[發明專利]一種乘法操作轉換為加法和移位操作的方法及裝置

有效

• 申請號: 200710015497.4
• 申請日: 2007-05-10
• 公開（公告）號: CN101056415A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 楊陽;彭玉華;劉兆廣;田樹民
• 申請（專利權）人: 海信集團有限公司
• 主分類號: H04N9/64
• 分類號: H04N9/64;G06F7/57
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司
• 代理人: 邵新華

技術領域

本發明涉及數據處理領域，尤其涉及一種乘法操作轉換為加法和移位操作的方法及裝置。

背景技術

在數據處理領域中，經常要面臨著芯片的選擇，特別是在數字信號處理領域，對于選擇定點處理芯片還是浮點處理芯片一直都是難以決斷的，其原因在于：浮點處理方式編程靈活，不需要進行定點定標運算，但是其功耗較高，成本較貴；而對于定點處理方式來說，其功耗低，成本也低，但是需要進行定點定標運算，特別是對于定點處理芯片進行浮點乘法運算時，通常可以采用兩種方法：一是用匯編指令進行定點定標操作，二是利用C編譯器里自動完成浮點到定點的轉換。前者效率高，但是變成比較復雜，需要熟悉匯編語言，通用性差，后者雖然編程方便，通用性好，但是C語言優化效率不高。

因此，在定點處理芯片上進行浮點乘法運算時，應盡量采用加法和移位操作。傳統的處理方法中，在將乘法運算轉換為加法和移位操作時通常是技術人員按照二進制分解的方式并依據個人經驗從左到右選擇多少位。例如，X*1.3用傳統的方法就可以表示為二進制的表示：X*1.3＝X*(1+1/4+1/32+1/64+1/512+1/1024+1/8192……)，技術人員便依據自己的經驗從左至右選擇若干位(選擇括號中的若干位)，選擇的位數越多結果誤差越小，但是相應的計算的復雜度也要加大，一般技術人員根據要求的精度并依據自己的經驗選擇若干位。這樣便存在技術人員依據經驗選擇的位數不足以達到要求的精度的情況，這種情況發生時便需要反復的試驗性選擇位數以達到精度要求，顯然這種方法效率不高，準確度低，需要反復試驗獲得。另外，對于某些不包含乘法器的浮點處理芯片也存在這種問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種簡單、高效的乘法操作轉換為加法和移位操作的方法和裝置。

為了解決上述問題，本發明提出了一種用于在定點處理芯片上進行浮點乘法運算時，將乘法操作轉換為加法和移位操作的方法，包括以下步驟：

a、根據源數據精度和目標數據精度確定誤差范圍；

b、根據所述誤差范圍及源數據取值范圍確定轉換系數范圍；

c、在所述轉換系數范圍內以源數據的最大精度為步長尋找相應系數；

d、將所述找到的系數轉換為加法和移位操作的形式。

其中，步驟c與步驟d之間還包括：

c1、若步驟c中得到多于一個系數，則選擇其二進制表示中含1的個數最少的一個，并執行步驟d將該含1的個數最少的系數轉換為加法和移位操作的形式，否則，直接執行步驟d。

其中，所述轉換系數范圍通過以下方式得到：

首先，假設轉換公式的轉換系數；

其次，根據所述轉換公式及源數據的取值范圍得到以目標數據為函數以所述假設轉換系數為變量的兩個方程；

最后，根據所述誤差范圍及所述兩個方程得到所述轉換系數范圍。

另外，所述誤差范圍為由源數據比特位數和目標數據比特位數的比特位數差得到的量化步長。

優選的，所述源數據是YUV視頻數據，所述目標數據是RGB視頻數據。

其中，所述轉換系數范圍通過以下方式得到：

首先，假設YUV數據轉RGB數據的轉換公式的轉換系數；

其次，根據所述轉換公式及YUV數據的取值范圍得到以RGB數據為函數以所述假設轉換系數為變量的兩個方程；

最后，根據所述誤差范圍及所述兩個方程得到所述轉換系數范圍。

其中，所述誤差范圍為由YUV數據比特位數和RGB數據比特位數的比特位數差得到的量化步長。

相應地，本發明還提供一種用于在定點處理芯片上進行浮點乘法運算時，將乘法操作轉換為加法和移位操作的裝置，包括：

接收單元，用于接收源數據相關信息；

誤差計算單元，用于根據源數據精度及目標數據精度得到誤差范圍；

系數范圍計算單元，用于根據采用的公式和所述誤差范圍及源數據邊界確定所述公式的轉換系數范圍；

系數計算單元，用于在所述轉換系數范圍內以源數據的最大精度為步長尋找轉換系數；

加法移位生成單元，用于根據所述轉換系數得到其加法和移位操作的形式；

輸出單元，用于輸出所述加法和移位操作。

其中，還包括：

系數選擇單元，當所述系數計算單元確定了多于一個系數時，用于選擇其二進制表示中含有1的個數最少的一個，并將其輸入至所述加法移位生成單元。

采用本發明能夠實現從乘法到加法和移位操作的準確、高效的轉換。

附圖說明

圖1是本發明一種加法和移位操作生成裝置的一個實施例的功能結構框圖；