JP2001290794A - ディジタル信号のサンプリング周波数変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプリング周波数変換の仕様変更などの際
にクロックのタイミングを変えるだけで迅速に仕様変更
可能なディジタル信号のサンプリング周波数変換装置を
提供する。 【解決手段】 入力ポート１０は入力データＸを受け、
受けた順に世代番号および所定の行先を示すノード番号
を付して入力パケットを生成するとともに、別に入力さ
れたクロック信号からデータパケットを生成し、入力デ
ータパケットをパケット内部の世代番号をアドレス信号
として画像メモリ９に書込みあるいはデータパケット内
部の世代番号をアドレス信号として画像メモリ９から読
出し、入力されたデータパケットあるいはメモリインタ
フェース７により画像メモリ９から読出したデータパケ
ットに従って演算処理を行ない、演算処理を施したデー
タパケットをデータ駆動エンジン，メモリインタフェー
スあるいはデータ駆動型プロセッサの外部に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はディジタル信号の
サンプリング周波数変換装置に関し、特に、データ駆動
型プロセッサによる高速並列演算処理機能を利用して画
像データのサンプリング周波数を変換するディジタル信
号のサンプリング周波数変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速かつ高精度で情報信号に対してさま
ざまな処理を施すために、情報信号は一般にディジタル
信号に変換されて処理される。大量の情報を伝達する画
像処理も例外ではない。画像信号は本質的にアナログ信
号である。よって、画像信号はディジタル信号に変換す
るために、あるサンプリング周波数でサンプリングされ
てディジタル信号に変換される。画像信号のサンプリン
グ周波数変換もまた大量の情報を処理し、伝達してい
る。

【０００３】ディジタル信号のサンプリング周波数を変
換する従来例として、たとえば特開平６−３０３８４号
公報に示されたデータ駆動型プロセッサを用いたディジ
タル信号のサンプリング周波数変換装置がある。データ
駆動型プロセッサ4では、「ある処理の実行に必要な入
力データがすべて揃い、かつその処理に必要な演算装置
などの資源が割当てられたときに処理が行なわれる。」
という規則に従って処理が進行する。

【０００４】データ駆動型プロセッサの情報処理動作を
含むデータ処理装置には、非同期のハンドシェイク方式
を採用したデータ伝送装置が用いられる。このようなデ
ータ伝送装置では、複数のデータ伝送路が接続され、そ
れらのデータ伝送路がデータの伝送要求信号およびデー
タの転送を許可するか否かを示す転送許可信号を互いに
送受信しながら、自律的なデータ転送が行なわれる。

【０００５】図３はデータ伝送路の構成を示すブロック
図である。図３において、データ伝送路は、自己同期型
の転送制御回路（以下、Ｃ素子と称する）２ａ〜２ｃ
と、データ保持回路（パイプラインレジスタ）３ａ〜３
ｃと、データ保持回路の出力に対して演算などを行なう
ロジック回路３ｄ，３ｅを含んでいる。Ｃ素子２ａ〜２
ｃは、前段から転送要求信号を受ける入力端子ＣＩと、
後段に転送要求信号を出力する出力端子ＣＯと、後段の
転送許可または転送の禁止を示す転送許可信号を入力す
る入力端子ＲＩと、前段に転送許可信号を出力する出力
端子ＲＯと、パイプラインレジスタ３ａ〜３ｃを制御す
る制御信号出力端子ＣＰを有している。

【０００６】図４は図３に示したＣ素子の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。図４は端子ＣＩ
（もしくは端子ＣＯ）が、「０」のときは前段（後段）
にデータ転送要求を行なっている状態であり、逆に
「１」の場合は前段（後段）にデータ転送要求を行なっ
ていない状態を示している。一方、端子ＲＩ（もしくは
端子ＲＯ）が「０」のときは後段（前段）は転送禁止状
態であることを示し、逆に「１」の場合は後段（前段）
は転送許可状態であることを示している。あるＣ素子の
端子ＣＩに「１」から「０」が入力される、すなわち前
段からデータ転送が要求され、転送されると端子ＲＯが
「１」から「０」に変化し、これによりさらなる前段か
らのデータ転送を禁止する。

【０００７】転送が完了すると、端子ＣＩへの入力は
「０」から「１」へと変化し、前段からはデータ転送要
求を行なわない状態となり、前段から当該Ｃ素子へデー
タのセットが終了したことが知らされる。これに伴い、
端子ＲＯは「０」から「１」へと変化し前段に対して、
次の転送許可状態であることを示す。そして、端子ＣＩ
への入力が「１」となり、前段からのデータ転送要求が
行なわれない状態となった後、端子ＣＰからクロックパ
ルスが出力されてパイプラインレジスタ３ａ〜３ｃから
データが出力されてロジック回路３ｄ，３ｅで演算など
が行なわれる。そして、端子ＣＯが「１」から「０」に
変化し、後段にデータ転送要求が行なわれ、後段にデー
タが転送されると、端子ＲＩへの入力は「１」から
「０」に変化し、後段が転送禁止状態となったことが知
らされる。これを受けて、端子ＣＰの出力が「０」とさ
れてパイプラインレジスタの制御が停止され、その後端
子ＣＯは「０」から「１」へと変化し、後段に対してデ
ータ転送要求を行なわない状態となる。そして、データ
が後段のパイプラインレジスタに格納され、さらに次の
ロジック回路に出力されると、端子ＲＩに「０」信号か
ら「１」信号が入力され、後段は転送許可状態となる。
このサイクルを繰返すことによって、次のデータが転送
されて演算などの処理がなされ、自己同期システムによ
るデータ転送がなされる。

【０００８】図５は図３に示したデータ伝送路を有する
データ駆動型プロセッサのブロック図である。図５にお
いて、データ駆動型プロセッサＰｅは合流部ＪＮＣと、
発火制御部ＦＣと、演算部ＦＰと、プログラム記憶部Ｐ
Ｓと、分岐部ＢＲＮと、複数個のパイプラインレジスタ
３ａ〜３ｃとＣ素子２ａ〜２ｃを含んでいる。Ｃ素子２
ａ〜２ｃの動作は先に説明したとおりである。

【０００９】図６は図５に示すデータ駆動型プロセッサ
Ｐｅに入力される入力データパケットと出力される出力
データパケットを示す図である。図６において、（ａ）
に示す入力データパケットおよび（ｂ)に示す出力パケ
ットは、行先ノード番号を格納するための行先ノード番
号領域と、世代番号を格納するための世代番号領域と、
命令コードを格納する命令コード領域と、データを格納
するためのデータ領域とを含む。入力画像信号はデータ
格納領域に格納される。世代番号とは、並列処理をした
いデータ群同士を区別するための識別番号である。行先
ノード番号とは、同一世代内の入力データ同士を区別す
るための番号であり、データ駆動型情報処理装置内部に
おいてデータパケットの転送先を示している。命令コー
ドとは命令デコーダに格納されている命令を実行するた
めのものである。

【００１０】データ駆動型プロセッサＰｅに図６（ａ）
に示すデータパケットが入力されると、入力パケットは
まず合流部ＪＮＣを通り、発火制御部ＦＣに伝達され、
行先ノード番号と世代番号が同一のデータパケットの間
で対データが形成される。すなわち、ノード番号と世代
番号が一致する異なる２つのデータパケットの検出が行
なわれ、両方の番号が一致する２つのうち、一方のデー
タパケットを他方のデータパケットのデータ領域に追加
格納し、この他方のデータパケットが出力される。

【００１１】データ領域に対データを格納したデータパ
ケットは演算部ＦＰに伝達される。演算部ＦＰは、伝達
されたデータパケットを入力し、この入力データパケッ
トの中の命令コードに基づいて、該データパケットの内
容に対して所定の演算を行ない、その演算結果を該デー
タパケットのデータ領域に格納する。このデータパケッ
トはプログラム記憶部ＰＳに伝達される。

【００１２】プログラム記憶部ＰＳは伝達されたデータ
パケットの行先ノード番号に基づいて、プログラム記憶
部ＰＳ内のプログラムメモリから次の位の行先ノード番
号と次の位の命令コードを読出す。読出された行先ノー
ド番号と命令コードは、該データパケットの行先ノード
番号領域と命令コード領域にそれぞれ格納される。

【００１３】プログラム記憶部ＰＳから出力されたデー
タパケットは分岐部ＢＲＮへ伝達され、その行先ノード
番号に基づいて外部に出力するか、または合流部ＪＮＣ
に戻され、再度データ駆動型プロセッサＰｅ内部に入力
される。これらの伝達は前述のＣ素子２ａ〜２ｃにより
制御されて実行される。そして、このようなデータ駆動
型プロセッサＰｅが１個もしくは複数個接続されて、デ
ータ駆動型情報処理装置が構成されている。

【００１４】データ駆動型情報処理装置内部または外部
のメモリにアクセスする命令を格納したデータパケット
は、パケット内部の世代番号領域の値をメモリのアドレ
スとして扱い、メモリアクセスを行なう。バンク（１フ
ィールド）、行および列に対応するものはそれぞれデー
タパケットにおける世代番号領域内のフィールドＦＤ
と、ラインＬＮとピクセルＰＸで表わされる。

【００１５】図７は従来のデータ駆動型プロセッサによ
るサンプリング周波数変換回路のブロック図であり、特
開平６−３０３８４号公報に記載されているものであ
る。

【００１６】図７において、サンプリング周波数変換回
路４は入力ポート５とデータ駆動エンジン６とメモリイ
ンタフェース７と出力ポート８とを含み、このサンプリ
ング周波数変換回路４にはメモリ９が接続される。入力
信号である画像信号ｘは入力ポート５に与えられてデー
タパケットに生成され、データ駆動エンジン６に与えら
れる。データ駆動エンジン６に与えられたデータパケッ
トはメモリインタフェース７を介して画像メモリ９に記
憶され、サンプリング周波数変換の処理が行なわれ、処
理を終了したデータパケットは再度メモリインタフェー
ス７からデータ駆動エンジン６を介して出力ポート８に
与えられる。出力ポート８に与えられたパケットはデー
タパケットＹとして外部に出力される。外部に出力され
たデータパケット内のデータ領域のデータは補間され、
周波数変換された画像信号となる。

【００１７】図８は図７に示した画像メモリにおける画
像とデータパケット内部の世代番号フィールドに含まれ
るデータとメモリセルとの対応関係を示す図である。図
８において、フィールドアドレスＦＤは画像メモリ９に
おけるフィールド領域を特定する。この画像メモリ９に
おけるフィールドアドレスＦＤの指定する領域はバンク
であってもよく（１フィールドが１フレームに対応させ
られる場合）、また１つのフィールドメモリに対応して
もよい。画像メモリ９の構成に応じて適当に対応付けら
れる。ラインアドレスＬＮはこのフィールドにおける行
を特定する。ピクセルアドレスＰＸのフィールドアドレ
スＦＤが特定するフィールドにおける列を特定する。図
５に示したデータ駆動型プロセッサはデータフロープロ
グラムに従って処理を実行する。データフロープログラ
ムは演算および制御を示すノード（アクターと呼ばれ
る）と、ノードとノードとの間を結ぶアークとで構成さ
れる有向グラフで記述される。

【００１８】図９はデータフロープログラム（データフ
ローグラフと称される）の一例を示す図である。図９に
おいて、ノードＮＤＡは入力アークａおよびｂ上に与え
られたデータに対し、入力データが揃った時点で演算Ｏ
Ｐ１を施して演算結果を出力アークｅ上に伝達する。ノ
ードＮＤＢは入力アークｃおよびｄを有し、これらのア
ークに入力データが揃った時点で演算ＯＰ２を施し、出
力アークｆ上にその演算結果を出力する。ノードＮＤＣ
は制御アークｆ上の信号が「真」状態のとき、入力アー
クｅ上のデータを出力アークｇ上に伝達する。各ノード
においては、入力アークにデータ（トークンと呼ばれ
る）が揃ったときにそのノードに割当てられた演算が実
行される。演算の実行をそのノードが「発火する」と称
する。

【００１９】発火の結果、入力データ（以下、入力トー
クンと称する）は消費され、出力トークンが生成され
る。たとえば、ノードＮＤＡは２つの入力アークａおよ
びｂに入力データがそれぞれ到着し、かつ出力アークｅ
が空いているときに発火する。このとき、ノードＮＤＢ
の入力アークｃおよびｄに入力データが到着していれ
ば、ノードＮＤＡとノードＮＤＢとは同時に発火するこ
とができる。ノードＮＤＣはノードＮＤＡおよびノード
ＮＤＢの演算の完了を待つ必要がある。ノードＮＤＣは
ノードＮＤＡおよびノードＮＤＢの演算が実行完了し
て、双方の入力データが揃ったときに発火することがで
きる。

【００２０】一般に、ｎ入力ｍ出力のノードは、最大２
入力および２出力を有する基本ノードの組合せで実現す
ることができる。基本ノードとしては、入力アークに与
えられたデータに演算を施す演算ノードと、入力トーク
ンをコピーして複数の出力アークに出力する分配ノード
と、複数の入力アークに与えられたデータを出力アーク
に伝達する合流ノードと、データの経路を制御する制御
ノードがある。

【００２１】図１０は従来例のサンプリング周波数変換
回路におけるデータフローグラフ形式のプログラム例を
示す図である図７における入力ポート５はサンプリング
周波数でサンプリングされたディジタル信号を受け、受
けた順に世代番号および所定の行先を示すノード番号を
付加して入力パケットを生成する。データ駆動エンジン
６は入力されたデータパケットとメモリインタフェース
７から読出されたデータパケットに従って演算処理を行
なう。メモリインタフェース７は入力データパケット内
の世代番号をアドレス信号として画像メモリ９から読出
および書込を行なう。

【００２２】図１０に示したプログラム例は前述の特開
平６−３０３８４号公報に記載されたものであり、ＭＵ
ＳＥ（多重サブナイキストサブサンプリングエンコーデ
ィング）方式による画像処理の中で、３２．４ＭＨｚの
サンプリング周波数に変換されている画像データを４
８．６ＭＨｚのサンプリング周波数の画像データに補間
して変換するものである。

【００２３】まず、図７に示した入力ポート５に時系列
的に与えられる入力データＸ１，Ｘ２…は入力順に世代
番号が付され、かつノード番号が付されてデータパケッ
トのフォーマットに変換される。このデータパケット
は、ノード４０１の命令［ＷＲ］によってデータパケッ
トの世代番号順に画像メモリ９に書込まれる。なお、こ
の画像メモリ９へのデータパケットの書込は、この場合
１つおきのピクセルアドレス位置に書込んでいる。これ
は３２．４ＭＨｚサンプリングデータから４８．６ＭＨ
ｚサンプリングデータに変換されると、補間データが加
わりデータ数が増加するので、サンプリング周波数変換
されたデータが再び画像メモリ９に書込まれる際、最初
に書込まれた入力データが読出される前に補間データに
より書換えられないようにするためである。

【００２４】ノード４０１と並行してノード４０２にお
いて演算「ＡＧＮ」が実行される。ノード４０２におけ
る演算「ＡＧＮ」は右データが固定データ「０」であ
り、入力データパケットが与えられた時点でこの固定さ
れた定数「０」との演算が行なわれる。この演算「ＡＧ
Ｎ」は入力データパケットの世代番号をデータとして、
データ領域にコピーしてデータパケットを出力する命令
である。したがって、データ領域には世代番号が格納さ
れている。

【００２５】ノード４０２の出力はノード４０３に与え
られる。ノード４０３はノード４０２の出力データパケ
ットに含まれるデータ領域内のデータと固定データ
「１」との「ＡＮＤ」演算を実行する。これにより、奇
数世代のデータパケットのデータ領域には「１」が書込
まれ、遇数世代のデータパケットデータ領域には「０」
が書込まれる。これにより奇数世代の画像データと遇数
世代の画像データとの分離が行なわれる。

【００２６】ノード４０３により奇数世代の画像データ
と偶数世代の画像データの分離が行なわれたデータ系列
はノード４０４に与えられる。ノード４０４の演算［Ｅ
Ｑ」はデータパケットのデータ領域のデータが「１」で
あればそこに「１」が書込まれ、そうでない場合には
「０」が書込まれる。

【００２７】ノード４０４の出力はノード４０５に与え
られる。ノード４０５は制御ゲートであり、右データす
なわちノード４０４の出力データが「１」の場合にこの
ノード４０４から与えられた左データを通過させる。そ
うでない場合は、この左入力アークへ与えられたデータ
を消滅させる。これにより、ノード４０５からは奇数世
代の画像データに対応するデータパケットのみが与えら
れる。以後、このノード４０５からの奇数世代の画像デ
ータのみを用いてサンプリング周波数の変換が行なわれ
る。この奇数世代画像データに対応するデータパケット
のみを利用するのは１つのデータパケットたとえばＸ５
が与えられたときに同時に３つのデータＹ１，Ｙ２，Ｙ
３を出力するためである。これにより、等価的に２つの
入力画像データに対して３つの変換後の画像データを出
力することになり、これにより任意の画像データのサン
プリング周波数を１．５倍した画像データを得ることが
できる。たとえば、サンプリング周波数３２．４ＭＨｚ
の画像データを図１０に示すデータフロー型プログラム
の処理を施すと、３２．４ＭＨｚの１．５倍である４
８．６ＭＨｚのサンプリング周波数に変換された画像デ
ータを得ることができる。

【００２８】この奇数世代データパケットはノード４０
６およびノード４０７へ与えられる。ここでは、画像デ
ータＸ５の世代番号が格納されたデータパケットがノー
ド４０６に与えられた場合について説明する。ノード４
０６では、世代番号（ＦＤ，ＬＮ，ＰＸ）が（０，０，
−２）、つまりＸ５のピクセルアドレスから−２のアド
レスで画像メモリ９に格納されたデータの読出が行なわ
れる。

【００２９】既に説明したように、データパケットは１
つおきのピクセルアドレス（２倍のアドレス）に書込ま
れているため、この場合は１世代前の画像データＸ４の
データパケットが読出される。続いて、ノード４０８に
送られると（０，０，−６）、つまりＸ５のピクセルア
ドレスから−６のアドレスで画像メモリ９に格納された
データの読出が行なわれる。これにより、画像メモリ９
から３世代前の画像データＸ２のデータパケットが読出
される。

【００３０】一方、ノード４０７においては（０，０，
０）、つまり画像メモリ９から画像データＸ５のデータ
パケットが読出される。ノード４０７より読出された画
像データＸ５はノード４０９へ与えられる。ノード４０
９により世代番号にオフセット−４が与えられ、２世代
前の画像データＸ３が読出される。次いで、ノード４１
０に進み、画像データＸ５の世代番号にオフセット−８
を与えて画像メモリ９へアクセスする。これにより、画
像データＸ５よりも４世代前の画像データＸ１が読出さ
れる。これによりサンプリング周波数変換に必要とされ
る５つの画像データＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５が読
出される。

【００３１】次いで、補間処理を伴ったサンプリング周
波数変換を行なうために演算処理が実行される。ノード
４０７の演算により読出されたデータＸ５はノード４１
８およびノード４２７へ与えられる。ノード４１８は画
像データＸ５と定数α６とを乗算する。ノード４２７は
この画像データＸ５とα４とを乗算する演算を行なう。

【００３２】ノード４０６で読出されたデータＸ４はノ
ード４１１，４１９および４２８へ与えられ、それぞれ
のノードにおいて定数α５，α３およびα１と乗算され
る。ノード４０８の演算により読出されたデータＸ２
は、ノード４１２，４２０および４２９へ与えられ、そ
れぞれのノードにおいて定数α２，α０およびα２と乗
算される。さらに、ノード４０８の演算により読出され
たデータＸ２はノード４１３，４２１および４３０へも
与えられ、それぞれ定数α１，α３およびα５と乗算さ
れる。ノード４１０の演算により読出されたデータＸ１
はノード４１４，４２２へ与えられ、それぞれのノード
において定数α４，α６が乗算される。

【００３３】ノード４１１からの演算結果およびノード
４１２からの演算結果はノード４１５で加算される。ノ
ード４１３の演算結果とノード４１５の演算結果はノー
ド４１６で加算される。ノード４１４の演算結果とノー
ド４１６の演算結果はノード４１７で加算される。これ
により、画像データＹ１に対応するデータパケットが生
成される。また、ノード４１８の演算結果とノード４１
９の演算結果はノード４２３で加算される。ノード４２
０の演算結果とノード４２３の演算結果はノード４２４
で加算される。ノード４２１の演算結果とノード４２４
の演算結果はノード４２５で加算される。ノード４２２
の演算結果とノード４２５の演算結果はノード４２６で
加算され、これにより画像データＹ２に対応するデータ
パケットが生成される。

【００３４】ノード４２７の演算結果とノード４２８の
演算結果はノード４３１で加算され、ノード４３１の演
算結果とノード４２９の演算結果はノード４３２で加算
され、ノード４３０の演算結果とノード４３２の演算結
果はノード４３３で加算される。これにより画像データ
Ｙ３に対応するデータパケットが生成される。ノード４
１１からノード４３３にかけてのデータフローにおける
画像信号の補間処理を伴うサンプリング周波数変換は図
１０に示す式４３４で実現することができる。

【００３５】従来のデータ駆動型プロセッサにおいて
は、画像信号の補間処理の仕様変更の際は行列４３４−
ａのａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５およびａ６の各種パ
ラメータを変更し、一方サンプリング周波数変換の仕様
変更の際は、入力データ４３４−ｂ，出力データ４３４
−ｃおよび変換パラメータ行列４３４−ａのすべてを変
更しなければならない。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のデ
ィジタル信号のサンプリング周波数変換装置は、サンプ
リング周波数変換の仕様に対しては補間処理を伴うサン
プリング周波数変換を行なうデータフロー形式のプログ
ラムを変更することにより対応することができる。デー
タ駆動型プロセッサはデータフロー形式のプログラムに
従って、入力データの処理とデータ駆動型処理外部のメ
モリから読出したデータの処理などを行なっているから
である。

【００３７】しかし、従来のデータ駆動型プロセッサを
使用したサンプリング周波数変換装置において、図１０
の式４３４の補間処理を伴うサンプリング周波数変換を
行なうためのプログラム仕様変更はサンプリング周波数
に係るパラメータ行列４３４−ａの決定などのタイミン
グ調整を行なわなければならず、また最終的には実際に
動作させて決定しなければならず、容易ではない。

【００３８】また、プログラムメモリに格納するプログ
ラムには物理的に限界があり、特開平６−３０３８４号
公報に記載されたディジタル信号のサンプリング周波数
変換装置を従来のデータ駆動型プロセッサで実現するた
めには、多量のプログラム格納メモリを費やすことにな
る。画像データに対してサンプリング周波数変換以外の
さまざまな処理、たとえばガンマ補正やＲＧＢ変換など
も行なう際にはメモリ不足やプログラム量に応じた処理
速度の低下などの欠点がある。

【００３９】それゆえに、この発明の主たる目的は、サ
ンプリング周波数変換の仕様変更などの際に、クロック
のタイミングを変更するだけで迅速に仕様変更可能なデ
ィジタル信号のサンプリング周波数変換装置を提供する
ことである。

【００４０】

【課題を解決するための手段】この発明は、第１のサン
プリング周波数でサンプリングされたディジタル信号の
サンプリング周波数を、異なる第２のサンプリング周波
数へ変換するためのディジタル信号のサンプリング周波
数変換装置であって、第１のサンプリング周波数でサン
プリングされたディジタル信号を受け、受けた順に世代
番号と所定の行先を示す行先ノード番号とを付加してデ
ータパケットを生成する第１のデータパケット生成手段
と、データパケットを記憶するための記憶手段と、生成
されたデータパケットの世代番号をアドレス信号として
記憶手段に書込む書込手段と、第２のサンプリング周波
数に応じて、受けた順に世代番号と所定の行先を示す行
先ノード番号を付してデータパケットを生成する第２の
データパケット生成手段と、第２のデータパケット生成
手段で生成されたデータパケットの世代番号に応じて、
記憶手段から第１のサンプリング周波数でサンプリング
された任意の隣り合うディジタル信号を格納したデータ
パケットを読出す読出手段と、隣り合う第１のサンプリ
ング周波数でサンプリングされたディジタル信号のサン
プリング位置間を、第２のサンプリング周波数により分
割し、その分割された位置のデータを隣り合う第１のサ
ンプリング周波数でサンプリングされたディジタル信号
により補間を行なう補間手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００４１】好ましくは、書込手段は世代番号に対応し
て第１のサンプリング周波数によってサンプリングされ
たデータもしくは補間されたデータを第２のデータパケ
ット生成手段で生成されたデータパケットに格納して記
憶手段に書込み、読出手段は記憶手段から世代番号に応
じて読出したデータパケットを出力することを特徴とす
る。

【００４２】より好ましくは、サンプリング周波数変換
は、第２のデータパケット生成手段において第２のサン
プリング周波数を所望の値に変更することのみで、任意
の第２のサンプリング周波数の変換が可能であることを
特徴とする。

【００４３】さらにより好ましくは、任意の第２のサン
プリング周波数をディジタル化し、世代番号に転換する
際の分解能を決める手段を別途設けたことを特徴とす
る。

【００４４】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態のデ
ータ駆動型プロセッサを使用した画像データのサンプリ
ング周波数変換回路の一例を示すブロック図である。図
１において、サンプリング周波数変換回路４０は、デー
タ駆動エンジン６とメモリインタフェース７と出力ポー
ト８は前述の図７と同様であり、入力ポート１０にデー
タパケット生成部１２と入力制御部１３とを内蔵させ、
さらにデータパケット生成機構１１を新たに設けた点が
異なっている。

【００４５】データパケット生成機構１１はクロック入
力端子に入力されたクロックから所望の周波数変換を行
なうために補間されたデータを格納するためのデータパ
ケットを生成する。入力ポート１０内のデータパケット
生成部１２は入力データＸを受け、受けた順に世代番号
および所定の行先を示すノード番号を付して入力パケッ
トを生成する。入力ポート１０内の入力制御部１３はデ
ータパケット生成部１２で生成された画像データＸを格
納したデータパケットと、データパケット生成機構１１
で生成された所望の周波数を行なうために補間されたデ
ータを格納するためのデータパケットの行先ノード番号
を参照してデータ駆動エンジン６に伝送するものであ
る。データ駆動エンジン６は前述の図７で説明したよう
に、１つもしくは複数のデータ駆動型プロセッサＰｅを
含んで構成されている。

【００４６】データ駆動エンジン６は読出されたデータ
パケットに含まれる行先ノード番号に従って処理を実行
する。この処理実行時においては、行先ノード番号に割
当てられた命令に従って読出されたデータパケットに対
して演算処理を行なう。データ駆動エンジン６は入力デ
ータパケットの割合と、入力データパケットとは別のク
ロックにより生成されるデータパケットの割合との比が
前者のサンプリング周波数と後者のサンプリング周波数
との比で与えられる数のデータパケットを１つの入力デ
ータパケットに対応して生成する。

【００４７】サンプリング周波数変換などの周波数変換
処理を施したデータを利用するのは、一般にサンプリン
グ周波数変換器の出力ポート以降（たとえば、データ駆
動型プロセッサの外部）がデータを要求するときであ
る。そのため、データを要求する側（データ駆動型プロ
セッサの出力段以降の装置）からクロックをデータ駆動
型プロセッサに送った方がデータ駆動型プロセッサにお
いて処理速度の面から効率がよい。したがって、クロッ
ク入力端子は出力側に配置するのが実用的である。

【００４８】図２はこの発明の一実施形態のデータ駆動
型プロセッサで実現した解像度変換器のデータフローグ
ラフ形式のプログラム例を示す。図２において、入力ポ
ート７０へ時系列的に与えられた入力画像データＸ１は
入力順に世代番号が付され、かつ行先ノード番号が付さ
れてデータパケットのフォーマットに変換される。この
データパケットはデータ駆動エンジン６内のプログラム
記憶付発火制御ユニット（複数あるデータ駆動型プロセ
ッサＰｅを基本としたユニットの１つ）へ与えられる。
プログラム記憶付発火制御ユニットは、その世代番号順
に生成されたデータパケットをノード７１のＷＲ命令に
より図６に示した世代番号に基づくアドレスにしたがっ
て画像メモリ７へ書込む。

【００４９】一方、クロック入力端子から投入されたク
ロックによりデータパケット生成機構１１でパケット投
入順に世代番号と行先ノード番号が割当てられる。この
とき、データ領域には何も入っていない。データパケッ
ト生成機構１１により生成されたパケットは、ノード７
３において演算ＡＰＸが実行される。演算ＡＰＸは１入
力２出力の命令であり、入力されたデータパケットの世
代番号からピクセルＰＸを抜き出し、抜き出した値でデ
ータパケットのデータ領域の値を更新する。この時点で
データパケットの生成機構で生成されたデータパケット
のデータ領域のデータが書込まれる。このとき、データ
パケットのデータ領域はピクセルＰＸがデータとなって
いる。

【００５０】ノード７７はデータパケットのデータ領域
を左データとし、固定データ「２５６」を右データとし
て左データを右データで割算を行なったときの剰余でパ
ケット内のデータ領域を更新する。つまり、データ領域
の値の下位９ビットを抜き出して、その値でデータ領域
を更新することになる。

【００５１】ノード７４へ送られたデータパケットはパ
ケット内のデータ領域の値、つまりピクセルＰＸを左デ
ータとし、固定データ「２５６」を右データとして左デ
ータと右データの を行ないデータ領域を更新する。
これは、データ領域を左に８ビットシフトするのと同じ
ことである。

【００５２】図２に示すように、ノード７７およびノー
ド７４の右データの固定値Ｚは、ここでの説明では２５
６を使用しているが、この値は任意に設定可能である。
このＺ値は任意のクロック入力に応じて生成される各デ
ータパケットの世代番号（ここではＰＸ値）をこのＺ値
の逆数０，１／２５６，２／２５６，…２５５／２５
６、１の近い値に近似してディジタル化していくため、
Ｚ値が大きいほど図８に示した本来のピクセルＰＸとの
近似の精度が高くなることになる。

【００５３】このＺ値は、たとえば１２８，２５６，５
１２など２ⁿの値を使用すると、乗算や割算はデータ領
域のデータを右もしくは左へビットをシフトし、所望の
データを取出すだけでよく、計算を簡易化することがで
きる。

【００５４】また、後述のＣＳＴ値は、入力される画像
データＸｉのサンプリング周波数に対して、所望のディ
ジタル化されたサンプリング周波数に変換された画像デ
ータＹｉの周波数の変換比に対応するものであり、ＣＳ
Ｔ／Ｚ倍に変換することになる。このＣＳＴ／Ｚ値を任
意に変えることで、容易に所望の周波数変換比を得るこ
とができる。

【００５５】ノード７４とノード７７の演算の結果、ノ
ード７７の演算結果のデータパケットのデータ領域はノ
ード７３のデータ領域の値の小数部分で更新され、ノー
ド７４の演算結果のデータパケットのデータ領域はノー
ド７３のデータ領域の値の整数部分で更新される。ノー
ド７５，ノード７６の命令ＶＳは１入力１出力の命令で
あり、データ領域の値をＰＸとして、この値をアドレス
信号とし、アドレス信号にオフセットをかけた先の画像
メモリ９のアドレスに書込まれたデータを参照し、デー
タ領域を更新する。ノード７５のオフセット値はすべて
０のため、アドレス信号で読出した先の画像メモリ９に
書込まれたデータＸｉでパケット内のデータ領域を更新
する。このため、データパケット内のデータ領域はＸｉ
のデータとなる。ノード７６はピクセル番号にオフセッ
トとして＋１を施すため、ノード７５で読出した１つの
異なるアドレスに書かれたデータＸｉ＋１を画像メモリ
９から読出し、パケット内のデータ領域を更新する。こ
のとき、データパケットのデータ領域はＸｉ＋１のデー
タになる。

【００５６】ノード７９はノード７５の出力、つまりＶ
Ｓにより読出したデータとノード７７の出力を入力とし
て受取り、その積を出力として送る。ノード８０は固定
データ５１２（ＣＳＴ＝５１２）を左データとし、ノー
ド７７から送られたデータを右データとして、左データ
から右データの減算を行ない、その結果を出力として送
る。ノード８１はノード７６のＶＳにより読出したデー
タとノード８０の出力を入力として受取り、その結果を
出力として送る。

【００５７】ノード８２はノード８１の演算結果とノー
ド７９の演算結果との加算を行ない、その結果をノード
８３に送る。しかし、このデータパケットのデータ領域
の値は、ＣＳＴ倍所望の値よりも大きいため、ノード８
３でデータ領域の値を１／ＣＳＴする処理を行なう。こ
のデータフロープログラムではＬＯＧ２のＣＳＴビット
分右シフトして、その値でデータ領域を更新している。
すなわち、５１２は２ ⁹、つまり１／５１２にするた
め、右へ９ビットシフト処理してデータを抜き出してい
る。

【００５８】この演算結果でデータパケット内のデータ
領域を更新し、データパケットＹｉを出力する。データ
パケットＹｉは、図２に示す式８４の Ｙｉ＝ＣＤ／ＣＳＴ×Ｘｉ＋（１−ＣＤ／ＣＳＴ）×Ｘ
ｉ＋１ により求めることができる。たとえば、ＣＤ／ＣＳＴを
０．５にすれば、隣り合う２点の中心の点を補間するこ
とが可能となる。補間は隣り合う２点（Ｘｉ，Ｘｉ＋
１）を直線に結んだ線上の値で近似している。最も簡単
な近似により補間可能であるため、データフロープログ
ラムも容易に実現することができる。この補間により、
２点間の画像データから３点分の画像データを生成する
ことが可能となる。そして、ＣＤ／ＣＳＴを走査するこ
とにより、補間する画像メモリ９の空間上の場所を容易
に変更することが可能となる。

【００５９】解像度変換の仕様変更は、データフロープ
ログラムを変更するのではなく、入力ポートとは別に設
けたクロック入力端子のタイミングを変更することによ
り、所望の解像度変換後の画像データをデータ駆動型プ
ロセッサの出力ポートより得ることができる。

【００６０】データ駆動型プロセッサにおいては、各ノ
ードにおいて演算に必要なデータが揃った時点で発火し
て演算が実行される。したがって、データ駆動型プロセ
ッサを使用していない一般のディジタル回路などのよう
に入力信号のタイミング調整を行なうことなく容易に、
高速で確実に解像度変換処理などを行なうことができ
る。

【００６１】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入力
画像の解像度変換を入力ポートとは別に、所望のサンプ
リング周波数のクロック信号を入力する入力端子を設
け、このクロック信号に応じてデータパケットを生成す
るデータパケット生成機構を設けてデータ駆動型プロセ
ッサで処理を行なうようにしたので、サンプリング周波
数変換の仕様変更などの際に、新たに解像度変換器の作
り直しなどをする必要がなく、従来の入力ポートとは別
のパケット自動生成機構を駆動するクロック入力端子か
ら入力するクロック信号のタイミングを変更するだけ
で、容易に所望の特性を備えたサンプリング周波数変換
装置を実現することができる。

【００６３】また、従来の変換器の仕様変更はデータフ
ロープログラムを変更していたものが、この発明ではク
ロック信号のタイミングを変更するだけでよく、従来に
比べて格段に容易かつ迅速に仕様変更が可能となる。

【００６４】さらに、従来例よりも解像度変換に要する
補間処理を伴うサンプリング周波数変換のデータフロー
形式のプログラムは、図１０に示した従来のサンプリン
グ変換を行なうデータフロー型プログラムよりも図２に
示したこの発明によるデータフロー型プログラムの方が
小さくてすみ、演算量も４０％減少する。したがって、
２．５倍の解像度変換にかかる処理能力の向上と、解像
度変換処理に要するプログラム保存用メモリ使用量も４
０％節約可能となる。

【００６５】さらに、この発明はさまざまな補間を伴う
サンプリング周波数の変換器に使用可能であるが、たと
えばファクシミリで受信した画像データを任意の紙サイ
ズに伸張（Ａ４版→Ｂ４版）して出力し、印字する際の
補間を伴うサンプリング周波数の変更にも有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態のサンプリング周波数
変換回路の概略ブロック図である。

【図２】 この発明の一実施形態による画像の解像度変
換を行なうデータフロープログラムの一例を示す図であ
る。

【図３】 データ伝送路の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】 図３に示したＣ素子の動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図５】 図３に示したデータ伝送路を有するデータ駆
動型プロセッサのブロック図である。

【図６】 データパケットのフォーマットを示す図であ
る。

【図７】 従来のデータ駆動型プロセッサによるサンプ
リング周波数変換回路のブロック図である。

【図８】 図７に示した画像メモリにおける画像とデー
タパケット内部の世代番号フィールドに含まれるデータ
とメモリセルとの対応関係を示す図である。

【図９】 従来のデータ駆動型プロセッサによるデータ
フロープログラムの一例を示す図である。

【図１０】 従来例のサンプリング周波数変換回路のデ
ータフローグラフ形式のプログラム例を示す図である。

【符号の説明】

６ データ駆動エンジン、７ メモリインタフェース、
８ 出力ポート、９画像メモリ、１０ 入力ポート、１
１ データパケット生成機構、１２ データパケット生
成部、１３ 入力制御部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のサンプリング周波数でサンプリン
   グされたディジタル信号のサンプリング周波数を、異な
   る第２のサンプリング周波数へ変換するためのディジタ
   ル信号のサンプリング周波数変換装置であって、 前記第１のサンプリング周波数でサンプリングされたデ
   ィジタル信号を受け、受けた順に世代番号と所定の行先
   を示す行先ノード番号を付加してデータパケットを生成
   する第１のデータパケット生成手段と、 データパケットを記憶するための記憶手段と、 前記生成されたデータパケットの世代番号をアドレス信
   号として前記記憶手段に書込む書込手段と、 前記第２のサンプリング周波数に応じて、前記受けた順
   に世代番号と所定の行先を示す行先ノード番号を付加し
   てデータパケットを生成する第２のデータパケット生成
   手段と、 前記第２のデータパケット生成手段で生成されたデータ
   パケットの世代番号に応じて、前記記憶手段から前記第
   １のサンプリング周波数でサンプリングされた任意の隣
   り合うディジタル信号を格納したデータパケットを読出
   す読出手段と、 前記隣り合う第１のサンプリング周波数でサンプリング
   されたディジタル信号のサンプリング位置間を、前記第
   ２のサンプリング周波数により分割し、その分割された
   位置のデータを前記隣り合う第１のサンプリング周波数
   でサンプリングされたディジタル信号により補間を行な
   う補間手段とを備えたことを特徴とする、ディジタル信
   号のサンプリング周波数変換装置。
2. 【請求項２】 前記書込手段は、前記世代番号に対応し
   て前記第１のサンプリング周波数によってサンプリング
   されたデータまたは前記補間手段によって補間されたデ
   ータを前記第２のデータパケット生成手段で生成された
   データパケットに格納して前記記憶手段に書込み、 前記読出手段は、前記記憶手段から世代番号に応じて読
   出したデータパケットを出力することを特徴とする、請
   求項１に記載のディジタル信号のサンプリング周波数変
   換装置。
3. 【請求項３】 前記第２のデータパケット生成手段は、
   前記第２のサンプリング周波数を所望の値に変更するこ
   とのみで、任意の第２のサンプリング周波数の変換が可
   能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の
   ディジタル信号のサンプリング周波数変換装置。
4. 【請求項４】 さらに、前記任意の第２のサンプリング
   周波数をディジタル化して世代番号に転換する際の分解
   能を決める手段を設けたことを特徴とする、請求項３に
   記載のディジタル信号のサンプリング周波数変換装置。