JPH06334986A - 重み付きコサイン変換方法 - Google Patents
重み付きコサイン変換方法Info
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- JPH06334986A JPH06334986A JP11731793A JP11731793A JPH06334986A JP H06334986 A JPH06334986 A JP H06334986A JP 11731793 A JP11731793 A JP 11731793A JP 11731793 A JP11731793 A JP 11731793A JP H06334986 A JPH06334986 A JP H06334986A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対角マトリクスをコサイン変換後の係数に左
右から掛けたような形の重み付け演算を行う場合に、重
み付け用の対角マトリクスと、コサイン変換マトリクス
を予め掛け合わせておいて新しい変換マトリクスを得て
おき、この新しい変換マトリクスを用いて入力データの
変換を行うことで、回路規模を小さくでき、処理過程を
最小限とでき、コストの削減を図ることができるように
する。 【構成】 対角マトリクスＷをコサイン変換後の係数Ｃ
に左右から乗じたような形の重み付け演算を行う場合
に、重み付け用の対角マトリクスＷとコサイン変換マト
リクスＦを予め乗算して得られる新たな変換マトリクス
Ｆｗを用いて重み付きコサイン変換を行う。
右から掛けたような形の重み付け演算を行う場合に、重
み付け用の対角マトリクスと、コサイン変換マトリクス
を予め掛け合わせておいて新しい変換マトリクスを得て
おき、この新しい変換マトリクスを用いて入力データの
変換を行うことで、回路規模を小さくでき、処理過程を
最小限とでき、コストの削減を図ることができるように
する。 【構成】 対角マトリクスＷをコサイン変換後の係数Ｃ
に左右から乗じたような形の重み付け演算を行う場合
に、重み付け用の対角マトリクスＷとコサイン変換マト
リクスＦを予め乗算して得られる新たな変換マトリクス
Ｆｗを用いて重み付きコサイン変換を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば入力データを変
換符号化するようにした装置、例えばディジタルＶＴ
Ｒ、各種データ伝送装置等の電子機器等に適用して好適
な重み付きコサイン変換方法に関する。
換符号化するようにした装置、例えばディジタルＶＴ
Ｒ、各種データ伝送装置等の電子機器等に適用して好適
な重み付きコサイン変換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ディジタルＶＴＲ、テレビ会議シス
テム等の伝送装置等においては、画像データを変換符号
化する技術が用いられている。変換符号化として最も良
く用いられているものとして例えば離散コサイン変換等
がある。この離散コサイン変換は周知のように、入力画
像データを直流成分から高次交流成分までの係数に変換
する変換であり、通常、この離散コサイン変換の後には
重み付け、量子化等の処理が行われる。量子化は離散コ
サイン変換等の変換符号化によって得られた係数データ
を所定の量子化レベルで量子化し、量子化係数を得る処
理である。
テム等の伝送装置等においては、画像データを変換符号
化する技術が用いられている。変換符号化として最も良
く用いられているものとして例えば離散コサイン変換等
がある。この離散コサイン変換は周知のように、入力画
像データを直流成分から高次交流成分までの係数に変換
する変換であり、通常、この離散コサイン変換の後には
重み付け、量子化等の処理が行われる。量子化は離散コ
サイン変換等の変換符号化によって得られた係数データ
を所定の量子化レベルで量子化し、量子化係数を得る処
理である。
【０００３】一般的にこのように変換符号化され、量子
化されて得られた係数データはランレングスやハフマン
等の可変長符号化処理によって圧縮された後に記録媒体
に記録、或いは伝送される。
化されて得られた係数データはランレングスやハフマン
等の可変長符号化処理によって圧縮された後に記録媒体
に記録、或いは伝送される。
【０００４】再生時、或いは伝送後においては、上述と
逆の手順、つまり、得られた符号化データを復号化した
後に、逆量子化処理して離散コサイン変換時に得られた
係数データを得、更にこの係数データに対して逆離散コ
サイン変換処理を施して元の画像データを得る。つま
り、上述したような一連の処理は記録データ、或いは伝
送データの情報量を少なくするために行われる。
逆の手順、つまり、得られた符号化データを復号化した
後に、逆量子化処理して離散コサイン変換時に得られた
係数データを得、更にこの係数データに対して逆離散コ
サイン変換処理を施して元の画像データを得る。つま
り、上述したような一連の処理は記録データ、或いは伝
送データの情報量を少なくするために行われる。
【０００５】図４は従来のコサイン変換装置の例を示
し、以下、図４を参照して従来のコサイン変換装置につ
いて説明する。
し、以下、図４を参照して従来のコサイン変換装置につ
いて説明する。
【０００６】図において、１は図示しないディジタルＶ
ＴＲ、或いは伝送装置本体回路からの記録、或いは伝送
すべき画像等のデータが供給される入力端子であり、画
像データはこの入力端子１を介してコサイン変換回路２
に供給される。
ＴＲ、或いは伝送装置本体回路からの記録、或いは伝送
すべき画像等のデータが供給される入力端子であり、画
像データはこの入力端子１を介してコサイン変換回路２
に供給される。
【０００７】コサイン変換回路２に入力端子１を介して
供給される画像データは例えば直流成分から高次交流成
分の係数データに変換され、得られた係数データは重み
付け回路３に供給される。重み付け回路３に供給された
コサイン変換回路２からの係数データは、この回路にお
いて所定の乗数が掛けられて重み付けされ、更に量子化
回路４に供給されて所定の量子化レベルで量子化され、
出力端子５を介して図示しないディジタルＶＴＲや伝送
装置の他の回路、例えばランレングスやハフマン等の可
変長符号化回路等に供給される。
供給される画像データは例えば直流成分から高次交流成
分の係数データに変換され、得られた係数データは重み
付け回路３に供給される。重み付け回路３に供給された
コサイン変換回路２からの係数データは、この回路にお
いて所定の乗数が掛けられて重み付けされ、更に量子化
回路４に供給されて所定の量子化レベルで量子化され、
出力端子５を介して図示しないディジタルＶＴＲや伝送
装置の他の回路、例えばランレングスやハフマン等の可
変長符号化回路等に供給される。
【０００８】ここで、上述したコサイン変換回路２にお
いては次の数１で示す演算によって入力データのコサイ
ン変換が行われている。
いては次の数１で示す演算によって入力データのコサイ
ン変換が行われている。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、Ｄは２次元入力データ、Ｃは２次
元ＣＯＳ係数、Ｆは１次元のフォワードのコサイン変換
マトリクスである。
元ＣＯＳ係数、Ｆは１次元のフォワードのコサイン変換
マトリクスである。
【００１１】またここで、数２にコサイン変換の値を示
す。
す。
【００１２】
【数２】
【００１３】さて、数１に示した各パラメータＤ、Ｃ及
びＦは次に示す数３、数４及び数５のように表すことが
できる。
びＦは次に示す数３、数４及び数５のように表すことが
できる。
【００１４】
【数３】
【００１５】
【数４】
【００１６】
【数５】
【００１７】尚、ｃｆｘはＣＯＳ関数を含む係数であ
る。
る。
【００１８】また、逆変換は次の数６に示す性質を用い
ると、数７のように表すことができ、つまり、逆変換の
マトリクスは１次元のフォワードの変換マトリクスＦを
転置したものとなることが分かる。尚、ここにｃｆ−ｘ
＝−ｃｆｘである。
ると、数７のように表すことができ、つまり、逆変換の
マトリクスは１次元のフォワードの変換マトリクスＦを
転置したものとなることが分かる。尚、ここにｃｆ−ｘ
＝−ｃｆｘである。
【００１９】
【数６】
【００２０】
【数７】
【００２１】一方、重み付け回路３においては次の数８
で示すような重み付けＷｙｘが行われる。
で示すような重み付けＷｙｘが行われる。
【００２２】
【数８】
【００２３】
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、入力データをコサイン変換回路２において数１で示
す式でコサイン変換を行って係数データを得、この係数
データを重み付け回路３に供給し、この重み付け回路３
において係数データに対して数８で示すような重みの係
数を乗算するようにした場合、回路規模が大となり、処
理ステップ数も多くなるという不都合があった。
に、入力データをコサイン変換回路２において数１で示
す式でコサイン変換を行って係数データを得、この係数
データを重み付け回路３に供給し、この重み付け回路３
において係数データに対して数８で示すような重みの係
数を乗算するようにした場合、回路規模が大となり、処
理ステップ数も多くなるという不都合があった。
【００２５】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、回路規模を小さくし、処理ステップ数を少なく
し、コストの削減を図ることのできる重み付きコサイン
変換方法を提案しようとするものである。
もので、回路規模を小さくし、処理ステップ数を少なく
し、コストの削減を図ることのできる重み付きコサイン
変換方法を提案しようとするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明は、対角行列をコ
サイン変換後の係数に左右から乗じたような形の重み付
け演算を行う場合に、重み付け用の対角行列とコサイン
変換行列を予め乗算して得られる新たな変換行列を用い
て重み付きコサイン変換を行うようにしたものである。
サイン変換後の係数に左右から乗じたような形の重み付
け演算を行う場合に、重み付け用の対角行列とコサイン
変換行列を予め乗算して得られる新たな変換行列を用い
て重み付きコサイン変換を行うようにしたものである。
【００２７】更に上述において本発明は、新たな変換行
列と入力データを演算することにより、１回の演算でコ
サイン変換及び重み付けを行うようにしたものである。
列と入力データを演算することにより、１回の演算でコ
サイン変換及び重み付けを行うようにしたものである。
【００２８】
【作用】上述せる本発明の方法によれば、対角行列をコ
サイン変換後の係数に左右から乗じたような形の重み付
け演算を行う場合に、重み付け用の対角行列とコサイン
変換行列を予め乗算して得られる新たな変換行列を用い
て重み付きコサイン変換を行う。
サイン変換後の係数に左右から乗じたような形の重み付
け演算を行う場合に、重み付け用の対角行列とコサイン
変換行列を予め乗算して得られる新たな変換行列を用い
て重み付きコサイン変換を行う。
【００２９】更に上述において本発明の方法によれば、
新たな変換行列と入力データを演算することにより、１
回の演算でコサイン変換及び重み付けを行う。
新たな変換行列と入力データを演算することにより、１
回の演算でコサイン変換及び重み付けを行う。
【００３０】
【実施例】以下に、図１を参照して本発明重み付きコサ
イン変換方法の一実施例について詳細に説明する。
イン変換方法の一実施例について詳細に説明する。
【００３１】この図１において、図４と対応する部分に
は同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
は同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００３２】図１Ａにおいて７はコサイン変換／重み付
け回路で、入力端子１を介して図示しないディジタルＶ
ＴＲやテレビ会議システム等の伝送装置からの各種デー
タ（画像や音声データ等）をコサイン変換、例えば画像
にあっては直流成分から高次交流成分までの係数データ
に変換すると共に係数データに重み付けをも行う。この
コサイン変換／重み付け回路７の出力は量子化回路４に
供給され、この量子化回路４において所定の量子化レベ
ルで量子化された後に出力端子５を介して図示しない例
えばランレングスやハフマン等の可変長符号化回路等に
供給されて可変長符号化された後に、ディジタルＶＴＲ
の記録系や伝送装置等の本体回路等に供給される。
け回路で、入力端子１を介して図示しないディジタルＶ
ＴＲやテレビ会議システム等の伝送装置からの各種デー
タ（画像や音声データ等）をコサイン変換、例えば画像
にあっては直流成分から高次交流成分までの係数データ
に変換すると共に係数データに重み付けをも行う。この
コサイン変換／重み付け回路７の出力は量子化回路４に
供給され、この量子化回路４において所定の量子化レベ
ルで量子化された後に出力端子５を介して図示しない例
えばランレングスやハフマン等の可変長符号化回路等に
供給されて可変長符号化された後に、ディジタルＶＴＲ
の記録系や伝送装置等の本体回路等に供給される。
【００３３】また、図１Ｂにおいて９は入力端子８を介
して図示しないディジタルＶＴＲの再生系やテレビ会議
システム等の伝送装置からの各種データ（画像や音声デ
ータ等）が例えば図示しない復号化回路で復号化された
データを逆量子化する逆量子化回路である。この逆量子
化回路９の出力データは逆コサイン変換／重み付け解除
回路１０に供給される。
して図示しないディジタルＶＴＲの再生系やテレビ会議
システム等の伝送装置からの各種データ（画像や音声デ
ータ等）が例えば図示しない復号化回路で復号化された
データを逆量子化する逆量子化回路である。この逆量子
化回路９の出力データは逆コサイン変換／重み付け解除
回路１０に供給される。
【００３４】この逆コサイン変換／重み付け解除回路１
０は、逆量子化回路９からのデータを逆コサイン変換す
ると共に重み付けを解除する。そしてこの逆コサイン変
換／重み付け解除回路１０の出力は出力端子１１を介し
て図示しないディジタルＶＴＲの再生系や伝送装置の出
力系等に供給される。
０は、逆量子化回路９からのデータを逆コサイン変換す
ると共に重み付けを解除する。そしてこの逆コサイン変
換／重み付け解除回路１０の出力は出力端子１１を介し
て図示しないディジタルＶＴＲの再生系や伝送装置の出
力系等に供給される。
【００３５】本例においては、上述のように、コサイン
変換と重み付けを１回の処理で行えるようにすると共
に、逆コサイン変換と重み付けの解除を１回の処理で行
えるようにする。従って、コサイン変換／重み付け回路
７及び逆コサイン変換／重み付け解除回路１０の構成が
夫々１つである。このようにコサイン変換／重み付け並
びに逆コサイン変換／重み付け解除を夫々１つの回路で
行うために、本例では以下に説明するように新たな変換
行列を用いるようにする。以下に新たな変換行列を得る
方法について説明する。
変換と重み付けを１回の処理で行えるようにすると共
に、逆コサイン変換と重み付けの解除を１回の処理で行
えるようにする。従って、コサイン変換／重み付け回路
７及び逆コサイン変換／重み付け解除回路１０の構成が
夫々１つである。このようにコサイン変換／重み付け並
びに逆コサイン変換／重み付け解除を夫々１つの回路で
行うために、本例では以下に説明するように新たな変換
行列を用いるようにする。以下に新たな変換行列を得る
方法について説明する。
【００３６】上述した数８で示す重みの値Ｗｙｘは対角
線に対する軸対称性、即ち、Ｗｙｘ＝Ｗｘｙを有し、こ
れを分解すると次のようになる。
線に対する軸対称性、即ち、Ｗｙｘ＝Ｗｘｙを有し、こ
れを分解すると次のようになる。
【００３７】
【数９】
【００３８】そして対角線に対する軸対称性を利用する
と、重み付け演算は水平、垂直方向に分解することがで
き、ＣＯＳ係数Ｃへの演算で表すと次の数１０で示すこ
とができる。
と、重み付け演算は水平、垂直方向に分解することがで
き、ＣＯＳ係数Ｃへの演算で表すと次の数１０で示すこ
とができる。
【００３９】
【数１０】
【００４０】ここにＣｗは重み付けされたＣＯＳ係数の
マトリクスで、Ｗは次の数１１に示すような対角マトリ
クスである。
マトリクスで、Ｗは次の数１１に示すような対角マトリ
クスである。
【００４１】
【数１１】
【００４２】この数１１より、上述した数８の重みの係
数は次に示す数１２で表すことができる。尚、数１１に
おいて１／２はなくても良い。
数は次に示す数１２で表すことができる。尚、数１１に
おいて１／２はなくても良い。
【００４３】
【数１２】
【００４４】分解された重み付けのマトリクスを変換マ
トリクスに取り込みには次の数１３に示す式を用いる。
トリクスに取り込みには次の数１３に示す式を用いる。
【００４５】
【数１３】
【００４６】この数１３から明かなように、変換マトリ
クスＦを重み付きの変換マトリクスＦｗに変更すれば良
い。即ち、この変換マトリクスＦｗは数１４のように表
すことができる。
クスＦを重み付きの変換マトリクスＦｗに変更すれば良
い。即ち、この変換マトリクスＦｗは数１４のように表
すことができる。
【００４７】
【数１４】
【００４８】一方、逆変換はＷの逆のマトリクスをＷ-1
とすれば、入力データＤは次の数１５で示すように表す
ことができる。
とすれば、入力データＤは次の数１５で示すように表す
ことができる。
【００４９】
【数１５】
【００５０】この数１５から明かなように、重み付きの
逆変換マトリクスＦ1/wは次の数１６のように表すこと
ができる。
逆変換マトリクスＦ1/wは次の数１６のように表すこと
ができる。
【００５１】
【数１６】
【００５２】つまり、図１に示したコサイン変換／重み
付け回路７においては数１４に示すような変換マトリク
スを用いて入力データのコサイン変換／重み付けを行う
ようにする。これによって入力データを１回の処理でコ
サイン変換、重み付けを行うことができる。
付け回路７においては数１４に示すような変換マトリク
スを用いて入力データのコサイン変換／重み付けを行う
ようにする。これによって入力データを１回の処理でコ
サイン変換、重み付けを行うことができる。
【００５３】そして、ディジタルＶＴＲでは再生時、伝
送装置においては受信時にインバースＤＣＴを行う際に
は、逆コサイン変換／重み付け解除回路１０において、
数１６に示す逆変換マトリクスを用いて再生、或いは受
信データの逆コサイン変換、重み付けの解除を行うよう
にする。これによって、再生、或いは受信データを１回
の処理で逆コサイン変換、重み付けの解除を行うことが
できる。
送装置においては受信時にインバースＤＣＴを行う際に
は、逆コサイン変換／重み付け解除回路１０において、
数１６に示す逆変換マトリクスを用いて再生、或いは受
信データの逆コサイン変換、重み付けの解除を行うよう
にする。これによって、再生、或いは受信データを１回
の処理で逆コサイン変換、重み付けの解除を行うことが
できる。
【００５４】ここで図２及び図３を参照して変換マトリ
クスの対称性について説明する。フォワードＤＣＴ（離
散コサイン変換）の変換マトリクスＦは図２に示すよう
に、横方向の軸対称性／反対称性を有する。そして数１
４から明かなように、重み付けを含んだ変換マトリクス
Ｆｗも同様な対称性を有する。
クスの対称性について説明する。フォワードＤＣＴ（離
散コサイン変換）の変換マトリクスＦは図２に示すよう
に、横方向の軸対称性／反対称性を有する。そして数１
４から明かなように、重み付けを含んだ変換マトリクス
Ｆｗも同様な対称性を有する。
【００５５】また、インバースＤＣＴ（逆離散コサイン
変換）マトリクスＦT は縦方向の軸対称性／反対称性を
有する。そして数１６から明かなように、重みを含んだ
逆変換マトリクスＦ1/wもこれらと同様の性質がある。
変換）マトリクスＦT は縦方向の軸対称性／反対称性を
有する。そして数１６から明かなように、重みを含んだ
逆変換マトリクスＦ1/wもこれらと同様の性質がある。
【００５６】従って、フォワードＤＣＴ、インバースＤ
ＣＴの演算アルゴリズムでこれらのマトリクスの対称性
を利用するものでも、重み付け演算を取り込んだ変換を
実現することができることが分かる。
ＣＴの演算アルゴリズムでこれらのマトリクスの対称性
を利用するものでも、重み付け演算を取り込んだ変換を
実現することができることが分かる。
【００５７】数１４から重み付けを含んだフォワードＤ
ＣＴは次の数１７及び数１８に示すように分解すること
ができる。
ＣＴは次の数１７及び数１８に示すように分解すること
ができる。
【００５８】
【数１７】
【００５９】
【数１８】
【００６０】また、数１６から重み付けを含んだインバ
ースＤＣＴは数１９及び数２０に示すように分解するこ
とができる。
ースＤＣＴは数１９及び数２０に示すように分解するこ
とができる。
【００６１】
【数１９】
【００６２】
【数２０】
【００６３】以上の説明から明かなように、コサイン変
換をハードウエア出実現する場合、ハードウエア量の削
減を図るため変換マトリクスの対称性を利用したアルゴ
リズムがしばしば用いられる。上述の説明から明かなよ
うに、コサイン係数への重み付け演算がある場合でも、
変換マトリクスの対称性を利用できることが分かる。
換をハードウエア出実現する場合、ハードウエア量の削
減を図るため変換マトリクスの対称性を利用したアルゴ
リズムがしばしば用いられる。上述の説明から明かなよ
うに、コサイン係数への重み付け演算がある場合でも、
変換マトリクスの対称性を利用できることが分かる。
【００６４】尚、変換マトリクスの対称性を崩すことな
くコサイン変換への重み付けを行う一般的な重み付け演
算は次の数２１で示すように行うことができ、水平方向
と垂直方向での重みを独立して設定することができる。
くコサイン変換への重み付けを行う一般的な重み付け演
算は次の数２１で示すように行うことができ、水平方向
と垂直方向での重みを独立して設定することができる。
【００６５】
【数２１】
【００６６】ここに、Ｗ、Ｗ’は任意の対角マトリクス
である。
である。
【００６７】このように、本例においては、数１１に示
すような対角マトリクスＷをコサイン変換後の係数Ｃに
左右から掛けたような形の重み付け演算、即ち、数２０
に示すような演算を行う場合に、重み付け用の対角行列
Ｗと、コサイン変換行列Ｆを予め掛け合わせておいて数
１４に示すような新しい変換行列Ｆｗを得ておき、この
新しい変換行列を用いて入力データの変換を行うように
したので、回路規模を小さくでき、処理過程を最小限と
でき、コストの削減を図ることができる。
すような対角マトリクスＷをコサイン変換後の係数Ｃに
左右から掛けたような形の重み付け演算、即ち、数２０
に示すような演算を行う場合に、重み付け用の対角行列
Ｗと、コサイン変換行列Ｆを予め掛け合わせておいて数
１４に示すような新しい変換行列Ｆｗを得ておき、この
新しい変換行列を用いて入力データの変換を行うように
したので、回路規模を小さくでき、処理過程を最小限と
でき、コストの削減を図ることができる。
【００６８】同様に、逆変換時においては、数１６に示
すような新しい逆変換行列Ｆ1/wを得ておき、この新し
い変換行列を用いて入力データの変換を行うようにした
ので、回路規模を小さくでき、処理過程を最小限とで
き、コストの削減を図ることができる。
すような新しい逆変換行列Ｆ1/wを得ておき、この新し
い変換行列を用いて入力データの変換を行うようにした
ので、回路規模を小さくでき、処理過程を最小限とで
き、コストの削減を図ることができる。
【００６９】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。
【００７０】
【発明の効果】上述せる本発明によれば、対角行列をコ
サイン変換後の係数に左右から乗じたような形の重み付
け演算を行う場合に、重み付け用の対角行列とコサイン
変換行列を予め乗算して得られる新たな変換行列を用い
て重み付きコサイン変換を行うようにしたので、この方
法をハードウエアで実現した場合には回路規模を小さく
でき、これによって処理過程の簡略化、処理の高速化、
コストの削減を実現でき、またこの方法をソフトウエア
で実現した場合にはプログラムのステップ数を大幅に削
減でき、これによって処理過程の簡略化、処理の高速
化、コストの削減を実現することができる。
サイン変換後の係数に左右から乗じたような形の重み付
け演算を行う場合に、重み付け用の対角行列とコサイン
変換行列を予め乗算して得られる新たな変換行列を用い
て重み付きコサイン変換を行うようにしたので、この方
法をハードウエアで実現した場合には回路規模を小さく
でき、これによって処理過程の簡略化、処理の高速化、
コストの削減を実現でき、またこの方法をソフトウエア
で実現した場合にはプログラムのステップ数を大幅に削
減でき、これによって処理過程の簡略化、処理の高速
化、コストの削減を実現することができる。
【００７１】更に上述において本発明によれば、新たな
変換行列と入力データを演算することにより、１回の演
算でコサイン変換及び重み付けを行うようにしたので、
上述の効果に加え、ハードウエア、ソフトウエアの何れ
に適用した場合においても処理ステップ数を最も少なく
でき、更に回路規模も最小とでき、これによって処理の
高速化、コストの低廉化を図ることができ、更に本体装
置の小型化を図ることができる。
変換行列と入力データを演算することにより、１回の演
算でコサイン変換及び重み付けを行うようにしたので、
上述の効果に加え、ハードウエア、ソフトウエアの何れ
に適用した場合においても処理ステップ数を最も少なく
でき、更に回路規模も最小とでき、これによって処理の
高速化、コストの低廉化を図ることができ、更に本体装
置の小型化を図ることができる。
【図１】本発明重み付きコサイン変換方法の一実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本発明重み付きコサイン変換方法の一実施例の
説明に供する変換マトリクスの対称性を説明するための
説明図である。
説明に供する変換マトリクスの対称性を説明するための
説明図である。
【図３】本発明重み付きコサイン変換方法の一実施例の
説明に供する変換マトリクスの対称性を説明するための
説明図である。
説明に供する変換マトリクスの対称性を説明するための
説明図である。
【図４】従来のコサイン変換装置の例を示す構成図であ
る。
る。
４ 量子化回路 ７ コサイン変換／重み付け回路 ９ 逆量子化回路 １０ 逆コサイン変換／重み付け解除回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】ここで、Ｄは２次元入力データ、Ｃは２次
元ＣＯＳ係数、Ｆは１次元のフォワードのコサイン変換
行列である。
元ＣＯＳ係数、Ｆは１次元のフォワードのコサイン変換
行列である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】さて、数１に示した各パラメータＤ、Ｃ及
びＦは次に示す数２、数３及び数４のように表すことが
できる。
びＦは次に示す数２、数３及び数４のように表すことが
できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【数２】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【数３】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【数４】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】尚、ｃｆｘは数５で示すような係数であ
る。尚、ここにｃｆ−ｘ＝−ｃｆｘである。
る。尚、ここにｃｆ−ｘ＝−ｃｆｘである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】ここで、数５にコサイン変換の係数を示
す。
す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【数５】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】また、逆変換は次の数６に示す性質を用い
ると、数７のように表すことができ、つまり、逆変換の
行列は１次元のフォワードの変換行列Ｆを転置したもの
となることが分かる。
ると、数７のように表すことができ、つまり、逆変換の
行列は１次元のフォワードの変換行列Ｆを転置したもの
となることが分かる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】一方、重み付け回路３においては次の数８
で示すように、重み付けを行うための重みの係数Ｗと、
数３に示したＣＯＳ係数Ｃとで重み付け演算が行われる
ことにより、数３に示したＣＯＳ係数Ｃに対して重み付
けが行われる。
で示すように、重み付けを行うための重みの係数Ｗと、
数３に示したＣＯＳ係数Ｃとで重み付け演算が行われる
ことにより、数３に示したＣＯＳ係数Ｃに対して重み付
けが行われる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】ここで、数８に示す重み付けを行った結果
を、重みの値Ｗｙｘとする。
を、重みの値Ｗｙｘとする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】ここにＣｗは重み付けされたＣＯＳ係数の
行列で、Ｗは次の数１１に示すような対角行列である。
行列で、Ｗは次の数１１に示すような対角行列である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】この数１１より、上述した数８の重みの値
は次に示す数１２で示すことができる。尚、数１１にお
いて１／２はなくても良い。
は次に示す数１２で示すことができる。尚、数１１にお
いて１／２はなくても良い。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】分解された重み付けの行列を変換行列に取
り込むには次の数１３に示す式を用いる。
り込むには次の数１３に示す式を用いる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】この数１３から明らかなように、変換行列
Ｆを重み付きの変換行列Ｆｗに変更すれば良い。即ち、
この変換行列Ｆｗは数１４のように表すことができる。
Ｆを重み付きの変換行列Ｆｗに変更すれば良い。即ち、
この変換行列Ｆｗは数１４のように表すことができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】一方、逆変換はＷの逆の行列をＷ-1とすれ
ば、入力データＤは次の数１５で示すように表すことが
できる。
ば、入力データＤは次の数１５で示すように表すことが
できる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５０】この数１５から明らかなように、重み付き
の逆変換行列Ｆ１/wは次の数１６のように表すことがで
きる。
の逆変換行列Ｆ１/wは次の数１６のように表すことがで
きる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】つまり、図１に示したコサイン変換／重み
付け回路７においては数１４に示すような変換行列を用
いて入力データのコサイン変換／重み付けを行うように
する。これによって入力データを１回の処理でコサイン
変換、重み付けを行うことができる。
付け回路７においては数１４に示すような変換行列を用
いて入力データのコサイン変換／重み付けを行うように
する。これによって入力データを１回の処理でコサイン
変換、重み付けを行うことができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５３】そして、ディジタルＶＴＲでは再生時、伝
送装置においては受信時にインバースＤＣＴを行う際に
は、逆コサイン変換／重み付け解除回路１０において、
数１６に示す逆変換行列を用いて再生、或いは受信デー
タの逆コサイン変換、重み付けの解除を行うようにす
る。これによって、再生、或いは受信データを１回の処
理で逆コサイン変換、重み付けの解除を行うことができ
る。
送装置においては受信時にインバースＤＣＴを行う際に
は、逆コサイン変換／重み付け解除回路１０において、
数１６に示す逆変換行列を用いて再生、或いは受信デー
タの逆コサイン変換、重み付けの解除を行うようにす
る。これによって、再生、或いは受信データを１回の処
理で逆コサイン変換、重み付けの解除を行うことができ
る。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５４】ここで図２及び図３を参照して変換マトリ
クスの対称性について説明する。フォワードＤＣＴ（離
散コサイン変換）の変換行列Ｆは図２に示すように、横
方向の軸対称性／反対称性を有する。そして数１４から
明らかなように、重み付けを含んだ変換行列Ｆｗも同様
な対称性を有する。
クスの対称性について説明する。フォワードＤＣＴ（離
散コサイン変換）の変換行列Ｆは図２に示すように、横
方向の軸対称性／反対称性を有する。そして数１４から
明らかなように、重み付けを含んだ変換行列Ｆｗも同様
な対称性を有する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５５】また、インバースＤＣＴ（逆離散コサイン
変換）行列ＦT は縦方向の軸対称性／反対称性を有す
る。そして数１６から明らかなように、重みを含んだ逆
変換行列Ｆ１/wもこれらと同様の性質がある。
変換）行列ＦT は縦方向の軸対称性／反対称性を有す
る。そして数１６から明らかなように、重みを含んだ逆
変換行列Ｆ１/wもこれらと同様の性質がある。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６３】以上の説明から明らかなように、コサイン
変換をハードウエアで実現する場合、ハードウエア量の
削減を図るため変換行列の対称性を利用したアルゴリズ
ムがしばしば用いられる。上述の説明から明らかなよう
に、コサイン係数への重み付け演算がある場合でも、変
換行列の対称性を利用できることが分かる。
変換をハードウエアで実現する場合、ハードウエア量の
削減を図るため変換行列の対称性を利用したアルゴリズ
ムがしばしば用いられる。上述の説明から明らかなよう
に、コサイン係数への重み付け演算がある場合でも、変
換行列の対称性を利用できることが分かる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６４】尚、変換行列の対称性を崩すことなくコサ
イン変換への重み付けを行う一般的な重み付け演算は次
の数２１で示すように行うことができ、水平方向と垂直
方向での重みを独立して設定することができる。
イン変換への重み付けを行う一般的な重み付け演算は次
の数２１で示すように行うことができ、水平方向と垂直
方向での重みを独立して設定することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６６】ここに、Ｗ、Ｗ′は任意の対角行列であ
る。
る。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６７】このように、本例においては、数１１に示
すような対角行列Ｗをコサイン変換後の係数Ｃに左右か
ら掛けたような形の重み付け演算、即ち、数２０に示す
ような演算を行う場合に、重み付け用の対角行列Ｗと、
コサイン変換行列Ｆを予め掛け合わせておいて数１４に
示すような新しい変換行列Ｆｗを得ておき、この新しい
変換を用いて入力データの変換を行うようにしたので、
回路規模を小さくでき、処理過程を最小限とでき、コス
トの削減を図ることができる。
すような対角行列Ｗをコサイン変換後の係数Ｃに左右か
ら掛けたような形の重み付け演算、即ち、数２０に示す
ような演算を行う場合に、重み付け用の対角行列Ｗと、
コサイン変換行列Ｆを予め掛け合わせておいて数１４に
示すような新しい変換行列Ｆｗを得ておき、この新しい
変換を用いて入力データの変換を行うようにしたので、
回路規模を小さくでき、処理過程を最小限とでき、コス
トの削減を図ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 対角行列をコサイン変換後の係数に左右
から乗じたような形の重み付け演算を行う場合に、 重
み付け用の対角行列とコサイン変換行列を予め乗算して
得られる新たな変換行列を用いて重み付きコサイン変換
を行うようにしたことを特徴とする重み付きコサイン変
換方法。 - 【請求項２】 上記新たな変換行列と入力データを演算
することにより、１回の演算でコサイン変換及び重み付
けを行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の重
み付きコサイン変換方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11731793A JPH06334986A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 重み付きコサイン変換方法 |
| US08/812,761 US5957998A (en) | 1993-05-19 | 1997-03-06 | Discrete cosine transform method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11731793A JPH06334986A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 重み付きコサイン変換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06334986A true JPH06334986A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14708764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11731793A Pending JPH06334986A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 重み付きコサイン変換方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5957998A (ja) |
| JP (1) | JPH06334986A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008118693A (ja) * | 1997-11-05 | 2008-05-22 | Sony Corp | ディジタル信号変換方法およびディジタル信号変換装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US6111989A (en) * | 1997-11-14 | 2000-08-29 | Sony Corporation | 1/4 size real time decoding of digital video |
| US6104838A (en) * | 1997-11-14 | 2000-08-15 | Sony Corporation | 1/16 size real time decoding of digital video |
| US6665344B1 (en) * | 1998-06-29 | 2003-12-16 | Zenith Electronics Corporation | Downconverting decoder for interlaced pictures |
| US7123652B1 (en) * | 1999-02-24 | 2006-10-17 | Thomson Licensing S.A. | Sampled data digital filtering system |
| US6590938B1 (en) | 1999-09-30 | 2003-07-08 | Conexant Systems, Inc. | DCT domain conversion of a higher definition signal to lower definition signal |
| US6393154B1 (en) | 1999-11-18 | 2002-05-21 | Quikcat.Com, Inc. | Method and apparatus for digital image compression using a dynamical system |
| US7082450B2 (en) * | 2001-08-30 | 2006-07-25 | Nokia Corporation | Implementation of a transform and of a subsequent quantization |
| US7388999B2 (en) * | 2003-10-29 | 2008-06-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Transformations for denoising images |
| GB2478834B (en) | 2009-02-04 | 2012-03-07 | Richard Furse | Sound system |
| US8885701B2 (en) * | 2010-09-08 | 2014-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Low complexity transform coding using adaptive DCT/DST for intra-prediction |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4293920A (en) * | 1979-09-04 | 1981-10-06 | Merola Pasquale A | Two-dimensional transform processor |
| FR2582424B1 (fr) * | 1985-05-22 | 1989-06-30 | Guichard Jacques | Circuit de calcul rapide de la transformee en cosinus, directe ou inverse, d'un signal discret |
| US5347305A (en) * | 1990-02-21 | 1994-09-13 | Alkanox Corporation | Video telephone system |
| US5164980A (en) * | 1990-02-21 | 1992-11-17 | Alkanox Corporation | Video telephone system |
| US5128757A (en) * | 1990-06-18 | 1992-07-07 | Zenith Electronics Corporation | Video transmission system using adaptive sub-band coding |
| CA2094524A1 (en) * | 1992-07-30 | 1994-01-31 | Ephraim Feig | Digital image processor for color image compression |
| US5565921A (en) * | 1993-03-16 | 1996-10-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Motion-adaptive image signal processing system |
-
1993
- 1993-05-19 JP JP11731793A patent/JPH06334986A/ja active Pending
-
1997
- 1997-03-06 US US08/812,761 patent/US5957998A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JP2008118693A (ja) * | 1997-11-05 | 2008-05-22 | Sony Corp | ディジタル信号変換方法およびディジタル信号変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5957998A (en) | 1999-09-28 |
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