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2012 Fiscal Year Annual Research Report

高精度ディジタルフィルタ構造の解析的合成による高性能信号処理システムの開発

Research Project

Project/Area Number 23760322
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

八巻 俊輔  東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (10534076)

Keywords状態空間ディジタルフィルタ / L2感度最小実現 / L2スケーリング制約 / リミットサイクル
Research Abstract

「スケーリングを考慮したL2感度最小実現」がリミットサイクルを発生しない構造であることの理論的証明に取り組んだ.リミットサイクルは,有限語長ディジタルフィルタにおける乗算時の丸めや加算時のオーバーフローなどの非線形性によって生じるものであり,出力信号が発振してしまう現象であるため,信号処理システムの安定化のためには発生しないことが望ましい.我々のグループは,「スケーリングを考慮しないL2感度最小実現」がリミットサイクルを発生しない構造にできることを過去に理論的に証明している.しかし,実際にディジタルフィルタをハードウェア上に実装する際には,内部状態のオーバーフローを抑制するためにL2スケーリング制約を考慮すべきである.そのため,L2スケーリング制約条件を満たしたL2感度最小実現のリミットサイクルの有無について明らかにすることが重要である.本研究では,スケーリングを考慮した2次のディジタルフィルタのL2感度最小実現がリミットサイクルを発生しないフィルタ構造であることを数値計算により示した.まず,さまざまな極零点配置を与え,それぞれについて2次ディジタルフィルタを設計した.次に,設計した2次ディジタルフィルタに関して,L2スケーリング制約を考慮したL2感度最小実現を合成し,その係数行列がリミットサイクルを発生しないための十分条件を満たすかどうかを数値計算により確かめた.その結果,与えたすべての極零点配置に関して,リミットサイクルを発生しないための十分条件が満たされることが確認された.この結果より,L2スケーリング制約を考慮したL2感度最小実現は一般にリミットサイクルを発生しない構造であることが予想される.本研究成果は,高精度ディジタルフィルタ構造の安定化に非常に有効であり,高性能信号処理システムの開発に大きく貢献するものである.

  • Research Products

    (19 results)

All 2013 2012 Other

All Presentation (17 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 方向統計学を用いた位相限定相関関数の統計的解析2013

    • Author(s)
      八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会 信号処理(SIP)/回路とシステム(CAS)/通信方式(CS)研究会
    • Place of Presentation
      鶴岡
    • Year and Date
      20130314-20130315
  • [Presentation] 方向統計学に基づく実信号の位相限定相関関数の統計的解析2013

    • Author(s)
      八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会2013年総合大会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2013-03-20
  • [Presentation] 位相限定相関を用いた平行移動量推定における加法性雑音の影響の評価2013

    • Author(s)
      松本圭右,八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会2013年総合大会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2013-03-20
  • [Presentation] 2次位相スペクトルの差を持つ信号間の位相限定相関関数2013

    • Author(s)
      伊藤理人,八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      情報処理学会第75回全国大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-06
  • [Presentation] 方向統計学を用いた複素信号の位相限定相関関数の統計的解析2013

    • Author(s)
      八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      情報処理学会第75回全国大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-06
  • [Presentation] 2次位相差をもつ信号の位相限定相関関数の解析2012

    • Author(s)
      伊藤理人,小山祐光,八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会 第27回信号処理シンポジウム
    • Place of Presentation
      石垣
    • Year and Date
      20121128-20121130
  • [Presentation] 方向統計学に基づく位相限定相関関数の統計的解析2012

    • Author(s)
      八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会 第27回信号処理シンポジウム
    • Place of Presentation
      石垣
    • Year and Date
      20121128-20121130
  • [Presentation] 高精度ディジタルフィルタ構造合成のための解析的アプローチ2012

    • Author(s)
      八巻俊輔
    • Organizer
      電子情報通信学会 回路とシステム(CAS)/システム数理と応用(MSS)研究会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Year and Date
      20121101-20121102
    • Invited
  • [Presentation] Effects of Stochastic Phase Spectrum Differences on Phase-Only Correlation Functions Part I: Statistically Constant Phase Spectrum Differences for Frequency Indices2012

    • Author(s)
      Shunsuke Yamaki, Jun Odagiri, Masahide Abe, and Masayuki Kawamata
    • Organizer
      IEEE 3rd International Conference on Network Infrastructure and Digital Content
    • Place of Presentation
      北京,中国
    • Year and Date
      20120921-20120923
  • [Presentation] Effects of Stochastic Phase Spectrum Differences on Phase-Only Correlation Functions Part II: Statistically Proportional Phase Spectrum Differences to Frequency Indices2012

    • Author(s)
      Rihito Ito, Shunsuke Yamaki, Masahide Abe, and Masayuki Kawamata
    • Organizer
      IEEE 3rd International Conference on Network Infrastructure and Digital Content
    • Place of Presentation
      北京,中国
    • Year and Date
      20120921-20120923
  • [Presentation] 2次ディジタルフィルタのL2スケーリング制約を考慮したL2感度最小実現のリミットサイクルに関する考察2012

    • Author(s)
      八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会2012年基礎・境界ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      20120911-20120914
  • [Presentation] 位相限定相関関数による幾何変換パラメータのサブピクセル精度推定2012

    • Author(s)
      松本圭右,八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
    • Place of Presentation
      由利本荘
    • Year and Date
      20120830-20120831
  • [Presentation] 位相スペクトルの差の確率的変動の位相限定相関関数に対する影響の解析2012

    • Author(s)
      伊藤理人,八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会 第25回 回路とシステムワークショップ
    • Place of Presentation
      淡路島
    • Year and Date
      20120730-20120731
  • [Presentation] 実信号の位相スペクトルの差の確率的変動にともなう位相限定相関関数のふるまい2012

    • Author(s)
      八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      電子情報通信学会 第25回 回路とシステムワークショップ
    • Place of Presentation
      淡路島
    • Year and Date
      20120730-20120731
  • [Presentation] Transfer Functions of Second-Order Digital Filters with Two Equal Second-Order Modes2012

    • Author(s)
      Shunsuke Yamaki, Masahide Abe, and Masayuki Kawamata
    • Organizer
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • Place of Presentation
      ソウル,韓国
    • Year and Date
      20120520-20120523
  • [Presentation] 実数信号の位相スペクトルの差の確率的変動に対する位相限定相関関数の解析2012

    • Author(s)
      伊藤理人,八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
    • Place of Presentation
      由利本荘
    • Year and Date
      2012-08-31
  • [Presentation] L2感度最小形2次ディジタルフィルタのリミットサイクルに関する考察2012

    • Author(s)
      八巻俊輔,阿部正英,川又政征
    • Organizer
      平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
    • Place of Presentation
      由利本荘
    • Year and Date
      2012-08-30
  • [Book] Digital Filters and Signal Processing, Chapter 9: Analytical Approach for Synthesis of Minimum L2-Sensitivity Realizations for State-Space Digital Filters2013

    • Author(s)
      Shunsuke Yamaki, Masahide Abe, and Masayuki Kawamata
    • Total Pages
      213-242
    • Publisher
      InTech
  • [Remarks] 八巻俊輔 (Shunsuke Yamaki)

    • URL

      http://www.mk.ecei.tohoku.ac.jp/~yamaki/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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