JPS62136975A - Digital filtering device - Google Patents

Digital filtering device

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JPS62136975A
JPS62136975A JP60278251A JP27825185A JPS62136975A JP S62136975 A JPS62136975 A JP S62136975A JP 60278251 A JP60278251 A JP 60278251A JP 27825185 A JP27825185 A JP 27825185A JP S62136975 A JPS62136975 A JP S62136975A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
field
filter
sample
point
fields
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60278251A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Eito
稔 栄藤
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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
Priority to JP60278251A priority Critical patent/JPS62136975A/en
Publication of JPS62136975A publication Critical patent/JPS62136975A/en
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  • Picture Signal Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrease the deterioration in picture quality at animating while phase deviation is eliminated by forming the filter constitution within two fields and forming each coefficient to be point symmetry pairs around an object point in viewing the overlapped two fields as one picture. CONSTITUTION:A field memory 2 stores sampling point data of a preceding field required for a 2-field filter 3 to filter a present field sampling point and fetches a sample of the present field in a shift register 8 sequentially. In reading the field memory 2 and a buffer memory 5, a sample located on a line being one line above of a sample point which is an object of filtering comes to a middle stage of a shift register 7 and a sample below by one line comes to a middle stage of a shift register 6 by synchronization. Thus, samples required for the filtering are stored in the shift registers 6-8, they are fed to prescribed adders 9, 10, a coefficient is multiplied by multipliers 12-14 and an adder 11 sums the result, which is outputted (4). Thus, no phase shift to horizontal and vertical 2-dimension frequencies is given in the picture.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、標本化されたテレビジョン信号をろ波するデ
ィジタルフィルタリング装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a digital filtering device for filtering sampled television signals.

従来の技術 矢野・湯山によるディジタルフィルタリング装置(「フ
ィールドオフセット・サンプリング方式%式% ムラ4e、’85/9 )を第4図に、阿知葉・石倉に
よるディジタルフィルタリング装置(「静止画NTSC
信号のフィールド間補間サブナイキスト標本化方式」、
テレビジョン学会誌VoL、 34 、 ! 6 。
Conventional technology The digital filtering device by Yano and Yuyama (``Field offset sampling method % type % unevenness 4e, '85/9) is shown in Figure 4, and the digital filtering device by Achiba and Ishikura (``Still image NTSC
"Interfield interpolation sub-Nyquist sampling method for signals",
Television Society Journal VoL, 34,! 6.

1980)を第6図に従来例として示す。1980) is shown in FIG. 6 as a conventional example.

いずれの例も標本化されたテレビジョン信号を、%に標
本点を間引くサブナイキスト標本化に関するものであり
、この応用では、画像の3次元時空間周波を結果的に低
域ろ波することが行なわれている。
Both examples relate to sub-Nyquist sampling in which the sampling points of a sampled television signal are thinned out to %, and in this application, the three-dimensional spatiotemporal frequency of the image can be low-pass filtered as a result. It is being done.

矢野・湯山の例(第4図)では、ある標本点にろ波の操
作を加えるにあたって(本明細書では、このような標本
点を対象点と呼ぶ。)、この対象点のフィールドおよび
前後のフィールドの計3フィールドの標本点を用いてい
る。また、これを3フイールドを重ねて1つの画面上で
みると各標本点の係数は対象点を中心に点対称の関係を
持つ。
In the Yano-Yuyama example (Figure 4), when applying filtering to a certain sample point (in this specification, such a sample point is referred to as a target point), the field of this target point and the surrounding Sample points from a total of three fields are used. Furthermore, when viewing this on one screen by overlapping three fields, the coefficients of each sample point have a point-symmetrical relationship with the target point as the center.

これに対して阿知葉・石倉の例(第6図)では、2フイ
ールドの標本点をフィルタとして使用するが、これを重
ねて1つの画面上で見ると標本点の係数の配置は点対称
ではなく、ろ波には対象点と同ライン同フィールドの標
本点と前フィールドあるいは後フィールドの1ライン上
あるいは下の標本点を用いている。
On the other hand, in the Achiba-Ishikura example (Figure 6), sample points from two fields are used as a filter, but when viewed overlapping them on one screen, the arrangement of the coefficients of the sample points is not point symmetric. For filtering, sample points on the same line and field as the target point and sample points one line above or below in the front or rear field are used.

発明が解決しようとする問題点 画像の水平、垂直の2次元周波数空間をろ波するディジ
タルフィルタの位相特性を問題にするとき、阿知葉・石
倉の例では、2次元空間的に非対称なフィルタ構成であ
り直線位相が望めない。特にこの場合は、垂直方向に直
線位相とならないため、空間周波数によっては、位相ず
れを生じることが考えられる。
Problems to be Solved by the Invention When considering the phase characteristics of a digital filter that filters the two-dimensional horizontal and vertical frequency space of an image, in the example of Achiba and Ishikura, the filter configuration is asymmetric in the two-dimensional space. Therefore, a linear phase cannot be expected. Particularly in this case, since there is no linear phase in the vertical direction, a phase shift may occur depending on the spatial frequency.

これに対して矢野・湯山の例では、この問題がない。し
かし、3フイールドに広がる係数を用いているために2
フイールド内のフィルタに比べて、時間軸方向に強く低
域ろ波が加わるために、動画時の画質劣化が問題となる
。特に多くのフィールドを利用するディジタルフィルタ
リング装置は、必然的に時間周波数方向に強く影響を受
け、これを望まないときは、大きな問題となる。
On the other hand, the Yano/Yuyama example does not have this problem. However, since it uses coefficients spread over 3 fields, 2
Compared to in-field filters, strong low-pass filtering is applied in the time axis direction, which poses a problem of image quality deterioration when moving images. In particular, a digital filtering device that uses many fields is inevitably strongly influenced in the time-frequency direction, and if this is not desired, it becomes a big problem.

本発明はかかる点に鑑み、位相ずれがなく、さらに動画
時に画質劣化の少ないディジタルフィルタリング装置を
提供することを目的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a digital filtering device that has no phase shift and exhibits less deterioration in image quality when moving images.

問題点を解決するための手段 本発明は、前記の問題点を克服するために、フィルタの
構成を2フイールド内とし、またこの2フイールドを重
ねて1つの画面として見た時に、対象点を中心に各係数
が点対称の対となるようなディジタルフィルタリング装
置である。
Means for Solving the Problems In order to overcome the above-mentioned problems, the present invention configures the filter in two fields, and when these two fields are overlapped and viewed as one screen, the object point is centered. This is a digital filtering device in which each coefficient forms a point-symmetric pair.

作  用 本発明の構成によれば、対象点を中心に各係数が点対称
の対となっているので、画像の水平・垂直の2次元周波
に対して直線位相となり、位相ずれを生じさせない。ま
たフィルタの構成が2フイールドであるから、時空間周
波数の時間軸に関する振幅特性は、3フイールドもしく
はそれ以上のフィールドを利用するフィルタに比べて時
間周波数の影響が弱いものとなる。
Effects According to the configuration of the present invention, each coefficient forms a point-symmetrical pair around the target point, so that it has a linear phase with respect to the horizontal and vertical two-dimensional frequencies of the image, and no phase shift occurs. Furthermore, since the filter has a two-field configuration, the amplitude characteristics of the spatio-temporal frequency on the time axis are less influenced by the time-frequency than in a filter that uses three or more fields.

実施例 本発明のディジタルフィルタリング装置の実施例を第1
図に示す。これは第2図に示すところのフィルタを実現
したものである。以下にこの動作を説明する。
Embodiment A first embodiment of the digital filtering device of the present invention is described below.
As shown in the figure. This is an implementation of the filter shown in FIG. This operation will be explained below.

入力1は、8bitで表現される標本値系列であり、こ
れは、フィールドメモリ2と゛2フィールドフィルタ3
に入力される。フィールドメモリ2は、2フイールドフ
イルタ3が現フィールド標本点ヲろ波するのに必要な前
フィールドの標本点データを保持している。破線で示さ
れた2フイールドフイルタ3は、現フィールドの標本値
をシフトレジスタ8へ順に取り込んで行く。今、3段で
構成されているシフトレジスタ8の中段のレジスタが、
ろ波されている標本点を保持している。
Input 1 is a sample value series expressed in 8 bits, which is input to field memory 2 and field filter 3.
is input. Field memory 2 holds previous field sample point data necessary for two-field filter 3 to filter the current field sample point. A two-field filter 3 indicated by a broken line sequentially takes sample values of the current field into a shift register 8. Now, the middle register of the shift register 8, which is composed of three stages, is
Holds sample points that have been filtered.

一方、前フィールドの標本値は、フィールドメモリ2.
シフトレジスタ6、バッファメモリ6、シフトレジスタ
7を順にシフトされる。この時、フィールドメモリ2、
バッファメモリ6への読み出し動作は、第2図において
、前記のる波の対象と・なる標本点の1ライン上の標本
値がシフトンジスタフの中段に、1ライン下の標本値が
シフトレジスタ6の中段にくるように同期がとられる。
On the other hand, the sample value of the previous field is stored in the field memory 2.
The data is sequentially shifted through the shift register 6, buffer memory 6, and shift register 7. At this time, field memory 2,
In the read operation to the buffer memory 6, in FIG. 2, the sample value one line above the sample point that is the object of the rising wave is placed in the middle stage of the shift register 6, and the sample value one line below is placed in the shift register 6. The synchronization is done so that it is in the middle of the .

従って、シフトレジスタ6.7.8には、ろ波を行うに
必要な標本値が保持されており、これらは所定の加算器
9.10へ送られ、その後、結果は乗算器12,13.
’14において係数を乗ぜられ、これらを加算器11に
よって統合して出力4となる。
Therefore, the shift register 6.7.8 holds the sample values necessary for filtering, which are sent to a predetermined adder 9.10, after which the result is transferred to the multipliers 12, 13 .
'14, the signals are multiplied by coefficients, and these are integrated by the adder 11, resulting in output 4.

本実施例では、同じ係数を持つ標本値を先に加算し、後
に係数の乗算を実行しているが、逆もまた可能である。
In this embodiment, sample values having the same coefficients are added first, and then the coefficients are multiplied, but the reverse is also possible.

また本実施例での乗算はabttデータのシフト操作だ
けで可能であり、また負数表現は、ビット反転の後に1
を加える補数表現で行い、複雑な乗算器を必要としない
Furthermore, multiplication in this embodiment is possible only by shifting the abtt data, and negative number expression is performed by 1 after bit inversion.
This is done using complement representation that adds , and does not require complex multipliers.

第1図に示すディジタルフィルタリング装置の応用を第
3図に示す。第3図は、2フイ一ルド間相関を利用する
フィールドオフセット・サブナイキスト符号化(呼称は
、前述の矢野・湯山の文献による)および復号化装置の
基本例であって、160入力は標本化周波数2 f 3
で標本化されたテレビジョン信号である。17は前置フ
ィルタである。
FIG. 3 shows an application of the digital filtering device shown in FIG. 1. FIG. 3 shows a basic example of field offset sub-Nyquist encoding (the name is based on the above-mentioned Yano and Yuyama literature) and decoding device that utilizes the correlation between two fields, and 160 inputs are sampled. Frequency 2 f 3
This is a television signal sampled at 17 is a prefilter.

そしてダウンサンプリング18によってこれを標本化周
波数fsに落とす。即ち標本点を間引くのである。この
ためには、標本化周波数低下に伴う折り返し歪みを防ぐ
ために前置フィルタ17によって帯域制限する必要があ
る。第1図に示すディジタルフィルタリング装置は、こ
の前置フィルタとして活用できる。また変更を加えるこ
とによって後置フィルタに用いることができる。後置フ
ィルタの動作は間引きされた標本点を補間することにあ
り、これは第2図のる波対象点の係数を4から0へ、全
体の係数を%からKへ変更し、ろ波対象を補間される点
とすることで得られる。この例は第3図に示すアップサ
ンプリング20、フィールドメモリ21、後置フィルタ
22の構成により実現できる。なお19は伝送媒体であ
る。
Then, by downsampling 18, this is reduced to the sampling frequency fs. In other words, the sample points are thinned out. For this purpose, it is necessary to limit the band using the prefilter 17 in order to prevent aliasing distortion due to a decrease in the sampling frequency. The digital filtering device shown in FIG. 1 can be utilized as this prefilter. It can also be used as a post-filter with some modification. The operation of the post-filter is to interpolate the thinned out sample points, which changes the coefficient of the target point shown in Figure 2 from 4 to 0, the overall coefficient from % to K, and It can be obtained by setting the point to be interpolated. This example can be realized by the configuration of upsampling 20, field memory 21, and post-filter 22 shown in FIG. Note that 19 is a transmission medium.

上記は、低域ろ波フィルタの例であるが、画像の高域強
調などの応用においても、本発明による高域ろ波フィル
タを構成して適用することができる0 発明の効果 本発明は標本化されたテレビジョン信号のフィールド間
相関を利用するにあたり、対象点を中心に係数が点対称
の効になるよう配置されていることから、画像の水平、
垂直の2次元周波に対して位相ずれが発生しない。さら
にそれを2フイールド内で行なう構成であるから3フイ
一ルド以上の相関を利用するディジタルフィルタと比べ
て、簡便な装置で同等の画質を約束できるものである。
The above is an example of a low-pass filter, but the high-pass filter according to the present invention can also be configured and applied in applications such as high-frequency enhancement of images. When using the inter-field correlation of a converted television signal, the coefficients are arranged so as to have a point-symmetrical effect around the target point, so the horizontal and
No phase shift occurs with respect to vertical two-dimensional frequencies. Furthermore, since it is configured to perform this within two fields, it is possible to guarantee equivalent image quality with a simpler device compared to a digital filter that utilizes the correlation of three or more fields.

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

第1図は、本発明によるディジタルフィルタリング装置
のブロック図、第2図は本実施例によって実現されるフ
ィルタの説明図、第3図は本実施例の応用による符号化
復号化装置のブロック図、第4図、第6図は、ディジタ
ルフィルタリング装置の従来例の説明図である。 1・・・・・・標本化されたテレビジョン信号入力、2
・・・・・・フィールドメモリ、3・・・・・・2フイ
ールドフイルタ、6・・・・・・バッフ1メモリ、6,
7.8・・・・・・シフトレジスタ、9,10.11・
・・1加算器、12゜13.14・・・・・・乗算器。 第2図 第3図 イC; 第4図 會 X古
FIG. 1 is a block diagram of a digital filtering device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a filter realized by this embodiment, and FIG. 3 is a block diagram of an encoding/decoding device according to an application of this embodiment. FIGS. 4 and 6 are explanatory diagrams of conventional examples of digital filtering devices. 1... Sampled television signal input, 2
...Field memory, 3...2 field filter, 6...Buffer 1 memory, 6,
7.8...Shift register, 9,10.11.
...1 adder, 12゜13.14...multiplier. Figure 2 Figure 3 A C; Figure 4 Meeting X

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 標本化されたテレビジョン信号の水平、垂直、時間の3
次元周波をろ波するフィルタで、ろ波の対象となる標本
点と同じフィールド、およびその前あるいは後のフィー
ルドの計2フィールド上の係数の集合として表現され、
かつ、2つのフィールドを1つの画面としてみるとろ波
の対象となる標本点を中心に全ての係数が点対称の対と
なることを特徴とするディジタルフィルタリング装置。
Horizontal, vertical, and temporal 3 of the sampled television signal
A filter that filters dimensional frequencies, and is expressed as a set of coefficients on two fields: the same field as the sample point to be filtered, and the field before or after it.
A digital filtering device characterized in that, when the two fields are viewed as one screen, all the coefficients form point-symmetric pairs around a sample point to be filtered.
JP60278251A 1985-12-11 1985-12-11 Digital filtering device Pending JPS62136975A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01216612A (en) * 1988-02-24 1989-08-30 Canon Inc Digital filter
JPH01216613A (en) * 1988-02-24 1989-08-30 Canon Inc Digital filter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01216612A (en) * 1988-02-24 1989-08-30 Canon Inc Digital filter
JPH01216613A (en) * 1988-02-24 1989-08-30 Canon Inc Digital filter

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