JPS6117415B2 - - Google Patents

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JPS6117415B2
JPS6117415B2 JP16530778A JP16530778A JPS6117415B2 JP S6117415 B2 JPS6117415 B2 JP S6117415B2 JP 16530778 A JP16530778 A JP 16530778A JP 16530778 A JP16530778 A JP 16530778A JP S6117415 B2 JPS6117415 B2 JP S6117415B2
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JP
Japan
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matrix
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adder
supplied
equation
Prior art date
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JP16530778A
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English (en)
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JPS5592017A (en
Inventor
Kenji Nakayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS5592017A publication Critical patent/JPS5592017A/ja
Publication of JPS6117415B2 publication Critical patent/JPS6117415B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明はサンプルされたデジタル信号をデジ
タル処理して波出力を得る巡回形、又は非巡回
形フイルタに関する。 この種のフイルタにおいて高速度処理を可能と
する手法としてブロツク処理方法がある。これは
例えばC.S.Burrus著“Block implementation of
digital filters”米国雑誌IEEE Trans vol CT−
18通し頁697〜701、Nov.1971、或いはS.Mitra他
著“Block implementation of recursive digital
filter−new structures and properties”米国雑
誌IEEE、Trans.vol.CAS−25.No.4.通し頁200〜
207.Apr.1978などで提案されている。この手法は
ブロツク処理のアルゴリズムを表現する行列を、
いわゆるサイクリツクコンボルーシヨンの行列に
拡張して高速コンボルーシヨン(たゝみ込み積
分)の手法を用いるものである。これはパイプラ
イン処理に比べてその演算規模が大幅に低減され
る。 しかしこの方法では入力信号と出力信号とを直
接関係ずける回路方程式を行列で表現して用いて
いるため冗長性が残り、それだけ演算数が多く、
かつ処理速度が遅くなつた。更にサイクリツクコ
ンボルーシヨンの行列とするために行列サイズの
拡張を行つている。このため高速コンボルーシヨ
ンを時分割多重処理する場合のバツフアメモリの
容量が大きくなると云う欠点もあつた。 この発明の目的は冗長性がなく、従つて演算規
模を減少することができるデジタルフイルタを提
供することにある。 以下この発明によるデジタルフイルタを説明す
る。非巡回形デジタルフイルタは巡回形デジタル
フイルタに含まれるため、以下の説明では巡回形
について行う。巡回形フイルタの伝達関数H
(Z)は一般に(1)式で表わされる。 Z=ejT、Tはサンプリング周期、ω=2π
f、fは周波数(1)式を実現する回路は例えば第1
図に示すようになる。即ち入力端子11よりの周
期Tでサンプルされたデジタル入力信号xoは加
算器12へ供給され、その加算器12の出力uo
は乗算器1及び遅延時間Tの遅延器2へ供給
される。遅延器2の出力側にはN−1個の遅延
時間Tの各遅延器2〜2Nが直列に接続され
る。これ等遅延器2〜2Nの各出力はそれぞれ
乗算器3〜3Nでそれぞれ係数b1〜bNが乗算さ
れて加算器12へ供給される。更に遅延器2
Nの各出力は乗算器1〜1Nにもそれぞれ供給
され、それぞれ係数a1〜aNが乗算されて加算器
13へ供給される。この加算器13には乗算器1
で係数a0が乗算された出力も供給され、その加
算出力は出力端子14へ出力ynとして供給され
る。 この第1図に示した回路をそのまゝ実行する
と、出力ynの1サイプルを計算するために必要
とする乗算は2N+1回にもなる。非巡回形フイ
ルタの場合は(1)式でbiがすべてゼロであり、従
つて第1図で加算器12及び乗算器3〜3N
省略されたものになる。 所で第1図の入力xo、内部変数uo、出力yo
の関係は(2)式及び(3)式で示される。
【表】
【表】 (2)式を行列で表わすと次のようになる。 (4)式において左辺の行列を〔B1〕、ベクトルを
o、右辺第1項のベクトルをXo、第2項の行列
を〔B2〕、ベクトルをUo-Nとすると、 〔B1〕Uo=Xo+〔B2〕Uo-N (5) となる。従つて内部変数Uoは(6)式で表わせる。 Uo=〔B1-1{Xo+〔B2〕Uo-N (6) (6)式の〔B1-1は一般に(7)式で表わせる。 一方、(3)式を行列で表わすと(8)式となる。 (8)式の左辺のベクトルをYo、右辺の第1項の
行列を〔A0〕、第2項の行列を〔A1〕とすると、 Yo=〔A0〕Uo+〔A1〕Uo-N (9) と表わせる。(8)式の右辺第1項の行列〔A0〕を0
及びa0のみの行列とその他との二つの行列に分け
その後者とベクトルUoの積と右辺第2項とを加
算して変形すると(10)式となる。 この右辺第2項の行を〔U〕、ベクトルをA1
すると、 Yo=a0Uo+〔U〕A1 (11) となる。(6)式及び(11)式を解けば、出力Yoが得ら
れる。これを実現する回路は例えば第2図に示す
ように構成される。即ち入力端子21からの周期
TごとにサンプルされたN個のデジタル信号xo
〜xo-N+1、即ち信号Xoは加算器22へ供給さ
れ、加算器22の出力は第1行列演算器23へ供
給される。第1行列演算器23においてはフイル
タ特性で決るサイズNの係数行列〔B1-1が加算
器22の出力に対し乗算される。 1行列演算器23の出力Uoは遅延時間がNTの
遅延器28へ供給され、その出力Uo-Nは第2行
列演算器29へ供給される。この第2行列演算器
29ではフイルタ特性で決るサイズNの係数行列
〔B2〕をその入力Uo-Nに対し乗算する。従つて(6)
式の右辺、括弧内の第2項が得られ、これが加算
器22へ供給され、加算器22の出力は(6)式の据
弧内となる。これより第1行列演算器23の出力
は(6)式の演算結果になる。 更に遅延器28の入力信号Uo及び出力信号Uo
−Nは第3行列演算器37へ供給され、これ等入力
を要素としてサイズNの行列〔Uo〕を作り、こ
れに端子40からのフイルタ特性で決る係数A1
が乗算され、(11)式の右辺の第2項が得られる。第
1行列演算器23の出力Uoは乗算器38にも供
給されてフイルタ特性で決る係数a0が乗算され、
(11)式の右辺の第1項が得られる。乗算器38の出
力及び第3行列演算器37の出力は加算器39で
加算され、(11)式の演算結果Yoが得られて出力端
子41へ供給される。 この回路によれば入力信号Xoを内部変数Uo
関係ずけ、この内部変数Uoで出力信号Yoを表現
することにより行列演算は第1〜第3行列回路2
3,29,37による3回のみである。しかし、
先に挙げた文献に示されている場合は入力信号と
出力信号とを直接関係づけた行列で表現し、これ
を回路化しているため、行列演算が4回必要であ
つた。よつて第2図の構成によれば従来のものよ
りも演算規模は3/4になる。 更に行列演算器23,29,37における行列
演算は以下に述べるようにサイクリツクコンボル
ーシヨンの行列に変形でき、いわゆる高速コンボ
ルーシヨン(たゝみ込み積分)の手法を用いて行
うことができる。この手法は例えば中山、日比野
著“高速たたみ込み積分に関する一検討”電子通
信学会、回路とシステム理論研究会資料CST78
−37、通し頁9〜16に述べられている。従来にお
いては高速コンボルーシヨン手法を行うため行列
のサイズを拡大していた。 しかし、次のようにすれば高速コンボルーシヨ
ンにより行えるように行列の変形を、サイズを拡
張することなく行う。即ち行列〔B1-1、〔B2〕、
〔U〕は一般に(12)式で表わせる。 こゝで、 ei=fi+gi i=0〜N−1 ei=fi−gi i=1〜N−1 (12)式は(13)式のようにサイクリツク及び準サ
イクリツクな行列の和に分解できる。 従つて(13)式の第1項及び第2項は何れも高
速コンボルーシヨンの手法を用いることができ、
しかもその行列のサイズは変形のサイズと同一で
あつて行列のサイズは拡張されない。行列演算に
おいて演算回路を多々利用するために従来より時
分割多重処理が行われているが、そのためにはデ
ータを一時記憶するバツフアメモリが必要とな
る。このような時分割多重処理を行うためバツフ
アメモリは行列のサイズが大きくなると大きくな
る。従つて上記のようにすれば行列のサイズを拡
大しないため上記バツフアメモリが小さくなる。 (6)式及び(11)式の各行列は(13)式に従つて 〔B1-1=〔B11〕+〔B12〕 〔B2〕=〔B21〕+〔B22〕 〔U〕=〔U1〕+〔U2〕 に分解される。従つてこのように分解すると第2
図の構成は第3図に示すように変形できる。第1
行列演算器23では入力Xoに行列〔B11〕を乗算
する高速たゝみ込み積分器24及び行列〔B12〕を
する高速たゝみ込み積分器2にそれぞれ供給さ
れ、これ等高速たゝみ込み積分器24,25の演
算出力は加算器26で加算され、ベクトルUo
得られる。なお(12)式よりfi=e+e′/2、gi
= e−e′/2の関係で、行列〔B11〕〔B12〕の各要
素は行 列〔B1-1の各要素より演算される。従つて行列
〔B11〕〔B12〕はフイルタ特性により決る係数であ
る。 行列演算器29では行列〔B21〕及び〔B22〕と出
力Uo-Nとの乗算をそれぞれ行う高速たゝみ込み
積分器31及び32と、これ等の出力が加算され
る加算器33とにより構成される。行列〔B21
〔B22〕もフイルタ特性により決る係数であり、行
列〔B11〕〔B12〕と同様にフイルタ特性が決れば固
定である。 しかし行列〔Uo〕は行列演算器23の演算結
果であり、最初から得られているものではなく、
従つて行列〔Uo〕に対する(13)式の分解を予
め行つておくことはできない。(13)式の分解を
行うためには行列〔Uo〕の各要素及び(12)式から
理解されるようにその分解されたfi
o−i+uo−N−i+2/2で、giはUo−i
o−N−i+2/2でそれぞれ 求まる。この演算を行つて行列〔Uo〕の各要素
を求めるため、遅延器28の入力Uo及び出力Uo
-Nは和回路26へ供給されて加算され、上記各f
iが作られ、また入力Uo及び出力Uo-Nが差回路
27へ供給されて減算され、上記各giが得られ
る。和回路26の出力より行列〔U1〕が得られ、
これと端子40からのベクトルA1との乗算が高
速たゝみ込み積分器34で行われる。差回路27
の出力より行列〔U2〕が得られ、これとベクトル
A1との乗算が高速たゝみ込み積分器35で行わ
される。これ等高速たゝみ込み積分器34,35
の出力は加算器36で加算される。この場合乗算
器8の出力を加算器36へ供給して、加算器39
を省略してもよい。 第3図に示したようにすれば行列サイズを拡張
することなく、行列演算を高速コンボルーシヨン
の手法で行うことができ、従つて各行列演算器に
おいて、時分割処理を行う場合、必要とするバツ
フアメモリの容量は小さくなる。しかも第3図で
は行列演算器は3個で済む。なお第2図における
行列演算器23,29,37は必ずしも高速たゝ
み込み積分(高速コンボルーシヨン)によらなく
てもよく、また行列のサイズの拡張を行つた高速
コンボルーシヨンによつてもよい。また上記高速
コンボルーシヨンの手法により行列演算を行う場
合は、必ずしも上記第2図に示したように内部変
数Uoで関係ずけないで、入力Xoと出力Yoとを
直接関係づける場合でも、上記(12)式及び(13)式
の手法により行列のサイズを拡張することなく行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はN次巡回形フイルタをその伝達関数を
直接表現するように構成した回路図、第2図はこ
の発明によるデジタルフイルタの一例を示す回路
図、第3図は第2図のデジタルフイルタに行列サ
イズを拡張しない高速たゝみ込み積分を適用した
例を示す回路図である。 21:入力端子、22:第1加算器、23:第
1行列演算器、29:第2行列演算器、37:第
3行列演算器、38:乗算器、39:第2加算
器、41:出力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 N個(Nは正整数)の周期Tでサンプルされ
    たデジタル入力信号xi(i=0〜N−1)が供
    給される第1加算器と、その第1加算器の出力信
    号が入力され、これに対しフイルタ特性により決
    るサイズNの係数行列を乗算する第1行列演算器
    と、その第1行列演算器の出力ui(i=0〜N
    −1)が供給される遅延時間がNTの遅延器と、
    その遅延器の出力ui-Nが入力され、これに対し
    フイルタ特性により決るサイズNの係数行列を乗
    算して上記第1加算器へ出力する第2行列演算器
    と、上記遅延器の入力ui及び出力ui-Nが供給さ
    れ、これをサイズNの行列要素とし、その行列に
    フイルタ特性により決る係数を乗算する第3行列
    演算器と、上記第1行列演算器の出力uiが供給
    され、フイルタ特性で決る係数を乗算する乗算器
    と、その乗算器の出力及び上記第3行列演算器の
    出力を加算してフイルタ出力を得る第2加算器と
    を具備するデジタルフイルタ。
JP16530778A 1978-12-29 1978-12-29 Digital filter Granted JPS5592017A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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