JPH05283979A - Fir type filter - Google Patents

Fir type filter

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JPH05283979A
JPH05283979A JP10881392A JP10881392A JPH05283979A JP H05283979 A JPH05283979 A JP H05283979A JP 10881392 A JP10881392 A JP 10881392A JP 10881392 A JP10881392 A JP 10881392A JP H05283979 A JPH05283979 A JP H05283979A
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multiplier
coefficient
iir
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敦 菊池
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Abstract

PURPOSE:To save necessary number of memory in a thinning filer and a rate conversion filer for which a FIR filter is used. CONSTITUTION:When the thinning of 4 (=m):1 is performed by a 12th (=n) order FIR filter, a shift register 1 shifting factors a0 to a12 is provided and an IIR section is connected respectively with every 4 taps of the shift registers 1. The output of the IIR section is successively selected by a rotary selector S and output data yk is taken out from the rotary selector S. Each IIR section is composed of multipliers multiplying input data xk by the factors alpha0, alpha1, alpha2, a memory delaying the output of the multipliers and an adder adding the output of the memory and the output of the multipliers. Further, in the IIR section, switches SW0 to SW2 selectively supplying the output from the adder and the output from the multipliers to the memory are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、FIR型フィルタに
関し、特に、必要なメモリ量が低減されたFIR型フィ
ルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FIR type filter, and more particularly to an FIR type filter in which a required memory amount is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】FIR型フィルタとして、図1に示す非
巡回型のものが知られている。図において、三角形のブ
ロックが乗算器を表し、四角形のブロックがDの遅延量
のメモリを表し、丸のブロックが加算器を表す。これら
のブロックの表記は、以下の説明でも同様である。この
図1のFIR型フィルタが下記の式で表される出力yk
を発生することは良く知られている。
2. Description of the Related Art As a FIR filter, a non-recursive filter shown in FIG. 1 is known. In the figure, a triangular block represents a multiplier, a rectangular block represents a memory having a delay amount of D, and a circular block represents an adder. The notation of these blocks is the same in the following description. The FIR type filter of FIG. 1 has an output y k represented by the following equation.
Is well known to occur.

【0003】[0003]

【数1】 [Equation 1]

【0004】このように、従来の非巡回型の構成のn次
のFIR型フィルタでは、n個のメモリが必要であっ
た。これに対してコンボリューションの途中結果だけを
記憶する巡回型の構成を用いることによって、m:1の
間引きを行う時に、メモリをn/mに節減できる方法が
提案されている。この巡回型の構成は、下記の数式で表
される出力を発生する。
As described above, the n-th order FIR type filter of the conventional non-recursive structure requires n memories. On the other hand, a method has been proposed in which a memory can be reduced to n / m when performing m: 1 decimation by using a cyclic configuration that stores only the intermediate result of convolution. This cyclic configuration produces an output represented by the following equation.

【0005】[0005]

【数2】 [Equation 2]

【0006】wk は、図2に示すような時変係数の巡回
型回路で構成できる。すなわち、時刻k−nでメモリを
リセット(クリア)し、且つ乗算器係数αをα=an
し、乗算結果an k-n をメモリに取り込む。以下、時
刻k迄、αを下記のように変化させながら、巡回演算を
行う。
The w k can be composed of a cyclic circuit having time-varying coefficients as shown in FIG. That is, the memory is reset (cleared) at time k−n, the multiplier coefficient α is set to α = a n , and the multiplication result a n x kn is taken into the memory. Thereafter, until time k, cyclic calculation is performed while changing α as follows.

【0007】k+1の時刻から再び上述と同様に、αを
n からa0 迄変えながら演算すると、 wk+n =a0 k+n +a1 k+n-1 +a2 k+n-2 +・・・・+an k+1 が得られる。
From the time of k + 1, again, when α is changed from a n to a 0 in the same manner as described above, w k + n = a 0 x k + n + a 1 x k + n-1 + a 2 x k + n-2 + ... + a n x k + 1 is obtained.

【0008】一方、出力は、 yk =wkk+n =wk+nk+2n=wk+2n ・・・・・ のように、n個おきの出力が1組の巡回型構成で得られ
る。
On the other hand, as for the output, y k = w k y k + n = w k + n y k + 2n = w k + 2n ... Obtained in a mold configuration.

【0009】また、FIR型フィルタとして係数が対称
のものが知られている。非巡回型の従来の構成では、図
3に示す非巡回型構成を図4に示す構成に変形すること
によって、乗算器の数を減少できる。
As a FIR type filter, one having a symmetrical coefficient is known. In the conventional non-cyclic configuration, the number of multipliers can be reduced by modifying the non-cyclic configuration shown in FIG. 3 into the configuration shown in FIG.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】先に提案されている巡
回型の構成によりメモリを節減するものは、コンボリュ
ーションの数式を変更しており、二つの乗算器を必要と
し、乗算回数が増える問題があった。
The previously proposed recursive configuration that saves memory changes the convolution formula, requires two multipliers, and increases the number of multiplications. was there.

【0011】従って、この発明の目的は、巡回型の構成
でメモリを節減することができるとともに、乗算器およ
び乗算回数を従来と同等とできるFIR型フィルタを提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a FIR type filter which can save memory with a cyclic structure and which can make the multiplier and the number of multiplications equal to those in the conventional case.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数
の係数が循環的にシフトされるシフトレジスタと、入力
ディジタル信号とシフトレジスタからの係数とを乗算す
る複数のIIRセクションと、IIRセクションの出力
を順次選択するロータリ・セレクタとからなり、IIR
セクションは、入力ディジタル信号とシフトレジスタか
らの係数とを乗算する乗算器と、乗算器の出力を遅延す
るメモリと、メモリの出力を乗算器の出力に加算する加
算器とからなり、さらにIIRセクションは、加算器か
らの出力と乗算器からの出力とを、メモリに選択的に供
給するスイッチとからなるFIR型フィルタである。
According to a first aspect of the present invention, a shift register in which a plurality of coefficients are cyclically shifted, a plurality of IIR sections for multiplying an input digital signal by a coefficient from the shift register, and an IIR section are provided. Comprised of a rotary selector that sequentially selects the section output, and IIR
The section comprises a multiplier that multiplies the input digital signal and the coefficient from the shift register, a memory that delays the output of the multiplier, and an adder that adds the output of the memory to the output of the multiplier. Is an FIR filter including a switch that selectively supplies the output from the adder and the output from the multiplier to the memory.

【0013】請求項2の発明は、シフトレジスタは複数
のIIRセクションに対応する複数のシフトレジスタか
らなり、各IIRセクションに対して、対応する係数を
循環的に供給するFIR型フィルタである。
According to a second aspect of the present invention, the shift register is a FIR type filter which comprises a plurality of shift registers corresponding to a plurality of IIR sections and cyclically supplies corresponding coefficients to each IIR section.

【0014】請求項3の発明は、IIRセクションの少
なくとも一つは、入力ディジタル信号とシフトレジスタ
からの係数とを乗算する乗算器と、乗算器の出力を遅延
するメモリと、メモリの出力を乗算器の出力に加算する
加算器と、加算器からの出力と乗算器からの出力とを、
メモリに選択的に供給するスイッチとからなり、他のI
IRセクションは、入力ディジタル信号とシフトレジス
タからの係数とを乗算する乗算器と、乗算器の出力を遅
延するメモリと、メモリの出力を乗算器の出力に加算す
る加算器とからなるFIR型フィルタである。
According to a third aspect of the present invention, at least one of the IIR sections has a multiplier for multiplying an input digital signal by a coefficient from a shift register, a memory for delaying an output of the multiplier, and a multiplier for multiplying an output of the memory. The output from the adder and the output from the adder and the multiplier,
A switch for selectively supplying to the memory,
The IR section is a FIR type filter including a multiplier that multiplies an input digital signal by a coefficient from a shift register, a memory that delays the output of the multiplier, and an adder that adds the output of the memory to the output of the multiplier. Is.

【0015】[0015]

【作用】間引きあるいはレート変換を行う時に、必要と
するメモリ量を節減でき、時間方向の処理の際のフレー
ムメモリあるいは垂直方向の処理の際のラインメモリを
節減できる。また、IIRセクションには、一つの乗算
器を設ければ良く、ハードウエアを簡単とできる。
When the thinning-out or the rate conversion is performed, the required memory amount can be saved, and the frame memory for the processing in the time direction or the line memory for the processing in the vertical direction can be saved. Further, the IIR section only needs to be provided with one multiplier, and the hardware can be simplified.

【0016】[0016]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。先に提案されている図2に示す巡回型
構成によって、n個おきの出力が得られる。図5に示す
n次のフィルタの例は、上述の演算を実現し、さらに、
これらの間の出力を含む出力yk を得ることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. With the previously proposed cyclic configuration shown in FIG. 2, every nth output is obtained. The example of the nth-order filter shown in FIG. 5 realizes the above calculation, and further,
The output y k can be obtained, including the output between them.

【0017】図5において、1は、係数を循環的に乗算
器に対して与えるためのシフトレジスタである。この係
数がn組のIIRセクションにそれぞれ含まれる乗算器
に供給される。このn組のIIRセクションの出力がロ
ータリセレクタ(あるいはマルチプレクサ)Sの入力端
子s0、s1、・・・、snにそれぞれ供給される。ロ
ータリセレクタSから出力yk が取り出される。この図
5の構成では、シフトレジスタ1に格納されている係数
を1クロック毎にシフトし、ロータリセレクタSの選択
を1クロック毎にシフトし、ロータリセレクタSで選択
された回路のメモリをリセットすることにより、出力y
k が得られる。
In FIG. 5, reference numeral 1 is a shift register for cyclically giving a coefficient to a multiplier. This coefficient is supplied to the multipliers included in each of the n sets of IIR sections. The outputs of the n sets of IIR sections are supplied to the input terminals s0, s1, ..., Sn of the rotary selector (or multiplexer) S, respectively. The output y k is taken out from the rotary selector S. In the configuration shown in FIG. 5, the coefficient stored in the shift register 1 is shifted every one clock, the selection of the rotary selector S is shifted every one clock, and the memory of the circuit selected by the rotary selector S is reset. Output y
k is obtained.

【0018】ここで、(n=4)のFIR型フィルタの
場合の出力は、 yk =a0 k +a1 k-1 +a2 k-2 +a3 k-3 +a4 k-4 である。この例では、5組のIIRセクションのメモリ
の内容w0 〜w4 が図6に示すように変化する。メモリ
の内容w0 〜w4 は、出力が取り出されるタイミングで
リセットされる。
[0018] Here, the output in the case of the FIR type filter (n = 4) is, y k = a 0 x k + a 1 x k-1 + a 2 x k-2 + a 3 x k-3 + a 4 x k -4 . In this example, the memory contents w 0 to w 4 of the five sets of IIR sections change as shown in FIG. The contents w 0 to w 4 of the memory are reset at the timing when the output is taken out.

【0019】出力系列は、下記のものである。 y4 =w0,3 +a0 4 ,w0,4 =0,w0,5 =a4 5 5 =w1,4 +a0 5 ,w1,5 =0,w1,6 =a4 6 6 =w2,5 +a0 6 ,w2,6 =0,w2,7 =a4 7 7 =w3,6 +a0 7 ,w3,7 =0,w3,8 =a4 8 8 =w4,7 +a0 8 ,w4,8 =0,w4,9 =a4 9 出力y9 は、w0 が格納されていたメモリがリセットさ
れた後に、このメモリに格納されていたデータを用い
て、 y9 =w0,3 +a0 9 ・・・以下同様・・・・ で与えられる。
The output sequence is as follows. y 4 = w 0,3 + a 0 x 4 , w 0,4 = 0, w 0,5 = a 4 x 5 y 5 = w 1,4 + a 0 x 5 , w 1,5 = 0, w 1, 6 = a 4 x 6 y 6 = w 2,5 + a 0 x 6, w 2,6 = 0, w 2,7 = a 4 x 7 y 7 = w 3,6 + a 0 x 7, w 3,7 = 0, w 3,8 = a 4 x 8 y 8 = w 4,7 + a 0 x 8, w 4,8 = 0, w 4,9 = a 4 x 9 output y 9 is, w 0 is stored After the existing memory is reset, the data stored in this memory is used to give y 9 = w 0,3 + a 0 x 9 ... And so on.

【0020】さらに、この発明によって対称係数フィル
タを構成する場合、タイミング制御を工夫して、巡回ル
ープを減らすことができる。図7は、図6において(a
0 =a4 、a1 =a3 )としたものである。すなわち、
出力y4 は、時刻t4 におけるメモリの内容w0 とa0
4 の和として与えられる。この時にw4 に記憶される
値もa0 4 であるから、w0 の出力を読み出した後に
0 4 を加えるようにすれば、メモリw4 が不要とな
り、IIRセクションの一組を省くことができる。但
し、時刻t4 においてt3 迄に記憶されていた値の読み
出しとa0 4 の書き込みを行う必要があるので、回路
には2倍程度の高速動作が要求される。
Further, when the symmetrical coefficient filter is constructed according to the present invention, it is possible to reduce the number of cyclic loops by devising the timing control. FIG. 7 corresponds to (a in FIG.
0 = a 4 , a 1 = a 3 ). That is,
The output y 4 is the contents w 0 and a 0 of the memory at time t 4 .
Given as the sum of x 4 . At this time, the value stored in w 4 is also a 0 x 4 , so if a 0 x 4 is added after reading the output of w 0 , the memory w 4 becomes unnecessary and a set of IIR sections can be created. It can be omitted. However, since it is necessary to read the value stored up to t 3 and write a 0 x 4 at the time t 4 , the circuit is required to operate at twice as high speed.

【0021】より具体的には、t4 の間にw0 をリセッ
トし、その後a0 4 の値が確定してからロードすする
か、あるいは図8に示すように、スイッチSW0 〜SW
3 を設け、t4 の区間の後半でa0 4 をメモリにロー
ドするようになされる。図8および以下に説明するブロ
ック図では、メモリに対するリセット信号供給路が省略
されている。
More specifically, w 0 is reset during t 4 and then loaded after the value of a 0 x 4 is fixed, or, as shown in FIG. 8, switches SW 0 to SW.
3 is provided and a 0 x 4 is loaded into the memory in the latter half of the interval of t 4 . In FIG. 8 and the block diagrams described below, the reset signal supply path to the memory is omitted.

【0022】図9は、(n=12、13タップ)で入力
データ系列xk を4:1に間引く時の計算処理を示す。
入力データ系列中のx0 、x4 、x8 、x16、x20、・
・・のタイミングで出力データ系列yk の値を形成す
る。すなわち、出力データ系列yk は、 yk =a0 k +a1 k-1 +・・・+a12k-12
FIG. 9 shows a calculation process when the input data series x k is thinned out to 4: 1 by (n = 12, 13 taps).
X 0 , x 4 , x 8 , x 16 , x 20 , ... in the input data series
The value of the output data series y k is formed at the timing of. That is, the output data series y k is y k = a 0 x k + a 1 x k-1 + ... + a 12 x k-12

【0023】一例として、x12の時の計算は、 yk =w0 +a0 121 =w1 +a4 122 =w2 +a8 120 = a1212 As an example, the calculation when x 12 is: y k = w 0 + a 0 x 12 w 1 = w 1 + a 4 x 12 w 2 = w 2 + a 8 x 12 w 0 = a 12 x 12

【0024】x13の時の計算は、 w1 =w1 +a3 132 =w2 +a7 130 =w0 +a1113 The calculation at the time of x 13 is: w 1 = w 1 + a 3 x 13 w 2 = w 2 + a 7 x 13 w 0 = w 0 + a 11 x 13

【0025】x14の時の計算は、 w1 =w1 +a2 142 =w2 +a6 140 =w0 +a1014 The calculation at the time of x 14 is as follows: w 1 = w 1 + a 2 x 14 w 2 = w 2 + a 6 x 14 w 0 = w 0 + a 10 x 14

【0026】x15の時の計算は、 w1 =w1 +a1 152 =w2 +a5 150 =w0 +a9 15 The calculation for x 15 is as follows: w 1 = w 1 + a 1 x 15 w 2 = w 2 + a 5 x 15 w 0 = w 0 + a 9 x 15

【0027】x16の時の計算は、 yk+1 =w1 +a0 162 =w2 +a0 160 =w3 +a8 161 = a1216 The calculation at the time of x 16 is y k + 1 = w 1 + a 0 x 16 w 2 = w 2 + a 0 x 16 w 0 = w 3 + a 8 x 16 w 1 = a 12 x 16

【0028】この図9に示す演算を実現する構成を図1
0に示す。これは、基本的に図8に構成と同様のもので
あるが、間引きフィルタであるため、係数が格納された
シフトレジスタ1に対して、4個のタップ毎に演算回路
が接続される。
FIG. 1 shows a configuration for realizing the calculation shown in FIG.
It shows in 0. Although this is basically the same as the configuration in FIG. 8, since it is a thinning filter, an arithmetic circuit is connected to the shift register 1 in which the coefficients are stored, for every four taps.

【0029】また、係数対称の場合、すなわち、(a0
=a12、a1 =a11、a2 =a10、a3 =a9 、a4
8 、a5 =a7 )の場合では、下記のような動作がな
される。
In the case of coefficient symmetry, that is, (a 0
= A 12 , a 1 = a 11 , a 2 = a 10 , a 3 = a 9 , a 4 =
In the case of a 8, a 5 = a 7 ), operation is performed as follows.

【0030】以上のように、間引きフィルタでは、非巡
回型構成よりも巡回型構成の方が回路構成が簡単にな
り、また、n次のFIRフィルタでm:1に間引くとき
は、フィルタの出力をm個おきに取り出せば良い。さら
に、巡回型構成による場合にも種々の形があるが、いず
れにしても、対称係数フィルタで、〔n/2〕+1個の
乗算器と、n個の加算器と、n個のメモリが必要とされ
る。巡回型構成によれば、m個おきに出力を取り出せば
良いので、〔n/m〕+1組の巡回型回路で実現でき
る。
As described above, in the decimation filter, the circuit configuration is simpler in the recursive configuration than in the non-recursive configuration, and when the nth-order FIR filter is thinned to m: 1, the output of the filter is reduced. You can take out every m. Further, although there are various forms in the case of the cyclic structure, in any case, the symmetric coefficient filter has [n / 2] +1 multipliers, n adders, and n memories. Needed. According to the cyclic configuration, since it is sufficient to take out the output every m, it can be realized by [n / m] +1 set of cyclic circuits.

【0031】次に、この発明をサンプリングレートの変
換に対して適用した幾つかの例について説明する。以下
に述べるものは、サンプリングレートをm:pに変換す
るもので、(m>p)のみならず、(m<p)(但し、
m≠1)の場合でも、レート変換を行うことができる。
Next, some examples in which the present invention is applied to the conversion of the sampling rate will be described. The following is to convert the sampling rate to m: p, and not only (m> p) but (m <p) (however,
Even when m ≠ 1), rate conversion can be performed.

【0032】m:pのサンプリングレート変換を行うに
は、まず、レートをp倍に補間し、その後にm個おきの
出力を取り出す間引きを行う。その結果、サンプリング
レートは、元のレートのp/m倍になる。今、n次(n
+1タップ)のフィルタによってp/mのレート変換を
行う際の計算順序について考える。但し、係数対称フィ
ルタを想定する。
In order to convert the m: p sampling rate, first, the rate is interpolated by a factor of p, and then thinning is performed to extract every mth output. As a result, the sampling rate is p / m times the original rate. Now, n order (n
Consider the calculation order when p / m rate conversion is performed by a (+1 tap) filter. However, a coefficient symmetric filter is assumed.

【0033】より具体的に、15(=n)次フィルタに
より3(=m):4(=p)のレート変換を行う場合に
ついて説明する。この例では、図11に示す計算のよう
に、入力データ系列を4倍のレートに変換し、3個おき
に値を取り出す処理がなされ、これは、図12の構成で
実現できる。IIRセクションの数は、図12のシフト
レジスタ1のたて方向にいくつ行くとメモリがあくかを
考えて定められる。一般的にIIRセクション(ストア
するためのメモリの数)は、nとmとを用いて下記の式
で表される。
More specifically, the case where the rate conversion of 3 (= m): 4 (= p) is performed by the 15 (= n) th order filter will be described. In this example, as in the calculation shown in FIG. 11, the input data series is converted to a rate four times higher and the value is taken out every three bits. This can be realized by the configuration in FIG. The number of IIR sections is determined in consideration of the number of IIR sections in the vertical direction of the shift register 1 shown in FIG. Generally, the IIR section (the number of memories to store) is represented by the following equation using n and m.

【0034】ms =〔(n−1)/m+1〕 〔 〕は、ガウスのかっこ式で、その数を超えない最大
の整数を表す。
M s = [(n-1) / m + 1] [] is a Gaussian parenthesized expression and represents the maximum integer not exceeding that number.

【0035】この図11の例では、(n=15)であ
り、(n=13、14、15)の時には、 〔(n−1)/3+1〕=5 である。
In the example of FIG. 11, (n = 15), and when (n = 13, 14, 15), [(n-1) / 3 + 1] = 5.

【0036】各IIRセクションの係数ai の番号i
は、xk のkが1つ増える毎に、4(=p)づつ小さく
なっている。また、各IIRセクションのwj のjが一
つ増えるごとに、3(=m)ずつ大きくなっている。
The number i of the coefficient a i of each IIR section
Is reduced by 4 (= p) each time k of x k is increased. Also, as j of w j of each IIR section increases by 1, it increases by 3 (= m).

【0037】次に、フィルタの次数をn1 にする。 n1 =m×ms1 がnより大きいときは、an+1 〜an1の値を0にす
る。nがmで割り切れるときは、n1 とnとが等しくな
る。
Next, the filter order is set to n 1 . When n 1 = m × m s n 1 is larger than n , the values of a n + 1 to a n1 are set to 0. When n is divisible by m, n 1 and n are equal.

【0038】ここで、0〜ms-1 までのIIRセクショ
ンで使われる係数αj について考えてみる。0番目のI
IRセクションの係数ai は、x0 、x1 、x2 、・・
・、xk に対して、a0 、an1-p、an1-2p 、・・・・
・、an1-kp の値をとる。但し、n1 −kpが0になっ
たとき、スイッチSを介して出力し、新しくデータにa
n1を乗じた値をスイッチSWを横に倒してメモリに貯え
る。n1 >nのときは、メモリをリセットするだけで良
い。
Now consider the coefficient α j used in the IIR section from 0 to m s -1 . 0th I
The coefficients a i of the IR section are x 0 , x 1 , x 2 , ...
.. , x k , a 0 , a n1-p , a n1-2p , ...
., Take values of a n1-kp . However, when n 1 -kp becomes 0, it is output via the switch S and a
The value multiplied by n1 is tilted to the side of the switch SW and stored in the memory. When n 1 > n, it is only necessary to reset the memory.

【0039】0でないj番目のIIRセクションの係数
について考える。j番目のIIRセクションの係数は、
0 、x1 、x2 、・・・に対して、ajm、ajm-p、a
jm-2p 、・・・・・の値をとる。但し、jm−kpがp
より小さくなったなら、スイッチSを介して出力し、メ
モリをリセットする。その後、jm−kpにn1 を加え
てpを引く。
Consider the coefficient of the non-zero jth IIR section. The coefficient of the j-th IIR section is
For x 0 , x 1 , x 2 , ..., A jm , a jm-p , a
It takes the value of jm-2p . However, jm-kp is p
If it becomes smaller, it outputs through switch S and resets the memory. After that, n 1 is added to jm-kp and p is subtracted.

【0040】係数のシフトレジスタ1は、n1 がpで割
り切れるときはそれぞれのIIRセクションにai の一
部分が循環する形で設定される。また、図11の例のよ
うに、n1 がpで割り切れないときは、ai の順序を図
12のように設定し、1本のシフトレジスタとして循環
する。そして、各IIRセクションは、このシフトレジ
スタ1の途中から係数を取り出すようにする。
The coefficient shift register 1 is set up such that when n 1 is divisible by p, a portion of a i circulates in each IIR section. When n 1 is not divisible by p as in the example of FIG. 11, the order of a i is set as shown in FIG. 12 and the shift is performed as one shift register. Then, each IIR section extracts a coefficient from the middle of the shift register 1.

【0041】図12の構成では、各乗算器αj にa0
1 、a2 、a3 が来たときに出力し、a0 のときに
は、スイッチSWj を横に倒して、a0 とxk k 積をメ
モリにストアし、その他のa1 、a2 、a3 のときは、
出力した後にメモリをリセットする。
In the configuration of FIG. 12, each multiplier α j has a 0 ,
When a 1 , a 2 , a 3 come, it outputs, and when it is a 0 , the switch SW j is tilted sideways to store the product of a 0 and x kk in the memory, and the other a 1 , a 2 , when the a 3,
Reset the memory after outputting.

【0042】n次のFIRフィルタの伝達関数を次の式
で表す。
The transfer function of the nth-order FIR filter is expressed by the following equation.

【0043】[0043]

【数3】 [Equation 3]

【0044】図11でも分かるように、上式のプロトタ
イプフィルタに対して、0でない実際のデータ(矢印で
示す)とのコンボリューションが行われるフィルタは、
ポリフェーズフィルタと呼ばれる。m個に間引くとき
は、上式は、m個のポリフェーズフィルタに分けられ
る。すなわち、下記の式でその伝達関数が表される。
As can be seen from FIG. 11, the filter which is convolved with the non-zero actual data (indicated by an arrow) is the prototype filter of the above equation.
It is called a polyphase filter. When thinning out to m, the above equation is divided into m polyphase filters. That is, the transfer function is represented by the following equation.

【0045】[0045]

【数4】 [Equation 4]

【0046】このポリフェーズフィルタに分解された係
数aim+jが各IIRセクションの係数として用いられ
る。
The coefficient a im + j decomposed by this polyphase filter is used as the coefficient of each IIR section.

【0047】nがmで割り切れるときは、例えば(n=
12)次フィルタによって、(4:3)のレート変換を
行うときは、図13の処理がされ、その実現は、図14
の回路でなされる。IIRセクションの個数は、4であ
る。各IIRセクションの係数ai の番号iは、xk
kが一つ増えるごとに4(=p)づつ小さくなってい
る。(n=12)の場合、4で割り切れるからそれぞれ
のIIRセクションでai が別れて循環することができ
る。図14から分かるように、各IIRセクションに
は、常に同じ決まったポリフェーズフィルタの係数使用
される。しかしながら、nがmで割り切れないときは、
図12に示すように、出力した後に前と違うポリフェー
ズフィルタの係数が使用される。なお、図15は、図1
4におけるスイッチSW0 およびSの動作を表してい
る。このスイッチSは、xk のレートの4/3で動作す
る。
When n is divisible by m, for example (n =
12) When the (4: 3) rate conversion is performed by the next filter, the processing of FIG.
Made in the circuit. The number of IIR sections is four. The number i of the coefficient a i of each IIR section decreases by 4 (= p) each time k of x k increases. In the case of (n = 12), since it is divisible by 4, a i can be separately circulated in each IIR section. As can be seen from FIG. 14, the same fixed polyphase filter coefficient is always used for each IIR section. However, when n is not divisible by m,
As shown in FIG. 12, after output, different polyphase filter coefficients are used. Note that FIG. 15 corresponds to FIG.
4 shows the operations of the switches SW 0 and S in FIG. This switch S operates at 4/3 of the rate of x k .

【0048】一般のm:pのレート変換のときの回路を
図16に示す。この回路でIIRセクションの数は、次
式で表される。 ms =〔(n−1)/m+1〕
FIG. 16 shows a circuit for general m: p rate conversion. The number of IIR sections in this circuit is expressed by the following equation. m s = [(n-1) / m + 1]

【0049】各IIRセクションの係数は、図示のよう
に変化する。ここで、0番目のポリフェーズフィルタの
係数が使われたときは、出力の後のスイッチSWj を横
にたおしてxk とa0 (=an )の積をメモリにストア
する。その他のポリフェーズフィルタの係数が使用され
たときは出力した後にメモリにリセットをかけ、次のポ
リフェーズフィルタによるコンボリューションにそなえ
る。
The coefficients of each IIR section change as shown. Here, when the coefficient of the 0th polyphase filter is used, the switch SW j after the output is laid horizontally and the product of x k and a 0 (= a n ) is stored in the memory. When the coefficients of other polyphase filters are used, the memory is reset after outputting, and the convolution by the next polyphase filter is prepared.

【0050】[0050]

【発明の効果】この発明は、間引きあるいはレート変換
を行う時に、巡回型の構成(IIRセクション)を使用
することによって、メモリ数を節減できる。特に、時間
方向の処理では、メモリがフレームメモリであり、ま
た、縦方向の処理では、メモリがラインメモリであり、
これらの個数を節減できる効果が大きく、次数の高いフ
ィルタを構成する時に、ハードウエアの規模を小さくで
きる。さらに、巡回型の構成において、必要な乗算器が
一つであり、構成が簡略な利点がある。
According to the present invention, the number of memories can be reduced by using a cyclic structure (IIR section) when performing thinning or rate conversion. In particular, in the processing in the time direction, the memory is a frame memory, and in the processing in the vertical direction, the memory is a line memory,
The effect of reducing the number of them is great, and the hardware scale can be reduced when constructing a high-order filter. Further, in the cyclic structure, only one multiplier is required, which has the advantage of simple structure.

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

【図1】この発明を適用できるFIR型フィルタの一例
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an example of an FIR filter to which the present invention can be applied.

【図2】先に提案されているIIRセクションのブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram of a previously proposed IIR section.

【図3】係数対称型のFIR型フィルタの一例のブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram of an example of a coefficient symmetric FIR filter.

【図4】係数対称型のFIR型フィルタの一例のブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of an example of a coefficient symmetric FIR filter.

【図5】この発明によるFIRフィルタの一例のブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram of an example of an FIR filter according to the present invention.

【図6】図5の構成の処理を示す略線図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing processing of the configuration of FIG.

【図7】係数対称型のフィルタの処理を示す略線図であ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating processing of a coefficient symmetric filter.

【図8】係数対称型フィルタの一例のブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram of an example of a coefficient symmetrical filter.

【図9】この発明による間引きフィルタの処理を示す略
線図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing processing of a thinning filter according to the present invention.

【図10】この発明による間引きフィルタの構成を示す
ブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a thinning filter according to the present invention.

【図11】この発明によるレート変換フィルタの一例の
処理を示す略線図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing processing of an example of the rate conversion filter according to the present invention.

【図12】この発明によるレート変換フィルタの一例の
ブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram of an example of a rate conversion filter according to the present invention.

【図13】この発明によるレート変換フィルタの他の例
の処理を示す略線図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing processing of another example of the rate conversion filter according to the present invention.

【図14】この発明によるレート変換フィルタの他の例
のブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram of another example of the rate conversion filter according to the present invention.

【図15】この発明によるレート変換フィルタの他の例
の処理の説明のための略線図である。
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining processing of another example of the rate conversion filter according to the present invention.

【図16】この発明によるレート変換フィルタの一般的
構成を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing a general configuration of a rate conversion filter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 係数が格納されたシフトレジスタ Shift register that stores 1 coefficient

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の係数が循環的にシフトされるシフ
トレジスタと、 入力ディジタル信号と上記シフトレジスタからの係数と
を乗算する複数のIIRセクションと、 上記IIRセクションの出力を順次選択するロータリ・
セレクタとからなり、 上記IIRセクションは、 上記入力ディジタル信号と上記シフトレジスタからの係
数とを乗算する乗算器と、 上記乗算器の出力を遅延するメモリと、 上記レジスタの出力を上記乗算器の出力に加算する加算
器とからなり、 さらに上記IIRセクションは、上記加算器からの出力
と上記乗算器からの出力とを、上記メモリに選択的に供
給するスイッチとからなるFIR型フィルタ。
1. A shift register in which a plurality of coefficients are cyclically shifted, a plurality of IIR sections for multiplying an input digital signal by a coefficient from the shift register, and a rotary circuit for sequentially selecting an output of the IIR section.
The IIR section comprises a selector, a multiplier for multiplying the input digital signal by the coefficient from the shift register, a memory for delaying the output of the multiplier, and an output of the register for output of the multiplier. And a switch for selectively supplying the output from the adder and the output from the multiplier to the memory in the FIR type filter.
【請求項2】 請求項1記載のFIR型フィルタであっ
て、 上記シフトレジスタは上記複数のIIRセクションに対
応する複数のシフトレジスタからなり、 各IIRセクションに対して、対応する係数を循環的に
供給するFIR型フィルタ。
2. The FIR type filter according to claim 1, wherein the shift register comprises a plurality of shift registers corresponding to the plurality of IIR sections, and a corresponding coefficient is cyclically provided for each IIR section. FIR type filter to supply.
【請求項3】 請求項2記載のFIR型フィルタであっ
て、 上記IIRセクションの少なくとも一つは、 入力ディジタル信号と上記シフトレジスタからの係数と
を乗算する乗算器と、 上記乗算器の出力を遅延するメモリと、 上記メモリの出力を上記乗算器の出力に加算する加算器
と、 上記加算器からの出力と乗算器からの出力とを、上記メ
モリに選択的に供給するスイッチとからなり、 他の上記IIRセクションは、 入力ディジタル信号と上記シフトレジスタからの係数と
を乗算する乗算器と、 上記乗算器の出力を遅延するメモリと、 上記メモリの出力を上記乗算器の出力に加算する加算器
とからなるFIR型フィルタ。
3. The FIR type filter according to claim 2, wherein at least one of the IIR sections includes a multiplier for multiplying an input digital signal by a coefficient from the shift register, and an output of the multiplier. A memory for delaying, an adder for adding the output of the memory to the output of the multiplier, and a switch for selectively supplying the output from the adder and the output from the multiplier to the memory, The other IIR section includes a multiplier that multiplies an input digital signal and a coefficient from the shift register, a memory that delays the output of the multiplier, and an adder that adds the output of the memory to the output of the multiplier. FIR type filter consisting of a vessel.
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