SU1354205A2 - Device for computing digital convolution - Google Patents
Device for computing digital convolution Download PDFInfo
- Publication number
- SU1354205A2 SU1354205A2 SU864089541A SU4089541A SU1354205A2 SU 1354205 A2 SU1354205 A2 SU 1354205A2 SU 864089541 A SU864089541 A SU 864089541A SU 4089541 A SU4089541 A SU 4089541A SU 1354205 A2 SU1354205 A2 SU 1354205A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- multiplier
- convolution
- modulo
- modm
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Algebra (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к вычислительной и информационно-измерительной технике и может быть использовано дл цифровой обработки сигналов и изображений, а также в устройствах 9 о- 10 кодировани , принцип действи которых основан на теории конечных полей (полей Галуа) и колец. Цель изобретени - расширение диапазона длин об-t рабатываемых последовательностей. Поставленна цель достигаетс тем, что в состав устройства вход т п-разр дный регистр ( -1, М - модуль преобразовани ), умножитель по модулю М 2, блок вычислени свертки 3, вход задани корректирующего множител 4, первый вход 5 умножител , вход задани последовательности отсчетов 6, первый 7 и второй 8 входы блока вычислени свертки, вход разрешени записи 9, тактовый вход 10, управл ющие входы 11, 12 и 13, информационный выход 14. 1 ил. (Л N)The invention relates to computing and information technology and can be used for digital processing of signals and images, as well as in 9o-10 encoding devices, the principle of which is based on the theory of finite fields (Galois fields) and rings. The purpose of the invention is to expand the range of lengths of the t-sequences to be processed. The goal is achieved by the fact that the device includes an n-bit register (-1, M is a conversion module), a multiplier modulo M 2, a convolution calculation unit 3, an input of a correction multiplier 4, a first input 5 of a multiplier, a task input sequence of samples 6, the first 7 and second 8 inputs of the convolution calculation unit, the recording resolution input 9, clock input 10, control inputs 11, 12 and 13, information output 14. 1 Il. (L N)
Description
Изобретение относитс к вычислительной и информационно-измерительной технике, может быть использовано дл цифровой обработки сигналов и изображений, а также в устройствах кодировани , принцип действи которых основан на теории конечных полей (полей Галуа) и колец, и вл етс усовершенствованием устройства по авт. св. № 1295415,The invention relates to computing and information technology, can be used for digital processing of signals and images, as well as in coding devices whose principle of operation is based on the theory of finite fields (Galois fields) and rings, and is an improvement of the device according to Aut. St. No. 1295415,
Длина импульсного отклика не должна превышать в известном устройстве половины величины объема теоретико- числового преобразовани (ТЧП) N, которое должно удовлетвор ть условиюThe length of the impulse response should not exceed in the known device one-half of the value of the number-theoretic transform (PTS) N, which must satisfy the condition
NN
НОД(Р -1, Р,-1, ,.., Р„-1) (1)NOD (Р -1, Р, -1,, .., Р „-1) (1)
где вертикальна черта а | S означает; а делит & НОД - наибольший общий делитель и модуль ТЧПwhere is the vertical line a | S means; and divides & GCD - the greatest common divisor and module of PTS
М . РM. R
Ы-2 1Y-2 1
. (2). (2)
Цель изобретени - расширение диапазона длин обрабатываемых последовательностей .The purpose of the invention is to expand the range of lengths of the processed sequences.
На чертеже представлена функци- ональна схема устройства дл вычислени цифровой свертки.The drawing shows the functional diagram of the device for calculating digital convolution.
Устройство содержит п-разр дный регистр 1, умножитель 2 по модулю М блок 3 вычислени свертки, вход 4 задани корректирующего множител , первый вход 5 умножител , вход 6 задани последовательности отсчетов, первый 7 и второй 8 информационный входы блока 3 вычислени свертки, вход 9 разрешени записи, тактовый вход 10, управл ющие входы 11-13, информационный выход 14.The device contains a p-bit register 1, a multiplier 2 modulo M convolution calculation unit 3, an input 4 specifying a correction multiplier, the first input 5 of the multiplier, input 6 specifying a sequence of samples, the first 7 and second 8 information inputs of the convolution calculation unit 3, input 9 recording resolution, clock input 10, control inputs 11-13, information output 14.
В большинстве известных методов вычислени свертки модуль М предполагаетс простым. Дл случа состав-рО (In most of the known methods for calculating convolution, the module M is assumed to be simple. For the case of composition-pO (
.ногоМ Р7 Р.Mn P7 P
)W.-Z) W.-Z
объем ТЧП Nvolume of PM N
должен удовлетвор ть (1) и дл чисел -1 слишком мал дл практического применени указанных модулей.must satisfy (1) and for numbers -1 is too small for practical use of the indicated modules.
Рассмотрим, при каких требовани х к значени м элементов сворачиваемых последовательностей и параметрам ТЧП возможно вычисление цифровой свертки объема N по составному моду .oiLet us consider the requirements for the values of elements of collapsible sequences and parameters of PPP, it is possible to calculate the digital convolution of the volume N using the composite mode .oi
лю . Р,. . .. дл N, не удовлетвор ющему условию (1), но дел щему нацело некоторые, хот бы одно, из чисел ().Liu R,. . .. for N, which does not satisfy condition (1), but divisors of some, at least one of the numbers ().
Пусть в кольце целых чисел по модулю М ,1 ,.,. ,M-l существует обратный к N элемент N и корень из единицы пор дка N TeZ. Произведение матрицы (е) обратного ТЧП и матрицы Ху,(е) пр мого ТЧП (Х|(е) 6° , l,,N-1) не равно единичной по модулю М матрице, так как не выполн етс условие цикличности.Let in the ring of integers modulo M, 1,.,. , M-l, there exists an element N opposite to N and a root of unity of order N TeZ. The product of the matrix (e) of the inverse PST and the matrix Hu, (e) of the direct PTP (X | (e) 6 °, l ,, N-1) is not equal to the unit modulo M matrix, since the cyclicity condition does not hold.
Матрица (e)-Xj(e) Matrix (e) -Xj (e)
1515
modMmodM
кроме единичной по модулю М диагонали , содержит ненулевые элементы. В 20 худшем случае недиагональные элементы не равны нулю, дл которых имеем:except the unit modulo M diagonal, contains nonzero elements. In the worst case, the off-diagonal elements are not zero, for which we have:
. N-I .. .,,. N-i .... ,,
-( : -it it- (: -it it
;.. N ) -б modM; .. N) -b modM
-1 JLL ( N ) g modM, -1 JLL (N) g modM,
(3)(3)
30 a также g;.|j., g,;j и . Из соотношени (3) следует, что матрица D содержит не более N-1 различных между собой элементов, что и позвол ет обозначить их через g,, g,30 a also g;. | J., G,; j, and. From relation (3) it follows that the matrix D contains no more than N-1 different elements between each other, which allows us to denote them by g ,, g,
8н-1 V Свертка вычисл етс по схеме 8n-1 V Convolution is calculated by the scheme
35,35,
(х)ТЧП(Ь) ,(x) PM (b),
где ОТЧП - обратное ТЧП.where OTCHP - reverse PTS.
В матричном виде имеем:In the matrix form we have:
(е)-X, ,(e)-h (e) -X, (e) -h
1one
(4)(four)
4545
Увыч (х®Н)х(е) X (е)хUsch (x®H) x (e) x (e) x
(x®h)D-у.(x®h) Dy.
. Знаком ® обозначено умножение в кольце Yg - значение свертки, вычис-. 50 ленное согласно (4), которое может отличатьс от истинного значени у.. The symbol ® denotes multiplication in the ring Yg - the value of convolution, computed. 50 according to (4), which may differ from the true value of y.
Условие цикличности свертки выполн етс дл модул F, определенного какThe convolution cyclicity condition is satisfied for the modulus F, defined as
Л.L.
t t
(5)(five)
где f равен тем .из , определенных в разложении М, дл которых выполн 31354where f is equal to those of those defined in the decomposition of M for which 31354
етс условие N I () (дл четного N необходимо уточнить услови выбора корн 5).The condition N I () (for even N it is necessary to clarify the conditions for choosing the root 5).
Отсюда следует, что g или g2 i-FniodM, ,N-1.It follows that g or g2 i-FniodM,, N-1.
Приведем матрицу D к диагональной по модулю М. Дл этого умножим (4)Let us bring the matrix D to a diagonal modulo M. For this, multiply (4)
на R такое, что , где Рд - проной строки, матриц пр мого и обратностьте числа из разложени М, дл ко- ю о нет повтор ющихс элементов, торых не выполн етс условие N|(Pg- -1) и которые не вход т-во все g, ,N-1.on R such that, where Pd is a row of lines, direct matrices and inverse numbers from the decomposition of M, for there are no repetitive elements, the condition N | (Pg -1 -1) is not met and which -on all g,, N-1.
Исход из структуры матрицы D, сле; .,,Starting from the structure of the matrix D, followed; . ,,
дует, что все элементы g, ,N-1blows that all elements of g,, n-1
равны между собой:equal to each other:
Имеем:We have:
R R5,F R:),F R R,FR R5, F R :), F R R, F
I f I f
R.HM -F FR.HM -F F
R N-v-FR N-v-F
Л/ L /
RR
0 0 R 0 0 R0 0 R 0 0 R
« "
0 0 00 0 0
0.0 00.0 0
RR
, R.y;(R.y; )modM, ,N-1. Так как R|M, обратный элемент R modM не существует, что не позвол ет однозначно восстановить значение у. Оно может отличатьс от у, R.y; (R.y;) modM,, N-1. Since R | M, the inverse of R modM does not exist, which does not allow one to uniquely restore the value of y. It may differ from
вы чyou h
наon
величину, кратную FmodM. Запишем это следующим образом:a multiple of FmodM. We write this as follows:
У; У;ВЬШ +p;FmodM, , (6)W; Y; VSE + p; FmodM,, (6)
где р; - неизвестный коэффициент, прини -1ающий одно из значений О, Т, 2,...,(M|F-1).where p; - unknown coefficient, taking one of the values O, T, 2, ..., (M | F-1).
Определим, каким должен быть коэффициент 1, чтобы выполн лось равен- Determine what should be a coefficient of 1 to be equal to
СТВО у(2 Х,Ь)Увь1Ч ( Ь)STVO y (2 X, b) U11CH (b)
y(.x,h) 2 y{x,h)2(y,,,, (x,h) + )modM(2-y8«,i4 (x,h) + 2 pF)(modM).y (.x, h) 2 y {x, h) 2 (y ,,,, (x, h) +) modM (2-y8 «, i4 (x, h) + 2 pF) (modM).
При .(modM) у (g. х,Ь) (t. x,h).At. (ModM) y (g. X, b) (t. X, h).
Итак, если все элементы одного из массивов (х или h) имеют множитель jJmodM (далее - корректирующий множитель ) такой, что g,, с помощью ТЧП можно вычислить истинную циклическую цифровую свертку объема N такого , что не все составл ющие разложени М удовлетвор ют условию NJ(Pj- 1), ,m.So, if all the elements of one of the arrays (x or h) have a factor jJmodM (hereinafter referred to as a correction factor) such that g, using a PPP, you can calculate the true cyclic digital convolution of volume N such that not all components of the decomposition M satisfy condition NJ (Pj- 1),, m.
Требовани к модулю F существенно. завис т от того, четное или нечетное N выбирают. Пусть N нечетное.The requirement for module F is significant. depending on whether even or odd N is chosen. Let N be odd.
В строках, кроме первой, единич о нет повтор ющихс элементов, In the rows, except for the first, one, there are no repeating elements,
Исход из структуры матрицы D, сле; .,,Starting from the structure of the matrix D, followed; . ,,
дует, что все элементы g, ,N-1blows that all elements of g,, n-1
равны между собой:equal to each other:
1515
NN
2020
. .
. (...-ье )modM N (е-1Г (eSOmodM. Запишем модуль М как . Теперь S modF()(modF) и gmodF N (-1) ()modF 25 0(modF).. (...- e) modM N (e-1G (eSOmodM. We write the module M as. Now S modF () (modF) and gmodF N (-1) () modF 25 0 (modF).
Итак, при нечетном N модуль F-может быть определен из (5).So, for odd N, the F-module can be determined from (5).
Рассмотрим случай четного N. 30 Дл невырожденности матриц ТЧП на 6 накладываетс дополнительное условие:Consider the case of even N. 30 For the nondegeneracy of the PMP matrices, an additional condition is imposed on 6:
g KmodM).g KmodM).
3535
Значени g, ,N-1 не все равны между собой. Можно показать, что имеютс только три различных значени g. Обозначим их через g(, 40 §N/241 соответствии с положением в первой строке матрицы D.The values of g,., N-1 are not all equal. It can be shown that there are only three different values of g. Denote them by g (, 40 §N / 241 according to the position in the first row of the matrix D.
Выпишем элементы g, ,g,gf,,2+, We write the elements g,, g, gf ,, 2 +,
g, (...+ )modM g4.2.N (be + ... + )modMg, (... +) modM g4.2.N (be + ... +) modM
gH ф Г (H-)modM.gH f Γ (H-) modM.
f-nf-n
Как показано вьше, (modF) дл модул F, определ емого (5).As shown above, (modF) for the module F defined by (5).
g2modF( (l + .. .)modF 2-N ()- ( -1)0(modF) ,g2modF ((l + ...) modF 2 -N () - (-1) 0 (modF),
еслиif a
1 (modF) ; e 1 (modF). 1 (modF); e 1 (modF).
Дл выполнени требовани g To fulfill the requirement of g
0(modF) корень 6 должен удовлетвор ть условию:0 (modF) root 6 must satisfy the condition:
(2 (modM))- ( +1)0(raodF).(2 (modM)) - (+1) 0 (raodF).
Итак, в случае четного N на выборSo, in the case of an even N to choose
корн С лП Z накладываютс следу- . ющие услови :the root C of the LP Z is superimposed on the following. conditions:
6: 1(modM) i 1 (modM)6: 1 (modM) i 1 (modM)
(modF). (modF).
При проектировании и создании устройства дл вычислени свертки выбираютс параметры ТЧП М, , исход из которых вычисл ют, использу (2), (7) , (8) , корректир.зтощий множитель h и определ ют возможные значени N. When designing and creating a device for calculating the convolution, the parameters of the PST of M, are selected, from which they are calculated using (2), (7), (8), the correction of the given factor h and the possible values of N are determined.
Устройство дл вычислени цифрово свертки работает следующим образом.A device for calculating a digital convolution operates as follows.
Перед началом работы в регистр 1 записьюаетс значение корректирующего множител с помощью входов 4,9 и 10 регистра 1. Далее временна диаграмма работы устройства не отли- чаетс от временной диаграммы известного устройства с той лишь разницей, что все управл ющие сигналы подаютс с задержкой, равной задержке, которую вносит умножитель 2.Before starting work, register 1 records the value of the correction multiplier using inputs 4.9 and 10 of register 1. Further, the time diagram of the device operation does not differ from the time diagram of the known device, with the only difference that all control signals are sent with a delay equal to the delay introduced by the multiplier 2.
Редактор Н.Тупица Заказ 5695/44Editor N. Tupitsa Order 5695/44
Составитель А.Баранов Техред А.КравчукCompiled by A. Baranov Tehred A. Kravchuk
Корректор Corrector
Тираж 671ПодписноеCirculation 671 Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4
й th
35420563542056
Значени входной последовательности S,, подаваемой на входы 6 умножител 2, последовательно умножаютс на корректирующий множитель raodM и вместе с значени ми последовательности 5 поступают соответственно на входы 7 и 8 блока вычислени свертки . 10The values of the input sequence S ,, supplied to the inputs 6 of the multiplier 2, are sequentially multiplied by the correction factor raodM and together with the values of the sequence 5 arrive at inputs 7 and 8 respectively of the convolution calculation unit. ten
2020
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864089541A SU1354205A2 (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Device for computing digital convolution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864089541A SU1354205A2 (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Device for computing digital convolution |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1295415A Addition SU301237A1 (en) | DEVICE FOR HEATING PRODUCTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1354205A2 true SU1354205A2 (en) | 1987-11-23 |
Family
ID=21246008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864089541A SU1354205A2 (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Device for computing digital convolution |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1354205A2 (en) |
-
1986
- 1986-07-14 SU SU864089541A patent/SU1354205A2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1295415, кл. G 06 F 15/332, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101617235B (en) | Method and apparatus for implementing finite impulse response filters without the use of multipliers | |
EP0373468B1 (en) | A pipelined processor for implementing the least-mean-squares algorithm | |
WO2002027939A2 (en) | Method and apparatus for encoding of linear block codes | |
JP2002100988A (en) | A/d conversion input delay correction device, method and recording medium | |
US6532273B1 (en) | Efficient polyphase decimation filter | |
JPS62235680A (en) | Digital signal processor | |
SU1354205A2 (en) | Device for computing digital convolution | |
JPH06132781A (en) | Picture processing digital filter | |
KR960004127B1 (en) | Transversal filter | |
US6651079B1 (en) | High speed pipeline multiplier with virtual shift | |
JPS5853217A (en) | Digital filter circuit | |
JP2865681B2 (en) | Adjustment method of filter weighting coefficient | |
SU1631554A1 (en) | Device for computing fourier-galoiz transform | |
JP2643165B2 (en) | Arithmetic circuit | |
JPH0741213Y2 (en) | FIR filter | |
SU1363249A1 (en) | Digital filtration device | |
JPH09298451A (en) | Digital filter circuit and its control method | |
JP3041932B2 (en) | Sample rate conversion circuit | |
JPS5868173A (en) | Real time sequence value filter employing reference function comparison | |
SU1014126A1 (en) | Device for computing convolution in zshegalkin basis | |
JPS6072068A (en) | Digital high speed correlator | |
JP2000020705A (en) | Parallel image processing processor | |
SU1061131A1 (en) | Binary code/compressed code translator | |
SU1106014A1 (en) | Device for majority decoding of pulse sequences | |
US7941472B1 (en) | Serial correlator architecture |