JPH03214256A - 2次元直交変換装置 - Google Patents

2次元直交変換装置

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JPH03214256A
JPH03214256A JP2010384A JP1038490A JPH03214256A JP H03214256 A JPH03214256 A JP H03214256A JP 2010384 A JP2010384 A JP 2010384A JP 1038490 A JP1038490 A JP 1038490A JP H03214256 A JPH03214256 A JP H03214256A
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JP
Japan
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processing
inner product
matrix
dimensional orthogonal
orthogonal transformation
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010384A
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English (en)
Inventor
Maki Toyokura
真木 豊蔵
Kunitoshi Aono
邦年 青野
Toshiyuki Araki
敏之 荒木
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像圧縮の際に対象となる画像をある単位の
ブロック画像に分割し、そのブロック画像に対して2次
元アダマール変換や2次元傾斜変換、2次元D CT 
(Discrete Co51ne Transfor
m)といった2次元直交変換を行ってその変換係数を符
号化して伝送するが、その2次元直交変換を行う装置に
関するものである。
〔従来の技術] まず、1次元直交変換の方法について説明する。
第4図に例として4要素の1次元データベクトルに対す
る4×4要素の直交変換行列Tによる1次元直交変換の
式を示す。
第4図において1次元データ(ベクトルa)(42)に
対し直交変換行列(行列T) (41)によりTaの計
算を行う。
Tのm列目のデータとaの内積演算により(Ta)、が
計算され、この計算をm=1からm=4まで繰り返す。
この結果、1次元データの直交変換係数ベクトル(ベク
トルT a ) (4,3)が求められる。
次に、2次元直交変換の方法について説明する。
第5図に例として4×4要素の2次元データベクトルに
対する4×4の直交変換行列Tによる2次元直交変換の
式を示す。
まず、2次元データ(行列A) (502)に対し、直
交変換行列(行列T) (501)によりTAの計算を
行う。2次元データ(行列A)を4個の列ベクトルとな
るような方向に1次元データ(511) (512)(
513) (514)に分割し、それぞれの1次元デー
タに対して直交変換行列(行列T) (501)による
1次元直交変換を行う。
この結果、1次元データの1次元直交変換係数ベクトル
の集まりである2次元データ(行列TA)(504)が
求められる。2次元データ(行列TA)(504)に対
して4個の行ヘクトルとなるような方向に1次元データ
(515) (516) (517) (51B)に分
割し、それぞれの1次元データに対して1次元直交変換
を同様に行うことにより2次元直交変換が実現できる。
実際の演算としては、2次元データ(行列TA)(50
4)の右から直交変換行列(行列T) (501)の転
置行列T’ (505)を掛ける演算(TA)TTを行
うことにより、2次元直交変換係数行列(行列TAT”
 ) (506)が得られる。
第3図に従来の2次元直交変換直交変換の方式の実施例
として、4×4要素の2次元データベクトルに対する4
×4の直交変換行列Tによる2次元直交変換の処理手順
を示す。
以下に、従来の2次元直交変換の処理方式を第3図に基
づいて説明する。
TATrで表される2次元直交変換の演算を実現するに
当たり、従来の方法では、まず、TAの要素を全て計算
した後で(TA)T’の計算を行う。内積演算の手段に
よって、Tのm行目のベクトルとA(Dn列目のベクト
ルとの内積演算をおこない得られる(TA)、。をバッ
ファメモリB1.、に書き込む操作をm=1からm=4
まで繰り返してT A O) n列目のベクトルを演算
する操作を処理X。
(n)とし、内積演算の手段によって、バッファメモリ
Bから読み出されたTAのm行目のベクトルとTTのn
列目のベクトルとの内積演算をおこない(TAT”)m
nを求める手段をn=1からn−4まで繰り返してTA
TTのm行目のベクトルを演算する処理を処理Y (m
)とする。
まず、処理Xc(k)をに=1から始めでに=4まで繰
り返す(31) (32) (33) (34)。この
計算によりTAの要素が全て求められ、バッファメモリ
Bに揃う。
次に、バッファメモリBのTAのデータとTTのデータ
を用いて(TA)T”の演算を行う。これは、処理Y 
(m)をm=1から始めてm=4まで繰り返すことによ
って実現できる(35) (36) (37) (38
)。
二こで、処理Xe(m)は、Aのm列目の1次元データ
に対する1次元直交変換であり、処理Y (m)は、T
Aのm行目の1次元データに対する1次元直交変換であ
り、従来の方法では処理処理X、(rIl)と処理Y 
(m)を直接適用していた。
〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記のような構成では、N×N要素の被
変換データに対してTAT”の演算を行うのに、要素の
数がNのベクトルどうしのN回の内積演算が2N回必要
であることに対応して全体の処理時間Tpは、要素の数
がNのベクトルどうしの内積演算をしてバッファメモリ
に書き込む操作をN回繰り返すのに必要な時間をTvと
し、バッファメモリからデータを読み出し要素の数がN
のベクトルどうしの内積演算をN回繰り返すのに必要な
時間をT、に等しいとすると、Tp−TvX2Nとなり
、多くの処理時間を必要とするという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みて、演算処理時間の少ない2次
元直交変換装置の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段] 本発明では上記課題を解決するために、N×N要素から
成る2次元データA=i (i = 1〜N、j=1〜
N)の1次元直交変換行列T =; (1−1〜N、j
=1〜N)から行列演算TAT”による2次元直交変換
装置であって、第1の内積演算手段と、第2の内積演算
手段と、バッファメモリと、演算制御手段とを備えると
ともに、第1の内積演算手段は行列Tのm行目のベクト
ルと行列Aのn列目のベクトルとの内積演算をして得ら
れる(TA)□を前記バッファメモリに書き込む操作を
n=1からn=Nまで繰り返して行列TAのm行目のベ
クトルを演算する処理X (m)を行い、第2の内積演
算手段は前記バッファメモリに入っている行列TAのm
行目のベクトルと行列TTのn列目のベクトルとの内積
演算をして(TATT)mnを求める操作をn=1から
n=Nまで繰り返してTATTのm行目のベクトルを演
算する処理Y (m)を行い、演算手段は処理Y (1
)を行った後に、m=1から始めてN−1まで順次処理
X (m+1)と処理Y(−)とを同時に行う処理を繰
り返し、最後にY (N)を行うように制御することに
より、2次元直交変換係数を求めるように構成した。
〔作   用〕
本発明の2次元直交変換装置によれば、処理X(m)を
行った後は、TAのm行目が計算されているので、この
データを用いてTAT”の演算の内、処理Y (m)の
演算が可能となる。
同様にして、処理X (m)を行った後、TAのm行目
は計算されているので、このデータを用いて(TA)T
”の計算の内、処理Y(耐が可能である。
従って、要素の数がNのベクトルどうしの内積演算の手
段を2系統備えることにより、処理X (m)の後では
処理X(m+1)と処理Y (m)とが同時に演算でき
、処理X (m)  と処理Y (Ill)のバイブラ
イン処理が可能となるのである。
〔実 施 例〕
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明の2次元直交変換装置のブロック構成図
である。
第1図において、(11)は第1の内積演算手段であり
MA C(MuJtjplier Accumulat
or)等で構成されている。(12)は第1の内積演算
手段(11)において計算されたデータを蓄えるバッフ
ァメモリ、(13)は第20内積演算手段、(14)は
演算制御手段である。
第10内積演算手段(11)により2次元Aと直交変換
行列TからTAの要素を計算し、バッファメモリ(12
)に書き込む。第2の内積演算手段(13)によりバッ
ファメモリ(12)のデータTAの要素と直交変換行列
TTからTATTの要素を計算して出力する。
第2図に本発明の一実施例として4×4要素の2次元デ
ータベクトルに対する4×4の直交変換行列Tによる2
次元直交変換の処理手順を示し、本発明の2次元直交変
換の方式を説明する。
第1の内積演算手段(11)によりTのm行目のベクト
ルとAOn列目のベクトルとの内積演算をして得られる
(TA)、nをバッファメモリB、nに書き込む操作を
n=1からn=4まで繰り返して、TAのm行目のベク
トルを演算する処理を処理X(+n)とし、第2の内積
演算手段(13)によりTAのm行目のベクトルと第7
のn列目のベクトルとの内積演算をして(TAT” )
mnを求める操作をn=1からn=4まで繰り返して、
TATTのm行目のベクトルを演算する処理を処理Y 
(m)とする。
まず、処理X(1)を行った後(21)、m=1から始
めてm=3まで順次処理X (n++1)と処理Y(m
)を同時に行う処理を繰り返す。即ち、処理X(2)と
処理Y(1)  ((22)と(25))、次に、処理
X(3)と処理Y(2)  ((23)と(26)) 
、次に、処理X(4)と処理Y (3)  ((24)
と(27))をそれぞれ行う。
その結果、2次元直交変換係数TAT”が計算される。
最初の処理X(1)を行った後、TAの1行目が計算さ
れているので、このデータを用いて(TA)T”の演算
の内、処理Y(1)が可能である。
同様にして、処理X (m)を行った後、TAのm行目
計算されているので、このデータを用いて、(TA)T
’の計算の内、処理Y (m)が可能である。
従って、要素の数が4のベクトルどうしの内積演算の手
段を2系統備えることにより、処理の後では処理X (
m+1)と処理Y (m)とが同時に演算できるのであ
る。
この処理装置によれば、全体の処理時間TPは、要素の
数がNのベクトルどうしの内積演算をしてバッファメモ
リに書き込む操作をN回繰り返すのに必要な時間をTV
とし、バッファメモリからデータを読み出し要素の数が
Nのベクトルどうしの内積演算をN回繰り返すのに必要
な時間をTVに等しいとすると、Tp=TvX (N+
1)となる。
これは、従来の処理装置による処理時間(TV×2N)
と比較すると、はぼ2倍に高速化されたことになる。
このようにして、本発明によれば、従来の処理装置によ
る演算時間に比較して約2倍の高速化が実現できるので
ある。
尚、2次元直交変換として説明したが、直交変換行列P
、Qに置き換えても同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の2次元直交変換装置によ
れば、要素の数が4のベクトルどうしの内積演算の手段
を2系統備えることにより、処理X (m)の後では処
理X (n++1)と処理Y (m) とが同時に演算
できるので、従来の処理装置に比較して約2倍の高速処
理が可能になるという効果が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の2次元直交変換装置のブロック構成図
、第2図は上記2次元直交変換装置における処理流れ図
、第3図は従来の2次元直交変換装置における処理流れ
図、第4図は1次元直交変換の計算の説明図、第5図は
2次元直交変換の計算の説明図である。 (11)−第1の内積演算手段、(12)−・−バッフ
ァメモリ、(13)−第2の内積演算手段(13)、(
14)−演算制御手段。 第 図 1八1 @2図 ()υの処理 第4 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  N×N要素から成る2次元データA_i_jの1次元
    直交変換行列T_i_jから行列演算TAT^Tによる
    2次元直交変換装置であって、第1の内積演算手段と、
    第2の内積演算手段と、バッファメモリと、演算制御手
    段とを備えるとともに、第1の内積演算手段は行列Tの
    m行目のベクトルと行列Aのn列目のベクトルとの内積
    演算をして得られる(TA)_m_nを前記バッファメ
    モリに書き込む操作をn=1からn=Nまで繰り返して
    行列TAのm行目のベクトルを演算する処理X(m)を
    行い、第2の内積演算手段は前記バッファメモリに入っ
    ている行列TAのm行目のベクトルと行列T^Tのn列
    目のベクトルとの内積演算をして(TAT^T)_m_
    nを求める操作をn=1からn=Nまで繰り返してTA
    T^Tのm行目のベクトルを演算する処理Y(m)を行
    い、演算手段は処理Y(1)を行った後に、m=1から
    始めてN−1まで順次処理X(m+1)と処理Y(m)
    とを同時に行う処理を繰り返し、最後にY(n)を行う
    ように制御することにより、2次元直交変換係数を求め
    ることを特徴とする2次元直交変換装置。
JP2010384A 1990-01-18 1990-01-18 2次元直交変換装置 Pending JPH03214256A (ja)

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JP2010384A JPH03214256A (ja) 1990-01-18 1990-01-18 2次元直交変換装置

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JP2010384A JPH03214256A (ja) 1990-01-18 1990-01-18 2次元直交変換装置

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JPH03214256A true JPH03214256A (ja) 1991-09-19

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JP2010384A Pending JPH03214256A (ja) 1990-01-18 1990-01-18 2次元直交変換装置

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JP (1) JPH03214256A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5477478A (en) * 1993-12-27 1995-12-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Orthogonal transform processor
US5583803A (en) * 1993-12-27 1996-12-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Two-dimensional orthogonal transform processor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5477478A (en) * 1993-12-27 1995-12-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Orthogonal transform processor
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