JPH10190410A - Digital filter - Google Patents

Digital filter

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JPH10190410A
JPH10190410A JP34641296A JP34641296A JPH10190410A JP H10190410 A JPH10190410 A JP H10190410A JP 34641296 A JP34641296 A JP 34641296A JP 34641296 A JP34641296 A JP 34641296A JP H10190410 A JPH10190410 A JP H10190410A
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JP
Japan
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bits
input
digital filter
bit
multipliers
Prior art date
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Pending
Application number
JP34641296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Yasui
敏之 安井
Ryoji Asada
良次 浅田
Shoji Nishikawa
彰治 西川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a circuit scale in a digital filter which consists of multipliers and an adder, etc. SOLUTION: This filter consists of plural delaying means 1 which delay a digital signal of m bits which are inputted from an input terminal 8, bit number reducing means 4-i (i=1,...L) which reduce the bit number of each of these delayed signals into mi (i=1,...L) which is mi <=m, bit number reducing means 5-i (i=1,...L) which reduce the bit number of a coefficient ai (0<ai<1, i=1,...L) into ni (i=1,...L) which is ni <=n, multipliers 2-i (i=1,...L) which multiply an output signal of the means 4-i (i=1,...L) by a coefficient that is outputted from the means 5-i (i=1,...L) respectively and an adder 3 which separately shifts output signals of the multipliers 2-i (i=1,...L) by only (m-mi ) in the direction of a high order and adds them. The mi is separately selected to satisfy mi >m+ log2 ai (i=1,...L).

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は 乗算器および加算
器を構成要素にもつディジタルフィルタに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital filter having a multiplier and an adder as components.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ディジタル信号を処理するディジ
タルフィルタ、特に、係数の値を変えることによりフィ
ルタ特性を可変して使用するディジタルフィルタとして
は、例えば「画像のディジタル信号処理」(著者:吹抜
敬彦 出版社:日刊工業新聞社)の第97頁の図7−4
(a)に開示されている。その一例であるタップ数Lの
FIRフィルタを図9に示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, a digital filter for processing a digital signal, and in particular, a digital filter for changing a filter characteristic by changing a coefficient value, is, for example, "Digital signal processing of image" (author: Takahiko Fuukiki) (Publisher: Nikkan Kogyo Shimbun) Figure 7-4 on page 97
It is disclosed in (a). FIG. 9 shows an FIR filter having the number of taps L as an example.

【0003】図9において、8はmビットのディジタル
信号データが入力される入力端子、1は入力信号データ
をそのデータ周期Dだけ遅延する遅延手段で、通常、D
フリップフロップで構成される。2-i(i=1,・・・,L)は乗算
器で、入力端子7-i(i=1,・・・,L)から入力されるnビット
の係数データai(i=1,・・・,L)と前記各遅延手段から出力
されるmビットの遅延信号データとをそれぞれ乗算す
る。3は加算器で、前記各乗算器から出力される(mi
+ni )ビットの信号を加算し、出力端子9から出力す
る。
In FIG. 9, reference numeral 8 denotes an input terminal to which m-bit digital signal data is input, and 1 denotes a delay means for delaying the input signal data by a data period D.
It is composed of flip-flops. 2-i (i = 1,..., L) is a multiplier, and n-bit coefficient data a i (i = 1) input from the input terminal 7-i (i = 1,. ,..., L) are multiplied by m-bit delayed signal data output from the respective delay means. 3 is an adder, which is output from each of the multipliers (m i
+ N i ) -bit signals are added and output from the output terminal 9.

【0004】このように構成されたディジタルフィルタ
について、以下その動作を説明する。ある離散時刻jに
入力端子8から入力される入力信号データをDI (j) 、
出力端子9から出力される出力信号データをDo(j) とす
ると、以下の式で表される演算が行われる。
The operation of the digital filter thus configured will be described below. Input signal data input from the input terminal 8 at a certain discrete time j is D I (j),
Assuming that the output signal data output from the output terminal 9 is Do (j), an operation represented by the following equation is performed.

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】図10の(a)(b) (c) は、それぞれ
上記ディジタルフィルタに与える3種類の係数データの
例であり、それぞれ異なる遮断周波数をもつLPFに対
応している。上記構成のディジタルフィルタでは、同一
構成のまま係数データを変えることにより種々の遮断周
波数のLPFを実現することができる。
FIGS. 10 (a), 10 (b) and 10 (c) show examples of three types of coefficient data given to the digital filter, respectively, and correspond to LPFs having different cutoff frequencies. In the digital filter having the above configuration, LPFs having various cutoff frequencies can be realized by changing the coefficient data while maintaining the same configuration.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
十分なフィルタ特性を得るためには、タップ長L は10
以上、係数データのビット数nも10ビット以上、ま
た、入力信号が映像信号である場合には、mも10以上
の値となり、上記従来の構成では、乗算器が多く含まれ
るため、回路規模が大きくなるという問題を有してい
る。
However, usually,
In order to obtain sufficient filter characteristics, the tap length L should be 10
As described above, the number of bits n of the coefficient data is also 10 bits or more, and when the input signal is a video signal, m is also a value of 10 or more. In the above-described conventional configuration, since many multipliers are included, the circuit scale is large. Has the problem of becoming large.

【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、従来より削減された回路規模のディジタルフィルタ
を供給することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a digital filter having a reduced circuit scale.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるディジタルフィルタは以下のような構
成を備えている。
In order to achieve the above object, a digital filter according to the present invention has the following arrangement.

【0010】第1の構成は、mビットの入力信号を所定
時間だけ遅延する複数の遅延手段と、前記遅延手段から
出力される遅延信号のそれぞれ上位mi(i=1,・・・,L)ビッ
トとそれぞれni(i=1,・・・,L)ビットの有効ビットのみか
らなる係数データとをそれぞれ乗算するL個の乗算器
と、これらL個の乗算器から出力される出力信号をそれ
ぞれ(m−mi )ビットだけ上位ビット方向にシフトし
て加算する加算器からなり、前記mi(i=1,・・・,L)の値を
それぞれmi ≦mを満たす値に選ぶことを特徴とするも
のである。
The first configuration comprises a plurality of delay means for delaying an m-bit input signal by a predetermined time, and higher-order mi (i = 1,..., L) of the delay signal output from the delay means. ) Bits and coefficient data consisting of only n i (i = 1,..., L) effective bits, respectively, and output signals output from the L multipliers Are shifted by (m−m i ) bits in the upper bit direction and added, and the value of the mi (i = 1,..., L) is changed to a value satisfying m i ≦ m. It is characterized by choosing.

【0011】上記の構成において好ましくは、L個の前
記係数をai(0<ai<1、i=1、・・・、L)としたとき、前記m
i(i=1,・・・,L)をmi >m+log2i(i=1,・・・,L)を満たす
整数に選ぶ。
In the above configuration, preferably, when the L coefficients are a i (0 <a i <1, i = 1,..., L), the m
i (i = 1,..., L) is selected as an integer that satisfies m i > m + log 2 a i (i = 1,..., L).

【0012】また、上記の構成において好ましくは、L
個の前記係数をai(0<ai<1、i=1、・・・、 L)、この係数ai(i=1,・・・,L) のうち最大の大きさ
をもつものをamax とし、このamax でL個の前記係数
i(i=1,・・・,L)をそれぞれ正規化したものをbi(i=1,・・
・,L)としたとき、前記mi(i=1,・・・,L)をmi >m+log2
i(i=1,・・・,L)を満たす整数に選ぶ。
In the above configuration, preferably, L
Are the coefficients a i (0 <a i <1, i = 1,..., L), and the coefficient a i (i = 1,. was a a max, the coefficients a i of L in this a max (i = 1, ··· , L) those each normalized b i (i = 1, ··
., L), the above-mentioned mi (i = 1,..., L) is expressed as mi > m + log 2
Choose an integer that satisfies b i (i = 1,..., L).

【0013】第2の構成は、mビットの入力信号を所定
時間だけ遅延する複数の遅延手段と、前記遅延手段から
出力される遅延信号のそれぞれ上位mi(i=1,・・・,L)ビッ
トとそれぞれni(i=1,・・・,L)ビットの有効ビットのみか
らなる係数データとをそれぞれ乗算するL個の乗算器
と、これらL個の乗算器から出力されるそれぞれ(mi
+ni )(i=1,・・・,L) ビットの出力信号データのそれぞ
れ上位pi(i=1,・・・,L)ビットを加算する加算器からな
り、前記mi のうち最小のものをmmin としたとき、前
記pi の値をそれぞれ mmin +ni < pi
i +ni(i=1,・・・,L)を満たす値に選ぶことを特徴とす
るものである。
The second configuration comprises a plurality of delay means for delaying an m-bit input signal by a predetermined time, and higher-order mi (i = 1,..., L) of the delay signal output from the delay means. ) Bits and coefficient data consisting of only n i (i = 1,..., L) effective bits, respectively, and L multipliers each outputting (L) m i
+ N i) (i = 1 , ···, L) , respectively upper p i (i = 1 of the output signal data bits, · · ·, L) consists adder for adding the bits, the smallest among the m i those when was the m min of the value of p i each m min + n i <p i
A value that satisfies m i + n i (i = 1,..., L) is selected.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて、図1〜図8を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は(実施の形態1)に係るディジ
タルフィルタの構成を示す図であり、従来例と同じ構成
要素には同じ番号を与えている。8はmビットの信号デ
ータが入力される入力端子、1は入力信号データをその
データ周期D だけ遅延する遅延手段で通常Dフリップフ
ロップで構成される。2-i(i=1,・・・,L)は乗算器で、それ
ぞれ( mi ×ni)(i=1,・・・,L) の入力ビット数をもつ。
7-i(i=1,・・・,L)はnビットの係数データai(i=1,・・・,L)
がそれぞれ入力される入力端子である。4-i(i=1,・・・,L)
はビット数低減手段であり、入力されたmビットの信号
データの上位mi(i=1,・・・,L)ビットをそれぞれ出力する
ものである。従って、各タップの信号データのビット数
はmからmi (mi ≦m)に低減されて乗算器2-i(i=1,
・・・,L)に入力するよう構成される。5-i(i=1,・・・,L)はビ
ット数低減手段であり、入力されたnビットの係数デー
タの有効ビットである下位ni(i=1,・・・,L)ビットをそれ
ぞれ出力する。従って、各タップの係数データai のビ
ット数はnからni (ni ≦n)に低減されて乗算器2-
i(i=1,・・・,L)に入力するよう構成される。3は加算器で
あり、乗算器2-i(i=1,・・・,L)から出力される(mi +n
i )(i=1,・・・,L) ビットの信号を予めそれぞれ(m−m
i )ビットだけ上位ビット方向(すなわち、左方向)に
ビットシフトして加算する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. (Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a digital filter according to (Embodiment 1), and the same components as those in the conventional example are given the same numbers. Reference numeral 8 denotes an input terminal to which m-bit signal data is input, and 1 denotes a delay means for delaying the input signal data by a data period D, and is usually constituted by a D flip-flop. 2-i (i = 1,..., L) are multipliers each having (m i × n i ) (i = 1,..., L) input bits.
7-i (i = 1,..., L) is n-bit coefficient data a i (i = 1,..., L)
Are input terminals to be input respectively. 4-i (i = 1, ..., L)
Is a bit number reducing means for outputting higher-order mi (i = 1,..., L) bits of the input m-bit signal data. Therefore, the number of bits of the signal data of each tap is reduced from m to mi (m i ≦ m), and the multiplier 2-i (i = 1,
.., L). 5-i (i = 1,..., L) is a bit number reducing means, and lower n i (i = 1,..., L) bits which are effective bits of the inputted n-bit coefficient data. Are output. Therefore, the number of bits of the coefficient data a i of each tap is reduced from n to ni ( ni ≦ n), and
i (i = 1,..., L). An adder 3 is output from the multiplier 2-i (i = 1,..., L) (m i + n
i ) (i = 1,..., L)
i ) Bit shift is performed in the upper bit direction (that is, leftward direction) by bits and added.

【0015】次に、各構成要素の具体的なビット数につ
いて図2、図3を用いて説明する。この実施の形態では
入力されたディジタル映像信号を処理するものとし、入
力信号のビット数mが10ビット、外部から入力される
フィルタの係数データai のビット数nが符号込みで1
0ビット、また、フィルタのタップ数Lが14であると
する。
Next, the specific number of bits of each component will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an input digital video signal is processed, and the number m of bits of the input signal is 10 bits, and the number n of bits of coefficient data a i of a filter input from the outside is 1 including a code.
It is assumed that 0 bits and the tap number L of the filter is 14.

【0016】図2はこの実施の形態で設定される係数値
が図10の3種類であるとき、入力端子7-i(i=1,・・・,L)
から入力されるn=10ビットの各係数データai のビ
ットのうち、常には0でない有効ビットの長さを各タッ
プごとに示したものである。
FIG. 2 shows an input terminal 7-i (i = 1,..., L) when the coefficient values set in this embodiment are the three types shown in FIG.
It shows the length of effective bits that are not always 0 among the bits of each coefficient data a i of n = 10 bits input from each of the taps.

【0017】図3は、この実施の形態の各乗算器の入力
ビット数を従来構成時と比較したものである。この実施
の形態では、各乗算器の信号入力のビット数は例えば図
3の(a)に示すようにmi ≦mを満たすように選び、
係数入力のビット数は図3の(b)に示すように図2の
係数の有効ビット長に一致させる。
FIG. 3 compares the number of input bits of each multiplier of this embodiment with that of the conventional configuration. In this embodiment, the number of bits of the signal input of each multiplier is selected so as to satisfy, for example, m i ≦ m as shown in FIG.
The number of bits of the coefficient input is made to match the effective bit length of the coefficient of FIG. 2 as shown in FIG.

【0018】以上のように構成された本発明のディジタ
ルフィルタの動作について図4を用いて説明する。入力
端子8から入力された10ビットの信号データは、遅延
手段1でそれぞれ遅延された後、図3の(a)に示すよ
うにビット数低減手段5-i(i=1,・・・,L)でビット数が低減
されて各乗算器2-i(i=1,・・・,L) に入力される。一方、
入力端子7−i(i=1,・・・,L)からは、例えば図10の
(a)に示す10ビットの係数データが入力され、それ
ぞれ図3の(b)に示すようにビット数が低減された
後、各乗算器2-i(i=1,・・・,L) に入力される。各乗算器
では入力のビット数が互いに異なるため、図4の斜線に
示すように乗算出力のビット数も異なる。そこで、加算
器3では図4中の矢印で示すように、各乗算出力のビッ
ト位置(桁)を揃えるため、それぞれ(m−mi )ビッ
トずつ左シフトしてからこれらを加算する。このように
して、加算器3からは、図10の(a)の係数に対応し
たLPFの処理がなされた出力信号データを得ることが
できる。
The operation of the digital filter of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. The 10-bit signal data input from the input terminal 8 is respectively delayed by the delay means 1 and then, as shown in FIG. 3A, the bit number reduction means 5-i (i = 1,..., The number of bits is reduced in L) and input to each multiplier 2-i (i = 1,..., L). on the other hand,
For example, 10-bit coefficient data shown in FIG. 10A is input from the input terminal 7-i (i = 1,..., L), and the number of bits is set as shown in FIG. Is reduced, and is input to each of the multipliers 2-i (i = 1,..., L). Since the multipliers have different numbers of input bits, the multipliers have different numbers of output bits as shown by hatching in FIG. Therefore, as shown by the arrow in FIG. 4, the adder 3 adds (m-m i ) bits to the left after each shifting in order to align the bit position (digit) of each multiplication output. In this way, output signal data that has been subjected to LPF processing corresponding to the coefficient of FIG. 10A can be obtained from the adder 3.

【0019】以上のように、本発明のディジタルフィル
タでは従来より少ない入力ビット数の乗算器で構成する
ことができ、回路規模が削減できる。また、本発明で
は、係数データの有効ビットはそのまま確保されるの
で、フィルタの特性としては従来と全く同じものが実現
される。
As described above, the digital filter of the present invention can be configured with a multiplier having a smaller number of input bits than the conventional one, and the circuit scale can be reduced. Further, in the present invention, since the effective bits of the coefficient data are secured as they are, exactly the same filter characteristics as those of the related art are realized.

【0020】この実施の形態ではFIR型のLPFの例
を示したが、IIR型やHPFであってもよい。 (実施の形態2)(実施の形態1)では、各乗算器に入
力される信号データのビット数を低減しているために、
演算誤差が加わる。この実施の形態は、回路の削減量を
減らすことなく、この演算誤差を低減する1つの方法で
ある。その構成および動作は(実施の形態1)と同じで
ある。
In this embodiment, an example of the FIR type LPF has been described, but an IIR type or HPF may be used. Embodiment 2 In Embodiment 1, since the number of bits of signal data input to each multiplier is reduced,
An operation error is added. This embodiment is one method for reducing this calculation error without reducing the amount of circuit reduction. Its configuration and operation are the same as those of the first embodiment.

【0021】この実施の形態では、係数データai のビ
ット数低減は(実施の形態1)と同じであるが、各乗算
器の信号入力のビット数を以下の式を満たす整数mi
(i=1,・・・,L)とする。
[0021] In this embodiment, coefficient data a i the number of bits reduced in is the same as (Embodiment 1), the integer m i that satisfies the following formula the number of bits of the signal input of each multiplier
(I = 1,..., L).

【0022】[0022]

【数2】 (Equation 2)

【0023】以下、この実施の形態による効果について
具体的に説明する。n=10、m=10、L=14、フ
ィルタの係数データai 値を下記の(表1)の通りであ
ったとすると、(数2)に従って算出したこの実施の形
態における乗算器入力信号データのビット数mi は図5
のようになる。従って、乗算器の回路規模は(実施の形
態1)より更に大幅に小さくなる。
Hereinafter, the effect of this embodiment will be specifically described. Assuming that n = 10, m = 10, L = 14, and the filter coefficient data a i values are as shown in the following (Table 1), the multiplier input signal data in this embodiment calculated according to (Equation 2) The bit number m i of FIG.
become that way. Therefore, the circuit scale of the multiplier is much smaller than in the first embodiment.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】一方、図1のディジタルフィルタの出力信
号に含まれる全量子化ノイズ量N(入力信号に元々含ま
れている量子化ノイズ+演算誤差)は次の(数3)、
(数4)に従って計算することができる。
On the other hand, the total quantization noise amount N (quantization noise originally included in the input signal + operation error) contained in the output signal of the digital filter of FIG.
It can be calculated according to (Equation 4).

【0026】但し、下式でemi、em はそれぞれmi
mビットデータの量子化ノイズである。
[0026] However, e mi by the following equation, e m, respectively m i,
This is the quantization noise of m-bit data.

【0027】[0027]

【数3】 (Equation 3)

【0028】[0028]

【数4】 (Equation 4)

【0029】上式に従って(実施の形態1)およびこの
実施の形態の出力信号の全量子化ノイズ量N1 、N2 を
算出すると、N1 =4.26・e10 、N2 =2.43・e10
となり、この実施の形態によれば演算誤差が改善されて
いる。
[0029] When calculated according to the above equation (Embodiment 1) and the total quantization noise amount N1, N2 of the output signal of this embodiment, N1 = 4.26 · e 10, N2 = 2.43 · e 10
Thus, according to this embodiment, the calculation error is improved.

【0030】このように、この実施の形態によれば回路
規模の削減だけでなく、演算誤差を低減することができ
るというメリットがある。 (実施の形態3)回路の削減量を減らすことなく、演算
誤差を低減するもう1つの方法が、この実施の形態であ
る。その構成および動作は(実施の形態1)と同じであ
る。
As described above, according to this embodiment, there is an advantage that not only the circuit scale can be reduced but also the calculation error can be reduced. (Embodiment 3) This embodiment is another method for reducing the calculation error without reducing the amount of circuit reduction. Its configuration and operation are the same as those of the first embodiment.

【0031】この実施の形態では、係数データai のビ
ット数低減は(実施の形態1)と同じであるが、各乗算
器の信号入力のビット数を以下の式を満たす整数mi
(i=1,・・・,L)とする。但し、amax はai (i=1,・・・,L)
のうち最大のものの値である。
[0031] In this embodiment, coefficient data a i the number of bits reduced in is the same as (Embodiment 1), the integer m i that satisfies the following formula the number of bits of the signal input of each multiplier
(I = 1,..., L). Where a max is a i (i = 1,..., L)
Is the value of the largest one.

【0032】[0032]

【数5】 (Equation 5)

【0033】以下、この実施の形態による効果について
具体的に説明する。n=10、m=10、L=14、フ
ィルタの係数データai 値を前記の(表1)の通りであ
ったとすると、(数5)に従って算出したこの実施の形
態のmi は図6のようになる。従って、乗算器の回路規
模は(実施の形態1)より小さくなっている。
Hereinafter, the effect of this embodiment will be specifically described. n = 10, m = 10, L = 14, the coefficient data a i values of the filter and the was as in (Table 1), the m i of this embodiment calculated according equation (5) 6 become that way. Therefore, the circuit scale of the multiplier is smaller than in the first embodiment.

【0034】先の(数3)(数4)に従ってこの実施の
形態の出力信号の全量子化ノイズ量N3 を算出すると、
N3 =0.84・e10となり、この実施の形態によれば演算
誤差が大幅に改善されている。このように、この実施の
形態によれば、回路規模削減だけでなく、演算誤差を低
減することができるというメリットがある。
When the total quantization noise amount N3 of the output signal of this embodiment is calculated according to the above (Equation 3) and (Equation 4),
N3 = 0.84 · e 10, and the calculation error according to this embodiment is significantly improved. As described above, according to this embodiment, there is an advantage that not only the circuit scale can be reduced but also the calculation error can be reduced.

【0035】(実施の形態4)図7は(実施の形態4)
に係るディジタルフィルタの構成を示す図であり、従来
例と同じ構成要素には同じ符号が付けられている。
(Embodiment 4) FIG. 7 shows (Embodiment 4).
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a digital filter according to the first embodiment, and the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0036】6-i(i=1,・・・,L)はビット数低減手段で、入
力された信号データの上位pi(i=1,・・・,L)ビットをそれ
ぞれ出力するものである。従って、各乗算器の出力信号
データのビット数は(mi +ni )からpi に低減され
て加算器3に入力するよう構成される。本実施例では、
乗算器2-i(i=1,・・・,L)の信号データの入力ビット数m i
のうち最小のものをmmin とすると、以下の式を満たす
よう整数pi (i=1,・・・,L)をそれぞれ選ぶ。
6-i (i = 1,..., L) is a bit number reducing means.
Higher p of input signal datai(i = 1, ..., L) bits
Each is output. Therefore, the output signal of each multiplier
The number of data bits is (mi + Ni ) To pi Reduced to
And input to the adder 3. In this embodiment,
Number of input bits m of signal data of multiplier 2-i (i = 1,..., L) i 
M is the smallest one ofmin Satisfies the following equation
Integer pi (I = 1,..., L) are selected.

【0037】[0037]

【数6】 (Equation 6)

【0038】その他の構成は、(実施の形態1)と同じ
であり、ビット数mi 、ni (i=1,・・・,L)の選び方は
(実施の形態2)と同じであるとする。次に、この実施
の形態の動作について図8を用いて説明する。
The other structure is the same as that of the first embodiment, and the method of selecting the bit numbers m i and n i (i = 1,..., L) is the same as that of the second embodiment. And Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0039】各乗算器から乗算結果が出力されるまでの
動作は(実施の形態1)と同じである。図8は、各乗算
器の出力信号のビット数を斜線で示している。図8でX
で示すビット位置より下位のビットでは加算器3に入力
されるL=14個の信号データのうち少なくとも一つは
有効ビットでないものが含まれる。従って、図8のXよ
り下位のビットを加算しても加算後のデータではXより
下位のビットでは有効な結果が得られないことになる。
各乗算器の出力信号において、このXより下位のビット
を切り捨てるための条件が(数6)である。このように
して、この実施の形態によれば、各乗算器の出力信号を
切り捨てたことによる演算誤差の増加を招くことなく、
加算器3の回路規模を低減することができる。また、予
め下位のビットを切り捨てておくことにより、加算器3
で各入力データごとにビットシフトする必要がなくな
る。
The operation until the multiplication result is output from each multiplier is the same as that of the first embodiment. FIG. 8 shows the number of bits of the output signal of each multiplier by oblique lines. X in FIG.
At least one of the L = 14 pieces of signal data input to the adder 3 includes bits that are not valid bits in the bits lower than the bit position indicated by. Therefore, even if the bits lower than X in FIG. 8 are added, a valid result cannot be obtained with the bits lower than X in the data after the addition.
The condition for discarding bits lower than X in the output signal of each multiplier is (Equation 6). In this way, according to this embodiment, without increasing the calculation error due to the truncation of the output signal of each multiplier,
The circuit size of the adder 3 can be reduced. Also, by cutting off lower bits in advance, the adder 3
This eliminates the need to perform a bit shift for each input data.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように本発明によると、ディジタ
ルフィルタにおいてビット数低減手段を設けて信号デー
タ、係数データのビット数を低減した上でこれらを乗算
器、加算器へ入力するよう構成することにより、フィル
タの回路規模を削減することができる。また、このビッ
ト数の低減の仕方を各係数の大きさに応じて決定するこ
とにより、演算誤差を増加させることなく、回路規模の
削減を実現することができる。
As described above, according to the present invention, a digital filter is provided with a bit number reducing means to reduce the number of bits of signal data and coefficient data, and then input these to a multiplier and an adder. Thus, the circuit scale of the filter can be reduced. Further, by determining how to reduce the number of bits in accordance with the magnitude of each coefficient, it is possible to reduce the circuit scale without increasing the calculation error.

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

【図1】(実施の形態1)に係わるディジタルフィルタ
の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a digital filter according to Embodiment 1;

【図2】(実施の形態1)に係わるフィルタ係数の有効
ビット長を表す図
FIG. 2 is a diagram showing an effective bit length of a filter coefficient according to the first embodiment.

【図3】(実施の形態1)に係わる乗算器の信号入力の
ビット数を表す図と、乗算器の係数データ入力のビット
数を表す図
FIG. 3 is a diagram illustrating the number of bits of a signal input of the multiplier according to the first embodiment and a diagram illustrating the number of bits of a coefficient data input of the multiplier;

【図4】(実施の形態1)に係わる加算器の動作を表す
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of an adder according to the first embodiment.

【図5】(実施の形態2)に係わる乗算器の信号入力の
ビット数を表す図
FIG. 5 is a diagram showing the number of bits of a signal input of a multiplier according to the second embodiment.

【図6】(実施の形態3)に係わる乗算器の信号入力の
ビット数を表す図
FIG. 6 is a diagram illustrating the number of bits of a signal input of a multiplier according to a third embodiment.

【図7】(実施の形態4)に係わるディジタルフィルタ
の構成図
FIG. 7 is a configuration diagram of a digital filter according to a fourth embodiment.

【図8】(実施の形態4)に係わるビット数低減手段の
動作を表す図
FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of a bit number reducing unit according to (Embodiment 4);

【図9】従来のディジタルフィルタの構成図FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional digital filter.

【図10】従来のディジタルフィルタのフィルタ係数デ
ータの一例を示す図と、フィルタ係数データの他の例を
示す図、フィルタ係数データのさらに他の例を示す図
FIG. 10 is a diagram showing an example of filter coefficient data of a conventional digital filter, a diagram showing another example of filter coefficient data, and a diagram showing still another example of filter coefficient data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 遅延手段 2-1,2-2,〜2-L 乗算器 3 加算器 4-1,4-2,〜4-L ビット数低減手段 5-1,5-2,〜5-L ビット数低減手段 6-1,6-2,〜6-L ビット数低減手段 7-1,7-2,〜7-L ビット数低減手段 8 入力端子 9 出力端子 1 delay means 2-1,2-2, ~ 2-L multiplier 3 adder 4-1,4-2, ~ 4-L bit number reduction means 5-1,5-2, ~ 5-L bit number Reduction means 6-1,6-2, ~ 6-L Bit number reduction means 7-1,7-2, ~ 7-L Bit number reduction means 8 Input terminal 9 Output terminal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】mビットの入力信号をそれぞれ所定時間だ
け遅延する複数の遅延手段と、 前記遅延手段から出力される遅延信号のそれぞれ上位m
i(i=1,・・・,L)ビットとそれぞれni(i=1,・・・,L)ビットの
有効ビットのみからなる係数データとをそれぞれ乗算す
るL個の乗算器と、 これらL個の乗算器の出力信号をそれぞれ(m−mi
ビットだけ上位ビット方向にシフトして加算する加算器
とからなり、前記mi(i=1,・・・,L)の値をmi ≦mを満た
す値に選ぶことを特徴とするディジタルフィルタ。
1. A plurality of delay means for delaying an m-bit input signal by a predetermined time, respectively;
i (i = 1, ···, L) bits and each n i (i = 1, ··· , L) and L multipliers for multiplying the coefficient data comprising only effective bits of the bit, respectively, which Output signals of the L multipliers are respectively (m−m i )
A digital filter comprising: an adder that shifts by bits in a higher-order bit direction and adds the values, and selects the value of m i (i = 1,..., L) to a value satisfying m i ≦ m. .
【請求項2】 L個の前記係数データをai(0<ai<1 、
i=1,・・・,L)としたとき、前記mi(i=1,・・・,L)をmi >m
+log2i(i=1,・・・,L)を満たす整数に選ぶことを特徴と
する請求項1記載のディジタルフィルタ。
2. The method according to claim 1, wherein the L pieces of coefficient data are represented by a i (0 <a i <1,
i = 1, ···, when the L), the m i (i = 1, ··· , L) a m i> m
2. The digital filter according to claim 1, wherein an integer satisfying + log 2 a i (i = 1,..., L) is selected.
【請求項3】 L個の前記係数をai(0<ai<1 、i=1,・・
・,L)、この係数ai(i=1,・・・,L)のうち最大の大きさをも
つものをamax とし、このamax でL個の前記係数a
i(i=1,・・・,L)をそれぞれ正規化したものをbi(i=1,・・・,
L)としたとき、前記mi(i=1,・・・,L)をmi >m+log2
i(i=1,・・・,L)を満たす整数に選ぶことを特徴とする請求
項1記載のディジタルフィルタ。
3. The method according to claim 1, wherein the L coefficients are a i (0 <a i <1, i = 1,.
·, L), the coefficients a i (i = 1, ··· , those with the largest magnitude among L) and a max, the coefficient of the L in this a max a
i (i = 1, ..., L) are normalized to b i (i = 1, ...,
L), m i (i = 1,..., L) is defined as m i > m + log 2 b
2. The digital filter according to claim 1, wherein an integer satisfying i (i = 1,..., L) is selected.
【請求項4】 L個の前記乗算器から出力されるそれぞ
れ(mi +ni )(i=1,・・・,L) ビットの出力信号データ
の上位pi(i=1,・・・,L)ビットのみを前記加算器に入力
し、前記pi(i=1,・・・,L)をpi ≦mi +ni(i=1,・・・,L)
を満たす値に選ぶことを特徴とする請求項1記載のディ
ジタルフィルタ。
4. The higher-order p i (i = 1,...) Of (m i + n i ) (i = 1,..., L) bits of output signal data output from the L multipliers. , L) bits are input to the adder, and the p i (i = 1,..., L) is replaced by p i ≦ m i + n i (i = 1,.
2. The digital filter according to claim 1, wherein a value that satisfies is satisfied.
【請求項5】 前記mi のうち最小のものをmmin とし
たとき、前記pi(i=1,・・・,L)をpi >mmin +ni(i=1,
・・・,L)を満たす整数に選ぶことを特徴とする請求項4記
載のディジタルフィルタ。
5. When the smallest one of the m i is m min , the p i (i = 1,..., L) is defined as p i > m min + n i (i = 1,
5. The digital filter according to claim 4, wherein an integer satisfying..., L) is selected.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008011376A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Fujitsu Ltd Receiving apparatus and gain control method thereof

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