(57)【要約】FIRフィルタは、入力サンプルを夫々保存する一連の入力遅延セルDIと、複数N個の入力タップ点TPとを有する入力パイプラインIPを有する。出力パイプラインは、サンプルを夫々保存する一連の出力遅延セルDOと、少なくとも二つのサンプルを加える複数N個の加算要素Siと、該加算要素からの出力値を累算する出力スイッチング網OSNとを有する。一連のN個のタップTは、該入力パイプラインを該出力パイプラインに結合するために用いられる。夫々のタップは、入力タップ点からのサンプルに係数を掛ける夫々の乗算器Miを有し、該タップの少なくともN-1個は、入力タップ点から該乗算器を通って加算要素にサンプルを導くスイッチング要素を有し、該スイッチング要素は、j<=iが成り立つ場合に、如何なるタップ点TPjから加算要素Siへの離散的表現の供給を可能にするように配置される。
2006523407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の離散的表現を変換するサンプルレートに対する有限インパルス応答（FIR）フィルタデバイスであって、
離散的表現を夫々保存する一連の入力遅延セルDIiと、少なくとも入力タップ点が夫々連続する対の入力遅延セルの間に設けられる複数N個の入力タップ点TPiとを有し、該一連の離散的表現を受ける入力パイプラインIPと、
離散的表現を夫々保存する一連の出力遅延セルDOiと、少なくとも二つの離散的表現を加え、少なくとも夫々連続する対の出力遅延セルの間に設けられる複数N個の加算要素Siと、該加算要素からの出力値を累算する出力スイッチング網OSNとを有し、該一連の離散的表現を供給する出力パイプラインと、
該入力パイプラインを該出力パイプラインに結合する一連のN個のタップTiとを有し、
夫々のタップは、入力タップ点からの該離散的表現に係数を掛ける夫々の乗算器Miを有し、該タップの少なくともN-1個は、入力タップ点から該乗算器を通って加算要素に離散的表現を導くスイッチング要素を有し、該スイッチング要素は、j<=iが成り立つ場合に、如何なるタップ点TPjから加算要素Siへの離散的表現の供給を可能にするように配置されることを特徴とするFIRフィルタデバイス。
【請求項２】
該タップTiの夫々は、唯一つの夫々の加算要素Siに結合され、該スイッチング要素SWiは、j<=iが成り立ち、乗算器Miがある場合に、タップ点TPjの間に設けられることを特徴とする、請求項１記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項３】
一定のフィルタ幅N、N個の出力遅延セルDOi、及びN個又はN-1個の入力遅延セルDIiを有することを特徴とする、請求項１記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項４】
前記入力パイプラインは、前記入力遅延セルDIiで入力値を累算する入力スイッチング網ISNを有することを特徴とする、請求項１記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項５】
夫々の乗算器Miは、多相フィルタリングを可能にする夫々の係数行列Ciに結合されることを特徴とする、請求項１記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項６】
状態機械に基づいて前記フィルタデバイスを制御するように作動する制御器を有することを特徴とする、請求項１記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項７】
該状態機械は、
・前記スイッチング要素SWiの設定、
・前記出力スイッチング網の設定、
・前記入力パイプライン及び／又は該出力パイプラインの計時、
のうち少なくとも一つを決めることを特徴とする、請求項１記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項８】
該状態機械は、前記係数行列Ciからの係数の選択を決めることを特徴とする、請求項５又は７記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項９】
該状態機械は、前記入力スイッチング網の設定を決めることを特徴とする、請求項４又は７記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項１０】
更なる遅延要素と、入力離散要素と直前の入力離散要素との間の差を決め、該差を前記入力パイプラインに供給する減算要素とを有し、
該入力離散要素又は該直前の入力離散要素を前記出力パイプラインによって供給される出力離散要素に加える更なる加算要素を有することを特徴とする、請求項１記載のFIRフィルタデバイス。
【請求項１１】
入力信号を変換するサンプルレートに対する請求項１記載のFIRフィルタデバイスを有し、前記離散的表現は、レンダリングデバイスによって次のレンダリングのために、抽出された入力信号であることを特徴とする信号処理装置。
【請求項１２】
該レンダリングデバイスを有することを特徴とする、請求項１１記載の信号処置装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一連の離散的表現を変換するサンプリングレートのための有限インパルス応答（FIR）フィルタデバイス、及びこのようなフィルタデバイスを有する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
WO98/19396は、直接型、転置型、及びそれらが組み合わされたFIRフィルタを開示する。図１は、既知の直接型有限インパルス応答（FIR）フィルタの描写を示す。構造は、出力に基づく。それは、入力遅延セルDIiを有する入力パイプラインIPを組み込む。入力パイプラインは、一連のタップ点TPiを有する。入力タップ点TPiは、少なくとも夫々連続する対の入力遅延セルDIiとDIi+1との間に供給され、入力タップ点は、最後の遅延セルの後で加えられる。フィルタの出力ラインは、一連の離散的表現を供給する。出力ラインは、少なくとも二つの離散的表現を加える複数個の加算要素Siを有する。一般的に、離散的表現は、映像画素のようなサンプルである。タップTiは、夫々の入力タップ点TPiを対応する加算要素Siに結合する。夫々のタップTiは、入力パイプラインからの離散的表現に係数を掛ける夫々の加算器Miを有する。遅延セルは、加算器が連続する入力サンプルの組を一つのクロック周期で動かすことを確実にする。加算器は、反映されたフィルタ値を有する入力サンプルに、加算器に供給される係数（図示せず）を掛けることが可能である。図１の例では、四つの入力サンプルが一つの出力サンプルに寄与しうる。夫々の入力サンプルに対して一つの出力サンプルが発生する状況で、これは、四つのサンプルのフットプリント（又はフィルタ幅）でフィルタリング可能である。このフィルタ構造はまた、入力信号をスケーリングする能力を有する。一例としては、映像出力サンプルのラインが、入力ラインより多いサンプルを有する映像信号の拡大である。この目的のために、フィルタは、出力クロックによって駆動される。一以上の周期の間に同じ入力サンプルで動作することによって、入力サンプルよりも多い出力サンプルが作られる（即ち、信号は拡大される）。入力遅延セルによる入力サンプルの移動は、入力イネーブル信号（図示せず）によって制御される。拡大のために、ある出力クロック周期の間、入力の移動は無効となる。入力の移動が無効である時、他の係数を乗算器に供給することは、依然として可能である。この方法で、入力サンプルの同じ群から導かれる連続する出力サンプルは異なりうる。このようなフィルタは、通常多相フィルタと呼ばれる。原則的には、フィルタは、縮小のためにも使用されうる。この場合、出力は、フィルタに入力されたよりも少ないサンプルを有する。これは、更なる入力サンプルが、入力パイプラインに組み込まれている以上に必要とされる状況をもたらし、フィルタの品質を低下させる。これを解決するために、更なる遅延及び乗算器／加算器が加えられても良く、フィルタの費用を増大させる。転置フィルタは、縮小に対して、より適している。
【０００３】
図２は、既知の転置型FIRフィルタの描写を示す。構造は、出力に基づく。それは、離散的表現（サンプル）を夫々保存する一連の出力遅延セルDOiを有する出力パイプラインOPを有する。夫々連続する対の出力遅延セルDOiとDOi+1との間に、二つのサンプルを足し合わせる加算要素Siがある。加算要素Siは、入力ラインから、夫々の乗算器Miを介してサンプルの一つを受ける。他のサンプルは、先の遅延セルDOi+1、又は、加算要素からの出力値を累算する出力スイッチング網OSNから選ばれる。このフィルタでは、全ての乗算器が単一の入力サンプルで動作する。パイプラインは、乗算された入力サンプルを夫々の出力サンプルに累算する。出力スイッチング網は、更なる乗算ステップの結果が、単一の出力サンプルに加えられることを可能にする（新しい入力サンプルが規則的なフィルタ構造に移されない時と類似する方法で）。この構造は、縮小に対して最適であり、フィルタは入力クロックによって駆動される。多数の入力サンプルは、必要なだけ、単一の出力サンプルに加えられうる。従って、如何なる縮小比率も選ばれうる。標準的なフィルタリングの間、出力スイッチング網は通過位置にあり、夫々の加算要素は、先の加算要素の遅延出力を受ける（0個のサンプル値を受けるDO4を例外として）。図２の例では、フィルタ幅は4である。縮小の間、出力スイッチング網は、フィードバックモードで使用される。この方法で、乗算された入力は、四つ（＝フィルタ幅）の累算出力信号に加えられる。この構造は、更なる乗算器／加算器／遅延が加えられた場合を除いて、高品質の拡大に対してはそれ程適さないことが分かる。
【０００４】
異なるスケーリング要求を扱うことを可能にするために、WO98/19396はまた、記述された直接フィルタ及び転置フィルタの組み合わせであるフィルタを示す。組み合わせフィルタにおいて、乗算器が共有される。セレクタは、拡大モード又は縮小モードにフィルタを設定するために使用される。拡大の間、フィルタは直接型フィルタのように動作し、入力パイプラインの遅延要素のみが使用される。縮小の間、フィルタは転置型フィルタのように動作し、出力パイプラインの遅延要素のみが使用される。
【０００５】
１６：９のテレビの導入に伴い、ほとんどの物質が４：３のアスペクト比を有するために、この物質の高品質な表示は、更に難しくなった。４：３型を１６：９型へ拡大すること（一定の比率を用いて）は、受け入れがたい幅広い顔をもたらした。パノラマモードと呼ばれる可変スケーリングを用いることが望まれた。このモードでは、画面の端に表示された画像部分が拡大される。画面中央に表示された画像部分は拡大されない。既知のフィルタは、このようなスケーリングを実行する能力を有する。画面中央が縮小された場合（補償の為）、更に一層良い結果がもたらされることが分かった。可能なスケーリング曲線は、一つの映像ライン内で拡大及び縮小の両方の比率を与える放物線（二次元の多項式）である。既知の組み合わせフィルタ構造を使用することは、切り替えの前に使用されなかったパイプラインが、所望のサンプルで補充されることを必要とするという事実によって、フィルタ間の切り替えが起こる時に遅延をもたらす。このような遅延は、ストリーム処理、例えば映像又は音声にとって望ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高品質のフィルタリングの能力、即ちスケーリングモード間の円滑な切り替えと共にストリームデータをスケーリングする能力を有するフィルタ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的を満たすために、フィルタデバイスは、
一連の離散的表現を受け、
離散的表現を夫々保存する一連の入力遅延セルDIiと、入力タップ点が少なくとも夫々連続する対の入力遅延セルの間に設けられる複数N個の入力タップ点TPiとを有する入力パイプラインIPと、
一連の離散的表現を供給し、
離散的表現を夫々保存する一連の出力遅延セルDOiと、少なくとも二つの離散的表現を加え、少なくとも夫々連続する対の出力遅延セルの間に設けられる複数N個の加算要素Siと、該加算要素からの出力値を累算する出力スイッチング網OSNとを有する出力パイプラインと、
該入力パイプラインを該出力パイプラインに結合する一連のN個のタップTiとを有する。夫々のタップは、入力タップ点からの該離散的表現に係数を掛ける夫々の乗算器Miを有し、該タップの少なくともN-1個は、入力タップ点から該乗算器を通って加算要素に離散的表現を導くスイッチング要素を有し、該スイッチング要素は、j<=iが成り立つ場合に、如何なるタップ点TPjから加算要素Siへの離散的表現の供給を可能にするように配置される。
【０００８】
該タップの配置は、フィルタが入力パイプライン及び出力パイプラインの両方から同時に複数の要素にアクセスすることを可能にする。これは、拡大から縮小へ、又はその逆の切り替えの間にも高品質なフィルタリング性能を保つことを可能にする。
【０００９】
従属請求項２の手段によれば、タップTiの夫々は、唯一つの夫々の加算要素Siに結合され、スイッチング要素SWjは、j<=iが成り立ち、乗算器Miがある場合に、タップ点TPiの間に設けられる。原則的には、スイッチング要素はまた、乗算器と出力パイプラインとの間に置かれても良い。これは、行列Ciからの夫々の乗算係数を変えるに過ぎない。
【００１０】
従属請求項３の手段によれば、FIRフィルタデバイスは、一定のフィルタ幅N、N個の出力遅延セルDOi、及びN個又はN-1個（入力ストリームが引き止められるか否かによる）の入力遅延セルDIiを有する。この配置で、少なくともNのフィルタ幅は、スケーリング係数又はスケーリングモードが変えられる時も、縮小、拡大の間に到達される。
【００１１】
従属請求項４の手段によれば、前記入力パイプラインは、前記入力遅延セルDIiで入力値を累算する入力スイッチング網ISNを有し、出力サンプルが更に高い周波数で発生する一方で、入力ストリームが一時的に中断されうる状況での拡大を可能にする。
【００１２】
従属請求項５の手段によれば、夫々の乗算器Miは、多相フィルタリングを可能にする夫々の係数行列Ciに結合される。
【００１３】
従属請求項６の手段によれば、フィルタデバイスは、状態機械に基づいて前記フィルタデバイスを制御するように作動する制御器を有する。原則的には、フィルタの多数の設定は変更可能である。状態機械の使用は、スカラー設定を制御する効果的な方法である。
【００１４】
従属請求項７の手段によれば、該状態機械は、
・前記スイッチング要素SWiの設定、
・前記出力スイッチング網の設定、
・前記入力パイプライン及び／又は該出力パイプラインの計時、
のうち少なくとも一つを決める。
【００１５】
フィルタの機能によって、状態機械はまた、前記係数行列Ciからの係数の選択及び／又は前記入力スイッチング網の設定を決める。
【００１６】
従属請求項１０の手段によれば、フィルタデバイスは、更なる遅延要素と、入力離散要素を直前の入力離散要素から引き、引き算の結果を前記入力パイプラインに供給する減算要素とを有し、
該直前の入力離散要素を前記出力パイプラインによって供給される出力離散要素に加える更なる加算要素を有する。この方法で、フィルタは、交流値（即ち、絶対値の代わりに前の入力サンプルに関する差）で動作する。これは、所謂直流リップルを回避する。このようなリップルは、入力がほぼ一定（直流）である場合に起こり、フィルタに適用された係数は、正確に合計が1の乗算係数にならず、小さな外乱が加えられることを引き起こす。一定値の小規模な系列が異なるサンプル値に置き換えられる場合に、これは、フィルタの出力信号において目に見える、あるいは顕著な‘リップル’をもたらす。絶対値の代わりにオフセットで動作することによって、フィルタは、一定のサンプル値の系列に対して零値のサンプルを供給される。このような系列は、乗算係数の些細な欠点とは無関係に、乗算器の零出力をもたらす。
【００１７】
本発明の目的を満たすために、信号処理装置は、入力信号を変換するサンプルレートに対する請求項１記載のFIRフィルタデバイスを有し、前記離散的表現は、レンダリングデバイスによって次のレンダリングのために、抽出された入力信号であることを特徴とする。
【００１８】
本発明のこれら及び他の様相は、後述される実施例を参照して説明されることにより、明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
入力サンプル又は出力サンプルのいずれかが長いパイプラインを有することを回避するために、最適構造がハードウェア内でフィルタリングのために作られる。拡大に関して、これは、図１の従来の直接型フィルタである。一つのクロック周期において、幾つかの入力サンプルは、単一の出力サンプルに加えられる（入力サンプル・パイプライン化）。図３は、サンプル、即ち出力に対する入力が、夫々のクロック内で計算されることを示す形で、これを表わす。図３の例において、フィルタ幅（FWと称する）は4である。即ち、出力サンプルは、四つの入力サンプルに寄与される。１：１の比率を用いると（図３B参照）、一つの出力サンプルが発生する度に、入力サンプルも位置を一つ移される。１：２の拡大比率を用いると（図３Ａ参照）、二つの出力サンプルが発生する度に、入力サンプルは、位置を一つ移される。図３において、入力サンプルは水平に示され、出力サンプルは垂直に示される。
【００２０】
縮小に関して、図２の転置フィルタが使用されうる。図４は、垂線を用いてこのフィルタの働きを表わす。夫々のクロックは、幾つかの出力サンプルに対する単一の入力サンプルの寄与を計算する（出力サンプル・パイプライン化）。この図でも、4のFWが示される。一つの入力サンプルは、四つの出力サンプルに寄与する。１：２の比率を用いる（図４Ｂ参照）ことは、出力サンプルが、フィルタから出力された瞬間に全部で八つの入力サンプルから寄与されることを意味する。１：１の比率を用いる（図４Ａ）ことは、出力サンプルが、フィルタから出力された瞬間に全部で四つの入力サンプルから寄与されることを意味する。
【００２１】
いずれかの形式のフィルタが他の状況で適用されると、フィルタ幅に必要とされる以上の加算器が、品質が保たれた場合に必要とされる。
【００２２】
図５は、従順で、高品質な拡大及び縮小を支援する本発明による第一の実施例を表わす。フィルタの一つの周期で動作するサンプルの数は、拡大又は縮小とは無関係に、FWに等しい。アプリケーションは、様々なスケーリング比率（拡大及び縮小）に対する均一なスイッチングである。フィルタは、拡大に対して出力（クロック）駆動され、縮小に対して入力（クロック）駆動される。従って、フィルタは、クロック毎に一定数の乗算を有し、これはハードウェア（HW）において有利である。図１及び２と同じ引用符号を用いると、フィルタは、入力遅延セルDIiを有する入力パイプラインIPを有する（例では、三つの入力遅延セルが示される）。入力パイプラインは、一連のタップ点TPiを有する（例では、四つのタップ点が示される）。一つの入力タップ点TPiは、少なくとも夫々連続する対の入力遅延セルDIiとDIi+1との間に設けられる。更に、フィルタは、夫々が離散的表現（サンプル）を保存する一連の出力遅延セルDOiを有する出力パイプラインOPを有する（四つの出力遅延セルが示される）。夫々連続する対の出力遅延セルDOiとDOi+1との間に、二つのサンプルを足し算する加算要素Siがある。加算要素Siは、前に置かれた遅延セルDOi+1、又は加算要素からの出力値を累算する出力スイッチング網OSNから、サンプルの一つを受ける。出力パイプラインは、掛け算された入力サンプルを夫々の出力サンプルに対して累算する。出力スイッチング網は、幾つかの乗算ステップの結果が単一の出力サンプルに加えられることを可能にする（新しい入力サンプルが規則正しいフィルタ構造に動かされない場合と類似する方法で）。入力パイプライン及び出力パイプラインは、一連のN個（FW）のタップTiを介して結合される。夫々のタップは、入力タップ点からの離散的表現に係数を掛ける夫々の乗算器Miを有する。タップの少なくともN-1個は、入力タップ点から乗算器を通って出力パイプラインの加算要素に離散的表現を導くスイッチング要素を有する。スイッチング要素は、j<=iが成り立つ場合に、如何なるタップ点TPjから加算要素Siへの離散的表現の供給を可能にする。図５は、三つのスイッチング要素SW2、SW3及びSW4を示す。スイッチング要素SW1は、タップTiの一部であり、入力サンプルがタップ点T1からTiまで選ばれることを可能にする。故に、SW1は、一つのサンプル（TP1を介して使用可能である一つ）の選択を可能にすることのみを必要とし、従って示されない。
【００２３】
図６は、更なる実施例を示し、入力パイプラインIPは、入力遅延セルDIiで入力値を引き止める入力スイッチング網ISNを有する。これは、入力ストリームが、一時的に中断される状況で拡大を可能にする一方で、出力サンプルは、更に高い周波数で発生する。
【００２４】
図５及び６で示される実施例において、スイッチング要素は、入力タップ点と乗算器との間に置かれる。原則的には、スイッチング要素はまた、乗算器と加算要素との間に置かれても良い。これは、図７で表わされ、この中の他の特徴は、図６に対応する。
【００２５】
図８は、スイッチング要素が、必要以上のスイッチング選択肢を支援しうるスイッチング網（多重層、MUXと表わされる）に一体化される、代わりの実施例を示す。
【００２６】
図９は、遅延要素DI1及び減算要素SUBを有する更なる実施例を示す。現在の入力サンプル及び直前の入力サンプル（遅延セルDI1によって供給される）は、お互いから引き算される。減算の結果は、入力パイプラインIPに供給される。この方法で、フィルタは、絶対的なサンプル値でではなく、相対的なサンプル値で動作する。特に、入力信号が入力サンプルの特定の系列に対して安定であると、コアフィルタは零出力を供給する。図９の実施例では、遅延した入力要素が現在の入力サンプルから引かれる。絶対的な入力サンプルは、加算要素S0を用いて、実際の出力サンプルを与えるように出力パイプラインの出力に加えられる。図９では、遅延要素DI1に保存された入力サンプルが、出力サンプルに加えられる。図１０に示される代わりの実施例では、現在の入力サンプルが出力サンプルに加えられる。図９及び１０の実施例において、DI1の主な目的は、夫々の入力信号を作ることであることが分かる。更なる入力遅延要素は、入力スイッチング網を完全にするために入力パイプラインに加えられても良い。フィードバックスイッチを有するこの付加的な入力遅延要素は、図６のDI1からDI4に対して示されたのと同じでありうる。それは、入力減算器SUBの後、且つ第一のタップT1の前に置かれる。
【００２７】
図１０は、図５及び６のスイッチング要素を有する図９で示されるようなフィルタについて、更に詳細に説明する。フィルタ係数は、乗算器Miに供給されることが示される。望ましくは、夫々の乗算器Miは、多相フィルタリングを可能にするように、夫々の係数行列Ciに結合される。夫々のフィルタ位相に対して、異なる係数が、入力サンプルを有する乗算用の乗算器に供給されうる。本来、多相フィルタリングは既知であり、これ以上説明しない。
【００２８】
望ましい実施例において、本発明によるFIRフィルタデバイスは、状態機械に基づいて、フィルタデバイスを制御する制御器を有する。状態機械は、以下の様相の幾つか（望ましくは全て）を制御しても良い。
【００２９】
・入力パイプライン及び／又は出力パイプラインの計時（入力イネーブル及び出力イネーブル信号を夫々介する）、
・係数行列Ciからの係数の選択、及び／又は
・スイッチング要素SWiの設定（夫々のxseli信号を介する）、
・出力スイッチング網OSNの設定、
・入力スイッチング網ISNの設定。
【００３０】
図１０はまた、フィルタの制御について、更に詳細に説明する。状態機械の主な仕事は、夫々のクロック周期に対して起こる必要がある乗算を決めることである。この方法で、パイプラインの導入及び導出の影響は回避される。状態機械は、4のフィルタ幅に関して詳細に記述される。当業者は、同じ原理に基づいて、如何なる所望のフィルタ幅に対しても状態機械を設計することができる。状態機械の働きは、図１１から１６を参照して説明される。図１１は、図１２において、如何にサンプルが出力パイプラインに加えられることが示されるか、を表わす。図３及び４と同様に、入力サンプルは水平に示され、出力サンプルは垂直に示される。図１１は、フィルタの二つの周期を示す。第一の周期では、入力サンプルmは、出力サンプルn、n+1及びn+2に加えられ、入力サンプルm-1は、出力サンプルn+3に加えられる。第二の周期の間に、入力サンプルm+1は、出力サンプルn+1及びn+2に加えられ、入力サンプルmは、出力サンプルn+3及びn+4に加えられる。
【００３１】
図１２は、状態機械が、4のフィルタ幅に対して八つの状態を有することを示す。状態１は、標準的な転置方法を表わし、単一の入力サンプルは、図５に対応して、FWの出力サンプル上にマッピングされる。状態８は、FWの入力サンプルがFWの出力サンプル上にマッピングされる場合を表わす。パイプライン化された入力及び出力サンプルは、それらは連続するという制限を有するので、可能性の数は数学的に計算されうる。連続する乗算毎に、乗算器は、同じ入力サンプル又は前の入力サンプルのどちらか（二つの選択）で動作し、従って、決して先行しない。第一の乗算器は選択肢を有さない。即ち、それは常に現在の入力サンプルで動作する。FWは、この場合4に等しいので、与えられた二つの選択肢のうちいずれか一つでありうる三つ（FW−1）の乗算が存在する。これは、2の3乗は8個の可能性に等しいという結果をもたらす。一般的に、FW=ｎに対して、2(FW-1)の総和が使用される。従って、増大するFWは、可能性の数（即ち、明確な状態の数）の指数関数的な増大をもたらす。図５を参照すると、これはまた、以下のように表わされうる。乗算器M1は、常にタップ点TP1（選択肢なし）から入力を受ける。乗算器M2は、選択的にTP2（即ち、前の入力サンプル）又はTP1（即ち、現在の入力サンプル）から入力サンプルを受けうる。故に、二つの選択肢である。理論的には、乗算器M3は、選択的にTP3、TP2又はTP1から入力サンプルを受けうる。しかし、フィルタは、入力サンプルの連続する系列上で動作することが望まれ、‘穴’は生ずるべきでない（例えば、サンプル1、2、及び4はフィルタの出力に寄与するが、サンプル3は飛ばされる）。これは、M3の選択肢がM2に対して現在選択されているものの先のサンプル、又はM2に対して選択されているのと同じサンプルに、限定されることを示す。同様に、M4は、4つの入力サンプルの理論選択肢を有するが、実際には同じもの又は前の入力サンプル（やはり二つの選択肢）に限定される。
【００３２】
問題は、如何なる所定のFWに対しても不変であるので、有限状態機械（FSM）でこれを実行することが最適である。夫々の状態は、それ自体又は他の状態のいずれかによって後に続かれるので、規則は状態遷移で設定されうる。以下で更に詳細に記述されるように、遷移は、出力サンプルから前計算されたmlow及びmhighに依存する。
【００３３】
図１３は、状態２の状態遷移を表わす。あらゆる状態で、状態２のように、三つの異なる遷移が可能である（a、b及びcと示される）。遷移aは、出力サンプルが終えられない（以下で記述されるように、mhighは到達されない）状況下で成される。この場合、状態は同じままであり、新しい入力サンプルが要求され、新しい出力サンプルは無い。遷移b又はcは、mhighが到達される場合に成され、状態aではなくなる。遷移b又はcは、新しい出力サンプルのmlowに依存する。新しい出力サンプルの処理を除くこれら二つの遷移の夫々において、更に、新しい入力サンプルが要求される（これは一般的に問題ではない）。図１３は、左のブロックとして現在の状態（この例では、状態２）を示す。三つの他のブロックは、遷移a、b、又はc夫々の後で到達される状態を示す。夫々のブロックに関して、状態数は、左上角に示される。故に、図１３は、以下の状態遷移、
a：2->2、
b：2->5、及び
c：2->3、
を示す。この表記を用いると、円弧は示される必要がないが、図１３でそれらは原理を表わすために示される。図１４は、全ての八つの状態に対する全ての遷移を示す。
【００３４】
状態機械の出力は、入力サンプルが、新しい入力サンプルの要求を有し、予め計算された出力サンプルを移動するいずれかの出力サンプルへのフィルタ・テーブルのいずれかの入力に寄与するスケーリング機関位相を制御する。図１５は、夫々の状態に関して、三つの可能な状態遷移の幾つかに対する状況、及び結果として生じる出力を示す。この例で、状態機械は、夫々の信号Xseliによってスイッチング要素SWiを制御し（図１０参照）、入力イネーブル信号i_enによって入力パイプラインを計時し、出力イネーブル信号o_enによって出力パイプラインを計時する。
【００３５】
図１６は、一つのサンプルラインのパノラマ処理の一例を与える。第一の入力サンプルは、拡大される。連続するサンプルに対して、比率は、１：１にゆっくり調整され、その後、中央で縮小が成される。次に、反対の処理が起こる。比率は再び１：１にゆっくり調整され、その後拡大が成される。この処理は、放物線のような、如何なる適切なスケーリング曲線によって制御されても良い。
【００３６】
夫々の出力サンプルは、フィルタ係数を掛けられた幾つかの入力サンプルに寄与される。寄与する第一のサンプルは、mlowで示され、最後はmhighで示される。従って、間にある全てのサンプルはまた、特定の出力サンプルに対する一連の入力サンプルのmlowからmhighの範囲に寄与する。前述したように、mlowとmhighとの間の距離は、一定である必要はない。例えば、それは、従順な（縮小）スケーリング比率である。従って、スケーリング比率は、所要のFWと共にmlow及びmhighの距離でそれ自体を反映する。
【００３７】
図１７は、音声又は映像の信号のような、イメージ信号を変換するサンプルレートに対するFIRフィルタデバイス1710を有する信号処理装置1700を示す。フィルタが動作する離散的表現は、入力イメージ信号をサンプリングされる。イメージ信号は、表示装置に適切なデジタル形式で前もって供給されても良い。信号がアナログ形式で供給される場合、表示装置は、アナログ信号をサンプリングするA/D変換器を有しても良い。制御器1720は、上述したように、フィルタを制御するために使用される。制御器1720は、フィルタデバイス内で具現化されても良く、あるいは、フィルタデバイスの外にあっても良い（例えば、信号処理装置の適切な処理装置上で実行される）。サンプルレート変換された信号は、他の装置による更なる処理のために出力されても良い。後者の場合、信号は、適切なデジタルインターフェースによって適切なデジタル表現で出力されても良い。このような表現及びインターフェースは既知である。それはまた、D/A変換器を用いてアナログ形状に変換されても良い。サンプルレート変換された信号は、信号処理装置自体によって更に処理されても良い。例えば、信号処理装置は、変換された信号を保存する保存デバイスを有しても良い。例えば、保存デバイスは、テープ、ハードディスク、又は半導体メモリーであっても良い。信号は、保存デバイスからレンダリングデバイスに供給されても良い。レンダリングデバイスは、信号処理装置の外部又は内部にあっても良い。例えば、レンダリングデバイスは、CRT、LCD、プラズマディスプレイ若しくは適切な他の表示装置、又は音声レンダリングデバイス（増幅器1740及びスピーカー1750）であっても良い。
【００３８】
留意すべきは、上述の実施例は、本発明を限定することなく説明し、当業者は、添付の特許請求の範囲の適用範囲から離れることなく、多数の代わりの実施例を設計することが可能であることである。特許請求の範囲において、括弧内に置かれた如何なる引用符号も、請求範囲を限定するように考えられるべきではない。動詞“有する”及び“含む”の使用、並びにその活用は、請求範囲内で記載された以外の要素又はステップの存在を認めないわけではない。要素の前に付けられた冠詞“一つの”は、このような要素が複数存在することを認めないわけではない。本発明は、幾つかの識別可能な要素を有するハードウェアによって、及び、適切にプログラムされたコンピュータによって、実施されても良い。コンピュータプログラムプロダクトは、光学式保存のような、適切な媒体上に保存／分配されても良いが、インターネット、又は有線若しくは無線の遠距離通信システムを介して分配されるように、他の形式で分配されても良い。幾つかの手段を列挙するシステム／デバイス／装置の請求項において、それら手段の幾つかは、ハードウェアの同一の代物によって具現化されても良い。特定の案が相互に異なる従属請求項で列挙されるという単なる事実は、それら案の組み合わせが有利に用いられ得ないことを示さない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の直接型FIRフィルタを示す。
【図２】従来の転置型FIRフィルタを示す。
【図３】A及びBは、直接型FIRフィルタを用いる拡大を示す。
【図４】A及びBは、転置型FIRフィルタを用いる縮小を示す。
【図５】本発明によるFIRフィルタを表わす。
【図６】フィルタの第一の実施例を示す。
【図７】フィルタの第二の実施例を示す。
【図８】フィルタの第三の実施例を示す。
【図９】フィルタの第四の実施例を示す。
【図１０】更に詳細なフィルタの一実施例を示す。
【図１１】サンプルが出力パイプラインに加えられる指示方法を示す
【図１２】四段階フィルタの状態を表わす。
【図１３】状態２に関する状態遷移を表わす。
【図１４】四段階フィルタに関する状態及び遷移を示す。
【図１５】遷移の状態及び出力を示す。
【図１６】サンプルラインのパノラマ処理の一例を与える。
【図１７】本発明によるフィルタを有する信号処理装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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