专利名称：整合的转换方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明系有关于一种整合的转换方法与装置，且特别有关于一 种影像或音讯的数据转换方法，以利用同 一 硬件架构实现不同影像 或音讯数据区块尺寸类型的转换。
背景技术：
在动态数据压缩技术上，通常会将一内存切割成多个16x16的 区块，称之为宏区块(Macroblock)。每一个宏区块(Macroblock ) 又可分割成四个8x8的区块，此8x8的区块即为凄t据压缩的基本单位。
数据区块的 一 维 (One-Dimension , l-D ) 或多维 (Multi-Dimension )转换需要藉由不同的硬件架构设计来实现。例 如，在8x4和8x8的不同区块尺寸的转换中，对于8xl的一维(l-D) 逆转换和8xl的一维(l-D)逆转换即分别由不同的硬件架构来完 成。然而，不同区块尺寸转换的硬件架构通常有一些共同的运算单 元，且因为同一时间内，只有一种类型的区块尺寸转换会被执行， 而其它类型的区块尺寸转换则会处于闲置状态，导致硬件设置成本 的浪费。
因此，本发明提供了一种整合的转换方法与装置，整合共同的 运算单元，以利用同一硬件架构实现不同数据区块尺寸类型的转换。
发明内容
基于上述目的，本发明实施例揭露了 一种整合转换方法。取得 一多维矩阵中的行或列的点数据(Point Data)取得一输入数据与对 应该点数据的转换系数，并且根据该输入数据、该点数据与该转换 系数，将该多维矩阵中的数据区块转换为多个子数据区块以执行转 换运算。
该整合转换方法更包括利用 一复用器取得该输入数据，并且传送至一转换单元，利用该转换单元对该输入数据执行一 M-Point或 N-Point的行转换，将该行转换后的数据暂存在一输出緩沖器中，该 转换单元从该输！±5緩沖器中读取该行转换数据，并执行一 M-Poim 或N-Point的列转换，以及将该列转换后的数据存在该输出緩冲器 中以做为一数据输出。
本发明实施例更揭露了 一种整合转换装置。该装置包括一第一 复用器、 一第二复用器以及一转换单元。该第一复用器用以取得一 多维矩阵中的行或列的点数据与一输入数据。该第二复用器用以取 得对应该点数据的转换系数。该转换单元根据该输入数据、该点数 据与该转换系数，将该多维矩阵中的数据区块转换为多个子数据区 块以执行转换运算。
该整合转换装置更包括一输出緩沖器。第一复用器取得该输入数据并且 传送至该转换单元。该转换单元对该输入数据执行一 M-Point或N-Point的行 转换，并且将该行转换后的数据暂存在该输出緩沖器中。该转换单元从该输 出緩冲器中读取该行转换数据，并执行一 M-Point或N-Point的列转换，并且 将该列转换后的数据存在该输出緩沖器中以做为 一数据输出。
第1图是显示本发明实施例的整合转换装置的架构示意图。
第2图是显示本发明实施例的整合转换方法的步骤流程图。
第3图是显示第2图的整合转换方法的详细步骤流程图。
第4图是显示4-Point转换系数矩阵与输入数据相乘后所得到的共同项的示意图。
第5图是显示第4图的4-Point—维转换的平行架构的示意图。
第6图和第7图是计算D0*Xn、 D"X,、和D2*Xn (其中0≤n≤3 )的运算结果的架构。
第8图是显示8-Point转换系数矩阵与输入数据相乘后所得到的共同项的示意图。
第9图是显示第8图的8-Point—维转换的平行架构的示意图。
第10图、第11图和第12图是计算C0*Xn~ C6*Xn(其中0≤n≤7 )
的运算结果的架构。
主要组件符号说明
100~整合转换装置
110 ~ 8-Point转换单元 111、 112 ~ 4-Point转换单元 120~输出緩冲器 130、 140 ~复用器
具体实施例方式
为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举 较佳实施例，并配合所附图示第1图至第3图，做详细的说明。本 发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特 征。其中，实施例中的各组件的配置系为说明之用，并非用以限制
本发明。且实施例中图式标号的部分重复，系为了简化说明，并非 意指不同实施例之间的关联性。
本发明实施例揭露了一种整合的转换方法与装置，以利用同一 硬件架构实现不同数据区块尺寸类型的转换。
本发明实施的整合的转换方法与装置主要是提供一个一维或 多维的转^灸方法(例如，{專立口十转换(Fast Fourier Transform ， FFT )、 离散余弦转换(Discrete Consin Transform, DCT))，其中可能包含 a,xa2x…xa。的数据区块大小，并且可分解成由多个小区块尺寸 (b产b2x…xbn )组合的一维或多维转换，其中ai为bi的整数倍， 且l^i^n,而n为转换维数。因此，可藉由选择适合的路径和转换 系数，在原有的转换架构上来同时实现这些小区块尺寸的转换。这
种方式能在相同平台上同时完成不同数据区块尺寸的转换，使得硬 件成本尽可能减小。
一4殳而言，二维(Two-Dimension, 2-D )转换架构可利用 一 维 转换架构来实现。
第1图系显示本发明实施例的整合转换装置的架构示意图。整 合转换装置100包括一 8点转换单元(以下简称为8-Point转换单元)
110、 一 8x8尺寸的输出緩冲器120以及复用器130、 140。 8-Point 转换单元110又包括4-Point转换单元111、 112。
当进行二维转换时会先利用8-Point转换单元110对输入的数 据做一維的8点(以下简称为8-Point)或利用4-Point转换单元111、 1 12对输入的数据做一维的4点(以下简称为4-Point)的行转换， 把行转换后的数据暂存在输出緩冲器120中，8-Point转换单元110 或4-Point转换单元111、 112再从输出緩沖器120中读取数据后进 行一维的8-Point或4-Point的列转换，并且将列转换后的数据存在 输出緩沖器120中当作输出，其中输出緩沖器120的读写机制及转 换系数皆是由复用器130、 140来选择。因此，便可达到利用一个一 维的转换架构来实现二维的转换运算。
以下将详细说明本发明的 一 维或多维数据转换的实做过程。
第4图是显示4-Point转换系数矩阵与输入数据相乘后所得到 的共同项的示意图。如第2图所示，X0~ 乂3是4-Point —维转换的 输入数据，相乘展开后的结果为"D0'X(> + DQ*X2 = P广、"Do.Xo-D0.X2=P2〃 、、、 D"X, + D2'X3 = Q,〃与、、D2'X, - D,'X3 = Q2〃 。
第5图是显示第4图的4-Point—维转换的平行架构的示意图。 如第5图所示，、、Z(^P, + Q,〃 、 、、Zi = P2+Q2" 、 、、Z:=P2-Q2 "以及、、Z3-P,-Q,〃 。根据计算所得的Z。、 Z,、 Z2与Z3,再与 Y0、 Y,、 丫2以及丫3进行运算。此外，上述D0'Xn、 D,'Xn和D2'Xn (其中0Sn芸3 )的运算结果可以利用第6图和第7图的架构来计 算取得。
第8图是显示8-Point转换系数矩阵与输入数据相乘后所得到 的共同项的示意图。
如第8图所示，X。~ 乂7是8-Point —维转换的输入数据，相乘 展开后的结果如下所示。
P！ = C0'X0+ C0'X4...公式(1 );
P2= Co'Xo + CVX4..公式(2);
R, = C5'X2 + C6'X6...公式(3 );
R2 = C6'X2 + C5'X6...公式(4);
Q, = C。X, + C3'X5...公式(5);
Q2 = C2'X, + CVX5. .公式(6 ); Q3 = CVX, + C4'X5. .公式(7 ); Q4 = C4'X, + C2'X5...公式(8 ); S, = CrX3 + C2'X7. . 公式(9 );
52 = C2'X3 + C4'X7..公式(IO);
53 = C3'X3 + C,'X7...公式(ll);以及
54 = C4'X3 + C3'X7..公式(12 )。
Pl、 P2、 Rl、 R2、 Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Sl、 S2、 S3和S4是由 C.0'Xn~ C6'Xn (其中0^n^7)等运算单元所组成，并可由公式(1 ) 到公式(12)表示它。
第9图是显示第8图的8-Point—维转换的平行架构的示意图。 如第9图所示，Pl、 P2、 Rl、 R2、 Ql、 Q2、 Q3 、 Q4、 Sl、 S2、 S3 和S4经过运算处理后可得到UQ~U7， U。 U7经过运算处理后可得 到Z。 Z7。根据计算所得的Z。~Z7,再与Y。 Y7进行运算。此外， 上述C().Xn~ C6*Xn的运算结果可以利用第10图~第12图的架构来 计算取得。
从第4图与第中可以发现，8-Point和4-Point —维转换的架构 具有一些共同的运算单元，即8-Point —维转换架构可分解成两个 4-Point—维转换架构。因此，这两种转换可以被整合并透过使用复 用器来建立一个有效率的硬件平台，如第1图所示。
本发明实施例的整合转换装置可藉由复用器来选择正确的数 据路径和转换系数来完成8x8、 8x4、 4x8和4x4-Point的区块运算。
在8x8-Poim的二维逆转换的范例中，先执行完8次8-Point — 维转换的行转换，然后再执行8次8-Point—维转换的列转换，以完 成一个8x8-Point 二维的逆转换。
在8x4-Point 二维逆转换的范例中，先执行完8次8-Point—维 转换的行转换，然后再执行两组的8次4-Point—维转换的列转换， 以完成两个8x4-Point 二维的逆转换。
在4 x 8 - P o i n t 二维逆转换的范例中，先执行完两组的8次4 - P o i n t 一维转换的行转换，然后再执行8次8-Point—维转换的列转换，以 完成两次4x8-Point 二维的逆转换。
在4x4-Point二维逆转换的范例中，先执行完四组的4个4-Point 一维转换的行转换，然后再执行四组的4次4-Point —维转换的列转 换，以完成4个4x4-Point 二维的逆转换。换句话说，这些不同尺 寸(存寸4口， 8x8、 8x4、 4x8禾口 4x4-Point )的二纟食逆净争才吳可以藉由此 整合的转换平台来实现。
特别注意到，本发明实施例的整合转换装置系利用8-Point数 据的平行输入和输出。也就是说，不论是8-Point或是4-Point—维 转换皆可同时运算8-Point的数据，因此可提升运算效率。
第2图系显示本发明实施例的整合转换方法的步骤流程图。
首先，利用一复用器取得一输入数据，并且传送至一转换单元 (例如上述的8-Point转换单元或4-Point转换单元)(步骤SllO〗)。 利用该转换单元对该输入数据执行一维的M-Point或N-Point的行 转换(步骤S1102 )，其中在本实施例中，M = 8且N = 4,但并不 以此为限。将行转换后的数据暂存在 一 输出緩冲器中(步骤S110 3 )。 接着，该转换单元(例如，8-Point转换单元或4-Point转换单元) 从该输出緩冲器中读取行转换数据，并执行一维的M-Point或 N-Point的列转换(步骤S1104),并且将列转换后的数据存在该输 出緩冲器中当作输出(步骤S1105)。
第3图系显示第2图的整合转换方法的详细步骤流程图。 判断是否要执行MxM、 MxN、 NxM或NxN-Point的二维转换 (步-骤S1201 ),其中在本实施例中，M=8JLN=4，但并不以此 为限。
若要执行MxM-Point的二维转换，则利用 一第一复用器取得该 输入数据中的每行的M-Point数据以及利用 一 第二复用器取得 M-Point转换系数(步骤S1211 )，以利用 一第 一转换单元(如第1 图所示的8-Point转换单元110 M丸行M次M-Point—維转换的行转 换(步骤S1212),然后利用该第一复用器取得该输入数据中的每 列的M-Point数据以及利用该第二复用器取得M-Point转换系数(步 骤S1213)，以利用该第一转换单元执行M次M-Point—维转换的 列转换(步骤S1214)。
若要执行MxN-Point的二维转换，则利用该第一复用器取得该输入数据中的每行的M-Point数据以及利用该第二复用器取得 M-Point转换系数(步骤S1221)，以利用该第一转换单元执行M 次M-Point —维转换的行转换(步骤S1222 ),然后利用该第一复 用器取得该榆入數棍申的每列的N-Point数据以及利用该第二复用 器取得N-Point转换系数(步骤S1223 ),以利用一第二转换单元(如 第1图所示之4-Point转换单元111或112 )执行两组的M次N-Point 一维转换的列转换(步骤S1224 )。
若要执行NxM-Point之二维转换，则利用该第 一 复用器取得该 输入数据中的每行的N-Point数据以及利用该第二复用器取得 N-Point转换系数(步骤S1231 )，以利用该第二转换单元执行两组 的M次N-Point —维转换的行转换(步骤S1232 )，然后利用该第 一复用器取得该输入数据中的每列的M-Point数据以及利用该第二 复用器取得M-Point转换系数(步骤S1233 )，以利用该第一转换 单元执行M次M-Point —维转换的列转换(步骤S 1234 )。
若要执行NxN-Point的二维转换，则利用该第一复用器取得该 输入数据中的每行的N-Point数据以及利用该第二复用器取得 N-Point转换系数(步骤S1241 ),以利用该第二转换单元执行四组 的N次N-Point —维转换的行转换(步骤S1242 ),然后利用该第 一复用器取得该输入数据中的每列的N-Point数据以及利用该第二 复用器取得N-Point转换系数(步骤S1243 )，以利用该第二转换单 元执行四组之N次N-Point—维转换的列转换(步骤S1244 )。
需注意到，本发明实施例系利用该第一复用器来选择给8-Point 转换单元或4 - P o i n t转换单元来处理数据以及选择转换系数，且利用 第二复用器来控制输出緩冲器中的转换数据的读写机制，但为了筒 化说明，故未在上述方法流程中予以赘述。此外，矩阵数据系以平 行输入和输出的方式来取得8-Point或4-Point矩阵数据。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰， 因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种整合转换方法，包括下列步骤取得一多维矩阵中的行或列的点数据；取得一输入数据与对应上述点数据的转换系数；以及根据上述输入数据、上述点数据与上述转换系数，将上述多维矩阵中的数据区块转换为多个子数据区块以执行转换运算。
2. 如权利要求1所述的整合转换方法，其中，上述多维矩阵为 一 MxM、 MxN、 NxM或NxN-点的多维矩阵。
3. 如权利要求2所述的整合转换方法，其更包括下列步骤 利用 一复用器取得上述输入数据，并且传送至一转换单元； 利用上述转换单元对上述输入数据执行一 M-点或N-点的行转换；将上述行转换后的数据暂存在 一输出緩冲器中； 上述转换单元从上述输出緩沖器中读取上述行转换数据，并执 行上述M-点或N-点的列转换；以及将上述列转换后的数据存在上述输出緩沖器中以做为 一数据输出。
4. 如权利要求3所述的整合转换方法，其更包括利用上述转换 单元对上述输入数据执行一维的M-点或N-点的行转换。
5. 如权利要求4所述的整合转换方法，其更包括利用上述转换 单元根据上述行转换数据执行一维的M-点或N-点的列转换。
6. 如权利要求3所述的整合转换方法，其更包括下列步骤 判断是否要执行一MxM、 MxN、 NxM或NxN-点的二维转换； 若要执行一 MxM-点的二维转换，则利用一第一复用器取得上述输入数据中的每行的M-点数据以及利用 一第二复用器取得M-点 转换系数；利用 一第 一转换单元执行M次M-点一维转换的行转换； 利用上述第 一复用器取得上述输入数据中的每列的M-点数据 以及利用上述第二复用器取得M-点转换系数；以及利用上述第一转换单元执行M次M-点一维转换的列转换。
7. 如权利要求6所述的整合转换方法，其更包括下列步骤 若要执行MxN-点的二维转换，则利用上述第一复用器取得上述输入数据中的每行的M-点数据以及利用上述第二复用器取得M-点转换系数；以利用上述第一转换单元执行M次M-点一维转换的行转换； 利用上述第一复用器取得上述输入数据中的每列的N-点数据 以及利用上述第二复用器取得N-点转换系数；以及利用一第二转换单元执行两组的M次N-点 一 维转换的列转换。
8. 如权利要求7所述的整合转换方法，其更包括下列步骤 若要执行NxM-点的二维转换，则利用上述第一复用器取得上述输入数据中的每行的N-点数据以及利用上述第二复用器取得N-点转换系数；以利用上述第二转换单元执行两组的M次N-点一维转换的行转换；利用上述第一复用器取得上述输入数据中的每列的M-点数据 以及利用上述第二复用器取得M-点转换系数；以及利用上述第一转换单元执行M次M-点一维转换的列转换。
9. 如权利要求8所述的整合转换方法，其更包括下列步骤 若要执行NxN-点的二维转换，则利用上述第一复用器取得上述输入数据中的每行的N-点数据以及利用上述第二复用器取得N-点转换系数；利用上述第二转换单元执行四组的N个N-点一维转换的行转换；利用上述第一复用器取得上述输入数据中的每列的N-点数据 以及利用上述第二复用器取得N-点转换系数；以及利用上述第二转换单元执行四组的N次N-点一维转换的列转换。
10. 如权利要求9所述的整合转换方法，其更包括利用上述第一 复用器来选择利用上述第一或第二转换单元来处理上述转换数据。
11. 如权利要求IO所述的整合转换方法，其更包括利用上述第 二复用器来读写上述输出緩冲器中的转换数据。
12. 如权利要求3所述的整合转换方法，其更包括以平行输入和输出的方式来取得上述M-点或N-点矩阵数据。
13. —种整合转换装置，包括一第 一 复用器，其用以取得 一 多维矩阵中的行或列的点数据与 一输入数据；一第二复用器，其用以取得对应上述点数据的转换系数；以及 一转换单元，耦接于上述第一复用器与上述第二复用器，其根 据上述输入数据、上述点数据与上述转换系数，将上述多维矩阵中 之数据区块转换为多个子数据区块以执行转换运算。
14. 如权利要求13所述的整合转换装置，其中，上述多维矩阵 为一MxM、 MxN、 NxM或NxN-点的多维矩阵。
15. 如权利要求14所述的整合转换装置，其更包括一输出緩沖 器，其中上述第一复用器取得上述输入数据并且传送至上述转换单元； 上述转换单元对上述输入数据执行一 M-点或N-点的行转换， 并且将上述行转换后的数据暂存在上述输出緩沖器中；以及上述转换单元从上述输出緩冲器中读取上述行转换数据，并执 行一 M-点或N-点的列转换，并且将上述列转换后的数据存在上述 输出緩沖器中以做为 一数据输出。
16. 如权利要求15所述的整合转换装置，其中，上述转换单元 对上述输入数据执行一维的M-点或N-点的行转换。
17. 如权利要求16所述的整合转换装置，其中，上述转换单元 根据上述行转换数据执行一维的M-点或N-点的列转换。
18. 如权利要求15所述的整合转换装置，其中上述第 一复用器判断是否要执行一 MxM、 MxN、 NxM或NxN-点的二维转换，若要执行上述MxM-点的二维转换，则取得上述输 入数据中的每行的M-点数据，且上述第二复用器取得M-点转换系 数；上述第一转换单元执行M次M-点一维转换的行转换； 上述第 一复用器取得上述输入数据中的每列的M-点数据且上 述第二复用器取得M-点转换系数；以及上述第一转换单元执行M次M-点一维转换的列转换.
19. 如权利要求18所述的整合转换装置，其更包括一第二转换 单元，其中若要执行上述MxN-点的二维转换，则上述第一复用器取得上 述输入数据中的每行的M-点数据，且上述第二复用器取得上述M-点转换系数；上述第一转换单元执行M次M-点一维转换的行转换； 上述第一复用器取得上述输入数据中的每列的N-点数据，且上 述第二复用器取得N-点转换系数；以及上述第二转换单元执行两组的M次N-点一维转换的列转换。
20. 如权利要求19所述的整合转换装置，其中若要执行NxM-点的二维转换，则上述第一复用器取得上述输 入数据中的每行的N-点数据，且上述第二复用器取得N-点转换系 数；上述第二转换单元执行两组的M次N-点一维转换的行转换； 上述第一复用器取得上述输入数据中的每列的M-点数据，且 上述第二复用器取得M-点转换系数；以及上述第一转换单元执行M次M-点一维转换的列转换。
21. 如权利要求20所述的整合转换装置，其中若要执行NxN-点的二维转换，则上述第一复用器取得上述输 入数据中的每行的N-点数据，且上述第二复用器取得N-点转换系 数；上述第二转换单元执行四组的N个N-点一维转换的行转换； 上述第一复用器取得上述输入数据中的每列的N-点数据，且上 述第二复用器取得N-点转换系数；以及上述第二转换单元执行四组的N次N-点一维转换的列转换。
22. 如权利要求21所述的整合转换装置，其中，上述第一复用 器更选择利用上述第一或第二转换单元来处理上述转换数据。
23. 如权利要求22所述的整合转换装置，其中，上述第二复用 器读写上述输出緩冲器中的转换数据。
24. 如权利要求15所述的整合转换装置，其中，上述第一复用器以平行输入和输出的方式来取得上述M-点或N-点矩阵数据。
全文摘要
一种整合转换装置。该装置包括一第一复用器、一第二复用器以及一转换单元。该第一复用器用以取得一多维矩阵中的行或列的点数据与一输入数据。该第二复用器用以取得对应该点数据的转换系数。该转换单元根据该输入数据、该点数据与该转换系数，将该多维矩阵中的数据区块转换为多个子数据区块以执行转换运算。
文档编号H03M7/30GK101202547SQ20061016676
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年12月14日
发明者吴国瑞, 张志吉, 王怡珺, 陈自强 申请人:财团法人工业技术研究院