JP3279649B2 - Filter device for band division coding - Google Patents

Filter device for band division coding

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JP3279649B2
JP3279649B2 JP19426992A JP19426992A JP3279649B2 JP 3279649 B2 JP3279649 B2 JP 3279649B2 JP 19426992 A JP19426992 A JP 19426992A JP 19426992 A JP19426992 A JP 19426992A JP 3279649 B2 JP3279649 B2 JP 3279649B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/0248Filters characterised by a particular frequency response or filtering method
    • H03H17/0264Filter sets with mutual related characteristics
    • H03H17/0266Filter banks

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、帯域分割符号化(sub-
band coding)用のフィルタ装置、該フィルタ装置を含む
画像処理装置及び該フィルタ装置の構成方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to band division coding (sub-
The present invention relates to a filter device for band coding, an image processing device including the filter device, and a method of configuring the filter device.

【0002】[0002]

【従来の技術】帯域分割符号化とは、1組のフィルタを
使用して入力信号を数個の狭帯域にデシメートする(分
割してダウンサンプリングする)或る種の符号化技法に
対する術語である。これらの分離された帯域は、送信や
記憶などのため別々に処理される。再構成(合成)の段
階で、デシメートした信号をインタポーレート(補間)
し濾波したのち加算して原信号又は原信号に近似したも
のに再生する。デシメートとは、フィルタ内でサンプリ
ング速度(サンプルレート)を下げることをいい、イン
タポーレートとは、フィルタ内でサンプリング速度を上
げることをいう。帯域分割符号化は一般に、音声及び
(又は)画像信号の処理に適用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION Band division coding is a term for certain coding techniques that use a set of filters to decimate (divide and downsample) an input signal into several narrow bands. . These separated bands are processed separately for transmission, storage, etc. Interpolate the decimated signal during the reconstruction (synthesis) stage
After filtering, the signals are added and reproduced to obtain the original signal or a signal approximate to the original signal. Decimation refers to lowering the sampling rate (sample rate) in the filter, and interpolation refers to increasing the sampling rate in the filter. Band division coding is generally applied to the processing of audio and / or video signals.

【0003】できるだけ良い再構成ができることが望ま
しいのは、いうまでもない。種々の帯域分割符号化装置
により、いわゆる「完全再構成」に近い再構成が可能で
ある。
It is needless to say that it is desirable to be able to reconstruct as good as possible. With various band division encoding devices, reconstruction close to so-called "complete reconstruction" is possible.

【0004】図1は、帯域分割符号化用フィルタ装置の
簡単な例を示すブロック図である。本フィルタ装置は、
低域通過デシメーション・フィルタ(A)12、低域通
過インタポーレーション・フィルタ(B)14、高域通
過デシメーション・フィルタ(C)16、高域通過イン
タポーレーション・フィルタ(D)18及び加算器20
より成る。このフィルタ装置10は、受入れた信号をそ
のサンプルレートの半分のレートで記憶又は送信22す
るためのものである。
FIG. 1 is a block diagram showing a simple example of a filter device for band division coding. This filter device
Low-pass decimation filter (A) 12, low-pass interpolation filter (B) 14, high-pass decimation filter (C) 16, high-pass interpolation filter (D) 18, and adder 20
Consisting of The filter device 10 is for storing or transmitting 22 the received signal at half the sample rate.

【0005】図2は、入力信号を8帯域にデシメートし
て記憶又は送信22するため、図1の装置を拡張したも
のを示す図である。図2の装置では、送信、記憶などを
8つの信号路の各々において入力信号の元のサンプルレ
ートの1/8で行うことができる。
FIG. 2 is a diagram showing an expansion of the apparatus of FIG. 1 in order to decimate an input signal into eight bands and store or transmit the signal. In the apparatus of FIG. 2, transmission, storage, and the like can be performed at 1 / of the original sample rate of the input signal in each of the eight signal paths.

【0006】図1のフィルタ装置における「完全再構
成」のための数学的要件は、次のとおりである。 1)A*B+C*D=1(ただし、*は畳込み(convol
ution)を表す。) 2)CはBの相補的フィルタで、DはAの相補的フィル
タである(すなわち、C及びDはB及びAと同じ係数値
を有するが、各係数の大多数が交互に反転してい
る。)。 3)A*B及びC*Dの畳込みは、それぞれ2分割(1
/2)帯域フィルタでなければならない。 4)最高のビット精度を維持すべきである。 要件4)については、どんな実際の装置においても、そ
の装置の制約のなかで可能な限り高い精度を維持すべき
である。通常、適当な丸め(四捨五入)処理をした12
ビット精度が使用されている。したがって、実際の装置
では、通常或る程度の四捨五入的影響があるため、絶対
に完全な解像度を得ることは不可能である。ここでは、
「完全解像度」なる語を通常の技術的意味に用いる。す
なわち、現実の装置の限界を考慮し、「完全」という語
を絶対に完全という意味には用いない。
The mathematical requirements for "perfect reconstruction" in the filter arrangement of FIG. 1 are as follows. 1) A * B + C * D = 1 (where * is convolution (convol
ution). 2) C is the complementary filter of B and D is the complementary filter of A (ie, C and D have the same coefficient values as B and A, but the majority of each coefficient is alternately inverted) There.) 3) The convolution of A * B and C * D is divided into two (1
/ 2) must be a bandpass filter. 4) The highest bit precision should be maintained. Regarding requirement 4), as much accuracy as possible should be maintained in any practical device, within the constraints of the device. Normally, an appropriate rounding (rounding) process is performed.
Bit precision is used. It is therefore impossible to obtain absolutely perfect resolution in practical devices, usually with some rounding effect. here,
The term "full resolution" is used in its ordinary technical sense. That is, considering the limitations of the actual device, the word "perfect" is never used to mean absolute.

【0007】帯域分割符号化に用いる完全再構成フィル
タ対の定義は、次のとおりである。「第1のフィルタF
1と第2のフィルタF2とが与えられた場合、これらの
周波数応答の積が1/2帯域フィルタになるもの」
[0007] The definition of a completely reconstructed filter pair used for band division coding is as follows. "First filter F
Given the first and second filters F2, the product of their frequency responses is a 1/2 band filter. "

【0008】このような対の2つを、帯域分割符号化器
における高域通路及び低域通路を構成するのに適用する
と、次のようになる。低域通路に対しては、F1及びF
2フィルタをそのまま使用する。高域通路に対しては、
F1及びF2フィルタを変形してナイキストを中央にも
ってくる(タップを1つおきに無とする)。F2フィル
タをデシメーションに、F1フィルタをインタポーレー
ションに使用する。
When the two pairs are applied to construct a high-pass and a low-pass in a band division encoder, the following is obtained. For low pass, F1 and F1
Use 2 filters as is. For high pass
The F1 and F2 filters are deformed to bring the Nyquist to the center (no tap every other tap). The F2 filter is used for decimation and the F1 filter is used for interpolation.

【0009】F1及びF2フィルタは所望に応じて交換
してもよいが、その変更は低域及び高域の両通路におい
て行なわねばならない。すなわち、F1フィルタを低域
及び高域の両通路においてデシメーションに使うことは
できない。
The F1 and F2 filters may be interchanged as desired, but the changes must be made in both the low and high pass. That is, the F1 filter cannot be used for decimation in both the low band and the high band.

【0010】2分割(1/2)帯域フィルタは、1/2
ナイキスト周波数で6dBの応答(レスポンス)を示
し、該1/2ナイキスト点の両側に左右対称のレスポン
スをもつものとして定義される。これによると、設定タ
ップが次のような形をもつフィルタが導かれる(図3に
示す。)。 ‥‥F0E0D0C0BAB0C0D0E0F‥‥ (すなわち、ゼロを除く偶数タップは全部0である。)
The two-divided (1/2) band-pass filter is 1 /
It indicates a response (response) of 6 dB at the Nyquist frequency, and is defined as having a symmetrical response on both sides of the 1/2 Nyquist point. According to this, a filter whose setting tap has the following shape is led (shown in FIG. 3). {F0E0D0C0BAB0C0D0E0F} (that is, all even taps except zero are 0).

【0011】概念的フィルタF1をそれ自体と畳込む場
合を見れば分かるように、このような畳込みの結果はす
べて、偶数タップ位置で0値とならないので、2つの全
く同じフィルタで1/2帯域フィルタを構成することは
不可能である。1980年4月の音声及び信号処理につ
いての国際会議のIEEE議事録(IEEE参照番号‥
‥CH1559−4/80/0000−029C198
0)291〜294頁に発表された「求積(quadratur
e)用に設計したフィルタ群」と題する論文において、
ジェイ・ディー・ジョンソンは、デシメーション・フィ
ルタとインタポーレーション・フィルタとが等しいフィ
ルタについて概説している。ジョンソンは、再構成エラ
ーの存在を認め、そのエラーをできるだけ小さくする努
力をしている。この問題に対する別の見方は、1/2帯
域フィルタの平方根レスポンスをもつ有限長フィルタは
存在しない、ということである。
As can be seen from the case where the conceptual filter F1 is convolved with itself, the result of all such convolutions is not zero at even tap positions, so that the two identical filters are 1/2. It is impossible to construct a bandpass filter. IEEE Minutes of the International Conference on Voice and Signal Processing, April 1980 (IEEE Reference No.
‥ CH1559-4 / 80 / 0000-029C198
0) pp. 291-294, “Quadratur
e) a group of filters designed for
Jay Dee Johnson outlines a filter in which the decimation filter and the interpolation filter are equal. Johnson acknowledges the existence of reconstruction errors and strives to minimize them. Another view on this problem is that there is no finite length filter with the square root response of a half band filter.

【0012】完全な再構成は、帯域分割符号化器(上述
の四捨五入的又は量子化エラーを免れない。)における
あらゆるエラーをできる限り小さくすることであるか
ら、望ましい特性である。上述の論考より、完全な再構
成を達成するための必要条件は、デシメーション及びイ
ンタポーレーション・フィルタが異なることである、と
いう結論が得られる。
[0012] Perfect reconstruction is a desirable property, as it is to minimize as much as possible any errors in the subband encoder (although rounding or quantization errors described above). From the above discussion, it can be concluded that the prerequisite for achieving perfect reconstruction is that the decimation and interpolation filters be different.

【0013】これまで、完全な再構成を与える下記の2
つのタイプのフィルタが発表された。1986年6月発
行の音響、音声及び信号処理についてのIEEE会報4
34〜441頁における「樹状構成の帯域分割符号化器
のための正確な再構成技術」と題する論文において、エ
ヌ・スミス及びティー・バーンウェルは、まず積フィル
タを設計してから、その結果を例えば最小及び最大位相
成分に対する個別の分解合成フィルタバンク(端子群)
に因数分解するという完全再構成達成のための設計法を
提案している。このスミス及びバーンウェルの方法は、
良好なフィルタ作用を与えるが非直線位相が入ってく
る。したがって、この方法は低レベルの符号化エラーを
伴うエラーを生じないが、符号化路に歪みがもち込まれ
たとき、非直線位相エラーが生じ、デジタル映像処理に
際し映像の劣化を起こす可能性がある。
So far, the following 2 which gives a complete reconstruction:
Two types of filters have been announced. IEEE bulletin 4 on sound, voice and signal processing issued in June 1986
In a paper entitled "Exact Reconstruction Techniques for Tree-Shaped Bandwidth Encoders" on pages 34-441, N. Smith and T. Barnwell first designed a product filter, For example, separate decomposition synthesis filter banks (terminal groups) for the minimum and maximum phase components
We propose a design method to achieve complete reconstruction by factoring into. The Smith and Barnwell method is:
It gives good filtering effect but comes with non-linear phase. Therefore, this method does not cause errors with low-level coding errors, but when distortion is introduced into the coding path, a non-linear phase error may occur, which may cause image degradation during digital video processing. is there.

【0014】1988年4月の音声及び信号処理につい
ての国際会議のIEEE議事録(IEEE参照番号‥‥
CH2561−9880000−0761、1988)
761〜765頁に発表された「対称ショート・カーネ
ル・フィルタ及び算術符号化技法を用いるデジタル映像
の帯域分割符号化」と題する論文において、ディー・リ
ガル及びエー・タバタバイは、完全な再構成能力をもつ
対称ショート・カーネル・フィルタ(symmetric short
kernel filters)を用いて分解・合成フィルタバンクを
実現するフィルタ装置について述べている。リガル及び
タバタバイは、その論文において、対称ショート・カー
ネルFIRフィルタを含むフィルタバンク装置の設計法
を説明している。彼等の設計法は、積フィルタの直線位
相成分への因数分解に対するQMF(quadrature mirro
r factorisation )の概念に基いている。しかし、この
方法は、比較的簡単なレベルで適用され、デシメーショ
ン及びインタポーレーション・フィルタは減衰(ロール
オフ)特性が緩やかでエイリアス(折返し歪み)の除去
が不良である。
[0014] IEEE Minutes of the International Conference on Voice and Signal Processing, April 1988 (IEEE Reference No.
CH2561-98880-0761, 1988)
In a paper entitled "Band Split Coding of Digital Video Using Symmetric Short Kernel Filters and Arithmetic Coding Techniques," published on pages 761 to 765, Dee Regal and A. Tabataby gave full reconstruction capabilities. Symmetric short kernel filter
A filter device that realizes a decomposition / synthesis filter bank using kernel filters is described. Regal and Tabatabay describe in their paper how to design a filter bank device that includes a symmetric short kernel FIR filter. Their design method uses a quadrature mirror (QMF) for factorizing the product filter into linear phase components.
r factorisation). However, this method is applied at a relatively simple level, with decimation and interpolation filters having slow attenuation (roll-off) characteristics and poor alias (aliasing) removal.

【0015】われわれの同時係属の英国特許出願第GB
−9111782.0号(1991年5月31日出願)
にも、新しい種類のフィルタが提案されている。この新
しい種類のフィルタは、1/2帯域F1フィルタ(すな
わち、1/2ナイキスト周波数で6dB)及びより高次
の整合F2フィルタを有する対称直線位相フィルタに関
するものである。
[0015] Our co-pending UK patent application GB
No. 9111782.0 (filed on May 31, 1991)
Also, a new type of filter has been proposed. This new type of filter is for a symmetric linear phase filter with a 帯 域 band F1 filter (ie, 6 dB at ナ イ Nyquist frequency) and a higher order matched F2 filter.

【0016】大まかにいえば、上記特願第GB−911
1782.0号は、完全な再構成を与える1対の整合し
た直線位相FIRデシメーション及びインタポーレーシ
ョン・フィルタを形成する第1及び第2のフィルタより
成る帯域分割符号化用のフィルタ装置を提案するもので
ある。該フィルタ装置において、第1フィルタは予め定
めた整数のタップ係数をもつ1/2帯域タイプのもので
あり、第2フィルタは第1フィルタより多くのタップを
有し、第2フィルタのタップ係数は、第1及び第2フィ
ルタの畳込みにより作られる1/2帯域フィルタのゼロ
項から導かれる1組の連立方程式の解によって決められ
る。このフィルタ装置は、完全な再構成と直線位相を与
える。
Broadly speaking, the above-mentioned Japanese Patent Application No. GB-911
No. 1782.0 proposes a filter arrangement for band division coding consisting of a first and a second filter forming a pair of matched linear phase FIR decimation and interpolation filters providing a perfect reconstruction. Things. In the filter device, the first filter is a half-band type having a predetermined integer tap coefficient, the second filter has more taps than the first filter, and the tap coefficient of the second filter is , Determined by the solution of a set of simultaneous equations derived from the zero term of the half-band filter produced by the convolution of the first and second filters. This filter device gives perfect reconstruction and linear phase.

【0017】上記特願第GB−9111782.0号は
また、第2フィルタが第1フィルタより少なくとも1対
多いタップを有し、第2フィルタの選択されたタップが
予め定めた1/2帯域フィルタの対応タップと同じ値を
有し、第2フィルタの残りのタップ係数が、第1及び第
2フィルタの畳込みにより作られる1/2帯域フィルタ
のゼロ項から導かれる1組の連立方程式の解によって決
められるフィルタ装置をも提案している。この好適なタ
イプのフィルタは、第2フィルタの減衰が早く、これに
対応してエイリアス除去も改善されている。
The above-mentioned Japanese Patent Application No. GB-9111782.0 also discloses that the second filter has at least one more taps than the first filter, and the selected tap of the second filter is a predetermined half-band filter. And the remaining tap coefficients of the second filter are the solutions of a set of simultaneous equations derived from the zero term of the half-band filter produced by the convolution of the first and second filters. There is also proposed a filter device determined by: This preferred type of filter has a faster attenuation of the second filter and a correspondingly improved antialiasing.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
したタイプの帯域分割符号化用フィルタ装置において、
第2フィルタが第1フィルタより2以上高い次数で2の
累乗に等しいタップ和をもたない場合にも、整合した第
2フィルタを作製可能とすることである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a filter device for band division coding of the type described above.
An object of the present invention is to make it possible to produce a matched second filter even when the second filter does not have a tap sum equal to a power of 2 at a higher order than the first filter.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点によ
れば、完全な再構成を与える1対の整合した直線位相F
IRデシメーション及びインタポーレーション・フィル
タを形成する第1及び第2のフィルタより成る帯域分割
符号化用フィルタ装置が提供される。該フィルタ装置に
おいて、第1フィルタは所定の整数タップ係数をもつ2
分割(1/2)帯域タイプのものであり、第2フィルタ
は第1フィルタより少なくとも1対だけ多いタップを有
し、第2フィルタのタップ係数は、第1及び第2フィル
タの畳込み(convolution)によって形成される1/2帯
域フィルタのゼロ項から導かれる1組の連立方程式を解
くことと、第2フィルタの選択されたタップ係数を設定
して行う反復試験・エラー処理とによって定められ、第
2フィルタの残りのタップ係数は、設定した該選択され
たタップ係数を用いて該連立方程式を解くことによって
決められる。
SUMMARY OF THE INVENTION According to a first aspect of the invention, a pair of matched linear phases F which provide perfect reconstruction.
A filter device for band division coding comprising first and second filters forming an IR decimation and interpolation filter is provided. In this filter device, the first filter has two predetermined integer tap coefficients.
Of the split (1/2) band type, the second filter has at least one more tap than the first filter, and the tap coefficients of the second filter are the convolutions of the first and second filters. ) Is determined by solving a set of simultaneous equations derived from the zero term of the half-band filter formed by Eq. (2) and iterative testing and error processing performed by setting selected tap coefficients of the second filter; The remaining tap coefficients of the second filter are determined by solving the simultaneous equations using the set selected tap coefficients.

【0020】本発明の第2の観点によれば、帯域分割符
号化用の1対の整合した直線位相FIRデシメーション
及びインタポーレーション・フィルタを形成する第1及
び第2フィルタの構成方法が提供される。該方法におい
て、第2フィルタは第1フィルタより少なくとも1対だ
け多いタップを有するものとする。該方法は、次のステ
ップを含む。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of configuring first and second filters forming a pair of matched linear phase FIR decimation and interpolation filters for band division coding. You. In the method, the second filter has at least one more taps than the first filter. The method includes the following steps.

【0021】a)1/2帯域タイプの第1フィルタに対
するタップ係数を設定すること、b)第1フィルタとタ
ップ係数が未定の第2フィルタとの畳込み(convolutio
n) により形成される1/2帯域フィルタのゼロ項を用
いて1組の連立方程式を導くこと、c)その連立方程式
の組を繰返し解いて第2フィルタのタップ係数を導くこ
と、ただし、各繰返しステップは、c)(i) インタポー
レーション・フィルタの選択されたタップを設定するこ
と、c)(ii)設定した該選択されたタップを用いて該連
立方程式を解いて第2フィルタの残りのタップ係数を決
めることを含み、d)ステップCの結果を用いて第2フ
ィルタのタップ係数を設定すること。
A) setting tap coefficients for a 1 / band type first filter; b) convolution of the first filter with a second filter having undetermined tap coefficients.
n) deriving a set of simultaneous equations using the zero term of the 帯 域 band filter formed by: c) repeatedly solving the set of simultaneous equations to derive the tap coefficients of the second filter, where The iterative step comprises: c) (i) setting selected taps of the interpolation filter; c) (ii) solving the system of equations using the set taps thus set to the remainder of the second filter. D) setting the tap coefficients of the second filter using the result of step C.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面により本発明を具体的に説明す
る。1つの与えられた1/2帯域応答(第1)フィルタ
に対し、(殆ど常に)整合したもう1つの(第2)フィ
ルタがある。上記特願第GB−9111782.0号に
記載のように、帯域分割符号化用フィルタ装置は、適当
な第1のフィルタを設計し、該第1フィルタのタップ係
数と第2フィルタの未知のタップ係数との畳込みによっ
て形成された1/2帯域フィルタのゼロ項を用いて1組
の連立方程式を生成し、該連立方程式を解いて整合した
第2フィルタを導出することにより、作製することがで
きる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. For a given 帯 域 band response (first) filter, there is (almost always) another (second) filter matched. As described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. GB-9111782.0, the filter device for band division encoding designs an appropriate first filter, and calculates tap coefficients of the first filter and unknown taps of the second filter. By generating a set of simultaneous equations using the zero term of the half-band filter formed by convolution with the coefficients, and solving the simultaneous equations to derive a matched second filter, it can.

【0023】上記特願第GB−9111782.0号に
記載されたフィルタは、上述したリガル及びタバタバイ
の論文で検討されたフィルタに大体類似するが、もっと
高次のタイプのものである。換言すると、それらは、1
/2帯域第1フィルタ(すなわち、1/2ナイキスト周
波数で6dB)と、1/2帯域ではあるが次数がもっと
高い畳込み応答を生じる整合した第2フィルタとをもつ
対称直線位相フィルタである。
The filter described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. GB-9111782.0 is almost similar to the filter discussed in the above-mentioned Rigaru and Tabataby papers, but is of a higher order type. In other words, they are 1
A symmetric linear phase filter with a 帯 域 band first filter (ie, 6 dB at ナ イ Nyquist frequency) and a matched second filter that produces a 帯 域 band but higher order convolution response.

【0024】古典的なLGTフィルタ対は、次のとおり
である。 第1フィルタ‥‥2,1 第2フィルタ‥‥6,2,−1 畳込まれたフィルタがもつタップの組‥‥16,9,
0,−1(以下において、フィルタは全部奇数対称であ
り、従って中央及び右側の係数のみを示すものとする。
LGTフィルタに対するタップ係数の全部の組は、次の
とおりである。 第1組 1,2,1 第2組 −1,2,6,2,−1 畳込まれたフィルタの組−1,0,9,16,9,0,
−1)
A classic LGT filter pair is as follows. First filter # 2,1 Second filter # 6,2, -1 Set of taps {16,9,
0, -1 (below, the filters are all oddly symmetric and therefore only show the center and right coefficients.
The complete set of tap coefficients for the LGT filter is as follows: First set 1,2,1 Second set -1,2,6,2, -1 Convolved filter set -1,0,9,16,9,0,
-1)

【0025】上述のように、LGTフィルタの欠点は、
両フィルタが緩やかな減衰特性を有しエイリアスがよく
除去されないことである。リガル及びタバタバイが考え
たものより高次であるが、大体同じタイプの与えられた
1/2帯域第1フィルタに対しては、殆ど常にこれと整
合する第2フィルタが存在することが決まった。
As mentioned above, the disadvantages of LGT filters are:
Both filters have gradual attenuation characteristics and aliases are not well removed. It has been determined that for a given half-band first filter of a higher order than that considered by Regal and Tabataby, but of roughly the same type, there is almost always a second filter that matches this.

【0026】これまで概説した技法を用い、第1フィル
タより1次数高い第2フィルタを考えると、整合する第
2フィルタは常に作成可能である。
Using the techniques outlined above and considering a second filter that is one order higher than the first filter, a matching second filter can always be created.

【0027】上述したように、帯域分割符号化用の完全
再構成フィルタ対の定義は、「第1フィルタF1及び第
2フィルタF2が与えられた場合、それらの周波数応答
の積が2分割(1/2)帯域フィルタになるもの」であ
る。よって、これら2つのフィルタの畳込み(convolut
ion)は、1/2帯域特性をもたねばならない。このこと
は、畳込み項の幾つかがゼロとなる1組の連立方程式が
生成されねばならないことを意味する。その連立方程式
を解くためには、更に1つの方程式を与える特別の条件
が満たされなければならない。それは、第2フィルタが
ナイキスト(周波数)でゼロの応答をもたねばならない
(したがって、交互に反転されるタップの和がゼロでな
ければならない。)ことである。
As described above, the definition of the completely reconstructed filter pair for band division coding is as follows: "When the first filter F1 and the second filter F2 are given, the product of their frequency responses is divided into two (1 / 2) What becomes a bandpass filter ". Therefore, the convolut of these two filters (convolut
ion) must have a 1/2 band characteristic. This means that a set of simultaneous equations must be generated in which some of the convolution terms are zero. In order to solve the system of equations, special conditions must be satisfied which give one more equation. That is, the second filter must have a zero response at Nyquist (frequency) (thus, the sum of the alternatingly inverted taps must be zero).

【0028】次に、この技法に従って設計したフィルタ
対の3つの例を図7により説明する。図4,図5及び図
6に示す例は、それぞれ次のタップ値を有する第4,第
6及び第8次の第1フィルタに関連するものである。 16,9,0,−1 (Σ=32) 第4次 128,77,0,−16,0,−3 (Σ=256) 第6次 512,315,0,−79,0,26,0,−6(Σ=1024)第8次
Next, three examples of filter pairs designed according to this technique will be described with reference to FIG. The examples shown in FIGS. 4, 5, and 6 relate to first, fourth, and eighth order first filters having the following tap values, respectively. 16, 9, 0, -1 (Σ = 32) 4th 128,77,0, -16,0, -3 (Σ = 256) 6th 512,315,0, -79,0,26, 0, -6 (Σ = 1024) 8th order

【0029】第2フィルタのタップ値を計算する方法
を、以下、上記第4次第1フィルタを例に取って詳細に
説明する。第1フィルタのタップ値を16,9,0,−
1とし、整合する第2フィルタのタップ値をA,B,
C,D,Eと仮定し、図7に示す畳込みを用いてA,
B,C,D,Eについて解く。図7に示す畳込みから、
次の連立方程式が成立することが分かる。 D=0 16E+9D−B=0,すなわち16E−B=0 9D+16C+9B−B=0,すなわち16C+8B=
The method of calculating the tap value of the second filter will be described in detail below, taking the fourth filter as an example. The tap value of the first filter is 16, 9, 0,-
1 and tap values of the matching second filter are A, B,
Assuming C, D, and E, the convolution shown in FIG.
Solve for B, C, D, E. From the convolution shown in FIG.
It can be seen that the following simultaneous equations hold. D = 0 16E + 9D−B = 0, ie, 16E−B = 0 9D + 16C + 9B−B = 0, ie, 16C + 8B =
0

【0030】変数が5で方程式の数が3であるから、更
に2方程式が必要である。これらは、次のようにして得
られる。E=1とすると、B=16E=16,C=−
(8/16)B=−8 ナイキスト応答を0と定めると(すなわち、A−2B+
2C−2D+2E=0)、A=2B−2C+2D−2E
=32+16−2=46 その解はA=46,B=16,C=−8,D=0,E=
1となり、第4次フィルタに対する整合第2フィルタ応
答は、 46,16,−8,0,1 (Σ=64) となる。
Since the number of variables is 5 and the number of equations is 3, two more equations are required. These are obtained as follows. If E = 1, B = 16E = 16, C = −
(8/16) B = −8 When the Nyquist response is defined as 0 (that is, A−2B +
2C-2D + 2E = 0), A = 2B-2C + 2D-2E
= 32 + 16-2 = 46 The solution is A = 46, B = 16, C = -8, D = 0, E =
1 and the matched second filter response for the fourth order filter is 46,16, -8,0,1 (Σ = 64).

【0031】第2フィルタに対するタップ係数の和は2
の累乗である点に留意されたい。
The sum of the tap coefficients for the second filter is 2
Note that this is a power of.

【0032】タップ係数が16,9,0,−1の第1フ
ィルタと、タップ係数が46,16,−8,0,1の第
2フィルタとを組合せると、完全再構成の対となる。た
だし、第2フィルタは、減衰(ロールオフ)特性が余り
早くないので、エイリアス除去特性も余りよくない欠点
がある。
When the first filter having the tap coefficients of 16, 9, 0, -1 and the second filter having the tap coefficients of 46, 16, -8, 0, 1 are combined, a complete reconstruction pair is obtained. . However, the second filter has a disadvantage that the attenuation (roll-off) characteristic is not very fast, and the alias removal characteristic is not so good.

【0033】上記特願第GB−9111782.0号に
記載したように、上述の技法はもっと高次の第1フィル
タにも同じ様に適用できる。第6次第1フィルタ及び上
述の方法により作製した整合第2フィルタに対する特性
をそれぞれ図5に示す。図5の周波数応答を与えるタッ
プ値は、次のとおりである。 (第1フィルタ) 128,77,0,−16,0,3 (Σ=
256) (第2フィルタ) 358,128,−61,0,13,0,−3 (Σ=
512)
As described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. GB-9111782.0, the above-mentioned technique can be similarly applied to a higher-order first filter. FIG. 5 shows the characteristics of the sixth first filter and the matched second filter produced by the above-described method. The tap values giving the frequency response of FIG. 5 are as follows. (First filter) 128, 77, 0, -16, 0, 3 (Σ =
256) (Second filter) 358, 128, -61, 0, 13, 0, -3 (Σ =
512)

【0034】第8次第1フィルタ、上述の方法により作
製した整合第2フィルタ及びその積に対する特性を図6
に示す。図6の周波数応答を与えるタップ値は、次のと
おりである。 (第1フィルタ) 512,315,0,−79,0,26,0,−6
(Σ=1024) (第2フィルタ) 1418,512,−236,0,53,0,−20,
0,6(Σ=2048)
FIG. 6 shows the characteristics of the eighth and first filters, the matched second filter manufactured by the above-described method, and the product thereof.
Shown in The tap values giving the frequency response of FIG. 6 are as follows. (First filter) 512, 315, 0, -79, 0, 26, 0, -6
(Σ = 1024) (Second filter) 1418, 512, -236, 0, 53, 0, -20,
0,6 (Σ = 2048)

【0035】第2フィルタは常に2の累乗に等しい和を
有する点に留意されたい。しかし、上述の方法を用いる
と、第1フィルタの次数に関係なく、第2フィルタ周波
数応答がエイリアス現象を生じる余りよくない応答を示
す欠点がある。
Note that the second filter always has a sum equal to a power of two. However, using the method described above has the disadvantage that the second filter frequency response shows a poor response which causes aliasing, regardless of the order of the first filter.

【0036】上記特願第GB−9111782.0号
は、続いて或る種のフィルタに対し、特に第1及び第2
の両フィルタが2の累乗に達するタップ群を有するフィ
ルタ装置に対し、上述の技法を展開している。これは、
その種のフィルタに対する1/2ナイキスト応答が簡単
な場合、すなわち、第1フィルタに対する1/2ナイキ
スト応答が0.5で第2フィルタに対する1/2ナイキ
スト応答が1.0のような場合の話である。
[0036] The above-mentioned Japanese Patent Application No. GB-9111782.0 subsequently discloses, for certain filters, particularly the first and second filters.
The above technique is developed for a filter device having a tap group in which both filters reach a power of two. this is,
The case where the 1/2 Nyquist response to such a filter is simple, that is, when the 1/2 Nyquist response to the first filter is 0.5 and the 1/2 Nyquist response to the second filter is 1.0. It is.

【0037】しかし、1/2ナイキスト応答がそんなに
簡単ではないフィルタがあり、その第2フィルタのタッ
プ群の和は、そのインタポーレータの1/2ナイキスト
応答に関係している。その関係は、複数であって第2フ
ィルタ及び第1フィルタの様相に依存している。
However, there are filters whose 1/2 Nyquist response is not so simple, and the sum of the taps of the second filter is related to the 1/2 Nyquist response of the interpolator. The relationship is plural and depends on aspects of the second filter and the first filter.

【0038】いま、フィルタ・タップ群10,4,−1
をもつ第1のフィルタを考える。上述の技法を用いて整
合するタップ群を決めると、タップ群56,25,−
4,−1をもつ第2フィルタが得られる。すなわち、 (第1フィルタ) 10,4,−1 (Σ=16) (第2フィルタ) 56,25,−4,−1 (Σ=96) 第2フィルタのタップ係数の和が2の累乗でない点に注
意されたい。
Now, the filter tap groups 10, 4, -1
Consider a first filter with When the matching tap group is determined using the above-described technique, the tap groups 56, 25,-
A second filter with 4, -1 is obtained. That is, (first filter) 10, 4, -1 (Σ = 16) (second filter) 56, 25, -4, -1 (Σ = 96) The sum of tap coefficients of the second filter is not a power of two Please note that.

【0039】この上の例を取ると、第1フィルタの1/
2ナイキストにおける応答は3/4である。したがっ
て、第2フィルタの1/2ナイキスト応答は、全体で2
分割帯域レスポンスを満足するためには、2/3でなけ
ればならない。第2フィルタの和は96であり、その1
/2ナイキストでの大きさは64であるから、所要の2
/3の応答を与える。第1フィルタより単に1タップ多
いこの第2フィルタは、応答の減衰特性が概してよくな
い。しかし、上記特願第GB−9111782.0号の
技法を用いる限り、第1フィルタの次数より2以上高い
次数の、2の累乗に等しくないタップ群の和をもつ整合
する第2フィルタを作製することは不可能である。
Taking the above example, 1/1 of the first filter
The response at 2 Nyquist is 3/4. Therefore, the 1/2 Nyquist response of the second filter is 2
In order to satisfy the split band response, it must be 2/3. The sum of the second filter is 96,
/ 2 Nyquist size is 64, so required 2
/ 3 response is given. This second filter, which is simply one tap more than the first filter, generally has poor response attenuation characteristics. However, as long as the technique of the above-mentioned Japanese Patent Application No. GB-9111782.0 is used, a matching second filter having a sum of tap groups not higher than the power of 2 and having an order higher than the order of the first filter by two or more is manufactured. It is impossible.

【0040】本発明によるフィルタ装置は、以下述べる
技法により、例えばタップ群10,4,−1をもつ第1
フィルタを用いて求めることができる。ここで、第2フ
ィルタの次数が1,3,5又は任意の奇数だけ第1フィ
ルタより大きいものとする。その次数が偶数だけ大きい
場合は、第2フィルタの最後の項がただ0に等しくなる
だけである。以下述べる例では、第1フィルタより次数
が5だけ大きい第2フィルタを考える。すなわち、 (第1フィルタ) 10,4,−1 (第2フィルタ) A,B,C,D,E,F,G,H
The filter device according to the present invention can be used, for example, by a first technique having tap groups 10, 4, and -1 by a technique described below.
It can be determined using a filter. Here, it is assumed that the order of the second filter is larger than the first filter by 1, 3, 5, or any odd number. If the order is even larger, the last term of the second filter will simply be equal to zero. In the example described below, a second filter whose order is larger by 5 than the first filter is considered. That is, (first filter) 10, 4, -1 (second filter) A, B, C, D, E, F, G, H

【0041】これらの第1及び第2フィルタの畳込み
(convolution)を図8に示す。畳込み処理により2分割
帯域レスポンスのゼロ項をゼロに等しいとし、ナイキス
ト応答をゼロとおくと、次の方程式が得られる。 −G+4H=0 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(1) −E+4F+10G+4H=0 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(2) −C+4D+10E+4F−G=0 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥(3) −A+4B+10C+4D−E=0 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥(4) A−2B+2C−2D+2E−2F+2G−2H=0‥‥(5)
FIG. 8 shows the convolution of these first and second filters. Assuming that the zero term of the two-part band response is equal to zero and the Nyquist response is zero by the convolution process, the following equation is obtained. -G + 4H = 0 {(1) -E + 4F + 10G + 4H = 0 {(2) -C + 4D + 10E + 4F-G = 0} {(3) -A + 4B + 10C + 4D-E = 0} (4) A-2B + 2C-2D + 2E-2F + 2G-2H = 0 (5)

【0042】畳込み処理から得られる方程式に対して
は、方程式より未知数が多いのでただ1つの解はない。
したがって、これらの方程式を解くために、反復試験・
エラー処理を使用する。上述の例では、該処理は次のよ
うな段階を含む。Hを設定し(1)式からGを求める。
Fを設定し(2)式からEを求める。Dに対して値を設
定し残りの式(3)〜(5)を解く。
For the equations obtained from the convolution process, there is no single solution because there are more unknowns than the equations.
Therefore, in order to solve these equations,
Use error handling. In the above example, the process includes the following steps. H is set and G is obtained from equation (1).
F is set, and E is obtained from equation (2). A value is set for D, and the remaining equations (3) to (5) are solved.

【0043】こうして解が求まると、得られたフィルタ
の周波数応答をモデル化し、その減衰特性を観測してそ
れが容認できるかどうかを調べる。その周波数応答が容
認できない場合は、ユーザが設定する1以上の可変値
(例えば、H,F又はD)を変更して上記の技法を繰返
す。これらの値の1つを設定して繰返している中に、方
程式の特定の解への収束を可能とする1つの傾向が容易
に検知されることが分かった。ただし、必ずしも丁度よ
い解があるとは限らない点に注意すべきである。また、
極端に大きい係数を発生することも非常に容易である
が、それは実際の実施には向かない。この点に関して、
第1フィルタが2/3,3/4のような簡単な分数の1
/2ナイキスト応答をもつ場合、第2フィルタの係数は
概してもっと簡単になることが判明した。第2フィルタ
の係数は、第1フィルタの係数、特にその外側のものに
大きく左右される。また、第2フィルタのタップ次数と
第1フィルタのタップ次数との差が増すにつれ、程よい
解への収束傾向を見出すのが次第に難しくなる。
When the solution is obtained in this way, the frequency response of the obtained filter is modeled, and its attenuation characteristic is observed to check whether it is acceptable. If the frequency response is unacceptable, change one or more variable values (eg, H, F or D) set by the user and repeat the above technique. It has been found that, while setting and iterating over one of these values, one trend that allows convergence to a particular solution of the equation is easily detected. However, it should be noted that there is not always a good solution. Also,
It is very easy to generate extremely large coefficients, but it is not suitable for practical implementation. In this regard,
The first filter is a simple fraction 1 such as 2/3, 3/4
It has been found that with a / 2 Nyquist response, the coefficients of the second filter are generally simpler. The coefficients of the second filter largely depend on the coefficients of the first filter, especially those outside it. Also, as the difference between the tap order of the second filter and the tap order of the first filter increases, it becomes increasingly difficult to find a tendency to converge to a suitable solution.

【0044】しかし、上述の技法を用いることにより、
非常に有用な本発明フィルタ装置を決定できることに注
目されたい。次に、このようなフィルタの具体例につい
て述べる。図9〜11に、それらのフィルタのフィルタ
応答特性を示す。
However, by using the technique described above,
Note that very useful inventive filter devices can be determined. Next, a specific example of such a filter will be described. 9 to 11 show filter response characteristics of those filters.

【0045】図9に、第1のフィルタ装置のフィルタ対
に対する周波数応答を示す。それらの周波数応答を発生
するフィルタは、次のとおりである。 (第1フィルタ) 10,4,−1 (Σ=16,1/2ナイキスト=0,
ナイキスト=0) (第2フィルタ) 272,135,−20,−16,4,1(Σ=48
0,1/2ナイキスト=320,ナイキスト=0)
FIG. 9 shows the frequency response of the first filter device to the filter pair. The filters that generate their frequency response are as follows. (First filter) 10,4, -1 (−1 = 16,1 / 2 Nyquist = 0,
Nyquist = 0) (second filter) 272, 135, -20, -16, 4, 1 (1 = 48
0, 1/2 Nyquist = 320, Nyquist = 0)

【0046】図10に、第2のフィルタ装置のフィルタ
対に対する周波数応答を示す。それらの周波数応答を発
生するフィルタは、次のとおりである。 (第1フィルタ) 38,18,−4,−2,1(Σ=64,1/2ナイキ
スト=48,ナイキスト=0) (第2フィルタ) 1924,992,−140,−139,46,13,
−4,−2(Σ=3456,1/2ナイキスト=230
4,ナイキスト=0)。
FIG. 10 shows the frequency response of the second filter device to the filter pair. The filters that generate their frequency response are as follows. (First filter) 38, 18, -4, -2, 1 (Σ = 64, 1/2 Nyquist = 48, Nyquist = 0) (Second filter) 1924, 992, -140, -139, 46, 13 ,
−4, −2 (Σ = 3456, ナ イ Nyquist = 230)
4, Nyquist = 0).

【0047】図11に、第3のフィルタ装置のフィルタ
対に対する周波数応答を示す。それらの周波数応答を発
生するフィルタは、次のとおりである。 (第1フィルタ) 142,76,−11,−14,5,2,−1(Σ=2
56,1/2ナイキスト=176,ナイキスト=0) (第2フィルタ) 9628,4932,−906,−779,364,8
9,−54,−21,6,3(Σ=16896,1/2
ナイキスト=12288,ナイキスト=0)。
FIG. 11 shows the frequency response of the third filter device to the filter pair. The filters that generate their frequency response are as follows. (First filter) 142, 76, -11, -14, 5, 2, -1 (Σ = 2
56,1 / 2 Nyquist = 176, Nyquist = 0) (Second filter) 9628,4932, -906, -779,364,8
9, −54, −21, 6, 3 (Σ = 16896, 1/2)
Nyquist = 12288, Nyquist = 0).

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によるフィルタ装置は、完全な再
構成及び直線位相を与えるので、デジタル画像信号の処
理に用いて好適である。デシメーション・フィルタは、
送信などのため画像信号をビデオ記憶媒体に記憶処理す
るのに用いられ、インタポーレーション・フィルタは、
該記憶媒体から原画像信号を再構成したり又は続いて送
信したりするのに用いられる。
The filter device according to the invention provides perfect reconstruction and linear phase and is therefore suitable for processing digital image signals. The decimation filter is
Used to store the image signal in a video storage medium for transmission or the like, the interpolation filter
It is used to reconstruct or subsequently transmit the original image signal from the storage medium.

【0049】要約すると、第1フィルタは、簡単な低域
フィルタ設計ソフトウェアにより容易に決めうる、−3
dBに近似する1/2ナイキスト応答をもつものであ
る。第2フィルタもまた、結果として−3dBに近い1
/2ナイキスト応答をもつ。第2フィルタのタップ群
は、エイリアス除去をよくするために第1フィルタより
数要素長く設定するのがよい。
In summary, the first filter can be easily determined by simple low-pass filter design software, -3
It has a 1/2 Nyquist response approximating to dB. The second filter also has a resulting 1 close to -3 dB.
/ 2 Nyquist response. The tap group of the second filter is preferably set to be longer than the first filter by several elements in order to improve alias removal.

【0050】通常、第1フィルタは、例えばソニーCX
D2200ICチップのような単一のFIRデジタルフ
ィルタ・チップによって実現しうる。第2フィルタは一
般により高い分解係数を必要とするが、これは、2つの
CXD2200チップを並列で、1つは低次ビットに、
1つは高次ビットに使用し、その出力を加算器で合計す
ることにより達成できる。これらのフィルタは一般に、
データ減少の目的に適用することができる。
Normally, the first filter is, for example, a Sony CX
It can be implemented with a single FIR digital filter chip such as a D2200 IC chip. The second filter generally requires a higher decomposition factor, which means that two CXD2200 chips are in parallel, one for lower order bits,
One can be achieved by using the higher order bits and summing the outputs with an adder. These filters are generally
Can be applied for data reduction purposes.

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

【図1】帯域分割符号化用フィルタ装置の簡単な例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a simple example of a filter device for band division encoding.

【図2】8帯域に分割した帯域分割符号化用フィルタ装
置の例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a filter device for band division coding divided into eight bands.

【図3】2分割帯域フィルタの特性を示す曲線図であ
る。
FIG. 3 is a curve diagram showing characteristics of a two-divided bandpass filter.

【図4】第1のタイプの第1及び第2フィルタの応答特
性の例1を示す曲線図である。
FIG. 4 is a curve diagram showing a first example of response characteristics of the first and second filters of the first type.

【図5】第1のタイプの第1及び第2フィルタの応答特
性の例2を示す曲線図である。
FIG. 5 is a curve diagram showing a second example of response characteristics of the first and second filters of the first type;

【図6】第1のタイプの第1,第2フィルタ及びその積
に対する応答特性の例3を示す曲線図である。
FIG. 6 is a curve diagram showing a third example of response characteristics to first and second filters of the first type and their products.

【図7】上記第1タイプのフィルタの作成を説明するた
めの図表である。
FIG. 7 is a chart for explaining creation of the first type of filter.

【図8】下記第2タイプのフィルタの作成を説明するた
めの図表である。
FIG. 8 is a table for explaining creation of a second type of filter described below.

【図9】本発明による第2のタイプの第1及び第2フィ
ルタの応答特性の例1を示す曲線図である。
FIG. 9 is a curve diagram showing a first example of response characteristics of the first and second filters of the second type according to the present invention.

【図10】本発明による第2のタイプの第1及び第2フ
ィルタの応答特性の例2を示す曲線図である。
FIG. 10 is a curve diagram showing a second example of response characteristics of the first and second filters of the second type according to the present invention.

【図11】本発明による第2のタイプの第1及び第2フ
ィルタの応答特性の例3を示す曲線図である。
FIG. 11 is a curve diagram showing a third example of response characteristics of the first and second filters of the second type according to the present invention.

【図12】本発明フィルタ装置の応用例を示すブロック
図である。
FIG. 12 is a block diagram showing an application example of the filter device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 低域通過デシメーション・フィルタ 14 低域通過インタポーレーション・フィルタ 16 高域通過デシメーション・フィルタ 18 高域通過インタポーレーション・フィルタ 12 low pass decimation filter 14 low pass interpolation filter 16 high pass decimation filter 18 high pass interpolation filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−56490(JP,A) 特開 平4−352582(JP,A) 特開 平4−343577(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 7/24 - 7/68 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-56490 (JP, A) JP-A-4-352582 (JP, A) JP-A-4-343577 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/91-5/956 H04N 7/ 24-7/68

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 完全な再構成を与えるように整合された
1対の直線位相FIRデシメーション・フィルタ及びイ
ンターポレーション・フィルタを有する帯域分割符号化
用フィルタ装置であって、 上記1対のフィルタの一方である第1フィルタは、整数
のタップ係数をもつ所定のタイプのものであり、 上記1対のフィルタの他方である第2フィルタは、上記
第1フィルタよりタップが少なくとも1対以上多いもの
であり、かつ、その一組のタップ係数のうち一部が試行
錯誤的に設定された値によって定められ、残る部分のタ
ップ係数が上記第1及び第2フィルタの畳み込みによっ
て形成される2分割帯域フィルタのゼロ項から導出され
る1組の連立方程式を上記一部のタップ係数を用いて解
くことにより定められたものであることを特徴とする帯
域分割符号化用フィルタ装置。
1. A filter device for band division coding comprising a pair of linear phase FIR decimation filters and an interpolation filter matched to provide perfect reconstruction, comprising: One of the first filters is of a predetermined type having an integer tap coefficient, and the other of the pair of filters is a second filter having at least one more taps than the first filter. A two-part band-pass filter in which a part of the set of tap coefficients is determined by a value set by trial and error, and the remaining tap coefficients are formed by convolution of the first and second filters. Characterized by being solved by solving a set of simultaneous equations derived from the zero term of Band division encoding filter device.
【請求項2】 請求項1に記載のフィルタ装置におい
て、 上記一組のタップ係数のうち一部のタップ係数は、当該
一部のタップ係数の値を試行錯誤的に可変する際に、モ
デル化された上記第2フィルタの応答特性に現れる変化
を基に設定することを特徴とするフィルタ装置。
2. The filter device according to claim 1, wherein a part of the set of tap coefficients is modeled when the value of the part of the tap coefficients is changed by trial and error. A filter device, wherein the setting is made based on a change appearing in a response characteristic of the second filter.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のフィルタ装置に
おいて、上記第1フィルタが上記デシメーション・フィ
ルタであり、上記第2フィルタが上記インターポレーシ
ョン・フィルタであることを特徴とするフィルタ装置。
3. The filter device according to claim 1, wherein the first filter is the decimation filter, and the second filter is the interpolation filter.
【請求項4】 請求項1又は2に記載のフィルタ装置に
おいて、上記第1フィルタが上記インターポレーション
・フィルタであり、上記第2フィルタが上記デシメーシ
ョン・フィルタであることを特徴とするフィルタ装置。
4. The filter device according to claim 1, wherein the first filter is the interpolation filter, and the second filter is the decimation filter.
【請求項5】 請求項1乃至4の何れか1つに記載のフ
ィルタ装置において、 高周波数帯域に対応する1対の整合したデシメーション
・フィルタ及びインターポレーション・フィルタと、 低周波数帯域に対応する1対の整合したデシメーション
・フィルタ及びインターポレーション・フィルタとを備
え、 上記高周波数帯域及び低周波数帯域に対応するデシメー
ション・フィルタは、それぞれ入力サンプルの共通スト
リームを受け入れる入力を有し、 上記高周波数帯域及び低周波数帯域に対応するインター
ポレーション・フィルタは、それぞれこれらより出力さ
れる信号を合成する手段に接続された出力を有すること
を特徴とするフィルタ装置。
5. The filter device according to claim 1, wherein a pair of matched decimation filters and interpolation filters corresponding to a high frequency band, and a pair corresponding to a low frequency band. A pair of matched decimation and interpolation filters, the decimation filters corresponding to the high and low frequency bands each having an input for receiving a common stream of input samples; A filter device, wherein the interpolation filters corresponding to the band and the low-frequency band each have an output connected to a means for synthesizing signals output from these.
【請求項6】 完全な再構成を与えるように整合する1
対の直線位相FIRデシメーション・フィルタ及びイン
ターポレーション・フィルタの構成方法であって、 上
記1対のフィルタの他方である第2フィルタが、上記1
対のフィルタの一方である第1フィルタよりタップ数が
少なくとも1対以上多いものとする場合に、以下の各ス
テップを含むことを特徴とするフィルタ構成方法。 (a)上記第1フィルタに対するタップ係数を設定する
こと、 (b)上記第1フィルタとタップ係数が未定の第2フィ
ルタとの畳み込みによって形成される2分割帯域フィル
タのゼロ項を用いて1組の連立方程式を導出すること、 (c)下記(c)(i)及び(c)(ii)のステップ
を繰り返して上記連立方程式の組に対する解を求め、上
記第2フィルタの一組のタップ係数を導出すること、 (c)(i)上記第2フィルタの一組のタップ係数のう
ち一部のタップ係数の値を設定すること、 (c)(ii)上記値が設定された一部のタップ係数を
用いて上記連立方程式を解き、上記第2フィルタの残る
部分のタップ係数を求めること、 (d)上記ステップ(c)の結果を用いて、上記第2フ
ィルタの一組のタップ係数を設定すること。
6. Matching 1 to give perfect reconstruction
A method of configuring a pair of linear phase FIR decimation filters and interpolation filters, wherein the second filter, which is the other of the pair of filters, includes
A filter configuration method comprising the following steps when the number of taps is at least one pair greater than the first filter that is one of a pair of filters. (A) setting tap coefficients for the first filter; (b) one set using a zero term of a two-band filter formed by convolution of the first filter with a second filter whose tap coefficients are undetermined (C) repeating the following steps (c) (i) and (c) (ii) to find a solution to the set of simultaneous equations, and a set of tap coefficients of the second filter (C) (i) setting values of some tap coefficients of the set of tap coefficients of the second filter; (c) (ii) setting of some of the set tap coefficients. Solving the simultaneous equations using tap coefficients to obtain tap coefficients of the remaining portion of the second filter; (d) using the result of the step (c) to calculate a set of tap coefficients of the second filter; To set.
【請求項7】 請求項6に記載のフィルタ構成方法にお
いて、上記(c)のステップが更に、以下のステップを
含むことを特徴とするフィルタ構成方法。(c)(ii
i)第2フィルタの応答特性をモデル化すること、 (c)(iv)上記値が設定された一部のタップ係数を
試行錯誤的に可変する際の上記第2フィルタの応答特性
に現れる変化を求めること。
7. The method according to claim 6, wherein the step (c) further includes the following step. (C) (ii
i) modeling the response characteristic of the second filter; (c) (iv) a change appearing in the response characteristic of the second filter when some of the tap coefficients for which the above values are set are varied by trial and error. To ask.
【請求項8】 請求項6又は7に記載のフィルタ構成方
法において、 上記第1フィルタが上記デシメーション・フィルタであ
り、上記第2フィルタが上記インターポレーション・フ
ィルタであることを特徴とするフィルタ構成方法。
8. The filter configuration according to claim 6, wherein the first filter is the decimation filter, and the second filter is the interpolation filter. Method.
【請求項9】 請求項6又は7に記載のフィルタ構成方
法において、 上記第1フィルタが上記インターポレーション・フィル
タであり、 上記第2フィルタが上記デシメーション・フィルタであ
ることを特徴とするフィルタ構成方法。
9. The filter configuration according to claim 6, wherein the first filter is the interpolation filter, and the second filter is the decimation filter. Method.
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