JPS60164868A - Fast fourier transforming device - Google Patents

Fast fourier transforming device

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JPS60164868A
JPS60164868A JP59019595A JP1959584A JPS60164868A JP S60164868 A JPS60164868 A JP S60164868A JP 59019595 A JP59019595 A JP 59019595A JP 1959584 A JP1959584 A JP 1959584A JP S60164868 A JPS60164868 A JP S60164868A
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data
circuit
fourier transform
supplied
output
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Atsushi Hasebe
長谷部 淳
Ryohei Kato
良平 加藤
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/14Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms

Abstract

PURPOSE:To enable a device of improved processing speed by rearranging strings of digital signal data of mX2<n> length, dividing said strings into a data string of m points, Fourier-transforming the m points and repeating butterfly arithmetic of an output. CONSTITUTION:A figure shows one of examples of a data string indicating the length of a data string by 3X2<n> in case of n=4. Twelve data x0-x11 are supplied to a string rearranging circuit 1, and are rearranged in the order of x0, x4, x8, x2, x6, x10 x1, x5, x9, x3, x7, and x11. Data strings x0, x4, and x8 are supplied to a three-point Fourier transforming circuit 2A, and equally each of data strings is supplied to three-point Fourier transforming circuits 2B, 2C, and 2D. A butterly arithmetic circuit 3A butterfly-calculates outputs of the three-point Fourier transforming circuits 2A and 2B, a butterfly arithmetic circuit 3B butterfly-calculates outputs of the three-point Fourier transforming circuits 2C and 2B. The outputs of the circuits 3A and 3B are supplied to a butterfly arithmetic circuit 4 to obtain Fourier transforming outputs y0-y11.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、ディジタルビデオ信号のパワースペクトル
、相関、たたみ込みなどの計算に用いられる高速フーリ
エ変換装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a fast Fourier transform device used to calculate the power spectrum, correlation, convolution, etc. of a digital video signal.

「背景技術とその問題点」 ディジタル・ビデオ信号のパワースペクトル、相関、た
たみ込みの計算などに高速フーリエ変換処理プロセッサ
が用いられる。この高速フーリエ変換処理プロセッサは
、従来、2のべき乗の数例えば長さ1024のデータ列
に対してだけに適用される構成のものであった。
"Background Art and Its Problems" A fast Fourier transform processor is used to calculate the power spectrum, correlation, and convolution of digital video signals. Conventionally, this fast Fourier transform processor has been configured to be applied only to data strings having a length that is a power of 2, for example, 1024.

例えばNTSC方式のビデオ信号が4 fsc (fs
c:カラーサブキャリア周波数)のサンプリングパルス
でディジタル化された場合、1水平区間の有効サンプル
数は768個である。また、コンポーネントビデオ信号
をディジタル化する場合のサンプル数は、ライン数が5
25本の場合でも、625本の場合でも、サンプリング
周波数が13.5 MHzで1水平区間のサンプル数が
720サンプル以上と定められている。
For example, an NTSC video signal has a frequency of 4 fsc (fs
c: color subcarrier frequency), the effective number of samples in one horizontal section is 768. In addition, when digitizing a component video signal, the number of samples is 5 lines.
In both the case of 25 lines and the case of 625 lines, the sampling frequency is 13.5 MHz and the number of samples in one horizontal section is defined as 720 samples or more.

従って、従来の高速フーリエ変換処理プロセッサを用い
てディジタルビデオ信号を処理するには、多数の0或は
ブランクレベル値をダミーデータとしてビデオ信号に付
加し、サンプル数を2のべき乗の数例えば1024個に
拡張して処理する必要があった。そのため、処理時間に
無駄があり、処理速度を低下させる問題点となっていた
Therefore, in order to process a digital video signal using a conventional fast Fourier transform processor, a large number of 0 or blank level values are added to the video signal as dummy data, and the number of samples is increased to a power of 2, such as 1024. It was necessary to expand and process it. Therefore, there was a waste of processing time, resulting in a problem of lowering the processing speed.

「発明の目的」 この発明は、入力されるディジタル信号データ列に略々
等しい数のデータ列を直接処理することができる高速フ
ーリエ変換装置を実現することで、処理の無駄をなくシ
、処理速度が向上された高速フーリエ変換装置を提供す
ることを目的とするものである。
``Object of the Invention'' The present invention aims to eliminate wasteful processing and speed up processing by realizing a fast Fourier transform device that can directly process data sequences approximately equal in number to input digital signal data sequences. It is an object of the present invention to provide a fast Fourier transform device with improved performance.

「発明の概要」 この発明は、長さmX2 のディジタル信号データ列を
並べ換え、この並べ換えられたデータ列をm点づつのデ
ータ列に分割する手段と、分割された各々のデータ列に
対してm点のフーリエ変換を行なう手段と、夫々のm点
のフーリエ変換出力のバタフライ演算をくり返す手段と
を備え、長さmX2 の1イゾタル信号データ列をフー
リエ変換するようにした高速フーリエ変換装置である。
"Summary of the Invention" The present invention provides means for rearranging a digital signal data string of length mx2, dividing the rearranged data string into data strings each having m points, and This is a fast Fourier transform device which is equipped with means for performing Fourier transform of points and means for repeating butterfly calculation of the Fourier transform output of each m point, and is adapted to perform Fourier transform on one isotal signal data string of length m×2. .

「実施例」 この発明の一実施例について、以下、図面を参照して説
明する。
"Embodiment" An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

この発明の一実施例は、例えばディジタルビデオ信号の
処理に用いられる。前述のように、4fscのサンプリ
ングパルスでディジタル化されたNTSCニア7式のビ
デオ信号は、■水平区間の有効サンプル数が768個で
ある。また、ディジタルコンポーネントビデオ信号のサ
ンプル数は、720個以上と定められている。そこで、
ディジタルビデオ信号処理に用いる高速フーリエ変換装
置に適17た入力データ列の長さとして、768或は7
20が考えられる。しかし、入力データ列の長さが72
0の高速フーリエ変換装置は、長さが720以−にのデ
ータ列を処理することができず、ディジタルコンポーネ
ントビデオ信号用としても十分でない。そこでこの発明
の一実施例では、入力データ列の長さが768とされる
。入力データ列の長さが768とされることによ、!0
、NTSC方式のビデオ信号の有効サンゾルデータを直
接処理することができ、また、コンポーネントビデオ信
号のデータもダミーデータを少し付加することで処理す
ることができる。
One embodiment of the invention is used, for example, to process digital video signals. As mentioned above, in the NTSC Near 7 video signal digitized with a 4 fsc sampling pulse, the number of effective samples in the horizontal section is 768. Further, the number of samples of the digital component video signal is set to be 720 or more. Therefore,
The length of the input data string suitable for the fast Fourier transform device used for digital video signal processing is 768 or 7.
20 are possible. However, the length of the input data string is 72
The fast Fourier transform device of 0 is incapable of processing data strings with a length of 720 or more, and is not sufficient for digital component video signals. Therefore, in one embodiment of the present invention, the length of the input data string is set to 768. By setting the length of the input data string to 768,! 0
, the effective Sansol data of the NTSC video signal can be directly processed, and the data of the component video signal can also be processed by adding some dummy data.

長さがNのデータ列x (n)のフーリエ変換X (k
)は、W N=== e −+ (2π/N )とする
と で定義される。従って、長さがNのデータ列のN点フー
リエ変換は、ぴ回の乗算が必要となり、例えばデータ列
の長さNが768のフーリエ変換では7682回の乗算
が必要である。
Fourier transform X (k
) is defined as W N=== e −+ (2π/N). Therefore, an N-point Fourier transform of a data string of length N requires exactly one multiplication. For example, a Fourier transform of a data string of length N of 768 requires 7682 multiplications.

そこで、データ列を分割してフーリエ変換を行うことで
、乗算回数が減少される。つまり、データ列の長さNの
フーリエ変換は、長さNが偶数のときは、N点データ列
をN/2点のデータ列に分割し、各々についてフーリエ
変換を行ない、もし、N/2が偶数ならばN/2点をま
た二つの14点のデータ列に分割し、各々についてフー
リエ変換を行なっていくことによりめることができる。
Therefore, by dividing the data string and performing Fourier transform, the number of multiplications can be reduced. In other words, the Fourier transform of a data string of length N is performed by dividing the N-point data string into N/2-point data strings and performing Fourier transform on each, when the length N is an even number. If is an even number, it can be determined by dividing the N/2 points into two data strings of 14 points and performing Fourier transform on each.

従ってデータ列の長さNが(N”mX2n )のフーリ
エ変換は、m点のフーリエ変換からめられ、このことに
より乗算回数が減少される。例えばデータ列の長さNが
768のフーリエ変換は、(768=3X2)であるか
る3点のフーリエ変換からめることかできる。つまり、
長さ768のデータ列を3点づつのデータ列に分割し、
各々のデータ列に対して3点フーリエ変換を行ない、こ
の3点のフーリエ変換出力をバタフライ演算をくり返す
ことによりめられる。
Therefore, the Fourier transform of a data string with a length N of (N"mX2n) is derived from the Fourier transform of m points, and this reduces the number of multiplications. For example, the Fourier transform of a data string with a length N of 768 is (768=3X2) can be calculated from the Fourier transform of three points.In other words,
Divide the data string of length 768 into data strings of 3 points each,
A 3-point Fourier transform is performed on each data string, and the output of the 3-point Fourier transform is obtained by repeating the butterfly operation.

3点フーリエ変換からめられるデータ列の一例として、
第1図は、データ列の長さNが3×2nで示されるデー
タ列で、n=4の場合の一実施例を示すものである。第
1図において1が並べ換え回路で、12個のデータ列x
(11xl l X2 + X3”’ xttが順に並
べ換え回路1に供給される。並べ換え回路1で1デ一タ
列xO〜x11がxO+ x41 xQ、 x2. x
6゜X10+ xl+ X5+ xo、 x3. xl
、 Xl+の順に並べ換えられ、データ列XO,X4.
 X8が3点フーリエ変換回路2Aに供給され、データ
列x21 x51 xtoが3点フーリエ変換回路2B
に供給され、データ列X1+ X5+ xQが3点フー
リエ変換回路2Cに供給され、データ列x3. X7.
 X11が3点フーリエ変換回路2Dに供給される。
As an example of a data string obtained from three-point Fourier transform,
FIG. 1 shows an example in which the length N of the data string is 3×2n, where n=4. In Fig. 1, 1 is a rearrangement circuit, and 12 data strings x
(11xl l X2 + X3"'
6゜X10+ xl+ X5+ xo, x3. xl
, Xl+, and the data strings XO, X4 .
X8 is supplied to the 3-point Fourier transform circuit 2A, and the data string x21 x51 xto is supplied to the 3-point Fourier transform circuit 2B.
The data strings X1+X5+xQ are supplied to the three-point Fourier transform circuit 2C, and the data strings x3. X7.
X11 is supplied to the three-point Fourier transform circuit 2D.

並べ換え回路1のデータの並べ換えは、データ 6− 列xo、 x+、 xz、 X31 X41 x5. 
xa、 X71 xa、 x9. x+o。
The rearranging circuit 1 rearranges the data as follows: data 6- column xo, x+, xz, X31 X41 x5.
xa, X71 xa, x9. x+o.

Xllに最下位が3進表示とし、他が2進表示とされた
3けたのデータ番号000,001,002゜010.
011.012,100,101 。
A three-digit data number 000,001,002°010.
011.012,100,101.

102.110,111,112を付し、各項の桁順を
逆にすることにより得られる。
It can be obtained by adding 102.110, 111, and 112 and reversing the digit order of each term.

3点フーリエ変換回路2A、2B、2C,2Dは、前述
の0式 %式%) で、N−3の場合のフーリエ変換を出力するもので、」
二式に基づくハードウェアー或はソフトウェアーにより
実現される。
The three-point Fourier transform circuits 2A, 2B, 2C, and 2D output the Fourier transform in the case of N-3 using the above-mentioned formula 0.
It is realized by hardware or software based on two types.

3点フーリエ変換回路2A及び2Bの出力がバタフライ
演算回路3Aに供給され、3点フーリエ変換回路2C及
び2Dの出力がバタフライ演算回路3Bに供給される。
The outputs of the three-point Fourier transform circuits 2A and 2B are supplied to the butterfly calculation circuit 3A, and the outputs of the three-point Fourier transform circuits 2C and 2D are supplied to the butterfly calculation circuit 3B.

バタフライ演算回路3Aで3点フーリエ変換回路2Aの
出力と3点フーリエ変換回路2Bの出力とがバタフライ
演算される。
A butterfly calculation circuit 3A performs butterfly calculation on the output of the three-point Fourier transform circuit 2A and the output of the three-point Fourier transform circuit 2B.

バタフライ演算回路3Bで3点フーリエ変換回路2Cの
出力と3点フーリエ変換回路2Dの出力とがバタフライ
演算される。バタフライ演算回路3Aの出力とバタフラ
イ演算回路3Bの出力とがバタフライ演算回路4に供給
される。バタフライ演算回路4で、バタフライ演算回路
3Aの出力とバタフライ演算回路3Bの出力とがバタフ
ライ演算され、データ列X。〜X11のフーリエ変換出
力yo〜”11がバタフライ演算回路4から取り出され
る。
A butterfly calculation circuit 3B performs a butterfly calculation on the output of the three-point Fourier transform circuit 2C and the output of the three-point Fourier transform circuit 2D. The output of the butterfly calculation circuit 3A and the output of the butterfly calculation circuit 3B are supplied to the butterfly calculation circuit 4. In the butterfly calculation circuit 4, the output of the butterfly calculation circuit 3A and the output of the butterfly calculation circuit 3B are subjected to butterfly calculation, and a data string X is obtained. ~Fourier transform output yo~''11 of X11 is taken out from the butterfly calculation circuit 4.

バタフライ演算回路3A、3B及び4は、以下に示す構
成のハードウェアー或は同等のソフトウェア−により実
現される。バタフライ演算回路3Aとバタフライ演算回
路3Bは同様な構成で、両者は第2図に示すものである
。バタフライ演算回路3Aでは、端子5,6.7に3点
フーリエ変換回路2Aの出力が供給され、端子8,9.
10に3点フーリエ変換回路2Bの出力が供給される。
The butterfly calculation circuits 3A, 3B, and 4 are realized by hardware or equivalent software having the configuration shown below. The butterfly arithmetic circuit 3A and the butterfly arithmetic circuit 3B have similar configurations, and both are shown in FIG. In the butterfly calculation circuit 3A, the output of the three-point Fourier transform circuit 2A is supplied to terminals 5, 6.7, and terminals 8, 9, .
10 is supplied with the output of the three-point Fourier transform circuit 2B.

バタフライ演算回路3Bでは、端子5,6.7に3点フ
ーリエ変換回路2Cの出力が供給され、端子8,9.1
0に3点フーリエ変換回路2Dの出力が供給される。端
子5,6.7から供給されたデータが加減算の演算回路
11,12.13に夫夫供給される。端子8,9.10
から供給されたデータが乗算の演算回路14,15.1
6に夫々しられ、演算回路11,12.13に夫々供給
される。演算回路11,12.13の加算及び減算出力
が、バタフライ演算出力として端子17゜1B、19,
20.21.22から取り出される。
In the butterfly calculation circuit 3B, the output of the three-point Fourier transform circuit 2C is supplied to terminals 5 and 6.7, and the output of the three-point Fourier transform circuit 2C is supplied to terminals 8 and 9.1.
0 is supplied with the output of the three-point Fourier transform circuit 2D. Data supplied from terminals 5, 6.7 are supplied to addition/subtraction operation circuits 11, 12.13. Terminal 8, 9.10
Data supplied from the multiplication operation circuits 14, 15.1
6, respectively, and supplied to arithmetic circuits 11, 12, and 13, respectively. The addition and subtraction outputs of the calculation circuits 11, 12, and 13 are output as butterfly calculation outputs to terminals 17°1B, 19,
Retrieved from 20.21.22.

バタフライ演算回路4は、第3図に示すように構成され
る。端子23.24.25.26.27゜28にバタフ
ライ演算回路3Aの出力が供給され、端子29.30.
31.32.33.34にバタフライ演算回路3Bの出
力が供給される。端子23.24,25,26,27.
28の出力が加減算の演算回路35.36.37.38
.39 。
The butterfly calculation circuit 4 is configured as shown in FIG. The output of the butterfly calculation circuit 3A is supplied to terminals 23, 24, 25, 26, 27° 28, and terminals 29, 30, .
The output of the butterfly calculation circuit 3B is supplied to 31, 32, 33, and 34. Terminals 23.24, 25, 26, 27.
28 output is addition/subtraction operation circuit 35.36.37.38
.. 39.

40に夫々供給される。端子29,30,31゜32.
33.34の出力が乗算の演算回路41゜42.43,
44,45.46に夫々供給され、5 。
40 respectively. Terminals 29, 30, 31°32.
The output of 33.34 is a multiplication arithmetic circuit 41°42.43,
44, 45, and 46, respectively, and 5.

e−6πl が夫々乗じられ、演算回路35,36゜3
7.38.39.40に夫々供給、される。演算回路3
5〜40の加算及び減算出力がバタフライ演算出力とし
て端子41〜58に取り出される。
multiplied by e-6πl, respectively, and the arithmetic circuits 35 and 36°3
Supplied and delivered on 7.38.39.40 respectively. Arithmetic circuit 3
The addition and subtraction outputs of 5 to 40 are taken out to terminals 41 to 58 as butterfly calculation outputs.

ビデオ信号処理に用いられるデータ列の、長さが768
のフーリエ変換は、(768=3X28)であるから、
第1図に示すデータ列の長さが12のフーリエ変換と同
様に、各々3点のフーリエ変換を行なった後、バタフラ
イ演算をくり返すことで実現される。
The length of the data string used for video signal processing is 768
Since the Fourier transform of is (768=3X28),
Similar to the Fourier transform for a data string with a length of 12 shown in FIG. 1, this is achieved by performing Fourier transform for each three points and then repeating the butterfly calculation.

第4図は、例えばビデオ信号に適用される長さ768の
データ列を並べ換えるこの発明の一実施例に適用される
並べ換え回路の構成を示すものである。
FIG. 4 shows the configuration of a reordering circuit applied to an embodiment of the present invention for reordering a data string of length 768 applied to, for example, a video signal.

第4図において60がメモリ回路を示す。メモリ回路6
0には、2進数の0.1..10を夫々示す3種類の1
0ビツトのデータ(0000000000)(000,
00000,01)、(0000000010) lO
− が書込れている。メモリ回路60から、まず、0を示す
データ(oooooooooo)が読み出され、以後、
2進数の1を示すデータ (0000000001)が2回読み出された後2進数
の10を示すデータ(0000000010)が1回読
み出される動作が繰り返され、読み出されたデータが順
次加算回路61に供給される。
In FIG. 4, 60 indicates a memory circuit. Memory circuit 6
0 has a binary number of 0.1. .. Three types of 1 each representing 10
0 bit data (0000000000) (000,
00000,01), (0000000010) lO
− is written. First, data indicating 0 (oooooooooo) is read out from the memory circuit 60, and thereafter,
The operation in which data indicating a binary number 1 (0000000001) is read twice and then data indicating a binary number 10 (0000000010) is read once is repeated, and the read data is sequentially supplied to the addition circuit 61. be done.

62及び63がレジスタを示し、レジスタ62には端子
64から0を示すデータ(0000000000)が供
給され、レジスタ63には加算回路61の出力が供給さ
れる。レジスタ62及び63には端子65及び66から
ラッチパルスが供給され、このラッチパルスによりレジ
スタ62及び63からのデータが選択的に出力される。
62 and 63 indicate registers, the register 62 is supplied with data indicating 0 (0000000000) from the terminal 64, and the register 63 is supplied with the output of the adder circuit 61. Latch pulses are supplied to the registers 62 and 63 from terminals 65 and 66, and data from the registers 62 and 63 is selectively output by the latch pulses.

並べ換えの始めではレジスタ62が選択され、レジスタ
62の出力が加算回路61に供給される。以後は、レジ
スタ63が選択され、レジスタ63の出力が加算回路6
1に供給される。
At the beginning of the rearrangement, register 62 is selected and the output of register 62 is supplied to adder circuit 61. After that, the register 63 is selected and the output of the register 63 is sent to the adder circuit 6.
1.

加算回路61により、まず、メモリ回路60から出力さ
れるOを示すデータ(0000000000)とレジス
タ62から出力されるOを示すデータ(0000000
000)が加算され、加算回路61から0を示すデータ
(oooooooooo)が出力され、このデータがレ
ジスタ63に貯エラれる。次に、レジスタ63のデータ
とメモリ回路60から出力される2進数の1を示すデー
タ(0000000001)が加算され、加算回路61
からデータ(0000000001)が出力され、この
データがレジスタ63に貯えられる。
The adder circuit 61 first outputs data indicating O output from the memory circuit 60 (0000000000) and data indicating O output from the register 62 (0000000).
000) is added, the adder circuit 61 outputs data indicating 0 (oooooooooo), and this data is stored in the register 63. Next, the data in the register 63 and the data indicating the binary number 1 (0000000001) output from the memory circuit 60 are added, and the adding circuit 61
Data (0000000001) is output from the register 63, and this data is stored in the register 63.

メモリ回路60は、2進数の1を示すデータを2回読み
出した後、2進数の10を示すデータを読み出すもので
あるから、以下同様にメモリ回路60の出力とレジスタ
63の出力との加算が繰シ返されることによシ、加算回
路61から(oooooooooo )、(ooooo
ooool)。
Since the memory circuit 60 reads data indicating a binary number 1 twice and then reads data indicating a binary number 10, the output of the memory circuit 60 and the output of the register 63 are similarly added. By repeating the process, the addition circuit 61 outputs (ooooooooooo), (ooooo
ooool).

(0000000010)、(0000000100)
(0000000010), (0000000100)
.

(0000000101)、(0000000110)
(0000000101), (0000000110)
.

(000°oooiooo)・・・・・・・・・のデー
タが順次出力される。
(000°ooooiooo)...... data is sequentially output.

これは、最下位2ビツトが3進表示と見なされ、る。つ
まり、最下位が3進表示で、他が2進表示とされた番号
は、(ooooooooo)。
This is because the least significant two bits are considered to be a ternary representation. In other words, the lowest number is expressed in ternary and the other numbers are expressed in binary: (oooooooooo).

(000000001)、(000000002)。(000000001), (000000002).

(000000010)、(000000011)。(000000010), (000000011).

(000000012)、(ooooooloo)。(000000012), (ooooooloooo).

(000000101)、・・・・・・・・・である。(000000101), . . .

この最下位が3進表示で他が2進表示とされた番号で最
下位の桁を示す数が0のものを下位2ビツトの00で示
し、最下位の桁を示す数が1のものを下位2ビツトの0
1で示し、最下位の桁を示す数が2のものを下位2ビツ
トの10で示した番号が加算回路61の出力である。
Numbers where the lowest digit is expressed in ternary and the others are expressed in binary, and the number indicating the lowest digit is 0 is indicated by the lower two bits of 00, and the number indicating the lowest digit is 1. 0 in the lower 2 bits
The output of the adder circuit 61 is represented by 1, and the number in which the lowest digit is 2 is represented by 10, which is the lower two bits.

加算回路61の出力がビット逆順回路67に供給される
。ビット逆順回路67により、第5図に示すように、最
下位ビットが上位2ビツト目とされ、最下位2ビツト目
が最上位ビットとされ、他のビットが逆順される。ビッ
ト逆順回路67の出力デーfi (000000000
0)、(1000000000)。
The output of the adder circuit 61 is supplied to a bit reverse order circuit 67. As shown in FIG. 5, the bit reverse order circuit 67 sets the least significant bit as the second most significant bit, the second least significant bit as the most significant bit, and reverses the other bits. Output data fi (000000000
0), (1000000000).

(0100000000)、(0010000000)
(0100000000), (0010000000)
.

 13 − (1010000000)、(0110000000)
13 - (1010000000), (0110000000)
.

(o o o 1o o o o o o )、・・・
・・・・:!が順次データメモリ6Bのアドレスに供給
される。
(o o o 1o o o o o o o),...
・・・:! are sequentially supplied to the addresses of the data memory 6B.

データメモリ68には、データ列X。t Xi、 X2
゜X3+ X4+ x5. ”’ ”・”・がアドレス
(0000000000)。
Data memory 68 contains data string X. t Xi, X2
゜X3+ X4+ x5. ``'``・''・ is the address (0000000000).

(0000000001)、(0000000010)
(0000000001), (0000000010)
.

(0000000011)、(oooooooaoo)
(0000000011), (ooooooooaoo)
.

(0000000101)、(0000000110)
・・・・・・に書込まれていて、ビット逆順回路67の
出力により、夫々のアドレスに書込まれていたデータが
読出され、データメモリ6Bからデータ列X。。
(0000000101), (0000000110)
..., and by the output of the bit reverse order circuit 67, the data written to each address is read out, and the data string X is read out from the data memory 6B. .

X2561 X5121 X128113841 X6
401 X64 +−−1)”順に読出される。
X2561 X5121 X128113841 X6
401 x 64 +--1)".

第6図は、この発明の一実施例に適用される3点フーリ
エ変換回路の一例を示すものである。
FIG. 6 shows an example of a three-point Fourier transform circuit applied to an embodiment of the present invention.

前述の0式で示したように、N点のフーリエ変換は、 −1(2π/N) N−e とすると、フーリエ変換出力X (k)は 14 − である。■式より3点のデータ列x(0) 、 x(1
) 、 x(2)のフーリエ変換出力X(0) 、 X
(1) 、 X(2)ハ、X (0) =■(x(0)
+x(1)十x(2) )・・・・・・・・・・・・・
・・・・ ■でめられる。
As shown in the above equation 0, if the Fourier transform at N points is −1(2π/N) Ne−e, then the Fourier transform output X (k) is 14 − . ■From the formula, the three-point data string x(0), x(1
) , Fourier transform output of x(2) X(0) , X
(1), X(2), X(0) =■(x(0)
+x(1)x(2) )・・・・・・・・・・・・
...... ■I can't stand it.

000式でめられるフーリエ変換出力X(O)。Fourier transform output X(O) determined by the 000 formula.

x(i) 、 X(2)(7)実数部をy(0) 、 
y(1) 、 V(2)テ示し、虚数部をz(0) 、
 z(1) 、 z(2)示すと、X (0)= Y 
(0) + i z (0)すなわち5’(0)=y(
x(0)+x(1)+x(2)L・−・0z(0)=0
・・・・・・ ■ X (1) = ’I (1) + i z (1)す
なわち、y (1) =’t、 (x(0) 2 X(
1) 2 X(2) ) ・= ■1 X (2) = V (2) 十i z (2)1 1
 1 すなわち、y(2)−丁(x (0) 2 X (1)
τT X (211)・・■1 δ 君 z(2)’= −(−x(1) −−x(2) )−@
)3 2 2 ■弐〜■式に基づく演算を行なうハードウェアーを実現
することで、3点フーリエ変換出力がめられる。
x(i), X(2)(7) real part as y(0),
y(1), V(2) and the imaginary part is z(0),
When z(1) and z(2) are shown, X(0)=Y
(0) + i z (0) or 5'(0)=y(
x(0)+x(1)+x(2)L・-・0z(0)=0
...... ■ X (1) = 'I (1) + i z (1), that is, y (1) ='t, (x(0) 2
1) 2 X (2) ) ・= ■1 X (2) = V (2) 10 i z (2) 1 1
1 That is, y (2) - d (x (0) 2 X (1)
τT
)3 2 2 ■2~■ By implementing hardware that performs calculations based on formulas, a three-point Fourier transform output can be obtained.

第6図において70及び71がデータメモリを示し、デ
ータ列x(0) 、 x(1) 、 x(2)が、予め
データメモリ70に格納されている。データメモリ10
に格納された入力データが、クロックに同期した以下に
示す12のステップにより演算され、フーリエ変換出力
X(0) 、 X(1) 、 X(2)の実数部データ
y (0) 。
In FIG. 6, 70 and 71 indicate data memories, and data strings x(0), x(1), x(2) are stored in the data memory 70 in advance. data memory 10
The input data stored in is calculated by the following 12 steps synchronized with the clock, and the real part data y (0) of the Fourier transform outputs X(0), X(1), and X(2) are obtained.

y (1) 、 y (2)がデータメモリー0に格納
され、虚数部データz(0) 、 z(1) 、 z(
2)がデータメモリー1に格納される。
y(1), y(2) are stored in data memory 0, and imaginary part data z(0), z(1), z(
2) is stored in data memory 1.

つまり、ステップ1でデータメモリー0に格納されてい
たデータ列の中で、データx(2)が読出され、レジス
ター2及び73に供給される。
That is, data x(2) is read out from the data string stored in data memory 0 in step 1 and supplied to registers 2 and 73.

ステップ2でレジスター2に貯えられていたデータX(
2)が乗算回路74に供給され、レジスタT3に貯られ
ていたデータx(2)が乗算回路75に供給される。乗
算回路74及びT5には、係数メモリ76及び77から
係数1及び係数Bが供給さ6 れる。またこのステップでデータメモリー0からデータ
x(1)が読出され、レジスター2及びT3に供給され
る。
Data X (
2) is supplied to the multiplication circuit 74, and data x(2) stored in the register T3 is supplied to the multiplication circuit 75. Coefficient 1 and coefficient B are supplied from coefficient memories 76 and 77 to multiplication circuit 74 and T5. Also, in this step, data x(1) is read from data memory 0 and supplied to register 2 and T3.

78に供給され、乗算回路75の出力J3 x(2)が
ALU19に供給される。ALU 78及び79は、メ
モリー機能及びシフト機能を有するもので、加減算と共
にビットをシフトすることにより、例えば2倍のステッ
プで、レジスター2及び73に貯られていたデータx(
1)が乗算回路74及び75に供給され、係数売及び?
が係数メモリ76及び7Tから乗算回路T4及びT5に
供給される。
78, and the output J3x(2) of the multiplier circuit 75 is supplied to the ALU 19. The ALUs 78 and 79 have a memory function and a shift function, and by adding and subtracting and shifting bits, for example, the data x (
1) is supplied to multiplier circuits 74 and 75, which sell coefficients and ?
are supplied from coefficient memories 76 and 7T to multiplication circuits T4 and T5.

ステップ5でデータメモリー0からデータx (0)が
レジ・スタフ2に供給される。
In step 5, data x (0) is supplied from data memory 0 to register staff 2.

ステップ6で、レジスター2に貯られていたデータX(
0)が乗算回路14に供給され、係数告が係数メモリ7
6から乗算回路74に供給される。ま(1))がめられ
る。
In step 6, data X (
0) is supplied to the multiplication circuit 14, and the coefficient information is stored in the coefficient memory 7.
6 to a multiplication circuit 74. (1)) be harassed.

ステップ7で、乗算回路74の出力a x (0)がA
LU 78に供給される。
In step 7, the output a x (0) of the multiplier circuit 74 is A
LU 78 is supplied.

−18− + x (1) )がレジスタ80に供給され、ALU
 79かる。
−18− + x (1)) is supplied to the register 80, and the ALU
It costs 79.

ステップ9で、レジスタ80の出力−x (0) c−
3゜ (x(2)+ x(1) )がデータメモリー0に供給
され、フーリエ変換出力x(2)の実数部データy(2
)がデータメモリー0に貯られ、レジスタ81の出力J
(−x(2)+ x(1) )がデータメモリー1に供
給され、フーリエ変換出力x(2)の虚数部データz(
2)がデータメモリー1に貯られる。また、このステッ
プでALU 79から■(・(2)−・(1))がレジ
スタ81に、6 供給される。
In step 9, the output of register 80 -x (0) c-
3°(x(2)+x(1)) is supplied to data memory 0, and the real part data y(2) of the Fourier transform output x(2) is supplied to data memory 0.
) is stored in data memory 0, and the output J of register 81 is
(-x(2)+x(1)) is supplied to data memory 1, and the imaginary part data z(
2) is stored in data memory 1. Also, in this step, 6 is supplied from the ALU 79 to the register 81 (.(2)-.(1)).

ステップ10で、レジスタ80の出力a x (0)−
ユ(x(2)+ x(1) )がデータメモリー0に供
給され、フーリエ変換出力X(1)の実数部データy(
1)がデータメモリ70に貯られ、レジスタ81の出力
丁(x(2) −x(1) )がデータメモリ71に供
給され、フーリエ変換出力X(1)の虚数部データz(
1)がデータメモリー1に貯られる。
In step 10, the output of register 80 a x (0)−
y(x(2)+x(1)) is supplied to data memory 0, and the real part data y(x(2)+x(1)) of the Fourier transform output
1) is stored in the data memory 70, the output (x(2) - x(1)) of the register 81 is supplied to the data memory 71, and the imaginary part data z(
1) is stored in data memory 1.

−t−,x (2) )がレジスタ80に供給され、A
LU 79からは0がレジスタ81に供給される。
-t-,x (2)) is supplied to the register 80, and A
A zero is supplied from LU 79 to register 81 .

1ニ ステップ12でレジスタ80の出カフ x (0) +
 ax(1)1−Tx(2)がデータメモリTOに供給
され、7−リエ変換出力x(0)の実数部データy(0
)がデータメモリー0に貯られ、フーリエ変換出力X(
0)の虚数部データz(0)がデータメモI771に貯
られる。
Output cuff of register 80 at step 12 x (0) +
ax(1)1-Tx(2) is supplied to the data memory TO, and real part data y(0
) is stored in data memory 0, and the Fourier transform output X(
The imaginary part data z(0) of 0) is stored in the data memo I771.

なお、ステップ7〜12では次の3点のフーリエ変換の
ステップト6が並列して行なわれる。
Note that in steps 7 to 12, Step 6 of the Fourier transform of the following three points is performed in parallel.

バタフライ演算回路も、第6図に示すハードウェアを用
いて同様に構成ででる。但し、係数メモ数値が記憶され
る。バタフライ演算に必要とされる実数部データは、デ
ータメモリー0からレジスタ72.73を介して出力さ
れ、バタフライ演算に必要とされる虚数部データは、デ
ータメモリー1からレジスタ82.83を介して出力さ
れる。
The butterfly arithmetic circuit can also be constructed in a similar manner using the hardware shown in FIG. However, the coefficient memo value is memorized. The real part data required for the butterfly operation is output from data memory 0 via registers 72.73, and the imaginary part data required for the butterfly operation is output from data memory 1 via registers 82.83. be done.

夫々のバタフライ演算に必要な処理が乗算回路74.7
5及びALU 78 、79で施され、バタフライ演算
の実数部データがデータメモリー0に貯られ、バタフラ
イ演算の虚数部データがデータメモリ71に貯られる。
The processing required for each butterfly operation is carried out by the multiplication circuit 74.7.
5 and ALUs 78 and 79, the real part data of the butterfly calculation is stored in data memory 0, and the imaginary part data of the butterfly calculation is stored in data memory 71.

「応用例」 この発明は、m点フーリエ変換を行なった後、バタフラ
イ演算を繰り返しmX2nの長さのデータ列のフーリエ
変換出力をめる構成であるが、バタフライ演算を繰り返
した後、m点フーリエ変換を行ない、mX2”の長さの
データ列のフーリエ変換出力をめる構成としても良い。
“Application Example” This invention has a configuration in which, after performing m-point Fourier transform, butterfly calculation is repeated to obtain the Fourier transform output of a data string of length m×2n. A configuration may also be adopted in which a Fourier transform output of a data string having a length of m×2” is obtained by performing the transform.

また、この発明は、フーリエ逆変換をする場合にも適用
できる。
Further, the present invention can also be applied to the case of performing inverse Fourier transform.

「発明の効果」 この発明に依れば、(a X 2”)の長さのデータ列
のフーリエ変換出力が、3点フーリエ変換に用いられる
(6X2)ステップとバタフライ演算に用いられる(n
xax2 x4)ステップの合計(6(n+1)2°)
ステップによりめられる。
“Effects of the Invention” According to the present invention, the Fourier transform output of a data string with a length of (a
xax2 x4) total of steps (6(n+1)2°)
It is set by the step.

例えばn = 8 (3X 2 = 768 )の場合
、13824ステツプでフーリエ変換を行なうことがで
きる。
For example, when n = 8 (3X 2 = 768), Fourier transform can be performed in 13,824 steps.

一方 2nの長さのデータ列の従来の高速フーリエ変換
では、乗算器、加減算器、データメモリを各2つずつ配
置した場合(n×2n+1)ステップでめられる。例え
ば(n=1 o )(210=1024)の場合、20
480ステツプ必要である。従って、例えば長さが76
8のデータ列のビデオ信号をフーリエ女換する場合、従
来の高速7−リエ変換に比べて0.675倍の時間で処
理することができ、処理時間を短縮することができる。
On the other hand, in the conventional fast Fourier transform of a data string with a length of 2n, when two multipliers, two adders/subtractors, and two data memories are arranged, the transformation can be performed in (n×2n+1) steps. For example, in the case of (n=1 o ) (210=1024), 20
480 steps are required. Therefore, for example, the length is 76
When performing Fourier transformation on a video signal of 8 data strings, the processing time can be reduced by 0.675 times compared to conventional high-speed 7-lier transformation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例のブdツク図、第2図及び
第3図はこの一実施例におけるバタフライ演算回路のブ
ロック図、第4図及び第5図はこの発明の一実施例にお
ける並べ換え回路の一例のブロック図及び接続図、第6
図はこの発明の一実施例における3点フーリエ変換回路
の一例のブロック図である。 1・・・・・・・・・・・・並べ換え回路、2A、2B
、2C。 2D・・・・・・・・・・・・3点フーIJ 工変換回
路、3A、3B。 4・・・・・・・・・・・・バタフライ演算回路。 代理人 杉 浦 正 知 第4図 第6図 767フ イ系 叡 イ透(薯も( トモリ トモリ 来算 74 東算 5 ALLJ 76 ALU レジスタ レジスゲ o71 \ デ゛−タ テ゛′−ヲ ク$−It り二11 LSB MSB
FIG. 1 is a book diagram of an embodiment of this invention, FIGS. 2 and 3 are block diagrams of a butterfly calculation circuit in this embodiment, and FIGS. 4 and 5 are an embodiment of this invention. Block diagram and connection diagram of an example of a rearrangement circuit in, No. 6
The figure is a block diagram of an example of a three-point Fourier transform circuit in an embodiment of the present invention. 1・・・・・・・・・Rearrangement circuit, 2A, 2B
, 2C. 2D・・・・・・・・・3 points Fu IJ engineering conversion circuit, 3A, 3B. 4・・・・・・・・・Butterfly calculation circuit. Agent Tadashi Sugiura Figure 4 Figure 6 767 Fi-kei Ei Toru (Tomori Tomori Gaika 74 Tosan 5 ALLJ 76 ALU Register Regis game o71 11 LSB MSB

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 長さm×2nのディジタル信号データ列を並べ換え、こ
の並べ換えられたデータ列をm点づつのデータ列に分割
する手段と、分割された各々のデータ列に対してm点の
フーリエ変換を行なう手段と、夫々のm点のフーリエ変
轡出力のバタフライ演算を繰シ返す手段とを備え、上記
長さmX2”のディジタル信号データ列をフーリエ変換
するようにしたことを特徴とする高速フーリエ変換装置
Means for rearranging a digital signal data string of length m x 2n, dividing the rearranged data string into m-point data strings, and means for performing m-point Fourier transform on each divided data string. and means for repeating the butterfly calculation of the Fourier transformation output of each m point, and is adapted to Fourier transform the digital signal data string of length m x 2''.
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