JPS5850384B2 - 離散的フ−リエ変換演算装置 - Google Patents
離散的フ−リエ変換演算装置Info
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- JPS5850384B2 JPS5850384B2 JP51078033A JP7803376A JPS5850384B2 JP S5850384 B2 JPS5850384 B2 JP S5850384B2 JP 51078033 A JP51078033 A JP 51078033A JP 7803376 A JP7803376 A JP 7803376A JP S5850384 B2 JPS5850384 B2 JP S5850384B2
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- KTUFKADDDORSSI-UHFFFAOYSA-N acebutolol hydrochloride Chemical compound Cl.CCCC(=O)NC1=CC=C(OCC(O)CNC(C)C)C(C(C)=O)=C1 KTUFKADDDORSSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は離散的フーリエ変換を効率的に行なうための離
散的フーリエ変換演算装置に関する。
散的フーリエ変換演算装置に関する。
離散的フーリエ変換(Discrete Fourie
rTransform、以後DFTと略称する)は有限
個の離散的な信号系列の周波数スペクトルを求めるため
の数学的操作として知られ、ディジタル的に信号処理を
行なう上で極めて重要な役割を担っている。
rTransform、以後DFTと略称する)は有限
個の離散的な信号系列の周波数スペクトルを求めるため
の数学的操作として知られ、ディジタル的に信号処理を
行なう上で極めて重要な役割を担っている。
N点の離散的なサンプル値系列fn(O≦n<N−1)
のDFTFk(O≦に≦N−1)は次式で定義される。
のDFTFk(O≦に≦N−1)は次式で定義される。
逆にFkからf。
を求めることもでき、この操作を離散的フーリエ逆変換
(Inverse DiscreteFourier
Transform 1以後IDFTと略称する)と呼
んでいる。
(Inverse DiscreteFourier
Transform 1以後IDFTと略称する)と呼
んでいる。
前記DFTのIDFTは次式によって定義される。
離散的フーリエ変換演算装置とは式(1)および式(2
)で定義されるDF’l”およびIDFTを計算するた
めの装置である。
)で定義されるDF’l”およびIDFTを計算するた
めの装置である。
ところで、式(1)と式(2)とを比較すると、スケー
ルファクターと指数関数の符号とが異なるのみで両者は
本質的には同じ演算であるしたがって、式(1)または
式(2)の倒れか一方に対する演算装置があれば、DF
TおよびIDFTの伺れの演算をも行なうことができる
。
ルファクターと指数関数の符号とが異なるのみで両者は
本質的には同じ演算であるしたがって、式(1)または
式(2)の倒れか一方に対する演算装置があれば、DF
TおよびIDFTの伺れの演算をも行なうことができる
。
以後本発明では、DFTおよびIDFTの伺れにも適用
できるように便宜上式(3)の演算を対象とするが、こ
れによって本発明の一般性が失なわれるものではない。
できるように便宜上式(3)の演算を対象とするが、こ
れによって本発明の一般性が失なわれるものではない。
DFTまたはIDFTを求めるために式(3)をそのま
ま計算しようとすると、N回の乗算が必要であり、n=
0,1.・・・・・・、N−1の全ての離散的なサンプ
ル値(系列)fnを求めるためにはN2回の乗算が必要
である。
ま計算しようとすると、N回の乗算が必要であり、n=
0,1.・・・・・・、N−1の全ての離散的なサンプ
ル値(系列)fnを求めるためにはN2回の乗算が必要
である。
したがって、Nが大きくなると、所要乗算回数は指数関
数的に増大することになり、実時間処理を行なう離散的
フーリエ変換演算装置の規模は極めて大きなものとなる
。
数的に増大することになり、実時間処理を行なう離散的
フーリエ変換演算装置の規模は極めて大きなものとなる
。
しかしながら、Nが整数の積に分解できるときには、高
速フーリエ変換(Fast Fourier Tran
−8form、以後FFTと略称する)として知られる
算法を用いて所要乗算回数を大幅に低減することができ
る。
速フーリエ変換(Fast Fourier Tran
−8form、以後FFTと略称する)として知られる
算法を用いて所要乗算回数を大幅に低減することができ
る。
特に、Nが2のべき乗のとき、乗算回数が最も効率的に
低減でき、N=2nとすると、前記所要乗算回数は(N
/ 2 ) log2N迄に減少する。
低減でき、N=2nとすると、前記所要乗算回数は(N
/ 2 ) log2N迄に減少する。
さらに、本乗算回数はlog2N段あるFFT演算過程
のうち、2段は1.jを単に乗算するだけの乗算である
から、実際には、乗算か不要となす、結局−(log2
N 2 )まで減少する。
のうち、2段は1.jを単に乗算するだけの乗算である
から、実際には、乗算か不要となす、結局−(log2
N 2 )まで減少する。
このようなFFTの算法およびFFTを用いた離散的フ
ーリエ変換演算装置については既に多くの公知文献(例
えば、1975年に米国のPRENT ICEHALL
、 lNC1から発行された刊行物rTHEORY
AND APPLICATION 0FDIGITAL
5IGNAL PROCESSINGJ)に詳細
に説明されているので、ここではこれ以上の説明は省略
する。
ーリエ変換演算装置については既に多くの公知文献(例
えば、1975年に米国のPRENT ICEHALL
、 lNC1から発行された刊行物rTHEORY
AND APPLICATION 0FDIGITAL
5IGNAL PROCESSINGJ)に詳細
に説明されているので、ここではこれ以上の説明は省略
する。
DFT(IDFTも含めて)は一般的には、入力および
出力ともに複素データであるが、適用形態によっては入
力が実数に限定されている場合や複素出力の内の実数部
のみしか必要でない場合も多い。
出力ともに複素データであるが、適用形態によっては入
力が実数に限定されている場合や複素出力の内の実数部
のみしか必要でない場合も多い。
このような制限条件があっても、従来のFFTの算法で
は所要乗算回数はいくらも減少しない。
は所要乗算回数はいくらも減少しない。
本発明の目的は一般的な複素人力データの離散フーリエ
変換において実数もしくは虚数倒れか一方のみの出力を
求める場合に所要乗算回数を大幅に低減できる効率的な
離散的フーリエ変換演算装置を提供することにある。
変換において実数もしくは虚数倒れか一方のみの出力を
求める場合に所要乗算回数を大幅に低減できる効率的な
離散的フーリエ変換演算装置を提供することにある。
本発明の他の目的は小形かつ経済的な離散的フーリエ変
換演算装置を提供することにある。
換演算装置を提供することにある。
本発明の離散的フーリエ変換演算装置は、N点の複素入
力データに対してN点離散的フーリエ変換演算を行なう
装置で構成する代りに、N点の複素人力データからN/
2点の複素中間データを生成する前処理回路と、前記前
処理回路から得られるN/2点複素中間データを入力と
するN/2点離散的フーリエ変換回路とから構成され、
前記N/2点離散的フーリエ変換回路のN/2点複素出
力データから所望のN点離散的フーリエ変換出力の実数
部および虚数部のいずれか一方のみを得ることを特徴と
している。
力データに対してN点離散的フーリエ変換演算を行なう
装置で構成する代りに、N点の複素人力データからN/
2点の複素中間データを生成する前処理回路と、前記前
処理回路から得られるN/2点複素中間データを入力と
するN/2点離散的フーリエ変換回路とから構成され、
前記N/2点離散的フーリエ変換回路のN/2点複素出
力データから所望のN点離散的フーリエ変換出力の実数
部および虚数部のいずれか一方のみを得ることを特徴と
している。
次に図面を参照して本発明の離散的フーリエ変換装置に
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
第1図は本発明の離散的フーリエ変換演算装置の一実施
例を示すもので、参照数字1oo、1o1゜102 t
””” 、10 N−2’F6ヨヒ10 N−1ハN
点複素入力データの入力端子、参照数字11はN点複素
入カデータF。
例を示すもので、参照数字1oo、1o1゜102 t
””” 、10 N−2’F6ヨヒ10 N−1ハN
点複素入力データの入力端子、参照数字11はN点複素
入カデータF。
、Fl、F2.・・・・・・5FN−2およびFN−1
からN72点複素中間データG。
からN72点複素中間データG。
、G1゜理回路、参照数字13はN/2点離散的フーリ
エ変換回路、参照数字12..121.・・・・・・。
エ変換回路、参照数字12..121.・・・・・・。
12 N/2−2および12 N/2− tは前処理回
路11の出力G。
路11の出力G。
、G1.・・・・・・、GN/2−2およびGN/2−
1をN/2点離散的フーリエ変換回路の入力G。
1をN/2点離散的フーリエ変換回路の入力G。
、G1.・・・・・・、GN/2−2およびGN/2−
tに接続するための信号線、参照数字14o、141゜
・・・・・・t 14 N/2−2および14 N/2
−1はN/2点離散的フーリエ変換回路13の複素デー
タ出力go+g1.’・・・・・2gN/2−2および
gB/2−tの実R、、R 敷部g。
tに接続するための信号線、参照数字14o、141゜
・・・・・・t 14 N/2−2および14 N/2
−1はN/2点離散的フーリエ変換回路13の複素デー
タ出力go+g1.’・・・・・2gN/2−2および
gB/2−tの実R、、R 敷部g。
2gし”°°° ツgN/2−2およびgN/2−t
の出力端子および参照数字15o、151.・・・・・
・。
の出力端子および参照数字15o、151.・・・・・
・。
15 N/2−2および15N/2□は前記複素データ
出力g。
出力g。
2g1.・・・・・・2gN/2−2およびgN/2−
tの虚数部己2g(、・ ・gN/2−2およびgj/
2−tの出力端子をそれぞれ示す。
tの虚数部己2g(、・ ・gN/2−2およびgj/
2−tの出力端子をそれぞれ示す。
本発明の離散的フーリエ変換演算装置を用いて行なう演
算操作は次式の通りとする。
算操作は次式の通りとする。
複素入力データFk(k=o、1 、・・・・・・、N
−1)が端子10k(k=0,1.・・・・・・、N−
1)を介して前処理回路11に与えられると、前処理回
路11では前記データFkに対して次式で示す演算操作
を行なってN/2点の複素中間データCq、 (k−O
t 1 、・・・、N/2−1)を生成し、信号線12
k(k=o t 1 、”・t N/2−1 )ニ出力
する。
−1)が端子10k(k=0,1.・・・・・・、N−
1)を介して前処理回路11に与えられると、前処理回
路11では前記データFkに対して次式で示す演算操作
を行なってN/2点の複素中間データCq、 (k−O
t 1 、・・・、N/2−1)を生成し、信号線12
k(k=o t 1 、”・t N/2−1 )ニ出力
する。
式(5)において、F九−におよびFIIN/2−には
それぞれFN lおよび”N/2−にの共役複素数を
示し、FN−におよびF N/2− kの虚数部の極性
を反転することによって求められる。
それぞれFN lおよび”N/2−にの共役複素数を
示し、FN−におよびF N/2− kの虚数部の極性
を反転することによって求められる。
Fkから式(5)によってGkを求める操作に必要な複
素乗算はN/2回である。
素乗算はN/2回である。
前処理回路11によって複素入力データFkから式(5
)にしたがってN/2点複素中間データGkを求めた後
、次にN/2点離散的フーリエ変換回路13において(
6)にしたがって前記中間データGkの離散的フーリエ
変換gnを計算する。
)にしたがってN/2点複素中間データGkを求めた後
、次にN/2点離散的フーリエ変換回路13において(
6)にしたがって前記中間データGkの離散的フーリエ
変換gnを計算する。
に本来求めるべき出力fi(o≦n<N−1)が含まれ
ている。
ている。
frとgnの関係は次式に示す通りである。
式(7)および(8)が正しいことは式(6)に式(5
)を代入し順次各式の変形を行なうことによって以下の
ように証明できる。
)を代入し順次各式の変形を行なうことによって以下の
ように証明できる。
式(4)と式03)および式(14)とを対比させると
、弐03)および式(14)はそれぞれtnおよび、I
IL、や1に等しいことがわかる。
、弐03)および式(14)はそれぞれtnおよび、I
IL、や1に等しいことがわかる。
以上の説明から、本発明によれば、前処理回路11とN
/2点離散的フーリエ変換回路13とによって、N点離
散的フーリエ変換の実数部を求めることができる。
/2点離散的フーリエ変換回路13とによって、N点離
散的フーリエ変換の実数部を求めることができる。
このために必要とされる乗算回数は前処理回路でN/2
回、N/272点離散的ツ ーエ変換回路で(N / 4 ) log2(2)回の
合計(N/ 4 ) (log2 N 1 )回とな
り、N点離散的フーリエ変換演算装置を直接使用した場
合の乗算回数−(log2N−2)と比べて乗算回数が
犬幅に減少する。
回、N/272点離散的ツ ーエ変換回路で(N / 4 ) log2(2)回の
合計(N/ 4 ) (log2 N 1 )回とな
り、N点離散的フーリエ変換演算装置を直接使用した場
合の乗算回数−(log2N−2)と比べて乗算回数が
犬幅に減少する。
なお、式(5)に示す演算において、第1中括弧および
第2中括弧に対してそれぞれ独立に(−1)を乗じても
よい。
第2中括弧に対してそれぞれ独立に(−1)を乗じても
よい。
この場合には、式(7)および式(8)をそれぞれ独立
にfyoニーgWおよびIn+1■ −gnと置換すれはよい。
にfyoニーgWおよびIn+1■ −gnと置換すれはよい。
式(5)の第2中括弧内にのみ(−1)を乗する場合に
は、複素乗算項je ’ N’を−j、j27.とする
たけでよく、前処42π 理回路11の乗算回数は式(5)を計算する場合と同じ
である。
は、複素乗算項je ’ N’を−j、j27.とする
たけでよく、前処42π 理回路11の乗算回数は式(5)を計算する場合と同じ
である。
さらに、上述の説明では、N点複素人力データFkに対
するDFT出力の実数部fW中の偶数成分ハ。
するDFT出力の実数部fW中の偶数成分ハ。
を7点DFT出力の実数部g。で、また、奇数成分子2
(1+1を虚数部g二として得たが、式(5′)に従う
前処理を行えは、式(7′)、式(8′)に示す関係と
なり、上の関係を入れ換えることもできる。
(1+1を虚数部g二として得たが、式(5′)に従う
前処理を行えは、式(7′)、式(8′)に示す関係と
なり、上の関係を入れ換えることもできる。
式(5′)において、第1中括弧にはjなる乗算が必要
であるが、この乗算は実数部と虚数部とを入れ換え、入
れ換えにより新たに実数部となった実数部の極性を反転
するだけであるため式(5′)に基づく前処理でも乗算
回数は式(5)による前処理における乗算回数と変わら
ない。
であるが、この乗算は実数部と虚数部とを入れ換え、入
れ換えにより新たに実数部となった実数部の極性を反転
するだけであるため式(5′)に基づく前処理でも乗算
回数は式(5)による前処理における乗算回数と変わら
ない。
また、式(5′)に示す演算においても、第1中括弧お
よび第2中括弧に対してそれぞれ独立に(−1)を乗じ
てもよく、この場合にも、式(71)および式(8′)
をそれぞれ独立にfR,、I およびr、+、= −
g÷と置換すれはよい。
よび第2中括弧に対してそれぞれ独立に(−1)を乗じ
てもよく、この場合にも、式(71)および式(8′)
をそれぞれ独立にfR,、I およびr、+、= −
g÷と置換すれはよい。
この操作による前処理の乗算回数は、やはり式(5)の
場合と変わらない。
場合と変わらない。
さらに、式(5′)において、第2中括弧部のみに(−
1)を乗じた式は、式(5)全体にjを乗じた場合に等
しく、結局、以上に述べた操作は式(5)の本質的部分
を変えずに行なわれている。
1)を乗じた式は、式(5)全体にjを乗じた場合に等
しく、結局、以上に述べた操作は式(5)の本質的部分
を変えずに行なわれている。
また、式(4)における指数部の符号が負の場合には、
前処理回路11における演算の指数部およびN/2点離
散的フーリエ変換回路13の指数部の符号を負に代えれ
はよい。
前処理回路11における演算の指数部およびN/2点離
散的フーリエ変換回路13の指数部の符号を負に代えれ
はよい。
また、以上の説明はN点離散的フーリエ変換の実数部の
みを求める場合であったが、虚数部のみを同じ考え方で
求めることもできる。
みを求める場合であったが、虚数部のみを同じ考え方で
求めることもできる。
すなわち、複素中間データGkを式(5)の代わりに
とし、
このG4から式(6)によってg /を求めれば、とな
る。
る。
従って、虚数部のみを求める場合にも本発明が適用でき
る。
る。
式(5)において、(Fk+、FN−k)を用いること
は一般的な離散的複素入力データFkに対し共役偶対称
成分のみを抽出していることに相当し、式(5′りにお
いて(Fk FN−k)を用いることは共役奇対称成
分のみを抽出していることに相当している。
は一般的な離散的複素入力データFkに対し共役偶対称
成分のみを抽出していることに相当し、式(5′りにお
いて(Fk FN−k)を用いることは共役奇対称成
分のみを抽出していることに相当している。
第1図の実施例のN/2点離散的フーリエ変換回路13
は上記文献第599頁Fig・10.20に示された公
知のFFT演算回路によって実現できるから特別な説明
を要しない。
は上記文献第599頁Fig・10.20に示された公
知のFFT演算回路によって実現できるから特別な説明
を要しない。
前処理回路11は式(5)もしくは(5つあるいは(5
/′)を計算するものであり、共役複素数計算回路と複
素加算回路と複素減算回路と複素乗算回路とを用いて構
成できるが、N=8の場合についてその一例を第2図を
参照して説明する。
/′)を計算するものであり、共役複素数計算回路と複
素加算回路と複素減算回路と複素乗算回路とを用いて構
成できるが、N=8の場合についてその一例を第2図を
参照して説明する。
第2図において、端子200,201.202゜203
.204,205,206および207は8点複素デー
タ入力端子であり、第1図の入力端子10o、100.
・・・、10.に相当する。
.204,205,206および207は8点複素デー
タ入力端子であり、第1図の入力端子10o、100.
・・・、10.に相当する。
参照数字210,211,212,213,214゜2
15.216および217は共役複素数計算回路を示し
ている。
15.216および217は共役複素数計算回路を示し
ている。
また、参照数字220,221゜222.223.22
4.225.226 。
4.225.226 。
227.230,231.232,233,260゜2
61.262および263は複素加算回路を示す。
61.262および263は複素加算回路を示す。
さらに、参照数字235,236,237および238
は複素減算回路を表わす。
は複素減算回路を表わす。
複素乗算回路250,251,252および253の乗
算入力端子240,241.242および243にはそ
れぞれ 271.272および273は複素データの実数部およ
び虚数部をそれぞれ1/2にする。
算入力端子240,241.242および243にはそ
れぞれ 271.272および273は複素データの実数部およ
び虚数部をそれぞれ1/2にする。
参照数字280,281,282および283は本回路
11の出力端子を示し、第1図の出力端子12o。
11の出力端子を示し、第1図の出力端子12o。
121、・・・、12□に相当する。
本回路11の動作の概要は次の通りである。
まず、共役複素数計算回路210〜217は8点複素共
役データを求める。
役データを求める。
また、複素加算回路220〜227は8点共役偶対称複
素データを求める。
素データを求める。
複素加算回路230〜233および複素減算回路235
〜238は、8点共役偶対称複素データの2点づつの各
組の和成分および差成分を求める。
〜238は、8点共役偶対称複素データの2点づつの各
組の和成分および差成分を求める。
複素乗算回路250〜253は8点共役偶対称複素デー
タの2点づつの組の差成分に指数関数を乗する。
タの2点づつの組の差成分に指数関数を乗する。
複素加算回路260〜263は8点共役偶対称複素デー
タの2点づつの組の和成分と、差成分に指数関数を乗じ
た結果とを加算する。
タの2点づつの組の和成分と、差成分に指数関数を乗じ
た結果とを加算する。
次に、前処理回路11の詳細な動作を複素中間データG
1を求める場合について説明する。
1を求める場合について説明する。
端子207に加えられた複素入力データF7は共役複素
計算回路212によりF7に変換され、端子201に加
えられた複素入力データF1と複素加算回路222にお
いて加算され、(Fl + F7 )となる。
計算回路212によりF7に変換され、端子201に加
えられた複素入力データF1と複素加算回路222にお
いて加算され、(Fl + F7 )となる。
この動作は式(5)におけるN=8 、 k=1の場合
の第1および第3番目の小括弧内の演算に該当する。
の第1および第3番目の小括弧内の演算に該当する。
同様に、端子203に加えられた複素入力データF3は
共役複素数計算回路213によりE3に変換され、端子
205に加えられた複素人力データF5と複素加算回路
223において加算され、(F3+F5)となる。
共役複素数計算回路213によりE3に変換され、端子
205に加えられた複素人力データF5と複素加算回路
223において加算され、(F3+F5)となる。
これは式(5)における第2および第4番目の小括弧内
の演算に該当する。
の演算に該当する。
複素加算回路231は複素加算回路222の出力である
(F1+F7)と、複素加算回路223の出力である(
F3+F5)とを加算し、出力(F、+F7)+(F3
+F5)を生じ、式(5)の第1中括弧で示す演算を実
現する。
(F1+F7)と、複素加算回路223の出力である(
F3+F5)とを加算し、出力(F、+F7)+(F3
+F5)を生じ、式(5)の第1中括弧で示す演算を実
現する。
同様に、複素減算回路236は複素加算回路222の出
力(F1+F7)から、複素加算回路223の出力(F
3+F5 )を減算し、(”1千F7 ) (F3
+ F5 )を出力し、式(5)の第2中括弧内の演算
を実現する。
力(F1+F7)から、複素加算回路223の出力(F
3+F5 )を減算し、(”1千F7 ) (F3
+ F5 )を出力し、式(5)の第2中括弧内の演算
を実現する。
複素減算回路236の出力は複素乗算回路25姿におい
て端子241に加えられた複素乗数jeJ8と乗算され
、複素加算回路231の出力およげ複素乗算回路251
の出力は複素加算回路261において加算され、スケー
ラ−271により全体が1/2とされ。
て端子241に加えられた複素乗数jeJ8と乗算され
、複素加算回路231の出力およげ複素乗算回路251
の出力は複素加算回路261において加算され、スケー
ラ−271により全体が1/2とされ。
この結果、出力端子281には。か出力される。
この出力は式(5)において、N=8、k=1の場合の
結果、つまり、G1に等しい。
結果、つまり、G1に等しい。
残りのG。
、G2およびG3も同様に求められるのが容易に理解で
きる。
きる。
たたし、Go計算時においては、Fo二F8であること
に注意しなければならない。
に注意しなければならない。
第2図において用いた共役複素数計算回路、複素加算回
路および複素乗算回路の一例を第3図に示す。
路および複素乗算回路の一例を第3図に示す。
第3図において、参照数字300は共役複素数計算回路
を示し、参照数字400は複素加算回路を示し、参照数
字500は複素乗算回路を示す。
を示し、参照数字400は複素加算回路を示し、参照数
字500は複素乗算回路を示す。
まず、共役複素数計算回路300について説明する。
参照数字301は複素データの実数部入力端子、参照数
字302は複素データの虚数部入力端子、参照数字30
3は複素データの実数部出力端子、および参照数字30
4は複素データの虚数部出力端子をそれぞれ表わす。
字302は複素データの虚数部入力端子、参照数字30
3は複素データの実数部出力端子、および参照数字30
4は複素データの虚数部出力端子をそれぞれ表わす。
また、極性反転回路は参照数字350で表わされている
。
。
複素数A−AR+jAIの実数部ARが共役複素数計算
回路300の端子301へ、虚数部AIが端子302へ
入力された場合、実数部出力端子303には実数部AR
が、虚数部出力端子304には極性反転回路350によ
り極性が反転された虚数部つまり−A工が出力され、結
局、この回路300においてA=AFL−JA■が実行
されたことになる。
回路300の端子301へ、虚数部AIが端子302へ
入力された場合、実数部出力端子303には実数部AR
が、虚数部出力端子304には極性反転回路350によ
り極性が反転された虚数部つまり−A工が出力され、結
局、この回路300においてA=AFL−JA■が実行
されたことになる。
次に、複素加算回路400について説明する。
参照数字401および402はそれぞれ複素被加算数の
実数部入力端子および虚数部入力端子を示し、参照数字
403および404はそれぞれ複素加算数の実数部入力
端子および虚数部入力端子を示す。
実数部入力端子および虚数部入力端子を示し、参照数字
403および404はそれぞれ複素加算数の実数部入力
端子および虚数部入力端子を示す。
参照数字405および406は複素出力数の実数部出力
端子および虚数部出力端子をそれぞれ表わす。
端子および虚数部出力端子をそれぞれ表わす。
参照数字450および460は加算回路である。
ここで、複素被加算数Aおよび複素加算数Bをそれぞれ
A=AR+JA■、B二BR−)−jB工とし、A□、
A、、BRおよびBIがそれぞれ端子401゜402.
403および404に加えられると、加算回路450に
はARとARが入力され、出力端子405にはAR+B
−FLが現われる。
A=AR+JA■、B二BR−)−jB工とし、A□、
A、、BRおよびBIがそれぞれ端子401゜402.
403および404に加えられると、加算回路450に
はARとARが入力され、出力端子405にはAR+B
−FLが現われる。
また、加算回路460にはAIとBIが入力され、出力
端子406にはAI十B■が現われる。
端子406にはAI十B■が現われる。
従って、出力複素数をC−CFL+jCIとすれば、
C二CR+jC■二(AR+BR)+j (AI+BI
)となり、2つの複素数が加算されたことになる。
)となり、2つの複素数が加算されたことになる。
なお、複素加算回路400の加算回路450および46
0を通常の減算回路に置換すれば、複素減算回路となる
。
0を通常の減算回路に置換すれば、複素減算回路となる
。
次に、複素乗算回路500について説明する。
参照数字501および502はそれぞれ複素被乗数実数
部入力端子および虚数部入力端子を示す。
部入力端子および虚数部入力端子を示す。
参照数字503および504はそれぞれ複素乗数実数部
入力端子および虚数部入力端子を示し、参照数字505
および506はそれぞれ複累積実数部出力端子および虚
数部出力端子を示す。
入力端子および虚数部入力端子を示し、参照数字505
および506はそれぞれ複累積実数部出力端子および虚
数部出力端子を示す。
また、参照数字530,540,550および560は
乗算回路、参照数字570は減算回路および参照数字5
80は加算回路をそれぞれ示す。
乗算回路、参照数字570は減算回路および参照数字5
80は加算回路をそれぞれ示す。
いま、複素波乗数人をA=A□+JAI、複素乗数Bを
B二BR+JB□として、前記端子501゜502.5
03および504にそれぞれAR2A工。
B二BR+JB□として、前記端子501゜502.5
03および504にそれぞれAR2A工。
BRおよびBIを入力すれば、乗算器530被乗数AR
と乗数BRとから積AR−B□を出力し、乗算器540
は被乗数AIと乗数B□とから積AI。
と乗数BRとから積AR−B□を出力し、乗算器540
は被乗数AIと乗数B□とから積AI。
BIを出力し、乗算器550は被乗数AIと乗数BRと
から積AI・BRを出力し、また、乗算器560は被乗
数A□と乗数BIとから積AR−B■を出力する。
から積AI・BRを出力し、また、乗算器560は被乗
数A□と乗数BIとから積AR−B■を出力する。
従って、減算器570は乗算器530の出力AR−BR
から乗算器540の出力AI・BIを減算し、(AR−
BR−人■・BI)なる値を端子505に出力する。
から乗算器540の出力AI・BIを減算し、(AR−
BR−人■・BI)なる値を端子505に出力する。
また、加算器580は、乗算器550の出力AI−BR
と乗算器560の出力AR−B■とを加算し、(AI・
BR+AR−BI)なる値を端子506に生じる。
と乗算器560の出力AR−B■とを加算し、(AI・
BR+AR−BI)なる値を端子506に生じる。
従って、出力複素数をC−CR+JC■とすれば、
C−CR+」C工=(AR−BR−A□・BI)+j(
AI・BR+AR−BI)二AXBとなり、A、B二つ
の複素数の積が得られる。
AI・BR+AR−BI)二AXBとなり、A、B二つ
の複素数の積が得られる。
以上のように、本発明では、N息抜素データのDFT(
IDFT)の実数部もしくは虚数部のみを必要とする場
合、N点の複素データに対して簡単な前処理を施すこと
によりN/2点DFT回路を利用できる。
IDFT)の実数部もしくは虚数部のみを必要とする場
合、N点の複素データに対して簡単な前処理を施すこと
によりN/2点DFT回路を利用できる。
従って、本発明においては、適当に大きなNに対して必
要な乗算数はDFT回路を利用した場合に従来の約1/
4.FFT回路を利用した場合に従来の約1/2となる
。
要な乗算数はDFT回路を利用した場合に従来の約1/
4.FFT回路を利用した場合に従来の約1/2となる
。
このため、演算速度が従来のそれぞれ4倍および2倍と
なる。
なる。
また、演算装置の規模も乗算回数によって決まるため、
従来の装置と比べ大幅な規模の縮少が望め、結局、本発
明の演算装置は小型化および低消費電力化が計れかつ廉
価化が計れる。
従来の装置と比べ大幅な規模の縮少が望め、結局、本発
明の演算装置は小型化および低消費電力化が計れかつ廉
価化が計れる。
また、式(5つを実現する回路は、第2図において、複
素加算回路220〜227を複素減算回路に置換し、複
素加算回路230〜233を複素減算回路に置換し、複
素減算回路235〜238を複素加算回路に置換するこ
とにより実現でき、N息抜素入力データの離散的フーリ
エ変換の虚数部のみを出力する回路も本発明の範囲に含
まれる。
素加算回路220〜227を複素減算回路に置換し、複
素加算回路230〜233を複素減算回路に置換し、複
素減算回路235〜238を複素加算回路に置換するこ
とにより実現でき、N息抜素入力データの離散的フーリ
エ変換の虚数部のみを出力する回路も本発明の範囲に含
まれる。
上記変換により式が(5′″)実現できるのは式(5)
と式(5/′)の対応からも明らかであろう。
と式(5/′)の対応からも明らかであろう。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
第1図において、参照数字10o、10□、・・・。
1ON□はN息抜素人力データ端子、参照数字11は前
処理回路、参照数字12..121.・・・。 12−−1はN/2点複素中間データ、参照数字13は
N/2点離散的フーリエ変換回路、参照数ぞれ示す。 第2図および第3図は第1図の前処理回路11を詳しく
示す図である。 参照数字210〜217は共役複素数計算回路、参照数
字220〜227は8点共役偶対称データを求める複素
加算回路、参照数字230〜233は複素加算回路、参
照数字235〜238は複素減算回路、参照数字250
〜253は複素乗算回路、参照数字260〜263は複
素加算回路および参照数字240〜243はスケーラ−
をそれぞれ示す。 第3図において、参照数字300は共役複素計算回路、
参照数字350は極性反転回路、参照数字400は複素
加算回路、参照数字450および460は加算回路、参
照数字500は複素乗算回路、参照数字530,540
,550および560は乗算回路、参照数字570は減
算回路および参照数字580は加算回路をそれぞれ表わ
す。
処理回路、参照数字12..121.・・・。 12−−1はN/2点複素中間データ、参照数字13は
N/2点離散的フーリエ変換回路、参照数ぞれ示す。 第2図および第3図は第1図の前処理回路11を詳しく
示す図である。 参照数字210〜217は共役複素数計算回路、参照数
字220〜227は8点共役偶対称データを求める複素
加算回路、参照数字230〜233は複素加算回路、参
照数字235〜238は複素減算回路、参照数字250
〜253は複素乗算回路、参照数字260〜263は複
素加算回路および参照数字240〜243はスケーラ−
をそれぞれ示す。 第3図において、参照数字300は共役複素計算回路、
参照数字350は極性反転回路、参照数字400は複素
加算回路、参照数字450および460は加算回路、参
照数字500は複素乗算回路、参照数字530,540
,550および560は乗算回路、参照数字570は減
算回路および参照数字580は加算回路をそれぞれ表わ
す。
Claims (1)
- 1 N点複素人力データからN点複素共役データを求め
る手段と前記N点複素入力データと前記N点複素共役デ
ータとから新しくN点共役対称データを得るための手段
とこのN点共役対称データを得るための手段からの出力
のN点共役対称データを2点づつの組にして各組毎に和
および差をとり和成分および差成分を求める手段と前記
和成分および差成分の倒れか一方に指数関数を乗じた後
両成分を加算する手段とを有しN/2点複素中間データ
を発生する前処理回路と、前記前処理回路から得られる
N/2点複素中間データを入力とするN/2点離散的フ
ーリエ変換回路とから槽底され前記N/2点離散的フー
リエ変換回路のN/2点複素出力データかね前記N点複
素入力データに対する離散的フーリエ変換結果の実数部
または虚部数のみを得ることを特徴とする離散的フーリ
エ変換演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51078033A JPS5850384B2 (ja) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | 離散的フ−リエ変換演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51078033A JPS5850384B2 (ja) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | 離散的フ−リエ変換演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS533751A JPS533751A (en) | 1978-01-13 |
| JPS5850384B2 true JPS5850384B2 (ja) | 1983-11-10 |
Family
ID=13650488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51078033A Expired JPS5850384B2 (ja) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | 離散的フ−リエ変換演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850384B2 (ja) |
-
1976
- 1976-06-30 JP JP51078033A patent/JPS5850384B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS533751A (en) | 1978-01-13 |
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