CN101867758A - 一种实现多个标准的信号变换处理的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现多个标准的信号变换处理的装置和方法，属于信号处理领域。所述装置包括：多级线路交换器、多级参数器，其中，线路交换器和参数器相连，各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。本发明实现基于同一电路结构下融合多个标准的信号的变换处理，简化电路结构，实现简单，降低了实现成本。

Description

一种实现多个标准的信号变换处理的装置和方法

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种实现多个标准的信号变换处理的装置和方法。

背景技术

在各种图像和视频处理中，不同的标准采用不同的变换方式，例如，MPEG2标准(Moving Picture Experts Group 2，活动图像专家组颁布的第2活动图像及声音编码的正式国际标准)、AVS标准(数字音视频编解码技术标准工作组颁布的标准)和H.264标准(ITU-T的视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC的活动图像编码专家组(MPEG)的联合视频组(JVT，joint Video Team)开发的一个新的数字视频编码标准)，其中，各标准的变换方式是不同的，但都是基于余弦变换，通过不同方式变形而得到的。因而在一定程度上具有共同的特征。在数字图像处理中，对于一维的DCT(Disperse Cosine Transform，离散余弦变换)/IDCT(Inverse Disperse Cosine Transform，离散反余弦变换)而言，通过针对不同的标准设置不同的DCT/IDCT变换电路实现，进一步地，如果是对于某一标准的二维DCT/IDCT变换而言，目前通常采用该标准的两个串联的一维DCT/IDCT变换电路实现二维DCT/IDCT变换。不同的标准中在处理图像压缩时，其各自的变换算法是不同的，而针对不同的变换算法就需要设置相应的硬件电路进行处理。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术在对信号进行变换处理时，由于是针对不同的标准采用不同的硬件电路实现，各硬件电路独立工作；随着图像处理技术的发展，对信号进行变换处理的要求越来越高，出现了在同一个硬件电路中实现多个标准的信号变换的需求，采用现有技术提供的方法，就需要针对不同的标准，设计相应的电路来完成不同的变换，这样将导致电路结构比较复杂、导致硬件电路实现难度加大，整个实现成本较大。

发明内容

为了实现基于同一电路结构下融合多个标准的信号的变换处理，简化电路结构，降低实现成本，本发明提供了一种实现多个标准的信号变换处理的装置和方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种实现多个标准的信号变换处理的装置，所述装置包括：

多级线路交换器、多级参数器，其中，线路交换器和参数器相连，各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

进一步地，在任一级参数器中还包括：线性运算器，

所述线性运算器，用于接收与其相连的上一级线路交换器发送的中间数据，根据输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算得到所述中间数据的输出数据，将所述输出数据发送到与所述运算器相连的下一级线路交换器。

其中，所述装置具体包括：

第一线路交换器，与所述第一线路交换器相连的第一参数器，与所述第一参数器相连的第二线路交换器，与所述第二线路交换器相连的第二参数器，与所述第二参数器相连的第三线路交换器，与所述第三线路交换器相连的第三参数器，以及与所述第三参数器相连的第四线路交换器；其中，各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

其中，

所述第一线路交换器，用于接收输入的待处理数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的待处理数据进行分配输出，得到第一组数据，将第一组数据输出；

与所述第一线路交换器相连的第一参数器，用于接收所述第一线路交换器输出的第一组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第一组数据进行参数变换，得到第二组数据，将第二组数据输出；

与所述第一参数器相连的第二线路交换器，用于接收所述第一参数器输出的第二组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第二组数据进行分配输出，得到第三组数据，将第三组数据输出；

与所述第二线路交换器相连的第二参数器，用于接收所述第二线路交换器输出的第三组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第三组数据进行参数变换，得到第四组数据，将所述第四组数据输出；

与所述第二参数器相连的第三线路交换器，用于接收所述第二参数器输出的第四组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第四组数据进行分配输出，得到第五组数据，将所述第五组数据输出；

与所述第三线路交换器相连的第三参数器，用于接收所述第三线路交换器输出的第五组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第五组数据进行参数变换，得到第六组数据，将所述第六组数据输出；

与所述第三参数器相连的第四线路交换器，用于接收所述第三参数器输出的第六组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第六组数据进行分配输出，得到输出数据。

当所述第二参数器还包括线性运算器时，相应地，

所述第三组数据分为第一类数据和第二类数据；

所述第二参数器接收所述第一类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第一类数据进行参数变换得到第一类数据的输出数据；

所述第二参数器接收所述第二类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第二类数据进行参数变换得到第二类数据的中间数据；

所述线性运算器接收所述中间数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算，得到第二类数据的输出数据，其中，所述第二类数据的输出数据和所述第一类数据的输出数据组成所述第四组数据。

再一方面，提供了一种实现多个标准的信号变换处理的方法，所述方法包括：

接收待处理数据，经过多个线路交换器和多个参数器的处理后，得到输出数据，其中，所述各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

其中，所述接收待处理数据，经过多个线路交换器和多个参数器的处理后，得到输出数据的步骤，包括：

第一线路交换器接收输入的待处理数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的待处理数据进行分配输出，得到第一组数据，将第一组数据输出；

与所述第一线路交换器相连的第一参数器接收所述第一线路交换器输出的第一组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第一组数据进行参数变换，得到第二组数据，将第二组数据输出；

与所述第一参数器相连的第二线路交换器，接收所述第一参数器输出的第二组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第二组数据进行分配输出，得到第三组数据，将第三组数据输出；

与所述第二线路交换器相连的第二参数器，接收所述第二线路交换器输出的第三组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第三组数据进行参数变换，得到第四组数据，将所述第四组数据输出；

与所述第二参数器相连的第三线路交换器，接收所述第二参数器输出的第四组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第四组数据进行分配输出，得到第五组数据，将所述第五组数据输出；

与所述第三线路交换器相连的第三参数器，接收所述第三线路交换器输出的第五组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第五组数据进行参数变换，得到第六组数据，将所述第六组数据输出；

与所述第三参数器相连的第四线路交换器，接收所述第三参数器输出的第六组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第六组数据进行分配输出，得到输出数据。

当所述第二参数器还包括：线性运算器时，所述与所述第二线路交换器相连的第二参数器，接收所述第二线路交换器输出的第三组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第三组数据进行参数变换，得到第四组数据，将所述第四组数据输出的步骤，具体包括：

将所述第三组数据分为第一类数据和第二类数据；

所述第二参数器接收所述第一类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述第一类数据进行参数变换得到第一类数据的输出数据；

所述第二参数器接收所述第二类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述第二类数据进行参数变换得到第二类数据的中间数据；

所述线性运算器接收所述中间数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算，得到第二类数据的输出数据，其中，所述第二类数据的输出数据和所述第一类数据的输出数据组成所述第四组数据。

其中，所述根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

所述线性运算器接收所述中间数据后，根据所述输入的待处理数据的标准类型得到所述类型的变换矩阵；

根据所述变换矩阵，对所述中间数据进行线性运算的系数；

根据所述系数，得到所述第二类数据的输出数据。

当所述输入的待处理数据的标准类型为AVS标准中的反变换算法时，所述中间数据为e 0、e1、e2、e 3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

z4＝2·e0+2·e1+3·e2

z5＝3·e1-2·e2+2·e3

z6＝-2·e2-2·e3+3·e0

z7＝2·e1-3·e3-2·e0。

当所述输入的待处理数据的标准类型为H.264标准中直流反变换和残差系数反变换算法时，所述中间数据为e0、e1、e2、e3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

z4＝e0

z5＝e1

z6＝e2

z7＝e3。

当所述输入的待处理数据的标准类型为H.264标准中的8×8的反变换算法时，所述中间数据为e0、e1、e2、e3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

$z4=\frac{3}{2}\·e0+e1+e2$

$z5=e0-\frac{3}{2}\·e2+e3$

$z6=e0-\frac{3}{2}\·e1-e3$

$z7=-e1+e2+\frac{3}{2}\·e3.$

当所述输入的待处理数据的标准类型为MPEG2标准中的反变换算法时，所述中间数据为e0、e1、e2、e3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

z6＝c3′·e2+s3′·e0

z4＝c3′·e2-s3′·e0

z5＝c1′·e1+s1′·e3

z7＝c1′·e1-s1′·e3

其中，Cn＝cos(nπ/16)，

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过本发明实施例提供的装置，实现基于同一电路结构下融合多个标准的信号的变换处理，简化电路结构，实现简单，降低了实现成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的实现多个标准的信号变换处理的装置示意图。

图2是本发明实施例1提供的实现多个标准的信号变换处理的装置另一示意图。

图3是本发明实施例1提供的实现多个标准的信号变换处理的装置详细示意图。

图4是本发明实施例1提供的实现多个标准的信号变换处理的装置另一详细示意图。

图5是本发明实施例1提供的实现多个标准的信号变换处理的装置另一详细示意图。

图6是本发明实施例1提供的实现多个标准的信号变换处理的装置另一详细示意图。

图7是本发明实施例1提供的实现多个标准的信号变换处理的装置另一详细示意图。

图8是本发明实施例2提供的实现多个标准的信号变换处理的方法流程示意图。

图9是本发明实施例2提供的实现多个标准的信号变换处理的方法中线性运算的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了实现基于同一电路结构下融合多个标准的信号的变换处理，简化电路结构，降低实现成本，本发明提供了一种实现多个标准的信号变换处理的装置，包括：

多级线路交换器、多级参数器，其中，线路交换器和参数器相连，各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

其中，本发明实施例提供的装置，是基于变换矩阵H得出，例如，假设需要进行变换(正变换或逆变换)的系数矩阵为A，则其变换矩阵为H，则相应的一维变换计算公式为：H×A；二维变换计算公式为：H×A×H^T，其中，

对于正变换(DCT)而言，如下：

1、H.264的三种基本整数变换矩阵：

1)普通残差变换矩阵：

$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 2& 1& -1& -2\\ 1& -1& -1& 1\\ 1& -2& 2& -1\end{array}\right]$

2)色度块直流变换矩阵：

$\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -1& -1\end{array}\right]$

3)亮度块直流变换矩阵：

$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\\ 1& -1& 1& -1\end{array}\right]$

4)H.264ABT的8×8变换的变换矩阵：

$\left[\begin{array}{cccccccc}13& 13& 13& 13& 13& 13& 13& 13\\ 19& 15& 9& 3& -3& -9& -15& -19\\ 17& 7& -7& -17& -17& -7& 7& 17\\ 9& 3& -19& -15& 15& 19& -3& -9\\ 13& -13& -13& 13& 13& -13& -13& 13\\ 15& -19& -3& 9& -9& 3& 19& -15\\ 7& -17& 17& -7& -7& 17& -17& 7\\ 3& -9& 15& -19& 19& -15& 9& -3\end{array}\right]$

5)在H.264FrExt中，还有一种8×8变换，其变换矩阵为：

$\left[\begin{array}{cccccccc}8& 8& 8& 8& 8& 8& 8& 8\\ 12& 10& 6& 3& -3& -6& -10& -12\\ 8& 4& -4& -8& -8& -4& 4& 8\\ 10& -3& -12& -6& 6& 12& 3& -10\\ 8& -8& -8& 8& 8& -8& -8& 8\\ 6& -12& 3& 10& 10& -3& 12& -6\\ 4& -8& 8& -4& 4& 8& -8& 4\\ 3& -6& 10& -12& 12& -10& 6& -3\end{array}\right]$

6)MPEG2

是8×8的离散余弦变换，公式为：

$Z(k,l)=\frac{2}{N}a\left(k\right)a\left(l\right)\underset{n=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}x(m,n)\cos \frac{(2m+1)\mathrm{\πk}}{2N}\cos \frac{(2n+1)\mathrm{\πl}}{2N}$

其中，

a(k)＝a(l)＝1，当k，l≠0时，

x(m，n)是原始图像，

Z(k，l)是各频率分量的大小；

M，n，k，l＝0，1，2，...，7。

对应的变换矩阵可以根据上述公式计算得到，例如该矩阵可以为：

${\left[\begin{array}{cccccccc}128& 177& 167& 150& 128& 100& 69& 35\\ 128& 150& 69& -35& -128& -177& -167& -100\\ 128& 100& -68& -177& -128& 35& 167& 150\\ 128& 35& -167& -100& 127& 150& -69& -177\\ 128& -35& -167& 100& 128& -150& -69& 177\\ 128& -100& -69& 177& -127& -35& 167& -150\\ 128& -150& 69& 35& -127& 177& -167& 100\\ 128& -177& 167& -150& 127& -100& 69& -35\end{array}\right]}^T$

对于逆变换(IDCT)而言，详见如下：

1)H.264逆变换矩阵(残差)

$\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1/2\\ 1& 1/2& -1& -1\\ 1& -1/2& -1& 1\\ 1& -1& 1& -1/2\end{array}\right]$

2)MPEG2逆变换公式

$x(m,n)=\frac{2}{N}\underset{k=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}a\left(k\right)Z(k,l)\cos \frac{(2m+1)\mathrm{\πk}}{2N}\cos \frac{(2n+1)\mathrm{\πl}}{2N}$

其中，

a(k)＝a(l)＝1，当k，l≠0时，

x(m，n)是原始图像，

Z(k，l)是各频率分量的大小；

m，n，k，l＝0，1，2，...，7。

对应的变换矩阵可以根据上述公式计算得到，例如该矩阵可以为：

$\left[\begin{array}{cccccccc}128& 177& 167& 150& 128& 100& 69& 35\\ 128& 150& 69& -35& -128& -177& -167& -100\\ 128& 100& -69& -177& -128& 35& 167& 150\\ 128& 35& -167& -100& 127& 150& -69& -177\\ 128& -35& -167& 100& 128& -150& -69& 177\\ 128& -100& -69& 177& -127& -35& 167& -150\\ 128& -150& 69& 35& -127& 177& -167& 100\\ 128& -177& 167& -150& 127& -100& 69& -35\end{array}\right]$

3)AVS逆变换矩阵

$T_8=\left[\begin{array}{cccccccc}8& 10& 10& 9& 8& 6& 4& 2\\ 8& 9& 4& -2& -8& -10& -10& -6\\ 8& 6& -4& -10& -8& 2& 10& 9\\ 8& 2& -10& -6& 8& 9& -4& -10\\ 8& -2& -10& 6& 8& -9& -4& 10\\ 8& -6& -4& 10& -8& -2& 10& -9\\ 8& -9& 4& 2& -8& 10& -10& 6\\ 8& -10& 10& -9& 8& -6& 4& -2\end{array}\right]$

基于上述变换矩阵，本发明实施例提供了一种实现多个标准的信号变换处理的装置，参见图1，该装置，详见如下：

第一线路交换器接收输入的待处理数据cn后，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的待处理数据进行分配输出，得到第一组数据an，将第一组数据an输出；

其中，由于每个算法标准，在对数据进行处理时，都是以数据块逐行输入的方式进行的，数据块大小为N×N(N取值为＞＝1的自然数)的矩阵，通常，数据块包括8×8、4×4等情况，如果是针对8×8的数据块，则一次输入一行的8个数据，例如，8×8的数据块如下所示，

c11 c12 c13 c14 c15 c16 c17 c18；

c21 c22 c23 c24 c25 c26 c27 c28；

c31 c32 c33 c34 c35 c36 c37 c38；

c41 c42 c43 c44 c45 c46 c47 c48；

c51 c52 c53 c54 c55 c56 c57 c58；

c61 c62 c63 c64 c65 c66 c67 c68；

c71 c72 c73 c74 c75 c76 c77 c78；

c81 c82 c83 c84 c85 c86 c87 c88。

则相应地，上述待处理数据cn为c[0]＝c11、c[1]＝c12、c[2]＝c13、c[3]＝c14、c[4]＝c15、c[5]＝c16、c[6]＝c 17、c[7]＝c18；

再如对于4×4的数据块，最多一次可以输入一个4×4的数据块的两行，例如4×4的数据块如下所示：

c11 c12 c13 c14；

c21 c22 c23 c24；

c31 c32 c33 c34；

c41 c42 c43 c44。

则相应地，上述待处理数据cn为c[0]＝c11、c[1]＝c12、c[2]＝c13、c[3]＝c14、c[4]＝c21、c[5]＝c22、c[6]＝c23、c[7]＝c24；

再如对于4×4的数据块，还可以一次可以输入两个4×4的数据块各自的一行，例如第一个4×4的数据块如下所示：

c11 c12 c13 c14；

c21 c22 c23 c24；

c31 c32 c33 c34；

c41 c42 c43 c44。

第二个4×4的数据块如下所示：

c11’c12’c13’c14’；

c21’c22’c23’c24’；

c31’c32’c33’c34’；

c41’c42’c43’c44’。

则相应地，上述待处理数据cn为c[0]＝c11、c[1]＝c12、c[2]＝c13、c[3]＝c14、c[4]＝c11’、c[5]＝c12’、c[6]＝c13’、c[7]＝c14’；

同理，可得本发明实施例提供的装置，还适用于2×2的数据块的情形，原理类似，不再赘述。

为了便于说明，本实施例以8×8的数据块为例进行说明，相应地，上述第一组数据包括8个数据元素。

其中，第一线路交换器接收输入的待处理数据cn后，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的待处理数据进行分配输出时，不同的输入的待处理数据的标准类型，分配输出的方式不同，详见下文。

第一参数器与第一线路交换器相连，接收第一线路交换器输出的第一组数据an后，根据输入的待处理数据的标准类型，将第一组数据an进行参数变换，得到第二组数据dn，将第二组数据dn输出；

其中，第一参数器第一组数据an后，根据输入的待处理数据的标准类型，将第一组数据an进行参数变换，得到第二组数据dn时，不同的输入的待处理数据的标准类型，参数变化的方式不同(具体为配置的各参数不同)，详见下文。

第二线路交换器与第一参数器相连，接收第一参数器输出的第二组数据dn后，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的第二组数据dn进行分配输出，得到第三组数据bn，将第三组数据bn输出；

第二参数器与第二线路交换器相连，接收第二线路交换器输出的第三组数据bn后，根据输入的待处理数据的标准类型，将第三组数据dn进行参数变换，得到第四组数据zn，将第四组数据zn输出；

第三线路交换器与第二参数器相连，接收第二参数器输出的第四组数据zn，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的第四组数据zn进行分配输出，得到第五组数据fn，将第五组数据fn输出；

第三参数器与第三线路交换器相连，接收第三线路交换器输出的第五组数据fn，根据输入的待处理数据的标准类型，将第五组数据fn进行参数变换，得到第六组数据gn，将第六组数据gn输出；

第四线路交换器与第三参数器相连，接收第三参数器输出的第六组数据gn后，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的第六组数据gn进行分配输出，得到输出数据。

进一步地，参见图2，在第二参数器中包括：线性运算器，相应地，第三组数据bn分为第一类数据和第二类数据；其中，每类数据各包含4个数据元素。其中，

第二参数器用于接收第一类数据后，根据输入的待处理数据的标准类型，将第一类数据进行参数变换，得到第一类数据的输出；还用于接收第二类数据后，根据输入的待处理数据的标准类型，将第二类数据进行参数变换，得到第二类数据的中间数据；线性运算器接收中间数据，根据输入的待处理数据的标准类型，对中间数据进行线性运算，得到第二类数据的输出；

其中，上述第一类数据的输出和第二类数据的输出组成第四组数据。

综上所述，通过上述各线路交换器和参数器，对输入的待处理的数据进行线路交换以及参数变换处理后，得到期望的输出数据。

参见图3，本发明实施例提供的实现多个标准的信号变换处理的装置的详细示意图，结合图1、图2、图3进行如下解释：

其中，c[0]... ...c[7]为输入的待处理的数据；

1、第一线路交换器，接收数据的待处理的数据后，根据待处理的数据的标准类型，对c[0]... ...c[7]进行线路分配后输出，得到a0... ...a7(第一组数据)。线路分配是指，假设c[0]... ...c[7]为：c[0]＝1，c[1]＝2、c[2]＝3、c[3]＝4、c[4]＝5、c[5]＝6、c[6]＝7、c[7]＝0八个数据，则经过第一线路交换器后，得到的a0... ...a7为：a0＝2、a1＝3、a2＝5、a3＝6、a4＝4、a5＝1、a6＝0、a7＝7，即各数字所在的位置发生交换，具体的交换规则根据待处理的数据的标准类型制定，本实施例对此不做限制，并请详见下述各具体示例。

2、第一参数器，接收第一组数据后，根据待处理的数据的标准类型，对第一组数据进行参数处理后，得到第二组数据d0... ...d7，如图3所示，d0＝a0×m1+a1×m2，其中，m1和m2为根据待处理的数据的标准类型所采用的具体参数，如针对AVS标准中的反变换算法，该m1和m2分别取值为8和8；针对H.264标准中的8×8算法，该m1和m2分别取值为1和1；再如，d2＝a2×m4+a3×m6，同理，针对AVS标准中的反变换算法，该m4和m6分别取值为10和4；针对H.264标准中的8×8的反变换算法标准，该m4和m6分别取值为1和1/2；同理，可得第二组数据d0... ...d7，方法类似不再赘述。

3、第二线路交换器，其作用与第一线路交换器类似，用于接收第二组数据d0... ...d7，根据待处理的数据的标准类型，对d0... ...d7进行线路分配后输出，得到b0... ...b7(第三组数据)。

4、第二参数器，接收第三组数据中的b0... ...b3(第一类数据)，根据待处理的数据的标准类型，将b0... ...b3进行参数变换后得到z0... ...z3；第二参数器接收第三组数据中的b4... ...b7(第二类数据)，根据待处理的数据的标准类型，将b4... ...b7进行参数变换后得到中间数据e0... ...e3，，将中间数据e0... ...e3输入到线性运算器中，线性运算器根据待处理的数据的标准类型对e0... ...e3进行线性运算后得到z4... ...z7。其中，假设为H.264标准中的直流反变换算法，则线性运算器的计算规则为：

z4＝e0

z5＝e1

z6＝e2

z7＝e3

即对于H.264标准中的直流反变换算法而言，不需要该线性运算器。再如，假设AVS标准中的反变换算法，则线性运算器的计算规则为：

z4＝2·e0+2·e1+3·e2

z5＝3·e1-2·e2+2·e3

z6＝-2·e2-2·e3+3·e0

z7＝2·e1-3·e3-2·e0

综上，本发明实施例提供的装置能够实现多个标准的变换处理。

5、第三线路交换器，其作用与第一线路交换器、第二线路交换器类似，用于接收第四组数据z0... ...z7，根据待处理的数据的标准类型，对z0... ...z7进行线路分配后输出，得到f0... ...f7(第五组数据)。

6、第三参数器，与第一参数器类似，根据待处理的数据的标准类型，进行参数变换，得到第六组数据(g0... ...g7)，不再赘述。

7、第四线路交换器，作用与第一线路交换器、第二线路交换器、第三线路交换器类似，用于接收第六组数据g0... ...g7，根据待处理的数据的标准类型，对g0... ...g7进行线路分配后输出，得到y[0]... ...y[7](输出数据)。

综上，如图3所示，以蝶形运算图的形式概括了多种变换的算法标准，本发明实施例提供的装置适用于AVS、H.264的整数变换和逆变换，以及MPEG2的余弦变换和逆变换，一共14种变换类型，以逆变换为例，AVS标准包含1种变换方式，H.264包含5种方式，MPEG2包含1种方式，每种逆变换方式又对应一种正变换方式。

本发明实施例提供装置，可以实现8×8的变换，也可以同时实现2个4×4的变换，或者4个2×2的变换，可以通过控制电路，设置其中的参数(如m1、m2……)，以及线路交换和线性运算的方式，即可实现上述多种变换，即通过本发明实施例提供的装置，实现了基于同一电路结构下融合多个标准的信号的变换处理，简化电路结构，降低实现成本。

其中，线性运算器在根据输入的待处理数据的标准类型，对中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出时，该线性运算器具体用于接收中间数据后，根据输入的待处理数据的标准类型得到类型的变换矩阵；根据变换矩阵，对中间数据进行线性运算的系数；

根据系数，得到第二类数据的输出数据。

为了对上述本发明实施例提供的装置进行详细说明，请参见如下示例：

示例一

参见图4，为本发明实施例提供装置的实现AVS标准中的反变换算法的示意图。其中，图中虚线所示含意为参数m的取值为负数。其中，线性运算器的运算规则为：

z4＝2·e0+2·e1+3·e2

z5＝3·e1-2·e2+2·e3

z6＝-2·e2-2·e3+3·e0

z7＝2·e1-3·e3-2·e0

其中，实际运算时，上述线性运算中的各系数取值还可以是上述系数矩阵的R倍(其中，R取值为任一实数)，即与上述各系数为R倍数关系，例如，上述线性运算器的运算规则，针对上述系数矩阵：

2  2  3；

3  -2 2；

-2 -2 3；

2  -3 -2。

假设R取值为2，即实际运算的系数矩阵还可以与上述系数矩阵为2倍关系，相应地，可得：

z4＝4·e0+4·e1+6·e2

z5＝6·e1-4·e2+4·e3

z6＝-4·e2-4·e3+6·e0

z7＝4·e1-6·e3-4·e0

示例二

参见图5，为本发明实施例提供装置的实现H.264标准中的直流反变换和残差系数变化算法的示意图。其中，图中虚线所示含意为参数m的取值为负数。如图5所示，“1/2or1”所示含意如下：若系数为1则表示DC hadamard反变换，若系统为1/2则表示残差反变换。其中，线性运算器的运算规则为：

z4＝e0

z5＝e1

z6＝e2

z7＝e3

与示例一同理可得，上述各系数也还可以为倍数关系，不再赘述。

示例三

参见图6，为本发明实施例提供装置的实现H.264标准中的8×8的反变换算法标准的示意图。其中，图中虚线所示含意为参数m的取值为负数。其中，线性运算器的运算规则为：

$z4=\frac{3}{2}\·e0+e1+e2$

$z5=e0-\frac{3}{2}\·e2+e3$

$z6=e0-\frac{3}{2}\·e1-e3$

$z7=-e1+e2+\frac{3}{2}\·e3$

与示例一同理可得，上述各系数也还可以为倍数关系，不再赘述。

示例四

参见图7，为本发明实施例提供装置的实现MPEG2标准中的反变换算法的示意图。其中，图中虚线所示含意为参数m的取值为负数。其中，线性运算器的运算规则为：

z6＝c3′·e2+s3′·e0

z4＝c3′·e2-s3′·e0

z5＝c1′·e1+s1′·e3

z7＝c1′·e1-s1′·e3

其中，Cn＝cos(nπ/16)，

与示例一同理可得，上述各系数也还可以为倍数关系，不再赘述。

综上，本发明实施例提供的装置，可以实现8×8的变换，也可以同时实现2个4×4的变换，或者4个2×2的变换，其中，在对4×4块进行变换时，基本过程与8×8块是一样的，主要差别在于一个4×4块变换时仅使用一半的计算单元，而且还可以同时进行两个4×4的变换。可以通过控制电路，设置其中的参数(如m1、m2……)，以及线路交换和线性运算的方式，即可实现上述多种变换，即通过本发明实施例提供的装置，实现了基于同一电路结构下融合多个标准的信号的变换处理，简化电路结构，降低实现成本。利用本发明实施例提供的装置，不但适用于一维IDCT电路变换输出(如上文所说)，本领域技术人员还可以获知本发明实施例提供的装置还适用于二维IDCT电路变换输出。

实施例2

基于上述实现多个标准的信号变换处理的装置，本发明实施例还提供了一种实现多个标准的信号变换处理的方法，该方法内容如下：实现多个标准的信号变换处理的装置接收待处理数据，经过该实现多个标准的信号变换处理的装置中的多个线路交换器和多个参数器的处理后，得到输出数据，其中，所述各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

为了对本发明实施例提供的方法进行详细说明，请参见图8，该方法内容如下：

101：第一线路交换器接收输入的待处理数据cn，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的待处理数据进行分配输出，得到第一组数据an，将第一组数据an输出；

102：第一参数器接收第一线路交换器输出的第一组数据an，根据输入的待处理数据的标准类型，将第一组数据an进行参数变换，得到第二组数据dn，将第二组数据dn输出；

其中，第一参数器与第一线路交换器相连。

103：第二线路交换器接收第一参数器输出的第二组数据dn，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的第二组数据dn进行分配输出，得到第三组数据bn，将第三组数据bn输出；

其中，第二线路交换器与第一参数器相连，

104：第二参数器接收第二线路交换器输出的第三组数据bn，根据输入的待处理数据的标准类型，将第三组数据bn进行参数变换，得到第四组数据zn，将第四组数据zn输出；

其中，第二参数器与第二线路交换器相连。

105：第三线路交换器接收第二参数器输出的第四组数据zn，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的第四组数据zn进行分配输出，得到第五组数据fn，将第五组数据fn输出；

其中，第三线路交换器与第二参数器相连。

106：第三参数器接收第三线路交换器输出的第五组数据fn，根据输入的待处理数据的标准类型，将第五组数据fn进行参数变换，得到第六组数据gn，将第六组数据gn输出；

其中，第三参数器与第三线路交换器相连。

107：第四线路交换器接收第三参数器输出的第六组数据gn后，根据输入的待处理数据的标准类型，将接收的第六组数据gn进行分配输出，得到输出数据yn。

其中，第四线路交换器与第三参数器相连。

进一步地，在上述步骤104中，第二参数器中还包括：线性运算器，相应地，第三组数据bn分为第一类数据b0... ...b3和第二类数据b4... ...b7；参见图9，步骤104具体包括：

104A：第二参数器接收第一类数据b0... ...b3，根据输入的待处理数据的标准类型，将第一类数据进行参数变换，得到第一类数据的输出z0... ...z3；

104B：第二参数器接收第二类数据b4... ...b7，根据输入的待处理数据的标准类型，将第二类数据进行参数变换，得到第二类数据的中间数据e0... ...e3；

104C：线性运算器接收中间数据e0... ...e3，根据输入的待处理数据的标准类型，对中间数据e0... ...e3进行线性运算，得到第二类数据的输出z4... ...z7；

其中，上述第一类数据的输出和第二类数据的输出组成第四组数据z0... ...z3，z4... ...z7。

综上，本发明实施例提供的方法，可以实现8×8的变换，也可以同时实现2个4×4的变换，或者4个2×2的变换，其中，在对4×4块进行变换时，基本过程与8×8块是一样的，主要差别在于一个4×4块变换时仅使用一半的计算单元，而且还可以同时进行两个4×4的变换。可以通过控制电路，设置其中的参数(如m1、m2……)，以及线路交换和线性运算的方式，即可实现上述多种变换，即通过本发明实施例提供的装置，实现了基于同一电路结构下融合多个标准的信号的变换处理，简化电路结构，降低实现成本。利用本发明实施例提供的装置，不但适用于一维IDCT电路变换输出，还适用于二维IDCT电路变换输出。

本发明实施例中的“接收”一词可以理解为主动从其他模块获取也可以是接收其他模块发送来的信息。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种实现多个标准的信号变换处理的装置，其特征在于，所述装置包括：

多级线路交换器、多级参数器，其中，线路交换器和参数器相连，各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在任一级参数器中还包括：线性运算器，

所述线性运算器，用于接收与其相连的上一级线路交换器发送的中间数据，根据输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算得到所述中间数据的输出数据，将所述输出数据发送到与所述运算器相连的下一级线路交换器。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置具体包括：

第一线路交换器，与所述第一线路交换器相连的第一参数器，与所述第一参数器相连的第二线路交换器，与所述第二线路交换器相连的第二参数器，与所述第二参数器相连的第三线路交换器，与所述第三线路交换器相连的第三参数器，以及与所述第三参数器相连的第四线路交换器；其中，各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述第一线路交换器，用于接收输入的待处理数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的待处理数据进行分配输出，得到第一组数据，将第一组数据输出；

与所述第一线路交换器相连的第一参数器，用于接收所述第一线路交换器输出的第一组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第一组数据进行参数变换，得到第二组数据，将第二组数据输出；

与所述第一参数器相连的第二线路交换器，用于接收所述第一参数器输出的第二组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第二组数据进行分配输出，得到第三组数据，将第三组数据输出；

与所述第二线路交换器相连的第二参数器，用于接收所述第二线路交换器输出的第三组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第三组数据进行参数变换，得到第四组数据，将所述第四组数据输出；

与所述第二参数器相连的第三线路交换器，用于接收所述第二参数器输出的第四组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第四组数据进行分配输出，得到第五组数据，将所述第五组数据输出；

与所述第三线路交换器相连的第三参数器，用于接收所述第三线路交换器输出的第五组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第五组数据进行参数变换，得到第六组数据，将所述第六组数据输出；

与所述第三参数器相连的第四线路交换器，用于接收所述第三参数器输出的第六组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第六组数据进行分配输出，得到输出数据。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，当所述第二参数器还包括线性运算器时，相应地，

所述第三组数据分为第一类数据和第二类数据；

所述第二参数器接收所述第一类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第一类数据进行参数变换得到第一类数据的输出数据；

所述第二参数器接收所述第二类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第二类数据进行参数变换得到第二类数据的中间数据；

所述线性运算器接收所述中间数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算，得到第二类数据的输出数据，其中，所述第二类数据的输出数据和所述第一类数据的输出数据组成所述第四组数据。

6.一种实现多个标准的信号变换处理的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收待处理数据，经过多个线路交换器和多个参数器的处理后，得到输出数据，其中，所述各线路交换器用于根据待处理数据的标准类型，将接收的数据进行分配输出；各第一参数器用于根据所述待处理数据的标准类型，将接收的数据进行参数变换。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收待处理数据，经过多个线路交换器和多个参数器的处理后，得到输出数据的步骤，包括：

第一线路交换器接收输入的待处理数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的待处理数据进行分配输出，得到第一组数据，将第一组数据输出；

与所述第一线路交换器相连的第一参数器接收所述第一线路交换器输出的第一组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第一组数据进行参数变换，得到第二组数据，将第二组数据输出；

与所述第一参数器相连的第二线路交换器，接收所述第一参数器输出的第二组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第二组数据进行分配输出，得到第三组数据，将第三组数据输出；

与所述第二线路交换器相连的第二参数器，接收所述第二线路交换器输出的第三组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第三组数据进行参数变换，得到第四组数据，将所述第四组数据输出；

与所述第二参数器相连的第三线路交换器，接收所述第二参数器输出的第四组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第四组数据进行分配输出，得到第五组数据，将所述第五组数据输出；

与所述第三线路交换器相连的第三参数器，接收所述第三线路交换器输出的第五组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第五组数据进行参数变换，得到第六组数据，将所述第六组数据输出；

与所述第三参数器相连的第四线路交换器，接收所述第三参数器输出的第六组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将接收的第六组数据进行分配输出，得到输出数据。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述第二参数器还包括：线性运算器时，所述与所述第二线路交换器相连的第二参数器，接收所述第二线路交换器输出的第三组数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，将所述第三组数据进行参数变换，得到第四组数据，将所述第四组数据输出的步骤，具体包括：

将所述第三组数据分为第一类数据和第二类数据；

所述第二参数器接收所述第一类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述第一类数据进行参数变换得到第一类数据的输出数据；

所述第二参数器接收所述第二类数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述第二类数据进行参数变换得到第二类数据的中间数据；

所述线性运算器接收所述中间数据，根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算，得到第二类数据的输出数据，其中，所述第二类数据的输出数据和所述第一类数据的输出数据组成所述第四组数据。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述输入的待处理数据的标准类型，对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

所述线性运算器接收所述中间数据后，根据所述输入的待处理数据的标准类型得到所述类型的变换矩阵；

根据所述变换矩阵，对所述中间数据进行线性运算的系数；

根据所述系数，得到所述第二类数据的输出数据。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述输入的待处理数据的标准类型为AVS标准中的反变换算法时，所述中间数据为e0、e1、e2、e3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

z4＝2·e0+2·e1+3·e2

z5＝3·e1-2·e2+2·e3

z6＝-2·e2-2·e3+3·e0

z7＝2·e1-3·e3-2·e0。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述输入的待处理数据的标准类型为H.264标准中直流反变换和残差系数反变换算法时，所述中间数据为e0、e1、e2、e3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

z4＝e0

z5＝e1

z6＝e2

z7＝e3。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述输入的待处理数据的标准类型为H.264标准中的8×8的反变换算法时，所述中间数据为e0、e1、e2、e3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

$z4=\frac{3}{2}\·e0+e1+e2$

$z5=e0-\frac{3}{2}\·e2+e3$

$z6=e0-\frac{3}{2}\·e1-e3$

$z7=-e1+e2+\frac{3}{2}\·e3.$

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述输入的待处理数据的标准类型为MPEG2标准中的反变换算法时，所述中间数据为e0、e1、e2、e3，所述第二类数据的输出为z4、z5、z6、z7，则所述对所述中间数据进行线性运算得到第二类数据的输出的步骤，具体包括：

z6＝c3′·e2+s3′·e0

z4＝c3′·e2-s3′·e0

z5＝c1′·e1+s1′·e3

z7＝c1′·e1-s1′·e3

其中，Cn＝cos(nπ/16)，

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