KR20050003026A - 적산기를 이용한 디지털 필터 및 그 필터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하드웨어적인 간소화 및 저전력화를 실현할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 하드웨어적인 로직이 복잡한 곱셈기를 필터 탭 수만큼 필요로 하는 종래의 디지털 필터와는 달리, 하나의 적산기를 이용함으로써 필터 탭 수보다 적어도 작은 수의 곱셈기를 이용하여 디지털 필터를 구현할 수 있기 때문에, 필터 회로의 크기 및 제조 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 디지털 필터의 소모 전력을 절감할 수 있는 것이다.

Description

적산기를 이용한 디지털 필터 및 그 필터링 방법{DIGITAL FILTER BY USING ACCUMULATOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 디지털 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상신호의 화소수를 줄이거나 혹은 늘릴 경우 및 화질을 개선하고자 할 때 사용하는데 적합한 적산기를 이용한 디지털 필터 및 그 필터링 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 영상신호를 처리하여 디스플레이하는 분야에서는 필요 또는 용도에 따라 N×M 의 사이즈를 갖는 영상을 N-n×M-m 사이즈의 영상으로 축소시키거나 혹은 N×M 사이즈의 영상을 N+n×M+m 사이즈의 영상으로 확장하는 경우가흔히 있는데, 이러한 영상의 사이즈 축소 및 확장에는 디지털 필터가 주로 이용되고 있으며, 또한 이러한 디지털 필터는 영상의 화질을 개선하는 데도 이용되고 있다.

도 2는 종래 디지털 필터(3탭 필터)의 블록구성도로서, 이러한 3탭 디지털 필터에서는 세 개의 곱셈기(202, 204, 206)와 하나의 3입력 덧셈기(208)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 곱셈기(202)에서는 입력 화소 P0와 이에 대응하는 계수 C0를 곱셈하여 그 결과 값을 3입력 덧셈기(208)의 제1입력으로 제공하고, 곱셈기(204)에서는 입력 화소 P1과 이에 대응하는 계수 C1을 곱셈하여 그 결과 값을 3입력 덧셈기(208)의 제2입력으로 제공하며, 곱셈기(206)에서는 입력 화소 P2와 이에 대응하는 계수 C2를 곱셈하여 그 결과 값을 3입력 덧셈기(208)의 제3입력으로 제공한다.

이에 응답하여, 덧셈기(208)에서는 각 곱셈기(202, 204, 206)로부터 제공되는 곱셈 결과 값들을 덧셈하여 하나의 출력 F0을 발생함으로써, 3개 화소에 대한 필터링을 수행한다.

즉, 종래의 디지털 필터에 따르면, 3개의 입력 데이터를 디지털 필터링하기 위해서는 3개의 곱셈기와 하나의 3입력 가산기를 필요로 한다. 따라서, 종래 방식에 따라 디지털 필터를 구현하는 경우 N개의 입력 데이터를 디지털 필터링하는 위해서는 N개의 곱셈기와 하나의 N 입력 가산기를 필요로 하게 된다.

잘 알려진 바와 같이, 곱셈기는 덧셈기 등과 비교해 볼 때 하드웨어적인 로직이 매우 복잡한데, 상술한 바와 같이 입력 데이터 수(즉, 필터 탭 수)만큼의 곱셈기를 필요로 하는 종래의 디지털 필터는 하드웨어적인 로직이 매우 복잡하게 되고 그에 따른 큰 전력 소모를 야기시키는 문제가 있으며, 이러한 문제는 디지털 필터의 가격을 상승시키는 요인으로 작용하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하드웨어적인 간소화 및 저전력화를 실현할 수 있는 적산기를 이용한 디지털 필터 및 그 필터링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, 영상신호용 화소 데이터를 필터링하는 필터에 있어서, 입력 화소 값을 선택적으로 제공하는 N:1의 제 1 멀티플렉서와, 각 입력 화소에 대응하는 계수 값을 선택적으로 제공하는 N:1의 제 2 멀티플렉서와, 각 입력 화소 값과 대응하는 각 계수 값을 순차적으로 N차 곱셈하는 곱셈기와, 상기 곱셈기로부터의 결과 값과 이전 화소 값의 연산 결과 값을 순차적으로 N-1차 덧셈하는 덧셈기와, 상기 덧셈기의 연산 결과 값을 저장하는 적산기와, 상기 이전 화소 연산 결과 값을 상기 덧셈기에 제공하는 제 3 멀티플렉서를 포함하는 적산기를 이용한 디지털 필터를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 영상신호용 화소 데이터를 N탭 필터링하는 방법에 있어서, 필터링을 위한 화소 값과 이에 대응하는 계수 값을 발생하는 과정과, 상기 발생된 화소 값과 계수 값을 곱셈하는 과정과, 곱셈 결과 값과 이전 화소 값의 연산 결과 값을 덧셈하는 과정과, 상기 덧셈 결과값을 상기 이전 화소 값의 연산 결과 값으로 적산하는 과정과, 상기 각 과정을 상기 N텝 만큼 반복하는 과정을 포함하는 적산기를 이용한 디지털 필터링 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 적산기를 이용한 디지털 필터의 블록구성도,

도 2는 종래 디지털 필터의 블록구성도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

102, 104, 110 : 멀티플렉서 106 : 곱셈기

108 : 덧셈기 112 : 적산기

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 핵심 기술요지는, 하드웨어적인 로직이 복잡한 곱셈기를 필터 탭 수만큼 필요로 하는 전술한 종래의 디지털 필터와는 달리, 하나의 적산기를 이용함으로써 필터 탭 수보다 적어도 작은 수의 곱셈기를 이용하여 디지털 필터를 구현한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 적산기를 이용한 디지털 필터의 블록구성도로서, 제 1 멀티플렉서(102), 제 2 멀티플렉서(104), 곱셈기(106), 가산기(108), 제 3 멀티플렉서(110) 및 적산기(112)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 제 1 멀티플렉서(102)는, 3:1 멀티플렉서인 것으로, 세 개의 입력 화소 P0, P1 및 P2를 선택적으로 출력하여 곱셈기(106)의 일측 입력으로 제공하고, 제 2 멀티플렉서(104)는, 3:1 멀티플렉서인 것으로, 세 개의 입력 화소P0, P1 및 P2에 각각 대응하는 세 개의 계수 값을 선택적으로 출력하여 곱셈기(106)의 타측 입력으로 제공한다.

다음에, 곱셈기(106)는 입력 화소 값과 그에 대응하는 계수 값을 곱셈, 즉 입력 화소 값 P0과 이에 대응하는 계수 값 C0을 곱셈하며, 입력 화소 값 P1과 이에 대응하는 계수 값 C1을 곱셈하고, 입력 화소 값 P2와 이에 대응하는 계수 값 C2를 곱셈하며, 이와 같이 곱셈기(106)에서 행해진 곱셈의 결과 값들은 덧셈기(108)의 일측 입력으로 제공된다.

또한, 덧셈기(108)는 곱셈기(106)로부터 일측 입력으로 제공되는 곱셈 결과 값과 제 3 멀티플렉서(110)로부터 타측 입력으로 제공되는 출력 값을 덧셈하며, 여기에서의 덧셈 결과 값은 적산기(112)에 누적된다. 여기에서, 제 3 멀티플렉서(110)로부터 타측 입력으로 제공되는 출력 값은 현재 계산중인 입력 화소 값의 필터 값이며, 이러한 연산 과정을 필터의 탭 수만큼 수행함으로써 원하는 결과 값을 얻게 된다.

다음에, 상술한 바와 같은 3탭 디지털 필터를 이용하여 입력 화소 값을 필터링하는 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 곱셈기(106)에서는 제 1 멀티플렉서(102)로부터 제공되는 입력 화소 값 P0과 제 2 멀티플렉서(104)로부터 제공되는 계수 값 C0을 곱셈하며, 이러한 곱셈 결과 값은 덧셈기(108)를 통해 전달되어 적산기(112)에 저장된다.

이어서, 제 1 멀티플렉서(102)와 제 2 멀티플렉서(104)로부터 각각 출력되는 입력 화소 값 P1과 이에 대응하는 계수 값 C1이 곱셈기(106)를 통해 곱셈된 후 덧셈기(108)의 일측 입력으로 제공되고, 이에 응답하여 덧셈기(108)에서는 곱셈 결과 값과 제 3 멀티플렉서(110)로부터 타측 입력으로 제공되는 출력 값(즉, P0×C0 결과 값)을 덧셈하며, 그 결과 값은 다시 적산기(112)에 제공된다.

다시, 제 1 멀티플렉서(102)와 제 2 멀티플렉서(104)로부터 각각 출력되는 입력 화소 값 P2와 이에 대응하는 계수 값 C2가 곱셈기(106)를 통해 곱셈된 후 덧셈기(108)의 일측 입력으로 제공되고, 이에 응답하여 덧셈기(108)에서는 곱셈 결과 값과 제 3 멀티플렉서(110)로부터 타측 입력으로 제공되는 출력 값(즉, P1×C1 결과 값과 P0×C0를 덧셈한 결과 값)을 덧셈하며, 그 결과 값이 최종 결과 값(즉, 3탭 디지털 필터의 최종 필터 값)으로서 적산기(112)에 저장된다.

따라서, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 단지 하나의 곱셈기와 적산기를 이용하여 3입력 데이터를 필터링한 최종 결과 값을 얻게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 3입력 화소를 디지털 필터링하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이것은 단지 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시일 뿐 N입력 화소에 대하여서도 동일하게 디지털 필터링을 수행할 수 있음은 물론이며, 이 경우 하나의 곱셈기를 이용하여 N번의 곱셈 연산을 수행하고 N-1번의 적산을 수행함으로써 실현할 수 있다. 이때, 입력 화소 값과 계수 값을 각각 제공하는 멀티플렉서는 각각 N:1 멀티플렉서가 될 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하드웨어적인 로직이 복잡한 곱셈기를 필터 탭 수만큼 필요로 하는 전술한 종래의 디지털 필터와는 달리, 하나의 적산기를 이용함으로써 필터 탭 수보다 적어도 작은 수의 곱셈기를 이용하여 디지털 필터를 구현할 수 있기 때문에, 필터 회로의 크기 및 제조 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 디지털 필터의 소모 전력을 절감할 수 있다.

Claims (2)

1. 영상신호용 화소 데이터를 필터링하는 필터에 있어서,

   입력 화소 값을 선택적으로 제공하는 N:1의 제 1 멀티플렉서와,

   각 입력 화소에 대응하는 계수 값을 선택적으로 제공하는 N:1의 제 2 멀티플렉서와,

   각 입력 화소 값과 대응하는 각 계수 값을 순차적으로 N차 곱셈하는 곱셈기와,

   상기 곱셈기로부터의 결과 값과 이전 화소 값의 연산 결과 값을 순차적으로 N-1차 덧셈하는 덧셈기와,

   상기 덧셈기의 연산 결과 값을 저장하는 적산기와,

   상기 이전 화소 연산 결과 값을 상기 덧셈기에 제공하는 제 3 멀티플렉서

   를 포함하는 적산기를 이용한 디지털 필터.
2. 영상신호용 화소 데이터를 N탭 필터링하는 방법에 있어서,

   필터링을 위한 화소 값과 이에 대응하는 계수 값을 발생하는 과정과,

   상기 발생된 화소 값과 계수 값을 곱셈하는 과정과,

   곱셈 결과 값과 이전 화소 값의 연산 결과 값을 덧셈하는 과정과,

   상기 덧셈 결과 값을 상기 이전 화소 값의 연산 결과 값으로 적산하는 과정과,

   상기 각 과정을 상기 N텝 만큼 반복하는 과정

   을 포함하는 적산기를 이용한 디지털 필터링 방법.