• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of Fundamental Technology for High-Precision Variable Digital Filters with Flexible Characteristic Control

Research Project

Project/Area Number 20K04478
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionHachinohe Institute of Technology

Principal Investigator

Koshita Shunsuke  八戸工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70431533)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 八巻 俊輔  東北工業大学, 工学部, 准教授 (10534076)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords信号処理 / 可変ディジタルフィルタ / 有限ビット長 / 演算精度 / フィルタ構造
Outline of Research at the Start

ディジタルフィルタは通信・音声音響・画像・医療工学など数多くの信号処理アプリケーションにおいて用いられるが、近年の高度な信号処理技術では、遮断周波数や遷移帯域幅などの特性をリアルタイムで変化させる技術が要求される。この技術が可変ディジタルフィルタである。可変フィルタをハードウェア上に実装した場合、メモリのビット長が有限であることに生ずる特性劣化が必ず生じる。本研究では、その有限ビット長に起因する特性劣化を低減できる高精度な可変フィルタを実現するための基盤技術を開拓する。

Outline of Final Research Achievements

Recent advance of signal processing applications has increased demand for variable digital filters with real-time control of various frequency characteristics such as cut-off frequency and transient bandwidth. On the other hand, digital filters that are implemented on hardware inevitably suffer from degradation on filter characteristics due to finite number of bit length. This research project has established a unified theory on realization of high-precision variable digital filters that sufficiently suppress the degradation. In addition, experimental results show that the variable digital filters based on the proposed theory achieve high precision with around 20-bit reduction compared to the existing technologies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

可変ディジタルフィルタは半世紀にわたって研究され、現在では様々な特性の要素をリアルタイム調節可能である。しかし既存の技術では、有限ビット長のハードウェア上に可変フィルタを実装したときの特性劣化の問題が考慮されていないため、実装時の性能低下の問題が避けられなかった。本研究成果により、この問題を理論と実用の両方の面で解決する基盤技術が開拓された。さらに、可変フィルタに対して構造最適化を初めて導入するという新概念の理論が確立されたとともに、世界最高の精度を達成するきわめて実用的な可変フィルタが利用可能となった。これらの成果は、種々の信号処理アプリケーションの性能向上をもたらすと期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Analytical Minimization of <i>L</i><sub>2</sub>-Sensitivity for All-Pass Fractional Delay Digital Filters with Normalized Lattice Structure2023

    • Author(s)
      Shunsuke Koshita
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E106.A Issue: 3 Pages: 486-489

    • DOI

      10.1587/transfun.2022SML0004

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • Year and Date
      2023-03-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 正弦波検出技術を用いた生体信号の雑音抑制2023

    • Author(s)
      越田 俊介
    • Journal Title

      地域ケアリング

      Volume: 25 Pages: 48-51

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 医療・ヘルスケアのための高性能可変ディジタルフィルタ2022

    • Author(s)
      越田 俊介
    • Journal Title

      地域ケアリング

      Volume: 24 Pages: 86-89

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On Coefficient Sensitivity of All-Pass Fractional Delay Digital Filters2021

    • Author(s)
      Shunsuke Koshita
    • Journal Title

      IEICE Proceeding Series

      Volume: 66 Pages: 101-103

    • DOI

      10.34385/proc.66.SS2-2

    • NAID

      230000012783

    • ISSN
      2188-5079
    • Year and Date
      2021-09-20
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On Quantization Effects of Adaptive Notch Filters With Simplified Lattice Algorithm2021

    • Author(s)
      Shunsuke Koshita
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE International Symposium on Communications and Information Technologies

      Volume: - Pages: 140-144

    • DOI

      10.1109/iscit52804.2021.9590608

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On Optimal Realizations for All-Pass Fractional Delay Digital Filters2021

    • Author(s)
      Shunsuke Koshita
    • Journal Title

      Proceedings of Asia Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference

      Volume: - Pages: 222-225

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 2次離散時間全極モデルのHankel特異値の記述について2022

    • Author(s)
      越田 俊介
    • Organizer
      電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 全域通過特性に基づく非整数遅延ディジタルフィルタの 係数量子化に対する性能評価2021

    • Author(s)
      越田 俊介
    • Organizer
      電子情報通信学会 回路とシステム研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 状態変数を用いた係数更新に基づく適応ノッチフィルタにおける係数量子化の影響について2021

    • Author(s)
      越田 俊介
    • Organizer
      電気学会 システム研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 適応バンドパス・バンドストップフィルタ2021

    • Author(s)
      越田 俊介
    • Organizer
      電子情報通信学会 スマートインフォメディアシステム研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] ディジタル信号処理におけるシステム最適化技術2021

    • Author(s)
      電気学会・ディジタル信号処理システム最適化技術調査専門委員会
    • Total Pages
      282
    • Publisher
      オーム社
    • ISBN
      9784274227608
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi