JPH1127096A - デジタル信号のサンプリング周波数変換装置 - Google Patents

デジタル信号のサンプリング周波数変換装置

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JPH1127096A
JPH1127096A JP17870797A JP17870797A JPH1127096A JP H1127096 A JPH1127096 A JP H1127096A JP 17870797 A JP17870797 A JP 17870797A JP 17870797 A JP17870797 A JP 17870797A JP H1127096 A JPH1127096 A JP H1127096A
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JP
Japan
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sampling frequency
digital signal
interpolation
signal
sampling
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Application number
JP17870797A
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English (en)
Inventor
Tomoo Nishigaki
智夫 西垣
Kazuto Nishida
一人 西田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプリング周波数fs1のデジタル信号
を、簡単な回路構成により、サンプリング周波数fs2
のデジタル信号に変換する。 【解決手段】 サンプリング周波数fs1の輝度信号b
は多項式補間演算部2とディレイ部5に入力される。サ
ンプリング周波数fs1とfs2を簡易な整数比で近似
する。前記演算部2は、この整数比からサンプリング周
波数fs1のサンプリング点の中点の補間値を多項式補
間演算する。この値をもつ信号とデイレイ部5からの元
の信号とから、直線補間演算部A3はサンプリング周波
数fs2に近いサンプリング点の補間値を直線補間演算
する。この値をもつ信号は、バッファ部6に書き込まれ
る。バッファ部6内の読み出し制御部は、前記書き込み
が行われていない間に、サンプリングfs2に同期して
前記値の信号を読み出すことによりサンプリング周波数
の変換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号のサ
ンプリング周波数変換装置に関し、より詳細には、入力
信号を複数段階に分けて多点補間することにより、最も
変換後の周波数のサンプリング点に近い点の補間値を
得、この補間値を変換後のサンプリング周波数に同期し
て読み出すようにしたデジタル信号のサンプリング周波
数変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】あるサンプリング周波数でサンプリング
されたデジタル信号を別のサンプリング周波数のデジタ
ル信号に変換する手法として、デジタル信号を一旦デジ
タル/アナログ変換してアナログ信号に戻し、このアナ
ログ信号を再び変換しようとするサンプリング周波数で
アナログ/デジタル変換する手法が採られている。ま
た、入力サンプリング周波数と出力サンプリング周波数
の最小公倍数のサンプリング周波数で入力デジタル信号
をオーバーサンプリングし、その中から出力デジタル信
号を抽出する手法が公知(特開平5−91287号公
報、特開平5−235699号公報、特開平8−232
62号公報など)である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】デジタル信号を、一旦
アナログ信号に変換し、所要の信号処理を行って、再び
デジタル信号に変換する方法では、途中のアナログ信号
を処理する回路を集積回路で実現する、回路の集積化と
いう点で問題があった。また、オーバーサンプリングに
よる手法では、サンプリング周波数の比が一般に簡単で
ない映像信号の変換の場合には、回路規模が大きくなる
という問題点があった。
【0004】本発明は、上述のような実情に鑑みてなさ
れたもので、入力信号と出力信号の周波数の簡易な整数
比に基づいて、入力信号を複数の段階に分けて多点補間
することにより、最も変換後の周波数のサンプリング点
に近い点の補間値を変換後のサンプリング周波数に同期
して読み出して、簡単な回路でサンプリング周波数の変
換を実現するデジタル信号のサンプリング周波数変換装
置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、1の
サンプリング周波数のデジタル信号のデータを補間して
1のサンプリング周波数の該デジタル信号を他のサンプ
リング周波数のデジタル信号に変換するサンプリング周
波数変換装置において、前記1のサンプリング周波数の
デジタル信号のサンプリング点の中点の補間データを多
項式補間演算により求める補間演算手段と、該補間演算
手段による補間データに基き、前記他のサンプリング周
波数のデジタル信号のサンプリング点に近い点の補間デ
ータを直線補間演算により求める補間演算手段と、前記
他のサンプリング周波数のデジタル信号のサンプリング
点に近い点の補間データが書き込まれる記憶手段と、該
記憶手段に書き込まれた補間データを前記他のサンプリ
ング周波数に同期して読み出す読み出し制御手段を有す
ることを特徴とし、もって、回路規模を小さくし、ま
た、変換精度を良好に保つことができるようにするもの
である。
【0006】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記補間データの演算を、カウンタの進み方を変え
て制御することを特徴とし、もって、様々な変換に対応
してサンプリング周波数の乗せ換えができるようにする
ものである。
【0007】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記記憶手段に書き込まれた前記補間データ
を、書き込みが行われないタイミングで前記他のサンプ
リング周波数のデジタル信号のサンプリング周波数に同
期して読み出すことを特徴とし、もって、ビデオ信号等
の動画信号に対しても周波数の変換ができるようにする
ものである。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるデジタル信
号のサンプリング周波数変換装置の実施例を説明するた
めの全体構成図で、図中、1はカウンタ、2は多項式補
間演算部、3は直線補間演算部A、4は直線補間変換部
B、5はディレイ部、6,6はバッファ部、a,b,c
はそれぞれビデオカメラ等から入力される同期信号、輝
度信号、色信号、dは制御信号、またe,fはそれぞれ
輝度信号、色信号である。図2は、図1の多項式補間演
算部2の構成図であり、図中、8〜17は加算器、18
〜25はフリップフロップ、26,27は増巾器、そし
て28はオーバーフローリミタである。図3は、直線補
間演算部A3の構成図であり、図中、29,30はセレ
クタ、31,36は増巾器、32,35は加算器、33
は乗算器、34はカウンタ、37はオーバーフローリミ
ッタである。また、図4は、図1の直線補間演算部B4
の構成図であり、図中、38はカウンタ、39,40は
フリップフロップ、41,43は加算器、42は乗算
器、44,45は増巾器、46はオーバーフローリミッ
タ、47はセレクタである。さらに、図5は、バッファ
部6,6の構成図で、図中、48はセレクタ、49はカ
ウンタ、51〜53はそれぞれフリップフロップF/F
を有するバッファ列である。
【0009】本発明の実施例は、13.5MHz(DS
C(Digital Scan Converter)仕様)の映像信号を1
4.3MHz(NTSC仕様)の映像信号に変換する例
である。ここで、前記13.5MHzと14.3MHzの
映像信号は、13.5:14.3≒16:17と簡易な整
数比で近似される。したがって、13.5MHzの映像
信号のサンプリング点を16点とし、これらの点の映像
信号の値は明らかであるから、これらの値をもとに、ま
ず、これらの点の中点の補間値を演算する。図2におい
て、前記多項式補間演算部2は、例えば、加算器8とフ
リップフロップ18、加算器9とフリップフロップ19
のような単位デジタルフィルタ8組から構成されるFI
R(Finite Impulse Response)フィルタである。した
がって、輝度信号bは、前記多項式補間演算部2におい
て8つのサンプリング点で補間され、前記16点の中点
に相当する補間値を演算することになる。ちなみに、本
実施例は多項式補間演算部2と直線補間演算部A3の2
段階により16点で補間近似を行い、その補間値の中か
ら最も変換後の周波数のサンプリング点に近い点の補間
値を選択するものである。
【0010】次に、このような演算によって得られた補
間値を基に、14.3MHzの映像信号のサンプリング
点に近い8点の補間値を求める。前記直線補間演算部A
3は、該補間値を演算する補間演算部である。前記演算
は、多項式補間演算部2の出力とディレイ部5により輝
度信号bが前記多項式補間演算部2において演算に要し
た時間だけタイミングを遅らせた前記ディレイ部5の出
力を入力として行われる。
【0011】直線補間演算部A3における演算は、 13.5MHz:14.3MHz≒16:17 であるから、以下のような点を順次計算して行く。 0≦k<8の時 yo(17n+k)=yi(16n+k)+k/8{y
i(16n+k+1/2)−yi(16n+k)} 8≦k<16の時 yo(17n+k)=yi(16n+k+1/2)+k
/8{yi(16n+k+1)−yi(16n+k+1
/2)} ここで、yi(16n+k)、yi(16n+k+1)
は、ディレイ部5を通って得られる元の入力、yi(1
6n+k+1/2)は、多項式補間演算部2からの補間
データである。
【0012】図3において、多項式補間演算部2からの
入力yi(16n+k+1/2)とディレイ部5からの
元の輝度信号を遅らせたyi(16n+k)又はyi
(16n+k+1)は、それぞれセレクタ29,30に
入力される。これらの入力は、カウンタ34がカウンタ
1の制御信号に同期して前記セレクタ29,30を切り
換えることにより、加算器32に入力される。さらに加
算器32の出力は、乗算器33に入力されるが、このと
き、カウンタ34は変換しようとするサンプリング周波
数の比により、その進み方を変えることができる。前記
多項式補間演算部2の出力と前記乗算器33の出力は加
算器35に加えられ、変換後の周波数のサンプリング点
に近い点での補間演算が行われる。そして、加算器35
の出力は増巾器36及びオーバーリミッタ37で調整さ
れて出力される。このようにして変換後の周波数のサン
プリング点に近い点での補間値が得られる。
【0013】次に、色信号cについて述べると、該色信
号cは輝度信号bに比べて周波数帯域が狭い。従って、
直線補間演算部B4(図4)だけを用いて周波数変換を
行えばよい。即ち、図4において、色信号cは、加算器
41に入力されるとともに、必要に応じフリップフロッ
プ39又は/及び40に入力され遅延させられて、加算
器41に入力される。加算器41の出力は、カウンタ1
の制御信号dに同期して制御されるカウンタ38により
制御される乗算器42で演算が行われ、加算器43に入
力される。一方、加算器43には、色信号cの遅延出力
が増巾器44を介して入力されるので、両者が加算さ
れ、16のサンプリング点について補間演算が行われ
る。加算器43の出力は、増巾器45、オーバーフロー
リミッタ46で調整され、セレクタ47にて色別信号C
B,CR別に分けて出力される。
【0014】以上のようにして直線補間演算部A3,直
線補間演算部B4で演算された結果は、それぞれバッフ
ァ部6,6に書き込まれる。図5において、輝度信号又
は色信号の上記演算結果は、まず、カウンタ1の制御信
号dで制御されるカウンタ49により制御されるセレク
タ48により、記憶装置80のフリップフロップ51〜
58から成るバッファ列50に書き込まれ、バッファ列
50がいっぱいになると、同じ構成のバッファ列60,
70に書き込まれる。そこで、読み出し制御部90はバ
ッファ列50〜70に書き込みが行われていない間に、
変換しようとするサンプリング周波数に同期してバッフ
ァ列50〜70の補間値データの読み出しを行う。この
とき、水平方向に1ラインづつのデータを処理するたび
に、読み書きのタイミングをリセットするようにする。
而して、バッファの数は近似した水平画素数と、正確な
水平画素数の差より大きく取ってあれば、読み書きのタ
イミングがぶつかることはない。
【0015】
【発明の効果】請求項1の発明は、1のサンプリング周
波数のデジタル信号のデータを補間して1のサンプリン
グ周波数の該デジタル信号を他のサンプリング周波数の
デジタル信号に変換するサンプリング周波数変換装置に
おいて、前記1のサンプリング周波数のデジタル信号の
サンプリング点の中点の補間データを多項式補間演算に
より求める補間演算手段と、該補間演算手段による補間
データに基き、前記他のサンプリング周波数のデジタル
信号のサンプリング点に近い点の補間データを直線補間
演算により求める補間演算手段と、前記他のサンプリン
グ周波数のデジタル信号のサンプリング点に近い点の補
間データが書き込まれる記憶手段と、該記憶手段に書き
込まれた補間データを前記他のサンプリング周波数に同
期して読み出す読み出し制御手段を有しているので、1
6倍の周波数でオーバーサンプリングする回路などに比
べて回路規模を小さくすることができ、また直線補間の
みによる変換に比べて変換精度を良好に保つことが可能
となる。
【0016】請求項2の発明は、請求項1の効果に加え
て、変換しようとするサンプリング周波数の比によって
カウンタの進み方を変更できるので、これによりテーブ
ル化した制御信号を制御し選択するデータを決定するこ
とが可能となり、様々な変換に対応してサンプリング周
波数の乗せ換えが可能となる。
【0017】請求項3の発明は、請求項1及び2の効果
に加えて、演算後の補間値を記憶装置に書き込み、該記
憶装置を切り換えて前記書き込みが行われないタイミン
グで、前記補間値を、変換しようとする他のサンプリン
グ周波数に同期して読み出すので、ビデオ信号等の動画
信号に対しても周波数変換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデジタル信号のサンプリング周波
数変換装置の実施例を説明するための全体構成図であ
る。
【図2】本発明によるデジタル信号のサンプリング周波
数変換装置の実施例を説明するための多項式補間演算部
の構成図である。
【図3】本発明によるデジタル信号のサンプリング周波
数変換装置の実施例を説明するための直線補間演算部A
の構成図である。
【図4】本発明によるデジタル信号のサンプリング周波
数変換装置の実施例を説明するための直線補間演算部B
の構成図である。
【図5】本発明によるデジタル信号のサンプリング周波
数変換装置の実施例を説明するためのバッファ部の構成
図である。
【符号の説明】
1…カウンタ、2…多項式補間演算部、3…直線補間演
算部A、4…直線補間演算部B、5…ディレイ部、6…
バッファ部、8〜17…加算器、18〜25…フリップ
フロップ、26,27…増巾器、28…オーバーフロー
リミッタ、29,30…セレクタ、31,36…増巾
器、32,35…加算器、33…乗算器、34…カウン
タ、37…オーバーフローリミッタ、38…カウンタ、
39,40…フリップフロップ、41,43…加算器、
42…乗算器、44,45…増巾器、46…オーバーフ
ローリミッタ、47,48…セレクタ、49…カウン
タ、50,60,70…バッファ列、51〜58,61
〜68,71〜78…バッファ列フリップフロップ、8
0…記憶装置、90…読み出し制御部、a…水平同期信
号、b…輝度信号、c…色信号、d…制御信号、e…輝
度信号出力、f…色信号出力。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1のサンプリング周波数のデジタル信号
    のデータを補間して1のサンプリング周波数の該デジタ
    ル信号を他のサンプリング周波数のデジタル信号に変換
    するサンプリング周波数変換装置において、前記1のサ
    ンプリング周波数のデジタル信号のサンプリング点の中
    点の補間データを多項式補間演算により求める補間演算
    手段と、該補間演算手段による補間データに基づき、前
    記他のサンプリング周波数のデジタル信号のサンプリン
    グ点に近い点の補間データを直線補間演算により求める
    補間演算手段と、前記他のサンプリング周波数のデジタ
    ル信号のサンプリング点に近い点の補間データが書き込
    まれる記憶手段と、該記憶手段に書き込まれた補間デー
    タを前記他のサンプリング周波数に同期して読み出す読
    み出し制御手段を有することを特徴とするデジタル信号
    のサンプリング周波数変換装置。
  2. 【請求項2】 前記補間データの演算を、カウンタの進
    み方を変えて制御することを特徴とする請求項1に記載
    のデジタル信号のサンプリング周波数変換装置。
  3. 【請求項3】 前記記憶手段に書き込まれた前記補間デ
    ータを、書き込みが行われないタイミングで前記他のサ
    ンプリング周波数のデジタル信号のサンプリング周波数
    に同期して読み出すことを特徴とする請求項1又は2に
    記載のデジタル信号のサンプリング周波数変換装置。
JP17870797A 1997-07-03 1997-07-03 デジタル信号のサンプリング周波数変換装置 Pending JPH1127096A (ja)

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