KR19980082415A - 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이브 디지탈 필터를 사용하여 하나의 데이터 경로(Path)로 2채널의 데이터 처리가 가능하도록한 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터에 관한 것으로, 레프트,라이트로 구성되는 스테레오 입력을 받아 제어 신호에 의해 입력되는 신호와 2 샘플 단위 지연하는 지연부에 의해 피드백되는 데이터를 다중화하여 출력하는 MUX로 구성되어 샘플 앤 홀드된 서로 다른 채널의 데이터를 선택적으로 출력하는 샘플 앤 홀드부와, 입력되는 필터계수 지정신호에 의해 채널에 따라 다른 필터 계수를 갖고 상기 샘플 앤 홀드부에서 출력되는 데이터를 필터링하여 보간된 데이터를 출력하는 어댑터와, 상기 어댑터의 필터링 신호를 각각 어댑터의 위치 및 채널의 연산 위치를 지정하는 선택 신호들에 의해 지연하여 피드백 출력하는 필터링신호 지연부를 포함하여 하나의 스테이지가 구성된다.

Description

웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터
본 발명은 데이터 보간 필터에 관한 것으로, 특히 웨이브 디지탈 필터를 사용하여 하나의 데이터 경로(Path)로 2채널의 데이터 처리가 가능하도록한 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 데이터 보간 필터에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 (a)와 도 1 (b)는 종래 기술의 데이터 보간 필터의 구성 블록도이다.
먼저, 도 1 (a)의 데이터 보간 필터는 입력되는 데이터를 2배 업 샘플링하여 데이터들 사이에 영(零)을 패딩시키는 제로 패딩부(Zero Padding Block)(1)와, 상기의 제로 패딩부(1)에 의해 오버 샘플링되어진 데이터를 필터링하는 제 1 어댑터(3),제 2 어댑터(4)와, 상기의 제로 패딩부(1)에 의해 오버 샘플링되어진 데이터를 1 샘플 단위 지연시켜 제 1 어댑터(3)로 입력하는 제 1 지연부(2)와, 상기의 제 1 어댑터(3),제 2 어댑터(4)에서 피드백되는 데이터를 각각 2 샘플 단위 지연하여 각각의 어댑터로 입력하는 제 2,3 지연부(5)(6)와, 상기 제 1 어댑터(3)와 제 2 어댑터(4)에서 필터링되어 출력되는 데이터를 합산하여 출력하는 덧셈기(7)로 구성된다. 이때, 상기의 제 1,2 어댑터(3)(4)들은 각각 두 개의 입력단과 두 개의 출력단을 갖고 구성되고 내부에는 필터의 고유 특성을 결정하는 필터 계수를 갖고 덧셈기,곱셈기로 이루어진다.
이와 같이 구성된 데이터 보간 필터는 입력되는 데이터가 제로 패딩부(1)에 의해 업 샘플링되어 상단의 제 1 어댑터(3)와 하단의 제 2 어댑터(4)로 입력된다. 이때, 상기의 상단의 제 1 어댑터(3)에 입력되는 데이터는 제 1 지연부(2)에 의해 1 샘플 단위 지연되어 입력된다. 제 1,2 어댑터(3)(4)에 입력된 데이터는 필터링되어 덧셈기(7)에 의해 합산되어 그 결과가 출력된다. 출력과 동시에 필터링된 데이터는 각각의 제 2,3 지연부(5)(6)에 의해 다음의 연산을 위해 대기상태로 있게된다.
도 1 (b)는 도 1 (a)의 데이터 보간 필터의 변형으로 그 구성은 먼저, 각각의 데이터가 입력되어 고유의 필터 계수를 갖고 필터링을 하는 제 1,2 어댑터(8)(9)와, 상기의 제 1 어댑터(8),제 2 어댑터(9)에서 피드백되는 데이터를 각각 1 샘플 단위 지연하여 각각의 어댑터로 입력하는 제 1,2 지연부(10)(11)와, 상단에 구성되는 제 1 어댑터(8)에서 필터링되어진 데이터를 2배 업 샘플링하여 데이터들 사이에 영을 패딩시켜 출력하는 제 1 제로 패딩부(12)와, 하단에 구성되는 제 2 어댑터(9)에서 필터링되어진 데이터를 2배 업 샘플링하여 데이터들 사이에 영을 패딩시켜 출력하는 제 2 제로 패딩부(13)와, 상기 제 1 제로 패딩부(12)에서 업 샘플링되어 출력되는 데이터를 1 샘플 단위 지연하여 출력하는 제 3 지연부(14)와, 상기 상단의 제 3 지연부(14)에서 지연된 데이터와 하단의 제 2 제로 패딩부(13)의 데이터를 합산하여 그 결과를 출력하는 덧셈기(15)로 구성된다.
이와 같이 구성된 도 1 (b)는 데이터 보간 필터는 제로 패딩부와 지연부를 어댑터의 후단에 구성하여 어댑터의 출력을 피드백시키는 지연부들의 크기를 줄인 것이다. 도 1 (a)와 도 1 (b)는 데이터 보간 필터는 기본적으로 같은 동작을 하나 도 1 (b)의 데이터 보간 필터가 플립 플롭을 적게 사용했다는 특징이 있다.
이와 같은 종래 기술의 데이터 보간 필터는 상단과 하단에 어댑터를 각각 구성하기 때문에 하드웨어적인 측면에서 복잡하다.
또한 스테레오 채널을 처리할때에도 모노 채널의 하드웨어를 그대로 사용하므로 하드웨어상의 데이터 처리 흐름이 비효율적으로 이루어진다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 데이터 보간 필터의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이브 디지탈 필터를 사용하여 하나의 데이터 경로(Path)로 2채널의 데이터 처리가 가능하도록한 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터를 제공하는데 그목적이 있다.
도 1 (a)와 도 1 (b)는 종래 기술의 데이터 보간 필터의 구성 블록도
도 2a와 도 2b는 본 발명의 데이터 보간 필터를 구성하기 위한 개념을 나타낸 데이터 처리 과정 및 구성 블록도
도 3은 본 발명의 데이터 보간 필터의 구성 블록도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30.33.34. 샘플 앤 홀드부31.35. 어댑터
32.36 필터링신호 지연부37.39.41. 지연부
38.40.42 MUX
데이터 처리의 흐름이 효율적으로 이루어지도록한 본 발명의 데이터 보간 필터는 레프트,라이트로 구성되는 스테레오 입력을 받아 제어 신호에 의해 입력되는 신호와 2 샘플 단위 지연하는 지연부에 의해 피드백되는 데이터를 다중화하여 출력하는 MUX로 구성되어 샘플 앤 홀드된 서로 다른 채널의 데이터를 선택적으로 출력하는 샘플 앤 홀드부와, 입력되는 필터계수 지정신호에 의해 채널에 따라 다른 필터 계수를 갖고 상기 샘플 앤 홀드부에서 출력되는 데이터를 필터링하여 보간된 데이터를 출력하는 어댑터와, 상기 어댑터의 필터링 신호를 각각 어댑터의 위치 및 채널의 연산 위치를 지정하는 선택 신호들에 의해 지연하여 피드백 출력하는 필터링신호 지연부를 포함하여 하나의 스테이지가 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 데이터 보간 필터에 관하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 데이터 보간 필터를 구성하기 위한 개념을 나타낸 데이터 처리 과정 및 구성 블록도이고, 도 3은 본 발명의 데이터 보간 필터의 구성 블록도이다.
본 발명의 데이터 보간 필터는 하드웨어적인 구조를 단순화하고 2채널의 데이터 처리를 하나의 경로를 사용하여 처리할 수 있도록한 것이다, 즉, 상단과 하단으로 구성되는 어댑터를 하나 사용하여 필터 계수를 선택적으로 지정하여 하나의 경로로 2 채널의 데이터 처리가 가능하게 한 것이다.
상기와 같은 데이터 보간 필터를 구성하기 위한 데이터 처리 개념을 도 2a와 도 2b를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a와 도 2b는 도 1 (a) 또는 도 1 (b)와 동일한 데이터 처리 흐름을 갖는 것으로 어댑터의 개수를 감소시키는 개념을 나타낸 것이다.
먼저, 도 2a에서와 같이 도 1 (a) 또는 도 1 (b)의 데이터 보간 필터를 레프트,라이트로 구성되는 스테레오 입력을 받아 특정의 필터 계수를 갖고 입력되는 데이터를 각각 필터링하여 출력하는 제 1 어댑터(20),제 2 어댑터(21)와, 상기 제 1 어댑터(20)에 의해 필터링되어진 데이터를 지연하여 피드백시키는 필터링신호 지연부(22)와, 상기 제 2 어댑터(21)에 의해 필터링되어진 데이터를 지연하여 피드백시키는 필터링신호 지연부(23)와, 상기의 제 1 어댑터(20)에서 보간되어 출력되는 데이터를 2배 업샘플링하는 제 1 제로 패딩부(24)와, 상기의 제 2 어댑터(21)에서 보간되어 출력되는 데이터를 2배 업샘플링하는 제 2 제로 패딩부(25)와, 상기의 제 1 제로 패딩부(24)에서 업샘플링된 데이터를 1 샘플 단위 지연하여 출력하는 지연부(26)와, 상기 지연부(26)에서 출력되는 데이터와 상기 제 2 제로 패딩부(25)의 데이터를 합산하여 출력하는 덧셈기(27)로 구성할 수 있다.
그리고 상기의 도 2a와 같이 구성된 데이터 보간 필터는 도 2b의 데이터 보간 필터와 같이 구성할 수 있다.
도 2a의 데이터 보간 필터의 제 1 어댑터(20)에 의해 연산되어지는 값들은 제 1 제로 패딩부(24)와 지연부(26) 그리고 덧셈기(27)를 차례로 거치게되는데, 이는 덧셈기(27)의 두 입력중 어느하나는 항상 제로값을 가지는 것을 의미하는 것이다. 그러므로 상단과 하단의 결과값의 덧셈이 아닌 상단,하단의 결과값의 어느 하나를 선택하여 주는 것과 그 연산 기능은 동일함을 알 수 있다.
상기와 같은 연산 기능을 이용하여 데이터 보간 필터를 구성한 것이 도 2b의 데이터 보간 필터이다.
도 2b의 데이터 보간 필터에서 샘플 앤 홀드부(28)에서 어댑터(29)의 상단 하단을 구분하여 데이터를 각각 독립적으로 입력하면 도 2a의 데이터 보간 필터와 동일한 기능으로 데이터 보간을 행하는 1 경로 2 데이터처리 채널을 갖는 데이터 보간 필터를 구성할 수 있다.
즉, 도 2a의 데이터 보간 필터의 입력값(% % % % % % AR AL)과 보간된 데이터(% % % % UAR UAL DAR DAL = % % % % YR YL XR XL)가 동일한 도 2b의 데이터 보간 필터를 구성할 수 있게된다.
상기와 같은 개념으로 데이터 보간 필터를 구성하면 2배의 업샘플링 처리가 아니라 시스템 클럭이 허용하는 한도내에서 그 이상의 업 샘플링 처리가 가능한 데이터 보간 필터를 구성할 수 있다.
상기와 같은 개념으로 구성한 본 발명의 데이터 보간 필터가 도 3에 도시한 것이다.
본 발명의 데이터 보간 필터는 상단과 하단에 구성되는 어댑터를 필터링 신호 지연부의 지연부를 MUX를 사용하여 분리하는 방법으로 어댑터를 절반으로 줄인 것으로 먼저, 레프트,라이트로 구성되는 스테레오 입력을 받아 제어 신호 S1에 의해 입력되는 신호와 2 샘플 단위 지연하는 지연부(37)에 의해 피드백되는 데이터를 다중화하여 출력하는 MUX(38)로 구성되어 입력 데이터를 각각의 채널별로 샘플 앤 홀드하여 출력하는 샘플 앤 홀드부(30)와, 입력되는 필터계수 지정신호(SB1B2)에 의해 제 1과 제 2의 필터 계수(α1)(β1)를 갖고 상기 샘플 앤 홀드부(30)에서 출력되는 데이터를 필터링하여 보간된 데이터를 출력하는 어댑터(31)와, 상기 어댑터(31)의 필터링 신호를 각각 어댑터의 위치 및 채널의 연산 위치를 지정하는 선택 신호들(SLB1)(SRB1)(SLB2)(SRB2)(SLRB1)(SLRB2)에 의해 지연하여 출력하는 필터링신호 지연부(32)로 구성된다. 이때, 상기의 필터링신호 지연부(32)는 각각의 선택 신호들이 입력되는 MUX들과 상기 MUX들에서 출력되는 신호들을 지연하는 지연 소자들로 구성되고, 최종단에는 상기 어댑터(31)의 필터계수 지정신호(SB1B2)와 동일한 제어 신호가 입력되는 MUX가 구성된다.
상기와 같은 데이터 보간 필터는 2배 업 샘플링하는 경우의 하드 웨어 구성을 나타낸 것으로, 이를 다시 2배 업 샘플링하는 멀티스테이지 보간 필터로 구성할 경우에는 어댑터(30)의 출력 신호를 받아 제어 신호 S2에 의해 입력되는 신호와 2 샘플 단위 지연하는 지연부(39)에 의해 피드백되는 데이터를 다중화하여 출력하는 MUX(40)로 구성되어 입력 데이터를 샘플 앤 홀드하여 각각의 채널별로 출력하는 샘플 앤 홀드부(33)와, 상기 샘플 앤 홀드부(33)의 출력 신호를 받아 제어 신호 S3에 의해 입력되는 신호와 2 샘플 단위 지연하는 지연부(41)에 의해 피드백되는 데이터를 다중화하여 출력하는 MUX(42)로 구성되어 입력 데이터를 샘플 앤 홀드하여 출력하는 샘플 앤 홀드부(34)와, 입력되는 필터계수 지정신호(SB1B2)에 의해 제 1과 제 2의 필터 계수(α1)(β1)를 갖고 상기 샘플 앤 홀드부(34)에서 출력되는 데이터를 필터링하여 보간된 데이터를 출력하는 어댑터(35)와, 상기 어댑터(35)의 필터링 신호를 각각 어댑터의 위치 및 채널의 연산 위치를 지정하는 선택 신호들(SLB1)(SRB1)(SLB2)(SRB2)(SLRB1)(SLRB2)에 의해 지연하여 출력하는 필터링신호 지연부(36)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 데이터 보간 필터의 데이터 보간 동작은 다음과 같다.
샘플 앤 홀드부(30)를 구성하는 MUX(38)의 입력단으로 레프트 라이트로 구성되는 스테레오 입력 신호ⓐ가 입력되면 제어 신호 S1에 의해 MUX(38)의 출력값은 지연부(37)을 거쳐 피드백된다. 그리고 샘플 앤 홀드된 출력 데이터ⓑ는 첫 번째 웨이브 디지탈 필터(WDF1)로 구성된 어댑터(31)에 입력된다. WDF1의 필터링 신호 지연부(32)에는 그전값이 저장되어 있다가 필터 계수인 α1 또는 β1과 연산되어 ⓒ로 출력되며 출력되는 값은 다시 필터링 신호 지연부(32)에 저장된다. 상기 어댑터(31)의 MUX는 필터 계수 선택 신호 SB1B2에 의해 필터 계수를 선택하게 된다. 이 필터 계수 선택 신호는 필터링 신호 지연부(32)의 마지막 MUX의 선택 신호와 동일한 신호이다. 첫 번째 WDF1의 출력값ⓒ는 MUX(40),지연부(39)로 구성되는 샘플 앤 홀드부(33)로 입력되고 샘플 앤 홀드부(33)는 데이터ⓓ를 출력하게되고 출력된 데이터ⓓ는 MUX(42),지연부(41)로 구성되는 샘플 앤 홀드부(34)로 입력된다. 상기의 샘플 앤 홀드부(33)(34)의 각각은 제어 신호 S2,S3에 의해 입력되는 데이터를 샘플 앤 홀드하여 출력하고 피드백시키게 된다. 두 번째 웨이브 디지탈 필터(WDF2)로 구성된 어댑터(35)로 입력되는 데이터ⓔ는 새로운 필터 계수 선택 신호(α2,β2)에 의해 연산되어 최종 데이터ⓕ로 출력된다.
상기와 같은 본 발명의 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터는 사용되는 어댑터의 수를 반으로 줄여 하드웨어적인 측면에서 구조를 단순화시키는 효과가 있다.
또한 하나의 경로를 사용하여 2 채널의 데이터를 처리할 수 있어 하드웨어상의 데이터 처리 흐름이 효율적으로 이루어지도록 하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터에 있어서,
    레프트,라이트로 구성되는 스테레오 입력을 받아 제어 신호에 의해 입력되는 신호와 2 샘플 단위 지연하는 지연부에 의해 피드백되는 데이터를 다중화하여 출력하는 MUX로 구성되어 샘플 앤 홀드된 서로 다른 채널의 데이터를 선택적으로 출력하는 샘플 앤 홀드부와,
    입력되는 필터계수 지정신호에 의해 채널에 따라 다른 필터 계수를 갖고 상기 샘플 앤 홀드부에서 출력되는 데이터를 필터링하여 보간된 데이터를 출력하는 어댑터와,
    상기 어댑터의 필터링 신호를 각각 어댑터의 위치 및 채널의 연산 위치를 지정하는 선택 신호들에 의해 지연하여 피드백 출력하는 필터링신호 지연부를 포함하여 하나의 스테이지가 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 필터링신호 지연부는 각각의 선택 신호들이 입력되는 MUX들과 상기 MUX들에서 출력되는 신호들을 샘플 단위로 피드백 지연하는 지연 소자들로 구성되고, 최종단에는 상기 어댑터의 필터계수 지정신호와 동일한 제어 신호가 입력되는 MUX가 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, n배의 업 샘플링을 하여 데이터 보간을 하는 k번째 스테이지의 어댑터에 연결되어 n배의 업 샘플링을 하여 데이터를 처리하는 k+1번째 스테이지의 데이터 보간 필터는 k번째 스테이지의 어댑터의 출력 신호를 받아 샘플 앤 홀드된 데이터를 출력하는 샘플 앤 홀드부가 k+1개 이상 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터.
  4. 제 3 항에 있어서, k+1번째 스테이지의 데이터 보간 필터의 샘플 앤 홀드부는 k번째 스테이지의 어댑터 또는 앞단의 샘플 앤 홀드부에서 출력되는 신호와 2 샘플 단위 지연하는 지연부에 의해 피드백되는 데이터를 다중화하여 출력하는 MUX로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터.
  5. 제 4 항에 있어서, k+1개의 샘플 앤 홀드부의 각각의 MUX에는 채널에 따른 데이터를 선택적으로 출력하기 위한 서로 다른 제어 신호가 각각 입력되는 것을 특징으로 하는 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터.
  6. 제 3 항에 있어서, k+1번째 스테이지의 데이터 보간 필터는 입력되는 필터계수 지정신호에 의해 채널에 따라 다른 필터 계수를 갖고 마지막단 샘플 앤 홀드부에서 출력되는 데이터를 필터링하여 보간된 데이터를 출력하는 어댑터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터.
  7. 제 3 항에 있어서, k번째 스테이지의 어댑터와 k+1번째 스테이지의 어댑터의 채널에 따른 필터 계수는 서로 다른 것을 특징으로 하는 웨이브 디지탈 필터를 이용한 데이터 보간 필터.
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