JPH0334246B2 - - Google Patents
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- JPH0334246B2 JPH0334246B2 JP58060263A JP6026383A JPH0334246B2 JP H0334246 B2 JPH0334246 B2 JP H0334246B2 JP 58060263 A JP58060263 A JP 58060263A JP 6026383 A JP6026383 A JP 6026383A JP H0334246 B2 JPH0334246 B2 JP H0334246B2
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はデイジタル信号装置に関する。[Detailed description of the invention] TECHNICAL FIELD The present invention relates to digital signal equipment.
デイジタル信号の微分フイルタリング操作や平
滑操作は波形自動計測、デイジタル画像処理など
の分野における基本的な演算処理の一つである。
一般に、離散的な時系列信号のデイジタルフイル
タリング処理を行う場合、乗除算処理が必要とさ
れている。従来本処理をミニコンピユータやマイ
クロコンピユータによりソフトウエアで実現する
場合には、乗除算の繰り返し演算が行われるた
め、処理時間がかかり、信号の実時間処理には供
しにくいという欠点があつた。他方上記フイルタ
リング処理をハードウエアで実現する場合は乗除
算回路が必要であり、回路構成が複雑になるこ
と、演算速度がデータ長に影響されること、高い
精度が必要とされることなどの問題があつた。 Differential filtering and smoothing operations on digital signals are one of the basic calculation processes in fields such as automatic waveform measurement and digital image processing.
Generally, when performing digital filtering processing on discrete time-series signals, multiplication/division processing is required. Conventionally, when this process is implemented using software using a minicomputer or a microcomputer, there is a drawback that the repeated operations of multiplication and division take time and are difficult to apply to real-time processing of signals. On the other hand, if the above filtering processing is to be implemented in hardware, a multiplication/division circuit is required, resulting in a complex circuit configuration, the calculation speed being affected by the data length, and the need for high accuracy. There was a problem.
さらに、従来時系列信号の微分フイルタリング
操作や、平滑化操作は、各々異なつた構成のフイ
ルタで行われているため、同一時刻にある時系列
原信号が異なるフイルタに入力された場合、その
出力信号は、各々位相にずれを生じており、各フ
イルタリング出力信号間、ないしは原信号との同
期をとることは困難であつた。 Furthermore, conventionally, differential filtering and smoothing operations on time-series signals are performed using filters with different configurations, so if the original time-series signal at the same time is input to different filters, the output The signals have a phase shift, making it difficult to synchronize each filtering output signal or with the original signal.
本発明の目的は、高次微分フイルタリング、平
滑化などの異種のフイルタリング処理が適宜選択
でき、さらにこれらの出力信号の位相がずれるこ
となく同一時刻に得ることができる信号処理装置
を提供することである。 An object of the present invention is to provide a signal processing device that can appropriately select different types of filtering processing such as high-order differential filtering and smoothing, and can also obtain these output signals at the same time without phase shift. That's true.
本発明によれば、時系列的にサンプリングされ
た入力デイジタル信号を遅延して、第1の信号を
中心として時系列的に前後に等間隔である第2と
第3の信号を一対として予め定めた数の対の信号
を出力する遅延手段と、前記第1の信号と、0又
は1の値をとる第1の係数信号とを乗算する第1
の乗算手段と、前記第2の信号と、+1又は−1
の値をとる第2の係数信号とを乗算する第2の乗
算手段と、前記第3の信号と前記第2の乗算手段
の出力とを加算する第1の加算手段と、前記第1
の加算手段の出力と、前記第2又は第3の信号の
時間間隔に対応して0又は1の値をとる第2の係
数信号とを乗算する第3の乗算手段とを有する基
本回路を前記予め定めた数だけ設けるとともに、
これら基本回路の出力を加算する第2の加算手段
と、前記第1の乗算手段の出力と前記第2の加算
手段の出力とを加算する第3の加算手段とを、そ
れぞれが有する第1、第2および第3のフイルタ
回路を備え、前記第2のフイルタ回路は前記第1
のフイルタ回路の前記第1の信号を前記入力デイ
ジタル信号として入力し、前記第3のフイルタ回
路は前記第1のフイルタ回路の前記第3の加算手
段の出力を前記入力デイジタル信号として入力し
て構成されることを特徴とする信号処理装置と、
時系列的にサンプリングされた入力デイジタル
信号を遅延して、第1の信号を中心として時系列
的に前後に等間隔である第2と第3の信号を一対
として予め定めた数の対の信号を出力する遅延手
段と、前記第1の信号と、0又は1の値をとる第
1の係数信号とを乗算する第1の乗算手段と、前
記第2の信号と、+1又は−1の値をとる第2の
係数信号とを乗算する第2の乗算手段と、前記第
3の信号と前記第2の乗算手段の出力とを加算す
る第1の加算手段と、前記第1の加算手段の出力
と、前記第2又は第3の信号の時間間隔に対応し
て0又は1の値をとる第2の係数信号とを乗算す
る第3の乗算手段とを有する基本回路を前記予め
定めた数だけ設けるとともに、これら基本回路の
出力を加算する第2の加算手段と、前記第1の乗
算手段の出力と前記第2の加算手段の出力とを加
算する第3の加算手段とを、それぞれが有する第
1と第2のフイルタ回路を備え、前記第2のフイ
ルタ回路は前記フイルタ回路の前記第1のフイル
タ回路の前記第3の加算手段の出力を前記入力デ
イジタル信号として入力して構成されることを特
徴とする信号処理装置とが得られる。 According to the present invention, an input digital signal sampled in time series is delayed, and a pair of second and third signals, which are equally spaced before and after the first signal, are predetermined as a pair. delay means for outputting a number of pairs of signals; a first delay means for multiplying the first signal by a first coefficient signal having a value of 0 or 1;
a multiplier of +1 or -1; and the second signal;
a second multiplication means for multiplying the third signal by a second coefficient signal having a value of , a first addition means for adding the third signal and the output of the second multiplication means;
The basic circuit has a third multiplication means for multiplying the output of the addition means by a second coefficient signal that takes a value of 0 or 1 corresponding to the time interval of the second or third signal. In addition to providing a predetermined number of
a first adding means, each including a second adding means for adding the outputs of these basic circuits, and a third adding means for adding the output of the first multiplication means and the output of the second adding means; second and third filter circuits, the second filter circuit being the first filter circuit;
The first signal of the filter circuit is input as the input digital signal, and the third filter circuit is configured by inputting the output of the third adding means of the first filter circuit as the input digital signal. a signal processing device which delays an input digital signal sampled in time series and generates second and third signals at equal intervals before and after the first signal; a delay means for outputting a predetermined number of pairs of signals as a pair; a first multiplication means for multiplying the first signal by a first coefficient signal having a value of 0 or 1; a second multiplier that multiplies the second signal by a second coefficient signal that takes a value of +1 or -1; and a first multiplier that adds the third signal and the output of the second multiplier. and a third multiplication that multiplies the output of the first addition means by a second coefficient signal that takes a value of 0 or 1 corresponding to the time interval of the second or third signal. a predetermined number of basic circuits having means; and a second addition means for adding the outputs of these basic circuits, and an output of the first multiplication means and an output of the second addition means. first and second filter circuits each having a third addition means for adding, and the second filter circuit includes an output of the third addition means of the first filter circuit of the filter circuit. There is obtained a signal processing device characterized in that it is configured by inputting the above-mentioned input digital signal as the input digital signal.
次に本発明を詳細に説明してゆく。低域微分処
理における理想周波数特性は、式(1)で与えられ
る。 Next, the present invention will be explained in detail. The ideal frequency characteristic in low-frequency differential processing is given by equation (1).
H〓(1)(ω)=jω |ω|≦απ
0 απ<|ω|<π (1)
ここでαπ(0<α<1)はカツトオフ周波数を
示し、サンプリング周期はT=1と仮定してい
る。H〓 (1) (ω)=jω |ω|≦απ 0 απ<|ω|<π (1) Here, απ (0<α<1) indicates the cutoff frequency, and the sampling period is assumed to be T=1. are doing.
この周波数特性を図1に示す。式(1)で表現され
た特性を非巡回対称型FIRフイルタで近似した場
合、その周波数特性は式(2)で与えられる。 This frequency characteristic is shown in FIG. When the characteristic expressed by equation (1) is approximated by an acyclic symmetric FIR filter, its frequency characteristic is given by equation (2).
F(1)(ω)=jP
〓n=1 o
sin nω (2)
式(2)を時間域で表現すると、1次微分フイルタ
リングの出力信号系列yk (1)は式(3)の如く入力信号
系列xkの中心差分の波形和として表現される。F (1) (ω)=j P 〓 n=1 o sin nω (2) Expressing equation (2) in the time domain, the output signal sequence y k (1) of first-order differential filtering is expressed as equation (3). It is expressed as the waveform sum of central differences of the input signal sequence x k as shown in FIG.
yk (1)=d/2P
〓n=1
ho(xk+o−xk-o) (3)
ここでho=d・ho、d=1/P
〓n=1
(n・ho)T
を示す。式(3)においてdはスケールフアクタ(定
数)であつて、式(3)の差分演算には無関係である
ので、実際の演算では考慮する必要がない。さら
に、式(3)において、hoを“0”ないしは“1”と
設定すれば、式(3)は、差分演算のみで1次微分特
性が実現できることを示している。y k (1) = d/2 P 〓 n=1 h o (x k+o −x ko ) (3) Here, h o = d・ho , d=1/ P 〓 n=1 (n・h o )T
shows. In equation (3), d is a scale factor (constant) and is unrelated to the difference calculation in equation (3), so there is no need to take it into account in actual calculation. Furthermore, in equation (3), if ho is set to "0" or "1", equation (3) shows that the first-order differential characteristic can be realized by only difference calculation.
次に平滑化処理における周波数特性を、式(4)で
表現する。 Next, the frequency characteristics in the smoothing process are expressed by equation (4).
F(m)(ω)=0 (m)+2P
〓n=1 o
cos(nω) (4)
式(4)を時間域で表現すると平滑化処理出力信号
yk (m)は式(5)の如く入力信号系列xkとxkを中心とし
た時間的に対称な信号系列の線形和として表現さ
れる。F (m) (ω)= 0 (m) +2 P 〓 n=1 o cos(nω) (4) Expressing equation (4) in the time domain, the smoothed processing output signal
y k (m) is expressed as a linear sum of the input signal sequence x k and a temporally symmetric signal sequence centered on x k , as shown in equation (5).
yk (m)=h0 (m)xk+P
〓n=1
ho (m)(xk+o+xk-o) (5)
ここでo (m)=d・ho (m)、d=1/P
〓n=-P
ho (m)を示
す。式(4)において、dはスケールフアクタ(定
数)であり、ho (m)を“0”ないしは“1”とする
と、式(5)は単純な線形和のみで平滑特性が実現で
きることを示している。y k (m) = h 0 (m) x k + P 〓 n=1 h o (m) (x k+o + x ko ) (5) where o (m) = d・h o (m) , d=1/ P 〓 n=-P h o (m) . In equation (4), d is a scale factor (constant), and if h o (m) is “0” or “1”, equation (5) shows that smoothness can be achieved with only a simple linear sum. It shows.
ここで、式(3)の差分の項(xk+o−xk-o)に注目
すると、式(5)の線形和の項(xk+o+xk-o)は、式
(3)中の第2項の時系列信号xk-oの符号を変換した
ものに相当している。これは式(5)に基づく平滑化
操作が式(3)で表わされる微分操作のうち、減算操
作を加算操作に置換し、h0に相当する項を加算す
ることで実現することを示している。この減算操
作と加算操作との選択を外部信号により切り換
え、選択できる方式を図2に示す。図2に示され
た演算方式に加算装置および信号遅延装置を接続
することで、式(3)および式(5)で示された微分およ
び平滑処理に併用できる信号処理装置が実現でき
る。 Now, if we pay attention to the difference term (x k+o −x ko ) in equation (3), the linear sum term (x k+o + x ko ) in equation (5) can be expressed as
This corresponds to the sign of the time series signal x ko in the second term in (3) converted. This shows that the smoothing operation based on equation (5) is achieved by replacing the subtraction operation with an addition operation among the differential operations expressed in equation (3), and adding the term corresponding to h 0 . There is. FIG. 2 shows a system in which the selection between the subtraction operation and the addition operation can be switched and selected using an external signal. By connecting an addition device and a signal delay device to the arithmetic system shown in FIG. 2, a signal processing device that can be used in conjunction with the differentiation and smoothing processing shown in equations (3) and (5) can be realized.
本発明の信号処理方式は、式(3)および式(5)によ
り一般的に式(6)で表現される。 The signal processing method of the present invention is generally expressed by equation (6) using equations (3) and (5).
yk=h0xk+P
〓n=1
ho(xk+o+j・xk-o) (6)
ここでho
h0=0ないしは1 j=±1
である。式(6)は信号遅延手段、加算手段が加減算
選択手段を含み図3に示すようなプロセツサとし
て実現される。図3において、1は最大2p+1
の遅延時間を持つシフトレジスタなどの信号遅延
手段であり、2は式(6)におけるh0、hoなどの係数
の演算および線形和ないしは差分演算を行う手段
に相当する。図3の構成で、クロツクを適当に選
択し、h0〜ho、jなど係数を目的とするフイルタ
リング操作に応じて設定することにより、シフト
レジスタ1の入力となつている信号から時間(p
+1)だけ離れた時刻の原信号xkの微分フイルタ
リング出力(ないしは平滑化出力)ykが得られ
る。ここでykは原信号xkと同期がとられており、
位相のずれはない。y k = h 0 x k + P 〓 n=1 h o (x k+o + j・x ko ) (6) Here, h o h 0 =0 or 1 and j=±1. Equation (6) is realized as a processor as shown in FIG. 3, in which the signal delay means and the addition means include addition/subtraction selection means. In Figure 3, 1 is the maximum of 2p+1
2 corresponds to a means for calculating coefficients such as h 0 and ho in equation (6) and performing a linear sum or difference calculation. In the configuration shown in FIG. 3, by appropriately selecting the clock and setting coefficients such as h 0 to ho , j, etc. according to the desired filtering operation, the time ( p
A differential filtering output (or smoothed output) y k of the original signal x k at times separated by +1) is obtained. Here, y k is synchronized with the original signal x k ,
There is no phase shift.
次に上記に示した動作を行うプロセツサを図4
の如くカスケード接続し、木構造となるように構
成する。上記プロセツサをFと表わし階層Jにあ
るプロセツサのi番目をF(J) iとする。前記の説明
によつてF(J) iに時系列信号が入力されることによ
り、入力信号より時刻p+1だけ遅れた厚信号
x(J) i、1およびそのフイルタリング出力信号x(J) i、2が
得られる。次に、F(J) iの出力信号が次の段の微分
ないしは平滑化特性をもつたプロセツサF(J+1) i、
F(J+1) i+1に入力される。プロセツサF(J+1) i、F(J+1) i+
1によ
つて出力された4種の信号x(J+1) i、1とx(J+1) i、2およ
び
x(J+1) i+1、1とx(J+1) i+1、2は、前記の説明によつて示
した
通り、位相のずれはない。また信号x(J+1) i、1と
x(J+1) i+1、1、x(J+1) i、2、x(J+1) i+1、2についてもF(
J+1) i F(J+1) i+1へ
の入力信号x(J) i-1、x(J) i、2に位相のずれがないこと
か
ら、同一時刻に生起したものとみなすことができ
る。従つて、このようなプロセツサをカスケード
接続し、木構造とすることで、“木”の同一階層
にある各種フイルタリング出力信号はすべて、位
相が一致していることになり、しかも各々の信号
は異なつたフイルタリング処理が行われた結果を
示している。 Next, the processor that performs the operations shown above is shown in Figure 4.
Connect them in cascade to create a tree structure. The above processor is denoted by F, and the i-th processor in hierarchy J is denoted by F (J) i . As described above, by inputting a time series signal to F (J) i , a thickness signal delayed by time p+1 from the input signal is generated.
x (J) i , 1 and its filtered output signal x (J) i , 2 are obtained. Next, the output signal of F (J) i is processed by a processor F (J+1) i which has differentiation or smoothing characteristics in the next stage.
F (J+1) Input to i+1 . Processor F (J+1) i , F (J+1) i+
1 outputs four types of signals x (J+1) i , 1 and x (J+1) i , 2 and
As shown in the above explanation, x (J+1) i+1 , 1 and x (J+1) i+1 , 2 have no phase shift. Also, the signal x (J+1) i , 1 and
x (J+1) i+1 , 1 , x (J+1) i , 2 , x (J+1) i+1 , 2 also F (
J+1) i F (J+ 1 ) Since there is no phase shift in the input signals x (J) i-1 , x (J) i , and 2 to i+1, they are assumed to have occurred at the same time. be able to. Therefore, by cascading such processors to create a tree structure, all the various filtering output signals on the same layer of the tree will be in phase, and each signal will be It shows the results of different filtering processes.
また図3に示したプロセツサは以上の説明よ
り、加減算の選択および係数を外部からの信号で
変化させることにより多種の異なつた周波数特性
をもつ、微分フイルタリンク操作ないしは、平滑
化操作を行う。従つてこのプロセツサを図4に示
す構造で多層に接続した場合、各プロセツサの特
性により、多段(高次)微分フイルタリング出力
信号高次平滑化出力信号、高次微分出力信号の高
次平滑化出力信号などが同一で単純な構成から得
られる。 Further, as explained above, the processor shown in FIG. 3 performs differential filter linking operations or smoothing operations with a variety of different frequency characteristics by selecting addition/subtraction and changing coefficients using external signals. Therefore, when these processors are connected in multiple layers in the structure shown in Fig. 4, depending on the characteristics of each processor, the multi-stage (high-order) differential filtering output signal, the high-order smoothing output signal, and the high-order smoothing of the high-order differential output signal. The output signals are the same and can be obtained from a simple configuration.
次に前述のプロセツサを3段、木構造にカスケ
ード接続した信号処理の実施例について説明す
る。図5においてF1、F3は微分特性をもつフイ
ルタとして動作し、F2は平滑化特性を持つフイ
ルタとして動作するとする。動作について述べる
と、F1のプロセツサにより入力信号Xの一次微
分信号X〓′が得られる。この微分された信号X〓′は
実際の入力信号より(p+1)クロツク遅れたも
のでありプロセツサのもう一方の出力信号X′と
位相が同一である。次にF2のプロセツサにより、
信号X′を平滑化した信号″が得られ、この″
はX′より(p+1)フロツク遅れた信号X″と同
位相となる。一方F3のプロセツサからは、前段
F1からの出力信号X〓′を1次微分した信号、つま
り1段目の入力信号Xからみて2次微分された信
号X¨″およびF3の入力信号X〓′に(p+1)クロツ
ク遅れた信号X〓″が得られる。すなわち、木構造
を持つた本信号処理方式の最下層では、入力信号
Xより2(p+1)クロツク遅れた信号X″の平滑
化信号″、一次微分出力信号X〓″、二次微分出力
信号X¨″が得られ、しかもこれら4種の信号間に
位相のずれは生じない。 Next, an embodiment of signal processing in which the aforementioned processors are cascaded in three stages in a tree structure will be described. In FIG. 5, F 1 and F 3 operate as filters with differential characteristics, and F 2 operates as a filter with smoothing characteristics. Regarding the operation, the first-order differential signal X' of the input signal X is obtained by the processor of F1 . This differentiated signal X' is delayed by (p+1) clocks from the actual input signal and has the same phase as the other output signal X' of the processor. Next, F 2 's processor executes
A signal ″ is obtained by smoothing the signal X′, and this ″
is in phase with the signal X'' which is delayed by (p+1) blocks from X ' .
A signal obtained by firstly differentiating the output signal The signal X〓″ is obtained. In other words, in the lowest layer of this tree-structured signal processing system, a smoothed signal of the signal X'' delayed by 2 (p+1) clocks from the input signal ¨'' is obtained, and no phase shift occurs between these four types of signals.
次に、式(6)においてhoを変化させることで同一
構成を持ちながら、その周波数特性が変化するこ
とを以下に示す。例えば、式(6)に於けるpを4と
し、図3に示すプロセツサが微分フイルタリング
を行うプロセツサと仮定すると(h0=0、j=−
1)、h1、h2、h3、h4をそれぞれ“0”、“1”に
する組合せで15種類の微分特性が得られる。また
図3に示すプロセツサを平滑化を行うプロセツサ
と仮定すると(j=+1)ではh0、h1、h2、h3、
h4をそれぞれ“0”、“1”にする組合せで30種類
の平滑化特性が得られる。(このとき全て“0”
の場合とh0のみ“1”の場合は意味を持たないの
でこれを除く。)従つて図5の如く複数層の木構
造を持つプロセツサを構成した場合、非常に多種
類のフイルタリング出力が得られることになる。
1例を示すと、図5において、1層目の微分フイ
ルタリングを行うプロセツサF1のパラメータをh0
=0、h1=0、h2=1、h3=1、h4=0、j=−
1とし、2層目の微分フイルタリングを行うプロ
セツサF3のパラメータをh0=0、h1=1、h2=
1、h3=1、h4=0、j=−1とした場合の2層
目の出力信号、すなわち2次微分出力信号の周波
数特性は図6のようになる。 Next, it will be shown below that by changing ho in equation (6), the frequency characteristics change while having the same configuration. For example, if p in equation (6) is 4 and the processor shown in FIG. 3 is a processor that performs differential filtering (h 0 = 0, j = -
1) 15 types of differential characteristics can be obtained by combining h 1 , h 2 , h 3 , and h 4 to “0” and “1”, respectively. Also, assuming that the processor shown in FIG. 3 is a processor that performs smoothing (j=+1), h 0 , h 1 , h 2 , h 3 ,
Thirty types of smoothing characteristics can be obtained by setting h4 to "0" and "1", respectively. (At this time, all “0”
, and the case where only h 0 is “1” have no meaning, so these are excluded. ) Therefore, if a processor is constructed with a multi-layered tree structure as shown in FIG. 5, a wide variety of filtering outputs will be obtained.
To give an example, in FIG. 5, the parameters of the processor F 1 that performs differential filtering in the first layer are h 0
=0, h1 =0, h2 =1, h3 =1, h4 =0, j=-
1, and the parameters of processor F 3 that performs second-layer differential filtering are h 0 = 0, h 1 = 1, h 2 =
1, h3 =1, h4 =0, and j=-1, the frequency characteristics of the second layer output signal, that is, the second-order differential output signal, are as shown in FIG.
同様に、図7は2段平滑特性を示す図であり、
1段目のパラメータはh0=1、h1=1、h2=1、
h3=0、h4=0、及びj=1であり、2段目のパ
ラメータはh0=1、h1=1、h2=1、h3=1、h4
=0、及びj=1である。 Similarly, FIG. 7 is a diagram showing two-stage smoothing characteristics,
The parameters of the first stage are h 0 = 1, h 1 = 1, h 2 = 1,
h 3 = 0, h 4 = 0, and j = 1, and the parameters in the second stage are h 0 = 1, h 1 = 1, h 2 = 1, h 3 = 1, h 4
=0, and j=1.
以下、図8は微分・平滑特性を示し、1段目で
h0=0、h1=1、h2=1、h3=1、h4=0、j=
−1、2段目でh0=1、h1=1、h2=1、h3=
0、h4=0、j=1であり、図9も微分・平滑特
性を示し、1段目でh0=0、h1=1、h2=0、h3
=0、h4=0、j=−1、2段目でh0ニ1、h1=
0、h2=0、h3=0、h4=1、j=1である。 Below, Figure 8 shows the differential and smoothing characteristics, and in the first stage
h 0 = 0, h 1 = 1, h 2 = 1, h 3 = 1, h 4 = 0, j =
-1, in the second row h 0 = 1, h 1 = 1, h 2 = 1, h 3 =
0, h 4 = 0, j = 1, and Figure 9 also shows differential/smoothing characteristics, and in the first stage, h 0 = 0, h 1 = 1, h 2 = 0, h 3
= 0, h 4 = 0, j = -1, h 0 ni 1 in the second stage, h 1 =
0, h 2 =0, h 3 =0, h 4 =1, and j=1.
以上、本発明に依ると、従来の方式に比べて次
の様な効果が得られる。(1)公知のデイジタルフイ
ルタに比較して、本方式は乗除算演算処理を必要
としないため、高次のフイルタリング処理におい
ても高速処理が可能である。(2)微分フイルタリン
グおよび平滑化が併用出来るプロセツサを木構造
に構成することで、その最終段では、位相のずれ
がない微分フイルタリング出力信号、平滑化信号
が得られる。(3)木構造に構成されたプロセツサに
付与する係数を各プロセツサで変化させることは
よつて、構造を変えずに多種類に亘る周波数特性
を持つた微分フイルタリーグないしは平滑化が実
現可能である。(4)データの長さを増加する場合で
も、演算速度や、位相がデータ長によつて影響を
受けることがない。(5)本方式は加算手段、信号遅
延手段など、比較的単純な構成で実現でき、しか
も、その構成を複数層の木構造となるようにカス
ケード接続されるだけなので全体の回路構成とし
て、単純になり、部品構成も従来のデイジタルフ
イルタをハードウエアで実現した場合に比べて減
少する。 As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained compared to the conventional system. (1) Compared to known digital filters, this method does not require multiplication/division calculation processing, so high-speed processing is possible even in high-order filtering processing. (2) By configuring a processor that can perform both differential filtering and smoothing in a tree structure, a differential filtering output signal and a smoothed signal with no phase shift can be obtained at the final stage. (3) By changing the coefficients assigned to the tree-structured processors, it is possible to perform differential filtering or smoothing with a wide variety of frequency characteristics without changing the structure. . (4) Even when increasing the data length, the calculation speed and phase are not affected by the data length. (5) This method can be realized with a relatively simple configuration such as an adding means and a signal delaying means, and since the configuration is simply cascaded to form a multi-layered tree structure, the overall circuit configuration is simple. The number of components is also reduced compared to when a conventional digital filter is implemented using hardware.
図1は低域微分処理における理想周波数特性を
示す図、図2は外部からの制御信号により加算動
作と減算動作が切換わる構成の一例を示す図、図
3は本発明に利用されるプロセツサの構成を示す
図、図4は本発明の一実施例を示す図で、図3の
構成を木構造に構成した図、図5は図3の構成の
具体的一例を示す図、図6〜図9はパラメータあ
る値に選んだ場合の特性の例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing ideal frequency characteristics in low-frequency differential processing, FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration in which addition and subtraction operations are switched by an external control signal, and FIG. 3 is a diagram of the processor used in the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which the configuration of FIG. 3 is configured into a tree structure, FIG. 5 is a diagram showing a specific example of the configuration of FIG. 3, and FIGS. 9 is a diagram showing an example of characteristics when a certain value of the parameter is selected.
Claims (1)
み; 該第1、第2および第3のフイルタ回路のそれ
ぞれが、 時系列的にサンプリングされた入力デイジタル
信号を遅延して、第1の信号(χk)を中心として
時系列的に前後に等間隔である第2の信号
(χk-o)および第3の信号(χk+o)を一対として
予め定めた数(P)の対の信号を出力する遅延手
段と、 前記第1の信号と0または1の値をとる第1の
係数信号(h0)とを乗算する第1の乗算処理
(χk・h0)と、前記第2の信号と+1または−1
の値をとる第2の係数信号(j)とを乗算する第2の
乗算処理(j・χk-o)と、前記第3の信号と前記
第2の乗算処理の乗算結果とを加算する第1の加
算処理(χk+o+j・χk-o)と、前記第1の加算処
理の加算結果と前記第2または第3の信号の時間
間隔に対応して0または1の値をとる第3の係数
信号(ho)とを乗算する第3の乗算処理(ho・
(χk+o+j・χk-o))と、前記第3の乗算処理を予
め定めた回数(P)だけ実行し各乗算結果を加算
する第2の加算処理(P 〓n=1 ho・(χk+o+j・χk-o))
と、前記第1の乗算処理の乗算結果と前記第2の
加算処理の加算結果とを加算する第3の加算処理
(h0・χk+P 〓n=1 h0・(χk+o+j・χk-o))とを実行す
る演算手段とを備え; 前記第2のフイルタ回路の前記遅延手段は前記
第1のフイルタ回路の前記第1の信号を前記入力
デイジタル信号として入力し、前記第3のフイル
タ回路の前記遅延手段は前記第1のフイルタ回路
の前記第3の加算処理の加算結果を前記入力デイ
ジタル信号として入出して構成されることを特徴
とする信号処理装置。 2 第1および第2のフイルタ回路を含み; 該第1および第2のフイルタ回路のそれぞれ
が、 時系列的にサンプリングされた入力デイジタル
信号を遅延して、第1の信号(χk)を中心として
時系列的に前後に等間隔である第2の信号
(χk-o)および第3の信号(χk+o)を一対として
予め定めた数(P)の対の信号を出力する遅延手
段と、 前記第1の信号と0または1の値をとる第1の
係数信号(h0)とを乗算する第1の乗算処理
(χk・h0)と、前記第2の信号と+1または−1
の値をとる第2の係数信号(j)とを乗算する第2の
乗算処理(j・χk-o)と、前記第3の信号と前記
第2の乗算処理の乗算結果とを加算する第1の加
算処理(χk+o+j・χk-o)と、前記第1の加算処
理の加算結果と前記第2または第3の信号の時間
間隔に対応して0または1の値をとる第3の係数
信号(ho)とを乗算する第3の乗算処理(ho・
(χk+o+j・χk-o))と、前記第3の乗算処理を予
め定めた回数(P)だけ実行し各乗算結果を加算
する第2の加算処理(P 〓n=1 ho・(χk+o+j・χk-o))
と、前記第1の乗算処理の乗算結果と前記第2の
加算処理の加算結果とを加算する第3の加算処理
(h0・χk+P 〓n=1 h0・(χk+o+j・χk-o))とを実行す
る演算手段とを備え; 前記第2のフイルタ回路の前記遅延手段は前記
第1のフイルタ回路の前記第3の加算処理の加算
結果を前記入力デイジタル信号として入出して構
成されることを特徴とする信号処理装置。[Scope of Claims] 1: includes a first, second, and third filter circuit; each of the first, second, and third filter circuits delays an input digital signal sampled in time series; Then, the second signal (χ ko ) and the third signal (χ k +o ), which are equally spaced before and after the first signal (χ k ), are paired as a predetermined number ( P); and a first multiplication process (χ k h 0 ) that multiplies the first signal by a first coefficient signal (h 0 ) taking a value of 0 or 1 . ), the second signal and +1 or -1
a second multiplication process (j·χ ko ) that multiplies a second coefficient signal (j) having a value of , and a first process that adds the third signal and the multiplication result of the second multiplication process. (χ k+o +j・χ ko ), and a third signal that takes a value of 0 or 1 corresponding to the time interval between the addition result of the first addition process and the second or third signal. A third multiplication process ( ho ・
(χ k+o +j・χ ko )) and a second addition process ( P 〓 n=1 h o・(χ k+o +j・χ ko ))
and a third addition process (h 0 ·χ k + P 〓 n=1 h 0 ·(χ k+o +j·χ ko )); the delay means of the second filter circuit inputs the first signal of the first filter circuit as the input digital signal; 3. A signal processing device, wherein the delay means of the third filter circuit inputs and outputs the addition result of the third addition process of the first filter circuit as the input digital signal. 2 comprising first and second filter circuits; each of the first and second filter circuits delaying a time-sequentially sampled input digital signal to center the first signal (χ k ); a delay means for outputting a predetermined number (P) of paired signals of a second signal (χ ko ) and a third signal (χ k+o ), which are equally spaced back and forth in time series, as a pair; , a first multiplication process (χ k·h 0 ) that multiplies the first signal by a first coefficient signal (h 0 ) that takes a value of 0 or 1, and a first multiplication process (χ k ·h 0 ) that multiplies the first signal by a first coefficient signal (h 0 ) that takes a value of 0 or 1; 1
a second multiplication process (j·χ ko ) that multiplies a second coefficient signal (j) having a value of , and a first process that adds the third signal and the multiplication result of the second multiplication process. (χ k+o +j・χ ko ), and a third signal that takes a value of 0 or 1 corresponding to the time interval between the addition result of the first addition process and the second or third signal. A third multiplication process ( ho ・
(χ k+o +j・χ ko )) and a second addition process ( P 〓 n=1 h o・(χ k+o +j・χ ko ))
and a third addition process (h 0 ·χ k + P 〓 n=1 h 0 ·(χ k+o +j·χ ko )); The delay means of the second filter circuit inputs the addition result of the third addition process of the first filter circuit as the input digital signal. A signal processing device characterized in that it is configured by
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026383A JPS59185421A (en) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | Signal processor |
| US06/560,447 US4701874A (en) | 1983-04-06 | 1983-12-12 | Digital signal processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026383A JPS59185421A (en) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | Signal processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59185421A JPS59185421A (en) | 1984-10-22 |
| JPH0334246B2 true JPH0334246B2 (en) | 1991-05-22 |
Family
ID=13137087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6026383A Granted JPS59185421A (en) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | Signal processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59185421A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4835723A (en) * | 1987-04-03 | 1989-05-30 | Tektronix, Inc. | Phase coordinated multistage digital filter |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4393456A (en) * | 1981-03-19 | 1983-07-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Digital filter bank |
-
1983
- 1983-04-06 JP JP6026383A patent/JPS59185421A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59185421A (en) | 1984-10-22 |
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