JPH04330828A - 離散コサイン変換回路及び離散コサイン変換の逆変換回路 - Google Patents

離散コサイン変換回路及び離散コサイン変換の逆変換回路

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JPH04330828A
JPH04330828A JP3128268A JP12826891A JPH04330828A JP H04330828 A JPH04330828 A JP H04330828A JP 3128268 A JP3128268 A JP 3128268A JP 12826891 A JP12826891 A JP 12826891A JP H04330828 A JPH04330828 A JP H04330828A
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product calculation
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matrix
circuit
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JP3128268A
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Mitsuharu Oki
光晴 大木
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Original Assignee
Sony Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタル画像
処理等に用いて好適な離散コサイン変換回路及び離散コ
サイン変換の逆変換回路に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、例えばディジタル画像処理等
を行う場合のデータ圧縮処理の一手法としては、例えば
、離散コサイン変換(DCT)処理が知られている。 このDCTは帯域圧縮に適し、演算処理も比較的簡単な
行列演算により実現可能となっている。 【0003】ここで、上記離散コサイン変換(DCT)
及びこの離散コサイン変換の逆変換(IDCT)は、例
えばN次の行列の場合、第1行の全てが1/(21/2
 )で、第2行以下は、     cos={(2x+1)kπ/2N}    
          (x=0,1,・・・,N−1;
k=1,・・・,N−1)の要素からなる行列を用いて
定義されるものである。例えば、2次元の場合は、次の
式1及び式2の様に表される。 〔Y〕=〔N〕・〔X〕・ t〔N〕        
       (1)〔X〕= t〔N〕・〔Y〕・〔
N〕               (2)【0004
】なお、行列の規模が2N 行2N 列の時、上記式1
には、1/2N+1 の係数が掛かるが、これはN+1
ビットのデータシフトと等価であるため、この係数の記
載については省略する。また、式1及び式2にそれぞれ
1/2N−1 の係数が掛かると定義すれば、上記DC
TとIDCTとが対称的になる。 【0005】ところで、行列の規模が例えば8行8列の
場合、上記式1及び式2の定数行列〔N〕は、次の図1
1のように表される。ここで、この図11の定数行列〔
N〕の各要素a〜nは、図12に示すように、角度π/
16を単位とする所定角の余弦である。 【0006】また、上記DCT及びIDCTを定義する
上記式1及び式2から明らかなように、行列〔Y〕の要
素yijは行列〔X〕の要素xijの1次式で表現され
るものである。 【0007】したがって、図13及び図14に示すよう
に、8行8列の要素x11〜x88が列順に入力されて
64次のベクトルとなる行列〔Xc〕と、8行8列の要
素y11〜y88が列順に出力されて64次のベクトル
となる行列〔Yc〕との間には、次の式3で表される関
係が成立する。 〔Yc〕=〔M〕・〔Xc〕            
    (3)ここで、式3の〔M〕は64行64列の
定数行列である。 【0008】このような式3の行列データの乗算演算を
行って入力データの離散コサイン変換を実現する装置と
して、例えば、本件出願人は、特願平1−325289
号の明細書及び図面に記載されるような内積演算回路と
並べ替え回路とからなる行列データ乗算回路の構成を提
案している。 【0009】すなわち、この行列データ乗算回路は、図
15に示すように、行列の内積を演算する演算回路と、
行列のデータ成分を所定の順序に並べ替える並べ替え回
路とを備える行列データ乗算回路であって、係数が+1
及び−1で4次の第1の内積演算回路42と、係数が0
,+1及び−1で16次の第2の内積演算回路44と、
定数行列のデータ成分が格納されたメモリを含む4次の
第3の内積演算回路45とを設け、8行8列の入力デー
タを第1の並べ替え回路(コーナターナ)41を介して
第1の内積演算回路42に供給し、当該第1の内積演算
回路42の出力を第2の並べ替え回路(コーナターナ)
43を介して第2の内積演算回路44に供給し、当該第
2の内積演算回路44の出力を直接第3の内積演算回路
45に供給すると共に、当該第3の内積演算回路45の
出力を第3の並べ替え回路(コーナターナ)46を介し
て導出するようにしたものである。 【0010】以下、この行列データ乗算回路について説
明する。先ず、図15においては、入力端子INから8
行8列のデータが、前記図13の行列〔Xc〕に示すよ
うに列順で入力され、上記第1の並べ替え回路である6
4ワードの第1のコーナターナ41を介して、4次の第
1の内積演算回路42に供給される。この内積演算回路
42の出力は、上記第2の並べ替え回路である64ワー
ドの第2のコーナターナ43を介して、16次の第2の
内積演算回路44に供給される。また、上記内積演算回
路44の出力は、4次の第3の内積演算回路45に供給
され、当該内積演算回路45の出力が上記第3の並べ替
え回路である64ワードの第3のコーナターナ46を介
して、出力端子OUTに導出される。 【0011】ここで、後述のように、上記第1の内積演
算回路42の係数は+1及び−1のみであり、第2の内
積演算回路44の係数は0,+1,−1のみとなってい
る。また、上記第3の内積演算回路45の係数はDCT
に特有の値となる。 【0012】なお、上記各コーナターナは、例えば図1
6に示すような構成で実現されるものである。すなわち
、当該図16に示すコーナターナは、例えば一対のRA
M81及び82と、入力端子80側及び出力端子85側
の切換スイッチ83及び84とで構成されるものである
。両切換スイッチ83,84は1対のRAM81及び8
2の一方にデータが書き込まれる期間に他方からデータ
が読み出されるように連動して切り換えられる。また、
RAM81及び82の容量は、例えば上記8行8列の規
模の行列に対応してそれぞれ64ワードとされる。 【0013】次に、図17〜図39を参照しながら図1
5の行列データ乗算回路の動作について説明する。すな
わちこの図15の行列データ乗算回路においては、上記
DCTのための64行64列の定数行列〔M〕を次の式
4に示すような6個の行列に分解している。   〔M〕=〔W〕・〔V〕・〔TS〕・〔R〕・〔L
〕・〔Q〕/8     (4)  【0014】この
式4の行列〔Q〕,〔R〕及び〔W〕が上記第1,第2
,第3のコーナターナ41,43,46にそれぞれ対応
すると共に、行列〔L〕,〔TS〕,〔V〕が上記第1
,第2,第3の内積演算回路42,44,45にそれぞ
れ対応する。各行列〔Q〕〜〔W〕は何れも64行64
列であり、図17〜図39に示されるように、それぞれ
多数の0要素を含む疎行列(SparseMatrix
) である。 【0015】なお、上記図17〜図39において、図中
の+及び−はそれぞれ+1及び−1を表しており、他の
行列を示す各図においても同様としている。 【0016】上記図17〜図19において、図17の図
中Q1 及びQ2 の部分には、図18に示す行列〔Q
1 〕及び図19に示す行列〔Q2 〕のような各要素
が入り、また、この図17の行列〔Q〕の残りの部分に
は全て0要素が入るようになっている。すなわち、当該
図17に示される行列〔Q〕は、各行各列とも1か所だ
けが+1で残りの63個の各要素が全て0の疎行列とな
っている。 【0017】上記コーナターナ41では、この図17〜
図19に示されるような行列〔Q〕を用いて上記64ワ
ードの入力データXの並べ替えを行う。上記コーナター
ナ41で並べ替えられたデータQXは、上記内積演算回
路42に送られる。 【0018】当該内積演算回路42においては、上記並
べ替えられたデータQXが、図20及び図21の行列〔
L〕で表されるような演算処理を受ける。ここで、この
図20,図21において、図20の図中L11,L22
,L33,L44の部分には、図21に示すような+1
及び−1の要素のみで同形の4行4列の小行列が対角線
上に4個並び、他の部分が全て0の要素の行列〔L11
〕,〔L22〕,〔L33〕,〔L44〕が入る。した
がって、この図20の行列〔L〕は、当該4行4列の小
行列が対角線上に16個並び、残りの部分が全て0要素
の疎行列となっている。 【0019】この内積演算回路42から出力された64
ワードのデータLQXは、第2のコーナターナ43にお
いて、図22及び図23〜図26に示す行列〔R〕で表
されるように並べ替えられる。ここで、この図22及び
図23〜図26において、図22の図中R11,R22
,R33,R44の部分には、図23〜図26に示すよ
うな0,+1及び−1の要素のみで構成される行列〔R
11〕,〔R22〕,〔R33〕,〔R44〕が入る。 この第2のコーナターナ43で並べ替えられたデータR
LQXが、第2の内積演算回路44に送られる。 【0020】上記並べ替えられたデータRLQXは、当
該第2の内積演算回路44において、図27〜図30の
行列〔TS〕で表されるような演算処理を受ける。ここ
で、この図27〜図30において、図27の図中TS1
1,TS22,TS33,TS44には図28〜図30
に示すようなそれぞれ16行16列で+1,−1及び0
の要素のみの小行列〔TS11〕,〔TS22〕,〔T
S33〕,〔TS44〕が入り、また、この図27の残
りの部分には全て0が入るようになっている。すなわち
、当該図27の行列〔TS〕は、それぞれ16行16列
で+1,−1及び0の要素のみの小行列が対角線上に4
個並び、他の部分が全て0要素の疎行列となっている。 【0021】上記内積演算回路44から出力された64
ワードのデータTSRLQXは、更に、第3の内積演算
回路45において、図31〜図34の行列〔V〕で表さ
れるような演算処理を受ける。ここで、この図31〜図
34において、図31の図中V11,V22,V33,
V44の部分には、図32〜図34に示すようなそれぞ
れ4行4列の小行列が対角線上に4個並び、他の部分が
全て0要素の行列〔V11〕,〔V22〕,〔V33〕
,〔V44〕が入る。したがって、この図31の行列〔
V〕は、当該4行4列の小行列が対角線上に16個並び
、残りの部分には全て0要素が入る疎行列となっている
。 【0022】この内積演算回路45から出力された64
ワードのデータVTSRLQXは、上記第3のコーナタ
ーナ46において、図35及び図36〜図39に示す行
列〔W〕で表されるように並べ替えられて、所望の出力
データWVTSRLQが得られる。ここで、この図35
及び図36〜図39において、図35の図中W11,W
22,W33,W44には、図36〜図39に示すよう
な0,+1及び−1の要素のみで構成される行列〔W1
1〕,〔W22〕,〔W33〕,〔W44〕が入る。こ
の第3のコーナターナ46で並べ替えられたデータWV
TSRLQXが、出力端子OUTから導出される。 【0023】上述したような図15の行列データ乗算回
路においては、各内積演算回路42,44,45の演算
処理を表す行列〔L〕,〔TS〕,〔V〕が何れも疎行
列であるため、乗算回数を少なくして、上記各内積演算
回路を小規模にすることができる。また、上記内積演算
回路42及び44については、行列〔L〕及び〔TS〕
の係数が0と+1,−1のみであるため、例えば、簡単
な乗算器の構成によって演算処理を行うことができると
共に、内積演算時に丸め誤差が発生することがない。 【0024】更に、行列〔L〕,〔TS〕及び〔V〕は
、それらを形成する小行列が何れも対角線上に配列され
ており、各転置行列も同様の形になるため、逆変換の場
合にも、前述の図15の行列データ乗算回路と同様の構
成で対応すること可能となっている。 【0025】また、上記行列データ乗算回路は、図40
に示すように、係数が+1及び−1で4次の第1の内積
演算回路42と、係数が+1及び−1で2次の第2の内
積演算回路47と、係数が0,+1及び−1で8次の第
3の内積演算回路48と、定数行列のデータ成分が格納
されたメモリを含む4次の第3の内積演算回路45とを
設け、8行8列の入力データを第1のコーナターナ41
を介して第1の内積演算回路42に供給し、当該第1の
内積演算回路42の出力を第2のコーナターナ43を介
して第2の内積演算回路47に供給し、当該第2の内積
演算回路47の出力を直接第3の内積演算回路48に供
給し、当該第3の内積演算回路48の出力を直接第4の
内積演算回路45に供給すると共に、当該第4の内積演
算回路45の出力を第3のコーナターナ46を介して導
出するようにもしている。 【0026】なお、この図40において、前記図15と
対応する部分には同一の指示符号を付して重複説明を省
略する。 【0027】すなわち、図40において、入力端子IN
から8行8列のデータが、前記図13の行列〔Xc〕に
示すように、列順で入力され、64ワードの第1のコー
ナターナ41を介して、4次の第1の内積演算回路42
に供給される。この内積演算回路42の出力は、64ワ
ードの第2のコーナターナ43を介して、2次の第2の
内積演算回路47に供給され、当該内積演算回路47の
出力が、実質的に8次の第3の内積演算回路48に供給
される。この内積演算回路48の出力が4次の第4の内
積演算回路45に供給され、内積演算回路45の出力は
64ワードの第3のコーナターナ46を介して、出力端
子OUTに導出される。 【0028】また、後述のように、第2の内積演算回路
47の係数は、+1及び−1だけである。また、第3の
内積演算回路48の係数は、+1,−1及び0だけであ
り、同一演算サイクル内で、+1又は−1の1が2個並
ぶことがない。 【0029】ここで、図41〜図46を参照しながら、
図40の行列データ乗算回路の動作について説明する。 【0030】図40の行列データ乗算回路においては、
DCTのための64行64列の定数行列〔M〕を次の式
5に示すような7個の疎行列に分解している。 〔M〕=〔W〕・〔V〕・〔T〕・〔S〕・〔R〕  
      ・〔L〕・〔Q〕/8         
              (5)【0031】この
式5の行列〔S〕及び〔T〕が第2及び第3の内積演算
回路47及び48にそれぞれ対応する。上記行列〔S〕
及び〔T〕は何れも64行64列であり、これを図41
〜図46に示す。 【0032】先ず、上記第2のコーナターナ43におい
て並べ替えられたデータRLQXが、第2の内積演算回
路47において、図41及び図42の行列〔S〕で表さ
れるような演算処理を受ける。ここで、この図41及び
図42において、図41の図中S11,S22,S33
,S44の部分には、図42に示すような+1及び−1
の要素のみで同形の2行2列の小行列が対角線上に8個
並び、他の部分が全て0要素の行列〔S11〕,〔S2
2〕,〔S33〕,〔S44〕が入る。したがって、こ
の図41の行列〔S〕は、当該2行2列の小行列が対角
線上に32個並び、残りの部分には全て0要素が入る疎
行列となっている。 【0033】次に、内積演算回路47から出力された6
4ワードのデータSRLQXは、更に、第3の内積演算
回路48において、図43〜図46の行列〔T〕で表さ
れるような演算処理を受ける。ここで、この図43〜図
46において、図43の図中T11,T22,T33,
T44の部分には、図44〜図46に示すように、それ
ぞれ0,+1及び−1の要素のみで各行に+1又は−1
の要素が2個並ぶことがないような16行16列の行列
〔T11〕,〔T22〕,〔T33〕,〔T44〕が入
る。また、この図43の行列〔T〕の残りの部分には全
て0が入るようになっている。すなわち、当該図43の
行列〔T〕は、それぞれ上記16行16列の小行列が対
角線上に4個並び、他の部分が全て0要素の疎行列とな
る。 【0034】その他の動作は、図15の行列データ乗算
回路と同様である。 【0035】この図40の行列データ乗算回路において
は、各内積演算回路42,45,47,48の演算処理
を表す〔L〕,〔V〕,〔S〕,〔T〕が何れも疎行列
であるため、乗算回路を少なくして、各内積演算回路を
小規模にすることができる。また内積演算回路48につ
いては、行列の係数が+1,−1と0のみだけであり、
各行に+1又は−1の係数が2個並ぶとこがないため、
例えば簡単な乗算器の構成によって演算処理ができ、内
積演算時に丸め誤差が発生することがない。 【0036】なお、図40の行列データ乗算回路におい
ては、行列〔T〕の転置行列が、各行で+1又は−1の
係数が2個並ばない形になるため、逆変換の場合には、
図40と同様の構成で対応することができない。 【0037】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年は、上
記離散コサイン変換及び離散コサイン変換の逆変換にお
いて、より高速にデータの処理を行うことが望まれてい
る。このため、上記行列データ乗算回路のような離散コ
サイン変換や離散コサイン変換の逆変換処理を行う回路
においても、より高速演算を行うことが望まれる。 【0038】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、離散コサイン変換及び離散コサ
イン変換の逆変換の演算処理を、より高速で実現するこ
とが可能な離散コサイン変換回路及び離散コサイン変換
の逆変換回路を提供することを目的とするものである。 【0039】 【課題を解決するための手段】本発明の離散コサイン変
換回路は、上述の目的を達成するために提案されたもの
であり、行列のデータ成分を所定の順序に並べ替える並
べ替え手段と、行列の内積を演算する内積演算手段とを
備えてなる離散コサイン変換回路であって、シリアルに
供給される行列データを4m個毎に並列化する並列化手
段と、係数が+1及び−1で4次の第1の内積演算手段
と、係数が0,+1及び−1で16次の第2の内積演算
手段と、定数行列のデータ成分が格納されたメモリを含
む4次の第3の内積演算手段とを有すると共に、上記第
1,第2及び第3の内積演算手段をそれぞれ4m個並列
に配し、8行8列の入力データを第1の並べ替え手段を
介して上記並列化手段に供給し、上記並列化手段から出
力された並列データの各データを上記4m個のそれぞれ
の第1の内積演算手段に供給し、上記各第1の内積演算
手段の出力データを上記4m個のうちの対応する上記第
2の内積演算手段に直接供給し、上記各第2の内積演算
手段の出力を上記4m個のうちの対応する上記第3の内
積演算手段に直接供給し、上記4m個の第3の内積演算
手段からの出力をシリアルデータに変換した後第2の並
べ替え手段を介して導出するようにしたものである。 【0040】更に、本発明の離散コサイン変換回路は、
シリアルに供給された行列データを4m個毎に並列化す
る並列化手段と、係数が+1及び−1で4次の第1の内
積演算手段と、係数が+1及び−1で2次の第2の内積
演算手段と、係数が0,+1及び−1で8次の第2の内
積演算手段と、定数行列のデータ成分が格納されたメモ
リを含む4次の第4の内積演算手段とを有し、上記第1
,第2,第3,第4の内積演算手段をそれぞれ4m個並
列に配し、8行8列の入力データを第1の並べ替え手段
を介して上記並列化手段に供給し、上記並列化手段から
出力された並列データの各データを上記4m個のそれぞ
れの第1の内積演算手段に供給し、上記各第1の内積演
算手段の出力データを上記4m個のうちの対応する上記
第2の内積演算手段に直接供給し、上記第2の内積演算
手段の出力を上記4m個のうちの対応する上記第3の内
積演算手段に直接供給し、上記第3の内積演算手段の出
力を上記4m個のうちの対応する上記第4の内積演算手
段に直接供給し、上記4m個の第4の内積演算手段から
の出力をシリアルデータに変換した後第2の並べ替え手
段を介して導出するようにしたものでもある。 【0041】また、本発明の離散コサイン変換の逆変換
回路は、行列のデータ成分を所定の順序に並べ替える並
べ替え手段と、行列の内積を演算する内積演算手段とを
備えてなる離散コサイン変換の逆変換回路であって、シ
リアルに供給される行列データを4m個毎に並列化する
並列化手段と、定数行列のデータ成分が格納されたメモ
リを含む4次の第1の内積演算手段と、係数が0,+1
及び−1で16次の第2の内積演算手段と、係数が+1
及び−1で4次の第3の内積演算手段とを有すると共に
、上記第1,第2及び第3の内積演算手段をそれぞれ4
m個並列に配し、8行8列の入力データを第1の並べ替
え手段を介して上記並列化手段に供給し、上記並列化手
段から出力された並列データの各データを上記4m個の
うちの対応する第1の内積演算手段に供給し、上記各第
1の内積演算手段の出力データを上記4m個のうちの対
応する上記第2の内積演算手段に直接供給し、上記4m
個の第2の内積演算手段からの各出力データを上記4m
個のそれぞれの上記第3の内積演算手段に直接供給し、
上記4m個の第3の内積演算手段からの出力をシリアル
データに変換した後第2の並べ替え手段を介して導出す
るようにしたものである。 【0042】 【作用】本発明の離散コサイン変換回路及び離散コサイ
ン変換の逆変換回路によれば、第1,第2,第3(及び
第4)の内積演算手段をそれぞれ4m個並列に配してい
るため、演算処理速度が4m倍となる。また、供給され
た行列データを4m個毎に並列化する並列化手段の出力
を、これら4m個並列化された第1の内積演算回路へ供
給するようにしているため、この第1の内積演算回路の
出力を更に並べ替えてから第2の内積演算回路に送る必
要がなく直接供給することができる。 【0043】 【実施例】以下、本発明の離散コサイン変換回路及び離
散コサイン変換の逆変換回路の実施例を、図面を参照し
ながら説明する。 【0044】図1には、本発明の離散コサイン変換回路
の第1の実施例の構成を示す。この図1に示す第1の実
施例の離散コサイン変換回路は、シリアルに供給された
行列データを4m個毎に並列化する並列化手段としての
シリアル/パラレル(S/P)変換回路2と、係数が+
1及び−1で4次の第1の内積演算回路31 〜34 
と、係数が0,+1及び−1で16次の第2の内積演算
回路41 〜44 と、定数行列のデータ成分が格納さ
れたメモリを含む4次の第3の内積演算回路51 〜5
4 とを有するものである。すなわち、この離散コサイ
ン変換回路においては、上記第1,第2及び第3の内積
演算回路がそれぞれ4m個並列に配されており、入力端
子INを介した8行8列の入力データを第1の並べ替え
手段である第1のコーナターナ1を介して上記S/P変
換回路2に供給し、上記S/P変換回路2から出力され
た並列データの各データを上記4m個のそれぞれの第1
の内積演算回路31 〜34 に供給し、これら各第1
の内積演算回路31〜34 の出力データを上記4m個
のうちの対応する上記第2の内積演算回路41 〜44
 に直接供給し、上記第2の内積演算回路41 〜44
 の出力を上記4m個のうちの対応する上記第3の内積
演算回路51 〜54 に直接供給し、上記4m個の第
3の内積演算回路51 〜54 からの出力をシリアル
データに変換した後第2の並べ替え手段である第2のコ
ーナターナ7を介して出力端子OUTから導出するよう
にしたものである。また、上記4m個の第3の内積演算
回路51 〜54 の出力をシリアルデータに変換する
処理は、パラレル/シリアル(P/S)変換回路6によ
り行われる。 【0045】なお、図1に示す本実施例の回路において
は、上記4m個のm=1の場合の例(mは2以上でもよ
い)を示しており、したがって、上記並列に配される各
内積演算回路は、それぞれ4個となっている。また、以
下に示す本発明実施例の説明は、前述した図17〜図3
9を用いて説明する。 【0046】この図1において、入力端子INから8行
8列のデータが、前記図13の行列〔Xc〕に示すよう
に列順で入力され、64ワードの第1のコーナターナ1
に供給される。当該第1のコーナターナ1では、前述し
た図17〜図19に示す行列〔Q〕で入力データXの並
べ替えを行う。 【0047】ところで、前述した図15に示示した行列
データ乗算回路においては、前記コーナターナ41の出
力は、コーナターナ43に送られる。このコーナターナ
43での行列〔R〕の演算は単なる並べ替え処理である
が、このコーナターナ43における並べ替え処理は、該
コーナターナ43の前段の各回路により得られる行列〔
L〕・〔Q〕・〔Xc〕の64個のデータを4つの組に
分けることにより、該コーナターナ43の後段の内積演
算回路44で前記図27〜図30に示した行列〔TS〕
の4つの小行列〔TS11〕,〔TS22〕,〔TS3
3〕,〔TS44〕の演算を可能とさせるために行われ
るものである。このため、上記コーナターナ43では、
上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の64個のデータを
、当該行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第1行目,第5
行目,第9行目,・・・,第61行目の16個のデータ
と、上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第2行目,第
6行目,第10行目,・・・,第62行目の16個のデ
ータと、上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第3行目
,第7行目,第11行目,・・・,第63行目の16個
のデータと、上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第4
行目,第8行目,第12行目,・・・,第64行目の1
6個のデータとの、4つの組にわける処理が行われてい
る。 【0048】これに対し、本実施例においては、上記第
1のコーナターナ1の出力データQXが上記S/P変換
回路2に供給される。当該S/P変換回路2は、上記コ
ーナターナ1から供給されてくるシリアルのデータの4
つを1組としてパラレル化する処理を行う。このパラレ
ル化された各データは、それぞれ上記4個の第1の内積
演算回路31 〜34 に供給される。 【0049】ここで、上記第1の内積演算回路31 で
の係数は+1のみであり、内積演算回路32 〜34 
での係数は+1及び−1のみとなっている。すなわち、
上記第1の内積演算回路31 での係数は前述の図20
及び図21に示した4行4列の小行列が対角線上に16
個並んだ行列〔L〕の第1行目,第5行目,第9行目,
・・・,第61行目の上記各4行4列の小行列における
係数と対応しており、上記内積演算回路32 の係数は
上記行列〔L〕の第2行目,第6行目,第10行目,・
・・,第62行目の上記各4行4列の小行列における係
数と対応し、上記内積演算回路33の係数は上記行列〔
L〕の第3行目,第7行目,第11行目,・・・,第6
3行目の上記各4行4列の小行列における係数と対応し
、上記内積演算回路34 の係数は上記行列〔L〕の第
4行目,第8行目,第12行目,・・・,第64行目の
上記各4行4列の小行列における係数と対応している。 このため、上記第1の内積演算回路31 では上記行列
〔L〕の第1行目,第5行目,第9行目,・・・,第6
1行目の演算が行われ、上記内積演算回路32 では上
記行列〔L〕の第2行目,第6行目,第10行目,・・
・,第62行目の演算が、上記内積演算回路33 では
上記行列〔L〕の第3行目,第7行目,第11行目,・
・・,第63行目の演算が、上記内積演算回路34 で
は上記行列〔L〕の第4行目,第8行目,第12行目,
・・・,第64行目の演算が行われるようになる。これ
ら各回路32 〜34 からは、それぞれの演算結果が
出力される。 【0050】すなわち、本実施例においては、第1の内
積演算回路31 からは前述した行列データ乗算回路に
おける行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第1行目,第5
行目,第9行目,・・・,第61行目のデータが出力さ
れ、上記内積演算回路32 からは前記行列〔L〕・〔
Q〕・〔Xc〕の第2行目,第6行目,第10行目,・
・・,第62行目のデータが、上記内積演算回路33 
からは行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第3行目,第7
行目,第11行目,・・・,第63行目のデータが、上
記内積演算回路34 からは上記行列〔L〕・〔Q〕・
〔Xc〕の第4行目,第8行目,第12行目,・・・,
第64行目のデータが出力されるようになっている。 【0051】したがって、本発明実施例によれば、前述
した行列データ乗算回路において行列〔R〕の演算を行
う並べ替え回路(コーナターナ43)が必要なく、本実
施例の第1の内積演算回路32 〜34 の出力を、そ
れぞれ対応する上記第2の内積演算回路42 〜44 
に直接入力させればよいことがわかる。 【0052】このようなことから、本実施例においては
、これら第1の内積演算回路31 〜34 の各出力デ
ータを、それぞれ対応する上記第2の内積演算回路41
 〜44 に直接送るようにしている。このため、上記
内積演算回路41 では上記行列〔L〕・〔Q〕・〔X
c〕の第1行目,第5行目,第9行目,・・・,第61
行目のデータを使用して前述した図27〜図30に示し
た行列〔TS〕の4つの小行列〔TS11〕,〔TS2
2〕,〔TS33〕,〔TS44〕のうちの小行列〔T
S11〕の演算が行われ、上記内積演算回路32 では
上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第2行目,第6行
目,第10行目,・・・,第62行目のデータを使用し
て小行列〔TS22〕の演算が行われ、上記内積演算回
路33 では行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第3行目
,第7行目,第11行目,・・・,第63行目のデータ
を使用して〔TS33〕の演算が行われ、上記内積演算
回路34 では上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第
4行目,第8行目,第12行目,・・・,第64行目の
データを使用して〔TS44〕の演算が行われることに
なる。 【0053】更に、これら第2の内積演算回路41 〜
44 の各出力データは、それぞれ対応する上記第3の
内積演算回路51 〜54 に直接送られる。これら第
3の内積演算回路51 〜54 の係数はDCTに特有
の値となっている。これら各内積演算回路回路でも上述
同様に、上記内積演算回路51 では、前述した図31
〜図34に示した行列〔V〕の4つの小行列〔V11〕
,〔V22〕,〔V33〕,〔V44〕のうちの上記小
行列〔V11〕の演算が行われ、上記内積演算回路52
 では上記小行列〔V22〕の演算が、上記内積演算回
路53 では上記小行列〔V33〕の演算が、上記内積
演算回路54 では上記小行列〔V44〕の演算が行わ
れることになる。 【0054】上述のようなことから、上記4つの第3の
内積演算回路51 〜54 からの4つの出力端子から
は、行列〔V〕・〔TS〕・〔R〕・〔L〕・〔Q〕・
〔Xc〕のデータが出力されるようになる。 【0055】これら4つの第3の内積演算回路51 〜
54 の出力は、上記P/S変換回路6に送られ、当該
P/S変換回路6でシリアルデータに変換される。すな
わち、当該、P/S変換回路6から出力されるシリアル
データは、行列〔V〕・〔TS〕・〔R〕・〔L〕・〔
Q〕・〔Xc〕のデータとなる。このデータが上記第2
のコーナターナ7に送られる。当該コーナターナ7では
、前述の図35〜図39に示した行列〔W〕により供給
されたデータの並べ替えを行う。これにより、出力端子
OUTからは、前述の図14に示したような行列〔Yc
〕のデータが出力されるようになる。 【0056】なお、上記行列〔Yc〕は、式6に示すよ
うに、   〔Yc〕=〔M〕・〔Xc〕           =〔W〕・〔V〕・〔TS〕  
          ・〔R〕・〔L〕・〔Q〕・〔X
c〕/8        (6) であるため、上記出
力端子OUTの出力結果を8で割る必要があるが、実際
には3ビットずらせばよく、回路的には付加構成が不要
であるため、図1では省略している。 【0057】図2に上記第1の内積演算回路31 〜3
4 の具体的構成を示す。この図2の内積演算回路は、
図1の各内積演算回路31〜34 に相当し、4個の2
の補数回路541 〜544 と、切換スイッチ531
 〜534 と、加算器55とを有してなるものであり
、例えば4つの各入力端子IN1 〜IN4 に供給さ
れたデータに+1又は−1の何れかの係数を乗算したデ
ータの加算を行う加算回路として動作するものである。 すなわち、入力端子IN1 〜IN4 を介して供給さ
れた前記S/P変換回路2からの並列データの各データ
は、それぞれ対応する上記スイッチ531 〜534 
の+側の被切換端子に供給されると共に、対応する2の
補数回路541 〜544 を介して当該各スイッチ5
31 〜534 の−側の被切換端子にそれぞれ供給さ
れる。スイッチ531 〜534 の各出力が加算器5
5に供給され、当該加算器55で総和がとられて出力端
子OUTから出力される。 【0058】上記各スイッチ531 〜534 は、各
補数回路541 〜544 と共に係数が+1,−1の
みの乗算器を構成し、システム制御回路56によって互
いに独立に切り換えられるものである。また、上記2の
補数回路541 〜544 は、周知のものであって、
否定回路と加算回路とで構成されるものである。 【0059】ここで、上記内積演算回路31 において
は、前述したように図20及び図21に示した行列〔L
〕の第1行目,第5行目,第9行目,・・・,第61行
目の前記4行4列の小行列における要素と対応している
ため、その係数は+1のみとなっている。このため、該
内積演算回路31 の上記4個のスイッチ531 〜5
34 では、+側の被切換端子のみが選ばれ、したがっ
て、当該内積演算回路31 では、各入力端子IN1 
〜IN4 に供給された各データが加算器55で加算さ
れて、出力端子OUTから出力される。 【0060】また、上記内積演算回路32 においては
、前述の図20及び図21に示した行列〔L〕の第2行
目,第6行目,第10行目,・・・,第62行目の前記
4行4列の小行列における要素と対応しており、その係
数は+1又は−1となる。例えば、該内積演算回路32
 の上記スイッチ531 では+側の被切換端子が選ば
れ、スイッチ532 では−側の被切換端子が、スイッ
チ533 では+側の被切換端子が、スイッチ534 
では−側の被切換端子が選ばれる。したがって、該内積
演算回路32 では、各スイッチの切り換えに応じて選
ばれた+1又は−1の係数が乗算されたデータが加算器
55で加算されて、出力端子OUTから出力される。 【0061】以下同じように、上記内積演算回路33 
においては、前述の図20及び図21に示した行列〔L
〕の第3行目,第7行目,第11行目,・・・,第63
行目の前記4行4列の小行列の要素と対応しており、そ
の係数は+1又は−1となる。例えば、該内積演算回路
33 の上記スイッチ531 では+側の被切換端子が
選ばれ、スイッチ532 では+側の被切換端子が、ス
イッチ533 では−側の被切換端子が、スイッチ53
4 では−側の被切換端子が選ばれる。また更に、上記
内積演算回路34 においては、前述の図20及び図2
1に示した行列〔L〕の第4行目,第8行目,第12行
目,・・・,第64行目の前記4行4列の小行列の要素
と対応しており、その係数は+1又は−1となる。例え
ば、該内積演算回路34 の上記スイッチ531 では
+側の被切換端子が選ばれ、スイッチ532 では−側
の被切換端子が、スイッチ533では−側の被切換端子
が、スイッチ534 では+側の被切換端子が選ばれる
。これら内積演算回路33 ,34 では、それぞれ各
スイッチの切り換えに応じた+1又は−1の係数の乗算
されたデータが加算器55で加算されて、出力端子OU
Tから出力される。 【0062】なお、各係数は、上記システム制御回路5
6で制御されるものとせず、固定のものとすることも可
能である。これにより更に構成が簡略化される。 【0063】図3に上記16次の内積演算回路41 〜
44 の具体的構成を示す。この図3の16次の内積演
算回路は図1の各内積演算回路41 〜44 に相当し
、15個の単位遅延器611 ,612 〜6115が
逆順に縦続接続されて、その出力端,両接続中点及び入
力端に16個のラッチ回路621 ,622 〜621
6がそれぞれ接続される。これらラッチ回路621 〜
6216の出力は、それぞれ3つの被切換端子を有する
スイッチ631 ,632 〜6316の+側の被切換
端子に供給されると共に、2の補数回路641 ,64
2 〜6416を介してスイッチ631 〜6316の
−側の被切換端子にそれぞれ供給される。また、上記ス
イッチ631 〜6316の3つ目の被切換端子には、
係数0がそれぞれ供給されるようになっており、当該ス
イッチ631 〜6316の各出力が加算器65に供給
される。 【0064】上記各スイッチ631 〜6316は、上
記各2の補数回路641 〜6416と共に係数が0,
+1,−1のみの乗算器を構成し、システム制御回路6
6によって互いに独立に切り換えられるようになってい
る。 【0065】図3において、入力端子INにはそれぞれ
対応する上記内積演算回路31 〜34 からの64ワ
ード単位のデータが供給され、上記入力端子IN或いは
対応する単位遅延器611 〜6115を介したそれぞ
れ16個の64ワード単位のデータが上記16個のラッ
チ回路621 〜6216に取り込まれ、16T時間に
わたって保持される。すなわち、当該16次の内積演算
回路60においては、上記入力端子INを介して供給さ
れた64ワード単位の行列データが直接に、或いは、当
該64ワード単位でデータの遅延を行うと共に縦続接続
された各単位遅延器611〜6115を介して、対応す
る上記各ラッチ回路621 〜6216に送られる。こ
の状態で、各ラッチ回路621 〜6216には共通の
イネーブルパルスが供給され、これにより、上記各ラッ
チ回路621 〜6216に供給された行列データが取
り込まれ、16T時間にわたって保持される。 【0066】また、上記内積演算回路41 〜44 の
それぞれの上記16個のスイッチ631 〜6316は
、前述した行列〔TS〕の16行16列の小行列〔TS
11〕,〔TS22〕,〔TS33〕,〔TS44〕の
要素が0,+1,−1の何れかであるかによって、0側
,+側,−側の被切換端子に切り換えられる。これによ
り、各ラッチ回路621 〜6216に保持されたデー
タに0,+1又は−1の係数が乗算されることになる。 各スイッチ631 〜6316の出力は、加算器65で
加算されて、出力端子OUTから出力されることになる
。 【0067】更に、上記内積演算回路51 〜54 は
、具体的には図4に示すような4次の内積演算回路10
の構成により実現できる。この図4に示す内積演算回路
は、図1の各内積演算回路51 〜54 に相当し、3
個の単位遅延器111 ,112 ,113 と、4個
のラッチ回路121 〜124 と、乗算器131 〜
134 と、係数ROM141 〜144 と、乗算器
131 〜134 及び加算器15とを有してなるもの
である。ここで、この内積演算回路においては、上記3
個の単位遅延器111 ,112 ,113 が逆順に
縦続接続されて、その出力端,両接続中点及び入力端に
4個のラッチ回路121 〜124 がそれぞれ接続さ
れ、各ラッチ回路121 〜124 にそれぞれ接続す
る乗算器131 〜134 に係数ROM141 〜1
44 がそれぞれ接続されると共に、各乗算器131 
〜134 の出力が加算器15に接続されて、有限イン
パルス応答(FIR)型のトランスバーサルフィルタ構
成となっている。 【0068】この図4において、入力端子INにはそれ
ぞれ対応する上記内積演算回路41 〜44 からの6
4ワード単位のデータが供給され、上記入力端子IN及
び単位遅延器111 〜113 を介したそれぞれ4個
の64ワード単位のデータが上記4個のラッチ回路12
1〜124 に取り込まれ、4T時間にわたって保持さ
れる。すなわち、当該4次の内積演算回路においては、
上記入力端子INを介して供給された64ワード単位の
行列データが直接に、或いは、当該64ワード単位でデ
ータの遅延を行うと共に縦続接続された上記単位遅延器
111 〜113等を介して対応する上記各ラッチ回路
121 〜124 に送られる。この状態で、各ラッチ
回路121 〜124 には共通のイネーブルパルスが
供給され、これにより、各ラッチ回路121 〜124
 に供給された行列データが取り込まれ、4T時間にわ
たって保持される。この各ラッチ回路121 〜124
 の各出力は、対応する乗算器131 〜134 に送
られる。 【0069】また、上記ROM141 〜144 から
は、前述のDCTに特有の値で前述の図31〜図34に
示した行列〔V〕の4つの小行列〔V11〕,〔V22
〕,〔V33〕,〔V44〕の要素に応じた係数データ
が出力され、それぞれ対応する乗算器131 〜134
 に送られる。したがって、各乗算器131 〜134
 では、上記ラッチ回路121 〜124 からのデー
タに上記ROM141 〜144 の係数データが乗算
される。この各乗算器131 〜134 の出力が加算
器15で加算されて、出力端子OUTから出力される。 【0070】なお、本実施例においては、行列〔TS〕
及び〔V〕を合体して行列〔VTS〕を形成した場合、
それぞれ16次及び4次の内積演算回路に代えて、単一
の通常の16次内積演算回路を用いることができる。 【0071】本発明の離散コサイン変換回路は、図5に
示すような第2の実施例のような構成とすることもでき
る。この図5に示すに、シリアルに供給された行列デー
タを4m個毎に並列化する並列化手段としてのシリアル
/パラレル(S/P)変換回路2と、係数が+1及び−
1で4次の第1の内積演算回路31 〜34 と、係数
が+1及び−1で2次の第2の内積演算回路231 〜
234 と、係数が0,+1及び−1で8次の第2の内
積演算回路251 〜254 と、定数行列のデータ成
分が格納されたメモリを含む4次の第3の内積演算回路
51 〜54 とを有するものである。すなわち、この
離散コサイン変換回路においては、上記第1,第2,第
3及び第4の内積演算回路がそれぞれ4m個並列に配さ
れており、8行8列の入力データを第1の並べ替え手段
である第1のコーナターナ1を介して上記S/P変換回
路2に供給し、上記S/P変換回路2から出力された並
列データの各データを上記4m個のそれぞれの第1の内
積演算回路31 〜34 に供給し、これら各第1の内
積演算回路31 〜34 の出力データを上記4m個の
うちの対応する上記第2の内積演算回路241 〜24
4 に直接供給し、上記各第2の内積演算回路241 
〜244 の出力を上記4m個のうちの対応する上記第
3の内積演算回路251 〜254 に直接供給し、上
記各第3の内積演算回路251 〜254 の出力を上
記4m個のうちの対応する上記第4の内積演算回路51
 〜54 に直接供給し、上記4m個の第4の内積演算
回路51 〜54 からの出力をシリアルデータに変換
した後第2の並べ替え手段である第2のコーナターナ7
を介して出力端子OUTから導出するようにしたもので
ある。また、上記4m個の第3の内積演算回路51 〜
54 の出力を直列データに変換する処理は、パラレル
/シリアル(P/S)変換回路6により行われる。 【0072】なお、この図5の構成において、上記図1
に対応する部分には同一の指示符号を付けて重複説明を
省略する。また、この第2の実施例回路においても、上
記4m個のm=1の場合の例(mは2以上でもよい)を
示しており、したがって、上記並列に配される各内積演
算回路は、それぞれ4個となっている。更に以下に示す
第2の実施例の説明は、前述の図40の行列データ乗算
回路及び図41〜図46を用いて説明する。 【0073】この図5においては、前記内積演算回路3
1 〜34からの出力データがそれぞれ対応する上記第
2の内積演算回路241 〜244 に直接送られ、ま
たこの第2の内積演算回路241〜244 からの出力
データがそれぞれ対応する上記第3の内積演算回路25
1 〜254 に直接送られる。上記第2の内積演算回
路241 〜244 の係数は+1,−1のみとなって
いる。また上記第3の内積演算回路251 〜254 
の係数は0,+1,−1のみとなっており、同一演算サ
イクル内で、+1又は−1の1が2個並ぶことがないも
のとなっている。 【0074】すなわち、この図5においては、前述の図
1と同様に、第1の内積演算回路31 からは前述した
行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第1行目,第5行目,
第9行目,・・・,第61行目のデータが出力され、上
記内積演算回路32 からは前記行列〔L〕・〔Q〕・
〔Xc〕の第2行目,第6行目,第10行目,・・・,
第62行目のデータが、上記内積演算回路33 からは
行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第3行目,第7行目,
第11行目,・・・,第63行目のデータが、上記内積
演算回路34 からは上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc
〕の第4行目,第8行目,第12行目,・・・,第64
行目のデータが出力される。 【0075】したがって、この第2の実施例においても
、前述した図40に示したような行列データ乗算回路に
おいて行列〔R〕の演算を行う並べ替え回路43が必要
なく、本実施例の第1の内積演算回路32 〜34 の
出力を、それぞれ対応する上記第2の内積演算回路24
2 〜244 に入力させればよいことがわかる。 【0076】このようなことから、本実施例においては
、これら第1の内積演算回路31 〜34 の各出力デ
ータを、それぞれ対応する上記第2の内積演算回路24
1 〜244 に直接送るようにしている。したがって
、上記内積演算回路241 では上記行列〔L〕・〔Q
〕・〔Xc〕の第1行目,第5行目,第9行目,・・・
,第61行目のデータを使用して前述した図41〜図4
2に示した行列〔S〕の4つの小行列〔S11〕,〔S
22〕,〔S33〕,〔S44〕のうちの小行列〔S1
1〕の演算が行われ、上記内積演算回路242では上記
行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第2行目,第6行目,
第10行目,・・・,第62行目のデータを使用して小
行列〔S22〕の演算が行われ、上記内積演算回路24
3 では行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第3行目,第
7行目,第11行目,・・・,第63行目のデータを使
用して〔S33〕の演算が行われ、上記内積演算回路2
44 では上記行列〔L〕・〔Q〕・〔Xc〕の第4行
目,第8行目,第12行目,・・・,第64行目のデー
タを使用して〔S44〕の演算が行われることになる。 【0077】更に、これら第2の内積演算回路241 
〜244 の各出力データは、それぞれ対応する上記第
3の内積演算回路251 〜254 に直接送られる。 これら第3の内積演算回路251 〜254 でも上述
同様に、上記内積演算回路251 では、前述した図4
3〜図46に示した行列〔T〕の4つの小行列〔T11
〕,〔T22〕,〔T33〕,〔T44〕のうちの上記
小行列〔T11〕の演算が行われ、上記内積演算回路2
52 では上記小行列〔T22〕の演算が、上記内積演
算回路253 では上記小行列〔T33〕の演算が、上
記内積演算回路254 では上記小行列〔T44〕の演
算が行われることになる。 【0078】上述のようなことから、上記4つの第3の
内積演算回路251〜254 からの4つの出力は、行
列〔V〕・〔T〕・〔S〕・〔R〕・〔L〕・〔Q〕・
〔Xc〕のデータが出力されるようになる。 【0079】これら4つの第3の内積演算回路251 
〜254 の出力はそれぞれ対応する第4の内積演算回
路51 〜54 に送られ、該第4のの内積演算回路5
1 〜54 の出力は、上記P/S変換回路6に送られ
る。以下は、前述の図1と同様である。 【0080】図6に上記2次の内積演算回路241 〜
244 の具体的構成を示す。この図6において、2次
の内積演算回路は図5の各内積演算回路241 〜24
4 に相当し、1個の単位遅延器91の入力端及び出力
端に2個のラッチ回路921 ,922 がそれぞれ接
続される。これらラッチ回路921 ,922 の出力
は、それぞれ2つの被切換端子を有するスイッチ931
 ,932 の+側の被切換端子に供給されると共に、
2の補数回路941 ,942 を介してスイッチ93
1 ,932 の−側の被切換端子にそれぞれ供給され
る。当該スイッチ931 〜932 の各出力が加算器
95に供給される。 【0081】上記各スイッチ931 ,932 は、上
記各2の補数回路941 ,942 と共に係数が+1
,−1のみの乗算器を構成し、システム制御回路96に
よって互いに独立に切り換えられるようになっている。 【0082】図6において、入力端子INにはそれぞれ
対応する上記内積演算回路31 〜34 からの64ワ
ード単位のデータが供給され、上記入力端子IN或いは
対応する単位遅延器91を介したそれぞれ2個の64ワ
ード単位のデータが上記2個のラッチ回路921 ,9
22 に取り込まれ、2T時間にわたって保持される。 すなわち、当該2次の内積演算回路においては、上記入
力端子INを介して供給された64ワード単位の行列デ
ータが直接に、或いは、当該64ワード単位でデータの
遅延を行う単位遅延器91を介して、対応する上記各ラ
ッチ回路921 ,922 に送られる。この状態で、
各ラッチ回路921 ,922 には共通のイネーブル
パルスが供給され、これにより、上記各ラッチ回路92
1,922 に供給された行列データが取り込まれ、2
T時間にわたって保持される。 【0083】また、上記内積演算回路241 〜244
 のそれぞれの上記2個のスイッチ931 ,932 
は、前述した行列〔S〕の小行列〔S11〕,〔S22
〕,〔S33〕,〔S44〕の要素が+1,−1の何れ
かであるかによって+側,−側の被切換端子に切り換え
られる。 これにより、各ラッチ回路921 ,922 に保持さ
れたデータに+1又は−1の係数が乗算されることにな
る。 各スイッチ931 ,932 の出力は、加算器95で
加算されて、出力端子OUTから出力されることになる
。 【0084】図7に上記第3の内積演算回路251 〜
254 の具体的構成を示す。この図7において、8次
の内積演算回路は図5の各内積演算回路251 〜25
4 に相当し、15個の単位遅延器711 ,712 
〜7115が逆順に縦続接続されて、その出力端,各接
続中点及び入力端に16個のラッチ回路721 ,72
2 〜7216がそれぞれ接続され、各1対のラッチ回
路721 と722 ,723 と724 ,・・・,
7215と7216の出力が8個の切換スイッチ731
 ,732 〜738 の各一対の被切換端子に供給さ
れる。当該スイッチ731 〜738 の各出力が、8
個の切換スイッチ741 ,742 〜748 の各+
側の被切換端子に供給されると共に、8個の2の補数回
路751 ,752 〜758 を介して、スイッチ7
41 〜748 の各−側の被切換端子に供給される。 このスイッチ741 〜748 の各出力が加算器76
に供給される。 【0085】切換スイッチ741 〜748 は、上記
2の補数回路751 〜758 と共に、係数が+1,
−1だけの乗算器をそれぞれ構成し、スイッチ731 
〜738 と共に、システム制御回路77により互いに
独立に切り換えられる。 【0086】この図7において、入力端子INから、6
4ワード単位のデータが供給され、それぞれ16個のデ
ータが上記16個のラッチ回路721 〜7216に取
り込まれ、16T時間にわたって保持される。 【0087】上記内積演算回路251 〜254 の8
個のスイッチ731 〜738 は、前記行列〔T〕の
16行16列の小行列〔T11〕,〔T22〕,〔T3
3〕,〔T44〕の要素が0であるか否かにより、0で
ない側に切り換えられて、各ラッチ回路721 〜72
16に保持されたデータ中、+1又は−1の要素に対応
するデータが取り込まれる。また、8個のスイッチ74
1 〜7416は、前記行列〔T〕の16行16列の小
行列〔T11〕,〔T22〕,〔T33〕,〔T44〕
の要素が+1であるか−1により、+側又は−側の被切
換端子に切り換えられて、各ラッチ回路721 〜72
16に保持されていたデータに+1又は−1の係数が乗
算され、加算器76で加算されて、出力端子OUTから
出力される。 【0088】以下の動作は前述した第1の実施例と同様
である。 【0089】上述したように、本発明実施例の離散コサ
イン変換回路によれば、各内積演算回路を4m個並列に
配しているため、前記行列データ乗算回路に比べて例え
ば4m倍以上の速度で離散コサイン変換の処理を行うこ
とが可能となっていると共に、前述の図15及び図40
に示したような行列〔R〕を用いて供給されたデータの
並べ替えを行うコーナターナ43が不要となり、構成の
簡略化が図れるようになっている。 【0090】更に、図8には、本発明の離散コサイン変
換の逆変換回路の実施例の構成を示す。 【0091】すなわち、この図8に示す離散コサイン変
換の逆変換回路は、入力端子INを介して供給されたシ
リアルの行列データを4m個毎に並列化する並列化手段
としてのシリアル/パラレル(S/P)変換回路36と
、定数行列のデータ成分が格納されたメモリを含む4次
の第1の内積演算回路351 〜354 と、係数が0
,+1及び−1で16次の第2の内積演算回路341 
〜344 と、係数が+1及び−1で4次の第3の内積
演算回路331 〜334 とを有すると共に、上記第
1,第2及び第3の内積演算回路をそれぞれ4m個並列
に配し、8行8列の入力データを第1のコーナターナ3
7を介して上記S/P変換回路36に供給し、上記S/
P変換回路36からシリアルされた並列データの各デー
タを上記4m個のうちの対応する第1の内積演算回路3
51 〜354 に供給し、上記各第1の内積演算回路
351 〜354 の出力データを上記4m個のうちの
対応する上記第2の内積演算回路341 〜344 に
直接供給し、上記4m個の第2の内積演算回路341 
〜344 からの各出力データを上記4m個のそれぞれ
の上記第3の内積演算回路331 〜334 に直接供
給し、上記4m個の第3の内積演算回路331 〜33
4 からの出力をシリアルデータに変換した後第2のコ
ーナターナ31を介して出力端子OUTから導出するよ
うにしたものである。また、上記4m個の第3の内積演
算回路331 〜334 の出力を直列データに変換す
る処理は、パラレル/シリアル(P/S)変換回路32
により行われる。 【0092】なお、図8に示す実施例の回路においても
、上記4m個のm=1の場合の例を示しており、したが
って、上記並列に配される各内積演算回路は、それぞれ
4個となっている。 【0093】ここで、離散コサイン変換は、前記式6に
示したようになるが、離散コサイン変換の逆変換(ID
CT)は、式7に示すようになる。ただしこの式7では
8で割る処理を省略して示している。   〔Xc〕= t〔Q〕・ t〔L〕・ t〔R〕・
 t〔TS〕            ・ t〔V〕・
 t〔W〕・〔Yc〕            (7)
 【0094】また、本実施例の離散コサイン変換の逆
変換回路における内積演算回路351 〜354 では
、図9に示すような行列 t〔V〕が用いられる。この
図9の t〔V〕及び図中 t〔V11〕, t〔V2
2〕, t〔V33〕, t〔V44〕は、前述した図
31〜図34の行列〔V〕及び各小行列〔V11〕,〔
V22〕,〔V33〕,〔V44〕の転置行列である。 更に、内積演算回路341 〜344 では図10に示
すような行列 t〔TS〕が用いられる。この図10の
行列〔TS〕及び図中 t〔TS11〕, t〔TS2
2〕, t〔TS33〕, t〔TS44〕は、前述し
た図27〜図30の行列〔TS〕及び各小行列〔TS1
1〕,〔TS22〕,〔TS33〕,〔TS44〕の転
置行列である。 【0095】上記図8において、入力端子INから8行
8列のデータが、前記図14の行列〔Yc〕に示すよう
に列順で入力され、64ワードの第1のコーナターナ3
7に供給される。当該第1のコーナターナ37では、前
述した図35及び図36〜図39に示した行列〔W〕及
び各小行列〔W11〕,〔W22〕,〔W33〕,〔W
44〕の転置行列 t〔W〕及び t〔W11〕, t
〔W22〕, t〔W33〕, t〔W44〕で上記行
列〔Yc〕の並べ替えを行う。この第1のコーナターナ
37の出力データが上記S/P変換回路36に供給され
る。当該P/S変換回路36は、上記コーナターナ37
から供給されてくるシリアルのデータの4つを1組とし
てパラレル化する処理を行う。このパラレル化されたデ
ータは、それぞれ対応する上記4個の第1の内積演算回
路351 〜354 に供給される。 【0096】上記内積演算回路351 では上記図9の
小行列 t〔V11〕の演算が行われ、上記内積演算回
路352 では上記図9の小行列 t〔V22〕の演算
が行われ、上記内積演算回路353 では上記図9の小
行列 t〔V33〕の演算が行われ、上記内積演算回路
354 では上記図9の小行列 t〔V44〕の演算が
行われる。 【0097】更に、これら内積演算回路351 〜35
4 の各出力データは、それぞれ対応する上記4個の第
2の内積演算回路341 〜344 に直接送られる。 上記内積演算回路341 では上記図10の小行列 t
〔TS11〕の演算が行われ、上記内積演算回路342
 では上記図10の小行列 t〔TS22〕の演算が行
われ、上記内積演算回路343 では上記図10の小行
列 t〔TS33〕の演算が行われ、上記内積演算回路
344 では上記図10の小行列 t〔TS44〕の演
算が行われる。 【0098】これら第2の内積演算回路341 〜34
4 の各出力データは、それぞれ上記第3の内積演算回
路331 〜334 に送られる。これら第3の内積演
算回路331 〜334での係数は、+1,−1のみと
なっている  ここで、上記第1の内積演算回路331
 の係数は+1のみであり、内積演算回路332 〜3
34 の係数は+1及び−1のみとなっている。これら
内積演算回路331 〜334 は、前述した第1の実
施例の内積演算回路31 〜34 同様に4入力加算回
路として動作するものである。すなわち、上記内積演算
回路331 では上記転置行列 t〔L〕の第1行目,
第5行目,第9行目,・・・,第61行目の演算が行わ
れ、上記内積演算回路332 では上記転置行列 t〔
L〕の第2行目,第6行目,第10行目,・・・,第6
2行目の演算が、上記内積演算回路333 では上記転
置行列 t〔L〕の第3行目,第7行目,第11行目,
・・・,第63行目の演算が、上記内積演算回路334
 では上記転置行列 t〔L〕第4行目,第8行目,第
12行目,・・・,第64行目の演算が行われる。 【0099】これら4つの第3の内積演算回路331 
〜334 の出力は、上記P/S変換回路32に送られ
、当該P/S変換回路32でシリアルデータに変換され
た後、上記第2のコーナターナ31に送られる。当該コ
ーナターナ31では、前述の図35〜図39に示した行
列〔W〕の転置行列 t〔W〕で供給されたデータの並
べ替えを行う。これにより、出力端子OUTからは、行
列〔Xc〕のデータが出力されるようになる。 【0100】換言すれば、本発明の第3の実施例によれ
ば、前述した図1の離散コサイン変換回路とは逆の処理
を行うことが可能となる。この離散コサイン変換の逆変
換回路においても、4m倍以上の速度で処理が可能とな
ると共に、構成も簡略化されることになる。 【0101】 【発明の効果】上述のように、本発明の離散コサイン変
換回路においては、供給された行列データを4m個毎に
並列化し、この並列化されたデータを、4m個並列に配
した係数が+1及び−1で4次の内積演算手段と係数が
0,+1及び−1で16次(或いは2次と8次)の内積
演算手段と定数行列のデータ成分が格納された4次の内
積演算手段とに順次直接供給するようにしたことにより
、構成を簡略化すると共に離散コサイン変換の処理速度
を4m倍以上とすることが可能となる。また、離散コサ
イン変換の逆変換回路においても同様に構成の簡略化と
処理速度の向上とを図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の離散コサイン変換回路の概略構
成を示すブロック図である。
【図2】第1の実施例の第1の内積演算回路の具体的構
成を示すブロック図である。
【図3】第1の実施例の第2の内積演算回路の具体的構
成を示すブロック図である。
【図4】第1の実施例の第3の内積演算回路の具体的構
成を示すブロック図である。
【図5】第2の実施例の離散コサイン変換回路の概略構
成を示すブロック図である。
【図6】第2の実施例の第2の内積演算回路の具体的構
成を示すブロック図である。
【図7】第2の実施例の第3の内積演算回路の具体的構
成を示すブロック図である。
【図8】第3の実施例の離散コサイン変換の逆変換回路
の概略構成を示すブロック図である。
【図9】逆変換回路の第1の内積演算回路における行列
を示す図である。
【図10】逆変換回路の第2の内積演算回路における行
列を示す図である。
【図11】定数行列の各要素を示す図である。
【図12】定数行列の各要素と余弦の角度との関係を示
す図である。
【図13】行列〔Xc〕を説明するための図である。
【図14】行列〔Yc〕を説明するための図である。
【図15】行列データ乗算回路の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図16】コーナターナの具体的構成を示すブロック図
である。
【図17】行列〔Q〕を説明するための図である。
【図18】行列〔Q〕の小行列〔Q1 〕を示す図であ
る。
【図19】行列〔Q〕の小行列〔Q2 〕を示す図であ
る。
【図20】行列〔L〕を説明するための図である。
【図21】行列〔L〕の小行列〔L11〕,〔L22〕
,〔L33〕,〔L44〕を説明するための図である。
【図22】行列〔R〕を説明するための図である。
【図23】行列〔R〕の小行列〔R11〕を示す図であ
る。
【図24】行列〔R〕の小行列〔R22〕を示す図であ
る。
【図25】行列〔R〕の小行列〔R33〕を示す図であ
る。
【図26】行列〔R〕の小行列〔R44〕を示す図であ
る。
【図27】行列〔TS〕を説明するための図である。
【図28】行列〔TS〕の小行列〔TS11〕を示す図
である。
【図29】行列〔TS〕の小行列〔TS22〕,〔TS
22〕を示す図である。
【図30】行列〔TS〕の小行列〔TS33〕を示す図
である。
【図31】行列〔V〕を説明するための図である。
【図32】行列〔V〕の小行列〔V11〕を示す図であ
る。
【図33】行列〔V〕の小行列〔V22〕,〔V22〕
を示す図である。
【図34】行列〔V〕の小行列〔V33〕を示す図であ
る。
【図35】行列〔W〕を説明するための図である。
【図36】行列〔W〕の小行列〔W11〕を示す図であ
る。
【図37】行列〔W〕の小行列〔W22〕を示す図であ
る。
【図38】行列〔W〕の小行列〔W33〕を示す図であ
る。
【図39】行列〔W〕の小行列〔W44〕を示す図であ
る。
【図40】行列データ乗算回路の他の構成を示すブロッ
ク図である。
【図41】行列〔S〕を説明するための図である。
【図42】行列〔S〕の小行列〔S11〕,〔S22〕
,〔S33〕,〔S44〕を説明するための図である。
【図43】行列〔T〕を説明するための図である。
【図44】行列〔T〕の小行列〔T11〕を示す図であ
る。
【図45】行列〔T〕の小行列〔T22〕,〔T22〕
を示す図である。
【図46】行列〔T〕の小行列〔T33〕を示す図であ
る。
【符号の説明】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  行列のデータ成分を所定の順序に並べ
    替える並べ替え手段と、行列の内積を演算する内積演算
    手段とを備えてなる離散コサイン変換回路において、シ
    リアルに供給される行列データを4m個毎に並列化する
    並列化手段と、係数が+1及び−1で4次の第1の内積
    演算手段と、係数が0,+1及び−1で16次の第2の
    内積演算手段と、定数行列のデータ成分が格納されたメ
    モリを含む4次の第3の内積演算手段とを有すると共に
    、上記第1,第2及び第3の内積演算手段をそれぞれ4
    m個並列に配し、8行8列の入力データを第1の並べ替
    え手段を介して上記並列化手段に供給し、上記並列化手
    段から出力された並列データの各データを上記4m個の
    それぞれの第1の内積演算手段に供給し、上記各第1の
    内積演算手段の出力データを上記4m個のうちの対応す
    る上記第2の内積演算手段に直接供給し、上記各第2の
    内積演算手段の出力を上記4m個のうちの対応する上記
    第3の内積演算手段に直接供給し、上記4m個の第3の
    内積演算手段からの出力をシリアルデータに変換した後
    第2の並べ替え手段を介して導出することを特徴とする
    離散コサイン変換回路。
  2. 【請求項2】  行列のデータ成分を所定の順序に並べ
    替える並べ替え手段と、行列の内積を演算する内積演算
    手段とを備えてなる離散コサイン変換回路において、シ
    リアルに供給される行列データを4m個毎に並列化する
    並列化手段と、係数が+1及び−1で4次の第1の内積
    演算手段と、係数が+1及び−1で2次の第2の内積演
    算手段と、係数が0,+1及び−1で8次の第2の内積
    演算手段と、定数行列のデータ成分が格納されたメモリ
    を含む4次の第4の内積演算手段とを有し、上記第1,
    第2,第3,第4の内積演算手段をそれぞれ4m個並列
    に配し、8行8列の入力データを第1の並べ替え手段を
    介して上記並列化手段に供給し、上記並列化手段から出
    力された並列データの各データを上記4m個のそれぞれ
    の第1の内積演算手段に供給し、上記各第1の内積演算
    手段の出力データを上記4m個のうちの対応する上記第
    2の内積演算手段に直接供給し、上記各第2の内積演算
    手段の出力を上記4m個のうちの対応する上記第3の内
    積演算手段に直接供給し、上記各第3の内積演算手段の
    出力を上記4m個のうちの対応する上記第4の内積演算
    手段に直接供給し、上記4m個の第4の内積演算手段か
    らの出力をシリアルデータに変換した後第2の並べ替え
    手段を介して導出することを特徴とする離散コサイン変
    換回路。
  3. 【請求項3】  行列のデータ成分を所定の順序に並べ
    替える並べ替え手段と、行列の内積を演算する内積演算
    手段とを備えてなる離散コサイン変換の逆変換回路にお
    いて、シリアルに供給される行列データを4m個毎に並
    列化する並列化手段と、定数行列のデータ成分が格納さ
    れたメモリを含む4次の第1の内積演算手段と、係数が
    0,+1及び−1で16次の第2の内積演算手段と、係
    数が+1及び−1で4次の第3の内積演算手段とを有す
    ると共に、上記第1,第2及び第3の内積演算手段をそ
    れぞれ4m個並列に配し、8行8列の入力データを第1
    の並べ替え手段を介して上記並列化手段に供給し、上記
    並列化手段から出力された並列データの各データを上記
    4m個のうちの対応する第1の内積演算手段に供給し、
    上記各第1の内積演算手段の出力データを上記4m個の
    うちの対応する上記第2の内積演算手段に直接供給し、
    上記4m個の第2の内積演算手段からの各出力データを
    上記4m個のそれぞれの上記第3の内積演算手段に直接
    供給し、上記4m個の第3の内積演算手段からの出力を
    シリアルデータに変換した後第2の並べ替え手段を介し
    て導出することを特徴とする離散コサイン変換の逆変換
    回路。
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WO1999044368A1 (en) * 1998-02-27 1999-09-02 Kanebo Limited Image data processing device and processing method
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