JPH08223408A - サンプリング周波数変換回路 - Google Patents
サンプリング周波数変換回路Info
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- JPH08223408A JPH08223408A JP7027118A JP2711895A JPH08223408A JP H08223408 A JPH08223408 A JP H08223408A JP 7027118 A JP7027118 A JP 7027118A JP 2711895 A JP2711895 A JP 2711895A JP H08223408 A JPH08223408 A JP H08223408A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
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- G06T3/4007—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 サンプリング周波数変換と画像の水平方向の
拡大処理を行う必要のあるディジタル映像信号処理にお
いて、水平解像度の劣化を小さく抑え、かつ小規模の回
路規模にてこれを実現することを目的とする。 【構成】 書き込みおよび読み出しを異なるクロックで
動作できるラインメモリ1を用いて、変換前クロックで
書き込み、変換後クロックで読み出しながら周波数変換
比と拡大倍率を合成した倍率の補間係数で補間演算を行
うことにより、従来各々別々に行われていた、水平方向
の画像拡大処理とサンプリング周波数変換を同時に行
う。
拡大処理を行う必要のあるディジタル映像信号処理にお
いて、水平解像度の劣化を小さく抑え、かつ小規模の回
路規模にてこれを実現することを目的とする。 【構成】 書き込みおよび読み出しを異なるクロックで
動作できるラインメモリ1を用いて、変換前クロックで
書き込み、変換後クロックで読み出しながら周波数変換
比と拡大倍率を合成した倍率の補間係数で補間演算を行
うことにより、従来各々別々に行われていた、水平方向
の画像拡大処理とサンプリング周波数変換を同時に行
う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号処理によ
り映像信号のサンプリング周波数変換を行う回路に関
し、特に入力映像信号を水平方向に拡大する水平拡大処
理とサンプリング周波数変換の両方を行う映像信号処理
回路におけるサンプリング周波数変換回路に関するもの
である。
り映像信号のサンプリング周波数変換を行う回路に関
し、特に入力映像信号を水平方向に拡大する水平拡大処
理とサンプリング周波数変換の両方を行う映像信号処理
回路におけるサンプリング周波数変換回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来技術では、ディジタル映像信号処理
においてサンプリング周波数変換が必要となるシステム
で画像の拡大処理を行う場合、サンプリング周波数変換
と画像の拡大処理は独立に行われていた。
においてサンプリング周波数変換が必要となるシステム
で画像の拡大処理を行う場合、サンプリング周波数変換
と画像の拡大処理は独立に行われていた。
【0003】画像の拡大処理については、例えば、特開
平6−46306号公報に示されているようにフィール
ドメモリを使用して水平方向垂直方向の画像拡大を行っ
ていた。水平方向の拡大処理は、フィールドメモリから
抜き出されて複数のラインメモリに入力され、垂直方向
の拡大処理を行ったデータに対して、水平方向に直線補
間で内挿処理を行うというものである。
平6−46306号公報に示されているようにフィール
ドメモリを使用して水平方向垂直方向の画像拡大を行っ
ていた。水平方向の拡大処理は、フィールドメモリから
抜き出されて複数のラインメモリに入力され、垂直方向
の拡大処理を行ったデータに対して、水平方向に直線補
間で内挿処理を行うというものである。
【0004】また、水平方向に対してのみ画像拡大処理
を行う場合には、ラインメモリと書き込み制御回路,読
み出し制御回路を設け、ラインメモリに蓄えられたデー
タを、拡大倍率に応じた間隔で二度読みしながら読み出
して、順次読み出されたデータにより内挿処理する方法
で行われている。
を行う場合には、ラインメモリと書き込み制御回路,読
み出し制御回路を設け、ラインメモリに蓄えられたデー
タを、拡大倍率に応じた間隔で二度読みしながら読み出
して、順次読み出されたデータにより内挿処理する方法
で行われている。
【0005】一方、サンプリング周波数変換については
いくつかの方法があるが、変換比がある程度複雑になれ
ば、例えばRAMを用いて行うといった方法がある。補
間は変換比等にもよるが、簡易的には直線補間により行
われている。例えば周波数を下げる変換の場合を説明す
ると、入力データを変換比に応じて直線近似により補間
を行い、メモリに変換前クロックで書き込み、変換後ク
ロックで間引きながら読み出しを行うという方法によっ
て行われている。
いくつかの方法があるが、変換比がある程度複雑になれ
ば、例えばRAMを用いて行うといった方法がある。補
間は変換比等にもよるが、簡易的には直線補間により行
われている。例えば周波数を下げる変換の場合を説明す
ると、入力データを変換比に応じて直線近似により補間
を行い、メモリに変換前クロックで書き込み、変換後ク
ロックで間引きながら読み出しを行うという方法によっ
て行われている。
【0006】このような従来のシステムにおいてクロッ
クを下げる変換の場合の水平方向拡大処理とサンプリン
グ周波数変換処理の構成の一例を図2に示す。
クを下げる変換の場合の水平方向拡大処理とサンプリン
グ周波数変換処理の構成の一例を図2に示す。
【0007】以上の説明の水平拡大処理方式とサンプリ
ング周波数変換方式について、図4に一例として4/3
倍時の水平拡大処理の模式図を、図5に一例として変換
比4:3の周波数変換処理の模式図をそれぞれ示す。
ング周波数変換方式について、図4に一例として4/3
倍時の水平拡大処理の模式図を、図5に一例として変換
比4:3の周波数変換処理の模式図をそれぞれ示す。
【0008】ビデオカメラの信号処理において、サンプ
リング周波数変換と画像拡大処理が行われる場合の例
は、「3CCD信号処理システム」(テレビジョン学会
技術報告 VOL.17,NO.5)に示されている例
などがある。
リング周波数変換と画像拡大処理が行われる場合の例
は、「3CCD信号処理システム」(テレビジョン学会
技術報告 VOL.17,NO.5)に示されている例
などがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示すような従来の構成では水平拡大処理のため一度直線
補間演算により画質劣化した映像信号に対し、さらに周
波数変換のための帯域制限や再度の補間演算処理となる
ため、画質劣化が大きいという問題点を有していた。
示すような従来の構成では水平拡大処理のため一度直線
補間演算により画質劣化した映像信号に対し、さらに周
波数変換のための帯域制限や再度の補間演算処理となる
ため、画質劣化が大きいという問題点を有していた。
【0010】これをベースバンドの周波数特性で示した
図7を参照して以下に説明する。まず、入力信号(a)
に対し、図4に示すような水平方向拡大処理を行うので
あるが、図4に示すように内挿比は1:0、1:3(1
/4:3/4)、1:1(1/2:1/2)、3:1
(3/4:1/4)、0:1の順で変化して行くが、こ
のうちの例えば1/4:3/4の内挿比のポイントであ
れば、(b)に示す様な出力周波数特性になる。
図7を参照して以下に説明する。まず、入力信号(a)
に対し、図4に示すような水平方向拡大処理を行うので
あるが、図4に示すように内挿比は1:0、1:3(1
/4:3/4)、1:1(1/2:1/2)、3:1
(3/4:1/4)、0:1の順で変化して行くが、こ
のうちの例えば1/4:3/4の内挿比のポイントであ
れば、(b)に示す様な出力周波数特性になる。
【0011】さらにこれに(c)に示す様なサンプリン
グ周波数変換が行われる。なお(b)に図示しているの
は内挿演算についてのみの周波数特性図であり、(c)
に図示しているのは(a)に対してサンプリング周波数
変換のみを行った様子を簡略化した図である。
グ周波数変換が行われる。なお(b)に図示しているの
は内挿演算についてのみの周波数特性図であり、(c)
に図示しているのは(a)に対してサンプリング周波数
変換のみを行った様子を簡略化した図である。
【0012】実際には、(b)に(c)のようなフィル
タがかけられ、帯域が圧縮されることとなり、結果とし
てトータルの周波数特性は(d)のようになり、二重に
フィルタリングされる効果となって信号の高周波成分の
レスポンスが二重に劣化する。
タがかけられ、帯域が圧縮されることとなり、結果とし
てトータルの周波数特性は(d)のようになり、二重に
フィルタリングされる効果となって信号の高周波成分の
レスポンスが二重に劣化する。
【0013】尚、これは周波数変換を先に行い、その後
水平拡大処理を行っても同様に劣化する。実際にはこの
例のように周波数を下げる変換の場合では先に周波数変
換を行うと、劣化はさらに大きくなる。
水平拡大処理を行っても同様に劣化する。実際にはこの
例のように周波数を下げる変換の場合では先に周波数変
換を行うと、劣化はさらに大きくなる。
【0014】また、従来の回路構成では周波数変換の為
にメモリ8と書き込みおよび読み出し制御回路9、1
0、直線補間演算回路6および周波数変換補間係数算出
回路7とが別途必要であり、水平方向拡大処理回路につ
いてもほぼ同様の回路構成が必要であるため、冗長で大
きな規模の回路構成となるという問題点を有していた。
にメモリ8と書き込みおよび読み出し制御回路9、1
0、直線補間演算回路6および周波数変換補間係数算出
回路7とが別途必要であり、水平方向拡大処理回路につ
いてもほぼ同様の回路構成が必要であるため、冗長で大
きな規模の回路構成となるという問題点を有していた。
【0015】尚、周波数変換用メモリ8の容量について
は変換比によって必要容量が決まり、簡単な変換比では
小さくて良いが、複雑な変換比では大きなメモリ容量を
必要とする。
は変換比によって必要容量が決まり、簡単な変換比では
小さくて良いが、複雑な変換比では大きなメモリ容量を
必要とする。
【0016】さらに、実際の回路では高周波信号で振幅
の小さい信号の場合、補間演算を重ねて行うことにより
内挿演算のビット精度劣化となるため、ビット精度を保
持するには補間演算回路やラインメモリ等の回路規模が
大きくなってしまう。
の小さい信号の場合、補間演算を重ねて行うことにより
内挿演算のビット精度劣化となるため、ビット精度を保
持するには補間演算回路やラインメモリ等の回路規模が
大きくなってしまう。
【0017】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであり、簡単な構成で水平方向拡大処理とサン
プリング周波数変換処理を同時に、かつ画質の劣化を小
さく抑えながら行うことの出来るサンプリング周波数変
換回路を提供するものである。
するものであり、簡単な構成で水平方向拡大処理とサン
プリング周波数変換処理を同時に、かつ画質の劣化を小
さく抑えながら行うことの出来るサンプリング周波数変
換回路を提供するものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明のサンプリング周
波数変換回路は、書き込みおよび読み出しを異なる動作
クロックで動作することのできるラインメモリと、ライ
ンメモリに対して書き込みを制御する書き込み制御回路
と、読み出しを制御する読み出し制御回路と、ラインメ
モリより読み出したディジタル映像信号を水平方向に拡
大処理する補間演算回路と、補間演算回路と読み出し制
御回路に対して制御を行う補間係数算出回路とを備え、
映像信号の水平方向の拡大処理とサンプリング周波数変
換を同時に行うことを特徴とするという構成を有してい
る。
波数変換回路は、書き込みおよび読み出しを異なる動作
クロックで動作することのできるラインメモリと、ライ
ンメモリに対して書き込みを制御する書き込み制御回路
と、読み出しを制御する読み出し制御回路と、ラインメ
モリより読み出したディジタル映像信号を水平方向に拡
大処理する補間演算回路と、補間演算回路と読み出し制
御回路に対して制御を行う補間係数算出回路とを備え、
映像信号の水平方向の拡大処理とサンプリング周波数変
換を同時に行うことを特徴とするという構成を有してい
る。
【0019】
【作用】本発明によれば、ラインメモリに対し周波数変
換前のクロックにより書き込んだ後、水平拡大の拡大倍
率と周波数変換の逆変換比を掛け合わせた合成倍率に対
応したアドレス制御を行いながら、周波数変換後のクロ
ックにより読み出しを行い、合成倍率で拡大補間演算を
行うことにより、水平方向拡大処理とサンプリング周波
数変換を同時に行う様に作用する。
換前のクロックにより書き込んだ後、水平拡大の拡大倍
率と周波数変換の逆変換比を掛け合わせた合成倍率に対
応したアドレス制御を行いながら、周波数変換後のクロ
ックにより読み出しを行い、合成倍率で拡大補間演算を
行うことにより、水平方向拡大処理とサンプリング周波
数変換を同時に行う様に作用する。
【0020】ここでサンプリング周波数変換は、合成倍
率が1以上となる範囲においてクロックを下げる変換に
も対応することができる。
率が1以上となる範囲においてクロックを下げる変換に
も対応することができる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。本発明の実施例のブロック図を図1に示す。
する。本発明の実施例のブロック図を図1に示す。
【0022】入力信号は、書き込み制御回路2によりア
ドレス制御され入力信号の水平方向の任意の範囲が変換
前クロックレートでラインメモリ1に書き込まれる。
ドレス制御され入力信号の水平方向の任意の範囲が変換
前クロックレートでラインメモリ1に書き込まれる。
【0023】また、システムコントローラ等により設定
された画像拡大倍率と周波数変換の逆変換比を掛け合わ
せた合成倍率を合成補間係数として補間係数算出回路4
0で算出する。この係数により読み出し制御回路30で
は、該当する範囲で合成倍率の補間演算を行うに必要な
データを読み出せる様アドレス制御を行い、変換後クロ
ックレートでラインメモリ1より読み出される。こうし
て読み出されたデータは補間演算回路50で合成補間係
数により直線補間演算が行われ、サンプリング周波数の
変換された水平方向拡大画像信号として出力される。
された画像拡大倍率と周波数変換の逆変換比を掛け合わ
せた合成倍率を合成補間係数として補間係数算出回路4
0で算出する。この係数により読み出し制御回路30で
は、該当する範囲で合成倍率の補間演算を行うに必要な
データを読み出せる様アドレス制御を行い、変換後クロ
ックレートでラインメモリ1より読み出される。こうし
て読み出されたデータは補間演算回路50で合成補間係
数により直線補間演算が行われ、サンプリング周波数の
変換された水平方向拡大画像信号として出力される。
【0024】以下に、前述の処理を信号処理の流れを模
式化した図6を用いて説明する。図6では、水平拡大倍
率1.5倍の拡大と変換前:変換後=6:5の比でサン
プリング周波数を変換する場合の例を示している。
式化した図6を用いて説明する。図6では、水平拡大倍
率1.5倍の拡大と変換前:変換後=6:5の比でサン
プリング周波数を変換する場合の例を示している。
【0025】入力信号aは変換前クロックで指定された
水平方向書き込み範囲枠内をラインメモリにbの様にそ
のまま書き込む。
水平方向書き込み範囲枠内をラインメモリにbの様にそ
のまま書き込む。
【0026】また、図1の補間係数算出回路40では、
合成倍率をr、合成補間比をkとすれば、 r=拡大倍率×1/周波数変換比 =1.5×1/1.2=1.25 k=1/合成倍率=1/1.25=0.8 を算出する。
合成倍率をr、合成補間比をkとすれば、 r=拡大倍率×1/周波数変換比 =1.5×1/1.2=1.25 k=1/合成倍率=1/1.25=0.8 を算出する。
【0027】これに対し、読み出し制御回路30では変
換後クロックで指定された水平方向読み出し枠内で合成
倍率1.25に対応するようにデータを4個おきに二度
読みでcのごとく読み出す。
換後クロックで指定された水平方向読み出し枠内で合成
倍率1.25に対応するようにデータを4個おきに二度
読みでcのごとく読み出す。
【0028】そして、補間演算回路50では合成補間比
k=0.8であれば順に0,0.8,0.6,0.4,0.
2と合成補間比に応じて、補間係数が順次入力され前後
のデータから内挿され、変換後クロックで直線補間演算
がdのように行われる。
k=0.8であれば順に0,0.8,0.6,0.4,0.
2と合成補間比に応じて、補間係数が順次入力され前後
のデータから内挿され、変換後クロックで直線補間演算
がdのように行われる。
【0029】このようにして、入力信号aを拡大処理と
サンプリング周波数変換を同時に行い出力信号dを得る
ものである。
サンプリング周波数変換を同時に行い出力信号dを得る
ものである。
【0030】実際には、入力信号aに対して、1H遅れ
て出力信号dが得られる。図3に上記補間演算回路50
の一例を示す。
て出力信号dが得られる。図3に上記補間演算回路50
の一例を示す。
【0031】図3では、時刻nの入力信号をXn、出力
信号をYn、順次入力される補間係数をKnとすれば、 Yn=(1−Kn)Xn-1+KnXn の直線補間演算が行われる。
信号をYn、順次入力される補間係数をKnとすれば、 Yn=(1−Kn)Xn-1+KnXn の直線補間演算が行われる。
【0032】次に画質劣化抑制効果について図8を参照
して説明する。ここでは、図7と比較するため、拡大倍
率=4/3倍、周波数変換比4:3の場合を示す。
して説明する。ここでは、図7と比較するため、拡大倍
率=4/3倍、周波数変換比4:3の場合を示す。
【0033】入力信号(a)に対し合成倍率=1で4:
3のサンプリング周波数変換が同時行われるので、
(b)に示す様なフィルタを通すこととなり、結果とし
て(c)に示すようになる。ここで示した例は特に良い
結果となる場合であるが、合成倍率が1とならない通常
の場合も同様に表現出来る。
3のサンプリング周波数変換が同時行われるので、
(b)に示す様なフィルタを通すこととなり、結果とし
て(c)に示すようになる。ここで示した例は特に良い
結果となる場合であるが、合成倍率が1とならない通常
の場合も同様に表現出来る。
【0034】このように、本方式ではフィルタリングは
一度だけの効果なので、信号の高周波成分のレスポンス
劣化は、図7に示す場合に比べ低く抑えられる。
一度だけの効果なので、信号の高周波成分のレスポンス
劣化は、図7に示す場合に比べ低く抑えられる。
【0035】以上の実施例については、周波数変換を変
換前クロックより小さいクロックに変換する場合を説明
しているが、このように合成倍率が1以上となる範囲に
おいては、クロックを下げる周波数変換も行うことがで
きる。
換前クロックより小さいクロックに変換する場合を説明
しているが、このように合成倍率が1以上となる範囲に
おいては、クロックを下げる周波数変換も行うことがで
きる。
【0036】クロックを上げる変換については、いかな
る拡大倍率でも可能である。また、上記構成では、画像
の拡大処理を水平垂直を独立して行うため、クロック変
換による高周波レスポンスの劣化の影響を受けない垂直
方向の拡大処理については、クロックの変換の前後いず
れかクロックの低い方の処理ブロックで行うことによ
り、垂直方向拡大処理に用いるフィールドメモリの容量
削減にも貢献できる。
る拡大倍率でも可能である。また、上記構成では、画像
の拡大処理を水平垂直を独立して行うため、クロック変
換による高周波レスポンスの劣化の影響を受けない垂直
方向の拡大処理については、クロックの変換の前後いず
れかクロックの低い方の処理ブロックで行うことによ
り、垂直方向拡大処理に用いるフィールドメモリの容量
削減にも貢献できる。
【0037】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、水平方向の高周波レスポンス劣化を小さく抑
えた良好な画像を得ることができ、かつ、回路規模の面
からも、水平方向拡大処理とサンプリング周波数変換を
各々独立に行う場合に比べ、大幅に回路規模を削減する
ことができる。
によれば、水平方向の高周波レスポンス劣化を小さく抑
えた良好な画像を得ることができ、かつ、回路規模の面
からも、水平方向拡大処理とサンプリング周波数変換を
各々独立に行う場合に比べ、大幅に回路規模を削減する
ことができる。
【図1】本発明の実施例の水平拡大および周波数変換回
路の構成を示すブロック図
路の構成を示すブロック図
【図2】従来例の水平拡大回路部および周波数変換回路
部の構成ブロック図
部の構成ブロック図
【図3】本発明の実施例の補間演算回路の構成を示すブ
ロック図
ロック図
【図4】水平拡大のみの方式説明図
【図5】サンプリング周波数変換のみの方式説明図
【図6】本発明の実施例における信号処理方式説明図
【図7】従来の拡大処理後周波数変換を行う方式の場合
の周波数特性図
の周波数特性図
【図8】本発明の実施例における拡大処理および周波数
変換方式の場合の周波数特性図
変換方式の場合の周波数特性図
1 ラインメモリ 2 書き込み制御回路 30 読み出し制御回路 40 補間係数算出回路 50 補間演算回路
Claims (1)
- 【請求項1】 書き込みおよび読み出しを異なる動作ク
ロックで動作することのできるラインメモリと、前記ラ
インメモリに対して書き込みを制御する書き込み制御回
路と、読み出しを制御する読み出し制御回路と、前記ラ
インメモリより読み出したディジタル映像信号を水平方
向に拡大処理する補間演算回路と、前記補間演算回路と
前記読み出し制御回路に対して制御を行う補間係数算出
回路とを備え、映像信号の水平方向の拡大処理とサンプ
リング周波数変換を同時に行うことを特徴とするサンプ
リング周波数変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7027118A JPH08223408A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | サンプリング周波数変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7027118A JPH08223408A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | サンプリング周波数変換回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08223408A true JPH08223408A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12212158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7027118A Pending JPH08223408A (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | サンプリング周波数変換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08223408A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001116523A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Sokkia Co Ltd | 外観検査装置 |
KR100611179B1 (ko) * | 2004-06-23 | 2006-08-10 | 삼성전자주식회사 | 영상처리장치 |
US9857109B2 (en) | 2008-01-02 | 2018-01-02 | Johnson Controls Technology Company | Heat exchanger |
-
1995
- 1995-02-15 JP JP7027118A patent/JPH08223408A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001116523A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Sokkia Co Ltd | 外観検査装置 |
KR100611179B1 (ko) * | 2004-06-23 | 2006-08-10 | 삼성전자주식회사 | 영상처리장치 |
US9857109B2 (en) | 2008-01-02 | 2018-01-02 | Johnson Controls Technology Company | Heat exchanger |
US10677503B2 (en) | 2008-01-02 | 2020-06-09 | Johnson Controls Technology Company | Heat exchanger |
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