包含する、請求項54に記載の方法。
- デルタ・シグマ変調器を使用して信号を処理する方法であって、量子化誤差ベクトルを使用してMエレメント変調器出力候補ベクトルとMエレメント変調器入力ベクトルの各セットからM深さのデルタ・シグマ変調器の出力値を決定するステップであって、Mは1よりも大きく、前記出力候補ベクトルの各エレメントは前記デルタ・シグマ変調器の可能な出力値であるステップを包含する、方法。
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JP2003124812A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-25 | Accuphase Laboratory Inc | トレリス型ノイズシェイピング変調器 |
-
2005
- 2005-01-13 JP JP2006549595A patent/JP2007518376A/ja active Pending
- 2005-01-13 WO PCT/US2005/001093 patent/WO2005074141A1/en active Application Filing
- 2005-01-13 EP EP05705645A patent/EP1704643A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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