数据变换装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数据变换装置及其控制方法。本发明专利技术以少的计算量实现了几乎没有延迟的快速无损变换。该无损变换可以用于快速执行无损编码和有损编码。第一计算单元将输入到输入端子的数据Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２和Ｄ３与作为｛１／２，－１／２，－１／２，－１／２｝的各个加权系数｛ａ０、ａ１、ａ２、ａ３｝相乘，并对乘积进行加和。第一计算单元中的舍入单元将和舍入成整数，并输出整数值Ｅ。第二计算单元将值Ｅ与针对各个输入数据设置的作为｛－１，１，１，１｝的加权系数｛ｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ３｝相乘，并将乘积与各个输入数据相加。本发明专利技术针对第一与第二加权系数之间的关系设置条件ａ０＊ｂ０＋ａ１＊ｂ１＋ａ２＊ｂ２＋ａ３＊ｂ３＝－２或０。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及一种数据变换技术，该数据变换技术能够在对于变换各个块的图像数据以及利用统一方案处理无损编码及有损编码而言必不可少的无损正交变换中，将n阶整数数据无损变换为n阶整数数据，以便具体实现形成该无损正交变换的各种类型的无损旋转变换。
技术介绍
图像(特别是多值图像)包括许多条信息，并且需要巨大的存储容量进行存储和许多时间进行传送。图像的存储和传送使用高效率的编码，以通过去除图像的冗余性或将图像内容改变到在视觉上不可识别出图像质量劣化的程度来减少数据量。 例如，JPEG(由ISO和ITU-T推荐作为静止图像的国际标准编码方式)通过执行离散余弦变换(DCT)将每个块(8×8像素)的图像数据变换成DCT系数。JPEG对每个系数进行量化并对量化的系数进行熵编码，以压缩图像数据。除了JPEG之外，使用DCT的其他压缩技术有H.261和MPEG-1/2/4。 在JPEG标准中，也对无损编码进行了标准化，以使压缩/解压缩的图像与原始图像完全匹配。过去，无损变换技术的研究没有取得明显的进展，并且无法实现使用DCT的无损变换。因此，无损编码不能通过使用DCT的块变换编码执行，而是通过每个像素的预测编码执行。 后来，建立了专用于静止图像的无损编码的国际标准(JPEG-LS)。然而，在这个标准中，没有使用无损变换技术。将无损小波变换用于无损图像编码的JPEG 2000随后成为了国际标准。无损小波变换是从整数数据集到整数数据集的无损变换。除非传送系数被量化，否则使用无损变换的编码将逐字地实现无损编码。量化处理的介入实现了有损编码。即，这种编码可以通过相同的变换方式准确无误地执行无损编码和有损编码。由于这个优点，甚至在目前正被国际标准化的JPEG-XR中也采用了使用无损变换的编码。 实现无损变换的一种传统技术使用阶梯计算(提升计算)。在如下文献中描述了这种方法的典型实例Shinji Fukuma、Koichi Ohyama、MasahiroIwahashi和Noriyoshi Kambayashi的“Lossless 8-Point Fast Discrete CosineTransform Using Lossless Hadamard Transform(应用无损阿达玛变换的无损8点高速离散余弦变换)”，IEICE技术报告，IE99-65，第37-44页，1999年10月。在该文献中，通过将变换矩阵分解成三角矩阵并用阶梯计算代替它们的复杂程序来实现无损变换。因此，这种结构是复杂的，并且需要大量的计算处理。 日本专利特开第2003-258645号公报公开了一种限于阿达玛变换(Hadamard transform)的无损变换方法。在该文献中公开的方法针对通过线性阿达玛变换获得的小数数据的变换系数，上舍入奇数个数据的小数部分并下舍入另外奇数个数据的小数部分。该文献的特征在于舍入方法，其并没有想到来减少线性阿达玛变换的计算或减少舍入处理所需的处理量。 如上所述，传统无损变换技术需要通过阶梯计算执行冗余处理，以实现可逆性。这妨碍了使用无损变换的高速无损编码和有损编码。
技术实现思路
本专利技术是为克服上述传统缺陷而作出的。本专利技术提供一种更加快速地执行无损变换的技术。本专利技术还提供一种使用小型电路执行无损阿达玛变换的技术。 为了解决上述传统问题，本专利技术的第一方面提供一种数据变换装置，其包括用于输入多个输入数据的输入端子以及用于输出多个变换结果的输出端子，该数据变换装置包括 第一计算单元，其将输入到所述输入端子的数据与针对各个输入数据设置的第一加权系数相乘，并对加权的数据进行加和； 第二计算单元，其将从所述第一计算单元获得的计算结果与针对所述各个输入数据设置的第二加权系数相乘，并将乘积与所述各个输入数据相加；以及 舍入单元，其被设置在所述第一计算单元和所述第二计算单元中的乘以非整数加权系数的至少一者中，并将非整数计算结果舍入成整数， 其中，各个输入数据的所述第一加权系数和所述第二加权系数的乘积的和取0和-2中的任意一个。 本专利技术的第二方面提供一种数据变换装置的控制方法，所述数据变换装置由多个输入数据生成多个变换数据并输出所述变换数据，所述控制方法包括 第一计算步骤，使第一计算单元将所述输入数据与针对各个输入数据设置的第一加权系数相乘，并对加权的数据进行加和； 第二计算步骤，使第二计算单元将在所述第一计算步骤中获得的计算结果与针对所述各个输入数据设置的第二加权系数相乘，并将乘积与所述各个输入数据相加；以及 舍入步骤，使舍入单元在所述第一计算步骤和所述第二计算步骤中的乘以非整数加权系数的至少一者中，将非整数计算结果舍入成整数， 其中，各个输入数据的所述第一加权系数和所述第二加权系数的乘积的和取0和-2中的任意一个。 本专利技术能够以少的计算量实现几乎没有延迟的快速无损变换。该无损变换能够快速执行无损编码和有损编码。特别是，通过相同的描述，软件处理及硬件处理两者都能执行能够实现快速无损阿达玛变换的计算。这允许软件和硬件在一起开发。 特别是，当将图7中所示的无损阿达玛变换的配置实现为硬件电路时，该电路的大小可以小于传统的其他电路，并且该电路需要很少的电力即可工作。这意味着，其对于工业产品压缩数据来说是有用的。 通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其他特征和方面将变得清楚。 附图说明 图1是本专利技术中的用于无损变换的基本数据变换装置的图； 图2是用于说明当矩阵的行列式为-1时的可逆性的图； 图3是根据第一实施例的数据变换装置的图； 图4是根据第一实施例的另一数据变换装置的图； 图5A及图5B是示出第一实施例中的具体变换数据的示例的表； 图6是根据第一实施例的应用示例的数据变换装置的图； 图7是根据第二实施例的数据变换装置的图； 图8是根据第二实施例的另一数据变换装置的图； 图9是根据第三实施例的数据变换装置的图； 图10是根据第三实施例的另一数据变换装置的图； 图11A及图11B是示出根据第三实施例的具体变换数据的示例的表； 图12是示出两段提升计算的电路图； 图13是根据第四实施例的数据变换装置的图； 图14是根据第五实施例的数据变换装置的图；以及 图15是执行与图14相应的逆变换处理的数据变换装置的图。 具体实施例方式 在以下实施例中，将说明基于图1中所示的结构的无损变换。首先，将详细描述由图1的结构实现的变换。 图1中的装置包括第一计算单元111和第二计算单元112。第一计算单元111将加权系数a0、a1、a2和a3与从输入端子101、102、103和104输入的4个数据D0、D1、D2和D3相乘。第一计算单元111对加权的数据进行加和(计算加权的数据的和)，从而生成并输出和E E＝a0*D0+a1*D1+a2*D2+a3*D3 第二计算单元112将为各个输入数据设置的第二加权系数b0、b1、b2和b3与该和E相乘。第二计算单元112将乘积与输入数据D0、D1、D2和D3相加，即，计算D0+b0*E、D1+b1*E、D2+b2*E和D3+b3*E。然后，第二计算单元112从输出端子121至124输出这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据变换装置，其包括用于输入多个输入数据的输入端子以及用于输出多个变换结果的输出端子，该数据变换装置包括：第一计算单元，其将输入到所述输入端子的数据与针对各个输入数据设置的第一加权系数相乘，并对加权的数据进行加和；第二计算单元，其将从所述第一计算单元获得的计算结果与针对所述各个输入数据设置的第二加权系数相乘，并将乘积与所述各个输入数据相加；以及舍入单元，其被设置在所述第一计算单元和所述第二计算单元中的乘以非整数加权系数的至少一者中，并将非整数计算结果舍入成整数，其中，各个输入数据的所述第一加权系数和所述第二加权系数的乘积的和取０和－２中的任意一个。

【技术特征摘要】
JP 2008-12-25 2008-3311901.一种数据变换装置，其包括用于输入多个输入数据的输入端子以及用于输出多个变换结果的输出端子，该数据变换装置包括第一计算单元，其将输入到所述输入端子的数据与针对各个输入数据设置的第一加权系数相乘，并对加权的数据进行加和；第二计算单元，其将从所述第一计算单元获得的计算结果与针对所述各个输入数据设置的第二加权系数相乘，并将乘积与所述各个输入数据相加；以及舍入单元，其被设置在所述第一计算单元和所述第二计算单元中的乘以非整数加权系数的至少一者中，并将非整数计算结果舍入成整数，其中，各个输入数据的所述第一加权系数和所述第二加权系数的乘积的和取0和-2中的任意一个。2.根据权利要求1所述的数据变换装置，其中，输入到所述输入端子的数据以及从所述输出端子输出的变换数据都是整数数据。3.根据权利要求1所述的数据变换装置，其中，所述输入端子输入四个数据，所述第一加权系数由四个系数{1/2，-1/2，-1/2，-1/2}组成，所述舍入单元被设置在所述第一计算单元中，所述舍入单元将通过将四个输入数据分别与所述四个系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山忠义，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]