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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

研究課題

研究課題/領域番号 15K06049
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関東北大学

研究代表者

越田 俊介  東北大学, 工学研究科, 助教 (70431533)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード電気電子工学 / 通信・ネットワーク工学 / 制御工学 / 信号処理 / ディジタルフィルタ / 演算精度 / 確率的演算 / 情報通信工学
研究成果の概要

本研究では,確率的演算を用いた次世代ディジタルフィルタに対して,従来手法よりも高い演算精度を達成できるフィルタ構造を与えるための統一的な方法論を確立した.まず,確率的FIRフィルタにおいて,決定論的演算と確率的演算を併用したアプローチを用いたフィルタ合成法を与えた.次に,確率的IIRフィルタにおいて,縦続形構造とスケーリングおよび状態方程式を用いて,演算精度を向上させるフィルタ構造の合成理論を確立した.そして,これらの成果によって得られるフィルタをハードウェア実装し,提案法が最大で40dBの特性改善を達成できることを実証した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 1件、 査読あり 18件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] High-Precision Stochastic State-Space Digital Filters Based on Minimum Roundoff Noise Structure2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum Roundoff Noise Realization for Variable IIR Digital Based on M-D Polynomial Approximation2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Stochastic Asymmetric Compensation Filters for Auditory Signal Processing2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Onizawa
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Global Conference on Signal and Information Processing

      巻: - ページ: 1315-1319

    • DOI

      10.1109/globalsip.2017.8309174

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Area/Energy-Efficient Gammatone Filters Based on Stochastic Computation2017

    • 著者名/発表者名
      N. Onizawa, S. Koshita, S. Sakamoto, M. Abe, M. Kawamata, and T. Hanyu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems

      巻: 25, 10 号: 10 ページ: 2724-2735

    • DOI

      10.1109/tvlsi.2017.2687404

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Accuracy and Area-Efficient Stochastic FIR Digital Filters Based on Hybrid Computation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Koshita, N. Onizawa, M. Abe, T. Hanyu, and M. Kawamata
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E100.D 号: 8 ページ: 1592-1602

    • DOI

      10.1587/transinf.2016LOP0011

    • NAID

      130005876139

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting State-Space Approach to Digital Filters2017

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita
    • 雑誌名

      Proceedings of The 32nd International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correct Formulation of Gradient Characteristics for Adaptive Notch Filters Based on Monotonically Increasing Gradient Algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 7 ページ: 1557-1561

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.1557

    • NAID

      130007311778

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Stochastic Cascaded IIR Filters2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Onizawa
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic

      巻: - ページ: 224-229

    • DOI

      10.1109/ismvl.2017.25

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variable State-Space Digital Filters Using Series Approximations2017

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita
    • 雑誌名

      Digital Signal Processing

      巻: 60 ページ: 338-349

    • DOI

      10.1016/j.dsp.2016.10.010

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Frequency Estimation MSE for All-Pass-Based Adaptive IIR Notch Filters With Normalized Lattice Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita
    • 雑誌名

      Signal Processing

      巻: 132 ページ: 85-95

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2016.09.019

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 正規直交はしご形構造をもつ全域通過非整数遅延ディジタルフィルタの実現2017

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介
    • 雑誌名

      第30回回路とシステムワークショップ論文集

      巻: -

    • NAID

      40021341051

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ストカスティック演算に基づくFIRフィルタの振幅特性測定2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田 裕成
    • 雑誌名

      第30回回路とシステムワークショップ論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Convergence Speed for Adaptive Notch Filter Based on Simplified Lattice Algorithm Using Pilot Notch filters2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Munakata
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content

      巻: - ページ: 312-316

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gammatone Filter Based on Stochastic Computation2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Onizawa, Shunsuke Koshita, Shuichi Sakamoto, Masahide Abe, Masayuki Kawamata, Takahiro Hanyu
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing

      巻: - ページ: 1036-1040

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realization of FIR Digital Filters Based on Stochastic/Binary Hybrid Computation2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita, Naoya Onizawa, Masahide Abe, Takahiro Hanyu, Masayuki Kawamata
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Multiple-Valued Logic

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] パイロットノッチフィルタを用いたSimplified Lattice Algorithm に基づく適応ノッチフィルタの収束の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      宗像 宏幸, 越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 雑誌名

      第29回回路とシステムワークショップ論文集

      巻: 印刷中

    • NAID

      40021341573

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Non-Unique Wiener Filters for Enhancement of Single Sinusoid in Noise-Free Case2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koshita, Masahide Abe, Masayuki Kawamata, Takaaki Ohnari, Tomoyuki Kawasaki, Shogo Miura
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia

      巻: - ページ: 26-29

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Comparison of Adaptive Notch Filters With Respect to the Output Power Due to the White Noise Input2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Munakata, Shunsuke Koshita, Masahide Abe, Masayuki Kawamata
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia

      巻: - ページ: 30-34

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 2次システムの平衡形実現と多項式近似を用いた可変ディジタルフィルタ2017

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介
    • 学会等名
      電気学会システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ディジタル信号処理におけるストカスティック演算の課題2017

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多項式近似に基づく状態空間形の可変ディジタルフィルタの実現に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介
    • 学会等名
      電子情報通信学会信号処理研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ストカスティック演算に基づくFIRフィルタの振幅特性測定2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田 裕成
    • 学会等名
      第30回回路とシステムワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 正規直交はしご形構造をもつ全域通過非整数遅延ディジタルフィルタの実現2017

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介
    • 学会等名
      第30回回路とシステムワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単調増加勾配アルゴリズムに基づく適応ノッチフィルタにおける勾配の特性について2017

    • 著者名/発表者名
      宗像 宏幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会回路とシステム研究会
    • 発表場所
      彦根勤労福祉会館(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ストカスティック演算に基づくディジタルフィルタにおける周波数振幅特性の測定法に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田 裕成
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      広島大学東京オフィス(東京都)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Pilot Notchを用いたSimplified Lattice Algorithmに基づく適応ノッチフィルタの収束の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      宗像 宏幸, 越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] はしご形構造をもつ全域通過非整数遅延フィルタの可制御性・可観測性グラミアンに基づく性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ストカスティック演算に基づくガンマトーンフィルタのハードウェア実現2016

    • 著者名/発表者名
      鬼沢 直哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会回路とシステム研究会
    • 発表場所
      弘前市立観光館(青森県)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 乗算器の少ないラティス構造を用いたSimplified Lattice Algorithmに基づく適応ノッチフィルタの収束特性について2016

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介
    • 学会等名
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] パイロット適応ノッチフィルタにおけるステップサイズパラメータの設定方法に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      宗像 宏幸
    • 学会等名
      信号処理シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ストカスティック演算に基づく省エネルギーガンマトーンフィルタのハードウェア実現2016

    • 著者名/発表者名
      鬼沢 直哉
    • 学会等名
      信号処理シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ACLAに基づく適応ノッチフィルタの定常状態におけるMSEの閉じた形での導出2015

    • 著者名/発表者名
      野口 佑稀, 越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      第30回信号処理シンポジウム
    • 発表場所
      スパリゾートハワイアンズ(福島県いわき市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ストカスティック演算に基づくFIRフィルタの性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介, 鬼沢 直哉, 阿部 正英, 羽生 貴弘, 川又 政征
    • 学会等名
      第30回信号処理シンポジウム
    • 発表場所
      スパリゾートハワイアンズ(福島県いわき市)
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] はしご形構造をもつ全域通過非整数遅延フィルタの可制御性・可観測性グラミアンについて2015

    • 著者名/発表者名
      越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] SLAに基づく適応ノッチフィルタの定常状態におけるMSEの閉じた形での導出2015

    • 著者名/発表者名
      野口 佑稀, 越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 白色雑音入力に関する出力パワーに基づく適応ノッチフィルタの性能比較2015

    • 著者名/発表者名
      宗像 宏幸, 越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 白色雑音入力に関する出力パワーに着目した適応ノッチフィルタの性能比較2015

    • 著者名/発表者名
      宗像 宏幸, 越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      広島大学東京オフィス(東京都)
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Simlified Lattice Algorithmに対するMSEの閉じた形での導出2015

    • 著者名/発表者名
      野口 佑稀, 越田 俊介, 阿部 正英, 川又 政征
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      広島大学東京オフィス(東京都)
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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