JPH05153402A - Discrete cosine transformation device - Google Patents

Discrete cosine transformation device

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JPH05153402A
JPH05153402A JP31686491A JP31686491A JPH05153402A JP H05153402 A JPH05153402 A JP H05153402A JP 31686491 A JP31686491 A JP 31686491A JP 31686491 A JP31686491 A JP 31686491A JP H05153402 A JPH05153402 A JP H05153402A
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dct
discrete cosine
matrix
bits
circuit
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眞成 浅野
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Abstract

PURPOSE:To provide the discrete cosine transformation device in which the chip size is reduced and the power consumption is reduced with respect to the discrete cosine transformation device implementing the arithmetic operation of the discrete cosine transformation without use of a multiplier. CONSTITUTION:The device is a discrete cosine transformation device implementing the arithmetic operation of forward/inverse discrete cosine transformation (DCT) by sampling 2-bits each of each element of plural original input data and using a lookup table, and the lookup table (1a, 1b, 1c, 1d) are generated respectively for 2-bits each of two elements (I1, I2; I3, I4; I5, I6; I7, I8) as to the forward DCT transformation matrix and the reverse DCT transformation matrix.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、離散コサイン変換(D
CT)に関し、特に乗算器を用いずに離散コサイン変換
の演算を行なう離散コサイン変換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a discrete cosine transform (D
CT), and more particularly to a discrete cosine transformer that performs a discrete cosine transform operation without using a multiplier.

【0002】画像データの圧縮に適した変換方法として
DCTが知られている。画像データを周波数成分に変換
する順方向のDCTと逆変換を行なって画像データを復
元する逆方向のDCT(IDCT)があるが、本明細書
では両者をDCTと呼び、一方のみを指す時は順方向
(順)DCT、逆方向(逆)DCTと呼ぶことにする。
DCT is known as a conversion method suitable for compressing image data. There is a forward DCT that transforms image data into frequency components and a reverse DCT (IDCT) that restores image data by performing inverse transformation. In this specification, both are referred to as DCTs, and when only one is designated, These will be referred to as forward (forward) DCT and reverse (reverse) DCT.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、データ圧縮方式として直交変換の
1手法であるDCTが広く採用されるようになった。
2. Description of the Related Art In recent years, DCT, which is one of orthogonal transform methods, has been widely adopted as a data compression method.

【0004】図3に、DCTを用いた画像データ圧縮技
術を示す。図3(A)に示すように、対象とする画面5
0を小さな小区画51に分割する。小区画51は、たと
えば8画素×8画素の大きさを有する。すなわち、小区
画51は64個の元を含む8行8列の正方行列を構成す
る。画面50の画像情報は、小区画51毎に処理され
る。
FIG. 3 shows an image data compression technique using DCT. As shown in FIG. 3A, the target screen 5
Divide 0 into small subsections 51. The small section 51 has a size of 8 pixels × 8 pixels, for example. That is, the subdivision 51 constitutes a square matrix of 8 rows and 8 columns including 64 elements. The image information of the screen 50 is processed for each small section 51.

【0005】図3(B)に示すように、小区画51の画
像データ52を順方向DCT処理装置53によって処理
し、DCT係数(F)54を得る。このDCT係数54
は、画像情報を行方向、列方向に周波数解析したものと
なっている。DCT係数54をスレッショルド処理装置
55によって処理し、一定値以下のデータを切り捨て
る。次に、ノンゼロのデータ長を短縮するために、ノー
マライズ処理装置56によってデータを一定値で除算
し、短縮したデータ57を得る。
As shown in FIG. 3B, the image data 52 of the small section 51 is processed by the forward DCT processor 53 to obtain a DCT coefficient (F) 54. This DCT coefficient 54
Are frequency-analyzed image information in the row and column directions. The DCT coefficient 54 is processed by the threshold processing device 55, and data below a certain value is truncated. Next, in order to shorten the non-zero data length, the normalization processing device 56 divides the data by a constant value to obtain shortened data 57.

【0006】このようにして得られた画像データ57
は、ノンゼロのものとゼロのものが混在するが、周波数
の高い成分はほとんどゼロとなる。ノンゼロデータにつ
いては、ハフマン符号化を行ない、さらにデータを圧縮
する。また、ゼロのデータについては、ランレングス符
号化を行ない、ゼロの塊を1つのデータとして扱い、さ
らにハフマン符号化を行なう。
The image data 57 thus obtained
, Both non-zero and zero are mixed, but the high frequency components are almost zero. For non-zero data, Huffman coding is performed and the data is further compressed. In addition, zero-length data is subjected to run-length coding, a block of zeros is treated as one piece of data, and Huffman coding is further performed.

【0007】このようにして得られた圧縮データから元
の画像を再生するときは、まずハフマン符号化の復号化
等を行なって画像データ57を再現した後、ノーマライ
ズ処理の逆処理を行ない、順方向DCT処理の逆処理で
ある逆方向DCT処理を行なうことによって画像情報を
再現する。
When the original image is reproduced from the compressed data obtained in this way, the Huffman coding is first performed to reproduce the image data 57, and then the reverse process of the normalizing process is performed. Image information is reproduced by performing reverse DCT processing which is the reverse processing of directional DCT processing.

【0008】図3(C)は、図3(B)に示す順方向D
CT処理の内容を示す。画像データfを、転置コサイン
係数行列Dt とコサイン係数行列Dとで挟み、行列演算
を行なうことによってDCT係数Fを得る。
FIG. 3C shows the forward direction D shown in FIG.
The content of CT processing is shown. The image data f is sandwiched between the transposed cosine coefficient matrix D t and the cosine coefficient matrix D, and a DCT coefficient F is obtained by performing a matrix operation.

【0009】なお、この順方向DCT処理をさらに展開
すると、 F=Dt fD={(fD)t D}t と表せる。すなわち、画像データfにコサイン係数行列
Dを右側から乗算して行方向の周波数解析を行ない、得
られた行列を転置して行方向と列方向を変換した後、再
びコサイン係数行列Dを乗算して列方向の周波数解析を
行ない、転置することによって行方向、列方向を元の状
態に戻し、画像情報を行方向、列方向に周波数解析した
DCT係数Fを得ることができる。このような演算を行
なうには、行列の乗算を2回繰り返す必要がある。
When the forward DCT process is further developed, it can be expressed as F = D t fD = {(fD) t D} t . That is, the image data f is multiplied by the cosine coefficient matrix D from the right side to perform the frequency analysis in the row direction, the obtained matrix is transposed to transform the row direction and the column direction, and then the cosine coefficient matrix D is again multiplied. By performing frequency analysis in the column direction and transposing, the row direction and the column direction are restored to the original state, and the DCT coefficient F obtained by frequency-analyzing the image information in the row direction and the column direction can be obtained. In order to perform such calculation, it is necessary to repeat matrix multiplication twice.

【0010】図4にブロックサイズが8×8の場合の順
DCT変換、逆DCT変換に用いる変換係数行列を示
す。図4(A)にコサイン係数行列Dと転置コサイン係
数行列Dt を示す。
FIG. 4 shows a transform coefficient matrix used for the forward DCT transform and the inverse DCT transform when the block size is 8 × 8. FIG. 4A shows the cosine coefficient matrix D and the transposed cosine coefficient matrix D t .

【0011】順DCT変換を上述の数式にしたがって行
なう場合は、メモリにコサイン係数行列Dを記憶させ、
入力信号とコサイン係数行列Dとの乗算(積和演算)を
行なえばよい。
When the forward DCT transform is performed according to the above formula, the cosine coefficient matrix D is stored in the memory,
The input signal and the cosine coefficient matrix D may be multiplied (sum of products operation).

【0012】なお、逆DCT変換はDCT係数Fから画
像情報fを再現する演算となり、 f=DFDt =(Ft t t t ={(FDt t t t と表される。
[0012] Incidentally, the inverse DCT transform becomes a calculation to reproduce the image information f from the DCT coefficients F, is expressed as f = DFD t = (F t D t) t D t = {(FD t) t D t} t It

【0013】したがって、逆DCT変換を行なうには、
DCT係数Fに転置コサイン係数行列Dt を右から乗算
し、得られた結果を転置して行と列を交換し、再び転置
コサイン係数行列Dt を右から乗算し、得られた結果を
転置して行と列を元の状態に戻せばよい。
Therefore, in order to perform the inverse DCT transform,
The DCT coefficient F is multiplied by the transposed cosine coefficient matrix D t from the right, the obtained result is transposed to exchange rows and columns, the transposed cosine coefficient matrix D t is again multiplied from the right, and the obtained result is transposed. Then you can restore the rows and columns to their original state.

【0014】画像データfとコサイン係数行列Dが共に
8×8行列の場合、乗算は8×8行列の乗算となる。こ
のような順DCTまたは逆DCT処理を行なうために
は、8個の乗算器を用いることになる。
When both the image data f and the cosine coefficient matrix D are 8 × 8 matrices, the multiplication is an 8 × 8 matrix multiplication. To perform such forward DCT or inverse DCT processing, eight multipliers are used.

【0015】ところで、コサイン係数行列Dを観察する
と、各列において、第1〜4行と第5〜8行とが符号を
別にして対称的な構成になっていることがわかる。すな
わち、コサイン係数行列Dのある列の要素をD0 〜D7
とすると、D0 =±D7 、D 1 =±D6 、D2 =±
5 、D3 =±D4 の関係がある。また、この符号は列
によって定まっており、奇数列でプラス、偶数列でマイ
ナスとなる。
By the way, the cosine coefficient matrix D is observed.
And in each column, the 1st to 4th rows and the 5th to 8th rows are coded.
You can see that it has a symmetrical structure. sand
That is, the element of a column of the cosine coefficient matrix D is D0~ D7
Then, D0= ± D7, D 1= ± D6, D2= ±
DFive, D3= ± DFourHave a relationship. Also, this code is a column
Is determined by the plus, and odd columns are positive and even columns are my.
It becomes eggplant.

【0016】したがって、これら係数の等しい乗算はま
とめることができ、4回の乗算で1回の積和演算を実行
することが可能となる。このような変換行列の対称性を
利用して、高速アルゴリズムを用いたDCT変換も提案
されている。
Therefore, it is possible to combine the multiplications of these coefficients that are equal to each other, and it is possible to execute the product-sum operation once by performing the multiplications four times. A DCT transform using a high-speed algorithm is also proposed by utilizing the symmetry of such a transform matrix.

【0017】ところで、DCT変換における積和演算の
係数は、ブロックサイズで決まり、固定されている。そ
こで、演算結果をROMに格納し、これをルックアップ
テーブルとして使うことでDCT演算を行なうことがで
きる。
By the way, the coefficient of the sum of products operation in the DCT transform is determined by the block size and is fixed. Therefore, the DCT operation can be performed by storing the operation result in the ROM and using it as a lookup table.

【0018】行列乗算の一手法として、DA(Dist
ributed Arithmetic)アルゴリズム
が知られている。Y=A・Xの行列乗算を考える。Xは
mビットとする。1列分の行列演算は次のように表され
る。
As one method of matrix multiplication, DA (Dist
Ribbed Arithmetic) algorithms are known. Consider a matrix multiplication of Y = A · X. X is m bits. The matrix operation for one column is expressed as follows.

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】ここで、X=−x(m-1) ・2m-1 +ΣM
(M) ・2M である。そこで、(i)式は、 Yi =Σj ijj =Σj (−Aijj (m-1) ・2(m-1) +ΣM ijj (M) ・2M ) …(ii) となる。ただし、x(M) はXのMビット目を表し、その
値は“0”または“1”である。
[0020] In this case, X = -x (m-1 ) · 2 m-1 + Σ M x
(M) · 2 M. Therefore, the equation (i) is Y i = Σ j A ij X j = Σ j (−A ij x j (m-1) · 2 (m-1) + Σ M A ij x j (M) · 2 M )… (Ii) However, x (M) represents the M-th bit of X, and its value is "0" or "1".

【0021】(ii)式はさらに、 Yi =−(Σj ijj (m-1) )・2m-1 +ΣM (Σj ijj (M) ) ・2M と表される。右辺第1項はサインビットを示し、第2項
がXの各ビットに対する乗算を示す。ここで、xj (M)
は、“0”か“1”であり、Aがn行n列の行列であれ
ば、Aijのj=0〜(n−1)の加算となる。
The equation (ii) is further expressed as Y i = − (Σ j A ij x j (m-1) ) × 2 m-1 + Σ Mj A ij x j (M) ) × 2 M To be done. The first term on the right side shows the sign bit, and the second term shows the multiplication for each bit of X. Where x j (M)
Is "0" or "1", and if A is a matrix of n rows and n columns, j = 0 to (n-1) of A ij is added.

【0022】そこで、( )内をxj によるルックアッ
プテーブルで構成すると、ビット位置によるシフトと加
減算によって行列乗算のYi を計算することができる。
DCT演算をハードウエア構成する場合、乗算器を用い
高速化しようとすると、ハードウエアが大きくなるた
め、乗算器はなるべく用いたくない。DAアルゴリズム
は乗算器を用いずに乗算を行なう手法として適切であ
る。
Therefore, if () is constructed by a look-up table by x j , Y i of matrix multiplication can be calculated by shift and addition / subtraction by bit position.
In the case of configuring the DCT operation by hardware, if a multiplier is used to increase the speed, the hardware becomes large. Therefore, it is not desirable to use the multiplier as much as possible. The DA algorithm is suitable as a method for performing multiplication without using a multiplier.

【0023】図5は、このようなDAアルゴリズムを用
いたDCT演算回路の例を示す。図5(A)はDCT演
算回路の全体構成を概略的に示し、図5(B)はその1
次元処理ユニットの構成を示し、図5(C)は1次元処
理ユニット内のDA積和演算ブロックの構成を示す。
FIG. 5 shows an example of a DCT arithmetic circuit using such a DA algorithm. FIG. 5 (A) schematically shows the overall configuration of the DCT arithmetic circuit, and FIG.
The configuration of the dimensional processing unit is shown, and FIG. 5C shows the configuration of the DA product-sum operation block in the one-dimensional processing unit.

【0024】図5(A)において、入力データが1次元
DCT処理ユニット61に入力し、ルックアップテーブ
ルを用いてDCT変換がされ、出力がシフト/ラウンド
回路62に供給される。シフト/ラウンド回路62はD
CT処理によってビット数の増加した信号を再び所望ビ
ット数に揃え、丸め処理を行なう。
In FIG. 5A, input data is input to the one-dimensional DCT processing unit 61, DCT conversion is performed using the look-up table, and the output is supplied to the shift / round circuit 62. The shift / round circuit 62 is D
The signal whose number of bits has been increased by the CT processing is aligned again with the desired number of bits, and rounding processing is performed.

【0025】シフト/ラウンド回路62の出力は、転置
用RAM63に供給され、行と列が交換される。転置さ
れた信号は、別の1次元DCT処理ユニット64に供給
され、他の方向の周波数解析がなされ、信号がシフト/
ラウンド回路65に供給される。シフト/ラウンド回路
65は再びビット数を揃え、丸め処理を行なって出力デ
ータを形成する。
The output of the shift / round circuit 62 is supplied to the transposing RAM 63, and rows and columns are exchanged. The transposed signal is supplied to another one-dimensional DCT processing unit 64, frequency analysis is performed in the other direction, and the signal is shifted / shifted.
It is supplied to the round circuit 65. The shift / round circuit 65 aligns the number of bits again and performs rounding processing to form output data.

【0026】図5(B)は、図5(A)に示す1次元D
CT処理ユニット61、64の各々の構成を概略的に示
す。すなわち、1次元DCT処理ユニットにおいては、
入力データが前処理回路66に供給され、適当な入力信
号の組み合わせが形成される。このようにして変換され
た入力信号は2組に分けて構成されたDA積和演算ブロ
ック67、68に入力される。
FIG. 5B is a one-dimensional D shown in FIG.
1 schematically shows the configuration of each of the CT processing units 61 and 64. That is, in the one-dimensional DCT processing unit,
The input data is supplied to the preprocessing circuit 66 to form the appropriate input signal combination. The input signal thus converted is input to the DA product-sum operation blocks 67 and 68 which are divided into two sets.

【0027】たとえば、画像信号が8×8ブロックの場
合、入力データとして8個の入力信号が供給され、前処
理回路66が供給する4組の信号がDA積和演算ブロッ
ク67に供給され、他の4組がDA積和演算ブロック6
8に供給される。
For example, when the image signal is an 8 × 8 block, eight input signals are supplied as input data, four sets of signals supplied by the preprocessing circuit 66 are supplied to the DA product sum operation block 67, and others. 4 sets of DA product-sum operation block 6
8 are supplied.

【0028】このように、DA積和演算ブロックを2つ
に分割することは、ルックアップテーブルの大きさを大
きくしすぎないためと、DCT変換行列の対称性を利用
するのに好ましい。DA積和演算ブロック67、68の
出力信号は、後処理回路69に供給され、ビット数の整
理や丸め処理が行なわれる。このようにして、後処理回
路69から出力データが発生する。
As described above, it is preferable to divide the DA product-sum operation block into two because the size of the look-up table is not made too large and the symmetry of the DCT transformation matrix is utilized. The output signals of the DA product-sum operation blocks 67 and 68 are supplied to the post-processing circuit 69, where the number of bits is reduced and rounding processing is performed. In this way, output data is generated from the post-processing circuit 69.

【0029】図6は、このようなルックアップテーブル
を用いたDCT演算処理回路の基本構成を示す。n個の
入力信号がDCT変換のルックアップテーブルを格納す
る係数ROM81にアドレスとして供給され、ルックア
ップテーブルによって積和演算が行なわれる。ルックア
ップテーブル81の出力信号は、入力xj がサインビッ
トの場合、信号Tsによって信号反転した後、アダー8
3を介して出力信号Y i を形成する。
FIG. 6 shows such a lookup table.
A basic configuration of a DCT arithmetic processing circuit using is shown. n
The input signal stores a look-up table for DCT transformation
Is supplied as an address to the coefficient ROM 81 for
Multiply-accumulate operation is performed by using a table. Looka
The output signal of the up table 81 is the input xjIs a sign
In the case of G, the signal is inverted by the signal Ts, and then the adder 8
Output signal Y via 3 iTo form.

【0030】なお、この出力信号Yi は、係数回路84
によって1/2倍され、アダー83に帰還される。次
に、1ビット上の入力信号がルックアップテーブル81
に供給され、同様の演算が行なわれて出力信号がアダー
83に供給される。この出力信号に対し、係数回路84
を介して桁合わせされた前回の演算結果が加算され、新
たな出力信号Yi が形成される。この際、ビット位置を
揃えるために係数回路84が用いられている。
The output signal Y i is supplied to the coefficient circuit 84.
Is multiplied by 1/2 and returned to the adder 83. Next, the input signal on 1 bit is the lookup table 81.
Is supplied to the adder 83, and the output signal is supplied to the adder 83. For this output signal, the coefficient circuit 84
The result of the previous calculation, which has been digit-matched via the, is added to form a new output signal Y i . At this time, the coefficient circuit 84 is used to align the bit positions.

【0031】各入力信号が15ビットとすると、演算は
通常15サイクルが必要である。しかし、8×8ブロッ
クをリアルタイムに処理するには、パイプラインを用い
ても8サイクルの間に計算を終えなければならない。そ
こで、入力信号を2ビットづつ取り出し、ルックアップ
テーブルを2倍にすることによって8サイクルで演算処
理を終了させることが可能となる。
If each input signal has 15 bits, the operation usually requires 15 cycles. However, in order to process an 8 × 8 block in real time, even if a pipeline is used, the calculation must be completed within 8 cycles. Therefore, it is possible to complete the arithmetic processing in 8 cycles by extracting the input signal every 2 bits and doubling the lookup table.

【0032】ところで、図4(A)の変換行列から明ら
かなように、コサイン係数行列Dは、各列の1〜4行と
5〜8行が対称的な構成を有する。このため、変換行列
の1〜4行と5〜8行に対しては同一のルックアップテ
ーブルを用いることができる。したがって、入力する8
個の信号を4個づつの組に分け、それぞれに対しルック
アップテーブルを用いることが有効となる。
By the way, as is apparent from the transformation matrix of FIG. 4A, the cosine coefficient matrix D has a configuration in which 1 to 4 rows and 5 to 8 rows of each column are symmetrical. Therefore, the same lookup table can be used for the first to fourth rows and the fifth to eighth rows of the conversion matrix. Therefore, enter 8
It is effective to divide each signal into groups of four and use a lookup table for each group.

【0033】図7は、このように8×8構成のDCT変
換において入力信号を4個づつの組に分け、各信号を2
ビットづつ供給するDCT演算回路の構成を示す。係数
ROM81aと、係数ROM81bとは同一構成のルッ
クアップテーブルを有し、4個の入力信号の上位ビット
の組と、下位ビットの組とを入力する。下位ビットを入
力するルックアップテーブル81bの出力信号は、係数
回路86によって1/2倍され、上位ビット用ルックア
ップテーブル81aの出力信号とアダー82において加
算される。
In FIG. 7, in the DCT conversion of the 8 × 8 structure, the input signal is divided into groups of four and each signal is divided into two groups.
The structure of the DCT arithmetic circuit which supplies bit by bit is shown. The coefficient ROM 81a and the coefficient ROM 81b have look-up tables of the same structure, and input a set of upper bits and a set of lower bits of four input signals. The output signal of the look-up table 81b for inputting the lower bit is halved by the coefficient circuit 86, and is added to the output signal of the look-up table 81a for the upper bit in the adder 82.

【0034】また、入力がサインビットの場合、信号T
sによって符号反転され、加算され、アダー83を介し
て出力信号Yi を形成する。また、この出力信号Y
i は、係数回路87を介してアダー83に帰還される。
係数回路87は出力信号Yi を1/4倍してアダー83
に帰還する。これは、演算が2ビットづつ行なわれるた
め引き続く演算において同一の数値が4倍の大きさにな
るのを調整するものである。
When the input is a sign bit, the signal T
The sign is inverted by s, added, and forms the output signal Y i via the adder 83. Also, this output signal Y
i is fed back to the adder 83 via the coefficient circuit 87.
The coefficient circuit 87 multiplies the output signal Y i by 1/4 and adds it to the adder 83.
Return to. This is to adjust that the same numerical value becomes four times larger in the subsequent calculation because the calculation is performed every two bits.

【0035】図5(C)は、図5(B)の1次元DCT
処理ユニットにおいて用いられるDA積和演算ブロック
の構成を示す。各DA積和演算ブロックは、4組の入力
信号を2ビットづつ入力する。
FIG. 5C is a one-dimensional DCT of FIG. 5B.
The structure of the DA product-sum operation block used in a processing unit is shown. Each DA product-sum operation block inputs four sets of input signals in units of 2 bits.

【0036】これら2ビットづつの4組の入力信号は、
上位ビットと下位ビットに分割され、下位ビットは下位
ビット用ルックアップテーブル71aまたは72aに供
給され、上位ビットは上位ビット用ルックアップテーブ
ル71bまたは72bに供給される。
These four sets of input signals of 2 bits each are
It is divided into upper bits and lower bits, the lower bits are supplied to the lower bit lookup table 71a or 72a, and the upper bits are supplied to the upper bit lookup table 71b or 72b.

【0037】すなわち、下位ビット用ルックアップテー
ブル71a,72aと上位ビット用ルックアップテーブ
ル71b,72bは、ビット位置は異なるが、同一の組
み合わせの入力信号を受け、同一の変換を行なう。
That is, the lower bit look-up tables 71a and 72a and the upper bit look-up tables 71b and 72b have different bit positions, but receive the same combination of input signals and perform the same conversion.

【0038】下位ビット用ルックアップテーブル71
a、72aの出力信号は、係数回路73に供給され、1
/2倍されてアダー74に供給される。上位ビット用ル
ックアップテーブル71b、72bの出力信号は、直接
アダー74に供給される。
Look-up table 71 for lower bits
The output signals of a and 72a are supplied to the coefficient circuit 73, and 1
It is multiplied by 2 and supplied to the adder 74. The output signals of the high-order bit look-up tables 71b and 72b are directly supplied to the adder 74.

【0039】係数回路73によって上位ビットと下位ビ
ットの桁数が揃えられ、アダー74においてそれらの加
算が行なわれる。アダー74の出力信号は、アキュミュ
レータ75に供給され、累積和が形成される。アキュミ
ュレータ75は、アダー74、レジスタ78、シフタ7
9を含み、前回の出力信号がシフタ79によってビット
シフトされ、アダー77に帰還される。
The coefficient circuit 73 aligns the numbers of digits of the high-order bits and the low-order bits, and the adders 74 add them. The output signal of the adder 74 is supplied to the accumulator 75 to form a cumulative sum. The accumulator 75 includes an adder 74, a register 78, and a shifter 7.
The output signal including 9 is bit-shifted by the shifter 79 and fed back to the adder 77.

【0040】このようにして、アダー77は前回の出力
信号と今回の出力信号を加算し、レジスタ78に記憶さ
せる。たとえば、下位ビットから順に計算する場合は、
シフタ79は出力を1/4倍して次回の計算との桁揃え
を行なう。上位ビットから計算が行なわれる場合は、シ
フタ79は出力信号を4倍し、次回の計算との桁合わせ
を行なう。
In this way, the adder 77 adds the previous output signal and the present output signal and stores them in the register 78. For example, if you want to calculate from the least significant bit first,
The shifter 79 multiplies the output by 1/4 and aligns the digits with the next calculation. When the calculation is performed from the upper bits, the shifter 79 multiplies the output signal by 4 and performs digit alignment with the next calculation.

【0041】このようにして、図5(C)のDA積和演
算ブロックを用いてDCT演算が行なわれる。なお、逆
DCT演算の場合は、変換行列が図4(A)に示す転置
行列Dt となる。Dt は、変換行列Dのような対称性を
有さないが、奇数行と偶数行を分けて考えると、第1列
と第8列、第2列と第7列、第3列と第6列、第4列と
第5列がそれぞれ対称的な構成を有する。
In this way, the DCT operation is performed using the DA product sum operation block of FIG. 5 (C). In the case of the inverse DCT calculation, the transformation matrix is the transposed matrix D t shown in FIG. D t does not have the symmetry like the transformation matrix D, but if the odd and even rows are considered separately, the first and eighth columns, the second and seventh columns, the third and third columns, respectively. The sixth row, the fourth row, and the fifth row each have a symmetrical configuration.

【0042】したがって、逆DCT演算の場合は、変換
行列を奇数行と偶数行に分離することにより、順DCT
変換と同様のルックアップテーブルの縮小が行なえる。
表1に、図5(D)の構成を用いる場合のルックアップ
テーブルの内容を示す。
Therefore, in the case of the inverse DCT operation, the forward DCT is performed by separating the transform matrix into odd rows and even rows.
The lookup table can be reduced similarly to the conversion.
Table 1 shows the contents of the look-up table when the configuration of FIG.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】[0047]

【表5】 [Table 5]

【0048】[0048]

【表6】 [Table 6]

【0049】[0049]

【表7】 [Table 7]

【0050】[0050]

【表8】 [Table 8]

【0051】表1〜表8の順DCT用ルックアップテー
ブルは、変換行列の第1列から第8列までに対応するも
のであり、入力信号x1〜x4は、変換行列の第1行〜
第4行に対応する。
The forward DCT lookup tables in Tables 1 to 8 correspond to the first to eighth columns of the transformation matrix, and the input signals x1 to x4 are the first row to the transformation matrix.
Corresponds to line 4.

【0052】逆DCT用ルックアップテーブルは、表1
のNo. 0と表2のNo. 1が第1列および第8列に対応
し、No. 0が奇数行に対応し、No. 1が偶数行に対応す
る。同様に、逆DCT用ルックアップテーブルは、表3
のNo. 2と表4のNo. 3が第2行と第7行に対応し、表
5のNo. 4と表6のNo. 5が第3列と第6列に対応し、
表7のNo. 6と表8のNo. 7が第4列と第5列に対応す
る。
The lookup table for inverse DCT is shown in Table 1.
No. 0 of No. 1 and No. 1 of Table 2 correspond to the first and eighth columns, No. 0 corresponds to odd rows, and No. 1 corresponds to even rows. Similarly, the lookup table for inverse DCT is shown in Table 3.
No. 2 of Table 4 and No. 3 of Table 4 correspond to the second and seventh rows, No. 4 of Table 5 and No. 5 of Table 6 correspond to the third and sixth columns,
No. 6 in Table 7 and No. 7 in Table 8 correspond to the 4th and 5th columns.

【0053】表1〜表8に示すルックアップテーブルの
数値を見ると、No.1、No. 3、No. 5、No. 7につい
ては、順DCT用ルックアップテーブルと逆DCT用ル
ックアップテーブの数値が同一である。したがって、こ
れらについてはルックアップテーブルを共用することが
できる。
Looking at the values of the look-up tables shown in Tables 1 to 8, for No. 1, No. 3, No. 5 and No. 7, the forward DCT look-up table and the inverse DCT look-up table are shown. Are the same. Therefore, the lookup table can be shared for these.

【0054】基本的には図5(B)の8個のDA積和演
算ブロックの各々について、図5(C)に示すように4
つのルックアップテーブが必要であり、4×8=32個
のルックアップテーブルを用いて1次元DCT変換がな
される。2次元DCT変換を行なうためには、32×2
=64個のルックアップテーブルが必要となる。
Basically, for each of the eight DA product sum operation blocks in FIG. 5 (B), as shown in FIG.
One lookup table is required, and the one-dimensional DCT transform is performed using 4 × 8 = 32 lookup tables. 32 × 2 to perform the two-dimensional DCT transformation
= 64 lookup tables are required.

【0055】しかしながら、表1〜表8に示すように、
順DCT演算と逆DCT演算についてルックアップテー
ブルを共用できる部分があり、これらを共用させると必
要なルックアップテーブルの数は48個となる。
However, as shown in Tables 1 to 8,
The forward DCT operation and the inverse DCT operation have a part in which the lookup table can be shared, and when these are shared, the number of lookup tables required is 48.

【0056】また、表1に示すルックアップテーブルは
さらに高い対称性を有し、これらを利用することによっ
て構成をさらに簡単化することが可能である。図8は、
ルックアップテーブルの対称性を用いてDCT変換回路
の構成をさらに簡単化した例を示す。図8(A)に示す
ように、たとえば順DCT用ルックアップテーブルNo.
0は、内容の数値から均等に8192を減算すると、表
の上半分と下半分が対称的な構成となっている。
Further, the look-up table shown in Table 1 has higher symmetry, and by utilizing these, the structure can be further simplified. Figure 8
An example in which the configuration of the DCT conversion circuit is further simplified by using the symmetry of the lookup table will be shown. As shown in FIG. 8A, for example, a forward DCT lookup table No.
As for 0, if 8192 is equally subtracted from the numerical value of the content, the upper half and the lower half of the table are symmetrical.

【0057】つまり、ビットx4で他のビットを排他的
にORし、さらに符号を反転させればルックアップテー
ブルの内容を半分にすることができる。図8(B)はこ
のような対称性を用いたDA積和演算ブロックの構成を
示す。ルックアップテーブル88a、88bは、図7に
示すルックアップテーブル81a、81bの半分の内容
を有し、排他的OR回路が形成する3種類の入力信号を
入力する。
That is, the contents of the lookup table can be halved by ORing the other bits exclusively with bit x4 and inverting the sign. FIG. 8B shows the configuration of a DA product-sum operation block using such symmetry. The look-up tables 88a and 88b have half the contents of the look-up tables 81a and 81b shown in FIG. 7, and input three types of input signals formed by the exclusive OR circuit.

【0058】信号x4は、さらに排他的OR回路を介し
て符号反転器に供給される。その他の構成は図7と同様
である。
The signal x4 is further supplied to the sign inverter through the exclusive OR circuit. Other configurations are the same as in FIG. 7.

【0059】[0059]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
ルックアップテーブルを用いたDCT演算処理装置によ
れば、乗算器を使わずにDCT演算を実行することがで
きる。
As described above,
According to the DCT operation processing device using the lookup table, the DCT operation can be executed without using the multiplier.

【0060】しかしながら、ルックアップテーブルの容
量が大きいと、ルックアップテーブルを実現するための
ROMのチップ占有面積が大きくなり、チップサイズ、
消費電力が増大する。
However, if the capacity of the look-up table is large, the ROM chip occupying area for realizing the look-up table becomes large, and the chip size,
Power consumption increases.

【0061】本発明の目的は、チップサイズを減少し、
消費電力を低減することのできる離散コサイン変換器を
提供することである。
The object of the present invention is to reduce the chip size,
It is an object of the present invention to provide a discrete cosine converter capable of reducing power consumption.

【0062】[0062]

【課題を解決するための手段】本発明の離散コサイン変
換器は、複数の元の入力データを各元について2ビット
ずつサンプルしてルックアップテーブルを用いて順/逆
離散コサイン変換(DCT)演算を行なう離散コサイン
変換器であって、ルックアップテーブルが順DCT変換
行列、逆DCT変換行列についてそれぞれ2つの元の2
ビット分毎に作成されている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION A discrete cosine transformer according to the present invention samples input data of a plurality of elements by 2 bits for each element and uses a lookup table to perform a forward / inverse discrete cosine transform (DCT) operation. A discrete cosine transformer that performs a lookup table having two original 2 for a forward DCT transform matrix and an inverse DCT transform matrix, respectively.
It is created for each bit.

【0063】[0063]

【作用】ルックアップテーブルがDCT変換行列の2つ
の の2ビット分ごとに作成されているため、順DCT
変換と逆DCT変換について、ルックアップテーブルの
共用部分を拡大することができる。
Since the look-up table is created for every two bits of the DCT transformation matrix, the forward DCT
For the transform and the inverse DCT transform, the common part of the lookup table can be expanded.

【0064】[0064]

【実施例】図1に本発明の基本概念を示す。ルックアッ
プテーブル1a、1bは、それぞれ入力信号I1、I2
およびI3、I4の2ビットづつを入力し、対応する出
力をアダー2に供給する。
FIG. 1 shows the basic concept of the present invention. The lookup tables 1a and 1b have input signals I1 and I2, respectively.
2 bits of I3 and I4 are input, and the corresponding output is supplied to the adder 2.

【0065】ルックアップテーブル1a、1bは同じビ
ット位置の入力信号を演算するので、その出力のビット
位置は等しく、単にアダー2で加算される。アダー2の
出力はアキュミュレータ6に供給され、累積和が演算さ
れる。アキュミュレータ6は、アダー3、レジスタ4、
シフタ5を含み、入力信号はアダー3を介してレジスタ
4に記憶され、レジスタ4の出力はシフタ5を介してア
ダー3に帰還されている。
Since the look-up tables 1a and 1b calculate the input signals at the same bit positions, the bit positions of their outputs are the same and are simply added by the adder 2. The output of the adder 2 is supplied to the accumulator 6 and the cumulative sum is calculated. The accumulator 6 includes an adder 3, a register 4,
The input signal is stored in the register 4 via the adder 3 including the shifter 5, and the output of the register 4 is fed back to the adder 3 via the shifter 5.

【0066】したがって、レジスタ4に記憶された前回
の値が、シフタ5を介してアダー3に供給され、新たな
信号との加算が行なわれる。このようにして、累積和が
演算される。
Therefore, the previous value stored in the register 4 is supplied to the adder 3 via the shifter 5 and added with a new signal. In this way, the cumulative sum is calculated.

【0067】ルックアップテーブル1c、1dは、ルッ
クアップテーブル1a、1b同様にそれぞれ2つの信
号、I5、I6およびI7、I8の2ビット分づつを入
力し、対応する出力信号を供給する。
The look-up tables 1c and 1d, like the look-up tables 1a and 1b, receive two signals, I5, I6 and I7, I8 for each 2 bits, and supply corresponding output signals.

【0068】このように、各入力信号を2ビットづつ入
力するルックアップテーブルを構成し、信号の組み合わ
せを選択することにより、同一のルックアップテーブル
を順DCT変換、逆DCT変換に共通に使用できる可能
性が増大する。
As described above, by constructing a look-up table for inputting each input signal by 2 bits and selecting a combination of signals, the same look-up table can be commonly used for forward DCT conversion and inverse DCT conversion. The possibilities increase.

【0069】比較のため、図2に従来の技術による対応
する回路構成を示す。この回路構成は図5(C)に示す
ものに対応している。また、図2の構成は、図1の構成
の上半分または下半分に対応するものである。
For comparison, FIG. 2 shows a corresponding circuit configuration according to the prior art. This circuit configuration corresponds to that shown in FIG. The configuration of FIG. 2 corresponds to the upper half or the lower half of the configuration of FIG.

【0070】4種類の入力信号I1〜I4の2ビット分
づつは、下位ビットの4個と上位ビットの4個に分割さ
れ、それぞれルックアップテーブル71a、72aおよ
び71b、72bに入力される。
Two bits of each of the four types of input signals I1 to I4 are divided into four lower bits and four upper bits, which are respectively input to the lookup tables 71a, 72a and 71b, 72b.

【0071】ここで、ルックアップテーブル71a、7
1bは順DCT変換に用いるものであり、ルックアップ
テーブル72a、72bは、逆DCT変換に用いるもの
である。また、ルックアップテーブル71a、72a
は、ルックアップテーブル71b、72bとそれぞれ等
しい内容を有する。これは単にビット位置の異なる同一
種類の入力信号を演算するためである。
Here, the look-up tables 71a, 7a
1b is used for the forward DCT conversion, and the lookup tables 72a and 72b are used for the inverse DCT conversion. Also, the lookup tables 71a and 72a
Have the same contents as the lookup tables 71b and 72b, respectively. This is simply for calculating the same type of input signal having different bit positions.

【0072】また、このような入力信号に対しては、順
DCT変換に対するルックアップテーブルと逆DCT変
換に対するルックアップテーブルとの共通部分は制限さ
れていた。
For such an input signal, the common part between the lookup table for the forward DCT transform and the lookup table for the inverse DCT transform is limited.

【0073】図1の構成に示すような、同一種類の信号
を2ビット分入力信号として取り込むことにより、入力
信号の種類が少なくなり、入力信号の組み合わせを選択
することによって順DCT変換と逆DCT変換に対して
ルックアップテーブルの共通部分を増大することが可能
となる。
As shown in the configuration of FIG. 1, the same kind of signal is taken in as an input signal for 2 bits, the kind of the input signal is reduced, and the forward DCT transform and the inverse DCT are selected by selecting the combination of the input signals. It is possible to increase the common part of the look-up table for the transformation.

【0074】以下ブロックサイズが8×8の場合につい
て説明する。ブロックサイズが8×8の場合、変換行列
は図4(A)に示すものとなる。なお、この表の数値
は、2次元DCT変換を行なったとき、3ビット分ずれ
た値を与える。
The case where the block size is 8 × 8 will be described below. When the block size is 8 × 8, the transformation matrix is as shown in FIG. It should be noted that the numerical values in this table give values shifted by 3 bits when the two-dimensional DCT conversion is performed.

【0075】順DCT変換に用いる変換行列Dは、先に
説明したように、各列において上半分と下半分が対称的
な構成を有する。したがって、各列について4つの入力
信号を準備すればDCT変換演算を行なうことができ
る。
The transform matrix D used for the forward DCT transform has a configuration in which the upper half and the lower half are symmetrical in each column, as described above. Therefore, if four input signals are prepared for each column, the DCT conversion operation can be performed.

【0076】ところで、逆DCT変換に用いる変換行列
t は、変換行列Dと行列が反転しているため、Dのよ
うな対称性は失われている。しかしながら、Dt の第1
列目に着目すると、その偶数行は図4(B)左側の列に
示すように、5681、4816、3218、1130
であり、順DCT変換に用いる変換行列Dの2列目上半
分と同一である。また、Dt の8列目の偶数行の数値
は、図4(A)に示すように、−5681、−481
6、−3218、−1130であり、第1列目の偶数行
と符号が異なるが、絶対値の等しいものである。
By the way, the transformation matrix D t used for the inverse DCT transformation is inverted from the transformation matrix D, so that the symmetry like D is lost. However, the first of D t
Focusing on the column, the even rows are 5681, 4816, 3218, 1130 as shown in the column on the left side of FIG.
And is the same as the upper half of the second column of the transformation matrix D used for the forward DCT transformation. Further, as shown in FIG. 4A, the numerical values in the even-numbered rows of the eighth column of D t are −5681 and −481.
6, −3218, and −1130, which are different in sign from the even-numbered row in the first column, but have the same absolute value.

【0077】したがって、図4(A)に示すように、順
DCT変換に用いる変換行列Dの2列目の上下は対称的
構造を有し、それらはそれぞれ逆DCT変換に用いる変
換行列Dt の第1列目、第8列目の偶数行とも対称的な
構成を有している。この対称性を用いれば、ルックアッ
プテーブルを共通化することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4 (A), the upper and lower sides of the second column of the transform matrix D used for the forward DCT transform have a symmetrical structure, and they are respectively the transform matrix D t used for the inverse DCT transform. The even-numbered rows in the first and eighth columns have a symmetrical configuration. If this symmetry is used, the lookup table can be shared.

【0078】なお、順DCT変換に用いる変換行列Dの
第2列目と逆DCTに用いる変換行列Dt の第1列目、
第8列目の対称性を説明したが、同様の対称性はDの第
4列目とDt の第2列目および第7列目、Dの第6列目
とDt の第3列目および第6列目、Dの第8列目とDt
の第4列目、第5列目についても成立している。
The second column of the transformation matrix D used for the forward DCT transformation and the first column of the transformation matrix D t used for the inverse DCT,
Having described the eighth row of symmetry, the third column of the same symmetry second row and the seventh row in the fourth column and the D t of D, the sixth column of D and D t Eye and 6th row, 8th row of D and D t
It holds for the fourth and fifth columns of.

【0079】さらに、Dt の奇数行に対しても、Dとの
共通部分を見出すことができる。たとえば、Dt の第1
列目について奇数行を取り出すと、図4(C)に示すよ
うに4096、5352、4096、2217となる
が、このうち2つの4096は、Dの1列目の第1行、
第3行と等しい。
Further, it is possible to find a common part with D even for odd rows of D t . For example, the first of D t
If odd-numbered rows are taken out for the column, they become 4096, 5352, 4096, and 2217 as shown in FIG. 4C. Of these, two 4096 are the first row of the first column of D,
Equal to the third row.

【0080】また、Dt の第2列目の奇数行について
は、図4(C)に示すように、第3行目、第7行目がD
の3列目の第2行、第4行と等しい。このように、Dt
の奇数行のみを取り出し、Dの要素と比較すると、その
うち半分のものに共通性が見出される。
As for the odd-numbered row in the second column of D t , as shown in FIG. 4C, the third and seventh rows are D
Is the same as the second and fourth rows in the third column. Thus, D t
If only the odd rows of are taken out and compared with the elements of D, half of them have commonality.

【0081】図4(B)、(C)から明らかなように、
逆DCT変換に用いる変換行列Dt については、奇数行
と偶数行に分け、それぞれについて改めて行数を付与す
ると、順DCT変換に用いる変換行列との共通性が明ら
かである。
As is clear from FIGS. 4B and 4C,
The transform matrix D t used for the inverse DCT transform is divided into odd-numbered rows and even-numbered rows, and when the number of rows is added to each, the commonality with the transform matrix used for the forward DCT transformation is clear.

【0082】そこで、順DCT変換の変換行列Dについ
ては各列の1行目と3行目の組、2行目と4行目の組を
作り、逆DCT変換行列については、同様に奇数行の1
行目と3行目の組、2行目と4行目の組および偶数行の
1行目と3行目の組、2行目と4行目の組を入力信号の
組み合わせとすればよい。このような組み合わせによる
2ビットずつの変換テーブルを表9〜表16に示す。
Therefore, for the transformation matrix D of the forward DCT transformation, a pair of the first row and the third row of each column is formed, and a pair of the second row and the fourth row of each column is formed. Of 1
A set of the second line and the third line, a set of the second line and the fourth line, and a set of the first and third lines of even-numbered lines and a set of the second and fourth lines may be set as a combination of input signals. .. Tables 9 to 16 show conversion tables of 2 bits each by such a combination.

【0083】[0083]

【表9】 [Table 9]

【0084】[0084]

【表10】 [Table 10]

【0085】[0085]

【表11】 [Table 11]

【0086】[0086]

【表12】 [Table 12]

【0087】[0087]

【表13】 [Table 13]

【0088】[0088]

【表14】 [Table 14]

【0089】[0089]

【表15】 [Table 15]

【0090】[0090]

【表16】 [Table 16]

【0091】なお、表9〜表16において順DCT用ル
ックアップテーブルのNo. 0〜No.7は、変換行列Dの
第1列〜第8列に相当する。また、逆DCT用ルックア
ップテーブルは、No. 0とNo. 1がDt の第1列目奇数
行と偶数行に対応し、同様、No. 2とNo. 3がDt の第
2列目の奇数行と偶数行に対応し、No. 4とNo. 5がD
t の第3列目の奇数行と偶数行に対応し、No. 6とNo.
7がDt の第4列目の奇数行と偶数行に対応する。
In Tables 9 to 16, No. 0 to No. 7 of the forward DCT lookup table correspond to the first to eighth columns of the conversion matrix D. Further, in the inverse DCT lookup table, No. 0 and No. 1 correspond to the first and second odd rows of D t , and similarly, No. 2 and No. 3 are the second row of D t . Corresponding to the odd and even rows of the eyes, No. 4 and No. 5 are D
Corresponds to the odd and even rows in the third column of t , No. 6 and No.
7 corresponds to the odd and even rows of the fourth column of D t .

【0092】表9〜表16中、No. 0の2、4行、No.
2の1、3行、No. 4の2、4行、No. 6の1、3行の
みが順DCT用変換ルックアップテーブルと逆DCT用
変換ルックアップテーブルで異なる部分である。したが
って、これらのルックアップテーブルを構成するには、
ROMの数は2×8+4=20でよい。2次元DCT演
算装置を構成するには、20×2=40個のROMで足
りることになる。
In Tables 9 to 16, No. 0, lines 2 and 4, No. 0.
Only the 1st and 3rd rows of No. 2, the 2nd and 4th rows of No. 4, and the 1st and 3rd rows of No. 6 are different parts between the conversion lookup table for forward DCT and the conversion lookup table for inverse DCT. So to configure these lookup tables,
The number of ROMs may be 2 × 8 + 4 = 20. 20 × 2 = 40 ROMs are sufficient to configure the two-dimensional DCT arithmetic device.

【0093】ところで、さらにルックアップテーブルの
内容を観察すると、実線の枠で囲まれた部分のうちその
半分、すなわち、順DCT用ルックアップテーブルのN
o. 0とNo. 4および逆DCT用ルックアップテーブル
のNo. 2とNo. 6については、2ビットずつの各入力信
号の和または差を形成し、12ビットのビットシフトを
行なうことによって形成することができる。すなわち、
これらについてはルックアップテーブルを用いなくて
も、加減算回路とビットシフタを用いれば演算を行なう
ことができる。
By the way, further observing the contents of the look-up table, half of the part surrounded by the solid line frame, that is, N of the look-up table for forward DCT is used.
o. 0 and No. 4 and No. 2 and No. 6 of the look-up table for inverse DCT are formed by forming the sum or difference of each input signal of 2 bits and performing a bit shift of 12 bits. can do. That is,
These can be operated without using a look-up table by using an adder / subtractor circuit and a bit shifter.

【0094】このような構成とすると、20個のROM
のうち4個をさらに省略することができ、必要なROM
は16個となる。2次元DCT演算装置を実現するに
は、16×2=32個のROMで足りることになる。
With such a configuration, 20 ROMs
4 of them can be further omitted, the required ROM
Will be 16. To realize a two-dimensional DCT arithmetic device, 16 × 2 = 32 ROMs are sufficient.

【0095】上述のテーブルを用いたDCT演算装置の
ROM累積部の部分を図9に示す。係数ROM1a、1
bは、ルックアップテーブルを有し、それぞれ2ビット
の2種類の入力x1、x3、およびx2、x4を入力信
号とする。入力信号の組み合わせは4ビットとなるの
で、係数ROMの内容は16ワードとなる。
FIG. 9 shows a portion of the ROM accumulating unit of the DCT arithmetic unit using the above table. Coefficient ROM 1a, 1
b has a look-up table, and uses two types of two-bit inputs x1, x3, and x2, x4 as input signals. Since the combination of input signals is 4 bits, the content of the coefficient ROM is 16 words.

【0096】なお、一方の係数ROM、図示の場合、係
数ROM1bには、アダー7、ビットシフトによる係数
回路8、セレクタ9がさらに接続されている。この要素
7、8、9による回路は、順DCT変換と逆DCT変換
に対するルックアップテーブルが異なる場合に入力信号
の和または差から出力信号を形成するためのものであ
り、順DCTと逆DCTに対するルックアップテーブル
が同一の場合には省略される。
An adder 7, a bit shift coefficient circuit 8 and a selector 9 are further connected to one coefficient ROM, which is the coefficient ROM 1b in the figure. The circuit formed by the elements 7, 8 and 9 is for forming an output signal from the sum or difference of the input signals when the look-up tables for the forward DCT transform and the inverse DCT transform are different, and for the forward DCT and the inverse DCT. It is omitted when the lookup tables are the same.

【0097】また、係数ROM1bにビットシフトによ
る演算回路を付加した場合を示したが、ブロックによっ
てはこの演算回路は係数ROM1a側に接続される。セ
レクタ9は、係数ROM1bの出力か、ビットシフトに
よる出力の何れかを選択するためのものである。
Further, although the case where an arithmetic circuit by bit shift is added to the coefficient ROM 1b is shown, depending on the block, this arithmetic circuit is connected to the coefficient ROM 1a side. The selector 9 is for selecting either the output of the coefficient ROM 1b or the output by bit shift.

【0098】係数ROM1aの出力信号とセレクタ9の
出力信号はアダー2で加算され、アダー3を介して出力
される。出力信号は、ビットシフトによる係数回路5を
介してアダー3に帰還される。
The output signal of the coefficient ROM 1 a and the output signal of the selector 9 are added by the adder 2 and output via the adder 3. The output signal is fed back to the adder 3 via the coefficient circuit 5 by bit shift.

【0099】すなわち、引き続く演算においてビット位
置が順次変化するため、位置合わせを行なって累積和を
形成する。また、入力がサインビットの場合、信号Ts
により符号反転される。
That is, since the bit positions change sequentially in the subsequent calculation, the positions are aligned to form the cumulative sum. If the input is a sign bit, the signal Ts
The sign is inverted by.

【0100】図9に示すようなROMアキュミュレータ
を用いたDCT演算回路の全体を図10に概略的に示
す。入力信号は入力バッファ11に入力され、入力バッ
ファからバタフライ回路12またはバイパス13を介し
てパラレル/シリアル変換回路14に供給される。
FIG. 10 schematically shows an entire DCT arithmetic circuit using a ROM accumulator as shown in FIG. The input signal is input to the input buffer 11, and is supplied from the input buffer to the parallel / serial conversion circuit 14 via the butterfly circuit 12 or the bypass 13.

【0101】順DCTの場合には入力信号は入力バッフ
ァ11からバタフライ回路12に供給され、2種類の入
力信号の和、差すなわち、f0+f7、f1+f6、f
2+f5、f3+f4、f0−f7、f1−f6、f2
−f5、f3−f4が形成される。これらの信号がパラ
レル/シリアル変換回路14に供給され、それぞれ2ビ
ットずつが出力される。
In the case of forward DCT, the input signal is supplied from the input buffer 11 to the butterfly circuit 12, and the sum or difference of the two types of input signals, that is, f0 + f7, f1 + f6, f.
2 + f5, f3 + f4, f0-f7, f1-f6, f2
-F5 and f3-f4 are formed. These signals are supplied to the parallel / serial conversion circuit 14, and 2 bits each are output.

【0102】逆DCTの場合には、入力バッファ11の
出力は、バイパス13を介して直接パラレル/シリアル
変換回路14に供給される。パラレル/シリアル変換回
路においては、奇数番目の入力信号f0+f2、f4、
f6と、偶数番目の入力信号f1、f3、f5、f7が
それぞれ分離されて収容される。
In the case of inverse DCT, the output of the input buffer 11 is directly supplied to the parallel / serial conversion circuit 14 via the bypass 13. In the parallel / serial conversion circuit, odd-numbered input signals f0 + f2, f4,
f6 and the even-numbered input signals f1, f3, f5, and f7 are separately stored.

【0103】パラレル/シリアル変換回路14の出力
は、それぞれ4つずつまとめられ、2つの8ビット信号
を形成する。この信号は、図9に示すような構成を複数
有するROM累積器10に供給され、演算位置によって
ルックアップテーブルを選択し、出力信号が形成され
る。ROM累積器10の出力信号は、バタフライ回路1
6またはバイパス17を介して出力バッファ18に供給
される。このようにして出力バッファ18から出力信号
が供給される。
The outputs of the parallel / serial conversion circuit 14 are grouped in groups of four, forming two 8-bit signals. This signal is supplied to the ROM accumulator 10 having a plurality of configurations as shown in FIG. 9, and a look-up table is selected according to the calculation position to form an output signal. The output signal of the ROM accumulator 10 is the butterfly circuit 1
6 or is supplied to the output buffer 18 via the bypass 17. In this way, the output signal is supplied from the output buffer 18.

【0104】なお、順DCTにおいては、ROM累積器
10の出力信号はバイパス17を通過し、逆DCTにお
いてはROM累積器10の出力信号はバタフライ回路1
6を通って出力バッファ18に供給される。このように
して、1次元のDCT演算が行なわれる。
In the forward DCT, the output signal of the ROM accumulator 10 passes through the bypass 17, and in the inverse DCT, the output signal of the ROM accumulator 10 is the butterfly circuit 1.
It is supplied to the output buffer 18 through 6. In this way, the one-dimensional DCT operation is performed.

【0105】図11は、2次元DCT演算装置の構成を
示す。図11において、入力バッファ11、バタフライ
回路12、バイパス13、パラレル/シリアル変換回路
14、ROM累積器10a、バタフライ回路16、バイ
パス17、出力バッファ18は、図10に示す対応部分
と同等のものである。
FIG. 11 shows the configuration of a two-dimensional DCT arithmetic device. 11, the input buffer 11, the butterfly circuit 12, the bypass 13, the parallel / serial conversion circuit 14, the ROM accumulator 10a, the butterfly circuit 16, the bypass 17, and the output buffer 18 are the same as the corresponding parts shown in FIG. is there.

【0106】すなわち、これらの要素により、1次元D
CT変換が実施される。1次元DCT変換された信号
は、転置ROM20によって行と列とが変換され、入力
バッファ21に供給される。入力バッファ21、バタフ
ライ回路22、バイパス23、パラレル/シリアル変換
回路24、ROM累積器10b、バタフライ回路26、
バイパス27、出力バッファ28は、他の1次元DCT
演算回路を構成し、2次元目のDCT演算を実行する。
このようにして、2次元方向でDCT処理された出力信
号が形成される。
That is, one-dimensional D
CT conversion is performed. The transposed ROM 20 converts the one-dimensional DCT-converted signal into rows and columns, and supplies the signals to the input buffer 21. Input buffer 21, butterfly circuit 22, bypass 23, parallel / serial conversion circuit 24, ROM accumulator 10b, butterfly circuit 26,
The bypass 27 and the output buffer 28 are other one-dimensional DCTs.
An arithmetic circuit is configured to execute a second-dimensional DCT operation.
In this way, an output signal subjected to DCT processing in the two-dimensional direction is formed.

【0107】また、表9〜表16に示すルックアップテ
ーブルの値は、表中の最上位ビットb2によって排他的
論理和を取ることにより、その容量を半分にすることが
できる。たとえば、順DCT用ルックアップテーブルN
o. 0に関しては、表中の値から平均値12288を減
算することにより、上半分と下半分が対称的な構成とな
る。このような構成によれば、ルックアップテーブルの
容量を1/2にすることができる。
The values of the look-up tables shown in Tables 9 to 16 can be halved in capacity by taking the exclusive OR with the most significant bit b2 in the tables. For example, a forward DCT lookup table N
Regarding o.0, by subtracting the average value 12288 from the values in the table, the upper half and the lower half have a symmetrical configuration. With such a configuration, the capacity of the lookup table can be halved.

【0108】図12はこのような構成を用いたROM累
積器の構成を示す。4ビットの入力信号b2、b1、a
2、a1は、b2と残りの3つb1、a2、a1につい
てそれぞれ排他的論理和が取られ、3つの信号となって
係数ROM31a、31bに入力される。係数ROM3
1a、31bは3ビットの入力信号を受け、8ワード構
成となる。その他の点は、図9の回路と同等である。
FIG. 12 shows the structure of a ROM accumulator using such a structure. 4-bit input signal b2, b1, a
2 and a1 are respectively exclusive-ORed with b2 and the remaining three b1, a2, and a1 to be three signals, which are input to the coefficient ROMs 31a and 31b. Coefficient ROM3
1a and 31b receive a 3-bit input signal and have an 8-word structure. The other points are the same as the circuit of FIG.

【0109】以上説明したように、離散コサイン変換器
において、逆DCT用変換行列については奇数行と偶数
行に分離し、順DCTと逆DCTについて、2種類の信
号を2ビットずつ組み合わせることにより、DCT演算
のルックアップテーブルの共通部分を大幅に増加するこ
とができる。
As described above, in the discrete cosine transformer, the inverse DCT transform matrix is divided into odd rows and even rows, and two kinds of signals are combined for each of the forward DCT and the inverse DCT by 2 bits. The common part of the look-up table of the DCT operation can be greatly increased.

【0110】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations and the like can be made.

【0111】[0111]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
離散コサイン変換器のルックアップテーブルを減少する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
The look-up table of the discrete cosine transformer can be reduced.

【0112】離散コサイン変換器を実現する半導体装置
のチップサイズ、消費電力を低減することができる。
It is possible to reduce the chip size and power consumption of the semiconductor device that realizes the discrete cosine converter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の基本概念を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the basic concept of the present invention.

【図2】従来の技術を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional technique.

【図3】従来の技術によるDCTを用いた画像データ圧
縮技術を説明する概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a conventional image data compression technique using DCT.

【図4】DCTの変換行列を説明するための概略図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a transform matrix of DCT.

【図5】従来の技術によるDCT演算装置の構成を説明
するブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a DCT arithmetic device according to a conventional technique.

【図6】従来の技術によるDCT演算装置の要部を示す
ブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a main part of a DCT arithmetic device according to a conventional technique.

【図7】従来の技術によるDCT演算装置の要部を示す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a main part of a DCT arithmetic device according to a conventional technique.

【図8】従来の技術によるDCT演算装置の要部を示す
表およびブロック図である。
FIG. 8 is a table and a block diagram showing a main part of a DCT arithmetic device according to a conventional technique.

【図9】本発明の実施例によるDCT演算装置の要部を
示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a main part of a DCT arithmetic device according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例によるDCT演算装置の1次
元演算部分を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a one-dimensional operation part of a DCT operation device according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例による2次元DCT演算装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a two-dimensional DCT arithmetic device according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例によるDCT演算装置の
要部を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a main part of a DCT arithmetic unit according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ルックアップテーブル 2、3 アダー 4 レジスタ 5 シフタ 6 アキュミュレータ 7 アダー 8 係数回路(シフタ) 9 セレクタ 10 ROM累積器 11 入力バッファ 12 バタフライ回路 13 バイパス 14 パラレル/シリアル変換回路 16 バタフライ回路 17 バイパス 18 出力バッファ 20 転置RAM 21 入力バッファ 22 バタフライ回路 23 バイパス 24 パラレル/シリアル変換回路 26 バタフライ回路 27 バイパス 28 出力バッファ 1 Look-up Table 2, 3 Adder 4 Register 5 Shifter 6 Accumulator 7 Adder 8 Coefficient Circuit (Shifter) 9 Selector 10 ROM Accumulator 11 Input Buffer 12 Butterfly Circuit 13 Bypass 14 Parallel / Serial Conversion Circuit 16 Butterfly Circuit 17 Bypass 18 Output Buffer 20 Transposition RAM 21 Input buffer 22 Butterfly circuit 23 Bypass 24 Parallel / serial conversion circuit 26 Butterfly circuit 27 Bypass 28 Output buffer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/133 Z 4228−5C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04N 7/133 Z 4228-5C

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数元の入力データを各元について2ビ
ットずつサンプルしてルックアップテーブルを用いて順
/逆離散コサイン変換(DCT)演算を行なう離散コサ
イン変換器であって、 ルックアップテーブルが順DCT変換行列、逆DCT変
換行列についてそれぞれ2つの元の2ビット分毎に作成
されている離散コサイン変換器。
1. A discrete cosine transformer for sampling input data of a plurality of elements by 2 bits for each element and performing a forward / inverse discrete cosine transform (DCT) operation using the lookup table, wherein the lookup table is A discrete cosine transformer created for each two 2-bit elements of the forward DCT transform matrix and the inverse DCT transform matrix.
【請求項2】 前記離散コサイン変換が8×8のブロッ
クサイズを有し、前記ルックアップテーブルは順DCT
変換、逆DCT変換に共通なものが12個種類ある請求
項1記載の離散コサイン変換器。
2. The discrete cosine transform has a block size of 8 × 8 and the lookup table is a forward DCT.
The discrete cosine transformer according to claim 1, wherein there are twelve types common to the transform and the inverse DCT transform.
【請求項3】 さらに、前記入力データの所定の元のも
のをバイパスするビットシフト回路を含む請求項1ない
し2記載の離散コサイン変換器。
3. The discrete cosine converter according to claim 1, further comprising a bit shift circuit that bypasses a predetermined source of the input data.
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