JP2011228993A - Thinning-out filter and thinning-out program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号の標本化に先立って適用する間引きフィルタであって、特に標本化の間隔が不均一である場合にも適用可能なデジタル処理による間引きフィルタおよび間引きプログラムに関する。 The present invention relates to a thinning filter applied prior to signal sampling, and more particularly to a digital processing thinning filter and thinning program that can be applied even when sampling intervals are non-uniform.
従来、アナログ信号を標本化したり、すでに標本化されている信号をより粗い標本化間隔でさらに標本化(サブサンプリング)したりする場合、ナイキスト周波数を超える入力信号のスペクトルが折り返して折り返し歪みが生じることを軽減する目的で、標本化の前に間引きフィルタ(デシメーションフィルタ)を適用することが行われている。 Conventionally, when an analog signal is sampled or an already sampled signal is further sampled (sub-sampled) at a coarser sampling interval, the spectrum of the input signal exceeding the Nyquist frequency is folded, resulting in aliasing distortion. In order to reduce this, a thinning filter (decimation filter) is applied before sampling.
あらゆる信号入力に対して折り返し歪みを完全に抑制するためには、間引きフィルタは、標本化周波数の1/2を超える周波数を遮断する低域通過フィルタである必要がある。一方、標本化後の信号の劣化を抑えるためには、間引きフィルタは、標本化周波数の1/2以下の周波数については、振幅ゲインが1であり、位相が不変であることが望ましい。これらの条件を理想的に満足する間引きフィルタは、理想低域通過フィルタと呼ばれる。 In order to completely suppress the aliasing distortion with respect to any signal input, the decimation filter needs to be a low-pass filter that cuts off a frequency exceeding 1/2 of the sampling frequency. On the other hand, in order to suppress the deterioration of the signal after sampling, it is desirable that the thinning filter has an amplitude gain of 1 and a phase that does not change for frequencies that are ½ or less of the sampling frequency. A thinning filter that ideally satisfies these conditions is called an ideal low-pass filter.
従来の間引きフィルタは、理想低域通過フィルタを近似するよう、アナログ電子回路(例えば、LC共振回路)で構成されたり、遅延器や乗算器、加算器などからなるデジタル回路(デジタルフィルタ)や、計算機やALU(Arithmetic Logic Unit)を用いたデジタルフィルタで構成されたりしている。とくにデジタルフィルタで構成された間引きフィルタでは、理想低域通過フィルタのインパルス応答(sinc関数)を有限長で打ち切ったタップ係数を有する間引きフィルタがよく用いられる。 Conventional decimation filters are configured with analog electronic circuits (for example, LC resonance circuits) to approximate ideal low-pass filters, digital circuits (digital filters) consisting of delay devices, multipliers, adders, etc. It is composed of a digital filter using a computer or ALU (Arithmetic Logic Unit). Particularly, a thinning filter having a tap coefficient obtained by cutting off an impulse response (sinc function) of an ideal low-pass filter with a finite length is often used for a thinning filter constituted by a digital filter.
従来の間引きフィルタとしては、例えば特許文献1から4に示されるように演算装置のアーキテクチャに関して工夫したものが知られている。
As a conventional decimation filter, for example, as disclosed in
このような従来の間引きフィルタは、サブサンプリングが等間隔でなされることを前提としている。このため、従来の間引きフィルタを用いて不等間隔のサブサンプリングを行うと、標本化間隔が狭い箇所においては高域が必要以上に失われて劣化(ぼけ)が生じる一方、標本化間隔が広い箇所においては折り返し歪みが生じ、信号の品質が劣化してしまう。また、局所的にぼけや折り返しが現れてしまうため、信号全体として均質性が損なわれてしまう。このような信号の品質の劣化は、例えば画像信号においては、むらとして認知され、音声信号においては断続的あるいは周波数の変化するビートとして認知される。 Such a conventional decimation filter is premised on subsampling being performed at equal intervals. For this reason, if sub-sampling at unequal intervals is performed using a conventional thinning filter, high frequencies are lost more than necessary and degradation (blur) occurs at locations where the sampling interval is narrow, while the sampling interval is wide. In some places, aliasing distortion occurs, and the signal quality deteriorates. In addition, since blurring and folding appear locally, the homogeneity of the entire signal is impaired. Such deterioration in signal quality is recognized as nonuniformity in an image signal, for example, and is recognized as an intermittent or frequency-changing beat in an audio signal.
そこで、本発明は、不等間隔のサブサンプリングを行う場合にも適用可能な間引きフィルタおよび間引きプログラムを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a thinning filter and a thinning program that can be applied even when subsampling at unequal intervals is performed.
前記課題を解決した請求項1に係る間引きフィルタは、入力信号の標本点である入力標本点をサブサンプリングするために用いられる標本点位置を示す予め定められた出力標本点位置のリストである出力標本点リストと、前記出力標本点リスト中の注目する出力標本点を識別する注目インデックスと、に基づいて、前記入力標本点に対するタップ係数を生成するものであり、第1計数手段と、第2計数手段と、関数値生成手段と、区分タップ係数生成手段と、タップ係数生成手段と、を備えることを特徴とする。
The decimation filter according to
かかる構成によれば、間引きフィルタは、第1計数手段によって、注目する出力標本点近傍に存在する複数の出力標本点を順次選択するための計数値を生成する。
また、間引きフィルタは、第2計数手段によって、第1計数手段で生成された計数値に基づき、隣接する2つの出力標本点を選択すると共に、選択した2つの出力標本点間を区分として、この区分内の整数値を標本点位置として順次生成し、さらに、この標本点位置を時間方向に正規化して正規化座標を生成する。
According to such a configuration, the thinning filter generates a count value for sequentially selecting a plurality of output sample points existing near the output sample point of interest by the first counting unit.
The decimation filter selects two adjacent output sample points based on the count value generated by the first counting unit by the second counting unit, and classifies the selected two output sample points as a section. The integer values in the section are sequentially generated as sample point positions, and the sample point positions are normalized in the time direction to generate normalized coordinates.
さらに、間引きフィルタは、関数値生成手段によって、第2係数手段で生成された正規化座標を、等間隔でのサブサンプリングに用いられるインパルス応答波形に代入し、関数値を生成する。なお、等間隔でのサブサンプリングとは、例えば、入力信号の一定区間であるフレームを複数のブロックに分割してブロックごとに同一の標本化間隔でサブサンプリングを行うものであってもよい。 Further, the thinning filter generates a function value by substituting the normalized coordinates generated by the second coefficient unit into the impulse response waveform used for sub-sampling at equal intervals by the function value generating unit. Note that sub-sampling at equal intervals may be, for example, dividing a frame, which is a fixed section of an input signal, into a plurality of blocks and performing sub-sampling at the same sampling interval for each block.
そして、間引きフィルタは、区分タップ係数生成手段によって、区分に応じて関数値生成手段で生成された関数値に2つの出力標本点間の距離の逆数を乗算して区分ごとのタップ係数を生成する。つまり、等間隔のサブサンプリングに用いられるインパルス応答波形を、区分ごとに、隣接する出力標本点間の間隔に対応させて伸縮させることで、区分ごとの間隔が異なる場合であっても、それぞれの間隔に応じた適正なタップ係数を生成することができる。 The decimation filter generates a tap coefficient for each section by multiplying the function value generated by the function value generation means according to the section by the reciprocal of the distance between the two output sample points by the section tap coefficient generation means. . In other words, the impulse response waveform used for equally spaced sub-sampling can be expanded and contracted for each segment corresponding to the interval between adjacent output sample points, so that even if the interval for each segment differs, An appropriate tap coefficient corresponding to the interval can be generated.
そして、間引きフィルタは、タップ係数生成手段によって、順次生成される標本点位置の時系列にしたがって、区分ごとのタップ係数を整列させて接続したタップ係数リストを生成する。これにより、標本化の間隔が等間隔および不等間隔のいずれの場合であっても、タップ係数リストに基づいてサブサンプリング装置でサブサンプリングを行うことができる。 Then, the thinning filter generates a tap coefficient list in which tap coefficients for each section are arranged and connected in accordance with a time series of sample point positions sequentially generated by the tap coefficient generation means. Thereby, subsampling can be performed by the subsampling device based on the tap coefficient list regardless of whether the sampling interval is equal or unequal.
また、請求項2に記載の間引きフィルタは、入力信号の標本点である入力標本点をサブサンプリングするために用いられる標本点位置となる隣接する出力標本点間を区分として、この区分ごとに、等間隔のサブサンプリングに用いられるインパルス応答波形を、前記隣接する出力標本点間の間隔に応じてスケーリングを行い、前記区分ごとに、当該スケーリングされたインパルス応答波形に対応したタップ係数を生成するスケーリング手段と、前記区分ごとのタップ係数を接続することで、前記入力標本点に対するタップ係数を生成するタップ係数生成手段と、を備えることを特徴とする。
In addition, the thinning filter according to
かかる構成によれば、間引きフィルタは、入力信号の標本点である入力標本点をサブサンプリングするために用いられる標本点位置となる隣接する出力標本点間を区分として、この区分ごとに、等間隔のサブサンプリングに用いられるインパルス応答波形を、隣接する出力標本点間の間隔に応じてスケーリングを行うことで、インパルス応答波形を区分ごとに出力標本点間の間隔に対応させることができる。 According to such a configuration, the thinning filter divides the adjacent output sample points that are the sample point positions used for sub-sampling the input sample points that are the sample points of the input signal into segments, and is equally spaced for each segment. By scaling the impulse response waveform used for sub-sampling according to the interval between adjacent output sample points, the impulse response waveform can correspond to the interval between output sample points for each section.
これによれば、等間隔でサブサンプリングを行う場合、従来と同様の間引きフィルタとしての動作を得ることができ、一方、不等間隔でサブサンプリングを行う場合、標本点の粗密に応じた加重を行うことができる。 According to this, when sub-sampling is performed at equal intervals, it is possible to obtain the same operation as a decimation filter as in the conventional case. It can be carried out.
また、請求項3に係る間引きフィルタは、請求項1または請求項2に記載の間引きフィルタにおいて、前記インパルス応答波形として、sinc関数または定義域を限ったsinc関数を用いることを特徴とする。
かかる構成によれば、間引きフィルタは、等間隔のサブサンプリングを行う場合、入力信号のナイキスト周波数を超える周波数成分の折り返しを抑制することができる。さらに、間引きフィルタは、不等間隔のサブサンプリングを行う場合、近似的な折り返しを抑制することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the thinning filter according to the first or second aspect, a sinc function or a sinc function having a limited domain is used as the impulse response waveform.
According to such a configuration, the thinning filter can suppress aliasing of frequency components exceeding the Nyquist frequency of the input signal when performing subsampling at equal intervals. Further, the thinning filter can suppress approximate aliasing when performing non-uniformly spaced subsampling.
また、請求項4に係る間引きフィルタは、請求項1または請求項2に記載の間引きフィルタにおいて、前記インパルス応答波形として、2つのsinc関数の積または定義域を限った2つのsinc関数の積を用いることを特徴とする。
かかる構成によれば、間引きフィルタは、等間隔のサブサンプリングを行う場合、入力信号のナイキスト周波数を超える周波数成分の折り返しを抑制することができる。さらに、間引きフィルタは、不等間隔のサブサンプリングを行う場合、近似的な折り返しを抑制することができる。
The thinning filter according to
According to such a configuration, the thinning filter can suppress aliasing of frequency components exceeding the Nyquist frequency of the input signal when performing subsampling at equal intervals. Further, the thinning filter can suppress approximate aliasing when performing non-uniformly spaced subsampling.
また、請求項5に記載の間引きプログラムは、入力信号の標本点である入力標本点をサブサンプリングするために用いられる標本点位置を示す予め定められた出力標本点位置のリストである出力標本点リストと、前記出力標本点リスト中の注目する出力標本点を識別する注目インデックスと、に基づいて、前記入力標本点に対するタップ係数を生成するために、コンピュータを、関数値生成手段、第1計数手段、第2計数手段、区分タップ係数生成手段、タップ係数生成手段、として機能させる構成とした。
The thinning-out program according to
かかる構成によれば、間引きプログラムは、第1計数手段によって、注目する出力標本点近傍に存在する複数の出力標本点を順次選択するための計数値を生成する。
また、間引きプログラムは、第2計数手段によって、第1計数手段で生成された計数値に基づき、隣接する2つの出力標本点を選択すると共に、選択した2つの出力標本点間を区分として、この区分内の整数値を標本点位置として順次生成し、さらに、この標本点位置を時間方向に正規化して正規化座標を生成する。
According to such a configuration, the thinning-out program generates a count value for sequentially selecting a plurality of output sample points existing in the vicinity of the output sample point of interest by the first counting unit.
Further, the thinning program selects two adjacent output sample points based on the count value generated by the first count unit by the second count unit, and classifies the selected two output sample points as a section. The integer values in the section are sequentially generated as sample point positions, and the sample point positions are normalized in the time direction to generate normalized coordinates.
また、間引きプログラムは、関数値生成手段によって、第2係数手段で生成された正規化座標を、等間隔でのサブサンプリングに用いられるインパルス応答波形に代入し、関数値を生成する。
そして、間引きプログラムは、区分タップ係数生成手段によって、区分に応じて関数値生成手段で生成された関数値に2つの出力標本点間の距離の逆数を乗算して区分ごとのタップ係数を生成する。
Further, the thinning program generates a function value by substituting the normalized coordinate generated by the second coefficient unit into the impulse response waveform used for sub-sampling at equal intervals by the function value generating unit.
The thinning-out program generates a tap coefficient for each section by multiplying the function value generated by the function value generating means according to the section by the reciprocal of the distance between the two output sample points by the section tap coefficient generating means. .
そして、間引きプログラムは、タップ係数生成手段によって、順次生成される標本点位置の時系列にしたがって、区分ごとのタップ係数を整列させて接続したタップ係数リストを生成することで、入力標本点に対するタップ係数を生成する。 Then, the thinning-out program generates a tap coefficient list in which tap coefficients for each section are aligned and connected according to a time series of sample point positions that are sequentially generated by the tap coefficient generation unit, so that taps for input sample points are generated. Generate coefficients.
請求項1、2および5に記載の発明によれば、サブサンプリングの間隔が不均一の場合でもこれに応じた適正なタップ係数を得ることが可能となるので、その後サブサンプリングを行ったときの信号の品質の劣化を防止することができる。さらに、区分ごとに生成したタップ係数を、順次生成される標本点位置の時系列にしたがって整列させて接続するという簡素な手法により、サブサンプリングの間隔が等間隔および不等間隔のいずれの場合であっても入力標本点に応じた適正なタップ係数の生成を実現することができるので、構成が簡素となり、安価となる。 According to the first, second, and fifth aspects of the invention, it is possible to obtain an appropriate tap coefficient corresponding to the subsampling interval even when the subsampling interval is not uniform. Deterioration of signal quality can be prevented. Furthermore, with a simple method of connecting the tap coefficients generated for each section in accordance with the time series of the sample point positions that are sequentially generated, the sub-sampling intervals are either equal or unequal. Even if it exists, since the production | generation of the appropriate tap coefficient according to an input sample point is realizable, a structure becomes simple and it becomes cheap.
請求項3および4に記載の発明によれば、サブサンプリングの間隔が等間隔および不等間隔のいずれの場合であっても、折り返しを抑制することが可能となり、その後サブサンプリングを行ったときの信号の品質の劣化を防止することができる。 According to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to suppress aliasing even when the sub-sampling interval is equal or unequal, and when sub-sampling is performed thereafter. Deterioration of signal quality can be prevented.
[間引きフィルタの概要]
以下、本発明の実施形態について説明する。
間引きフィルタは、例えば図6に示すサブサンプリング装置Sに適用され、すでに標本化された入力信号zに対し、さらに標本化(サブサンプリング)を施す際に、このサブサンプリング前に適用されるものである。なお、サブサンプリング装置Sについては後記する。
[Outline of decimation filter]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The decimation filter is applied to, for example, the sub-sampling device S shown in FIG. 6, and is applied before sub-sampling when further sampling (sub-sampling) is performed on the input signal z that has already been sampled. is there. The sub-sampling device S will be described later.
次に、図1を参照して本実施形態に係る間引きフィルタの概要を説明する。
本実施形態に係る間引きフィルタ1は、図1(a)、(b)に示すように、入力信号の標本点である入力標本点をサブサンプリングするために用いられる標本点位置を示す予め定められた標本点位置群を示す(yi)i=0,1,…,N−1(Nは自然数。以下、「出力標本点リスト」という。)のうち、注目するn番目(nは0以上N−1以下の整数。)の出力標本点P1のタップ係数を求めたい場合、複数の出力標本点のうち、n番目の出力標本点の近傍の出力標本点をインデックスkに基づいて順次選択し、隣接する2つの出力標本点を区分として、この区分ごとに入力信号をサンプリングしてタップ係数を求め、区分ごとに求めたタップ係数を整列させて接続することで、間引きフィルタ1のタップ係数としている。なお、図1(a)、(b)では、インパルス応答波形の一部と2つの隣接する標本点による区分とを分かりやすくするために、一部を破線で示した。
Next, an outline of the thinning filter according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the thinning
図1(a)は、出力標本点の間隔が均一(等間隔)な場合に間引きフィルタ1で生成されるタップ係数を示しており、(b)は、出力標本点の間隔が不均一な場合に間引きフィルタ1で生成されるタップ係数を示している。つまり、本実施形態に係る間引きフィルタ1は、隣接する出力標本点間を区分とし、この区分ごとにタップ係数を求めるようになっているので、出力標本点の間隔が均一な場合のみならず、不均一な場合も、それぞれの間隔に応じた適正なタップ係数を求めることができる。このように、本実施形態に係る間引きフィルタ1は、入力信号の性質に合わせて、適正なサブサンプリングを行うことを可能としている。なお、従来の間引きフィルタは、出力標本点の間隔が等間隔の場合(図1(a)に示す状態)しか、注目する出力標本点のタップ係数を生成することができなかった。
FIG. 1A shows tap coefficients generated by the thinning
[間引きフィルタの構成]
次に、本実施形態に係る間引きフィルタ1の構成について図2を参照して説明する。
間引きフィルタ1は、図2に示すように、第1計数手段10と、第2計数手段20と、関数値生成手段30と、区分タップ係数生成手段40と、タップ係数生成手段50と、を備えている。
[Thinning filter configuration]
Next, the configuration of the thinning
As shown in FIG. 2, the
第1計数手段10(スケーリング手段)は、−W以上W−1以下の整数を順次昇順あるいは降順としたインデックスk(計数値)を生成するものである。このインデックスkは、注目する出力標本点P1の近傍の出力標本点のうち、注目する出力標本点P1のタップ係数を求めるのに使用する出力標本点の範囲を定めるものである。ここで、Wは、間引きフィルタ1の基本関数の定義域を決定する自然数であり、Wが大きいほどフィルタ特性は向上するが、演算量は増大することになる。言い換えれば、Wは、注目する出力標本点P1のタップ係数を求めるときに、その前後の出力標本点をいくつ用いるかという範囲を定めるものである。ここでは、第1計数手段10が予め設定された定義域を持っていることとし、W=3として説明する。
The first counting means 10 (scaling means) generates an index k (count value) in which integers from −W to W−1 are sequentially increased or decreased. The index k, of the output sampling point in the vicinity of the output sample point P 1 of interest, is intended to define the scope of the output sampling point used to determine the tap coefficient of the output sample point P 1 of interest. Here, W is a natural number that determines the domain of the basic function of the thinning
したがって、間引きフィルタ1は、注目する出力標本点P1をn番目の出力標本点ynとしたときに、n−3番目の出力標本点yn−3、n−2番目の出力標本点yn−2、n−1番目の出力標本点yn−1、n番目の出力標本点yn、n+1番目の出力標本点yn+1、n+2番目の出力標本点yn+2を用いて、n番目の出力標本点ynのタップ係数を求めることになる。第1計数手段10によって生成されたインデックスkは、第2計数手段20に出力される。
Accordingly,
第2計数手段20(スケーリング手段)は、第1計数手段10で生成されたインデックスkに基づき、隣接する2つの出力標本点を選択すると共に、選択した2つの出力標本点間を区分として、この区分内の整数値を標本点位置として順次生成し、さらに、この標本点位置を時間方向に正規化して正規化座標を生成するものである。第2計数手段20は、出力標本点選択手段21と、標本点位置生成手段22と、正規化座標計算手段23と、正規化係数計算手段24と、を備えている。
The second counting means 20 (scaling means) selects two adjacent output sample points based on the index k generated by the first counting means 10 and classifies the selected two output sample points as a section. The integer values in the sections are sequentially generated as sample point positions, and the sample point positions are normalized in the time direction to generate normalized coordinates. The second counting unit 20 includes an output sample
出力標本点選択手段21は、タップ係数h(x)を生成する区分を決定するものである。出力標本点選択手段21は、第1計数手段10で生成されたインデックスkが入力されると、外部から入力された出力標本点リスト(yi)i=0,1,…,N−1の中から、注目するn+k番目の出力標本点yn+kおよび出力標本点yn+kに隣接するn+k+1番目の出力標本点yn+k+1を選択するようになっている。この出力標本点yn+kおよび出力標本点yn+k+1間を区分とする。
出力標本点選択手段21は、選択した出力標本点yn+kおよびyn+k+1を標本点位置生成手段22に出力する。
The output sample point selection means 21 determines the division for generating the tap coefficient h (x). When the index k generated by the
The output sample
標本点位置生成手段22は、出力標本点選択手段21によって選択された区分内で、yn+k<x≦yn+k+1を満たす整数値を標本点位置xとして順次生成するものである。
The sample point
標本点位置生成手段22によって生成された標本点位置xは、正規化座標計算手段23とタップ係数生成手段50に順次出力される。なお、区分は、yn+k<x≦yn+k+1に代えて、yn+k≦x<yn+k+1としてもよいし、基本関数fが各区分kの両端において値0をとる場合、yn+k<x<yn+k+1としてもよい。
The sample point position x generated by the sample point
正規化座標計算手段23は、基本関数f(x)を時間方向に伸縮させる基準となる正規化座標vを演算するものである。正規化座標計算手段23は、区分ごとに標本点位置生成手段22によって順次生成される標本点位置xを、次に示す(1)式で変換することで、標本点位置xを、図3(a)に示すように、2つの出力標本点yn+kおよびyn+k+1間の間隔に合わせてk〜k+1の間で正規化する演算を行い、正規化座標vを得る。 The normalized coordinate calculation means 23 calculates a normalized coordinate v that serves as a reference for expanding and contracting the basic function f (x) in the time direction. The normalized coordinate calculation means 23 converts the sample point position x sequentially generated by the sample point position generation means 22 for each section according to the following equation (1), thereby converting the sample point position x into FIG. As shown in a), a normalization coordinate v is obtained by performing an operation of normalizing between k and k + 1 in accordance with the interval between the two output sample points y n + k and y n + k + 1 .
正規化座標計算手段23によって演算された正規化座標vは、関数値生成手段30に出力される。
The normalized coordinate v calculated by the normalized coordinate
正規化係数計算手段24は、基本関数f(x)の区分ごとの振幅値を、x方向の伸縮比に合わせて正規化するための正規化係数aを演算するものである。正規化係数計算手段24は、次の(2)式に示すように、出力標本点選択手段21によって選択された2つの出力標本点yn+kおよびyn+k+1間の距離、つまり、区分における基本関数f(x)の時間方向の伸縮比(図3(a)に示す幅)の逆数を計算し、基本関数f(x)を振幅方向に伸縮させる基準となる正規化係数aを得る。
The normalization coefficient calculation means 24 calculates a normalization coefficient a for normalizing the amplitude value for each section of the basic function f (x) according to the expansion / contraction ratio in the x direction. The normalization
正規化係数計算手段24によって計算された正規化係数aは、区分タップ係数生成手段40に出力される。
The normalization coefficient a calculated by the normalization
なお、仮に、選択した2つの出力標本点yn+kおよびyn+k+1間に、yn−1<x≦yn+1を満たす整数値が存在しない場合、標本点位置生成手段22は、次の(3)式に示す数値を1回だけ正規化座標計算手段23とタップ係数生成手段50に出力する。 If there is no integer value satisfying y n−1 <x ≦ y n + 1 between the two selected output sample points y n + k and y n + k + 1 , the sample point position generation means 22 performs the following (3) The numerical value shown in the equation is output to the normalized coordinate calculation means 23 and the tap coefficient generation means 50 only once.
ここで、関数R(y)は、引数yを整数に丸める演算であり、四捨五入、小数点以下切捨て、小数点以下切り上げなど、任意の丸めによることができる。例えば、図3(b)に示すように、出力標本点選択手段21によって選択された出力標本点yn+kが“10.2”であり、出力標本点yn+k+1が“10.4”であり、区分内に整数値が存在しない場合、区分外で最も近い位置にある整数(ここでは、“10”)を、標本点位置xとして正規化座標計算手段23とタップ係数生成手段50に出力する。 Here, the function R (y) is an operation for rounding the argument y to an integer, and can be performed by arbitrary rounding such as rounding off, rounding down after the decimal point, rounding up after the decimal point. For example, as shown in FIG. 3B, the output sample point y n + k selected by the output sample point selection means 21 is “10.2”, the output sample point y n + k + 1 is “10.4”, If there is no integer value in the section, the closest integer outside the section (here, “10”) is output to the normalized coordinate calculation means 23 and the tap coefficient generation means 50 as the sample point position x.
関数値生成手段30(スケーリング手段)は、正規化座標計算手段23から入力された正規化座標vを基本関数f(x)に代入して関数値f(v)を得るものである。なお、関数値生成手段30は、基本関数f(x)を予め持っていてもよいし、正規化座標計算手段23から正規化座標vが入力された時点で生成してもよい。
The function value generation means 30 (scaling means) obtains a function value f (v) by substituting the normalized coordinates v input from the normalized coordinate calculation means 23 into the basic function f (x). The function value generating unit 30 may have the basic function f (x) in advance, or may be generated when the normalized coordinate v is input from the normalized coordinate calculating
ここで、基本関数f(x)とは、出力標本点の間隔が“1”の等間隔標本化を行う際に適用されるべき間引きフィルタのインパルス応答である。基本関数f(x)の設計は任意であるが、例えば次の(4)式に示すようなsinc関数、または、定義域を限ったsinc関数を用いることができる。 Here, the basic function f (x) is an impulse response of a decimation filter to be applied when sampling at equal intervals with the interval between output sampling points being “1”. The design of the basic function f (x) is arbitrary. For example, a sinc function as shown in the following equation (4) or a sinc function with a limited domain can be used.
ここで、sinc関数は、次の(5)式により定義される。 Here, the sinc function is defined by the following equation (5).
前記したように、W=3としているので、図4(a)では、定義域を−3以上3以下に限ったsinc関数を示している。 As described above, since W = 3, FIG. 4A shows a sinc function in which the domain is limited to -3 or more and 3 or less.
また、基本関数f(x)として、例えば次の(6)式に示すように、2つのsinc関数の積、または、定義域を限った2つのsinc関数の積を用いることができる。 As the basic function f (x), for example, as shown in the following equation (6), a product of two sinc functions or a product of two sinc functions with a limited domain can be used.
ここで、Lは0以外の実数の定数である。例えば、L=3とし、定義域を−3以上3以下に限った場合には、等間隔標本化におけるLanczos−3補間に相当する。また例えば、L=4とし、定義域を−4以上4以下に限った場合には、等間隔標本化におけるLanczos−4補間に相当する。 Here, L is a real constant other than zero. For example, when L = 3 and the domain is limited to -3 or more and 3 or less, this corresponds to Lanczos-3 interpolation in equidistant sampling. For example, when L = 4 and the domain is limited to -4 or more and 4 or less, this corresponds to Lanczos-4 interpolation in equidistant sampling.
ここでは、基本関数f(x)を区分[k,k+1)あるいは(k,k+1](kは整数。以下、単に「区分k」という。)に分け、区分kごとに出力標本点間の間隔に合わせてx方向に伸縮し、y方向には、x方向の伸縮比の逆数である正規化係数aを乗算したものを等間隔で標本化を行う場合に適用される間引きフィルタのインパルス応答h(x)としている。
すなわち、関数値生成手段30は、間引きフィルタ1のインパルス応答h(x)を次に示す(7)式により定義する。
Here, the basic function f (x) is divided into sections [k, k + 1) or (k, k + 1) (k is an integer. Hereinafter, simply referred to as “section k”), and the interval between output sample points for each section k. The impulse response h of a decimation filter applied when sampling at equal intervals is performed in the y direction by multiplying by a normalization coefficient a that is the reciprocal of the expansion ratio in the x direction. (X).
That is, the function value generating means 30 defines the impulse response h (x) of the thinning
このようにして(7)式により求められたインパルス応答波形h(x)を入力信号z(x)に畳み込むことで、間引きフィルタ1としての動作が得られる。
Thus, the operation as the thinning
例えば、等間隔のサブサンプリングを行う場合には、図4(b)に示すようなインパルス応答h(x)となる。基本関数f(x)としてsinc関数を用いた場合、インパルス応答h(x)は、係数を途中で打ち切ったsinc関数となるため、等間隔のサブサンプリングを行う場合に用いられる間引きフィルタ1に相当するものとなる。
For example, when sub-sampling at equal intervals is performed, an impulse response h (x) as shown in FIG. When the sinc function is used as the basic function f (x), the impulse response h (x) is a sinc function with the coefficients truncated in the middle, and therefore corresponds to the
一方、不等間隔のサブサンプリングを行う場合には、図4(c)に示すようなインパルス応答となり、出力標本点間隔の粗い場所ほど、なだらかなインパルス応答が畳み込まれるようになる。つまり、出力標本点間隔が大きければ大きいほど、基本関数f(x)のインパルス応答波形は、時間方向に伸張し、振幅方向に縮小したものとなる。一方、出力標本点間隔が小さければ小さいほど、基本関数f(x)のインパルス応答波形は、時間方向に縮小し、振幅方向に伸張したものとなる。 On the other hand, when sub-sampling at unequal intervals is performed, an impulse response as shown in FIG. 4C is obtained, and a gentle impulse response is convoluted as the output sample point interval is coarser. That is, as the output sample point interval is larger, the impulse response waveform of the basic function f (x) is expanded in the time direction and reduced in the amplitude direction. On the other hand, as the output sample point interval is smaller, the impulse response waveform of the basic function f (x) is reduced in the time direction and expanded in the amplitude direction.
このように、間引きフィルタ1では、サブサンプリングの標本化間隔が等間隔の場合も不等間隔の場合も、(7)式一つで対応することができる。つまり、間引きフィルタ1は、等間隔でサブサンプリングを行うときに適用されるべき間引きフィルタとの互換性を保ちつつ、不等間隔でサブサンプリングを行うときにも適用可能となっている。関数値生成手段30で生成された関数値f(v)は、区分タップ係数生成手段40に出力される。
As described above, the thinning
区分タップ係数生成手段40(スケーリング手段)は、標本点位置生成手段22によって選択された区分ごとにタップ係数h(x)を生成するものである。
区分タップ係数生成手段40は、次の(8)式に示すように、正規化係数計算手段24から入力された正規化係数aと、関数値生成手段30から入力されたインパルス応答波形(関数値)f(v)とを乗算して区分ごとのタップ係数h(x)を算出する。
The section tap coefficient generation means 40 (scaling means) generates a tap coefficient h (x) for each section selected by the sample point position generation means 22.
As shown in the following equation (8), the section tap
つまり、関数値生成手段30から入力された区分ごとの関数値f(v)は、基本関数f(x)の対応する区分ごとのx方向(時間方向)の伸縮比が反映された結果であるので、区分タップ係数生成手段40では、正規化係数計算手段24によって計算された基本関数f(x)の対応する区分ごとのy方向(振幅方向)の伸縮比を乗算することで、区分ごとの、基本関数f(x)をx方向およびy方向に伸縮させる基準となるタップ係数h(x)を生成することができる。区分タップ係数生成手段40によって生成されたタップ係数h(x)は、タップ係数生成手段50に順次出力される。 That is, the function value f (v) for each section input from the function value generating means 30 is a result of reflecting the expansion / contraction ratio in the x direction (time direction) for each corresponding section of the basic function f (x). Therefore, the division tap coefficient generation means 40 multiplies the expansion / contraction ratio in the y direction (amplitude direction) for each corresponding section of the basic function f (x) calculated by the normalization coefficient calculation means 24, thereby obtaining In addition, it is possible to generate a tap coefficient h (x) serving as a reference for expanding and contracting the basic function f (x) in the x direction and the y direction. The tap coefficients h (x) generated by the divided tap coefficient generation means 40 are sequentially output to the tap coefficient generation means 50.
タップ係数生成手段50は、順次生成される標本点位置(x)の時系列にしたがって、区分タップ係数生成手段40で生成された区分ごとのタップ係数を整列させて接続したタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を生成することにより、入力標本点に対するタップ係数h(x)を生成する。このタップ係数h(x)は、後記するサブサンプリング装置において、入力信号と畳み込まれるべき係数となるものである。 The tap coefficient generation means 50 arranges and connects the tap coefficients for each section generated by the section tap coefficient generation means 40 according to the time series of the sample point positions (x) that are sequentially generated ([x j , h j ]) j = 0, 1,..., M−1 to generate a tap coefficient h (x) for the input sample point. This tap coefficient h (x) is a coefficient to be convoluted with the input signal in the sub-sampling device described later.
タップ係数生成手段50は、タップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1は、標本点位置生成手段22から順次入力されるM個の標本点位置xと、区分タップ係数生成手段40から順次入力される区分ごとのタップ係数h(x)との対応付けをリスト化することにより、タップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を生成している。
タップ係数生成手段50によって生成されたタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1は、外部に出力される。
The tap coefficient generation means 50 has a tap coefficient list ([x j , h j ]) j = 0, 1,..., M−1 are M sample point positions x sequentially input from the sample point position generation means 22. And the tap coefficient list ([x j , h j ]) j = 0, 1 by listing the correspondence with the tap coefficient h (x) for each section sequentially input from the section tap coefficient generation means 40. ,..., M−1 are generated.
The tap coefficient list ([x j , h j ]) j = 0, 1,..., M−1 generated by the tap coefficient generation means 50 is output to the outside.
また、タップ係数生成手段50は、タップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1の出力に先立って、区分タップ係数生成手段40から順次入力される区分ごとのタップ係数h(x)の総和Hを算出し、その係数成分(hj)j=0,1,…,M−1をHで除することにより正規化してからタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を出力するようにしてもよい。
Further, the tap
[間引きフィルタの動作]
次に、間引きフィルタ1の動作について図3を参照して説明する。
間引きフィルタ1は、第1計数手段10によって、−W以上W−1以下の整数を順次昇順あるいは降順としたインデックスを生成する。間引きフィルタ1は、第1計数手段10によって、生成したインデックスkを、第2計数手段20に出力する(ステップS101)。
[Thinning filter operation]
Next, the operation of the thinning
The thinning
間引きフィルタ1は、第2計数手段20の出力標本点選択手段21によって、第1計数手段10から入力されたインデックスkと、外部から入力された出力標本点リスト(yi)i=0,1,…,N−1に基づき、n+k番目およびn+k+1番目の2つの出力標本点yn+kおよびyn+k+1を選択する(ステップS102)。
The
間引きフィルタ1は、第2計数手段20の標本点位置生成手段22によって、出力標本点選択手段21により選択された2つの出力標本点yn+kおよびyn+k+1間に、yn+k<x≦yn+k+1を満たす整数値が存在するか否かを検索する(ステップS103)。間引きフィルタ1は、第2計数手段20の標本点位置生成手段22によって、整数値が存在すると判断した場合(ステップS103においてYes)、整数値を標本点位置xとして正規化座標計算手段23とタップ係数生成手段50に順次出力する(ステップS104)。
The
一方、間引きフィルタ1は、第2計数手段20の標本点位置生成手段22によって、区分内に、yn+k<x≦yn+k+1を満たす整数値が存在しないと判断した場合(ステップS103においてNo)、区分外で最も近い位置にある整数値を、標本点位置xとして正規化座標計算手段23とタップ係数生成手段50に1回だけ出力する(ステップS105)。
On the other hand, when the thinning
間引きフィルタ1は、第2計数手段20の正規化座標計算手段23によって、第1計数手段10から入力された標本点位置xを、前記した(1)式で変換することで、区分kごとに出力標本点間の間隔に合わせてx方向に伸縮して正規化する演算を行い、正規化座標vを得る。正規化座標計算手段23は、正規化座標vを、関数値生成手段30に出力する(ステップS106)。
The
間引きフィルタ1は、第2計数手段20の正規化係数計算手段24によって、標本点位置生成手段22により選択された2つの出力標本点yn+kおよびyn+k+1に対し、前記した(2)式により、基本関数f(x)の振幅方向(y方向)にx方向の伸縮比の逆数を計算し、正規化係数aを得る。正規化係数計算手段24は、正規化係数aを区分タップ係数生成手段40に出力する(ステップS107)。
The thinning
間引きフィルタ1は、関数値生成手段30によって、第2計数手段20から入力された正規化座標vを基本関数fに代入し、関数値f(v)を生成する。関数値生成手段30は、生成した関数値f(v)を、タップ係数生成手段50に出力する(ステップS108)。
The
間引きフィルタ1は、区分タップ係数生成手段40によって、正規化係数計算手段24から入力された正規化係数aと、関数値生成手段30から入力されたインパルス応答波形(関数値)f(v)とを乗算して区分ごとのタップ係数h(x)を算出する。区分タップ係数生成手段40は、算出された区分ごとのタップ係数h(x)を、タップ係数生成手段50に順次出力する(ステップS109)。
The
間引きフィルタ1は、タップ係数生成手段50によって、標本点位置生成手段22から順次入力されるM個の標本点位置xと、区分タップ係数生成手段40から順次入力される区分ごとのタップ係数h(x)との対応付けをリスト化したタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を生成する。間引きフィルタ1は、タップ係数生成手段50によって、タップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を、外部に出力する(ステップS110)。
The
以上説明した間引きフィルタ1によれば、次のような効果を得ることができる。
間引きフィルタ1によれば、入力信号を区分に分割し、区分ごとにタップ係数を生成し、区分ごとに生成したタップ係数を接続することにより、等間隔のサブサンプリングの場合のみならず、不等間隔のサブサンプリングの場合にも適用可能とすることができる。
According to the thinning
According to the
なお、間引きフィルタ1は、コンピュータを、第1計数手段10、第2計数手段20、関数値生成手段30、区分タップ係数生成手段40、タップ係数生成手段50として機能させるための間引きプログラムがCPU(Central Processing Unit)によって実行されることによって、実現されることとしてもよい。
The
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができることはもちろんである。
例えば、前記した実施形態では、基本関数の定義域をW=3と定めたが、これに限定されず、定義域を定めないこととしてもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, Of course, it can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the domain of the basic function is defined as W = 3. However, the domain is not limited to this, and the domain may not be defined.
[サブサンプリング装置の概略]
次に、前記した実施形態で説明した間引きフィルタ1を適用したサブサンプリング装置について図4および図5を参照して説明する。
ここで、サブサンプリング装置Sは、標本化された入力信号をさらに標本化するものである。サブサンプリング装置Sにおける標本化の間隔は、等間隔であってもよいし、不等間隔であってもよい。サブサンプリング装置Sにおける標本化の最小間隔は、入力信号の標本化の間隔よりも狭くないことが好ましい。
[Outline of sub-sampling device]
Next, a subsampling apparatus to which the thinning
Here, the sub-sampling device S further samples the sampled input signal. Sampling intervals in the sub-sampling device S may be equal intervals or unequal intervals. The minimum sampling interval in the sub-sampling device S is preferably not narrower than the sampling interval of the input signal.
[サブサンプリング装置の構成]
サブサンプリング装置Sは、図4に示すように、間引きフィルタ1と、第3計数手段2と、入力バッファ3と、畳み込み手段4と、出力バッファ5と、を備えている。なお、間引きフィルタ1の構成は、前記した実施形態で説明したとおりであるので、ここでは適宜図1を参照し、詳しい説明を省略する。
[Configuration of sub-sampling device]
As shown in FIG. 4, the sub-sampling device S includes a thinning
第3計数手段2は、複数の出力標本点のうち、注目する出力標本点を識別するためのインデックスn(注目インデックス)を生成するものである。生成されたインデックスnは、間引きフィルタ1に出力される。
The third counting means 2 generates an index n (index of interest) for identifying an output sample point of interest among a plurality of output sample points. The generated index n is output to the thinning
間引きフィルタ1は、ここでは、第3計数手段2で生成されたインデックスnを参照し、タップ係数生成手段50で生成したタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を、座標成分(xj)j=0,1,…,M−1と、係数成分(hj)j=0,1,…,M−1とに分け、座標成分(xj)j=0,1,…,M−1を入力バッファ3へ、係数成分(hj)j=0,1,…,M−1を畳み込み手段4へそれぞれ出力する機能を有している。
Here, the
入力バッファ3は、外部から入力された入力信号zのうち、サブサンプリングに必要な区分を蓄えておく記憶手段である。
入力バッファ3は、間引きフィルタ1から入力されたタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1の座標成分(xj)j=0,1,…,M−1を参照し、各座標における入力信号値を畳み込み手段4に出力する。入力バッファ3から畳み込み手段4に出力される信号列は、(z(xj))j=0,1,…,M−1である。
The
The
畳み込み手段4は、入力バッファ3から出力された信号列(z(xj))j=0,1,…,M−1に対し、間引きフィルタ1から入力されたタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1の係数成分(hj)j=0,1,…,M−1を畳み込むものである。
The convolution means 4 applies the tap coefficient list ([x j ,) inputted from the
なお、間引きフィルタ1により生成される入力標本点に対するタップ係数h(x)は、入力信号zにおけるある閉区分内の標本点位置xに対して定義されるので、つまり、入力信号zに対し、有限のタップ長の畳み込みを行う。以下の説明では、出力されるタップ係数群のタップ長をM(Mは自然数)とし、j番目(jは0以上M−1以下の整数)のタップ位置(標本点位置)をxjとし、タップ係数をhjとする。
Note that the tap coefficient h (x) for the input sample point generated by the thinning
畳み込み手段4は、タップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1の係数成分(hj)j=0,1,…,M−1が、すでにその総和によって正規化されている場合、次に示す(9)式によって、出力信号値s(n)を正規化する。 The convolution means 4 uses the tap coefficient list ([x j , h j ]) j = 0, 1,..., M−1 coefficient components (h j ) j = 0, 1,. When normalized by the sum, the output signal value s (n) is normalized by the following equation (9).
一方、タップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1の係数成分(hj)j=0,1,…,M−1が正規化されていない場合、畳み込み手段4は、畳み込みに際して、次に示す(10)式によりタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1の係数成分(hj)j=0,1,…,M−1の総和による正規化を行う。
畳み込み手段4による畳み込みの結果は、出力信号値s(n)として出力バッファ5に出力される。
On the other hand, when tap coefficient list ([x j , h j ]) j = 0, 1,..., M−1 coefficient components (h j ) j = 0, 1,. In the convolution, the convolution means 4 uses the following equation (10) to calculate the coefficient components (h j ) j = 0 of the tap coefficient list ([x j , h j ]) j = 0, 1,. , 1,..., M−1 is normalized by the sum.
The result of the convolution by the convolution means 4 is output to the
出力バッファ5は、第3計数手段2で生成されたインデックスnに対応したアドレスに出力信号値s(n)を蓄積して記憶する記憶手段であり、出力すべき信号系列を保持するものである。蓄積された出力信号値s(n)は、出力信号sとして逐次外部に出力される。
The
入力バッファ3および出力バッファ5は、例えばRAM(Random Access Memory)、ハードディスク等によって実現される。
The
[サブサンプリング装置の動作]
次に、サブサンプリング装置Sの動作について図5を参照して説明する。
ステップS201において、サブサンプリング装置Sは、第3計数手段2によって、外部からの操作指令の入力を受け付けると、サブサンプリング数の出力信号の標本点を走査するためのインデックスnを生成する。そして、サブサンプリング装置Sは、第3計数手段2によって、生成したインデックスnを、間引きフィルタ1に出力する。なお、ステップS201において、サブサンプリング装置Sは、入力バッファ3によって入力信号zが入力されると、第3計数手段2によってインデックスnを生成するようにしてもよい。
[Operation of sub-sampling device]
Next, the operation of the sub-sampling device S will be described with reference to FIG.
In step S201, the sub-sampling device S generates an index n for scanning the sampling points of the output signal of the number of sub-sampling when the
ステップS202において、サブサンプリング装置Sは、間引きフィルタ1によって、外部から出力標本点リスト(yi)i=0,1,…,N−1の入力を受け付けると、タップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を生成する。
In step S202, when the sub-sampling device S receives the input of the output sample point list (y i ) i = 0, 1,..., N−1 from the outside by the thinning
ステップS203において、サブサンプリング装置Sは、間引きフィルタ1によって、生成したタップ係数リスト([xj,hj])j=0,1,…,M−1を座標成分(xj)j=0,1,…,M−1と、係数成分(hj)j=0,1,…,M−1とに分ける。そして、サブサンプリング装置Sは、間引きフィルタ1によって、座標成分(xj)j=0,1,…,M−1を入力バッファ3へ出力し、係数成分(hj)j=0,1,…,M−1を畳み込み手段4へ出力する。
In step S203, the sub-sampling device S uses the thinning
ステップS204において、サブサンプリング装置Sは、入力バッファ3によって、間引きフィルタ1から入力された座標成分(xj)j=0,1,…,M−1に基づき、各座標における入力信号値を畳み込み手段4に出力する。
In step S204, the sub-sampling device S convolves the input signal value at each coordinate with the
ステップS205において、サブサンプリング装置Sは、畳み込み手段4によって、入力バッファ3から出力された信号列(z(xj))j=0,1,…,M−1に対し、間引きフィルタ1から入力された係数成分(hj)j=0,1,…,M−1を畳み込む。そして、サブサンプリング装置Sは、畳み込み手段4によって、畳み込みの結果として出力信号値s(n)を出力バッファ5に出力する。
In step S205, the sub-sampling device S inputs the signal sequence (z (x j )) j = 0, 1,..., M−1 output from the
ステップS206において、サブサンプリング装置Sは、出力バッファ5によって、畳み込み手段4から出力信号値s(n)が入力されると、第3計数手段2から入力された出力標本点のインデックスnを参照し、インデックスnに対応する出力信号sを外部に出力する。
In step S206, when the output signal value s (n) is input from the
サブサンプリング装置Sは、以上のように動作する。
以上説明したサブサンプリング装置Sによれば、任意の標本化間隔で入力信号のサブサンプリングを行うことができる。
The sub-sampling device S operates as described above.
According to the subsampling apparatus S described above, subsampling of the input signal can be performed at an arbitrary sampling interval.
本発明に係る間引きフィルタは、例えば、入力信号の局所的な波形の粗密に応じて、適応的な不等間隔の標本化を行う際に用いることで、折り返し歪みの軽減を図ることができる。また例えば、本発明に係る間引きフィルタを画像の水平および垂直方向に逐次適用することで、画像のワーピングやモーフィングにおける折り返し歪み防止のフィルタとして利用することも可能である。 The thinning filter according to the present invention can reduce aliasing distortion, for example, when adaptive sampling is performed at irregular intervals according to the density of the local waveform of the input signal. Further, for example, by sequentially applying the thinning filter according to the present invention in the horizontal and vertical directions of an image, it can be used as a filter for preventing aliasing distortion in image warping and morphing.
1 間引きフィルタ
10 第1計数手段(スケーリング手段)
20 第2計数手段(スケーリング手段)
30 関数値生成手段(スケーリング手段)
40 区分タップ係数生成手段(スケーリング手段)
50 タップ係数生成手段
S サブサンプリング装置
2 第3計数手段
3 入力バッファ
4 畳み込み手段
5 出力バッファ
1
20 Second counting means (scaling means)
30 Function value generation means (scaling means)
40 Piecewise tap coefficient generation means (scaling means)
50 Tap coefficient generation means
Claims (5)
前記注目する出力標本点近傍に存在する複数の前記出力標本点を順次選択するための計数値を生成する第1計数手段と、
前記第1計数手段で生成された前記計数値に基づき、隣接する2つの出力標本点を選択すると共に、選択した前記2つの出力標本点間を区分として、この区分内の整数値を標本点位置として順次生成し、さらに、この標本点位置を時間方向に正規化して正規化座標を生成する第2計数手段と、
前記第2係数手段で生成された前記正規化座標を、等間隔でのサブサンプリングに用いられるインパルス応答波形に代入し、関数値を生成する関数値生成手段と、
前記区分に応じて前記関数値生成手段で生成された前記関数値に前記2つの出力標本点間の距離の逆数を乗算して前記区分ごとのタップ係数を生成する区分タップ係数生成手段と、
前記順次生成される標本点位置の時系列にしたがって、前記区分ごとのタップ係数を整列させて接続したタップ係数リストを生成することで、前記入力標本点に対するタップ係数を生成するタップ係数生成手段と、
を備えることを特徴とする間引きフィルタ。 An output sample point list that is a list of predetermined output sample point positions indicating sample point positions used for sub-sampling the input sample points that are the sample points of the input signal, and attention in the output sample point list A decimation filter that generates a tap coefficient for the input sample point based on an index of interest identifying an output sample point;
First counting means for generating a count value for sequentially selecting the plurality of output sample points existing in the vicinity of the target output sample point;
Based on the count value generated by the first counting means, two adjacent output sample points are selected, and an interval between the selected two output sample points is set as a section, and an integer value in this section is set as a sample point position. A second counting means for generating the normalized coordinates by further normalizing the sample point positions in the time direction;
A function value generating means for generating a function value by substituting the normalized coordinates generated by the second coefficient means into an impulse response waveform used for sub-sampling at equal intervals;
Section tap coefficient generation means for generating a tap coefficient for each section by multiplying the function value generated by the function value generation means according to the section by the inverse of the distance between the two output sample points;
Tap coefficient generating means for generating a tap coefficient for the input sample point by generating a tap coefficient list in which the tap coefficients for each section are aligned and connected in accordance with the time points of the sequentially generated sample point positions; ,
A thinning filter comprising:
コンピュータを、
前記注目する出力標本点近傍に存在する複数の前記出力標本点を順次選択するための計数値を生成する第1計数手段、
前記第1計数手段で生成された前記計数値に基づき、隣接する2つの出力標本点を選択すると共に、選択した前記2つの出力標本点間を区分として、この区分内の整数値を標本点位置として順次生成し、さらに、この標本点位置を時間方向に正規化して正規化座標を生成する第2計数手段、
前記第2係数手段で生成された前記正規化座標を、等間隔でのサブサンプリングに用いられるインパルス応答波形に代入し、関数値を生成する関数値生成手段、
前記区分に応じて前記関数値生成手段で生成された前記関数値に前記2つの出力標本点間の距離の逆数を乗算して前記区分ごとのタップ係数を生成する区分タップ係数生成手段と、
前記順次生成される標本点位置の時系列にしたがって、前記区分ごとのタップ係数を整列させて接続したタップ係数リストを生成することで、前記入力標本点に対するタップ係数を生成するタップ係数生成手段、
として機能させるための間引きプログラム。 An output sample point list that is a list of predetermined output sample point positions indicating sample point positions used for sub-sampling the input sample points that are the sample points of the input signal, and attention in the output sample point list In order to generate a tap coefficient for the input sample point based on an index of interest identifying an output sample point,
Computer
First counting means for generating a count value for sequentially selecting the plurality of output sample points existing in the vicinity of the target output sample point;
Based on the count value generated by the first counting means, two adjacent output sample points are selected, and an interval between the selected two output sample points is set as a section, and an integer value in this section is set as a sample point position. A second counting means for generating the normalized coordinates by further normalizing the sample point positions in the time direction,
A function value generating means for generating a function value by substituting the normalized coordinate generated by the second coefficient means into an impulse response waveform used for sub-sampling at equal intervals;
Section tap coefficient generation means for generating a tap coefficient for each section by multiplying the function value generated by the function value generation means according to the section by the inverse of the distance between the two output sample points;
A tap coefficient generation means for generating a tap coefficient for the input sample point by generating a tap coefficient list in which the tap coefficients for each section are arranged and connected according to the time series of the sample point positions generated sequentially,
Thinning program to function as.
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