CN103957430B - 离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器。该复用器包括：加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器；其中，加法碟形器与第一选择器相连，第一选择器用于确定输入加法蝶形器的第一数据，并控制第一数据的流向；乘法加法碟形器与第二选择器相连，第二选择器用于确定输入乘法加法蝶形器的第二数据，并控制第二数据的流向。从而实现了DCT和IDCT的功能，并减少了独立设置实现DCT功能和IDCT功能的装置中需要的硬件资源。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器。
背景技术
目前，视频压缩编码标准的研究和制定组织提出高效视频编码（High EfficiencyVideo Coding，简称为HEVC），该HEVC的编码效率提高了50%左右，相应的代价是算法复杂度也提高了近10倍。
在现有技术中，HEVC视频编码器的重要组成部分包括离散余弦转换(DiscreteCosine Transform，简称为DCT变换编码与负离散余弦转换（Inverse Discrete CosineTransformation，简称为IDCT）变换编码，即将空域信号变换成频域信号以消除视觉冗余。并且，在现有技术中，通过不同的硬件资源分别实现DCT的功能和IDCT的功能。
然而，现有技术中HEVC的算法复杂度提高了近10倍，造成需要大量的硬件资源，从而增加了HEVC硬件编码器的总体资源。
发明内容
本发明实施例提供一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器，用以减少HEVC硬件编码器的总体资源。
第一个方面，本发明实施例提供一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器，其特征在于，包括：加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器；其中，
所述加法碟形器与所述第一选择器相连，所述第一选择器用于确定输入所述加法蝶形器的第一数据，并控制所述第一数据的流向，以使第一输入信号通过所述加法碟形器处理后获得第一处理信号并输入到所述第二选择器，或使第二处理信号通过所述加法蝶形器处理后输出第二输出信号，所述第一数据包括所述第一输入信号或所述第二处理信号，所述第二处理信号为第二输入信号通过所述乘法加法蝶形器处理后获得的信号；
所述乘法加法碟形器与所述第二选择器相连，所述第二选择器用于确定输入所述乘法加法蝶形器的第二数据，并控制所述第二数据的流向，以使第二输入信号通过所述乘法加法碟形器处理后输入到所述第一选择器，或使第一处理信号通过所述乘法加法蝶形器处理后输出第一输出信号，所述第二数据包括所述第二输入信号或所述第一处理信号，所述第一处理信号为第一输入信号通过所述加法蝶形器处理后获得的信号。
在第一种可能的实现方式中，还包括：第一位宽匹配器；
所述第一位宽匹配器与所述第一选择器相连，所述第一位宽匹配器接收所述第一输入数据，所述第一位宽匹配器用于改变所述第一输入数据的位宽。
结合第一个方面或是第一个方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，还包括：第二位宽匹配器；
所述第二位宽匹配器与所述第二选择器相连，所述第二位宽匹配器接收所述第二输入数据，所述第二位宽匹配器用于改变所述第二输入数据的位宽。
结合第一个方面至第一个方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括：矩阵变换器，所述矩阵变换器与所述第二选择器相连。
结合第一个方面至第一个方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一位宽匹配器将所述第一输入数据的位宽调节为最大位宽，所述最大位宽为所述第一输入数据的位宽与所述第二输入数据的位宽中最大的位宽。
结合第一个方面至第一个方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第二位宽匹配器将所述第二输入数据的位宽调节为最大位宽，所述最大位宽为所述第一输入数据的位宽与所述第二输入数据的位宽中最大的位宽。
本发明提供的离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器。该复用器包括：加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器；其中，加法碟形器与第一选择器相连，第一选择器用于确定输入加法蝶形器的第一数据，并控制第一数据的流向；乘法加法碟形器与第二选择器相连，第二选择器用于确定输入乘法加法蝶形器的第二数据，并控制第二数据的流向。从而实现了DCT和IDCT的功能，并减少了独立设置实现DCT功能和IDCT功能的装置中需要的硬件资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种离散余弦变换的优化示意图；
图3为本发明实施例提供的一种负离散余弦变换的优化示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的再一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器的结构示意图。图2为本发明实施例提供的一种离散余弦变换的优化示意图。图3为本发明实施例提供的一种负离散余弦变换的优化示意图。如图1所示，本实施例提供的离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器包括：加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器；其中，加法碟形器与第一选择器相连，第一选择器用于确定输入所述加法蝶形器的第一数据，并控制第一数据的流向，以使第一输入信号通过加法碟形器处理后获得第一处理信号并输入到第二选择器，或使第二处理信号通过加法蝶形器处理后输出第二输出信号，第一数据包括所述第一输入信号或所述第二处理信号，第二处理信号为第二输入信号通过乘法加法蝶形器处理后获得的信号；乘法加法碟形器与所述第二选择器相连，第二选择器用于确定输入乘法加法蝶形器的第二数据，并控制第二数据的流向，以使第二输入信号通过乘法加法碟形器处理后输入到第一选择器，或使第一处理信号通过乘法加法蝶形器处理后输出第一输出信号，第二数据包括第二输入信号或第一处理信号，第一处理信号为第一输入信号通过加法蝶形器处理后获得的信号。
具体的，本发明实施例提供的离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器是基于对离散余弦变换和负离散余弦变换的优化，以TU4*4为例，如图2和图3所示，提取DCT与IDCT正反变换的规律：
（1）TU4×4的DCT与IDCT都由三级流水蝶形流水组成；
(2)三级蝶形流水都为两级加法蝶形流水、一级乘法蝶形流水；
(3)乘法蝶形流水的系数相同，加法蝶形流水所需的加法器总数相同。
根据上述规律的总结，使DCT与IDCT变换都拆分成两级流水，分别为一级加法蝶形流水和一级乘法&加法蝶形流水，并且这两级蝶形流水的算法完全一致，使DCT与IDCT正反变换资源复用得到的收益最大。
在本实施例中，根据上述对DCT和IDCT的优化，从而可以将实现DCT的装置和IDCT的装置设置为一个复用器，并在加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器；其中，加法碟形器与第一选择器相连，第一选择器用于控制数据流向，以确定输入加法蝶形器的数据；乘法加法碟形器与所述第二选择器相连，第二选择器用于控制数据流向，以确定输入所述乘法加法蝶形器的数据。从而实现第一输入信号通过第一选择器，并通过加法碟形器，接着通过第二选择器的选择，经过乘法加法碟形器获得第一输出信号；第二输入信号通过第二选择器的选择，经过乘法加法碟形器输入到第一选择器，并通过加法碟形器获得第二输出信号。
在本实施例中，该复用器包括：加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器；其中，加法碟形器与第一选择器相连，第一选择器用于确定输入加法蝶形器的第一数据，并控制第一数据的流向，以使第一输入信号通过加法碟形器处理后获得第一处理信号并输入到第二选择器，或使第二处理信号通过加法蝶形器处理后输出第二输出信号，第一数据包括第一输入信号或第二处理信号，第二处理信号为第二输入信号通过乘法加法蝶形器处理后获得的信号；乘法加法碟形器与第二选择器相连，第二选择器用于确定输入乘法加法蝶形器的第二数据，并控制第二数据的流向，以使第二输入信号通过乘法加法碟形器处理后输入到第一选择器，或使第一处理信号通过乘法加法蝶形器处理后输出第一输出信号，第二数据包括第二输入信号或第一处理信号，第一处理信号为第一输入信号通过加法蝶形器处理后获得的信号。从而实现了DCT和IDCT的功能，并减少了独立设置实现DCT功能和IDCT功能的装置中需要的硬件资源。
图4为本发明实施例提供的另一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器的结构示意图。如图4所示，在上述实施例的基础上，该离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器还可以包括：第一位宽匹配器，其中，该第一位宽匹配器与第一选择器相连，第一位宽匹配器接收第一输入数据，第一位宽匹配器用于改变第一输入数据的位宽。
在上述实施例的基础上，该复用器，还可以包括：第二位宽匹配器，其中，该第二位宽匹配器与第二选择器相连，第二位宽匹配器接收第二输入数据，第二位宽匹配器用于改变第二输入数据的位宽。
需要说明的是，第一位宽匹配器可以将第一输入数据的位宽调节为最大位宽，最大位宽为第一输入数据的位宽与第二输入数据的位宽中最大的位宽。
可选的，第二位宽匹配器将第二输入数据的位宽调节为最大位宽，最大位宽为第一输入数据的位宽与第二输入数据的位宽中最大的位宽。
图5为本发明实施例提供的再一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器的结构示意图。如图5所示，在上述实施例的基础上，该复用器，还可以包括：矩阵变换器，该矩阵变换器与第二选择器相连。其中，该复用器适可以实现TU8*8的DCT和IDCT的功能。
需要说明的是，本领域相关人员可以通过DCT与IDCT正反变换的规律，将三级蝶形流水的算法，优化为两级蝶形流水的算法，从而通过加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器实现不同大小ＴＵ的DCT和IDCT的功能。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种离散余弦变换和负离散余弦变换的复用器，其特征在于，包括：加法蝶形器、乘法加法蝶形器、第一选择器、第二选择器；其中，
所述加法碟形器与所述第一选择器相连，所述第一选择器用于确定输入所述加法蝶形器的第一数据，并控制所述第一数据的流向，以使第一输入信号通过所述加法碟形器处理后获得第一处理信号并输入到所述第二选择器，或使第二处理信号通过所述加法蝶形器处理后输出第二输出信号，所述第一数据包括所述第一输入信号或所述第二处理信号，所述第二处理信号为第二输入信号通过所述乘法加法蝶形器处理后获得的信号；
所述乘法加法碟形器与所述第二选择器相连，所述第二选择器用于确定输入所述乘法加法蝶形器的第二数据，并控制所述第二数据的流向，以使第二输入信号通过所述乘法加法碟形器处理后输入到所述第一选择器，或使第一处理信号通过所述乘法加法蝶形器处理后输出第一输出信号，所述第二数据包括所述第二输入信号或所述第一处理信号，所述第一处理信号为第一输入信号通过所述加法蝶形器处理后获得的信号。
2.根据权利要求1所述的复用器，其特征在于，还包括：第一位宽匹配器；
所述第一位宽匹配器与所述第一选择器相连，所述第一位宽匹配器接收所述第一输入数据，所述第一位宽匹配器用于改变所述第一输入数据的位宽。
3.根据权利要求1或2所述的复用器，其特征在于，还包括：第二位宽匹配器；
所述第二位宽匹配器与所述第二选择器相连，所述第二位宽匹配器接收所述第二输入数据，所述第二位宽匹配器用于改变所述第二输入数据的位宽。
4.根据权利要求3所述的复用器，其特征在于，还包括：矩阵变换器，所述矩阵变换器与所述第二选择器相连。
5.根据权利要求2所述的复用器，其特征在于，所述第一位宽匹配器将所述第一输入数据的位宽调节为最大位宽，所述最大位宽为所述第一输入数据的位宽与所述第二输入数据的位宽中最大的位宽。
6.根据权利要求3所述的复用器，其特征在于，所述第二位宽匹配器将所述第二输入数据的位宽调节为最大位宽，所述最大位宽为所述第一输入数据的位宽与所述第二输入数据的位宽中最大的位宽。
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