JPH04222122A - Data compressor - Google Patents

Data compressor

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JPH04222122A
JPH04222122A JP2413280A JP41328090A JPH04222122A JP H04222122 A JPH04222122 A JP H04222122A JP 2413280 A JP2413280 A JP 2413280A JP 41328090 A JP41328090 A JP 41328090A JP H04222122 A JPH04222122 A JP H04222122A
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data
quantization
data conversion
calculation
compression device
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Toru Watanabe
邊 亨 渡
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve arithmetic accuracy for compressing data. CONSTITUTION:A data conversion part 31 is provided to execute data conversion or inverse data conversion arithmetic based on a prescribed coefficient to a numerical example, and a quantizing part 32 is provided to execute quantizing arithmetic. The coefficient of the data converting arithmetic part 31 is changed to an integral ratio and a gain change caused by the change into the said integral ratio is adjusted by the quantizing part 32.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、画像データの圧縮処理
等に用いられるデータ圧縮装置に係り、詳細にはデータ
圧縮の際の演算精度を向上させたデータ圧縮装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data compression device used for compression processing of image data, and more particularly to a data compression device with improved calculation accuracy during data compression.

【0002】0002

【従来の技術】ISDNやCD−ROMを前提とした画
像の高能率符号化技術において、DCT(離散コサイン
変換)が高能率符号化技術の主流になりつつある。この
DCTに限らず、高能率符号化して画素当たりの平均ビ
ット数を減らすと、画像の品質は落ち、圧縮率を上げる
と、画質の劣化を引き起こす。現行の標準テレビ信号を
1.5Mビット/秒に圧縮した場合に問題となるのは、
輪郭部分の劣化とDCTで処理するブロック単位(例え
ば8×8画素)に発生するブロック歪みである。逆変換
して画素を再生するときに、ブロック内のDCT出力を
すべて線形和することになるが、8×8画素から成るブ
ロックのDCT出力64個のうち、一つでも情報損失が
あると、ブロック内全体の再生画素に劣化が生じる。
2. Description of the Related Art DCT (discrete cosine transform) is becoming the mainstream of high-efficiency encoding technology for images based on ISDN and CD-ROM. Not limited to this DCT, if the average number of bits per pixel is reduced by high-efficiency encoding, the quality of the image deteriorates, and if the compression rate is increased, the image quality deteriorates. The problem when compressing the current standard television signal to 1.5 Mbit/s is:
These are deterioration of the contour portion and block distortion occurring in block units (for example, 8×8 pixels) processed by DCT. When reproducing pixels by inverse transformation, all DCT outputs in a block are linearly summed, but if there is information loss in even one of the 64 DCT outputs of a block consisting of 8 x 8 pixels, Deterioration occurs in the reproduced pixels of the entire block.

【0003】そこで、このようなブロック歪みをできる
だけ軽減するため、参考文献 IEEETRANSAC
TIONS ON ACOUSTICS,SPEECH
,AND SIGNAL PROCESSING.VO
L.37.NO.4.APRIL1989(The L
OT Transform Coding Witho
ut Blockig Effects,HENRIQ
UE S.MALVAR,DAVID H.STAEL
IN)に開示されたLOT演算が提案されている。図5
は、このLOT演算処理を行なうLOT演算装置を示す
ものであり、1次元LOTのブロック図を示している。 図5において、1はLOT演算装置、2,3はDCT装
置であり、DCT装置2,3には図6〜図9に示す各種
演算器が接続されている。ここで、図6は減算c=a+
(−b)を示す演算を、図7は加算c=a+bを示す演
算を、図8は所定のゲイン(例えば、1/2)を調整す
る演算を、図9はベクトル回転を行なう演算をそれぞれ
示している。DCT装置2,3の出力はイーブン(ev
en:偶数)出力0,2,4,6とオッド(odd:奇
数)出力1,3,5,7とに分けて加減算され、最後に
奇数成分のみが図9に示すバタフライ演算器でベクトル
回転されてLOTデータとなる。図5に示す1次元LO
T構成ではLOT演算装置1を構成するDCT2,3に
16画素(X0〜X7,X0’〜X7’)を入力すれば
LOT演算によって8データ(Y0〜Y7)の出力が得
られる。すなわち、入力初段では1次元のDCT演算を
行なって、16データを得、この16データを各種演算
を行なった後ベクトル回転して最終的に8データを得る
。このLOT演算は1次元であるため、16×16の入
力画素に対し8×16出力となっており、これを再び縦
横を入れ替えて同様のLOT演算を行なって8×8のデ
ータを得る。
[0003] Therefore, in order to reduce such block distortion as much as possible, reference document IEEE TRANSAC
TIONS ON ACUSTICS,SPEECH
, AND SIGNAL PROCESSING. V.O.
L. 37. No. 4. APRIL1989(The L
OT Transform Coding Without
ut Blocking Effects, HENRIQ
UE S. MALVAR, DAVID H. STAEL
The LOT operation disclosed in IN) has been proposed. Figure 5
1 shows a LOT arithmetic device that performs this LOT arithmetic processing, and is a block diagram of a one-dimensional LOT. In FIG. 5, 1 is a LOT calculation device, 2 and 3 are DCT devices, and various calculation units shown in FIGS. 6 to 9 are connected to the DCT devices 2 and 3. Here, FIG. 6 shows subtraction c=a+
(-b), FIG. 7 shows the calculation to add c=a+b, FIG. 8 shows the calculation to adjust a predetermined gain (for example, 1/2), and FIG. 9 shows the calculation to perform vector rotation. It shows. The outputs of the DCT devices 2 and 3 are even (ev
En: even number) outputs 0, 2, 4, 6 and odd (odd number) outputs 1, 3, 5, 7 are added and subtracted, and finally only the odd components are vector-rotated by the butterfly calculator shown in Figure 9. and becomes LOT data. One-dimensional LO shown in Figure 5
In the T configuration, if 16 pixels (X0 to X7, X0' to X7') are input to the DCTs 2 and 3 constituting the LOT calculation device 1, 8 data (Y0 to Y7) can be output by LOT calculation. That is, at the first stage of input, a one-dimensional DCT operation is performed to obtain 16 data, and after various operations are performed on these 16 data, vector rotation is performed to finally obtain 8 data. Since this LOT operation is one-dimensional, the output is 8×16 for a 16×16 input pixel, and the same LOT operation is performed by switching the vertical and horizontal directions again to obtain 8×8 data.

【0004】図10は図5に示したLOT演算装置1を
用いた画像データ圧縮装置11のブロック図である。図
10において、画像データメモリ12に蓄えられている
画像データはDCT演算装置13により2次元DCT処
理されて、LOT演算装置1へ出力される。LOT演算
装置1は、図5に示したDCT装置2,3からなるDC
T演算装置13から入力されたデータに対して、1次元
(横)のLOT演算を行ない、そのLOT演算のために
ブロックラインバッファA14にデータを1ブロックラ
イン分蓄える。1ブロックライン分の動作が終了した後
、同様の動作を行なってブロックラインバッファB15
にデータを蓄える。ここで、DCT演算装置13は、一
時動作を停止し、LOT演算装置1は、ブロックライン
バッファA14とブロックラインバッファB15のデー
タに対して縦方向の1次元LOT演算を実行して量子化
装置16にデータを出力し、量子化装置16はそのデー
タに対して量子化を行ない、圧縮データメモリ17に量
子化されたデータを出力する。再び、DCT演算装置1
3とLOT演算装置1により、元データからDCT,L
OT演算を行なって、1ブロックライン分のデータをブ
ロックラインバッファA14に書き込む。そして、ブロ
ックラインバッファB15とブロックラインバッファA
14に対し、縦方向LOT演算を行ない、量子化を行な
う。以下、ブロックラインバッファの切換えを繰り返し
て、一画面分の処理を行なう。また、逆方向については
、画像データメモリ12⇔圧縮データメモリ17、DC
T⇔逆量子化、LOT⇔ILOT、量子化⇔IDCTと
変更するだけで基本的な動作は同じである。
FIG. 10 is a block diagram of an image data compression device 11 using the LOT calculation device 1 shown in FIG. In FIG. 10, the image data stored in the image data memory 12 is subjected to two-dimensional DCT processing by the DCT calculation device 13 and output to the LOT calculation device 1. The LOT calculation device 1 is a DC
A one-dimensional (horizontal) LOT operation is performed on the data input from the T operation device 13, and data for one block line is stored in the block line buffer A14 for the LOT operation. After the operation for one block line is completed, the same operation is performed to store the block line buffer B15.
Store data in. Here, the DCT calculation device 13 temporarily stops operation, and the LOT calculation device 1 performs a vertical one-dimensional LOT calculation on the data in the block line buffer A 14 and the block line buffer B 15, and the quantization device 16 The quantizer 16 quantizes the data and outputs the quantized data to the compressed data memory 17. Again, DCT calculation device 1
3 and LOT calculation device 1, DCT,L is calculated from the original data by
An OT operation is performed and data for one block line is written to the block line buffer A14. Then, block line buffer B15 and block line buffer A
14, a vertical LOT operation is performed and quantization is performed. Thereafter, the block line buffers are repeatedly switched to process one screen. In addition, in the reverse direction, image data memory 12 ⇔ compressed data memory 17, DC
The basic operation is the same, just by changing T⇔inverse quantization, LOT⇔ILOT, and quantization⇔IDCT.

【0005】ところで、上述したLOT演算装置1を有
する画像データ圧縮装置11に限らず、通常のデータ圧
縮装置では、データベクトル(数値列)に対して、デー
タ変換(FET,DCT等)を施し、その後に量子化を
行なっている。図11はこのようなデータ圧縮装置にお
ける直交データ変換と量子化の一例を示す図である。図
11において、21はデータ圧縮装置のデータ変換部、
22は量子化部であり、データ変換部21は入力x0,
x1,x2,x3を図12に示すように三角関数を乗数
とする乗算を行なうことによってデータ変換し、量子化
部22に出力する。量子化部22はデータ変換されたデ
ータを図13に示す演算によって量子化として量子化デ
ータy0,y1,y2,y3を出力する。この場合、従
来のデータ圧縮装置では、データ変換部21におけるデ
ータ変換演算や量子化部22における量子化時などに、
2進法で表わしきれない数値(例えば1/3)は、下の
桁を丸めることにより近似して演算を行うようにしてい
る。
By the way, not only the image data compression device 11 having the above-mentioned LOT operation device 1 but also ordinary data compression devices perform data conversion (FET, DCT, etc.) on a data vector (numerical string). After that, quantization is performed. FIG. 11 is a diagram showing an example of orthogonal data conversion and quantization in such a data compression device. In FIG. 11, 21 is a data conversion unit of a data compression device;
22 is a quantization unit, and the data conversion unit 21 receives input x0,
As shown in FIG. 12, x1, x2, and x3 are data-converted by performing multiplication using a trigonometric function as a multiplier, and output to the quantization section 22. The quantization unit 22 quantizes the converted data by the calculation shown in FIG. 13 and outputs quantized data y0, y1, y2, and y3. In this case, in the conventional data compression device, during data conversion operation in the data conversion section 21, quantization in the quantization section 22, etc.
For numerical values that cannot be expressed in binary (for example, 1/3), the lower digits are rounded to approximate the numerical value and perform calculations.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のデータ圧縮装置にあっては、データ変換演算
や量子化時に何度も丸め近似をして演算を行なう構成と
なっていたため、丸め演算の回数が増加すると、演算精
度が著しく劣化することにより、演算ビット幅を多くと
らねばならず、回路規模が大きくなってしまうという欠
点があった。すなわち、図11に示すような従来のデー
タ圧縮装置では、入力に対して三角関数を乗数とする乗
算を行なっている。しかし、ハードウェアを構成する場
合には、当然に三角関数係数を2進小数によって表現し
なければならないこととなるが、一般に正確な値を2進
小数によって表現することはできず、何処かのビットで
の丸めを必要とする。このように始めから誤差を含んだ
係数を用いた演算であるため、精度を保つためにはその
出力値をできるだけ、丸めたりしないように保持して次
段の演算にわたしてやる必要があった。そのためにはデ
ータバス幅や演算器の回路規模が非常に大きくなってし
まうという欠点があった。例えば、上記図11において
、x入力、cos係数をすべて8ビットとした場合のデ
ータビット幅は図14で示され、データビット幅tは、
t1:17bit,t2:26bit,t3:35bi
tとなる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, such conventional data compression devices are configured to perform rounding approximations many times during data conversion operations and quantization. As the number of times increases, the calculation accuracy deteriorates significantly, and the calculation bit width must be increased, resulting in an increase in circuit scale. That is, in the conventional data compression apparatus as shown in FIG. 11, input is multiplied using a trigonometric function as a multiplier. However, when configuring hardware, trigonometric function coefficients must naturally be expressed in binary decimal numbers, but in general, accurate values cannot be expressed in binary decimal numbers; Requires bit rounding. In this way, since the calculation uses coefficients that contain errors from the beginning, in order to maintain accuracy, it was necessary to preserve the output value as much as possible without rounding it and pass it on to the next stage of calculation. . This has the disadvantage that the data bus width and the circuit scale of the arithmetic unit become extremely large. For example, in FIG. 11 above, when the x input and cos coefficient are all 8 bits, the data bit width is shown in FIG. 14, and the data bit width t is:
t1: 17bit, t2: 26bit, t3: 35bit
It becomes t.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によるデータ圧縮
装置は、上記目的達成のため、数値列に対して所定の係
数に基ずいてデータ変換または逆データ変換演算を実行
するデータ変換演算手段と、連続的に変化する符号を有
限個のレベルに置き換える量子化演算を実行する量子化
手段とを備えたデータ圧縮装置であって、前記データ変
換演算手段の係数同士を整数の比に置きに換えるととも
に、該整数の比に置き換えることにより生じたゲインの
変化を前記量子化手段により調整するようにしている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the data compression device according to the present invention includes data conversion calculation means for performing data conversion or inverse data conversion calculation on a numerical string based on a predetermined coefficient. , and quantization means for performing a quantization operation that replaces a continuously changing code with a finite number of levels, the data compression device replacing the coefficients of the data conversion operation means with a ratio of integers. At the same time, the change in gain caused by replacing the integer with the ratio is adjusted by the quantization means.

【0008】[0008]

【作用】本発明の作用は次の通りである。データ変換演
算手段の係数同士は整数の比に置き換えられ、そのゲイ
ンの変化は量子化手段により調整される。従って、演算
の大部分が誤差を含まない整数の比によって行なわれる
こととなり、演算精度が格段に向上し、また回路規模が
大幅に小さくなる。
[Operation] The operation of the present invention is as follows. The coefficients of the data conversion calculation means are replaced with integer ratios, and the change in the gain is adjusted by the quantization means. Therefore, most of the calculations are performed using ratios of integers that do not include errors, which greatly improves the calculation accuracy and significantly reduces the circuit scale.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1及び図4は、本発明に係るデータ圧縮装置のデータ変
換部及び量子化部を示す構成図であり、前記図9対向す
る図である。図1において、31はデータ圧縮装置30
のデータ変換部、32のその量子化部であり、データ変
換部31の演算係数(同図中〇で囲んだ数値)cos0
.13πとsin0.13π,cos0.16πとsi
n0.16πは図2に示すような整数の比によって近似
される。なお、整数の比は必ずしもこのような比である
必要はなく、もっと桁数の多い比を用いて、より正確な
比に置き換えるようにしてもよい。また、整数比による
演算では、本来行なわれるべき演算とは、ゲインが異な
ってしまうので量子化演算によってそのゲインの差を吸
収するようにする。本実地例の場合では、このような演
算の出力が次段の演算の入力となっているため、図1の
z1,z2,z3でゲインあわせの演算を一度行なって
いる。なお、この場合のゲイン合わせとは入力同士のゲ
インが一致しているということであって出力のゲインが
あっているという意味ではない。この入力同士のゲイン
の比は式1,式2で示される。 z12:z22≒1:72+32          
        式1z22:z32≒1:(92+5
2)×z2         式2上記式1,式2を満
たす例として図1ではz1:z2:z3=5:38:3
92という係数を与えている。なお、これは、一つの例
であって必ずしもこのような数値とする必要はないこと
は言うまでもない。また、整数の比として表したことに
よって生ずる各出力ゲインの変化分は量子化部32にお
いて吸収する。すなわち、データ変換部31の演算係数
を整数の比に置き換え、これによって変化したゲインを
量子化部32で修正するようにする。 図3はデータ圧縮装置の逆変換における逆データ変換部
及び量子化部を示す図であり、図1の逆変換を行なう例
を示している。図3において、41はデータ圧縮装置3
0の逆量子化部、42はその逆データ変換部である。数
値例は図1とは上下か逆になっている。逆変換の場合も
図1の場合と同様に逆データ変換部42の演算係数を図
2中〇で囲んだ数値で示すように整数の比に置き換え、
このゲインの変化を逆量子化部41で吸収するように調
整する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on the drawings. 1 and 4 are block diagrams showing a data conversion section and a quantization section of a data compression apparatus according to the present invention, and are opposite views to FIG. 9. In FIG. 1, 31 is a data compression device 30
, and its quantization section 32, and the calculation coefficient of the data conversion section 31 (the number circled in the figure) is cos 0.
.. 13π and sin0.13π, cos0.16π and si
n0.16π is approximated by a ratio of integers as shown in FIG. Note that the ratio of integers does not necessarily have to be such a ratio, and a ratio with a larger number of digits may be used to replace the ratio with a more accurate ratio. Furthermore, since the operation based on the integer ratio has a gain different from that of the operation that should be performed, the difference in gain is absorbed by the quantization operation. In the case of this practical example, since the output of such a calculation is the input to the next stage calculation, the gain adjustment calculation is performed once at z1, z2, and z3 in FIG. Note that gain matching in this case means that the gains of the inputs match, but does not mean that the gains of the output match. The gain ratio between these inputs is shown by Equations 1 and 2. z12:z22≒1:72+32
Formula 1z22:z32≒1:(92+5
2) x z2 Equation 2 As an example that satisfies Equations 1 and 2 above, z1:z2:z3=5:38:3 in Figure 1
A coefficient of 92 is given. Note that this is just one example, and it goes without saying that such a numerical value does not necessarily have to be used. Further, the change in each output gain caused by expressing it as a ratio of integers is absorbed in the quantization section 32. That is, the arithmetic coefficients of the data converter 31 are replaced with integer ratios, and the resulting changed gain is corrected by the quantizer 32. FIG. 3 is a diagram showing an inverse data conversion section and a quantization section in inverse transformation of the data compression apparatus, and shows an example of performing the inverse transformation of FIG. 1. In FIG. 3, 41 is the data compression device 3
0 is an inverse quantization unit, and 42 is its inverse data conversion unit. The numerical examples are upside down or reversed from those in FIG. In the case of inverse conversion, as in the case of FIG. 1, the calculation coefficients of the inverse data conversion unit 42 are replaced with integer ratios as shown by the numbers circled in FIG.
The inverse quantization unit 41 adjusts to absorb this change in gain.

【0010】次に本実地例の動作を説明する。 データ変換演算時(図1参照)   従来例であればy3を計算するのに必要な係数co
s0.13πとsin0.13π,cos0.16πと
sin0.16π等を2進法の小数で表現した場合には
図2に示すような無限小数であって、丸めによる誤差が
加わって精度が劣化し、更に、その精度が劣化した係数
を4度にわたって演算に使用しているため出力データは
かなり精度劣化していたが、本実地例では、データ変換
部31の係数を整数の比に置き換えることによってデー
タ変換部41の演算をすべて整数演算可能にしている。 具体的には前記図11及び図12に示すデータ変換部分
の演算係数cos0.13πとsin0.13π,co
s0.16πとsin0.16πは図2に示すような無
限小数で示される。いま、このcos0.13πとsi
n0.13π,cos0.16πとsin0.16πの
両者の比をとったとすると夫々訳7:3と9:15の比
となる。このようにして演算係数を整数の比に置き換え
た値によって演算が行なわれることになる。演算係数同
士を整数の比に置き換えることによって生じたゲインの
変化は図1に示す量子化部z1,z2,z3及びθ0,
θ1,θ2,θ3で量子化によって吸収するようにする
。図1中z1は図1(ア)における演算を行なう前にz
1で5倍することによって大きさを合わせておくもので
、同様にz2は図1(イ)におけるゲインを合わせるも
の、z3は図1(ウ)におけるゲインを合わせるための
ものである。 このようにすることによって量子化部(32)に出力さ
れるまで整数で演算が行なわれるようになるが、係数に
よってはこのz1,z2,z3をθ0,θ1,θ2,θ
3においてまとめて演算するようにしてもよい。ここで
、量子化の値は、例えばθ0の場合は本来の量子化数1
/2に7/cos0.13πの数値を掛けた数値θ0=
0.13π/(7×2)となり、またθ1の場合には本
来の量子化数1/3に変化したゲインのz2,9/co
s0.16πの逆数を掛けた数値θ1=cos0.16
π/(38×9×3)となる。この場合、量子化の数値
は、非常に小さなものとなるが、浮動小数点演算を行な
うことにより、小さなビット数におさめることができる
Next, the operation of this practical example will be explained. During data conversion calculation (see Figure 1) In the conventional example, the coefficient co required to calculate y3
When s0.13π and sin0.13π, cos0.16π and sin0.16π, etc. are expressed as binary decimal numbers, they are infinite decimals as shown in Figure 2, and the accuracy deteriorates due to rounding errors. Furthermore, the accuracy of the output data was considerably degraded because the coefficients with degraded accuracy were used four times in calculations, but in this practical example, by replacing the coefficients of the data converter 31 with ratios of integers, All calculations by the data converter 41 are made possible by integer calculations. Specifically, the calculation coefficients cos0.13π and sin0.13π,co of the data conversion part shown in FIGS. 11 and 12 are
s0.16π and sin0.16π are expressed as infinite decimals as shown in FIG. Now, this cos0.13π and si
If we take the ratio of both n0.13π, cos0.16π and sin0.16π, the ratios are 7:3 and 9:15, respectively. In this way, calculations are performed using values obtained by replacing calculation coefficients with ratios of integers. The change in gain caused by replacing the calculation coefficients with integer ratios is determined by the quantization units z1, z2, z3 and θ0, shown in FIG.
Absorption is performed by quantization at θ1, θ2, and θ3. In Figure 1, z1 is z before performing the calculation in Figure 1 (A).
The size is adjusted by multiplying by 5 by 1. Similarly, z2 is used to adjust the gain in FIG. 1(A), and z3 is used to adjust the gain in FIG. 1(C). By doing this, calculations are performed using integers until they are output to the quantization unit (32), but depending on the coefficients, these z1, z2, z3 can be changed to θ0, θ1, θ2, θ
3 may be calculated all at once. Here, the quantization value is, for example, in the case of θ0, the original quantization number 1
The value θ0 = /2 multiplied by the value 7/cos0.13π
0.13π/(7×2), and in the case of θ1, the gain z2,9/co is changed to 1/3 of the original quantization number.
Numerical value θ1 multiplied by the reciprocal of s0.16π = cos0.16
π/(38×9×3). In this case, the quantization value will be very small, but it can be reduced to a small number of bits by performing floating point arithmetic.

【0011】逆データ変換演算時(図3参照)  逆デ
ータ変換演算時も図1の場合と同様の考え方で逆データ
変換部42の演算係数を整数の比に置き変え、逆データ
変換部42における演算を全て整数の比によって行なう
ようにし、整数の比に変えたことによるゲイン合わせを
逆量子化部41において吸収させる。図3のx3の直前
に315/2という分数係数があるが、この場合の分母
は2のべきであるから、実際の動作としてはビットシフ
トを行なうだけでよい。以上説明したように、本実施例
ではデータ変換部31、前記データ変換部31,逆デー
タ変化部42の演算係数を整数の比に置きに変えるとと
もに、そのゲインの変化を量子化部、逆量子化部により
吸収させるようにしているので、誤差を含んだ係数によ
る演算は量子化部において一度行なわれるのみでありそ
れ以外の演算は丸め誤差を含まない整数の比によって行
なうことができる。その結果、量子化の前までの演算に
おけるデータビット幅を図4に示すように図14に示し
た従来のものより大幅にデータビット幅を小さくするこ
とができ、小さなバス幅で高い演算精度を得ることがで
きる。このように高い演算精度を持ちかつ回路規模の小
さなデータ圧縮装置が実現できることからDCTを用い
た画像圧縮や音声圧縮を行なうデータ圧縮装置に適用し
て好適である。
During the inverse data conversion operation (see FIG. 3) During the inverse data conversion operation, the calculation coefficients of the inverse data conversion section 42 are replaced with integer ratios using the same concept as in the case of FIG. All calculations are performed using integer ratios, and the gain adjustment caused by changing to integer ratios is absorbed in the inverse quantization unit 41. There is a fractional coefficient 315/2 immediately before x3 in FIG. 3, but since the denominator in this case is a power of 2, the actual operation only requires bit shifting. As explained above, in this embodiment, the calculation coefficients of the data conversion section 31, the data conversion section 31, and the inverse data change section 42 are changed to the ratio of integers, and the change in gain is applied to the quantization section and the inverse quantization section. Since the coefficients are absorbed by the quantization section, calculations using coefficients containing errors are performed only once in the quantization section, and other calculations can be performed using ratios of integers that do not include rounding errors. As a result, the data bit width in calculations before quantization can be significantly reduced as shown in Figure 4 compared to the conventional method shown in Figure 14, and high calculation precision can be achieved with a small bus width. Obtainable. Since it is possible to realize a data compression device with high calculation accuracy and a small circuit scale, it is suitable for application to a data compression device that performs image compression or audio compression using DCT.

【0012】なお、本実施例では係数を例えば、7:3
の整数の比とする例を示したが、これには限定されず、
整数の比で表されるものであればどのような整数比でも
よいことは言うまでもない。また、データベクトル(数
値例)に対してデータ変換を行なうものであれば、デー
タ変換の種類は何でもよく、例えばFFT,DCT,L
OT等の直交データ変換に適用可能である。また、デー
タ変換部の係数のゲインを量子化部で吸収させるように
しているが、かかるゲインが調整できるものであればど
のような量子化部で調整してもよいことは勿論である。
[0012] In this embodiment, the coefficient is, for example, 7:3.
Although we have shown an example where it is a ratio of integers, it is not limited to this,
It goes without saying that any integer ratio may be used as long as it is expressed as a ratio of integers. Furthermore, any type of data conversion may be used as long as it performs data conversion on a data vector (numerical example), such as FFT, DCT, L
It is applicable to orthogonal data conversion such as OT. Furthermore, although the gain of the coefficients of the data conversion section is absorbed by the quantization section, it goes without saying that any quantization section may be used as long as the gain can be adjusted.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、データ変換演算手段の
演算係数を整数の比に置き変えるとともに、それによる
ゲインの変化を量子化手段により調整するようにしてい
るので、演算精度を高めることができ、また、演算ビッ
ト幅の小さくして回路規模大幅に減少させることができ
る。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the arithmetic coefficients of the data conversion arithmetic means are replaced with integer ratios, and the resulting change in gain is adjusted by the quantization means, so that the arithmetic accuracy can be improved. In addition, by reducing the operation bit width, the circuit size can be significantly reduced.

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

【図1】本発明に係るデータ圧縮装置のデータ変換部及
び量子化部を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a data conversion section and a quantization section of a data compression device according to the present invention.

【図2】本発明に係るデータ圧縮装置の係数を整数の比
に置き換える動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of replacing coefficients with integer ratios in the data compression device according to the present invention.

【図3】本発明に係るデータ圧縮装置の逆データ変換部
及び逆量子化部を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an inverse data conversion section and an inverse quantization section of the data compression device according to the present invention.

【図4】本発明に係るデータ圧縮装置のデータ変換部の
ビット幅を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing the bit width of the data converting section of the data compression device according to the present invention.

【図5】従来のデータ圧縮装置のバタフライ演算のため
の演算器を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a computing unit for butterfly computation of a conventional data compression device.

【図6】従来のデータ圧縮装置のバタフライ演算のため
の演算器を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a computing unit for butterfly computation of a conventional data compression device.

【図7】従来のデータ圧縮装置のバタフライ演算のため
の演算器を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a computing unit for butterfly computation in a conventional data compression device.

【図8】従来のデータ圧縮装置のバタフライ演算のため
の演算器を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a computing unit for butterfly computation of a conventional data compression device.

【図9】従来のデータ圧縮装置のバタフライ演算のため
の演算器を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a computing unit for butterfly computation of a conventional data compression device.

【図10】従来の画像データ処理装置のブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram of a conventional image data processing device.

【図11】従来のデータ圧縮装置のデータ変換部及び量
子化部を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a data conversion section and a quantization section of a conventional data compression device.

【図12】従来のデータ圧縮装置のデータ変換部におけ
る演算の演算器を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an arithmetic unit for arithmetic operations in a data conversion section of a conventional data compression device.

【図13】従来のデータ圧縮装置の量子化部における演
算の演算器を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an arithmetic unit for arithmetic operations in a quantization section of a conventional data compression device.

【図14】従来のデータ圧縮装置データ変換部のビット
幅を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing the bit width of a data conversion section of a conventional data compression device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30  データ圧縮装置 31  データ変換部 32  量子化部 41  逆量子化部 42  逆データ変換部 30 Data compression device 31 Data conversion section 32 Quantization section 41 Inverse quantization section 42 Inverse data conversion section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  数値列に対して所定の係数に基ずいて
データ変換または逆データ変換演算を実行するデータ変
換演算手段と、連続的に変化する符号を有限個のレベル
に置き換える量子化演算を実行する量子化手段とを備え
たデータ圧縮装置であって、前記データ変換演算手段の
係数同士を整数の比に置き換えるとともに、該整数の比
に置き換えることにより生じたゲインの変化を前記量子
化手段により調整するようにしたことを特徴とするデー
タ圧縮装置。
1. A data conversion operation means for performing data conversion or inverse data conversion operation on a numerical string based on predetermined coefficients, and a quantization operation for replacing continuously changing codes with a finite number of levels. quantization means for performing the data compression operation, wherein the coefficients of the data conversion calculation means are replaced with integer ratios, and the change in gain caused by the replacement with the integer ratio is A data compression device characterized in that the data compression device is adapted to be adjusted by.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9727309B2 (en) 2015-01-19 2017-08-08 Fujitsu Limited Computer-readable recording medium, encoding apparatus, and encoding method

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