JP2002368584A - ディジタルフィルタおよびそれを用いたディジタルビデオエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゲート数の削減を図れ、ひいてはレイアウト自
由度および最大動作周波数を大きくでき、１チップあた
りの面積を削減でき、歩留まりの向上を図れるディジタ
ルフィルタおよびディジタルビデオエンコーダを提供す
る。 【解決手段】タップ数が、通過域リップルが発生しない
範囲で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかとな
る値に設定され、係数ｈ（ｎ）とその総和が２のべき乗
の値に設定され、信号Ｓ２を出力する前段フィルタ部２
と、タップ数が信号Ｓ２の通過域におけるなだらかにな
った部分を持ち上げることができカットオフ周波数ｆｃ
付近の特性が急峻となるように補正することが可能な値
に設定され、係数ｈ（ｎ）とその総和が２のべき乗の値
に設定され、通過域はリップルがなく平坦で、カットオ
フ周波数ｆｃ付近が急峻な特性を有する信号ＳＯＵＴを
生成して出力する後段フィルタ部３とを縦続接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号処
理に必要なディジタルフィルタおよびそれを用いたディ
ジタルビデオエンコーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像や音声のディジタル信号処理では、
フィルタ処理がよく使われる。そのフィルタ処理に使わ
れるフィルタは、有限のタップ数で直線位相特性を持つ
という特徴から直線位相ＦＩＲ(Finite Impulse Respon
se: 有限インパルス応答）フィルタがよく利用される。

【０００３】図２１は、従来のＦＩＲフィルタの構成例
を示す図である。このＦＩＲフィルタ１、ｎ個の乗算器
２−１〜２−ｎと、交互に縦続接続されたｎ−１個の遅
延素子３−１〜３−n-1 およびｎ−１個の加算器４−１
〜４−n-1 により構成されている。

【０００４】ＦＩＲフィルタ１においては、入力信号Ｓ
ＩＮに対して、乗算器２−１〜２−ｎにより、それぞれ
フィルタ係数ｈ（０）〜ｈ（Ｎ）が乗算される。乗算器
２ー１の出力信号は遅延素子３−１で遅延されて加算器
４−１に入力される。加算器４−１には乗算器２−２の
出力信号が入力されており、係数ｈ（１）が乗算された
信号と係数ｈ（２）が乗算された信号とが加算され、こ
の加算信号が遅延素子３−２で遅延されて加算器４−２
に入力される。加算器４−２には乗算器２−３の出力信
号が入力されており、係数ｈ（１）が乗算された信号と
係数ｈ（２）が乗算された信号にさらに係数ｈ（３）が
乗算された信号とが加算され、この加算信号が遅延素子
３−３で遅延されて加算器４−３に入力される。同様に
して、順次に係数ｈ（４）〜ｈ（Ｎ−１）が乗算された
信号が加算され、最後に、加算器４−n-1 で、係数ｈ
（Ｎ）が乗算された信号が加算され、結果としてｎ個の
乗算器の出力信号を加算した信号が信号ＳＯＵＴとして
出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のＦＩＲフィルタ１は、乗算器２−１〜２−ｎにより入
力信号ＳＩＮが係数ｈ（１）〜ｈ（Ｎ）倍されて、遅延
素子３−１〜３−n-1 と加算器４−１〜４−n-1 に入力
される。

【０００６】ところで、係数ｈ（１）〜ｈ（Ｎ）は、こ
のＦＩＲフィルタ１に要求される周波数特性から算出さ
れる実定数であるが、この実定数を入力信号に乗算する
乗算器２−１〜２−ｎは大きなゲート数を必要としてい
た。そのためレイアウト自由度が律束され、最大動作周
波数に制約を受け、また、１チップあたりの面積が増大
し、歩留まりが低下する等の不利益がある。

【０００７】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ゲート数の削減を図れ、ひいて
はレイアウト自由度を大きくでき、最大動作周波数を大
きくでき、１チップあたりの面積を削減でき、歩留まり
の向上を図れるディジタルフィルタおよびそれを用いた
ディジタルビデオエンコーダを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、インパルス応答が有限時間長で表され、
当該インパルス応答がフィルタ係数となっており、入力
信号に対して並列的に所定のフィルタ係数を付与する複
数の係数付与手段と、フィルタ係数が与えられた複数の
信号を加算する加算手段とを含むディジタルフィルタで
あって、上記フィルタ係数と当該フィルタ係数の総和が
２のべき乗の値に設定され、上記加算された信号をフィ
ルタ係数の総和分の１倍して出力する出力手段を有す
る。

【０００９】また、本発明では、上記複数の係数付与手
段および上記出力手段は、ビットシフタを含む。

【００１０】また、本発明は、インパルス応答が有限時
間長で表され、当該インパルス応答がフィルタ係数とな
っており、有限のタップ数で直線位相特性を持つディジ
タルフィルタであって、タップ数が、通過域リップルが
発生しない範囲で、カットオフ周波数付近の急峻さがな
だらかとなる周波数特性を持ちえる値に設定され、か
つ、フィルタ係数とその総和が、２のべき乗の値に設定
された少なくとも一つの第１のフィルタ部と、タップ数
が、上記第１のフィルタ部の周波数特性の通過域におけ
るなだらかになった部分を相殺し持ち上げることがで
き、カットオフ周波数付近の特性が急峻となるように補
正することが可能な周波数特性を持ちえる値に設定され
た少なくとも一つの第２のフィルタ部と、を有し、上記
第１のフィルタ部と第２のフィルタ部が縦続接続されて
いる。

【００１１】また、本発明は、インパルス応答が有限時
間長で表され、当該インパルス応答がフィルタ係数とな
っており、有限のタップ数で直線位相特性を持つディジ
タルフィルタであって、タップ数が、通過域リップルが
発生しない範囲で、カットオフ周波数付近の急峻さがな
だらかとなる周波数特性を持ちえる値に設定され、か
つ、フィルタ係数とその総和が、２のべき乗の値に設定
され、入力ディジタル信号の低域成分を通過させる第１
のフィルタ部と、タップ数が、上記第１のフィルタ部の
出力信号の周波数特性における通過域におけるなだらか
になった部分を相殺し持ち上げることができ、カットオ
フ周波数付近の特性が急峻となるように補正することが
可能な周波数特性を持ちえる値に設定され、通過域はリ
ップルがなく平坦で、カットオフ周波数付近が急峻な特
性を有する信号を生成して出力する第２のフィルタ部と
を有する。

【００１２】また、本発明では、上記第１のフィルタ部
および第２のフィルタ部の少なくとも一方は、入力信号
に対して並列的に所定のフィルタ係数を付与する複数の
係数付与手段と、フィルタ係数が与えられた複数の信号
を加算する加算手段と、上記加算手段で加算された信号
をフィルタ係数の総和分の１倍して出力する出力手段と
を含む。

【００１３】また、本発明では、上記複数の係数付与手
段および上記出力手段は、ビットシフタを含む。

【００１４】また、本発明は、輝度信号の低域成分を抽
出する輝度信号用フィルタと、色差信号の低域成分を抽
出する色差信号用フィルタとを含み、上記輝度信号用フ
ィルタによる輝度信号と上記色差信号用フィルタによる
色差信号に基づいてビデオ信号を生成するディジタルビ
デオエンコーダであって、上記輝度信号用フィルタおよ
び上記色差信号用フィルタの少なくとも一方は、インパ
ルス応答が有限時間長で表され、当該インパルス応答が
フィルタ係数となっており、入力信号に対して並列的に
所定のフィルタ係数を付与する複数の係数付与手段と、
フィルタ係数が与えられた複数の信号を加算する加算手
段とを含み、上記フィルタ係数と当該フィルタ係数の総
和が２のべき乗の値に設定され、上記加算された信号を
フィルタ係数の総和分の１倍して出力する出力手段を有
するディジタルフィルタを含む。

【００１５】また、本発明は、輝度信号の低域成分を抽
出する輝度信号用フィルタと、色差信号の低域成分を抽
出する色差信号用フィルタとを含み、上記輝度信号用フ
ィルタによる輝度信号と上記色差信号用フィルタによる
色差信号に基づいてビデオ信号を生成するディジタルビ
デオエンコーダであって、上記輝度信号用フィルタおよ
び上記色差信号用フィルタの少なくとも一方は、インパ
ルス応答が有限時間長で表され、当該インパルス応答が
フィルタ係数となっており、有限のタップ数で直線位相
特性を持つフィルタであって、タップ数が、通過域リッ
プルが発生しない範囲で、カットオフ周波数付近の急峻
さがなだらかとなる周波数特性を持ちえる値に設定さ
れ、かつ、フィルタ係数とその総和が、２のべき乗の値
に設定された少なくとも一つの第１のフィルタ部と、タ
ップ数が、上記第１のフィルタ部の周波数特性の通過域
におけるなだらかになった部分を相殺し持ち上げること
ができ、カットオフ周波数付近の特性が急峻となるよう
に補正することが可能な周波数特性を持ちえる値に設定
された少なくとも一つの第２のフィルタ部と、を有し、
上記第１のフィルタ部と第２のフィルタ部が縦続接続さ
れているディジタルフィルタを含む。

【００１６】また、本発明は、輝度信号の低域成分を抽
出する輝度信号用フィルタと、色差信号の低域成分を抽
出する色差信号用フィルタとを含み、上記輝度信号用フ
ィルタによる輝度信号と上記色差信号用フィルタによる
色差信号に基づいてビデオ信号を生成するディジタルビ
デオエンコーダであって、上記輝度信号用フィルタおよ
び上記色差信号用フィルタの少なくとも一方は、インパ
ルス応答が有限時間長で表され、当該インパルス応答が
フィルタ係数となっており、有限のタップ数で直線位相
特性を持つフィルタであって、タップ数が、通過域リッ
プルが発生しない範囲で、カットオフ周波数付近の急峻
さがなだらかとなる周波数特性を持ちえる値に設定さ
れ、かつ、フィルタ係数とその総和が、２のべき乗の値
に設定され、入力ディジタル信号の低域成分を通過させ
る第１のフィルタ部と、タップ数が、上記第１のフィル
タ部の出力信号の周波数特性における通過域におけるな
だらかになった部分を相殺し持ち上げることができ、カ
ットオフ周波数付近の特性が急峻となるように補正する
ことが可能な周波数特性を持ちえる値に設定され、通過
域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数付近が急
峻な特性を有する信号を生成して出力する第２のフィル
タ部とを有するディジタルフィルタを含む。

【００１７】本発明によれば、たとえば輝度信号や色差
信号等の入力ディジタル信号は、第１のフィルタ部に入
力される。第１のフィルタ部では、たとえば低域成分が
抽出され、通過域リップルがなく、カットオフ周波数付
近の急峻さがなだらかとなる周波数特性を持つ信号が第
２のフィルタ部に出力される。第２のフィルタ部では、
第１のフィルタ部の出力信号の周波数特性における通過
域におけるなだらかになった部分が相殺されて持ち上げ
れ、かつカットオフ周波数付近の特性が急峻となるよう
に補正され、結果として、通過域はリップルがなく平坦
で、カットオフ周波数付近が急峻な特性を有する信号が
生成されて出力される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るＦＩＲフィ
ルタの一実施形態を示すブロック図である。

【００１９】本ＦＩＲフィルタ１Ａは、ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）を構成し、図１に示すように、入力信号Ｓ
ＩＮに対して縦続接続された第１のフィルタ部としての
前段フィルタ部２Ａと第２のフィルタ部としての後段フ
ィルタ部３Ａとを有している。具体的には、ＦＩＲフィ
ルタ１Ａは、以下に詳述するように、周波数特性の異な
るＬＰＦを２段に縦続接続し、かつ、各フィルタ部の係
数ｈ（ｎ）とその総和を２のべき乗の値に設定するこに
より、図２に示すような通過域リップルＲＰＬを無く
し、かつ、いわゆるカットオフ周波数ｆｃ付近における
急峻な特性を実現している。

【００２０】前段フィルタ部２Ａは、タップ数が、通過
域リップルが発生しない範囲で、カットオフ周波数付近
の急峻さがなだらかとなる値、たとえば１１に設定さ
れ、かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、
２のべき乗の値(1,2,4,8,16,32...)、たとえば図３に示
すように、（１，１，１，２，２，２，２，２，１，
１，１ ×１／１６）に設定され、入力ディジタル信号
ＳＩＮの周波数ｆｐまでの低域成分を通過させ、信号Ｓ
２として後段フィルタ部３Ａに出力する。

【００２１】後段フィルタ部３Ａは、タップ数が、通過
域リップルが発生せず、カットオフ周波数付近の急峻さ
がなだらかな周波数特性を有する前段フィルタ部２Ａか
らの信号Ｓ２に対して、信号Ｓ２の通過域におけるなだ
らかになった部分を持ち上げることができ（たとえばリ
ップル数１）、カットオフ周波数ｆｃ付近の特性が急峻
となるように補正することが可能な値、たとえば１９に
設定され、かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とその総
和が、２のべき乗の値、たとえば図３に示すように、
（−２，−１，０，０，２，２，２，２，２，２，２，
２，２，２，２，０，０，−１，−２ ×１／１６）に
設定され、通過域はリップルがなく平坦で、カットオフ
周波数ｆｃ付近が急峻な特性を有する信号ＳＯＵＴを生
成して出力する。

【００２２】次に、タップ数の選定および２段構成にし
た理由について、図面に関連付けて説明する。

【００２３】図４は、ＦＩＲフィルタのタップ数と周波
数特性との関係を示す図である。ＦＩＲフィルタは、図
４に示すように、タップ数が少ないと、減衰量が小さ
く、カットオフ周波数付近の急峻さはなだらかで、通過
域リップルＲＰＬの振幅は大きく、通過域リップルＲＰ
Ｌの波数は少ない（究極的には０になる）という特性を
有する。逆に、ＦＩＲフィルタは、タップ数が多いと、
減衰量が大きく、カットオフ周波数付近の急峻さは急峻
で、通過域リップルＲＰＬの振幅は小さく、通過域リッ
プルＲＰＬの波数は多いという特性を有する。

【００２４】図５〜図７に、タップ数１１，１７，５１
のＦＩＲフィルタの周波数特性を示す。図５〜図７にお
いて、横軸が周波数ｆを表し、縦軸がゲインを表してい
る。この場合、周波数ｆｐ＝６．５ＭＨｚ、フィルタ係
数ｈ（ｎ）の合計が１２８になるように係数ｈ（ｎ）を
整数化（四捨五入）している。

【００２５】図５〜図７に示すように、タップ数１１の
場合には通過リップルＲＰＬななく、タップ数１７の場
合には１つの通過リップルＲＰＬが存在し、タップ数５
１の場合には、多数の通過リップルＲＰＬが存在する。
したがって、図５〜図７からわかるように、通過リップ
ルＲＰＬをなくすにはタップ数をある数以上に設定する
ことができない。この例では、１１タップまでしか設定
できない。しかし、そのタップ数（この例では１１）で
は、図５に示すように、カットオフ周波数ｆｃ付近の急
峻さに欠ける。そこで、本実施形態においては、フィル
タを２段構成としている。

【００２６】すなわち、本実施形態では、前段フィルタ
部２Ａのタップ数をたとえば１１に設定して、通過域リ
ップルがないがカットオフ周波数ｆｃ付近の急峻さに欠
ける周波数特性を得、続く後段フィルタ部３Ａのタップ
数を１７以上、本実施形態では１９に設定して、通過域
リップルが１だけ存在し、かつカットオフ周波数ｆｃ付
近の急峻さが十分な周波数特性を得、２段のフィルタ部
の周波数特性を合成することにより、通過域はリップル
がなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付近が急峻な特性
を有する信号ＳＯＵＴを得られるようにＦＩＲフィルタ
１Ａを構成している。

【００２７】以上のように、本実施形態では、前段フィ
ルタ部２Ａおよび後段フィルタ部３ＡのＦＩＲフィルタ
係数ｈ（ｎ）とその総和が２のべき乗となるように構成
することから、各前段フィルタ部２および後段フィルタ
部３Ａは、ゲート数の多い乗算器の代わりにビットシフ
タを用いることができる。以下に、ビットシフタを用い
た前段フィルタ部２Ａおよび後段フィルタ部３Ａの具体
的な構成について説明する。

【００２８】図８は、本実施形態に係るタップ数１１の
前段フィルタ部の具体的な構成例を示す回路図である。

【００２９】この前段フィルタ部２Ａは、図８に示すよ
うに、係数付与手段としてのビットシフタ２０１〜２１
２、遅延素子２１３〜２２２、および加算手段としての
加算器２２３〜２３２を有している。また、ビットシフ
タ２１２により出力手段が構成されている。

【００３０】この前段フィルタ部２Ａにおいては、ビッ
トシフタ２０１〜２０３、およびビットシフタ２０９〜
２１１では入力信号ＳＩＮが１倍され、ビットシフタ２
０４〜２０８では入力信号ＳＩＮが２倍される。また、
加算器２３２の出力信号が、出力手段としてのビットシ
フタ２１２で１／１６倍される。

【００３１】そして、ビットシフタ２０１で１倍された
信号Ｓ２０１は遅延素子２１３で所定時間遅延されて加
算器２２３に入力される。また、ビットシフタ２０２で
１倍された信号Ｓ２０２は加算器２２３に入力される。
加算器２２３では、１倍された２つの信号Ｓ２０１とＳ
２０２が加算され、信号Ｓ２２３として、遅延素子２１
４で所定時間遅延されて加算器２２４に入力される。ま
た、ビットシフタ２０３で１倍された信号Ｓ２０３は加
算器２２４に入力される。

【００３２】加算器２２４では、１倍された２つの信号
Ｓ２０１とＳ２０２を含む信号Ｓ２２３と信号Ｓ２０３
とが加算され、信号Ｓ２２４として遅延素子２１５で所
定時間遅延されて加算器２２５に入力される。また、ビ
ットシフタ２０４で２倍された信号Ｓ２０４は加算器２
２５に入力される。

【００３３】加算器２２５では、１倍された３つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３を含む信号Ｓ２２４と信
号Ｓ２０４とが加算され、信号Ｓ２２５として遅延素子
２１６で所定時間遅延されて加算器２２６に入力され
る。また、ビットシフタ２０５で２倍された信号Ｓ２０
５は加算器２２６に入力される。

【００３４】加算器２２６では、１倍された３つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３および２倍された１つの
信号Ｓ２０４を含む信号Ｓ２２５と信号Ｓ２０５とが加
算され、信号Ｓ２２６として遅延素子２１７で所定時間
遅延されて加算器２２７に入力される。また、ビットシ
フタ２０６で２倍された信号Ｓ２０６は加算器２２７に
入力される。

【００３５】加算器２２７では、１倍された３つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３および２倍された２つの
信号Ｓ２０４，Ｓ２０５を含む信号Ｓ２２６と信号Ｓ２
０６とが加算され、信号Ｓ２２７として遅延素子２１８
で所定時間遅延されて加算器２２８に入力される。ま
た、ビットシフタ２０７で２倍された信号Ｓ２０７は加
算器２２８に入力される。

【００３６】加算器２２８では、１倍された３つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３および２倍された３つの
信号Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０６を含む信号Ｓ２２７
と信号Ｓ２０７とが加算され、信号Ｓ２２８として遅延
素子２１９で所定時間遅延されて加算器２２９に入力さ
れる。また、ビットシフタ２０８で２倍された信号Ｓ２
０８は加算器２２９に入力される。

【００３７】加算器２２９では、１倍された３つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３および２倍された４つの
信号Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０６，Ｓ２０７を含む信
号Ｓ２２８と信号Ｓ２０８とが加算され、信号Ｓ２２９
として遅延素子２２０で所定時間遅延されて加算器２３
０に入力される。また、ビットシフタ２０９で１倍され
た信号Ｓ２０９は加算器２３０に入力される。

【００３８】加算器２３０では、１倍された３つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，および２倍された５つ
の信号Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２
０８を含む信号Ｓ２２９と信号Ｓ２０９とが加算され、
信号Ｓ２３０として遅延素子２２１で所定時間遅延され
て加算器２３１に入力される。また、ビットシフタ２１
０で１倍された信号Ｓ２１０は加算器２３１に入力され
る。

【００３９】加算器２３１では、１倍された４つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，２０９および２倍され
た５つの信号Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０６，Ｓ２０
７，Ｓ２０８を含む信号Ｓ２３０と信号Ｓ２１０とが加
算され、信号Ｓ２３１として遅延素子２２２で所定時間
遅延されて加算器２３２に入力される。また、ビットシ
フタ２１１で１倍された信号Ｓ２１１は加算器２３２に
入力される。

【００４０】加算器２３２では、１倍された５つの信号
Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，２０９，Ｓ２１０およ
び２倍された５つの信号Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０
６，Ｓ２０７，Ｓ２０８を含む信号Ｓ２３１と信号Ｓ２
１１とが加算され、信号Ｓ２３２としてビットシフタ２
１２に入力される。

【００４１】そして、ビットシフタ２１２では、１倍さ
れた６つの信号Ｓ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，２０
９，Ｓ２１０，Ｓ２１１および２倍された５つの信号Ｓ
２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８を含
む信号Ｓ２３２が（１／１６）倍され、信号Ｓ２として
次段の後段フィルタ部３に出力される。

【００４２】図９は、このような構成を有する図８の前
段フィルタ部の周波数特性を示す図である。図９に示す
ように、図８の前段フィルタ部２Ａは、通過域リップル
がないがカットオフ周波数ｆｃ付近の急峻さに欠ける周
波数特性を有している。

【００４３】図１０は、本実施形態に係るタップ数１９
の後段フィルタ部の具体的な構成例を示す回路図であ
る。

【００４４】この後段フィルタ部３Ａは、図１０に示す
ように、係数付与手段としてのビットシフタ３０１〜３
２０、遅延素子３２１〜３３８、および加算手段として
の加算器３３９〜３５６を有している。また、ビットシ
フタ３２０により出力手段が構成されている。

【００４５】この後段フィルタ部３Ａにおいては、ビッ
トシフタ３０１，３１９では入力信号ＳＩＮが−２倍さ
れ、ビットシフタ３０２，３１８では入力信号ＳＩＮが
−１倍され、ビットシフタ３０３，３０４，３１６，３
１７では入力信号ＳＩＮが０倍され、ビットシフタ３０
５〜３１５では入力信号ＳＩＮが２倍される。また、加
算器３５６の出力信号が、出力手段としてのビットシフ
タ３２０で１／１６倍される。

【００４６】そして、ビットシフタ３０１で−２倍され
た信号３０１は遅延素子３２１で所定時間遅延されて加
算器３３９に入力される。また、ビットシフタ３０２で
−１倍された信号Ｓ３０２は加算器３３９に入力され
る。加算器３３９では、−２倍された信号Ｓ３０１と−
１倍された信号Ｓ３０２が加算され、信号Ｓ３３９とし
て遅延素子３２２で所定時間遅延されて加算器３４０に
入力される。また、ビットシフタ３０３で０倍された信
号Ｓ３０３は加算器３４０に入力される。

【００４７】加算器３４０では、−２倍された信号Ｓ３
０１と−１倍された信号Ｓ３０２を含む信号Ｓ３３９と
信号Ｓ３０３が加算され、信号Ｓ３４０として遅延素子
３２３で所定時間遅延されて加算器３４１に入力され
る。また、ビットシフタ３０４で０倍された信号Ｓ３０
４は加算器３４１に入力される。

【００４８】加算器３４１では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２および０倍された信号
Ｓ３０３を含む信号Ｓ３４０と信号Ｓ３０４が加算さ
れ、信号Ｓ３４１として遅延素子３２４で所定時間遅延
されて加算器３４２に入力される。また、ビットシフタ
３０５で２倍された信号Ｓ３０５は加算器３４２に入力
される。

【００４９】加算器３４２では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２および０倍された信号
Ｓ３０３，Ｓ３０４を含む信号Ｓ３４１と信号Ｓ３０５
が加算され、信号Ｓ３４２として遅延素子３２５で所定
時間遅延されて加算器３４３に入力される。また、ビッ
トシフタ３０６で２倍された信号Ｓ３０６は加算器３４
３に入力される。

【００５０】加算器３４３では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５を含む
信号Ｓ３４２と信号Ｓ３０６が加算され、信号Ｓ３４３
として遅延素子３２６で所定時間遅延されて加算器３４
４に入力される。また、ビットシフタ３０７で２倍され
た信号Ｓ３０７は加算器３４４に入力される。

【００５１】加算器３４４では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５，Ｓ３
０６を含む信号Ｓ３４３と信号Ｓ３０７が加算され、信
号Ｓ３４４として遅延素子３２７で所定時間遅延されて
加算器３４５に入力される。また、ビットシフタ３０８
で２倍された信号Ｓ３０８は加算器３４５に入力され
る。

【００５２】加算器３４５では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
０７を含む信号Ｓ３４４と信号Ｓ３０８が加算され、信
号Ｓ３４５として遅延素子３２８で所定時間遅延されて
加算器３４６に入力される。また、ビットシフタ３０９
で２倍された信号Ｓ３０９は加算器３４６に入力され
る。

【００５３】加算器３４６では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
０８を含む信号Ｓ３４５と信号Ｓ３０９が加算され、信
号Ｓ３４６として遅延素子３２９で所定時間遅延されて
加算器３４７に入力される。また、ビットシフタ３１０
で２倍された信号Ｓ３１０は加算器３４７に入力され
る。

【００５４】加算器３４７では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
０９を含む信号Ｓ３４６と信号Ｓ３１０が加算され、信
号Ｓ３４７として遅延素子３３０で所定時間遅延されて
加算器３４８に入力される。また、ビットシフタ３１１
で２倍された信号Ｓ３１１は加算器３４８に入力され
る。

【００５５】加算器３４８では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
１０を含む信号Ｓ３４７と信号Ｓ３１１が加算され、信
号Ｓ３４８として遅延素子３３１で所定時間遅延されて
加算器３４９に入力される。また、ビットシフタ３１２
で２倍された信号Ｓ３１２は加算器３４９に入力され
る。

【００５６】加算器３４９では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
１１を含む信号Ｓ３４８と信号Ｓ３１２が加算され、信
号Ｓ３４９として遅延素子３３２で所定時間遅延されて
加算器３５０に入力される。また、ビットシフタ３１３
で２倍された信号Ｓ３１３は加算器３５０に入力され
る。

【００５７】加算器３５０では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
１２を含む信号Ｓ３４９と信号Ｓ３１３が加算され、信
号Ｓ３５０として遅延素子３３３で所定時間遅延されて
加算器３５１に入力される。また、ビットシフタ３１４
で２倍された信号Ｓ３１４は加算器３５１に入力され
る。

【００５８】加算器３５１では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
１３を含む信号Ｓ３５０と信号Ｓ３１４が加算され、信
号Ｓ３５１として遅延素子３３４で所定時間遅延されて
加算器３５２に入力される。また、ビットシフタ３１５
で２倍された信号Ｓ３１５は加算器３５２に入力され
る。

【００５９】加算器３５２では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
１４を含む信号Ｓ３５１と信号Ｓ３１５が加算され、信
号Ｓ３５２として遅延素子３３５で所定時間遅延されて
加算器３５３に入力される。また、ビットシフタ３１６
で０倍された信号Ｓ３１６は加算器３５３に入力され
る。

【００６０】加算器３５３では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４、および２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３
１５を含む信号Ｓ３５２と信号Ｓ３１６が加算され、信
号Ｓ３５３として遅延素子３３６で所定時間遅延されて
加算器３５４に入力される。また、ビットシフタ３１７
で０倍された信号Ｓ３１７は加算器３５４に入力され
る。

【００６１】加算器３５４では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４，Ｓ３１６、および２倍された信号Ｓ３
０５〜Ｓ３１５を含む信号Ｓ３５３と信号Ｓ３１７が加
算され、信号Ｓ３５４として遅延素子３３７で所定時間
遅延されて加算器３５５に入力される。また、ビットシ
フタ３１８で−１倍された信号Ｓ３１８は加算器３５５
に入力される。

【００６２】加算器３５５では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２、０倍された信号Ｓ３
０３，Ｓ３０４，Ｓ３１６，Ｓ３１７、および２倍され
た信号Ｓ３０５〜Ｓ３１５を含む信号Ｓ３５４と信号Ｓ
３１８が加算され、信号Ｓ３５５として遅延素子３３８
で所定時間遅延されて加算器３５６に入力される。ま
た、ビットシフタ３１９で−２倍された信号Ｓ３１９は
加算器３５６に入力される。

【００６３】加算器３５６では、−２倍された信号Ｓ３
０１、−１倍された信号Ｓ３０２，Ｓ３１８、０倍され
た信号Ｓ３０３，Ｓ３０４，Ｓ３１６，Ｓ３１７、およ
び２倍された信号Ｓ３０５〜Ｓ３１５を含む信号Ｓ３５
５と信号Ｓ３１９が加算され、信号Ｓ３５６としてビッ
トシフタ３２０に入力される。

【００６４】そして、ビットシフタ３２０では、−２倍
された信号Ｓ３０１，Ｓ３１９、−１倍された信号Ｓ３
０２，Ｓ３１８、０倍された信号Ｓ３０３，Ｓ３０４，
Ｓ３１６，Ｓ３１７、および２倍された信号Ｓ３０５〜
Ｓ３１５を含む信号Ｓ３５６が（１／１６）倍され、信
号ＳＯＵＴとして出力される。

【００６５】図１１は、このような構成を有する図１０
の後段フィルタ部の周波数特性を示す図である。図１１
に示すように、図１０の後段フィルタ部３Ａは、通過域
リップルが１だけ存在し、かつカットオフ周波数ｆｃ付
近の急峻さが十分な周波数特性を有している。

【００６６】そして、図１２は、図８の前段フィルタ部
と図１０の後段フィルタ部を縦続接続してなるＦＩＲフ
ィルタ全体の周波数特性を示す図である。図１２に示す
ように、本実施形態に係るＦＩＲフィルタは、図８の前
段フィルタ部の周波数特性と図１０の後段フィルタ部の
周波数特性を合成した周波数特性を有する。すなわち、
本実施形態に係るＦＩＲフィルタは、２段のフィルタ部
の周波数特性を合成することにより、通過域はリップル
がなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付近が急峻な特性
を有する信号ＳＯＵＴを得られる。

【００６７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲で、
カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる値に設
定され、かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和
が、２のべき乗の値に設定され、入力ディジタル信号Ｓ
ＩＮの周波数ｆｐまでの低域成分を通過させ、通過域リ
ップルがなくカットオフ周波数ｆｃ近傍の急峻さがなだ
らかな信号Ｓ２を出力する前段フィルタ部２Ａと、タッ
プ数が前段フィルタ部２Ａからの信号Ｓ２に対して、信
号Ｓ２の通過域におけるなだらかになった部分を持ち上
げることができカットオフ周波数ｆｃ付近の特性が急峻
となるように補正することが可能な値に設定され、か
つ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、２のべ
き乗の値に設定され、通過域はリップルがなく平坦で、
カットオフ周波数ｆｃ付近が急峻な特性を有する信号Ｓ
ＯＵＴを生成して出力する後段フィルタ部３Ａとを縦続
接続したので、ゲート数の多い乗算器を用いる必要がな
くり、ゲート数を削減することができる。そして、ゲー
ト数削減によりレイアウト自由度が大きくなり、最大動
作周波数が大きくなり、１チップあたりの面積が減少
し、ひいては歩留まりが良くなり、理収が上がるという
利点がある。

【００６８】図１３は、カットオフ周波数３ＭＨｚの本
発明に係る２段構成のＦＩＲフィルタと１段構成でタッ
プ数３１の従来のＦＩＲフィルタの周波数特性を示す図
である。図１３において、破線で示す曲線が本願のＦＩ
Ｒフィルタの周波数特性を示し、実線で示す曲線が従来
のＦＩＲフィルタの周波数特性を示している。

【００６９】図１３に示すように、本発明に係るＦＩＲ
フィルタは、ＦＩＲフィルタは係数とその総和を２のべ
き乗に限ることによって乗算器をなくし、ゲート数を大
幅に削減しているにもかかわらず、前段および後段の２
段構成にすることにより、係数の有効桁数多くとった
（たとえば６桁）理想的なＦＩＲフィルタよりも同程度
のタップ数でより良好な周波数特性を得ることができ
る。

【００７０】換言すれば、本発明に係るＦＩＲフィルタ
によれば、係数とその総和を２のべき乗に限ることによ
ってゲート数を削減しても、係数の選択法と段数の構成
法により、所望の特性を得ることが可能である。

【００７１】また、以上の特徴を有するＦＩＲフィルタ
は、群遅延が一定（つまり信号波形が崩れない）という
性質から、ディジタルビデオエンコーダにおいて輝度信
号Ｙまたは色差信号Ｃｂ，Ｃｒの帯域制限用ＬＰＦとし
て適用することが可能である。

【００７２】図１４は、本発明に係るＦＩＲフィルタを
ＬＰＦとして採用したディジタルビデオエンコーダの構
成例を示すブロック図である。

【００７３】本ディジタルビデオエンコーダ１０は、図
１４に示すように、輝度信号Ｙ用のＬＰＦ１１、色差信
号Ｃｂ用のＬＰＦ１２、色差信号Ｃｒ用のＬＰＦ１３、
遅延回路１４、変調回路１５、および合成回路１６を有
している。

【００７４】ＬＰＦ１１は、図１に示すような構成、す
なわち、タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲
で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる値
に設定され、かつ、フィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和
が、２のべき乗の値に設定された前段フィルタ部２Ａ
と、タップ数が前段フィルタ部２Ａからの信号Ｓ２に対
して、信号Ｓ２の通過域におけるなだらかになった部分
を持ち上げることができカットオフ周波数ｆｃ付近の特
性が急峻となるように補正することが可能な値に設定さ
れ、かつ、フィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、２のべ
き乗の値に設定された後段フィルタ部３Ａとを縦続接続
した２段構成を有し、輝度信号Ｙの低域成分を抽出し
て、通過域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数
ｆｃ付近が急峻な特性を有する輝度信号Ｙ１１を遅延回
路１４に出力する。

【００７５】ＬＰＦ１２は、図１に示すような構成、す
なわち、タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲
で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる値
に設定され、かつ、フィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和
が、２のべき乗の値に設定された前段フィルタ部２Ａ
と、タップ数が前段フィルタ部２Ａからの信号Ｓ２に対
して、信号Ｓ２の通過域におけるなだらかになった部分
を持ち上げることができカットオフ周波数ｆｃ付近の特
性が急峻となるように補正することが可能な値に設定さ
れ、かつ、フィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、２のべ
き乗の値に設定された後段フィルタ部３Ａとを縦続接続
した２段構成を有し、色差信号Ｃｂの低域成分を抽出し
て、通過域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数
ｆｃ付近が急峻な特性を有する色差信号Ｃｂ１２を変調
回路１５に出力する。

【００７６】ＬＰＦ１３は、図１に示すような構成、す
なわち、タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲
で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる値
に設定され、かつ、フィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和
が、２のべき乗の値に設定された前段フィルタ部２Ａ
と、タップ数が前段フィルタ部２からの信号Ｓ２に対し
て、信号Ｓ２の通過域におけるなだらかになった部分を
持ち上げることができカットオフ周波数ｆｃ付近の特性
が急峻となるように補正することが可能な値に設定さ
れ、かつ、フィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、２のべ
き乗の値に設定された後段フィルタ部３Ａとを縦続接続
した２段構成を有し、色差信号Ｃｒの低域成分を抽出し
て、通過域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数
ｆｃ付近が急峻な特性を有する色差信号Ｃｒ１３を変調
回路１５に出力する。

【００７７】遅延回路１４は、ＬＰＦ１１による輝度信
号Ｙ１１を所定時間、たとえば変調回路１５の変調処理
に要する時間だけ遅延させて輝度信号Ｙ１４を出力す
る。

【００７８】変調回路１５は、ＬＰＦ１２による色差信
号Ｃｂ１２とＬＰＦ１３による色差信号Ｃｒ１３を受け
て、所定の変調処理を行って色信号を得、この色信号Ｃ
１５を出力する。

【００７９】合成回路１６は、遅延回路１４による輝度
信号Ｙ１１と、変調回路１５による色信号Ｃ１５とを合
成して、コンポジットビデオ信号Ｓ１６を出力する。

【００８０】ここで、輝度信号Ｙ用のＬＰＦ（ＦＩＲフ
ィルタ）を例にとり、そのタップ数およびＦＩＲフィル
タ係数の設定例、並びに周波数特性について説明する。

【００８１】図１５は、輝度信号Ｙ用のＬＰＦのタップ
数およびＦＩＲフィルタ係数の第１の設定例を示す図で
ある。図１５では、カットオフ周波数ｆｃが６ＭＨｚの
場合（モード０；ＭＤ０）と３ＭＨｚの場合（モード
１；ＭＤ１）の２つの設定例について示している。

【００８２】図１５に示すモード０の例では、前段フィ
ルタ部２Ａは、タップ数が、通過域リップルが発生しな
い範囲で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかと
なる値１３に設定され、かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ
（ｎ）とその総和が、２のべき乗の値（０，０，０，
１，２，４，２，４，２，１，０，０，０ ×１／１
６）に設定され、入力ディジタル信号ＳＩＮの周波数ｆ
ｐまでの低域成分を通過させ、信号Ｓ２として後段フィ
ルタ部３Ａに出力する。

【００８３】後段フィルタ部３Ａは、タップ数が、通過
域リップルが発生せず、カットオフ周波数付近の急峻さ
がなだらかな周波数特性を有する前段フィルタ部２Ａか
らの信号Ｓ２に対して、信号Ｓ２の通過域におけるなだ
らかになった部分を持ち上げることができ（たとえばリ
ップル数１）、カットオフ周波数ｆｃ付近の特性が急峻
となるように補正することが可能な値２３に設定され、
かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、２の
べき乗の値（０，０，０，０，０，０，０，−１，−
１，１，４，２，４，１，−１，−１，０，０，０，
０，０，０，０ ×１／８）に設定され、前段フィルタ
部２Ａの出力信号Ｓ２の周波数特性を、通過域はリップ
ルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付近が急峻な特
性を有する信号ＳＯＵＴを生成して出力する。

【００８４】また、図１５に示すモード１の例では、前
段フィルタ部２は、タップ数が、通過域リップルが発生
しない範囲で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだら
かとなる値１３に設定され、かつ、ＦＩＲフィルタ係数
ｈ（ｎ）とその総和が、２のべき乗の値（０，１，１，
１，２，２，２，２，２，１，１，１，０ ×１／１
６）に設定され、入力ディジタル信号ＳＩＮの周波数ｆ
ｐまでの低域成分を通過させ、信号Ｓ２として後段フィ
ルタ部３Ａに出力する。

【００８５】後段フィルタ部３Ａは、タップ数が、通過
域リップルが発生せず、カットオフ周波数付近の急峻さ
がなだらかな周波数特性を有する前段フィルタ部２Ａか
らの信号Ｓ２に対して、信号Ｓ２の通過域におけるなだ
らかになった部分を持ち上げることができ（たとえばリ
ップル数１）、カットオフ周波数ｆｃ付近の特性が急峻
となるように補正することが可能な値２３に設定され、
かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、２の
べき乗の値（０，０，−２，−１，０，０，２，２，
２，２，２，２，２，２，２，２，２，０，０，−１，
−２，０，０ ×１／１６）に設定され、前段フィルタ
部２Ａの出力信号Ｓ２の周波数特性を、通過域はリップ
ルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付近が急峻な特
性を有する信号ＳＯＵＴを生成して出力する。

【００８６】図１６および図１７は、図１５に示すよう
にタップ数およびＦＩＲフィルタ係数が設定されたＬＰ
Ｆ全体の周波数特性を示す示す図である。図１６および
図１７に示すように、図１５に示すようにタップ数およ
びＦＩＲフィルタ係数が設定されたＬＰＦは、２段のフ
ィルタ部の周波数特性を合成することにより、通過域は
リップルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付近が急
峻な特性を有する信号ＳＯＵＴを得られる。

【００８７】また、図１８は、輝度信号Ｙ用のＬＰＦの
タップ数およびＦＩＲフィルタ係数の第２の設定例を示
す図である。図１８では、カットオフ周波数ｆｃが６Ｍ
Ｈｚの場合の設定例について示している。

【００８８】図１８に示す例では、前段フィルタ部２Ａ
は、タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲で、
ストップバンドＳＴＢに至る特性がなだらかとなる値１
３に設定され、かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とそ
の総和が、２のべき乗の値（０，０，０，２，４，８，
４，８，４，２，０，０，０ ×１／３２）に設定さ
れ、入力ディジタル信号ＳＩＮの周波数ｆｐまでの低域
成分を通過させ、信号Ｓ２として後段フィルタ部３Ａに
出力する。

【００８９】後段フィルタ部３Ａは、タップ数が、通過
域リップルが発生せず、カットオフ周波数付近の急峻さ
ががなだらかな周波数特性を有する前段フィルタ部２Ａ
からの信号Ｓ２に対して、信号Ｓ２の通過域におけるな
だらかになった部分を持ち上げることができ（たとえば
リップル数１）、カットオフ周波数ｆｃ付近の特性が急
峻となるように補正することが可能な値２３に設定さ
れ、かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、
２のべき乗の値（０，０，０，０，０，０，０，−１，
−１，１，４，２，４，１，−１，−１，０，０，０，
０，０，０，０×１／８）に設定され、前段フィルタ部
２Ａの出力信号Ｓ２の周波数特性を上述したように、通
過域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付
近が急峻な特性を有する信号ＳＯＵＴを生成して出力す
る。

【００９０】図１９および図２０は、図１８に示すよう
にタップ数およびＦＩＲフィルタ係数が設定されたＬＰ
Ｆ全体の周波数特性を示す示す図である。図１９および
図２０に示すように、図１８に示すようにタップ数およ
びＦＩＲフィルタ係数が設定されたＬＰＦは、２段のフ
ィルタ部の周波数特性を合成することにより、通過域は
リップルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付近が急
峻な特性を有する信号ＳＯＵＴを得られる。

【００９１】なお、ＦＩＲフィルタ係数とその総和を２
のべき乗の値に限定したことにより、輝度信号Ｙ用のカ
ットオフ周波数ｆｃが６ＭＨｚのＬＰＦの周波数特性を
示す図１６および図１９において、周波数２７ＭＨｚ付
近が山のように盛り上がった特性となっている。しか
し、盛り上がっているといっても、ゲインが−２０ｄＢ
付近であり、また、検証用ＦＰＧＡ基盤で実際の画像を
確認したところ、異常は見られなかったことから、問題
ないものと判断できる。

【００９２】次に、図１４の動作を説明する。入力され
た輝度信号Ｙは、ＬＰＦ１１で、その低域成分を抽出さ
れ、かつ通過域はリップルがなく平坦で、カットオフ周
波数ｆｃ付近が急峻な特性を有する輝度信号Ｙ１１とし
て遅延回路１４に出力される。また、入力された色差信
号Ｃｂは、ＬＰＦ１２で、その低域成分を抽出され、か
つ通過域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆ
ｃ付近が急峻な特性を有する色差信号Ｃｂ１２として変
調回路１５に出力される。同様に、入力された色差信号
Ｃｒは、ＬＰＦ１３で、その低域成分を抽出され、かつ
通過域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ
付近が急峻な特性を有する色差信号Ｃｒ１３として変調
回路１５に出力される。

【００９３】遅延回路１４では、ＬＰＦ１１による輝度
信号Ｙ１１が、たとえば変調回路１５の変調処理に要す
る時間だけ遅延され輝度信号Ｙ１４として合成回路１６
に出力される。変調回路１５では、ＬＰＦ１２による色
差信号Ｃｂ１２とＬＰＦ１３による色差信号Ｃｒ１３に
対して所定の変調処理が行われ。その結果色信号Ｓ１５
が生成されて合成回路１６に出力される。そして、合成
回路１６において、遅延回路１４による輝度信号Ｙ１１
と、変調回路１５による色信号Ｃ１５とが合成されて、
コンポジットビデオ信号Ｓ１６として出力される。

【００９４】本ディジタルビデオエンコーダによれば輝
度信号用ＬＰＦ１１、色差信号Ｃｂ用ＬＰＦ１２、およ
び色差信号Ｃｒ用ＬＰＦ１３を、タップ数が、通過域リ
ップルが発生しない範囲で、カットオフ周波数付近の急
峻さがなだらかとなる値に設定され、かつ、ＦＩＲフィ
ルタ係数ｈ（ｎ）とその総和が、２のべき乗の値に設定
され、入力ディジタル信号ＳＩＮの周波数ｆｐまでの低
域成分を通過させ、通過域リップルがなくカットオフ周
波数ｆｃ近傍の急峻さがなだらかな信号Ｓ２を出力する
前段フィルタ部２Ａと、タップ数が前段フィルタ部２か
らの信号Ｓ２に対して、信号Ｓ２の通過域におけるなだ
らかになった部分を持ち上げることができカットオフ周
波数ｆｃ付近の特性が急峻となるように補正することが
可能な値に設定され、かつ、ＦＩＲフィルタ係数ｈ
（ｎ）とその総和が、２のべき乗の値に設定され、通過
域はリップルがなく平坦で、カットオフ周波数ｆｃ付近
が急峻な特性を有する信号ＳＯＵＴを生成して出力する
後段フィルタ部３Ａとを縦続接続したので、ゲート数の
多い乗算器を用いる必要がなくなり、全体のゲート数を
削減することができる。そして、ゲート数削減によりレ
イアウト自由度が大きくなり、最大動作周波数が大きく
なり、１チップあたりの面積が減少し、ひいては歩留ま
りが良くなり、理収が上がるという利点がある。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゲート数の削減を図れ、ひいてはレイアウト自由度を大
きくでき、最大動作周波数を大きくでき、１チップあた
りの面積を削減でき、歩留まりの向上を図れるディジタ
ルフィルタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＦＩＲフィルタの一実施形態を示
すブロック図である。

【図２】ＦＩＲフィルタの周波数特性および通過域リッ
プルについて説明するための図である。

【図３】本発明に係る前段フィルタ部および後段フィル
タ部のタップ数およびＦＩＲフィルタ係数の設定例を示
す図である。

【図４】ＦＩＲフィルタのタップ数と周波数特性との関
係を示す図である。

【図５】タップ数１１の場合のＦＩＲフィルタの周波数
特性を示す図である。

【図６】タップ数１７の場合のＦＩＲフィルタの周波数
特性を示す図である。

【図７】タップ数５１の場合のＦＩＲフィルタの周波数
特性を示す図である。

【図８】本実施形態に係るタップ数１１の前段フィルタ
部の具体的な構成例を示す回路図である。

【図９】図８の前段フィルタ部の周波数特性を示す図で
ある。

【図１０】本実施形態に係るタップ数１９の後段フィル
タ部の具体的な構成例を示す回路図である。

【図１１】図１０の後段フィルタ部の周波数特性を示す
図である。

【図１２】図８の前段フィルタ部と図１０の後段フィル
タ部を縦続接続してなるＦＩＲフィルタ全体の周波数特
性を示す図である。

【図１３】カットオフ周波数３ＭＨｚの本発明に係る２
段構成のＦＩＲフィルタと１段構成でタップ数３１の従
来のＦＩＲフィルタの周波数特性を示す図である。

【図１４】本発明に係るＦＩＲフィルタをＬＰＦとして
採用したディジタルビデオエンコーダの構成例を示すブ
ロック図である。

【図１５】輝度信号Ｙ用のＬＰＦのタップ数およびＦＩ
Ｒフィルタ係数の第１の設定例を示す図である。

【図１６】図１５に示すようにタップ数およびＦＩＲフ
ィルタ係数が設定されたＬＰＦの周波数特性を示す示す
図である。

【図１７】図１５に示すようにタップ数およびＦＩＲフ
ィルタ係数が設定されたＬＰＦの周波数特性を示す示す
図である。

【図１８】輝度信号Ｙ用のＬＰＦのタップ数およびＦＩ
Ｒフィルタ係数の第２の設定例を示す図である。

【図１９】図１８に示すようにタップ数およびＦＩＲフ
ィルタ係数が設定されたＬＰＦの周波数特性を示す示す
図である。

【図２０】図１８に示すようにタップ数およびＦＩＲフ
ィルタ係数が設定されたＬＰＦの周波数特性を示す示す
図である。

【図２１】従来のＦＩＲフィルタの構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ…ＦＩＲフィルタ、２Ａ…前段フィルタ部、２０１
〜２１２…ビットシフタ、２１３〜２２２…遅延素子、
２２３〜２３２…加算器、３Ａ…後段フィルタ部、３０
１〜３２０…ビットシフタ、３２１〜３３８…遅延素
子、３３９〜３５６…加算器。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インパルス応答が有限時間長で表され、
   当該インパルス応答がフィルタ係数となっており、入力
   信号に対して並列的に所定のフィルタ係数を付与する複
   数の係数付与手段と、フィルタ係数が与えられた複数の
   信号を加算する加算手段とを含むディジタルフィルタで
   あって、 上記フィルタ係数と当該フィルタ係数の総和が２のべき
   乗の値に設定され、 上記加算された信号をフィルタ係数の総和分の１倍して
   出力する出力手段を有するディジタルフィルタ。
2. 【請求項２】 上記複数の係数付与手段および上記出力
   手段は、ビットシフタを含む請求項１記載のディジタル
   フィルタ。
3. 【請求項３】 インパルス応答が有限時間長で表され、
   当該インパルス応答がフィルタ係数となっており、有限
   のタップ数で直線位相特性を持つディジタルフィルタで
   あって、 タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲で、カッ
   トオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる周波数特性
   を持ちえる値に設定され、かつ、フィルタ係数とその総
   和が、２のべき乗の値に設定された少なくとも一つの第
   １のフィルタ部と、 タップ数が、上記第１のフィルタ部の周波数特性の通過
   域におけるなだらかになった部分を相殺し持ち上げるこ
   とができ、カットオフ周波数付近の特性が急峻となるよ
   うに補正することが可能な周波数特性を持ちえる値に設
   定された少なくとも一つの第２のフィルタ部と、 を有し、 上記第１のフィルタ部と第２のフィルタ部が縦続接続さ
   れているディジタルフィルタ。
4. 【請求項４】 上記第１のフィルタ部および第２のフィ
   ルタ部の少なくとも一方は、入力信号に対して並列的に
   所定のフィルタ係数を付与する複数の係数付与手段と、 フィルタ係数が与えられた複数の信号を加算する加算手
   段と、 上記加算手段で加算された信号をフィルタ係数の総和分
   の１倍して出力する出力手段とを含む請求項３記載のデ
   ィジタルフィルタ。
5. 【請求項５】 上記複数の係数付与手段および上記出力
   手段は、ビットシフタを含む請求項４記載のディジタル
   フィルタ。
6. 【請求項６】 インパルス応答が有限時間長で表され、
   当該インパルス応答がフィルタ係数となっており、有限
   のタップ数で直線位相特性を持つディジタルフィルタで
   あって、 タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲で、カッ
   トオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる周波数特性
   を持ちえる値に設定され、かつ、フィルタ係数とその総
   和が、２のべき乗の値に設定され、入力ディジタル信号
   の低域成分を通過させる第１のフィルタ部と、 タップ数が、上記第１のフィルタ部の出力信号の周波数
   特性における通過域におけるなだらかになった部分を相
   殺し持ち上げることができ、カットオフ周波数付近の特
   性が急峻となるように補正することが可能な周波数特性
   を持ちえる値に設定され、通過域はリップルがなく平坦
   で、カットオフ周波数付近が急峻な特性を有する信号を
   生成して出力する第２のフィルタ部とを有するディジタ
   ルフィルタ。
7. 【請求項７】 上記第１のフィルタ部および第２のフィ
   ルタ部の少なくとも一方は、入力信号に対して並列的に
   所定のフィルタ係数を付与する複数の係数付与手段と、 フィルタ係数が与えられた複数の信号を加算する加算手
   段と、 上記加算手段で加算された信号をフィルタ係数の総和分
   の１倍して出力する出力手段とを含む請求項６記載のデ
   ィジタルフィルタ。
8. 【請求項８】 上記複数の係数付与手段および上記出力
   手段は、ビットシフタを含む請求項７記載のディジタル
   フィルタ。
9. 【請求項９】 輝度信号の低域成分を抽出する輝度信号
   用フィルタと、色差信号の低域成分を抽出する色差信号
   用フィルタとを含み、上記輝度信号用フィルタによる輝
   度信号と上記色差信号用フィルタによる色差信号に基づ
   いてビデオ信号を生成するディジタルビデオエンコーダ
   であって、 上記輝度信号用フィルタおよび上記色差信号用フィルタ
   の少なくとも一方は、インパルス応答が有限時間長で表
   され、当該インパルス応答がフィルタ係数となってお
   り、入力信号に対して並列的に所定のフィルタ係数を付
   与する複数の係数付与手段と、フィルタ係数が与えられ
   た複数の信号を加算する加算手段とを含み、上記フィル
   タ係数と当該フィルタ係数の総和が２のべき乗の値に設
   定され、上記加算された信号をフィルタ係数の総和分の
   １倍して出力する出力手段を有するディジタルフィルタ
   を含むディジタルビデオエンコーダ。
10. 【請求項１０】 上記複数の係数付与手段および上記出
    力手段は、ビットシフタを含む請求項９記載のディジタ
    ルビデオエンコーダ。
11. 【請求項１１】 輝度信号の低域成分を抽出する輝度信
    号用フィルタと、色差信号の低域成分を抽出する色差信
    号用フィルタとを含み、上記輝度信号用フィルタによる
    輝度信号と上記色差信号用フィルタによる色差信号に基
    づいてビデオ信号を生成するディジタルビデオエンコー
    ダであって、 上記輝度信号用フィルタおよび上記色差信号用フィルタ
    の少なくとも一方は、インパルス応答が有限時間長で表
    され、当該インパルス応答がフィルタ係数となってお
    り、有限のタップ数で直線位相特性を持つフィルタであ
    って、タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲
    で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる周
    波数特性を持ちえる値に設定され、かつ、フィルタ係数
    とその総和が、２のべき乗の値に設定された少なくとも
    一つの第１のフィルタ部と、タップ数が、上記第１のフ
    ィルタ部の周波数特性の通過域におけるなだらかになっ
    た部分を相殺し持ち上げることができ、カットオフ周波
    数付近の特性が急峻となるように補正することが可能な
    周波数特性を持ちえる値に設定された少なくとも一つの
    第２のフィルタ部と、を有し、上記第１のフィルタ部と
    第２のフィルタ部が縦続接続されているディジタルフィ
    ルタを含むディジタルビデオエンコーダ。
12. 【請求項１２】 上記第１のフィルタ部および第２のフ
    ィルタ部の少なくとも一方は、入力信号に対して並列的
    に所定のフィルタ係数を付与する複数の係数付与手段
    と、 フィルタ係数が与えられた複数の信号を加算する加算手
    段と、 上記加算手段で加算された信号をフィルタ係数の総和分
    の１倍して出力する出力手段とを含む請求項１１記載の
    ディジタルビデオエンコーダ。
13. 【請求項１３】 上記複数の係数付与手段および上記出
    力手段は、ビットシフタを含む請求項１２記載のディジ
    タルビデオエンコーダ。
14. 【請求項１４】 輝度信号の低域成分を抽出する輝度信
    号用フィルタと、色差信号の低域成分を抽出する色差信
    号用フィルタとを含み、上記輝度信号用フィルタによる
    輝度信号と上記色差信号用フィルタによる色差信号に基
    づいてビデオ信号を生成するディジタルビデオエンコー
    ダであって、 上記輝度信号用フィルタおよび上記色差信号用フィルタ
    の少なくとも一方は、インパルス応答が有限時間長で表
    され、当該インパルス応答がフィルタ係数となってお
    り、有限のタップ数で直線位相特性を持つフィルタであ
    って、タップ数が、通過域リップルが発生しない範囲
    で、カットオフ周波数付近の急峻さがなだらかとなる周
    波数特性を持ちえる値に設定され、かつ、フィルタ係数
    とその総和が、２のべき乗の値に設定され、入力ディジ
    タル信号の低域成分を通過させる第１のフィルタ部と、
    タップ数が、上記第１のフィルタ部の出力信号の周波数
    特性における通過域におけるなだらかになった部分を相
    殺し持ち上げることができ、カットオフ周波数付近の特
    性が急峻となるように補正することが可能な周波数特性
    を持ちえる値に設定され、通過域はリップルがなく平坦
    で、カットオフ周波数付近が急峻な特性を有する信号を
    生成して出力する第２のフィルタ部とを有するディジタ
    ルフィルタを含むディジタルビデオエンコーダ。
15. 【請求項１５】 上記第１のフィルタ部および第２のフ
    ィルタ部の少なくとも一方は、入力信号に対して並列的
    に所定のフィルタ係数を付与する複数の係数付与手段
    と、 フィルタ係数が与えられた複数の信号を加算する加算手
    段と、 上記加算手段で加算された信号をフィルタ係数の総和分
    の１倍して出力する出力手段とを含む請求項１４記載の
    ディジタルビデオエンコーダ。
16. 【請求項１６】 上記複数の係数付与手段および上記出
    力手段は、ビットシフタを含む請求項１５記載のディジ
    タルビデオエンコーダ。