JPH10105146A - 面積影響相関方法及びこれを用いたディジタル画像信号のサンプリングレート変換方法及び装置 - Google Patents

面積影響相関方法及びこれを用いたディジタル画像信号のサンプリングレート変換方法及び装置

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JPH10105146A
JPH10105146A JP1420097A JP1420097A JPH10105146A JP H10105146 A JPH10105146 A JP H10105146A JP 1420097 A JP1420097 A JP 1420097A JP 1420097 A JP1420097 A JP 1420097A JP H10105146 A JPH10105146 A JP H10105146A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 面積影響相関方法及びこれを用いたディジタ
ル画像信号のサンプリングレート変換方法及び装置を提
供する。 【解決手段】 第１サンプリングレートと水平同期信号
又は有効画素開始信号を入力として面積影響相関方法に
より生成された乗積入力データ列を出力するための第１
データ入力器４１と、前記面積影響相関方法により生成
された面積相関係数と第２サンプリングレートを出力す
るための第２データ入力器４２と、前記面積相関係数と
乗積入力データ列を乗算して第１サンプリングレート
(K) を有する入力信号を第２サンプリングレート(N) を
有する出力信号に変換させるための乗算部４３とを具備
することにより、変換しようとするサンプリングレート
の比が簡単な整数倍の場合のみならず非整数倍のように
複雑な場合にも面積影響相関方法を行うプログラム内の
変数値を変更して簡単にサンプリングレートを変換させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面積影響相関方法及
びこれを用いたディジタル画像信号に対するサンプリン
グレート変換方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル画像信号に対する従来のサン
プリングレート変換方式ではデシメーション及び補間に
よる方式を用いる。即ち、74.25MHzの画像信号（図２
（Ａ）に対して16:9ダウンサンプリングを具現するため
には、まず図１に示された第１サンプリングレート変換
器11にて９倍にオーバサンプリングして図２（Ｂ）のよ
うな信号を出力し、これをアンチアーリアミングのため
に低域通過フィルタ(LPF)12 を通過させて図２（Ｃ）の
ような信号を出力する。低域通過フィルタ12の出力信号
（図２（Ｃ）は第２サンプリングレート変換器13にて16
倍にダウンサンプリングすることにより、16個のサンプ
ルのうち一つのサンプルを取り図２（Ｄ）のような信号
を出力する。一方、図１においてFsはサンプリング周波
数を示し、Fstop は遮断バンド周波数として(1/2*9/16)
Fsを示す。
【０００３】ところが、このような従来のサンプリング
レート変換方式は16:9のような非整数倍のサンプリング
レート変換のために一応９倍にオーバサンプリングを行
うが、現在MPEG(Moving Picture Experts Group)-2の入
力データサンプリングレートである74.25MHz信号の場合
には９倍のオーバサンプリングによりサンプリングレー
トが668.25MHz まで増加し、前記高周波信号のためにハ
ードウエアの具現が難しくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
の問題点を解決するために案出されたものであり、入出
力サンプルに対応する四角形の面積比を用い、第１サン
プリングレートを有する入力信号を第２サンプリングレ
ートを有する出力信号に変換するための面積影響相関方
法を提供することにその目的がある。
【０００５】かつ、本発明の他の目的は前記面積影響相
関方法を用いたサンプリングレート変換方法及び装置を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による面積影響相関方法は、第１サンプリン
グレート(K) を有する入力信号を第２サンプリングレー
ト(N) を有する出力信号に変換させる場合において、同
一な面積のＫ個の第１四角形と同一な面積を有し面積の
合が前記第１四角形の面積の合と同一なＮ個の第２四角
形とを対応させる段階と、前記第２四角形に対応される
前記第１四角形の順番を示す乗積入力データ列と前記第
２四角形に対応される前記第１四角形との面積比を示す
面積相関係数を生成する段階とを具備することを特徴と
する。
【０００７】かつ、前記他の目的を達成するために、本
発明による面積影響相関方法を用いたサンプリングレー
ト変換方法は、第１サンプリングレート(K) を有する入
力信号を第２サンプリングレート(N) を有する出力信号
に変換させるためのサンプリングレート変換方法におい
て、同一な面積のＫ個の第１四角形と同一な面積を有し
面積の合が前記第１四角形の面積の合と同一なＮ個の第
２四角形とを対応させる段階と、前記第２四角形に対応
される前記第１四角形の順番を示す乗積入力データ列と
前記第２四角形に対応される前記第１四角形との面積比
を示す面積相関係数を生成する段階と、前記面積相関係
数と乗積入力データ列を用いて前記第１サンプリングレ
ート(K) を有する入力信号を前記第２サンプリングレー
ト(N) を有する出力信号に変換させる段階とを具備する
ことを特徴とする。
【０００８】前記他の目的を達成するために、本発明
は、第１サンプリングレート(K) を有する入力信号を第
２サンプリングレート(N) を有する出力信号に変換させ
るためのサンプリングレート変換装置において、前記第
１サンプリングレートと水平同期信号又は有効画素開始
信号を入力として面積影響相関方法により生成された乗
積入力データ列を出力するための第１データ入力器と、
前記面積影響相関方法により生成された面積相関係数と
前記第２サンプリングレートを出力するための第２デー
タ入力器と、前記面積相関係数と乗積入力データ列を乗
算して前記第１サンプリングレート(K) を有する入力信
号を前記第２サンプリングレート(N) を有する出力信号
に変換させるための乗算部とを具備することを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付した
図面に基づき更に詳細に説明する。図３はディジタル画
像信号に対する本発明によるサンプリングレート変換装
置を示したブロック図である。前記変換装置は低域通過
フィルタ(LPF)31 とサンプリングレート変換器32とから
構成される。
【００１０】図４は図３に示されたサンプリングレート
変換器32の細部ブロック図であり、ディジタル信号及び
第１サンプリング信号(74.25MHz)と水平同期信号(H-Syn
c)又は有効画素開始信号(SAV) を入力し、面積影響相関
方法により生成された乗積入力データ列を出力するため
の第１データ入力器41と、面積影響相関方法により生成
された面積相関係数と第２サンプリングレート(40.5MH
z) を出力するための第２データ入力器42と、面積相関
係数と乗積入力データ列データを乗算して第１サンプリ
ングレート(74.25MHz)を有する入力信号を第２サンプリ
ングレート(40.5MHz) を有する出力信号に変換させるた
めの乗算器43とから構成される。
【００１１】そこで、前記のような構成に基づき本発明
の作用及び効果に対して説明すると下記の通りである。
まず、本発明を説明する前に本発明による面積影響相関
方法を図７に基づき説明する。16個のサンプルデータに
対応する９個のサンプルデータを取るために、16個の小
さい四角形を９個の大きい四角形に対応させる。この
際、16個の小さい四角形の面積の合と９個の大きい四角
形の面積の合を同様にする。もし各四角形の中心点に点
を付けていくと、図７のように小さい四角形の中心点が
16個である場合、それに対応する大きい四角形の中心点
は９個になる。前記中心点はそれぞれ一つの信号を示し
ている。
【００１２】あるいは、図７のように半径９の円筒(a)
と半径16の円筒(b) がまるでギアーのように正確に接合
されていると、ａが16回回転する間にｂは正確に９回回
転する。即ち、初期に各円筒ａとｂの接点にインクを付
けて円筒ａとｂの間に紙を挟んで回転させると、紙の上
面にはａによる16個の点が刷られ、紙の下面にはｂによ
る９個の点が刷られる。
【００１３】この際、それぞれの大きい四角形とそれぞ
れの小さい四角形間の面積による対応関係は次の通りで
ある。１番目の大きい四角形に対応する小さい四角形の
部分が０番目*7/32 と１番目*18/32及び２番目*7/32 だ
と仮定する。すると、２番目の大きい四角形に対応され
る小さい四角形の部分は２番目*11/32と３番目*18/32及
び４番目*3/32 になる。これを繰り返すと、９個の大き
い四角形と16個の小さい四角形の間の全体的な関係が求
められる。
【００１４】前記の対応関係から、それぞれの面積と対
応される部分の割合に32を乗算し分数を整数化したもの
を面積相関係数として、それぞれの大きい四角形に対応
される小さい四角形の順番を乗積入力データ列とした。
前記関係による面積相関関係数は手作業により算出する
こともできるが、別途のプログラムを用いてソフトウエ
ア的に容易に得ることができる。ソフトウエア的に面積
相関係数を得る時には、16:9の割合のみならず任意の割
合でサンプリングレートを変換するにもプログラム内で
変数の値を調整することにより簡単に適用され得る。
【００１５】16:9ダウンサンプリングの場合、このよう
な方法にて得た面積相関係数及び乗積入力データ列の例
は次の通りである。 前述した面積影響相関方法を用いサンプリングレートを
変換する方法及び装置に対して図３ないし図６を参照し
て説明すると次の通りである。
【００１６】図３において、まずLPF31 とサンプリング
レート変換器32に水平同期信号(H-Sync)又は有効画素開
始信号(SAV) と、サンプリングレートを変換しようとす
るディジタル信号（以下、ソースデータという）とが入
力される。LPF31 はソースデータに対して所定の遮断周
波数を越える周波数成分を取り除く。16:9ダウンサンプ
リングの場合、LPF31 の遮断周波数(Fst) は(1/2*9/16)
*Fssである。ここで、Fss はソースデータのサンプリン
グレートを示す。前記LPF3１の出力信号はサンプリング
レート変換器32に入力される。
【００１７】まず、第１及び第２データ入力器41,42 は
前記面積影響相関方法により得られた乗積入力データ列
及び面積相関係数を16ソースデータ当たりシンボルデー
タの割合で乗算器43に出力する。乗算器43は第１データ
入力器41と第２データ入力器42からそれぞれ出力される
乗積入力データ列と面積相関係数とを用いて次の数式
(1) を具現する。
【００１８】 Y(1) = 7/32 * X(0) + 18/32 * X(1) + 7/32 * X(2) Y(2) = 11/32 * X(2) + 18/32 * X(3) + 3/32 * X(4) Y(3) = 15/32 * X(4) + 0/32 * X(4) + 17/32 * X(5) Y(4) = 1/32 * X(5) + 18/32 * X(6) + 13/32 * X(7) Y(5) = 5/32 * X(7) + 18/32 * X(8) + 9/32 * X(9) Y(6) = 9/32 * X(9) + 18/32 * X(10) + 5/32 * X(11) Y(7) = 13/32 * X(11) + 18/32 * X(12) + 1/32 * X(13) Y(8) = 17/32 * X(13) + 0/32 * X(13) + 15/32 * X(14) Y(9) = 3/32 * X(14) + 18/32 * X(15) + 11/32 * X(16) 第１及び第２データ入力器41,42 と乗算器43に対して図
５と図６を参照して更に詳細に説明すると次の通りであ
る。
【００１９】第１データ入力器41のカウンター91は乗積
入力データ列及び面積相関係数の開始点を示すSAV 信号
によりリセットされ、有効画素の開始点からデータ変換
を始めさせる。次に、カウンター91は74.25MHzのソース
データを入力し16個のサンプルデータをカウントして、
カウントされた値をその値に応じて信号’ａ’，’
ｂ’，’ｃ’を出力する。具体的に、ルックアップテー
ブル92はカウントされた値が(0,2,4,5,7,9,11,13,14)+2
の場合には’１’を’ａ’信号として出力し、残りの場
合には’０’を出力する。かつ、ルックアップテーブル
92はカウントされた値が(1,3,4,6,8,10,12,13,15)+1の
場合には’１’を’ｂ’信号として出力し、残りの場合
には’１’を出力する。かつ、ルックアップテーブル92
はカウントされた値が(2,4,5,7,9,11,14,16)+0の場合
に’１’を’ｃ’信号として出力し、残りの場合には’
０’を出力する。三つのAND ゲート93,94,95はそれぞれ
前記’ａ’，’ｂ’，’ｃ’信号と74.25MHzの第１クロ
ック信号に対して論理積演算を行う。前記ANDゲート93,
94,95から出力される信号は乗算器43が乗積入力データ
列を選択するのに必要な選択クロック信号として用いら
れる。即ち、乗算器43がデータをホールドすべき場合に
は第１データ入力器41が選択クロック信号を停止状態に
指定して、データスキューが発生しないようにする。
【００２０】第２データ入力器42はAND ゲート93,94,95
の出力信号に応じてルックアップテーブル（図示せず）
か小容量のROM(図示せず）に格納されている面積相関係
数を乗算器43に出力する。乗算器43のラッチ51,52,53は
サンプリングレートを変換しようとするソースデータを
74.25MHzの第１フリーランクロック(40.5MHz) によりラ
ッチする。それぞれのラッチ54,55,56はラッチ53,52,51
の出力信号を選択クロック信号にてラッチして乗算手段
60の各乗算器61,62,63に出力する。乗算器61,62,63では
ラッチ54,55,56の出力信号に前記第２データ入力器42か
ら出力される面積相関係数を乗算して前記(1) 式におけ
る部分積を生成し、加算器70では乗算器61,62,63の出力
を加算して前記(1) 式における各々の合を生成し、ラッ
チ80で40.5MHz の第２フリーランクロックにてラッチさ
せた後に出力される。
【００２１】本発明ではダウンサンプリングの場合のみ
を説明したが、面積影響相関方法における変数を変更す
ることにより、アップサンプリングの場合にも容易に適
用することができる。かつ、前記加算器70とラッチ80の
間にはデータスキューを防止するためにPLL(図示せず)
や両方向ポートメモリを挿入することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上、本発明による面積影響相関方法及
びこれを用いたサンプリングレート変換方法及び装置に
おいては、変換しようとするサンプリングレートの比が
非整数倍、例えば16:9や151:91のように複雑な場合にも
容易にサンプリングレートを変換させることができる。
更に、データコンバージョンの際にサンプリングサンプ
リングレートが増加しないので、ハードウエアの具現時
に速度増加に応じる費用及び技術的問題が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はディジタル画像信号に対する従来のサ
ンプリングレート変換装置を示したブロック図であり、
（Ｂ）は（Ａ）に示された低域通過フィルタの周波数特
性図である。
【図２】（Ａ）乃至（Ｄ）は図１における各部の動作波
形図である。
【図３】ディジタル画像信号に対する本発明によるサン
プリングレート変換装置を示したブロック図である。
【図４】図３に示されたサンプリングレート変換器の細
部ブロック図である。
【図５】図４に示された乗算器の細部ブロック図であ
る。
【図６】図４に示された第１データ入力器の細部ブロッ
ク図である。
【図７】本発明による面積影響相関方法を説明するため
の図である。
【符号の説明】
３１ 低域通過フィルタ ３２ サンプリングレート変換器 ４１，４２ データ入力器 ４３ 乗算器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１サンプリングレート(K) を有する入
    力信号を第２サンプリングレート(N) を有する出力信号
    に変換させる場合において、 同一な面積のＫ個の第１四角形と同一な面積を有し面積
    の合が前記第１四角形の面積の合と同一なＮ個の第２四
    角形とを対応させる段階と、 前記第２四角形に対応される前記第１四角形の順番を示
    す乗積入力データ列と前記第２四角形に対応される前記
    第１四角形との面積比を示す面積相関係数を生成する段
    階とを具備することを特徴とする面積影響相関方法。
  2. 【請求項２】 第１サンプリングレート(K) を有する入
    力信号を第２サンプリングレート(N) を有する出力信号
    に変換させるためのサンプリングレート変換方法におい
    て、 同一な面積のＫ個の第１四角形と同一な面積を有し面積
    の合が前記第１四角形の面積の合と同一なＮ個の第２四
    角形とを対応させる段階と、 前記第２四角形に対応される前記第１四角形の順番を示
    す乗積入力データ列と前記第２四角形に対応される前記
    第１四角形との面積比を示す面積相関係数を生成する段
    階と、 前記面積相関係数と乗積入力データ列を用いて前記第１
    サンプリングレート(K) を有する入力信号を前記第２サ
    ンプリングレート(N) を有する出力信号に変換させる段
    階とを具備することを特徴とする面積影響相関方法を用
    いたサンプリングレート変換方法。
  3. 【請求項３】 第１サンプリングレート(K) を有する入
    力信号を第２サンプリングレート(N) を有する出力信号
    に変換させるためのサンプリングレート変換装置におい
    て、 前記第１サンプリングレートと水平同期信号又は有効画
    素開始信号を入力として面積影響相関方法により生成さ
    れた乗積入力データ列を出力するための第１データ入力
    器と、 前記面積影響相関方法により生成された面積相関係数と
    前記第２サンプリングレートを出力するための第２デー
    タ入力器と、 前記面積相関係数と乗積入力データ列を乗算して前記第
    １サンプリングレート(K) を有する入力信号を前記第２
    サンプリングレート(N) を有する出力信号に変換させる
    ための乗算部とを具備することを特徴とする面積影響相
    関方法を用いたサンプリングレート変換装置。
  4. 【請求項４】 前記装置は前記入力信号に対して所定の
    遮断周波数を越える周波数成分を遮断するための低域通
    過フィルタを更に具備することを特徴とする請求項３に
    記載のサンプリングレート変換装置。
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