JP2002215196A - ０．７５乗計算装置及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラム - Google Patents
０．７５乗計算装置及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 演算量を低減可能なオーディオ信号量子化装
置を提供する。 【解決手段】 ０．７５乗計算装置１は逆数計算手段２
と、第１の−０．５乗計算手段３と、乗算手段４と、第
２の−０．５乗計算手段５と、外部に接続されるプログ
ラム記憶媒体６とから構成され、プログラム記憶媒体６
に格納されたプログラムを実行することで量子化計算式
における０．７５乗の計算を行う。逆数計算手段２と第
１の−０．５乗計算手段３と乗算手段４と第２の−０．
５乗計算手段５とは演算結果が不定値となる要因である
無限大とゼロとの乗算が発生しないよう動作する。
置を提供する。 【解決手段】 ０．７５乗計算装置１は逆数計算手段２
と、第１の−０．５乗計算手段３と、乗算手段４と、第
２の−０．５乗計算手段５と、外部に接続されるプログ
ラム記憶媒体６とから構成され、プログラム記憶媒体６
に格納されたプログラムを実行することで量子化計算式
における０．７５乗の計算を行う。逆数計算手段２と第
１の−０．５乗計算手段３と乗算手段４と第２の−０．
５乗計算手段５とは演算結果が不定値となる要因である
無限大とゼロとの乗算が発生しないよう動作する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は０．７５乗計算装置
及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラム
に関し、特にオーディオ信号量子化方法に用いる０．７
５乗計算方法に関する。
及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラム
に関し、特にオーディオ信号量子化方法に用いる０．７
５乗計算方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、オーディオ符号化方式としては、
国際標準方式であるＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔ
ｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）−２ ＡＡＣ
（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）規格
の詳細が、“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ−Ｇｅｎｅｒｉｃ ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ｍｏｖ
ｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔ
ｅｄ ａｕｄｉｏ，Ｐａｒｔ７：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａ
ｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ，ＡＡＣ”（１９９７年）に記
載されている。
国際標準方式であるＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔ
ｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）−２ ＡＡＣ
（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）規格
の詳細が、“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ−Ｇｅｎｅｒｉｃ ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ｍｏｖ
ｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔ
ｅｄ ａｕｄｉｏ，Ｐａｒｔ７：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａ
ｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ，ＡＡＣ”（１９９７年）に記
載されている。
【０００３】ＭＰＥＧ−２ ＡＡＣの符号化装置の構成
を図３に示す。このＭＰＥＧ−２ＡＡＣに代表される従
来のオーディオ符号化装置は一般に、入力オーディオ信
号に写像変換を施して写像信号を生成する写像変換部１
１と、入力オーディオ信号に対して聴覚特性を模した分
析を行って量子化精度を計算する心理聴覚分析部１２
と、量子化精度にしたがって写像信号を量子化する量子
化部１３と、量子化精度や量子化された写像信号等を多
重化してビットストリームを生成するビットストリーム
生成部１４とから構成されている。
を図３に示す。このＭＰＥＧ−２ＡＡＣに代表される従
来のオーディオ符号化装置は一般に、入力オーディオ信
号に写像変換を施して写像信号を生成する写像変換部１
１と、入力オーディオ信号に対して聴覚特性を模した分
析を行って量子化精度を計算する心理聴覚分析部１２
と、量子化精度にしたがって写像信号を量子化する量子
化部１３と、量子化精度や量子化された写像信号等を多
重化してビットストリームを生成するビットストリーム
生成部１４とから構成されている。
【０００４】写像変換部１１は入力オーディオ信号に写
像変換を施して写像信号を生成し、量子化部１３へ出力
する。ＭＰＥＧ−２ ＡＡＣでは写像変換として修正離
散余弦変換（ＭＤＣＴ：Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｉｓｃｒ
ｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が用いら
れている。心理聴覚分析部１２は入力オーディオ信号に
対して聴覚特性を模した分析を行って量子化精度を計算
し、その量子化精度を量子化部１３へ出力する。
像変換を施して写像信号を生成し、量子化部１３へ出力
する。ＭＰＥＧ−２ ＡＡＣでは写像変換として修正離
散余弦変換（ＭＤＣＴ：Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｉｓｃｒ
ｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が用いら
れている。心理聴覚分析部１２は入力オーディオ信号に
対して聴覚特性を模した分析を行って量子化精度を計算
し、その量子化精度を量子化部１３へ出力する。
【０００５】量子化部１３は心理聴覚分析部１２が求め
た量子化精度に応じた量子化を行い、量子化値をビット
ストリーム生成部１４へ出力する。ビットストリーム生
成部１４は量子化値をハフマン符号化した後に、量子化
精度等の復号時に必要となる副情報とともに多重化し、
ビットストリームを形成して出力する。
た量子化精度に応じた量子化を行い、量子化値をビット
ストリーム生成部１４へ出力する。ビットストリーム生
成部１４は量子化値をハフマン符号化した後に、量子化
精度等の復号時に必要となる副情報とともに多重化し、
ビットストリームを形成して出力する。
【０００６】ここで、量子化部１３以外の各ブロックの
詳細については、上述のＭＰＥＧ−２ ＡＡＣ規格書等
に記述されて広く知られているため、それら各ブロック
の説明については省略する。
詳細については、上述のＭＰＥＧ−２ ＡＡＣ規格書等
に記述されて広く知られているため、それら各ブロック
の説明については省略する。
【０００７】量子化部１３では写像変換部１１が出力す
る写像信号Ｍ、心理聴覚分析部１２が求めた量子化精度
（２N ）を用いて、 Ｌ＝ＩＮＴ（（ＡＢＳ（Ｍ）・２N ）0.75＋０．４０５４） ……（１） という計算式で量子化を行い、量子化値Ｌを得る。ここ
で、ＡＢＳ（Ｚ）はＺの絶対値を返す関数、ＩＮＴ
（Ｚ）はＺの小数点以下を切り捨てて整数部分を返す関
数である。
る写像信号Ｍ、心理聴覚分析部１２が求めた量子化精度
（２N ）を用いて、 Ｌ＝ＩＮＴ（（ＡＢＳ（Ｍ）・２N ）0.75＋０．４０５４） ……（１） という計算式で量子化を行い、量子化値Ｌを得る。ここ
で、ＡＢＳ（Ｚ）はＺの絶対値を返す関数、ＩＮＴ
（Ｚ）はＺの小数点以下を切り捨てて整数部分を返す関
数である。
【０００８】（１）式では写像変換部１１が出力する写
像信号Ｍに対し、まず、その絶対値ＡＢＳ（Ｍ）を求め
る。次に、その絶対値ＡＢＳ（Ｍ）に対して心理聴覚分
析部１２が求めた量子化精度である（２N ）を乗じ、そ
の乗算結果を０．７５乗し、最後に０．４０５４を加算
して整数化して量子化値Ｌを求める。
像信号Ｍに対し、まず、その絶対値ＡＢＳ（Ｍ）を求め
る。次に、その絶対値ＡＢＳ（Ｍ）に対して心理聴覚分
析部１２が求めた量子化精度である（２N ）を乗じ、そ
の乗算結果を０．７５乗し、最後に０．４０５４を加算
して整数化して量子化値Ｌを求める。
【０００９】この（１）式はオーディオ信号を符号化す
る際、実行される回数が多く、多くの演算量を必要とす
る。特に、０．７５乗の計算が演算量の大部分を占める
ため、演算量の低減、装置の小型化には０．７５乗計算
の効率化が不可欠となる。
る際、実行される回数が多く、多くの演算量を必要とす
る。特に、０．７５乗の計算が演算量の大部分を占める
ため、演算量の低減、装置の小型化には０．７５乗計算
の効率化が不可欠となる。
【００１０】従来、上記の０．７５乗の効率的な計算方
法としては以下に示す２つの方法が知られている。第１
の方法を図４及び図５に示す。図４は従来の効率的な
０．７５乗計算装置の構成を示すブロック図、図５はそ
の計算手順を示すフローチャートである。
法としては以下に示す２つの方法が知られている。第１
の方法を図４及び図５に示す。図４は従来の効率的な
０．７５乗計算装置の構成を示すブロック図、図５はそ
の計算手順を示すフローチャートである。
【００１１】図４に示す従来の効率的な０．７５乗計算
装置は、第１の０．５乗計算手段２１と、乗算手段２２
と、第２の０．５乗計算手段２３とから構成されてい
る。第１の０．５乗計算手段２１は入力値Ａの０．５乗
を計算し（図５ステップＳ１１）、その演算結果Ｂ（＝
Ａ0.5 ）を乗算手段２２へ出力する。
装置は、第１の０．５乗計算手段２１と、乗算手段２２
と、第２の０．５乗計算手段２３とから構成されてい
る。第１の０．５乗計算手段２１は入力値Ａの０．５乗
を計算し（図５ステップＳ１１）、その演算結果Ｂ（＝
Ａ0.5 ）を乗算手段２２へ出力する。
【００１２】乗算手段２２は第１の０．５乗計算手段２
１が出力した演算結果Ｂと入力値Ａとの積を求め（図５
ステップＳ１２）、その演算結果Ｃ（＝Ａ×Ｂ）を第２
の０．５乗計算手段２３へ出力する。
１が出力した演算結果Ｂと入力値Ａとの積を求め（図５
ステップＳ１２）、その演算結果Ｃ（＝Ａ×Ｂ）を第２
の０．５乗計算手段２３へ出力する。
【００１３】第２の０．５乗計算手段２３は乗算手段２
２が出力した演算結果Ｃの０．５乗を計算し（図５ステ
ップＳ１３）、その演算結果Ｄ（＝Ｃ0.5 ）を出力す
る。上記のようにして求められた演算結果Ｄの値が、入
力値Ａの０．７５乗の値となっている。
２が出力した演算結果Ｃの０．５乗を計算し（図５ステ
ップＳ１３）、その演算結果Ｄ（＝Ｃ0.5 ）を出力す
る。上記のようにして求められた演算結果Ｄの値が、入
力値Ａの０．７５乗の値となっている。
【００１４】現在、パーソナルコンピュータのＣＰＵ
（中央処理装置）として広く用いられているマイクロプ
ロセッサ素子上に、上記の方法を実装した場合に必要と
なるクロック数（演算量）を考える。このマイクロプロ
セッサ素子が０．５乗の計算（ＳＱＲＴ命令）に最低２
９クロック、乗算（ＭＵＬ命令）に５クロック必要とす
ると、図５に示す計算手順では、（２９＋５＋２９）＝
６３クロックが必要となる。
（中央処理装置）として広く用いられているマイクロプ
ロセッサ素子上に、上記の方法を実装した場合に必要と
なるクロック数（演算量）を考える。このマイクロプロ
セッサ素子が０．５乗の計算（ＳＱＲＴ命令）に最低２
９クロック、乗算（ＭＵＬ命令）に５クロック必要とす
ると、図５に示す計算手順では、（２９＋５＋２９）＝
６３クロックが必要となる。
【００１５】このクロック数をさらに低減する方法とし
て、第２の方法を図６及び図７に示す。図６は従来の効
率的な０．７５乗計算装置の構成を示すブロック図、図
７はその計算手順を示すフローチャートである。
て、第２の方法を図６及び図７に示す。図６は従来の効
率的な０．７５乗計算装置の構成を示すブロック図、図
７はその計算手順を示すフローチャートである。
【００１６】図６に示す従来の効率的な０．７５乗計算
装置は第１の−０．５乗計算手段３１と、第１の乗算手
段３２と、第２の−０．５乗計算手段３３と、第２の乗
算手段３４と、不定値置換手段３５とから構成されてい
る。
装置は第１の−０．５乗計算手段３１と、第１の乗算手
段３２と、第２の−０．５乗計算手段３３と、第２の乗
算手段３４と、不定値置換手段３５とから構成されてい
る。
【００１７】第１の−０．５乗計算手段３１は入力値Ａ
の−０．５乗を計算し（図７ステップＳ２１）、その演
算結果Ｂ（＝Ａ-0.5）を第１の乗算手段３２と第２の−
０．５乗計算手段３３とに出力する。第１の乗算手段３
２は第１の−０．５乗計算手段３１が出力した演算結果
Ｂと入力値Ａとの積を求め（図７ステップＳ２２）、そ
の演算結果Ｃ（＝Ａ×Ｂ）を第２の乗算手段３４へ出力
する。
の−０．５乗を計算し（図７ステップＳ２１）、その演
算結果Ｂ（＝Ａ-0.5）を第１の乗算手段３２と第２の−
０．５乗計算手段３３とに出力する。第１の乗算手段３
２は第１の−０．５乗計算手段３１が出力した演算結果
Ｂと入力値Ａとの積を求め（図７ステップＳ２２）、そ
の演算結果Ｃ（＝Ａ×Ｂ）を第２の乗算手段３４へ出力
する。
【００１８】第２の−０．５乗計算手段３３は第１の−
０．５乗計算手段３１が出力した演算結果Ｂの−０．５
乗を計算し（図７ステップＳ２３）、その演算結果Ｄ
（＝Ｂ -0.5）を出力する。第２の乗算手段３４は第１の
乗算手段３２が出力した演算結果Ｃと、第２の−０．５
乗計算手段３３が出力した演算結果Ｄとの積を計算し
（図７ステップＳ２４）、その演算結果Ｅ（＝Ｃ×Ｄ）
を出力する。上記のようにして求められたＥの値が、入
力値Ａの０．７５乗の値となっている。
０．５乗計算手段３１が出力した演算結果Ｂの−０．５
乗を計算し（図７ステップＳ２３）、その演算結果Ｄ
（＝Ｂ -0.5）を出力する。第２の乗算手段３４は第１の
乗算手段３２が出力した演算結果Ｃと、第２の−０．５
乗計算手段３３が出力した演算結果Ｄとの積を計算し
（図７ステップＳ２４）、その演算結果Ｅ（＝Ｃ×Ｄ）
を出力する。上記のようにして求められたＥの値が、入
力値Ａの０．７５乗の値となっている。
【００１９】この方法を上記のマイクロプロセッサ素子
上に実装した場合、−０．５乗の計算（ＲＳＱＲＴ命
令）に２クロック、乗算（ＭＵＬ命令）に５クロック必
要とすると、図７に示す計算手順では、（２＋５＋２＋
５）＝１４クロックが必要となる。もし、演算に互いに
依存性がないステップＳ２２とステップＳ２３とを同時
並列に実行することができた場合、（２＋５＋５）＝１
２クロックが必要となる。
上に実装した場合、−０．５乗の計算（ＲＳＱＲＴ命
令）に２クロック、乗算（ＭＵＬ命令）に５クロック必
要とすると、図７に示す計算手順では、（２＋５＋２＋
５）＝１４クロックが必要となる。もし、演算に互いに
依存性がないステップＳ２２とステップＳ２３とを同時
並列に実行することができた場合、（２＋５＋５）＝１
２クロックが必要となる。
【００２０】この第２の方法を用いることによって、第
１の方法を用いる場合と比較して、必要クロック数（演
算量）を６４クロックから１２クロックへと低減するこ
とができる。しかしながら、第２の方法では、入力値Ａ
がゼロであった時に問題が発生する。
１の方法を用いる場合と比較して、必要クロック数（演
算量）を６４クロックから１２クロックへと低減するこ
とができる。しかしながら、第２の方法では、入力値Ａ
がゼロであった時に問題が発生する。
【００２１】この方法を上記のマイクロプロセッサ素子
上に実装した場合、−０．５乗を計算するＲＳＱＲＴ命
令が近似計算であるため、０（ゼロ）の−０．５乗の演
算結果は無限大を表す特殊値となる。よって、ステップ
Ｓ２１において演算結果Ｂの値は無限大を表す特殊値と
なる。
上に実装した場合、−０．５乗を計算するＲＳＱＲＴ命
令が近似計算であるため、０（ゼロ）の−０．５乗の演
算結果は無限大を表す特殊値となる。よって、ステップ
Ｓ２１において演算結果Ｂの値は無限大を表す特殊値と
なる。
【００２２】さらに、無限大と０（ゼロ）との乗算結果
は不定値となるため、ステップＳ２２において演算結果
Ｃの値は不定値を表す特殊値となる。ステップＳ２４に
おいては、乗算の一方である演算結果Ｃが不定値である
ため、乗算結果Ｅも不定値を表す特殊値となる。
は不定値となるため、ステップＳ２２において演算結果
Ｃの値は不定値を表す特殊値となる。ステップＳ２４に
おいては、乗算の一方である演算結果Ｃが不定値である
ため、乗算結果Ｅも不定値を表す特殊値となる。
【００２３】したがって、入力値Ａがゼロの場合に限
り、０．７５乗の演算結果をゼロに置き換える処理、あ
るいは演算結果が不定値であれば演算結果をゼロに置き
換える処理（図６の不定値置換手段３４及び図７ステッ
プＳ２５，Ｓ２６）が必要となる。この処理には条件判
定命令が必要であり、一般に、多くのクロック数を必要
とする。
り、０．７５乗の演算結果をゼロに置き換える処理、あ
るいは演算結果が不定値であれば演算結果をゼロに置き
換える処理（図６の不定値置換手段３４及び図７ステッ
プＳ２５，Ｓ２６）が必要となる。この処理には条件判
定命令が必要であり、一般に、多くのクロック数を必要
とする。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の０．７
５乗計算装置では、入力値がゼロである場合に条件判定
処理が必要となるため、演算量が多くなるという問題が
ある。
５乗計算装置では、入力値がゼロである場合に条件判定
処理が必要となるため、演算量が多くなるという問題が
ある。
【００２５】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、演算量を低減することができる０．７５乗計算装
置及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラ
ムを提供することにある。
消し、演算量を低減することができる０．７５乗計算装
置及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラ
ムを提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明による０．７５乗
計算装置は、演算結果が不定値となる要因である無限大
とゼロとの乗算が発生しないように構成するようにして
いる。
計算装置は、演算結果が不定値となる要因である無限大
とゼロとの乗算が発生しないように構成するようにして
いる。
【００２７】本発明による他の０．７５乗計算装置は、
入力値の逆数を計算する逆数計算手段と、前記逆数計算
手段による計算結果の−０．５乗を計算する第１の−
０．５乗計算手段と、前記逆数計算手段による計算結果
と前記第１の−０．５乗計算手段による計算結果との積
を計算する乗算手段と、前記乗算手段による計算結果の
−０．５乗を計算する第２の−０．５乗計算手段とを備
えている。
入力値の逆数を計算する逆数計算手段と、前記逆数計算
手段による計算結果の−０．５乗を計算する第１の−
０．５乗計算手段と、前記逆数計算手段による計算結果
と前記第１の−０．５乗計算手段による計算結果との積
を計算する乗算手段と、前記乗算手段による計算結果の
−０．５乗を計算する第２の−０．５乗計算手段とを備
えている。
【００２８】本発明による０．７５乗計算方法は、演算
結果が不定値となる要因である無限大とゼロとの乗算が
発生しないようにしている。
結果が不定値となる要因である無限大とゼロとの乗算が
発生しないようにしている。
【００２９】本発明による他の０．７５乗計算方法は、
入力値の逆数を計算する第１のステップと、前記第１の
ステップによる計算結果の−０．５乗を計算する第２の
ステップと、前記第１のステップによる計算結果と前記
第２のステップによる計算結果との積を計算する第３の
ステップと、前記第３のステップによる計算結果の−
０．５乗を計算する第４のステップとを備えている。
入力値の逆数を計算する第１のステップと、前記第１の
ステップによる計算結果の−０．５乗を計算する第２の
ステップと、前記第１のステップによる計算結果と前記
第２のステップによる計算結果との積を計算する第３の
ステップと、前記第３のステップによる計算結果の−
０．５乗を計算する第４のステップとを備えている。
【００３０】本発明による０．７５乗計算装置に用いる
プログラムは、コンピュータに、演算結果が不定値とな
る要因である無限大とゼロとの乗算が発生しないように
動作させる処理を実行させている。
プログラムは、コンピュータに、演算結果が不定値とな
る要因である無限大とゼロとの乗算が発生しないように
動作させる処理を実行させている。
【００３１】本発明による他の０．７５乗計算装置に用
いるプログラムは、コンピュータに、入力値の逆数を計
算させる第１の処理と、前記第１の処理による計算結果
の−０．５乗を計算させる第２の処理と、前記第１の処
理による計算結果と前記第２の処理による計算結果との
積を計算させる第３の処理と、前記第３の処理による計
算結果の−０．５乗を計算させる第４の処理とを実行さ
せている。
いるプログラムは、コンピュータに、入力値の逆数を計
算させる第１の処理と、前記第１の処理による計算結果
の−０．５乗を計算させる第２の処理と、前記第１の処
理による計算結果と前記第２の処理による計算結果との
積を計算させる第３の処理と、前記第３の処理による計
算結果の−０．５乗を計算させる第４の処理とを実行さ
せている。
【００３２】すなわち、本発明のオーディオ信号量子化
装置は、逆数計算手段と、第１の−０．５乗計算手段
と、乗算手段と、第２の−０．５乗計算手段とを備え、
演算結果が不定値となる要因である無限大とゼロとの乗
算が発生しないように計算手段を構成している。これに
よって、入力値がゼロの場合でも、特殊処理が要らなく
なるため、量子化計算の演算量を低減することが可能と
なる。
装置は、逆数計算手段と、第１の−０．５乗計算手段
と、乗算手段と、第２の−０．５乗計算手段とを備え、
演算結果が不定値となる要因である無限大とゼロとの乗
算が発生しないように計算手段を構成している。これに
よって、入力値がゼロの場合でも、特殊処理が要らなく
なるため、量子化計算の演算量を低減することが可能と
なる。
【００３３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によ
る０．７５乗計算装置の構成を示すブロック図である。
図１において、０．７５乗計算装置１は逆数計算手段２
と、第１の−０．５乗計算手段３と、乗算手段４と、第
２の−０．５乗計算手段５と、外部に接続されるプログ
ラム記憶媒体６とから構成され、プログラム記憶媒体６
に格納されたプログラムを実行することで上述した
（１）式の量子化計算式における０．７５乗の計算を行
う。
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によ
る０．７５乗計算装置の構成を示すブロック図である。
図１において、０．７５乗計算装置１は逆数計算手段２
と、第１の−０．５乗計算手段３と、乗算手段４と、第
２の−０．５乗計算手段５と、外部に接続されるプログ
ラム記憶媒体６とから構成され、プログラム記憶媒体６
に格納されたプログラムを実行することで上述した
（１）式の量子化計算式における０．７５乗の計算を行
う。
【００３４】図２は本発明の一実施例による０．７５乗
計算装置１の計算手順を示すフローチャートである。こ
れら図１及び図２を参照して本発明の一実施例による
０．７５乗計算装置１の計算手順について説明する。こ
の０．７５乗計算装置１の計算手順は上記のプログラム
記憶媒体６に格納されたプログラムを実行することで実
現される。
計算装置１の計算手順を示すフローチャートである。こ
れら図１及び図２を参照して本発明の一実施例による
０．７５乗計算装置１の計算手順について説明する。こ
の０．７５乗計算装置１の計算手順は上記のプログラム
記憶媒体６に格納されたプログラムを実行することで実
現される。
【００３５】逆数計算手段２は入力値Ａの逆数を計算し
（図２ステップＳ１）、その演算結果Ｂ（＝Ａ-1）を第
１の−０．５乗計算手段３と乗算手段４とに出力する。
第１の−０．５乗計算手段３は入力値Ａの−０．５乗を
計算し（図２ステップＳ２）、その演算結果Ｃ（＝Ａ
-0.5）を乗算手段４へ出力する。
（図２ステップＳ１）、その演算結果Ｂ（＝Ａ-1）を第
１の−０．５乗計算手段３と乗算手段４とに出力する。
第１の−０．５乗計算手段３は入力値Ａの−０．５乗を
計算し（図２ステップＳ２）、その演算結果Ｃ（＝Ａ
-0.5）を乗算手段４へ出力する。
【００３６】乗算手段４は逆数計算手段２が出力した演
算結果Ｂと第１の−０．５乗計算手段が出力した演算結
果Ｃとの積を計算し（図２ステップＳ３）、その演算結
果Ｄ（＝Ｂ×Ｃ）を第２の−０．５乗計算手段５へ出力
する。
算結果Ｂと第１の−０．５乗計算手段が出力した演算結
果Ｃとの積を計算し（図２ステップＳ３）、その演算結
果Ｄ（＝Ｂ×Ｃ）を第２の−０．５乗計算手段５へ出力
する。
【００３７】第２の−０．５乗計算手段５は乗算手段４
が出力した演算結果Ｄの−０．５乗を計算し（図２ステ
ップＳ４）、その演算結果Ｅ（＝Ｄ-0.5）を出力する。
このようにして第２の−０．５乗計算手段５で求められ
た演算結果Ｅの値が入力値Ａの０．７５乗の値となって
いる。
が出力した演算結果Ｄの−０．５乗を計算し（図２ステ
ップＳ４）、その演算結果Ｅ（＝Ｄ-0.5）を出力する。
このようにして第２の−０．５乗計算手段５で求められ
た演算結果Ｅの値が入力値Ａの０．７５乗の値となって
いる。
【００３８】このように、演算結果が不定値となる要因
である無限大とゼロとの乗算が発生しないように構成す
ることによって、入力値Ａがゼロの場合に特別な処理を
必要とせず、量子化処理における演算量的ボトルネック
である０．７５乗の計算を低演算量で実現することがで
きる。
である無限大とゼロとの乗算が発生しないように構成す
ることによって、入力値Ａがゼロの場合に特別な処理を
必要とせず、量子化処理における演算量的ボトルネック
である０．７５乗の計算を低演算量で実現することがで
きる。
【００３９】本実施例の方法を上述したパーソナルコン
ピュータのＣＰＵ（中央処理装置）として広く用いられ
ているマイクロプロセッサ素子上に実装し、入力値Ａが
ゼロであった場合、ステップＳ１において演算結果Ｂの
値が無限大を表す特殊値となる。
ピュータのＣＰＵ（中央処理装置）として広く用いられ
ているマイクロプロセッサ素子上に実装し、入力値Ａが
ゼロであった場合、ステップＳ１において演算結果Ｂの
値が無限大を表す特殊値となる。
【００４０】また、ステップＳ２においても演算結果Ｃ
の値が無限大を表す特殊値となり、ステップＳ３でも無
限大と無限大との乗算であるため、演算結果Ｄの値が無
限大となる。そして、ステップＳ４では無限大の−０．
５乗がゼロとなるため、最終的な演算結果がゼロとな
る。したがって、従来、必要であった入力値がゼロの際
の特殊処理が不要となり、演算量を低減することができ
る。
の値が無限大を表す特殊値となり、ステップＳ３でも無
限大と無限大との乗算であるため、演算結果Ｄの値が無
限大となる。そして、ステップＳ４では無限大の−０．
５乗がゼロとなるため、最終的な演算結果がゼロとな
る。したがって、従来、必要であった入力値がゼロの際
の特殊処理が不要となり、演算量を低減することができ
る。
【００４１】この方法をマイクロプロセッサ素子上に実
装した場合、逆数の計算（ＲＣＰ命令）に２クロック、
−０．５乗の計算（ＲＳＱＲＴ命令）に２クロック、乗
算（ＭＵＬ命令）に５クロック必要とすると、図２に示
す計算手順では、（２＋２＋５＋２）＝１１クロックで
０．７５乗の計算を実現することができる。
装した場合、逆数の計算（ＲＣＰ命令）に２クロック、
−０．５乗の計算（ＲＳＱＲＴ命令）に２クロック、乗
算（ＭＵＬ命令）に５クロック必要とすると、図２に示
す計算手順では、（２＋２＋５＋２）＝１１クロックで
０．７５乗の計算を実現することができる。
【００４２】もし、演算が互いに依存性のないステップ
Ｓ１とステップＳ２とを同時並列に実行することができ
ると、（２＋５＋２）＝９クロックで０．７５乗計算を
実現することができる。このようにして、演算量が大き
な量子化計算の演算量を低減することができる。
Ｓ１とステップＳ２とを同時並列に実行することができ
ると、（２＋５＋２）＝９クロックで０．７５乗計算を
実現することができる。このようにして、演算量が大き
な量子化計算の演算量を低減することができる。
【００４３】本実施例では量子化処理に（１）式を用い
るＭＰＥＧ−２ ＡＡＣを例に、量子化計算における
０．７５乗計算の演算量の低減手法について説明した
が、０．７５乗計算を用いる他の処理や符号化手法にお
いても利用することができる。その代表例としては、国
際標準オーディオ符号化方式であるＭＰ３（ＭＰＥＧ−
１Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ３）方式における量子化処理
を挙げることができる。
るＭＰＥＧ−２ ＡＡＣを例に、量子化計算における
０．７５乗計算の演算量の低減手法について説明した
が、０．７５乗計算を用いる他の処理や符号化手法にお
いても利用することができる。その代表例としては、国
際標準オーディオ符号化方式であるＭＰ３（ＭＰＥＧ−
１Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ３）方式における量子化処理
を挙げることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、演
算結果が不定値となる要因である無限大とゼロとの乗算
が発生しないようにすることによって、演算量を低減す
ることができるという効果がある。
算結果が不定値となる要因である無限大とゼロとの乗算
が発生しないようにすることによって、演算量を低減す
ることができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例による０．７５乗計算装置の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す０．７５乗計算装置の計算手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】従来のオーディオ符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】従来の０．７５乗計算装置の構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】図４に示す０．７５乗計算装置の計算手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図６】従来の０．７５乗計算装置の他の構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】図６に示す０．７５乗計算装置の計算手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
１ ０．７５乗計算装置 ２ 逆数計算手段 ３ 第１の−０．５乗計算手段 ４ 乗算手段 ５ 第２の−０．５乗計算手段 ６ プログラム記憶媒体
Claims (12)
- 【請求項１】 演算結果が不定値となる要因である無限
大とゼロとの乗算が発生しないように構成するようにし
たことを特徴とする０．７５乗計算装置。 - 【請求項２】 入力値の逆数を計算する逆数計算手段
と、前記逆数計算手段による計算結果の−０．５乗を計
算する第１の−０．５乗計算手段と、前記逆数計算手段
による計算結果と前記第１の−０．５乗計算手段による
計算結果との積を計算する乗算手段と、前記乗算手段に
よる計算結果の−０．５乗を計算する第２の−０．５乗
計算手段とを有することを特徴とする０．７５乗計算装
置。 - 【請求項３】 ０．７５乗計算値を用いる符号化手法に
用いるようにしたことを特徴とする請求項２記載の０．
７５乗計算装置。 - 【請求項４】 写像変換されたオーディオ信号の０．７
５乗値を用いて量子化を行うオーディオ信号量子化装置
に用いるようにしたことを特徴とする請求項３記載の
０．７５乗計算装置。 - 【請求項５】 演算結果が不定値となる要因である無限
大とゼロとの乗算が発生しないようにしたことを特徴と
する０．７５乗計算方法。 - 【請求項６】 入力値の逆数を計算する第１のステップ
と、前記第１のステップによる計算結果の−０．５乗を
計算する第２のステップと、前記第１のステップによる
計算結果と前記第２のステップによる計算結果との積を
計算する第３のステップと、前記第３のステップによる
計算結果の−０．５乗を計算する第４のステップとを有
することを特徴とする０．７５乗計算方法。 - 【請求項７】 ０．７５乗計算値を用いる符号化手法に
用いるようにしたことを特徴とする請求項６記載の０．
７５乗計算方法。 - 【請求項８】 写像変換されたオーディオ信号の０．７
５乗値を用いて量子化を行うオーディオ信号量子化装置
に用いるようにしたことを特徴とする請求項７記載の
０．７５乗計算方法。 - 【請求項９】 コンピュータに、演算結果が不定値とな
る要因である無限大とゼロとの乗算が発生しないように
動作させる処理を実行させるためのプログラム。 - 【請求項１０】 コンピュータに、入力値の逆数を計算
させる第１の処理と、前記第１の処理による計算結果の
−０．５乗を計算させる第２の処理と、前記第１の処理
による計算結果と前記第２の処理による計算結果との積
を計算させる第３の処理と、前記第３の処理による計算
結果の−０．５乗を計算させる第４の処理とを実行させ
るためのプログラム。 - 【請求項１１】 ０．７５乗計算値を用いる符号化手法
に用いるようにしたことを特徴とする請求項１０記載の
プログラム。 - 【請求項１２】 写像変換されたオーディオ信号の０．
７５乗値を用いて量子化を行うオーディオ信号量子化装
置に用いるようにしたことを特徴とする請求項１１記載
のプログラム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001015171A JP2002215196A (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | ０．７５乗計算装置及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラム |
| US10/029,945 US7007057B2 (en) | 2001-01-24 | 2001-12-31 | 0.75-power computing apparatus and method and program for use therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001015171A JP2002215196A (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | ０．７５乗計算装置及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002215196A true JP2002215196A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18881766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001015171A Pending JP2002215196A (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | ０．７５乗計算装置及び０．７５乗計算方法並びにそれに用いるプログラム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7007057B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002215196A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100849317B1 (ko) | 2006-12-01 | 2008-07-29 | 삼성전자주식회사 | 0.75승 계산 장치 및 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US38593A (en) * | 1863-05-19 | Improvement in cultivators | ||
| JP3255022B2 (ja) | 1996-07-01 | 2002-02-12 | 日本電気株式会社 | 適応変換符号化方式および適応変換復号方式 |
| US6128638A (en) * | 1998-07-23 | 2000-10-03 | Silicon Graphics, Inc. | Method and apparatus for calculating X to the Exponent of Y |
| JP4274633B2 (ja) * | 1999-06-23 | 2009-06-10 | 株式会社ルネサステクノロジ | 累乗演算装置 |
| US20020147753A1 (en) * | 2001-01-30 | 2002-10-10 | Cirrus Logic, Inc. | Methods and systems for raising a numerical value to a fractional power |
-
2001
- 2001-01-24 JP JP2001015171A patent/JP2002215196A/ja active Pending
- 2001-12-31 US US10/029,945 patent/US7007057B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100849317B1 (ko) | 2006-12-01 | 2008-07-29 | 삼성전자주식회사 | 0.75승 계산 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020099750A1 (en) | 2002-07-25 |
| US7007057B2 (en) | 2006-02-28 |
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