JPH06266747A - Dct/逆dct演算装置 - Google Patents
Dct/逆dct演算装置Info
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- 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
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- inverse dct
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- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 27
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- ZVQOOHYFBIDMTQ-UHFFFAOYSA-N [methyl(oxido){1-[6-(trifluoromethyl)pyridin-3-yl]ethyl}-lambda(6)-sulfanylidene]cyanamide Chemical compound N#CN=S(C)(=O)C(C)C1=CC=C(C(F)(F)F)N=C1 ZVQOOHYFBIDMTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
- G06F17/147—Discrete 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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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
=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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
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。
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。
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
−N+1回)、演算精度は0.013である。
いた場合の演算回数は41回(一般には2Nlog2 N
−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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
る。
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)
- 【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。
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)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5200493A Pending JPH06266747A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Dct/逆dct演算装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5528533A (ja) |
JP (1) | JPH06266747A (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4035789B2 (ja) * | 1994-10-13 | 2008-01-23 | 富士通株式会社 | 逆離散コサイン変換装置 |
SE9703849L (sv) * | 1997-03-14 | 1998-09-15 | Ericsson Telefon Ab L M | Nedskalning av bilder |
SE9802286L (sv) * | 1998-06-26 | 1999-12-27 | Ericsson Telefon Ab L M | Effektiv nedskalning av DCT-komprimerade bilder |
US6766341B1 (en) | 2000-10-23 | 2004-07-20 | International Business Machines Corporation | Faster transforms using scaled terms |
US6961473B1 (en) | 2000-10-23 | 2005-11-01 | International Business Machines Corporation | Faster transforms using early aborts and precision refinements |
US7007054B1 (en) | 2000-10-23 | 2006-02-28 | International Business Machines Corporation | Faster discrete cosine transforms using scaled terms |
KR100465156B1 (ko) * | 2001-08-31 | 2005-01-13 | (주)씨앤에스 테크놀로지 | 분산산술처리방식의 dct/idct 연산기에 있어서연산오차 및 연산시간 감소방법 |
US7406123B2 (en) * | 2003-07-10 | 2008-07-29 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Visual complexity measure for playing videos adaptively |
US20070009166A1 (en) * | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Ju Chi-Cheng | Scalable system for discrete cosine transform and method thereof |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5268853A (en) * | 1989-12-01 | 1993-12-07 | Ricoh Company, Ltd. | Orthogonal transformation processor for compressing information |
JPH04242860A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-31 | Sony Corp | 演算装置 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5200493A patent/JPH06266747A/ja active Pending
-
1995
- 1995-10-06 US US08/539,753 patent/US5528533A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5528533A (en) | 1996-06-18 |
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