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JPH06266747A - Dct/逆dct演算装置 - Google Patents

Dct/逆dct演算装置

Info

Publication number
JPH06266747A
JPH06266747A JP5200493A JP5200493A JPH06266747A JP H06266747 A JPH06266747 A JP H06266747A JP 5200493 A JP5200493 A JP 5200493A JP 5200493 A JP5200493 A JP 5200493A JP H06266747 A JPH06266747 A JP H06266747A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dct
dimensional
order
inverse
inverse dct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5200493A
Other languages
English (en)
Inventor
Aoi Kitaura
あおい 北浦
Kenji Kawahara
健児 川原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP5200493A priority Critical patent/JPH06266747A/ja
Publication of JPH06266747A publication Critical patent/JPH06266747A/ja
Priority to US08/539,753 priority patent/US5528533A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/14Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/147Discrete orthonormal transforms, e.g. discrete cosine transform, discrete sine transform, and variations therefrom, e.g. modified discrete cosine transform, integer transforms approximating the discrete cosine transform

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  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は演算速度が速く、演算精度が高いD
CT/逆DCT演算装置を提供することにある。 【構成】 入力画像データをアルゴリズムBを用いた1
次元N次DCT/逆DCT演算器1に入力し1次元N次
逆DCT演算を行って、M次元N次逆DCTの中間結果
として中間結果用メモリ10に格納する。同様にして、
中間結果メモリ10のデータを入力として1次元N次D
CT/逆DCT演算器2において、1次元N次逆DCT
演算を行ない、結果を中間結果用メモリ10に出力す
る。同様の処理を1次元N次DCT/逆DCT演算器M
まで行う。最終的に得られた演算結果を出力データとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多次元のDCTあるい
は逆DCTを行う演算装置に関し、特に画像データの符
号化/復号化装置に含まれるDCT/逆DCT演算装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】離散コサイン変換(DCT)は、処理方
法が簡単なため、画像の情報圧縮によく用いられてい
る。
【0003】M次元N次DCTと逆DCTは、次の式で
与えられる。
【0004】M次元N次DCT:(式1)
【0005】
【数1】
【0006】M次元N次逆DCT:(式2)
【0007】
【数2】
【0008】ここで、 f(i1 ,i2 ,…,iM ):DCT入力または逆DC
T出力 F(u1 ,u2 ,…,uM ):DCT出力または逆DC
T入力 である。
【0009】画像圧縮に利用される2次元8次DCTお
よび逆DCTは次式で与えられる。
【0010】2次元8次DCT:(式3)
【0011】
【数3】
【0012】2次元8次逆DCT:(式4)
【0013】
【数4】
【0014】画像圧縮の場合、 f(i1 ,i2 )は原画像または復元された画像の画素
値 F(u1 ,u2 )は圧縮された画像の画素値 に相当する。
【0015】一般にM次元N次DCTはM回の1次元N
次DCTを順次行うことをで実現できる。例えば先に示
した2次元8次DCTは、まず行(水平)方向の1次元
8次DCTを実行し、次いでこの変換結果に対して列
(垂直)方向の1次元8次DCTを実行することで実現
できる。
【0016】すなわち、式(3)の2次元8次DCT
は、次の式のように分解できる。
【0017】行(水平)1次元8次DCT:(式5)
【0018】
【数5】
【0019】列(垂直)1次元8次DCT:(式6)
【0020】
【数6】
【0021】ここで、FR (i1 ,u2 )(i1 ,u2
=0,…,7):行変換の出力値である。
【0022】上記の性質は逆DCTについても成立す
る。
【0023】1次元8次DCTおよび逆DCTの演算方
法には、例えば次のようなものが知られている。
【0024】(1)1次元8次DCTおよび逆DCT演
算式をそのまま用いる方法。以下、アルゴリズムAとす
る。
【0025】(2)高速アルゴリズムを用いる方法。以
下、アルゴリズムBとする。
【0026】アルゴリズムBについては、他社開発のD
CT専用LSIのいくつかに採用されているLee方式
を例として用いる。(参考文献:Lee B.G,“A
New Algorithm to Compute
the DiscreteCosine Trans
form,”IEEE Transacionson
Acoustics,Speech,and Sign
al Processing,ASSP−32,no.
6,pp1243−1245,Dec.1984.) 従来の技術では、M次元N次DCT/逆DCTは同じ演
算アルゴリズムによる1次元N次DCT/逆DCTを繰
り返して行うことで実現されている。
【0027】このようなM次元N次DCT/逆DCT演
算装置をハードウエアにより実現する場合、中間結果の
打ち切りにより演算結果に誤差が発生する。この演算誤
差に関して、特に画像圧縮技術で用いられる2次元8次
逆DCTの場合について以下に述べる。
【0028】CCITT(国際電信電話諮問委員会)勧
告のテレビ電話/テレビ会議用符号化方式H.261に
規定された逆DCT演算精度の評価方法に従い、−25
6〜255の範囲の乱数を1万ブロック分発生させた時
の二乗平均誤差を演算精度の評価値として用いる。
【0029】ブロック全体の二乗平均誤差平均:(式
7)
【0030】
【数7】
【0031】また、2次元8次逆DCT演算を行った場
合の乗算回数と加算回数を加えたものを演算回数とす
る。
【0032】・列方向、行方向ともアルゴリズムAを用
いた場合の演算回数は128回(一般には2N2 回)、
演算精度は0.005である。
【0033】・列方向、行方向ともアルゴリズムBを用
いた場合の演算回数は41回(一般には2Nlog2
−N+1回)、演算精度は0.013である。
【0034】ここで、逆DCT演算には16ビット乗算
器と32ビット加算器を用いており、列方向1次元8次
逆DCT演算結果を16ビットに丸め、行方向1次元8
次逆DCT演算結果(IDCT結果)を9ビットに丸め
た結果について評価を行った。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のように、多
次元N次DCT/逆DCTを同じ演算アルゴリズムによ
る1次元N次DCT/逆DCTを繰り返して行う構成と
した場合、各1次元N次DCT/逆DCTにアルゴリズ
ムAを採用すると演算精度が高い反面、演算回数が多い
ので演算速度が遅い。また、各1次元N次DCT/逆D
CTにアルゴリズムBを採用すると演算回数が少ないの
で演算速度は速い反面、演算精度が低いといった問題が
あった。
【0036】本発明は演算速度が速く、演算精度が高い
DCT/逆DCT演算装置を提供することを目的とす
る。
【0037】
【課題を解決するための手段】本発明のDCT/逆DC
T演算装置は、 1次元DCT/逆DCTをM回行うN
M 要素に対するM次元のDCT/逆DCT演算装置であ
って、異なった複数種類の演算アルゴリズムにて1次元
DCT/逆DCT演算を行うM個の1次元DCT/逆D
CT演算手段と、各回の1次元DCT/逆DCT演算結
果を格納する中間結果用メモリとを備えていることを特
徴とする。
【0038】
【作用】本発明による多次元DCT/逆DCT演算装置
では、1次元DCT/逆DCTをM回行う際に異なった
数種類のアルゴリズムを用いた演算を行い、アルゴリズ
ムAのみを用いた場合よりも演算速度を速め、アルゴリ
ズムBのみを用いた場合よりも演算精度を高くする作用
をもつ。
【0039】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
【0040】図1は本発明のM次元N次DCT/逆DC
T演算装置の基本構成図である。図面において、1〜M
は複数種類の演算アルゴリズムを用いた1次元N次DC
T/逆DCT演算器であり、10は1次元N次DCT/
逆DCT演算器の中間結果用メモリーである。
【0041】図2は図1における多次元N次DCT/逆
DCT演算装置の一構成例である2次元8次DCT/逆
DCT演算装置の基本構成図である。図面において、2
1は演算アルゴリズムBを用いた1次元8次DCT/逆
DCT演算器B、22は演算アルゴリズムAを用いた1
次元8次DCT/逆DCT演算器Aであり、20は1次
元8次DCT/逆DCT演算器B21の中間結果用メモ
リーである。
【0042】1次元8次DCT/逆DCT演算器B21
の出力は、中間結果用メモリ20の入力に接続されてい
る。中間結果用メモリ20の出力は、1次元8次DCT
/逆DCT演算器A22の入力に接続されている。
【0043】1次元8次DCT/逆DCT演算器B21
の内部の信号の流れ図を図3に示す。1次元8次DCT
/逆DCT演算器A22の内部の信号の流れ図を図4に
示す。中間結果用メモリ20の内部の信号の流れ図を図
5に示す。
【0044】次に、2次元8次逆DCT演算の動作を説
明する。
【0045】図2において、入力画像データをアルゴリ
ズムBを用いた1次元8次DCT/逆DCT演算器B2
1に入力し列方向に1次元8次逆DCT演算を行って、
2次元8次逆DCTの中間結果として中間結果用メモリ
20に格納する。中間結果用メモリ20に格納してある
データは入力データfC として1次元8次DCT/逆D
CT演算器A22に入力される。アルゴリズムAを用い
た1次元8次DCT/逆DCT演算器A22は行方向に
1次元8次逆DCT演算を行って、得られた演算結果を
出力データとする。
【0046】以上より、本実施例による2次元8次逆D
CT演算を行った場合と従来技術で行った場合の演算回
数と演算精度について比較すると次のようになる。
【0047】・行方向、列方向共にアルゴリズムAを用
いた場合で演算回数128回、演算精度0.005、 ・行方向、列方向共にアルゴリズムBを用いた場合で演
算回数41回、演算精度0.013、 ・行方向にアルゴリズムB、列方向にアルゴリズムAを
用いた場合で演算回数84回、演算精度0.010 実施例に示した2次元8次DCT/逆DCT演算装置の
例に見られるように、本発明の装置は (1)アルゴリズムAだけを用いた時よりも、演算時間
が短い。
【0048】(2)アルゴリズムBだけを用いた時より
も、演算精度が高い。
【0049】という特徴をもち、従来技術よりも演算速
度が速く演算精度も高いといった両方の利点を持つ。
【0050】ところで、ここでは2次元逆DCT演算に
おける本発明の効果について述べているが、多次元にな
るにつれて従来技術よりも本発明の効果が著しく現れ、
高速で高精度な演算が可能になる。
【0051】
【発明の効果】本発明のDCT/逆DCT演算装置は、
異なった複数種類の演算アルゴリズムにて1次元DCT
/逆DCT演算を行うM個の1次元DCT/逆DCT演
算手段と、各回の1次元DCT/逆DCT演算結果を格
納する中間結果用メモリとを備えているので、演算速度
が速く演算精度が高いDCT/逆DCT演算装置を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のM次元N次DCT/逆DCT
演算装置の基本構成図である。
【図2】本発明の実施例の2次元8次DCT/逆DCT
演算装置の基本構成図である。
【図3】1次元8次DCT/逆DCT演算器Bの内部の
信号の流れ図である。
【図4】1次元8次DCT/逆DCT演算器Aの内部の
信号の流れ図である。
【図5】中間結果用メモリの内部の信号の流れ図であ
る。
【符号の説明】
10、20 中間結果用メモリ 1〜M 1次元N次DCT/逆DCT演算器 21、22 1次元8次DCT/逆DCT演算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次元DCT/逆DCTをM回行うNM
    要素に対するM次元のDCT/逆DCT演算装置であっ
    て、異なった複数種類の演算アルゴリズムにて1次元D
    CT/逆DCT演算を行うM個の1次元DCT/逆DC
    T演算手段と、各回の1次元DCT/逆DCT演算結果
    を格納する中間結果用メモリとを備えていることを特徴
    とするDCT/逆DCT演算装置。
JP5200493A 1993-03-12 1993-03-12 Dct/逆dct演算装置 Pending JPH06266747A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5200493A JPH06266747A (ja) 1993-03-12 1993-03-12 Dct/逆dct演算装置
US08/539,753 US5528533A (en) 1993-03-12 1995-10-06 DCT/inverse DCT arithmetic unit using both of a first and second different algorithm to thereby provide an improved combination of speed and accuracy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5200493A JPH06266747A (ja) 1993-03-12 1993-03-12 Dct/逆dct演算装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06266747A true JPH06266747A (ja) 1994-09-22

Family

ID=12902686

Family Applications (1)

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JP5200493A Pending JPH06266747A (ja) 1993-03-12 1993-03-12 Dct/逆dct演算装置

Country Status (2)

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JP (1) JPH06266747A (ja)

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Also Published As

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US5528533A (en) 1996-06-18

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