JPH0272711A - Digital filter device - Google Patents
Digital filter deviceInfo
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- JPH0272711A JPH0272711A JP22505188A JP22505188A JPH0272711A JP H0272711 A JPH0272711 A JP H0272711A JP 22505188 A JP22505188 A JP 22505188A JP 22505188 A JP22505188 A JP 22505188A JP H0272711 A JPH0272711 A JP H0272711A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はデジタルフィルター装置に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a digital filter device.
(従来技術)
第1図は公知のFIR型デジタルフィルターの構成例で
あり、101〜104は遅延素子、105〜109は係
数器、110は加算器である。(Prior Art) FIG. 1 shows a configuration example of a known FIR type digital filter, in which 101 to 104 are delay elements, 105 to 109 are coefficient units, and 110 is an adder.
このフィルターは一般に群遅延特性がフラットである為
波形伝送が主目的であるTV信号処理では好んで用いら
れる。Since this filter generally has a flat group delay characteristic, it is preferably used in TV signal processing where waveform transmission is the main purpose.
第2図はこのFIRフィルターを使用したカメラの例を
示した図であり、イメージセンサ201で光電変換され
形成されたR、G、B信号はサンプルホールド回路20
2でホールドされた後スイッチ203で点順次に切り替
えられ高帯域の輝度信号とされ、A/DコンバータでA
/Di換を行なうとともに、ブリニー補正やガンマ変換
を加えた後、スイッチ205で再びR,G%Bに分解さ
れ、それぞれがFIRフィルター207.208.20
9を通りここで帯域を制限されRGBマトリクス210
に入る。ここで前記R1G、B信号は
R−Y=O17R−0、IIB−0,59G。FIG. 2 is a diagram showing an example of a camera using this FIR filter. R, G, and B signals photoelectrically converted and formed by an image sensor 201 are sent to a sample hold circuit 20.
After being held at 2, it is switched dot-sequentially by a switch 203 to produce a high-band luminance signal, which is converted into a high-band luminance signal by an A/D converter.
/Di conversion, as well as briny correction and gamma conversion, the switch 205 decomposes it again into R, G%B, and each is sent to the FIR filter 207.208.20.
9 and here the band is limited and the RGB matrix 210
to go into. Here, the R1G and B signals are RY=O17R-0, IIB-0, 59G.
B−Y=−0,33G+0.89B−0,59Gという
変換を受けて色差信号に変換される。The signal is converted into a color difference signal through the conversion B-Y=-0,33G+0.89B-0,59G.
色差信号はその後エンコーダ211で変調され更にここ
でバーストも付加されNTSC(あるいはFAT−等)
の標準テレビジョン信号が形成される。The color difference signal is then modulated by the encoder 211, where bursts are also added to convert it to NTSC (or FAT-, etc.).
A standard television signal is formed.
一方、輝度信号はA/Dコンバータ204の出力信号で
ある輝度信号はそのままFIRフィルター213で帯域
制限を受けた後ブランキング回路214でブランキング
信号が付加され加算器215で同期信号を付与され出力
される構成となっている。On the other hand, the luminance signal is the output signal of the A/D converter 204.The luminance signal is band-limited as it is in the FIR filter 213, then a blanking signal is added in the blanking circuit 214, a synchronization signal is added in the adder 215, and the signal is output. The configuration is as follows.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら上記従来例においては色信号に3つのF
I Rフィルター、輝度信号に1つのFIRフィルター
を用いているので、計4つのFIRフィルターが必要で
あり回路の規模及び動作時の消費電力が著しく大きくな
る欠点がある。(Problem to be solved by the invention) However, in the above conventional example, there are three Fs in the color signal.
Since one FIR filter is used for the IR filter and the luminance signal, a total of four FIR filters are required, which has the drawback of significantly increasing the circuit size and power consumption during operation.
そこで出願人は第3図のような構成の
FIRフィルターを用いることによりFIRフィルター
の数を2つに減らすことができる様にしたものを提案し
ている。Therefore, the applicant has proposed a system in which the number of FIR filters can be reduced to two by using FIR filters having a configuration as shown in FIG.
これにつき以下第3図を用いて説明する。This will be explained below using FIG. 3.
第3図中301は撮像素子であり、ここで光電変換され
た各色R,G、B信号は302〜304のサンプルホー
ルド回路でホールドされ、その後スイッチ305で点順
次化を行なうことにより高帯域のY信号を形成する。そ
の後A/DコンバークでA/D変換を行なうとともにニ
ー補正、ガンマ補正、ホワイトバランス補正が成される
。In FIG. 3, 301 is an image sensor, and the R, G, and B signals of each color photoelectrically converted here are held in sample-and-hold circuits 302 to 304, and then are converted into high-bandwidth signals by a switch 305. Form a Y signal. Thereafter, A/D conversion is performed in an A/D converter, and knee correction, gamma correction, and white balance correction are also performed.
ここでデジタル化された信号は輝度信号としてFIRフ
ィルター331で帯域制限され、その後ブランキング回
路332でブランキング信号が付加された後加算器73
3で同期信号が付加され出力される。Here, the digitized signal is band-limited as a luminance signal by an FIR filter 331, then a blanking signal is added by a blanking circuit 332, and then an adder 73
At step 3, a synchronizing signal is added and output.
一方色信号処理も同一の点順次化Y信号を用いる。On the other hand, color signal processing also uses the same point-sequential Y signal.
第3図307〜327から成るものが上記先願に係るF
IRフィルターであり、307〜314は遅延素子、3
15〜323は係数器、324〜326は加算器、33
0はコントローラである。このFIRフィルターは第4
図で説明的に示されるような構成となっている。すなわ
ち、直列接続された遅延素子307〜314、及び係数
器315〜323、加算器324〜326を用いて3つ
のFIRフィルター:Fl、F2、F3が構成されてい
る。このフィルターは例えば時刻t1では各遅延素子の
出力は第4図の四角で囲ったXで示される様にFl、F
2、F3の小F丁Hの出力は各々R,G、Bであり、こ
れが時刻t2ではB、R,G、時刻t3ではG、B、R
と変化してゆく。The one consisting of 307 to 327 in Fig. 3 is F related to the above-mentioned earlier application.
IR filter, 307 to 314 are delay elements, 3
15 to 323 are coefficient units, 324 to 326 are adders, 33
0 is the controller. This FIR filter is the fourth
The configuration is as illustrated in the figure. That is, three FIR filters: Fl, F2, and F3 are configured using delay elements 307 to 314, coefficient multipliers 315 to 323, and adders 324 to 326 connected in series. For example, at time t1, the outputs of each delay element are Fl, F as shown by the square X in FIG.
2. The outputs of the small F-choice H of F3 are R, G, and B, respectively. At time t2, these are B, R, and G, and at time t3, they are G, B, and R.
And it changes.
327はこのようにばらばらになったR、G、B信号を
再び元のR,G、B信号に戻す為のスイッチであり、こ
の後R,G、B信号はRGBマトリクス回路328で色
差信号に変換され、エンコーダ回路321で標準テレビ
ジョン信号になり、出力される。327 is a switch for returning the R, G, and B signals that have been separated in this way to the original R, G, and B signals. After this, the R, G, and B signals are converted into color difference signals by an RGB matrix circuit 328. The signal is converted into a standard television signal by an encoder circuit 321, and output.
しかしながらこの先願でも消費電力がまだまだ大きいと
いう問題があった。一般にICのプロセスは高速化する
ほどその規模が巨大になる傾向があり、消費電力も動作
周波数に応じて増加する。However, this prior application also had the problem of high power consumption. Generally, as the speed of an IC process increases, its scale tends to increase, and power consumption also increases in accordance with the operating frequency.
そこでフィルターを構成する場合も同様に低速で動かす
ことができれば消費電力を低くすることができる。Therefore, when configuring a filter, power consumption can be reduced if it can be operated at low speed.
一毅にフィルターを低速で動かすことはサンプリングス
ピードを遅く変換する処理を行なうことであり、間引と
呼ばれる。第5図(A)(B)(C)によりこの原理を
説明する。Moving the filter at a low speed all the time is a process of slowing down the sampling speed, which is called thinning. This principle will be explained with reference to FIGS. 5(A), (B), and (C).
−毅にflというサンプリングされたデジタル信号はデ
ジタル化されるときにブリフィルターによりそのナイキ
スト周波数fS/2に帯域制限を受しっている。今仮に
サンプリング周期をfS =fS/2にする場合、そ
のまま間引すればナイキスト周波数で1°/2に対して
折り返しと呼ばれるノイズが発生する。そこで通常はデ
ジタルフィルターで帯域をfS’/2に制限した後、間
引を行なう、だがこの場合フィルター自身はflで動く
ことになる為、フィルターの消費電力は従来と全く変わ
らないことになる。- When the sampled digital signal fl is digitized, it is band-limited to its Nyquist frequency fS/2 by a Buri filter. Now, if the sampling period is set to fS = fS/2, if thinning is performed as is, noise called aliasing will occur at the Nyquist frequency of 1°/2. Normally, a digital filter is used to limit the band to fS'/2 and then decimation is performed, but in this case, the filter itself operates at fl, so the power consumption of the filter remains the same as before.
本発明はこのような従来技術の問題を解決することを目
的としている。The present invention aims to solve these problems of the prior art.
(間屈点を解決する為の手段及び作用)このような目的
を達成する為に本願発明では小FIRフィルタの前に一
時記憶装置を備久、更にFl、F2、F3の選択スイッ
チをコントロールすることによりフィルターとデシメー
タ(間引器)の構成を一体化し、これにより消費電力の
削減を計ったものである。(Means and operations for solving the interpolation point) In order to achieve such an objective, the present invention provides a temporary storage device in front of the small FIR filter, and further controls the selection switches of Fl, F2, and F3. As a result, the filter and decimator (thinning device) are integrated, thereby reducing power consumption.
(実施例)
以下本発明のデジタルフィルター装置を図面を参照して
、その実施例について詳述する。(Example) Examples of the digital filter device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第6図に本発明における第1の実施例を示す。FIG. 6 shows a first embodiment of the present invention.
今、サンプリング周波数f1に対して、サンプリング周
波数をf8/2にする場合を考えると、サンプリング周
波数fSでスイッチY信号が601〜608の遅延素子
に流れると、t、における各遅延素子の出力は、第6図
t+dの状態になっており、以下、1サンプリング周期
ごとに、tad、tsd・・・・・・と変化する。それ
に対し出力信号は、t、dに対しtoo、tgdに対し
t、。というように、順次出力され、その後、この出力
信号のうちj+o、tx。、・・−・・・が使用されて
いく、すなわちtsdの状態における出力two、及び
t4d、tgd、・・・・・・それぞれに対する出力t
4o+t、。、・・・・・・は用いない、そしてこの分
の時間を第7図示加算器619及び係数器616〜61
8の計算時間に使用できるように、F、−F、の小FI
Rフィルター中にラッチ613〜615を設けた点に特
徴を有する。Now, considering the case where the sampling frequency is set to f8/2 with respect to the sampling frequency f1, when the switch Y signal flows to the delay elements 601 to 608 at the sampling frequency fS, the output of each delay element at t is as follows. The state is as shown in t+d in FIG. 6, and thereafter changes to tad, tsd, . . . for each sampling period. On the other hand, the output signals are too for t and d, and t for tgd. Then, among these output signals, j+o, tx. , . . . are used, that is, the output two in the state of tsd, and the output t for each of t4d, tgd, .
4o+t,. , . . . are not used, and the time for this period is
The small FI of F,−F, can be used in the calculation time of 8.
The feature is that latches 613 to 615 are provided in the R filter.
その結果本発明のFIRフィルターは、サンプリング周
波数fSに対して1/2の周波数となるfS゛のサンプ
リング周波数に間引を行なう際、フィルターの中で最も
消費電力の大きい係数器や加算器を動作周波数fS゛に
て駆動させることができる。As a result, the FIR filter of the present invention operates the coefficient multiplier and adder, which consume the largest amount of power in the filter, when thinning out to the sampling frequency fS, which is 1/2 the frequency of the sampling frequency fS. It can be driven at a frequency fS'.
第8図は、本発明における第2の実施例を示すもので、
ラッチを小FIR側に持つのではなく、共通遅延素子群
601〜607に対し前段に1つラッチ回路608を設
け、遅延素子に表われる出力が、第6図の前記実施例に
おいてあらかじめ613〜615のラッチ回路によりt
+d、tid t @dのタイミングで保持される信
号が、各遅延素子に現われる構成としたものである。FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention,
Rather than having a latch on the small FIR side, one latch circuit 608 is provided at the front stage for the common delay element group 601 to 607, and the outputs appearing in the delay elements are set in advance to 613 to 615 in the embodiment shown in FIG. By the latch circuit of t
The configuration is such that a signal held at the timings of +d and tid t @d appears in each delay element.
本実施例によれば、第1の実施例に対して、たとえば、
9TAPのフィルターを1/2に間引きする場合、小F
IRに含まれるラッチ回路の数が第1実施例では9だっ
たものを0にすることができる他、遅延素子に関しても
、第8図示の第2実施例の場合、サンプリング周波数f
Sで駆動されるのはラッチ回路608のみであり、遅延
素子群601〜607はその1/2のサンプリング周波
数f1°で駆動することができるため、消費電力を大幅
に節約することができる。According to this embodiment, for example, in contrast to the first embodiment,
When thinning a 9TAP filter to 1/2, use a small F
The number of latch circuits included in the IR can be reduced from 9 in the first embodiment to 0, and with regard to delay elements, the sampling frequency f can be reduced in the case of the second embodiment shown in FIG.
Only the latch circuit 608 is driven by S, and the delay element groups 601 to 607 can be driven at half the sampling frequency f1°, so power consumption can be significantly reduced.
なお、前記第1、第2実施例は、いずれもRGBのイメ
ージセンサ−の信号処理における水平FIRフィルター
について述べたが、本発明は、これに限定されるもので
はなく1例えば、このフィルターを垂直方向のFIR(
アパーチャ補償等)に用いることもできる他、RGB以
外のイメージセンサ−の信号(例えばMg、C7゜Ye
、W等の補色)にも使用できる。また、間引きも1/2
に限るものではなく、17mに自由に設定できることは
言うまでもない、また、このデジタルフィルターは、単
に、カメラ信号処理に限定したものではないことは言う
までもない。Although the first and second embodiments have both described a horizontal FIR filter in signal processing of an RGB image sensor, the present invention is not limited to this. FIR in the direction (
It can also be used for image sensor signals other than RGB (e.g. Mg, C7゜Ye).
, W, etc.) can also be used. Also, the thinning is 1/2
Needless to say, the distance is not limited to 17 m, and can be freely set to 17 m. It goes without saying that this digital filter is not simply limited to camera signal processing.
(発明の効果)
以上述べたように1本発明によれば、フィルターとデシ
メーターを一体化させることができ、特にフィルターに
おいて、最も電力を消費させる乗算器や加算器を低速で
駆動させることができる。そのため消費電力を大幅に節
約するとか可能になる他、ICパッケージにおける熱容
量も軽減できるため、小型化にも効果がある。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a filter and a decimator can be integrated, and especially in the filter, the multiplier and adder that consume the most power can be driven at low speed. . This not only makes it possible to significantly reduce power consumption, but also reduces the heat capacity of the IC package, which is effective in downsizing.
第1図は従来のFIRフィルターの1例を示すブロック
図、
第2図は従来のデジタル信号処理を、用いたカメラの一
例を示すブロック図、
第3図は本発明の先願におけるカメラの構成を示すブロ
ック図、
第4図は第3図におけるカメラに用いられてぃるデジタ
ルフィルターのブロック図、
第5図はデジタルフィルターとデシメーションを説明す
るための図、
第6図は本発明の第1の実施例を示すブロック図、
第7図は本発明の第1の実施例の動作を説明するための
ブロック図
第8図は本発明における第2の実施例を説明すためのブ
ロック図である。
第6
手
糸売
ネ由
正
書(方式)
%式%
発明の名称
デジタルフィルター装置
3、補正をする者
事件との関係Fig. 1 is a block diagram showing an example of a conventional FIR filter, Fig. 2 is a block diagram showing an example of a camera using conventional digital signal processing, and Fig. 3 is the configuration of a camera in the earlier application of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the digital filter used in the camera in FIG. 3, FIG. 5 is a diagram for explaining the digital filter and decimation, and FIG. FIG. 7 is a block diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram for explaining the second embodiment of the present invention. . Part 6 Teitomeri Yusho (Method) % Formula % Name of Invention Digital Filter Device 3, Relationship with the Amendment Person Case
Claims (1)
力の和を作る1つ以上の加算器を有するデジタルフィル
ターにおいて、前記遅延素子とは別にサンプリング周期
f_Sに対して1/mなる周期f_S’にてデータを保
持する記憶素子を前記遅延素子と係数器の間に有するデ
ジタルフィルター装置。(1) In a digital filter that has a plurality of delay elements, a plurality of coefficient units, and one or more adders that create the sum of the outputs of the coefficient units, the period is 1/m with respect to the sampling period f_S, apart from the delay element. A digital filter device having a storage element that holds data at f_S' between the delay element and the coefficient unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63225051A JP2632959B2 (en) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | Digital filter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63225051A JP2632959B2 (en) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | Digital filter device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0272711A true JPH0272711A (en) | 1990-03-13 |
JP2632959B2 JP2632959B2 (en) | 1997-07-23 |
Family
ID=16823268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63225051A Expired - Fee Related JP2632959B2 (en) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | Digital filter device |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2632959B2 (en) |
Cited By (3)
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KR20170056429A (en) | 2015-11-13 | 2017-05-23 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Semiconductor Device |
US10090881B2 (en) | 2015-11-13 | 2018-10-02 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
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1988
- 1988-09-07 JP JP63225051A patent/JP2632959B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2632959B2 (en) | 1997-07-23 |
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