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JP2009141445A - Sampling rate conversion device and sampling rate conversion method - Google Patents

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JP2009141445A
JP2009141445A JP2007312981A JP2007312981A JP2009141445A JP 2009141445 A JP2009141445 A JP 2009141445A JP 2007312981 A JP2007312981 A JP 2007312981A JP 2007312981 A JP2007312981 A JP 2007312981A JP 2009141445 A JP2009141445 A JP 2009141445A
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JP
Japan
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input
sampling rate
data
output
pixel
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Pending
Application number
JP2007312981A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kageyama
昌広 影山
Hiroo Ito
浩朗 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JP2009141445A publication Critical patent/JP2009141445A/en
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Abstract

【課題】
小規模の信号処理によって、好適にサンプリングレート変換する。
【解決手段】
デジタル信号のデータを入力し、第1の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第1の演算部(奇数タップ対称フィルタ)と、第2の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第2の演算部(偶数タップ対称フィルタ)とを用い、出力データの画素位置と入力データの画素位置の関係から定められる混合比に応じて前記第1および第2の演算部の出力を混合することにより、サンプリングレートが変換された出力データを生成する。
【選択図】 図1
【Task】
Sampling rate conversion is suitably performed by small-scale signal processing.
[Solution]
A first arithmetic unit (odd tap symmetric filter) that inputs digital signal data and outputs a convolution calculation result of the tap data whose coefficient values are symmetrical about the first symmetry axis and the input data; A second arithmetic unit (even-numbered tap symmetric filter) that outputs a convolution operation result of the tap coefficient having a coefficient value symmetrical about the second symmetry axis and the input data, and a pixel position of the output data The output of the sampling rate is generated by mixing the outputs of the first and second arithmetic units according to the mixing ratio determined from the relationship between the pixel positions of the input data.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、デジタル信号処理によってサンプリングレートを変換するための技術に関する。   The present invention relates to a technique for converting a sampling rate by digital signal processing.

放送や通信、蓄積など、情報メディアの多様化に伴い、デジタル信号処理によって画像のサイズを拡大、縮小したり、回転などの変形を行う技術のニーズが高まっている。   With the diversification of information media such as broadcasting, communication, and storage, there is an increasing need for technology that enlarges and reduces the size of an image by digital signal processing, and performs deformation such as rotation.

そこで、特許文献1に記載されているように、ポリフェーズフィルタによってサンプリングレートを変換し、サンプル信号(以下、画素)を補間する技術(以下、従来技術)が提案されている。   Therefore, as described in Patent Document 1, a technique (hereinafter referred to as a conventional technique) for converting a sampling rate by a polyphase filter and interpolating a sample signal (hereinafter referred to as a pixel) has been proposed.

特開2004-214827JP2004-214827

この従来技術では、入力画像の画素数をU倍(ただし、Uは正整数)に増加させるアップサンプラと、画素数を1/D(ただし、Dは正整数)に間引くダウンサンプラを組合せ、両者のトータルで画素数をU/D倍に変換することにより、もとの入力画像には存在しなかった位置の画素を生成して、拡大若しくは縮小した出力画像を得るものである。   This conventional technology combines an upsampler that increases the number of pixels in the input image by a factor of U (where U is a positive integer) and a downsampler that thins out the number of pixels to 1 / D (where D is a positive integer). By converting the total number of pixels to U / D times, pixels at positions that did not exist in the original input image are generated, and an enlarged or reduced output image is obtained.

図2に、この従来技術の動作原理を示す。同図は、デジタル化(サンプリング)された画素(201-1)(201-2)(201-3)(201-4)から構成される(a)入力信号をもとに、一例として画素数を8/3倍に増加させて(d)出力信号を得る場合の処理内容を示している。ここで、画素(201-1)(201-2)(201-3)(201-4)は、実際に存在する画素という意味で、以下、実画素と呼ぶことにする。   FIG. 2 shows the operating principle of this prior art. This figure shows the number of pixels as an example based on (a) input signals composed of digitized (sampled) pixels (201-1), (201-2), (201-3), and (201-4). (D) shows the processing contents when the output signal is obtained by increasing the value by 8/3 times. Here, the pixels (201-1), (201-2), (201-3), and (201-4) are referred to as actual pixels in the sense that they actually exist.

従来技術では、画素数を8/3倍に増加させる際に、まず同図(b)に示すように、後述するアップサンプラによって信号強度が0の画素(202)(以下、零点)を等間隔になるように挿入し、画素数を8倍に増加させる。続いて、同図(c)に示すように、後述する補間フィルタによって補間画素(203)を生成したのちに、後述するダウンサンプラによって画素を1/3に間引いて出力画素(204-1)(204-2)(204-3)…とし、(d)出力信号を得る。ここでさらに、出力画素(204-1)(204-2)(204-3)…の間隔が実画素(201-1)(201-2)(201-3)…の間隔と等しくなるように並べ変えれば、画像サイズが8/3倍に拡大されたことになる。   In the prior art, when increasing the number of pixels by 8/3 times, as shown in FIG. 1 (b), pixels (202) (hereinafter referred to as zeros) whose signal intensity is 0 are equally spaced by an upsampler described later. And increase the number of pixels by 8 times. Subsequently, as shown in FIG. 7C, after generating the interpolation pixel (203) by the interpolation filter described later, the output pixel (204-1) (204-1) ( 204-2) (204-3) ... and (d) output signal is obtained. Further, the interval between the output pixels (204-1) (204-2) (204-3)... Is equal to the interval between the actual pixels (201-1) (201-2) (201-3). If rearranged, the image size is enlarged by 8/3 times.

上記では、U=8、D=3として8/3倍の拡大処理を行う場合を例に挙げて説明したが、縮小する場合も同様であり、例えばU=4、D=9とすれば、4/9倍の縮小処理を行うことができる。   In the above, the case where 8/3 times enlargement processing is performed with U = 8 and D = 3 has been described as an example, but the same applies to the case of reduction, for example, if U = 4 and D = 9, 4/9 times reduction processing can be performed.

図3に、上述した従来技術の動作を実現するための構成を示す。同図(a)は、図2で説明した動作原理そのものの信号処理構成である。入力された実画素(201)に対して、アップサンプラ(301)によって零点(202)を等間隔に挿入して画素数をU倍に増加させ、補間フィルタ(302)によって補間画素(203)を生成し、ダウンサンプラ(303)によって画素を1/Dに間引いて出力画素(204)を得る。この構成では、(c)補間フィルタ後の信号において、処理途中の画素数が非常に多くなることと、信号強度が0の零点(202)に対する乗算が無駄であることから、同図(b)若しくは同図(c)の構成に等価的に置き換えて処理するのが一般的である。   FIG. 3 shows a configuration for realizing the above-described conventional operation. FIG. 2A shows a signal processing configuration of the operation principle itself described in FIG. With respect to the input real pixel (201), the upsampler (301) inserts zero points (202) at equal intervals to increase the number of pixels U times, and the interpolation filter (302) sets the interpolation pixel (203). The output pixel (204) is obtained by thinning out the pixels to 1 / D by the down sampler (303). In this configuration, (c) in the signal after the interpolation filter, the number of pixels in the middle of processing is very large, and the multiplication for the zero point (202) whose signal intensity is 0 is useless. Alternatively, the processing is generally replaced with the configuration shown in FIG.

図3(b)は、上述した補間フィルタ(302)のタップ係数を部分フィルタ(304-1)(304-2)(304-3)…(304-U)に分解することによって、信号強度が0の零点(202)に対する乗算を行わないように構成したものである。これにより、切替器(305)によって各部分フィルタの出力の中から1つを選択するように制御部(306)で制御して、出力信号を得る。   FIG. 3 (b) shows that the signal strength is reduced by decomposing the tap coefficients of the interpolation filter (302) described above into partial filters (304-1) (304-2) (304-3) (304-U). In this configuration, multiplication is not performed on the zero point (202) of 0. Thus, the control unit (306) controls the switching unit (305) to select one of the outputs of the partial filters, and an output signal is obtained.

図3(c)は、部分フィルタ(307)を1つのみとし、タップ係数発生器(308-1)(308-2)(308-3)…(308-U)によって上記部分フィルタ(304-1)(304-2)(304-3)…(304-U)と同一のタップ係数を発生させる。次に、切替器(309)によって各タップ係数の中から1つを選択して部分フィルタ(307)に設定するように制御部(310)で制御し、同図(b)に示した構成と同一の出力信号を得る。なお、タップ係数発生器(308)は、タップ係数を格納するためのメモリによって構成することが一般的である。   In FIG. 3C, only one partial filter (307) is provided, and the partial filter (304-U) is generated by the tap coefficient generators (308-1) (308-2) (308-3) (308-U). 1) Generate the same tap coefficient as (304-2) (304-3) ... (304-U). Next, the control unit (310) controls the switch (309) to select one of the tap coefficients and set it to the partial filter (307), and the configuration shown in FIG. Get the same output signal. The tap coefficient generator (308) is generally constituted by a memory for storing tap coefficients.

図4に、図3に示した補間フィルタ(302)、部分フィルタ((304-1)(304-2)(304-3)…(304-U)、およびタップ係数発生器(308-1)(308-2)(308-3)…(308-U)の各動作の一例を示す。同図(a)は、補間フィルタ(302)のタップ数=25とした場合のタップ係数の一例であり、8/3倍の拡大処理、すなわちU=8、D=3と想定した場合の一例である。なお、末尾の(*1/256)はすべてのタップ係数に1/256を乗じるという意味であり、補間フィルタ(302)のタップ係数は、左から、-1/256、-3/256、-6/256…となる。このタップ係数を、図2(b)アップサンプル後の信号に畳み込むことにより、図2(c)補間フィルタ後の信号が得られる。   FIG. 4 shows the interpolation filter (302), partial filters ((304-1) (304-2) (304-3)... (304-U), and tap coefficient generator (308-1)) shown in FIG. (308-2) (308-3) ... (308-U) shows an example of each operation. (A) is an example of tap coefficients when the number of taps of the interpolation filter (302) is 25. Yes, it is an example of 8/3 times enlargement processing, that is, assuming U = 8, D = 3, where (* 1/256) at the end means that all tap coefficients are multiplied by 1/256. From the left, the tap coefficients of the interpolation filter (302) are -1/256, -3/256, -6/256, etc. These tap coefficients are converted into the signal after up-sampling in FIG. By performing the convolution, the signal after the interpolation filter in FIG. 2C is obtained.

同図(b)は、同図(a)に示した補間フィルタ(302)のタップ係数を、部分フィルタ(304)(307)のタップ係数に変換したものである。すなわち、図2(d)に示した出力画素(204-1)(204-2)(204-3)…の画素位置に、図4(a)に示した補間フィルタ(302)の中央タップの位置を対応させたのちに、零点(202)に相当する位置のタップ係数を外したものを新しいタップ係数としたものであり、そのときの出力画素番号と入力画素番号の関係も併せて示している。図3(b)(c)に示した制御部(306)(310)は、図4(b)に示すタップ係数が設定された部分フィルタ(304)(308)の結果が出力されるように、切替器(305)(309)を制御する必要がある。   FIG. 7B shows the tap coefficients of the interpolation filter (302) shown in FIG. 4A converted into the tap coefficients of the partial filters (304) and (307). That is, the center tap of the interpolation filter (302) shown in FIG. 4 (a) is placed at the pixel position of the output pixel (204-1) (204-2) (204-3)... Shown in FIG. After the position is matched, the tap coefficient at the position corresponding to the zero point (202) is removed to make a new tap coefficient, and the relationship between the output pixel number and the input pixel number at that time is also shown. Yes. The control units (306) and (310) shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) output the results of the partial filters (304) and (308) in which the tap coefficients shown in FIG. 4 (b) are set. It is necessary to control the switches (305) and (309).

図3および図4に示した従来技術により、サンプリングレートをU/D倍に変換する、すなわち、画素数をU/D倍に変換することが可能になるが、下記の課題がある。   The prior art shown in FIGS. 3 and 4 can convert the sampling rate to U / D times, that is, the number of pixels can be converted to U / D times, but has the following problems.

第1の課題は、Uの値が大きくなると、図3に示した部分フィルタ(304)若しくはタップ係数発生器(308)の個数が増加するため、ハードウェアの規模が大きくなることである。   The first problem is that as the value of U increases, the number of partial filters (304) or tap coefficient generators (308) shown in FIG.

例えば画像を256/173倍に拡大する場合、U=256であるため、部分フィルタ(304)若しくはタップ係数発生器(308)も256個必要になる。また、部分フィルタ(304)1個あたりの平均タップ数を3とした場合、その元になる補間フィルタ(302)のタップ数は約750タップ(=3*256)となる。   For example, when the image is enlarged to 256/173 times, since U = 256, 256 partial filters (304) or tap coefficient generators (308) are required. In addition, when the average number of taps per partial filter (304) is 3, the number of taps of the interpolation filter (302) that is the source is about 750 taps (= 3 * 256).

例えば、1つのタップ係数を格納するために1バイト(=8ビット)のメモリが必要だと仮定すると、上記全タップ係数を格納するためのメモリ量は約750バイトになる。高画質を得るために補間フィルタの遮断特性を急峻にする場合は、各部分フィルタ(304)のタップ数を大幅に増やす必要がある。   For example, assuming that 1 byte (= 8 bits) of memory is required to store one tap coefficient, the amount of memory for storing all the tap coefficients is about 750 bytes. In order to obtain a sharp cut-off characteristic of the interpolation filter in order to obtain high image quality, it is necessary to greatly increase the number of taps of each partial filter (304).

例えば、部分フィルタ(304)1個あたりの平均タップ数を10にすると、その元になる補間フィルタ(302)のタップ数は約2500タップ(=10*256)となるため、タップ係数を格納するためのメモリは約2500バイトになる。さらに、複数の倍率(U/D)に対応させるためには、各部分フィルタ(304)のタップ係数を複数組用意する必要がある。   For example, if the average number of taps per partial filter (304) is 10, the number of taps of the interpolation filter (302) that is the base is about 2500 taps (= 10 * 256), so the tap coefficient is stored. The memory for will be about 2500 bytes. Furthermore, in order to correspond to a plurality of magnifications (U / D), it is necessary to prepare a plurality of sets of tap coefficients of each partial filter (304).

例えば、U=256に固定して、256/D倍のDを10通り用意することにより10通りの倍率に対応させる場合は、前述したタップ数のさらに10倍のタップ数(=約25000タップ)を格納するための大量のメモリ(=約25000バイト)が必要になる。   For example, when U = 256 is fixed and 10 types of 256 / D times D are prepared to correspond to 10 types of magnification, the number of taps is 10 times the number of taps described above (= about 25000 taps) A large amount of memory (= about 25000 bytes) is required to store

第2の課題は、倍率(U/D)を連続的に変化させることが困難なことである。例えば、テレビ受像機では、図15に示すように、アスペクト比16:9の画像を(a)入力画像とし、その中央の12:9(=4:3)の部分だけを抜き出して水平方向に拡大し、16:9の(b)出力画像として表示するモードがある。この際に、画面の中央部はあまり拡大せず、画面の端に近づくにつれて大きく拡大するモードがよく用いられる。このとき、出力画素の水平位置に応じて、拡大率(U/D)を連続的に変化させる必要があるが、図3に示した従来技術の構成では、部分フィルタ(304)若しくはタップ係数発生器(308)の個数をUの値に応じて連続的に変化させる必要があり、実装が困難になる。なお、使用する拡大率(U/D)の候補を予め決定し、Uの最大値を事前に決定し、それに対応する部分フィルタ(304)若しくはタップ係数発生器(308)を用意すれば実装は可能できるが、この場合、任意の拡大率(U/D)に即座に対応することは困難である。   The second problem is that it is difficult to continuously change the magnification (U / D). For example, in a television receiver, as shown in FIG. 15, an image with an aspect ratio of 16: 9 is (a) an input image, and only the center portion of 12: 9 (= 4: 3) is extracted in the horizontal direction. There is a mode to enlarge and display as a 16: 9 (b) output image. At this time, a mode is often used in which the central portion of the screen is not enlarged so much that it is greatly enlarged as it approaches the edge of the screen. At this time, it is necessary to continuously change the enlargement ratio (U / D) according to the horizontal position of the output pixel. However, in the configuration of the prior art shown in FIG. 3, the partial filter (304) or tap coefficient is generated. It is necessary to continuously change the number of containers (308) according to the value of U, which makes mounting difficult. In addition, if the candidate for the enlargement ratio (U / D) to be used is determined in advance, the maximum value of U is determined in advance, and the corresponding partial filter (304) or tap coefficient generator (308) is prepared, the implementation will be Although it is possible, in this case, it is difficult to immediately cope with an arbitrary enlargement ratio (U / D).

第3の課題は、制御部(306)(310)の動作が複雑になり、この制御を実現するためのハードウェアやソフトウェアの処理量が大きくなることである。前述したテレビ受像機の例では、Uの値が出力画素の水平位置に応じて変化する。そのため、部分フィルタの個数が画素ごとに変化し、切替器(305)(309)を制御する制御部(306)(310)の制御方法を水平位置に応じて複雑に変化させる必要がある。また、HDTV(High Definition TV)のように、単位時間あたりの画素数が非常に多い画像信号を扱う場合には、前述した部分フィルタ(304)若しくはタップ係数発生器(308)の特性を短時間で変更する必要があり、実装が困難になる。例えば、1画面(フレーム)あたりの画素数が水平1920画素×垂直1080画素、フレームレートが60fps(frame per second)の場合、1画素あたりの処理時間は8ナノ秒(=1/(1920*1080*60)秒)であり、この間に部分フィルタ(304)若しくはタップ係数発生器(308)を切り替える必要があり、特にタップ数が多い場合には実装が困難になる。   The third problem is that the operations of the control units (306) and (310) become complicated, and the processing amount of hardware and software for realizing this control becomes large. In the example of the television receiver described above, the value of U changes according to the horizontal position of the output pixel. Therefore, the number of partial filters changes for each pixel, and the control method of the control units (306) and (310) that control the switches (305) and (309) needs to be changed in a complicated manner according to the horizontal position. In addition, when handling an image signal with a very large number of pixels per unit time, such as HDTV (High Definition TV), the characteristics of the partial filter (304) or tap coefficient generator (308) described above can be reduced for a short time. It is necessary to change in this, and the implementation becomes difficult. For example, when the number of pixels per screen (frame) is horizontal 1920 pixels × vertical 1080 pixels, and the frame rate is 60 fps (frame per second), the processing time per pixel is 8 nanoseconds (= 1 / (1920 * 1080 * 60) seconds), and it is necessary to switch the partial filter (304) or the tap coefficient generator (308) during this period, which makes implementation difficult especially when the number of taps is large.

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、好適にサンプリングレートを変換するための技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a technique for suitably converting a sampling rate.

上記目的を達成するために、本発明の一実施の態様は、例えば、特許請求の範囲に記載されるように構成すればよい。   In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention may be configured as described in the claims, for example.

本発明によれば、より好適にサンプリングレートを変換することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to convert the sampling rate more suitably.

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

また、各図面において、同一の符号が付されている構成要素は同一の機能を有すること
とする。
Moreover, in each drawing, the component to which the same code | symbol was attached | subjected shall have the same function.

また、本明細書の各記載及び各図面における「画素」という表現は、サンプル信号若しくはサンプル点という意味も含み、デジタル化された音声信号列や、センサ等から得られた連続するデータ列などの意味も含む。   In addition, the expression “pixel” in each description and each drawing of this specification also includes the meaning of a sample signal or a sample point, such as a digitized audio signal sequence or a continuous data sequence obtained from a sensor or the like. Including meaning.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に、本発明の実施例1に係るサンプリングレート変換装置を示し、その特徴について述べる。本実施例に係るサンプリングレート変換装置は、例えばテレビジョン受像機等の画像表示装置に適用される。以下の本実施例の説明においては、サンプリングレート変換装置として画像表示装置を例にして説明する。   FIG. 1 shows a sampling rate conversion apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and its features will be described. The sampling rate conversion apparatus according to this embodiment is applied to an image display apparatus such as a television receiver. In the following description of the present embodiment, an image display device will be described as an example of the sampling rate conversion device.

図1において、本実施例に係るサンプリングレート変換装置は、例えばテレビジョン放送信号などの動画像のフレーム列が入力される入力部(1)と、この入力部(1)から入力されたフレームの画素数を1次元方向に変換するためのサンプリングレート変換部(2)と、更にこのサンプリングレート変換部(2)によって画素数が変換されたフレームに基づき画像を表示する表示部(3)とを備えている。この表示部(3)として、例えばプラズマディスプレイパネル、液晶表示パネル、もしくは電子/電界放出型ディスプレイパネルが用いられる。以下、サンプリングレート変換部(2)の詳細について説明する。   In FIG. 1, the sampling rate conversion apparatus according to the present embodiment includes an input unit (1) to which a frame sequence of a moving image such as a television broadcast signal is input, and a frame input from the input unit (1). A sampling rate conversion unit (2) for converting the number of pixels in a one-dimensional direction, and a display unit (3) for displaying an image based on the frame in which the number of pixels is converted by the sampling rate conversion unit (2) I have. As the display unit (3), for example, a plasma display panel, a liquid crystal display panel, or an electron / field emission display panel is used. Details of the sampling rate conversion unit (2) will be described below.

図1において、入力部(1)から入力された信号は、フィルタA(101)とフィルタB(102)に入力される。ここで、フィルタA(101)は、タップ数が奇数であり、なおかつタップ係数が左右(若しくは上下)対称の1次元フィルタである。また、フィルタB(102)は、タップ数が偶数であり、なおかつタップ係数が左右(若しくは上下)対称の1次元フィルタである。ここで、フィルタA(101)、フィルタB(102)の出力は、それぞれ乗算器(105)(106)に入力される。   In FIG. 1, a signal input from the input unit (1) is input to a filter A (101) and a filter B (102). Here, the filter A (101) is a one-dimensional filter in which the number of taps is an odd number and the tap coefficients are symmetrical in the left-right (or up-and-down) direction. The filter B (102) is a one-dimensional filter having an even number of taps and symmetrical tap coefficients. Here, the outputs of the filters A (101) and B (102) are input to the multipliers (105) and (106), respectively.

一方、制御部(103)にて生成した補間すべき画素の位置を表す情報(補間位置情報(108))に基づいて、係数生成部(104)は、混合比である係数(1-k)および係数kを生成する。乗算器(105)(106)は、係数(1-k)および係数kのそれぞれをフィルタA(101)およびフィルタB(106)の出力と乗算する。最後に、加算器(107)は、乗算器(105)および乗算器(106)のそれぞれの出力を加算し、サンプリングレート変換部(2)の出力信号とする。すなわち、フィルタA(101)およびフィルタB(102)のタップ係数はそれぞれ固定とし、補間すべき画素の位置に応じて各フィルタの出力を加重加算(混合)する構成とする。これにより、任意のサンプリングレート変換を実現することができる。各部の詳細な動作については後述する。   On the other hand, based on the information indicating the position of the pixel to be interpolated generated by the control unit (103) (interpolation position information (108)), the coefficient generation unit (104) is a coefficient (1-k) that is a mixture ratio And coefficient k. Multipliers (105) and (106) multiply the coefficients (1-k) and the coefficients k, respectively, by the outputs of the filters A (101) and B (106). Lastly, the adder (107) adds the outputs of the multiplier (105) and the multiplier (106) to obtain an output signal of the sampling rate converter (2). That is, the tap coefficients of the filter A (101) and the filter B (102) are fixed, and the output of each filter is weighted and added (mixed) according to the position of the pixel to be interpolated. Thereby, arbitrary sampling rate conversion is realizable. Detailed operation of each part will be described later.

図5(a)(b)に、フィルタA(101)(奇数タップ対称フィルタ)、およびフィルタB(偶数タップ対称フィルタ)の一例をそれぞれ示す。各図において、横軸は画素位置を示し、縦軸は対応する位置の画素の値と畳み込み演算を行うタップ係数の値の大きさを示しており、各フィルタのインパルス応答を示している。同図(a)は、5タップのフィルタであり、対称の中心(502-a)を対称軸として、左右対称のタップ係数(501-a)からなるフィルタである。すなわち、インパルス応答が左右対称であり、その対称軸が(502-a)に位置するフィルタである。同図(b)は、4タップのフィルタであり、対称の中心(502-b)を対称軸として、左右対称のタップ係数(501-b)からなるフィルタである。すなわち、インパルス応答が左右対称であり、その対称軸が(501-b)に位置するフィルタである。なお、本発明に用いるフィルタは、同図に示すタップ数やタップ係数に限定されるものではない。   FIGS. 5A and 5B show examples of filter A (101) (odd tap symmetric filter) and filter B (even tap symmetric filter), respectively. In each figure, the horizontal axis indicates the pixel position, and the vertical axis indicates the value of the pixel at the corresponding position and the magnitude of the tap coefficient value for performing the convolution operation, and indicates the impulse response of each filter. FIG. 5A shows a 5-tap filter, which is composed of symmetrical tap coefficients (501-a) with the symmetry center (502-a) as the axis of symmetry. In other words, the impulse response is left-right symmetric and the axis of symmetry is located at (502-a). FIG. 5B shows a 4-tap filter, which is a filter composed of symmetrical tap coefficients (501-b) with the symmetry center (502-b) as the axis of symmetry. That is, the impulse response is a filter that is bilaterally symmetric and whose axis of symmetry is located at (501-b). The filter used in the present invention is not limited to the number of taps and tap coefficients shown in FIG.

図6に、係数生成部(104)の動作を示す。同図において、横軸は画素位置を示し、実画素(601-1)と実画素(601-2)の中間に位置する出力画素(602)を生成する場合の動作を示している。このとき、実画素(601-1)の位置(座標)をx1、実画素(601-1)の右に隣接する実画素(601-2)の位置を(x1+1)、出力画素(602)の位置をx2とし、x1≦x2<(x1+1)の関係を満たすものとする。   FIG. 6 shows the operation of the coefficient generation unit (104). In the figure, the horizontal axis indicates the pixel position, and shows the operation when generating the output pixel (602) located between the real pixel (601-1) and the real pixel (601-2). At this time, the position (coordinates) of the real pixel (601-1) is x1, the position of the real pixel (601-2) adjacent to the right of the real pixel (601-1) is (x1 + 1), and the output pixel (602 ) Is x2, and the relationship x1 ≦ x2 <(x1 + 1) is satisfied.

ここで、図5(a)に示したように、フィルタA(101)の対称の中心は(502-a)若しくは(605)に位置し、実画素(601-1)若しくは実画素(601-2)の画素位置と一致する。また、フィルタB(102)の対称の中心は(502-b)に位置し、実画素(601-1)と実画素(601-2)のちょうど中央の画素位置になる。係数生成部(104)では、フィルタAの対称の中心位置とフィルタBの対称の中心位置の間隔を1.0(基準)とした場合の、出力画素(602)とフィルタAの対称の中心(502-a)の間隔を係数k(603)として、また出力画素(602)とフィルタBの対称の中心(502-b)の間隔を係数(1-k)(604)として出力する。このとき、x2-x1:(x1+1-x1)/2=k:1.0の関係になるため、k=2.0*(x2-x1)とすればよい。   Here, as shown in FIG. 5A, the symmetrical center of the filter A (101) is located at (502-a) or (605), and the real pixel (601-1) or real pixel (601- It matches the pixel position of 2). Further, the center of symmetry of the filter B (102) is located at (502-b), which is the pixel position just in the middle between the real pixel (601-1) and the real pixel (601-2). In the coefficient generation unit (104), when the interval between the symmetric center position of the filter A and the symmetric center position of the filter B is 1.0 (reference), the symmetric center of the output pixel (602) and the filter A (502- The interval a) is output as a coefficient k (603), and the interval between the output pixel (602) and the symmetric center (502-b) of the filter B is output as a coefficient (1-k) (604). At this time, since a relationship of x2-x1: (x1 + 1-x1) /2=k:1.0 is satisfied, k = 2.0 * (x2-x1) may be set.

出力画素(602)の位置が、実画素(601-1)よりも実画素(601-2)に近い場合も同様に、出力画素(602)と近いほうのフィルタAの対称の中心(605)の間隔を係数kとして、また出力画素(602)とフィルタBの対称の中心(502-b)の間隔を係数(1-k)として出力する。このようにして生成した係数kおよび(1-k)を用いて、図1に示した乗算器(105)(106)の演算を行う。   Similarly, when the position of the output pixel (602) is closer to the actual pixel (601-2) than the actual pixel (601-1), the symmetrical center (605) of the filter A closer to the output pixel (602). Is output as a coefficient k, and an interval between the output pixel (602) and the center of symmetry of the filter B (502-b) is output as a coefficient (1-k). Using the coefficients k and (1-k) generated in this manner, the multipliers (105) and (106) shown in FIG. 1 are operated.

図17に、この係数生成方法のフローチャートの一例を示す。図17のフローチャートは、ステップ(1701)から開始し、ステップ(1702)にて出力画素(602)の位置x2と、実画素(601-1)と実画素(601-2)の中央の位置(x1+0.5)を比較する。ここで(x2≦x1+0.5)の場合、すなわち出力画素(602)の位置x2が実画素(601-1)と実画素(601-2)の中央の位置(x1+0.5)よりも左側の場合は、ステップ(1703)に進んでk=2.0*(x2-x1)を出力し、ステップ(1705)にて終了する。一方、(x2>x1+0.5)の場合、すなわち出力画素(602)の位置x2が実画素(601-1)と実画素(601-2)の中央の位置(x1+0.5)よりも右側の場合は、ステップ(1704)に進んでk=2.0*(x1+1-x2)を出力し、ステップ(1705)にて終了する。係数(1-k)は、前述の係数kの値を1から減じることによって求めればよい。なお、出力画素(602)の位置x2が実画素(601-1)と実画素(601-2)のちょうど中央の位置の場合(すなわち、x2=x1+0.5の場合)は、ステップ(1703)(1704)のどちらに進んでも、kは同一の値(1.0)になる。   FIG. 17 shows an example of a flowchart of this coefficient generation method. The flowchart of FIG. 17 starts from Step (1701), and in Step (1702), the position x2 of the output pixel (602), and the center position of the real pixel (601-1) and the real pixel (601-2) ( Compare x1 + 0.5). Here, in the case of (x2 ≦ x1 + 0.5), that is, the position x2 of the output pixel (602) is on the left side of the center position (x1 + 0.5) of the real pixel (601-1) and the real pixel (601-2). In this case, the process proceeds to step (1703), k = 2.0 * (x2-x1) is output, and the process ends at step (1705). On the other hand, in the case of (x2> x1 + 0.5), that is, the position x2 of the output pixel (602) is on the right side of the center position (x1 + 0.5) between the real pixel (601-1) and the real pixel (601-2). In this case, the process proceeds to step (1704), k = 2.0 * (x1 + 1−x2) is output, and the process ends in step (1705). The coefficient (1-k) may be obtained by subtracting the above-described coefficient k from 1. In the case where the position x2 of the output pixel (602) is the position exactly in the middle between the real pixel (601-1) and the real pixel (601-2) (that is, when x2 = x1 + 0.5), step (1703) In either case (1704), k becomes the same value (1.0).

図7に、一例として、8/3倍のサンプリングレート変換に、図6および図17に示した係数生成方法を適用した場合の動作を示す。図7(a)は入力信号における実画素(201-1)(201-2)(201-3)(201-4)の各位置を示しており、同図(b)は出力信号における出力画素(204-4)(204-5)(204-6)(204-7)の各位置を示している。このとき、フィルタAの対称の中心は、実画素(201-2)(201-3)等の位置と一致するため、(702-a)(703-a)等の位置になる。一方、フィルタBの対称の中心は、実画素(201-2)(201-3)等のちょうど中央の位置になるため、(702-b)等の位置になる。従って、図6および図17に示した係数生成方法を適用すると、同図(b)に示すように、出力画素(204-4)を算出する際にはk=0.25(701-4)、出力画素(204-5)を算出する際にはk=1.0(701-5)、出力画素(204-6)を算出する際にはk=0.25(701-6)、出力画素(204-7)を算出する際にはk=0.5(701-7)となる。   As an example, FIG. 7 shows an operation when the coefficient generation method shown in FIGS. 6 and 17 is applied to sampling rate conversion of 8/3 times. FIG. 7A shows the positions of the actual pixels (201-1), (201-2), (201-3) and (201-4) in the input signal, and FIG. 7 (b) shows the output pixels in the output signal. The positions of (204-4), (204-5), (204-6), and (204-7) are shown. At this time, the center of symmetry of the filter A coincides with the positions of the real pixels (201-2) (201-3) and the like, so that the positions of (702-a) and (703-a) and the like are located. On the other hand, the center of symmetry of the filter B is a position such as (702-b) because the center of the real pixel (201-2) (201-3) is just the center. Therefore, when the coefficient generation method shown in FIGS. 6 and 17 is applied, as shown in FIG. 6B, when calculating the output pixel (204-4), k = 0.25 (701-4), the output When calculating pixel (204-5), k = 1.0 (701-5), when calculating output pixel (204-6), k = 0.25 (701-6), output pixel (204-7) K = 0.5 (701-7) when calculating.

次に、図9(a)(b)に、本発明のサンプリングレート変換を拡大処理に適用する場合、すなわち、U/D倍においてU>Dの際のフィルタA(101)およびフィルタB(102)の各周波数特性の一例を示す。同図(a)(b)ともに、横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示しており、直流(=周波数=0)からナイキスト周波数(901)(=サンプリング周波数の1/2)までの各フィルタの利得を示している。ここで、同図(a)におけるフィルタA(101)の周波数特性(902)と、同図(b)におけるフィルタB(102)の周波数特性(904)を略同一にすることによって、各フィルタの出力を係数kの値に応じて加重加算した結果の周波数特性は、係数kの値によらず周波数特性(902)および(904)と略同一になる。すなわち、出力画素の位置によらずに周波数特性が略同一に保ったまま、係数kの値によって出力画素の位置(位相)のみを変化させることができるようになる。   Next, in FIGS. 9 (a) and 9 (b), when the sampling rate conversion of the present invention is applied to enlargement processing, that is, when U> D and U> D, a filter A (101) and a filter B (102 ) Shows an example of each frequency characteristic. In both (a) and (b) of the figure, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the gain, from DC (= frequency = 0) to Nyquist frequency (901) (= 1/2 of the sampling frequency). The gain of each filter is shown. Here, by making the frequency characteristic (902) of the filter A (101) in the same figure (a) and the frequency characteristic (904) of the filter B (102) in the same figure (b) substantially the same, The frequency characteristic resulting from the weighted addition of the output according to the value of the coefficient k is substantially the same as the frequency characteristics (902) and (904) regardless of the value of the coefficient k. That is, only the position (phase) of the output pixel can be changed by the value of the coefficient k while keeping the frequency characteristics substantially the same regardless of the position of the output pixel.

なお、偶数タップ対称フィルタ(フィルタB)では、ナイキスト周波数(901)では必ず利得=0となるが、奇数タップ対称フィルタ(フィルタA)では、ナイキスト周波数(901)でも必ずしも利得=0とならず、自由度を持って設計できる。このとき、ナイキスト周波数(901)におけるフィルタAの利得を0に近い値とすれば、フィルタBの特性と略同一になり、前述した特許文献1に示されているようなチェス盤歪みの発生を防ぐことができる。一方、ナイキスト周波数(901)におけるフィルタAの利得を1に近い値とすれば、高周波数成分まで通過させることが可能になるため、サンプリングレート変換後の出力を高精細な画像にすることが可能になる。従って、両者はトレードオフの関係になるため、フィルタAおよびフィルタBの周波数特性は、出力画像の画質を確認しながら最適になるように設計するのが好ましい。   In the even-tap symmetric filter (filter B), the gain is always 0 at the Nyquist frequency (901), but in the odd-tap symmetric filter (filter A), the gain is not necessarily 0 even at the Nyquist frequency (901). Design with flexibility. At this time, if the gain of the filter A at the Nyquist frequency (901) is set to a value close to 0, the characteristics of the filter B are substantially the same, and the occurrence of chessboard distortion as shown in Patent Document 1 described above is generated. Can be prevented. On the other hand, if the gain of the filter A at the Nyquist frequency (901) is a value close to 1, it is possible to pass even high-frequency components, so the output after sampling rate conversion can be a high-definition image become. Accordingly, since both are in a trade-off relationship, it is preferable to design the frequency characteristics of the filter A and the filter B so as to be optimal while confirming the image quality of the output image.

図10(a)(b)に、本発明のサンプリングレート変換を縮小処理に適用する場合、すなわち、U/D倍においてU<Dの際のフィルタA(101)およびフィルタB(102)の各周波数特性の一例を示す。同図(a)(b)ともに、横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示しており、直流(=周波数=0)からナイキスト周波数(1001)(=サンプリング周波数の1/2)までの各フィルタの利得を示している。ここで、同図(a)におけるフィルタA(101)の周波数特性(1002)と、同図(b)におけるフィルタB(102)の周波数特性(1004)を略同一にすることによって、各フィルタの出力を係数kの値によって加重加算した結果の周波数特性は、係数kの値によらず周波数特性(1002)および(1004)と略同一になる。すなわち、出力画素の位置によらずに周波数特性が略同一に保ったまま、係数kの値によって出力画素の位置(位相)のみを変化させることがでぎるようになる。縮小処理に用いる(a)フィルタAと(b)フィルタBが、上述の拡大処理の各フィルタと異なる点は、通過帯域の上限を示すカットオフ周波数(1003)(1005)をそれぞれナイキスト周波数のU/D倍の周波数の近傍に設定することである。   10 (a) and 10 (b), when the sampling rate conversion of the present invention is applied to the reduction process, that is, each of the filters A (101) and B (102) when U <D at U / D times. An example of a frequency characteristic is shown. In both figures (a) and (b), the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the gain, from DC (= frequency = 0) to Nyquist frequency (1001) (= 1/2 of the sampling frequency). The gain of each filter is shown. Here, by making the frequency characteristic (1002) of the filter A (101) in the same figure (a) and the frequency characteristic (1004) of the filter B (102) in the same figure (b) substantially the same, The frequency characteristic resulting from the weighted addition of the output by the value of the coefficient k is substantially the same as the frequency characteristics (1002) and (1004) regardless of the value of the coefficient k. That is, it is possible to change only the position (phase) of the output pixel by the value of the coefficient k while keeping the frequency characteristics substantially the same regardless of the position of the output pixel. The difference between (a) filter A and (b) filter B used in the reduction process is that the cutoff frequency (1003) (1005) indicating the upper limit of the passband is the Uy of Nyquist frequency. It is to set it near the frequency of / D times.

ここで、カットオフ周波数(1003)(1005)をナイキスト周波数のU/D倍の周波数よりも低く(=0に近いほうに)設定すると、高周波成分が減衰して、サンプリングレート変換後の出力がぼやけた画像になる。一方、カットオフ周波数(1003)(1005)をナイキスト周波数のU/D倍の周波数よりも高く(=ナイキスト周波数に近いほうに)設定すると、ナイキスト周波数のU/D倍の周波数を越えた成分が折返し歪みとなって、モアレなどの原因になる。従って、両者はトレードオフの関係になるため、フィルタAおよびフィルタBの周波数特性は、出力画像の画質を確認しながら最適になるように設計するのが好ましい。   Here, if the cutoff frequency (1003) (1005) is set lower (closer to 0) than the U / D times the Nyquist frequency, the high frequency component is attenuated and the output after sampling rate conversion is The image becomes blurred. On the other hand, if the cutoff frequency (1003) (1005) is set higher than the frequency that is U / D times the Nyquist frequency (= closer to the Nyquist frequency), components that exceed the U / D times the Nyquist frequency This causes aliasing and causes moiré. Accordingly, since both are in a trade-off relationship, it is preferable to design the frequency characteristics of the filter A and the filter B so as to be optimal while confirming the image quality of the output image.

図8に、一例として、サンプリングレートを8/3倍に拡大する場合、すなわちU=8、D=3の場合の出力画素番号、係数kの値、フィルタAとフィルタBの各タップ係数、および入力画素番号をまとめて示す。ここで、同図における出力画素番号は、図2における(d)出力画素(204-1)(204-2)(204-3)…の末尾の番号である。これらは、図8に示す整数nを0、1、2…とすることにより、U個(=8)の出力画素ごとに1周期が構成される。同図における係数kの値は、図6および図17に示した方法に基づいて、実画素と出力画素の位置関係から求めたものであり、図7に示した係数kの値を他の画素にまで拡張したものである。同図におけるフィルタAおよびフィルタBのタップ係数は、図9(a)(b)に示した周波数特性に近い特性を具体的に実現した一例である。同図における入力画素番号は、図2における(a)入力信号(201-1)(201-2)(201-3)…の末尾の番号である。これらは、図8に示す整数nを0、1、2…とすることにより、D個(=3)の実画素ごとに1周期が構成される。   In FIG. 8, as an example, when the sampling rate is expanded to 8/3, that is, when U = 8, D = 3, the output pixel number, the value of coefficient k, the tap coefficients of filter A and filter B, and Input pixel numbers are shown together. Here, the output pixel number in the figure is the last number of (d) output pixels (204-1), (204-2), (204-3)... In FIG. By setting the integer n shown in FIG. 8 to 0, 1, 2,..., One cycle is formed for each U (= 8) output pixels. The value of the coefficient k in the figure is obtained from the positional relationship between the actual pixel and the output pixel based on the method shown in FIGS. 6 and 17, and the value of the coefficient k shown in FIG. It has been extended to. The tap coefficients of the filter A and the filter B in the figure are an example in which a characteristic close to the frequency characteristic shown in FIGS. 9A and 9B is specifically realized. The input pixel number in the figure is the last number of (a) input signals (201-1), (201-2), (201-3)... In FIG. By setting the integer n shown in FIG. 8 to 0, 1, 2,..., One period is formed for every D (= 3) real pixels.

ここで、入力画素番号における「A」欄に示したカッコ{}内の5個の番号は、5タップからなるフィルタAの各タップ係数と畳み込み演算を行う画素の番号を示している。また、入力画素番号における「B」欄に示したカッコ{}内の4個の番号は、4タップからなるフィルタBの各タップ係数と畳み込み演算を行う画素の番号を示している。この入力画素番号は、サンプリングレートの拡大率(U/D)から定められる出力画素の位置に最も近い実画素の位置がフィルタAの対称の中心になり、かつ出力画素を挟むように位置する2つの実画素の中央がフィルタBの対称の中心になるようにして定めたものである。本発明は、同図に示したフィルタAおよびフィルタBのタップ数およびタップ係数に限定されるわけではない。例えばタップ数をさらに増やしてカットオフ特性を急峻にすれば、より高い周波数成分までフィルタを通過させることができ、高精細な出力画像が得られる。また、他の倍率、すなわち他のUおよびDの値の場合にも、上記と同様の方法で各値を定めればよい。   Here, the five numbers in parentheses {} shown in the “A” column in the input pixel number indicate the number of the pixel that performs the convolution operation with each tap coefficient of the filter A composed of five taps. Also, the four numbers in parentheses {} shown in the “B” column in the input pixel number indicate the number of the pixel that performs the convolution operation with each tap coefficient of the filter B composed of four taps. This input pixel number is located so that the position of the real pixel closest to the position of the output pixel determined from the magnification rate (U / D) of the sampling rate is the center of symmetry of the filter A and sandwiches the output pixel 2 The center of one real pixel is determined to be the center of symmetry of the filter B. The present invention is not limited to the number of taps and tap coefficients of filter A and filter B shown in FIG. For example, if the number of taps is further increased to make the cut-off characteristic steep, the filter can pass up to a higher frequency component, and a high-definition output image can be obtained. Also, in the case of other magnifications, that is, other U and D values, each value may be determined by the same method as described above.

図14および図20を用いて、図1に示したサンプリングレート変換装置と等価な処理を、ソフトウェアと協働する制御部により実現する画像信号処理方法について説明する。   An image signal processing method for realizing a process equivalent to the sampling rate conversion apparatus shown in FIG. 1 by a control unit cooperating with software will be described with reference to FIGS.

まず、図14を用いて、本実施例に係る画像信号処理方法を実現するためのサンプリングレート変換装置について説明する。図14に示すサンプリングレート変換装置は、例えばテレビジョン放送信号などの画像信号が入力される入力部(1)と、入力部(1)から入力された信号を処理するためのソフトウェアを記憶する記憶部(11)と、記憶部(11)に記憶されるソフトウェアとが協働して入力部(1)から入力された信号について画像信号処理を行う制御部(10)と、入力部(1)から入力されるデータを一時的に格納するためのバッファ#1(21)と、制御部(10)が当該サンプリングレート変換処理においてデータを一時的に格納するためのバッファ#2(22)、バッファ#3(23)と、制御部(10)から出力部(3)に出力されるサンプリングレート変換処理後の信号を一時的に格納するためのバッファ#4(24)とを備える。   First, a sampling rate conversion apparatus for realizing the image signal processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The sampling rate conversion apparatus shown in FIG. 14 stores, for example, an input unit (1) to which an image signal such as a television broadcast signal is input, and software for processing a signal input from the input unit (1). A control unit (10) that performs image signal processing on a signal input from the input unit (1) in cooperation with the unit (11) and software stored in the storage unit (11), and an input unit (1) Buffer # 1 (21) for temporarily storing data inputted from the buffer, buffer # 2 (22) for temporarily storing data in the sampling rate conversion processing by the control unit (10), buffer # 3 (23) and a buffer # 4 (24) for temporarily storing the signal after the sampling rate conversion processing output from the control unit (10) to the output unit (3).

ここで、データを一時的に格納するバッファ#1(21)、バッファ#2(22)、バッファ#3(23)、バッファ#4(24)およびソフトウェアを記憶する記憶部(11)は、それぞれが個別のメモリチップを用いて構成してもよいし、1個若しくは複数個のメモリチップを用い、各データアドレスを分割して使用する構成にしてもよい。   Here, buffer # 1 (21), buffer # 2 (22), buffer # 3 (23), buffer # 4 (24) for temporarily storing data, and storage unit (11) for storing software are respectively However, each memory address may be divided and used by using one or a plurality of memory chips.

また、同図において、入力部(1)から入力される画像信号について、制御部(10)が記憶部(11)に記憶されるソフトウェアと協働してサンプリングレート変換処理を行い、表示部(3)に出力する。当該サンプリングレート変換処理の詳細は図20を用いて説明する。   In addition, in the figure, for the image signal input from the input unit (1), the control unit (10) performs a sampling rate conversion process in cooperation with software stored in the storage unit (11), and the display unit ( Output to 3). Details of the sampling rate conversion processing will be described with reference to FIG.

図20に、本実施例に係るサンプリングレート変換方法のフローチャートの一例を示す。図20のフローチャートは、ステップ(2001)から開始し、ステップ(2002)にて入力信号(画素)をバッファ#1(21)に書き込む。このとき、入力画像を構成するフレームごとに、入力信号(画素)をバッファに書き込んでもよく、入力画像を小領域に分割したブロックごとに入力信号(画素)をバッファに書き込んでもよい。続いて、ステップ(2003)にて、バッファ#1(21)の信号にフィルタA(101)を作用させ、その出力をバッファ#2(22)に書き込む。一方、ステップ(2004)にて、バッファ#1(21)の信号にフィルタB(102)を作用させ、その出力をバッファ#3(23)に書き込む。ここで、フィルタA(101)およびフィルタB(102)の特性は、図5、図8、図9、図10を用いて説明した各特性をそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。   FIG. 20 shows an example of a flowchart of the sampling rate conversion method according to the present embodiment. The flowchart of FIG. 20 starts from step (2001), and the input signal (pixel) is written to buffer # 1 (21) in step (2002). At this time, the input signal (pixel) may be written to the buffer for each frame constituting the input image, or the input signal (pixel) may be written to the buffer for each block obtained by dividing the input image into small regions. Subsequently, in step (2003), filter A (101) is applied to the signal in buffer # 1 (21), and the output is written in buffer # 2 (22). On the other hand, in step (2004), filter B (102) is applied to the signal in buffer # 1 (21), and the output is written in buffer # 3 (23). Here, as the characteristics of the filter A (101) and the filter B (102), the characteristics described with reference to FIG. 5, FIG. 8, FIG. 9, and FIG. .

また、ステップ(2005)にて、出力信号(画素)と入力信号(画素)の位置関係をもとに、出力信号(画素)ごとに係数kを生成する。このときの係数生成方法は、図6、図17、図7に示した方法をそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。続くステップ(2006)では、上記のようにして求めた係数kの値に応じて、バッファ#2(22)とバッファ#3(23)の各信号を加重加算してバッファ#4(24)に出力し、ステップ(2007)にて終了する。このときの加重加算の方法は、図1に示したように、フィルタA(101)の出力(=バッファ#2(22))に係数(1-k)を乗算し、フィルタB(102)の出力(=バッファ#3(23))に係数kを乗算し、両者を加算して出力信号を生成する。   In step (2005), a coefficient k is generated for each output signal (pixel) based on the positional relationship between the output signal (pixel) and the input signal (pixel). As the coefficient generation method at this time, since the methods shown in FIGS. 6, 17, and 7 can be used as they are, illustration and description thereof are omitted. In the following step (2006), the signals of buffer # 2 (22) and buffer # 3 (23) are weighted and added to buffer # 4 (24) according to the value of coefficient k obtained as described above. Output and end in step (2007). As shown in FIG. 1, the weighted addition method at this time is obtained by multiplying the output of the filter A (101) (= buffer # 2 (22)) by the coefficient (1-k) and the filter B (102). The output (= buffer # 3 (23)) is multiplied by a coefficient k, and both are added to generate an output signal.

なお、ステップ(2003)(2004)(2005)は互いに独立した処理のため、各ステップを順番に処理してもよいし、各ステップを同時に並行して処理してもよい。以上述べた処理ステップにより、本実施例に係るサンプリングレート変換方法を実施できる。   Since steps (2003), (2004), and (2005) are independent from each other, the steps may be processed in order, or the steps may be processed simultaneously in parallel. With the processing steps described above, the sampling rate conversion method according to this embodiment can be implemented.

図15に、本実施例に係るサンプリングレート変換装置若しくはサンプリングレート変換方法を用いて、倍率(U/D)を連続的に変化させながら、画像を水平方向に拡大する応用例を示す。同図は、アスペクト比16:9の画像を(a)入力画像とし、その中央の12:9(=4:3)の部分だけを抜き出して水平方向に拡大し、16:9の(b)出力画像として表示する動作を示している。同図は、特に、画面の中央部はあまり拡大せず、画面の端に近づくにつれて大きく拡大する動作を示している。このとき、出力画素の水平位置に応じて、拡大率(U/D)が連続的に変化することになる。   FIG. 15 shows an application example in which an image is enlarged in the horizontal direction while continuously changing the magnification (U / D) using the sampling rate conversion apparatus or the sampling rate conversion method according to the present embodiment. In this figure, an image with an aspect ratio of 16: 9 is used as the input image (a), and only the center 12: 9 (= 4: 3) is extracted and enlarged in the horizontal direction. The operation of displaying as an output image is shown. In particular, the figure shows an operation in which the central portion of the screen does not expand so much and greatly expands as it approaches the edge of the screen. At this time, the enlargement ratio (U / D) continuously changes in accordance with the horizontal position of the output pixel.

ここで、入力画像と出力画像の画素位置の関係は、例えば同図(c)に示すような関係にあるとする。すなわち、一例として、拡大率を、画面の左端では1.7倍(U=17、D=10)、画面の中央では1.0倍(U=1、D=1)、画面の右端では1.7倍(U=17、D=10)になるように設定したとする。また、(b)出力画像の水平方向の画素数を例えば1920画素とすると、(b)出力画像のフレーム上の画素位置(画素番号)は、左端が1、中央が960、右端が1920となる。入力画像のもともとの水平方向の画素数も同様に1920画素とすると、画面中央の12:9(=4:3)の部分だけを抜き出すため、(b)出力画像の左端に対応する(a)入力画像の画素位置は241、(b)出力画像の中央に対応する(a)入力画像の画素位置は960、(b)出力画像の右端に対応する(a)入力画像の画素位置は1680となる。このとき、画面の左端では拡大率が1.7であるため、(b)出力画像のフレーム上の1画素の間隔は、(a)入力画像のフレーム上の1.7画素に対応する。従って、(b)出力画像の画素位置=2に対応する(a)入力画像の画素位置は242.7になる。同様に、(b)出力画像の画素位置に対応する(a)入力画像の画素位置をすべて求め、その結果をテーブルに予め格納しておく。   Here, it is assumed that the relationship between the pixel positions of the input image and the output image is as shown in FIG. That is, as an example, the enlargement ratio is 1.7 times (U = 17, D = 10) at the left edge of the screen, 1.0 times (U = 1, D = 1) at the center of the screen, and 1.7 times (U = 17 and D = 10). Also, if (b) the number of pixels in the horizontal direction of the output image is, for example, 1920 pixels, (b) the pixel position (pixel number) on the frame of the output image is 1 at the left end, 960 at the center, and 1920 at the right end . Similarly, if the original horizontal pixel count of the input image is also 1920 pixels, only the 12: 9 (= 4: 3) portion in the center of the screen is extracted, so (b) corresponds to the left edge of the output image (a) The pixel position of the input image is 241, (b) corresponding to the center of the output image (a) the pixel position of the input image is 960, (b) the pixel position of the input image corresponding to the right end of the output image is 1680 Become. At this time, since the enlargement ratio is 1.7 at the left end of the screen, (b) the interval of one pixel on the frame of the output image corresponds to (a) 1.7 pixels on the frame of the input image. Accordingly, (b) the pixel position of the input image corresponding to (b) the pixel position of the output image = 2 is 242.7. Similarly, (b) all the pixel positions of the input image corresponding to the pixel positions of the output image are obtained, and the results are stored in a table in advance.

図1に示すサンプリングレート変換装置(2)では、制御部(103)にて上記テーブルの内容に従って補間位置情報(108)を生成し、係数生成部(104)にて図17に示すフローチャートに基づいて係数kを生成し、乗算器(105)(106)および加算器(107)を用いてフィルタA(101)およびフィルタB(102)の出力を加重加算すれば、図15に示すような(a)入力画像から(b)出力画像を容易に得ることができる。   In the sampling rate converter (2) shown in FIG. 1, the control unit (103) generates the interpolation position information (108) according to the contents of the table, and the coefficient generation unit (104) is based on the flowchart shown in FIG. When the coefficient k is generated and the outputs of the filters A (101) and B (102) are weighted and added using the multipliers (105) and (106) and the adder (107), as shown in FIG. (b) An output image can be easily obtained from an input image.

以上述べたように、実施例1に係るサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法は、固定の特性を持つ2つのフィルタの出力を加重加算するだけで任意のサンプリングレート変換を実現できるため、従来技術よりもハードウェア規模およびソフトウェア処理量が小さくなる効果がある。   As described above, the sampling rate conversion apparatus and the sampling rate conversion method according to the first embodiment can realize arbitrary sampling rate conversion only by weighted addition of outputs of two filters having fixed characteristics. This has the effect of reducing the hardware scale and the amount of software processing.

また、サンプリングレートの倍率(U/D)が変化しても、拡大の場合、すなわちU/D倍においてU>Dの場合には、フィルタA(101)とフィルタB(102)の各得性を固定したまま、制御部(103)と係数生成部(104)の動作を補間位置情報(108)に応じて変更するだけでサンプリングレート変換処理を実現することが可能になるため、従来技術よりも倍率(U/D)を連続的に変化させることが容易になる効果がある。   In addition, even when the sampling rate magnification (U / D) changes, if the magnification is U, ie, U> D at U / D times, each advantage of filter A (101) and filter B (102) Since the sampling rate conversion process can be realized simply by changing the operation of the control unit (103) and the coefficient generation unit (104) according to the interpolation position information (108) while Also, there is an effect that it becomes easy to continuously change the magnification (U / D).

また、出力画素ごとにフィルタA(101)とフィルタB(102)の各特性を変更する必要がないため、従来技術よりも制御部(103)(10)の動作を単純にできる効果がある。   Further, since it is not necessary to change the characteristics of the filter A (101) and the filter B (102) for each output pixel, there is an effect that the operations of the control units (103) and (10) can be simplified as compared with the prior art.

次に、図12及び図11を用いて、本発明のサンプリングレート変換装置に係る実施例2の構成および動作について説明する。本実施例は、前述した1次元方向のサンプリングレート変換を、水平方向および垂直方向からなる2次元に拡張したサンプリングレート変換装置の構成例である。   Next, the configuration and operation of the second embodiment according to the sampling rate conversion apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is a configuration example of a sampling rate conversion apparatus in which the above-described sampling rate conversion in the one-dimensional direction is expanded to two dimensions in the horizontal direction and the vertical direction.

図12において、本実施例に係るサンプリングレート変換装置は、例えばテレビジョン放送信号などの動画像のフレーム列が入力される入力部(1)と、この入力部(1)から入力されたフレームの画素数を2次元方向に変換するためのサンプリングレート変換部(4)と、更にこのサンプリングレート変換部(4)によって画素数が変換されたフレームに基づき画像を表示する表示部(3)とを備えている。この表示部(3)として、例えばプラズマディスプレイパネル、液晶表示パネル、もしくは電子/電界放出型ディスプレイパネルが用いられる。以下、サンプリングレート変換部(4)の詳細について説明する。   In FIG. 12, the sampling rate conversion apparatus according to the present embodiment includes an input unit (1) to which a frame sequence of a moving image such as a television broadcast signal is input, and a frame input from the input unit (1). A sampling rate converter (4) for converting the number of pixels in a two-dimensional direction, and a display unit (3) for displaying an image based on the frame in which the number of pixels is converted by the sampling rate converter (4). I have. As the display unit (3), for example, a plasma display panel, a liquid crystal display panel, or an electron / field emission display panel is used. Details of the sampling rate conversion unit (4) will be described below.

図12において、入力部(1)から入力された信号は、垂直処理部(1216)と水平処理部(1217)によって、2次元のサンプリングレート変換が行われる。   In FIG. 12, the signal input from the input unit (1) is subjected to two-dimensional sampling rate conversion by the vertical processing unit (1216) and the horizontal processing unit (1217).

まず垂直処理部(1216)にて、信号を垂直フィルタV-A(1201)と垂直フィルタV-B(1202)に入力する。ここで、垂直フィルタV-A(1201)は、タップ数が奇数であり、なおかつタップ係数が上下対称の1次元フィルタである。また、垂直フィルタV-B(1202)は、タップ数が偶数であり、なおかつタップ係数が上下対称の1次元フィルタである。ここで、垂直フィルタV-A(1201)、垂直フィルタV-B(1202)の出力は、それぞれ、乗算器(1205)(1206)に入力される。   First, in the vertical processing unit (1216), signals are input to the vertical filter V-A (1201) and the vertical filter V-B (1202). Here, the vertical filter V-A (1201) is a one-dimensional filter having an odd number of taps and symmetrical tap coefficients. The vertical filter V-B (1202) is a one-dimensional filter having an even number of taps and symmetrical tap coefficients. Here, the outputs of the vertical filter V-A (1201) and the vertical filter V-B (1202) are input to the multipliers (1205) (1206), respectively.

一方、制御部(1203)にて生成した補間すべき画素の垂直位置を表す情報(垂直補間位置情報(1208))に基づいて、係数生成部(1204)は、係数(1-kV)および係数kVを生成する。乗算器(1205)(1206)は、係数(1-kV)および係数kVのそれぞれを垂直フィルタV-A(1201)および垂直フィルタV-B(1206)の出力と乗算する。次に、加算器(1207)は、乗算器(1205)及び乗算器(1206)の出力を加算して、垂直処理部(1216)の出力信号とする。   On the other hand, based on the information indicating the vertical position of the pixel to be interpolated generated by the control unit (1203) (vertical interpolation position information (1208)), the coefficient generation unit (1204) includes the coefficient (1-kV) and the coefficient Generate kV. Multipliers (1205) and (1206) multiply the coefficients (1-kV) and the coefficients kV, respectively, by the outputs of the vertical filter V-A (1201) and the vertical filter V-B (1206). Next, the adder (1207) adds the outputs of the multiplier (1205) and the multiplier (1206) to obtain an output signal of the vertical processing unit (1216).

続いて、水平処理部(1217)にて、信号を水平フィルタH-A(1209)と水平フィルタH-B(1210)に入力する。ここで、水平フィルタH-A(1209)は、タップ数が奇数であり、なおかつタップ係数が左右対称の1次元フィルタである。また、水平フィルタH-B(1210)は、タップ数が偶数であり、なおかつタップ係数が左右対称の1次元フィルタである。ここで、水平フィルタH-A(1209)、水平フィルタH-B(1210)の出力は、それぞれ、乗算器(1212)(1213)に入力される。   Subsequently, the horizontal processing unit (1217) inputs a signal to the horizontal filter H-A (1209) and the horizontal filter H-B (1210). Here, the horizontal filter HA (1209) is a one-dimensional filter having an odd number of taps and symmetrical tap coefficients. Further, the horizontal filter H-B (1210) is a one-dimensional filter having an even number of taps and symmetrical tap coefficients. Here, the outputs of the horizontal filter H-A (1209) and the horizontal filter H-B (1210) are input to multipliers (1212) and (1213), respectively.

一方、制御部(1203)にて生成した補間すべき画素の水平位置を表す情報(水平補間位置情報(1215))に基づいて、係数生成部(1211)は、係数(1-kH)および係数kHを生成する。乗算器(1212)(1213)は、係数(1-kH)および係数kHのそれぞれを水平フィルタH-A(1209)および水平フィルタH-B(1210)の出力と乗算する。次に、加算器(1214)は、乗算器(1212)及び(1213)の出力を加算して水平処理部(1216)の出力信号とする。当該出力信号が、サンプリングレート変換部(4)の出力となる。   On the other hand, based on the information indicating the horizontal position of the pixel to be interpolated generated by the control unit (1203) (horizontal interpolation position information (1215)), the coefficient generation unit (1211) includes the coefficient (1-kH) and the coefficient Generate kH. Multipliers (1212) and (1213) multiply the coefficients (1-kH) and the coefficients kH, respectively, by the outputs of the horizontal filter H-A (1209) and the horizontal filter H-B (1210). Next, the adder (1214) adds the outputs of the multipliers (1212) and (1213) to obtain the output signal of the horizontal processing unit (1216). The output signal becomes the output of the sampling rate converter (4).

すなわち、垂直フィルタV-A(1201)、垂直フィルタVB(1202)、水平フィルタH-A(1209)、及び水平フィルタH-B(1210)のタップ係数はそれぞれ固定とし、補間すべき画素の位置に応じて各フィルタの出力を加重加算する構成により、任意の2次元サンプリングレート変換を実現するものである。なお、垂直処理部(1216)と水平処理部(1217)の処理順序を逆にしても同様の結果を得ることができる。   That is, the tap coefficients of the vertical filter VA (1201), the vertical filter VB (1202), the horizontal filter HA (1209), and the horizontal filter HB (1210) are fixed, and each filter has a fixed coefficient depending on the position of the pixel to be interpolated. Arbitrary two-dimensional sampling rate conversion is realized by weighted addition of outputs. Similar results can be obtained even if the processing order of the vertical processing unit (1216) and the horizontal processing unit (1217) is reversed.

図11を用いて、実画素(1101-1)(1101-2)(1101-3)(1101-4)、出力画素(1102)、各フィルタの対称の中心の各位置、および前記加重加算の際の係数kH(1105)、係数kV(1106)の関係について説明する。まず、実画素(1101-1)の位置(x1,y1)を基準とし、その右に隣接する実画素(1101-2)の位置を(x1+1,y1)、実画素(1101-1)の下に隣接する実画素(1101-3)の位置を(x1,y1+1)、実画素(1101-1)の右下に隣接する実画素(1101-4)の位置を(x1+1,y1+1)とし、出力画素(1102)の位置を(x2,y2)とする。このとき、x1≦x2<(x1+1)、かつy1≦y2<(y1+1)の関係を満たすものとする。   Referring to FIG. 11, real pixels (1101-1) (1101-2) (1101-3) (1101-4), output pixels (1102), positions of symmetrical centers of the filters, and the weighted addition The relationship between the coefficient kH (1105) and the coefficient kV (1106) will be described. First, based on the position (x1, y1) of the real pixel (1101-1), the position of the real pixel (1101-2) adjacent to the right is (x1 + 1, y1), the real pixel (1101-1) The position of the real pixel (1101-3) adjacent to the bottom of (x1, y1 + 1) and the position of the real pixel (1101-4) adjacent to the bottom right of the real pixel (1101-1) (x1 + 1) , y1 + 1), and the position of the output pixel (1102) is (x2, y2). At this time, it is assumed that the relationship of x1 ≦ x2 <(x1 + 1) and y1 ≦ y2 <(y1 + 1) is satisfied.

ここで、4個の1次元フィルタ、すなわち、水平方向の奇数タップ対称フィルタH-A、水平方向の偶数タップ対称フィルタH-B、垂直方向の奇数タップ対称フィルタV-A、垂直方向の偶数タップ対称フィルタV-Bを用意する。水平方向の奇数タップ対称フィルタH-Aの対称の中心は(1103-a)若しくは(1107)に位置し、実画素(1101-1)(1101-3)若しくは実画素(1101-2)(1101-4)の水平位置と一致する。また、水平方向の偶数タップ対称フィルタH-Bの対称の中心は(1103-b)に位置し、実画素(1101-1)と実画素(1101-2)、若しくは実画素(1101-3)と実画素(1101-4)のちょうど中央の水平位置になる。また、垂直方向の奇数タップ対称フィルタV-Aの対称の中心は(1104-a)若しくは(1108)に位置し、実画素(1101-1)(1101-2)若しくは実画素(1101-3)(1101-4)の水平位置と一致する。また、垂直方向の偶数タップ対称フィルタV-Bの対称の中心は(1104-b)に位置し、実画素(1101-1)と実画素(1101-3)、若しくは実画素(1101-2)と実画素(1101-4)のちょうど中央の垂直位置になる。   Here, four one-dimensional filters, that is, an odd-numbered tap symmetric filter HA in the horizontal direction, an even-numbered tap symmetric filter HB in the horizontal direction, an odd-numbered tap symmetric filter VA in the vertical direction, and an even-numbered tap symmetric filter VB in the vertical direction are prepared. . The center of symmetry of the odd-numbered tap symmetrical filter HA in the horizontal direction is located at (1103-a) or (1107), and the real pixel (1101-1) (1101-3) or real pixel (1101-2) (1101-4 ) Matches the horizontal position. Further, the center of symmetry of the even-tap symmetric filter HB in the horizontal direction is located at (1103-b), and the real pixel (1101-1) and real pixel (1101-2), or real pixel (1101-3) and real The horizontal position is just in the center of the pixel (1101-4). The center of symmetry of the odd-numbered tap symmetric filter VA in the vertical direction is located at (1104-a) or (1108), and the real pixels (1101-1) (1101-2) or real pixels (1101-3) (1101 It matches the horizontal position of -4). The center of symmetry of the even-tap symmetric filter VB in the vertical direction is located at (1104-b), and the real pixel (1101-1) and real pixel (1101-3), or the real pixel (1101-2) and real The vertical position is just in the center of the pixel (1101-4).

ここで、係数生成部(1204)では、垂直フィルタV-A(1104-a)の対称の中心位置と垂直フィルタV-B(1104-b)の対称の中心位置の垂直間隔を1.0(基準)とした場合の、出力画素(1102)と垂直フィルタV-Aの対称の中心(1104-a)の間隔を係数kV(1106)として出力する。このとき、y2-y1:(y1+1-y1)/2=kV:1.0の関係より、kV=2.0*(y2-y1)とすればよい。出力画素(1102)の垂直位置が、実画素(1101-1)よりも実画素(1101-3)に近い場合も同様に、出力画素(1102)と近いほうの垂直フィルタV-Aの対称の中心(1101-3)の間隔を係数kVとして出力する。また、出力画素(1102)と垂直フィルタV-Bの対称の中心(502-b)の垂直間隔を係数(1-kV)として出力する。このようにして生成した係数kVおよび(1-kV)を用いて、図12に示した乗算器(1205)(1206)の演算を行う。   Here, in the coefficient generation unit (1204), the vertical interval between the symmetric center position of the vertical filter VA (1104-a) and the symmetric center position of the vertical filter VB (1104-b) is 1.0 (reference). The interval between the output pixel (1102) and the symmetric center (1104-a) of the vertical filter VA is output as a coefficient kV (1106). At this time, kV = 2.0 * (y2-y1) may be set based on the relationship y2-y1: (y1 + 1-y1) /2=kV:1.0. Similarly, when the vertical position of the output pixel (1102) is closer to the real pixel (1101-3) than the real pixel (1101-1), the center of symmetry of the vertical filter VA closer to the output pixel (1102) ( The interval of 1101-3) is output as a coefficient kV. Further, the vertical interval between the output pixel (1102) and the symmetrical center (502-b) of the vertical filter V-B is output as a coefficient (1-kV). Using the coefficients kV and (1-kV) generated in this way, the multipliers (1205) and (1206) shown in FIG. 12 are operated.

同様に、係数生成部(1211)では、水平フィルタH-A(1103-a)の対称の中心位置と水平フィルタH-B(1103-b)の対称の中心位置の水平間隔を1.0(基準)とした場合の、出力画素(1102)と水平フィルタH-Aの対称の中心(1103-a)の間隔を係数kH(1105)として出力する。このとき、x2-x1:(x1+1-x1)/2=kH:1.0の関係より、kH=2.0*(x2-x1)とすればよい。出力画素(1102)の水平位置が、実画素(1101-1)よりも実画素(1101-2)に近い場合も同様に、出力画素(1102)と近いほうの水平フィルタH-Aの対称の中心(1101-2)の間隔を係数kHとして出力する。また、出力画素(1102)と水平フィルタH-Bの対称の中心(1103-b)の水平間隔を係数(1-kH)として出力する。このようにして生成した係数kHおよび(1-kH)を用いて、図12に示した乗算器(1212)(1213)の演算を行う。   Similarly, in the coefficient generator (1211), the horizontal interval between the symmetrical center position of the horizontal filter HA (1103-a) and the symmetrical center position of the horizontal filter HB (1103-b) is 1.0 (reference). The interval between the output pixel (1102) and the symmetrical center (1103-a) of the horizontal filter HA is output as a coefficient kH (1105). At this time, kH = 2.0 * (x2-x1) may be set according to the relationship of x2-x1: (x1 + 1-x1) /2=kH:1.0. Similarly, when the horizontal position of the output pixel (1102) is closer to the actual pixel (1101-2) than to the actual pixel (1101-1), the center of symmetry of the horizontal filter HA closer to the output pixel (1102) ( 1101-2) is output as a coefficient kH. Further, the horizontal interval between the symmetrical center (1103-b) of the output pixel (1102) and the horizontal filter H-B is output as a coefficient (1-kH). Using the coefficients kH and (1-kH) generated in this way, the multipliers (1212) and (1213) shown in FIG. 12 are operated.

図18に、この係数生成方法のフローチャートの一例を示す。図18のフローチャートは、ステップ(1801)から開始し、ステップ(1802)にて出力画素(1102)の垂直位置y2と、実画素(1101-1)と実画素(1101-3)の中央の垂直位置(y1+0.5)を比較する。ここで、(y2≦y1+0.5)の場合、すなわち出力画素(1102)の垂直位置y2が実画素(1101-1)と実画素(1101-3)の中央の垂直位置(y1+0.5)よりも上側の場合は、ステップ(1803)に進んでkV=2.0*(y2-y1)を出力し、ステップ(1805)に進む。一方、(y2>y1+0.5)の場合、すなわち出力画素(1102)の垂直位置y2が実画素(1101-1)と実画素(1101-3)の中央の位置(y1+0.5)よりも下側の場合は、ステップ(1804)に進んでkV=2.0*(y1+1-y2)を出力し、ステップ(1805)に進む。   FIG. 18 shows an example of a flowchart of this coefficient generation method. The flowchart of FIG. 18 starts from step (1801), and in step (1802), the vertical position y2 of the output pixel (1102) and the vertical center of the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-3). Compare position (y1 + 0.5). Here, in the case of (y2 ≦ y1 + 0.5), that is, the vertical position y2 of the output pixel (1102) is greater than the vertical position (y1 + 0.5) at the center of the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-3) If it is on the upper side, the process proceeds to step (1803), outputs kV = 2.0 * (y2-y1), and proceeds to step (1805). On the other hand, when (y2> y1 + 0.5), that is, the vertical position y2 of the output pixel (1102) is lower than the center position (y1 + 0.5) of the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-3). In the case of the side, the process proceeds to Step (1804), outputs kV = 2.0 * (y1 + 1-y2), and proceeds to Step (1805).

続いて、ステップ(1805)にて出力画素(1102)の水平位置x2と、実画素(1101-1)と実画素(1101-2)の中央の水平位置(x1+0.5)を比較しする。ここで、(x2≦x1+0.5)の場合、すなわち出力画素(1102)の水平位置x2が実画素(1101-1)と実画素(1101-2)の中央の水平位置(x1+0.5)よりも左側の場合は、ステップ(1806)に進んでkH=2.0*(x2-x1)を出力し、ステップ(1808)にて終了する。一方、(x2>x1+0.5)の場合、すなわち出力画素(1102)の水平位置x2が実画素(1101-1)と実画素(1101-2)の中央の位置(x1+0.5)よりも右側の場合は、ステップ(1807)に進んでkH=2.0*(x1+1-x2)を出力し、ステップ(1808)にて終了する。   Subsequently, in step (1805), the horizontal position x2 of the output pixel (1102) is compared with the horizontal position (x1 + 0.5) of the center between the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-2). Here, in the case of (x2 ≦ x1 + 0.5), that is, the horizontal position x2 of the output pixel (1102) is greater than the horizontal position (x1 + 0.5) at the center between the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-2). In the case of the left side, the process proceeds to step (1806), outputs kH = 2.0 * (x2-x1), and ends in step (1808). On the other hand, when (x2> x1 + 0.5), that is, the horizontal position x2 of the output pixel (1102) is on the right side of the center position (x1 + 0.5) of the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-2) In this case, the process proceeds to step (1807), kH = 2.0 * (x1 + 1−x2) is output, and the process ends at step (1808).

なお、係数(1-kV)若しくは係数(1-kH)は、前述の係数kV、若しくは係数kHの値をそれぞれ1から減じることによって求めればよい。   The coefficient (1-kV) or coefficient (1-kH) may be obtained by subtracting the value of the coefficient kV or coefficient kH from 1 respectively.

また、出力画素(1102)の垂直位置y2が実画素(1101-1)と実画素(1101-3)のちょうど中央の垂直位置の場合(すなわち、y2=y1+0.5の場合)は、ステップ(1803)(1804)のどちらに進んでも、kVは同一の値(1.0)になる。   Also, if the vertical position y2 of the output pixel (1102) is the vertical position just in the middle between the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-3) (that is, if y2 = y1 + 0.5), the step ( Regardless of which of (1803) and (1804), kV becomes the same value (1.0).

また、出力画素(1102)の水平位置x2が実画素(1101-1)と実画素(1101-2)のちょうど中央の水平位置の場合(すなわち、x2=x1+0.5の場合)は、ステップ(1806)(1807)のどちらに進んでも、kHは同一の値(1.0)になる。   Also, if the horizontal position x2 of the output pixel (1102) is the horizontal position just in the middle between the real pixel (1101-1) and the real pixel (1101-2) (i.e., x2 = x1 + 0.5), the step ( Regardless of which of (1806) and (1807), kH becomes the same value (1.0).

図12に示した垂直フィルタV-A(1201)および垂直フィルタV-B(1202)の周波数特性は、図9および図10を用いて説明したフィルタAおよびフィルタBの周波数特性を垂直周波数特性に読み替えるだけであるため、図示および説明は省略する。同様に、図12に示した水平フィルタH-A(1209)および水平フィルタH-B(1210)の周波数特性は、図9および図10を用いて説明したフィルタAおよびフィルタBの周波数特性を水平周波数特性に読み替えるだけであるため、図示および説明は省略する。   The frequency characteristics of the vertical filter VA (1201) and the vertical filter VB (1202) shown in FIG. 12 are simply replaced with the vertical frequency characteristics of the frequency characteristics of the filters A and B described with reference to FIGS. Therefore, illustration and description are omitted. Similarly, the frequency characteristics of the horizontal filter HA (1209) and the horizontal filter HB (1210) shown in FIG. 12 replace the frequency characteristics of the filters A and B described with reference to FIGS. 9 and 10 with horizontal frequency characteristics. Therefore, illustration and description are omitted.

また、2次元サンプリングレート変換における出力画素番号、係数kVおよび係数kH、各フィルタのタップ係数、入力画素番号の具体例については、図8を用いて説明した1次元サンプリングレート変換における各値の求め方を、水平方向および垂直方向のそれぞれに適用すればよいため、図示および説明は省略する。   For specific examples of the output pixel number, coefficient kV and coefficient kH, the tap coefficient of each filter, and the input pixel number in the two-dimensional sampling rate conversion, obtain each value in the one-dimensional sampling rate conversion described with reference to FIG. Since this method only needs to be applied to the horizontal direction and the vertical direction, illustration and description are omitted.

また、水平方向の倍率と垂直方向の倍率(すなわち、各方向のUとDの値)を独立して設定可能であることは明らかであり、図9および図10を用いて説明したように、各方向の倍率に応じて、それぞれ適したフィルタの周波数特性とすればよい。   Further, it is clear that the horizontal magnification and the vertical magnification (that is, the values of U and D in each direction) can be set independently, and as described with reference to FIGS. 9 and 10, A suitable filter frequency characteristic may be used according to the magnification in each direction.

図19および図21を用いて、図12に示したサンプリングレート変換装置と等価な処理を、ソフトウェアと協働する制御部により実現する画像信号処理方法について説明する。   An image signal processing method for realizing processing equivalent to the sampling rate conversion apparatus shown in FIG. 12 by a control unit cooperating with software will be described with reference to FIGS.

まず、図19を用いて、本実施例に係る画像信号処理方法を実現するためのサンプリングレート変換装置について説明する。図19に示すサンプリングレート変換装置は、例えばテレビジョン放送信号などの画像信号が入力される入力部(1)と、入力部(1)から入力された信号を処理するためのソフトウェアを記憶する記憶部(11)と、記憶部(11)に記憶されるソフトウェアと協働して入力部(1)から入力された信号について画像信号処理を行う制御部(10)と、入力部(1)から入力されるデータを一時的に格納するためのバッファ#1(31)と、制御部(10)が当該サンプリングレート変換処理においてデータを一時的に格納するためのバッファ#2(32)、バッファ#3(33)、バッファ#4(34)、バッファ#5(35)、バッファ#6(36)と、制御部(10)から出力部(3)に出力されるサンプリングレート変換処理後の信号を一時的に格納するためのバッファ#7(37)とを備える。   First, a sampling rate conversion apparatus for realizing the image signal processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The sampling rate converter shown in FIG. 19 stores, for example, an input unit (1) to which an image signal such as a television broadcast signal is input, and software for processing a signal input from the input unit (1). A control unit (10) that performs image signal processing on a signal input from the input unit (1) in cooperation with the software stored in the storage unit (11), and the input unit (1) Buffer # 1 (31) for temporarily storing input data, buffer # 2 (32) for temporarily storing data in the sampling rate conversion process by the control unit (10), buffer # 3 (33), buffer # 4 (34), buffer # 5 (35), buffer # 6 (36), and the signal after sampling rate conversion processing output from the control unit (10) to the output unit (3) Buffer # 7 (37) for temporary storage.

ここで、データを一時的に格納するバッファ#1(31)、バッファ#2(32)、バッファ#3(33)、バッファ#4(34) 、バッファ#5(35)、バッファ#6(36)、バッファ#7(37)およびソフトウェアを記憶する記憶部(11)は、それぞれが個別のメモリチップを用いて構成してもよいし、1個若しくは複数個のメモリチップを用い、各データアドレスを分割して使用する構成にしてもよい。   Here, buffer # 1 (31), buffer # 2 (32), buffer # 3 (33), buffer # 4 (34), buffer # 5 (35), buffer # 6 (36 ), The buffer # 7 (37) and the storage unit (11) for storing software may be configured using individual memory chips, or each data address using one or a plurality of memory chips. May be configured to be used in a divided manner.

同図において、入力部(1)から入力される画像信号について、制御部(10)が記憶部(11)に記憶されるソフトウェアと協働してサンプリングレート変換処理を行い、表示部(3)に出力する。当該サンプリングレート変換処理の詳細は図21を用いて説明する。   In the figure, for the image signal input from the input unit (1), the control unit (10) performs a sampling rate conversion process in cooperation with software stored in the storage unit (11), and the display unit (3) Output to. Details of the sampling rate conversion processing will be described with reference to FIG.

図21に、本実施例に係るサンプリングレート変換方法のフローチャートの一例を示す。図21のフローチャートは、ステップ(2101)から開始し、ステップ(2102)にて入力信号(画素)をバッファ#1(31)に書き込む。このとき、入力画像を構成するフレームごとに、入力信号(画素)をバッファに書き込んでもよいし、入力画像を小領域に分割したブロックごとに入力信号(画素)をバッファに書き込んでもよい。   FIG. 21 shows an example of a flowchart of the sampling rate conversion method according to the present embodiment. The flowchart of FIG. 21 starts from step (2101), and in step (2102), an input signal (pixel) is written to buffer # 1 (31). At this time, the input signal (pixel) may be written to the buffer for each frame constituting the input image, or the input signal (pixel) may be written to the buffer for each block obtained by dividing the input image into small regions.

続いて、ステップ(2103)にて、バッファ#1(31)の信号に垂直フィルタV-A(1201)を作用させ、その出力をバッファ#2(32)に書き込む。一方、ステップ(2104)にて、バッファ#1(31)の信号に垂直フィルタV-B(1202)を作用させ、その出力をバッファ#3(33)に書き込む。ここで、垂直フィルタV-A(1201)および垂直フィルタV-B(1202)の特性は、図5、図8、図9、図10を用いて説明した各特性を垂直方向の特性に読み替えることによってそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。また、ステップ(2105)にて、出力信号(画素)と入力信号(画素)の垂直位置関係をもとに、出力信号(画素)ごとに係数kVを生成する。このときの係数生成方法は、図11、図18に示した方法をそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。   Subsequently, in step (2103), the vertical filter V-A (1201) is applied to the signal in the buffer # 1 (31), and the output is written in the buffer # 2 (32). On the other hand, in step (2104), the vertical filter V-B (1202) is applied to the signal in the buffer # 1 (31), and the output is written in the buffer # 3 (33). Here, the characteristics of the vertical filter VA (1201) and the vertical filter VB (1202) are used as they are by replacing the characteristics described with reference to FIGS. 5, 8, 9, and 10 with the characteristics in the vertical direction. Therefore, illustration and description are omitted. In step (2105), a coefficient kV is generated for each output signal (pixel) based on the vertical positional relationship between the output signal (pixel) and the input signal (pixel). As the coefficient generation method at this time, the methods shown in FIGS. 11 and 18 can be used as they are, and thus illustration and description thereof are omitted.

続くステップ(2106)では、上記のようにして求めた係数kVの値に応じて、バッファ#2(32)とバッファ#3(33)の各信号を加重加算してバッファ#4(34)に書き込む。このときの加重加算の方法は、図12に示したように、垂直フィルタV-A(1201)の出力(=バッファ#2(32))に係数(1-kV)を乗算し、垂直フィルタV-B(1202)の出力(=バッファ#3(33))に係数kを乗算し、両者を加算することによって、バッファ#4(34)に書き込む信号とする。   In the following step (2106), each signal of buffer # 2 (32) and buffer # 3 (33) is weighted and added to buffer # 4 (34) according to the value of coefficient kV obtained as described above. Write. As shown in FIG. 12, the weighted addition method at this time is obtained by multiplying the output (= buffer # 2 (32)) of the vertical filter VA (1201) by a coefficient (1-kV), and obtaining the vertical filter VB (1202 ) (= Buffer # 3 (33)) is multiplied by coefficient k, and both are added to obtain a signal to be written to buffer # 4 (34).

続いて、ステップ(2107)にて、バッファ#4(34)の信号に水平フィルタH-A(1209)を作用させ、その出力をバッファ#5(35)に書き込む。一方、ステップ(2108)にて、バッファ#4(34)の信号に水平フィルタH-B(1210)を作用させ、その出力をバッファ#6(36)に書き込む。ここで、水平フィルタH-A(1209)および水平フィルタH-B(1210)の特性は、図5、図8、図9、図10を用いて説明した各特性を水平方向の特性に読み替えることによってそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。また、ステップ(2109)にて、出力信号(画素)と入力信号(画素)の水平位置関係をもとに、出力信号(画素)ごとに係数kHを生成する。このときの係数生成方法は、図11、図18に示した方法をそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。   Subsequently, in step (2107), the horizontal filter HA (1209) is applied to the signal in the buffer # 4 (34), and the output is written in the buffer # 5 (35). On the other hand, in step (2108), the horizontal filter H-B (1210) is applied to the signal in the buffer # 4 (34), and the output is written in the buffer # 6 (36). Here, the characteristics of the horizontal filter HA (1209) and the horizontal filter HB (1210) are used as they are by replacing the characteristics described with reference to FIGS. 5, 8, 9, and 10 with the characteristics in the horizontal direction. Therefore, illustration and description are omitted. In step (2109), a coefficient kH is generated for each output signal (pixel) based on the horizontal positional relationship between the output signal (pixel) and the input signal (pixel). As the coefficient generation method at this time, the methods shown in FIGS. 11 and 18 can be used as they are, and thus illustration and description thereof are omitted.

続くステップ(2110)では、上記のようにして求めた係数kHの値に応じて、バッファ#5(35)とバッファ#6(36)の各信号を加重加算してバッファ#7(37)に書き込み、ステップ(2111)にて終了する。   In the following step (2110), the signals of buffer # 5 (35) and buffer # 6 (36) are weighted and added to buffer # 7 (37) according to the value of coefficient kH obtained as described above. Write and end at step (2111).

このときの加重加算の方法は、図12に示したように、水平フィルタH-A(1209)の出力(=バッファ#5(35))に係数(1-kH)を乗算し、水平フィルタH-B(1210)の出力(=バッファ#6(36))に係数kHを乗算し、両者を加算する。当該加重加算により得られた信号を出力信号とする。   As shown in FIG. 12, the weighted addition method at this time is obtained by multiplying the output (= buffer # 5 (35)) of the horizontal filter HA (1209) by a coefficient (1-kH), thereby obtaining the horizontal filter HB (1210 ) (= Buffer # 6 (36)) is multiplied by a coefficient kH, and both are added. A signal obtained by the weighted addition is used as an output signal.

なお、ステップ(2103)(2104)(2105)、およびはステップ(2107)(2108)(2109)は、それぞれ互いに独立した処理のため、各ステップを順番に処理してもよいし、各ステップを同時に並行して処理してもよい。また、垂直方向の処理を行うステップ(2103)(2104)(2105)(2106)と、水平方向の処理を行うステップ(2107)(2108)(2109)(2110)の処理の順番を入れ替えても同様の結果を得ることができる。以上述べた処理ステップにより、本実施例に係るサンプリングレート変換方法を実施できる。   Steps (2103), (2104), (2105), and steps (2107), (2108), and (2109) are independent of each other. You may process in parallel simultaneously. Also, the processing order of the steps (2103) (2104) (2105) (2106) for performing the processing in the vertical direction and the steps (2107) (2108) (2109) (2110) for performing the processing in the horizontal direction may be changed. Similar results can be obtained. With the processing steps described above, the sampling rate conversion method according to this embodiment can be implemented.

以上述べたように、実施例2に係るサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法は、固定の特性を持つ垂直フィルタと水平フィルタを用いて、それぞれの出力を加重加算するだけで2次元の任意のサンプリングレート変換を実現できるため、従来技術よりもハードウェア規模およびソフトウェア処理量が小さくなる効果がある。   As described above, the sampling rate conversion apparatus and the sampling rate conversion method according to the second embodiment use a vertical filter and a horizontal filter having fixed characteristics, and perform a weighted addition of the respective outputs to obtain any two-dimensional arbitrary Since sampling rate conversion can be realized, the hardware scale and the amount of software processing can be reduced compared to the prior art.

また、サンプリングレートの倍率(U/D)が変化しても、拡大の場合、すなわちU/D倍においてU>Dの場合には、フィルタV-A(1201)、フィルタV-B(1202)、フィルタH-A(1209)、フィルタH-B(1210)の各特性を固定したまま、制御部(1203)と係数生成部(1204)(1211)の動作を補間位置情報(1208)(1215)に応じて変更するだけで2次元のサンプリングレート変換処理を実現することが可能になるため、従来技術よりも倍率(U/D)を連続的に変化させることが容易になる効果がある。   Even if the magnification (U / D) of the sampling rate is changed, in the case of enlargement, that is, in the case of U> D at U / D times, filter VA (1201), filter VB (1202), filter HA ( 1209), the operation of the control unit (1203) and coefficient generation unit (1204) (1211) is changed according to the interpolation position information (1208) (1215), with the characteristics of the filter HB (1210) fixed. Since a two-dimensional sampling rate conversion process can be realized, there is an effect that it is easier to continuously change the magnification (U / D) than in the conventional technique.

また、出力画素ごとにフィルタV-A(1201)、フィルタV-B(1202)、フィルタH-A(1209)、フィルタH-B(1210)の各特性を変更する必要がないため、従来技術よりも制御部(1203)(10)の動作を単純にできる効果がある。   In addition, since it is not necessary to change the characteristics of the filter VA (1201), the filter VB (1202), the filter HA (1209), and the filter HB (1210) for each output pixel, the control unit (1203) ( There is an effect that the operation of 10) can be simplified.

次に、図13を用いて、本発明のサンプリングレート変換装置に係る実施例3の構成および動作について説明する。本実施例は、図12を用いて説明した2次元のサンプリングレート変換の構成を変形し、例えば画像の回転のような複雑な変形にも対応できるようにしたサンプリングレート変換装置の構成例である。   Next, the configuration and operation of the third embodiment according to the sampling rate conversion apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a configuration example of a sampling rate conversion device that is modified to cope with complicated deformation such as image rotation, for example, by modifying the configuration of the two-dimensional sampling rate conversion described with reference to FIG. .

図13において、本実施例に係るサンプリングレート変換装置は、例えばテレビジョン放送信号などの動画像のフレーム列が入力される入力部(1)と、この入力部(1)から入力されたフレームの画素数を2次元方向に変換するためのサンプリングレート変換部(7)と、更にこのサンプリングレート変換部(7)によって画素数が変換されたフレームに基づき画像を表示する表示部(3)とを備えている。この表示部(3)として、例えばプラズマディスプレイパネル、液晶表示パネル、もしくは電子/電界放出型ディスプレイパネルが用いられる。以下、サンプリングレート変換部(7)の詳細について説明する。   In FIG. 13, the sampling rate conversion apparatus according to the present embodiment includes an input unit (1) to which a frame sequence of a moving image such as a television broadcast signal is input, and a frame input from the input unit (1). A sampling rate conversion unit (7) for converting the number of pixels in a two-dimensional direction, and a display unit (3) for displaying an image based on the frame in which the number of pixels is converted by the sampling rate conversion unit (7) I have. As the display unit (3), for example, a plasma display panel, a liquid crystal display panel, or an electron / field emission display panel is used. Details of the sampling rate conversion unit (7) will be described below.

図13において、入力部(1)から入力した信号を、垂直フィルタV-A(1301-a)と垂直フィルタV-B(1301-b)に入力する。ここで、垂直フィルタV-A(1301-a)は、タップ数が奇数であり、なおかつタップ係数が上下対称の1次元フィルタである。また、垂直フィルタV-B(1301-b)は、タップ数が偶数であり、なおかつタップ係数が上下対称の1次元フィルタである。続いて、垂直フィルタV-A(1301-a)の出力信号を、水平フィルタH-A(1302-a)と水平フィルタH-B(1302-b)に入力する。ここで、水平フィルタH-A(1302-a)は、タップ数が奇数であり、なおかつタップ係数が左右対称の1次元フィルタである。また、水平フィルタH-B(1302-b)は、タップ数が偶数であり、なおかつタップ係数が左右対称の1次元フィルタである。   In FIG. 13, the signal input from the input unit (1) is input to the vertical filter V-A (1301-a) and the vertical filter V-B (1301-b). Here, the vertical filter V-A (1301-a) is a one-dimensional filter having an odd number of taps and a vertically symmetrical tap coefficient. The vertical filter V-B (1301-b) is a one-dimensional filter having an even number of taps and symmetrical tap coefficients. Subsequently, the output signal of the vertical filter V-A (1301-a) is input to the horizontal filter H-A (1302-a) and the horizontal filter H-B (1302-b). Here, the horizontal filter HA (1302-a) is a one-dimensional filter having an odd number of taps and symmetrical tap coefficients. Further, the horizontal filter H-B (1302-b) is a one-dimensional filter having an even number of taps and symmetrical tap coefficients.

水平フィルタH-A(1302-a)と水平フィルタH-B(1302-b)の各出力は、それぞれバッファ(1313)(1314)を介して、乗算器(1303)(1304)に入力される。ここで、制御部(1309)にて生成した補間すべき画素の水平位置および垂直位置を表す情報(補間位置情報(1310))に基づき、係数生成部(1311)は、係数k1および係数k2を生成する。乗算器(1303)(1304)は、係数k1および係数k2のそれぞれをバッファ(1313)(1314)の出力と乗算し、加算器(1308)に入力する。   The outputs of the horizontal filter H-A (1302-a) and the horizontal filter H-B (1302-b) are input to the multipliers (1303) (1304) via the buffers (1313) (1314), respectively. Here, based on the information (interpolation position information (1310)) indicating the horizontal position and vertical position of the pixel to be interpolated generated by the control unit (1309), the coefficient generation unit (1311) calculates the coefficient k1 and the coefficient k2. Generate. Multipliers (1303) and (1304) multiply the coefficients k1 and k2 by the outputs of the buffers (1313) and (1314), and input them to the adder (1308).

一方、垂直フィルタV-B(1301-b)の出力信号は、水平フィルタH-A(1305-a)と水平フィルタH-B(1305-b)に入力される。ここで、水平フィルタH-A(1305-a)は、タップ数が奇数であり、なおかつタップ係数が左右対称の1次元フィルタであり、水平フィルタH-A(1302-a)と同一の特性にすればよい。また、水平フィルタH-B(1305-b)は、タップ数が偶数であり、なおかつタップ係数が左右対称の1次元フィルタであり、水平フィルタH-B(1302-b)と同一の特性とする。   On the other hand, the output signal of the vertical filter V-B (1301-b) is input to the horizontal filter H-A (1305-a) and the horizontal filter H-B (1305-b). Here, the horizontal filter HA (1305-a) is a one-dimensional filter with an odd number of taps and symmetrical tap coefficients, and may have the same characteristics as the horizontal filter HA (1302-a). The horizontal filter H-B (1305-b) is a one-dimensional filter having an even number of taps and symmetrical tap coefficients, and has the same characteristics as the horizontal filter H-B (1302-b).

水平フィルタH-A(1305-a)と水平フィルタH-B(1305-b)の各出力は、それぞれバッファ(1315)(1316)を介して、乗算器(1306)(1307)に入力される。ここで、制御部(1309)にて生成した補間すべき画素の水平位置および垂直位置を表す情報(補間位置情報(1310))に基づき、係数生成部(1311) は、係数k3および係数k4を生成する。乗算器(1306)(1307)は、係数k3および係数k4のそれぞれをバッファ(1315)(1316)の出力と乗算し、加算器(1308)に入力する。   The outputs of the horizontal filter H-A (1305-a) and the horizontal filter H-B (1305-b) are input to the multipliers (1306) (1307) via the buffers (1315) (1316), respectively. Here, based on the information (interpolation position information (1310)) indicating the horizontal position and vertical position of the pixel to be interpolated generated by the control unit (1309), the coefficient generation unit (1311) calculates the coefficient k3 and the coefficient k4. Generate. The multipliers (1306) and (1307) multiply the coefficients k3 and k4 by the outputs of the buffers (1315) and (1316), and input the result to the adder (1308).

次に、加算器(1308)では、前記4つの入力信号を加算してサンプリングレート変換装置(7)の出力とする。なお、前記垂直フィルタV-A(1301-a)と水平フィルタH-A(1302-a)、垂直フィルタV-A(1301-a)と水平フィルタH-B(1302-b)、垂直フィルタV-B(1301-b)と水平フィルタH-B(1305-a)、垂直フィルタV-B(1301-b)と水平フィルタH-B(1305-b)のそれぞれを予め畳み込み演算することにより、それぞれ1個の2次元フィルタとしてもよい。この場合の各2次元フィルタのタップ係数およびインパルス応答は、それぞれもとの1次元フィルタのタップ係数およびインパルス応答を畳み込んだ結果と等しい。   Next, an adder (1308) adds the four input signals to obtain an output of the sampling rate converter (7). The vertical filter VA (1301-a) and horizontal filter HA (1302-a), vertical filter VA (1301-a) and horizontal filter HB (1302-b), vertical filter VB (1301-b) and horizontal filter Each of the HB (1305-a), the vertical filter VB (1301-b), and the horizontal filter HB (1305-b) may be preliminarily subjected to a convolution operation to form one two-dimensional filter. In this case, the tap coefficient and impulse response of each two-dimensional filter are equal to the result of convolving the tap coefficient and impulse response of the original one-dimensional filter, respectively.

ここで、係数k1、係数k2、係数k3、係数k4を、係数生成手順(1312)に示すように、k1=(1-kV)*(1-kH)、k2=(1-kV)*kH、k3=kV*(1-kH)、k4=kV*kHとおくことにより、図12に示したサンプリングレート変換装置と等価な動作を実現できる。さらに、バッファ(1313)(1314)(1315)(1316)および係数k1、係数k2、係数k3、係数k4を用いることにより、補間すべき画素の水平位置および垂直位置が画素ごとに複雑に変換するような変形、例えば回転などに対応できるようになる。   Here, the coefficient k1, the coefficient k2, the coefficient k3, and the coefficient k4 are expressed as k1 = (1-kV) * (1-kH), k2 = (1-kV) * kH as shown in the coefficient generation procedure (1312). , K3 = kV * (1-kH) and k4 = kV * kH, an operation equivalent to that of the sampling rate converter shown in FIG. 12 can be realized. Furthermore, by using the buffer (1313) (1314) (1315) (1316) and the coefficient k1, the coefficient k2, the coefficient k3, and the coefficient k4, the horizontal position and the vertical position of the pixel to be interpolated are complicatedly converted for each pixel. Such deformation, for example, rotation can be dealt with.

ここで、図13に示したバッファ(1313)(1314)(1315)(1316)をフレーム単位のバッファとし、データを読み出す前に、同一アドレスに別のデータを書き込まないように制御できるように構成する。すなわち、バッファ(1313)(1314)(1315)(1316)へのデータ書込みの動作と、バッファ(1313)(1314)(1315)(1316)からのデータ読み出しの動作を、フレーム単位で独立して実行できるように構成する。例えば、2つの同等なフレームバッファを用意しておき、これらを適宜切り替えてデータ読み出しとデータ書込みの2つの処理を並行化する一般的なダブルバッファ構成を用いれば、上記制御を実現できる。   Here, the buffers (1313), (1314), (1315), and (1316) shown in FIG. 13 are used as buffers in units of frames, and can be controlled so that another data is not written to the same address before the data is read. To do. That is, the data write operation to the buffer (1313) (1314) (1315) (1316) and the data read operation from the buffer (1313) (1314) (1315) (1316) are independently performed in frame units. Configure to run. For example, the above control can be realized by preparing two equivalent frame buffers and using a general double buffer configuration in which two processes of data reading and data writing are made parallel by switching them appropriately.

図16は、前述した図13のサンプリングレート変換装置を用いて、(a)入力画像を回転させて(b)出力画像を得る応用例の動作を示したものである。同図において、(a)入力画像のフレーム上の画素位置(座標)を(x1,x2)とし、(b)出力画像のフレーム上の画素位置(座標)を(x2,y2)とし、その2つの画素位置が互いに対応しているものとする。同図(a)(b)のように、画素位置(x0,y0)を回転中心とし、回転角θの回転を行う場合には、入力画像の画素位置(x1,y1)と出力画像の画素位置(x2,y2)の間に同図(c)に示す関係式が成り立つ。この関係式を変形すると、同図(d)のようになる。   FIG. 16 shows the operation of the application example in which (a) the input image is rotated and (b) the output image is obtained by using the sampling rate conversion apparatus of FIG. In the figure, (a) the pixel position (coordinates) on the frame of the input image is (x1, x2), (b) the pixel position (coordinates) on the frame of the output image is (x2, y2), and 2 Assume that two pixel positions correspond to each other. As shown in (a) and (b), when the pixel position (x0, y0) is the rotation center and the rotation angle θ is rotated, the pixel position (x1, y1) of the input image and the pixel of the output image The relational expression shown in FIG. 3C is established between the positions (x2, y2). When this relational expression is transformed, it becomes as shown in FIG.

ここで、(b)出力画像のフレーム上の画素位置(x2,y2)を、例えば左上から右下に向かってラスタ順にスキャンすると、同図(d)の関係式より、(a)入力画像のフレーム上の対応する画素位置(x1,y1)が得られることになる。このとき、図11に示した出力画素(1102)の画素位置(x2,y2)を図16(d)の関係式によって得られた画素位置(x1,y1)と読みかえることにより、図18に示したフローチャートを用いて、図16における(b)出力画像のフレーム上の画素位置(x2,y2)に対応した係数kVおよび係数kHを求めることができる。   Here, when (b) the pixel position (x2, y2) on the frame of the output image is scanned in raster order from the upper left to the lower right, for example, from the relational expression (d) of FIG. A corresponding pixel position (x1, y1) on the frame is obtained. At this time, by replacing the pixel position (x2, y2) of the output pixel (1102) shown in FIG. 11 with the pixel position (x1, y1) obtained by the relational expression of FIG. Using the flowchart shown in FIG. 16, the coefficient kV and the coefficient kH corresponding to the pixel position (x2, y2) on the frame of the output image (b) in FIG. 16 can be obtained.

このようにして求められた係数kVおよび係数kHから、図13に示した係数生成手順(1312)に従って、係数k1=(1-kV)*(1-kH)、係数k2=(1-kV)*kH、係数k3=kV*(1-kH)、係数k4=kV*kHを求め、乗算器(1303)(1304)(1306)(1307)と加算器(1308)を用いて各バッファ(1313)(1314)(1315)(1316)の出力を加重加算することにより、図16における(a)入力画像を回転させて(b)出力画像を容易に得ることができる。   From the coefficient kV and the coefficient kH thus obtained, the coefficient k1 = (1-kV) * (1-kH), coefficient k2 = (1-kV) according to the coefficient generation procedure (1312) shown in FIG. * kH, coefficient k3 = kV * (1-kH), coefficient k4 = kV * kH are calculated, and each buffer (1313) is used with multipliers (1303) (1304) (1306) (1307) and adders (1308). ) (1314), (1315), and (1316) are weighted and added, so that (a) the input image in FIG. 16 can be rotated and (b) the output image can be easily obtained.

なお、この回転によって、画像が拡大若しくは縮小されるわけではないが、もともとの実画素が存在しない位置の出力画素を生成するような画像の変形に、上記と同様のサンプリングレート変換を適用することができる。   Note that this rotation does not enlarge or reduce the image, but applies the same sampling rate conversion to the deformation of the image that generates the output pixel at the position where the original actual pixel does not exist. Can do.

なお、図13に示したバッファ(1313)(1314)(1315)(1316)は、前述したようなフレーム単位のバッファに限定されるわけではなく、例えば1フレームを小領域に分割したブロック単位でデータを格納できるように構成してもよい。   Note that the buffers (1313), (1314), (1315), and (1316) shown in FIG. 13 are not limited to the buffers in units of frames as described above. For example, in units of blocks in which one frame is divided into small areas. You may comprise so that data can be stored.

図22および図23を用いて、図13に示したサンプリングレート変換装置と等価な処理を、ソフトウェアと協働する制御部により実現する画像信号処理方法について説明する。   An image signal processing method for realizing a process equivalent to the sampling rate conversion apparatus shown in FIG. 13 by a control unit cooperating with software will be described with reference to FIGS.

まず、図22を用いて、本実施例に係る画像信号処理方法を実現するためのサンプリングレート変換装置について説明する。図22に示すサンプリングレート変換装置は、例えばテレビジョン放送信号などの画像信号が入力される入力部(1)と、入力部(1)から入力された信号を処理するためのソフトウェアを記憶する記憶部(11)と、記憶部(11)に記憶されるソフトウェアと協働して入力部(1)から入力された信号について画像信号処理を行う制御部(10)と、入力部(1)から入力されるデータを一時的に格納するためのバッファ#1(41)と、制御部(10)が当該サンプリングレート変換処理においてデータを一時的に格納するためのバッファ#2(42)、バッファ#3(43)、バッファ#4(44)、バッファ#5(45)と、制御部(10)から出力部(3)に出力されるサンプリングレート変換処理後の信号を一時的に格納するためのバッファ#6(46)とを備える。ここで、データを一時的に格納するバッファ#1(41)、バッファ#2(42)、バッファ#3(43)、バッファ#4(44) 、バッファ#5(45)、バッファ#6(46)およびソフトウェアを記憶する記憶部(11)は、それぞれが個別のメモリチップを用いて構成してもよいし、1個若しくは複数個のメモリチップを用い、各データアドレスを分割して使用する構成にしてもよい。   First, a sampling rate conversion apparatus for realizing the image signal processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The sampling rate conversion apparatus shown in FIG. 22 stores, for example, an input unit (1) to which an image signal such as a television broadcast signal is input, and software for processing a signal input from the input unit (1). A control unit (10) that performs image signal processing on a signal input from the input unit (1) in cooperation with the software stored in the storage unit (11), and the input unit (1) Buffer # 1 (41) for temporarily storing input data, buffer # 2 (42) for temporarily storing data in the sampling rate conversion process by the control unit (10), buffer # 3 (43), buffer # 4 (44), buffer # 5 (45), and temporarily store the signal after sampling rate conversion processing output from the control unit (10) to the output unit (3) Buffer # 6 (46). Here, buffer # 1 (41), buffer # 2 (42), buffer # 3 (43), buffer # 4 (44), buffer # 5 (45), buffer # 6 (46) that temporarily store data ) And the storage unit (11) for storing the software may each be configured using individual memory chips, or may be configured using one or a plurality of memory chips and dividing each data address It may be.

同図において、入力部(1)から入力される画像信号について、制御部(10)が記憶部(11)に記憶されるソフトウェアと協働してサンプリングレート変換処理を行い、表示部(3)に出力する。当該サンプリングレート変換処理の詳細は図23を用いて説明する。   In the figure, for the image signal input from the input unit (1), the control unit (10) performs a sampling rate conversion process in cooperation with software stored in the storage unit (11), and the display unit (3) Output to. Details of the sampling rate conversion processing will be described with reference to FIG.

図23に、本実施例に係るサンプリングレート変換方法のフローチャートの一例を示す。図23のフローチャートは、ステップ(2301)から開始し、ステップ(2302)にて入力信号(画素)をバッファ#1(41)に書き込む。このとき、入力画像を構成するフレームごとに、入力信号(画素)をバッファに書き込んでもよいし、入力画像を小領域に分割したブロックごとに入力信号(画素)をバッファに書き込んでもよい。続いて、ステップ(2303)にて、バッファ#1(41)の信号に垂直フィルタV-A(1301-a)と水平フィルタH-A(1302-a)を作用させ、その出力をバッファ#2(42)に書き込む。また、ステップ(2304)にて、バッファ#1(41)の信号に垂直フィルタV-A(1301-a)と水平フィルタH-B(1302-b)を作用させ、その出力をバッファ#3(43)に書き込む。また、ステップ(2305)にて、バッファ#1(41)の信号に垂直フィルタV-B(1301-b)と水平フィルタH-A(1305-a)を作用させ、その出力をバッファ#4(44)に書き込む。また、ステップ(2306)にて、バッファ#1(41)の信号に垂直フィルタV-B(1301-b)と水平フィルタH-B(1305-b)を作用させ、その出力をバッファ#5(45)に書き込む。   FIG. 23 shows an example of a flowchart of the sampling rate conversion method according to the present embodiment. The flowchart of FIG. 23 starts from step (2301), and in step (2302), the input signal (pixel) is written to buffer # 1 (41). At this time, the input signal (pixel) may be written to the buffer for each frame constituting the input image, or the input signal (pixel) may be written to the buffer for each block obtained by dividing the input image into small regions. Subsequently, in step (2303), the vertical filter VA (1301-a) and the horizontal filter HA (1302-a) are applied to the signal of the buffer # 1 (41), and the output is supplied to the buffer # 2 (42). Write. In step (2304), vertical filter VA (1301-a) and horizontal filter HB (1302-b) are applied to the signal in buffer # 1 (41), and the output is written to buffer # 3 (43). . In step (2305), vertical filter VB (1301-b) and horizontal filter HA (1305-a) are applied to the signal of buffer # 1 (41), and the output is written to buffer # 4 (44). . In step (2306), vertical filter VB (1301-b) and horizontal filter HB (1305-b) are applied to the signal in buffer # 1 (41), and the output is written to buffer # 5 (45). .

ここで、水平フィルタH-A(1302-a)とH-A(1305-a)、および水平フィルタH-B(1305-b)とH-B(1305-b)は、それぞれ同一の特性とする。また、ステップ(2302)(2303)(2304)(2305)におけるそれぞれの垂直フィルタと水平フィルタの処理順序を逆にしても同等の効果が得られることは明らかである。また、各フィルタの特性は、図5、図8、図9、図10を用いて説明した各特性を垂直方向若しくは水平方向の特性に読み替えることによってそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。   Here, the horizontal filters H-A (1302-a) and H-A (1305-a), and the horizontal filters H-B (1305-b) and H-B (1305-b) have the same characteristics. Further, it is clear that the same effect can be obtained even if the processing order of the respective vertical filters and horizontal filters in steps (2302), (2303), (2304), and (2305) is reversed. The characteristics of each filter can be used as they are by replacing the characteristics described with reference to FIGS. 5, 8, 9, and 10 with the characteristics in the vertical direction or the horizontal direction. To do.

また、ステップ(2307)にて、出力信号(画素)と入力信号(画素)の位置関係をもとに、出力信号(画素)ごとに係数k1、係数k2、係数k3、係数k4を生成する。このときの係数生成方法は、図6、図17、図7、および図13(1312)に示した方法をそのまま用いることができるため、図示および説明は省略する。   In step (2307), the coefficient k1, the coefficient k2, the coefficient k3, and the coefficient k4 are generated for each output signal (pixel) based on the positional relationship between the output signal (pixel) and the input signal (pixel). As the coefficient generation method at this time, since the method shown in FIGS. 6, 17, 7, and 13 (1312) can be used as it is, the illustration and description thereof are omitted.

続くステップ(2308)では、上記のようにして求めた係数k1、係数k2、係数k3、係数k4の値に応じて、バッファ#2(42)、バッファ#3(43)、バッファ#4(44)、バッファ#5(45)の各信号を加重加算してバッファ#6(46)に出力し、ステップ(2309)にて終了する。   In the following step (2308), buffer # 2 (42), buffer # 3 (43), buffer # 4 (44) according to the values of coefficient k1, coefficient k2, coefficient k3, coefficient k4 obtained as described above. ), Each signal in buffer # 5 (45) is weighted and added to buffer # 6 (46), and the process ends in step (2309).

このときの加重加算の方法は、図13に示したように、バッファ(1313)(=バッファ#2(42))の出力に係数k1を乗算し、バッファ(1314)(=バッファ#3(43))の出力に係数k2を乗算し、バッファ(1315)(=バッファ#3(43))の出力に係数k3を乗算し、バッファ(1316)(=バッファ#4(44))の出力に係数k4を乗算し、その結果すべてを加算する。この加重加算により算出した信号を出力信号とする。   As shown in FIG. 13, the weighted addition method at this time is obtained by multiplying the output of the buffer (1313) (= buffer # 2 (42)) by a coefficient k1, and then buffer (1314) (= buffer # 3 (43 )) Output multiplied by coefficient k2, the output of buffer (1315) (= buffer # 3 (43)) multiplied by coefficient k3, and the output of buffer (1316) (= buffer # 4 (44)) Multiply k4 and add all the results. A signal calculated by this weighted addition is used as an output signal.

なお、ステップ(2303)(2304)(2305)(2306)(2307)は互いに独立した処理のため、各ステップを順番に処理してもよいし、各ステップを同時に並行して処理してもよい。以上述べた処理ステップにより、本実施例に係るサンプリングレート変換方法を実施できる。   Steps (2303), (2304), (2305), (2306), and (2307) are independent of each other, so each step may be processed in order, or each step may be processed simultaneously in parallel. . With the processing steps described above, the sampling rate conversion method according to this embodiment can be implemented.

また、本発明は、画像の回転への用途に限定されるわけではなく、例えば図16(a)に示す画像と同図(b)に示す画像の間の対応する画素位置を、画素単位の位置推定技術によって推定し、同図(a)の画像をもとにして同図(b)に近い画像を生成する用途にも用いることができる。すなわち、例えば同図(a)と同図(b)が連続するフレームの場合には、上記位置推定技術は、画素単位の動きベクトル探索に相当し、同図(a)の画像をもとにして同図(b)に近い画像を生成する動作は、上記動きベクトル探索の結果を用いて動き補償する動作となる。ここで、上記位置推定技術として、例えば参考文献1や参考文献2に記載されているような方法をそのまま用いればよいため、図示および説明を省略する。
[参考文献1] 安藤繁 “画像の時空間微分算法を用いた速度ベクトル分布計測システム”,計測自動制御学会論文集,pp.1330-1336, Vol.22, No.12,1986
[参考文献2] 小林弘幸ほか “DCT変換に基づく画像の位相限定相関法”, 信学技法 IEICE Technical Report ITS2005-92,IE2005-299(2006-02), pp.73-78
以上述べたように、実施例3に係るサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法は、実施例2に係るサンプリングレート変換装置およびサンプリングレート変換方法の効果に加えて、例えば画像の回転や、フレーム間の位置推定を用いた動き補償のような複雑な変形にも対応できるようになるという効果を有する。
Further, the present invention is not limited to the use for image rotation. For example, the corresponding pixel position between the image shown in FIG. 16A and the image shown in FIG. It can also be used for the purpose of estimating by a position estimation technique and generating an image close to (b) based on the image (a). That is, for example, in the case of a frame in which the same figure (a) and the same figure (b) are continuous, the position estimation technique corresponds to a motion vector search in pixel units, Thus, the operation for generating an image close to FIG. 5B is an operation for motion compensation using the result of the motion vector search. Here, as the position estimation technique, for example, a method as described in Reference Document 1 or Reference Document 2 may be used as it is, and therefore illustration and description thereof are omitted.
[Reference 1] Shigeru Ando “Velocity vector distribution measurement system using spatio-temporal differential calculation of images”, Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, pp. 1330-1336, Vol. 22, No. 12, 1986
[Reference 2] Hiroyuki Kobayashi et al. “Phase-Only Correlation of Images Based on DCT Transform”, IEICE Technical Report ITS2005-92, IE2005-299 (2006-02), pp.73-78
As described above, in addition to the effects of the sampling rate conversion apparatus and the sampling rate conversion method according to the second embodiment, the sampling rate conversion apparatus and the sampling rate conversion method according to the third embodiment, for example, rotate images and It is possible to cope with complicated deformation such as motion compensation using the position estimation.

なお、本発明の各実施例は、上記実施例で説明した画像表示装置以外に、例えば、DVDプレーヤー、磁気ディスクプレーヤー、もしくは半導体メモリプレーヤーにも同様に適用できる。また例えば、1セグ放送を受信するための携帯画像表示端末(例えば携帯電話)にも適用できる。   Each embodiment of the present invention can be similarly applied to, for example, a DVD player, a magnetic disk player, or a semiconductor memory player in addition to the image display device described in the above embodiments. For example, the present invention can also be applied to a portable image display terminal (for example, a mobile phone) for receiving 1-segment broadcasting.

また画像フレームとしては、テレビジョン放送信号以外の信号の画像フレームを用いてもよい。また、例えば、インターネットを介して送信されるストリーミング画像や、DVDプレーヤーやHDDプレーヤーから再生された画像の画像フレームを用いてもよい。   As the image frame, an image frame of a signal other than the television broadcast signal may be used. Further, for example, a streaming image transmitted via the Internet or an image frame of an image reproduced from a DVD player or an HDD player may be used.

また、上述した各実施例では、画像をフレーム単位でサンプリングレート変換する場合を例に挙げて説明した。しかしサンプリングレート変換の対象は、必ずしもフレーム全体でなくとも良い。例えば、入力画像または入力映像のフレームの一部分をサンプリングレート変換の対象としても良い。すなわち、入力映像のフレームを対象として上述した本発明の一の実施例のサンプリングレート変換を実施すれば、入力画像または入力映像の一部分の拡大画像、縮小画像、回転画像、若しくは変形画像を得ることができる。これは、例えば、映像の一部分の拡大表示、縮小表示、回転表示、変形表示などに適用できる。   Further, in each of the above-described embodiments, the case where the sampling rate conversion is performed on an image by frame basis has been described as an example. However, the sampling rate conversion target is not necessarily the entire frame. For example, a part of the frame of the input image or input video may be set as the sampling rate conversion target. That is, if the sampling rate conversion according to the embodiment of the present invention described above is performed on an input video frame, an enlarged image, a reduced image, a rotated image, or a deformed image of the input image or a part of the input video is obtained. Can do. This can be applied to, for example, an enlarged display, a reduced display, a rotation display, and a deformation display of a part of an image.

また、上記説明では、水平方向と垂直方向からなる2次元のサンプリングレート変換を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば、水平方向と時間方向(フレーム方向)からなる2次元のサンプリングレート変換や、垂直方向と時間方向(フレーム方向)からなる2次元のサンプリングレート変換に適用することも可能である。   In the above description, the case of performing two-dimensional sampling rate conversion consisting of the horizontal direction and the vertical direction has been described, but the present invention is not limited to this, for example, the horizontal direction and the time direction (frame direction). It is also possible to apply to two-dimensional sampling rate conversion consisting of or two-dimensional sampling rate conversion consisting of a vertical direction and a time direction (frame direction).

また、本明細書の各記載及び各図面における「画素」という表現は、サンプル信号、若しくはサンプル点という意味も含み、デジタル化された音声信号列や、センサ等から得られた連続するデータ列などの意味も含む。従って、上述した1次元方向のサンプリングレート変換装置若しくはサンプリングレート変換方法は、音声信号やデータ列のサンプリングレート変換装置若しくはサンプリングレート変換方法として、そのまま適用できる。   In addition, the expression “pixel” in each description and each drawing in this specification includes a meaning of a sample signal or a sample point, and is a digitized audio signal sequence, a continuous data sequence obtained from a sensor, or the like. The meaning of is also included. Therefore, the above-described one-dimensional sampling rate conversion apparatus or sampling rate conversion method can be applied as it is as a sampling rate conversion apparatus or sampling rate conversion method for audio signals or data strings.

本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 一般的なサンプリングレート変換の動作の一例を説明する図であるIt is a figure explaining an example of operation | movement of general sampling rate conversion. 従来技術の構成を説明した図である。It is a figure explaining the structure of the prior art. 従来技術の動作を説明した図である。It is a figure explaining operation | movement of a prior art. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例2の説明図である。It is explanatory drawing of Example 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例2の説明図である。It is explanatory drawing of Example 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例3の説明図である。It is explanatory drawing of Example 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の処理の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the process of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例3の処理の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the process of Example 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例2の説明図である。It is explanatory drawing of Example 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例1の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例2の説明図である。It is explanatory drawing of Example 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例3の説明図である。It is explanatory drawing of Example 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例3の説明図である。It is explanatory drawing of Example 3 which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…入力部;2,4,7…サンプリングレート変換部;3…表示部;10,103,306,310,1203,1309…制御部;11…記憶部;21,22,23,24,31,32,33,34,35,36,37,41,42,43,44,45,46,1313,1314, 1315,1316…バッファ;101,102, 1201,1202,1209,1210,1301,1302,1305…フィルタ;104,1204,1211,1311…係数生成部;105,106,1205,1206,1212,1213,1303,1304,1306,1307…乗算器;107,1207,1214,1308…加算器;108,1208,1215,1310…補間位置情報;201,601,1101…実画素;202…零点;203…補間画素;204,602,1102…出力画素;301…アップサンプラ;302…補間フィルタ;303…ダウンサンプラ;304,307…部分フィルタ;305…切替器;308…タップ係数発生器;501…タップ係数;502,605,702,703,1103,1104,1107,1108…対称の中心;603,604,701,1105,1106…係数;901, 1001…ナイキスト周波数;902,904,1002,1004…周波数特性, 1003, 1005…カットオフ周波数;1216…垂直処理部;1217…水平処理部;1312…係数生成手順。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input part; 2,4,7 ... Sampling rate conversion part; 3 ... Display part; 10,103,306,310,1203,1309 ... Control part; 11 ... Storage part; 21,22,23,24,31,32,33,34 , 35, 36, 37, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 1313, 1314, 1315, 1316 ... buffer; 101, 102, 1201, 1202, 1209, 1210, 1301, 1302, 1305 ... filter; 104, 1204 , 1211, 1311 ... coefficient generation unit; 105, 106, 1205, 1206, 1212, 1213, 1303, 1304, 1306, 1307 ... multipliers; 107, 1207, 1214, 1308 ... adders; 108, 1208, 1215, 1310 ... interpolation Position information; 201, 601, 1101 ... Real pixel; 202 ... Zero point; 203 ... Interpolation pixel; 204, 602, 1102 ... Output pixel; 301 ... Upsampler; 302 ... Interpolation filter; 303 ... Downsampler; 304,307 ... Partial filter; 308: Tap coefficient generator; 501: Tap coefficient; 502,605,702,703,1103,1104,1107,1108 ... Center of symmetry; 603,604,701,1105,1106 ... Coefficient; 901, 1001 ... Nyquist frequency; 902,904,1002,1004 ... Frequency characteristics , 1003, 1005 ... Cutoff frequency; 1216 ... Vertical processing unit; 1217 ... Horizontal processing unit 1312 ... coefficient generation procedure.

Claims (12)

デジタル信号のサンプリングレートを変換する装置において、
前記デジタル信号のデータが入力される入力部と、
第1の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第1の演算部と、
第2の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第2の演算部と、
前記第1の演算部の出力および第2の演算部の出力を混合する混合部と、
該混合部からのデータを出力する出力部と、
を備えることを特徴とするサンプリングレート変換装置。
In a device that converts the sampling rate of a digital signal,
An input unit to which data of the digital signal is input;
A first calculation unit that outputs a convolution calculation result of a tap coefficient whose coefficient value is symmetrical about the first axis of symmetry and the input data;
A second computing unit that outputs a convolution computation result of the tap coefficient whose coefficient value is symmetrical about the second symmetry axis and the input data;
A mixing unit for mixing the output of the first calculation unit and the output of the second calculation unit;
An output unit for outputting data from the mixing unit;
A sampling rate conversion device comprising:
前記第1の対称軸の位置は、前記入力データの画素位置と一致し、前記第2の対称軸の位置は、隣接する2個の前記入力データの各画素位置の中央と一致することを特徴とする、請求項1記載のサンプリングレート変換装置。   The position of the first symmetry axis coincides with the pixel position of the input data, and the position of the second symmetry axis coincides with the center of each pixel position of the two adjacent input data. The sampling rate converter according to claim 1. 前記混合部は、前記入力データの画素位置と前記出力部から出力されうるデータの画素位置との関係から定められる所定の混合比に基づいて、前記第1の演算部の出力および第2の演算部の出力を混合することを特徴とする、請求項1記載のサンプリングレート変換装置。   The mixing unit outputs the first calculation unit and the second calculation based on a predetermined mixing ratio determined from a relationship between a pixel position of the input data and a pixel position of data that can be output from the output unit. 2. The sampling rate conversion apparatus according to claim 1, wherein the outputs of the units are mixed. 第1の方向と第2の方向からなる2次元のサンプリング点を持ったデジタル信号のサンプリングレートを変換する装置において、
前記デジタル信号のデータが入力される入力部と、
第1の方向において第1の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第3の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第1の演算部と、
第1の方向において第1の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第4の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第2の演算部と、
第1の方向において第2の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第3の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第3の演算部と、
第1の方向において第2の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第4の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第4の演算部と、
前記第1乃至第4の演算部のそれぞれの出力を混合する混合部と、
該混合部からのデータを出力する出力部と、
を備えることを特徴とするサンプリングレート変換装置。
In an apparatus for converting a sampling rate of a digital signal having a two-dimensional sampling point composed of a first direction and a second direction,
An input unit to which data of the digital signal is input;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the first symmetry axis in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the third symmetry axis in the second direction; and the input A first calculation unit that outputs a result of convolution calculation with data;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the first symmetry axis in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the fourth symmetry axis in the second direction; and the input A second calculation unit that outputs a result of convolution calculation with data;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the second axis of symmetry in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the third axis of symmetry in the second direction; and the input A third calculation unit that outputs a result of the convolution calculation with data;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetrical about the second symmetry axis in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetrical about the fourth symmetry axis in the second direction; and the input A fourth operation unit that outputs a result of the convolution operation with the data;
A mixing unit that mixes outputs of the first to fourth calculation units;
An output unit for outputting data from the mixing unit;
A sampling rate conversion device comprising:
前記第1の対称軸の位置は、前記入力データの第1の方向における画素位置と一致し、前記第2の対称軸の位置は、隣接する2個の前記入力データの第1の方向における各画素位置の中央と一致し、前記第3の対称軸の位置は、前記入力データの第2の方向における画素位置と一致し、前記第4の対称軸の位置は、隣接する2個の前記入力データの第2の方向における各画素位置の中央と一致することを特徴とする、請求項4記載のサンプリングレート変換装置。   The position of the first symmetry axis coincides with the pixel position in the first direction of the input data, and the position of the second symmetry axis corresponds to each of the two adjacent input data in the first direction. The position of the third symmetry axis coincides with the center of the pixel position, the position of the third symmetry axis coincides with the pixel position in the second direction of the input data, and the position of the fourth symmetry axis corresponds to the two adjacent inputs. 5. The sampling rate conversion apparatus according to claim 4, wherein the sampling rate conversion apparatus matches the center of each pixel position in the second direction of data. 前記混合部は、出力データの画素位置と入力データの画素位置の関係から定められる所定の混合比に基づいて、前記第1乃至第4の演算部のそれぞれの出力を混合することを特徴とする、請求項4記載のサンプリングレート変換装置。   The mixing unit mixes outputs of the first to fourth calculation units based on a predetermined mixing ratio determined from a relationship between a pixel position of output data and a pixel position of input data. The sampling rate conversion device according to claim 4. デジタル信号のサンプリングレートを変換する方法において、
前記デジタル信号のデータが入力される入力ステップと、
第1の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第1の演算ステップと、
第2の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第2の演算ステップと、
前記第1の演算ステップの出力および第2の演算ステップの出力を混合する混合ステップと、
該混合ステップからのデータを出力する出力ステップと、
を備えることを特徴とするサンプリングレート変換方法。
In a method for converting a sampling rate of a digital signal,
An input step in which data of the digital signal is input;
A first calculation step of outputting a convolution calculation result of the tap coefficient having a coefficient value symmetrical about the first symmetry axis and the input data;
A second calculation step of outputting a convolution calculation result of the tap coefficient having a coefficient value symmetrical about the second axis of symmetry and the input data;
A mixing step of mixing the output of the first calculation step and the output of the second calculation step;
An output step for outputting data from the mixing step;
A sampling rate conversion method comprising:
前記第1の対称軸の位置は、前記入力データの画素位置と一致し、前記第2の対称軸の位置は、隣接する2個の前記入力データの各画素位置の中央と一致することを特徴とする、請求項7記載のサンプリングレート変換方法。   The position of the first symmetry axis coincides with the pixel position of the input data, and the position of the second symmetry axis coincides with the center of each pixel position of the two adjacent input data. The sampling rate conversion method according to claim 7. 前記混合ステップは、前記入力データの画素位置と前記出力ステップにおいて出力されうるデータの画素位置との関係から定められる所定の混合比に基づいて、前記第1の演算ステップの出力および第2の演算ステップの出力を混合することを特徴とする、請求項7記載のサンプリングレート変換方法。   In the mixing step, the output of the first calculation step and the second calculation are based on a predetermined mixing ratio determined from the relationship between the pixel position of the input data and the pixel position of data that can be output in the output step. 8. The sampling rate conversion method according to claim 7, wherein outputs of the steps are mixed. 第1の方向と第2の方向からなる2次元のサンプリング点を持ったデジタル信号のサンプリングレートを変換する方法において、
前記デジタル信号のデータが入力される入力ステップと、
第1の方向において第1の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第3の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第1の演算ステップと、
第1の方向において第1の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第4の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第2の演算ステップと、
第1の方向において第2の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第3の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第3の演算ステップと、
第1の方向において第2の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、第2の方向において第4の対称軸を中心に係数値が対称形をなすタップ係数と、前記入力データとの畳み込み演算結果を出力する第4の演算ステップと、
前記第1乃至第4の演算ステップのそれぞれの出力を混合する混合ステップと、
該混合ステップからのデータを出力する出力ステップと、
を備えることを特徴とするサンプリングレート変換方法。
In a method for converting a sampling rate of a digital signal having a two-dimensional sampling point composed of a first direction and a second direction,
An input step in which data of the digital signal is input;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the first symmetry axis in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the third symmetry axis in the second direction; and the input A first calculation step for outputting a convolution calculation result with data;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the first symmetry axis in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the fourth symmetry axis in the second direction; and the input A second calculation step for outputting a convolution calculation result with the data;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the second axis of symmetry in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetric about the third axis of symmetry in the second direction; and the input A third calculation step for outputting a convolution calculation result with the data;
A tap coefficient whose coefficient value is symmetrical about the second symmetry axis in the first direction; a tap coefficient whose coefficient value is symmetrical about the fourth symmetry axis in the second direction; and the input A fourth calculation step for outputting a convolution calculation result with the data;
A mixing step of mixing respective outputs of the first to fourth calculation steps;
An output step for outputting data from the mixing step;
A sampling rate conversion method comprising:
前記第1の対称軸の位置は、前記入力データの第1の方向における画素位置と一致し、前記第2の対称軸の位置は、隣接する2個の前記入力データの第1の方向における各画素位置の中央と一致し、前記第3の対称軸の位置は、前記入力データの第2の方向における画素位置と一致し、前記第4の対称軸の位置は、隣接する2個の前記入力データの第2の方向における各画素位置の中央と一致することを特徴とする、請求項10記載のサンプリングレート変換方法。   The position of the first symmetry axis coincides with the pixel position in the first direction of the input data, and the position of the second symmetry axis corresponds to each of the two adjacent input data in the first direction. The position of the third symmetry axis coincides with the center of the pixel position, the position of the third symmetry axis coincides with the pixel position in the second direction of the input data, and the position of the fourth symmetry axis corresponds to the two adjacent inputs. The sampling rate conversion method according to claim 10, wherein the sampling rate conversion method matches the center of each pixel position in the second direction of data. 前記混合ステップは、出力データの画素位置と入力データの画素位置の関係から定められる所定の混合比に基づいて、前記第1乃至第4の演算ステップのそれぞれの出力を混合することを特徴とする、請求項10記載のサンプリングレート変換方法。   The mixing step mixes the outputs of the first to fourth calculation steps based on a predetermined mixing ratio determined from the relationship between the pixel position of the output data and the pixel position of the input data. The sampling rate conversion method according to claim 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014127804A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Onkyo Corp Sampling rate conversion device and program
CN106972840A (en) * 2017-02-28 2017-07-21 深圳市鼎阳科技有限公司 A kind of sampling rate converting method and device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014127804A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Onkyo Corp Sampling rate conversion device and program
CN106972840A (en) * 2017-02-28 2017-07-21 深圳市鼎阳科技有限公司 A kind of sampling rate converting method and device
CN106972840B (en) * 2017-02-28 2020-05-05 深圳市鼎阳科技股份有限公司 Sampling rate conversion method and device

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