JP2555966B2 - ディジタル加算回路 - Google Patents

ディジタル加算回路

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JP2555966B2 JP5316092A JP31609293A JP2555966B2 JP 2555966 B2 JP2555966 B2 JP 2555966B2 JP 5316092 A JP5316092 A JP 5316092A JP 31609293 A JP31609293 A JP 31609293A JP 2555966 B2 JP2555966 B2 JP 2555966B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル加算回路に係
り、特に複数の遅延素子と、加算器及び減算器とから構
成されたディジタル加算回路に関する。
【0002】一定範囲内に含まれるディジタルテレビジ
ョン信号(画素)の動き情報の総和を求めて動き検出を
行う場合など、ディジタル信号処理においてはディジタ
ル加算回路が良く用いられる。かかるディジタル加算回
路では、回路構成を簡略化することが必要とされる。
【0003】
【従来の技術】図5は従来のディジタル加算回路の一例
の構成図を示す。同図において、この従来のディジタル
加算回路は、入力ディジタル信号の標本化周期Tと同一
の遅延時間をもつ遅延素子16、18、20及び22
と、加算器17、19、21及び23とより構成されて
いる。遅延素子16、18、20及び22は例えばラッ
チ回路により実現される。
【0004】図5において、入力端子15に入力された
標本化周期Tのディジタル信号は、加算器17に入力さ
れ、ここで遅延素子16により1標本化周期遅延された
入力ディジタル信号と加算された後、遅延素子18に入
力される。以下、同様にして遅延素子18、20、22
によりそれぞれ1標本化周期遅延されたディジタル信号
が加算器19、21、23に入力されて入力ディジタル
信号と加算される。加算器23の出力信号は出力端子2
4へ出力される。
【0005】このようにして、入力端子15に入力され
たディジタル信号が図6(A)に模式的に示すように、
1標本化周期T毎にデータがD0,D1,D2,D3,
D4,D5,D6,D7,.....という順序で入力
されるデータ列であるときは、出力端子24には現在の
入力データから4標本化周期前のデータまでの計5つの
データの総和が出力されることとなる。例えば、データ
D1が入力端子15に入力されているときには、遅延素
子16からデータD0が取り出されるから加算器17よ
り(D0+D1)が出力され、次のデータD2が入力端
子15に入力されているときには、遅延素子18からデ
ータ(D0+D1)が取り出されるから加算器19より
(D0+D1+D2)が出力され、次のデータD3が入
力端子15に入力されているときには、遅延素子20か
らデータ(D0+D1+D2)が取り出されるから加算
器21より(D0+D1+D2+D3)が出力される。
【0006】従って、入力端子15にデータD4が入力
されるときには、出力端子24には(D0+D1+D2
+D3+D4)で表される加算データが取り出される。
このようにして、この従来回路によれば、出力端子24
からは図6(B)に模式的に示すように、5つの連続す
るデータの加算データが出力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図5に示す従来のディ
ジタル加算回路では求める総和のデータ数が5つの場合
であるため、遅延素子は16、18、20及び22で示
すように4個必要で、同様に加算器も17、19、21
及び23で示すように4個必要であり、総和のデータ数
から1を差し引いた数だけ遅延素子と加算器とをそれぞ
れ必要とする。このため、上記の従来のディジタル加算
回路では、総和のデータ数が多くなればなるほど、遅延
素子と加算器のそれぞれの数が増加し、回路規模が増大
するという問題がある。
【0008】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
総和のデータ数の増大に伴う回路規模の増大を抑制し得
るディジタル加算回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、入力ディジタル信号をその標本化周期のn
倍(ただし、nは3以上の整数)の期間遅延する遅延回
路と、入力ディジタル信号と出力ディジタル信号とを加
算する加算器と、加算器の出力信号を1標本化周期遅延
する遅延素子と、遅延素子の出力信号と遅延回路の出力
信号とを減算し、前記出力ディジタル信号として出力す
る減算器とを有する構成としたものである。
【0010】また、本発明は、入力端子に入力されたデ
ィジタル信号を入力信号として受け、加算信号を出力す
る第1の加算回路と、入力端子に入力されたディジタル
信号を1標本化周期遅延する第1の遅延素子と、第1の
遅延素子の出力ディジタル信号を入力信号として受け、
加算信号を出力する第2の加算回路と、第1及び第2の
加算回路の各出力信号をそれぞれ加算して出力端子へ出
力する第1の加算器とよりなる構成とし、更に上記の第
1及び第2の加算回路を上記のディジタル加算回路にお
いて上記減算器から加算器に到る経路中に1標本化周期
遅延器を挿入した構成としたものである。
【0011】
【作用】本発明では、加算器の出力信号を1標本化周期
遅延する遅延素子から1標本化周期前の出力ディジタル
信号と1標本化周期前の入力データとの加算信号が取り
出され、遅延回路からは現在の入力データよりn標本化
周期前の入力データが取り出されるため、減算器からは
1標本化周期前の出力ディジタル信号からn標本化周期
前の入力データを減算し、かつ、1標本化周期前の入力
データと加算したディジタル信号が最終的な加算出力信
号として取り出される。これにより、加算データ数が増
加した場合は、本発明では遅延回路の遅延時間をそれに
対応して増加させる必要があるが、加算器と減算器とは
加算データ数の増加に関係なく常にそれぞれ1個ずつで
構成することができる。
【0012】また、請求項2記載の発明では、第1及び
第2の加算回路のそれぞれが上記のディジタル加算回路
において上記減算器から加算器に到る経路中に1標本化
周期遅延器を挿入した構成であり、かつ、第1及び第2
の加算回路のそれぞれは互いに1標本化周期異なる入力
データが入力されて並列に動作するため、第1の加算回
路と第2の加算回路のそれぞれは、1標本化周期おきご
との入力データの加算動作を行い、かつ、一方の加算信
号のデータと、他方の加算信号のデータとはそれぞれ1
標本化周期ずれた入力データとからなる。
【0013】従って、第1及び第2の加算回路の出力信
号を第1の加算器で加算することにより、連続する入力
データの加算信号を得ることができる。この発明では、
第1の加算回路と第2の加算回路のそれぞれは、1標本
化周期おきごとの入力データの加算動作をさせているた
め、請求項1記載のディジタル加算回路を単独で動作さ
せた場合に比し、演算動作に時間の余裕をもたせること
ができる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の各実施例について説明する。
図1は本発明の第1実施例の構成図を示す。同図に示す
ように本実施例のディジタル加算回路は、ディジタル信
号入力端子1に接続された加算器2と、各々入力ディジ
タル信号の1標本化周期Tの遅延時間をもつ5個の遅延
素子31 〜35 と、同じく1標本化周期Tの遅延時間を
もつ遅延素子4と、減算器5とよりなり、減算器5の出
力端が出力端子6に接続されると共に加算器2の一方の
入力端に帰還接続されている。上記の遅延素子31 〜3
5 及び4は例えばラッチ回路により実現される。また、
遅延素子31〜35 は互いに縦続接続されて前記遅延回
路を構成している。
【0015】次に、本実施例の動作について説明する。
入力端子1に入力されたディジタル信号は、図2(A)
に模式的に示すように、1標本化周期毎にD0,D1,
D2,D3,D4,D5,D6,D7,.....とい
う順序でデータが時系列的に入力されるデータ列で、加
算器2に入力される一方、遅延素子31 〜35 により計
5標本化周期遅延される。
【0016】加算器2は入力データと出力端子6へ出力
される出力データとを加算し、その加算データを遅延素
子4を通して減算器5へ供給する。減算器5はこの遅延
素子4の出力データから遅延素子35 より取り出された
データを差し引き、この減算により得られたデータを出
力データとして出力端子6へ出力する一方、加算器2に
フィードバックする。
【0017】これにより、入力端子1よりデータD4が
入力されるまでは遅延素子35 の出力はなく、加算器2
により入力データが順次積算されていき、データD4入
力時には減算器5から遅延素子4の出力と同じ(D3+
D2+D1+D0)で表される加算データが取り出され
る。
【0018】 続いて、データD5が入力されると、遅
延素子3から入力データより5標本化周期前の最初の
入力データD0が取り出され、また遅延素子4からは1
標本化周期前の出力データ(D3+D2+D1+D0)
と1標本化周期前の入力データD4との加算データが取
り出されるため、減算器5からは(D4+D3+D2+
D1)で表される加算データが取り出される。以下、上
記と同様にして、出力端子6には図2(B)に模式的に
示すように、入力端子1のデータより1標本化周期前か
ら4標本化周期前までの計4個の入力データの加算デー
タが取り出される。
【0019】本実施例によれば、出力データにおける加
算データ数を「4」としたため、入力端子1から減算器
5の入力端に至る遅延素子の数が31 〜35 の計5個と
なる。同様にして、加算データ数がn(ただし、nは3
以上の整数)の時には入力端子1から減算器5の入力端
に至る遅延素子の数だけを(n+1)個とすれば良く、
加算器2及び減算器5の個数はそれぞれ1個のみで良
い。従って、本実施例によれば、出力データにおける加
算データ数が増えれば増えるほど、従来回路に比し簡単
な回路構成とすることができる。
【0020】 次に、本発明の第2実施例について説明
する。図3は本発明の第2実施例の構成図を示す。同図
中、図1と同一構成部分には同一符号を付してある。図
3に示す第2実施例は、遅延素子9と第1の加算回路A
と第2の加算回路Bとそれら第1及び第2の加算回路A
及びBの各出力信号をそれぞれ加算する第1の加算器1
0とよりなる。第1及び第2の加算回路A及びBはそれ
ぞれ同一回路構成で、第1の加算回路Aの各構成要素に
は番号に添字aを付し、第2の加算回路Bの各構成要素
には番号に添字bを付してある。
【0021】第1及び第2の加算回路A及びBは、入力
ディジタル信号が供給される加算器2a,2bと、各々
入力ディジタル信号の1標本化周期Tの遅延時間をもつ
5個の遅延素子31 a 〜35a,31 b 〜35bと、同じく
1標本化周期Tの遅延時間をもつ遅延素子4a,4b
と、減算器5a,5bと、減算器5a,5bの出力信号
を1標本化周期遅延して加算器2a,2bに入力する遅
延素子8a,8bとより構成されている。
【0022】すなわち、第1及び第2の加算回路A及び
Bは第1実施例のディジタル加算回路に比し、減算器5
a,5bから加算器2a,2bへの帰還路中に遅延素子
8a,8bを挿入接続した点が異なる。なお、遅延素子
8a及び8bは例えばレジスタにより実現することがで
きる。また、第2の加算回路Bは入力端子1より遅延素
子9により1標本化周期遅延されたディジタル信号が入
力され、第1の加算回路Aより常に1標本化周期遅延し
た動作を行う。
【0023】次に、本実施例の動作について説明する。
入力端子1に入力されたディジタル信号は、図4(A)
に模式的に示すように、1標本化周期毎にD0,D1,
D2,D3,D4,D5,D6,D7,.....とい
う順序でデータが時系列的に入力されるデータ列で、加
算器2a及び遅延素子31aに入力される一方、遅延素子
9により1標本化周期遅延された後加算器2b及び遅延
素子31bに入力される。
【0024】加算器2a,2bの出力データは遅延素子
4a,4bで1標本化周期遅延された後減算器5a,5
bに供給され、遅延素子35a,35bより計5標本化周期
遅延されて取り出された入力データと減算される。この
減算により得られたデータは出力データとして加算器1
0にそれぞれ供給される一方、遅延素子8a,8bによ
り1標本化周期遅延された後加算器2a,2bにフィー
ドバックされる。
【0025】これにより、加算器2a,2bではそれぞ
れ1標本化周期おき毎のデータの加算が行われ、また加
算器2bは加算器2aよりも1標本化周期遅れた入力デ
ータの加算を行う。入力端子1よりデータD4が入力さ
れるまでは遅延素子35aの出力はなく、加算器2aによ
り1標本化周期おきの入力データが順次積算されてい
き、データD4入力時には減算器5aから遅延素子4a
の出力と同じ(D3+D1)で表される加算データが取
り出される。
【0026】 続いて、データD5が入力されると、遅
延素子35aから入力データより5標本化周期前の最初
の入力データD0が取り出され、また遅延器4aからは
1標本化周期前の出力データ(D2+D0)と1標本化
周期前の入力データD4との加算データが取り出される
ため、減算器5からは(D4+D2)で表される加算
データが取り出される。以下、上記と同様にして、減算
器5aからは図4(B)に模式的に示すように、入力端
子1のデータより1標本化周期前と3標本化周期前の計
2個の入力データの加算データが取り出される。
【0027】一方、遅延素子9により第2の加算回路B
は上記の第1の加算回路Aの入力データより1標本化周
期遅れたデータが入力されるから、第1の加算回路Aよ
り1標本化周期遅れた動作を行う。従って、減算器5b
からは図4(C)に模式的に示すように、入力端子1の
データより2標本化周期前と4標本化周期前の計2個の
入力データの加算データが取り出される。これにより、
加算器10からは図4(D)に模式的に示すように、第
1実施例と同様に、入力端子1のデータより1標本化周
期前から4標本化周期前までの計4個の入力データの加
算データが取り出される。
【0028】本実施例によれば、第1実施例と同様の特
長を有することは勿論のこと、更に遅延素子8a,8b
を設けることにより、加算器2a,2bでの加算及び減
算器5a,5bでの減算を1標本化周期おき毎に行わせ
るようにしているため、第1実施例の加算器2及び減算
器5での演算動作よりも演算時間に余裕をもたせられる
という特長がある。このため、第1実施例では1標本化
周期内では加算及び減算の処理を行うことが困難な高速
のデータレートの入力データに対しても、本実施例によ
れば連続する4個の入力データの加算データを出力する
ことができる。
【0029】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、例えば縦続接続されている遅延素子31
〜35 、31 a 〜35a,31 b 〜35bの数は出力データ
における加算データ数mよりも1個多くすれば良く、加
算データ数mは任意にでき、また全体で標本化周期の
(m+1)倍の周期の遅延時間が得られれば良く、1つ
の遅延回路で構成することもできる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、加算データ数の増加に関係なく常に加算器
と減算器とは1個ずつだけで構成することができるた
め、従来回路に比し、回路規模の増大を抑えることがで
き、特に加算データ数が多ければ多いほど効果的であ
る。
【0031】また、請求項2記載の発明によれば、互い
に並列に動作する第1及び第2の加算回路を1標本化周
期おき毎のデータに対して加算動作、減算動作を行うよ
うに構成することにより、加算、減算の演算動作に余裕
をもたせられるため、1標本化周期内で加算、減算動作
が困難な高速のデータレートの入力データに対しても所
要の加算動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成図である。
【図2】図1の動作説明用タイムチャートである。
【図3】本発明の第2実施例の構成図である。
【図4】図3の動作説明用タイムチャートである。
【図5】 従来の一例の構成図である。
【図6】 図5の動作説明用タイムチャートであ
る。
【符号の説明】
1 ディジタル信号入力端子 2、2a、2b、10 加算器 31 〜35 、31a〜35a、31b〜35b、4、4a、4
b、8a、8b、9 遅延素子 5、5a、5b 減算器 6、11 ディジタル信号出力端子 A 第1の加算回路 B 第2の加算回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ディジタル信号をその標本化周期の
    n倍(ただし、nは3以上の整数)の期間遅延する遅延
    回路と、 該入力ディジタル信号と出力ディジタル信号とを加算す
    る加算器と、 該加算器の出力信号を1標本化周期遅延する遅延素子
    と、 該遅延素子の出力信号と前記遅延回路の出力信号とを減
    算し、前記出力ディジタル信号として出力する減算器と
    を有することを特徴とするディジタル加算回路。
  2. 【請求項2】 入力端子に入力されたディジタル信号を
    入力信号として受け、加算信号を出力する第1の加算回
    路と、 該入力端子に入力されたディジタル信号を1標本化周期
    遅延する第1の遅延素子と、 該第1の遅延素子の出力ディジタル信号を入力信号とし
    て受け、加算信号を出力する第2の加算回路と、 該第1及び第2の加算回路の各出力信号をそれぞれ加算
    して出力端子へ出力する第1の加算器とよりなるディジ
    タル加算回路であって、 該第1及び第2の加算回路のそれぞれは、 入力信号をその標本化周期のn倍(ただし、nは3以上
    の整数)の期間遅延する遅延回路と、出力 ディジタル信号を1標本化周期遅延する第2の遅延
    素子と、 入力信号と該第2の遅延素子の力信号とを加算する第
    2の加算器と、 該第2の加算器の出力信号を1標本化周期遅延する第3
    の遅延素子と、 該第3の遅延素子の出力信号と前記遅延回路の出力信号
    とを減算し、その減算出力を前記第2の遅延素子に前記
    出力ディジタル信号として入力すると共に、前記第1の
    加算器に入力する減算器とを有する構成であることを特
    徴とするディジタル加算回路。
  3. 【請求項3】 前記遅延回路は、出力ディジタル信号に
    おける加算データ数をmとしたとき、各々標本化周期に
    等しい遅延時間を有する遅延素子が(m+1)個縦続接
    続された構成であることを特徴とする請求項1又は2記
    載のディジタル加算回路。
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