JPH0444099A - 改良dctの順変換計算装置および逆変換計算装置 - Google Patents

改良dctの順変換計算装置および逆変換計算装置

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JPH0444099A
JPH0444099A JP2151662A JP15166290A JPH0444099A JP H0444099 A JPH0444099 A JP H0444099A JP 2151662 A JP2151662 A JP 2151662A JP 15166290 A JP15166290 A JP 15166290A JP H0444099 A JPH0444099 A JP H0444099A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音声、オーディオや画像信号等のディジタル信
号の線形変換の高速計算技術に関する。
〔従来の技術〕
音声、オーディオや画像信号等のディジタル信号の線形
変換の一方式として改良離散コサイン変換(Modif
ied Discrete Co51ne Trans
form:以下、MDCTと略す)がある。この方法の
概説としてはアイイーイーイー・トランザクションズ・
オン・エイニスエスピー(IEEE Tl?ANSAC
TIONS ON ASSP)34巻5号、 1986
年、 1153−1161ページに詳しい。
以下に、MDCTの概要をこの文献に従って簡単に説明
する。
MDCTの順変換式および逆変換式は次式で与えられる
y(m、  k) xf (m、 n) =2f(n)/N X y(m、 k)cos  (2
π(k+1/2)(n+nO)/N)・ ・ ・ (2
) ただし、 X :入力信号 N ニブロック長 m ニブロック番号 h :順変換用ウィンドウ関数 f :逆変換用ウィンISつ関数 である。nとkは0からN−1までの整数である。
ここでは−例として nO=  N/4+1/2             
               (3)について説明を
行う。
第3図は、従来のMDCTの順変換および逆変換を連続
して行う計算装置の一例を示した構成図である。
順変換部31は入力ハッファ31.順変換用ウィンドウ
部32.積和演算部33から構成されている。
入力バッファ31では入力信号x (n)をNサンプル
保存する。順変換用ウィンドウ部32では、式(4)に
示すように、入力信号x (n)と順変換用ウィンドウ
関数h (n)の乗算を行い、xh (n)を得る。
xh(n) = x(n)h(n)         
    (4)積和演算部33では、積和演算により以
下の線形変換の計算を行い、順変換された係数y(m、
 k)を得る。
y(m、 k) kの範囲は0からN−1までなのでN2回の乗算と、N
(N−1)回の加算が必要である。
逆変換部32は積和演算部34.逆変換用ウィンドウ部
35.出力ハッファ36から構成されている。
積和演算部34では、以下の線形逆変換の操作を行う。
xt(m、  n) ・ ・ ・ (6) 逆変換用ウィンドウ部35では、式(7)に示すように
信号xt(m、 n)と逆変換用ウィンドウ関数f (
n)の乗算を行い、xf(m、 n)を得る。
xf(m、 n) = xt(m、 n)f(n)  
       (7)出力バッファ36では、式(8)
に示すように現ブロックの復号信号xf(m+ n)の
前半ブロック(0≦n<N/2−1)と保存されていた
前ブロックの復号信号xf(m−1,、n)の後半ブロ
ック(N/2≦n<N−1)との加算を行って、ブロッ
ク長が半分の復号信号x’ (n)(0≦n<N/2−
1)を得ると同時に、現ブロックの復号信号x(m、 
n)の後半のブロック(N/2≦n<N−1)を保存す
る。
x’(n)  −xf(m−L  n十N/2)+xf
(m、  n)0≦n<N/2−1      (8)
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の装置では、線形順変換および線形逆変換として積
和演算を用いているので、ブロック長Nが大きくなると
乗算回数および加算回数がほぼNの2乗で増加する。
本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、乗算
回数および加算回数がNIog、Nに比例して増加する
MDCTの高速計算装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、乗算回数および加算回数が(N/
2) logz (N/2)に比例して増加するMDC
Tの高速計算装置を提供することにある。
〔課題を解決するだめの手段〕
本発明は、入力信号を保持する入力バッファと、入力バ
ッファの出力信号に順変換用ウィンドウを乗算する順変
換用ウィンドウ部と、順変換用ウィンドウ部の出力信号
に線形順変換を施す線形順変換部からなる改良DCTの
順変換計算装置において、 線形順変換部は、 順変換用ウィンドウ部の出力信号に前処理を施す前処理
用乗算部と、 前処理用乗算部の出力信号に高速フーリエ変換を施すF
FT部と、 FFT部の出力信号に後処理を施す後処理用乗算部から
構成されていることを特徴とする。
また、本発明の改良DCTの順変換計算装置で用いられ
ている前処理用乗算部は、 順変換用ウィンドウ部で順変換用ウィンドウを乗算して
得られたNサンプル(第0番から第N−1番まで)の入
力信号に対して、第0番から第N/4−1番までのN/
4サンプルの入力信号を逆極性として第3N74番から
第N番までの中間信号とし、第N/4番から第N−1番
までの3N/4サンプルの入力信号を第0番から第3N
/4−1番までの中間信号とし、得られたNサンプルの
中間信号にexp(−2πjn/2N)を乗算する乗算
部から構成されていることを特徴とする。
また、本発明の改良DCTの順変換計算装置で用いられ
ている後処理用乗算部は、 FFT部のNサンプルの出力信号にexp (−2πj
(k+1/2)/2N)を乗算し実数成分を出力する乗
算部から構成されていることを特徴とする。
また、本発明の改良DCTの逆変換計算装置は、入力信
号に線形逆変換を施す線形逆変換部と、線形逆変換部の
出力信号に逆変換用ウィンドウを乗算する逆変換用ウィ
ンドウ部と、逆変換用ウィンドウ部の出力信号を保持す
る出力バッファからなる改良DCTの逆変換計算装置に
おいて、線形逆変換部は、 入力信号に前処理を施す前処理用乗算部と、前処理用乗
算部の出力信号に逆高速フーリエ変換を施す逆FFT部
と、 F F T部の出力信号に後処理を施す後処理用乗算部
から構成されていることを特徴とする。
また、本発明の改良DCTの逆変換計算装置で用いられ
ている前処理用乗算部は、 順変換計算装置により生成されたNサンプルの信号にe
xp (2πj(N/4+1/2)k/N)を乗算する
乗算部から構成されていることを特徴とする。
また、本発明の改良DCTの逆変換計算装置で用いられ
ている後処理用乗算部は、 逆FFT部のNサンプルの出力にexp (2πj(n
1N/4+1/2)/2N)を乗算し実数成分を出力す
る乗算部から構成されていることを特徴とする。
さらに、本発明の改良DCTの順変換計算装置で用いら
れている前処理用乗算部は、 順変換用ウィンドウ部で順変換用ウィンド°つを乗算し
て得られたNサンプル(第0番から第N−1番まで)の
入力信号に対して、第0番から第N/4−1番までのN
/4サンプルの入力信号を逆極性として第3N74番か
ら第N番までの第1の中間信号とし、第N/4番から第
N−1番までの3N/4サンプルの入力信号を第0番か
ら第3N/4−1番までの第1の中間信号とし、得られ
たNサンプルの第1の中間信号の2n番目の信号からN
−1−2n番目の信号を減算してn番目の第2の中間信
号(第0番から第N/2−1番まで)とする減算部と、 第2のn番目の中間信号にexp(−2πj n/N)
を乗算する乗算部とから構成されていることを特徴とす
る。
さらに、本発明の改良DCTの順変換計算装置で用いら
れている後処理用乗算部は、 N/2ザンプルのFFT部の出力のに番目の信号にex
p (−2πj(k+1/2)/2N)を乗算し実数成
分を出力する乗算部から構成されていることを特徴とす
る。
さらに、本発明の改良DCTの逆変換計算装置で用いら
れている前処理用乗算部は、 順変換計算装置により生成されたNサンプルの第0番目
から第N/2−2番目まで2k番目の信号をに番目の第
3の中間信号とし、前記順変換計算装置により生成され
たNサンプルの第1番目からN/2−1番目までの2k
+1番目の信号をN−1−に番目の第3の中間信号とし
、第3のに番目の中間信号とexp(2πjk/N)の
乗算結果をに番目の信号として出力する乗算部から構成
されていることを特徴とする。
さらに、本発明の改良DCTの逆変換計算装置で用いら
れている後処理用乗算部は、 N/2サンプルの逆FFT部の出力のn番目の信号とe
xp (2zj(n+1/2)/2N)の乗算結果の実
数成分を第4の中間信号とし、第0番目から第N/4−
1番目までの第4の中間信号を極性を反転して第3N/
4−1番目からN/2番目の信号(逆順)と第3N74
番目からN番目の信号として出力し、第N/4番目から
第N/2−1番目からまでの第4の中間信号を同極性で
第0番目からN/4−1番目の信号および第N/2−1
番目からN/4番目の信号(逆順)として出力する乗算
部から構成されていることを特徴とする。
〔作用〕
従来積和演算で行っていた線形順変換および線形逆変換
にはFFT(高速フーリエ変換)を利用することができ
る。
順変換式(5)は式(3)を代入して変形するとy(m
、  k) すためには、nがNから5N/4−1の場合を0からN
/4−1までに−Nシフトすると同時に、xh (n)
の符号を逆極性にすればよい。したがって、信号x2 
(n)を以下のようにおき、jを虚数と定義すると、x
2(n)=−xh(n+3N/4)  O≦n<N/4
   (Ila)x2(n) −xh(n−N/4) 
 N/4≦n<N     (llb)y(m、 k) となる。
cosには以下の性質がある。
cos (2π(k+1/2) (n+1/2)/N)
=  CO5(27Z  (k+1/2)((n−N)
+1/2+N)/Nl=  cos  (2π (k+
1/2)((n−N)+1/2)/N+2π (k+1
/2)N/N)= −cos (2π(k+1/2)(
(n−N)+1/2)/N)    (10)つまり、
nを−Nシフトすることは、偏角を2π(k+1/2)
つまりπの奇数倍シフトすることであり、cosは絶対
値は同じであるが符号が正負反転する。
このことを利用して式(9)の右辺のxhのN/4を消
−real [受x2(n)exp (−2πj(k+
1/2)(n+1/2)/N) ]XeXp (−2z
j(k+1/2)/2N−2πj(k+1/2)n/N
) ]= real [exp (−2’yrj(k+
1/2)/2N)= real [exp (−2xj
(k+1/2)/2N)=  real  [exp 
 (−2πj(k+1/2)/2N)・ ・ ・(12
) となる。
ここで、 x3(n)  = x2(n)exp(−2πjn/2
N)とおくと、 y(m、 k) = real [exp [−2πj(k+1/2)/
2N)X 受x3(n)exp (−2πjkn/N)
]      (14)となる。
式(14)のΣ以降は、信号x3 (n)に対してN点
のFFTを実行していることを示している。FFTの操
作は次式で示されるので、式(14)より式(16)が
得られる。
xf (m+ k) Σx3(n)exp(−2rr jkn/N)y(m、
  k) = real [exp (−2πj(k+1/2)/
2N) xf(m、 k)] (16)つまり、順変換
用ウィンドウをかけたあとの入力信号にh(n)を式(
11)にしたがって並びかえたx2(n)をつ(す、式
(13)にしたがって各信号に2(n)にexp (−
2πj n/2N)を乗算し、式(15)にしたがって
N点のFFTを実行し、式(16)にしたがってFFT
の出力にexp (−2πj(k+1/2)/2N)を
乗算して実数成分を求めれば、順変換式(5)と同じ結
果が得ることができる。必要な乗算回数は、FFTの入
力を得るためにN回、FFTで最大NIog2N回、F
FT後にN回である。Nが大きくなると、必要な乗算回
数の合計N(2+log2N)はほぼ旧OgJ回に等し
くなる。必要な加算回数は、FFTの2NlogJ回で
ある。したがって、乗算回数と加算回数は、従来方式に
比較して乗算回数はN2回からNIOgJ回に、加算回
数はN(N−1)から2Nlog、N回に削減すること
が可能である。
線形逆変換は、式(6)に式(3)を代入して変形する
と、 xt(m、  n) y2(m、  k) = y(m、  k)exp (2πj(N/4+1/
2)k/N)      (18)y3(m、  n) Xexp (2zj(n+N/4+1/2)(k+1/
2)/N)=2/N real [Σy(m、  k) X exp (2πj (n+N/4+1/2) /2
N+2 πj (n+N/4+1/2) k/N )=
2/N real [exp (2πj(n+N/4+
1/2)/2Nl=2/N real [exp (2
πj(n+N/4+1/2)/2N)=2/N rea
l [exp (2πj(n+N/4+1/2)/2N
)である。次式の定義を行う。
] 式(19)は信号V2(m、 k)に対する逆FFTを
示している。式(18)と式(19)を式(17)に代
入すると、xt(m、 n) = 2/N real [exp (2πj(n+N/
4+1/2)/2Nl y3(m、 n)]・・・(2
0) つまり、式(18)にしたがって各信号y(+n、 k
)にexp (2πj(N/4+1/2)k/Nlを乗
算し、式(19)にしたがってN点の逆FFTを行い、
式(20)にしたがって逆FFTの出力に2exp (
2πj(n+N/4+1/2)/2N)/Nを乗算して
実数成分を求めれば、逆変換式(6)と同じ結果を得る
ことができる。
乗算回数と加算回数は、線形順変換と同様に、従来方式
に比較して乗算回数はN2回からNlog2N回に、加
算回数はN(N−1)から2Nlog2N回に削減する
ことが可能である。
次に、乗算回数をN2回から(N/2) Iogz (
N/2)回に、加算回数をN (N−1)から旧ogz
(N/2)回に削減する場合について説明する。
式(10)に示されるcosの性質を利用して式(9)
右辺のxhのN/4を消すためには、nがNから5N/
41の場合を0からN/4−1までに−Nシフトすると
同時に、xh (n)の符号を逆極性にすればよい。し
たがって、信号x2(n)を以下のようにおき、x2(
n)−−xh(n+3N/4)  O≦n<N/4  
 (21a)x2(n) =  xh(n−N/4) 
 N/4≦n < N    (21b)y(m、 k
) となる。
また、 O3 =  C05 =  C05 =  C05 =  −COS 式(22)のcosには以下の性質がある。
(2rc (k+1/2) (n+1/2)/N)(−
2z  (k+1/2)(n+1/2)/N)(2rc
 (k+1/2) ((N−n−1/2)−N)/N 
)(2π (k+1/2)((N−1−n)+1/2)
/N−2π (k+1/2)N/N)(2π(k+1/
2) ((N−n−1)+1/2)/Nl   (23
)つまり、nのかわりにN−1−n とおくと、cos
の値は絶対値は同じであるが符号が正負反転する。
このことを利用して式(22)を変形し、わが偶数と奇
数の場合で分離すると、 y(m、 k) Σ−x2(2n)cos  (2π (k+1/2)(
2n+1/2)/N)+  Σ x2(N−1−2n)
cos  (2π (k+1/2)(N−1−2n+1
/2)/N)Xcos (2π(k+1/2) (2n
+1/2)/N)       (24)信号x3 (
n)を以下のように定義し、jを虚数と定義すると、 x3(n) = x2(2n) −x2(N−1−2n
)  O≦n<N/2−1・ ・ ・(25) y(m、  k) xexp  f−2πj(k+1/2)/2N−2πj
(k−+1/2)n/N)  ]= real [ex
p (−2πj(k+1/2)/2Nl= real 
[exp (−2πj(k+1/2)/2N)= te
al [exp (−2πj(k+1/2)/2N)・
 ・ ・(26) となる。
ここで、 x4(n)  −x3(n)exp(−2πjn/N)
とおくと、 y(m+ k) = real [exp (−2πj(k+1/2)/
2N)となる。式(28)のΣ以降は、信号x4 (n
)に対し10g2(N/2) )はほぼ(N/2) I
ogz (N/2)回に等しくなる。必要な加算回数は
減算回数を含めて、x3(n)を得るためにN/2回と
FFTのNlogz(N/2)回である。Nが大きくな
ると、必要な加算回数の合計N (1/2+logz(
N/2)lはほぼ旧Ogz(N/2)回に等しくなる。
以上に示したように、従来方式に比較して、乗算回数は
N2回から(N/2) Iog2(N/2)回に、加算
回数はN(N−1)から旧0g2(N/2)回に削減す
ることが可能である。
上記のF F T ltN/2点の演算であるのでkが
OからN/2−1までのy(m、 k)が得られる。式
(23)はnとkについて対称であり、kに関するco
sの対称性を用いると式(22)は以下のように変形で
き、kがN/2からN−1までのy(m、 k)が得ら
れる。
y(m、 k) Σ −x2(n)cos  (2π ((N−1−k)
+1/2)(n+1/2)/N)=−y(m、N−1−
k) てN/2点のFFTを実行していることを示している。
FFTの操作は次式で示されるので、式(28)より式
(30)が得られる。
xf(m、 k) y(m、  k) =  real  [exp  (−2zj(k+1/
2)/2N)  xf(m、  k)]  (30)つ
まり、順変換用ウィンドウをかけたあとの入力信号xh
 (n)を式(21・)にしたがって並びかえた×2(
n)をつくり、式(25)にしたがってx2 (n)を
減算してx3 (n)を得、(27)にしたがって各信
号x3 (n)にexp(−2πjn/N)を乗算し、
式(29)にしたがってN/2点のFFTを実行し、式
(30)にしたがってFFTの出力にexp (−2z
j(k+1/2)/2N)を乗算して実数成分を求めれ
ば、順変換式(5)と同じ結果を得ることができる。必
要な乗算回数は、FFTの入力を得るためにN/2回、
FFTで最大で(N/2)1og2(N/2)回、FF
T後に(N/2)回である。Nが大きくなると、必要な
乗算回数の合計(N/2) (2+線形逆変換は、式(
6)に式(3)を代入して順変換と同様に変形すると、 xt(m+ n) ・ ・ ・(32) となる。
式の簡単化のために、 xt2(m、 n) = xt(m、 n−N/4)と
おくと、 xt2(…+ n) Xcos  (2π (n+1/2)(2k+1/2)
/N1式(31)を代入して xt2(m、  n) ・ ・ ・(35〉 となる。
ここで、y2(m、 k)を以下のように定義する。
y2(m、 k)= y(m、 2k)   O≦k<
N/4   (36a)y2(m、 k)= y(m、
 2k)   N/4≦k< N/2  (36b)式
(36b)は式(31)の性質を利用して、以下のよう
に定義すると、 y2(m、 k)=y(m、 N−1−2k)   N
/4≦k < N/2  (36c)線形順変換装置内
の式(31)の操作を省略できる。
式(34)は、 xt2(m、 n) × Σy2(m、  k)exp (2πj (2n+
1)k/N)  ]=4/N real [exp (
2πj(n+1/2)/2N)=4/N real [
exp (2πj(n+1/2)/2Nl・ ・ ・(
37) である。次式の定義を行う。
y3(m+ k) = y2(+n、 k)exp (2πjk/N)y4
(m+ n) Xexp (2πj(n+1/2)(2k+1/2)/
Nl ]xexp (2πj(n+1/2)/2N+2
πj(n+1/2)2k/N) ]=4/N real
 [exp f2πj(n+1/2)/2N)式(39
)は信号y3(m、 k)に対する逆FFTを示してい
る。式(38)と式(39)を式(37)に代入すると
、xt2(m、 n) = 4/N real [exp (2πj(n+1/
2)/2N) y4(m+ n)]・・(40) つまり、入力信号y(m、 k)を式(34)にしたが
って並びかえたy2(m、 k)をつくり、式(38)
にしたがって各信号y2(m、 k)にexp (2π
j k/N)を乗算し、式(39)にしたがってN/2
点の逆FFTを行い、式(40)にしたがって逆FFT
の出力にexp (2πj(n+1/2) /2N )
を乗算して実数成分を求めれば、xt2(m、 n)が
得られる。xt2(m、 n)からxt(m、 n)に
変換するためには式(20)、 (23)、 (31)
より、xt(m、 3N/4−1−n) −xt(m、
 3N/4+n) =−xt2(m、 n)0≦n<N
/4   (41a) xt(m、 n−N/4) −xt(m、 3N/4−
1−n) −xt2(m+ n)N/4≦n<N/2−
1  <41b)とおけば、逆変換式(6)と同じ結果
を得ることができる。
乗算回数と加算回数は、線形順変換と同様に、従来方式
に比較して乗算回数はN2回から(N/2) log2
(N/2)回に、加算回数はN(N−1)からNlog
2 (N/2)回に削減することが可能である。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図に基づいて説明する。
順変換部11は、入力ハッファ1.順変換用ウィンドウ
部22乗算部3.FFT部42乗算部6から構成されて
いる。
また、逆変換部12は、乗算部6.逆FFT部7乗算部
8.逆変換用ウィンドウ部9.出力バッファ10から構
成されている。
入力バッファ1.順変換用ウィンドウ部2.逆変換用ウ
ィンドウ部9と出力バッファ10は、第3図の従来の入
力バッファ31.順変換用ウィンドウ部32.逆変換用
ウィンドウ部35.−出力バッファ36とそれぞれと同
一であるので、従来とは異なる線形順変換部および線形
逆変換部についてのみ説明を行う。
線形順変換部は、乗算部3.FFT部49乗算部5から
構成される。乗算部3では、順変換用ウィンドウをかけ
たあとの入力信号xh (n)を式(11)にしたがっ
て並びかえたx2 (n)をつくり、式(13)にした
がって各信号x2 (n)にexp (−2yt jn
/2N)を乗算する。FFT部4では、乗算部3の出力
に対して式(I5)にしたがって■点のFFTを施す。
乗算部5では、式(16)にしたがってFFT部4の出
力にexp (−2πj(k+1/2)/2N)を乗算
し実数成分を出力する。
線形逆変換部は、乗算部6.逆FFT部72乗算部8か
ら構成される。乗算部6では、式(18)にしたがって
入力信号y(m、 k)にexp (2rc j (N
/4+1/2) k/N)を乗算する。逆FFT部7で
は、乗算部6の出力に対して式(19)にしたがってN
点の逆FFTを施す。乗算部8では、式(20)にした
がって逆FFT部7の出力に2exp (2πj (n
+N/4+1/2)/2N) /Nを乗算して実数成分
を出力する。
本発明の他の実施例を第2図に基づいて説明する。順変
換部21は、入力ハッファ1.順変換用ウィンドウ部2
.減算部239乗算部24.FFT部25乗算部26か
ら構成されている。また、逆変換部22は、乗算部27
.逆FFT部281乗算部29.逆変換用ウィンドウ部
9.出力パッファlOから構成されている。
入力バッファ1.順変換用ウィンドウ部2.逆変換用ウ
ィンドウ部9.出力バッファ10は、第3図の従来の入
力ハッファ31.順変換用ウィンドウ部32.逆変換用
ウィンドウ部35.出力バッファ36とそれぞれと同一
であるので、従来と異なる線形順変換部および線形逆変
換部についてのみ説明を行う。
線形順変換部は、減算部231乗算部24.FFT部2
59乗算部26から構成される。減算部23では、順変
換用ウィンドウをかけたあとの入力信号xh (n)を
式(21)にしたがって並びかえたx2(n)をつくり
、式(25)にしたがってx2 (n)を減算してx3
 (n)を得る。乗算部24では、式(27)にしたが
って各信号×3(n)にexp (−2πj n/N)
を乗算する。FF7部25では、式(29)にしたがっ
て乗算部24の出力にN/2点のFFTを施す。乗算部
26では、式(30)にしたがってFF7部25の出力
にexp (−2πj(k+1/2)/2N)を乗算し
実数成分を出力する。
線形逆変換部は、乗算部27.逆FFT部281乗算部
29から構成される。乗算部27では、入力信号y(m
、 k)を式(34)にしたがって並びかえたy2(m
、 k)をつくり、式(38)にしたがってexp (
2πjk/N)を乗算する。逆FFT部28では、式(
39)にしたがって乗算部27の出力に対してN/2点
の逆FFTを施ず。乗算部29では、式(40)にした
がって逆FFT部28の出力にexp (2πj(n+
N/4+1/2)/2N)を乗算して実数成分xt2(
m、 n)を求め、式(41)にしたがってxt(m、
 k)として出力する。
〔発明の効果〕
以上詳細に述べたように、本発明によれば従来積和演算
で行っていた線形順変換および線形逆変換にFFTを利
用することにより、乗算回数および加算回数を削減する
ことが可能であり、計算時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第3図は従来のMDCT
の計算装置の例を示す構成図である。 1・・・・・入力バッファ 2・・・・・順変換用ウィンドウ部 324・・・乗算部 4.25・・・FFT部 5.26・ 6.27・ 7.28・ 8.29・ 9 ・ ・ ・ 10・ ・ ・ 11.21・ 12.22・ 23・ ・ ・

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号を保持する入力バッファと、入力バッフ
    ァの出力信号に順変換用ウィンドウを乗算する順変換用
    ウィンドウ部と、順変換用ウィンドウ部の出力信号に線
    形順変換を施す線形順変換部からなる改良DCTの順変
    換計算装置において、線形順変換部は、 順変換用ウィンドウ部の出力信号に前処理を施す前処理
    用乗算部と、 前処理用乗算部の出力信号に高速フーリエ変換を施すF
    FT部と、 FFT部の出力信号に後処理を施す後処理用乗算部から
    構成されていることを特徴とする改良DCTの順変換計
    算装置。
  2. (2)前処理用乗算部は、順変換用ウィンドウ部で順変
    換用ウィンドウを乗算して得られたNサンプル(第0番
    から第N−1番まで)の入力信号に対して、第0番から
    第N/4−1番までのN/4サンプルの入力信号を逆極
    性として第3N/4番から第N番までの中間信号とし、
    第N/4番から第N−1番までの3N/4サンプルの入
    力信号を第0番から第3N/4−1番までの中間信号と
    し、得られたNサンプルの中間信号にexp(−2πj
    n/2N)を乗算する乗算部から構成されていることを
    特徴とする請求項1記載の改良DCTの順変換計算装置
  3. (3)後処理用乗算部は、FFT部のNサンプルの出力
    信号にexp{−2πj(k+1/2)/2N}を乗算
    し実数成分を出力する乗算部から構成されていることを
    特徴とする請求項2記載の改良DCTの順変換計算装置
  4. (4)入力信号に線形逆変換を施す線形逆変換部と、線
    形逆変換部の出力信号に逆変換用ウィンドウを乗算する
    逆変換用ウィンドウ部と、逆変換用ウィンドウ部の出力
    信号を保持する出力バッファからなる改良DCTの逆変
    換計算装置において、線形逆変換部は、 入力信号に前処理を施す前処理用乗算部と、前処理用乗
    算部の出力信号に逆高速フーリエ変換を施す逆FFT部
    と、 FFT部の出力信号に後処理を施す後処理用乗算部から
    構成されていることを特徴とする改良DCTの逆変換計
    算装置。
  5. (5)前処理用計算部は、請求項3記載の順変換計算装
    置により生成されたNサンプルの信号にexp{2πj
    (N/4+1/2)k/N}を乗算する乗算部から構成
    されていることを特徴とする請求項4記載の改良DCT
    の逆変換計算装置。
  6. (6)後処理用乗算部は、逆FFT部のNサンプルの出
    力にexp{2πj(n+N/4+1/2)/2N}を
    乗算し実数成分を出力する乗算部から構成されているこ
    とを特徴とする請求項5記載の改良DCTの逆変換計算
    装置。
  7. (7)前処理用乗算部は、 順変換用ウィンドウ部で順変換用ウィンドウを乗算して
    得られたNサンプル(第0番から第N−1番まで)の入
    力信号に対して、第0番から第N/4−1番までのN/
    4サンプルの入力信号を逆極性として第3N/4番から
    第N番までの第1の中間信号とし、第N/4番から第N
    −1番までの3N/4サンプルの入力信号を第0番から
    第3N/4−1番までの第1の中間信号とし、得られた
    Nサンプルの第1の中間信号の2n番目の信号からN−
    1−2n番目の信号を減算してn番目の第2の中間信号
    (第0番から第N/2−1番まで)とする減算部と、 第2のn番目の中間信号にexp(−2πjn/N)を
    乗算する乗算部とから構成されていることを特徴とする
    請求項1記載の改良DCTの順変換用計算装置。
  8. (8)後処理用乗算部は、N/2サンプルのFFT部の
    出力のk番目の信号にexp{−2πj(k+1/2)
    /2N}を乗算し実数成分を出力する乗算部から構成さ
    れていることを特徴とする請求項7記載の改良DCTの
    順変換計算装置。
  9. (9)前処理用乗算部は、請求項8記載の順変換計算装
    置により生成されたNサンプルの第0番目から第N/2
    −2番目まで2k番目の信号をk番目の第3の中間信号
    とし、前記順変換計算装置により生成されたNサンプル
    の第1番目からN/2−1番目までの2k+1番目の信
    号をN−1−k番目の第3の中間信号とし、第3のk番
    目の中間信号とexp(2πjk/N)の乗算結果をk
    番目の信号として出力する乗算部から構成されているこ
    とを特徴とする請求項4記載の改良DCTの逆変換用計
    算装置。
  10. (10)後処理用乗算部は、N/2サンプルの逆FFT
    部の出力のn番目の信号とexp{2πj(n+1/2
    )/2N}の乗算結果の実数成分を第4の中間信号とし
    、第0番目から第N/4−1番目までの第4の中間信号
    を極性を反転して第3N/4−1番目からN/2番目の
    信号(逆順)と第3N/4番目からN番目の信号として
    出力し、第N/4番目から第N/2−1番目からまでの
    第4の中間信号を同極性で第0番目からN/4−1番目
    の信号および第N/2−1番目からN/4番目の信号(
    逆順)として出力する乗算部から構成されていることを
    特徴とする請求項9記載の改良DCTの逆変換計算装置
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