JPH11143860A

JPH11143860A - 直交変換装置

Info

Publication number: JPH11143860A
Application number: JP30568997A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Okose; 秀之大古瀬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28
Also published as: EP0921477B1; DE69831303D1; US6237012B1; EP0921477A3; EP0921477A2

Abstract

(57)【要約】【課題】直交変換装置が拡大・縮小をする場合、異な
る次数の直交変換装置を必要としてしまう。【解決手段】ｎ次元入力データ１１を変形情報制御手
段１５からの制御情報に従って並べ替え手段１２によっ
て各次元毎に並べ替え、直交変換に不必要なデータを０
とする。並べ替えたデータを直交変換手段１３により直
交変換を行い、変換したデータをレベル調整手段１４に
よりレベル調整を行いｎ次元出力データ１７が得られ
る。また、変形情報制御手段１５はｎ次元入力データ１
１の次数、ｎ次元出力データ１７の次数と直交変換手段
１３における各次元の直交変換可能な最大次数である変
形情報１６から並べ替え手段１２の並べ替えのパターン
とレベル調整手段１４のレベル調整値を決定するように
構成することで、入力と出力の各次元の次数が、それぞ
れの次元において直交変換を行うことが可能な最大次数
の約数であるならば、直交変換を行うことが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像データの直
交変換において、入力データを拡大あるいは縮小して直
交変換することが可能な直交変換装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、動画像の縮小方法としては特開平
５−１４３７２３号公報に記載されたものが知られてい
る。また、拡大方法は特開平４−２００３６２号公報に
記載されたものが知られている。これらの中で示されて
いる拡大、縮小方法では、入力が８行８列離散コサイン
変換（ＤＣＴ）係数を対象としている。

【０００３】図９に画像サイズを縮小する従来の逆ＤＣ
Ｔ装置を示す。図９において、切換スイッチ９５は、入
力端子ａ、ｂおよびｃを有し、それぞれ、８×８逆ＤＣ
Ｔ回路９２、４×４逆ＤＣＴ回路９３および２×２逆Ｄ
ＣＴ回路９４の出力にそれぞれ接続されており、操作ス
イッチ９６からの指示により、制御回路９７から供給さ
れる制御信号に基づいて、それらのうちいずれかの入力
端子が選択、設定され、画素データ９８を出力する。８
×８逆ＤＣＴ回路９２は、８×８ＤＣＴ係数９１につい
て、逆ＤＣＴ処理を行う回路である。４×４逆ＤＣＴ回
路９３は、４×４ＤＣＴ係数について、逆ＤＣＴ処理を
行い、画像サイズを縦横とも半分に変換する回路であ
り、また、２×２逆ＤＣＴ回路９４は２×２ＤＣＴ係数
について逆ＤＣＴ処理を行い、画像サイズを４分の１に
変換する回路である。ここで、入力が８×８ＤＣＴ係数
９１のとき、８×８逆ＤＣＴ回路９２には８×８ＤＣＴ
係数９１のまま入力され、逆ＤＣＴ処理を施された結果
が８×８画素データとなる。画像縮小時については、２
分の１するときは、８×８ＤＣＴ係数９１の低域成分の
４×４ＤＣＴ係数が４×４逆ＤＣＴ回路９３に入力さ
れ、逆ＤＣＴ処理を施された結果が４×４画素データと
なり、２分の１のサイズの画像になる。４分の１すると
きは、８×８ＤＣＴ係数９１の低域成分の２×２ＤＣＴ
係数が２×２逆ＤＣＴ回路９４に入力され、逆ＤＣＴ処
理を施された結果が２×２画素データとなり、４分の１
のサイズの画像になる。

【０００４】次に、図１０に画像サイズを拡大する従来
の逆ＤＣＴ装置を示す。図１０において、拡大ブロック
生成手段１０２は８×８ＤＣＴ係数１０１を低域成分と
して、高域成分を０とするＮ１×Ｎ２サイズの新たなＤ
ＣＴ係数（Ｎ１、Ｎ２とも８より大きい整数）を生成す
る。この新たなＮ１×Ｎ２ＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ手段１
０３により逆ＤＣＴ処理を施すことで、Ｎ１×Ｎ２画素
データ１０４が生成され、縦方向にＮ１／８倍、横方向
にＮ２／８倍された画像が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この拡大・縮小が可能
な直交変換装置をハードウェアで実現する際に、拡大・
縮小用の逆ＤＣＴ回路がそれぞれ必要となり、ｎ次逆Ｄ
ＣＴ回路（ｎは自然数）が必要となる。そこで、ｎ個の
逆ＤＣＴ回路が必要なため、それぞれの次数に対して新
たにｎ次逆ＤＣＴ回路を設計する必要がある。さらに、
ｎ個の逆ＤＣＴ回路を組みあわせるために回路規模が大
きくなるという問題がある。

【０００６】本発明は、従来のこのような拡大・縮小が
可能な直交変換装置をハードウェアで実現する際に回路
規模が大きくなってしまうという課題を考慮し、その回
路規模が小さい直交変換装置を提供することことを目的
とする。

【０００７】また、本発明は、違う次数の直交変換装置
を新たに必要とせず、現在使用している直交変換装置を
用いて拡大・縮小が可能な直交変換装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、ｎ次元入力データ（ｎは自然数）を並べ替
え、直交変換に不必要なデータを０とする並べ替え手段
と、ｎ次元直交変換を行う直交変換手段と、前記直交変
換手段のｎ次元出力データのレベルを調整するレベル調
整手段と、変形情報により前記並べ替え手段および前記
レベル調整手段を制御する変形情報制御手段を備える構
成とした。

【０００９】また、ｎ次元入力データを並べ替え、直
交変換に不必要なデータを０とする並べ替え手段と、ｎ
次元直交変換とレベル調整を行う直交変換手段と、変形
情報により前記並べ替え手段および前記直交変換手段を
制御する変形情報制御手段を備える構成とした。

【００１０】また、２次元入力データの行もしくは列方
向の１次元データを並べ替え、直交変換に不必要なデー
タを０とする第１の並べ替え手段と、１次元直交変換を
行う第１の直交変換手段と、前記第１の直交変換手段の
出力データを保持し、転置する転置手段と、転置したデ
ータを並べ替え、直交変換に不必要なデータを０とする
第２の並べ替え手段と、１次元直交変換を行う第２の直
交変換手段と、２次元直交変換を行った後のデータのレ
ベルを調整するレベル調整手段と、各手段のデータの入
出力タイミングを制御するタイミング制御手段と、変形
情報により前記第１および第２の並べ替え手段、前記レ
ベル調整手段および前記タイミング制御手段を制御する
変形情報制御手段を備える構成とした。

【００１１】また、２次元データの行もしくは列方向の
１次元データを並べ替え、直交変換に不必要なデータを
０とする並べ替え手段と、１次元直交変換を行う直交変
換手段と、前記直交変換手段の出力データを保持し、転
置する転置手段と、２次元直交変換を行った後のデータ
のレベルを調整するレベル調整手段と、前記直交変換手
段の出力データを前記レベル調整手段もしくは前記転置
手段に選択的に与える選択手段と、各手段のデータの入
出力タイミングを制御するタイミング制御手段と、変形
情報により前記並べ替え手段、前記レベル調整手段およ
び前記タイミング制御手段を制御する変形情報制御手段
を備える構成とした。

【００１２】これにより、拡大・縮小が可能な直交変換
装置が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ｎ次元直交変換（ｎは自然数）を行う直交変換装
置あって、ｎ次元入力データを並べ替え、直交変換に不
必要なデータを０とする並べ替え手段と、ｎ次元直交変
換を行う直交変換手段と、前記直交変換手段のｎ次元出
力データのレベルを調整するレベル調整手段と、変形情
報により前記並べ替え手段および前記レベル調整手段を
制御する変形情報制御手段を備えることを特徴とする直
交変換装置で、変形情報からデータを並べ替え、変換に
不要なデータを０として直交変換し、レベルの調整をす
ることで拡大・縮小した出力データが得られる。

【００１４】本発明の請求項５に記載の発明は、ｎ次
元直交変換（ｎは自然数）を行う直交変換装置あって、
ｎ次元入力データを並べ替え、直交変換に不必要なデー
タを０とする並べ替え手段と、ｎ次元直交変換とレベル
調整を行う直交変換手段と、変形情報により前記並べ替
え手段および前記直交変換手段を制御する変形情報制御
手段を備えることを特徴とする直交変換装置であり、変
形情報からデータを並べ替え、変換に不要なデータを０
として直交変換する。この時、直交変換を行う演算の中
でレベル調整を含めた演算を行うことで拡大・縮小した
出力データが得られる。

【００１５】本発明の請求項９に記載の発明は、２次元
直交変換を行う直交変換装置であって、２次元入力デー
タの行もしくは列方向の１次元データを並べ替え、直交
変換に不必要なデータを０とする第１の並べ替え手段
と、１次元直交変換を行う第１の直交変換手段と、前記
第１の直交変換手段の出力データを保持し、転置する転
置手段と、転置したデータを並べ替え、直交変換に不必
要なデータを０とする第２の並べ替え手段と、１次元直
交変換を行う第２の直交変換手段と、２次元直交変換を
行った後のデータのレベルを調整するレベル調整手段
と、各手段のデータの入出力タイミングを制御するタイ
ミング制御手段と、変形情報により前記第１および第２
の並べ替え手段、前記レベル調整手段および前記タイミ
ング制御手段を制御する変形情報制御手段を備えること
を特徴とする直交変換装置であり、変形情報から行方向
のデータを並べ替え、変換に不要なデータを０として１
次元直交変換し、変換データを保持して、行と列を転置
し、転置したデータの行方向に関してデータを並べ替
え、直交変換し、２次元直交変換後のデータのレベル調
整をすることで拡大・縮小した出力データが得られる。

【００１６】本発明の請求項１４記載の発明は、２次元
直交変換を行う直交変換装置であって、２次元データの
行もしくは列方向の１次元データを並べ替え、直交変換
に不必要なデータを０とする並べ替え手段と、１次元直
交変換を行う直交変換手段と、前記直交変換手段の出力
データを保持し、転置する転置手段と、２次元直交変換
を行った後のデータのレベルを調整するレベル調整手段
と、前記直交変換手段の出力データを前記レベル調整手
段もしくは前記転置手段に選択的に与える選択手段と、
各手段のデータの入出力タイミングを制御するタイミン
グ制御手段と、変形情報により前記並べ替え手段、前記
レベル調整手段および前記タイミング制御手段を制御す
る変形情報制御手段を備えることを特徴とした直交変換
装置であり、変形情報から行方向のデータを並べ替え、
変換に不要なデータを０として１次元直交変換し、変換
データを保持して、行と列を転置し、転置したデータの
行方向に関してデータを並べ替え、直交変換し、２次元
直交変換後のデータのレベル調整をすることで拡大・縮
小した出力データが得られる。この時、前記タイミング
制御手段により入力データまたは１次元直交変換後のデ
ータのどちらを前記直交変換手段により１次元直交変換
を行うかを制御する。

【００１７】以下、本発明の実施形態について、図面を
用いて説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１は請求項１に記載の
ｎ次元直交変換（ｎは自然数）を行う直交変換装置の構
成を示すブロック図である。図１において、１１はｎ次
元入力データ、１２は並べ替え手段、１３は直交変換手
段、１４はレベル調整手段、１５は変形情報制御手段、
１６は変形情報、１７はｎ次元出力データである。以下
にその動作の説明をする。

【００１９】ここでは説明の便宜を図るため、直交変換
手段１３が１次元８次逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）
を行い、入力データの次数が２^k(kは０から３の整数)の
場合を例に説明する。

【００２０】まず、１次元入力データ１１を変形情報制
御手段１５からの制御情報に従って並べ替え手段１２に
よって並べ替え、直交変換に不必要なデータを０とす
る。この時の並べ替え方法について、入力が８次デー
タ、４次データ、２次データ、１次データで、出力が８
次データ、４次データ、２次データ、１次データである
それぞれの場合について、図２、図３、図４、図５に示
す。並べ替えたデータを直交変換手段１３によって、１
次元８次逆ＤＣＴを行い、変換データをレベル調整手段
１４によってレベル調整することで８次または４次また
は２次または１次の１次元出力データ１７を得る。ま
た、変形情報制御手段１５は１次元入力データ１１の次
数、１次元出力データ１７の次数と直交変換手段１３に
おける直交変換可能な最大次数である変形情報１６から
並べ替え手段１２の並べ替えのパターンとレベル調整手
段１４のレベル調整値を決定する。

【００２１】ここで、１次元８次逆ＤＣＴを用いて、８
次または４次または２次または１次の入力データから８
次または４次または２次または１次の出力データが得ら
れる理由とレベル調整について（数１）、（数２）、
（数３）、（数４）、（数５）、（数６）を用いて説明
する。

【００２２】

【数１】

【００２３】（数１）に逆ＤＣＴ係数の一般式を示す。
この中で、Ｎは次数である。この一般式より、Ｃｎ＝ｃ
ｏｓ（ｎπ／１６）として、８次逆ＤＣＴ係数を（数
２）に、４次逆ＤＣＴ係数を（数３）に、２次逆ＤＣＴ
係数を（数４）に、１次逆ＤＣＴ係数を（数５）に示
す。

【００２４】

【数２】

【００２５】

【数３】

【００２６】

【数４】

【００２７】

【数５】

【００２８】まず、８次逆ＤＣＴを用いて４次入力デー
タから４次出力データを得ることを考える。ここで８次
逆ＤＣＴ係数（数２）と４次逆ＤＣＴ係数（数３）を比
較すると、コサインの係数が、a00とb00、a02とb01、a0
4とb02、a06とb03、a10とb10、a12とb11、a14とb12、a1
6とb13、a20とb20、a22とb21、a24とb22、a26とb23、a3
0とb30、a32とb31、a34とb32、a36とb33、がそれぞれ同
じである。そこで、４次入力データを図３（ｂ）のよう
に並べ替えて８次逆ＤＣＴを行う。これを（数６）に示
す。

【００２９】

【数６】

【００３０】並べ替えたデータを入力として８次逆ＤＣ
Ｔを行うと、y0、y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7の出力が
得られる。この中で、逆ＤＣＴ係数で一致している部分
は前述の通りであるため、 y0、y1、y2、y3が有効な出
力データとなる。次にレベル調整であるが、（数３）に
示す通り、４次入力データは全て１／√２倍されている
が、８次逆ＤＣＴでは全入力データを１／２倍してい
る。４次入力データを８次逆ＤＣＴを用いて演算する
と、４次逆ＤＣＴを用いた時と比べて出力データが全て
１／√２倍されている事がわかる。ここで、レベルの調
整を行うため、１次元８次逆ＤＣＴを行う直交変換手段
１３からの全出力データを√２倍する。これにより４次
逆ＤＣＴを用いたときと同じ結果が得られる。

【００３１】次に、８次入力データから４次出力データ
を得る場合であるが、８次入力データの低次の４データ
を用いて逆ＤＣＴを行う。この時、入力データを図２
（ｂ）に示すように並べ替え、前述の４次入力データか
ら４次出力データを得る場合と同様の並べ替えを行う。
逆ＤＣＴを行った後のレベル調整であるが、入力データ
自体が８次のデータであるため、逆ＤＣＴを行った後に
レベル調整をする必要はない。

【００３２】次に、４次入力データから８次出力データ
を得る場合であるが、図３（ａ）のように、この４次入
力データを低次のデータとして、かつ、高次のデータを
０として並べ替えて逆ＤＣＴを行う。レベル調整は、入
力データ自体が４次のデータであるため、４次入力デー
タから４次出力データを得るときと同様に全出力データ
を√２倍する。

【００３３】以上、８次入力データと４次入力データの
場合を説明したが、２次入力データ、１次入力データの
場合も、（数３）、（数４）の２式より同様のことが言
える。また、８次逆ＤＣＴを用いて、入力データが８
次、４次、２次、１次で、出力データが８次、４次、２
次、１次の場合のレベル調整の値をまとめて（表１）に
示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】以上のように１次元８次逆ＤＣＴを例とし
て説明したが、２次元以上の場合も入力データの各次元
に対して前述と同様の並べ替えを行い、逆ＤＣＴ後のデ
ータに対して各次元毎にレベル調整を行うことで構成で
きる。

【００３６】また、直交変換手段１３が任意の次数で１
次元逆ＤＣＴを構成するとき、入力と出力の次数が逆Ｄ
ＣＴを行うことが可能な最大次数の約数であるならば、
逆ＤＣＴを行うことが可能となる。また、１次元と同
様、２次元以上の場合についても可能である。

【００３７】また、直交変換手段１３が逆ＤＣＴを行う
ときを例としたが、ＤＣＴ、離散サイン変換、逆離散サ
イン変換、離散フーリエ変換、逆離散フーリエ変換それ
ぞれについても、並べ替え手段１２によってそれぞれの
変換に合わせて並べ替えを行い、直交変換手段１３によ
って直交変換を行い、レベル調整手段１４によってそれ
ぞれの変換に合わせてレベル調整を行うことで逆ＤＣＴ
と同様に構成することが可能である。また、それぞれの
直交変換を行うとき、高速アルゴリズムを用いて構成す
ることも可能である。

【００３８】（実施の形態２）図６は請求項５に記載の
ｎ次元直交変換（ｎは自然数）を行う直交変換装置の構
成を示すブロック図である。図６において、６１はｎ次
元入力データ、６２は並べ替え手段、６３は直交変換手
段、６４は変形情報制御手段、６５は変形情報、６６は
ｎ次元出力データである。以下にその動作の説明をす
る。

【００３９】ここでは説明の便宜を図るため、直交変換
手段６３が１次元８次逆ＤＣＴを行い、入力データの次
数が２^k(kは０から３の整数)の場合を例に説明する。

【００４０】まず、１次元入力データ６１を変形情報制
御手段６４からの制御情報に従って並べ替え手段６２に
よって並べ替え、直交変換に不必要なデータを０とす
る。この時の並べ替え方法について、入力が８次デー
タ、４次データ、２次データ、１次データで、出力が８
次データ、４次データ、２次データ、１次データである
それぞれの場合について、図２、図３、図４、図５に示
す。並べ替えたデータを直交変換手段６３によって、１
次元８次逆ＤＣＴを行い、さらにレベル調整（図示省
略）することで８次または４次または２次または１次の
１次元出力データ６６を得る。また、変形情報制御手段
６４は１次元入力データ６１の次数、１次元出力データ
６６の次数と直交変換手段６３における直交変換可能な
最大次数である変形情報６５から並べ替え手段６２の並
べ替えのパターンと直交変換手段６３のレベル調整値を
決定する。

【００４１】ここで、直交変換手段６３では、１次元逆
ＤＣＴとレベル調整を行うが、これについて次に説明す
る。

【００４２】逆ＤＣＴはコサイン係数と入力データの積
和演算の繰り返しで演算され、レベル調整は入力と出力
の次数の関係から（表１）の値を用いて全出力データに
対して行われる。このレベル調整は、レベル調整値と、
全出力データとの乗算を行うことである。これより、逆
ＤＣＴとレベル調整の２つの演算を同時に行うには、あ
らかじめレベル調整分を含めた逆ＤＣＴ係数を用意し、
変形制御手段６４のレベル調整値より決定される逆ＤＣ
Ｔ係数を用いて１次元逆ＤＣＴを行う。例えば、１次元
８次逆ＤＣＴを用いて４次入力データから４次出力デー
タを得る場合、前述の通り逆ＤＣＴの全出力データを√
２倍する必要があるが、８次逆ＤＣＴの全係数を√２倍
すれば同じ結果が得られる。

【００４３】以上のように１次元８次逆ＤＣＴを例とし
て説明したが、２次元以上の場合も入力データの各次元
に対して前述と同様の並べ替えを行い、各次元毎にレベ
ル調整分を含んだ逆ＤＣＴ係数を用いることで同様に構
成できる。

【００４４】また、直交変換手段６３が任意の次数で１
次元逆ＤＣＴを構成するとき、入力と出力の次数が逆Ｄ
ＣＴを行うことが可能な最大次数の約数であるならば、
逆ＤＣＴを行うことが可能となる。また、１次元と同
様、２次元以上の場合についても可能である。

【００４５】また、直交変換手段６３が逆ＤＣＴを行う
ときを例としたが、ＤＣＴ、離散サイン変換、逆離散サ
イン変換、離散フーリエ変換、逆離散フーリエ変換それ
ぞれについても、並べ替え手段６２によってそれぞれの
変換に合わせて並べ替えを行い、直交変換手段６３によ
って、それぞれの変換に合わせたレベル調整分を含んだ
直交変換係数を用いて直交変換を行うことで逆ＤＣＴと
同様に構成することが可能である。また、それぞれの直
交変換を行うとき、高速アルゴリズムを用いて構成する
ことも可能である。

【００４６】（実施の形態３）図７は請求項９に記載の
２次元直交変換を行う直交変換装置の構成を示すブロッ
ク図である。図７において、７０１は２次元入力デー
タ、７０２は並べ替え手段、７０３は直交変換手段、７
０４は転置手段、７０５は並べ替え手段、７０６は直交
変換手段、７０７はレベル調整手段、７０８は変形情報
制御手段、７０９変形情報、７１０タイミング制御手
段、７１１は２次元出力データである。以下にその動作
の説明をする。

【００４７】ここでは説明の便宜を図るため、直交変換
手段７０３、７０６が１次元８次逆ＤＣＴを行い、２次
元入力データ７０１が２^k行２^l列（ｋ、ｌはそれぞれ０
から３の整数）の場合を説明する。

【００４８】まず、２次元入力データ７０１の行方向の
データを変形情報制御手段７０８からの制御情報に従っ
て並べ替え手段７０２によって並べ替え、直交変換に不
必要なデータを０とする。この時、並べ替えるデータは
１次元２^l次データであり、図２、図３、図４、図５に
従って並べ替える。行方向について並べ替えたデータを
直交変換手段７０３によって１次元８次逆ＤＣＴを行
い、その結果を転置手段７０４で保持し、行と列を入れ
替えて出力する。行と列が入れ替えられた２次元データ
の行方向のデータを変形情報制御手段７０８からの制御
情報に従って並べ替え手段７０５によって並べ替え、直
交変換に不必要なデータを０とする。この時、並べ替え
るデータは１次元２^k次データであり、図２、図３、図
４、図５に従って並べ替える。並び換えたデータを直交
変換手段７０６によって１次元８次逆ＤＣＴを行い、レ
ベル調整手段７０７によってレベルの調整を行うことで
２次元出力データ７１１が得られる。また、変形情報制
御手段７０９は２次元入力データ７０１の次数、２次元
出力データ７１１の次数と直交変換手段７０３、７０６
における直交変換可能な最大次数である変形情報７０９
から並べ替え手段７０２、７０５の並べ替えのパターン
と、レベル調整手段７１１のレベル調整値と、タイミン
グ制御手段７１０への制御情報を決定する。また、タイ
ミング制御手段７１０は各手段におけるデータの入出力
タイミングを制御する。

【００４９】ここで、具体的に、入力が８行４列入力デ
ータで８行４列出力データを得る場合を例に説明する。
この時、行方向のデータは４次のデータで、これを並べ
替え手段７０２で図３（ｂ）のように並べ替えて直交変
換手段７０３で逆ＤＣＴを行う。このとき、（表１）に
示すように、直交変換手段７０３の全出力データをレベ
ル調整するため√２倍する必要があるが、ここでは行わ
ない。レベル調整を行っていないデータを転置手段７０
４にて転置し、行方向の８次データを並べ替え手段７０
５で図２（ａ）のように並べ替えて直交変換手段７０６
で逆ＤＣＴを行う。このとき、入力が８次であるため
（表１）よりレベル調整をする必要はない。レベル調整
手段７０７では、直交変換手段７０６の出力データを直
交変換手段７０３において必要とするレベル調整（√２
倍）と直交変換手段７０６において必要とするレベル調
整（１倍）を乗算した値である√２倍することでレベル
を調整する。ここで、演算の回数を考えると、直交変換
手段７０３において、４次のデータを８回演算する必要
があるが、直交変換手段７０６では８次のデータを４回
演算するだけで良い。この演算回数の制御を変形情報制
御手段７０８からの制御情報によりタイミング制御手段
７１０が各手段の制御を行う。

【００５０】以上、８行４列入力データの場合を説明し
たが、それ以外の２^k行２^l列入力データの場合も同様に
並べ替え、逆ＤＣＴを行い、レベル調整を行い、タイミ
ング制御手段により演算回数を制御することが可能であ
る。

【００５１】また、直交変換手段７０３、７０６におい
てレベル調整分を含んだ逆ＤＣＴ係数を用いることで逆
ＤＣＴとレベル調整を行う構成にすることも可能であ
る。また、直交変換手段７０３、７０６それぞれが任意
の次数で１次元逆ＤＣＴを構成するとき、入力と出力の
各次元の次数が逆ＤＣＴを行うことが可能な最大次数の
約数であるならば、逆ＤＣＴを行うことが可能となる。

【００５２】また、直交変換手段７０３、７０６が逆Ｄ
ＣＴを行うときを例としたが、ＤＣＴ、離散サイン変
換、逆離散サイン変換、離散フーリエ変換、逆離散フー
リエ変換それぞれについても、並べ替え手段７０２、７
０５によってそれぞれの変換に合わせて並べ替えを行
い、直交変換手段７０３、７０６によって直交変換を行
い、レベル調整手段７０７によってそれぞれの変換に合
わせてレベル調整を行うことで逆ＤＣＴと同様に構成す
ることが可能である。また、それぞれの直交変換を行う
とき、高速アルゴリズムを用いて構成することも可能で
ある。

【００５３】（実施の形態４）図８は請求項１４に記載
の２次元直交変換を行う直交変換装置の構成を示すブロ
ック図である。図８において、８０１は２次元入力デー
タ、８０２は並べ替え手段、８０３は直交変換手段、８
０４は選択手段、８０５は転置手段、８０６はレベル調
整手段、８０７は変形情報制御手段、８０８変形情報、
８０９タイミング制御手段、８１０は２次元出力データ
である。以下にその動作の説明をする。

【００５４】ここでは説明の便宜を図るため、直交変換
手段８０３が８次逆ＤＣＴを行い、２次元入力データ８
０１が２^k行２^l列（ｋ、ｌはそれぞれ０から３の整数）
の場合を説明する。

【００５５】まず、２次元入力データ８０１の行方向の
データを変形情報制御手段８０７からの制御情報に従っ
て並べ替え手段８０２によって並べ替え、直交変換に不
必要なデータを０とする。この時、並べ替えるデータは
１次元２^l次データであり、図２、図３、図４、図５に
従って並べ替える。行方向について並べ替えたデータを
直交変換手段８０３によって１次元８次逆ＤＣＴを行
い、選択手段８０４により演算結果を転置手段８０５に
転送し、転置手段８０５で保持し、行と列を入れ替えて
出力する。行と列が入れ替えられた２次元データの行方
向のデータを変形情報制御手段８０７からの制御情報に
従って並べ替え手段８０２によって並べ替え、直交変換
に不必要なデータを０とする。この時、並べ替えるデー
タは１次元２^k次データであり、図２、図３、図４、図
５に従って並べ替える。並び換えたデータを直交変換手
段８９３によって１次元８次逆ＤＣＴを行い、選択手段
８０４により演算結果をレベル調整手段８０６に転送
し、レベル調整手段８０６によってレベルの調整を行う
ことで２次元出力データ８１０が得られる。また、変形
情報制御手段８０７は２次元入力データ８０１の次数、
２次元出力データ８１０の次数と直交変換手段８０３に
おける直交変換可能な最大次数である変形情報８０８か
ら並べ替え手段８０２の並べ替えのパターンと、レベル
調整手段８０６のレベル調整値と、タイミング制御手段
８０９への制御情報を決定する。また、タイミング制御
手段８０９は各手段におけるデータの入出力タイミング
を制御する。さらに、１個の直交変換手段８０３を使っ
て２次元の演算を行うため、２次元入力データ８０１と
転置手段８０５の出力データのどちらを演算するかを、
また、直交変換手段８０３の演算結果を選択手段８０４
によって転置手段８０５とレベル調整手段８０６のどち
らに転送するかをタイミング制御手段８０９により制御
する。

【００５６】ここで、具体的に、入力が８行４列入力デ
ータで８行４列出力データを得る場合を例に説明する。
この時、行方向のデータは４次のデータで、これを並べ
替え手段８０２で図３（ｂ）のように並べ替えて直交変
換手段８０３で１回目の逆ＤＣＴを行う。このとき、
（表１）に示すように、直交変換手段８０３の全出力デ
ータをレベル調整するため√２倍する必要があるが、こ
こでは行わなず選択手段８０４によって転置手段８０５
にデータを転送する。レベル調整を行っていないデータ
を転置手段８０５にて転置し、行方向の８次データを並
べ替え手段８０２で図２（ａ）のように並べ替えて直交
変換手段８０３で２回目の逆ＤＣＴを行う。このとき、
入力が８次であるため（表１）よりレベル調整をする必
要はない。２回目の逆ＤＣＴを行った結果を選択手段８
０４によってレベル調整手段８０６に転送する。レベル
調整手段８０６では、選択手段８０４からのデータを１
回目の逆ＤＣＴにおいて必要とするレベル調整（√２
倍）と２回目の逆ＤＣＴにおいて必要とするレベル調整
（１倍）を乗算した値である√２倍することでレベルを
調整する。ここで、演算の回数を考えると、１回目の逆
ＤＣＴにおいて、４次のデータを８回演算する必要があ
るが、２回目の逆ＤＣＴでは８次のデータを４回演算す
るだけで良い。この演算回数の制御を変形情報制御手段
８０７からの制御情報によりタイミング制御手段８０９
が各手段の制御を行う。

【００５７】以上、８行４列入力データの場合を説明し
たが、それ以外の２^k行２^l列入力データの場合も同様に
並べ替え、レベル調整を行い、タイミング制御手段によ
り演算回数を制御することが可能である。

【００５８】また、直交変換手段８０３においてレベル
調整分を含んだ逆ＤＣＴ係数を用いることで逆ＤＣＴと
レベル調整を行う構成にすることも可能である。また、
直交変換手段８０３が任意の次数で１次元逆ＤＣＴを構
成するとき、入力と出力の各次元の次数が逆ＤＣＴを行
うことが可能な最大次数の約数であるならば、逆ＤＣＴ
を行うことが可能となる。

【００５９】また、直交変換手段８０３が逆ＤＣＴを行
うときを例としたが、ＤＣＴ、離散サイン変換、逆離散
サイン変換、離散フーリエ変換、逆離散フーリエ変換そ
れぞれについても、並べ替え手段８０２によってそれぞ
れの変換に合わせて並べ替えを行い、直交変換手段８０
３によって直交変換を行い、レベル調整手段８０６によ
ってそれぞれの変換に合わせてレベル調整を行うことで
逆ＤＣＴと同様に構成することが可能である。また、そ
れぞれの直交変換を行うとき、高速アルゴリズムを用い
て構成することも可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、直交変換
を行う装置に並べ替えとレベル調整と変形情報の制御を
行うハードウェアを追加するだけで、直交変換を行うこ
とができる最大次数の約数を入力、出力データとして拡
大・縮小が可能となる。

【００６１】また、本発明によれば、直交変換を行う装
置の係数を変え、並べ替えと変形情報の制御を行うハー
ドウェアを追加するだけで、直交変換を行うことができ
る最大次数の約数を入力、出力データとして拡大・縮小
が可能となる。

【００６２】また、本発明によれば、２次元直交変換を
行う装置に並べ替えとレベル調整と変形情報の制御を行
うハードウェアを追加するだけで、直交変換を行うこと
ができる最大次数の約数を入力、出力データとして拡大
・縮小が可能で、かつ、入力の次数に合わせて演算の回
数を減らすことが可能となる。

【００６３】また、本発明によれば、２次元直交変換を
行う装置に並べ替えとレベル調整と変形情報の制御を行
うハードウェアを追加するだけで、直交変換を行うこと
ができる最大次数の約数を入力、出力データとして拡大
・縮小が可能で、かつ、入力の次数に合わせて演算の回
数を減らすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による直交変換装置を示
すブロック図である。

【図２】本発明による入力データの並べ替えを示すブロ
ック図である。

【図３】本発明による入力データの並べ替えを示すブロ
ック図である。

【図４】本発明による入力データの並べ替えを示すブロ
ック図である。

【図５】本発明による入力データの並べ替えを示すブロ
ック図である。

【図６】本発明の実施の形態２による直交変換装置を示
すブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態３による直交変換装置を示
すブロック図である。

【図８】本発明の実施の形態４による直交変換装置を示
すブロック図である。

【図９】従来例による直交変換装置を示すブロック図で
ある。

【図１０】従来例による直交変換装置を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１１、６１・・・ｎ次元入力データ１２、６２、７０２、７０５、８０２・・・並べ替え
手段１３、６３、７０３、７０６、８０３・・・直交変換
手段１４、７０７、８０６・・・レベル調整手段１５、６４、７０８、８０７・・・変形情報制御手段１６、６５、７０９、８０８・・・変形情報１７、６６・・・ｎ次元出力データ７０１、８０１・・・２次元入力データ７０４、８０５・・・転置手段７１０、８０９・・・タイミング制御手段７１１、８１０・・・ｎ次元出力データ８０４・・・選択手段９１、１０１・・・８×８ＤＣＴ係数９２・・・８×８逆ＤＣＴ手段９３・・・４×４逆ＤＣＴ手段９４・・・２×２逆ＤＣＴ手段９５・・・切換スイッチ９６・・・操作スイッチ９７・・・制御回路９８・・・画素データ１０２・・・拡大ブロック生成手段１０３・・・逆ＤＣＴ手段１０４・・・Ｎ１×Ｎ２画素データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｎ次元直交変換（ｎは自然数）を行う直
交変換装置であって、ｎ次元入力データを並べ替え、直
交変換に不必要なデータを０とする並べ替え手段と、ｎ
次元直交変換を行う直交変換手段と、前記直交変換手段
のｎ次元出力データのレベルを調整するレベル調整手段
と、変形情報により前記並べ替え手段および前記レベル
調整手段を制御する変形情報制御手段とを備えることを
特徴とする直交変換装置。
【請求項２】前記直交変換手段は、それぞれの次数が
任意の自然数であるｎ個の直交変換を組み合わせてｎ次
元直交変換を行い、各次元の次数が前記直交変換の次数
の約数である前記ｎ次元入力データから各次元の次数が
前記直交変換の次数の約数であるｎ次元出力データが得
られる請求項１に記載の直交変換装置。
【請求項３】前記変形情報制御手段は、前記ｎ次元入
力データの次数と、前記変形情報と、前記直交変換手段
において直交変換を行うことが可能な最大の次数から、
前記並べ替え手段における並べ替え情報および前記レベ
ル調整手段におけるレベル調整値を決定する請求項１ま
たは２に記載の直交変換装置。
【請求項４】前記直交変換手段は、前記並べ替え手段
により並べ替えられた前記ｎ次元入力データを離散コサ
イン変換、逆離散コサイン変換、離散サイン変換、逆離
散サイン変換、離散フーリエ変換あるいは、逆離散フー
リエ変換する請求項１、２または３に記載の直交変換装
置。
【請求項５】ｎ次元直交変換（ｎは自然数）を行う直
交変換装置であって、ｎ次元入力データを並べ替え、直
交変換に不必要なデータを０とする並べ替え手段と、ｎ
次元直交変換とレベル調整を行う直交変換手段と、変形
情報により前記並べ替え手段および前記直交変換手段を
制御する変形情報制御手段を備えることを特徴とする直
交変換装置。
【請求項６】前記直交変換手段は、それぞれの次数が
任意の自然数であるｎ個の直交変換を組み合わせてｎ次
元直交変換を行い、かつ、直交変換の演算中にレベル調
整を行い、各次元の次数が前記直交変換の次数の約数で
ある前記ｎ次元入力データから各次元の次数が前記直交
変換の次数の約数であるｎ次元出力データが得られる請
求項５に記載の直交変換装置。
【請求項７】前記変形情報制御手段は、前記ｎ次元入
力データの次数と、前記変形情報と、前記直交変換手段
において直交変換を行うことが可能な最大の次数から、
前記並べ替え手段における並べ替え情報および前記直交
変換手段におけるレベル調整値を決定する請求項５また
は６に記載の直交変換装置。
【請求項８】前記直交変換手段は、前記並べ替え手段
により並べ替えられた前記ｎ次元入力データを離散コサ
イン変換、逆離散コサイン変換、離散サイン変換、逆離
散サイン変換、離散フーリエ変換あるいは、逆離散フー
リエ変換する請求項５、６または７に記載の直交変換装
置。
【請求項９】２次元直交変換を行う直交変換装置であ
って、２次元入力データの行もしくは列方向の１次元デ
ータを並べ替え、直交変換に不必要なデータを０とする
第１の並べ替え手段と、１次元直交変換を行う第１の直
交変換手段と、前記第１の直交変換手段の出力データを
保持し、転置する転置手段と、転置したデータを並べ替
え、直交変換に不必要なデータを０とする第２の並べ替
え手段と、１次元直交変換を行う第２の直交変換手段
と、２次元直交変換を行った後のデータのレベルを調整
するレベル調整手段と、前記各手段のデータの入出力タ
イミングを制御するタイミング制御手段と、変形情報に
より前記第１および第２の並べ替え手段、前記レベル調
整手段および前記タイミング制御手段を制御する変形情
報制御手段とを備えることを特徴とする直交変換装置。
【請求項１０】前記第１の直交変換手段は、１次元ｍ
次直交変換（ｍは自然数）を行い、前記第２の直交変換
手段は、１次元ｎ次直交変換（ｎは自然数）を行い、２
次元ｋ行ｌ列入力データ（ｋはｍの約数、ｌはｎの約
数）から２次元ｉ行ｊ列出力データ（ｉはｍの約数、
ｊはｎの約数）が得られる請求項９に記載の直交変換装
置。
【請求項１１】前記変形情報制御手段は、前記２次元
入力データの次数と、前記変形情報と、前記直交変換手
段において直交変換を行うことが可能な最大の次数か
ら、前記第１および第２の並べ替え手段における並べ替
え情報および前記レベル調整手段におけるレベルの調整
値を決定し、前記タイミング制御手段により各手段のデ
ータの入出力タイミングを決定する請求項９または１０
に記載の直交変換装置。
【請求項１２】前記タイミング制御手段は、前記変形
情報制御手段からの制御情報により前記第１および第２
の直交変換手段における直交変換する回数を変えること
を特徴とする請求項９、１０または１１に記載の直交変
換装置。
【請求項１３】前記第１および第２の直交変換手段
は、前記第１または第２の並べ替え手段により並べ替え
られた前記１次元データを離散コサイン変換、逆離散コ
サイン変換、離散サイン変換、逆離散サイン変換、離散
フーリエ変換あるいは、逆離散フーリエ変換する請求項
９、１０、１１または１２に記載の直交変換装置。
【請求項１４】２次元直交変換を行う直交変換装置で
あって、２次元データの行もしくは列方向の１次元デー
タを並べ替え、直交変換に不必要なデータを０とする並
べ替え手段と、１次元直交変換を行う直交変換手段と、
前記直交変換手段の出力データを保持し、転置する転置
手段と、２次元直交変換を行った後のデータのレベルを
調整するレベル調整手段と、前記直交変換手段の出力デ
ータを前記レベル調整手段もしくは前記転置手段に選択
的に与える選択手段と、前記各手段のデータの入出力タ
イミングを制御するタイミング制御手段と、変形情報に
より前記並べ替え手段、前記レベル調整手段および前記
タイミング制御手段を制御する変形情報制御手段とを備
えることを特徴とした直交変換装置。
【請求項１５】前記直交変換手段は、１次元ｎ次直交
変換（ｎは自然数）を行い、２次元ｋ行ｌ列入力データ
（ｋ、ｌはｎの約数）から２次元ｉ行ｊ列出力データ
（ｉ、ｊはｎの約数）が得られる請求項１４に記載の
直交変換装置。
【請求項１６】前記変形情報制御手段は、前記２次元
入力データの次数と、前記変形情報と、前記直交変換手
段において直交変換を行うことが可能な最大の次数か
ら、前記並べ替え手段における並べ替え情報および前記
レベル調整手段におけるレベルの調整値を決定し、前記
タイミング制御手段により各手段のデータの入出力タイ
ミングを決定する請求項１４または１５に記載の直交変
換装置。
【請求項１７】前記タイミング制御手段は、前記並べ
替え手段において、２次元入力データと前記転置手段か
らの２次元データを選択して並べ替え、前記直交変換手
段において直交変換を行い、変換結果を前記選択手段に
よって前記レベル調整手段または前記転置手段に選択的
に与えるタイミングを制御することを特徴とする請求項
１４、１５または１６に記載の直交変換装置。
【請求項１８】前記タイミング制御手段は、前記変形
情報制御手段からの制御情報により前記直交変換手段に
おける直交変換する回数を変えることを特徴とする請求
項１４、１５、１６または１７に記載の直交変換装置。
【請求項１９】前記直交変換手段は、前記並べ替え手
段により並べ替えられた前記１次元データを離散コサイ
ン変換、逆離散コサイン変換、離散サイン変換、逆離散
サイン変換、離散フーリエ変換あるいは、逆離散フーリ
エ変換する請求項１４、１５、１６、１７または１８に
記載の直交変換装置。