JP2012147133A - Sampling rate conversion device, and sampling rate conversion method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sampling rate conversion device and a sampling rate conversion method capable of reducing memory capacity for storing a filter coefficient required for interpolation and realizing sampling rate conversion by a package with a smaller circuit scale compared with the conventional art.SOLUTION: A sampling rate conversion device has: a sampling timing generation part 1 generating input and output sampling rate timings; a filter coefficient storing memory 3-1 storing a filter coefficient; filter coefficient storing memories 3-2 and 3-3 storing difference values of filter coefficients; a filter coefficient controller 6 controlling the reading out of data from a read address corresponding to a phase counter value to the filter coefficient storing memories 3-1 to 3-3; an accumulation and addition part 7 adding the data read out from the filter coefficient storing memories 3-1 to 3-3 to generate the filter coefficient; and a transversal filter part 2 performing convolution of an input digital signal and the filter coefficient from the accumulation and addition part 7.

Description

本発明は、デジタル信号のサンプリングレートを変換するサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法に関するものである。   The present invention relates to a sampling rate conversion device and a sampling rate conversion method for converting a sampling rate of a digital signal.

従来、デジタル信号に対するサンプリングレート変換は、信号の補間(オーバーサンプリング)とデシメーションを組み合わせて処理することにより実現できる。変換前の元のサンプリングレートに対してN/M倍(N,Mは正の整数)のサンプリングレートに変換する場合は、補間によりN倍のオーバーサンプリングを実施した後、その補間したN倍の信号からM個毎にサンプルを抜き出すことによりN/M倍のサンプリングレートに変換された信号を得ることができる。ただし、オーバーサンプリングするときのデジタルフィルタは、信号をN/M倍のサンプリングレートに変換したときにエイリアスが発生しないような周波数特性を有する必要がある。また、N倍のオーバーサンプルに補間する場合、ポリフェーズフィルタを用いることで不要なフィルタ演算を削減し、少ない演算量(回路規模)で補間処理を実現することができる。   Conventionally, sampling rate conversion for a digital signal can be realized by combining signal interpolation (oversampling) and decimation. When converting to a sampling rate of N / M times (N and M are positive integers) with respect to the original sampling rate before conversion, N times oversampling is performed by interpolation, and then N times the number of the interpolated N times A signal converted to a sampling rate of N / M times can be obtained by extracting M samples from the signal. However, a digital filter for oversampling needs to have frequency characteristics that do not cause aliasing when a signal is converted to a sampling rate of N / M times. In addition, when interpolating to N times oversamples, unnecessary filter computation can be reduced by using a polyphase filter, and interpolation processing can be realized with a small computation amount (circuit scale).

上記に示したN/M倍のサンプリングレート変換を用いて、N,Mを調整することにより、デジタル信号のサンプリングレートを任意のサンプリングレートに変換することができる(例えば、非特許文献1参照)。   The sampling rate of the digital signal can be converted to an arbitrary sampling rate by adjusting N and M using the sampling rate conversion of N / M times shown above (see, for example, Non-Patent Document 1). .

西村 芳一著、ディジタル信号処理による通信システム設計、CQ出版社、p.85〜89Nishimura Yoshikazu, Communication System Design by Digital Signal Processing, CQ Publisher, p. 85-89

しかしながら、非特許文献1に記載の従来技術によれば、デジタルフィルタのフィルタ係数を等間隔の時間で切り替えてN倍オーバーサンプリングの補間処理を行った後、補間したN倍の信号からM個毎にサンプルを抜き出すことによりN/M倍のサンプリングレートに変換された信号を得ることができるが、オーバーサンプリングのNの値が大きくなると、補間に必要なフィルタ係数が増大し、回路規模(フィルタ係数を記憶しておくレジスタ、またはメモリ)が増大してしまい、回路実装が困難になるという問題点があった。   However, according to the prior art described in Non-Patent Document 1, the filter coefficient of the digital filter is switched at equal intervals to perform an N-times oversampling interpolation process, and then every M pieces from the interpolated N-times signal. A signal converted to a sampling rate of N / M times can be obtained by extracting a sample in (5). However, as the value of N for oversampling increases, the filter coefficient necessary for interpolation increases, and the circuit scale (filter coefficient) The number of registers or memories for storing the memory increases, which makes circuit mounting difficult.

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、補間に必要なフィルタ係数を記憶するメモリ容量を削減し、従来よりも回路規模の小さい実装でサンプリングレート変換を実現することができるサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is possible to reduce the memory capacity for storing the filter coefficients necessary for interpolation, and to realize the sampling rate conversion with a smaller circuit scale than the conventional one. An object is to provide a conversion device and a sampling rate conversion method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサンプリングレート変換装置は、入力されるデジタル信号の入力サンプリングレートタイミングとサンプリングレート変換後の出力サンプリングレートタイミングを生成するサンプリングタイミング生成部と、所定の時間間隔で離散化されたフィルタ係数の系列を予め記憶するフィルタ係数記憶部と、このフィルタ係数記憶部に記憶されたフィルタ係数と前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で離散化されたフィルタ係数との少なくとも1階以上の差分値の系列を予め記憶するフィルタ係数差分記憶部と、前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部に対して、前記入力サンプリングレートタイミングで初期化されかつ前記出力サンプリングレートタイミングで更新される位相カウンタ値に対応するリードアドレスからのデータの読み出し制御を行うフィルタ係数制御部と、前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔での信号補間が必要な場合において、前記フィルタ係数制御部の読み出し制御のもと前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部からそれぞれ読み出されたデータを加算することにより1組のフィルタ係数を生成する累積加算部と、前記入力サンプリングレートタイミングで一サンプルずつ入力されシフトレジスタにて保持された1組のサンプルからなる前記デジタル信号と前記累積加算部から出力される1組のフィルタ係数との積和演算を行い、前記出力サンプリングレートタイミングで当該積和演算結果を出力することにより、サンプリングレート変換後のデジタル信号を出力するトランスバーサルフィルタ部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a sampling rate conversion apparatus according to the present invention generates a sampling timing for generating an input sampling rate timing of an input digital signal and an output sampling rate timing after the sampling rate conversion. A filter coefficient storage unit that stores in advance a sequence of filter coefficients discretized at a predetermined time interval, and a filter coefficient stored in the filter coefficient storage unit and discrete at a time interval shorter than the predetermined time interval. A filter coefficient difference storage unit that stores in advance a series of difference values at least on the first floor from the converted filter coefficient, and the filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit are initialized at the input sampling rate timing And at the output sampling rate timing A filter coefficient control unit that performs control of reading data from a read address corresponding to a new phase counter value, and the filter coefficient control unit when signal interpolation is required at a time interval shorter than the predetermined time interval. And a cumulative addition unit that generates a set of filter coefficients by adding the data read from the filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit under the read control, respectively, at the input sampling rate timing. A product-sum operation is performed on the digital signal consisting of a set of samples input by samples and held in a shift register and a set of filter coefficients output from the accumulator, and the product is calculated at the output sampling rate timing. By outputting the sum operation result, the digital signal after sampling rate conversion is output. Characterized in that it comprises a transversal filter section for outputting.

本発明によれば、補間に必要なフィルタ係数を記憶するメモリ容量を削減し、従来よりも回路規模の小さい実装でサンプリングレート変換を実現することができる、という効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce the memory capacity for storing the filter coefficients necessary for the interpolation, and to realize the sampling rate conversion with an implementation having a smaller circuit scale than the conventional one.

図1は、実施の形態1に係るサンプリングレート変換装置の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a sampling rate conversion apparatus according to the first embodiment. 図2は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the filter coefficient storage memory 3-1. 図3は、フィルタ係数記憶メモリ3−2の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the filter coefficient storage memory 3-2. 図4は、フィルタ係数記憶メモリ3−3の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the filter coefficient storage memory 3-3. 図5は、実施の形態2に係るサンプリングレート変換装置の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the sampling rate conversion apparatus according to the second embodiment. 図6は、係数補間部20による係数補間処理を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the coefficient interpolation processing by the coefficient interpolation unit 20.

以下に、本発明に係るサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a sampling rate conversion apparatus and a sampling rate conversion method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るサンプリングレート変換装置の構成例を示す図である。図1に示すように、サンプリングレート変換装置は、入力されるデジタル信号Ainの入力サンプリングレートタイミングおよびサンプリングレート変換後の出力サンプリングレートタイミングを生成するサンプリングタイミング生成部1と、入力されたデジタル信号Ainとフィルタ係数の積和演算(畳み込み演算)を行うことによりサンプリングレート変換後のデジタル信号Aoutを生成するトランスバーサルフィルタ部2と、所定の時間間隔で離散化されたフィルタ係数を記憶するフィルタ係数記憶メモリ3−1と、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納したフィルタ係数からの所定の時間差分情報を記憶するフィルタ係数記憶メモリ3−2と、フィルタ係数記憶メモリ3−2に格納したフィルタ係数(差分値)からの所定の時間差分情報を記憶するフィルタ係数記憶メモリ3−3と、サンプリングタイミング生成部1からの指示タイミングでフィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−3に対してリードアドレス制御を行うフィルタ係数制御部6と、フィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−3からリードされた値を累積加算して得られたフィルタ係数をトランスバーサルフィルタ部2に出力する累積加算部7と、を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a sampling rate conversion apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the sampling rate converter includes a sampling timing generator 1 that generates an input sampling rate timing of an input digital signal Ain and an output sampling rate timing after the sampling rate conversion, and an input digital signal Ain. And a filter coefficient storage for storing a discretized filter coefficient at predetermined time intervals, and a transversal filter unit 2 that generates a digital signal Aout after sampling rate conversion by performing a product-sum operation (convolution operation) of the filter coefficient A memory coefficient, a filter coefficient storage memory 3-2 for storing predetermined time difference information from the filter coefficients stored in the filter coefficient storage memory 3-1, and a filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-2 ( A predetermined time difference from the difference value) A filter coefficient storage memory 3-3 for storing information, a filter coefficient control section 6 for performing read address control on the filter coefficient storage memories 3-1 to 3-3 at an instruction timing from the sampling timing generation section 1, and a filter A cumulative addition unit 7 that outputs the filter coefficient obtained by cumulatively adding the values read from the coefficient storage memories 3-1 to 3-3 to the transversal filter unit 2;

次に、本実施の形態の動作について説明する。まず、サンプリングタイミング生成部1により、トランスバーサルフィルタ部2へ入力されるデジタル信号Ainの入力サンプリングクロック(入力サンプリングレートタイミング)とサンプリングレート変換後のデジタル信号Aoutの出力サンプリングクロック(出力サンプリングレートタイミング)が生成され、フィルタ係数制御部6、累積加算部7およびトランスバーサルフィルタ部2へ出力される。   Next, the operation of the present embodiment will be described. First, an input sampling clock (input sampling rate timing) of the digital signal Ain input to the transversal filter unit 2 by the sampling timing generation unit 1 and an output sampling clock (output sampling rate timing) of the digital signal Aout after the sampling rate conversion. Is generated and output to the filter coefficient control unit 6, the cumulative addition unit 7, and the transversal filter unit 2.

入力されるデジタル信号Ainは、前記入力サンプリングクロックのタイミングでトランスバーサルフィルタ部2に1サンプルずつ入力される。トランスバーサルフィルタ部2内では、入力されたデジタル信号Ainを複数サンプルにわたり記憶するシフトレジスタ(図示せず)を備えており、サンプリングされたデータは入力サンプリングクロックのタイミングで1サンプルずつシフトレジスタに格納される。   The input digital signal Ain is input to the transversal filter unit 2 sample by sample at the timing of the input sampling clock. The transversal filter unit 2 includes a shift register (not shown) that stores the input digital signal Ain over a plurality of samples, and the sampled data is stored in the shift register one sample at a time of the input sampling clock. Is done.

フィルタ係数制御部6は、デジタル信号Ainに対するサンプリング位相をカウントする位相カウンタ部(図示せず)を有し、この位相カウンタ部は、出力サンプリングクロックのタイミングでカウンタ値を更新する。すなわち、位相カウンタ部は、例えば、入力サンプリングクロックでカウンタ値を初期化し、出力サンプリングクロックでカウンタ値を更新することで入力されるデジタル信号Ainに対するサンプリング位相をカウントすることができる。例えば、入力サンプリングレートを1MHz、出力サンプリングレートを10MHzとすると、出力サンプリングレートは入力サンプリングレートの10倍のオーバーサンプリングになるので、出力サンプリング時間の10倍が入力サンプリング時間間隔に相当する。そのため、0〜9までの位相カウンタを用意し、出力サンプリング時間間隔で位相カウンタをインクリメントすることで、入力サンプリングレートと出力サンプリングレートの位相差を得ることができ、入力サンプリング時間のx/10位相(xは位相カウンタ値)だけタイミングをずらした信号を補間するためのフィルタ係数を選択すればよいことになる。なお、出力サンプリングレートが入力サンプリングレートの非整数倍の場合であっても対応可能で、例えば、入力サンプリングレートの1/1024の時間分解能を有する位相カウンタ(0〜1023)を用いて、出力サンプリングレートあたりの位相偏移量Δθを次式で求めることができる。
Δθ=1024×入力サンプリングレート/出力サンプリングレート
この場合、出力サンプリングレートの時間間隔で上記のΔθだけ位相カウンタをインクリメントすることで、入力サンプリング時間のx/1024位相(xは位相カウンタ値)だけタイミングをずらした信号を補間するためのフィルタ係数を選択すればよいことになる。Δθが割り切れない場合は、四捨五入するなどで丸めてしまえばよい。なお、これらの例に限定されないのはいうまでもない。また、フィルタ係数制御部6は、この位相カウンタ値から当該位相カウンタ値に対応したフィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−3のリードアドレスをデコードする。すなわち、フィルタ係数制御部6は、位相カウンタ値を変換し、対応するフィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−3のリードアドレスを求める。ここで、リードアドレスへのデコード方法については、入力されるデジタル信号Ainのサンプリング位相を示す位相カウンタ値に対応したフィルタ係数が格納されているリードアドレスに変換するものであればよく、特にデコード方法について限定はしない。
The filter coefficient control unit 6 includes a phase counter unit (not shown) that counts the sampling phase with respect to the digital signal Ain, and this phase counter unit updates the counter value at the timing of the output sampling clock. That is, for example, the phase counter unit can count the sampling phase with respect to the input digital signal Ain by initializing the counter value with the input sampling clock and updating the counter value with the output sampling clock. For example, if the input sampling rate is 1 MHz and the output sampling rate is 10 MHz, the output sampling rate is 10 times the input sampling rate, so 10 times the output sampling time corresponds to the input sampling time interval. Therefore, by preparing a phase counter from 0 to 9, and incrementing the phase counter at the output sampling time interval, the phase difference between the input sampling rate and the output sampling rate can be obtained, and the x / 10 phase of the input sampling time It is sufficient to select a filter coefficient for interpolating a signal whose timing is shifted by (x is a phase counter value). Note that even when the output sampling rate is a non-integer multiple of the input sampling rate, it is possible to cope with this, for example, by using a phase counter (0 to 1023) having a time resolution of 1/1024 of the input sampling rate. The amount of phase shift Δθ per rate can be obtained by the following equation.
Δθ = 1024 × input sampling rate / output sampling rate In this case, by incrementing the phase counter by the above Δθ at the time interval of the output sampling rate, the timing of x / 1024 phase (x is the phase counter value) of the input sampling time. It is sufficient to select a filter coefficient for interpolating the shifted signal. If Δθ is not divisible, it can be rounded off by rounding off. Needless to say, the present invention is not limited to these examples. Further, the filter coefficient control unit 6 decodes the read addresses of the filter coefficient storage memories 3-1 to 3-3 corresponding to the phase counter value from the phase counter value. That is, the filter coefficient control unit 6 converts the phase counter value and obtains the read addresses of the corresponding filter coefficient storage memories 3-1 to 3-3. Here, the decoding method for the read address is not particularly limited as long as it converts the read coefficient to the read address storing the filter coefficient corresponding to the phase counter value indicating the sampling phase of the input digital signal Ain. There is no limitation about.

フィルタ係数記憶メモリ3−1は、入力されるデジタル信号Ainのサンプリング位相に対応する信号補間またはそのサンプリング位相に近い信号補間をするためのフィルタ係数を格納する。このフィルタ係数は、インターポレーションフィルタやデシメーションフィルタの係数であり、アップサンプリングやダウンサンプリングする際に発生する折り返し雑音を除去するための周波数特性を有するフィルタ係数を用いる。   The filter coefficient storage memory 3-1 stores filter coefficients for signal interpolation corresponding to the sampling phase of the input digital signal Ain or signal interpolation close to the sampling phase. This filter coefficient is a coefficient of an interpolation filter or a decimation filter, and a filter coefficient having a frequency characteristic for removing aliasing noise generated when up-sampling or down-sampling is used.

フィルタ係数記憶メモリ3−2は、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納されているフィルタ係数の時間サンプル間隔よりも高い時間分解能でのフィルタ係数として、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納されているフィルタ係数からの差分値(フィルタ係数差分値)を格納するメモリである。したがって、フィルタ係数記憶メモリ3−2は、フィルタ係数メモリ3−1よりも高い時間分解能の信号補間を対象としたフィルタ係数を必要とする場合に使用される。   The filter coefficient storage memory 3-2 is stored in the filter coefficient storage memory 3-1 as a filter coefficient with a time resolution higher than the time sample interval of the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1. It is a memory for storing a difference value from the filter coefficient (filter coefficient difference value). Therefore, the filter coefficient storage memory 3-2 is used when a filter coefficient intended for signal interpolation with higher time resolution than the filter coefficient memory 3-1 is required.

フィルタ係数記憶メモリ3−3は、同様にフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納されているフィルタ係数の時間サンプル間隔よりも高い時間分解能でのフィルタ係数として、フィルタ係数記憶メモリ3−2に格納されているフィルタ係数差分値からの差分値(フィルタ係数差分値)を格納するメモリである。なお、本実施の形態では、例えば1階および2階の差分情報を格納するメモリを設ける例について説明しているが、要求される時間分解能に応じて例えばより高階の差分情報を格納するメモリを設けることもできる。   Similarly, the filter coefficient storage memory 3-3 is stored in the filter coefficient storage memory 3-2 as a filter coefficient with a time resolution higher than the time sample interval of the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-2. This is a memory for storing a difference value (filter coefficient difference value) from the filter coefficient difference value. In this embodiment, an example is described in which a memory for storing difference information on the first floor and the second floor is provided, for example, but a memory for storing difference information on higher floors, for example, according to the required time resolution. It can also be provided.

累積加算部7は、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納されているフィルタ係数よりも高い時間分解能の信号補間を対象としたフィルタ係数を必要とする場合に、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納されているフィルタ係数とフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納されているフィルタ係数差分値とを加算し、またはフィルタ係数記憶メモリ3−1に格納されているフィルタ係数とフィルタ係数記憶メモリ3−2およびフィルタ係数記憶メモリ3−3にそれぞれ格納されているフィルタ係数差分値とを加算して、より高い時間分解能の信号補間を対象としたフィルタ係数を生成する。   The accumulating unit 7 stores the filter coefficient in the filter coefficient storage memory 3-1 when the filter coefficient for signal interpolation with higher time resolution than the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1 is required. The filtered filter coefficient and the filter coefficient difference value stored in the filter coefficient storage memory 3-2 are added, or the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1 and the filter coefficient storage memory 3-2 are added. And the filter coefficient difference value respectively stored in the filter coefficient storage memory 3-3 is added to generate a filter coefficient for signal interpolation with higher time resolution.

トランスバーサルフィルタ部2は、入力されたデジタル信号Ainを複数サンプルにわたり前記シフトレジスタに記憶し、前記シフトレジスタに格納されている1組のサンプルからなるデジタル信号と累積加算部7から出力される1組のフィルタ係数とを積和演算し(すなわち、畳み込み演算し)、サンプリングタイミング生成部1からの前記出力サンプリングクロックのタイミングにあわせて積和演算結果を出力する。この出力結果がサンプリングレート変換後のデジタル信号Aoutとなる。   The transversal filter unit 2 stores the input digital signal Ain in the shift register over a plurality of samples, and outputs the digital signal consisting of a set of samples stored in the shift register and the cumulative addition unit 7. A product-sum operation is performed on the set of filter coefficients (that is, a convolution operation), and a product-sum operation result is output in accordance with the timing of the output sampling clock from the sampling timing generation unit 1. This output result is the digital signal Aout after the sampling rate conversion.

次に、本実施の形態におけるフィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−3の詳細を図2〜図4を用いて説明する。   Next, the details of the filter coefficient storage memories 3-1 to 3-3 in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の構成例を示す図である。図2において、フィルタ係数のタップ数Nを例えば5とし、Tは入力されるデジタル信号Ainの1サンプル周期を示している。アドレス0には基準となるフィルタ係数5タップ(A0,A4,A8,A12,A16)が格納されている。「アドレス1」には「アドレス0」のフィルタ係数に対してT/4時間がずれた場合の1組のフィルタ係数(A1,A5,A9,A13,A17)が格納されている。T/4がこの場合の時間分解能を表す。同様に、「アドレス2」には「アドレス1」のフィルタ係数に対してT/4時間がずれた場合の1組のフィルタ係数(A2,A6,A10,A14,A18)が格納され、「アドレス3」には「アドレス2」のフィルタ係数に対してそれぞれT/4時間がずれた場合の1組のフィルタ係数(A3,A7,A11,A15,A19)が格納されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the filter coefficient storage memory 3-1. In FIG. 2, the number of taps N of the filter coefficient is, for example, 5, and T indicates one sample period of the input digital signal Ain. Address 0 stores a reference filter coefficient of 5 taps (A0, A4, A8, A12, A16). "Address 1" stores a set of filter coefficients (A1, A5, A9, A13, A17) when T / 4 time is shifted from the filter coefficient of "Address 0". T / 4 represents the time resolution in this case. Similarly, “address 2” stores a set of filter coefficients (A2, A6, A10, A14, A18) when T / 4 time deviates from the filter coefficient of “address 1”. 3 ”stores a set of filter coefficients (A3, A7, A11, A15, A19) when the T / 4 time is shifted from the filter coefficient of“ address 2 ”.

図3は、フィルタ係数記憶メモリ3−2の構成例を示す図である。図3では、フィルタ係数記憶メモリ3−2にフィルタ係数差分値B0〜B19が格納されている。図2で示したフィルタ係数記憶メモリ3−1に格納された各々のフィルタ係数A0〜A19に対してT/8だけ時間をずらしたフィルタ係数値をD0〜D19とした場合、B0〜B19は次の式(1)で表される。
Bx=Dx−Ax (x:0〜19) ・・・(1)
ここで、式(1)は、例えばB0=D0−A0などを総括的に表したものである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the filter coefficient storage memory 3-2. In FIG. 3, filter coefficient difference values B0 to B19 are stored in the filter coefficient storage memory 3-2. When the filter coefficient values shifted by T / 8 from the respective filter coefficients A0 to A19 stored in the filter coefficient storage memory 3-1 shown in FIG. It is represented by the formula (1).
Bx = Dx−Ax (x: 0 to 19) (1)
Here, the expression (1) represents, for example, B0 = D0−A0 as a whole.

図4は、フィルタ係数記憶メモリ3−3の構成例を示す図である。図4では、フィルタ係数記憶メモリ3−3にフィルタ係数差分値C0,y〜C19,y(y:0,1)が格納されている。フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納された各々のフィルタ係数A0〜A19とT/16だけ時間をずらしたフィルタ係数値をE0,0〜E19,0とし、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納された各々のフィルタ係数A0〜A19とフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納された各々のフィルタ係数B0〜B19とを加算したフィルタ係数に対して、T/16だけ時間をずらしたフィルタ係数値をE0,1〜E19,1とした場合、C0,0〜C19,0、C0,1〜C19,1は次の式(2)、式(3)で表される。
Cx,0=Ex,0−Ax (x:0〜19) ・・・(2)
Cx,1=Ex,1−Ax−Bx (x:0〜19) ・・・(3)
ここで、式(2)は、例えばC0,0=E0,0−A0、式(3)は、例えばC0,1=E0,1−A0−B0などを総括的に表したものである。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the filter coefficient storage memory 3-3. In FIG. 4, filter coefficient difference values C0, y to C19, y (y: 0,1) are stored in the filter coefficient storage memory 3-3. Each filter coefficient A0 to A19 stored in the filter coefficient storage memory 3-1 is E0,0 to E19,0 with the filter coefficient values shifted by T / 16 and stored in the filter coefficient storage memory 3-1. The filter coefficient value obtained by shifting the time by T / 16 to the filter coefficient obtained by adding the filter coefficients A0 to A19 and the filter coefficients B0 to B19 stored in the filter coefficient storage memory 3-2 is E0. , 1 to E19,1, C0,0 to C19,0 and C0,1 to C19,1 are represented by the following formulas (2) and (3).
Cx, 0 = Ex, 0−Ax (x: 0 to 19) (2)
Cx, 1 = Ex, 1-Ax-Bx (x: 0 to 19) (3)
Here, the expression (2) represents, for example, C0,0 = E0,0-A0, and the expression (3) generally represents, for example, C0,1 = E0,1-A0-B0.

したがって、例えば、フィルタ係数記憶メモリ3−1のアドレス0に対してT/2時間をずらしたフィルタ係数を得る場合は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の「アドレス2」に格納されているフィルタ係数をリードすればよい。すなわち、フィルタ係数制御部6は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の「アドレス2」に格納されている1組のフィルタ係数を累積加算部7へ読み出すよう制御し、累積加算部7はこの1組のフィルタ係数をトランスバーサルフィルタ部2に出力し、トランスバーサルフィルタ部2は、この1組のフィルタ係数とシフトレジスタに保持された1組のデジタル信号Ainとの積和を演算する。   Therefore, for example, when obtaining a filter coefficient shifted by T / 2 time with respect to address 0 of the filter coefficient storage memory 3-1, the filter coefficient stored at "address 2" of the filter coefficient storage memory 3-1. You can lead. That is, the filter coefficient control unit 6 controls to read out one set of filter coefficients stored in “address 2” of the filter coefficient storage memory 3-1 to the cumulative addition unit 7. Are output to the transversal filter unit 2, and the transversal filter unit 2 calculates the product sum of the one set of filter coefficients and the one set of digital signals Ain held in the shift register.

また、例えば、3T/8時間をずらしたフィルタ係数を得る場合は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の「アドレス1」に格納されているフィルタ係数(A1,A5,A9,A13,A17)と、フィルタ係数記憶メモリ3−2の「アドレス1」に格納されているフィルタ係数差分値(B1、B5、B9、B13、B17)を用いて、累積加算部7により、次の式(4)の計算をすれば求めることができる。
Dx=Ax+Bx (x:1,5,9,13,17) ・・・(4)
すなわち、フィルタ係数制御部6は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の「アドレス1」に格納されている1組のフィルタ係数とフィルタ係数記憶メモリ3−2の「アドレス1」に格納されている1組のフィルタ係数差分値を累積加算部7へ読み出すよう制御し、累積加算部7はこの1組のフィルタ係数と1組のフィルタ係数差分値とに対して上記式(4)を計算して1組のフィルタ係数を求めた後にこの1組のフィルタ係数をトランスバーサルフィルタ部2に出力し、トランスバーサルフィルタ部2は、この1組のフィルタ係数とシフトレジスタに保持された1組のデジタル信号Ainとの積和を演算する。
Further, for example, when obtaining filter coefficients shifted by 3T / 8 time, the filter coefficients (A1, A5, A9, A13, A17) stored at “address 1” of the filter coefficient storage memory 3-1, Using the filter coefficient difference values (B1, B5, B9, B13, B17) stored at “address 1” of the filter coefficient storage memory 3-2, the cumulative addition unit 7 calculates the following equation (4). If you do it, you can find it.
Dx = Ax + Bx (x: 1, 5, 9, 13, 17) (4)
That is, the filter coefficient control unit 6 has a set of filter coefficients stored at “address 1” of the filter coefficient storage memory 3-1, and “1” stored at “address 1” of the filter coefficient storage memory 3-2. Control is performed so that the set of filter coefficient difference values is read out to the cumulative addition unit 7, and the cumulative addition unit 7 calculates the above formula (4) for the one set of filter coefficients and the one set of filter coefficient difference values to obtain 1 After obtaining the set of filter coefficients, the set of filter coefficients is output to the transversal filter unit 2, and the transversal filter unit 2 outputs the set of filter coefficients and the set of digital signals Ain held in the shift register. The sum of products with is calculated.

また、例えば、7T/16時間をずらしたフィルタ係数を得る場合は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の「アドレス1」に格納されているフィルタ係数(A1,A5,A9,A13,A17)と、フィルタ係数記憶メモリ3−2の「アドレス1」に格納されているフィルタ係数差分値(B1、B5、B9、B13、B17)とフィルタ係数記憶メモリ3−3の「アドレス3」に格納されているフィルタ係数差分値(C1,1,C5,1,C9,1,C13,1,C17,1)を用いて、累積加算部7により、次の式(5)の計算をすれば求めることができる。
Ex,1=Ax+Bx+Cx,1 (x:1,5,9,13,17)・・・(5)
Further, for example, when obtaining a filter coefficient shifted by 7T / 16 time, filter coefficients (A1, A5, A9, A13, A17) stored at “address 1” of the filter coefficient storage memory 3-1, The filter coefficient difference value (B1, B5, B9, B13, B17) stored at “address 1” of the filter coefficient storage memory 3-2 and “address 3” of the filter coefficient storage memory 3-3 Using the filter coefficient difference values (C1, 1, C5, 1, C9, 1, C13, 1, C17, 1), the cumulative addition unit 7 can calculate the following equation (5). .
Ex, 1 = Ax + Bx + Cx, 1 (x: 1, 5, 9, 13, 17) (5)

なお、さらに高い分解能が要求される場合は、位相カウンタ値を四捨五入するなどにより、フィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−3の最大の時間分解能(図示例では、T/16
)に丸めることで、フィルタ係数を求めてもよい。
When a higher resolution is required, the maximum time resolution of the filter coefficient storage memories 3-1 to 3-3 (T / 16 in the illustrated example) is obtained by rounding off the phase counter value.
) To obtain the filter coefficient.

以上のように、本実施の形態によれば、1サンプル周期に対して時間分解能のより低い時間間隔のフィルタ係数をフィルタ係数記憶メモリ3−1(フィルタ係数記憶部)に格納し、それよりも時間分解能の高い時間間隔のフィルタ係数を生成するために、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納したフィルタ係数との差分値のみをフィルタ係数記憶メモリ3−2(フィルタ係数差分記憶部)に格納し、さらにそれよりも時間分解能の高い時間間隔のフィルタ係数を生成するために、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納したフィルタ係数とフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納したフィルタ係数差分値を加算して生成したフィルタ係数との差分値のみをフィルタ係数記憶メモリ3−3(フィルタ係数差分記憶部)に格納するようにし、必要な時間分解能のフィルタ係数に応じて、各々のメモリから必要な情報を読み出して加算することにより、高分解能のフィルタ係数を生成するようにしているので、従来のように、必要な時間分解能のフィルタ係数の全てをメモリに記憶しておかなければならない構成とは対照的に、それよりも少ない情報である差分情報だけをメモリ(フィルタ係数記憶メモリ3−2,3−3)に記憶しておけばよいので、従来に比べて大幅にメモリ容量を削減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the filter coefficient of the time interval having a lower time resolution with respect to one sample period is stored in the filter coefficient storage memory 3-1 (filter coefficient storage unit). In order to generate a filter coefficient at a time interval with high time resolution, only a difference value from the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1 is stored in the filter coefficient storage memory 3-2 (filter coefficient difference storage unit). Further, in order to generate a filter coefficient at a time interval with higher time resolution, the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1 and the filter coefficient difference value stored in the filter coefficient storage memory 3-2 are added. Only the difference value with the generated filter coefficient is stored in the filter coefficient storage memory 3-3 (filter coefficient difference storage unit), and when necessary According to the resolution filter coefficient, the necessary information is read from each memory and added to generate a high resolution filter coefficient. In contrast to the configuration in which all must be stored in the memory, only the difference information, which is less information, may be stored in the memory (filter coefficient storage memories 3-2 and 3-3). Therefore, the memory capacity can be greatly reduced as compared with the conventional case.

特に、高分解能の差分情報になるほど情報量は小さくなるので、フィルタ係数をより高分解能化する場合にメモリ削減効果は大きくなる。さらに、時間分解能の低いフィルタ係数からより高い時間分解能のフィルタ係数を生成するための差分情報を段階的に記憶しておく構成をとることにより、所望の時間分解能のフィルタ係数を生成する際にメモリから読み出すべき必要な情報を小さく抑えることができるため、本実施の形態は、読み出すデータ容量を低減する効果と、フィルタ係数を復元するための加算時の演算量を低減する効果を有している。   In particular, since the amount of information becomes smaller as the difference information becomes higher resolution, the memory reduction effect becomes greater when the resolution of the filter coefficient is increased. Further, by adopting a configuration in which difference information for generating a filter coefficient with a higher time resolution from a filter coefficient with a lower time resolution is stored in stages, a memory is used when generating a filter coefficient with a desired time resolution. Since the necessary information to be read out can be kept small, the present embodiment has the effect of reducing the data volume to be read and the effect of reducing the amount of calculation at the time of addition for restoring the filter coefficient. .

実施の形態2.
以上の実施の形態1では、高い時間分解能のフィルタ係数を生成するために、より低い時間分解能のフィルタ係数からの差分値をメモリに記憶しておき、低い時間分解能のフィルタ係数と差分値を加算することにより高い時間分解能のフィルタ係数を生成するようにしたものであるが、本実施の形態は、さらにメモリを削減したい場合に高い時間分解能の差分情報ほど情報量が小さくなることを利用して、差分情報をメモリに記憶しておくのではなく、差分情報を補間して生成するようにしている。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, in order to generate a filter coefficient with a high time resolution, a difference value from a filter coefficient with a lower time resolution is stored in a memory, and the filter coefficient and the difference value with a low time resolution are added. In this embodiment, when a further reduction in memory is desired, the amount of information becomes smaller as the difference information with higher time resolution is generated. Instead of storing the difference information in the memory, the difference information is generated by interpolation.

図5は、本実施の形態に係るサンプリングレート変換装置の構成例を示す図である。図5において、係数補間部20は、フィルタ係数記憶メモリ3−2に格納されているフィルタ係数の差分情報を補間してより高い時間分解能のフィルタ係数を生成するものである。すなわち、図5では、フィルタ係数記憶メモリ3−3を設ける代わりに、係数補間部20が設けられている。なお、図5では、図1と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the sampling rate conversion apparatus according to the present embodiment. In FIG. 5, the coefficient interpolation unit 20 interpolates the difference information of the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-2 to generate a filter coefficient with higher time resolution. That is, in FIG. 5, a coefficient interpolation unit 20 is provided instead of providing the filter coefficient storage memory 3-3. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

次に、本実施の形態の動作について説明する。まず、サンプリングタイミング生成部1により、トランスバーサルフィルタ部2へ入力されるデジタル信号Ainの入力サンプリングクロックとサンプリングレート変換後のデジタル信号Aoutの出力サンプリングクロックが生成され、入力サンプリングクロックはトランスバーサルフィルタ部2へ出力され、出力サンプリングクロックはフィルタ係数制御部6、累積加算部7およびトランスバーサルフィルタ部2へ出力される。   Next, the operation of the present embodiment will be described. First, the sampling timing generation unit 1 generates an input sampling clock of the digital signal Ain input to the transversal filter unit 2 and an output sampling clock of the digital signal Aout after the sampling rate conversion, and the input sampling clock is the transversal filter unit. 2 and the output sampling clock is output to the filter coefficient control unit 6, the cumulative addition unit 7 and the transversal filter unit 2.

入力されるデジタル信号Ainは、前記入力サンプリングクロックのタイミングでトランスバーサルフィルタ部2に1サンプルずつ入力される。トランスバーサルフィルタ部2内では、入力されたデジタル信号Ainを複数サンプルにわたり記憶するシフトレジスタ(図示せず)を備えており、サンプリングされたデータは入力サンプリングクロックのタイミングで1サンプルずつシフトレジスタに格納される。   The input digital signal Ain is input to the transversal filter unit 2 sample by sample at the timing of the input sampling clock. The transversal filter unit 2 includes a shift register (not shown) that stores the input digital signal Ain over a plurality of samples, and the sampled data is stored in the shift register one sample at a time of the input sampling clock. Is done.

フィルタ係数制御部6は、デジタル信号Ainに対するサンプリング位相をカウントする位相カウンタ部(図示せず)を有し、この位相カウンタ部は、出力サンプリングクロックのタイミングでカウンタ値を更新する。すなわち、位相カウンタ部は、例えば、入力サンプリングクロックでカウンタ値を初期化し、出力サンプリングクロックでカウンタ値を更新することで入力されるデジタル信号Ainに対するサンプリング位相をカウントすることができる。また、フィルタ係数制御部6は、この位相カウンタ値から当該位相カウンタ値に対応したフィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−2のリードアドレスをデコードする。すなわち、フィルタ係数制御部6は、位相カウンタ値を変換し、対応するフィルタ係数記憶メモリ3−1〜3−2のリードアドレスを求める。ここで、リードアドレスへのデコード方法については、入力されるデジタル信号Ainのサンプリング位相を示す位相カウンタ値に対応したフィルタ係数が格納されているリードアドレスに変換するものであればよく、特にデコード方法について限定はしない。   The filter coefficient control unit 6 includes a phase counter unit (not shown) that counts the sampling phase with respect to the digital signal Ain, and this phase counter unit updates the counter value at the timing of the output sampling clock. That is, for example, the phase counter unit can count the sampling phase with respect to the input digital signal Ain by initializing the counter value with the input sampling clock and updating the counter value with the output sampling clock. Further, the filter coefficient control unit 6 decodes the read addresses of the filter coefficient storage memories 3-1 to 3-2 corresponding to the phase counter value from the phase counter value. That is, the filter coefficient control unit 6 converts the phase counter value and obtains the read addresses of the corresponding filter coefficient storage memories 3-1 to 3-2. Here, the decoding method for the read address is not particularly limited as long as it converts the read coefficient to the read address storing the filter coefficient corresponding to the phase counter value indicating the sampling phase of the input digital signal Ain. There is no limitation about.

フィルタ係数記憶メモリ3−1は、入力されるデジタル信号Ainのサンプリング位相に対応する信号補間またはそのサンプリング位相に近い信号補間をするためのフィルタ係数を格納する。なお、フィルタ係数は、デジタル信号Ainのサンプリング位相に厳密に対応していなくとも、それに近いものであればよい。   The filter coefficient storage memory 3-1 stores filter coefficients for signal interpolation corresponding to the sampling phase of the input digital signal Ain or signal interpolation close to the sampling phase. The filter coefficient may be close to that even if it does not strictly correspond to the sampling phase of the digital signal Ain.

フィルタ係数記憶メモリ3−2は、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納されているフィルタ係数の時間サンプル間隔よりも高い時間分解能でのフィルタ係数として、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納されているフィルタ係数からの差分値(フィルタ係数差分値)を格納するメモリである。したがって、フィルタ係数記憶メモリ3−2は、フィルタ係数メモリ3−1よりも高い時間分解能の信号補間を対象としたフィルタ係数を必要とする場合に使用される。   The filter coefficient storage memory 3-2 is stored in the filter coefficient storage memory 3-1 as a filter coefficient with a time resolution higher than the time sample interval of the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1. It is a memory for storing a difference value from the filter coefficient (filter coefficient difference value). Therefore, the filter coefficient storage memory 3-2 is used when a filter coefficient intended for signal interpolation with higher time resolution than the filter coefficient memory 3-1 is required.

係数補間部20は、フィルタ係数記憶メモリ3−2に格納されているフィルタ係数差分値で表現される時間分解能よりも高い時間分解能を要求された場合に、フィルタ係数記憶メモリ3−2の差分情報を補間して(例えば線形補間)、より高い時間分解能におけるフィルタ係数の差分情報を生成する。   When the coefficient interpolation unit 20 is requested to have a time resolution higher than the time resolution expressed by the filter coefficient difference value stored in the filter coefficient storage memory 3-2, the difference information in the filter coefficient storage memory 3-2. Are interpolated (for example, linear interpolation) to generate filter coefficient difference information at a higher temporal resolution.

累積加算部7は、フィルタ係数メモリ3−1に格納されているフィルタ係数よりも高い時間分解能の信号補間を対象としたフィルタ係数を必要とする場合に、フィルタ係数メモリ3−1に格納されているフィルタ係数とフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納されているフィルタ係数差分値とを加算し、またはフィルタ係数メモリ3−1に格納されているフィルタ係数とフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納されているフィルタ係数差分値と係数補間部20により係数補間で生成されたフィルタ係数差分値とを加算して、より高い時間分解能の信号補間を対象としたフィルタ係数を生成する。   The cumulative addition unit 7 is stored in the filter coefficient memory 3-1 when a filter coefficient for signal interpolation with a higher time resolution than the filter coefficient stored in the filter coefficient memory 3-1 is required. Are added to the filter coefficient difference value stored in the filter coefficient storage memory 3-2 or stored in the filter coefficient storage memory 3-2 and the filter coefficient stored in the filter coefficient memory 3-1. The filter coefficient difference value generated by the coefficient interpolation unit 20 and the filter coefficient difference value generated by coefficient interpolation are added to generate a filter coefficient for signal interpolation with higher temporal resolution.

トランスバーサルフィルタ部2は、入力されたデジタル信号Ainを複数サンプルにわたり前記シフトレジスタに記憶し、前記シフトレジスタに格納されているデジタル信号と累積加算部7から出力されるフィルタ係数とを積和演算し、サンプリングタイミング生成部1からの前記出力サンプリングクロックのタイミングにあわせて積和演算結果を出力する。この出力結果がサンプリングレート変換後のデジタル信号Aoutとなる。   The transversal filter unit 2 stores the input digital signal Ain in the shift register over a plurality of samples, and performs a product-sum operation on the digital signal stored in the shift register and the filter coefficient output from the cumulative addition unit 7 Then, the product-sum operation result is output in accordance with the timing of the output sampling clock from the sampling timing generator 1. This output result is the digital signal Aout after the sampling rate conversion.

次に、本実施の形態におけるフィルタ係数記憶メモリ3−1、フィルタ係数記憶メモリ3−2、および係数補間部20の詳細を図2、図3、および図6を用いて説明する。なお、図2、図3は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。   Next, details of the filter coefficient storage memory 3-1, the filter coefficient storage memory 3-2, and the coefficient interpolation unit 20 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 6. FIG. 2 and 3 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

図6は、係数補間部20による係数補間処理を説明するための説明図である。図6では、実施の形態1で説明したCx,y(x:0〜19,y:0,1)を補間で求める場合を例に説明している。図4で示したように、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納された各々のフィルタ係数A0〜A19とT/16だけ時間をずらしたフィルタ係数値をE0,0〜E19,0とし、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納された各々のフィルタ係数A0〜A19とフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納された各々のフィルタ係数B0〜B19とを加算したフィルタ係数に対して、T/16だけ時間をずらしたフィルタ係数値をE0,1〜E19,1とした場合、C0,0〜C19,0、C0,1〜C19,1は上記の式(2)、式(3)で表される。   FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the coefficient interpolation processing by the coefficient interpolation unit 20. FIG. 6 illustrates an example in which Cx, y (x: 0 to 19, y: 0,1) described in the first embodiment is obtained by interpolation. As shown in FIG. 4, the filter coefficients A0 to A19 and the filter coefficient values shifted in time by T / 16 are stored as E0,0 to E19,0 in the filter coefficient storage memory 3-1, and the filter coefficients Time T / 16 is obtained for the filter coefficient obtained by adding the filter coefficients A0 to A19 stored in the storage memory 3-1 and the filter coefficients B0 to B19 stored in the filter coefficient storage memory 3-2. In the case where the filter coefficient values shifted from are E0,1 to E19,1, C0,0 to C19,0 and C0,1 to C19,1 are expressed by the above formulas (2) and (3).

係数補間部20にて、例えば、C1,1,C5,1,C9,1,C13,1,C17,1を補間して求める場合、フィルタ係数記憶メモリ3−2に格納された差分情報を用いて、下記の式(6)〜式(10)のように計算をして求めることができる。
C1,1=(A2−A1−B1)/2 ・・・ (6)
C5,1=(A6−A5−B5)/2 ・・・ (7)
C9,1=(A10−A9−B9)/2 ・・・ (8)
C13,1=(A14−A13−B13)/2 ・・・ (9)
C17,1=(A18−A17−B17)/2 ・・・ (10)
For example, when the coefficient interpolation unit 20 interpolates C1, 1, C5, 1, C9, 1, C13, 1, C17, 1, for example, the difference information stored in the filter coefficient storage memory 3-2 is used. Thus, it can be calculated by the following equations (6) to (10).
C1,1 = (A2-A1-B1) / 2 (6)
C5,1 = (A6-A5-B5) / 2 (7)
C9,1 = (A10−A9−B9) / 2 (8)
C13,1 = (A14−A13−B13) / 2 (9)
C17,1 = (A18−A17−B17) / 2 (10)

したがって、例えば、7T/16時間をずらしたフィルタ係数を得る場合は、フィルタ係数記憶メモリ3−1の「アドレス1」に格納されている1組のフィルタ係数(A1,A5,A9,A13,A17)と、フィルタ係数記憶メモリ3−2の「アドレス1」に格納されている1組のフィルタ係数差分値(B1,B5,B9,B13,B17)と係数補間部20で計算した1組のフィルタ係数差分値(C1,1,C5,1,C9,1,C13,1,C17,1)を用いて、累積加算部7により、次の式(11)の計算を実行すればよい。
Ex,1=Ax+Bx+Cx,1 (x:1,5,9,13,17)・・・(11)
さらに、より高い分解能を要求された場合は、係数補間部20にてさらに高い時間分解能のフィルタ係数差分値を生成することにより、より高い時間分解能のフィルタ係数を生成することが可能である。
Therefore, for example, when obtaining filter coefficients shifted by 7T / 16 time, a set of filter coefficients (A1, A5, A9, A13, A17) stored at "address 1" of the filter coefficient storage memory 3-1. ), A set of filter coefficient difference values (B1, B5, B9, B13, B17) stored at “address 1” of the filter coefficient storage memory 3-2 and a set of filters calculated by the coefficient interpolation unit 20 Using the coefficient difference values (C1, 1, C5, 1, C9, 1, C13, 1, C17, 1), the cumulative adder 7 may perform the calculation of the following equation (11).
Ex, 1 = Ax + Bx + Cx, 1 (x: 1, 5, 9, 13, 17) (11)
Further, when a higher resolution is required, a higher temporal resolution filter coefficient can be generated by generating a higher temporal resolution filter coefficient difference value in the coefficient interpolation unit 20.

以上のように、1サンプル周期に対して時間分解能の低い間隔のフィルタ係数をフィルタ係数記憶メモリ3−1(フィルタ係数記憶部)に格納し、それよりも時間分解能の高い間隔のフィルタ係数を生成するために、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納したフィルタ係数との差分値のみフィルタ係数記憶メモリ3−2(フィルタ係数差分記憶部)に格納し、さらにそれよりも時間分解能の高い間隔のフィルタ係数を生成するために、フィルタ係数記憶メモリ3−1に格納したフィルタ係数とフィルタ係数記憶メモリ3−2に格納したフィルタ係数を加算して生成したフィルタ係数との差分値を補間により求めるようにし、必要な時間分解能のフィルタ係数に応じて、各々のメモリからの必要な情報と補間して求めたフィルタ係数差分値を読み出して加算することにより、高分解能のフィルタ係数を生成するようにしているので、実施の形態1で必要であったフィルタ係数差分値を格納するメモリ(フィルタ係数記憶メモリ3−3)を設けることなく、必要なフィルタ係数差分値を補間により計算で求めるので、実施の形態1よりもさらにメモリ容量を削減することができる。   As described above, filter coefficients at intervals with a low time resolution for one sample period are stored in the filter coefficient storage memory 3-1 (filter coefficient storage unit), and filter coefficients at intervals with a higher time resolution are generated. Therefore, only the difference value from the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1 is stored in the filter coefficient storage memory 3-2 (filter coefficient difference storage unit), and the filter having an interval higher in time resolution than that is stored. In order to generate a coefficient, a difference value between the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-1 and the filter coefficient generated by adding the filter coefficient stored in the filter coefficient storage memory 3-2 is obtained by interpolation. Depending on the filter coefficient of the required time resolution, the necessary information from each memory and the filter coefficient difference value obtained by interpolation are read. Since a high-resolution filter coefficient is generated by adding and adding, a memory (filter coefficient storage memory 3-3) for storing the filter coefficient difference value required in the first embodiment is provided. Since the necessary filter coefficient difference value is calculated by interpolation, the memory capacity can be further reduced as compared with the first embodiment.

また、本効果は、高い時間分解能であるフィルタ係数の差分情報の量が小さいことを利用しており、フィルタ係数をそのまま補間して求めたものよりも、補間による誤差を大幅に低減できる効果があり、メモリ容量を削減すると同時に補間誤差を小さくおさえる効果を有する。   In addition, this effect utilizes the fact that the amount of difference information of the filter coefficient, which has a high time resolution, is small, and has the effect that the error due to interpolation can be greatly reduced compared to the value obtained by directly interpolating the filter coefficient. There is an effect of reducing the memory capacity and at the same time reducing the interpolation error.

本発明は、デジタル信号波形のサンプリングレートを異なるサンプリングレートに変換するサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法として有用である。   The present invention is useful as a sampling rate conversion apparatus and a sampling rate conversion method for converting a sampling rate of a digital signal waveform into a different sampling rate.

1 サンプリングタイミング生成部
2 トランスバーサルフィルタ部
3−1〜3−3 フィルタ係数記憶メモリ
6 フィルタ係数制御部
7 累積加算部
20 係数補間部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sampling timing production | generation part 2 Transversal filter part 3-1 to 3-3 Filter coefficient memory 6 Filter coefficient control part
7 Cumulative addition unit 20 Coefficient interpolation unit

Claims (6)

入力されるデジタル信号の入力サンプリングレートタイミングとサンプリングレート変換後の出力サンプリングレートタイミングを生成するサンプリングタイミング生成部と、 所定の時間間隔で離散化されたフィルタ係数の系列を予め記憶するフィルタ係数記憶部と、
このフィルタ係数記憶部に記憶されたフィルタ係数と前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で離散化されたフィルタ係数との少なくとも1階以上の差分値の系列を予め記憶するフィルタ係数差分記憶部と、
前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部に対して、前記入力サンプリングレートタイミングで初期化されかつ前記出力サンプリングレートタイミングで更新される位相カウンタ値に対応するリードアドレスからのデータの読み出し制御を行うフィルタ係数制御部と、
前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔での信号補間が必要な場合において、前記フィルタ係数制御部の読み出し制御のもと前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部からそれぞれ読み出されたデータを加算することにより1組のフィルタ係数を生成する累積加算部と、
前記入力サンプリングレートタイミングで一サンプルずつ入力されシフトレジスタにて保持された1組のサンプルからなる前記デジタル信号と前記累積加算部から出力される1組のフィルタ係数との積和演算を行い、前記出力サンプリングレートタイミングで当該積和演算結果を出力することにより、サンプリングレート変換後のデジタル信号を出力するトランスバーサルフィルタ部と、
を備えることを特徴とするサンプリングレート変換装置。
A sampling timing generation unit that generates an input sampling rate timing of an input digital signal and an output sampling rate timing after sampling rate conversion, and a filter coefficient storage unit that pre-stores a sequence of filter coefficients discretized at a predetermined time interval When,
A filter coefficient difference storage unit that stores in advance a series of at least first-order difference values between the filter coefficient stored in the filter coefficient storage unit and the filter coefficient discretized at a time interval shorter than the predetermined time interval; ,
The filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit are controlled to read data from a read address corresponding to a phase counter value that is initialized at the input sampling rate timing and updated at the output sampling rate timing. A filter coefficient control unit to perform;
Data read from the filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit under the read control of the filter coefficient control unit when signal interpolation at a time interval shorter than the predetermined time interval is necessary A cumulative adder that generates a set of filter coefficients by adding
Performing a product-sum operation on the digital signal consisting of a set of samples input sample by sample at the input sampling rate timing and held in a shift register and a set of filter coefficients output from the cumulative adder, A transversal filter unit that outputs a digital signal after conversion of the sampling rate by outputting the product-sum operation result at the output sampling rate timing;
A sampling rate conversion device comprising:
前記フィルタ係数差分記憶部は、前記差分値をその差分の階数毎に記憶し、
前記フィルタ係数制御部は、前記信号補間で要求される時間分解能に応じて、前記フィルタ係数記憶部から1組のフィルタ係数を読み出すとともに、前記フィルタ係数差分記憶部から前記階数毎に1組の前記差分値を読み出し、
前記累積加算部は、前記フィルタ係数記憶部から読み出された1組のフィルタ係数と前記フィルタ係数差分記憶部から前記階数毎にそれぞれ読み出された1組の前記差分値とを累積加算することにより、前記1組のフィルタ係数を生成することを特徴とする請求項1に記載のサンプリングレート変換装置。
The filter coefficient difference storage unit stores the difference value for each rank of the difference,
The filter coefficient control unit reads out one set of filter coefficients from the filter coefficient storage unit according to the time resolution required for the signal interpolation, and sets one set of the filter coefficients from the filter coefficient difference storage unit for each rank. Read the difference value
The cumulative addition unit cumulatively adds a set of filter coefficients read from the filter coefficient storage unit and a set of difference values read from the filter coefficient difference storage unit for each rank. The sampling rate conversion apparatus according to claim 1, wherein the set of filter coefficients is generated.
入力されるデジタル信号の入力サンプリングレートタイミングとサンプリングレート変換後の出力サンプリングレートタイミングを生成するサンプリングタイミング生成部と、 所定の時間間隔で離散化されたフィルタ係数の系列を予め記憶するフィルタ係数記憶部と、
このフィルタ係数記憶部に記憶されたフィルタ係数と前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で離散化されたフィルタ係数との少なくとも1階以上の差分値の系列を予め記憶するフィルタ係数差分記憶部と、
前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部に対して、前記入力サンプリングレートタイミングで初期化されかつ前記出力サンプリングレートタイミングで更新される位相カウンタ値に対応するリードアドレスからのデータの読み出し制御を行うフィルタ係数制御部と、
前記フィルタ係数差分記憶部に格納されている最も高階の差分値で表される時間分解能よりも高い時間分解能の信号補間が必要な場合には、当該最も高階の差分値を用いて補間をすることにより、当該最も高階の差分値よりも高階の差分値を生成する係数補間部と、
前記フィルタ係数制御部の読み出し制御のもと前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部からそれぞれ読み出されたデータと前記係数補間部により生成された前記差分値とを加算することにより1組のフィルタ係数を生成する累積加算部と、
前記入力サンプリングレートタイミングで一サンプルずつ入力されシフトレジスタにて保持された1組のサンプルからなる前記デジタル信号と前記累積加算部から出力される1組のフィルタ係数との積和演算を行い、前記出力サンプリングレートタイミングで当該積和演算結果を出力することにより、サンプリングレート変換後のデジタル信号を出力するトランスバーサルフィルタ部と、
を備えることを特徴とするサンプリングレート変換装置。
A sampling timing generation unit that generates an input sampling rate timing of an input digital signal and an output sampling rate timing after sampling rate conversion, and a filter coefficient storage unit that pre-stores a sequence of filter coefficients discretized at a predetermined time interval When,
A filter coefficient difference storage unit that stores in advance a series of at least first-order difference values between the filter coefficient stored in the filter coefficient storage unit and the filter coefficient discretized at a time interval shorter than the predetermined time interval; ,
The filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit are controlled to read data from a read address corresponding to a phase counter value that is initialized at the input sampling rate timing and updated at the output sampling rate timing. A filter coefficient control unit to perform;
When signal interpolation with a time resolution higher than the time resolution represented by the highest order difference value stored in the filter coefficient difference storage unit is necessary, interpolation is performed using the highest order difference value. A coefficient interpolation unit that generates a higher order difference value than the highest order difference value, and
One set is obtained by adding the data read from the filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit respectively under the readout control of the filter coefficient control unit and the difference value generated by the coefficient interpolation unit. A cumulative adder for generating filter coefficients of
Performing a product-sum operation on the digital signal consisting of a set of samples input sample by sample at the input sampling rate timing and held in a shift register and a set of filter coefficients output from the cumulative adder, A transversal filter unit that outputs a digital signal after conversion of the sampling rate by outputting the product-sum operation result at the output sampling rate timing;
A sampling rate conversion device comprising:
前記フィルタ係数差分記憶部は、前記差分値をその差分の階数毎に記憶し、
前記フィルタ係数制御部は、前記信号補間で要求される時間分解能に応じて、前記フィルタ係数記憶部から1組のフィルタ係数を読み出すとともに、前記フィルタ係数差分記憶部から前記階数毎に1組の前記差分値を読み出し、
前記累積加算部は、前記フィルタ係数記憶部から読み出された1組のフィルタ係数と前記フィルタ係数差分記憶部から前記階数毎にそれぞれ読み出された1組の前記差分値と前記係数補間部により生成された1組の前記差分値とを累積加算することにより、前記1組のフィルタ係数を生成することを特徴とする請求項3に記載のサンプリングレート変換装置。
The filter coefficient difference storage unit stores the difference value for each rank of the difference,
The filter coefficient control unit reads out one set of filter coefficients from the filter coefficient storage unit according to the time resolution required for the signal interpolation, and sets one set of the filter coefficients from the filter coefficient difference storage unit for each rank. Read the difference value
The cumulative addition unit includes a set of filter coefficients read from the filter coefficient storage unit, a set of difference values read from the filter coefficient difference storage unit for each rank, and the coefficient interpolation unit. The sampling rate conversion apparatus according to claim 3, wherein the set of filter coefficients is generated by cumulatively adding the generated set of the difference values.
入力されるデジタル信号の入力サンプリングレートタイミングとサンプリングレート変換後の出力サンプリングレートタイミングを生成するサンプリングタイミング生成ステップと、
所定の時間間隔で離散化されたフィルタ係数の系列を予め記憶するフィルタ係数記憶部、およびこのフィルタ係数記憶部に記憶されたフィルタ係数と前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で離散化されたフィルタ係数との少なくとも1階以上の差分値の系列を予め記憶するフィルタ係数差分記憶部に対して、前記入力サンプリングレートタイミングで初期化されかつ前記出力サンプリングレートタイミングで更新される位相カウンタ値に対応するリードアドレスからのデータの読み出しを行うデータ読出ステップと、
前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔での信号補間が必要な場合において、前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部からそれぞれ読み出されたデータを加算することにより1組のフィルタ係数を生成する累積加算ステップと、
前記入力サンプリングレートタイミングで一サンプルずつ入力された1組のサンプルからなる前記デジタル信号と前記累積加算ステップにて得られた1組のフィルタ係数との積和演算を行い、前記出力サンプリングレートタイミングで当該積和演算結果を出力することにより、サンプリングレート変換後のデジタル信号を出力する積和演算ステップと、
を含むことを特徴とするサンプリングレート変換方法。
A sampling timing generation step for generating an input sampling rate timing of the input digital signal and an output sampling rate timing after the sampling rate conversion;
A filter coefficient storage unit that pre-stores a series of filter coefficients discretized at a predetermined time interval, and a filter coefficient stored in the filter coefficient storage unit and discretized at a time interval shorter than the predetermined time interval Corresponds to the phase counter value that is initialized at the input sampling rate timing and updated at the output sampling rate timing for the filter coefficient difference storage unit that stores in advance a series of difference values of at least the first floor with the filter coefficient A data reading step for reading data from the read address to be performed;
When signal interpolation at a time interval shorter than the predetermined time interval is necessary, a set of filter coefficients can be obtained by adding data read from the filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit, respectively. A cumulative addition step to generate,
A product-sum operation is performed on the digital signal composed of a set of samples input sample by sample at the input sampling rate timing and the set of filter coefficients obtained in the cumulative addition step, and at the output sampling rate timing. A product-sum operation step for outputting the digital signal after the sampling rate conversion by outputting the product-sum operation result,
A sampling rate conversion method comprising:
入力されるデジタル信号の入力サンプリングレートタイミングとサンプリングレート変換後の出力サンプリングレートタイミングを生成するサンプリングタイミング生成ステップと、
所定の時間間隔で離散化されたフィルタ係数の系列を予め記憶するフィルタ係数記憶部、およびこのフィルタ係数記憶部に記憶されたフィルタ係数と前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で離散化されたフィルタ係数との少なくとも1階以上の差分値の系列を予め記憶するフィルタ係数差分記憶部に対して、前記入力サンプリングレートタイミングで初期化されかつ前記出力サンプリングレートタイミングで更新される位相カウンタ値に対応するリードアドレスからのデータの読み出しを行うデータ読出ステップと、
前記フィルタ係数差分記憶部に格納されている最も高階の差分値で表される時間分解能よりも高い時間分解能の信号補間が必要な場合には、当該最も高階の差分値を用いて補間をすることにより、当該最も高階の差分値よりも高階の差分値を生成する係数補間ステップと、
前記フィルタ係数記憶部および前記フィルタ係数差分記憶部からそれぞれ読み出されたデータと前記係数補間部により生成された前記差分値とを加算することにより1組のフィルタ係数を生成する累積加算ステップと、
前記入力サンプリングレートタイミングで一サンプルずつ入力された1組のサンプルからなる前記デジタル信号と前記累積加算ステップにて得られた1組のフィルタ係数との積和演算を行い、前記出力サンプリングレートタイミングで当該積和演算結果を出力することにより、サンプリングレート変換後のデジタル信号を出力する積和演算ステップと、
を含むことを特徴とするサンプリングレート変換方法。
A sampling timing generation step for generating an input sampling rate timing of the input digital signal and an output sampling rate timing after the sampling rate conversion;
A filter coefficient storage unit that pre-stores a series of filter coefficients discretized at a predetermined time interval, and a filter coefficient stored in the filter coefficient storage unit and discretized at a time interval shorter than the predetermined time interval Corresponds to the phase counter value that is initialized at the input sampling rate timing and updated at the output sampling rate timing for the filter coefficient difference storage unit that stores in advance a series of difference values of at least the first floor with the filter coefficient A data reading step for reading data from the read address to be performed;
When signal interpolation with a time resolution higher than the time resolution represented by the highest order difference value stored in the filter coefficient difference storage unit is necessary, interpolation is performed using the highest order difference value. A coefficient interpolation step for generating a higher order difference value than the highest order difference value;
A cumulative addition step of generating a set of filter coefficients by adding the data read from each of the filter coefficient storage unit and the filter coefficient difference storage unit and the difference value generated by the coefficient interpolation unit;
A product-sum operation is performed on the digital signal composed of a set of samples input sample by sample at the input sampling rate timing and the set of filter coefficients obtained in the cumulative addition step, and at the output sampling rate timing. A product-sum operation step for outputting the digital signal after the sampling rate conversion by outputting the product-sum operation result,
A sampling rate conversion method comprising:
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