JPH03256455A - Idct処理装置 - Google Patents
Idct処理装置Info
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- JPH03256455A JPH03256455A JP2055311A JP5531190A JPH03256455A JP H03256455 A JPH03256455 A JP H03256455A JP 2055311 A JP2055311 A JP 2055311A JP 5531190 A JP5531190 A JP 5531190A JP H03256455 A JPH03256455 A JP H03256455A
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明(よ テレビ会議システム テレビ電話の動画像
帯域圧縮でCCITTにより標準化作業がなされている
64にビット/秒の画像コーデック符号化処理等で用い
られるI D CT (Inverse Discre
te Co51ne Transform、 逆離散コ
サイン変換)処理装置に関すa 従来の技術 Mビット長のデータに対して、NxN画素ブロックに対
してI DCTを行なう場合、フィルター処理等の場合
と異なり、N画素のデータアクセス期間中に −次元方
向の処理が完結していれば良いという利点がある。この
利点を活用して、ビットシリアルに演算処理をおこなう
方法力t 分散型演算手法として、 (アイ・イー・イ
ー・イー・トランザクション・アコースティッ久 スピ
ーチ、シグナ/lz、 プロセッシング) I E
E E Trans、AcousticlSpeec
h、Signal Prtocessing vol、
ASSP−22゜pp、 456−462. Dec、
1974. ’A new hardware re
alization of digital filt
ers、’に発表されていも この処理手法11Mビッ
ト長のデータに関する演算を、 1ビツト目の演算とい
うサブセットに着目して算出し その結果に対して2ゞ
1−1′の桁補正を施して加算することにより最終結果
を求めるというものであ、L IDCTについて、こ
の手法を適用すると、以下のようになも 今、Mビット
長で負の数を2の補数で表わすN個の整数データ列(ν
(i≦M−2,O≦に≦N−1))に対する一次元のI
DCiよ式(1−1)〜(1−3)と表現することが
出来も上式(1−IN; ν(k)の指数表現を代入
すると、式(1−4)のように書けも 式(1−4)で、iに関する加算でまとめると、次式の
ようにな瓜 式(1−5)で、大括弧(〕の中のデータで、b+ (
k)は0か1あるいは0か−1の1ビツトのデータであ
のものには依存しないので、Nの値が決まれば事前に準
備することが可能であも 従って、大括弧をROM (
Read 0nly Memory)等で準備しておけ
ば乗算を用いることなく加減算のみで実行することが出
来も 発明が解決しようとする課題 しかじなかLIDCTの場合、DCTのようで対称性を
有していないので、そのままでは 準備しておくべきR
OMの容量+1 1つのnに対して2Nワードが必要で
あり、N×1の一次元I DCTの場合、全体として2
”×NワードのROM容量が必要となa 例えiiM=
16ビツトでN=8画素の場合、256ワード×16ビ
ツトのROMが8個必要″”r、M=16ビツトでN=
16画素の場合、 65536ワード×16ビツトのR
OMが16個必要となム このため従来技術で1よ 必
要とされるROM容量が大きくなることと、ROM容量
が大きくなると読み出しのアクセス時間が長くなり、処
理速度が遅くなってしまうことの2つの欠点があった
さらに1画素のサンプリング時間が1基本クロック期間
であるとして、この1クロック期間に 1回の加算処理
や1回のROMアクセスが可能な同期系を想定すると、
データのビット長MM IDCTの処理単位Nよりも
大きい場合、そのままでは処理が完結しな(1これ4友
N−16以上の場合には問題とならない力<% CCI
TTにより標準化作業がなされているN=8のI DC
Tの場合にば M≦8ビットで制限されることになるた
△ 中間処理部で十分な精度が得られないという欠点が
あった 本発明は上記の欠点を排除し 必要とされるメ
モリ容量を1つのνに対して(2fN/91 x 2)
ワードに削減L N×1の一次元IDCTの場合、全
体として2(N/Ill X 2NワードのROM容量
で処理を実現しさら4.:、M>Nビットの精度でNサ
ンプリングクロックの期間でN×1の一次元のDCT処
理を完結できるN×NのIDCT処理装置を安価に提供
することを目的とすも 課題を解決するための手段 本発明は上記目的を遠戚するた3 N−2N’とした
ときに 0≦n≦N′−1の範囲でu(n)とu(2N
’−1−n)との間で生成する要素の共通項に着目しR
OM容量を削減するとともに M≧Nの場合に Mビッ
ト長のデータをL<Nを満足するLビット長に分割り、
Lビット長で部分積の演算を並列的に実行し最後にそれ
らの中間結果の加算を実行するものであも 作用 本発明は前記の構成により、Lビット長単位で部分積の
演算が並列に実行され 最後にそれらの総和を求めるこ
ととなり、データビット長M75<。
帯域圧縮でCCITTにより標準化作業がなされている
64にビット/秒の画像コーデック符号化処理等で用い
られるI D CT (Inverse Discre
te Co51ne Transform、 逆離散コ
サイン変換)処理装置に関すa 従来の技術 Mビット長のデータに対して、NxN画素ブロックに対
してI DCTを行なう場合、フィルター処理等の場合
と異なり、N画素のデータアクセス期間中に −次元方
向の処理が完結していれば良いという利点がある。この
利点を活用して、ビットシリアルに演算処理をおこなう
方法力t 分散型演算手法として、 (アイ・イー・イ
ー・イー・トランザクション・アコースティッ久 スピ
ーチ、シグナ/lz、 プロセッシング) I E
E E Trans、AcousticlSpeec
h、Signal Prtocessing vol、
ASSP−22゜pp、 456−462. Dec、
1974. ’A new hardware re
alization of digital filt
ers、’に発表されていも この処理手法11Mビッ
ト長のデータに関する演算を、 1ビツト目の演算とい
うサブセットに着目して算出し その結果に対して2ゞ
1−1′の桁補正を施して加算することにより最終結果
を求めるというものであ、L IDCTについて、こ
の手法を適用すると、以下のようになも 今、Mビット
長で負の数を2の補数で表わすN個の整数データ列(ν
(i≦M−2,O≦に≦N−1))に対する一次元のI
DCiよ式(1−1)〜(1−3)と表現することが
出来も上式(1−IN; ν(k)の指数表現を代入
すると、式(1−4)のように書けも 式(1−4)で、iに関する加算でまとめると、次式の
ようにな瓜 式(1−5)で、大括弧(〕の中のデータで、b+ (
k)は0か1あるいは0か−1の1ビツトのデータであ
のものには依存しないので、Nの値が決まれば事前に準
備することが可能であも 従って、大括弧をROM (
Read 0nly Memory)等で準備しておけ
ば乗算を用いることなく加減算のみで実行することが出
来も 発明が解決しようとする課題 しかじなかLIDCTの場合、DCTのようで対称性を
有していないので、そのままでは 準備しておくべきR
OMの容量+1 1つのnに対して2Nワードが必要で
あり、N×1の一次元I DCTの場合、全体として2
”×NワードのROM容量が必要となa 例えiiM=
16ビツトでN=8画素の場合、256ワード×16ビ
ツトのROMが8個必要″”r、M=16ビツトでN=
16画素の場合、 65536ワード×16ビツトのR
OMが16個必要となム このため従来技術で1よ 必
要とされるROM容量が大きくなることと、ROM容量
が大きくなると読み出しのアクセス時間が長くなり、処
理速度が遅くなってしまうことの2つの欠点があった
さらに1画素のサンプリング時間が1基本クロック期間
であるとして、この1クロック期間に 1回の加算処理
や1回のROMアクセスが可能な同期系を想定すると、
データのビット長MM IDCTの処理単位Nよりも
大きい場合、そのままでは処理が完結しな(1これ4友
N−16以上の場合には問題とならない力<% CCI
TTにより標準化作業がなされているN=8のI DC
Tの場合にば M≦8ビットで制限されることになるた
△ 中間処理部で十分な精度が得られないという欠点が
あった 本発明は上記の欠点を排除し 必要とされるメ
モリ容量を1つのνに対して(2fN/91 x 2)
ワードに削減L N×1の一次元IDCTの場合、全
体として2(N/Ill X 2NワードのROM容量
で処理を実現しさら4.:、M>Nビットの精度でNサ
ンプリングクロックの期間でN×1の一次元のDCT処
理を完結できるN×NのIDCT処理装置を安価に提供
することを目的とすも 課題を解決するための手段 本発明は上記目的を遠戚するた3 N−2N’とした
ときに 0≦n≦N′−1の範囲でu(n)とu(2N
’−1−n)との間で生成する要素の共通項に着目しR
OM容量を削減するとともに M≧Nの場合に Mビッ
ト長のデータをL<Nを満足するLビット長に分割り、
Lビット長で部分積の演算を並列的に実行し最後にそれ
らの中間結果の加算を実行するものであも 作用 本発明は前記の構成により、Lビット長単位で部分積の
演算が並列に実行され 最後にそれらの総和を求めるこ
ととなり、データビット長M75<。
IDCTの処理単位Nよりも大きい場合において&Nサ
ンプリングクロックの期間で処理が完結すも 実施例 以下、本発明のIDCT処理装置の一実施例を図面と共
に説明すも 第1図は本発明の一実施例における8×1
の一次元IDCT処理装置のブロック図であも 図に於
て、16ビツトのDCT処理をすでに受けた信号ν(1
)2に対する8×1の一次元のI DCT処理装[3〜
10は16ビツトレジス久 11〜18は16ビツトの
信号(sz (k−mod(1)s)、 k−0〜7)
、19〜22はビットシリアル処理部であり、ここでは
シフトレジスタを用いて、各桁に対応する各1ビツトの
信号を生威すモ23〜38はビットシリアル処理ffl
!19〜22で生成された各1ビツトの信号39〜42
は各1ビツトの信号23〜38を各4ビツト毎にまとめ
たデータML 43〜46は各4ビツトのデータ39
〜42をアドレス情報として、ROMにより係数と入力
されたデータとの乗算の部分積を生t+−その値に右方
シフトを施し累積加算を行なう加算器とROMによる係
数乗算部であ瓜47〜54ハ8×1のIDCT処理結果
の34ビツトの出力信号(u(n)、 n=0〜7)、
55〜62は34ビツトトライステートドライバーであ
り、出力信号の並列/直列変換を行なう。63L 3
4ビツトトライステートドライバー55〜62の動作に
より時系列化された34ビット信号出力であも 第2図
は第1図の19〜22で用いられるビットシリアル処理
部の回路構成図であも 65は16ビツトの信号入力(
ν(2に’ )、 ke [0,1,2,3コ)、66
は16ビツトの信号入力(ν(2に’+1)、にε[0
、1,2,3コ)、87.68は上位8ビツトと下位8
ビツトが独立な16ビツトのデータロード機能付き右方
シフターであり、ビットシリアル演算に必要なビット単
位での処理を行なう。69〜72は1ビツトのデータラ
ッチ、73〜76は各1ビツトの信号であり、係数と入
力信号との乗算の部分積をROMから読みだす時のアド
レス情報として用いられも 第3図は第1図の43〜4
6で用いられる加算器とROMによる係数乗算部の回路
構成図であム78〜81は係数と入力信号との乗算の部
分積をROMから読みだす時のアドレス情報である各4
ビツトのデータデータfi& 82〜85は16ワー
ド×18ビツト容量で、係数と入力信号との乗算の部分
積を生成するROM、 86.88は19ビツト全加
算器 87.89は19ビツト全減算器90〜93は2
7ビツト全加算器94〜97は27ビツトのデータロー
ド機能付き右方シフタコ98〜99は34ビツト全加算
器100〜101は34ビツトレジス久 102は34
ビット出力信号(u(n)、TIE[0,1゜2、.3
])、103は34ビット出力信号[u(7−n)、n
E[0,1,2,3])であも 第1図と第2図と第3
図を用いて、8×1の一次元のIDCT処理の動作につ
いて説明する。本発明において、N=2N’として、[
u(n)、O≦n≦N−1)を前半のN′個と後半のN
′個について共通項が見やすくなるように 式(1−5
)を変形すると、次式(1−6)、(1−7)のように
なん、0≦n≦N’−1(1−6) 同様に k−2に’ +1.0≦に′≦N’−1の時4
N’ となム 式(1−9)、(1−10>を用いて、kに関
して偶数項と奇数項でまとめると、式(1−6)、(1
−7)を変形すると、次式のようになん しては共通であるので、 第一項の和(Σ(b (2k”)α (2N’−2)]を引き数とするROMとして準備して
おき、同様に第二項の和(Σb1(2に’+1)α(2
に’+1)、O≦n≦N′ 1(1−11) 上式(I−11)と(1 12)において、 k′に関する和の第 り、 第二項b (2に’ +1)α(2に 十1)CO3 は加算するか減算するかの違いはある力を数値と N’−1)lを引き数とするROMとして準備してお東
そのROM出力を式(1−11)については加算し 式
(1−12)については減算することより、ある21に
関する部分和を得ることができも この結果に21の桁
補正を施し加算することにより、最終結果としてu(n
)とu(2N’ −1−n)を得&aM≧Nの場合にN
回のサンプリング期間に この処理を完結させるにit
Mビット長のデータをL<Nを満足するLビット長
に分割し Lビット長で部分積の演算を並列的に実行し
最後にそれらの中間結果の加算を実行することより達
成されも たとえハMビット長のデータを3個のLビッ
ト長のデータに分割すると、式(1−11)と式(1−
12)は次式のように表現出来も 十・・・◆・■1■1・ 上式は3個の部分積の和によって戊り立板 各部分項は
L回の加算により実行されることを意味していも 一実
施例として、N−8、J−2の場合を考えると、 N≧
round(M/ J+0.5 )より、 y≦16の
データ長まで処理が可能であも この条件を式(1−1
3)、(1−14)に適用すると次式のようになも δ 、O≦n≦3(1−16) この式(1−16L(1−17)より、M−16ビツト
の精度で8個のサンプリングクロック期間と若干のパイ
プライン処理により、 8×1の一次元のIDCT処理
を実現することができも 第1図において、 8×1の
一次元IDCT処理の動作を説明すモ16ビツトの信号
穴カシ(1)2は8個のサブセットに対してIDCT処
理を施されるた碌16ビツトレジスタ3〜10に それ
ぞれ[v (k=mod(1)s )、 k−0〜7)
と分割され保持されも16ビツトレジスタ3〜10でζ
飄 この8個のサブセットデータ列(ν(k)、 k−
0〜7)が完全に更新されるまで、 1回のデータサン
プリングに対して1回のシフト動作を行なuX、データ
を順次送っていく。つまり、 8回のデータサンプリン
グ毎に 新しいサブセットデータカ< 16ビツトレ
ジスタ3〜10にν(7)、・・・・、ν(0)として
セットされも 次に このデータは16ビツトの信号線
11〜18を介して、それぞれに対応するビットシリア
ル処理部19〜22に供給されも このビットシリアル
処理部19〜22における処理を、第2図を用いて説明
すも16ビツトの信号人力65〜66(ヨ 第1図の
16ビツトレジスタ3〜10のいずれかからのデータl
ν(2k)−Yb1(2k)2“(b+ s (2k
)E [0,−11〉−5ゴ’b+(2に+1)2″(
b+ s (2に+1 )E [0,−1]、b+ (
2に+1 )E[0,1コ、0≦i≦14.0!l;
k≦3)であム これらのデータが上位8ビツトと下位
8ビツトが独立した16ビツトのデータロード機能付き
右方シフター67〜68に入力され それぞれ ν(2
k)−ヒb1(2k)2I+2・−・ (2に+1)2’として上位8ビツトと下位8ビツトが
分離した形で処理され 1クロック期間毎に1回の右方
シフトが実行されも データロード機能付き右方シフタ
ー67〜68より出力される信号j1 ν(2k)お
よびν(2に+1)の上位8ビツトと下位8ビツトに関
して2″桁の各1ビツトの値で、bl・5(2k)とb
l(2k)とb1十會(2に+1 )とb+(2に+1
)であム これらの信号力<、 1ビツトのラッチ69
〜72に取り込まれ1サンプリング期間その値が保持さ
れ さらにlビット信号線73〜76を介して出力され
も ここで、第1図に戻って説明を続けも ビットシリ
アル処理部19〜22で処理された各1ビツトデ一タ:
ヨ4ビツト単位にまとめられも この結果 各ビットシ
リアル処理部19〜22より出力される4ビツトデータ
線39〜42は 4ビツトデータ線39が(b+・・(
2k)、 k−0,1,2,3)を示り、4ビツトデー
タ線40が(b+◆@(2に+1)、に−0,1,2,
3)を示LA 4ビツトデータ線41が(b+ (2k
)、 k−0,1,2,3)を示LA 4ビツトデータ
線42が(bl(2に+1)、に−0,1,2,3)を
それぞれ示していもこれらの4ビツトの信号の意味を、
もう少し詳しく説明するために 式(1−16)(1−
17)に戻って説明すも 式(1−16)および(1−
17)のに°に関する和の部分を展開すると、次式のよ
うに表現することが出来も 、O≦n≦3 (1−19) このように 上式(1−18)における各2′桁に関す
る演算CL nを固定すれ4;E、 (bl(2k
)、に−0,1,2,3)の4ビツトのデータと(b+
(2に+1)、に−0,1,2,3)の4ビツトのデー
タと〔bl、・(2に’ )、 k’ −0,1,2,
3)の4ビツトのデータと(b+◆・(2に’+1)、
に−0,1,2,3)の4ビツトのデータによって一意
的に決定することが出来も同様に 式(1−19)につ
いても同様のことが成立すム 従って、 これらの4ビ
ット信号をアドレス情報とし そのアドレス情報に従い
(Σb+ (2に’ )α(n曽■ π(2n+1)2に’ (2に’ )cos[])を出力するようにROM化す
ることは容易であん このよう悶 4ビツトb+◆5(
7)α(7)cosl 」1 46に人力されも 同様&′、 4ビツトデータ線40
の4ビツトデータ(よ 式(1−16)(1−17)に
おける21桁での(Σb1・@(2に’+l)α(2に
’ +1 )cosl −・ yr (2n+1)(2に’+1) [□J)を求めるアドレス情報として 用いられ 加算器とROMによる係数乗算部43〜46
に人力されも 同様に 4ビツトデータ線41の4ビツ
トデータ番九 式(1−16)(1−17)における2
1桁求めるアドレス情報として用いられ 加算器とRO
Mによる係数乗算部43〜46に入力されも 同様に
4ビツトデータ線42の4ビットデータC′!、式(1
−16)(1−17)における21桁での(Σb1や@
(2に’+1)π(2n+1)(2に’+1) α(2に’+1) cos[コ)を求めるアドレス情報
として用いられ 加算器とROMによる係数乗算部43
〜46に入力されも 次ニROMと加算器による係数乗
算部43〜46の中での処理について、第3図を用いて
説明すも 第3図において、 4ビット信号781よ
式(1−16)(1−17)における211桁での(Σ
b+ ・* (2に’ >a (2に’ )cos1−
− π (2n+1)2に’ [])を求めるアドレス情報で、 4ビトデータ線39
を介して入力されも 同様に 4ビット信号79ζよ
式(1−16)(1−17)における21桁での人力さ
れも 4ビット信号80(友 式(1−16)(1−1
7)%式%) [〕)を求めるアドレス情報で、 4ビットデータ線4
1を介して入力されも 同様に 4ビット信号811よ
式(1−18)(1−17)における21桁での求め
るアドレス情報で、 4ビツトデータ線42を介して入
力されも 次に 16ワード×18ビツト容量のROM
82でζよ 4ビット信号78をアドレス情情報として
受け(Σb目・(2に’ )α(2に’ )cosk’
−一 出力すム 次ニ16ワード×18ビット容量のROM8
3で41 4ビット信号79をアドレス情報とじてして
出力すも 次ニ16ワード×18ビット容量のROM8
4で(よ 4ビット信号80をアドレス情報とて出力す
ム 次ニ16ワードx18ビット容量のROM85で1
ヨ4ビット信号81をアドレス情報として出力すも 次
に19ビツト全加算器86はROM82からの18ビツ
トの出力データとROM83からの18ビツトの出力デ
ータを加算り、 19ビツト全減算器87はROM8
2からの18ビツトの出力データからROM83からの
18ビツトの出力データを減算すも同様ニ19ビット全
加算器88はROM84からの18ビツトの出力データ
とROM85からの18ビツトの出力データを加算り、
、 19ビツト全減算器89はROM84からの18
ビツトの出力データからROM85からの18ビツトの
出力データを減算すも 次に27ビツト全加算器90〜
93と27ビツトのデータロード機能付き右方シフター
94〜9711 4組の27ビツト累積加算器として働
き、前記19ビツト全加算器86.88と前記19ビツ
ト全減算器87.89の演算結果ハ27ビツト全加算器
90〜93の一方の入力のMSB側19ビットに入力さ
れも27ビツト全加算器90〜93での加算結果C戴
それぞれ27ビツトのデータロード機能付き右方シフ
ター94〜97でLSB側に(右方に)1ビツトシフト
され 次のクロック期間で、前記19ビツト全加算器8
6.88と前記19ビツト全減算器87.89の演算結
果と加算されも 但し この動作で、i=0の時にハ2
7ビツトのデータロード機能付き右方シフター94〜9
7から27ビツト全加算器90〜93に入力されるデー
タは10”に初期化されも この操作により、 8回の
クロック期間Δ 式(1−16)、(1−17)のそれ
ぞれ4つの項が算出されも34ビツト全加算器98.9
9では27ビツトシフター94〜97の出力を加算すム
ここで、27ビツトシフター94.95の出力は加算
時に21で桁補正が施され 式(1−16)、(1−1
7)のu(n)、 u(7−n)の値を算出すも そし
て、34ビツトレジスター100.101に その演算
結果をセットすん34ビツトレジスター100.101
は次の8クロツクの朝駆 新しいサブセットに対してu
(n)、u(7−n)の値が算出されるまで、現在の値
を保持すんここで第1図に戻って、説明を続けも 第3
図における34ビツトレジスター100.101からの
データ102、1031よ 第1図の47〜54に対応
し 他の3つのブロックの信号の出力信号と合わせて、
I DCT処理された信号列(u(n)、0≦n≦7
1となん この34ビット出力信号列(u(n)、O≦
n≦7)がそれぞれトライステートドライバー55〜6
2により、時分割されて出力端子63より出力されも
第4図は第1図の8X1のICT処理回路ブロック1を
利用したアダプティブI DCT処理装置の一例であも
データストローブ信号入力端子104より入力される
ストローブ信号は16ビツト信号入力端子105より入
力される一組64個の既にDCT処理を受けた信号の先
頭の位置を示し この信号をトリガーとして、タイミン
グ信号生成回路106aが動作すも 同時に16ビツト
信号人力105より入力されたデータ1ヨ8×1の一次
元のIDCT処理回路1aに入力され11iX1のID
CT処理が施されも ここでの処理タイミング1よ タ
イミング信号生成回路106により制御されも 次に
クリッピング・丸め込み処理回路108aでは8X1の
一次元のIDCT処理回路1aからの出力に対しクリッ
ピング・丸め込み処理を行なし\ その結果を128ワ
ード×16ビツトのデュアルポートメモリ109に入力
すモ128ワード×16ビツトのデュアルポートメモリ
109の書き込ム 読み出しくよ 書き込み制御回路1
1Q、読み出し制御回路111により制御されも 次に
8×1の一次元のIDCT処理回路1bで(飄 12
8ワード×16ビツトのデュアルポートメモリ109か
らの入力信号に対して、 I DCT処理を行なう。こ
こでの処理タイミングζ表 タイミング信号生成回路1
06bにより制御されも 8×1の一次元のI DCT
処理回路1bからの出力データは クリッピング・丸め
込み処理回路108bにより、16ビツトの信号に加工
されも制御信号115によりアダプティブ処理を行なう
場合、加算器117に於て、クリッピング・丸め込み処
理回路108bからの出力データと16ビツトの参照画
像信号入力端子116からの参照画像信号と加算され
16ビツトの画像出力端子118に出力されも アダプ
ティブ処理を行なわない場合、クリッピング・丸め込み
処理回路108bからの出力データがそのまま画像出力
端子118に出力されも 発明の効果 以上 説明したごとく本発明によれば 必要とされるメ
モリ容量を1つのnに対して(2+Jl/Ill X
2)ワードに削減り、Nxlの一次元IDCTの場合、
全体として2+11/ill X 2NワードのROM
容量で処理が実現することができ、さらに Mビット長
をL〈Nを満足するLビット長に分割LLビット長で部
分積の演算を並列的に実行し 最後にそれらの中間結果
の加算を実行する方式により、M>Nビットの精度でN
サンプリングクロックの期間でNxlの一次元のDCT
処理を実現することができ、かつ内部演算精度をM=1
6ビツトの精度まで乗算器を用いずに確保することがで
き、その実用的効果は犬き1.X。
ンプリングクロックの期間で処理が完結すも 実施例 以下、本発明のIDCT処理装置の一実施例を図面と共
に説明すも 第1図は本発明の一実施例における8×1
の一次元IDCT処理装置のブロック図であも 図に於
て、16ビツトのDCT処理をすでに受けた信号ν(1
)2に対する8×1の一次元のI DCT処理装[3〜
10は16ビツトレジス久 11〜18は16ビツトの
信号(sz (k−mod(1)s)、 k−0〜7)
、19〜22はビットシリアル処理部であり、ここでは
シフトレジスタを用いて、各桁に対応する各1ビツトの
信号を生威すモ23〜38はビットシリアル処理ffl
!19〜22で生成された各1ビツトの信号39〜42
は各1ビツトの信号23〜38を各4ビツト毎にまとめ
たデータML 43〜46は各4ビツトのデータ39
〜42をアドレス情報として、ROMにより係数と入力
されたデータとの乗算の部分積を生t+−その値に右方
シフトを施し累積加算を行なう加算器とROMによる係
数乗算部であ瓜47〜54ハ8×1のIDCT処理結果
の34ビツトの出力信号(u(n)、 n=0〜7)、
55〜62は34ビツトトライステートドライバーであ
り、出力信号の並列/直列変換を行なう。63L 3
4ビツトトライステートドライバー55〜62の動作に
より時系列化された34ビット信号出力であも 第2図
は第1図の19〜22で用いられるビットシリアル処理
部の回路構成図であも 65は16ビツトの信号入力(
ν(2に’ )、 ke [0,1,2,3コ)、66
は16ビツトの信号入力(ν(2に’+1)、にε[0
、1,2,3コ)、87.68は上位8ビツトと下位8
ビツトが独立な16ビツトのデータロード機能付き右方
シフターであり、ビットシリアル演算に必要なビット単
位での処理を行なう。69〜72は1ビツトのデータラ
ッチ、73〜76は各1ビツトの信号であり、係数と入
力信号との乗算の部分積をROMから読みだす時のアド
レス情報として用いられも 第3図は第1図の43〜4
6で用いられる加算器とROMによる係数乗算部の回路
構成図であム78〜81は係数と入力信号との乗算の部
分積をROMから読みだす時のアドレス情報である各4
ビツトのデータデータfi& 82〜85は16ワー
ド×18ビツト容量で、係数と入力信号との乗算の部分
積を生成するROM、 86.88は19ビツト全加
算器 87.89は19ビツト全減算器90〜93は2
7ビツト全加算器94〜97は27ビツトのデータロー
ド機能付き右方シフタコ98〜99は34ビツト全加算
器100〜101は34ビツトレジス久 102は34
ビット出力信号(u(n)、TIE[0,1゜2、.3
])、103は34ビット出力信号[u(7−n)、n
E[0,1,2,3])であも 第1図と第2図と第3
図を用いて、8×1の一次元のIDCT処理の動作につ
いて説明する。本発明において、N=2N’として、[
u(n)、O≦n≦N−1)を前半のN′個と後半のN
′個について共通項が見やすくなるように 式(1−5
)を変形すると、次式(1−6)、(1−7)のように
なん、0≦n≦N’−1(1−6) 同様に k−2に’ +1.0≦に′≦N’−1の時4
N’ となム 式(1−9)、(1−10>を用いて、kに関
して偶数項と奇数項でまとめると、式(1−6)、(1
−7)を変形すると、次式のようになん しては共通であるので、 第一項の和(Σ(b (2k”)α (2N’−2)]を引き数とするROMとして準備して
おき、同様に第二項の和(Σb1(2に’+1)α(2
に’+1)、O≦n≦N′ 1(1−11) 上式(I−11)と(1 12)において、 k′に関する和の第 り、 第二項b (2に’ +1)α(2に 十1)CO3 は加算するか減算するかの違いはある力を数値と N’−1)lを引き数とするROMとして準備してお東
そのROM出力を式(1−11)については加算し 式
(1−12)については減算することより、ある21に
関する部分和を得ることができも この結果に21の桁
補正を施し加算することにより、最終結果としてu(n
)とu(2N’ −1−n)を得&aM≧Nの場合にN
回のサンプリング期間に この処理を完結させるにit
Mビット長のデータをL<Nを満足するLビット長
に分割し Lビット長で部分積の演算を並列的に実行し
最後にそれらの中間結果の加算を実行することより達
成されも たとえハMビット長のデータを3個のLビッ
ト長のデータに分割すると、式(1−11)と式(1−
12)は次式のように表現出来も 十・・・◆・■1■1・ 上式は3個の部分積の和によって戊り立板 各部分項は
L回の加算により実行されることを意味していも 一実
施例として、N−8、J−2の場合を考えると、 N≧
round(M/ J+0.5 )より、 y≦16の
データ長まで処理が可能であも この条件を式(1−1
3)、(1−14)に適用すると次式のようになも δ 、O≦n≦3(1−16) この式(1−16L(1−17)より、M−16ビツト
の精度で8個のサンプリングクロック期間と若干のパイ
プライン処理により、 8×1の一次元のIDCT処理
を実現することができも 第1図において、 8×1の
一次元IDCT処理の動作を説明すモ16ビツトの信号
穴カシ(1)2は8個のサブセットに対してIDCT処
理を施されるた碌16ビツトレジスタ3〜10に それ
ぞれ[v (k=mod(1)s )、 k−0〜7)
と分割され保持されも16ビツトレジスタ3〜10でζ
飄 この8個のサブセットデータ列(ν(k)、 k−
0〜7)が完全に更新されるまで、 1回のデータサン
プリングに対して1回のシフト動作を行なuX、データ
を順次送っていく。つまり、 8回のデータサンプリン
グ毎に 新しいサブセットデータカ< 16ビツトレ
ジスタ3〜10にν(7)、・・・・、ν(0)として
セットされも 次に このデータは16ビツトの信号線
11〜18を介して、それぞれに対応するビットシリア
ル処理部19〜22に供給されも このビットシリアル
処理部19〜22における処理を、第2図を用いて説明
すも16ビツトの信号人力65〜66(ヨ 第1図の
16ビツトレジスタ3〜10のいずれかからのデータl
ν(2k)−Yb1(2k)2“(b+ s (2k
)E [0,−11〉−5ゴ’b+(2に+1)2″(
b+ s (2に+1 )E [0,−1]、b+ (
2に+1 )E[0,1コ、0≦i≦14.0!l;
k≦3)であム これらのデータが上位8ビツトと下位
8ビツトが独立した16ビツトのデータロード機能付き
右方シフター67〜68に入力され それぞれ ν(2
k)−ヒb1(2k)2I+2・−・ (2に+1)2’として上位8ビツトと下位8ビツトが
分離した形で処理され 1クロック期間毎に1回の右方
シフトが実行されも データロード機能付き右方シフタ
ー67〜68より出力される信号j1 ν(2k)お
よびν(2に+1)の上位8ビツトと下位8ビツトに関
して2″桁の各1ビツトの値で、bl・5(2k)とb
l(2k)とb1十會(2に+1 )とb+(2に+1
)であム これらの信号力<、 1ビツトのラッチ69
〜72に取り込まれ1サンプリング期間その値が保持さ
れ さらにlビット信号線73〜76を介して出力され
も ここで、第1図に戻って説明を続けも ビットシリ
アル処理部19〜22で処理された各1ビツトデ一タ:
ヨ4ビツト単位にまとめられも この結果 各ビットシ
リアル処理部19〜22より出力される4ビツトデータ
線39〜42は 4ビツトデータ線39が(b+・・(
2k)、 k−0,1,2,3)を示り、4ビツトデー
タ線40が(b+◆@(2に+1)、に−0,1,2,
3)を示LA 4ビツトデータ線41が(b+ (2k
)、 k−0,1,2,3)を示LA 4ビツトデータ
線42が(bl(2に+1)、に−0,1,2,3)を
それぞれ示していもこれらの4ビツトの信号の意味を、
もう少し詳しく説明するために 式(1−16)(1−
17)に戻って説明すも 式(1−16)および(1−
17)のに°に関する和の部分を展開すると、次式のよ
うに表現することが出来も 、O≦n≦3 (1−19) このように 上式(1−18)における各2′桁に関す
る演算CL nを固定すれ4;E、 (bl(2k
)、に−0,1,2,3)の4ビツトのデータと(b+
(2に+1)、に−0,1,2,3)の4ビツトのデー
タと〔bl、・(2に’ )、 k’ −0,1,2,
3)の4ビツトのデータと(b+◆・(2に’+1)、
に−0,1,2,3)の4ビツトのデータによって一意
的に決定することが出来も同様に 式(1−19)につ
いても同様のことが成立すム 従って、 これらの4ビ
ット信号をアドレス情報とし そのアドレス情報に従い
(Σb+ (2に’ )α(n曽■ π(2n+1)2に’ (2に’ )cos[])を出力するようにROM化す
ることは容易であん このよう悶 4ビツトb+◆5(
7)α(7)cosl 」1 46に人力されも 同様&′、 4ビツトデータ線40
の4ビツトデータ(よ 式(1−16)(1−17)に
おける21桁での(Σb1・@(2に’+l)α(2に
’ +1 )cosl −・ yr (2n+1)(2に’+1) [□J)を求めるアドレス情報として 用いられ 加算器とROMによる係数乗算部43〜46
に人力されも 同様に 4ビツトデータ線41の4ビツ
トデータ番九 式(1−16)(1−17)における2
1桁求めるアドレス情報として用いられ 加算器とRO
Mによる係数乗算部43〜46に入力されも 同様に
4ビツトデータ線42の4ビットデータC′!、式(1
−16)(1−17)における21桁での(Σb1や@
(2に’+1)π(2n+1)(2に’+1) α(2に’+1) cos[コ)を求めるアドレス情報
として用いられ 加算器とROMによる係数乗算部43
〜46に入力されも 次ニROMと加算器による係数乗
算部43〜46の中での処理について、第3図を用いて
説明すも 第3図において、 4ビット信号781よ
式(1−16)(1−17)における211桁での(Σ
b+ ・* (2に’ >a (2に’ )cos1−
− π (2n+1)2に’ [])を求めるアドレス情報で、 4ビトデータ線39
を介して入力されも 同様に 4ビット信号79ζよ
式(1−16)(1−17)における21桁での人力さ
れも 4ビット信号80(友 式(1−16)(1−1
7)%式%) [〕)を求めるアドレス情報で、 4ビットデータ線4
1を介して入力されも 同様に 4ビット信号811よ
式(1−18)(1−17)における21桁での求め
るアドレス情報で、 4ビツトデータ線42を介して入
力されも 次に 16ワード×18ビツト容量のROM
82でζよ 4ビット信号78をアドレス情情報として
受け(Σb目・(2に’ )α(2に’ )cosk’
−一 出力すム 次ニ16ワード×18ビット容量のROM8
3で41 4ビット信号79をアドレス情報とじてして
出力すも 次ニ16ワード×18ビット容量のROM8
4で(よ 4ビット信号80をアドレス情報とて出力す
ム 次ニ16ワードx18ビット容量のROM85で1
ヨ4ビット信号81をアドレス情報として出力すも 次
に19ビツト全加算器86はROM82からの18ビツ
トの出力データとROM83からの18ビツトの出力デ
ータを加算り、 19ビツト全減算器87はROM8
2からの18ビツトの出力データからROM83からの
18ビツトの出力データを減算すも同様ニ19ビット全
加算器88はROM84からの18ビツトの出力データ
とROM85からの18ビツトの出力データを加算り、
、 19ビツト全減算器89はROM84からの18
ビツトの出力データからROM85からの18ビツトの
出力データを減算すも 次に27ビツト全加算器90〜
93と27ビツトのデータロード機能付き右方シフター
94〜9711 4組の27ビツト累積加算器として働
き、前記19ビツト全加算器86.88と前記19ビツ
ト全減算器87.89の演算結果ハ27ビツト全加算器
90〜93の一方の入力のMSB側19ビットに入力さ
れも27ビツト全加算器90〜93での加算結果C戴
それぞれ27ビツトのデータロード機能付き右方シフ
ター94〜97でLSB側に(右方に)1ビツトシフト
され 次のクロック期間で、前記19ビツト全加算器8
6.88と前記19ビツト全減算器87.89の演算結
果と加算されも 但し この動作で、i=0の時にハ2
7ビツトのデータロード機能付き右方シフター94〜9
7から27ビツト全加算器90〜93に入力されるデー
タは10”に初期化されも この操作により、 8回の
クロック期間Δ 式(1−16)、(1−17)のそれ
ぞれ4つの項が算出されも34ビツト全加算器98.9
9では27ビツトシフター94〜97の出力を加算すム
ここで、27ビツトシフター94.95の出力は加算
時に21で桁補正が施され 式(1−16)、(1−1
7)のu(n)、 u(7−n)の値を算出すも そし
て、34ビツトレジスター100.101に その演算
結果をセットすん34ビツトレジスター100.101
は次の8クロツクの朝駆 新しいサブセットに対してu
(n)、u(7−n)の値が算出されるまで、現在の値
を保持すんここで第1図に戻って、説明を続けも 第3
図における34ビツトレジスター100.101からの
データ102、1031よ 第1図の47〜54に対応
し 他の3つのブロックの信号の出力信号と合わせて、
I DCT処理された信号列(u(n)、0≦n≦7
1となん この34ビット出力信号列(u(n)、O≦
n≦7)がそれぞれトライステートドライバー55〜6
2により、時分割されて出力端子63より出力されも
第4図は第1図の8X1のICT処理回路ブロック1を
利用したアダプティブI DCT処理装置の一例であも
データストローブ信号入力端子104より入力される
ストローブ信号は16ビツト信号入力端子105より入
力される一組64個の既にDCT処理を受けた信号の先
頭の位置を示し この信号をトリガーとして、タイミン
グ信号生成回路106aが動作すも 同時に16ビツト
信号人力105より入力されたデータ1ヨ8×1の一次
元のIDCT処理回路1aに入力され11iX1のID
CT処理が施されも ここでの処理タイミング1よ タ
イミング信号生成回路106により制御されも 次に
クリッピング・丸め込み処理回路108aでは8X1の
一次元のIDCT処理回路1aからの出力に対しクリッ
ピング・丸め込み処理を行なし\ その結果を128ワ
ード×16ビツトのデュアルポートメモリ109に入力
すモ128ワード×16ビツトのデュアルポートメモリ
109の書き込ム 読み出しくよ 書き込み制御回路1
1Q、読み出し制御回路111により制御されも 次に
8×1の一次元のIDCT処理回路1bで(飄 12
8ワード×16ビツトのデュアルポートメモリ109か
らの入力信号に対して、 I DCT処理を行なう。こ
こでの処理タイミングζ表 タイミング信号生成回路1
06bにより制御されも 8×1の一次元のI DCT
処理回路1bからの出力データは クリッピング・丸め
込み処理回路108bにより、16ビツトの信号に加工
されも制御信号115によりアダプティブ処理を行なう
場合、加算器117に於て、クリッピング・丸め込み処
理回路108bからの出力データと16ビツトの参照画
像信号入力端子116からの参照画像信号と加算され
16ビツトの画像出力端子118に出力されも アダプ
ティブ処理を行なわない場合、クリッピング・丸め込み
処理回路108bからの出力データがそのまま画像出力
端子118に出力されも 発明の効果 以上 説明したごとく本発明によれば 必要とされるメ
モリ容量を1つのnに対して(2+Jl/Ill X
2)ワードに削減り、Nxlの一次元IDCTの場合、
全体として2+11/ill X 2NワードのROM
容量で処理が実現することができ、さらに Mビット長
をL〈Nを満足するLビット長に分割LLビット長で部
分積の演算を並列的に実行し 最後にそれらの中間結果
の加算を実行する方式により、M>Nビットの精度でN
サンプリングクロックの期間でNxlの一次元のDCT
処理を実現することができ、かつ内部演算精度をM=1
6ビツトの精度まで乗算器を用いずに確保することがで
き、その実用的効果は犬き1.X。
第1図は本発明の一実施例における16ビツトのDCT
処理をすでに受けた信号ν(1)に対する8×1の一次
元IDCT処理装置のブロック阻 第2図はビットシリ
アル処理部の回路構成@ 第3図は加算器とROMによ
る係数乗算部の回路構F&は第4FXJは本発明の一実
施例によるアダプティブ■DCT処理装置の概略構成図
であム 1、Ia、1b−−・・3xlの一次元IDCT処理装
置 2・・・・16ビツトのすでにDCT処理を受けた
信号人カシ(1)、3〜10・・・・16ビツトレジス
久 19〜22・・・・ビットシリアル処理部43〜4
6・・・・加算器とROMによる係数乗算部55〜62
・・・・34ビツトトライステートドライバー 82〜
85・・・・16ワードX18ビツト容量のROM、
86.88・・・・19ビット全加算掠87,89・
・・・19ビツト全減算! 90〜93・・・・27
ビツト全加算@94〜97・・・・27ビツトデータロ
ード機能付き右方シフター 98〜99・・・・34ビ
ツト全加算器100〜101・・・・34ビツトレジス
ター、109・・・・128ワード×16ビツトのデュ
アルポートメモリ。
処理をすでに受けた信号ν(1)に対する8×1の一次
元IDCT処理装置のブロック阻 第2図はビットシリ
アル処理部の回路構成@ 第3図は加算器とROMによ
る係数乗算部の回路構F&は第4FXJは本発明の一実
施例によるアダプティブ■DCT処理装置の概略構成図
であム 1、Ia、1b−−・・3xlの一次元IDCT処理装
置 2・・・・16ビツトのすでにDCT処理を受けた
信号人カシ(1)、3〜10・・・・16ビツトレジス
久 19〜22・・・・ビットシリアル処理部43〜4
6・・・・加算器とROMによる係数乗算部55〜62
・・・・34ビツトトライステートドライバー 82〜
85・・・・16ワードX18ビツト容量のROM、
86.88・・・・19ビット全加算掠87,89・
・・・19ビツト全減算! 90〜93・・・・27
ビツト全加算@94〜97・・・・27ビツトデータロ
ード機能付き右方シフター 98〜99・・・・34ビ
ツト全加算器100〜101・・・・34ビツトレジス
ター、109・・・・128ワード×16ビツトのデュ
アルポートメモリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)画像信号の帯域圧縮・伸張で用いられるIDCT
処理において、Mビット長の信号をN×N画素の処理単
位でDCT処理を行なう場合に、M>Nの関係が成立す
る時、Mビット長をL<Nを満足するLビット長の信号
に分割しビットシリアルなデータ列によるビットシリア
ル処理部と、前記ビットシリアル処理部のデータをアド
レス情報として、各Lビット長のデータと係数の部分積
をROMベースに算出し、その結果を累積加算し、最後
にそれらの演算結果を加算する係数乗算部とを備えたN
×1の一次元IDCT処理装置。(2)請求項1記載の
Mビット長のN×1の一次元IDCT処理装置において
、係数演算部での部分積の共通性により、必要とされる
メモリ容量を削減し、全体として2^(^N^/^2^
)×(2N)ワードのROM容量で処理を行なうことを
特徴とするIDCT処理装置。 (3)請求項1記載のMビット長のN×1の一次元ID
CT処理装置2個と、データ列のスキャン方向を変換す
るデュアルポートメモリとを備えたMビット長のN×N
の二次元IDCT処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2055311A JP2946612B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Idct処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2055311A JP2946612B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Idct処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03256455A true JPH03256455A (ja) | 1991-11-15 |
JP2946612B2 JP2946612B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=12995018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2055311A Expired - Fee Related JP2946612B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Idct処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2946612B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012099270A1 (en) * | 2011-01-18 | 2012-07-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Video decoder with reduced dynamic range transform including clipping |
WO2012099268A1 (en) * | 2011-01-18 | 2012-07-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Video decoder with reduced dynamic range transform with memory storing |
WO2012099267A1 (en) * | 2011-01-18 | 2012-07-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Video decoder with reduced dynamic range transform with multiple clipping |
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