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求任意時(shí)刻插值的插補(bǔ)裝置的制作方法

文檔序號(hào):6414193閱讀:180來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:求任意時(shí)刻插值的插補(bǔ)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種插補(bǔ)裝置,具體來(lái)說(shuō),涉及一種對(duì)于輸入信號(hào)序列,通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理計(jì)算任意時(shí)刻插值的插補(bǔ)裝置。
通常,根據(jù)周期T的輸入信號(hào)Xi序列(i為整數(shù))求任意時(shí)刻nT+τ(n為整數(shù),0≤τ≤T,下同)的插值Y(nT+τ)時(shí)采用以下式(1)。Y(nT+τ)=Σi=0NXn-ih(iT+τ)-------(1)]]>其中,Xn-i是(n-i)T時(shí)的輸入信號(hào),h(t)是諸如余弦衰減濾波器脈沖響應(yīng)或拉格朗日插值多項(xiàng)式等插值函數(shù)。另外,h(iT+τ)值通常當(dāng)i大于某個(gè)數(shù)值的話,便小到可以忽略的程度(以下稱此數(shù)值為臨界值)。因此,插值計(jì)算中,即便將超過(guò)臨界值的i的函數(shù)值h(iT+t)排除在外,也沒(méi)有大的問(wèn)題。由此可知,式(1)中的變量N(N為1以上整數(shù))正是表示該臨界值。
現(xiàn)有的插補(bǔ)裝置已知有日本特開(kāi)平8-204506號(hào)公報(bào)(以下稱現(xiàn)有文獻(xiàn))中所記載的插補(bǔ)裝置。圖7所示為現(xiàn)有文獻(xiàn)所記載的插補(bǔ)裝置的框圖。該現(xiàn)有文獻(xiàn)所記載的插補(bǔ)裝置是用硬件構(gòu)成一時(shí)變系數(shù)濾波器,以適應(yīng)取樣頻率高的輸入輸出數(shù)據(jù)。
以下簡(jiǎn)單說(shuō)明現(xiàn)有插補(bǔ)裝置的插補(bǔ)動(dòng)作。
圖7中,現(xiàn)有文獻(xiàn)記載的插補(bǔ)裝置包括延遲元件711~71N,只讀存儲(chǔ)器(以下稱為ROM)720~72N和加法器731~73N。延遲元件711~71N使所輸入的數(shù)據(jù)延遲輸出。ROM720~72N中存儲(chǔ)有各個(gè)輸入數(shù)據(jù)Xn~Xn-N和插補(bǔ)時(shí)刻τ組合所對(duì)應(yīng)的多個(gè)數(shù)值Xn-ih(iT+τ)(i=0~N,下同)。加法器731~73N分別使各個(gè)ROM720~72N選出的數(shù)值Xn-ih(iT+τ)相加。通過(guò)這樣相加計(jì)算式(1),結(jié)果便可求得任意時(shí)刻nT+τ的插值。
象這樣,現(xiàn)有文獻(xiàn)所記載的插補(bǔ)裝置,對(duì)于輸入信號(hào)序列Xn~Xn-N中每一個(gè)都具有專用ROM720~72N,而且,相應(yīng)每一個(gè)ROM720~72N均具有與插補(bǔ)時(shí)刻τ分辨率成正比的存儲(chǔ)容量。另外,現(xiàn)有文獻(xiàn)所記載的插補(bǔ)裝置對(duì)于插補(bǔ)時(shí)刻τ的變化,相應(yīng)地隨各個(gè)時(shí)刻切換ROM720~72N內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)值Xn-ih(iT+τ)的地址。
通過(guò)以上處理,現(xiàn)有文獻(xiàn)所記載的插補(bǔ)裝置,實(shí)現(xiàn)了一種適應(yīng)高取樣頻率輸入輸出數(shù)據(jù)的插補(bǔ)裝置。
但上述現(xiàn)有文獻(xiàn)所記載的插補(bǔ)裝置,對(duì)于輸入信號(hào)序列Xn~Xn-N各自的專用ROM720~72N必須具有與插補(bǔ)時(shí)刻τ分辨率成正比的容量。具體來(lái)說(shuō),由于要在ROM720~72N中存儲(chǔ)所有欲求出插值的時(shí)刻τ所對(duì)應(yīng)的數(shù)值Xn-ih(iT+τ),因而問(wèn)題在于,欲求出插值的時(shí)刻(τ)越多,ROM720~72N存儲(chǔ)容量需要越多。此外,還有這種問(wèn)題,每當(dāng)插補(bǔ)時(shí)刻τ變化,就要對(duì)ROM720~72N內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)值Xn-ih(iT+τ)的地址進(jìn)行切換,由于這種操作需要高速進(jìn)行,因而插補(bǔ)裝置的電路規(guī)模和功率消耗都比較大。
因此,本發(fā)明目的在于提供一種高速進(jìn)行插補(bǔ)處理,而電路規(guī)模和功率消耗卻較小的插補(bǔ)裝置。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明具有以下所述特征。
本發(fā)明的第一方面,是一種求出輸入信號(hào)序列任意時(shí)刻插值的插補(bǔ)裝置,其特征在于包括用固定系數(shù)對(duì)輸入信號(hào)序列進(jìn)行曲線插補(bǔ),輸出任意輸出信號(hào)序列的固定系數(shù)濾波器;以及根據(jù)求出插值的時(shí)刻,從輸出信號(hào)序列當(dāng)中選取相鄰的2個(gè)輸出信號(hào),用該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的直線插補(bǔ)系數(shù),對(duì)所選取的該2個(gè)輸出信號(hào)之間進(jìn)行直線插補(bǔ)的直線插補(bǔ)手段。
如上所述,按照第一方面,首先用固定系數(shù)進(jìn)行曲線插補(bǔ),以后再用直線插補(bǔ)系數(shù)進(jìn)行直線插補(bǔ)。因此,插補(bǔ)裝置中應(yīng)存儲(chǔ)系數(shù)的數(shù)目可以減少,而且,每當(dāng)求插值的時(shí)刻變化,不需要切換系數(shù),因而可以高速進(jìn)行插補(bǔ)處理。
本發(fā)明的第二方面,其特征在于,第一方面中,固定系數(shù)濾波器用固定系數(shù)對(duì)位于相鄰的任意2點(diǎn)之間的一個(gè)中間點(diǎn)進(jìn)行曲線插補(bǔ),輸出同該相鄰的任意2點(diǎn)和該中間點(diǎn)有關(guān)的輸出信號(hào)序列。
如上所述,按照第二方面,固定系數(shù)濾波器求出的是相鄰的任意2點(diǎn)之間的一個(gè)插補(bǔ)點(diǎn),因而可以由簡(jiǎn)單的電路構(gòu)成獲得第一方面所達(dá)到的效果。
本發(fā)明的第三方面,其特征在于,第一方面中,固定系數(shù)濾波器用固定系數(shù)對(duì)位于相鄰的任意2點(diǎn)之間的2個(gè)以上中間點(diǎn)進(jìn)行曲線插補(bǔ),輸出同該相鄰的任意2點(diǎn)和該2個(gè)以上中間點(diǎn)有關(guān)的輸出信號(hào)序列。
如上所述,按照第三方面,固定系數(shù)濾波器求出的是相鄰任意2點(diǎn)之間的2個(gè)以上插補(bǔ)點(diǎn),因而可以比第二方面求得的插值進(jìn)一步提高(相對(duì)于實(shí)際值的)近似精度。
本發(fā)明的第四方面,其特征在于,第二方面中,固定系數(shù)濾波器包括按任意延遲量使輸入信號(hào)序列延遲的多個(gè)延遲元件;包含使輸入信號(hào)序列和多個(gè)延遲元件輸出與固定系數(shù)分別相乘輸出的多個(gè)系數(shù)乘法器在內(nèi)的系數(shù)乘法部;以及將系數(shù)乘法部所含的多個(gè)系數(shù)乘法器的輸出全部相加的加法器,直線插補(bǔ)手段包括根據(jù)時(shí)刻從輸出信號(hào)序列當(dāng)中選取相鄰2個(gè)輸出信號(hào)的選擇手段;通過(guò)對(duì)時(shí)刻和預(yù)先確定的固定常數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,計(jì)算該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的直線插補(bǔ)系數(shù)的直線插補(bǔ)系數(shù)運(yùn)算手段;以及用直線插補(bǔ)系數(shù),對(duì)所選取的相鄰2個(gè)輸出信號(hào)之間進(jìn)行直線插補(bǔ),來(lái)計(jì)算時(shí)刻的插值的插值計(jì)算手段。
如上所述,第四方面給出的是第二方面插補(bǔ)裝置的具體構(gòu)成。如第四方面用加法減法器和乘法除法器等構(gòu)成,可以簡(jiǎn)化電路并減小規(guī)模,并且使該電路驅(qū)動(dòng)所需的功率消耗得以減少。
本發(fā)明的第五方面,其特征在于,第三方面中,固定系數(shù)濾波器包括按任意延遲量使輸入信號(hào)序列延遲的多個(gè)延遲元件;包含使輸入信號(hào)序列和多個(gè)延遲元件輸出與固定系數(shù)分別相乘輸出的多個(gè)系數(shù)乘法器在內(nèi)的2個(gè)以上系數(shù)乘法部;以及將1個(gè)系數(shù)乘法部所含的多個(gè)系數(shù)乘法器的輸出全部相加的2個(gè)以上加法器,直線插補(bǔ)手段包括
根據(jù)時(shí)刻從輸出信號(hào)序列當(dāng)中選取相鄰2個(gè)輸出信號(hào)的選擇手段;通過(guò)對(duì)時(shí)刻和預(yù)先確定的固定常數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,計(jì)算該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的直線插補(bǔ)系數(shù)的直線插補(bǔ)系數(shù)運(yùn)算手段;以及用直線插補(bǔ)系數(shù),對(duì)所選取的相鄰2個(gè)輸出信號(hào)之間進(jìn)行直線插補(bǔ),來(lái)計(jì)算時(shí)刻的插值的插值計(jì)算手段。
如上所述,第五方面給出的是第三方面插補(bǔ)裝置的具體構(gòu)成。如第五方面用加法減法器和乘法除法器等構(gòu)成,可以簡(jiǎn)化電路并減小規(guī)模,并且使該電路驅(qū)動(dòng)所需的功率消耗得以減少。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置構(gòu)成的框圖。
圖2示出的是圖1中固定系數(shù)濾波器所輸出的信號(hào)。
圖3示出的是對(duì)圖1中固定系數(shù)濾波器輸出信號(hào)進(jìn)行直線插補(bǔ)的處理動(dòng)作。
圖4示出的是對(duì)圖1中固定系數(shù)濾波器輸出信號(hào)進(jìn)行直線插補(bǔ)的處理動(dòng)作。
圖5是表示本發(fā)明第二實(shí)施例插補(bǔ)裝置構(gòu)成的框圖。
圖6示出的是圖5中固定系數(shù)濾波器所輸出的信號(hào)和對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行直線插補(bǔ)的處理動(dòng)作。
圖7是表示現(xiàn)有插補(bǔ)裝置構(gòu)成的框圖。
以下用圖1~圖6說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置構(gòu)成的框圖。圖1中,本發(fā)明第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置包括固定系數(shù)濾波器11和直線插補(bǔ)部21。固定系數(shù)濾波器11包含延遲元件111~11N,系數(shù)乘法器111~11N,系數(shù)乘法器120~12N和加法器131~13N。另外,這里所說(shuō)的“固定系數(shù)”是指系數(shù)不論插補(bǔ)時(shí)刻總是固定的意思。所以,固定系數(shù)濾波器11也可以是系數(shù)可修改的濾波器。直線插補(bǔ)部21包括選擇部211、插值計(jì)算部212、比較器213、減法器214、開(kāi)關(guān)216和常數(shù)除法器217。
延遲元件111~11N使輸入信號(hào)Xj(j為整數(shù))延遲為Xj-1,并保持該Xj-1。系數(shù)乘法器120~12N將輸入值與預(yù)先存儲(chǔ)的任意系數(shù)g(iT)相乘。加法器131~13N使所規(guī)定的系數(shù)乘法器120~12N輸出值相加。
選擇部211包含相互聯(lián)動(dòng)的輸入雙系統(tǒng)開(kāi)關(guān)211a、211b,根據(jù)比較器213的邏輯值切換開(kāi)關(guān),選取輸入。插值計(jì)算部212包含減法器212a,乘法器212b和加法器212c,由開(kāi)關(guān)211a、211b選定的數(shù)值和常數(shù)除法器217提供的直線插補(bǔ)系數(shù)R進(jìn)行直線插補(bǔ)處理。比較器213根據(jù)所輸入的插補(bǔ)時(shí)刻τ的數(shù)值指令選擇部211和開(kāi)關(guān)216的切換。減法器214使所輸入的插補(bǔ)時(shí)刻τ延遲T/2。常數(shù)除法器217用T/2除輸入值。
先說(shuō)明第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置固定系數(shù)濾波器11的處理。
固定系數(shù)濾波器11對(duì)輸入信號(hào)序列Xn的任意2點(diǎn)中點(diǎn)值進(jìn)行插補(bǔ)處理,即進(jìn)行2倍插補(bǔ)處理。圖1中,固定系數(shù)濾波器11輸入Xn。延遲元件111~11N順序重復(fù)延遲,同時(shí)保持各個(gè)Xn-1~Xn-N的數(shù)值。系數(shù)乘法器120~12N分別將Xn~Xn-N乘以g(0)~g(NT)。加法器131~13N依次將系數(shù)乘法器120~12N的輸出相加。由此,固定系數(shù)濾波器11便以加法器13N的輸出為例獲得下面式(2)的值Zn。Zn=Σi=0NXn-ig(iT)------(2)]]>其中,選定系數(shù)乘法器120~12N存儲(chǔ)的插補(bǔ)系數(shù)g(iT),以便式(2)中Zn值為Xn-M和Xn-M+1的中點(diǎn)值X((n-M)T+T/2)。由此,式(2)可以改寫為式(3)。其中,M為滿足0<M<N的任意整數(shù)。X((n-M)T+T2)=Σi=0NXn-ig(iT)-----(3)]]>另一方面,如上所述,延遲元件111~11N中必定存在保持Xn-M和Xn-M+1數(shù)值的延遲元件。因此,固定系數(shù)濾波器11還輸出Xn-M和Xn-M+1。
這樣,固定系數(shù)濾波器11就輸出Xn-M、Xn-M+1及其中點(diǎn)共計(jì)3點(diǎn)數(shù)值,即輸出以時(shí)間T/2為間隔排列的3點(diǎn)數(shù)值。圖2示出這3點(diǎn)時(shí)間與數(shù)值的關(guān)系。圖2中,用黑圓點(diǎn)(●標(biāo)記,下同)示出的是使輸入信號(hào)序列Xn延遲的結(jié)果,其中存在Xn-M和Xn-M+1。而圖2中,用白圓點(diǎn)(○標(biāo)記,下同)示出的是對(duì)輸入信號(hào)序列Xn插補(bǔ)中點(diǎn)的結(jié)果,其中存在式(2)給出的數(shù)值X((n-M)T+T/2)。
另外,本發(fā)明第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置中,固定系數(shù)濾波器11同時(shí)輸出3點(diǎn)數(shù)值,但也可以采用依次輸出3點(diǎn)數(shù)值的固定系數(shù)濾波器,再對(duì)該輸出進(jìn)行串行并行變換。
以下說(shuō)明第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置中直線插補(bǔ)部21的處理。
現(xiàn)假定求Xn-M和Xn-M+1之間時(shí)刻(n-M)T+τ的插值。這時(shí),0≤τ<T/2,比較器213輸出邏輯值“0”。選擇部211內(nèi)的開(kāi)關(guān)211a和211b按照該邏輯值“0”聯(lián)動(dòng),在固定系數(shù)濾波器11輸出當(dāng)中,選取Xn-M為A,選取X((n-M)T+T/2)為B。另外,開(kāi)關(guān)216按照邏輯值“0”選取數(shù)值τ。常數(shù)除法器217用T/2除開(kāi)關(guān)216選取的數(shù)值τ,以該τ/(T/2)數(shù)值為直線插補(bǔ)系數(shù)R,輸出至插值計(jì)算部212。插值計(jì)算部212用直線插補(bǔ)系數(shù)R對(duì)開(kāi)關(guān)211a和211b選取的數(shù)值A(chǔ)和B進(jìn)行插補(bǔ)。具體來(lái)說(shuō),插值計(jì)算部212內(nèi)的減法器212a由B減去A,輸出B-A。乘法器212b將直線插補(bǔ)系數(shù)R與(B-A)相乘,輸出R(B-A)。接下來(lái),加法器212c將R(B-A)與A相加,輸出插值A(chǔ)+R(B-A)。該插值如圖3所示,為線段301上插補(bǔ)時(shí)刻τ的數(shù)值,即圖3中用白正方形(□標(biāo)記、下同)表示的數(shù)值。該數(shù)值接近于圖3中用黑正方形(■標(biāo)記、下同)表示的真插值,為較佳的近似值。
接下來(lái),T/2≤τ≤T場(chǎng)合,比較器213輸出邏輯值“1”。按照該邏輯值“1”,選擇部211內(nèi)的開(kāi)關(guān)211a和211b聯(lián)動(dòng),在固定系數(shù)濾波器11的輸出當(dāng)中,選取X((n-M)T+T/2)作為A,選取Xn-M+1作為B。開(kāi)關(guān)216按照邏輯值“1”,選取常數(shù)減法器214輸出的數(shù)值τ-T/2。常數(shù)除法器217用T/2除開(kāi)關(guān)216選取的數(shù)值τ-T/2,將該數(shù)值(τ-T/2)/(T/2)作為直線插補(bǔ)系數(shù)R,輸出至插值計(jì)算部212。插值計(jì)算部212按上述0≤τ<T/2場(chǎng)合相同的步驟,輸出插值A(chǔ)+R(B-A)。該插值如圖4所示,為線段401上插補(bǔ)時(shí)刻τ的數(shù)值,即圖4中白正方形表示的數(shù)值。該數(shù)值接近于圖4中黑正方形表示的真插值,為較佳的近似值。
如上所述,本發(fā)明第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置,先利用固定系數(shù)進(jìn)行曲線插補(bǔ),然后利用直線插補(bǔ)系數(shù)進(jìn)行直線插補(bǔ)。因此,插補(bǔ)裝置所要存儲(chǔ)的系數(shù)個(gè)數(shù)可以較少,而且,求插值的時(shí)刻每次變化均不需要切換系數(shù),因而可以高速進(jìn)行插補(bǔ)處理。
另外,為了極為簡(jiǎn)便地求出真插值的近似值,還可考慮不用固定系數(shù)濾波器11,而在Xn-M和Xn-M+1之間進(jìn)行直線插補(bǔ)處理。但該場(chǎng)合,如圖3中線段302上的X標(biāo)記和圖4中線段402上的X標(biāo)記所示,與真插值的誤差較大。而本發(fā)明第一實(shí)施例的插補(bǔ)裝置,由于采用固定系數(shù)濾波器11和直線插補(bǔ)部21兩者,因而實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)精度的提高。
(第二實(shí)施例)圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例插補(bǔ)裝置構(gòu)成的框圖。圖5中,本發(fā)明第二實(shí)施例插補(bǔ)裝置包括固定系數(shù)濾波器12和直線插補(bǔ)部22。固定系數(shù)濾波器12包含延遲元件111~11N,第一系數(shù)乘法器140~14N,第二系數(shù)乘法器150~15N,第一加法器131~13N和第二加法器161~16N。另外,本第二實(shí)施例中所說(shuō)的“固定系數(shù)”這種表述與上述第一實(shí)施例相同,是指不論要插補(bǔ)的時(shí)刻如何系數(shù)總是固定的意思。因而,固定系數(shù)濾波器12也可以是系數(shù)可修改的濾波器。直線插補(bǔ)部22包含選擇部221、插值計(jì)算部212、比較器223、第一減法器224、第二減法器225、開(kāi)關(guān)226和常數(shù)除法器227。
另外,第二實(shí)施例中,有關(guān)延遲元件111-11N、第一加法器131~13N和插值計(jì)算部212,是與上述第一實(shí)施例相同的組成部分,以下附加相同參照標(biāo)號(hào),省略其說(shuō)明。而第二加法器161-16N,由于固定系數(shù)濾波器12內(nèi)存在2系列加法器組,因而加上的是與第一加法器131~13N不同的參照標(biāo)號(hào),但組成和功能與第一加法器131~13N完全相同。
系數(shù)乘法器140~14N將輸入值與預(yù)先存儲(chǔ)的任意系數(shù)g1(iT)相乘。系數(shù)乘法器150~15N將輸入值與預(yù)先存儲(chǔ)的任意系數(shù)g2(iT)相乘。加法器131-13N將規(guī)定的系數(shù)乘法器140~14N的輸出值相加。加法器161~16N將規(guī)定的系數(shù)乘法器150~15N的輸出值相加。
選擇部221包含相互聯(lián)動(dòng)的輸入3種組合的開(kāi)關(guān)221a、221b,根據(jù)比較器223的邏輯值切換開(kāi)關(guān),選擇輸入。比較器223根據(jù)所輸入的插補(bǔ)時(shí)刻τ的數(shù)值,指令值選擇部221和開(kāi)關(guān)226進(jìn)行切換。減法器224和225分別使所輸入的插補(bǔ)時(shí)刻τ延遲T/3和2T/3。常數(shù)除法器227用T/3除輸入值。
先就第二實(shí)施例插補(bǔ)裝置中固定系數(shù)濾波器12的處理加以說(shuō)明。
固定系數(shù)濾波器12對(duì)輸入信號(hào)序列Xn任意2點(diǎn)間三等分后得到的新的2點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行插補(bǔ)處理,即進(jìn)行3倍插補(bǔ)處理。這里,選取系數(shù)乘法器140~14N所存儲(chǔ)的插補(bǔ)系數(shù)g1(iT),以便式(2)中Zn數(shù)值為Xn-M和Xn-M+1之間三等分新得出的2點(diǎn)當(dāng)中超前一側(cè)的數(shù)值X((N-M)T+2T/3)。接著,選取系數(shù)乘法器150~15N所存儲(chǔ)的插補(bǔ)系數(shù)g2(iT),以便式(2)中Zn數(shù)值為Xn-M和Xn-M+1之間三等分新得出的2點(diǎn)當(dāng)中滯后一側(cè)的數(shù)值X((N-M)T+2T/3)。
因此,固定系數(shù)濾波器12輸出Xn-M、Xn-M+1以及在它們之間三等分新得出的2點(diǎn)共計(jì)4點(diǎn)數(shù)值,即以時(shí)間T/3為間隔排列的4點(diǎn)數(shù)值。圖6給出這4點(diǎn)時(shí)間與數(shù)值的關(guān)系。圖6中,黑圓點(diǎn)示出的是使輸入信號(hào)序列Xn延遲的結(jié)果,這當(dāng)中存在Xn-M和Xn-M+1。圖6中,白圓點(diǎn)示出的是輸入信號(hào)序列Xn間插補(bǔ)的結(jié)果,這當(dāng)中存在式(2)示出的數(shù)值X((N-M)T+T/3)和X((N-M)T+2T/3)。
以下就第二實(shí)施例插補(bǔ)裝置直線插補(bǔ)部22的處理加以說(shuō)明。
現(xiàn)假定求Xn-M與Xn-M+1之間時(shí)刻(n-M)T+τ的插值。這里0≤τ<T/3場(chǎng)合,比較器223輸出邏輯值“0”。選擇部221內(nèi)的開(kāi)關(guān)221a和221b按照該邏輯值“0”聯(lián)動(dòng),在固定系數(shù)濾波器12輸出當(dāng)中,選取Xn-M為A,選取X((n-M)T+T/3)為B。而且,開(kāi)關(guān)226按照邏輯值“0”選取數(shù)值τ。常數(shù)除法器227用T/3除開(kāi)關(guān)226所選擇的數(shù)值τ,該數(shù)值τ/(T/3)作為直線插補(bǔ)系數(shù)R輸出至插值計(jì)算部212。插值計(jì)算部212按與上述第一實(shí)施例場(chǎng)合相同的步驟,輸出插值A(chǔ)+R(B-A)。該插值計(jì)算部212輸出的插值A(chǔ)+R(B-A)如圖6所示,為線段601上插補(bǔ)時(shí)刻τ的白正方形示出的數(shù)值。該數(shù)值接近圖6中黑正方形示出的真插值,為較佳的近似值。
而T/3≤τ<2T/3場(chǎng)合,比較器223輸出邏輯值“1”。選擇部221內(nèi)的開(kāi)關(guān)221a和221b按照該邏輯值“1”聯(lián)動(dòng),在固定系數(shù)濾波器12輸出當(dāng)中選取X((N-M)T+T/3)為A,選取X((N-M)T+2T/3)為B。開(kāi)關(guān)226按照邏輯值“1”選取常數(shù)減法器224輸出的數(shù)值τ-T/3。常數(shù)除法器227用T/3除開(kāi)關(guān)226所選取的數(shù)值τ-T/3,該數(shù)值(τ-T/3)/(T/3)作為直線插補(bǔ)系數(shù)R輸出至插值計(jì)算部212。接著,插值計(jì)算部212根據(jù)該直線插補(bǔ)系數(shù)R而輸出的插值A(chǔ)+R(B-A),如圖6所示,為線段602上插補(bǔ)時(shí)刻τ的白正方形示出的數(shù)值。該數(shù)值接近圖6中黑正方形示出的真插值,為較佳近似值。
而2T/3≤τ<T場(chǎng)合,比較器223輸出邏輯值“2”。選擇部221內(nèi)的開(kāi)關(guān)221a和221b按照邏輯值“2”聯(lián)動(dòng),在固定系數(shù)濾波器12輸出當(dāng)中,選取X((N-M)T+2T/3)為A,選取Xn-M+1為B。開(kāi)關(guān)226按照邏輯值“2”選取常數(shù)減法器224輸出的數(shù)值τ-2T/3。常數(shù)除法器227用T/3除開(kāi)關(guān)226選取的數(shù)值τ-2T/3,該數(shù)值(τ-2T/3)/(T/3)作為直線插補(bǔ)系數(shù)R,輸出至插值計(jì)算部212。插值計(jì)算部212根據(jù)該直線插補(bǔ)系數(shù)R而輸出的插值A(chǔ)+R(B-A),如圖6所示,為線段603上插補(bǔ)時(shí)刻τ的白正方形示出的數(shù)值。該數(shù)值接近圖6中黑正方形示出的真插值,為較佳近似值。
如上所述,本發(fā)明第二實(shí)施例的插補(bǔ)裝置,先利用固定系數(shù)進(jìn)行二次曲線插補(bǔ),然后利用直線插補(bǔ)系數(shù)進(jìn)行直線插補(bǔ)處理。所以,相對(duì)于上述第一實(shí)施例插補(bǔ)裝置,可以獲得與實(shí)際插值更近似的插值。
上述第二實(shí)施例說(shuō)明中,為了便于理解,假定比較器223輸出的邏輯值為“0”、“1”和“2”,具體來(lái)說(shuō),用二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)字控制時(shí),用2位分別由“00”“01(或10)”“11”等進(jìn)行區(qū)別加以控制即可。
對(duì)于固定系數(shù)濾波器電路規(guī)模大小沒(méi)有限制時(shí),可以由固定系數(shù)濾波器進(jìn)行3倍以上的插補(bǔ),從而能進(jìn)一步提高插補(bǔ)精度。
權(quán)利要求
1.一種求出輸入信號(hào)序列任意時(shí)刻插值的插補(bǔ)裝置,其特征在于包括用固定系數(shù)對(duì)所述輸入信號(hào)序列進(jìn)行曲線插補(bǔ),輸出任意輸出信號(hào)序列的固定系數(shù)濾波器;以及根據(jù)求出插值的時(shí)刻,從所述輸出信號(hào)序列當(dāng)中選取相鄰的2個(gè)輸出信號(hào),用該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的直線插補(bǔ)系數(shù),對(duì)所選取的該2個(gè)輸出信號(hào)之間進(jìn)行直線插補(bǔ)的直線插補(bǔ)手段。
2.如權(quán)利要求1所述的插補(bǔ)裝置,其特征在于,所述固定系數(shù)濾波器用所述固定系數(shù)對(duì)位于相鄰的任意2點(diǎn)之間的一個(gè)中間點(diǎn)進(jìn)行曲線插補(bǔ),輸出同該相鄰的任意2點(diǎn)和該中間點(diǎn)有關(guān)的輸出信號(hào)序列。
3.如權(quán)利要求1所述的插補(bǔ)裝置,其特征在于,所述固定系數(shù)濾波器用所述固定系數(shù)對(duì)位于相鄰的任意2點(diǎn)之間的2個(gè)以上中間點(diǎn)進(jìn)行曲線插補(bǔ),輸出同該相鄰的任意2點(diǎn)和該2個(gè)以上中間點(diǎn)有關(guān)的輸出信號(hào)序列。
4.如權(quán)利要求2所述的插補(bǔ)裝置,其特征在于,所述固定系數(shù)濾波器包括按任意延遲量使所述輸入信號(hào)序列延遲的多個(gè)延遲元件;包含使所述輸入信號(hào)序列和所述多個(gè)延遲元件輸出與所述固定系數(shù)分別相乘輸出的多個(gè)系數(shù)乘法器在內(nèi)的系數(shù)乘法部;以及將所述系數(shù)乘法部所含的所述多個(gè)系數(shù)乘法器的輸出全部相加的加法器,所述直線插補(bǔ)手段包括根據(jù)所述時(shí)刻從所述輸出信號(hào)序列當(dāng)中選取相鄰2個(gè)輸出信號(hào)的選擇手段;通過(guò)對(duì)所述時(shí)刻和預(yù)先確定的固定常數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,計(jì)算該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的直線插補(bǔ)系數(shù)的直線插補(bǔ)系數(shù)運(yùn)算手段;以及用所述直線插補(bǔ)系數(shù),對(duì)所述所選取的相鄰2個(gè)輸出信號(hào)之間進(jìn)行直線插補(bǔ),來(lái)計(jì)算所述時(shí)刻的插值的插值計(jì)算手段。
5.如權(quán)利要求3所述的插補(bǔ)裝置,其特征在于,所述固定系數(shù)濾波器包括按任意延遲量使所述輸入信號(hào)序列延遲的多個(gè)延遲元件;包含使所述輸入信號(hào)序列和所述多個(gè)延遲元件輸出與所述固定系數(shù)分別相乘輸出的多個(gè)系數(shù)乘法器在內(nèi)的2個(gè)以上系數(shù)乘法部;以及將1個(gè)所述系數(shù)乘法部所含的所述多個(gè)系數(shù)乘法器的輸出全部相加的2個(gè)以上加法器,所述直線插補(bǔ)手段包括根據(jù)所述時(shí)刻從所述輸出信號(hào)序列當(dāng)中選取相鄰2個(gè)輸出信號(hào)的選擇手段;通過(guò)對(duì)所述時(shí)刻和預(yù)先確定的固定常數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,計(jì)算該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的所述直線插補(bǔ)系數(shù)的直線插補(bǔ)系數(shù)運(yùn)算手段;以及用所述直線插補(bǔ)系數(shù),對(duì)所述所選取的所述相鄰2個(gè)輸出信號(hào)之間進(jìn)行直線插補(bǔ),來(lái)計(jì)算所述時(shí)刻的插值的插值計(jì)算手段。
全文摘要
本發(fā)明插補(bǔ)裝置中,固定系數(shù)濾波器11利用延遲元件1文檔編號(hào)G06F7/00GK1206874SQ9810988
公開(kāi)日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1998年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月10日
發(fā)明者田中宏一郎, 福本富彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
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