[发明专利]正交变换装置以及集成电路

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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缩/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、Y1、Y2、Y3这4个构成，并且，色差成分由Cb、Cr这2个构成。各个Y、C成分由8×8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Y0、Y1、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，还用于声音压缩或信号处理。

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-1那样的新的编码标准中，利用哈达玛变换(Hadamardtransform)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-1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4×4的变换矩阵的图。

在H.264/AVC或VC-1中，除了进行8×8单位的正交变换以外，还进行4×4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、4×4单位的正交变换矩阵。另外，图4的变换矩阵是VC-1的4×4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1)。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。