FR2738651A1 - Systeme de conversion de frequence d'echantillonnage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne la conversion de fréquence d'échantillonnage. Elle se rapporte à un système qui comprend un filtre (19, 20) à réponse impulsionnelle finie qui reçoit un signal discret à rééchantillonner et des données de coefficient de filtre et qui donne un signal filtré de sortie, une mémoire électronique (18) couplée au filtre et qui contient des données de coefficients de filtre, et un organe (21) de commande d'analyseur différentiel numérique couplé au filtre et à la mémoire électronique et qui reçoit un rapport voulu de grandissement-réduction M/L et qui coordonne le décalage du signal discret dans le filtre avec sélection des coefficients provenant de la mémoire électronique de manière que le signal de sortie du filtre donne le rapport voulu. Application au traitement des signaux vidéo.
Description
La présente invention concerne de façon générale un système de conversion
de fréquence d'échantillonnage et, en
particulier, un système qui rééchantillonne par interpo-
lation, filtrage et décimation.
Lors de l'affichage d'une séquence d'images vidéo, il
est souvent souhaitable d'agrandir ou de réduire une dimen-
sion d'une image vidéo originale ou une dimension d'une zone d'observation sur un écran. Par exemple, dans les systèmes multimédia, il est souhaitable que les utilisateurs puissent I0 changer la dimension de multiples images vidéo de temps à autre. Les possibilités de grandissement et de réduction s'appliquent aussi aux caractéristiques de présentation d'images incrustées dans d'autres images dans la télévision publique. !5 Souvent, les images vidéo originales qui doivent être réduites ou agrandies sont disponibles sous forme numérique car elles proviennent d'une émission de télévision ou directe par satellite, décodées à partir de courants de bits codés aux normes MPEG (Moving Picture Expert Group) et JPEG (Joint Photographic Expert Group) ou chargées à partir de mémoires mortes sous forme de disques CD- ROM. Un procédé pour l'obtention d'un grandissement ou d'une réduction des
images vidéo numérisées comprend l'utilisation des tech-
niques d'interpolation, de filtrage linéaire et de
décimation d'image.
Un système vidéo capable de présenter des images vidéo numériques affiche habituellement un nombre fixe d'éléments d'image par ligne de balayage sur un nombre fixe de lignes balayage par image. L'espacement des éléments d'image sur une ligne de balayage est aussi fixe. Le grandissement (ou la réduction) d'une image affichée équivaut à l'augmentation
(ou à la réduction) du nombre d'éléments d'image ou d'échan-
tillons qui représentent l'image afin qu'une surface d'affichage plus grande (ou plus petite) soit obtenue sur le moniteur vidéo. Ainsi, le grandissement ou la réduction peuvent être réalisés dans un processus de conversion de fréquence d'échantillonnage appliqué à chaque ligne de balayage vidéo. Un schéma mathématique général de conversion de fréquence d'échantillonnage est décrit dans l'ouvrage de Ronald E. Crochiere et Lawance R. Rabiner, "Multirate Digital Signal Processing", Prantice-Hall, 1983, dont le contenu est incorporé au présent mémoire à titre de référence. Pour qu'un tel schéma de conversion de fréquence
d'échantillonnage puisse être réalisé, les facteurs néces-
saires d'interpolation et de décimation doivent être d'abord déterminés. Dans le cas d'un signal d'entrée x(m) ayant une
période d'échantillonnage Tin (ou une fréquence d'échantil-
lonnage Fin) et d'un signal rééchantillonné de sortie y(m) ayant une fréquence d'échantillonnage Tout (ou une fréquence d'échantillonnage Fout), le rapport suivant est composé Tin/Tout = Fout/Fin= L/M (1) L et M étant des nombres entiers et étant appelés respectivement "facteur d'interpolation" et "facteur de décimation". Lorsque L > M, le signal de sortie y(n) donne une plus grande fréquence d'échantillonnage si bien que le nombre d'échantillons ou d'éléments d'image par ligne de balayage est accru. L'effet visible est une image vidéo agrandie lorsqu'elle est affichée car un plus grand nombre d'éléments d'image occupe un plus grand espace physique sur
l'écran. Lorsque L c M, on obtient l'effet opposé.
Pour l'exécution de ce grandissement-réduction de cette manière, on utilise habituellement trois blocs fonctionnels,
un interpolateur, un filtre passe-bas et enfin un décima-
teur. L'interpolateur place d'abord L-1 échantillons de
valeur zéro entre des échantillons successifs de x(n).
L'opération augmente la fréquence d'échantillonnage du signal x(n) d'un facteur L et crée des images spectrales d'ordre L-1 dans le domaine de fréquences du signal interpolé. Le filtre passe-bas est alors utilisé pour
retirer ces images spectrales tout en conservant la compo-
sante en bande de base. Enfin, le signal filtré subit une décimation d'un facteur M, c'est-à-dire que le décimateur transmet chaque Me échantillon pour la formation du signal de sortie y(m). Mathématiquement, le procédé de conversion de fréquence d'échantillonnage est exprimé sous la forme y(m) = ú h(Mm-nL)x(n) (2) n-
{h(n)} représentant le filtre passe-bas.
Cependant, un système de grandissement-réduction qui comprend un interpolateur, un filtre passe-bas et un décimateur distinct est complexe et sa réalisation est coûteuse car elle nécessite une surface importante de
circuit VLSI. Une réalisation à filtre à réponse impulsion-
nelle finie à P prises du filtre passe-bas fonctionne obligatoirement à L fois la fréquence d'échantillonnage d'entrée et nécessite donc L*P opérations par échantillon reçu. Il faut donc un schéma de grandissement-réduction plus efficace qui puisse être exécuté par réalisation par
intégration VLSI.
Selon l'invention, le grandissement-réduction est obtenu à l'aide d'un seul filtre à réponse impulsionnelle finie sous la commande d'un analyseur différentiel numérique (DDA), du type qui pourrait être utilisé pour la simulation d'une droite parfaite sur une trame bidimensionnelle. Le filtre à réponse impulsionnelle finie unique combine les
opérations d'interpolation, de filtrage et de décimation.
L'analyseur différentiel numérique est programmé avec le rapport voulu de grandissement-réduction et donne des signaux qui commandent le décalage des échantillons d'entrée
dans le filtre à réponse impulsionnelle finie et la sélec-
tion des coefficients de filtre destinés au filtre à réponse.
impulsionnelle finie. Dans un mode de réalisation, un filtre
préalable et un décimateur sont incorporés pour le traite-
ment préalable éventuel du signal d'entrée de manière qu'une réduction globale de calcul soit obtenue par grandissement
dans le filtre à réponse impulsionnelle finie lui-même.
Dans un mode de réalisation qui peut être utilisé avec les systèmes vidéo numériques en couleurs, un premier filtre à réponse impulsionnelle finie commandé par un premier
analyseur différentiel numérique applique un grandissement-
réduction à un signal Y de luminance et un second filtre à
réponse impulsionnelle finie commandé par un second analy-
seur différentiel numérique applique un grandissement-
réduction à une combinaison entrelacée de deux signaux de chrominance Cb et Cr. Les deux signaux de chrominance sont
traités séparément dans le second filtre à réponse impul-
sionnelle finie.
Dans un premier aspect de l'invention, un analyseur différentiel numérique destiné à être utilisé pour un grandissement-réduction comprend un registre de rapport, un
additionneur et un registre d'état. Un rapport de grandis-
sement-réduction M/L est mémorisé dans le registre de rapport, L étant limité à une puissance de 2. Ce rapport est additionné par l'additionneur dans le registre d'état après chaque calcul d'un échantillon de sortie par le filtre à réponse impulsionnelle finie. Le registre d'état suit ainsi la position de l'échantillon de sortie par rapport à la position de l'échantillon d'entrée. La largeur nécessaire de ces registres dépend de l'erreur cumulée prévue dans une seule ligne de balayage puisque l'analyseur différentiel numérique est habituellement remis à zéro à la fin d'une
ligne particulière de balayage.
Dans un mode de réalisation particulier, le registre d'état comporte 12 bits [11] à [01], le bit [11] étant le bit le plus significatif et le bit [0] étant le bit le moins significatif, la virgule se trouvant entre les bits [10] et [9]. Dans le cas d'un facteur d'interpolation L = 4, les bits [9-8] sont utilisés pour la sélection parmi quatre ensembles de coefficients de filtre destinés au filtre à
réponse impulsionnelle finie pour chaque calcul d'un échan-
tillon de sortie. Pour d'autres valeurs de L qui sont des puissances de 2, log2L bits à partir du bit [9] sont utilisés à cet effet. Dans le cas d'un grandissement, un basculement du bit [10] constitue le signal de décalage d'un nouvel échantillon ou élément d'image dans le filtre à réponse impulsionnelle finie. Dans le cas d'une réduction, les bits [11- 10] indiquent combien d'échantillons ou éléments d'image doivent être décalés dans le filtre à réponse impulsionnelle finie après le calcul de chaque échantillon de sortie. Cette commande du décalage à l'entrée assure l'interpolation nécessaire par L. La décimation par M est réalisée parce que
la position de l'échantillon de sortie subit une incré-
mentation du rapport de grandissement-réduction.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront mieux de la description qui va suivre
d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un diagramme synoptique du système de conversion de fréquence d'échantillonnage dans un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est un schéma détaillé d'un organe de commande d'analyseur différentiel numérique destiné à la
commande d'autres blocs fonctionnels du système de conver-
sion de fréquence d'échantillonnage de la figure 1, dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est un schéma détaillé d'un filtre de luminance destiné à un rééchantillonnage d'un signal de luminance dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est un schéma détaillé d'un filtre de chrominance destiné au rééchantillonnage des signaux de chrominance dans un mode de réalisation de l'invention; et la figure 5 est un schéma détaillé du registre d'état incorporé à l'organe de commande d'analyseur différentiel numérique de la figure 2, indiquant la signification des
divers bits.
Le mode de réalisation préféré du système de conversion de fréquence d'échantillonnage selon la présente invention concerne le traitement des signaux d'image vidéo destiné à
assurer un effet de grandissement ou de réduction d'image.
La conversion de fréquence d'échantillonnage peut être réalisée dans d'autres contextes, toujours dans le cadre de l'invention. La figure 1 est un diagramme synoptique d'un système 1 de conversion de fréquence d'échantillonnage dans un mode de réalisation de la présente invention. Le système a deux entrées 10 et 11, une pour la composante Y du signal de luminance (ou élément d'image Y), et une pour les deux composantes Cb et Cr de signaux de chrominance (ou simplement éléments d'image Cb et Cr). A l'entrée 11 de chrominance, les éléments d'image Cb et Cr sont entrelacés et ils donnent ensemble une fréquence d'échantillonnage égale à celle de l'élément d'image Y de l'entrée 10 de luminance. Le signal de luminance et le signal entrelacé de chrominance sont rééchantillonnés séparément. Chaque signal est transmis par un circuit tampon 12 et un commutateur 13 puis, suivant le réglage du commutateur 13, par un filtre préalable 16 et un décimateur 17 d'un facteur K, ou directement au filtre 19 de luminance ou au filtre 20 de chrominance. Les coefficients du filtre 19 de luminance et du filtre 20 de chrominance sont conservés dans une mémoire 18 de coefficients de filtre. Le signal de luminance est rééchantillonné dans le filtre de luminance 19 sous la commande d'un analyseur différentiel numérique 21 de luminance. Le signal de chrominance est rééchantillonné dans le filtre 20 de chrominance sous la commande d'un analyseur
différentiel numérique 21 de chrominance.
Les circuits tampons 12 peuvent être réalisés soit avec des mémoires à accès direct RAM, soit avec des mémoires à file FIFO. Les commutateurs 13 permettent l'activation d'un
étage de traitement préalable qui comprend un filtre.
préalable 16 et un décimateur 17 d'un facteur K. Le filtre préalable 16 est un filtre passe-bas à réponse impulsionnelle finie dont les coefficients sont choisis en fonction du facteur K pour l'élimination du crénelage spectral à la sortie du décimateur 17 par réduction de la largeur de bande du signal d'entrée d'un facteur K. L'incorporation de ces blocs dans le trajet du signal permet une réduction de l'image même lorsque les filtres 19 de luminance et 20 de chrominance travaillent pour un
grandissement d'image.
Le filtre 19 de luminance et le filtre 20 de
chrominance sont responsables des opérations d'interpo-
lation, de filtrage à réponse impulsionnelle finie et de décimation nécessaires au rééchantillonnage. Le filtre 19 de luminance travaille sur le signal Y et le filtre 20 de chrominance travaille sur les deux signaux Cb et Cr. Comme chacun des signaux Cb et Cr a une fréquence efficace d'échantillonnage égale à la moitié de celle du signal Y, le filtre de chrominance 20, commandé par un signal d'horloge à la même fréquence que le filtre 19 de luminance, traite en alternance les courants des échantillons Cb et Cr sous forme
multiplexée temporellement.
Les coefficients de filtre utilisés par les filtres 19 et 20 de luminance et de chrominance sont conservés dans la mémoire 18 des coefficients de filtre. Cette mémoire 18 peut être réalisée par des mémoires à accès direct ou des dispositifs électroniques analogues. Comme décrit dans la suite, les coefficients de filtre sont regroupés en ensembles dans la mémoire 18, chaque ensemble pouvant être
choisi indépendamment par les organes 21 de commande d'ana-
lyseur différentiel numérique de luminance et de chromi-
nance. Les signaux rééchantillonnés de luminance et de chrominance sortent par la sortie des filtres 19 et 20 respectivement.
Le fonctionnement des organes 21 de commande d'analy-
seur différentiel numérique est primordial pour l'obtention de l'opération de rééchantillonnage dans le filtre 19 de, luminance et le filtre 20 de chrominance. La figure 2 est un
schéma détaillé de l'un des organes 21 de commande d'analy-
seur différentiel numérique. Une entrée 30 est utilisée pour
la programmation d'un rapport voulu de grandissement-
réduction. Ce rapport est conservé dans un registre 31 de rapport. Dans le mode de réalisation préféré, le registre de rapport a une largeur de onze bits [10...0], le bit [10] étant le plus significatif et le bit [0] le moins significatif, une virgule étant placée entre les bits [10]
et [9].
Le rapport de grandissement-réduction peut être exprimé sous la forme rapport = Tout/Tin = M/L (3) Ce rapport est calculé et arrondi sous forme d'une fraction binaire à 10 bits avec un nombre entier à 1 bit avant la mémorisation dans le registre 31 de rapport. Les cas suivants sont possibles:
rapport < 1: augmentation de la fréquence d'échantil-
lonnage ou grandissement d'image,
rapport = 1: pas de changement de la fréquence d'échan-
tillonnage ou copie d'image, rapport > 1: réduction de fréquence d'échantillonnage ou
réduction de l'image.
Dans le mode de réalisation préféré, on utilise rapport < 2
à cause de la configuration de registre 31 de rapport.
Le signal de sortie du registre 31 de rapport représente un premier signal d'entrée d'un additionneur 32 à 12 bits. Le signal de sortie de l'additionneur 32 est conservé dans un registre d'état 33 à 12 bits. Le signal de sortie du registre 33 est transmis à une unité logique 35 de
décodage de création d'un signal de commande et, simulta-
nément, il est transmis à l'autre entrée de l'additionneur 32 à 12 bits par un trajet 34 de rétroaction. L'unité logique 35 de décodage décode l'information du bit du registre d'état 33 pour créer deux signaux. Un premier signal sélectionne un groupe particulier de coefficients destiné au filtre commandé par l'analyseur différentiel numérique. L'autre signal commande le décalage des éléments
d'image dans le filtre.
L'additionneur 32 et le registre 33 ont tous deux des champs de bit appelés [11...0] ayant des bits alignés pour l'opération d'addition par l'additionneur 32. Une virgule est supposée entre les bits [101] et [9] pour l'additionneur
32 et le registre 33.
La largeur des registres 31 et 33 et de l'additionneur 32 est choisie de manière qu'une erreur d'arrondissement cumulée dans le registre 33 n'affecte pas une opération de rééchantillonnage. Dans le mode de réalisation préféré, le registre 33 est vidé après chaque ligne de balayage si bien que l'erreur cumulée est limitée. Avec un nombre maximal de 720 éléments d'image par ligne de balayage d'entrée et un nombre maximal de 1 024 éléments d'image par ligne de balayage de sortie, la largeur de onze bits du registre 31 et de douze bits du registre 33, qui donne une erreur cumulée égale à (1 024*2-1l)*Tout, ont été déterminés comme suffisant. La figure 3 est un schéma détaillé d'un filtre 19 de luminance destiné à rééchantillonner un signal de luminance
en fonction d'un mode de réalisation de la présente inven-
tion. Huit coefficients de filtre sont charges par une entrée 40 dans quatre paires de registres 41 de coefficients appelés CO à C7. Le groupe particulier de coefficients de filtre chargé dépend du signal de sortie de l'organe 21 de
commande de l'analyseur différentiel numérique. Les échan-
tillons de luminance ou éléments d'image du circuit tampon 12 sont charges par une entrée 43 dans huit registres à décalage 44 appelés Y0 à Y7. Ces registres 44 sont connectés en cascade, c'est-à-dire que le signal de sortie du registre Y7 est connecté à l'entrée du registre Y6, etc. Chaque registre à décalage comporte de préférence une bascule à 8 bits. Les signaux de sortie de chaque paire de registres 41
et des deux registres à décalage correspondants sont connec-
tés aux entrées d'un multiplicateur 42. Ainsi, il existe, quatre multiplicateurs 42. Les signaux de sortie des quatre multiplicateurs sont transmis à un additionneur 45 à cinq entrées. La cinquième entrée de l'additionneur à cinq entrées reçoit son propre signal de sortie 46. Le signal de sortie de l'additionneur 45 est aussi utilisé comme signal de sortie de signal rééchantillonné de luminance. Le filtre
de luminance effectue la somme de huit multiplications-
accumulations, par exemple une convolution en huit points E Yi*Ci (4) i=0 et il envoie le résultat à la sortie 46 comme échantillon transmis tous les deux cycles. Le chargement des éléments d'image dans le registre à décalage 44 par l'entrée 43 et la sélection des coefficients à charger dans les registres 41 par l'entrée 40 sont commandés par l'organe 21 de commande
d'analyseur différentiel numérique de luminance.
Le fonctionnement interne du filtre 20 de chrominance est analogue à celui du filtre 19 de luminance, mais il calcule des convolutions séparées à huit points pour les signaux de chrominance Cb et Cr. La figure 4 est un schéma
détaillé du filtre 20 de luminance destiné à rééchantil-
lonner les signaux de chrominance dans un mode de réalisation de l'invention. Quatre paires de registres 51 de coefficients appelés Bo à B7 sont chargés des coefficients provenant de la mémoire 18. Contrairement au filtre 19 de luminance, le filtre 20 de chrominance contient un ensemble supplémentaire de huit registres à décalage destiné à traiter séparément Cb et Cr. Les éléments d'image Cb de chrominance sont chargés par l'entrée 53 dans un ensemble 54 de registres à décalage appelés U0 à U7 et les éléments d'image Cr sont chargés par l'entrée 55 dans l'ensemble 56
de registres à décalage appelés V0 à V7. Quatre multi-
plicateurs 52 et un additionneur 57 à cinq entrées sont partagés pour le calcul des signaux de sortie Cb et Cr, c'est-à-dire les deux convolutions à huit points U.i*B. (5) i=0 pour le signal de chrominance Cb et E Ui.*si (6) i=0 pour le signal Cr de chrominance. Comme dans le cas du filtre 19 de luminance, un groupe de deux cycles est conservé pour l'exécution des deux convolutions. Les signaux résultants de sortie Cb et Cr sont calculés en alternance et
entrelacés à une sortie 58.
Pendant le fonctionnement, les organes 21 de commande d'analyseur différentiel numérique commandent la sélection des coefficients de filtre et transmettent les éléments
d'image du filtre 19 de luminance et du filtre 20 de chromi-
nance. Si la distance comprise entre les éléments d'image ou échantillons d'entrée successifs de la ligne de balayage est considérée comme égale à l'unité, le contenu du registre d'état 33 peut être considéré comme représentant la position de l'échantillon actuel de sortie. La valeur des bits à droite de la virgule indique la distance entre l'élément d'image actuel à la sortie et l'élément d'image d'entrée immédiatement à gauche. Pour le premier élément d'image de sortie, le registre d'état 33 contient 0, indiquant que le premier élément d'image d'entrée est copié dans le premier élément d'image de sortie. Pour chaque élément d'image suivant de sortie, le registre d'état 33 progresse d'une unité avec le contenu du registre 31 de rapport. Dans le cas du grandissement d'image, le contenu du registre 31 de rapport est inférieur à l'unité. Dans le cas d'une réduction d'image, le contenu du registre 31 de rapport est supérieur
à 1 mais inférieur à 2.
Ainsi, la synchronisation de chaque organe de commande d'analyseur différentiel numérique est synchronisée sur la création de nouveaux éléments d'image de sortie. Après la création d'un nouvel élément d'image de sortie, le nombre d'éléments d'image à décaler, le cas échéant, dans le filtre doit être déterminé. Dans le cas d'un grandissement d'image, un basculement du bit le moins significatif à gauche de la
virgule indique qu'un seul élément d'image doit être intro-
duit. Dans le mode de réalisation préféré, cette opération
se réfère au bit [10].
Dans le cas d'une réduction d'image, des bits à gauche de la virgule indiquent le nombre d'éléments d'image à décaler dans le filtre après calcul d'un élément d'image de sortie. Ces bits à gauche de la virgule sont remis à zéro avant chaque remise à jour dans le registre d'état. Dans le
mode de réalisation préféré, il s'agit des bits [l... 101.
Les coefficients convenables de filtre qui doivent être appliqués dépendent de l'alignement de l'élément d'image de
sortie à calculer par rapport aux éléments d'image d'entrée.
Un filtrage passe-bas est appliqué implicitement au courant d'entrée interpolé, c'est-à-dire aux éléments d'image ayant
L-1 zéros imbriqués entre les éléments d'image pour l'élimi-
nation de la multiplicité spectrale. Cependant, les coefficients qui sont alignés actuellement sur des zéros du courant interpolé d'entrée ne sont pas nécessaires et ils sont supprimés de l'ensemble de coefficients pour des raisons de rendement de calcul. Les coefficients qui sont nécessaires varient ainsi avec l'alignement de l'échantillon de sortie qui doit être calculé en fonction du courant interpolé d'entrée. Comme il existe L alignements possibles,
il faut L groupes de coefficients.
Le groupe nécessaire de coefficients est identifié par
log2L bits à droite de la virgule dans le registre d'état.
L'organe de commande de l'analyseur différentiel numérique adresse la mémoire 18 des coefficients de filtre afin que ces coefficients soient transmis au filtre convenable avant calcul de chaque échantillon de sortie. Dans le mode de réalisation préféré, L = 4 et les bits [9.. 8] identifient l'ensemble de coefficients à sélectionner. La figure 5 est un schéma détaillé du registre d'état 33 indiquant la signification des divers bits. Les deux bits 331 désignent
le nombre d'éléments d'image à décaler pour la réduction..
Les dix bits 332 désignent la position de l'élément d'image de sortie par rapport à l'élément d'image à gauche. Le bit 333, lorsqu'il bascule, indique l'introduction d'un élément d'image pour le grandissement. Les deux bits 334 désignent la sélection du groupe de coefficcients du filtre à réponse impulsionnelle finie, et la référence 335 indique la
virgule. Le fonctionnement de l'organe de commande d'analy-
seur différentiel numérique de luminance est analogue à
celui de l'organe de commande d'analyseur différentiel numé-
rique de chrominance. Ce dernier fonctionne à une fréquence
deux fois plus faible puisque les fréquences d'échantil-
lonnage d'entrée des signaux Cb et Cr sont égales à la moitié de celles du signal Y. Dans un autre mode qui peut être sélectionné à l'aide du commutateur 13, la réduction d'image est traitée, par les filtres 19 et 20 de luminance et de chrominance et des organes associés 21 de commande d'analyseur différentiel numérique, sous forme d'un grandissement d'image. Dans cet autre mode, le filtre préalable 16 et le décimateur 17 d'un facteur K sont incorporés au trajet d'entrée des signaux de luminance et de chrominance. Le filtre préalable 16 est de préférence un filtre à réponse impulsionnelle finie à trois prises et le décimateur 17 a de préférence un coefficient K = 2, pour la transmission d'un élément d'image sur deux aux filtres 19 et 20 de luminance et de chrominance. Ainsi, la fréquence d'échantillonnage dans les filtres de luminance et de chrominance est réduite d'un facteur 2 pour les entrées 10 et 11. En conséquence, le rapport global de réduction devient rapport = Tout/2*Tin = M/2*L (7) Comme la fréquence d'échantillonnage d'entrée est ainsi limitée afin qu'elle ne soit pas supérieure au double de la fréquence d'échantillonnage de sortie, le rapport de ce mode de fonctionnement est inférieur à l'unité. Lorsque ce mode est utilisé, des filtres de luminance et de chrominance
effectuent toujours une conversion de fréquence d'échantil-
lonnage à une valeur supérieure, qu'il s'agisse d'un.
grandissement ou d'une réduction d'image. L'avantage est que
les filtres ne doivent travailler qu'en mode de grandis-
sement et il n'est donc pas nécessaire d'assurer le décalage de deux éléments d'image d'entrée pour un élément d'image de sortie pendant la réduction de l'image. Le filtre préalable 17 peut être modifié afin qu'il comporte plus de prise et
réduise au minimum le crénelage spectral.
Ainsi, l'invention permet un rééchantillonnage à l'intérieur d'un seul filtre à réponse impulsionnelle finie sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un organe séparé
d'interpolation ou de décimation. Ainsi, la surface néces-
saire de circuit VLSI est réduite au minimum et le rendement
de calcul est conservé.
Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses
éléments consécutifs sans pour autant sortir de son cadre.
Claims (10)
1. Système de conversion de fréquence d'échantil-
lonnage, caractérisé en ce qu'il comprend: un filtre (19, 20) à réponse impulsionnelle finie qui reçoit un signal discret à rééchantillonner par une première entrée et des données de coefficient de filtre par une seconde entrée et qui donne un signal filtré de sortie, une mémoire électronique (18) couplée au filtre à réponse impulsionnelle finie et qui contient des données de coefficients de filtre, et un organe (21) de commande d'analyseur différentiel numérique couplé au filtre à réponse impulsionnelle finie et à la mémoire électronique et qui reçoit un rapport voulu de grandissement-réduction M/L, L et M étant des nombres entiers, et qui coordonne le décalage du signal discret dans le filtre à réponse impulsionnelle finie avec la sélection des coefficients provenant de la mémoire électronique de manière que le signal de sortie du filtre donne le rapport
voulu de grandissement-réduction.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande d'analyseur différentiel numérique comprend: un registre (31) de rapport qui mémorise le rapport de grandissement-réduction et donne ce rapport à sa sortie, un additionneur (32) qui ajoute un premier signal
d'entrée d'additionneur à un second signal d'entrée d'addi-
tionneur pour former un signal de sortie d'additionneur, la première entrée de l'additionneur étant couplée à la sortie du registre de rapport, un registre d'état (33) qui reçoit le signal de sortie d'additionneur à une entrée et qui donne le second signal d'entrée d'additionneur à sa sortie, le registre de rapport
donnant un signal ajouté dans le registre d'état par l'addi-
tionneur après chaque calcul par le filtre à réponse impulsionnelle finie d'un échantillon du signal filtré de sortie, et un circuit décodeur (35) qui reçoit le signal de sortie du registre d'état à une entrée et qui donne 1) un signal de
commande de décalage d'entrée du filtre à réponse impulsion-
nelle finie pour la commande du décalage des échantillons d'entrée dans le filtre à réponse impulsionnelle finie, et 2) un signal de sélection de coefficients à la mémoire électronique pour la sélection d'un groupe de coefficients de filtre qui doit être chargé dans le filtre à réponse
impulsionnelle finie.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une valeur actuelle du registre d'état (33) représente un alignement entre un élément d'image actuel de sortie et un
élément d'image d'entrée le plus proche à gauche.
4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal de sélection de coefficients sélectionne parmi
L ensembles de coefficients conservés dans la mémoire élec-
tronique en fonction de la valeur de log2L bits présé-
lectionnés à droite d'une virgule implicite dans le registre d'état.
5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour une augmentation de fréquence d'échantillonnage, le signal de commande de décalage d'entrée provoque un décalage d'un élément d'image dans le filtre à réponse impulsionnelle finie lorsqu'un bit moins significatif à gauche d'une virgule implicite du registre d'état subit un basculement.
6. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que, en cas de réduction de fréquence d'échantillonnage, le signal de commande de décalage d'entrée provoque un décalage du nombre d'éléments d'image indiqué par les bits à gauche
de la virgule implicite du registre d'état.
7. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le registre d'état (33) comporte 12 bits [0-11], le bit [0] étant le bit le moins significatif et le bit [11i] le plus significatif, avec une virgule implicite disposée entre les bits [10] et [9], les bits prédéterminés étant constitués de log2L bits contigus, [9] étant le plus élevé
des bits prédéterminés.
8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un décimateur ayant une sortie couplée à l'entrée du filtre à réponse impulsionnelle finie, et un filtre préalable dont la sortie est couplée à une entrée du décimateur.
9. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal discret est un signal de luminance d'un
système vidéo numérique.
10. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal discret comprend des premier et second signaux entrelacés de chrominance d'un système vidéo numérique, et le filtre (19, 20) à réponse impulsionnelle finie traite séparément les premiers et seconds signaux de chrominance.
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