JP3092647B2 - Adaptive filter device - Google Patents

Adaptive filter device

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JP3092647B2
JP3092647B2 JP05348177A JP34817793A JP3092647B2 JP 3092647 B2 JP3092647 B2 JP 3092647B2 JP 05348177 A JP05348177 A JP 05348177A JP 34817793 A JP34817793 A JP 34817793A JP 3092647 B2 JP3092647 B2 JP 3092647B2
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signal
input
input signal
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coefficients
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真作 森
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ノイズキャンセリング
やシステムの同定等に使用されるディジタルフィルタの
1種である適応フィルタ装置関する。
The present invention relates to relates to the adaptive filter device is a kind of digital filter used in the identification or the like of noise canceling or system.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トラン
スバーサル型適応フィルタはサンプリング時点の異なる
複数の入力信号に対して係数をそれぞれ乗算する手段を
有する。各係数は所定のアルゴリズムに従って更新され
る。係数更新のための代表的なアルゴリズムとしてLM
S(Least Mean Square)アルゴリズムがある。この
典型的なLMSアルゴリズムの変形として正規化LMS
(NLMS)又は学習同定法と呼ばれているアルコリズ
ムが例えば昭和43年9月の「計測と制御」第7巻第9
号又は「IEEE トランザクション・オートマチック
・コントロール」Vol.AC−12 1967年6月の野
田、南雲の論文で知られている。この正規化LMSアル
ゴリズムは収束速度の向上をはかることができるという
特長を有する反面、係数を求めるための計算量が多いと
いう欠点を有する。また、正規化LMSの変形として、
上記論文に“符号法”による正規化LMSが記載されて
いる。この符号法においては、サンプリング時点の異な
る複数の入力信号が0より大きい値の時には+1の符
号、0より小さい値の時には−1の符号、0の時には0
の符号に置き換える処理を含むので、係数更新の計算量
が大幅に少なくなる。しかし、収束速度が遅くなり且つ
収束誤差も大きくなる。
2. Description of the Related Art A transversal adaptive filter has means for multiplying a plurality of input signals at different sampling points by coefficients. Each coefficient is updated according to a predetermined algorithm. A typical algorithm for updating coefficients is LM
There is an S (Least Mean Square) algorithm. A variant of this typical LMS algorithm is a normalized LMS
(NLMS) or an algorithm called learning identification method is described in, for example, "Measurement and Control," Vol. 7, No. 9, September 1968.
No. or "IEEE Transaction Automatic Control", Vol. AC-12, which is known in the paper of Noda and Nagumo in June 1967. This normalized LMS algorithm has the advantage that the convergence speed can be improved, but has the disadvantage that the amount of calculation for finding the coefficients is large. As a modification of the normalized LMS,
The above-mentioned paper describes a normalized LMS by the “coding method”. In this coding method, a sign of +1 is used when a plurality of input signals at different sampling points have a value larger than 0, a sign of −1 when the input signal is smaller than 0, and a sign of 0 when the input signal is 0.
, The amount of calculation for updating the coefficient is significantly reduced. However, the convergence speed becomes slow and the convergence error becomes large.

【0003】そこで、本発明は、係数更新のための計算
量を符号法と同様に少なくし、収束速度を正規化LMS
と同様に速くし、収束誤差を正規化LMSと符号法の中
間程度にすることができる適応フィルタ装置提供する
ことにある。
Accordingly, the present invention reduces the amount of calculation for updating the coefficients as in the case of the coding method, and reduces the convergence speed by the normalized LMS.
Another object of the present invention is to provide an adaptive filter device that can increase the speed as in the case of the above and can reduce the convergence error to an intermediate level between the normalized LMS and the coding method.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、所定のサンプリング周期で基準信号d(t)
を供給するための基準信号供給手段と、前記基準信号に
関係を有する入力信号x(t) を所定のサンプリング周期
で供給するための入力信号供給手段と、前記基準信号供
給手段と前記入力信号供給手段に接続され、1サンプリ
ング周期を単位遅延時間として前記入力信号を順次に遅
延することによってサンプリング時点の異なる0番目か
らL−1番目までのL個(但し、Lは2よりも大きい正
の整数)の入力信号x(t)、x(t−1)、…x(t
−L+1)を同時に得、前記0番目からL番目の入力信
号に0番目からL−1番目の係数w0 (t) 、w1(t) 、
…wL-1 (t) を夫々乗算し、これによって得られたL個
の乗算出力を加算した出力y(t) を得、前記出力y(t)
と前記基準信号d(t) との誤差信号e(t)を求め、前記
入力信号x(t) と前記誤差信号e(t) とに基づいて前記
0番目からL−1番目の係数の更新値w0 (t+1)、
w1 (t+1)…wL-1 (t+1)を決定するためのデ
ィジタルフィルタ信号処理手段とを有する適応フィルタ
装置であって、前記ディジタルフィルタ信号処理手段
は、前記更新係数w0 (t+1)、w1 (t+1) 、
…wL-1 (t+1)を決定するための係数更新手段を含
み、前記係数更新手段は、前記更新係数w0 (t+
1)、w1 (t+1) 、…wL-1 (t+1)を、 wi (t+1)=wi (t) +β[e(t) /{Σj=0 L-1
x ′(t−j)x(t−j)}]x′(t−i) [ここで、各記号は次のものを示す。i及びjは0から
L−1までの正の整数;tはサンプリング時刻を示す記
号;wi (t+1)はL個の更新係数w0 (t+1)、
w1 (t+1)、…wL-1(t+1);wi (t) はL個
の更新前の係数w0 (t) 、w1 (t) 、…wL-1 (t) ;β
は任意の定数;e(t) はサンプリング時刻tにおける誤
差信号;x(t−j)はサンプリング時点の異なるL個
の入力信号x(t)、x(t−1)、…x(t−L+
1);x′(t−i)及びx′(t−j)はサンプリン
グ時点の異なるL個の入力信号x(t)、x(t−
1)、…x(t−L+1)に対応した変形入力信号x′
(t)、x′(t−1)、…x′(t−L+1)、{但
し、このx′(t−i)及びx′(t−j)は、 |x(t−i)|≧(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| が成立する時にsgn[x(t−i)](ここで、sg
n[x(t−i)]はx(t−i)>0の時に+1、x
(t−i)<0の時は−1、x(t−i)=0の時は0
を示す。)であり、 |x(t−i)|<(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| が成立する時にゼロである。}]に従って決定するもの
であることを特徴とする適応フィルタ装置に係わるもの
である。また、請求項2の発明は、所定のサンプリング
周期で基準信号d(t) を供給するための基準信号供給手
段と、前記基準信号に関係を有する入力信号x(t) を所
定のサンプリング周期で供給するための入力信号供給手
段と、前記基準信号供給手段と前記入力信号供給手段に
接続され、1サンプリング周期を単位遅延時間として前
記入力信号を順次に遅延することによってサンプリング
時点の異なる0番目からL−1番目までのL個(但し、
Lは2よりも大きい正の整数)の入力信号x(t)、x
(t−1)、…x(t−L+1)を同時に得、前記0番
目からL番目の入力信号に0番目からL−1番目の係数
w0 (t) 、w1(t) 、…wL-1 (t) を夫々乗算し、これ
によって得られたL個の乗算出力を加算した出力y(t)
を得、前記出力y(t) と前記基準信号d(t) との誤差信
号e(t)を求め、前記入力信号x(t) と前記誤差信号e
(t) とに基づいて前記0番目からL−1番目の係数の更
新値w0 (t+1)、w1 (t+1)…wL-1 (t+
1)を決定するためのディジタルフィルタ信号処理手段
とを有する適応フィルタ装置であって、前記ディジタル
フィルタ信号処理手段は、前記更新係数w0 (t+
1)、w1 (t+1) 、…wL-1 (t+1)を決定す
るための係数更新手段を含み、前記係数更新手段は、前
記更新係数w0 (t+1)、w1 (t+1) 、…wL-1
(t+1)を、 wi (t+1)=wi (t)+βe(t)x ′(t−
i) [ここで、各記号は次のものを示す。iは0からL−1
までの正の整数;tはサンプリング時刻を示す記号;w
i (t+1)はL個の更新係数w0 (t+1)、w1
(t+1)、…wL-1(t+1);wi (t) はL個の更
新前の係数w0 (t) 、w1 (t) 、…wL-1 (t) ;βは任
意の定数;e(t) はサンプリング時刻tにおける誤差信
号;x′(t−i)はサンプリング時点の異なるL個の
入力信号x(t)、x(t−1)、…x(t−L+1)
に対応した変形入力信号x′(t)、x′(t−1)、
…x′(t−L+1)、{但し、このx′(t−i)
は、 |x(t−i)|≧(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| (jは0からL−1までの正の整数)が成立する時にs
gn[x(t−i)](ここで、sgn[x(t−
i)]はx(t−i)>0の時に+1、x(t−i)<
0の時は−1、x(t−i)=0の時は0を示す。)で
あり、 |x(t−i)|<(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| が成立する時にゼロである。}]に従って決定するもの
であることを特徴とする適応フィルタ装置に係わるもの
である。なお、本願において、Σj=0 L-1 はx′(t−
j)x(t−j)のjを0からL−1まで変化させたL
個の値の総和を求めることを示し、またΣj=0 L-1 |x
(t−j)|は|x(t−j)|のjを0からL−1ま
で変化させたL個の値の総和を求めることを示す。
In order to achieve the above object, the present invention provides a reference signal d (t) at a predetermined sampling period.
Signal supply means for supplying a reference signal, an input signal supply means for supplying an input signal x (t) related to the reference signal at a predetermined sampling period, the reference signal supply means and the input signal supply. And the input signal is sequentially delayed with one sampling period as a unit delay time, so that L samples from the 0th to the L-1st samples at different sampling times (where L is a positive integer greater than 2) ), X (t), x (t−1),... X (t
-L + 1) at the same time, and the 0th to L-1th coefficients w0 (t), w1 (t),
.. WL-1 (t) are respectively multiplied, and an output y (t) is obtained by adding the L multiplied outputs obtained thereby, and the output y (t) is obtained.
An error signal e (t) between the input signal x (t) and the error signal e (t) is updated based on the input signal x (t) and the error signal e (t). Value w0 (t + 1),
a digital filter signal processing means for determining w1 (t + 1)... wL-1 (t + 1), wherein the digital filter signal processing means includes the update coefficients w0 (t + 1) and w1 (t + 1). ),
.. WL-1 (t + 1), the coefficient updating means including a coefficient updating means for determining the updating coefficient w0 (t +
1), w1 (t + 1),... Wl-1 (t + 1), wi (t + 1) = wi (t) + β [e (t) / {Σ j = 0 L-1
x ′ (t−j) x (t−j)}] x ′ (t−i) [where each symbol indicates the following. i and j are positive integers from 0 to L-1; t is a symbol indicating a sampling time; wi (t + 1) is L update coefficients w0 (t + 1);
w1 (t + 1),... wL-1 (t + 1); wi (t) are L coefficients w0 (t), w1 (t),.
Is an arbitrary constant; e (t) is an error signal at sampling time t; x (t-j) is L input signals x (t), x (t-1),. L +
1); x '(ti) and x' (tj) are L input signals x (t) and x (t-t) at different sampling times.
1),... A modified input signal x ′ corresponding to x (t−L + 1)
(T), x ′ (t−1),... X ′ (t−L + 1), where x ′ (t−i) and x ′ (t−j) are: | x (t−i) | ≧ (1 / L) Σ j = 0 L-1 | x (t−
j) | when sgn [x (ti)] (where sg
n [x (ti)] is +1 and x when x (ti)> 0.
-1 when (ti) <0, 0 when x (ti) = 0
Is shown. | X (t−i) | <(1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−
j) is zero when | }] Is determined according to an adaptive filter device. Further, the invention according to claim 2 provides a reference signal supply means for supplying a reference signal d (t) at a predetermined sampling period, and an input signal x (t) related to the reference signal at a predetermined sampling period. An input signal supply unit for supplying the reference signal supply unit and the input signal supply unit, and sequentially delaying the input signal with one sampling period as a unit delay time, thereby starting from the 0th different sampling time. L-1 up to L-1th (however,
L is a positive integer greater than 2) input signals x (t), x
X (t-L + 1) are simultaneously obtained, and the 0th to Lth input signals w0 (t), w1 (t),... WL-1 are added to the 0th to Lth input signals. (t), and an output y (t) obtained by adding the L multiplied outputs obtained thereby.
To obtain an error signal e (t) between the output y (t) and the reference signal d (t), and obtain the input signal x (t) and the error signal e (t).
(t), the updated values w0 (t + 1), w1 (t + 1)... wL-1 (t +
1) a digital filter signal processing means for determining 1), wherein the digital filter signal processing means comprises:
1), w1 (t + 1),... WL-1 (t + 1). The coefficient updating means includes: a coefficient updating unit for determining the update coefficients w0 (t + 1), w1 (t + 1),.
(T + 1) is given by wi (t + 1) = wi (t) + βe (t) x ′ (t−
i) [where each symbol indicates the following: i is 0 to L-1
T is a symbol indicating a sampling time; w
i (t + 1) is L update coefficients w0 (t + 1), w1
(T + 1),... WL-1 (t + 1); wi (t) is the L number of coefficients w0 (t), w1 (t),... WL-1 (t) before updating; β is an arbitrary constant; t) is an error signal at sampling time t; x '(ti) is L input signals x (t), x (t-1),... x (t-L + 1) at different sampling times.
, X ′ (t), x ′ (t−1),
... x '(t-L + 1), where x' (ti)
Is | x (t−i) | ≧ (1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−
j) | (j is a positive integer from 0 to L-1)
gn [x (t−i)] (where sgn [x (t−i)
i)] is +1 when x (t−i)> 0, and x (t−i) <
0 indicates −1, and x (t−i) = 0 indicates 0. | X (t−i) | <(1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−
j) is zero when | }] Is determined according to an adaptive filter device. In the present application, Σ j = 0 L-1 is x ′ (t−
j) L in which j of x (t−j) is changed from 0 to L−1
j = 0 L-1 | x
(T−j) | indicates that the sum of L values obtained by changing j of | x (t−j) | from 0 to L−1 is obtained.

【0005】[0005]

【発明の作用及び効果】本発明における基本的な演算方
法は符号法と同一であり、符号法と同様にsgn[x
(t−i)]の符号関数を使用する。しかし、すべての
入力信号に対してsgn[x(t−i)]を使用しな
い。上記の(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−j)|はサ
ンプリング時点の異なるL個の入力信号x(t)、x
(t−1)、…x(t−L+1)の絶対値の平均値を示
す。この平均値をしきい値としてこれよりも小さい入力
信号の時にはx'(t−i)の値を符号関数Sg+[x(t
−i)]を使用して決定しないでゼロとする。このよう
に処理すると、収束速度が従来の符号法よりも速くな
る。また、収束誤差(適応誤差)は従来の正規化LMS
よりは大きいが、従来の符号法よりも小さくなる。な
お、計算量は従来の符号法とほぼ同じである。従って、
本発明に従う方法は、収束誤差が従来の正規化LMSと
従来の符号法の中間程度であってもかまわないが、少な
い計算量と速い収束速度を要求する適応フィルタ装置に
好適であり、例えば低価格であるにも拘らず性能の良い
ノイズキャンセラー等を提供することができる。また、
請求項2の発明は、請求項1の発明と同様な技術思想を
LMS(LeastMean Square :最小2乗平均アルゴリズ
ム)に応用したものであり、請求項1の発明よりも更に
演算を簡略化することができる。
The basic operation method of the present invention is the same as that of the coding method, and sgn [x
(T-i)]. However, sgn [x (ti)] is not used for all input signals. The above (1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−j) | is L input signals x (t) and x at different sampling times
The average value of the absolute values of (t-1),... X (t-L + 1) is shown. When the average value is used as a threshold value and the input signal is smaller than the threshold value, the value of x ′ (t−i) is calculated by the sign function Sg + [x (t (t)).
-I)] to zero without determination. By performing such processing, the convergence speed becomes faster than that of the conventional coding method. Also, the convergence error (adaptive error) is calculated using the conventional normalized LMS.
, But smaller than conventional coding. The amount of calculation is almost the same as that of the conventional coding method. Therefore,
The method according to the present invention may be such that the convergence error may be intermediate between the conventional normalized LMS and the conventional coding method. However, the method is suitable for an adaptive filter device that requires a small amount of calculation and a fast convergence speed. It is possible to provide a high-performance noise canceller or the like despite the price. Also,
The second aspect of the invention applies the same technical idea as the first aspect of the invention to LMS (Least Mean Square: Least Mean Square Algorithm), and further simplifies the operation than the first aspect of the invention. Can be.

【0006】[0006]

【第1の実施例】次に、図1〜図6を参照して本発明の
第1の実施例に係わる適応フィルタ装置を説明する。図
1は未知のシステムのモデリングを行うための対応フィ
ルタ装置であって、入力信号x(t) を所定のサンプリン
グ周期で供給するための入力端子1に未知の動的システ
ム2が接続されている。未知の動的システム2は等価的
に2次の遅延素子3と、ノイズ源4と、遅延素子3の出
力とノイズ源4のノイズを加算する加算器5とを有す
る。この未知の動的システム2は所定サンプリング周期
で望みの応答即ち基準信号d(t) を出力する。
First Embodiment Next, an adaptive filter device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a corresponding filter device for modeling an unknown system. An unknown dynamic system 2 is connected to an input terminal 1 for supplying an input signal x (t) at a predetermined sampling period. . The unknown dynamic system 2 equivalently includes a second-order delay element 3, a noise source 4, and an adder 5 that adds the output of the delay element 3 and the noise of the noise source 4. This unknown dynamic system 2 outputs a desired response, that is, a reference signal d (t) at a predetermined sampling period.

【0007】入力端子1はトランスバーサル型適応フィ
ルタ6にも接続されている。トランスバーサル型適応フ
ィルタ6は、1サンプリング周期を単位遅延時間として
入力信号x(t) を順次に遅延させるための遅延手段とし
てのL−1個(3個)の遅延素子7、8、9と、入力端
子1に接続されたタップライン10及び遅延素子7、
8、9の出力端子に接続されたタップライン11、1
2、13と、各タップライン10〜13に接続されたL
個(4個)の係数乗算器14、15、16、17と、各
乗算器14、15、16、17の出力を順次に加算する
加算器18、19、20と、係数更新手段21とから成
る。
The input terminal 1 is also connected to a transversal type adaptive filter 6. The transversal type adaptive filter 6 includes L-1 (three) delay elements 7, 8, 9 as delay means for sequentially delaying the input signal x (t) with one sampling period as a unit delay time. , A tap line 10 connected to the input terminal 1 and a delay element 7,
Tap lines 11, 1 connected to output terminals 8 and 9
2, 13 and L connected to each of the tap lines 10 to 13
(Four) coefficient multipliers 14, 15, 16, 17; adders 18, 19, 20 for sequentially adding the outputs of the multipliers 14, 15, 16, 17; Become.

【0008】最初のタップライン10にはサンプリング
時刻tにおける入力信号x(t) がそのまま送られる。遅
延素子7、8、9の出力端子には1つ前のサンプリング
時刻(t−1)の入力信号x(t−1)、2つ前のサン
プリング時刻(t−2)の入力信号x(t−2)、3つ
前のサンプリング時刻(t−3)の入力信号x(t−
3)が得られる。タップラインが全部でL個の場合に
は、L番目のラインにx(t−L+1)の信号が得られ
る。
The input signal x (t) at the sampling time t is sent to the first tap line 10 as it is. The output terminals of the delay elements 7, 8, 9 are connected to the input signal x (t-1) at the immediately preceding sampling time (t-1) and the input signal x (t) at the previous sampling time (t-2). -2) The input signal x (t-
3) is obtained. When there are L tap lines in total, a signal of x (t−L + 1) is obtained on the Lth line.

【0009】乗算器14、15、16、17は係数更新
手段21に接続されており、ここから与えられた係数w
0(t)、w1(t)、w2(t)、w3(t)をサンプリング時刻の異
なる4つの入力信号x(t)、x(t−1)、x(t−
2)、x(t−3)にそれぞれ乗算し、w0(t)x(t) 、
w1(t)x(t−1)、w2(t)x(t−2)、w3(t)x
(t−3)を送出する。
The multipliers 14, 15, 16 and 17 are connected to a coefficient updating means 21, and a coefficient w given from the multiplier is provided.
0 (t), w1 (t), w2 (t) and w3 (t) are converted into four input signals x (t), x (t-1), x (t−
2) and x (t−3) are respectively multiplied, and w0 (t) x (t),
w1 (t) x (t-1), w2 (t) x (t-2), w3 (t) x
(T-3) is transmitted.

【0010】3つの加算器18、19、20は4つの乗
算器14、15、16、17の出力の総和を求め、フィ
ルタ出力として y(t) =w0(t)x(t)+w1(t)x(t−1)+w2(t)x(t−2)+w3(t) x(t−3) 式(1) を出力する。
The three adders 18, 19, and 20 determine the sum of the outputs of the four multipliers 14, 15, 16, and 17, and provide y (t) = w0 (t) x (t) + w1 (t ) x (t-1) + w2 (t) x (t-2) + w3 (t) x (t-3) Expression (1) is output.

【0011】未知の動的システム2と加算器20に接続
された誤差演算回路22はd(t) −y(t) の演算を実行
して誤差(エラー)信号e(t) を出力する。
An error operation circuit 22 connected to the unknown dynamic system 2 and the adder 20 executes an operation of d (t) -y (t) and outputs an error (error) signal e (t).

【0012】係数更新手段21は、係数決定に使用する
情報を得るために誤差演算回路22と入力端子1と各遅
延素子7、8、9の出力端子に接続されている。
The coefficient updating means 21 is connected to the error calculation circuit 22, the input terminal 1, and the output terminals of the delay elements 7, 8, and 9 in order to obtain information used for coefficient determination.

【0013】図1ではトランスバーサル型適応フィルタ
6の理解を容易にするために、これを個別回路によって
機能的(等価的)に示したが、実際にはフィルタ6及び
誤差演算回路22はディジタル信号処理回路又はマイク
ロプロセッサ(マイクロコンピュータ)で構成されてい
る。
In FIG. 1, the transversal type adaptive filter 6 is shown functionally (equivalently) by an individual circuit in order to make it easy to understand, but actually, the filter 6 and the error calculating circuit 22 are digital signals. It is composed of a processing circuit or a microprocessor (microcomputer).

【0014】係数更新手段は、タップライン10〜13
及び乗算器14〜17を一般的L個とした場合におい
て、次式を演算するように構成されている。 wi (t+1)=wi (t) +β[e(t) /{Σj=0 L-1
x ′(t−j)x(t−j)}]x′(t−i) 式
(2) この式(2)の各記号は特許請求の範囲及び課題を解決
する手段の欄において定義した通りである。なお、実施
例ではi及びjは0、1、2、3の値をとる。
The coefficient updating means includes tap lines 10 to 13
When the number of multipliers 14 to 17 is L in general, the following equation is calculated. wi (t + 1) = wi (t) + β [e (t) / {Σ j = 0 L-1
x ′ (t−j) x (t−j)}] x ′ (t−i) Formula (2) Each symbol of this formula (2) is defined in the claims and the section of the means for solving the problem. It is on the street. In the embodiment, i and j take values of 0, 1, 2, and 3, respectively.

【0015】式(2)を適応フィルタの分野で通常使用
されているベクトル形式で示すと次式になる。 W(t+1)=W(t) +β[e(t) /{X′T (t) X(t) }]X′(t) 式(3) ここで、tはサンプリング時刻を示す記号、W(t) はサ
ンプリング時刻tにおけるL個の係数を示す係数ベクト
ル、W(t+1)はサンプリング時刻t+1におけるL
個の係数を示す係数ベクトル、βは任意の定数、e(t)
はサンプリング時刻tにおける前記誤差信号、X(t) は
サンプリング時点の異なるL個の入力信号を示すベクト
ル、X′(t) はサンプリング時点の異なるL個の入力信
号{x(t)、x(t−1)…x(t−L+1)}に対
応したL個の変形入力信号{x′(t)、x′(t−
1)…x′(t−L+1)}を示すベクトル{但し、前
記L個の変形入力信号から選ばれた任意の変形入力信号
をx′(t−i)(但し、iは0からL−1までの正の
整数である。)で表わした場合において、 |x(t−i)|≧(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| (但し、ここでjは0からL−1までの数値である。)
が成立する時には、 x′(t−i)=sgn[x(t−i)] (ここで、sgn[x(t−i)]は、x(t−i)>
0の時に+1、x(t−i)<0の時に−1、x(t−
i)=0の時に0の符号を示す。)であり、 |x(t−i)|<(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| が成立する時にはx′(t−i)=0である。}X′T
(t) はベクトルX′(t) の転置ベクトルである。
Expression (2) is expressed by the following expression in a vector format generally used in the field of adaptive filters. W (t + 1) = W (t) + β [e (t) / {X ′ T (t) X (t)}] X ′ (t) Equation (3) where t is a symbol indicating a sampling time, W (t) is a coefficient vector indicating L coefficients at the sampling time t, and W (t + 1) is L at the sampling time t + 1.
Coefficient vector indicating the number of coefficients, β is an arbitrary constant, e (t)
Is the error signal at sampling time t, X (t) is a vector indicating L input signals at different sampling times, and X ′ (t) is L input signals {x (t), x ( t-1)... x (t−L + 1)} L modified input signals {x ′ (t), x ′ (t−
1)... A vector representing x ′ (t−L + 1)} where an arbitrary modified input signal selected from the L modified input signals is x ′ (ti) (where i is 0 to L− X (t−i) | ≧ (1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−
j) | (where j is a numerical value from 0 to L-1)
Is satisfied, x '(ti) = sgn [x (ti)] (where sgn [x (ti)] is x (ti)>
+1 when x is 0, -1 when x (t-i) <0, x (t-
i) The sign of 0 is shown when = 0. | X (t−i) | <(1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−
j) | holds when x ′ (t−i) = 0. } X ' T
(t) is the transposed vector of the vector X '(t).

【0016】図1の4個の係数 w0 (t) 、w1 (t) 、
w2 (t) 、w3 (t) の更新係数を式(2)に従って示す
と次の通りである。 w0 (t+1)=w0 (t) +β[e(t) /A]x0 (t) w1 (t+1)=w1 (t) +β[e(t) /A]x1 (t−1) w2 (t+1)=w2 (t) +β[e(t) /A]x2 (t−2) w3 (t+1)=w3 (t) +β[e(t) /A]x3 (t−3) 式(4) 但し、式(4)におけるAは{Σj=0 L-1 x′(t−
j)x(t−j)}を示す。
The four coefficients w0 (t), w1 (t),
The update coefficients of w2 (t) and w3 (t) are shown below according to equation (2). w0 (t + 1) = w0 (t) + β [e (t) / A] x0 (t) w1 (t + 1) = w1 (t) + β [e (t) / A] x1 (t-1) w2 (t + 1) = W2 (t) + β [e (t) / A] x2 (t-2) w3 (t + 1) = w3 (t) + β [e (t) / A] x3 (t-3) Equation (4) A in equation (4) is {Σ j = 0 L−1 x ′ (t−
j) x (t-j)}.

【0017】図2は式(4)の演算を実行するための図
1の係数更新手段21を機能的(等価的)に示すブロッ
ク図である。この係数更新手段21は、図1の入力端子
1及び遅延素子7、8、9の出力端子に接続される4つ
の入力端子31、32、33、34と誤差演算回路22
に接続されるエラー信号入力端子35とを有する。4つ
の入力端子31、32、33、34に接続された平均値
算出回路36は、入力端子31〜34の信号x(t)、
x(t−1)、x(t−2)、x(t−3)を入力とし
てこれ等の絶対値の平均値を算出する。即ち、(1/
L)Σj=0 L-1 |x(t−j)|=xa (t) 演算を実行
する。
FIG. 2 is a block diagram functionally (equivalently) showing the coefficient updating means 21 of FIG. 1 for executing the operation of equation (4). The coefficient updating means 21 includes four input terminals 31, 32, 33, and 34 connected to the input terminal 1 and the output terminals of the delay elements 7, 8, and 9 in FIG.
And an error signal input terminal 35 connected to the terminal. The average value calculation circuit 36 connected to the four input terminals 31, 32, 33, and 34 outputs the signals x (t) of the input terminals 31 to 34,
With x (t-1), x (t-2) and x (t-3) as inputs, an average value of these absolute values is calculated. That is, (1 /
L) Σ j = 0 L−1 | x (t−j) | = xa (t) Perform the operation.

【0018】入力端子31、32、33、34と平均値
算出回路36とに接続された4つの判定回路37、3
8、39、40は入力信号x(t)、x(t−1)、x
(t−2)、x(t−3)が平均値xa (t)以上か、
又は小さいかを判定し、更に、入力信号が平均値以上の
場合には入力信号が正の値か、又は負の値か又はゼロか
を判定し、+1又は−1又は0の符号を発生する。即
ち、判定回路37〜40は、x0 ′(t) 、x1 ′(t) 、
x2 ′(t) 、x3 '(t) を決定する回路であり、 x(t)≧xa (t) x(t−1)≧xa (t) x(t−2)≧xa (t) x(t−3)≧xa (t) であり、且つx(t−i)が正の値の時には+1を発生
し、x(t−i)が負の値の時には−1を発生し、x
(t−i)がゼロの時にはゼロを発生する。また、x
(t−i)<xa (t) の時にはゼロを発生する。
The four decision circuits 37, 3 connected to the input terminals 31, 32, 33, 34 and the average value calculation circuit 36
8, 39 and 40 are input signals x (t), x (t-1), x
(T-2), x (t-3) is equal to or more than the average value xa (t),
Or if the input signal is greater than the average value, then determine whether the input signal is positive, negative or zero, and generate a sign of +1 or -1 or 0 . That is, the judgment circuits 37 to 40 determine x0 '(t), x1' (t),
a circuit for determining x2 '(t) and x3' (t), where x (t) ≥xa (t) x (t-1) ≥xa (t) x (t-2) ≥xa (t) x When (t-3) ≥xa (t) and x (ti) is a positive value, +1 is generated, and when x (ti) is a negative value, -1 is generated.
When (ti) is zero, a zero is generated. Also, x
When (ti) <xa (t), zero is generated.

【0019】入力端子31、32、33、34と判定回
路37、38、39、40にそれぞれ接続された4つの
乗算器41、42、43、44は式(2)のx′(t−
i)x(t−i)の演算を実行するものであり、x′
(t) x(t) 、x′(t−1)x(t−1)、x′(t−
2)x(t−2)、x′(t−3)x(t−3)を出力
する。なお、x′(t)、x′(t−1)、x′(t−
2)、x′(t−3)は+1又は−1又は0であるの
で、この乗算は簡単に行うことができる。
The four multipliers 41, 42, 43 and 44 connected to the input terminals 31, 32, 33 and 34 and the decision circuits 37, 38, 39 and 40 respectively provide x '(t-
i) execute the operation of x (t−i), and x ′
(t) x (t), x '(t-1) x (t-1), x' (t-
2) Output x (t-2) and x '(t-3) x (t-3). Note that x '(t), x' (t-1), x '(t-
2) Since x '(t-3) is +1 or -1 or 0, this multiplication can be easily performed.

【0020】乗算器41〜44に接続された3つの加算
器45、46、47は式(4)のAを求めるものであ
り、Aとしてx′(t) x(t) +x′(t−1)(t−
1)+x′(t−2)x(t−2)+x′(t−3)x
(t−3)を除算器48に送る。
The three adders 45, 46 and 47 connected to the multipliers 41 to 44 are for obtaining A in the equation (4), where A is x '(t) x (t) + x' (t- 1) (t-
1) + x '(t-2) x (t-2) + x' (t-3) x
(T−3) is sent to the divider 48.

【0021】エラー信号入力端子35に接続されたβ乗
算器49はエラー信号e(t) に定数βを乗算して除算器
48に送る。βは例えば0.5である。
A β multiplier 49 connected to the error signal input terminal 35 multiplies the error signal e (t) by a constant β and sends the result to a divider 48. β is, for example, 0.5.

【0022】除算器48は式(2)のβ[e(t) /A]
を求めて乗算器50、51、52、53に送る。
The divider 48 calculates β [e (t) / A] in the equation (2).
Is sent to the multipliers 50, 51, 52, 53.

【0023】乗算器50、51、52、53は判定回路
37、38、39、40に接続されていると共に除算器
48に接続され、式(2)の右辺の第2項のx′(t−
i)の乗算を行って、 {βe(t) /A}x′(t) {βe(t) /A}x′(t−1) {βe(t) /A}x′(t−2) {βe(t) /A}x′(t−3) を出力する。
The multipliers 50, 51, 52 and 53 are connected to the decision circuits 37, 38, 39 and 40 and also to the divider 48, and the second term x '(t) on the right side of the equation (2) −
i) is multiplied to obtain {βe (t) / A} x '(t) {βe (t) / A} x' (t-1) {βe (t) / A} x '(t-2 ) {Βe (t) / A} x '(t-3) is output.

【0024】4個のメモリ54、55、56、57は現
在時点tの係数を記憶するものである。即ち、式(2)
のwi (t) に対応するw0 (t) 、w1 (t) 、w2 (t) 、
w3(t) を記憶するものである。
The four memories 54, 55, 56 and 57 store the coefficients at the current time point t. That is, equation (2)
W0 (t), w1 (t), w2 (t),
w3 (t) is stored.

【0025】4つの加算器58、59、60、61は乗
算器50、51、52、53の出力とメモリ54、5
5、56、57の出力とに接続され、これ等の出力の加
算値を出力端子62、63、64、65に送出するもの
である。4つの出力端子62、63、64、65には式
(2)の更新係数wi (t+1)に対応するw0 (t+
1)、w1 (t+1)、w2 (t+2)、w3 (t+
3)が得られ、これ等が図1の乗算器14、15、1
6、17に次のサンプリング時点(t+1)の係数とし
て送られる。
The four adders 58, 59, 60, 61 correspond to the outputs of the multipliers 50, 51, 52, 53 and the memories 54, 5, 53.
5, 56, and 57, and outputs an added value of these outputs to output terminals 62, 63, 64, and 65. The four output terminals 62, 63, 64, and 65 have w0 (t +) corresponding to the update coefficient wi (t + 1) in equation (2).
1), w1 (t + 1), w2 (t + 2), w3 (t +
3), which are the multipliers 14, 15, 1 in FIG.
6 and 17 are sent as coefficients at the next sampling time (t + 1).

【0026】図3は係数更新手段21における係数更新
処理の所定のプログラムに従って実行する手順を示す。
まず、ブロック70でスタートすると、ブロック71で
入力信号x(t)、x(t−1)、x(t−2)、x
(t−3)を得る。次に、ブロック72で各入力信号の
絶対値の平均値xa (t)を求める。。
FIG. 3 shows a procedure executed by the coefficient updating means 21 according to a predetermined program for coefficient updating.
First, when starting in block 70, in block 71, input signals x (t), x (t−1), x (t−2), x
(T-3) is obtained. Next, in block 72, the average value xa (t) of the absolute values of the input signals is obtained. .

【0027】次に、ブロック73に示すように入力信号
の絶対値|x(t) |が平均値xa (t) 以上か否かを判
定する。この値が平均値xa (t) よりも大きい時にはブ
ロック74に示すようにx(t) がゼロよりも大きいか小
さいかを判断する。x(t) >0の時にはブロック75に
示すようにx′(t) として+1を出力し、x(t) <0の
時にはブロック76に示すようにx′(t) として−1を
出力する。一方、ブロック73において|x(t) |が平
均値xa (t)未満であることが判定された時にはブロッ
ク77に示すようにx′(t) としてゼロを出力する。な
お、x′(t) の値はメモリで一時保持する。
Next, as shown in block 73, it is determined whether or not the absolute value | x (t) | of the input signal is equal to or greater than the average value xa (t). If this value is greater than the average value xa (t), it is determined whether x (t) is greater than or less than zero, as shown in block 74. When x (t)> 0, +1 is output as x '(t) as shown in block 75, and when x (t) <0, -1 is output as x' (t) as shown in block 76. . On the other hand, when it is determined in block 73 that | x (t) | is smaller than the average value xa (t), zero is output as x '(t) as shown in block 77. The value of x '(t) is temporarily stored in a memory.

【0028】ブロック78、79、80に示すように、
x′(t−1)、x′(t−2)、x′(t−3)の値
をブロック73〜77と同一の方法で順次に求める。
As shown in blocks 78, 79 and 80,
The values of x '(t-1), x' (t-2), and x '(t-3) are sequentially obtained in the same manner as in blocks 73 to 77.

【0029】次に、図4のブロック81に示すように
x′(t) =1か否かを判定する。x′(t) =1の時には
x′(t) x(t) の値としてブロック82に示すようにx
(t) を得る。一方、x′(t) =1でない場合にはブロッ
ク83においてx′(t) =−1か否かを判定し、YES
の場合にはブロック84に示すようにx′(t) x(t) と
して−x(t) を得る。また、ブロック83の出力がNO
の場合はブロック85に示すようにx′(t) x(t) とし
てゼロを得る。
Next, it is determined whether or not x '(t) = 1, as indicated by a block 81 in FIG. When x '(t) = 1, the value of x' (t) x (t) is x
(t) is obtained. On the other hand, if x '(t) is not 1, it is determined at block 83 whether x' (t) =-1 or not, and YES
In this case, -x (t) is obtained as x '(t) x (t) as shown in block 84. When the output of the block 83 is NO
In this case, zero is obtained as x '(t) x (t) as shown in block 85.

【0030】次に、ブロック86、87、88に示すよ
うに、x′(t−1)x(t−1)の値、x′(t−
2)x(t−2)の値、x′(t−3)x(t−3)の
値を、ブロック81〜85と同様な方法で求める。
Next, as shown in blocks 86, 87 and 88, the value of x '(t-1) x (t-1), x' (t-
2) The value of x (t-2) and the value of x '(t-3) x (t-3) are obtained in the same manner as in blocks 81 to 85.

【0031】次に、ブロック81〜85で求めたx′
(t) x(t) の値とブロック86、87、88で求めた値
とをブロック89に示すように加算して値Aを求める。
Next, x 'obtained in blocks 81 to 85
(t) The value A is obtained by adding the value of x (t) and the values obtained in blocks 86, 87 and 88 as shown in block 89.

【0032】次に、ブロック90に示すようにβe(t)
/Aを求める。次に、ブロック91に示すようにβe
(t) /Aに対してx′(t)、x′(t−1)、x′
(t−2)、x′(t−3)の値(+1、又は−1又は
0)を乗算してβe(t) /A{x′(t) }、βe(t) /
A{x′(t−1)}、βe(t) /A{x′(t−
2)}、βe(t) /A{x′(t−3)}求める。
Next, as shown in block 90, βe (t)
/ A. Next, as shown in block 91, βe
x '(t), x' (t-1), x 'for (t) / A
(T-2), x '(t-3) multiplied by the value (+1, -1 or 0), and βe (t) / A {x' (t)}, βe (t) /
A {x '(t-1)}, βe (t) / A {x' (t-
2) Find {, βe (t) / A {x '(t-3)}.

【0033】次に、ブロック92に示すようにブロック
91で求めた値にw0 (t)、w0(t−1)、w0
(t−2)、w0 (t−3)を加算して更新係数w0
(t+1)、w1 (t+1)、w2 (t+1)、w3
(t+1)を求め、ブロック93に示すようにメモリに
格納し、図1の乗算器14〜17におけるt+1時点の
新しい係数として使用する。その後、図3のブロック7
1に戻り、次のサンプリング周期の動作を繰返す。
Next, as shown in a block 92, w0 (t), w0 (t-1), w0
(T-2) and w0 (t-3) are added to obtain an update coefficient w0
(T + 1), w1 (t + 1), w2 (t + 1), w3
(T + 1) is obtained and stored in a memory as shown in a block 93, and is used as a new coefficient at time t + 1 in the multipliers 14 to 17 in FIG. Then, block 7 in FIG.
The operation returns to 1 and the operation in the next sampling cycle is repeated.

【0034】上述から明らかなように、本実施例ではサ
ンプリング時点の異なる入力信号の絶対値の平均値xa
(t) を求めるが、この平均値xa (t)の計算は比較的簡
単に達成される。即ち、平均値を計算する場合には4つ
の入力端子31、32、33、34の合計を求めること
が必要になるが、1サンプリング時点毎に4つの入力信
号x(t)、x(t−1)、x(t−2)、x(t−
3)の内の最も古い1つの入力信号x(t−3)が次の
新しい入力信号に入れ替わるのみであるから、この平均
値計算は簡単に達成される。また、x′(t)、x′
(t−1)、x′(t−2)、x′(t−3)は+1又
は−1又は0であるので、式(2)の右辺の演算を容易
に達成することができる。即ち、本発明に従う方法の係
数更新の演算量は従来の符号法におけるそれとほぼ同等
である。
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the average value xa of the absolute values of the input signals at different sampling times.
(t) is calculated, and the calculation of the average value xa (t) is relatively easily achieved. That is, when calculating the average value, it is necessary to calculate the sum of the four input terminals 31, 32, 33, and 34, but the four input signals x (t) and x (t− 1), x (t-2), x (t-
This averaging is easily accomplished because the oldest one of the input signals x (t-3) of 3) is only replaced by the next new input signal. Also, x '(t), x'
Since (t-1), x '(t-2), and x' (t-3) are +1 or -1 or 0, the calculation on the right side of Expression (2) can be easily achieved. That is, the amount of calculation for updating the coefficient in the method according to the present invention is substantially equal to that in the conventional coding method.

【0035】次に、本発明の方法と従来の正規化LMS
及び符号法との関係を更に詳しく説明する。式(3)に
対応させて従来の正規化LMSの係数更新のための演算
式を示すと次の通りになる。 W(t+1)=W(t) +β[e(t) /{‖X(t) ‖2
X(t) この演算式では‖X(t) ‖2 の演算があるので、演算量
が本発明の方法よりも多い。また、従来の符号法の係数
更新のための演算式を示すと次の通りになる。 W(t+1)=W(t) +β[e(t) /{X′T (t) X
(t) }X′(t) ] 但し、ここで、X′(t) =sgnx(t−i)であり、
x(t−i)>0の時に+1、x(t−i)<0の時に
−1、x(t−i)=0の時に0である。符号法と本発
明の方法とを比べると、本発明では平均値xa (t)を求
め、この平均値xa (t) よりも入力信号が小さい時には
X′(t) をゼロとするステップを新たに導入した点で両
者は異なる。従って、演算量においては前述したように
本発明と符号法とで大差ない。
Next, the method of the present invention and the conventional normalized LMS
And the relationship with the encoding method will be described in more detail. An arithmetic expression for updating the coefficient of the conventional normalized LMS corresponding to Expression (3) is as follows. W (t + 1) = W (t) + β [e (t) / {X (t)} 2 }
X (t) In this operation expression, there is an operation of {X (t)} 2 , so that the operation amount is larger than that of the method of the present invention. Further, an arithmetic expression for updating a coefficient in the conventional coding method is as follows. W (t + 1) = W (t) + β [e (t) / {X ′ T (t) X
(t)} X ′ (t)] where X ′ (t) = sgnx (ti), and
It is +1 when x (t−i)> 0, −1 when x (t−i) <0, and 0 when x (t−i) = 0. Comparing the coding method with the method of the present invention, in the present invention, an average value xa (t) is obtained, and when the input signal is smaller than the average value xa (t), a step of setting X '(t) to zero is added. The two are different in that they have been introduced. Therefore, as described above, there is not much difference between the present invention and the coding method in the amount of calculation.

【0036】本発明に従う適応フィルタの効果を確認す
るために、図1の装置の入力端子1に白色雑音を加え、
ノイズ源4からも白色雑音を加えて収束特性を調べたと
ころ、図5に示す結果が得られた。図5において、C1
が本発明に従う方法の特性、C2 が従来の正規化LMS
の特性、C3 が従来の符号法の特性を示す。この結果か
ら明らかなように、本発明によれば収束性即ち推定エラ
ー(収束誤差)が正規化LMSとほぼ同等となり、従来
の符号法よりは僅かに改善される。なお、図5において
横軸はサンプル番号を示し、縦軸はE={‖H−w(t)
2 }/‖H‖2 で示される推定エラーを示す。但し、
上式におけるHは未知パラメータを表わし、Wはその推
定値を表わし、推定値の初期値はゼロである。また、図
1の入力端子1に白色ノイズを1/(1−0.95
-1)で示されるIIR型ディジタルフィルタを通した
得た有色ノイズを加えて図5と同様に収束性を調べたと
ころ、図6に示す結果が得られた。図6から明らかなよ
うに、本発明の方法は入力信号が有色雑音の場合に従来
の符号法よりも収束性が優れている。
In order to confirm the effect of the adaptive filter according to the present invention, white noise is added to the input terminal 1 of the apparatus of FIG.
When the convergence characteristic was examined by adding white noise also from the noise source 4, the result shown in FIG. 5 was obtained. In FIG. 5, C1
Is the characteristic of the method according to the invention, C2 is the conventional normalized LMS
And C3 indicate the characteristics of the conventional coding method. As is clear from the results, according to the present invention, the convergence, that is, the estimation error (convergence error) is almost equal to that of the normalized LMS, and is slightly improved over the conventional coding method. In FIG. 5, the abscissa indicates the sample number, and the ordinate indicates E = {‖Hw (t).
2} / ‖H‖ indicating an estimated error indicated by 2. However,
H in the above equation represents an unknown parameter, W represents its estimated value, and the initial value of the estimated value is zero. In addition, white noise is applied to the input terminal 1 of FIG. 1 by 1 / (1−0.95).
When the convergence was examined in the same manner as in FIG. 5 by adding the colored noise obtained through the IIR type digital filter represented by z -1 ), the result shown in FIG. 6 was obtained. As is clear from FIG. 6, the method of the present invention has better convergence than the conventional coding method when the input signal is colored noise.

【0037】本発明に従う方法、従来の正規化LMS、
従来の符号法のそれぞれについて、32回の測定におけ
る収束後に適応誤差の2乗平均値を求めたところ、白色
ノイズの場合は、0.013、 0.010、 0.0
22であり、有色ノイズの場合は0.012、 0.0
11、 0.018であった。この結果から明らかなよ
うに適応誤差においては、本発明の方法は従来の正規化
LMSとほぼ同等であり、従来の符号法よりは優れてい
る。
The method according to the invention, a conventional normalized LMS,
For each of the conventional coding methods, the mean square value of the adaptive error was obtained after convergence in 32 measurements. In the case of white noise, 0.013, 0.010, 0.0
22, 0.012, 0.0 for colored noise
11, and 0.018. As is apparent from these results, in the adaptive error, the method of the present invention is almost equivalent to the conventional normalized LMS, and is superior to the conventional coding method.

【0038】[0038]

【第2の実施例】次に、図7を参照して、本発明の第2
の実施例に係わる係数更新手段及び方法を説明する。第
2の実施例の適応フィルタ装置の基本的構成は図1と同
一であり、係数更新手段21が図7に示すように変形さ
れている。図7の係数更新手段において、図2と共通す
る部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図
2と図7との比較から明らかなように、図7の回路は、
図2の回路から乗算器41、42、43、44、加算器
45、46、47、除算器48を省いたものに相当す
る。
Second Embodiment Next, referring to FIG. 7, a second embodiment of the present invention will be described.
The coefficient updating means and method according to the embodiment will be described. The basic configuration of the adaptive filter device of the second embodiment is the same as that of FIG. 1, and the coefficient updating means 21 is modified as shown in FIG. In the coefficient updating unit of FIG. 7, the same parts as those of FIG. As is clear from the comparison between FIG. 2 and FIG. 7, the circuit of FIG.
This corresponds to a circuit in which the multipliers 41, 42, 43, 44, adders 45, 46, 47, and a divider 48 are omitted from the circuit of FIG.

【0039】図7の係数更新手段は、 Wi (t+1 )=Wi(t)+βe(t)x′(t−i) を求めるように構成されている。この式における各記号
は特許請求の範囲で定義されている。上記を求めるため
に係数演算手段にはx(t−i)として端子31〜34
にx(t)、x(t−1)、x(t−2)、x(t−
3)が入力し、端子35にe(t)が入力している。
The coefficient updating means shown in FIG. 7 is configured to obtain Wi (t + 1) = Wi (t) + βe (t) x ′ (ti). Each symbol in this formula is defined in the claims. In order to obtain the above, terminals 31 to 34 are assigned to the coefficient calculating means as x (ti).
X (t), x (t-1), x (t-2), x (t-
3) is input, and e (t) is input to the terminal 35.

【0040】第2の実施例の係数更新は、LMS(最小
2乗平均アルゴリズム)に基づくものであり、第1の実
施例よりも演算が更に簡略化されている。従って、第1
の実施例と同様に低価格であるにも係わらず性能の良い
ノイズキャンセラ−等を提供することができる。
The coefficient updating in the second embodiment is based on LMS (Least Mean Square Algorithm), and the operation is further simplified than in the first embodiment. Therefore, the first
As in the case of the third embodiment, it is possible to provide a noise canceller and the like with good performance despite its low price.

【0041】[0041]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 適応フィルタを図1に示す個別回路の組み合せ
で構成することができる。 (2) 未知の動的システム2を入力信号1に接続しな
い構成にすることもできる。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The adaptive filter can be configured by a combination of the individual circuits shown in FIG. (2) It is also possible to adopt a configuration in which the unknown dynamic system 2 is not connected to the input signal 1.

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

【図1】本発明の第1の実施例に従う適応フィルタ装置
を機能的に示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram functionally showing an adaptive filter device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の係数更新手段を機能的に示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram functionally showing a coefficient updating unit of FIG. 1;

【図3】係数更新動作を示す流れ図である。FIG. 3 is a flowchart showing a coefficient updating operation.

【図4】図3に続く係数更新動作を示す流れ図である。FIG. 4 is a flowchart showing a coefficient updating operation following FIG. 3;

【図5】白色雑音を入力させた時の収束性を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing convergence when white noise is input.

【図6】有色雑音を入力させた時の収束性を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing convergence when colored noise is input.

【図7】第2の実施例の係数更新手段を機能的に示すブ
ロック図である。
FIG. 7 is a block diagram functionally showing a coefficient updating unit according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 7〜9 遅延素子 22 誤差演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 7-9 Delay element 22 Error calculation circuit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−52646(JP,A) 特開 昭62−105535(JP,A) 特開 平1−151830(JP,A) 特開 平2−65310(JP,A) 特開 平5−160676(JP,A) 特開 平5−145379(JP,A) 電子情報通信学会論文誌A J76−A 〔3〕(1993−3)p.297−302 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 21/00 G06F 17/10 H03H 17/06 635 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-55-52646 (JP, A) JP-A-62-105535 (JP, A) JP-A-1-151830 (JP, A) JP-A-2-65310 (JP) JP-A-5-160676 (JP, A) JP-A-5-145379 (JP, A) IEICE Transactions A J76-A [3] (1993-3) p. 297-302 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H03H 21/00 G06F 17/10 H03H 17/06 635 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定のサンプリング周期で基準信号d
(t)を供給するための基準信号供給手段と、 前記基準信号に関係を有する入力信号x(t) を所定のサ
ンプリング周期で供給するための入力信号供給手段と、 前記基準信号供給手段と前記入力信号供給手段に接続さ
れ、1サンプリング周期を単位遅延時間として前記入力
信号を順次に遅延することによってサンプリング時点の
異なる0番目からL−1番目までのL個(但し、Lは2
よりも大きい正の整数)の入力信号x(t)、x(t−
1)、…x(t−L+1)を同時に得、前記0番目から
L番目の入力信号に0番目からL−1番目の係数w0
(t) 、w1(t) 、…wL-1 (t) を夫々乗算し、これによ
って得られたL個の乗算出力を加算した出力y(t) を
得、前記出力y(t) と前記基準信号d(t) との誤差信号
e(t)を求め、前記入力信号x(t) と前記誤差信号e(t)
とに基づいて前記0番目からL−1番目の係数の更新
値w0 (t+1)、w1 (t+1)…wL-1 (t+1)
を決定するためのディジタルフィルタ信号処理手段とを
有する適応フィルタ装置であって、前記ディジタルフィルタ信号処理手段は、前記更新係数
w0 (t+1)、w1(t+1) 、…wL-1 (t+1)
を決定するための係数更新手段を含み、前記係数更新手
段は、 前記更新係数w0 (t+1)、w1 (t+1) 、…wL
-1 (t+1)を、 wi (t+1)=wi (t)+β[e(t)/{Σj=0
L-1 x ′(t−j)x(t−j)}]x′(t−i) [ここで、各記号は次のものを示す。 i及びjは0からL−1までの正の整数; tはサンプリング時刻を示す記号; wi (t+1)はL個の更新係数w0 (t+1)、w1
(t+1)、…wL-1(t+1); wi (t) はL個の更新前の係数w0 (t) 、w1 (t) 、…
wL-1 (t) ; βは任意の定数; e(t) はサンプリング時刻tにおける誤差信号; x(t−j)はサンプリング時点の異なるL個の入力信
号x(t)、x(t−1)、…x(t−L+1); x′(t−i)及びx′(t−j)はサンプリング時点
の異なるL個の入力信号x(t)、x(t−1)、…x
(t−L+1)に対応した変形入力信号x′(t)、
x′(t−1)、…x′(t−L+1)、{但し、この
x′(t−i)及びx′(t−j)は、 |x(t−i)|≧(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| が成立する時にsgn[x(t−i)](ここで、sg
n[x(t−i)]はx(t−i)>0の時に+1、x
(t−i)<0の時は−1、x(t−i)=0の時は0
を示す。)であり、 |x(t−i)|<(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| が成立する時にゼロである。}]に従って決定するもの
であることを特徴とする適応フィルタ装置。
1. A reference signal d at a predetermined sampling period.
(t), input signal supply means for supplying an input signal x (t) having a relationship with the reference signal at a predetermined sampling cycle, and the reference signal supply means and the reference signal supply means. It is connected to the input signal supply means, and sequentially delays the input signal with one sampling period as a unit delay time, so that L samples from the 0th to the L-1st at different sampling times (where L is 2
Input signals x (t), x (t-
1),... X (t−L + 1) are simultaneously obtained, and the 0th to L−1th coefficients w0 are added to the 0th to Lth input signals.
(t), w1 (t),..., wL-1 (t) are respectively multiplied, and an output y (t) obtained by adding the L multiplied outputs obtained thereby is obtained. An error signal e (t) from the reference signal d (t) is obtained, and the input signal x (t) and the error signal e (t) are obtained.
, W1 (t + 1),... WL-1 (t + 1), the updated values w0 (t + 1), w1 (t + 1),.
A adaptive filter device having a digital filter signal processing means for determining, said digital filter signal processing means, the update coefficient
w0 (t + 1), w1 (t + 1),... wL-1 (t + 1)
Coefficient updating means for determining the coefficient
The stages include the update coefficients w0 (t + 1), w1 (t + 1),.
-1 (t + 1) is given by wi (t + 1) = wi (t) + β [e (t) / {Σ j = 0
L−1 x ′ (t−j) x (t−j) ′] x ′ (t−i) [where each symbol indicates the following. i and j are positive integers from 0 to L-1; t is a symbol indicating a sampling time; wi (t + 1) is L update coefficients w0 (t + 1), w1
(T + 1),... WL-1 (t + 1); wi (t) is the L coefficients w0 (t), w1 (t),.
wL-1 (t); β is an arbitrary constant; e (t) is an error signal at sampling time t; x (tj) is L input signals x (t), x (t- X '(ti) and x' (tj) are L input signals x (t), x (t-1), ... x at different sampling times.
A modified input signal x ′ (t) corresponding to (t−L + 1),
x ′ (t−1),... x ′ (t−L + 1), where x ′ (t−i) and x ′ (t−j) are: | x (t−i) | ≧ (1 / L) Σ j = 0 L-1 | x (t−
j) | when sgn [x (ti)] (where sg
n [x (ti)] is +1 and x when x (ti)> 0.
-1 when (ti) <0, 0 when x (ti) = 0
Is shown. | X (t−i) | <(1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−
j) is zero when | Shall be determined in accordance}]
Adaptive filter device, characterized in that it.
【請求項2】 所定のサンプリング周期で基準信号d
(t) を供給するための基準信号供給手段と、 前記基準信号に関係を有する入力信号x(t) を所定のサ
ンプリング周期で供給するための入力信号供給手段と、 前記基準信号供給手段と前記入力信号供給手段に接続さ
れ、1サンプリング周期を単位遅延時間として前記入力
信号を順次に遅延することによってサンプリング時点の
異なる0番目からL−1番目までのL個(但し、Lは2
よりも大きい正の整数)の入力信号x(t)、x(t−
1)、…x(t−L+1)を同時に得、前記0番目から
L番目の入力信号に0番目からL−1番目の係数w0
(t) 、w1(t) 、…wL-1 (t) を夫々乗算し、これによ
って得られたL個の乗算出力を加算した出力y(t) を
得、前記出力y(t) と前記基準信号d(t) との誤差信号
e(t)を求め、前記入力信号x(t) と前記誤差信号e(t)
とに基づいて前記0番目からL−1番目の係数の更新
値w0 (t+1)、w1 (t+1)…wL-1 (t+1)
を決定するためのディジタルフィルタ信号処理手段とを
有する適応フィルタ装置であって、 前記ディジタルフィルタ信号処理手段は、前記更新係数
w0 (t+1)、w1(t+1) 、…wL-1 (t+1)
を決定するための係数更新手段を含み、前記係数更新手
段は、 前記更新係数w0 (t+1)、w1 (t+1) 、…wL-
1 (t+1)を、 wi (t+1)=wi (t)+βe(t)x ′(t−
i) [ここで、各記号は次のものを示す。 iは0からL−1までの正の整数; tはサンプリング時刻を示す記号; wi (t+1)はL個の更新係数w0 (t+1)、w1
(t+1)、…wL-1(t+1); wi (t) はL個の更新前の係数w0 (t) 、w1 (t) 、…
wL-1 (t) ; βは任意の定数; e(t) はサンプリング時刻tにおける誤差信号; x′(t−i)はサンプリング時点の異なるL個の入力
信号x(t)、x(t−1)、…x(t−L+1)に対
応した変形入力信号x′(t)、x′(t−1)、…
x′(t−L+1)、{但し、このx′(t−i)は、 |x(t−i)|≧(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| (jは0からL−1までの正の整数)が成立する時にs
gn[x(t−i)](ここで、sgn[x(t−
i)]はx(t−i)>0の時に+1、x(t−i)<
0の時は−1、x(t−i)=0の時は0を示す。)で
あり、 |x(t−i)|<(1/L)Σj=0 L-1 |x(t−
j)| が成立する時にゼロである。}]に従って決定するもの
であることを特徴とする適応フィルタ装置。
2. A reference signal d at a predetermined sampling period.
(t), an input signal supply means for supplying an input signal x (t) having a relationship with the reference signal at a predetermined sampling cycle, and the reference signal supply means and the reference signal supply means. It is connected to the input signal supply means, and sequentially delays the input signal with one sampling period as a unit delay time, so that L samples from the 0th to the L-1st at different sampling times (where L is 2
Input signals x (t), x (t-
1),... X (t−L + 1) are simultaneously obtained, and the 0th to L−1th coefficients w0 are added to the 0th to Lth input signals.
(t), w1 (t),..., wL-1 (t) are respectively multiplied, and an output y (t) obtained by adding the L multiplied outputs obtained thereby is obtained. An error signal e (t) from the reference signal d (t) is obtained, and the input signal x (t) and the error signal e (t) are obtained.
, W1 (t + 1),... WL-1 (t + 1), the updated values w0 (t + 1), w1 (t + 1),.
, WL-1 (t + 1), w1 (t + 1),..., W1 (t + 1),... WL-1 (t + 1).
, WL (t + 1),... WL-
1 (t + 1) is given by wi (t + 1) = wi (t) + βe (t) x ′ (t−
i) [where each symbol indicates the following: i is a positive integer from 0 to L-1; t is a symbol indicating a sampling time; wi (t + 1) is L update coefficients w0 (t + 1), w1
(T + 1),... WL-1 (t + 1); wi (t) is the L coefficients w0 (t), w1 (t),.
wL-1 (t); β is an arbitrary constant; e (t) is an error signal at sampling time t; x '(ti) is L input signals x (t), x (t −1),... X (t−L + 1), corresponding to modified input signals x ′ (t), x ′ (t−1),.
x ′ (t−L + 1), where x ′ (t−i) is | x (t−i) | ≧ (1 / L) } j = 0 L−1 | x (t−
j) | (j is a positive integer from 0 to L-1)
gn [x (t−i)] (where sgn [x (t−i)
i)] is +1 when x (t−i)> 0, and x (t−i) <
0 indicates −1, and x (t−i) = 0 indicates 0. | X (t−i) | <(1 / L) Σ j = 0 L−1 | x (t−
j) is zero when |適 応], the adaptive filter device being determined in accordance with [1].
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