正交变换装置以及集成电路制造方法及图纸

与作为静止图像／运动图像编码处理中的骨干处理的正交变换有关，通过一个正交变换装置实现不同基底的多个正交变换的处理，实现与新的编码标准处理的对应。一种正交变换装置，包括：第一蝶形运算部（１００），具有对一部分的输入信号进行２点的乘积累加运算的２点基本运算部；第二蝶形运算部（１０１），具有对剩余的输入信号进行４点的乘积累加运算的４点基本运算部；第三蝶形运算部（１０２），具有在后者的后级进行２点的乘积累加运算的２点基本运算部；第一以及第二延迟部（２０３、２０２）等，分别位于第一、三蝶形运算部（１００、１０２）等的后级；第四蝶形运算部（１０３），具有对第一、二选择部（３０３、３０２）等选择出的数据进行２点的乘积累加运算的２点基本运算部；以及变换系数提供部（４０１）；对所述第四蝶形运算部进行的乘积累加运算进行切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及运动图像编码等的图像编码。尤其涉及进行作为图像 编码/解码处理中的骨干处理的正交变换的正交变换装置、集成电路。
技术介绍
在以往的技术中有，进行作为图像编码/解码处理中的骨干处理 的正交变换的正交变换装置。对于现行的运动图像压縮/扩展，存在作为运动图像编码标准的MPEG1 、 MPEG2 、 MPEG4 、 H.264 / AVC 、 VC — 1等的 MPEG(Moving picture expert group :运动图像专家组)，并且，在 标准中有规定，从而能够与不同的图像的大小或不同的所使用的介质 等分别相对应。例如；MPEG1、 MPEG2被使用于DVD等的图像尺 寸较大的介质；MPEG4或H.264 / AVC的一种方式被使用于移动电 话或lseg等的图像尺寸较小的介质；H.264/AVC、 VC—1被使用于 HDTV等的图像尺寸非常大的介质。在进行运动图像编码的情况下，将运动图像分割为称为宏块(MB) 的处理单位来进行处理。MB由亮度成分和色差成分构成，亮度成分 由Y0、 Yl、 Y2、 Y3这4个构成，并且，色差成分由Cb、 Cr这2个6构成。各个Y、 C成分由8X8块这64个像素成分构成。作为MPEG1、 MPEG2、 MPEG4、 H.264/AVC、 VC—1共通 的处理有正交变换处理。正交变换处理是以YO、 Yl、 Y2、 Y3、 Cb、 Cr成分为单位进行的处理，也是将作为空间成分的运动图像信号变换 为频率成分的技术。通过进行正交变换处理，从而在自然图像等被变 换为频率成分时发生数据的偏差，因此有用于可变长编码等的数据压 缩。并且，该正交变换的技术是一种骨干处理，除了用于运动图像的 编码以外，还用于声音压縮或信号处理。正交变换处理，按照所述的编码标准不同。首先，在MPEG1、 MPEG2、 MPEG4中利用DCT(离散余弦变换)。并且，在像H.264 /AVC或VC—l那样的新的编码标准中，利用哈达玛变换(Hadamard transform)或整数精度正交变换。而且，DCT是最一般的正交变换之 一，也是不可反变换，由于变换基底包含小数精度，因此在变换前与 变换后产生误差，对此，以H.264/AVC或VC—l进行的正交变换具 有以下的特征，即，由于变换基底为整数，因此在变换前与变换后不 产生误差。图1 8是示出以往的技术的图。图1、 2是示出正交变换处理的变换矩阵的图。图1的变换矩阵是 H.264/AVC中的整数精度正交变换的变换矩阵。并且，图2的变换 矩阵是VC—1中的整数精度正交变换的变换矩阵。而且，后者的图2 的变换矩阵是根据H.264 / AVC标准的标准书中记载的公式表达的矩 阵。图3、图4是示出4X4的变换矩阵的图。在H.264/AVC或VC—1中，除了进行8X8单位的正交变换以 外，还进行4X4单位的正交变换，使得降低解码后的图像的误差。图 3的变换矩阵是用于降低H.264 / AVC中的误差的、4X4单位的正交 变换矩阵。另外，图4的变换矩阵是VC — 1的4X4单位的正交变换 矩阵。如此，以矩阵式表达示正交变换处理，然而，周知的问题是，在 进行单纯的矩阵运算来实现正交变换处理的情况下，因需要庞大的运 算量，而导致处理时间或电路规模的增大。因此， 一般而言，以高速 算法来进行处理，该高速算法利用矩阵式的性质来展开矩阵，从而减 少运算次数。对于高速算法，周知的方式是像Chen或Wang那样的 方式。图5是所述的、以处理单位分割正交变换的高速算法的、以往的 结构(参照专利文献l)。在图5中，重新排列器3对输入信号进行重新 排列。输入信号被进行重新排列后，被蝶形器5、 7、 9进行加法减法 处理或乘法处理，从而实现正交变换。图6是示出图5所示的蝶形器的细节的图。如图6明确示出，图6所述的蝶形器的所有的细节由几个2点输入的交叉相乘运算器构成。图7是示出2点输入的交叉相乘运算器(2点基本运算器)20的图。 图7中的左边的图是示出2点基本运算器20的符号。在所述图6中，以该符号示出2点输入的交叉相乘运算器。并且，以后的说明中参照的各个图中，也以该符号来示出2点基本运算器。另一方面，图7的右边示出2点基本运算器20进行的2点的乘积 累加运算的处理内容。2点基本运算器20，对向该2点基本运算器20的第一输入(在左 上的黑圆点的输入)和第二输入(在左下的黑圆点的输入)进行乘积累加 运算，从而输出第一输出(右上的黑圆点)。更具体而言，2点基本运算 器20，进行(第一输入)Xall + (第二输入)Xa12的乘积累加运算，从 而输出运算结果，以作为第一输出。在此，所述公式中的all、 a12 是，2点基本运算器20从图7所示的变换系数存储器21、用于提供乘 积累加运算系数的其它的系数提供部取得的系数。同样，2点基本运算 器20进行(第一输入)Xall + (第二输入)Xa12的乘积累加运算，从而 输出该乘积累加运算的结果，以作为第二输出。在图7的左边的符号 中，与各个输出的黑圆点连接的多个箭头线分别示出这些乘积累加运 算。在像MPEG2那样的以往的编码标准中，利用所述的高速正交变 换算法实现DCT处理。并且，对于H.264/AVC， 一般而言，按照标 准书所述的过程实现处理；对于VC — l, 一般而言，其高速算法未被 知道，因此直接实施矩阵运算，从而实现处理。在此，图6所述的蝶形器的所有的细节由几个2点输入的交叉相 乘运算器构成。因此，通过以往的结构能够实现的正交变换，仅限于 像DCT或哈达玛那样的、能够都展开为2点输入的交叉相乘运算的正 交变换。另一方面，在H.264/AVC中需要3点输入的运算器。 图8是示出在H.264 / AVC正交变换中需要的3点输入的运算器 的图。于是，在H.264/AVC中利用正交变换装置，该正交变换装置利 用的运算器进行展开为如图8所示的结构的3点输入的交叉相乘运算。 而且，对于VC—1，能够由2点输入的交叉相乘运算构成。但是，与 以往的结构的连接不同。专利文献l :日本特开平4-229724号公报然而，存在想要实现对多个编码标准都能够进行处理的程序或电 路的情况。在此情况下，需要按每个编码标准分别具有各个程序或电 路。例如，对于最近的半导体集成电路，需要实现复杂且各种各样的 运动图像编码处理。并且，还必要低耗电化。在这些背景下，若按每 个编码标准具有电路，则导致半导体集成电路整体的面积增加，且阻 碍实现多个运动图像编码处理。并且，电路规模的增加还导致消耗电 力的增加，从而阻碍实现低耗电化。并且，在运算单元的角度来看， 若分割为各个运算方法，则不能实现处理的共通化，且导致非效率化， 并且，导致程序的管理中发生错误。
技术实现思路
为了解决所述问题，本专利技术的目的在于提供一种正交变换装置， 通过以一个共通的高速正交变换算法运算单元或电路结构来实现多个 正交变换处理，从而实现程序的共通化或半导体集成电路整体的面积的减少。也就是，更具体而言，本专利技术的目的在于提供进行共通的高速正 交变换算法的正交变换装置，与以往的结构不同，不变更基本的运算单元、运算器的连接关系，而只变更变换系数，从而能够实现像H.264 / AVC或VC—1那样的新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交变换装置，对多点的输入信号进行正交变换，其特征在于，包括：　第一蝶形运算单元，具有对所述多点的输入信号中的一部分的输入信号进行２点的乘积累加运算的２点基本运算部；　第二蝶形运算单元，具有对所述多点的输入信号中的剩余的输入 信号进行４点的乘积累加运算的４点基本运算部；　第三蝶形运算单元，具有对所述第二蝶形运算单元的运算结果进行２点的乘积累加运算的２点基本运算部；　第一延迟单元，保持所述第一蝶形运算单元的运算结果；　第一选择单元，从所述第一蝶形 运算单元的运算结果以及所述第一延迟单元所保持的运算结果中选择数据；　第二延迟单元，保持所述第三蝶形运算单元的运算结果；　第二选择单元，从所述第三蝶形运算单元的运算结果以及所述第二延迟单元所保持的运算结果中选择数据；　第四蝶 形运算单元，具有对所述第一选择单元选择出的数据以及所述第二选择单元选择出的数据进行２点的乘积累加运算的２点基本运算部；以及　变换系数提供单元，将用于所述第一蝶形运算单元至所述第四蝶形运算单元的乘积累加运算的变换系数提供给所述第一蝶形运 算单元至所述第四蝶形运算单元；　所述第二蝶形运算单元，对于所述第二蝶形运算单元的所述４点基本运算部进行的乘积累加运算，在用于所述第一蝶形运算单元至所述第四蝶形运算单元进行多种正交变换的、规定的３点运算以及２点运算之间进行切换。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-1-28 016769/20081、一种正交变换装置，对多点的输入信号进行正交变换，其特征在于，包括第一蝶形运算单元，具有对所述多点的输入信号中的一部分的输入信号进行2点的乘积累加运算的2点基本运算部；第二蝶形运算单元，具有对所述多点的输入信号中的剩余的输入信号进行4点的乘积累加运算的4点基本运算部；第三蝶形运算单元，具有对所述第二蝶形运算单元的运算结果进行2点的乘积累加运算的2点基本运算部；第一延迟单元，保持所述第一蝶形运算单元的运算结果；第一选择单元，从所述第一蝶形运算单元的运算结果以及所述第一延迟单元所保持的运算结果中选择数据；第二延迟单元，保持所述第三蝶形运算单元的运算结果；第二选择单元，从所述第三蝶形运算单元的运算结果以及所述第二延迟单元所保持的运算结果中选择数据；第四蝶形运算单元，具有对所述第一选择单元选择出的数据以及所述第二选择单元选择出的数据进行2点的乘积累加运算的2点基本运算部；以及变换系数提供单元，将用于所述第一蝶形运算单元至所述第四蝶形运算单元的乘积累加运算的变换系数提供给所述第一蝶形运算单元至所述第四蝶形运算单元；所述第二蝶形运算单元，对于所述第二蝶形运算单元的所述4点基本运算部进行的乘积累加运算，在用于所述第一蝶形运算单元至所述第四蝶形运算单元进行多种正交变换的、规定的3点运算以及2点运算之间进行切换。2、 如权利要求l所述的正交变换装置，其特征在于， 所述正交变换装置还包括第三延迟单元，保持所述多点的输入信号中的剩余的输入信号；以及第三选择单元，从所述多点的输入信号中的剩余的输入信号以及 所述第三延迟单元所保持的输入信号中选择数据，所述第二蝶形运算单元，对所述第三选择单元选择出的数据进行 所述乘积累加运算。3、 如权利要求l所述的正交变换装置，其特征在于，所述正交变换装置还包括第五蝶形运算单元，具有对所述多点的输入信号中的剩余的输入信号进行4点的乘积累加运算的4点基本运算部；以及第四选择单元，从所述第二蝶形运算单元以及所述第五蝶形运算单元的运算结果中选择数据，所述第三蝶形运算单...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑木秀树，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]