KR950005056B1 - 디지탈 영상주파수 대역분할을 위한 단시간 필터링 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디지털 영상주파수 대역분할을 위한 단시간 필터링 방법

제1도는 본 발명에 의한 대역분할 과정을 보인 설명도.

제2도는 본 발명에 의한 대역분할 복원과정을 보인 설명도.

본 발명은 디지털 영상처리에 있어서, 수신되는 디지털 영상 데이터를 선형위상필터(Linear phase filter)를 가지고, 트리(Tree) 구조를 이용한 주파수 대역분할하는 경우 계산량을 줄이기 위한 필터링 방법에 관한 것이다.

현재까지 알려진 디지털 영상 주파수 대역분할 방식중 하나가 트리(Tree) 구조를 이용한 것으로, 다음의 그림<1>에 보인 봐와 같은 것이다.

(여기서 h(n), f(n)은 디지털 필터의 필터계수로서, h(n)은 LPF(Low Pass Filter) f(n)은 HPF(High Pass Filter)의 필터계수이며, ↓M2는 1/2 샘플링을 의미하는 것이다)

이러한 방식의 대역분할은 송신부에서는 입력신호 x(n)에 대하여 x(n)*h(n)과 x(n)*f(n)을 동시에 수행하여 필터링하여야 하며, 수신부에서는 상기 송신부로부터 전송되어 오는 x₁(n)과 x₂(n)에 대하여 각각 ↓M2와 LPF, HPF를 동시에 수행하여야 하는 것이다.

즉, 필터계수 h(0), h(1), h(3)……h(n)과 입력신호 x(0), x(1), x(2), x(3)……x(n)을 h(0)·x(0)+h(1)·x(1)+x(2)·h(2)+h(3)·x(3)+……+h(k-1)·x(k-1)로 계산하여야 한다.

특히 여러 대역으로 분할할 경우에는 그림 <2>와 같은 트리구조가 된다.

이러한 상태에서는 그 계산량이 그림 <1>의 경우보다 배증되며, 따라서 계산량이 많아져서 하드웨어(Hardware)의 빠른 처리속도가 요구된다.

이 경우 하드웨어 구현이 어려워지고 복잡하게 될 우려가 있는 것이다.

그러므로 처리속도가 빠른 프로세서(Processor)를 채용하여야 하므로 제조비용이 상승되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 트리구조를 이용한 대역 분할방식에 의한 계산량 증가를 해소하기 위하여 입력신호를 필터링시 곱해지는 것중 기수번째와 우수번째로 구분하여 합과 차를 구하는 방법으로 계산향을 큰폭으로 감소시켜 하드웨어 비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.

이러한 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

주지하는 바와 같이 디지털 저주파 대역 필터계수 h(n) 및 고주파 대역 필터계수 f(n)은 다음의 <표1>에 보인 값으로 예를 들어 설명하면 아래와 같다.

[표 1]

본 발명에서는 <표 1>로 보인 바와 같이 선형위상필터에서 저주파 대역통과 필터계수 h(n), f(n)의 값에 규칙적 상관관계가 있음에 착안하였다.

즉, h₀= f₀f₁= -h₁

h₂= f₂f₃= -h₃

h₄= f₄f₅= -h₅

h₆= f₆f₇= -h₇

다음으로는 이러한 규칙성을 활용하여 계산량을 줄이기 위하여 필터링시 필터계수와의 곱셈 때 기수번째와 우수번째로 구분하여 합과 차에 의한 방법을 쓰는 것이다.

즉, 제1도에 보인 바와 같이 입력되는 디지털 신호 X(N)을 교번으로 인가하여 차례로 필터계수와의 곱을 구한다.

이러한 값들을 각각 감산 및 가산하여 주파수 대역이 불할된 값을 구할 수 있다.

즉, 이때 우수번째의 값은 x(0)· h₆, x(2)·h₄, x(4)·h₂, x(6)·h₀이고, 기수번째의 값은 x(1)·h₇, x(3)·h₅, x(5)·h₃, x(7)·h₁이 된다.

이러한 우수번째 신호와 기수번째 신호가 각각 4개라고 가정하면, 우수번째 번호는 C(0), C(1), C(2), C(3)로, 기수번째 신호는 C'(0), C'(1), C'(2), c'(3)로 각각 표현될 수 있는 것이다.

C(n)+C'(n)을 구하면 x₁(n) 즉 저주파신호가 되고, C(n)-C'(n)을 구하면, x₀(n) 즉 고주파신호가 된다.

제2도는 송신부를 거친 신호를 역과정을 거쳐 복원하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

즉, 수신된 신호 x₀(n)과 x₁(n)의 차와 합을 구한 다음 각각 우수필터계수와 기수필터계수와의 곱을 구하면 복원된 디지털 신호를 얻을수 있는 바, 즉 필터계수 h₀, h₂, h₄, h₆와 차신호 x₀(0)-x₁(1), x₀(2)-x₁(3), x₀(4)-x₁(5), x₀(6)-x₁(7)를 각각 곱하고, 필터계수 h₁, h₃, h₅, h₇과 합신호 x₀(0)+x₁(1), x₀(2)+x₁(3), x₀(4)+x₁(5), x₀(6)+x₁(7)를 각기 곱하여 얻은 값의 차를 구하면 복원된 신호가 된다.

그러므로 f₀·x₀(0), f₁·x₀(1), f₂·x₀(2), f₃·x₀(3), f₂·x₀(4), f₅·x₀(5), f₆·x₀(6), f₇·x₀(7) 및 h₀·x₀(0), h₁·x₀(1), h₂·x₀(2), h₃·x₀(3), h₄·x₀(4), h₅·x₀(5), h₆·x₀(6), h₇·x₀(7)를 계산하는 일반적인 방식에 비하여 계산량을 반감시킬 수 있는 것이다.

이와 같이하여 본 발명은 디지털 신호처리에서 수신대는 대역분할된 디지털 영상데이터의 필터링시에 그 계산량을 반감시켜 줄 수 있게 되어 구득(求得)이 용이한 저가의 프로세서를 활용할 수 있게 되는 것이어서 하드웨어의 제조 비용 절감에 기여할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력신호 x(n)의 기수입력신호 x₀(n)과 우수입력신호 x₁(n)이 저주파 대역 및 고주파 대역 통과필터를 거쳐 출력되고 스위칭 소자에서 교호로 출력되어 디지털 영상신호 재생이 이루어지도록 된 공지의 것에 있어서, 가산기를 통해 상기 기수 입력신호 x₀(n)와 우수 입력신호 x₁(n)에 대하여 각각에 대한 차신호 C(n)와 합신호 C'(n)를 구하는 제1가산단계와, 이 제1가산단계에 의한 차신호 C(n)와 우수번째의 저주파 대역 필터계수 (h₀, h₂, h₄, h₆)를 곱연산하는 제1곱 연산단계, 상기 제1가산단계에 의한 합신호 C'(n)와 기수번째의 고주파 대역 필터계수(h₁, h₃, h₅, h₇)를 곱연산하는 제2곱 연산단계, 상기 제1곱 연산단계와 제2곱 연산단게를 거쳐 출력되는 영상신호를 가산하는 제2가산단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 영상주파수 대역분할을 위한 단시간 필터링 방법.