DE19936676A1 - Interpolating memory circuit arrangement e.g. for computer graphics - Google Patents
Interpolating memory circuit arrangement e.g. for computer graphicsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Speicherschaltungsan ordnung mit einem Adreßeingang und einem Datenausgang sowie einer Speicherschaltung, die eine Mehrzahl von adressierbaren Speicherzellen umfaßt.The present invention relates to a memory circuit order with an address input and a data output as well a memory circuit that has a plurality of addressable Includes memory cells.
In diversen technischen Anwendungsgebieten wird ein schneller Zugriff auf interpolierte Werte von gespeicherten Daten benö tigt, so zum Beispiel bei der Computergrafik oder auch im di gitalen Mobilfunk. Insbesondere beim digitalen Mobilfunk tritt dieses Problem dann auf, wenn zur Auswertung eines Emp fangssignals nur eine begrenzte Anzahl von Abtastwerten des Empfangssignals gewonnen werden kann, die jeweils bestimmten Abtastzeitpunkten entsprechen, bei der späteren Verarbeitung aber Werte benötigt werden, die Zeitpunkten zwischen den Ab tastzeitpunkten entsprechen.In various technical fields of application, one becomes faster Access to interpolated values from stored data is required such as computer graphics or di gital mobile communications. Especially with digital mobile radio This problem occurs when evaluating an emp catch signal only a limited number of samples of the Received signal can be obtained, each determined Correspond to sampling times in later processing but values are needed, the times between the ab correspond to tactile times.
Eine Möglichkeit, derartige Zwischenwerte für einen schnellen Zugriff bereitzustellen, ist, sie durch Interpolation zu be rechnen und Abtastwerte und interpolierte Werte ihrer zeitli chen Reihenfolge entsprechend geordnet in einer Speicher schaltung abzulegen. Der Zugriff auf einen gespeicherten Wert erfolgt durch Adressieren einer dem jeweiligen Zeitpunkt ent sprechenden Speicherzelle.One way to get such intermediate values for a quick Providing access is by interpolation calculate and sample values and interpolated values of their time order in a memory filing circuit. Access to a saved value is done by addressing one at the respective time speaking memory cell.
Es liegt auf der Hand, daß der Speicherbedarf bei einer sol chen Lösung proportional mit der Feinheit der benötigten In terpolation zunimmt. Außerdem ist die Gewinnung der Interpo lationswerte mit einem erheblichen Rechenaufwand verbunden, der bei vielen Anwendungen vergeblich ist, da nur auf einen geringen Prozentsatz der berechneten Interpolationswerte tat sächlich lesend zugegriffen wird.It is obvious that the memory requirement for a sol Chen solution proportional to the fineness of the required In terpolation increases. In addition, the Interpo is won lation values associated with a considerable computational effort, which is in vain in many applications, since only one small percentage of the calculated interpolation values did is actually read.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Speicherschal tungsanordnung der eingangs definierten Art anzugeben, die einen schnellen Zugriff auf interpolierte Daten erlaubt, da bei einen geringen Speicherbedarf hat und den Rechenaufwand für die Interpolation gering hält.The object of the present invention is a storage scarf arrangement of the type defined at the outset, which allows quick access to interpolated data because with a low memory requirement and the computing effort keeps low for interpolation.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Speicherschaltungs anordnung mit einer Interpolationsschaltung ausgestattet ist, die wenigstens einen Dateneingang für zu interpolierende Da ten, einen Koeffizienteneingang zum Eingeben von Gewichtungs koeffizienten der Interpolation und einen Ergebnisausgang aufweist, wobei der Adreßeingang der Speicherschaltungsanord nung Leitungen, die zum Adressieren der Speicherzellen die nen, sowie Leitungen umfaßt, die mit dem Koeffizienteneingang verbunden sind, und wobei der Ergebnisausgang der Interpola tionsschaltung mit dem Datenausgang der Speicherschaltungsan ordnung verbunden ist.The object is achieved in that the memory circuit arrangement is equipped with an interpolation circuit, the at least one data input for data to be interpolated a coefficient input for entering weighting coefficients of interpolation and a result output has, the address input of the memory circuit arrangement cables used to address the memory cells NEN, as well as lines connected to the coefficient input are connected, and being the result output of Interpola tion circuit with the data output of the memory circuit an order is connected.
Die mit dem Koeffizienteneingang verbundenen Leitungen ent sprechen vorzugsweise Adreßbits mit niedrigem Stellenwert. Auf diese Weise ist es möglich, wenn zum Beispiel zwei mit dem Koeffizienteneingang verbundene Leitungen vorhanden sind, durch Eingeben von Adressen 0, 4, 8 (die sich in ihren zwei niedrigsten Bits nicht unterscheiden) am Adreßeingang der Speicherschaltungsanordnung jeweils aufeinanderfolgende Adressen der Speicherschaltung zu adressieren, und durch Ein geben von Adressen 1, 5, 9, . . .; 2, 6, 10 beziehungsweise 3, 7, 11 . . . die gleichen Speicherzellen anzusprechen und gleichzei tig Gewichtungsfaktoren ¼, ½, ¾ für die Interpolationsschal tung auf den zwei niedrigwertigen Leitungen zu spezifizieren.The lines connected to the coefficient input preferably correspond to address bits with low significance. In this way it is possible, for example, if there are two lines connected to the coefficient input, by entering addresses 0, 4, 8 (which do not differ in their two lowest bits) at the address input of the memory circuit arrangement to address successive addresses of the memory circuit , and by entering addresses 1 , 5 , 9,. , .; 2, 6, 10 and 3, 7, 11 respectively. , , to address the same memory cells and at the same time to specify weighting factors ¼, ½, ¾ for the interpolation circuit on the two low-order lines.
Da für eine Interpolation wenigstens zwei Ausgangswerte benö tigt werden und diese möglichst schnell, vorzugsweise gleich zeitig zur Verfügung stehen sollten, wird vorzugsweise als Speicherelement ein Dual-Port-RAM verwendet, das die gleich zeitige Abfrage von zwei Speicherplätzen gestattet. Since at least two output values are required for an interpolation Tigt and this as quickly as possible, preferably immediately should be available in time, is preferably used as Memory element uses a dual-port RAM that is the same timely query of two memory locations allowed.
Die benötigte Adresse des zweiten Speicherplatzes wird zweck mäßigerweisevon einer Inkrementierschaltung erzeugt, die an die zum Adressieren der Speicherzellen dienenden Leitungen angeschlossen ist, um einen auf den Leitungen übertragenen Adreßwert zu inkrementieren. Dieser inkrementierte Adreßwert wird zum Adressieren des zweiten Adreßeingangs des Dual-Port- RAMs herangezogen.The required address of the second memory location is used moderately generated by an incrementing circuit that is on the lines used to address the memory cells is connected to a transmitted on the lines Increment address value. This incremented address value is used to address the second address input of the dual-port RAMs used.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with Reference to the figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Speicher schaltungsanordnung; und Fig. 1 is a block diagram of a memory circuit arrangement according to the invention; and
Fig. 2 das beim Lesen von Daten aus der Speicherschaltungs anordnung erhaltene Ergebnis in Relation zu einem Empfangs signal, durch dessen Abtastung die in der Speicherschaltungs anordnung gespeicherten Daten erhalten worden sind. Fig. 2 shows the result obtained when reading data from the memory circuit arrangement in relation to a reception signal, by the scanning of which the data stored in the memory circuit arrangement have been obtained.
Die in Fig. 1 als Blockschaltbild gezeigte Speicherschal tungsanordnung besitzt einen Adreßeingang 1 mit einer Breite von n Bits. Zwei Koeffizientenleitungen 9 sind an die Bits mit niedrigstem Stellenwert des Adreßeingangs 1 angeschlos sen, die höherwertigen Bits sind über Adreßleitungen 8 an ei nen ersten Adreßeingang 11 eines Dual-Port-RAMs 3 angeschlos sen. Ein zweiter Adreßeingang 12 des Dual-Port-RAMs 3 ist mit den Adreßleitungen 8 über eine Inkrementierschaltung verbun den, über die er stets einen Adreßwert empfängt, der um 1 größer als der gleichzeitig am ersten Adreßeingang 11 anlie gende Wert.The memory circuit arrangement shown in FIG. 1 as a block diagram has an address input 1 with a width of n bits. Two coefficient lines 9 are connected to the bits with the lowest value of the address input 1 , the higher-order bits are connected via address lines 8 to a first address input 11 of a dual-port RAM 3 . A second address input 12 of the dual-port RAM 3 is connected to the address lines 8 via an incrementing circuit, via which it always receives an address value that is 1 greater than the value simultaneously applied to the first address input 11 .
Zwei Datenausgänge des Dualport-RAM 3 sind an Dateneingänge 5, 6 einer Interpolationsschaltung 4 angeschlossen und lie fern an diese zeitgleich jeweils die Werte, die in den über die Adreßeingänge 11, 12 adressierten Speicherzellen gespei chert sind.Two data outputs of the dual-port RAM 3 are connected to data inputs 5 , 6 of an interpolation circuit 4 and deliver the values stored in the memory cells addressed via the address inputs 11 , 12 at the same time.
Die Interpolationsschaltung führt eine lineare Interpolation der an ihren Dateneingängen 5, 6 anliegenden Werte aus, wobei sie für die Gewichtung der Werte die an ihrem Koeffizienten eingang 7 über die Koeffizientenleitung 9 anliegenden zwei niedrigstwertigen Bits der in die Schaltungsanordnung einge gebenen Adresse nutzt.The interpolation circuit carries out a linear interpolation of the values present at its data inputs 5 , 6 , wherein it uses the two least significant bits of the address entered into the circuit arrangement for the weighting of the values at its coefficient input 7 via the coefficient line 9 .
Der Ergebnisausgang der Interpolationsschaltung 4 bildet gleichzeitig den Datenausgang 2 der Schaltungsanordnung. Für die Anwendung der Schaltungsanordnung genügt es, die zu in terpolierenden Meßdaten in ihrer zeitlichen Reihenfolge in den Dualport-RAM einzutragen. Das Verhalten der Schaltung ist dann von außen nicht zu unterscheiden von dem einer viermal so großen Speicherschaltung, in der die gleichen Meßdaten mit dazwischen eingeschobenen, vorab berechneten Interpolations daten gespeichert sind.The result output of the interpolation circuit 4 simultaneously forms the data output 2 of the circuit arrangement. To use the circuit arrangement, it is sufficient to enter the measurement data to be interpolated in their chronological order in the dual-port RAM. The behavior of the circuit is then indistinguishable from the outside from that of a four times larger memory circuit in which the same measurement data with interposed, previously calculated interpolation data are stored.
Fig. 2 zeigt als durchgezogene Kurve 20 den Verlauf einer Funktion beziehungsweise eines Meßsignals, durch dessen Abta stung zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten x1 und x2 ein Paar von Abtastwerten, dargestellt durch die Pfeile 21, 22, erhalten wurde, die in dem Dualport-RAM 3 an aufeinanderfol genden Adressen gespeichert sind. Durch Eingeben der Adresse des Abtastwerts 21 auf den n-2 höherwertigen Bits des Adreß eingangs 1 werden beide Abtastwerte adressiert und erscheinen an den Dateneingängen 5, 6 der Interpolationsschaltung. Wenn die zwei niedrigstwertigen Bits am Adreßeingang 0 sind, ent spricht dies der exakten Adressierung des Abtastwerts 21. Die Interpolationsschaltung 4 bewertet daher den Abtastwert 22 mit dem auf der Koeffizientenleitung codierten Wert 0 und den Wert 21 mit dessen Komplement 1, so daß der Wert 21 als Aus gabe am Datenausgang 2 erscheint. Wenn der Wert auf der Koeffizientenleitung ein von 0 verschiedener Wert m ist, so erfolgt die Gewichtung des Werts 22 mit m/4 und die des Werts 21 mit dem Komplement, und ein korrekt interpolierter Zwi schenwert, entsprechend einem der gestrichelt dargestellten Pfeile 23, wird am Datenausgang 2 erhalten. Fig. 2 shows as a solid curve 20 the course of a function or a measurement signal, by the Abst stung at two successive times x1 and x2, a pair of samples, shown by the arrows 21 , 22 , obtained in the dual-port RAM 3rd are stored at consecutive addresses. By entering the address of the sample value 21 on the n-2 high-order bits of the address input 1 , both sample values are addressed and appear at the data inputs 5 , 6 of the interpolation circuit. If the two least significant bits at the address input are 0, this corresponds to the exact addressing of the sample value 21 . The interpolation circuit 4 therefore evaluates the sample value 22 with the value 0 encoded on the coefficient line and the value 21 with its complement 1 , so that the value 21 appears as an output at data output 2 . If the value on the coefficient line is a value m other than 0, then the value 22 is weighted with m / 4 and that of the value 21 with the complement, and a correctly interpolated intermediate value, corresponding to one of the arrows 23 shown in broken lines, is used received at data output 2 .
Je nach benötigter Auflösung oder Interpolation kann die er findungsgemäße Schaltungsanordnung auch nur eine einzige Koeffizientenleitung 9 oder mehr als zwei aufweisen.Depending on the required resolution or interpolation, the circuit arrangement according to the invention can also have only a single coefficient line 9 or more than two.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf lineare Inter polation beschränkt. Um eine Interpolation höherer Ordnung mit mehr als zwei Ausgangswerten durchzuführen, genügt es, die Zahl der Inkrementierschaltungen und der Ein- und Ausgän ge des Speichers 3 zu vermehren und eine entsprechende Inter polationsschaltung einzusetzen. Denkbar ist auch, zum Bei spiel für eine Interpolation mit vier Ausgangswerten, das gleiche Dual-Port-RAM wie in der Schaltungsanordnung der Fig. 1 zu verwenden und die benötigten Ausgangswerte für die Interpolation in zwei aufeinanderfolgenden Zugriffen auszule sen und gegebenenfalls zu puffern.Of course, the invention is not limited to linear interpolation. In order to carry out higher order interpolation with more than two output values, it is sufficient to increase the number of incrementing circuits and the inputs and outputs of the memory 3 and to use a corresponding interpolation circuit. It is also conceivable, for example for an interpolation with four output values, to use the same dual-port RAM as in the circuit arrangement of FIG. 1 and to read out and, if necessary, buffer the required output values for the interpolation in two successive accesses.
Claims (5)
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DE19936676B4 DE19936676B4 (en) | 2005-11-24 |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
US5083208A (en) * | 1988-12-26 | 1992-01-21 | Ricoh Company, Ltd. | Electronic zoom apparatus |
DE19525531A1 (en) * | 1995-07-13 | 1997-01-16 | Philips Patentverwaltung | Process for inter-frame interpolation of color difference signals and circuit arrangement for carrying out this process |
-
1999
- 1999-08-04 DE DE1999136676 patent/DE19936676B4/en not_active Expired - Lifetime
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