JPH07168808A

JPH07168808A - 信号処理装置

Info

Publication number: JPH07168808A
Application number: JP34286593A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Nakazawa; 哲夫中澤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【構成】乗算器100 は、２データの乗算を行う。第１
の算術演算器200 は２データの加算、減算を行い、演算
結果を正の値にして出力し、演算結果の符号フラグを出
力する。一方の選択器９は、乗算器100 、第１の算術演
算器200 、定数レジスタ８の各出力と、初期値とを選択
する。他方の選択器１０は、閾値演算部400 の閾値演算
出力値と、第２の算術演算器300 の出力と、定数レジス
タ８の出力と、初期値とを選択する。第２の算術演算器
300 は、一方の選択器９、他方の選択器１０の各出力を
入力し、加算、減算を行うと共に、演算結果を正の値に
して出力し、演算結果の符号フラグを出力する。閾値演
算部400 は、第１、第２の閾値演算出力値を有し、これ
らの値と、閾値と、入力データとを、第１の算術演算器
200 および第２の算術演算器300 の符号フラグに基づき
選択して出力する。【効果】積和演算、差の絶対値の累算、閾値演算を一
つのユニットで行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として画像処理で行
われる積和演算、差の絶対値の累算、閾値演算、制限付
き演算を実行する信号処理装置に関する。に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】画像処理において、計算機内部での色デ
ータは、一般にＲＧＢ（Red ，Green，Blue）で扱われ
ることが多く、また、画像データの圧縮を行う場合に
は、ＲＧＢの色空間からＹＵＶの色空間に変換すること
が一般的である。尚、ここで、Ｙは輝度、Ｕ，Ｖは色差
である。そして、この色変換は、次のように表される。
図２は、色変換に関する演算式の説明図である。即ち、
ＲＧＢからＹＵＶへの色変換は、図中の式（１）に示さ
れる。また、式（１）中、［Ｒｙ、Ｇｙ、Ｂｙ］［Ｒ
ｕ、Ｇｕ、Ｂｕ］［Ｒｖ、Ｇｖ、Ｂｖ］は、各色成分に
対応した変換係数である。

【０００３】また、画像データの伸長を行う場合には、
ＹＵＶの色空間からＲＧＢの色空間に変換することが一
般的であり、この色変換は図２中の式（２）に示されて
いる。また、式（２）中、［Ｙｒ、Ｕｒ、Ｖｒ］［Ｙ
ｇ、Ｕｇ、Ｖｇ］［Ｙｂ、Ｕｂ、Ｖｂ］は、各色成分に
対応した変換係数である。

【０００４】このような色変換を行う構成について、従
来では、例えば特開平３−１５４９８０号公報や、特開
平４−２１１９１号公報等に示されたものがあった。そ
して、このような色変換は、式（１）、（２）で示され
るように、積和演算となる。

【０００５】次に、画像データの圧縮や伸長の手法とし
て、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Tran
sform ）等の直交変換が知られている。これは、変換領
域で見た場合に、信号エネルギが特定の係数に集中する
ことを利用してこれらの係数を重点的に符号化伝送しよ
うとするものである。

【０００６】図３は、離散コサイン変換に関する演算式
の説明図である。例えば、Ｎ×Ｎ画素の画像データｆ
（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）に対する離散コ
サイン変換は、図３中の式（３）で表される。また、逆
離散コサイン変換は図３中の式（４）で表される。そし
て、２次元の離散コサイン変換は、ｉについての１次元
の離散コサイン変換と、ｊについての１次元離散コサイ
ン変換に分割でき、これらは、図３中の式（５）、
（６）で表される。また、逆離散コサイン変換も同様
に、図３中の式（７）、（８）で表される。

【０００７】このような離散コサイン変換を行う演算装
置については、従来では、例えば特開平４−５３１号公
報や特開平４−４３４６１号公報等に示されるものがあ
った。そして、これらの演算は、式（３）〜（８）で示
されるように、積和演算となる。

【０００８】次に、画像のフィルタリング等では、２次
元コンボリューション処理が行われる。これは、輪郭の
ぼけを除去するエッジ強調処理等で用いる。図４は、２
次元コンボリューション処理に関する演算式の説明図で
ある。この２次元コンボリューション処理とは、注目画
素をＰ（ｉ，ｊ）、係数をＷ（ｘ，ｙ）とすると、コン
ボリューションＰconv（ｉ，ｊ）は、図中の式（９）で
表される。但し、Ｍ＝２ｍ−１（ｍ＝２，３，４，…）
である。そして、これも、式（９）で示されるように積
和演算となり、このようなコンボリューションを行う装
置としては、例えば特開平３−２８２９７７号公報等に
示されている。

【０００９】また、高能率な動画像圧縮符号化の手法と
して、例えば、“蓄積メディア用動画像符号化技術”
テレビジョン学会Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．７，ｐ８０７
〜８１２，１９９１等に示されているように、動き補償
フレーム間予測符号化が知られている。これは、参照フ
レームに対する動きベクトルを求めて、この動きに対応
した位置の画素との差分と動きベクトルを符号化するも
のである。

【００１０】図５は、動き補償フレーム間予測符号化に
関する演算式の説明図である。予測フレームのブロック
をＰｆ（ｉ＋ｎｘ，ｊ＋ｎｙ）：０≦ｎｘ≦ｋ，０≦ｎ
ｙ≦ｋとし、Ｐｆ（ｉ＋ｎｘ，ｊ＋ｎｙ）に対する参照
フレームのブロックをＳｆ｛（ｉ＋ｎｘ）＋ｍｘ，（ｊ
＋ｎｙ）＋ｍｙ｝：−ｒ≦ｍｘ≦＋ｒ，−ｒ≦ｍｙ≦＋
ｒとすると、動きベクトルを検出するためのブロック間
の差分Ｍｓは、図中の式（１０）で表される。これは、
式から明らかなように、差の絶対値の累算となる。そし
て、このような差の絶対値演算を行う演算装置として
は、例えば特開平４−８４３１７号公報等に示されてい
る。

【００１１】また、多値画像の２値化や多値画像の特定
の画素値領域に対する処理等では、閾値演算が必要とな
る。更に、画像データは通常整数で扱われるため、色変
換やＤＣＴを整数演算器で行う場合、小数点の位置を変
更することになる。そのため、演算結果に対して小数点
の位置を元に戻すことが必要となる。

【００１２】そして、積和演算では、入力データビット
幅より大きい値を扱うことになる。例えば、８ビットの
画素データの積和演算で、３２ビット幅の累算器を用
い、その結果を１６ビットで出力する場合、オーバフロ
ーやアンダフローの発生が予想される。これに対し、画
像処理ではオーバフローやアンダフローを最大値や最小
値で出力することがあり、そのため、演算結果を目的と
する画素値の範囲に収めるために、上限や下限を設定し
た制限付き演算が必要となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
画像処理装置等の信号処理装置では、上記の積和演算、
差の絶対値の累算、閾値演算等の処理を行う必要がある
が、このような演算を行うためには、それぞれの演算に
対応した演算器を用意する必要があり、従って、構成が
複雑となり、コスト高となる問題があった。

【００１４】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、画像処理等で行われる積和演算、
差の絶対値の累算、閾値演算等の処理を、一つの演算ユ
ニットで行うことができ、コスト低減を図ることのでき
る信号処理装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１発明の信号処理装置
は、乗算器と、第１の算術演算器と、第２の算術演算器
と、閾値演算部と、定数レジスタと、一方の選択器と、
他方の選択器とを備え、前記乗算器は、任意の２データ
を入力して、乗算を行い、前記第１の算術演算器は、前
記任意の２データを入力し、加算または減算を行うと共
に、演算結果が負である時、符号を反転して正の値にし
て出力し、かつ演算結果の符号フラグを出力し、前記一
方の選択器は、前記乗算器の出力と、前記第１の算術演
算器の出力と、前記定数レジスタの出力と、初期値とを
選択し、前記他方の選択器は、前記閾値演算部から出力
される閾値演算出力値と、前記第２の算術演算器の出力
と、前記定数レジスタの出力と、前記初期値とを選択
し、前記定数レジスタは、任意の値を保持し、前記第２
の算術演算器は、前記一方の選択器の出力と、他方の選
択器の出力とを入力し、加算または減算を行うと共に、
演算結果が負である時、符号を反転して正の値にして出
力し、かつ演算結果の符号フラグを出力し、前記閾値演
算部は、第１、第２の閾値演算出力値を有し、閾値が一
つの場合、前記２データの入力を当該閾値と任意のデー
タとし、かつ、第１の算術演算器の符号フラグで前記第
１、第２の閾値演算出力値のいずれか一方を選択して閾
値演算出力値として、これを前記他方の選択器に出力
し、閾値が第１、第２の閾値である場合、前記２データ
の入力を、前記第１の閾値と任意のデータとすると共
に、前記定数レジスタの値を前記第２の閾値とし、か
つ、前記第１の算術演算器の符号フラグに基づき前記第
１、２の閾値の選択と、前記第１、２の閾値演算出力の
選択とを行い、かつ、前記第１の算術演算器の符号フラ
グと前記第２の算術演算器の符号フラグに基づき、前記
選択した第１または第２の閾値と前記任意のデータとの
いずれか一方の選択を行うと共に、前記第１または第２
の閾値演算出力値と前記任意のデータのいずれか一方の
選択を行い、かつ、これら選択結果のいずれか一方を選
択して閾値演算結果を出力することを特徴とするもので
ある。

【００１６】第２発明の信号処理装置は、第１発明にお
いて、出力処理部と、演算結果選択器とを備え、前記出
力処理部は、予め、出力ビット幅を設定すると共に、こ
のビット幅で表せる最大値と最小値とを有し、第２の算
術演算器の出力を入力して、当該第２の算術演算器の出
力が、前記出力ビット幅より大きい場合は前記最大値
を、前記第２の算術演算器の出力が、前記出力ビット幅
より小さい場合は前記最小値を出力し、前記演算結果選
択器は、前記出力処理部の出力と、閾値演算部の出力と
を選択して演算結果として出力することを特徴とするも
のである。

【００１７】

【作用】第１発明の信号処理装置においては、積和演算
は、二つの入力データを乗算器に入力し乗算を行い、そ
の結果を第２の算術演算器の一方の入力レジスタに保持
する。これと同時に、次の乗算も続けて行う。第２の算
術演算器の他方の入力レジスタは、初期値として“０”
を設定しておく。そして、第２の算術演算器の二つの入
力レジスタの加算を行い、その結果を第２の算術演算器
の“０”を保持していた入力レジスタに入れ累算を行
う。そして、次の乗算器からの乗算結果と累算結果が保
持された入力レジスタとの加算を行い累算を続ける。こ
れを繰り返すことにより、積和演算を行うことができ
る。

【００１８】差の絶対値の累算は、二つの入力データを
第１の算術演算器に入力して、一方のデータから他方の
データを減算し、その結果が負でない場合は演算結果を
そのまま、また、前記結果が負である場合は、符号を反
転し正の値にして差の絶対値演算を行い、第２の算術演
算器の一方のレジスタに保持する。これと同時に、次の
差の絶対値演算も続けて行う。第２の算術演算器の他方
の入力レジスタは、初期値として“０”を設定してお
く。そして、第２の算術演算器の二つの入力レジスタの
加算を行い、その結果を第２の算術演算器の“０”を保
持していた入力レジスタに入れ、累算を行う。そして、
次の第１の算術演算器からの差の絶対値演算の結果と、
累算結果が保持された入力レジスタとの加算を行い累算
を続ける。これを繰り返すことにより、差の絶対値の累
算を行うことができる。

【００１９】閾値演算は、閾値が一つの場合、閾値を一
方の入力から、データを他方の入力から第１の算術演算
器に入力し、減算を行い、その結果の符号フラグによ
り、閾値演算部の内部に設定されている第１、第２の閾
値演算出力値を選択し、他方の選択器に出力する。そし
て、選択制御部により、他方の選択器で閾値演算部から
の出力を選択し、第２の算術演算器の一方の入力レジス
タに入力する。また、選択制御部により一方の選択器で
値“０”を選択し、第２の算術演算部の他方の入力レジ
スタに入力する。第２の算術演算器で、両方の入力レジ
スタの加算を行う。これにより閾値演算を行うことがで
きる。

【００２０】閾値が二つの場合、第１の閾値を一方の入
力から入力すると共に、定数レジスタに第２の閾値を保
持してこれを入力し、かつ、第１の閾値を一方の入力か
ら、また、データを他方の入力から入力して、これらの
減算を行う第１の算術演算器の符号フラグに基づき、第
１、２の閾値の選択と、第１、２の閾値演算出力値の選
択とを行う。そして、第１の算術演算器の符号フラグ
と、第２の算術演算器の符号フラグに基づき、前記選択
した第１または第２の閾値と、データとのいずれか一方
を選択すると共に、前記第１または第２の閾値演算出力
値と、データとのいずれか一方を選択する。更に、これ
ら二つの選択結果のいずれか一方を選択して閾値演算結
果として出力する。これにより閾値が二つの場合も、そ
の閾値演算を行うことができる。

【００２１】第２発明の信号処理装置においては、第２
の算術演算器の出力が、出力処理部に入力レジスタを介
して入力される。出力処理部は、第２の算術演算器の演
算出力が出力ビット幅で表せる値よりも大きい場合は、
予め設定した最大値を出力し、第２の算術演算器の演算
出力が出力ビット幅で表せる値よりも小さい場合は、予
め設定した最小値を出力する。演算結果選択器は、出力
処理部の出力と、閾値演算部の演算結果出力を入力し、
いずれか一方を選択して、演算結果として出力する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は、本発明の信号処理装置の構成図であ
る。図の装置は、乗算器１００、第１の算術演算器２０
０、第２の算術演算器３００、閾値演算部４００、出力
処理部５００、乗算器入力選択器１、入力レジスタ２〜
６、１１〜１３、選択制御部７、定数レジスタ８、一方
の選択器９、他方の選択器１０、演算結果選択器１４、
出力レジスタ１５からなる。

【００２３】これらは、以下に示すように接続されてい
る。図において、Ｓ０、Ｓ１はこの信号処理装置への入
力である。乗算器入力選択器１は、Ｓ０と値“１”を入
力とし、一方を選択し、その選択結果を入力レジスタ２
に出力する。入力レジスタ２，３は乗算器１００の入力
レジスタであり、入力レジスタ３にはＳ１が接続されて
いる。また、入力レジスタ４，５は第１の算術演算器２
００の入力レジスタであり、入力レジスタ４にはＳ０
が、入力レジスタ５にはＳ１が接続されている。

【００２４】乗算器１００は、入力レジスタ２，３の値
を入力するよう構成されている。即ち、乗算器入力選択
器１の出力とＳ１とを入力し、出力を一方の選択器９の
入力に接続している。第１の算術演算器２００は、Ｓ０
とＳ１を、入力レジスタ４，５を介して入力とし、出力
を一方の選択器９に接続する。一方の選択器９は、乗算
器１００の出力と、第１の算術演算器２００の出力と、
定数レジスタ８の出力と、値“０”とを入力とし、その
うちの一つを選択し、出力を第２の算術演算器３００の
一方の入力と、閾値演算部４００に接続する。他方の選
択器１０は、定数レジスタ８の出力と、閾値演算部４０
０からの閾値演算出力値と、第２の算術演算器３００か
らの出力と、値“０”とを入力とし、そのうち一つを選
択し、出力を第２の算術演算器３００の他方の入力に接
続する。

【００２５】選択制御部７は、第１の算術演算器２００
の出力する符号フラグに基づき、一方の選択器９と他方
の選択器１０の入力の選択を決定する。定数レジスタ８
は、処理に応じて任意の値を保持する。第２の算術演算
器３００は、一方の選択器９の出力と、他方の選択器１
０の出力を入力とし、その出力を入力レジスタ１３と、
他方の選択器１０に接続する。入力レジスタ１３は出力
処理部５００に入力するデータを保持するためのレジス
タである。

【００２６】出力処理部５００の出力は演算結果選択器
１４の一方の入力に接続され、演算結果選択器１４の他
方の入力は閾値演算部４００の閾値演算結果出力が接続
されている。出力レジスタ１５は、演算結果選択器１４
の出力、即ち演算結果を保持する。閾値演算部４００
は、Ｓ０を入力レジスタ６に保持し、これを入力する。
また、第１の算術演算器２００および第２の算術演算器
３００の符号フラグと、定数レジスタ８の値とを入力
し、閾値演算出力値を他方の選択器１０に出力する。

【００２７】次に、各部の機能について説明する。上記
の乗算器１００、第１の算術演算器２００、第２の算術
演算器３００、出力処理部５００、閾値処理部４００の
各入力部に接続された入力レジスタ２〜６、１１〜１３
によって、乗算器１００〜出力処理部はそれぞれパイプ
ライン動作が可能となっている。

【００２８】第１の算術演算器２００は、加算、減算の
機能と、演算結果が負である時、符号を反転し正の値に
して出力する機能を持つ。更に、演算結果の符号フラグ
を閾値演算部４００に送る機能を有している。第２の算
術演算器３００は、加算、減算の機能と、この出力を他
方の選択器１０を通して入力レジスタ１２に保持する累
算の機能を有すると共に、演算結果の符号フラグを閾値
演算部４００に送る機能を有している。閾値演算部４０
０は、第１の算術演算器２００および第２の算術演算器
３００の出力する符号フラグに基づき、閾値（Ｔ１，Ｔ
２）、閾値演算出力値（ＴＲ１，ＴＲ２）および入力デ
ータＰを選択して出力する機能を有している。

【００２９】出力処理部５００は、第２の算術演算器３
００の出力に対し、シフト処理を行うと同時に、その結
果が出力データビット幅で表される値より大きい時、こ
の出力データビット幅で表される最大値を出力し、前記
結果が出力データビット幅で表される値より小さい時、
この出力データビット幅で表される最小値を出力するこ
とにより、制限付き演算を行う機能を有している。

【００３０】次に、上記信号処理装置による積和演算、
差の絶対値の累算、閾値演算、制限付き演算の概要を説
明する。積和演算は、Ｓ０とＳ１を乗算器１００に入力
し乗算を行い、その結果を第２の算術演算器３００の一
方の入力レジスタ１１に保持する。これと同時に、次の
乗算も続けて行う。第２の算術演算器３００の他方の入
力レジスタ１２は、初期値として“０”を設定してお
く。そして、第２の算術演算器３００の二つの入力レジ
スタ１１，１２の加算を行い、その結果を第２の算術演
算器３００の“０”を保持していた入力レジスタ１２に
入れ累算を行う。そして、次の乗算器１００からの乗算
結果と累算結果が保持された入力レジスタ１２との加算
を行い累算を続ける。これを繰り返すことにより、積和
演算を行うことができる。

【００３１】差の絶対値の累算は、Ｓ０とＳ１を第１の
算術演算器２００に入力して、Ｓ０からＳ１を減算し、
その結果が負でない場合は演算結果をそのまま、また、
前記結果が負である場合は、符号を反転し正の値にして
差の絶対値演算を行い、第２の算術演算器３００の一方
のレジスタ１１に保持する。これと同時に、次の差の絶
対値演算も続けて行う。第２の算術演算器３００の他方
の入力レジスタ１２は、初期値として“０”を設定して
おく。そして、第２の算術演算器３００の二つの入力レ
ジスタ１１，１２の加算を行い、その結果を第２の算術
演算器３００の“０”を保持していた入力レジスタ１２
に入れ、累算を行う。そして、次の第１の算術演算器２
００からの差の絶対値演算の結果と、累算結果が保持さ
れた入力レジスタ１２との加算を行い累算を続ける。こ
れを繰り返すことにより、差の絶対値の累算を行うこと
ができる。

【００３２】閾値演算は、閾値が一つの場合、閾値Ｔを
Ｓ０から、入力データＰをＳ１から第１の算術演算器２
００に入力し、減算を行い、その結果の符号フラグによ
り、閾値演算部４００の内部に設定されている閾値演算
出力値ＴＲ１、ＴＲ２を選択し、他方の選択器１０に出
力する。そして、選択制御部７により、他方の選択器１
０で閾値演算部４００からの出力を選択し、第２の算術
演算器３００の一方の入力レジスタ１１に入力する。ま
た、選択制御部７により一方の選択器９で値“０”を選
択し、第２の算術演算部３００の他方の入力レジスタ１
２に入力する。第２の算術演算器３００で、両方の入力
レジスタ１１，１２の加算を行う。これにより閾値演算
を行うことができる。

【００３３】閾値が二つの場合、第１の閾値Ｔ１をＳ０
から入力すると共に、定数レジスタ８に第２の閾値Ｔ２
を保持してこれを入力し、かつ、第１の閾値Ｔ１をＳ０
から、また、入力データＰをＳ１から入力してこれらの
減算を行う第１の算術演算器２００の符号フラグに基づ
き、第１、２の閾値Ｔ１、Ｔ２の選択と、第１、２の閾
値演算出力値ＴＲ１、ＴＲ２の選択とを行う。そして、
第１の算術演算器２００の符号フラグと、第２の算術演
算器３００の符号フラグに基づき、前記選択した第１ま
たは第２の閾値Ｔ１、Ｔ２と、入力データＰとのいずれ
か一方を選択すると共に、前記第１または第２の閾値演
算出力値ＴＲ１、ＴＲ２と、入力データＰとのいずれか
一方を選択する。更に、これら二つの選択結果のいずれ
か一方を選択して閾値演算結果として出力する。これに
より閾値が二つの場合も、その閾値演算を行うことがで
きる。

【００３４】制限付き演算は、上記の出力処理部５００
の説明で示した機能により行うことができる。

【００３５】次に、本発明の一実施例を図を用いて詳細
に説明する。図６は、図１に示した信号処理装置におけ
る乗算器１００の内部構成を示す図である。図におい
て、１０１ａおよび１０１ｂは、２段パイプラインから
なる乗算部であり、これら乗算部１０１ａ，１０１ｂ間
にパイプラインレジスタ１０２が設けられている。尚、
乗算部１０１ａ，１０１ｂの代わりに、予め乗算結果を
ＲＯＭに格納し、これを出力するよう構成してもよい。

【００３６】図７は、第１および第２の算術演算器２０
０，３００の内部構成を示す図である。これら第１、２
の算術演算器２００，３００は、演算部２０１、パイプ
ラインレジスタ２０２、２０３、符号反転回路２０４、
セレクタ２０５、ＡＮＤ回路２０６から構成されてい
る。演算部２０１は入力レジスタ４，５に保持されてい
る値を入力し、加算、減算を行うもので、その演算結果
をパイプラインレジスタ２０２に出力する。また、演算
部２０１は、その演算結果の符号をパイプラインレジス
タ２０３に出力し、パイプラインレジスタ２０３はこれ
を保持する。また、パイプラインレジスタ２０３の符号
は、符号フラグとして閾値演算部４００に出力されると
共に、ＡＮＤ回路２０６に入力されている。

【００３７】符号反転回路２０４は、パイプラインレジ
スタ２０２に保持されている値の符号反転を行うもので
ある。セレクタ２０５はパイプラインレジスタ２０２の
値と、符号反転回路２０４の値を、ＡＮＤ回路２０６の
出力に基づいて選択するセレクタであり、その出力は、
第１の算術演算器２００では一方の選択器９に、また、
第２の算術演算器３００では、入力レジスタ１３と他方
の選択器１０に接続されている。ＡＮＤ回路２０６は、
パイプラインレジスタ２０３の符号と絶対値演算信号を
入力し、その出力をセレクタ２０５に送出するものであ
る。

【００３８】図８は、閾値演算部４００の内部構成を示
す図である。閾値演算部４００は、パイプラインレジス
タ４０１，４０６〜４１４、レジスタ４０３，４０４、
セレクタ４０２，４０５，４１５〜４１８、Ｅｘ−ＯＲ
回路４１９からなる。パイプラインレジスタ４０１は、
入力レジスタ６に保持されている入力データを保持する
レジスタである。セレクタ４０２は、第１の算術演算器
２００におけるパイプラインレジスタ２０３からの符号
フラグに基づき、パイプラインレジスタ４０１からのデ
ータと、定数レジスタ８からのデータを選択するセレク
タであり、その出力をパイプラインレジスタ４０９に送
出するよう構成されている。レジスタ４０３、４０４は
閾値演算出力値ＴＲ１、ＴＲ２をそれぞれ設定するため
のレジスタである。

【００３９】セレクタ４０５は、第１の算術演算器２０
０におけるパイプラインレジスタ２０３からの符号フラ
グに基づき、レジスタ４０３からのデータとレジスタ４
０４からのデータとを選択するセレクタで、その出力
は、他方の選択器１０の入力およびパイプラインレジス
タ４０８に接続されている。パイプラインレジスタ４０
６は、第１の算術演算器２００におけるパイプラインレ
ジスタ２０３からの符号フラグを保持ためのレジスタ、
パイプラインレジスタ４０７は、一方の選択器９からの
データを保持するレジスタである。

【００４０】また、パイプラインレジスタ４１０は、第
２の算術演算器３００の符号フラグを保持するレジス
タ、パイプラインレジスタ４１１は、パイプラインレジ
スタ４０６のデータを保持するレジスタ、パイプライン
レジスタ４１２は、パイプラインレジスタ４０７からの
データを保持するレジスタ、パイプラインレジスタ４１
３は、パイプラインレジスタ４０８からのデータを保持
するレジスタ、パイプラインレジスタ４１４は、パイプ
ラインレジスタ４０９からのデータを保持するレジスタ
である。

【００４１】セレクタ４１５は、パイプラインレジスタ
４１０とパイプラインレジスタ４１１のデータを入力と
するＥｘ−ＯＲ回路４１９の出力信号と、Ｅｘ−ＯＲ回
路４１９の反転出力信号を選択するセレクタである。セ
レクタ４１６は、セレクタ４１５からの出力信号に基づ
き、パイプラインレジスタ４１２のデータと、パイプラ
インレジスタ４１３のデータとを選択するセレクタであ
る。また、セレクタ４１７は、セレクタ４１６と同様
に、セレクタ４１５からの出力信号に基づき、パイプラ
インレジスタ４１２のデータと、パイプラインレジスタ
４１４のデータとを選択するセレクタである。更に、セ
レクタ４１８は、セレクタ４１６の出力とセレクタ４１
７の出力を選択し、その出力を閾値演算結果として演算
結果選択器１４の入力に送出するセレクタである。

【００４２】図９は、出力処理部５００の内部構成を示
す図である。出力処理部５００は、シフタ５０２、レジ
スタ５０３，５０６，５０７、オーバフロー／アンダフ
ロー判定回路５０５、セレクタ５０８，５０９から構成
されている。図において、５０１は入力レジスタ１３か
らのデータを模式的に示したもので、このデータ５０１
がシフタ５０２に入力されるよう構成されている。シフ
タ５０２は、入力レジスタ１３からのデータをシフトす
る回路であり、レジスタ５０３に設定された大きさのシ
フトを行い、データ５０４として出力するものである。
尚、レジスタ５０３は、シフト量を設定するためのレジ
スタである。また、５０４ａはデータ５０４におけるオ
ーバフロー／アンダフローを判定する部分のデータを示
している。

【００４３】オーバフロー／アンダフロー判定回路５０
５は、データ５０４ａに対し、オーバフローとアンダフ
ローを判定する回路であり、その判定出力をセレクタ５
０８とセレクタ５０９のセレクト信号として出力するよ
う構成されている。レジスタ５０６、５０７は、制限付
き演算での上限値と下限値を設定するレジスタであり、
セレクタ５０８は、これら上限値と下限値を、オーバフ
ロー／アンダフロー判定回路５０５のセレクト信号に基
づき選択する。また、セレクタ５０９は、オーバフロー
／アンダフロー判定回路５０５のセレクト信号に基づ
き、セレクタ５０８の出力と、シフタ５０２からのデー
タを選択するセレクタで、その出力を演算結果選択器１
４の入力に送出するよう構成されている。

【００４４】次に、各演算を詳細に説明する。《積和演算》Ｓ０を乗算器入力選択器１により選択し、
乗算器１００の入力レジスタ２で保持する。これと同時
にＳ１を乗算器１００の入力レジスタ３に保持する。次
に、乗算器１００により、入力レジスタ２と入力レジス
タ３の各データを乗算する。パイプライン動作であるの
で、乗算部１０１ａでの演算結果がパイプラインレジス
タ１０２に保持されると同時に、次のデータを入力レジ
スタ２，３に保持する。

【００４５】次に、一方の選択器９により乗算器１００
の出力を選択し、第２の算術演算器３００の入力レジス
タ１１に保持する。この時、第２の算術演算器３００の
入力レジスタ１２の初期値として値“０”が設定されて
いるものとする。次に、第２の算術演算器３００により
入力レジスタ１１，１２のデータを加算し、その結果を
第２の算術演算器３００の入力レジスタ１２に保持す
る。これと同時に次の乗算結果を一方の選択器９を通し
て入力レジスタ１１に保持する。これを繰り返すこと
で、入力レジスタ１２に累算結果が保持され、積和演算
を実行することができる。

【００４６】尚、累算の回数は、図示省略したカウンタ
に設定する。また、累算結果は、まるめの処理を必要と
する場合、まるめに必要な値を定数レジスタ８に予め設
定しておき、演算結果を入力レジスタ１３に保持する。
尚、出力処理部５００での処理については、後述する。

【００４７】《差の絶対値の累積演算》Ｓ０を第１の算
術演算器２００の入力レジスタ４に、Ｓ１を入力レジス
タ５に保持する。次に、第１の算術演算器２００により
入力レジスタ４から入力レジスタ５のデータを減算す
る。パイプライン動作であるので、演算部２０１での演
算結果がパイプラインレジスタ２０２に保持されると同
時に、次のデータを入力レジスタ４，５に保持する。次
に、パイプラインレジスタ２０２のデータに対して絶対
値処理を行う。符号反転回路２０４は、パイプラインレ
ジスタ２０２のデータの符号を反転し、その結果をセレ
クタ２０５の入力に送る。

【００４８】ここで、演算部２０１での演算結果が負の
場合、セレクタ２０５は、符号フラグを保持したパイプ
ラインレジスタ２０３の信号と絶対値演算であることに
より作られたセレクト信号で、符号反転回路２０４の出
力を選択し、その結果を一方の選択器９の入力に送る。
また、演算部２０１での演算結果が正の場合、セレクタ
２０５は、符号フラグを保持したパイプラインレジスタ
２０３の信号と絶対値演算であることにより作られたセ
レクト信号で、パイプラインレジスタ２０２の出力を選
択し、その結果を一方の選択器９の入力に送る。

【００４９】次に、一方の選択器９により第１の算術演
算器２００の出力を選択し、第２の算術演算器３００の
入力レジスタ１１に保持する。この時、第３の算術演算
器３００の入力レジスタ１２の初期値として値“０”が
設定されているものとする。次に、第２の算術演算器３
００により入力レジスタ１１，１２のデータを加算し、
その結果を第２の算術演算器３００の入力レジスタ１２
に保持する。これと同時に次の絶対値演算の結果を、一
方の選択器９を通して入力レジスタ１１に保持する。

【００５０】また、累算回数は、図示省略したカウンタ
に設定する。そして、累算結果は、まるめの処理を必要
とする場合、まるめに必要な値を定数レジスタ８に予め
設定しておき、入力レジスタ１１のデータと、定数レジ
スタ８のデータを第２の算術演算器３００で加算し、出
力処理部５００の入力レジスタ１３に保持する。尚、出
力処理部５００での処理については、後述する。このよ
うにして差の絶対値の累算を行うことができる。

【００５１】《閾値演算》この実施例では、閾値が一つ
の場合と、二つの場合について説明する。図１０は、閾
値が一つの場合で、入力Ｐに対する閾値Ｔの閾値演算機
能を示す図である。（１）Ｐ＜Ｔの時、ＴＲ２Ｔ≦Ｐの時、ＴＲ１（２）Ｐ＜Ｔの時、ＰＴ≦Ｐの時、ＴＲ１（３）Ｐ＜Ｔの時、ＴＲ２Ｔ≦Ｐの時、Ｐここで、閾値演算出力値ＴＲ１はレジスタ４０３に、閾
値演算出力値ＴＲ２はレジスタ４０４に保持する。

【００５２】先ず、（１）の場合の演算についてその動
作を説明する。閾値ＴをＳ０から入力し、第１の算術演
算器２００の入力レジスタ４に、入力データＰをＳ１か
ら入力し、第１の算術演算器２００の入力レジスタ５に
保持する。次に、第１の算術演算器２００により入力レ
ジスタ４の値（＝Ｔ）から、入力レジスタ５の値（＝
Ｐ）を減算する。パイプライン動作であるので、乗算部
２０１での演算による符号フラグをパイプラインレジス
タ２０３に保持すると同時に、次のデータを入力レジス
タ４，５に保持する。

【００５３】そして、パイプラインレジスタ２０３の値
が正である場合（Ｐ＜Ｔ）、セレクタ４０５によりレジ
スタ４０４（＝ＴＲ２）を選択し、その出力を他方の選
択器１０の入力に送る。また、パイプラインレジスタ２
０３の値が正でない場合（Ｔ≦Ｐ）、セレクタ４０５に
よりレジスタ４０３（＝ＴＲ１）を選択し、その出力を
他方の選択器１０の入力に送る。

【００５４】また、（１）の閾値演算の場合は、選択制
御部７により、一方の選択器９は、値“０”を選択し、
他方の選択器１０は、閾値演算部４００からのデータを
選択するように設定する。そして、一方の選択器９の出
力を第２の算術演算器３００の入力レジスタ１１に、他
方の選択器１０の出力を第２の算術演算器３００の入力
レジスタ１２に保持する。

【００５５】次に、第２の算術演算器３００により、入
力レジスタ１１，１２のデータを加算し、その結果を出
力処理部５００の入力レジスタ１３に保持する。尚、出
力処理部５００での処理については、後で述べる。この
ようにして（１）の閾値演算を行うことができる。

【００５６】次に、（２）の場合の演算についてその動
作を説明する。閾値ＴをＳ０から入力し、第１の算術演
算器２００の入力レジスタ４に、入力データＰをＳ１か
ら入力し、第１の算術演算器２００の入力レジスタ５
と、乗算器１００の入力レジスタ３に、そして、乗算器
入力選択器１で値“１”を選択し、入力レジスタ２に保
持する。

【００５７】次に、第１の算術演算器２００により、入
力レジスタ４の値（＝Ｔ）から、入力レジスタ５の値
（＝Ｐ）を減算すると同時に、乗算器１００により、入
力レジスタ２の値（＝１）と入力レジスタ３の値（＝
Ｐ）の乗算を行う。パイプライン動作であるので、演算
部２０１での演算による符号フラグをパイプラインレジ
スタ２０３に保持すると同時に、乗算部１０１ａでの演
算による結果を、パイプラインレジスタ１０２に保持す
ると同時に、次のデータを入力レジスタ４，５，および
入力レジスタ２，３に保持する。

【００５８】そして、パイプラインレジスタ２０３の値
が正である場合（Ｐ＜Ｔ）、選択制御部７により、一方
の選択器９は、乗算器１００からのデータ（＝Ｐ）を選
択し、他方の選択器１０は、値“０”を選択する。ま
た、パイプラインレジスタ２０３の値が正でない場合
（Ｔ≦Ｐ）、セレクタ４０５により、レジスタ４０３
（ＴＲ１）を選択し、その出力を他方の選択器１０の入
力に送ると同時に、選択制御部７により、一方の選択器
９は、値“０”を選択し、他方の選択器１０は、閾値演
算部４００からのデータを選択する。

【００５９】そして、一方の選択器９の出力を、第２の
算術演算器３００の入力レジスタ１１に、他方の選択器
１０の出力を、第２の算術演算器３００の入力レジスタ
１２に保持する。

【００６０】次に、第２の算術演算器３００により、入
力レジスタ１１，１２のデータを加算し、その結果を出
力処理部５００の入力レジスタ１３に保持する。尚、出
力処理部での処理については、後で述べる。このように
して（２）の閾値演算を行うことができる。

【００６１】次に、（３）の場合の演算についてその動
作を説明する。閾値ＴをＳ０から入力し、第１の算術演
算器２００の入力レジスタ４に、入力データＰをＳ１か
ら入力し、第１の算術演算器２００の入力レジスタ５
と、乗算器１００の入力レジスタ３に、そして乗算器入
力選択器１で値“１”を選択し、入力レジスタ２に保持
する。

【００６２】次に、第１の算術演算器２００により、入
力レジスタ４の値から入力レジスタ５の値を減算すると
同時に、乗算器１００により、入力レジスタ２の値と入
力レジスタ３の値の乗算を行う。パイプライン動作であ
るので、演算部２０１での演算による符号フラグをパイ
プラインレジスタ２０３に保持すると同時に、乗算部１
０１ａでの演算による結果をパイプラインレジスタ１０
２に保持すると同時に、次のデータを入力レジスタ４，
５および入力レジスタ２，３に保持する。

【００６３】そして、パイプラインレジスタ２０３の値
が正である場合（Ｐ＜Ｔ）、セレクタ４０５により、レ
ジスタ４０４（ＴＲ２）を選択し、その出力を他方の選
択器１０の入力に送ると同時に、選択制御部７により、
一方の選択器９は、値“０”を選択し、他方の選択器１
０は、閾値演算部４００からのデータを選択する。

【００６４】また、パイプラインレジスタ２０３の値が
正でない場合（Ｔ≦Ｐ）、選択制御部７により、一方の
選択器９は、乗算器１００からのデータ（＝Ｐ）を選択
し、他方の選択器１０は、値“０”を選択する。そし
て、一方の選択器９の出力を第２の算術演算器３００の
入力レジスタ１１に、他方の選択器１０の出力を第２の
算術演算器３００の入力レジスタ１２に保持する。

【００６５】次に、第２の算術演算器３００により、入
力レジスタ１１，１２のデータを加算し、その結果を出
力処理部５００の入力レジスタ１３に保持する。尚、出
力処理部での処理については、後で述べる。このように
して（３）の閾値演算を行うことができる。

【００６６】次に、閾値が二つの場合を説明する。図１
１は、閾値が二つの場合で、入力Ｐに対する閾値Ｔ１，
Ｔ２（Ｔ２≦Ｔ１）の閾値演算機能を示す図である。（１）Ｔ１≦Ｐの時、ＴＲ１Ｔ２≦Ｐ＜Ｔ１の時、ＰＰ＜Ｔ２の時、ＴＲ２（２）Ｔ１≦Ｐの時、ＰＴ２≦Ｐ＜Ｔ１の時、ＴＲ２Ｐ＜Ｔ２の時、Ｐ（３）Ｔ１≦Ｐの時、Ｔ１Ｔ２≦Ｐ＜Ｔ１の時、ＰＰ＜Ｔ２の時、Ｔ２（４）Ｔ１≦Ｐの時、ＰＴ２≦Ｐ＜Ｔ１の時、Ｔ２Ｐ＜Ｔ２の時、Ｐ

【００６７】ここで、ＴＲ１は、レジスタ４０３に、Ｔ
Ｒ２は、レジスタ４０４に、閾値Ｔ２は、定数レジスタ
８に保持し、閾値Ｔ１は、Ｓ０から入力し、選択制御部
７により、一方の選択器９は、乗算器１００からのデー
タを選択し、他方の選択器１０は、定数レジスタ８から
のデータを選択し、演算結果選択器１４は、セレクタ４
１８を選択する。

【００６８】先ず、上記（１）の場合の演算についてそ
の動作を説明する。閾値Ｔ１をＳ０から入力し、第１の
算術演算器２００の入力レジスタ４に、入力データＰを
Ｓ１から入力し、第１の算術演算器２００の入力レジス
タ５と、乗算器１００の入力レジスタ３に、そして乗算
器入力選択器１で値“１”を選択し、入力レジスタ２に
保持する。

【００６９】次に、第１の算術演算器２００により、入
力レジスタ４の値から入力レジスタ５の値を減算すると
同時に、乗算器１００により、入力レジスタ２の値と入
力レジスタ３の値の乗算を行う。パイプライン動作であ
るので、演算部２０１での演算による符号フラグをパイ
プラインレジスタ２０３に保持すると同時に、乗算部１
０１ａでの演算による結果をパイプラインレジスタ１０
２に保持すると同時に、次のデータを入力レジスタ４，
５および入力レジスタ２，３に保持する。

【００７０】そして、パイプラインレジスタ２０３の値
が正である場合（Ｐ＜Ｔ１）、セレクタ４０５により、
レジスタ４０４（ＴＲ２）を選択し、その出力をパイプ
ラインレジスタ４０８に送る。また、パイプラインレジ
スタ２０３の値が正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ
４０５により、レジスタ４０３（ＴＲ１）を選択し、そ
の出力をパイプラインレジスタ４０８に送る。

【００７１】そして、一方の選択器９の出力（＝Ｐ）
を、第２の算術演算器３００の入力レジスタ１１と、閾
値演算部４００のパイプラインレジスタ４０７に、他方
の選択器１０の出力（Ｔ２）を、第２の算術演算器３０
０の入力レジスタ１２に、パイプラインレジスタ２０３
からの値を、パイプラインレジスタ４０６に、セレクタ
４０５からの値を、パイプラインレジスタ４０８に保持
する。

【００７２】次に、第２の算術演算器３００により、入
力レジスタ１２の値から入力レジスタ１１の値を減算
し、その演算による符号フラグをパイプラインレジスタ
４１０に保持すると同時に、パイプラインレジスタ４０
６のデータをパイプラインレジスタ４１１に保持すると
同時に、パイプラインレジスタ４０７のデータをパイプ
ラインレジスタ４１２に保持すると同時に、パイプライ
ンレジスタ４０８のデータをパイプラインレジスタ４１
３に保持する。

【００７３】また、（１）の閾値演算の場合には、セレ
クタ４１５は、パイプラインレジスタ４１０と４１１の
Ｅｘ−ＯＲを選択し、セレクタ４１８は、セレクタ４１
６の出力を選択する。

【００７４】そして、パイプラインレジスタ４１０の値
が正で、かつパイプラインレジスタ４１１の値が正の場
合（Ｐ＜Ｔ２）、セレクタ４１５からの信号により、セ
レクタ４１６でパイプラインレジスタ４１３（ＴＲ２）
を選択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【００７５】また、パイプラインレジスタ４１０の値が
正でなく、かつパイプラインレジスタ４１１の値が正の
場合（Ｔ２≦Ｐ＜Ｔ１）、セレクタ４１５からの信号に
より、セレクタ４１６でパイプラインレジスタ４１２
（Ｐ）を選択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【００７６】更に、パイプラインレジスタ４１１の値が
正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ４１５からの信号
により、セレクタ４１６でパイプラインレジスタ４１３
（ＴＲ１）を選択し、その出力をセレクタ４１８に送
る。そして、セレクタ４１８でセレクタ４１６の出力を
選択し、その出力を演算結果選択器１４に送る、そし
て、演算結果選択器１４で、セレクタ４１８の出力を選
択し、その出力をパイプラインレジスタ１５に保持す
る。このようにして（１）の閾値演算を行うことができ
る。

【００７７】次に（２）の場合の演算についてその動作
を説明する。閾値Ｔ１をＳ０から入力し、第１の算術演
算器２００の入力レジスタ４に、入力データＰをＳ１か
ら入力し、第１の算術演算器２００の入力レジスタ５
と、乗算器１００の入力レジスタ３に、そして乗算器入
力選択器１で値“１”を選択し、入力レジスタ２に保持
する。

【００７８】次に、第１の算術演算器２００により、入
力レジスタ４の値から入力レジスタ５の値を減算すると
同時に、乗算器１００により、入力レジスタ２の値と入
力レジスタ３の値の乗算を行う。パイプライン動作であ
るので、演算部２０１での演算による符号フラグをパイ
プラインレジスタ２０３に保持すると同時に、乗算部１
０１ａでの演算による結果をパイプラインレジスタ１０
２に保持すると同時に、次のデータを入力レジスタ４，
５および入力レジスタ２，３に保持する。

【００７９】そして、パイプラインレジスタ２０３の値
が正である場合（Ｐ＜Ｔ１）、セレクタ４０５により、
レジスタ４０４（ＴＲ２）を選択し、その出力をパイプ
ラインレジスタ４０８に送る。

【００８０】また、パイプラインレジスタ２０３の値が
正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ４０５により、レ
ジスタ４０３（ＴＲ１）を選択し、その出力をパイプラ
インレジスタ４０８に送る。

【００８１】更に、一方の選択器９の出力（Ｐ）を、第
２の算術演算器３００の入力レジスタ１１と、閾値演算
部４００のパイプラインレジスタ４０７に、他方の選択
器１０の出力（Ｔ２）を、第２の算術演算器３００の入
力レジスタ１２に、パイプラインレジスタ２０３からの
値を、パイプラインレジスタ４０６に、セレクタ４０５
からの値を、パイプラインレジスタ４０８に保持する。

【００８２】次に、第２の算術演算器３００により、入
力レジスタ１２の値から入力レジスタ１１の値を減算
し、その演算による符号フラグをパイプラインレジスタ
４１０に保持すると同時に、パイプラインレジスタ４０
６のデータをパイプラインレジスタ４１１に保持すると
同時に、パイプラインレジスタ４０７のデータをパイプ
ラインレジスタ４１２に保持すると同時に、パイプライ
ンレジスタ４０８のデータをパイプラインレジスタ４１
３に保持する。

【００８３】また、（２）の閾値演算の場合には、セレ
クタ４１５は、パイプラインレジスタ４１０とパイプラ
インレジスタ４１１のＥｘ−ＯＲの反転を選択し、セレ
クタ４１８は、セレクタ４１６の出力を選択する。

【００８４】そして、パイプラインレジスタ４１０の値
が正で、かつパイプラインレジスタ４１１の値が正の場
合（Ｐ＜Ｔ２）、セレクタ４１５からの信号により、セ
レクタ４１６でパイプラインレジスタ４１２（Ｐ）を選
択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【００８５】また、パイプラインレジスタ４１０の値が
正でなく、かつパイプラインレジスタ４１１の値が正の
場合（Ｔ２≦Ｐ＜Ｔ１）、セレクタ４１５からの信号に
より、セレクタ４１６でパイプラインレジスタ４１３
（ＴＲ２）を選択し、その出力をセレクタ４１８に送
る。

【００８６】更に、パイプラインレジスタ４１１の値が
正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ４１５からの信号
により、セレクタ４１６でパイプラインレジスタ４１２
（Ｐ）を選択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【００８７】そして、セレクタ４１８でセレクタ４１６
の出力を選択し、その出力を演算結果選択器１４に送
る。更に、演算結果選択器１４で、セレクタ４１８の出
力を選択し、その出力をパイプラインレジスタ１５に保
持する。このようにして（２）の閾値演算を行うことが
できる。

【００８８】次に、（３）の場合の演算についてその動
作を説明する。閾値Ｔ１をＳ０から入力し、第１の算術
演算器２００の入力レジスタ４と、閾値演算部の入力レ
ジスタ６に、入力データＰをＳ１から入力し、第１の算
術演算器２００の入力レジスタ５と、乗算器１００の入
力レジスタ３に、そして乗算器入力選択器１で値“１”
を選択し、入力レジスタ２に保持する。

【００８９】次に、第１の算術演算器２００により、入
力レジスタ４の値から入力レジスタ５の値を減算すると
同時に、乗算器１００により、入力レジスタ２の値と入
力レジスタ３の値の乗算を行う。パイプライン動作であ
るので、演算部２０１での演算による符号フラグをパイ
プラインレジスタ２０３に保持すると同時に、乗算部１
０１ａでの演算による結果をパイプラインレジスタ１０
２に保持すると同時に、入力レジスタ６のデータをパイ
プラインレジスタ４０１に保持すると同時に、次のデー
タを入力レジスタ４，５，２，３および入力レジスタ６
に保持する。

【００９０】そして、パイプラインレジスタ２０３の値
が正である場合（Ｐ＜Ｔ１）、セレクタ４０２により、
定数レジスタ８（Ｔ２）を選択し、その出力をパイプラ
インレジスタ４０９に送る。

【００９１】また、パイプラインレジスタ２０３の値が
正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ４０２により、パ
イプラインレジスタ４０１（Ｔ１）を選択し、その出力
をパイプラインレジスタ４０９に送る。

【００９２】そして、一方の選択器９の出力（Ｐ）を、
第２の算術演算器３００の入力レジスタ１１と、閾値演
算部４００のパイプラインレジスタ４０７に、他方の選
択器１０の出力（Ｔ２）を、第２の算術演算器３００の
入力レジスタ１２に、パイプラインレジスタ２０３から
の値を、パイプラインレジスタ４０６に、セレクタ４０
２からの値を、パイプラインレジスタ４０９に保持す
る。

【００９３】次に、第２の算術演算器３００により、入
力レジスタ１２の値から入力レジスタ１１の値を減算
し、その演算による符号フラグをパイプラインレジスタ
４１０に保持すると同時に、パイプラインレジスタ４０
６のデータをパイプラインレジスタ４１１に保持すると
同時に、パイプラインレジスタ４０７のデータをパイプ
ラインレジスタ４１２に保持すると同時に、パイプライ
ンレジスタ４０９のデータをパイプラインレジスタ４１
４に保持する。

【００９４】また、（３）の閾値演算の場合には、セレ
クタ４１５は、パイプラインレジスタ４１０と４１１の
Ｅｘ−ＯＲを選択し、セレクタ４１８は、セレクタ４１
７の出力を選択する。

【００９５】そして、パイプラインレジスタ４１０の値
が正で、かつパイプラインレジスタ４１１の値が正の場
合（Ｐ＜Ｔ２）、セレクタ４１５からの信号により、セ
レクタ４１７でパイプラインレジスタ４１４（Ｔ２）を
選択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【００９６】また、パイプラインレジスタ４１０の値が
正でなく、かつパイプラインレジスタ４１１の値が正の
場合（Ｔ２≦Ｐ＜Ｔ１）、セレクタ４１５からの信号に
より、セレクタ４１７でパイプラインレジスタ４１２
（Ｐ）を選択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【００９７】更に、パイプラインレジスタ４１１の値が
正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ４１５からの信号
により、セレクタ４１７でパイプラインレジスタ４１４
（Ｔ１）を選択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【００９８】そして、セレクタ４１８でセレクタ４１６
の出力を選択し、その出力を演算結果選択器１４に送
る。更に、演算結果選択器１４で、セレクタ４１８の出
力を選択し、その出力をパイプラインレジスタ１５に保
持する。このようにして（３）の閾値演算を行うことが
できる。

【００９９】次に（４）の場合の演算についてその動作
を説明する。閾値Ｔ１をＳ０から入力し、第１の算術演
算器２００の入力レジスタ４と、閾値演算部の入力レジ
スタ６に、入力データＰをＳ１から入力し、第１の算術
演算器２００の入力レジスタ５と、乗算器１００の入力
レジスタ３に、そして乗算器入力選択器１で値“１”を
選択し、入力レジスタ２に保持する。

【０１００】次に、第１の算術演算器２００により、入
力レジスタ４の値から入力レジスタ５の値を減算すると
同時に、乗算器１００により、入力レジスタ２の値と入
力レジスタ３の値の乗算を行う。パイプライン動作であ
るので、演算部２０１での演算による符号フラグをパイ
プラインレジスタ２０３に保持すると同時に、乗算部１
０１ａでの演算による結果をパイプラインレジスタ１０
２に保持すると同時に、入力レジスタ６のデータをパイ
プラインレジスタ４０１に保持すると同時に、次のデー
タを入力レジスタ４，５，２，３および入力レジスタ６
に保持する。

【０１０１】そして、パイプラインレジスタ２０３の値
が正である場合（Ｐ＜Ｔ１）、セレクタ４０２により、
定数レジスタ８の値（Ｔ２）を選択し、その出力パイプ
ラインレジスタ４０９に送る。

【０１０２】また、パイプラインレジスタ２０３の値が
正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ４０２により、パ
イプラインレジスタ４０１（Ｔ１）を選択し、その出力
をパイプラインレジスタ４０９に送る。

【０１０３】そして、一方の選択器９の出力（Ｐ）を、
第２の算術演算器３００の入力レジスタ１１と、閾値演
算器４００のパイプラインレジスタ４０７に、他方の選
択器１０の出力（Ｔ２）を、第２の算術演算器３００の
入力レジスタ１２に、パイプラインレジスタ２０３から
の値を、パイプラインレジスタ４０６に、セレクタ４０
２からの値を、パイプラインレジスタ４０９に保持す
る。

【０１０４】次に、第２の算術演算器３００により、入
力レジスタ１２の値から入力レジスタ１１の値を減算
し、その演算による符号フラグをパイプラインレジスタ
４１０に保持すると同時に、パイプラインレジスタ４０
６のデータをパイプラインレジスタ４１１に保持すると
同時に、パイプラインレジスタ４０７のデータをパイプ
ラインレジスタ４１２に保持すると同時に、パイプライ
ンレジスタ４０９のデータをパイプラインレジスタ４１
４に保持する。

【０１０５】また、（４）の閾値演算の場合には、セレ
クタ４１５は、パイプラインレジスタ４１０と４１１の
Ｅｘ−ＯＲの反転を選択し、セレクタ４１８は、セレク
タ４１７の出力を選択する。

【０１０６】そして、パイプラインレジスタ４１０の値
が正で、かつ４１３の値が正の場合（Ｐ＜Ｔ２）、セレ
クタ４１５からの信号により、セレクタ４１７でパイプ
ラインレジスタ４１２（Ｐ）を選択し、その出力をセレ
クタ４１８に送る。

【０１０７】また、パイプラインレジスタ４１０の値が
正でなく、かつ４１１の値が正の場合（Ｔ２≦Ｐ＜Ｔ
１）、セレクタ４１５からの信号により、セレクタ４１
７でパイプラインレジスタ４１４（Ｔ２）を選択し、そ
の出力をセレクタ４１８に送る。

【０１０８】更に、パイプラインレジスタ４１１の値が
正でない場合（Ｔ１≦Ｐ）、セレクタ４１５からの信号
により、セレクタ４１７でパイプラインレジスタ４１２
（Ｐ）を選択し、その出力をセレクタ４１８に送る。

【０１０９】そして、セレクタ４１８でセレクタ４１６
の出力を選択し、その出力を演算結果選択器１４に送
る。

【０１１０】また、演算結果選択器１４で、セレクタ４
１８の出力を選択し、その出力をパイプラインレジスタ
１５に保持する。このようにして（４）の閾値演算を行
うことができる。

【０１１１】《制限付き演算》積和演算では、入力デー
タビット幅より大きい値を扱うことになる。例えば、従
来の技術で示したように、８ビットの画素データの積和
演算で、３２ビット幅の累算器を使い、その結果を１６
ビットで出力する場合、オーバフローやアンダフローの
発生が予想される。これに対し画像処理では、オーバフ
ローやアンダフローを最大値や最小値で出力することが
あり、そのため、演算結果を目的とする画素値の範囲に
収めるために上限や下限を設定した制限付き演算が必要
となる。

【０１１２】第２の算術演算器３００は、３２ビットの
結果を出力し、そのビット幅のデータが入力レジスタ１
３に保持されているとする。そして、図９に示す出力処
理部５００は、１６ビット幅の結果を出力し、シフトは
右シフトで、シフト量は、１５ビット以下で、シフタ５
０２からの出力のＬＳＢの１６ビットがセレクタ４０２
の入力となり、上限は５０６に、下限は５０７に設定さ
れているものとする。

【０１１３】入力レジスタ１３からのデータは、シフタ
５０２によりレジスタ５０３に設定されたシフト量のシ
フトを行う。シフタ５０２は、レジスタ５０３に設定さ
れた大きさの右シフトを行う。シフタ５０２の出力は、
データ５０４で示すように、ＬＳＢの１６ビットは、セ
レクタ５０９の入力となる。

【０１１４】また、データ５０４ａは、データ５０４ａ
＝３２（レジスタ５０３に設定された値）−１６＋１で
求められる。シフタ５０２の出力から、データ５０４ａ
のビット幅の部分を、オーバフロー／アンダフロー判定
回路５０５に取り、オーバフロー／アンダフローの判定
を行う。その結果により、上限値／下限値を設定したレ
ジスタ５０６，５０７をセレクタ５０８により選択し、
その出力をセレクタ５０９の入力として送る。

【０１１５】そして、シフタ５０２からの出力が、１６
ビットの最大値を超える値である時、オーバフロー／ア
ンダフロー判定回路５０５により、セレクタ５０９でセ
レクタ５０８の出力を選択し、その出力をセレクタ５０
９の入力に送る。更に、オーバフロー／アンダフロー判
定回路５０５により、セレクタ５０９でセレクタ５０８
を選択し、その出力を演算結果選択器１４の入力に送
る。

【０１１６】また、シフタ５０２からの出力が、１６ビ
ットの最小値より小さい値である時、オーバフロー／ア
ンダフロー判定回路５０５により、セレクタ５０８でレ
ジスタ５０７を選択し、その出力をセレクタ５０９の入
力に送る。そして、オーバフロー／アンダフロー判定回
路５０５により、セレクタ５０９でセレクタ５０８の出
力を選択し、その出力を演算結果選択器１４の入力に送
る。

【０１１７】一方、シフタ５０２からの出力が、１６ビ
ットで表せる値である時、オーバフロー／アンダフロー
判定回路５０５により、セレクタ５０９でシフタ５０２
からの出力のＬＳＢの１６ビットを選択し、その出力を
演算結果選択器１４の入力に送る。このようにして、制
限付き演算を行うことができる。

【０１１８】また、シフト量が１６ビットの場合は、デ
ータ５０４のＬＳＢの１６ビットをセレクタ５０９で選
択し、シフト量が１６ビットを超える場合は、算術右シ
フトにより符号拡張を行うことで同様の演算ができる。

【０１１９】尚、上記実施例では、信号処置装置として
画像処置装置の場合を説明したが、これに限定されるも
のではなく、積和演算、差の絶対値の累積、閾値演算、
制限付き演算を行う装置であれば、種々の信号処理に適
用可能である。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明した第１発明の信号処理装置に
よれば、乗算器と、第１の算術演算器と、第２の算術演
算器と、閾値演算部と、定数レジスタと、一方の選択器
と、他方の選択器とを備え、これらの信号接続を制御す
ることによって、積和演算、差の絶対値の累積および閾
値演算を行うようにしたので、各演算毎に演算ユニット
を必要とせず、上記各演算を行う装置を構成する場合
に、本発明の信号処理装置のみで構成することができ、
構成の簡素化が図れ、コスト低減に寄与することができ
る。また、本発明の信号処理装置を複数用いることによ
って、各演算が同一の演算ユニットで行えるため、低コ
スト化を図りながら、処理を高速に行うことができる。

【０１２１】第２発明の信号処理装置によれば、第１発
明の信号処理装置に加えて、制限付き演算を行う出力処
理部を設けたので、例えば画像処理における制限付き演
算等を含む演算を一つの演算ユニットで構成でき、更
に、信号処理の効率化および低コスト化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号処理装置の構成図である。

【図２】色変換に関する演算式の説明図である。

【図３】離散コサイン変換に関する演算式の説明図であ
る。

【図４】２次元コンボリューション処理に関する演算式
の説明図である。

【図５】動き補償フレーム間予測符号化に関する演算式
の説明図である。

【図６】本発明の信号処理装置における乗算器の内部構
成を示すブロック図である。

【図７】本発明の信号処理装置における第１，２の算術
演算器の内部構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の信号処理装置における閾値演算部の内
部構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の信号処理装置における出力処理部の内
部構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の信号処理装置における閾値が一つの
場合の説明図である。

【図１１】本発明の信号処理装置における閾値が二つの
場合の説明図である。

【符号の説明】

１００乗算器２００第１の算術演算器３００第２の算術演算器４００閾値演算部５００出力処理部８定数レジスタ９一方の選択器１０他方の選択器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 5/00 5/20 Ｈ０４Ｎ 7/30 9/74 ＺＧ０６Ｆ 15/66 Ｍ 15/68 ３１０Ａ４００ＪＨ０４Ｎ 7/133 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乗算器と、第１の算術演算器と、第２の
算術演算器と、閾値演算部と、定数レジスタと、一方の
選択器と、他方の選択器とを備え、前記乗算器は、任意の２データを入力して、乗算を行
い、前記第１の算術演算器は、前記任意の２データを入力
し、加算または減算を行うと共に、演算結果が負である
時、符号を反転して正の値にして出力し、かつ演算結果
の符号フラグを出力し、前記一方の選択器は、前記乗算器の出力と、前記第１の
算術演算器の出力と、前記定数レジスタの出力と、初期
値とを選択し、前記他方の選択器は、前記閾値演算部から出力される閾
値演算出力値と、前記第２の算術演算器の出力と、前記
定数レジスタの出力と、前記初期値とを選択し、前記定数レジスタは、任意の値を保持し、前記第２の算術演算器は、前記一方の選択器の出力と、
他方の選択器の出力とを入力し、加算または減算を行う
と共に、演算結果が負である時、符号を反転して正の値
にして出力し、かつ演算結果の符号フラグを出力し、前記閾値演算部は、第１、第２の閾値演算出力値を有
し、閾値が一つの場合、前記２データの入力を当該閾値と任意のデータとし、か
つ、第１の算術演算器の符号フラグで前記第１、第２の
閾値演算出力値のいずれか一方を選択して閾値演算出力
値として、これを前記他方の選択器に出力し、閾値が第１、第２の閾値である場合、前記２データの入力を、前記第１の閾値と任意のデータ
とすると共に、前記定数レジスタの値を前記第２の閾値
とし、かつ、前記第１の算術演算器の符号フラグに基づ
き前記第１、２の閾値の選択と、前記第１、２の閾値演
算出力の選択とを行い、かつ、前記第１の算術演算器の
符号フラグと前記第２の算術演算器の符号フラグに基づ
き、前記選択した第１または第２の閾値と前記任意のデ
ータとのいずれか一方の選択を行うと共に、前記第１ま
たは第２の閾値演算出力値と前記任意のデータのいずれ
か一方の選択を行い、かつ、これら選択結果のいずれか
一方を選択して閾値演算結果を出力することを特徴とす
る信号処理装置。
【請求項２】出力処理部と、演算結果選択器とを備
え、前記出力処理部は、予め、出力ビット幅を設定すると共に、このビット幅で
表せる最大値と最小値とを有し、第２の算術演算器の出力を入力して、当該第２の算術演
算器の出力が、前記出力ビット幅より大きい場合は前記
最大値を、前記第２の算術演算器の出力が、前記出力ビ
ット幅より小さい場合は前記最小値を出力し、前記演算結果選択器は、前記出力処理部の出力と、閾値演算部の出力とを選択し
て演算結果として出力することを特徴とする請求項１記
載の信号処理装置。