JP5784986B2 - 信号シフト装置及び方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施例1に係る一次元信号シフト装置の構成を示す。図1には、整数小数分離部101と、整数加算部102と、小数減算部103と、第1のシフト部104と、第1のシフト部105と、第1の係数乗算部106と、第2の係数乗算部107と、合成部108とを備えた一次元信号シフト装置100が示されている。図2は、本発明の実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作フロー図であり、以下、図1及び図2を用いて本発明の実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作を説明する。
a=floor(m) (式2)
b=m−a (式3)
図3を用いて、本発明の実施例2に係る一次元信号シフト装置の構成を説明する。本実施例2は、図1に示される第1のシフト部104及び第2のシフト部105の構成を、図3に示されるシフト部301の構成としたものである。従って、実施例2に係る一次元信号シフト装置のシフト部301以外の動作は、実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作と同様である。
図4を用いて、本発明の実施例3に係る一次元信号シフト装置の構成を説明する。本実施例3は、図1に示される第1のシフト部104及び第2のシフト部105の構成を、図4に示されるシフト部401の構成としたものである。従って、実施例3に係る一次元信号シフト装置のシフト部401以外の動作は、実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作と同様である。
図5を用いて、本発明の実施例4に係る一次元信号シフト装置の構成を説明する。本実施例4は、図1に示される第1のシフト部104及び第2のシフト部105の構成を、図5に示されるシフト部501の構成としたものである。従って、実施例4に係る一次元信号シフト装置のシフト部501以外の動作は、実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作と同様である。
101 整数小数分離部
102 整数加算部
103 小数減算部
104 第1のシフト部
105 第2のシフト部
106 第1の係数乗算部
107 第2の係数乗算部
108 合成部
301、401、501 シフト部
302 シフトレジスタ
402 メモリ
502 離散フーリエ変換部
503 シフト量換算部
504 離散フーリエ逆変換部
700 電力測定装置
701 電圧A/D変換部
702 電流A/D変換部
703 シフト装置
704 積和演算部
705 電力量表示部
Claims (10)
- 外部から出力された実数であるシフト量mを入力して、前記シフト量mの整数部分の整数a及び前記シフト量mの小数部分の実数bを算出する整数小数分離部と、
前記整数小数分離部から出力された整数aを入力し、該入力した整数aに1を加算することにより整数a+1を出力する整数加算部と、
前記整数小数分離部から出力された実数bを入力し、該入力した実数bを1から減算することにより実数1−bを出力する小数減算部と、
外部から出力されたi番目の離散信号を示す離散信号s[i]と前記整数加算部から出力された整数a+1とを入力し、該入力した整数a+1に基づいて該入力した離散信号s[i]をa+1サンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を生成して出力する第1のシフト部と、
外部から出力された前記離散信号s[i]と前記整数小数分離部から出力された整数aとを入力し、該入力した整数aに基づいて該入力した離散信号s[i]をaサンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa[i]を生成して出力する第2のシフト部と、
前記第1のシフト部から出力された前記シフト済み離散信号sa+1[i]と前記整数小数分離部から出力された実数bとを入力し、前記シフト済み離散信号sa+1[i]のサンプル位置iの信号強度sa+1[i]に、該入力した実数bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]を出力する第1の係数乗算部と、
前記第2のシフト部から出力されたシフト済み離散信号sa[i]と前記小数減算部から出力された実数1−bを入力し、前記シフト済み離散信号sa[i]のサンプル位置iの信号強度sa[i]に、該入力した実数1−bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(1−b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]を出力する第2の係数乗算部と、
前記第1の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と前記第2の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを入力して、該入力した重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と該入力した重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを同一サンプル位置i毎に加算することにより、合成信号Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]を出力する合成部と
を備えることを特徴とする一次元信号シフト装置。 - 前記第1のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa+1個以上のバッファを備える第1のシフトレジスタを備え、前記第2のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa個以上のバッファを備える第2のシフトレジスタを備え、
前記第1のシフトレジスタは、前記入力した離散信号の値を左端のバッファbaから格納し、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a+1個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファbaに格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0に格納された離散値を出力し、
前記第2のシフトレジスタは、前記入力した離散信号の値を左端のバッファba-1から格納し、前記入力した離散信号の値が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファba-1に格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0に格納された離散値を出力することを特徴とする請求項1に記載の一次元信号シフト装置。 - 前記第1のシフト部及び前記第2のシフト部は、離散信号s[i]のデータの数であるN個のバッファb0、b1、…、bN-2、bN-1を含むメモリを備え、前記バッファの各々は、それぞれ、アドレス0からアドレスN−1が付され、該アドレス0からアドレスN−1が付されたバッファb0、…、bN-1の各々は、それぞれ、離散信号s[0]、…、s[N−1]の値を格納し、
前記第1のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数a+1を用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a]、…、s[N−1]を読み出して順次出力し、前記第2のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数aを用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba-1、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a−1]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するか、又は
前記第1のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数a+1を用いて、離散信号s[a]、s[a+1]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−1]となる順番で離散信号を読み出して出力し、前記第2のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数aを用いて、離散信号s[a−1]、s[a]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−2]となる順番で離散信号を読み出して出力することを特徴とする請求項1に記載の一次元信号シフト装置。 - 前記第1のシフト部は、第1の離散フーリエ変換部と、第1のシフト量換算部と、第1の周波数毎乗算部と、第1の離散フーリエ逆変換部とを備え、前記第2のシフト部は、第2の離散フーリエ変換部と、第2のシフト量換算部と、第2の周波数毎乗算部と、第2の離散フーリエ逆変換部とを備え、
前記第1の離散フーリエ変換部及び前記第2の離散フーリエ変換部は、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力し、
前記第1のシフト量換算部は、前記入力した整数a+1に基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力し、
前記第2のシフト量換算部は、前記入力した整数aに基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を出力し、
前記第1の周波数毎乗算部は、前記第1の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第1のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力し、
前記第2の周波数毎乗算部は、前記第2の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第2のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πfa/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を出力し、
前記第1の離散フーリエ逆変換部は、前記第1の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を出力し、
前記第2の離散フーリエ逆変換部は、前記第2の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa[i]を出力することを特徴とする請求項1に記載の一次元信号シフト装置。 - 前記係数Cf(b)=bであり、前記係数Cf(1−b)=1−bであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の一次元信号シフト装置。
- 整数小数分離部が、外部から出力された実数であるシフト量mを入力して、前記シフト量mの整数部分の整数a及び前記シフト量mの小数部分の実数bを算出するステップと、
整数加算部が、前記整数小数分離部から出力された整数aを入力し、該入力した整数aに1を加算することにより整数a+1を出力するステップと、
小数減算部が、前記整数小数分離部から出力された実数bを入力し、該入力した実数bを1から減算することにより実数1−bを出力するステップと、
第1のシフト部が、外部から出力されたi番目の離散信号を示す離散信号s[i]と前記整数加算部から出力された整数a+1とを入力し、該入力した整数a+1に基づいて該入力した離散信号s[i]をa+1サンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を生成して出力するステップと、
第2のシフト部が、外部から出力された前記離散信号s[i]と前記整数小数分離部から出力された整数aとを入力し、該入力した整数aに基づいて該入力した離散信号s[i]をaサンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa[i]を生成して出力するステップと、
第1の係数乗算部が、前記第1のシフト部から出力された前記シフト済み離散信号sa+1[i]と前記整数小数分離部から出力された実数bとを入力し、前記シフト済み離散信号sa+1[i]のサンプル位置iの信号強度sa+1[i]に、該入力した実数bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]を出力するステップと、
第2の係数乗算部が、前記第2のシフト部から出力されたシフト済み離散信号sa[i]と前記小数減算部から出力された実数1−bを入力し、前記シフト済み離散信号sa[i]のサンプル位置iの信号強度sa[i]に、該入力した実数1−bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(1−b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]を出力するステップと、
合成部が、前記第1の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と前記第2の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを入力して、該入力した重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と該入力した重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを同一サンプル位置i毎に加算することにより、合成信号Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]を出力するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記第1のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa+1個以上のバッファを備える第1のシフトレジスタを備え、前記第2のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa個以上のバッファを備える第2のシフトレジスタを備え、
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、
前記第1のシフトレジスタが、前記入力した離散信号の値を左端のバッファbaから格納し、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a+1個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファbaに格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0に格納された離散値を出力するステップを含み、
前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、
前記第2のシフトレジスタが、前記入力した離散信号の値を左端のバッファba-1から格納し、前記入力した離散信号の値が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファba-1に格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0に格納された離散値を出力するステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記第1のシフト部及び前記第2のシフト部は、離散信号s[i]のデータの数であるN個のバッファb0、b1、…、bN-2、bN-1を含むメモリを備え、前記バッファの各々は、それぞれ、アドレス0からアドレスN−1が付され、該アドレス0からアドレスN−1が付されたバッファb0、…、bN-1の各々は、それぞれ、離散信号s[0]、…、s[N−1]の値を格納し、
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数a+1を用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するステップを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数aを用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba-1、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a−1]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するステップを含むか、又は
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数a+1を用いて、離散信号s[a]、s[a+1]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−1]となる順番で離散信号を読み出して出力するステップを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数aを用いて、離散信号s[a−1]、s[a]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−2]となる順番で離散信号を読み出して出力するステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記第1のシフト部は、第1の離散フーリエ変換部と、第1のシフト量換算部と、第1の周波数毎乗算部と、第1の離散フーリエ逆変換部とを備え、前記第2のシフト部は、第2の離散フーリエ変換部と、第2のシフト量換算部と、第2の周波数毎乗算部と、第2の離散フーリエ逆変換部とを備え、
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、
前記第1の離散フーリエ変換部が、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力ステップと、
前記第1のシフト量換算部が、前記入力した整数a+1に基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力ステップと、
前記第1の周波数毎乗算部が、前記第1の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第1のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力するステップと、
前記第1の離散フーリエ逆変換部が、前記第1の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップとを含み、
前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、
前記第2の離散フーリエ変換部が、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力するステップと、
前記第2のシフト量換算部が、前記入力した整数aに基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を出力するステップと、
前記第2の周波数毎乗算部が、前記第2の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第2のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πfa/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を出力するステップと、
前記第2の離散フーリエ逆変換部が、前記第2の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップと
を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記係数Cf(b)=bであり、前記係数Cf(1−b)=1−bであることを特徴とする請求項6から9のいずれかに記載の方法。
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