JP3141247B2 - Sampling rate converter - Google Patents

Sampling rate converter

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JP3141247B2
JP3141247B2 JP03124627A JP12462791A JP3141247B2 JP 3141247 B2 JP3141247 B2 JP 3141247B2 JP 03124627 A JP03124627 A JP 03124627A JP 12462791 A JP12462791 A JP 12462791A JP 3141247 B2 JP3141247 B2 JP 3141247B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、サンプリング周波数の
変換を行う際において相互の周波数関係が適当な最小公
倍数にない場合のサンプリングレート変換装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sampling rate converter for converting sampling frequencies when the mutual frequency relationship is not at an appropriate least common multiple.

【0002】[0002]

【従来の技術】入力信号を所定の第1のサンプリング周
波数でサンプリングし、この結果得られるディジタル信
号を任意の第2のサンプリング周波数に変換するため出
力ディジタルフィルタによる構成のサンプリングレート
変換装置が用いられている。
2. Description of the Related Art A sampling rate converter having an output digital filter is used for sampling an input signal at a predetermined first sampling frequency and converting a digital signal obtained as a result to an arbitrary second sampling frequency. ing.

【0003】具体的な例としては、ディジタルビデオテ
ープレコーダ(DVTR)におけるSMPTE D−1
(625/50) フォーマットに基づくコンポーネントディジ
タルビデオ信号のサンプリング周波数をD−2(PA
L)フォーマットに基づくPALコンポジットディジタ
ルビデオ信号に応じたサンプリング周波数に変換する場
合がある。
As a specific example, SMPTE D-1 in a digital video tape recorder (DVTR) has been proposed.
The sampling frequency of the component digital video signal based on the (625/50) format is D-2 (PA
L) There is a case where the sampling frequency is converted to a sampling frequency corresponding to the PAL composite digital video signal based on the format.

【0004】上記した2つのサンプリング周波数の関係
は、サンプリング周波数13.5(MHz)から17.734475(MHz)
にサンプリングレート変換する場合で、サンプリング周
波数の関係の比が540000対709379となり、小さな整数比
の関係にはならない。このような関係にあるサンプリン
グレート変換は、直接的にサンプリングレート変換後の
サンプル値を求める場合は、上記FIRフィルタの1タ
ップ当たりに要するフィルタ係数は709379個必要にな
る。
[0004] The relationship between the two sampling frequencies described above is from a sampling frequency of 13.5 (MHz) to 17.734475 (MHz).
In this case, the ratio of the sampling frequency is 540,000 to 709,379, which is not a small integer ratio. In the sampling rate conversion having such a relationship, when directly obtaining the sample value after the sampling rate conversion, 709,379 filter coefficients are required per tap of the FIR filter.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにして適当な整数比の関係にない場合、フィルタ係数
を709379個用いると、回路構成等が大規模になってしま
う。ところが、これを回避するためフィルタ係数の個数
を限定して用いる構成にしてサンプリング周波数13.5(M
Hz) からサンプリング周波数17.734475(MHz)にサンプリ
ングレート変換を行うと、フレーム内の目的位置におけ
るサンプル点での値が得られないことがある。すなわ
ち、相互のサンプリング周波数が適当な整数比の関係に
ないため、変換後のサンプル値は上記目的位置のサンプ
ル点近傍が出力値となることがある。従って、この目的
位置の近傍のサンプル点でのサンプル値は、求めるサン
プリングレート変換後のサンプル値とズレ(あるいは変
換誤差)をもつことになる。
In the case where there is no appropriate relationship between the integer ratios as described above, the use of 709,379 filter coefficients increases the circuit configuration and the like. However, in order to avoid this, a configuration is used in which the number of filter coefficients is limited and the sampling frequency is 13.5 (M
Hz) to the sampling frequency 17.734475 (MHz), the value at the sampling point at the target position in the frame may not be obtained. That is, since the mutual sampling frequencies do not have an appropriate integer ratio, the converted sample value may be an output value near the sample point at the target position. Therefore, the sample value at the sample point near the target position has a deviation (or conversion error) from the sample value after the sampling rate conversion to be obtained.

【0006】このような近似出力値に基づくサンプル値
によって構成される画面には、サンプリングレート変換
後のサンプル値に含まれるある決まった量の変換誤差
は、フレーム毎に毎回同じ位置、すなわち時間軸方向で
みた場合に固定した(あるいは決まった)位置に誤りが
見えてしまったり、また、1画面中で変換誤差の量が周
期的に増減したりして、この変換誤差が画面に見えて目
立ってしまう。
In a screen composed of sample values based on such an approximate output value, a certain amount of conversion error included in the sample values after the sampling rate conversion has the same position every frame, that is, the time axis. When viewed in the direction, an error appears at a fixed (or fixed) position, or the amount of the conversion error periodically increases or decreases in one screen. Would.

【0007】このようにサンプリングレート変換のサン
プリング周波数の関係が適当な整数比関係になく、サン
プリングレート変換フィルタの次数を必要十分な値にす
ることができない場合、装置内の回路の演算語長を十分
な長さに取れない場合及び上記両者が同時に十分得られ
ない場合、時間軸の誤差に対する変換誤差を目立たなく
することは非常に難しい。
As described above, when the relationship between the sampling frequencies of the sampling rate conversion does not have an appropriate integer ratio relationship and the order of the sampling rate conversion filter cannot be set to a necessary and sufficient value, the operation word length of the circuit in the apparatus is reduced. If the length cannot be sufficiently long and if both of the above cannot be obtained at the same time, it is very difficult to make the conversion error with respect to the time axis error inconspicuous.

【0008】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、上記
サンプリングレート変換によって簡略な構成によって画
面内の決まった点で変換誤差が一定に見えたり、画面内
に表れる周期的なレート変換誤差を相殺させて目立たな
くするサンプリングレート変換装置の提供を目的とする
ものである。
In view of the above circumstances, the present invention compensates for a constant conversion error at a fixed point in a screen or cancels a periodic rate conversion error appearing in a screen with a simple configuration by the sampling rate conversion. It is an object of the present invention to provide a sampling rate conversion device that makes it inconspicuous.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るサンプリン
グレート変換装置は、係数アドレスに応じて重付け手段
に与える係数を発生する係数発生手段を有するサンプリ
ングフィルタを含んでなり、第1のサンプリング周波数
でサンプリングされたディジタル信号のサンプリング周
波数を、上記第1のサンプリング周波数との相互の周波
数関係が最小公倍数にない第2のサンプリング周波数に
変換するサンプリングレート変換装置において、第2の
サンプリング周波数のサンプリング位置の近傍に対応す
るサンプル点での値を得るための係数アドレスを指定し
て発生し上記係数発生手段に供給する係数アドレス発生
手段と、乱数を発生させる乱数発生手段とを備え、上記
係数アドレス発生手段では、係数アドレス信号を上記乱
数発生手段から供給される乱数に応じて変動させ係数を
制御することにより、上述の課題を解決する。
A sampling rate conversion device according to the present invention includes a sampling filter having a coefficient generating means for generating a coefficient to be applied to a weighting means in accordance with a coefficient address. A sampling frequency of the digital signal sampled at the second sampling frequency is converted to a second sampling frequency whose mutual frequency relationship with the first sampling frequency is not the least common multiple. A coefficient address generator for designating a coefficient address for obtaining a value at a sample point corresponding to the vicinity of the coefficient address and supplying the coefficient address to the coefficient generator, and a random number generator for generating a random number. Means for supplying a coefficient address signal from the random number generation means. By controlling the coefficient is varied in accordance with a random number, to solve the problems described above.

【0010】[0010]

【作用】本発明に係るサンプリングレート変換装置は、
第2のサンプリング周波数にレート変換してもこのサン
プル点での変換誤差を適当に変動させて誤差を相殺させ
る。
The sampling rate conversion device according to the present invention comprises:
Even if the rate is converted to the second sampling frequency, the conversion error at this sample point is appropriately changed to cancel the error.

【0011】[0011]

【実施例】本発明に係るサンプリングレート変換装置の
一実施例について図1を参照しながら説明する。レート
変換フィルタの次数を必要十分な値にすることができな
い場合、装置内の回路の演算語長を十分な長さに取れな
い場合及び上記両者が同時に十分得られない場合におい
てサンプリングレート変換装置は、図1に示すような基
本的に簡単な構成からなるブロック回路によって構成し
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a sampling rate converter according to the present invention will be described with reference to FIG. In the case where the order of the rate conversion filter cannot be set to a necessary and sufficient value, the case where the operation word length of the circuit in the device cannot be obtained sufficiently, and the case where both of the above cannot be obtained simultaneously at the same time, the sampling rate conversion device is , And is basically constituted by a block circuit having a simple configuration as shown in FIG.

【0012】レート変換される入力信号が入力端子11
を介して供給される。この入力信号は、係数アドレスに
応じて重付け手段に与える係数を発生する係数発生手段
を有するサンプリングフィルタを含むレート変換フィル
タ12に供給している。このレート変換フィルタ12に
は、第1のサンプリング周波数であるクロックCK1の
サンプリングによって入力信号を取り込んでいる。
An input signal to be rate-converted is supplied to an input terminal 11.
Is supplied via This input signal is supplied to a rate conversion filter 12 including a sampling filter having a coefficient generating means for generating a coefficient to be applied to the weighting means according to the coefficient address. The rate conversion filter 12 receives an input signal by sampling a clock CK1 that is a first sampling frequency.

【0013】上記レート変換フィルタ12は、タイミン
グ調整回路及びサンプリングフィルタで構成されてい
る。上記レート変換フィルタ12は、係数アドレス発生
手段である係数アドレス指定回路13からサンプリング
レート変換後の第2のサンプリング周波数の目的位置の
近傍に対応する係数アドレスを指定して発生された係数
アドレス信号が入力される。これにより、サンプリング
レート変換のサンプル値は、上記係数アドレス信号に応
じた近似値を第2のサンプリング周波数クロックCK2
でリサンプリングして出力している。
The rate conversion filter 12 includes a timing adjustment circuit and a sampling filter. The rate conversion filter 12 outputs a coefficient address signal generated by specifying a coefficient address corresponding to the vicinity of the target position of the second sampling frequency after the sampling rate conversion from the coefficient address specifying circuit 13 which is a coefficient address generating means. Is entered. As a result, the sample value of the sampling rate conversion is converted to an approximate value corresponding to the coefficient address signal by the second sampling frequency clock CK2.
Is resampled and output.

【0014】上記係数アドレス指定回路13は、係数ア
ドレス、係数アドレスの補正値及び外部から供給される
乱数を加算してレート変換フィルタ12に係数アドレス
信号として供給している。上記外部から供給される乱数
は乱数発生手段である乱数(ランダム)信号発生器14
で発生させている。この例においては、乱数信号をM系
列の乱数発生手段に基づいて発生させている。レート変
換フィルタ12は、上述したM系列の乱数信号の供給に
応じて係数アドレス信号が変動して供給される。後述す
る図2に示すサンプリングレート変換の目的位置のサン
プル点を時刻tA とすると、この近傍の変動する位置、
例えば時刻tB 、tC 、・・・等をサンプリングするこ
とになる。
The coefficient address specifying circuit 13 adds a coefficient address, a correction value of the coefficient address, and a random number supplied from the outside, and supplies the result to the rate conversion filter 12 as a coefficient address signal. The random number supplied from outside is a random number (random) signal generator 14 which is a random number generating means.
It has been generated in. In this example, the random number signal is generated based on M-sequence random number generating means. The rate conversion filter 12 is supplied with the coefficient address signal fluctuating according to the supply of the above-described M-sequence random number signal. When the sample point of interest location of the sampling rate conversion as shown in FIG. 2 to be described later and the time t A, a position which varies in this neighborhood,
For example, time t B , t C ,... Are sampled.

【0015】このように目的位置のサンプリングに対し
てレート変換によって得られるサンプル点tB でのサン
プル値は、目的位置のサンプル値との間に変換誤差を生
じるが、目的位置のサンプル点の近傍の変動に応じた位
置でサンプリングすることによって変換誤差はランダム
にでき、また、周期的に増減して生じる変換誤差のパタ
ーンも相殺して変換誤差の画面への現れを避けることが
できる。
As described above, the sample value at the sample point t B obtained by the rate conversion with respect to the sampling at the target position causes a conversion error between the sample value at the target position and the sample value at the sample point t B. By sampling at a position corresponding to the variation of the conversion error, the conversion error can be made random, and the pattern of the conversion error generated by periodically increasing and decreasing can be canceled to avoid the appearance of the conversion error on the screen.

【0016】次に、図1に示した基本的なサンプリング
レート変換装置を用いてサンプリングレート変換する場
合の原理について図2を参照しながら説明する。例え
ば、FIR(Finite Impulse Response)タイプのサンプ
リングフィルタを用いて、仮想アナログ信号Sを入力す
る。この仮想アナログ信号Sは、第1のサンプリング周
波数CK1、すなわち第1のサンプリング周期毎に時刻
0 ,t1 ,・・・,t5 ,・・・でサンプリングした
入力ディジタル信号レベルをa0 ,a1 ,・・・,
5 ,・・・で示している。
Next, the principle of converting the sampling rate by using the basic sampling rate converter shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. For example, the virtual analog signal S is input using a FIR (Finite Impulse Response) type sampling filter. This virtual analog signal S, the first sampling frequency CK1, namely the time t 0 to the first sampling every period, t 1, · · ·, t 5, the input digital signal level sampled at · · · a 0, a 1 , ...,
a 5 ,...

【0017】続いてレート変換フィルタ12内のFIR
タイプのサンプリングフィルタから出力される出力ディ
ジタル信号レベルについて、例えば図2に示す時刻t2
とt3 の区間の出力ディジタル信号について説明する。
ここで、理論的に真に求める目的位置のサンプリングレ
ート変換による出力ディジタル信号は、時刻tA におけ
る出力ディジタル信号SA である。上述したように図1
に示す係数アドレス指定回路13は、後述する係数アド
レス及び外部から供給される乱数に応じて変動させた係
数アドレス信号に基づき出力ディジタル信号を出力す
る。
Subsequently, the FIR in the rate conversion filter 12
The output digital signal level output from the type of sampling filter is, for example, a time t 2 shown in FIG.
The output digital signal in the section between t and t 3 will be described.
Here, the output digital signal obtained by the sampling rate conversion of the target position theoretically truly obtained is the output digital signal S A at the time t A. As described above, FIG.
The coefficient address designating circuit 13 outputs an output digital signal based on a coefficient address signal to be described later and a coefficient address signal changed according to a random number supplied from the outside.

【0018】この係数アドレス信号が上記係数アドレス
だけによって生成された場合、実際のサンプリングレー
ト変換のフィルタリング処理によって、目的位置の時刻
A に最良の近似として時刻tB の位置のサンプル値S
B が出力される。このために理論的に真に求めたい出力
ディジタル信号SA とこの出力ディジタル信号SB の間
には、変換誤差(SB −SA )が存在する。すなわち、
この変換誤差(SB −SA )は、フレーム画面上に第1
のサンプリング周波数でのサンプル点間を第2のサンプ
リング周波数に応じたサンプリングレート変換に補間出
力する際の出力信号に決まった信号レベルの変換誤差と
して常に含んで出力される。
[0018] If the coefficient address signal is generated only by the coefficient address by filtering the actual sampling rate conversion, the sample values S of the position of the time t B as the best approximation to the time t A of the target position
B is output. For this reason, there is a conversion error (S B -S A ) between the output digital signal S A that is theoretically desired to be truly obtained and the output digital signal S B. That is,
This conversion error (S B -S A ) is the first on the frame screen.
Is always included as a conversion error of a fixed signal level in the output signal when the interpolated output is performed between the sample points at the sampling frequency of the sampling frequency conversion according to the second sampling frequency.

【0019】このように限定した分割点しか有していな
いフィルタ係数の組による演算処理では、一般に目的位
置に対して最良の近似点での近似値しか得られない。こ
のため、例えば入力信号が静止画的に変動の少ない画像
信号のような場合、例えば目的位置の最適な近似として
常に同じ位置が選択され、固定した決まった点として出
力される。
In the arithmetic processing using a set of filter coefficients having only limited dividing points as described above, generally only an approximate value at the best approximate point with respect to the target position can be obtained. For this reason, for example, when the input signal is an image signal with little variation in a still image, for example, the same position is always selected as the optimal approximation of the target position, and is output as a fixed fixed point.

【0020】この決まった信号レベルの変換誤差を含む
出力ディジタル信号が出力されると、フレーム画面上に
信号レベルの差としての変換誤差が、例えば決まった位
置に固定されるので目立ってしまう。
When the output digital signal including the conversion error of the determined signal level is output, the conversion error as the difference of the signal level on the frame screen becomes conspicuous, for example, fixed at a determined position.

【0021】そこで、上記係数アドレス指定回路13
は、従来の係数アドレス信号を新たに乱数に応じて変動
させた係数アドレス信号としてレート変換フィルタ12
に出力する。この乱数信号を含むことにより、出力ディ
ジタル信号は、例えば時刻t2 とt3 の間において理論
的に得られる出力ディジタル信号SA の近傍の出力ディ
ジタル信号SB だけが常に選択されるのでなく、ランダ
ムに目的位置の近傍に位置する時刻tC 、・・・等の各
サンプル点の出力ディジタル信号SC 、・・・がランダ
ムに選択されて出力される。
Therefore, the coefficient addressing circuit 13
Is a rate conversion filter 12 as a coefficient address signal obtained by newly changing a conventional coefficient address signal according to a random number.
Output to By including this random number signal, the output digital signal is not for example of between times t 2 and t 3 only output digital signal S B in the vicinity of the output digital signal S A theoretically obtained is always selected, The output digital signals S C ,... Of each sample point at times t C ,.

【0022】このランダムに選ばれた出力ディジタル信
号SB C 、・・・等の目的位置近傍の出力信号が第2
のサンプリング周波数CK2でリサンプリングして出力
端子15に出力される。従って、係数アドレス信号が上
記乱数信号に応じた変動を受けることにより、出力ディ
ジタル信号は、各フレーム画面において目的位置の出力
ディジタル信号SA よりも高い信号レベルSB や低い信
号レベルSC のランダムな出力によって変換誤差が相殺
された信号のように見える。このように簡単な構成でサ
ンプリングレート変換による変換誤差が画面に固定され
ることなく、出力させることができる。
The output signals near the target position, such as the randomly selected output digital signals S B S C ,.
At the sampling frequency CK2, and output to the output terminal 15. Therefore, by receiving fluctuation coefficient address signal corresponding to the random number signal, the output digital signal is random output digital signal S higher signal level than A S B or low signal level S C of the target position in each frame screen It looks like a signal in which the conversion error has been canceled by the output. With such a simple configuration, it is possible to output without a conversion error due to the sampling rate conversion being fixed on the screen.

【0023】ところで、サンプリングレート変換フィル
タの次数を必要十分な値にすることができない(すなわ
ち、求めるサンプル点において誤差範囲内に信号レベル
を収めることができない)場合、装置内の回路の演算語
長を十分な長さに取れない場合及び上記両者が同時に十
分得られない場合においても、上述したような構成を用
いることにより、ランダムな真に求めたい出力ディジタ
ル信号の近傍の出力により、固定した変換誤差や変換誤
差による周期的なパターンは、相殺されて画面上に表示
されることなく、サンプリングレートを変換することが
できる。
If the order of the sampling rate conversion filter cannot be set to a necessary and sufficient value (that is, the signal level cannot be within the error range at the sample point to be obtained), the operation word length of the circuit in the apparatus In the case where the length is not sufficiently long and the case where both of the above are not sufficiently obtained at the same time, by using the above-described configuration, a fixed conversion can be performed by the output in the vicinity of the random output digital signal that is truly desired. A periodic pattern due to an error or a conversion error can convert the sampling rate without being canceled and displayed on the screen.

【0024】上述した動作原理に基づくより具体的なサ
ンプリングレート変換装置について図3を参照しながら
説明する。図3に示すように入力信号は入力端子20を
介してレート変換回路21内のタイミング回路22に供
給する。上記レート変換回路21はタイミング回路22
とFIRタイプのサンプリングフィルタ23で構成して
いる。上記タイミング回路22はDフリップフロップ2
4、25からなっている。Dフリップフロップ24は、
第1のサンプリング周波数のクロックCK1の立ち上が
りで入力信号をラッチして取り込んで、次のクロックC
K1の立ち上がりで入力信号をDフリップフロップ25
に供給している。
A more specific sampling rate converter based on the above operation principle will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the input signal is supplied to the timing circuit 22 in the rate conversion circuit 21 via the input terminal 20. The rate conversion circuit 21 is a timing circuit 22
And an FIR type sampling filter 23. The timing circuit 22 is a D flip-flop 2
It consists of 4 and 25. The D flip-flop 24
The input signal is latched and taken in at the rising edge of the clock CK1 of the first sampling frequency, and the next clock C
Input signal is input to D flip-flop 25 at the rise of K1.
To supply.

【0025】ここで、サンプリングレート変換における
タイミング調整を図るため、Dフリップフロップ25
は、供給される入力信号を第1のサンプリング周波数の
クロックCK2の立ち上がりでラッチして取り込んで、
次のクロックCK2の立ち上がりで入力信号をサンプリ
ングフィルタ23に送っている。すなわち、Dフリップ
フロップ25は、1クロック遅延して出力している。上
記サンプリングフィルタ23は、係数アドレス指定回路
26から供給される係数アドレス信号に応じて出力ディ
ジタル信号を出力端子37を介して出力する。上記サン
プリングフィルタ23の詳細については後述する。
Here, in order to adjust the timing in the sampling rate conversion, the D flip-flop 25
Latches the supplied input signal at the rising edge of the clock CK2 of the first sampling frequency and captures it.
The input signal is sent to the sampling filter 23 at the next rising edge of the clock CK2. That is, the D flip-flop 25 outputs the data delayed by one clock. The sampling filter 23 outputs an output digital signal via an output terminal 37 in accordance with the coefficient address signal supplied from the coefficient address designating circuit 26. Details of the sampling filter 23 will be described later.

【0026】上記係数アドレス指定回路26は、係数ア
ドレス発生器27と一対の入力端を有する加算器28で
構成している。この加算器28は一方の入力端に上記係
数アドレス発生器27からの補正処理が施された係数ア
ドレス信号と他端に後述する乱数を発生する乱数(ラン
ダム)信号発生器29からの乱数(ランダム)信号を供
給している。図3に示す加算器28の他方の入力端に
は、乱数を発生させる手段である乱数(ランダム)信号
発生器29から乱数信号が供給されている。
The coefficient addressing circuit 26 comprises a coefficient address generator 27 and an adder 28 having a pair of input terminals. The adder 28 has a coefficient address signal having one input terminal subjected to the correction processing from the coefficient address generator 27 and a random number (random) signal from a random number (random) signal generator 29 for generating a random number to be described later. ) Signal. The other input terminal of the adder 28 shown in FIG. 3 is supplied with a random number signal from a random number (random) signal generator 29 which is means for generating a random number.

【0027】上記乱数信号発生器29は3つのDフリッ
プフロップ30A、30B、30Cをカスケード的に接
続し、2つの乗算器31A、31B及び加算器32で構
成している。この構成においてDフリップフロップ30
Bの出力は、Dフリップフロップ30Cに信号を供給す
ると共に乗算器31Bでk1 倍して加算器32の入力端
に供給している。また、同様にDフリップフロップ30
Cは乗算器31Aでk0 倍して加算器32の他方の入力
端に供給している。上記加算器32は、供給された信号
を加算してDフリップフロップ31Aに戻している。
The random number signal generator 29 cascade-connects three D flip-flops 30A, 30B and 30C, and comprises two multipliers 31A and 31B and an adder 32. In this configuration, the D flip-flop 30
The output of B is supplied to the input terminal of the adder 32 by 1 × k by the multiplier 31B supplies a signal to the D flip-flop 30C. Similarly, the D flip-flop 30
C is supplied to the other input terminal of the adder 32 by k 0 times multiplier 31A. The adder 32 adds the supplied signals and returns the result to the D flip-flop 31A.

【0028】このように構成することにより、M系列の
乱数信号がx3 +k1 x+k0 に基づく式に応じた乱数
を上記Dフリップフロップ30Cから出力する。この式
に用いられる係数k1 、k0 を各種選ぶことによって、
乱数信号発生器29には、例えばx3 +4x+10、x
3 +3x+5、x3 +8x+3、x3 +10x+10等
という3次の多項式を適用した構成を用いることができ
る。
With this configuration, the M-sequence random number signal outputs a random number corresponding to the equation based on x 3 + k 1 x + k 0 from the D flip-flop 30C. By choosing various coefficients k 1 and k 0 used in this equation,
For example, x 3 + 4x + 10, x
3 + 3x + 5, x 3 + 8x + 3, x 3 + 10x + 10 3 -order polynomial that like can be used the applied configure.

【0029】加算器28は、上述したように係数アドレ
ス発生器27からの係数アドレス信号と乱数信号発生器
29からの乱数信号に応じて変動させてサンプリングフ
ィルタ23にこの加算出力信号を係数アドレス信号とし
て供給している。上記係数アドレス信号は図3に示す1
1タップからなるFIRタイプのサンプリングフィルタ
23内の係数発生器35A〜35Kにそれぞれ供給して
いる。係数発生器35A〜35Kから出力される係数値
は、それぞれ乗算器34A〜34Kの一対の入力端の一
端に供給している。上記各係数発生器35A〜35Kは
ROM、あるいはRAMで構成して供給される係数アド
レス信号に応じた係数値C0 〜C10を出力する。
The adder 28 fluctuates according to the coefficient address signal from the coefficient address generator 27 and the random number signal from the random number signal generator 29 as described above, and outputs the added output signal to the sampling filter 23 as a coefficient address signal. As a supply. The coefficient address signal is the one shown in FIG.
It is supplied to coefficient generators 35A to 35K in the FIR type sampling filter 23 having one tap. The coefficient values output from the coefficient generators 35A to 35K are supplied to one ends of a pair of input terminals of the multipliers 34A to 34K, respectively. Each coefficient generator 35A~35K outputs ROM or coefficient values C 0 -C 10 according to the coefficient address signal supplied constituted by RAM,.

【0030】上述したタイミング調整回路21から入力
信号が各Dフリップフロップ33A〜33Jにカスケー
ド的に供給されている。各Dフリップフロップ33A〜
33Jは、クロックCK2のタイミングによって各Dフ
リップフロップが1クロック(ここで、遅延に用いるク
ロックはクロックCK2である)ずつ遅延させて出力し
ている。この各段の遅延出力信号は、各乗算器34A〜
34Jの他方の入力端にそれぞれ供給して係数アドレス
信号に応じた各係数値が乗算される。各加算器36A〜
36Jの入力端には、この出力信号が供給され、他方の
入力端には、一つ前の加算器からの出力が供給されてい
る。ただし、加算器36Aの入力端に供給される信号
は、共に乗算器34A、34Bからの出力信号である。
An input signal is cascaded from the above-described timing adjustment circuit 21 to each of the D flip-flops 33A to 33J. Each D flip-flop 33A-
33J, each D flip-flop delays by one clock (here, the clock used for delay is clock CK2) and outputs it by the timing of clock CK2. The delay output signal of each stage is output to each of the multipliers 34A to 34A.
34J are supplied to the other input terminals and multiplied by respective coefficient values corresponding to the coefficient address signal. Each adder 36A ~
This output signal is supplied to the input terminal of 36J, and the output from the previous adder is supplied to the other input terminal. However, the signals supplied to the input terminals of the adder 36A are both output signals from the multipliers 34A and 34B.

【0031】加算器36Jは第2のサンプリング周波数
にサンプリングレート変換した場合の信号として出力端
子37を介して出力する。このようにFIRタイプのサ
ンプリングフィルタ23は、第1のサンプリング周波数
によるサンプル点のサンプル値(入力信号)を基にして
補間的に第2のサンプリング周波数によるサンプル点で
のサンプル値にサンプリングレート変換して出力する。
以上のように構成することによって、サンプリングレー
ト変換によって生じていた画面内の決まった位置に常に
見られた変換誤差や画面内に周期的に表れるレート変換
誤差が目立たない画面にすることができる。
The adder 36J outputs the signal via the output terminal 37 when the sampling rate is converted to the second sampling frequency. As described above, the FIR type sampling filter 23 interpolates the sampling rate to the sample value at the sample point at the second sampling frequency based on the sample value (input signal) at the sample point at the first sampling frequency. Output.
With the above configuration, it is possible to provide a screen in which a conversion error always generated at a predetermined position in the screen and a rate conversion error periodically appearing in the screen, which are caused by the sampling rate conversion, are inconspicuous.

【0032】さらに、係数アドレス発生器27について
図3及び図4を参照しながら説明する。一般に、この係
数アドレス発生器27は、第1のサンプリング周波数で
あるクロックCK1、第2のサンプリング周波数である
クロックCK2及び初期状態にリセットするリセット信
号RSがそれぞれ供給されている(図3を参照)。この
係数アドレス発生器27は、本出願人が平成2年2月1
9日付けの先願のアドレス発生器を使うことができ、こ
のブロック構成を概略的に説明する。
Further, the coefficient address generator 27 will be described with reference to FIGS. Generally, the coefficient address generator 27 is supplied with a clock CK1 as a first sampling frequency, a clock CK2 as a second sampling frequency, and a reset signal RS for resetting to an initial state (see FIG. 3). . The coefficient address generator 27 is provided by the present applicant on February 1, 1990.
The address generator of the earlier application dated 9th can be used, and this block configuration will be schematically described.

【0033】上記係数アドレス発生器27は、カウンタ
回路40、補正回数カウンタ回路41、補正値乗算回路
42、係数アドレス発生回路43、加算器44及び係数
調整回路45及びシフト制御回路46で構成している。
上記カウンタ回路40は、変換前の入力ディジタル信号
と変換後の出力ディジタル信号のそれぞれのサンプリン
グ周期に応じて最も接近する双方のサンプル点をカウン
タの最大値として入力端子38を介して供給される第2
のサンプリング周波数(クロックCK2)により循環的
にカウントする。これによりカウンタ回路40は1フレ
ーム間の出力クロック信号をカウントしてカウントデー
タを係数アドレス発生回路43に送っている。また、カ
ウンタ回路40は補正回数カウンタ回路41に最大値を
越える毎に桁上げした信号を供給している。
The coefficient address generator 27 comprises a counter circuit 40, a correction number counter circuit 41, a correction value multiplication circuit 42, a coefficient address generation circuit 43, an adder 44, a coefficient adjustment circuit 45, and a shift control circuit 46. I have.
The counter circuit 40 supplies, via the input terminal 38, the maximum value of both counters of the input digital signal before conversion and the output digital signal after conversion as the maximum value of the counter in accordance with the respective sampling periods. 2
Is cyclically counted at the sampling frequency (clock CK2). Thus, the counter circuit 40 counts the output clock signal for one frame and sends the count data to the coefficient address generation circuit 43. Further, the counter circuit 40 supplies a carry signal to the correction number counter circuit 41 every time the value exceeds the maximum value.

【0034】なお、この先願において外部から入力端子
39を介して供給されるリセット信号RSは、1フレー
ム毎に対応するフレームパルスをカウンタ回路40のリ
セット端及び補正回数カウンタ41のリセット端に入力
している。上記係数アドレス発生回路43は、供給され
るカウントデータに応じて係数アドレス及びシフトデー
タを発生する。この係数アドレス及びシフトデータは、
加算器44及びシフト制御回路46にそれぞれ送ってい
る。上記シフト制御回路46は、タイミング調整回路2
1及びサンプリングフィルタ23にシフト制御データを
出力端子48を介して供給する。
In the prior application, the reset signal RS supplied from the outside via the input terminal 39 inputs a frame pulse corresponding to each frame to the reset terminal of the counter circuit 40 and the reset terminal of the correction counter 41. ing. The coefficient address generation circuit 43 generates a coefficient address and shift data according to the supplied count data. This coefficient address and shift data are
The signals are sent to the adder 44 and the shift control circuit 46, respectively. The shift control circuit 46 includes the timing adjustment circuit 2
1 and the shift control data to the sampling filter 23 via an output terminal 48.

【0035】また、係数アドレス発生回路43は、1フ
レーム間に入力される桁上げをカウントして補正回数デ
ータを発生して補正値乗算回路42に供給する。上記補
正値乗算回路42は、変換前の入力ディジタル信号と変
換後の出力ディジタル信号のそれぞれのサンプリング周
期に応じて最も接近する双方のサンプル点の時間差を補
正値として用い、この補正値を上記補正回数カウンタ4
1から供給される補正回数データに乗算してこの乗算デ
ータを係数アドレスに対応する補正データとする。
Further, the coefficient address generation circuit 43 counts a carry input during one frame, generates correction number data, and supplies the data to the correction value multiplication circuit 42. The correction value multiplying circuit 42 uses, as a correction value, a time difference between both sample points that are closest to each other in accordance with each sampling cycle of the input digital signal before conversion and the output digital signal after conversion, and uses this correction value as the correction value. Number counter 4
The correction frequency data supplied from 1 is multiplied to obtain the multiplied data as correction data corresponding to the coefficient address.

【0036】上記加算器44は、上記補正データと係数
アドレスを加算して係数調整回路45に供給する。図3
に示す係数アドレス発生器27内の係数調整回路45
は、係数アドレスデータを発生して、出力端子47を介
して図3に示す加算器28の一方の入力端へ出力する。
The adder 44 adds the correction data and the coefficient address and supplies the result to a coefficient adjusting circuit 45. FIG.
A coefficient adjustment circuit 45 in the coefficient address generator 27 shown in FIG.
Generates coefficient address data and outputs it to one input terminal of the adder 28 shown in FIG.

【0037】また、上記係数調整回路45で生成される
オーバーフローデータは、係数アドレスデータの1周期
遅れ分をオーバーフローとして検出してシフト制御回路
46に供給している。
The overflow data generated by the coefficient adjusting circuit 45 detects a delay of one cycle of the coefficient address data as an overflow and supplies the overflow to the shift control circuit 46.

【0038】上記シフト制御回路46は、入力されるシ
フトデータ及びオーバーフローデータに基づいて位相シ
フトの必要なサンプル点のタイミングを検出してシフト
制御信号を出力端子48を介してレート変換フィルタ1
2内のタイミング調整回路24やサンプリンングフィル
タ25に供給している。このように係数アドレス信号と
共にシフト制御信号の制御を受けてサンプリンングフィ
ルタ25は、求めるサンプリングレート変換された出力
ディジタル信号を出力する。
The shift control circuit 46 detects the timing of a sample point requiring a phase shift based on the input shift data and overflow data, and outputs a shift control signal via the output terminal 48 to the rate conversion filter 1.
The signal is supplied to a timing adjustment circuit 24 and a sampling filter 25 in FIG. In this way, under the control of the shift control signal together with the coefficient address signal, the sampling filter 25 outputs the output digital signal whose sampling rate has been converted.

【0039】また、前述した構成に基づいたサンプリン
グレート変換装置を用いて輝度信号と色差信号がそれぞ
れ分離して供給されるような場合について図5及び必要
に応じて図3を参照しながら説明する。輝度信号は入力
端子51を介してサンプリングレート変換回路56に供
給する。また、色差信号1は入力端子52を介してサン
プリングレート変換回路57に供給し、色差信号2は入
力端子53を介してサンプリングレート変換回路58に
供給している。上記サンプリングレート変換回路56〜
58は図3に示したサンプリングレート変換装置の乱数
信号発生器29を除いた回路構成である。
A case where a luminance signal and a color difference signal are separately supplied by using a sampling rate converter based on the above-described configuration will be described with reference to FIG. 5 and, if necessary, FIG. . The luminance signal is supplied to the sampling rate conversion circuit 56 via the input terminal 51. The color difference signal 1 is supplied to a sampling rate conversion circuit 57 via an input terminal 52, and the color difference signal 2 is supplied to a sampling rate conversion circuit 58 via an input terminal 53. The sampling rate conversion circuits 56 to
Reference numeral 58 denotes a circuit configuration excluding the random number signal generator 29 of the sampling rate converter shown in FIG.

【0040】この場合の乱数信号発生器29の部分は外
部に設けて、輝度信号用の乱数信号1及び色差信号1、
2用の乱数信号2がそれぞれ入力端子54、55を介し
てそれぞれのサンプリングレート変換回路56〜58に
供給されている。輝度信号用のサンプリングレート変換
回路56では、加算器62で輝度信号用の乱数信号1を
含むように加算して係数アドレス信号を内蔵の各係数発
生器(図示せず)に供給してサンプリングレート変換さ
れた輝度信号を出力端子59を介して出力する。また、
色差信号用のサンプリングレート変換回路57、58で
は、それぞれ加算器63、64で色差信号用の乱数信号
2を含むように加算して係数アドレス信号を内蔵の各係
数発生器(図示せず)に供給してサンプリングレート変
換された色差信号1、色差信号2を出力端子60、61
を介して出力する。
In this case, the part of the random number signal generator 29 is provided outside, and the random number signal 1 for the luminance signal and the color difference signal 1,
The random number signal 2 for two is supplied to the sampling rate conversion circuits 56 to 58 via input terminals 54 and 55, respectively. In the luminance signal sampling rate conversion circuit 56, the adder 62 adds the luminance signal so as to include the random number signal 1 and supplies the coefficient address signal to each of the built-in coefficient generators (not shown). The converted luminance signal is output via the output terminal 59. Also,
In the sampling rate conversion circuits 57 and 58 for color difference signals, adders 63 and 64 add the signals so as to include the random number signal 2 for color difference signals, and add coefficient address signals to built-in coefficient generators (not shown). The color difference signal 1 and the color difference signal 2 which have been supplied and subjected to sampling rate conversion are output to output terminals 60 and 61.
Output via.

【0041】このように分離した各信号成分毎に乱数信
号を供給してサンプリングレート変換を行うこともでき
る。例として前述したSMPTE D−1(625/50) フ
ォーマットに基づくコンポーネントディジタルビデオ信
号のサンプリング周波数13.5(MHz) をD−2(PAL)
フォーマットに基づくPALコンポジットディジタルビ
デオ信号に応じたサンプリング周波数17.734475(MHz)に
変換する場合、1フレーム毎に相互の周期が一致するた
め、このサンプリングレート変換を繰り返すと変換誤差
が重複して表示される。しかしながら、上述したサンプ
リングレート変換装置は画面内に表れる周期的なレート
変換誤差を相殺させて、さらに、変換を繰り返し行う場
合の変換誤差の重複に対しても効果を発揮して画像の誤
差を目立たなくさせることができる。
A sampling rate conversion can be performed by supplying a random number signal for each of the separated signal components. As an example, the sampling frequency 13.5 (MHz) of the component digital video signal based on the SMPTE D-1 (625/50) format described above is changed to D-2 (PAL).
When converting to a sampling frequency of 17.734475 (MHz) in accordance with a PAL composite digital video signal based on a format, the mutual period is matched for each frame, so if this sampling rate conversion is repeated, conversion errors will be displayed repeatedly. . However, the above-described sampling rate conversion device cancels out the periodic rate conversion error appearing in the screen, and also exhibits an effect on the overlap of the conversion error when performing the conversion repeatedly, thereby conspicuous the image error. Can be eliminated.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のサンプリングレート変換装置によれば、係数アドレ
ス信号に乱数を含ませてレート変換フィルタを制御して
適当な整数比関係にない場合のサンプリングレート変換
を簡略な構成で行うことにより、従来において画面内の
決まった位置に表れる変換誤差や画面内に周期的に表れ
る変換誤差等をランダム化させて、誤差の目立たない画
面にすることができる。
As is clear from the above description, according to the sampling rate conversion apparatus of the present invention, when the coefficient address signal contains a random number to control the rate conversion filter and does not have an appropriate integer ratio relationship. By using a simple configuration for the sampling rate conversion, the conversion error that appears in a fixed position in the screen or the conversion error that appears periodically in the screen in the past can be randomized to make the screen inconspicuous in error. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るサンプリングレート変換装置にお
ける一実施例の基本的なブロック回路図である。
FIG. 1 is a basic block circuit diagram of one embodiment of a sampling rate conversion device according to the present invention.

【図2】図1に示したブロック図のサンプリングレート
変換装置の動作原理を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an operation principle of the sampling rate conversion device of the block diagram shown in FIG.

【図3】より具体的なサンプリングレート変換装置にお
けるブロック回路図である。
FIG. 3 is a block circuit diagram of a more specific sampling rate converter.

【図4】図3に示すサンプリングレート変換するための
係数アドレス発生器の具体的な構成を示すブロック回路
図である。
FIG. 4 is a block circuit diagram showing a specific configuration of a coefficient address generator for converting a sampling rate shown in FIG. 3;

【図5】入力信号を輝度信号と色差信号とに分離し、別
々に乱数信号を供給してサンプリングレート変換させた
場合のブロック回路図である。
FIG. 5 is a block circuit diagram in a case where an input signal is separated into a luminance signal and a color difference signal, and random number signals are separately supplied to perform sampling rate conversion.

【符号の説明】 11・・・・・・・・・・・・入力端子 12・・・・・・・・・・・・レート変換フィルタ 13・・・・・・・・・・・・係数アドレス指定回路 14・・・・・・・・・・・・乱数発生回路 15・・・・・・・・・・・・出力端子[Description of Signs] 11 Input Terminal 12 Rate Conversion Filter 13 Coefficient Address designation circuit 14 Random number generation circuit 15 Output terminal

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 17/00 621 JICSTファイル(JOIS) 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)Continuation of the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03H 17/00 621 JICST file (JOIS) Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 係数アドレスに応じて重付け手段に与え
る係数を発生する係数発生手段を有するサンプリングフ
ィルタを含んでなり、第1のサンプリング周波数でサン
プリングされたディジタル信号のサンプリング周波数
、上記第1のサンプリング周波数との相互の周波数関
係が最小公倍数にない第2のサンプリング周波数に変換
するサンプリングレート変換装置において、 第2のサンプリング周波数のサンプリング位置の近傍に
対応するサンプル点での値を得るための係数アドレスを
指定して発生し上記係数発生手段に供給する係数アドレ
ス発生手段と、 乱数を発生させる乱数発生手段とを備え、 上記係数アドレス発生手段では、係数アドレス信号を上
記乱数発生手段から供給される乱数に応じて変動させ係
数を制御することを特徴とするサンプリングレート変換
装置。
A sampling filter for generating a coefficient to be applied to the weighting means in accordance with the coefficient address, wherein the sampling frequency of the digital signal sampled at the first sampling frequency is set to the first sampling frequency . Mutual frequency relationship with sampling frequency
In a sampling rate conversion device for converting a second sampling frequency into a second sampling frequency that is not the least common multiple, a sampling address conversion is performed by designating a coefficient address for obtaining a value at a sampling point corresponding to a vicinity of a sampling position of the second sampling frequency. A coefficient address generating means for supplying the coefficient generating means; and a random number generating means for generating a random number. The coefficient address generating means varies a coefficient address signal according to the random number supplied from the random number generating means. Controlling the sampling rate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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