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专利号: 2020113001008
申请人: 河南工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种并行位矢量变换部分积相加的一维DCT/IDCT变换器,其特征在于,包括位矢量并行输出器(10)、位矢量并行交换器(11)、数值位矢量并行变换器(12)、符号位矢量变换器(13)和部分积相加器(14);所述位矢量并行输出器(10)与位矢量并行交换器(11)相连接;

所述位矢量并行交换器(11)分别与数值位矢量并行变换器(12)和符号位矢量变换器(13)相连接;所述数值位矢量并行变换器(12)和符号位矢量变换器(13)均与部分积相加器(14)相连接;

所述位矢量并行输出器(10)存储M位二进制补码表示的N×N图像块运动补偿残差行数据/列数据的N维矢量实现M路N维位矢量输出到位矢量并行交换器(11),数值位矢量并行变换器(12)实现M‑1个数值位矢量的DCT/IDCT变换,位矢量并行交换器(11)实现将N维第0位~第M‑2位数值矢量交换到数值位矢量并行变换器(12),将N维符号位矢量交换到符号位矢量变换器(13),符号位矢量变换器(13)实现符号位矢量的DCT/IDCT变换,部分积相加器(14)实现部分积的符号扩展、左移和相加,得到数据矢量的DCT/IDCT变换结果;

所述数值位矢量并行变换器(12)实现M‑1个数值位矢量的DCT/IDCT变换,数值位矢量并行变换器(12)包括N×N核心变换矩阵存储器(1201)、N维第0数值位矢量扩展器(1202)、N维第1数值位矢量扩展器(1203)、......、N维第M‑2数值位矢量扩展器(1209)、并行矢量位与运算器(1210)和并行部分积生成器(1211);所述N维第0数值位矢量扩展器(1202)与N维第0数值位矢量输出器(1002)相对应,N维第1数值位矢量扩展器(1203)与N维第1数值位矢量输出器(1003)相对应,N维第M‑2数值位矢量扩展器(1209)与N维第M‑2数值位矢量输出器(1009)相对应,N×N核心变换矩阵存储器(1201)、N维第0数值位矢量扩展器(1202)、N维第1数值位矢量扩展器(1203)、......、N维第M‑2数值位矢量扩展器(1209)均与并行矢量位与运算器(1210)相连接,并行矢量位与运算器(1210)与并行部分积生成器(1211)相连接,并行部分积生成器(1211)与部分积相加器(14)相连接;

所述N×N核心变换矩阵存储器(1201)存储DCT/IDCT核心变换矩阵,变换矩阵的元素表示为二进制补码表示的8位整数,并将变换矩阵的元素并行发送到并行矢量位与运算器(1210);所述N维第0数值位矢量扩展器(1202)、N维第1数值位矢量扩展器(1203)、......、N维第M‑2数值位矢量扩展器(1209)分别将M‑1个N维1位元素的矢量扩展成M‑1个N维8位同位值数据矢量,并将扩展后的N维8位数据矢量作为位扩展矢量并行发送给并行矢量位与运算器(1210);并行矢量位与运算器(1210)按数据位将N维位扩展矢量与N×N核心变换矩阵的各行矢量的N个数据进行位与,得到N×N×(M‑1)维位与结果矩阵;并行部分积生成器(1211)将N×N×(M‑1)维位与结果矩阵按行方向相加,得到N×(M‑1)维部分积矩阵;

所述符号位矢量变换器(13)包括N×N负核心变换矩阵存储器(1301)、N维符号位矢量扩展器(1302)、矢量位与运算器(1310)和部分积生成器(1311);所述N维符号位矢量扩展器(1302)与N维符号位矢量输出器(1010)相连接,N×N负核心变换矩阵存储器(1301)和N维符号位矢量扩展器(1302)均与矢量位与运算器(1310)相连接,矢量位与运算器(1310)和部分积生成器(1311)相连接;部分积生成器(1311)与部分积相加器(14)相连接;

所述N×N负核心变换矩阵存储器(1301)存储DCT/IDCT核心变换矩阵的负矩阵,负矩阵为‑1和DCT/IDCT核心变换矩阵的乘积矩阵,负矩阵的元素表示为二进制补码表示的8位整数,并将负矩阵的元素并行发送到矢量位与运算器(1310);N维符号位矢量扩展器(1302)将N维符号位矢量输出器(1010)输出的位符号矢量扩展成N维8位同位值数据矢量,并将扩展后的N维8位符号矢量作为符号位扩展矢量发送给矢量位与运算器(1310);矢量位与运算器(1310)按数据位顺序将符号位扩展矢量与N×N负核心变换矩阵的行矢量N个数据进行位与,得到N×N维位与结果矩阵;部分积生成器(1311)将N×N维位与结果矩阵按行方向相加,得到N维部分积矢量。

2.根据权利要求1所述的并行位矢量变换部分积相加的一维DCT/IDCT变换器,其特征在于,所述位矢量并行输出器(10)实现M路N维位矢量输出到位矢量并行交换器(11),位矢量并行输出器(10)包括N维M位数据矢量存储器(1001)、N维第0数值位矢量输出器(1002)、N维第1数值位矢量输出器(1003)、......、N维第M‑2数值位矢量输出器(1009)和N维符号位矢量输出器(1010);所述N维M位数据矢量存储器(1001)分别与N维第0数值位矢量输出器(1002)、N维第1数值位矢量输出器(1003)、......、N维第M‑2数值位矢量输出器(1009)和N维符号位矢量输出器(1010)相连接。

3.根据权利要求2所述的并行位矢量变换部分积相加的一维DCT/IDCT变换器,其特征在于,所述N维M位数据矢量存储器(1001)存储M位二进制补码表示的N×N图像块运动补偿残差行数据/列数据的N维矢量,N维第0数值位矢量输出器(1002)取出N维M位数据矢量存储器(1001)中N维矢量的每个数据的第0位组成N维1位元素的矢量,并输出到位矢量并行交换器(11);N维第1数值位矢量输出器(1003)取出N维M位数据矢量存储器(1001)中N维位矢量的每个数据的第1位组成N维1位元素的矢量,并输出到位矢量并行交换器(11);以此类推,N维第M‑2数值位矢量输出器(1009)取出N维M位数据矢量存储器(1001)中N维矢量的每个数据的第M‑2位组成N维1位元素的矢量,并输出到位矢量并行交换器(11);N维符号位矢量输出器(1010)取出N维M位数据矢量存储器(1001)中N维矢量的每个数据的第M‑1位组成N维1位元素的矢量作为位符号矢量,并将位符号矢量输出到位矢量并行交换器(11)。

4.根据权利要求1‑3中任意一项所述的并行位矢量变换部分积相加的一维DCT/IDCT变换器,其特征在于,所述部分积相加器(14)包括符号扩展器(1401)、左移移位器(1402)和相加运算器(1403);符号扩展器(1401)分别与并行部分积生成器(1211)和部分积生成器(1311)相连接,符号扩展器(1401)与左移移位器(1402)相连接,左移移位器(1402)和相加运算器(1403)相连接。

5.根据权利要求4所述的并行位矢量变换部分积相加的一维DCT/IDCT变换器,其特征在于,所述符号扩展器(1401)输出N×M维部分积扩展符号矩阵,N×M维部分积扩展符号矩阵的第0列是将并行部分积生成器(1211)输出的N×(M‑1)维部分积矩阵的第0列扩展M‑1位符号得到、N×M维部分积扩展符号矩阵的第1列是将并行部分积生成器(1211)输出的N×(M‑1)维部分积矩阵的第1列扩展M‑2位符号得到、......、N×M维部分积扩展符号矩阵的第M‑2列是将并行部分积生成器(1211)输出的N×(M‑1)维部分积矩阵的第M‑2列扩展1位符号得到,N×M维部分积扩展符号矩阵的第M‑1列是部分积生成器(1311)输出的N维部分积矢量;左移移位器(1402)输出N×M维部分积扩展符号左移矩阵,N×M维部分积扩展符号左移矩阵的第0列是N×M维部分积扩展符号矩阵的第0列、其第1列是N×M维部分积扩展符号矩阵的第1列各元素左移1位,其第2列是N×M维部分积扩展符号矩阵的第2列各元素左移2位,......,其第M‑1列是N×M维部分积扩展符号矩阵的第M‑1列各元素左移M‑1位;相加运算器(1403)将N×M维部分积扩展符号左移矩阵按行方向各元素相加,得到N维数据矢量DCT/IDCT变换结果。

6.根据权利要求5所述的并行位矢量变换部分积相加的一维DCT/IDCT变换器,其特征在于,所述N维符号位矢量扩展器(1302)、N维第0数值位矢量扩展器(1202)、N维第1数值位矢量扩展器(1203)、......、N维第M‑2数值位矢量扩展器(1209)将N维1位元素的矢量扩展成N维8位同位值数据矢量的方法均为:如果原数据的第n分量为1,则扩展后的数据第n分量为1111 1111,如果原数据第n分量为0,则扩展后的数据第n分量为0000 0000,且n=1,2, ......,N。