JPH04307662A - 離散コサイン変換装置および逆離散コサイン変換装置 - Google Patents

離散コサイン変換装置および逆離散コサイン変換装置

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JPH04307662A
JPH04307662A JP3072662A JP7266291A JPH04307662A JP H04307662 A JPH04307662 A JP H04307662A JP 3072662 A JP3072662 A JP 3072662A JP 7266291 A JP7266291 A JP 7266291A JP H04307662 A JPH04307662 A JP H04307662A
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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】本発明は離散コサイン変換装置と
逆離散コサイン変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、N次の離散コサイン変換(以下
、DCTと記す)と逆離散コサイン変換(以下、IDC
Tと記す)を実行するDCT装置とIDCT装置は、N
×NのDCTまたはIDCT変換行列とN次の入力デー
タベクトルの乗算を行う装置であり、例えば図4に示す
ようにNを8とした場合、8個のデータからなる入力デ
ータベクトルが入力される入力端子400に、変換行列
の行方向の8個のDCTまたはIDCT変換係数と入力
データの積和演算を行う同一構成の8個の積和演算器4
10,411,412,…,417を並列に接続し、変
換結果である積和演算データを選択器480で順次選択
して出力端子481に出力する。積和演算器410は、
積和演算器の入力端子418から入力される入力データ
と係数メモリ420から読み出されたDCTまたはID
CT変換係数を乗算器430で乗算して、その出力デー
タとレジスタ450の出力データを加算器460で加算
して累算結果をレジスタ450に格納する。積和演算が
終了するとレジスタ450の積和演算データをレジスタ
470に格納する。積和演算が終了するとレジスタ45
0の積和演算データをレジスタ470に格納する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、N個
の入力データの変換のためにN×N回の乗算演算と、(
N−1)×N回の加算演算とを行う必要があるので、演
算量が多く演算回路の規模が大きくなるという欠点があ
った。
【0004】本発明の目的は、DCTとIDCTの機能
を維持しながら演算量を減らし回路規模を削減させたD
CT装置とIDCT装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の離散コサイン変
換装置は、積和演算器を複数個配置して並列演算を行な
わせる離散コサイン変換装置において、N(Nは2のベ
キ乗の数)個の入力データを2個で1組とするN/2組
の組み合わせデータの系列を生成し2個のデータを同時
に出力するデータ組み合わせ器と、該データ組み合わせ
器から出力される2個のデータを加減算する加減算器と
、加減算器の出力データを入力データとするN/2個の
後記積和演算器と、該N/2個の積和演算器から2個ず
つ出力される第1,第2の積和演算データを順次選択す
る選択器とを有し、かつ前記N/2の積和演算器が入力
データと所定の乗算係数を記憶した係数メモリの出力デ
ータを乗算する乗算器と、該乗算器の出力データと後記
第1のレジスタの出力データを加算する加算器と、該加
算器の出力データを格納する第2のレジスタと、該第2
の出力データを格納する前記第1のレジスタと、該第1
のレジスタの出力データを格納する第3および第4のレ
ジスタとを有し、該第3および第4のレジスタの出力デ
ータを前記積和演算器の出力データとする構成を有する
【0006】また、本発明の逆離散コサイン変換装置は
、積和演算器を複数個配置して並列演算を行なわせる逆
離散コサイン変換装置において、N(Nは2のベキ乗の
数)個の入力データを入力データとするN/2個の後記
積和演算器と、該N/2個の積和演算器から出力される
第1の積和演算データを順次選択する第1の選択器と、
前記N/2個の積和演算器から出力される第2の積和演
算データを順次選択する第2の選択器と、前記第1と第
2の選択器の出力データを入力データとする加減算器と
を有し、かつ前記積和演算器が入力データと所定の乗算
係数を記憶した係数メモリの出力データを乗算する乗算
器と、該乗算器の出力データと後記第1のレジスタの出
力データを加算する加算器と、該加算器の出力データを
格納する第2のレジスタと、該第2の出力データを格納
する前記第1のレジスタと、該第1のレジスタの出力デ
ータを格納する第3および第4のレジスタとを有し、該
第3および第4のレジスタの出力データを前記積和演算
器の出力データとする構成を有する。
【0007】さらに、本発明の離散コサイン変換および
逆離散コサイン変換装置は、積和演算器を複数個配置し
て並列演算を行なわれる離散コサイン変換,逆離散コサ
イン変換装置において、N(Nは2のベキ乗の数)個の
入力データを2個で1組とするN/2組の組み合わせデ
ータの系列を生成し2個のデータを同時に出力するデー
タ組み合わせ器と、該データ組み合わせ器から出力され
る2個のデータを加減算する第1の加減算器と、該第1
の加減算器の出力データと前記入力データのどちらか一
方を選択する第1の選択器と、該第1の選択器の出力デ
ータを入力データとするN/2個の後記積和演算器と、
該N/2個の積和演算器の第1および第2の出力データ
を順次選択する第2の選択器と、前記N/2個の積和演
算器から出力される第1の積和演算データを順次選択す
る第3の選択器と、前記N/2個の積和演算器から出力
される第2の積和演算データを順次選択する第4の選択
器と、前記第3と第4の選択器の出力データを入力デー
タとする第2の加減算器と、前記第2の選択器の出力デ
ータと前記第2の加減算器の出力データのどちらか一方
を選択する第5の選択器とを有し、かつ前記積和演算器
は入力データと所定の乗算係数を記憶した係数メモリの
出力データを乗算する乗算器と、該乗算器の出力データ
と後記第1のレジスタの出力データを加算する加算器と
、該加算器の出力データを格納する第2のレジスタと、
該第2の出力データを格納する前記第1のレジスタと、
該第1のレジスタの出力データを格納する第3および第
4のレジスタとを有し、該第3,第4のレジスタの出力
データを前記積和演算器の出力データとする構成を有す
る。
【0008】
【作用】N(Nは2のベキ乗)次のDCTは、入力デー
タと出力データをそれぞれ
【0009】
【0010】
【0011】である。
【0012】DCT係数行列Cの各要素には、
【001
3】
【0014】の関係があり、この関係を利用すると式(
2)は、Nが8の場合には式(8)のように変形できる
【0015】
【0016】さらに、式(8)は式(9),(10)の
ように2つの行列式に展開できる。
【0017】
【0018】式(9)(10)より、DCT演算は、N
個のデータからなる入力データベクトルの対称の位置に
ある2個の入力データを予め加減算することにより、式
(2)と比べてDCT係数との乗算回数を2分の1に減
らすことができる。
【0019】以上より、第1の発明のDCT装置は、次
数Nの場合、N個の入力データをデータ組
【0020】
【0021】に変換するデータ組み合わせ器と、データ
組の2個のデータを加減算する加減算器と、加減算器の
出力データ
【0022】
【0023】が入力され式(9)と式(10)の演算を
交互に実行し2個の演算結果を出力するN/2個の積和
演算器と、積和演算器から出力されるN個のデータを順
次選択して積和演算器の出力データを並び変えるための
選択器とにより構成できる。その結果、従来方式に比べ
て演算回数と演算回路をそれぞれ半減できる。
【0024】N次のIDCTは、入力データと出力デー
タをそれぞれ
【0025】
【0026】式(11)を行列の形式で記述すると、式
(12)のようになる。
【0027】
【0028】ここで、yはN×1の入力データベクトル
、xはN×1の出力データベクトル、DはN×NのID
CT係数行列で、
【0029】
【0030】である。IDCT係数行列Dの各要素には
【0031】
【0032】の関係があり、この関係を利用すると式(
12)は、Nが8の場合式(15),(16)のように
変形できる。
【0033】
【0034】さらに、式(15)は式(17),(18
)のように2つの行列式に展開できる。
【0035】
【0036】式(16),(17),(18)より、I
DCT演算は、N個のデータからなる入力データ系列を
偶数番目と奇数番目に分けてDCT係数と積和演算し、
積和演算データを加減算することにより実現でき、かつ
式(12)に比べて乗算回数を2分の1に減らすことが
できる。
【0037】以上より、第2の発明のIDCT装置は、
次数Nの場合、N個の入力データ
【0038】
【0039】を入力とし式(17)と式(18)の演算
を交互に実行し2個の演算結果を出力するN/2個の積
和演算器と、積和演算器から出力されるデータ
【004
0】
【0041】のように組み合わせるデータ選択器と、1
組の2個のデータを加減算する加減算器により構成でき
る。その結果、従来方式に比べて演算回数と演算回路は
半減できる。
【0042】また、第3の発明のDCTとIDCT兼用
装置は、第1の発明のDCT装置と第2の発明のIDC
T装置を組み合わせたもので、積和演算器を共通として
、積和演算器のデータの入力部と出力部に選択器を付加
してデータの流れを切り替えることにより、DCT演算
とIDCT演算を実現できるようにしたものである。
【0043】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。
【0044】図1は第1の発明の実施例を示すブロック
図である。図1において、DCT演算装置はNを8とし
、積和演算器を4個接続してDCT演算を実行する。 入力データ
【0045】
【0046】は入力端子100に入力される。入力デー
タはデータ組み合わせ器101で2個1組にされて、

0047】
【0048】の順番で出力される。データ組み合わせ器
101の出力データは、加減算器102に入力される。 加減算器102は1個の入力データに対して加算と減算
を実行する。加減算器102から出力される加減算デー
【0049】
【0050】は積和演算器110,111,112,1
13に入力される。積和演算器110,111,112
,113にある係数メモリ120,…には、それぞれD
CT係数
【0051】
【0052】が格納されている。積和演算器110,1
11,112,113はそれぞれ式(9)と式(10)
【0053】
【0054】を求めるためにDCT係数と入力データの
積和演算を実行する。積和演算器110,111,11
2,113には、アキュムレータとして使用されるレジ
スタ150,160が直列に接続され2個の積和演算を
交互に実行できる構成を有し、また、2個の積和演算結
果を格納するための2個のレジスタ170,180がレ
ジスタ160の出力端子に並列に接続されている。レジ
スタ170,180,…のそれぞれにはDCT演算デー
【0055】
【0056】が格納される。レジスタ170,180,
…に格納されたDCT演算データは選択器190により
順次選択され、
【0057】
【0058】の順番で出力端子200より出力される。
【0059】図2は第2の発明の実施例を示すブロック
図である。図2において、IDCT演算装置はNを8と
し、積和演算器を4個接続してIDCT演算を実行する
。入力データ
【0060】
【0061】は入力端子100に入力される。入力デー
タは並列に接続された4個の積和演算器110,111
,112,113に入力される。積和演算器110,1
11,112,113にある係数メモリ120,…には
、それぞれIDCT係数
【0062】
【0063】が格納される。
【0064】積和演算器110,111,112,11
3はそれぞれ式(17)と式(18)の
【0065】
【0066】を求めるためにIDCT係数と入力データ
の積和演算を実行する。積和演算器110,111,1
12,113には、アキュムレータとして使用されるレ
ジスタ150,160が直列に接続され2個の積和演算
を交互に実行できる構成を有し、また、2個の積和演算
結果を格納するための2個のレジスタ170,180が
レジスタ160の出力端子に並列に接続されている。レ
ジスタ170,180…のそれぞれには、積和演算デー
【0067】
【0068】が格納される。レジスタ270,…に格納
された積和演算データは選択器210により、
【006
9】
【0070】の順番で、レジスタ180,…に格納され
た積和演算データは選択器211により
【0071】
【0072】の順番で選択され、選択器210,211
の出力データは加減算器212に入力され、加減算デー
【0073】
【0074】が出力端子200より出力される。
【0075】図3は第3の発明の実施例を示すブロック
図である。図3において、DCT/IDCT演算装置は
Nを8とした場合、図1と図2を組み合わせてデータの
経路を選択器103,213により切り替えることによ
りDCT演算またはIDCT演算を実行する。
【0076】DCT演算を実行する場合は、選択器10
3,213はそれぞれ加減算器101と選択器190の
出力データを選択し、IDCT演算を実行する場合は、
選択器103,213はそれぞれ入力端子100と加減
算器212の出力データを選択する。
【0077】
【発明の効果】第1の発明の離散コサイン変換装置は、
並列接続された積和演算器にデータ組み合わせ器,加減
算器,選択器を接続し、積和演算器のアキュムレータを
2個直列に接続することにより、全体の演算量と演算回
路を約2分の1に削減でき、かつ演算時間の短縮が実現
できる。
【0078】また第2の発明の逆離散コサイン変換装置
は、並列接続された積和演算器にデータ組み合わせ器,
加減算器,選択器を接続し、積和演算器のアキュムレー
タを2個直列に接続することにより、全体の演算量と演
算回路を約2分の1に削減でき、かつ演算時間の短縮が
実現できる。
【0079】更に第3の発明の離散コサイン変換装置お
よび逆離散コサイン変換装置は、並列接続された積和演
算器にデータ組み合わせ器,加減算器,選択器を接続し
、積和演算器のアキュムレータを2個直列に接続するこ
とにより、全体の演算量と演算回路を約2分の1に削減
できるDCT装置とIDCT装置が構成でき、かつ演算
時間の短縮が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の(DCT演算装置)の一実施例を
示すブロック図である。
【図2】第2の発明の(IDCT演算装置)の一実施例
を示すブロック図である。
【図3】第3の発明の(DCT/IDCT演算装置)の
一実施例を示すブロック図である。
【図4】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
100,400    入力端子 101    データ組み合わせ器 102,212    加減算器 110〜113, 410〜417    積和演算器 120,420    係数メモリ 130,430    乗算器 140,460    加算器 150〜180,450,470    レジスタ19
0,210,211,213,480    選択器2
00,481    出力端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  積和演算器を複数個配置して並列演算
    を行なわせる離散コサイン変換装置において、N(Nは
    2のベキ乗の数)個の入力データを2個で1組とするN
    /2組の組み合わせデータの系列を生成し2個のデータ
    を同時に出力するデータ組み合わせ器と、該データ組み
    合わせ器から出力される2個のデータを加減算する加減
    算器と、加減算器の出力データを入力データとするN/
    2個の後記積和演算器と、該N/2個の積和演算器から
    2個ずつ出力される第1,第2の積和演算データを順次
    選択する選択器とを有し、かつ前記N/2の積和演算器
    が入力データと所定の乗算係数を記憶した係数メモリの
    出力データを乗算する乗算器と、該乗算器の出力データ
    と後記第1のレジスタの出力データを加算する加算器と
    、該加算器の出力データを格納する第2のレジスタと、
    該第2の出力データを格納する前記第1のレジスタと、
    該第1のレジスタの出力データを格納する第3および第
    4のレジスタとを有し、該第3および第4のレジスタの
    出力データを前記積和演算器の出力データとする構成を
    有することを特徴とする離散コサイン変換装置。
  2. 【請求項2】  積和演算器を複数個配置して並列演算
    を行なわせる逆離散コサイン変換装置において、N(N
    は2のベキ乗の数)個の入力データを入力データとする
    N/2個の後記積和演算器と、該N/2個の積和演算器
    から出力される第1の積和演算データを順次選択する第
    1の選択器と、前記N/2個の積和演算器から出力され
    る第2の積和演算データを順次選択する第2の選択器と
    、前記第1と第2の選択器の出力データを入力データと
    する加減算器とを有し、かつ前記積和演算器が入力デー
    タと所定の乗算係数を記憶した係数メモリの出力データ
    を乗算する乗算器と、該乗算器の出力データと後記第1
    のレジスタの出力データを加算する加算器と、該加算器
    の出力データを格納する第2のレジスタと、該第2の出
    力データを格納する前記第1のレジスタと、該第1のレ
    ジスタの出力データを格納する第3および第4のレジス
    タとを有し、該第3および第4のレジスタの出力データ
    を前記積和演算器の出力データとする構成を有すること
    を特徴とする逆離散コサイン変換装置。
  3. 【請求項3】  積和演算器を複数個配置して並列演算
    を行なわれる離散コサイン変換,逆離散コサイン変換装
    置において、N(Nは2のベキ乗の数)個の入力データ
    を2個で1組とするN/2組の組み合わせデータの系列
    を生成し2個のデータを同時に出力するデータ組み合わ
    せ器と、該データ組み合わせ器から出力される2個のデ
    ータを加減算する第1の加減算器と、該第1の加減算器
    の出力データと前記入力データのどちらか一方を選択す
    る第1の選択器と、該第1の選択器の出力データを入力
    データとするN/2個の後記積和演算器と、該N/2個
    の積和演算器の第1および第2の出力データを順次選択
    する第2の選択器と、前記N/2個の積和演算器から出
    力される第1の積和演算データを順次選択する第3の選
    択器と、前記N/2個の積和演算器から出力される第2
    の積和演算データを順次選択する第4の選択器と、前記
    第3と第4の選択器の出力データを入力データとする第
    2の加減算器と、前記第2の選択器の出力データと前記
    第2の加減算器の出力データのどちらか一方を選択する
    第5の選択器とを有し、かつ前記積和演算器は入力デー
    タと所定の乗算係数を記憶した係数メモリの出力データ
    を乗算する乗算器と、該乗算器の出力データと後記第1
    のレジスタの出力データを加算する加算器と、該加算器
    の出力データを格納する第2のレジスタと、該第2の出
    力データを格納する前記第1のレジスタと、該第1のレ
    ジスタの出力データを格納する第3および第4のレジス
    タとを有し、該第3,第4のレジスタの出力データを前
    記積和演算器の出力データとする構成を有することを特
    徴とする離散コサイン変換装置および逆離散コサイン変
    換装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010086547A (ja) * 1998-10-06 2010-04-15 Texas Instr Inc <Ti> 乗算器/アキュムレータ・ユニット
CN111538946A (zh) * 2020-04-24 2020-08-14 合肥工业大学 一种运算结果的快速校验系统
CN111538945A (zh) * 2020-04-24 2020-08-14 合肥工业大学 一种基于可重构碟算单元的运算结果快速校验系统

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CN111538945B (zh) * 2020-04-24 2023-03-14 合肥工业大学 一种基于可重构碟算单元的运算结果快速校验系统

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