JP3042142B2 - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
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Description
特に画像の符号化/復号化のための線形量子化/逆量子
化回路を含む半導体集積回路に関する。
る線形量子化/逆量子化回路は、係数ビット長に対応し
た乗算器もしくは乗除算器が用いられている。以下、従
来のかかる回路について図面を参照して説明する。
である。図3に示すように、この半導体集積回路は線形
量子化/逆量子化および離散コサイン変換の部分につい
て表わしており、画像を符号化する場合は、画像入力デ
ータをスイッチ16を介して離散コサイン変換部17に
入力する。入力するデータの数は8行8列などの一定の
面積のデータを組みとする。この入力データの組みを離
散コサイン変換すると、同じ数の周波数成分データが得
られ、これを線形量子化/逆量子化回路12に入力す
る。この線形量子化/逆量子化回路12に入力されたデ
ータは、除算器15において係数メモリ14から出力さ
れる整数の値で除算され、その除算結果のうち整数部分
を符号データとして出力する。
16をa側からb側にし、符号入力データと線形量子化
/逆量子化回路12の係数メモリ14から出力される整
数の値を乗算器13で乗算する。その乗算結果はスイッ
チ16を介して離散コサイン変換部17に入力され、離
散コサイン変換された変換結果が画像データとして出力
される。
図である。図4に示すように、この半導体集積回路は図
3における除去器15の代りにスイッチ18と乗算器1
3とを用いて除算を行うものである。すなわち、この除
算は係数の逆数を乗算することにより、置換したもので
ある。かかる回路は乗算器13の一方の入力スイッチ1
8を接続し、このスイッチ18を符号時は離散コサイン
変換部17の出力側に接続し、復号時は符号データ入力
に接続する。これにより一つの乗算器13で量子化/逆
量子化を可能にしている。なお、符号化のときと復号化
のときで係数メモリ14の内容を書き換える必要があ
る。また、符号時の元の係数を最大8ビットとすると、
逆数の乗算で除算と同じ精度を出すには、乗算係数を8
ビットよりも多くする必要がある。例えば、実際の回路
では12ビットで用いられている。
の一般的構成を大別すると2つに分けられる。その1つ
はデータビット数分の桁を持つ加算器を(係数ビット数
−1)個並べてシフト加算する構成であり、もう1つは
1個の加算器で巡回シフト加算する構成である。回路規
模が大きくなっても構わなければ前者の構成を採用し、
回路素子のスピードが十分早く且つ、巡回加算を短いサ
イクルでできる場合は後者の構成が採用されている。
集積回路は、乗算器と除算器の2つの回路を必要とする
場合、符号化/復号化それぞれにおいて片方の回路しか
動作せず、不経済であるという欠点がある。また、乗算
器のみを用いた半導体集積回路は乗算器と除算器を用い
る回路に比べ幾分改善されているが、係数ビットが長く
なるので係数メモリを多く必要とするという欠点があ
る。更に、乗算器の構成が前者の並列シフト加算方式で
あれば、係数ビットが長くなった分加算器を多く必要と
しやはり不経済となる。逆に、乗算器の構成が後者の巡
回シフト加算方式の場合は回路規模の増加は僅かである
が、係数が長くなった分だけ巡回回数が多くなり、処理
スピードを遅くするという欠点がある。
度を考慮した経済化を実現する半導体集積回路を提供す
ることにある。
は、入力データを2分の1にする第1の係数器と、nビ
ットの係数データを記憶する係数記憶手段と、前記係数
記憶手段からの前記nビットの係数データのうちの下位
(n−2)ビットおよび前記入力データを乗算する乗算
器と、前記乗算器の出力値を4分の1にする第2の係数
器と、前記nビットの係数データの最上位ビットが1で
あるときに前記入力データを、また前記係数データの上
位から2番目のビットが1であるときに前記第1の係数
器の出力を選択し、前記係数データの上位2ビットが共
にゼロであるときに前記第2の係数器の出力を選択する
選択手段とを有してして構成される。
トの係数のうち上位2ビットがゼロであるときに下位
(n−2)ビットをそのまま出力し、前記係数の最上位
ビットが1であるときに実用上係数として使用しない
(n−2)ビットの第1の値を出力し、前記係数の最上
位から2ビット目が1であるときに実用上係数として使
用せず且つ前記第1の値とは異なる(n−2)ビットの
第2の値を出力する係数割当て手段と、前記係数割当て
手段の出力を記憶する係数メモリと、入力データを2分
の1にする第1の係数器と、前記係数メモリの出力であ
る(n−2)ビットおよび前記入力データを乗算する乗
算器と、前記乗算器の出力値を4分の1にする第2の係
数器と、前記係数メモリの出力が前記第1の値であると
きに前記入力データを選択し、前記係数メモリの出力が
前記第2の値であるときに前記第1の係数器の出力を選
択し、前記係数メモリの出力が前記第1の値および前記
第2の値でないときに前記第2の係数器の出力を選択す
る選択手段とを有して構成される。
て説明する。図1は本発明の一実施例を示す半導体集積
回路図である。図1に示すように、本実施例は線形量子
化/逆量子化回路の例であり、mビットの入力データx
は選択手段5の第1の入力と、この入力データxを1/
2にする係数器1と、乗算器2の一方の入力とに供給さ
れる。また、係数器1の出力は選択手段5の第2の入力
に印加されるが、この係数器1の実体は配線接続を1ビ
ットだけずらしたものであり、回路素子は使用しない。
更に、乗算器2の他方の入力には係数メモリ4の出力の
下位(n−2)ビットを供給し、乗算出力を1/4にす
る係数器3に出力する。この係数器3の出力は選択手段
5の第3の入力に供給されるが、この係数器3の実体は
配線接続を2ビットだけずらしたものであり、回路素子
は使用しない。また、係数メモリ4の出力のうち上位2
ビットは直接選択手段5の選択指示入力に供給される。
なお、係数メモリ4のデータビット幅nは、元々の量子
化係数の最大ビット数よりも2ビット以上多いものとす
る。また、逆数を格納する場合、最上位ビットを整数1
桁目とし、それより下位のビットは小数点以下とする。
更に、選択手段5の出力は整数化回路6で丸められ、出
力データyとなる。
動作について説明する。まず、符号時において、係数メ
モリ4の出力のうち最上位ビットは元々の係数が1であ
る場合にのみ1となる。従って、最上位ビットが1のと
きに選択手段5の第1の入力を選択すれば乗算結果が得
られることと等価になる。次に、係数メモリ4の出力の
うち、(n−1)ビット目は元々のデータが2である場
合にのみ1となる。従って,(n−1)ビット目が1の
ときに選択手段5の第2の入力を選択すれば乗算結果が
得られることと等価になる。更に、係数メモリ4の出力
の上位2ビットがゼロであれば、実際の乗算結果である
選択手段5の第3の入力を選択する。この選択出力は整
数化回路6で小数点以下を丸め、整数として出力され
る。
元々の量子化係数を格納するが、この係数メモリ4のデ
ータビット幅が2ビット多いので、そこにはゼロを書き
込んでおく。これにより、選択手段5は乗算結果である
第3の入力のみを選択する。しかも、復号時は乗算結果
に小数点を含まないので、選択出力の最下位ビットが整
数1桁目となる。従って、整数化回路6ではなにも処理
せずに出力する。
積回路図である。図2に示すように、本実施例は前述し
た図1の一実施例と比較すると、係数の格納構成と選択
手段5に与える選択指示信号の生成構成が異なってい
る。まず、係数割り当て手段7において逆数の係数w
(nビット)を(n−2)ビットに割り当て、係数メモ
リ4に格納する。この係数メモリ4のデータビット幅は
(n−2)でよいが、元々の量子化係数の最大ビット数
より2ビット以上多いものとする。割当方法は、係数w
の上位2ビットがゼロであるときには、係数wの下位
(n−2)ビットをそのまま割り当て、係数wの最上位
ビットが1であるときは上位2ビットが共に1で最下位
ビットが1であるデータを割り当て、係数wの上から2
ビット目が1であるときは上位2ビットが共に1で最下
位ビットが0であるデータを割り当てる。すなわち、係
数メモリ4の出力の上位2ビットはAND回路8に供給
し、係数メモリ4の出力の最下位ビットはAND回路1
1の一方の入力とNOT回路9に供給する。このAND
回路11の他方の入力にはAND回路8の出力を供給す
る。要するに、AND回路11の出力は係数wの最上位
ビットが1であるとき(すなわち、元々の量子化係数が
1のとき)に1となる。従って、この信号により選択手
段5は第1の入力を選択すれば良いことになる。次に、
AND回路10はAND回路8の出力とNOT回路9の
出力を供給されるので、その出力には、係数wの上から
2ビット目が1であるとき(すなわち、元々の量子化係
数が2のとき)に1となる。従って、この信号により選
択手段5は第2の入力を選択すれば良いことになる。
係数が1であるか2であるかを決定したが、係数メモリ
4の出力の上位2ビットを除く他の任意の1ビットもし
くは複数ビットを用いてもよい。また、本実施例では元
々の係数が1または2であることを係数メモリ4の出力
の上位2ビットで決定しているが、逆数として存在しな
い値であればどれでも使うことができる。更に、係数割
り当て手段7は本実施例の半導体集積回路を制御する手
段、例えばマイクロ・プロセッサに行わせることもでき
る。この場合の係数割り当て計算は、元々の量子化係数
が3以上であるとき逆数を計算し、下位(n−2)ビッ
トを抽出する。また元々の量子化係数が2以下のとき
は、元々の量子化データに対し(n−2)ビット目と
(n−3)ビット目とに1を設定する。これにより、本
実施例で使用する(n−2)ビットの符号化時の係数が
生成される。
べ、係数メモリ4のデータビット幅を2ビット減らせる
ので、より経済的であるという利点を有する。
積回路はmビットの入力データとnビットの係数の乗算
を行うのにm×(n−2)ビットの乗算器を用いること
により、乗算器の構成が巡回しない方式の場合には、代
りに必要となる選択手段の回路規模が乗算の係数2ビッ
ト分よりはるかに少なくて済むので、経済的であるとい
う効果がある。また、乗算器の構成が巡回する方式の場
合は、回路規模はほとんど変わらないが、巡回回数を2
回減らすことができるので、処理速度を早くできるとい
う効果がある。
る。
ある。
積回路である。
体集積回路図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力データを2分の1にする第1の係数
器と、nビットの係数データを記憶する係数記憶手段
と、前記係数記憶手段からの前記nビットの係数データ
のうちの下位(n−2)ビットおよび前記入力データを
乗算する乗算器と、前記乗算器の出力値を4分の1にす
る第2の係数器と、前記nビットの係数データの最上位
ビットが1であるときに前記入力データを、また前記係
数データの上位から2番目のビットが1であるときに前
記第1の係数器の出力を選択し、前記係数データの上位
2ビットが共にゼロであるときに前記第2の係数器の出
力を選択する選択手段とを有することを特徴とする半導
体集積回路。 - 【請求項2】 nビットの係数のうち上位2ビットがゼ
ロであるときに下位(n−2)ビットをそのまま出力
し、前記係数の最上位ビットが1であるときに実用上係
数として使用しない(n−2)ビットの第1の値を出力
し、前記係数の最上位から2ビット目が1であるときに
実用上係数として使用せず且つ前記第1の値とは異なる
(n−2)ビットの第2の値を出力する係数割当て手段
と、前記係数割当て手段の出力を記憶する係数メモリ
と、入力データを2分の1にする第1の係数器と、前記
係数メモリの出力である(n−2)ビットおよび前記入
力データを乗算する乗算器と、前記乗算器の出力値を4
分の1にする第2の係数器と、前記係数メモリの出力が
前記第1の値であるときに前記入力データを選択し、前
記係数メモリの出力が前記第2の値であるときに前記第
1の係数器の出力を選択し、前記係数メモリの出力が前
記第1の値および前記第2の値でないときに前記第2の
係数器の出力を選択する選択手段とを有することを特徴
とする半導体集積回路。 - 【請求項3】 前記係数メモリの出力の上位2ビットが
共に1であるとき前記第1の値または前記第2の値であ
ることを決定し、前記係数メモリの出力の下位(n−
4)ビットの内の任意の1ビットもしくは複数ビットを
用いて前記第1の値であるか前記第2の値であるかを決
定する請求項2記載の半導体集積回路。
Priority Applications (2)
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JP4261092A JP3042142B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体集積回路 |
US08/024,081 US5307298A (en) | 1992-02-28 | 1993-03-01 | Semiconductor integrated circuit device for linear quantization and inverse quantization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4261092A JP3042142B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05304442A JPH05304442A (ja) | 1993-11-16 |
JP3042142B2 true JP3042142B2 (ja) | 2000-05-15 |
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ID=12640802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4261092A Expired - Lifetime JP3042142B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体集積回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
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JPH0296416A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 信号処理装置 |
JPH02288695A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-28 | Canon Inc | 画像符号化及び復号化装置 |
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-
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-
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- 1993-03-01 US US08/024,081 patent/US5307298A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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