[发明专利]一种二维DCT硬件实现方法及装置

说明书

本发明适用于多媒体数据压缩技术领域，提供了一种二维DCT硬件实现方法及装置，其中，装置包括一个或两个离散余弦变换模块的二维DCT硬件装置，在其包括一个离散余弦变换模块时，通过离散余弦变换模块对输入数据和变换矩阵的乘积进行矩阵转置，再对矩阵转置结果和变换矩阵的乘积进行矩阵转置，得到输入数据的二维离散余弦变换结果；在其包括两个离散余弦变换模块时，通过第一离散余弦变换模块对输入数据和变换矩阵的乘积进行矩阵转置，在通过第二离散余弦变换模块对矩阵转置结果和变换矩阵的乘积进行矩阵转置，得到输入数据的二维离散余弦变换结果；能够实现二维DCT变换的硬件化处理，结构简单、易于实现且不会对系统主频产生负面影响。

技术领域

本发明属于多媒体数据压缩技术领域，尤其涉及一种二维DCT硬件实现方法及装置。

背景技术

众所周知，多媒体数据的压缩技术，特别是音视频数据压缩技术，其理论可行性在于被压缩的数据存在冗余。典型的冗余类型有：空间冗余、时间冗余、符号冗余等。但实践发现，在时间域通常难以找出信号的相关性，无法区分出冗余信息。于是，人们开始把目光转向变换域，比如：K-L(Karhunen-Loeve Transform)变换、傅里叶变换、余弦变换和小波变换等。在选取均方差的标准下，K-L变换是信号处理方式中的最佳变换方式。但K-L变换没有快速算法，且计算十分困难，不具实用价值。而离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)最接近K-L变换，因而得到广泛发展。例如MP3、JPEG、MPEG等多媒体数据的压缩算法中，通常都有使用二维DCT。

然而，尽管二维DCT已有许多快速实现算法，但基本都是基于软件的算法，而软件实现的二维DCT模块往往是整个压缩算法的速度瓶颈。由于硬件实现与软件实现存在较大差异，适于软件实现的算法并不能照搬移植到硬件实现方案，不然容易带来过度消耗硬件资源或是无法提高系统主频。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种二维DCT硬件实现方法及装置，以解决现有技术中尽管二维DCT已有许多快速实现算法，但基本都是基于软件的算法，而软件实现的二维DCT模块往往是整个压缩算法的速度瓶颈。由于硬件实现与软件实现存在较大差异，适于软件实现的算法并不能照搬移植到硬件实现方案，不然容易带来过度消耗硬件资源或是无法提高系统主频的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种二维DCT硬件装置，其包括一个或两个离散余弦变换模块；

所述二维DCT硬件装置包括一个离散余弦变换模块时，所述离散余弦变换模块的输入端口和输出端口连接；

所述离散余弦变换模块用于通过所述输入端口接入输入数据，对所述输入数据和变换矩阵的乘积进行矩阵转置，得到矩阵转置结果并通过所述输出端口输出至所述输入端口；对所述矩阵转置结果和所述变换矩阵的乘积进行矩阵转置，得到输出数据并通过所述输出端口输出；

所述二维DCT硬件装置包括两个离散余弦变换模块时，第一离散余弦变换模块与第二离散余弦变换模块连接；

所述第一离散余弦变换模块用于对输入数据和变换矩阵的乘积进行矩阵转置，得到矩阵转置结果并输出至所述第二离散余弦变换模块；

所述第二离散余弦变换模块用于对所述矩阵转置结果和所述变换矩阵的乘积进行矩阵转置，得到输出数据并输出；

其中，所述输入数据为多媒体数据的宏块对应的矩阵数据，所述输出数据为所述输入数据的二维离散余弦变换结果。

在一个实施例中，所述离散余弦变换模块包括：

分布式离散余弦变换单元，用于根据分布式算法，计算所述输入数据和所述变换矩阵的乘积；

与所述分布式离散余弦变换单元连接的所述矩阵转置单元，用于对所述输入数据和所述变换矩阵的乘积进行矩阵转置，得到所述矩阵转置结果；