2016 Fiscal Year Research-status Report
確率的演算に基づく次世代ディジタルフィルタに対する統一的な最適構造合成理論
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15K06049
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
越田 俊介 東北大学, 工学研究科, 助教 (70431533)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 情報通信工学 / 制御工学 / ディジタルフィルタ / 演算精度 / 確率的演算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度では，確率的演算に基づくディジタルフィルタのさらなる性能向上を目的として，主としてFIRフィルタの実現に関する手法に着目して研究を進めた．その結果，確率的演算に基づくFIRフィルタの高精度化・低消費電力化を達成した．さらに本研究では，付加的な成果として，可変のノッチフィルタに基づく適応信号処理における周波数推定のさらなる高速化と高精度化を達成し，また収束特性を従来よりも正確に解析する手法を提案した．具体的な内容は以下の通りである．
1.確率的FIRディジタルフィルタの精度向上と低消費電力化
昨年度の成果にて提案した高精度確率的FIRフィルタをさらに発展させ，乗算器に対して2のべき乗に基づくスケーリングを適用することにより，さらなる演算精度向上を達成した．また，転置形構造を利用することにより，昨年度の手法よりも大幅に消費電力を削減することに成功した．
2.適応ノッチフィルタの高速化・高精度化，および正確な解析法の提案（付加的な成果）
適応ノッチフィルタにおいて，パイロットノッチフィルタの構成法とステップサイズの決定法に理論的な改良を加えることにより，昨年度に得た成果よりもさらに高速かつ高精度な収束特性を実現することに成功した．さらに，係数更新にて用いる勾配の期待値の特性を従来よりも正確な形で理論的に解析することに成功した．これにより，さらなる高速化・高精度化を実現する新しいアルゴリズムの構築が可能になると期待できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成27年度と同様に，確率的演算に基づくディジタルフィルタの実現法だけではなく適応ノッチフィルタに対する研究成果も得られたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
確率的演算に基づくFIRフィルタの実現法は世界的に大きく注目を集めており，ここ1～2年の間に，数多くの新しい手法が提案されてきている．そこで平成29年度では，まず本研究にて得られた手法の精度および消費電力について，既存の他手法とさまざまな観点から比較する．そして，本研究による手法が，他手法と比べどのようなアプリケーションにて有効となるのかを明らかにする．また，平成29年度ではIIRフィルタの高精度化・低消費電力化も目標とする．この目標の達成のために，確率的演算に基づくIIRフィルタリングにて生ずる特性劣化を解析し，その劣化の程度を最小限に抑えるための理論的なアプローチを構築する．
また，これまでの研究にて得られた成果を学術論文へ投稿し，およびシンポジウムでも発表することで，研究成果を広く公表していく．
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