JPH08102944A - 直交変換装置 - Google Patents

直交変換装置

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JPH08102944A
JPH08102944A JP23790194A JP23790194A JPH08102944A JP H08102944 A JPH08102944 A JP H08102944A JP 23790194 A JP23790194 A JP 23790194A JP 23790194 A JP23790194 A JP 23790194A JP H08102944 A JPH08102944 A JP H08102944A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理を高速化すると共に回路規模を縮小する
こと。 【構成】 入力端子1から和差演算回路3に水平方向に
8個の信号が入力されて加算信号列と減算信号列とが得
られ、各々積和演算回路4、5に加えられ、それぞれ2
サイクル、4サイクルで積和演算処理が行われる。一方
の演算出力と、他方の演算出力を重み付け回路6で係数
を乗算した演算出力とは転置回路7で転置処理された
後、動き検出回路8で動きの有無を検出される。動き無
しでは、分岐路201から積和算演算回路4に加えられ
た後、上述と同様に処理される。動き有りでは、分岐路
202から和差演算回路3に加えられ、その演算出力は
積和演算回路4でそれぞれ積和演算される。出力端子2
にはそれぞれのDCT係数が出力される。 【効果】 上記の各回路がDCTとIDCTおよび動き
有りと動き無しの処理とで共有できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号等の高能率符号
化に用いられる直交変換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より画像や音声の高能率符号化を行
う場合の手法として、離散コサイン変換(DCT)等の
直交変換処理が知られている。図12は8×8個の画素
ブロックから成る入力信号に対する従来の2次元DCT
処理回路を示したもので、8個の入力信号に対する2つ
の1次元DCT回路と転置回路から成るが、特に1次元
DCT回路の処理時間が大きいため、いくつかの高速ア
ルゴリズムが考え出されている。図13は既知の高速ア
ルゴリズムを用いた1次元DCTの一従来例である。こ
の例ではDCTの変換式が持つ対称性を利用し、あらか
じめ入力信号を対称に和差演算し、まとめることで乗算
回数を半分に減らしている。
【0003】また、FFTのようなバタフライによる高
速アルゴリズムも広く知られている。このアルゴリズム
はDCTの変換式に含まれる共通部分をまとめること
で、乗算回数を更に減らしている。しかし、高速アルゴ
リズムを用いた装置の多くは回路規模が大きく、LSI
化等の応用に不向きであることが指摘されている。
【0004】また、人間は高域の周波数に鈍いという視
覚特性を利用し、DCTによって変換した信号に重み付
けを行う方式も一般に用いられている。このような方式
では、低域を表す信号に大きな重み付けを行い、高域を
表す信号に小さな重み付けを行うことにより、符号化の
能率を高めようとすることが多い。図14は重み付けを
行う2次元DCTの従来例である。図14(a)は通常
の2次元DCT後に重み付けを行う例、図14(b)は
1次元DCT毎に重み付けを行う例である。また、DC
Tと重み付けの乗数とを共用する方法が特開平2−11
6969号公報により公知である。
【0005】一方、入力信号が時間のずれを持った2フ
ィールドで構成されるTV映像信号等の高能率符号化で
は、フィールド間の動きを検出してDCTの方式を切り
換える工夫が広く用いられている。図15はこの方法の
従来例の1つである。DCT処理を行う前に動き検出回
路(図示せず)から動き情報信号がDCT回路に供給さ
れ、動きの有無に応じて8×8個の入力信号を通常の2
次元DCTする方式と、フィールド間の和および差から
成る4×8個の入力信号2組に分けて2次元DCTする
方式とを切り換えている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のDCT回路にお
いては、上記の様に高速性や高能率性を向上させる工夫
のために、回路規模が大きくなるという問題があった。
特にDCTとその逆変換であるIDCTとの両方を必要
とする用途では、更に回路規模が大きくなり、LSI化
が困難になるという問題があった。
【0007】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、処理を高速化すると共に回路規模を
縮小することのできる直交変換装置を得ることを目的と
している。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による直交変換装
置は、入力信号を所定方向に一次元直交変換処理する第
1の直交変換手段と、上記第1の直交変換手段から得ら
れる変換係数から入力信号の動き情報を検出する動き検
出手段と、上記第1の直交変換手段から供給される変換
係数を上記所定方向とは異なる方向に一次元直交変換処
理する第2の直交変換手段とを設けたものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、動き検出の処理を二次元離散
コサイン変換等の直交変換の処理中に組み込み、二次元
離散コサイン変換処理過程のDCT係数等の変換係数を
動き検出に用いることにより、処理の高速化と回路規模
の削減ができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明による直交変換装置の実施例を
示すブロック図であり、縦横8×8個の画素から成る入
力信号を2次元DCTする場合の例を示す。図2は本実
施例によるDCTの処理過程を表す流れ図である。図
1、図2において本装置は、入力端子1、出力端子2、
及び和差演算、積和演算、重み付け、転置、動き検出等
の各処理を行う回路3〜8がバス10で接続された構成
になっている。また、バス制御回路9がバス10のデー
タの流れを制御すると共に、上記諸回路3〜8と制御信
号のやりとりを行い、動作状態の切り換えを制御して、
図2に示した流れ図に従って処理を行うように成されて
いる。
【0011】入力端子1から1ライン分(画素8個)の
信号が取り込まれ、バス10を介して和差演算回路3に
供給される。図3は、和差演算回路3の実施例の1つを
示す。図3において、バス10を介して端子301〜3
08に供給された信号の対称要素間の和が加算器317
〜320から端子309〜312に出力される。また対
称要素間の差が減算器321〜324から端子313〜
316に出力される。この和差演算回路3が端子309
〜312に出力した加算信号列は、バス制御回路9によ
って積和演算回路4に供給される。同様に和差演算回路
3が端子313〜316に出力した減算信号列はバス制
御回路9によって積和演算回路5に供給される。
【0012】積和演算回路4の実施例の1つを図4に示
す。この実施例は加算器410〜413を含む1組の4
ポイントバタフライ演算器401、係数器414〜41
9、切り換え器sw1〜sw8、加算器420、遅延回
路421〜424により図示のように構成されており、
DCTおよびIDCT処理両方に対応した積和演算回路
4である。図4において、係数器414〜419は各回
路内に示した数字を乗算する。点線は符号の反転を表し
ている。この積和演算回路4は端子402〜405に供
給された信号を2サイクルで処理し、端子406〜40
9に出力する。図5はこの回路4がDCTおよびIDC
T処理を行う際の各サイクルにおける切り換え器sw1
〜sw8の状態を示したものである。
【0013】一方、積和演算回路5の実施例の1つを図
6に示す。図6において積和演算回路5は端子601に
供給された減算信号列を4サイクルにわたってシリアル
に係数器602〜605へ供給する。係数器602〜6
05は所定の係数k1〜k4を供給された信号に乗じ、
それぞれ乗算結果と乗算結果の符号を点線のように反転
した信号とが切り換え器606に供給される。切り換え
器606は供給された信号を各サイクルで切り換え、積
算回路607〜610に供給する。図7は各サイクルに
おける切り換え器606の状態を示す。切り換え器60
6はDCTとIDCTとで各サイクルの状態が全く同一
である。積算回路607〜610は、4サイクルにわた
って供給される信号を積算し、端子611〜614に出
力する。
【0014】端子611〜614に出力された信号は、
重み付け回路6に供給される。図8は重み付け回路6の
実施例の1つを示す。図8において、重み付け回路6は
端子801〜804に供給された信号にそれぞれ所定の
係数を乗じて端子805〜808に出力する。図8にお
いて809〜816は係数器でそれぞれ係数w1、iw
1〜w4、iw4を乗じる。817〜820は切り換え
器である。切り換え器817〜820はDCT処理にお
いてはa側を選択し、IDCT処理においてはb側を選
択する。
【0015】次に積和演算回路4と重み付け回路6の出
力は、転置回路7に供給される。このとき、バス制御回
路9は、積和演算回路4からの信号列と重み付け回路6
からの信号列とを図9(a)に示すように互い違いに並
べ換えて転置回路7に供給する。転置回路7は8ライン
分(64個)の入力信号についての上記処理結果を保持
した後、転置する。
【0016】次に動き検出回路8は転置回路7に格納さ
れた信号から入力信号中の動き情報を検出する。図10
は動き検出回路8の実施例の1つである。図10におい
て動き検出回路8は、転置回路7からDC成分列を供給
される。DC成分列は各ラインの直流成分から成るもの
である。この動き検出回路8は端子1001〜1008
に供給されたDC成分列を奇数ライン列と偶数ライン列
とに分け、それぞれの総和を加算器1012〜1017
で求めた後、各総和同士の差を減算器1018で算出
し、絶対値器1009によってその絶対値を求めて検出
器1010に供給する。検出器1010は供給された値
を定数256と比較し、256より小さい時は動き無
し、256以上の時は動き有りを表す動き情報信号を端
子1011に出力する。
【0017】この動き情報信号は図1の出力端子2から
出力されると共にバス制御回路9に供給され、以降の処
理方式を決定する。動き無しの場合はバス制御回路9
は、転置回路7から供給される8個ずつの信号に図1の
入力端子1からの信号列と同様の処理過程を与える。す
なわち、図2の分岐ブロック200から分岐路201側
を介しての和算演算回路3への流れで処理され、出力端
子2から順次出力される。また、動き有りの場合は、図
2の分岐ブロック200から分岐路202側を介しての
和算演算回路3への流れで処理される。この場合バス制
御回路9は転置回路7が出力する8個ずつの信号を、図
9(b)の様に並べ換えて和差演算回路3に供給する。
【0018】動き無しの場合は、和差演算回路3が出力
する加算信号列は積和演算回路4に供給され、前記した
処理と同様の処理を同様にまた2サイクルで行うと共に
積和演算回路5、重み付け回路6で同様に処理され、各
処理結果を出力端子2から出力する。動き有りの場合
は、和差演算回路3が出力する減算信号列は、今度は加
算信号列と同様に積和演算回路4に供給される。積和演
算回路4を図4の実施例のように構成した場合、処理時
間が短いため、加算信号列と減算信号列それぞれに対す
る処理を順次直列に行っても、積和演算回路5と重み付
け回路6の各処理時間の和以内の時間で処理可能であ
る。積和演算回路4で処理された減算信号列は出力端子
2から出力される。
【0019】図11は図1の実施例によるIDCT処理
過程を表す流れ図である。図1、図11、において、D
CT係数列に先立って動き情報信号が入力端子1に供給
される。動き情報信号が動き無しを示している場合はバ
ス制御回路9は以降入力端子1から8個ずつ供給される
DCT係数列を、分岐ブロック1101を介して奇数番
と偶数番の4個ずつの信号列に分離し、奇数番信号列を
積和演算回路4に偶数番信号列を重み付け回路6に供給
する。重み付け回路6は、供給された信号にIDCT時
の所定の係数を乗じる。図8の重み付け回路6の実施例
では、このとき切り換え器817〜820をb側に選択
する。重み付け回路6の演算結果は、積和演算回路5に
供給される。積和演算回路4を図4の実施例のように構
成した場合、図5に従って切り換え器sw1〜sw8を
選択し、2サイクルで処理を行う。積和演算回路5を図
6の実施例のように構成した場合、図7に従って切り換
え器606を選択し、4サイクルで処理を行う。
【0020】積和演算回路4、積和演算回路5の処理結
果は、バスを経由して和差演算回路3に供給される。こ
のときバス制御回路9は、図9(c)のように信号を並
べ換えて出力端子301〜308から和差演算回路3に
供給する。和差演算回路3は図3の実施例のように、供
給された信号を対称的に加減算し、その結果は転置回路
7に供給される。
【0021】一方、動き情報信号が動き有りを表してい
る場合は、バス制御回路9は、以降8個ずつ入力端子1
に供給される信号を分岐ブロック1101を介して4つ
ずつ前半信号列と後半信号列とに分離し、順次、積和演
算回路4に供給する。積和演算回路4で処理された前半
信号列と後半信号列とはバス制御回路9により、図9
(c)のように並べ換えられて、和差演算回路3に供給
される。
【0022】和差演算回路3は図3の実施例のように、
供給された信号を対称的に加減算する。バス制御回路9
は和差演算回路3の出力を図9(d)のように並べ換
え、転置回路7に供給する。これ以降の処理は動き情報
信号によらず同一である。転置回路は64個の信号をバ
ッファに保持した後、転置して信号を8個ずつ出力す
る。8個ずつの信号は前述した図2の動き無しの場合の
DCT係数列の処理と同様に処理され、出力端子2から
順次出力される。
【0023】本実施例においては図2、図11のいずれ
の処理過程も図1の和差演算回路3、積和演算回路4、
積和演算回路5、重み付け回路6及び転置回路7の構成
を共有している。即ち、図1における回路3〜8は、図
2及び図11の各回路3〜8と共有される。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動き検出処理を二次元離散コサイン変換等の直交変換の
処理中に組み込み、二次元離散コサイン変換処理過程の
変換係数を動き検出に用いるように構成したことによ
り、処理の高速化と回路規模の削減ができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の装置によるDCTの流れ図である。
【図3】図1の装置における和差演算回路3の実施例を
示すブロック図である。
【図4】図1の装置における積和演算回路4の実施例を
示すブロック図である。
【図5】図4の切り換え器のサイクル毎の状態を示す構
成図である。
【図6】図1の装置における積和演算回路5の実施例を
示すブロック図である。
【図7】図6中の切り換え器のサイクル毎の状態を示す
構成図である。
【図8】図1の装置における重み付け回路6の実施例を
示すブロック図である。
【図9】図1の装置におけるバス制御回路9の信号並べ
換え順を示す構成図である。
【図10】図1の装置における動き検出回路8の実施例
を示すブロック図である。
【図11】図1の装置によるIDCTの流れ図である。
【図12】従来例を示すブロック図である。
【図13】高速アルゴリズムによる従来例を示すブロッ
ク図である。
【図14】重み付けの従来例を示すブロック図である。
【図15】動き情報に対応した従来例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3 和差演算回路 4 積和演算回路 5 積和演算回路 6 重み付け回路 7 転置回路 8 動き検出回路 9 バス制御回路 10 バス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を所定方向に一次元直交変換処
    理する第1の直交変換手段と、 上記第1の直交変換手段から得られる変換係数から入力
    信号の動き情報を検出する動き検出手段と、 上記第1の直交変換手段から供給される変換係数を上記
    所定方向とは異なる方向に一次元直交変換処理する第2
    の直交変換手段とを備えた直交変換装置。
  2. 【請求項2】 上記動き検出手段は所定方向の変換係数
    のうちDC成分のみを用いて動き情報を検出することを
    特徴とする請求項1記載の直交変換装置。
  3. 【請求項3】 上記動き検出手段は所定方向の変換係数
    のうち奇数ラインのDC成分の総和と偶数ラインのDC
    成分の総和との差の絶対値を用いて動き情報を検出する
    ことを特徴とする請求項1記載の直交変換装置。
  4. 【請求項4】 上記動き検出手段は上記絶対値が所定値
    より小さいときは動き無し、上記所定値以上のときは動
    き有りの動き情報を決定することを特徴とする請求項3
    記載の直交変換装置。
  5. 【請求項5】 上記動き検出手段から得られる動き情報
    の入出力を行う端子を設けたことを特徴とする請求項
    1、2、3又は4記載の直交変換装置。
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