ES2251116T3 - Dispositivo para la multiplicacion con factores constantes y su utilizacion para la compresion de video (mpeg). - Google Patents
Dispositivo para la multiplicacion con factores constantes y su utilizacion para la compresion de video (mpeg).Info
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Abstract
Dispositivo para la multiplicación de un multiplicando binario (QMi) por factores (QS) constantes a partir de un número de factores diferentes con las siguientes características: a) con una instalación (TAB), para la memorización de porciones de factores (QSF) y de porciones de desplazamiento (QSS), en la que a cada factor constante (QS) está asociada una porción de factor (QSF) respectiva y una porción de desplazamiento (QSS), y en la que la porción de desplazamiento (QSS) indica un número determinado de posiciones binarias, en las que debe desplazarse la porción del factor (QSF), para generar a partir de ella el factor constante (QS) respectivo; b) con una instalación de multiplicación binaria reducida (MULT1, CMEM, MULT2), que multiplica el multiplicando (QMi) por al menos la porción de factor (QSF) del factor constante (QS) respectivo y proporciona un resultado de la multiplicación; y c) con una instalación de desplazamiento (DIV), que está conectada a continuación de la instalación demultiplicación binaria reducida (MULT1, CMEM, MULT2) y a la que se alimenta la porción de desplazamiento, en la que la instalación de desplazamiento (DIV) desplaza el resultado de la multiplicación de la instalación de multiplicación binaria reducida (MULT1, VMEM, MULT2) en la medida del número determinado de posiciones binarias, indicado a través de la porción de desplazamiento, para proporcionar el resultado final (Ei) de la multiplicación del multiplicando binario (QMi) por el factor constante (QS) respectivo; d) en el que solamente se lleva a cabo cálculo nuevo en la instalación de multiplicación binaria reducida cuando se modifica la porción del factor (QSF) del factor constante (QS); e) en el que la instalación de multiplicación binaria reducida (MULT1, CMEM, MULT2) presenta una memoria cache (CMEM) para memorizar temporalmente el resultado de la multiplicación.
Description
Dispositivo para la multiplicación con factores
constantes y su utilización para la compresión de vídeo (MPEG).
La invención se refiere a un dispositivo para la
multiplicación con un coeficiente constante, en el que, por ejemplo,
el multiplicador es procesado en forma de un número corredizo y de
otra información.
Un dispositivo de este tipo se conoce a partir de
los Proceedings zur IEEE-Konferenz ISCAS 85, páginas
1389 y 1390. Aquí se indica que para la multiplicación con
coeficientes constantes es ventajoso memorizar el multiplicador en
el código CSD, de tal manera que la unidad de control lee el número
corredizo y el signo directamente desde una memoria de coeficientes
sin recodificación.
Un dispositivo de este tipo se conoce a partir
del documento GB-A-2 308 937. En
este caso, se procesa el factor en una instalación de multiplicación
binaria reducida y se tiene en cuenta la porción corrediza en una
división siguiente.
El cometido en el que se basa la invención
consiste en indicar un dispositivo para la multiplicación por una
constante, en la que la velocidad de procesamiento es lo más grande
posible.
Este cometido se soluciona, según la invención a
través de las características de la reivindicación 1. Las otras
reivindicaciones se refieren a configuraciones ventajosas y a una
utilización ventajosa.
A continuación se explica en detalle la invención
con la ayuda de un ejemplo de realización representado en el dibujo.
En este caso, se conduce un multiplicando QMi de la anchura de la
palabra n y una porción de factor QSF de la anchura de la palabra m
de un multiplicador QS a una instalación de multiplicación binaria
reducida con los componentes MULT1, CMEM y MULT2, después de la cual
está conectada una instalación de desplazamiento DIV. A la
instalación de desplazamiento DIV se conduce adicionalmente una
porción de desplazamiento QSS del multiplicador QS y proporciona el
resultado de la multiplicación Ei. La porción del factor QSF y la
porción de desplazamiento QSS están asociadas en una Tabla TAB a un
código QSC. Esto se puede realizar, por ejemplo, a través de la
memorización de los valores QSF y QSS y a través del
direccionamiento a través del código QSC o, en cambio, a través de
una lógica o cableado correspondiente.
A través de la representación del multiplicador
QS en forma de una porción de factor y de una porción de
desplazamiento se pueden diseñar todos los componentes de la unidad
de multiplicación binaria reducida más pequeños en su anchura de la
palabra, lo que conduce especialmente entonces a un ahorro
considerable de la superficie, cuando la instalación de
multiplicación binaria reducida contiene muchos componentes y/o
cuando está presente de todos modos una instalación de
desplazamiento para la multiplicación o división con potencias del
número 2. El caso de la división es a este respecto especialmente
favorable, puesto que la porción de desplazamiento significa un
desplazamiento en la dirección opuesta y la instalación de
desplazamiento se puede diseñar eventualmente más pequeña.
Para que la Tabla TAB propiamente dicha necesite
especialmente poca superficie de chip, es ventajoso derivar la
porción del factor, a ser posible, de una manera sencilla a partir
del código QSC y seleccionar la porción de desplazamiento QSS de la
manera más constante posible.
A continuación se representa en la Tabla 1 un
ejemplo para una relación lineal Tipo 0 entre el código QSC y el
multiplicador QS y para una relación no lineal Tipo 1 entre el
código QSC y el multiplicador QS. A partir de ello se deduce que en
el caso de la relación lineal Tipo 0, de una manera ideal, la
porción del factor QSF corresponde al código QSC y para todos los
valores del multiplicador, la porción de desplazamiento QSS es
constante, por ejemplo aquí igual a 1. En el caso de la relación no
lineal Tipo 1, se requiere una identidad de QSF y QSC hasta la cifra
8 y solamente son necesarios tres valores diferentes para QSS.
\vskip1.000000\baselineskip
QSC | Tipo 0 | Tipo 1 | ||||
QS | QSF | QSS | QS | QSF | QSS | |
0 | Prohibido | |||||
1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
2 | 4 | 2 | 1 | 2 | 2 | 0 |
3 | 6 | 3 | 1 | 3 | 3 | 0 |
4 | 8 | 4 | 1 | 4 | 4 | 0 |
QSC | Tipo 0 | Tipo 1 | ||||
QS | QSF | QSS | QS | QSF | QSS | |
5 | 10 | 5 | 1 | 5 | 5 | 0 |
6 | 12 | 6 | 1 | 6 | 6 | 0 |
7 | 14 | 7 | 1 | 7 | 7 | 0 |
8 | 16 | 8 | 1 | 8 | 8 | 0 |
9 | 18 | 9 | 1 | 10 | 10 | 0 |
10 | 20 | 10 | 1 | 12 | 12 | 0 |
11 | 22 | 11 | 1 | 14 | 14 | 0 |
12 | 24 | 12 | 1 | 16 | 16 | 0 |
13 | 26 | 13 | 1 | 18 | 18 | 0 |
14 | 28 | 14 | 1 | 20 | 20 | 0 |
15 | 30 | 15 | 1 | 22 | 22 | 0 |
16 | 32 | 16 | 1 | 24 | 24 | 0 |
17 | 34 | 17 | 1 | 28 | 28 | 0 |
18 | 36 | 18 | 1 | 32 | 16 | 1 |
19 | 38 | 19 | 1 | 36 | 18 | 1 |
20 | 40 | 20 | 1 | 40 | 20 | 1 |
21 | 42 | 21 | 1 | 44 | 22 | 1 |
22 | 44 | 22 | 1 | 48 | 24 | 1 |
23 | 46 | 23 | 1 | 52 | 26 | 1 |
24 | 48 | 24 | 1 | 56 | 28 | 1 |
25 | 50 | 25 | 1 | 64 | 16 | 2 |
26 | 52 | 26 | 1 | 72 | 18 | 2 |
27 | 54 | 27 | 1 | 80 | 20 | 2 |
28 | 56 | 28 | 1 | 88 | 22 | 2 |
29 | 58 | 29 | 1 | 96 | 24 | 2 |
30 | 60 | 30 | 1 | 104 | 26 | 2 |
31 | 62 | 31 | 1 | 112 | 28 | 2 |
\vskip1.000000\baselineskip
De una manera alternativa a ello, la Tabla TAB,
como por ejemplo la Tabla 2, se puede configurar de tal manera que
para el mayor número posible de multiplicadores, las porciones del
factor son iguales. Esto tiene la ventaja de que se incrementa la
velocidad de procesamiento, puesto que solamente es necesario un
nuevo cálculo en la instalación de multiplicación binaria reducida
cuando se modifica la porción del factor del multiplicador. También
en la Tabla 2 se representa de nuevo a modo de ejemplo una tabla
para una relación lineal Tipo 0 entre el código QSC y el
multiplicador QS y para una relación no lineal Tipo 1 entre el
código QSC y el multiplicador QS.
QSC | Tipo 0 | Tipo 1 | ||||
QS | QSF | QSS | QS | QSF | QSS | |
0 | Prohibido | |||||
1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
2 | 4 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 |
3 | 6 | 3 | 1 | 3 | 3 | 0 |
4 | 8 | 1 | 3 | 4 | 1 | 2 |
5 | 10 | 5 | 1 | 5 | 5 | 0 |
6 | 12 | 3 | 2 | 6 | 3 | 0 |
7 | 14 | 7 | 1 | 7 | 7 | 0 |
8 | 16 | 1 | 4 | 8 | 1 | 3 |
9 | 18 | 9 | 1 | 10 | 5 | 1 |
10 | 20 | 5 | 2 | 12 | 3 | 2 |
11 | 22 | 11 | 1 | 14 | 7 | 0 |
12 | 24 | 3 | 3 | 16 | 1 | 4 |
13 | 26 | 13 | 1 | 18 | 9 | 0 |
14 | 28 | 7 | 2 | 20 | 5 | 2 |
15 | 30 | 15 | 1 | 22 | 11 | 1 |
16 | 32 | 1 | 15 | 24 | 3 | 3 |
17 | 34 | 17 | 1 | 28 | 7 | 2 |
18 | 36 | 9 | 2 | 32 | 2 | 4 |
19 | 38 | 19 | 1 | 36 | 9 | 2 |
20 | 40 | 5 | 3 | 40 | 5 | 3 |
21 | 42 | 21 | 1 | 44 | 11 | 2 |
22 | 44 | 11 | 2 | 48 | 3 | 4 |
23 | 46 | 23 | 1 | 52 | 13 | 2 |
24 | 48 | 3 | 4 | 56 | 7 | 3 |
25 | 50 | 25 | 1 | 64 | 4 | 4 |
26 | 52 | 13 | 2 | 72 | 9 | 3 |
27 | 54 | 27 | 1 | 80 | 5 | 4 |
28 | 56 | 7 | 3 | 88 | 11 | 3 |
29 | 58 | 29 | 1 | 96 | 6 | 4 |
30 | 60 | 15 | 2 | 104 | 13 | 3 |
31 | 62 | 31 | 1 | 112 | 7 | 4 |
La invención se puede aplicar de una manera más
ventajosa en dispositivos para la realización más rápida de
procedimientos de compresión de vídeo, como por ejemplo MPEG
y allí, por ejemplo, se puede utilizar con ventaja para la
cuantificación inversa.
En el caso de una cuantificación inversa de este
tipo, los elementos QMi de una matriz de cuantificación QM se
multiplican, por ejemplo, por una anchura de palabra de 8 bits, con
factores QS constantes, por ejemplo con anchura de palabra de 7
bits. A tal fin, se necesitaría en la técnica convencional un
multiplicador de 8 x 7 bits, que proporciona un resultado de 15 bits
de anchura, que se memoriza temporalmente en una memoria Cache CMEM,
que debería tener de la misma manera una anchura de 15 bits. A
continuación, se multiplicarían los valores de salida Cmi de la
memoria Cache CMEM por datos de entrada Di, que presentan una
anchura de palabra de 13 bits, y resultaría un resultado de 28 bits
de anchura de palabra.
En la cuantificación inversa se pueden indicar
ahora con la ayuda de la invención, por ejemplo según la Tabla 1, la
porción del factor QSF con 5 bits y la porción de desplazamiento QSS
con 2 bits, con lo que solamente debe realizarse una multiplicación
por una anchura de palabra de 8 x 5 = 13 bits y la memoria Cache
CMEM debe presentar de la misma manera sólo esta anchura reducida de
la palabra. Puesto que, por ejemplo, en la Norma MPEG1, debe
dividirse el resultado todavía por el número 16 o bien en la Norma
MPEG2 debe dividirse por el número 32, lo que corresponde a un
desplazamiento hacia la derecha de 4 a 5 bits en la unidad DIV, se
pueden calcular los valores de desplazamiento entre sí sin un
sobregasto esencial y se lleva a cabo solamente el desplazamiento
resultante.
Claims (6)
1. Dispositivo para la multiplicación de un
multiplicando binario (QMi) por factores (QS) constantes a partir de
un número de factores diferentes con las siguientes
características:
- a)
- con una instalación (TAB), para la memorización de porciones de factores (QSF) y de porciones de desplazamiento (QSS), en la que a cada factor constante (QS) está asociada una porción de factor (QSF) respectiva y una porción de desplazamiento (QSS), y en la que la porción de desplazamiento (QSS) indica un número determinado de posiciones binarias, en las que debe desplazarse la porción del factor (QSF), para generar a partir de ella el factor constante (QS) respectivo;
- b)
- con una instalación de multiplicación binaria reducida (MULT1, CMEM, MULT2), que multiplica el multiplicando (QMi) por al menos la porción de factor (QSF) del factor constante (QS) respectivo y proporciona un resultado de la multiplicación; y
- c)
- con una instalación de desplazamiento (DIV), que está conectada a continuación de la instalación de multiplicación binaria reducida (MULT1, CMEM, MULT2) y a la que se alimenta la porción de desplazamiento, en la que la instalación de desplazamiento (DIV) desplaza el resultado de la multiplicación de la instalación de multiplicación binaria reducida (MULT1, VMEM, MULT2) en la medida del número determinado de posiciones binarias, indicado a través de la porción de desplazamiento, para proporcionar el resultado final (Ei) de la multiplicación del multiplicando binario (QMi) por el factor constante (QS) respectivo;
- d)
- en el que solamente se lleva a cabo cálculo nuevo en la instalación de multiplicación binaria reducida cuando se modifica la porción del factor (QSF) del factor constante (QS);
- e)
- en el que la instalación de multiplicación binaria reducida (MULT1, CMEM, MULT2) presenta una memoria cache (CMEM) para memorizar temporalmente el resultado de la multiplicación.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que la instalación (TAB) es activada por medio de un código (QSC),
que está asociado a una porción de factor (QSF) respectiva y a una
porción de desplazamiento (QSS) respectiva de un factor constante
(QS).
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
que la instalación (TAB) asigna a un código (QSC), para una relación
lineal (Tipo 0) entre el código (QSC) y el factor constante (QS)
respectivo y para una relación no lineal (Tipo 1) entre el código
(QSC) y el factor constante (QS), una porción de factor respectiva
(QSF) y una porción de desplazamiento (QSS) respectiva del factor
constante (QS) según la Tabla siguiente:
(Continuación)
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que la unidad de desplazamiento (DIV) conectada a
continuación está configurada solamente para una dirección de
desplazamiento.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que la instalación (TAB) presenta una Tabla, una
lógica o un cableado.
6. Utilización de un dispositivo según una de las
reivindicaciones 2 a 5 para la compresión de vídeo, en la que el
código (QSC) corresponde a una magnitud de entrada de una escala de
cuantificación (TAB) y los factores constantes (QS) corresponden en
cada caso a un factor de escala establecido a través de la variable
de entrada y de la escala de cuantificación (TAB), en el que la
instalación de multiplicación binaria reducida está constituida por
un circuito en serie de un primer multiplicador (MULT1), por la
memoria Cache (CMEM) y por un segundo multiplicador (MULT2), en el
que una primera entrada del primer multiplicador (MULT1) es
alimentada con una porción de factor (QSF) del factor de escala y
una segunda entrada del primer multiplicador (MULT1) está provista
con valores de una matriz de cuantificación (QMi) y son alimentados
adicionalmente datos de entrada al segundo multiplicador (MULT2), y
en el que la unidad de desplazamiento (DIV) conectada a continuación
lleva a cabo una división por una potencia del número 2, siendo
realizado esto en función de la porción de desplazamiento (QSS) del
factor de escala.
Applications Claiming Priority (2)
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DE19756827 | 1997-12-19 |
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