JPH07273660A - Gain shape vector quantization device - Google Patents

Gain shape vector quantization device

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JPH07273660A
JPH07273660A JP6065226A JP6522694A JPH07273660A JP H07273660 A JPH07273660 A JP H07273660A JP 6065226 A JP6065226 A JP 6065226A JP 6522694 A JP6522694 A JP 6522694A JP H07273660 A JPH07273660 A JP H07273660A
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vector
shape
gain
shape vector
codebook
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Masahiro Oshikiri
正浩 押切
Masami Akamine
政巳 赤嶺
Kimio Miseki
公生 三関
Susumu Kanba
進 神庭
Ko Amada
皇 天田
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Abstract

PURPOSE:To provide a gain shape vector quantization device by which a shape vector and a gain vector are retrieved without decreasing the coding efficiency with less calculation quantity. CONSTITUTION:The device has shape vector code books 101, 102 having plural shape vectors, a multiplier 103 and an error evaluation section 105 to retrieve a shape vector in which an error between an object vector X and an object vector Y1 obtained by multiplying an optimum gain g1opt with the shape vector obtained from the shape vector code book 101 is minimized, and multipliers 106, 107, a subtractor 108 and an error evaluation section 109 generating a difference between the object vector X and a vector obtained by multiplying a tentative gain g1k with the shape vector retrieved by the shape vector code book 101 as an object vector E1 to retrieve the shape vector minimizing the error between the object vector E1 and an object vector obtained by multiplying an optimum gain g2opt with the shape vector obtained from the shape vector code book 102.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、音声や画像データをデ
ィジタル化して符号化するための利得形状ベクトル量子
化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gain shape vector quantizer for digitizing and encoding voice and image data.

【0002】[0002]

【従来の技術】音声信号や画像信号の高能率な符号化法
として、入力信号をベクトル化してベクトル単位で量子
化を行うベクトル量子化が一般に知られている。また、
ベクトル量子化法の一形態として多段化した利得形状ベ
クトル量子化法があり、広く利用されている。利得形状
ベクトル量子化は、音声信号や画像信号などの信号の形
状と大きさ(利得)をベクトル化して量子化する技術で
ある。以下、図6および図7を用いて2段(M=2)の
利得形状ベクトル量子化について説明する。
2. Description of the Related Art As a highly efficient coding method for audio signals and image signals, vector quantization is generally known in which an input signal is vectorized and quantized in vector units. Also,
As one form of the vector quantization method, there is a multistage gain shape vector quantization method, which is widely used. Gain shape vector quantization is a technique of vectorizing and quantizing the shape and size (gain) of signals such as audio signals and image signals. The two-stage (M = 2) gain shape vector quantization will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.

【0003】なお、以下の説明で用いるI〜N以外の大
文字のアルファベットはベクトル、小文字のアルファベ
ットおよびI〜Nはスカラーをそれぞれ表す。また、‖
2はベクトルのユークリッド距離を表し、<,>は2
ベクトル間の内積値を表すものとする。さらに、カッコ
内の添字は符号帳のインデックスを表し、*印を伴う変
数は最適なベクトルのインデックスを表すものとする。
加えて、minおよびmaxはそれぞれ最小値および最
大値をとるときのインデックスを出力する関数を表すも
のとする。
In the following description, uppercase alphabets other than I to N represent vectors, lowercase alphabets and I to N represent scalars, respectively. Also,‖
2 represents the Euclidean distance vector, <,> 2
It shall represent the dot product between vectors. Furthermore, the subscript in parentheses represents the index of the codebook, and the variable with * symbol represents the index of the optimal vector.
In addition, min and max represent a function that outputs the index when taking the minimum value and the maximum value, respectively.

【0004】図6に示す符号化器においては、次式
(1)に示すように形状ベクトル符号帳601から得ら
れる形状ベクトルC1(i)と、形状ベクトル符号帳6
02から得られる形状ベクトルC2(j)と、利得ベク
トル符号帳603から得られる利得ベクトルG(k)=
{g1(k),g2(k)}の対応する利得との線形結
合を乗算器603,604および加算器606を用いて
候補ベクトルYとして求める。
In the encoder shown in FIG. 6, the shape vector C1 (i) obtained from the shape vector codebook 601 and the shape vector codebook 6 as shown in the following equation (1).
02 and the gain vector G (k) obtained from the gain vector codebook 603 =
A linear combination of {g1 (k), g2 (k)} with the corresponding gain is obtained as a candidate vector Y using the multipliers 603 and 604 and the adder 606.

【0005】 Y=g1(k)・C1(i)+g2(k)・C2(j) (1) ただし、 1≦i≦I(I:形状ベクトル符号帳101に含まれる
形状ベクトルの数) 1≦j≦J(J:形状ベクトル符号帳102に含まれる
形状ベクトルの数) 1≦k≦K(K:利得ベクトル符号帳に含まれる利得ベ
クトルの数) である。
Y = g1 (k) · C1 (i) + g2 (k) · C2 (j) (1) where 1 ≦ i ≦ I (I: number of shape vectors included in the shape vector codebook 101) 1 ≦ j ≦ J (J: number of shape vectors included in shape vector codebook 102) 1 ≦ k ≦ K (K: number of gain vectors included in gain vector codebook)

【0006】次に、入力端子607から入力される目標
ベクトルXと候補ベクトルYの類似度を求めるため、減
算器608で目標ベクトルXから該候補ベクトルYを減
じて残差ベクトルEを求め、さらに誤差評価部609で
残差ベクトルEの誤差評価値dを求める。以後、誤差評
価値dとしてユークリッド距離を用いることにする。こ
の場合、誤差評価値dは次式で表される。
Next, in order to obtain the similarity between the target vector X input from the input terminal 607 and the candidate vector Y, the subtractor 608 subtracts the candidate vector Y from the target vector X to obtain the residual vector E, and The error evaluation unit 609 obtains the error evaluation value d of the residual vector E. Hereinafter, the Euclidean distance will be used as the error evaluation value d. In this case, the error evaluation value d is expressed by the following equation.

【0007】 d=‖E‖2 =‖X−Y‖2 (2) そして、この誤差評価値dが最小となるC1(i*),
C2(j*)およびG(k*)を探索して求め、そのイ
ンデックス情報i*,j*,k*を図7に示す復号器に
伝送する。
D = ‖E‖ 2 = ‖X−Y‖ 2 (2) Then, C1 (i *), at which this error evaluation value d becomes minimum,
C2 (j *) and G (k *) are searched for, and the index information i *, j *, k * is transmitted to the decoder shown in FIG.

【0008】図7に示す復号器においては、図6に示し
た符号化器と同様の形状ベクトル符号帳701,702
および利得ベクトル符号帳705を備え、符号化器から
伝送されたインデックス情報i*,j*,k*からC1
(i*),C2(j*)およびG(k*)を復号し、乗
算器703,704と加算器706により式(1)に従
い出力ベクトルZを求めて出力する。
In the decoder shown in FIG. 7, shape vector codebooks 701 and 702 similar to those in the encoder shown in FIG.
And gain vector codebook 705, index information i *, j *, k * transmitted from the encoder to C1.
(I *), C2 (j *) and G (k *) are decoded, and the output vector Z is obtained and output according to the equation (1) by the multipliers 703 and 704 and the adder 706.

【0009】以上の説明から明らかなように、利得形状
ベクトル量子化の最終的な目的は、目標ベクトルXと候
補ベクトルYとの誤差の評価値dが最小となる形状ベク
トルC1(i*),C2(j*)および利得ベクトルG
(k*)の組み合わせを見つけることに他ならない。こ
の目的を達成する一番直接的でかつ確実な方法として、
形状ベクトルと利得ベクトルの全ての組み合わせからと
り得る候補ベクトルYを求め、誤差評価値dが最小とな
る組み合わせを探索する方法が考えられる。しかし、こ
のような全探索法は計算量が膨大となるため現実的では
ない。
As is clear from the above description, the final purpose of the gain shape vector quantization is to obtain the shape vector C1 (i *), which minimizes the evaluation value d of the error between the target vector X and the candidate vector Y, C2 (j *) and gain vector G
It is nothing but finding a combination of (k *). The most direct and sure way to achieve this goal is
A possible method is to find a candidate vector Y that can be taken from all the combinations of the shape vector and the gain vector, and search for a combination having the smallest error evaluation value d. However, such an exhaustive search method is not realistic because the amount of calculation becomes huge.

【0010】一方、M個の形状ベクトルにそれぞれ与え
る利得を個別に量子化、つまりスカラー量子化すること
で、M個の形状ベクトルを現実的な計算量で探索する方
法も知られている。この方法を図8を用いて説明する。
まず1段目の探索では、形状ベクトル符号帳801から
得られる形状ベクトルC1(i)に乗算器803で最適
利得g1optを乗じて得られる候補ベクトルY1と、
入力端子804より入力される目標ベクトルXとの残差
信号F1を減算器805で求め、この残差信号F1に対
する誤差評価値d1を誤差評価部806で計算する。こ
のとき、誤差評価値d1が最小となる形状ベクトルC1
(i*)を決定する。次に、C1(i*)の最適利得g
1optについて利得テーブル807と加算器808お
よび誤差評価部809を用いてスカラー量子化を行い、
g1(k*)を決定する。
On the other hand, a method is also known in which the gains given to the M shape vectors are individually quantized, that is, scalar quantization is performed to search the M shape vectors with a realistic amount of calculation. This method will be described with reference to FIG.
First, in the search in the first stage, the candidate vector Y1 obtained by multiplying the shape vector C1 (i) obtained from the shape vector codebook 801 by the optimum gain g1opt in the multiplier 803,
The residual signal F1 with the target vector X input from the input terminal 804 is obtained by the subtractor 805, and the error evaluation value d1 for this residual signal F1 is calculated by the error evaluation unit 806. At this time, the shape vector C1 that minimizes the error evaluation value d1
Determine (i *). Next, the optimum gain g of C1 (i *)
Scalar quantization is performed for 1 opt using the gain table 807, the adder 808, and the error evaluation unit 809,
Determine g1 (k *).

【0011】次に、2段目では減算器811で2段目の
目標ベクトルE1を E1=X−g1(k*)・C1(i*) (3) により求め、この目標ベクトルE1を用い、1段目と同
様の方法で形状ベクトル符号帳802、乗算器810、
減算器812、誤差評価部813、利得テーブル81
4、減算器815および誤差評価部816を用いて形状
ベクトルC2(j*)と利得値g2(n*)を決定す
る。このようにして、形状ベクトルC1(i*),C2
(j*)および利得値g1(k*),g2(n*)を決
定することができる。
Next, in the second stage, the subtractor 811 obtains the target vector E1 of the second stage by E1 = X−g1 (k *) · C1 (i *) (3), and this target vector E1 is used. A shape vector codebook 802, a multiplier 810, and
Subtractor 812, error evaluation unit 813, gain table 81
4, the shape vector C2 (j *) and the gain value g2 (n *) are determined using the subtractor 815 and the error evaluation unit 816. In this way, the shape vectors C1 (i *), C2
(J *) and the gain values g1 (k *), g2 (n *) can be determined.

【0012】この方法を用いると、1段目の形状ベクト
ルC1(i*)と2段目の形状ベクトルC2(j*)を
独立に探索できるため、ベクトル探索に必要な計算量を
大幅に削減することができる。しかし、利得をスカラー
量子化しているため符号化効率が低下するという問題が
ある。
By using this method, the shape vector C1 (i *) in the first stage and the shape vector C2 (j *) in the second stage can be searched independently, so that the amount of calculation required for the vector search is greatly reduced. can do. However, since the gain is scalar-quantized, the coding efficiency is reduced.

【0013】さらに別の方法として、直交化処理を適用
してM個の形状ベクトルにそれぞれ与える利得を同時に
量子化する、つまり利得のベクトル量子化を行う方法も
知られている。この方法を図9および図10を用いて説
明する。
As yet another method, a method is known in which orthogonal gain processing is applied to simultaneously quantize the gains respectively given to the M shape vectors, that is, to perform the vector quantization of the gains. This method will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

【0014】まず、形状ベクトル量子化部について図9
を用いて説明する。形状ベクトル量子化部においては、
最初に、1段目の形状ベクトル符号帳901から得られ
る形状ベクトルC1(i)に乗算器903で最適利得g
1optを乗じて得られる候補ベクトルY1と、入力端
子904から入力される目標ベクトルXとの誤差評価値
d1を減算器905を介して誤差評価部403を用いて
計算する。このとき、誤差評価値d1が最小となる形状
ベクトルC1(i*)を決定する。
First, the shape vector quantizer is shown in FIG.
Will be explained. In the shape vector quantizer,
First, the shape vector C1 (i) obtained from the first-stage shape vector codebook 901 is added to the optimum gain g by the multiplier 903.
The error evaluation value d1 between the candidate vector Y1 obtained by multiplying by 1 opt and the target vector X input from the input terminal 904 is calculated using the error evaluation unit 403 via the subtractor 905. At this time, the shape vector C1 (i *) that minimizes the error evaluation value d1 is determined.

【0015】2段目の形状ベクトル符号帳902からの
形状ベクトルC2(j)の探索は、C1(i*)との内
積値が0になるように直交化処理部908で直交化処理
しながら行う。直交化処理は、次式に従い実現される。
In the search for the shape vector C2 (j) from the shape vector codebook 902 in the second stage, the orthogonalization processing unit 908 performs orthogonalization processing so that the inner product value with C1 (i *) becomes 0. To do. The orthogonalization process is realized according to the following equation.

【0016】 C2(j)=C2(j)−<C1(i*),C2(j)>・C1(i*) /‖C1(i*)‖2 (4) ただし、C2(j)は直交化処理後のベクトルであ
る。
C2 (j) = C2 (j) − <C1 (i *), C2 (j)> · C1 (i *) / ‖C1 (i *) ‖ 2 (4) where C2 (j) is This is the vector after the orthogonalization process.

【0017】そして、2段目の形状ベクトル符号帳90
2について、直交化処理部907、乗算器908、減算
器909および誤差評価部910を用いて形状ベクトル
符号帳902からの形状ベクトルの探索を1段目と同様
に行い、誤差評価値が最小となるC2(j*)を決定
する。
The second-stage shape vector codebook 90
For 2, the shape vector search from the shape vector codebook 902 is performed using the orthogonalization processing unit 907, the multiplier 908, the subtractor 909, and the error evaluation unit 910 in the same manner as in the first stage, and the error evaluation value becomes the minimum. C2 (j *) is determined.

【0018】ここで、上記の直交化処理によって、1段
目の形状ベクトル符号帳901から探索された形状ベク
トルC1(i*)と直交化処理後のベクトルC2(j
*)とは無相関となる。すなわち、C2(j*)は形
状ベクトルC1(i*)の量子化の影響が取り除かれて
いるので、これに最適利得g2optを乗じたものを目
標ベクトルXから減じることにより、2段目の形状ベク
トル符号帳902から探索される形状ベクトルの誤差を
的確に評価することが可能となる。
Here, the shape vector C1 (i *) searched from the first-stage shape vector codebook 901 by the above orthogonalization process and the vector C2 (j after the orthogonalization process).
*) Is uncorrelated with. That is, C2 (j *) has the effect of the quantization of the shape vector C1 (i *) removed, so that the target vector X is subtracted by multiplying this by the optimum gain g2opt, and the shape of the second stage It is possible to accurately evaluate the error of the shape vector searched from the vector codebook 902.

【0019】次に、形状ベクトルC1(i*)と直交化
処理後のベクトルC2(j*)に対応する形状ベクト
ルC2(j*)を固定にして、利得ベクトルG(k*)
を決定する。
Next, the shape vector C2 (j *) corresponding to the shape vector C1 (i *) and the orthogonalized vector C2 (j *) is fixed, and the gain vector G (k *).
To decide.

【0020】図10に、利得ベクトル量子化部のブロッ
ク図を示す。この利得ベクトル量子化部においては、形
状ベクトルC1(i*),C2(j*)に乗算器100
1,1002で利得ベクトル符号帳1007から得られ
る利得ベクトルG(k)の各要素を乗じ、これらを加算
器1003で加算した後、入力端子1004から入力さ
れる目標ベクトルXとの誤差を減算器1005で求め、
この誤差を誤差評価部1006で評価し、誤差値が最小
となるようにG(k*)は決定される。つまり、利得ベ
クトルG(k*)は、次式で与えられる誤差評価式を最
小とするベクトルを探し出すことで決定される。
FIG. 10 shows a block diagram of the gain vector quantizer. In this gain vector quantizer, the shape vector C1 (i *), C2 (j *) is multiplied by the multiplier 100.
1, 1002 multiplies each element of the gain vector G (k) obtained from the gain vector codebook 1007, adds them by the adder 1003, and subtracts the error from the target vector X input from the input terminal 1004. Determined by 1005,
This error is evaluated by the error evaluation unit 1006, and G (k *) is determined so that the error value becomes the minimum. That is, the gain vector G (k *) is determined by searching for a vector that minimizes the error evaluation formula given by the following formula.

【0021】 k*=min‖X−g1(k)・C1(i*) −g2(k)・C2(j*)‖2 (5) このように直交化処理を用いて利得のベクトル量子化を
行う方法によると、利得をスカラー量子化する方法に比
べて符号化効率が向上する。反面、この方法では直交化
処理が必要になり、そのためには2段目の形状ベクトル
符号帳902から得られる形状ベクトル全てに対して式
(4)で表される計算を行わなければならず、計算量が
著しく増大するという問題がある。この問題は、特に2
段目の形状ベクトル符号帳902に格納されている形状
ベクトル数が大きい場合に顕著となる。
[0021] k * = min‖X-g1 (k ) · C1 (i *) -g2 (k) · C2 (j *) ‖ 2 (5) gain vector quantization using orthogonalization process thus According to the method of performing, the coding efficiency is improved as compared with the method of performing the scalar quantization of the gain. On the other hand, this method requires orthogonalization processing, and for that purpose, the calculation represented by Expression (4) must be performed for all the shape vectors obtained from the second-stage shape vector codebook 902. There is a problem that the amount of calculation is significantly increased. This problem is especially 2
This becomes remarkable when the number of shape vectors stored in the shape vector codebook 902 of the tier is large.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
利得形状ベクトル量子化装置において、利得をスカラー
量子化する方法は符号化効率が低下し、また利得をベク
トル量子化する方法は直交化処理を伴うため計算量が増
大するという問題があった。
As described above, in the conventional gain shape vector quantizer, the method of scalar quantizing gain reduces the coding efficiency, and the method of vector quantizing gain is orthogonalization processing. However, there is a problem that the calculation amount increases because of the above.

【0023】本発明の目的は、直交化処理を用いずに少
ない計算量で利得のベクトル量子化を行い、符号化効率
を低下させることなく、最適に近い複数個の形状ベクト
ルと利得ベクトルを探索することが可能な利得形状ベク
トル量子化装置を提供することにある。
An object of the present invention is to perform gain vector quantization with a small amount of calculation without using orthogonalization processing, and to search for a plurality of shape vectors and gain vectors that are close to optimum without reducing the coding efficiency. It is to provide a gain shape vector quantizer capable of performing.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明はm段目(2≦m≦M)の形状ベクトルの探
索は仮の利得を用いて行うことでM個の形状ベクトルを
決定した後、これらを固定して利得ベクトルの探索を行
うことにより、利得のベクトル量子化を実現するように
したことを骨子としている。
In order to solve the above problems, according to the present invention, a search for an m-th stage (2≤m≤M) shape vector is performed by using a tentative gain, so that M shape vectors are searched. After deciding, the above is fixed and the gain vector is searched to realize the vector quantization of the gain.

【0025】すなわち、本発明に係る利得形状ベクトル
量子化装置は、複数の形状ベクトルをそれぞれ有するM
段(M≧2)の形状ベクトル符号帳と、複数の利得ベク
トルを有するM次元の利得ベクトル符号帳と、1段目の
形状ベクトル符号帳から得られる形状ベクトルに最適利
得を乗じて得られる第1の候補ベクトルと第1の目標ベ
クトルとの誤差が最小となる形状ベクトルを該1段目の
形状ベクトル符号帳から探索する第1の形状ベクトル探
索手段と、第m−1の目標ベクト(2≦m≦M)とm−
1段目の形状ベクトル符号帳から探索された形状ベクト
ルに仮の利得を乗じたベクトルとを用いて第mの目標ベ
クトルを生成すると共に、m段目の形状ベクトル符号帳
から得られる形状ベクトルに最適利得を乗じて得られる
第2の候補ベクトルと該第mの目標ベクトルとの誤差が
最小となる形状ベクトルを該m段目の形状ベクトル符号
帳から探索する第2の形状ベクトル探索手段と、前記第
1および第2の形状ベクトル探索手段により前記M段の
形状ベクトル符号帳から探索されたM個の形状ベクトル
と前記利得ベクトル符号帳から得られる利得ベクトルの
各々対応する利得との線形和をとってM個の第3の候補
ベクトルを生成すると共に、該第3の候補ベクトルと前
記第1の目標ベクトルとの誤差が最小となる利得ベクト
ルを該利得ベクトル符号帳から探索する利得ベクトル探
索手段とを有することを特徴とする
That is, the gain shape vector quantizer according to the present invention has M shape vectors each having a plurality of shape vectors.
A shape vector codebook of stages (M ≧ 2), an M-dimensional gain vector codebook having a plurality of gain vectors, and a shape vector obtained from the shape vector codebook of the first stage are multiplied by optimum gains. A first shape vector searching means for searching the shape vector codebook at the first stage for a shape vector having a minimum error between the first candidate vector and the first target vector, and the m-1th target vector (2 ≤m≤M) and m-
The shape vector searched from the first-stage shape vector codebook is used to generate the m-th target vector using the vector obtained by multiplying the temporary gain, and the shape vector obtained from the m-th shape vector codebook is generated. Second shape vector searching means for searching the shape vector codebook of the m-th stage for a shape vector having a minimum error between the second candidate vector obtained by multiplying by the optimum gain and the m-th target vector; A linear sum of the M shape vectors searched from the M-stage shape vector codebook by the first and second shape vector search means and the corresponding gains of the gain vectors obtained from the gain vector codebook is calculated. In addition to generating M third candidate vectors, the gain vector that minimizes the error between the third candidate vector and the first target vector is used as the gain vector. And having a gain vector search means for searching the codebook

【0026】[0026]

【作用】このように本発明においては、m段目の形状ベ
クトル符号帳からの形状ベクトルの探索に際して、m−
1段目の形状ベクトル符号帳から探索された形状ベクト
ルに仮の利得、つまり最適利得に近いと考えられる利得
を乗じて得られたベクトルと、m−1段目の形状ベクト
ル符号帳からの形状ベクトルの探索時に用いた第m−1
の目標ベクトルとを用いて第mの目標ベクトルを生成し
て探索を行う。そして、M個の形状ベクトルを決定した
後、これらを固定して利得ベクトル符号帳から利得ベク
トルを探索する。
As described above, in the present invention, when the shape vector is searched from the shape vector codebook at the m-th stage, m-
A vector obtained by multiplying the shape vector searched from the first-stage shape vector codebook by a tentative gain, that is, a gain that is considered to be close to the optimum gain, and the shape from the m-1th-stage shape vector codebook. The m-1th used when searching for a vector
The target vector is generated by using the target vector of and the target vector of. Then, after determining M shape vectors, these are fixed and the gain vector is searched from the gain vector codebook.

【0027】すなわち、m−1段目の形状ベクトル符号
帳から探索された形状ベクトルに仮の利得を乗じて得ら
れたベクトルは、該形状ベクトルの量子化の影響を表し
ているので、これとm−1段目の形状ベクトル符号帳か
らの形状ベクトルの探索時に用いた第mの目標ベクトル
とを用いて、m段目の形状ベクトル符号帳からの形状ベ
クトルの探索に必要な第mの目標ベクトルが得られる。
That is, the vector obtained by multiplying the shape vector searched from the shape vector codebook of the m-1th stage by the tentative gain represents the influence of the quantization of the shape vector. Using the m-th target vector used when searching the shape vector from the (m-1) th shape vector codebook, the m-th target required to search for the shape vector from the m-th shape vector codebook A vector is obtained.

【0028】従って、直交化処理を必要としないために
少ない計算量で、しかも利得をスカラー量子化する方法
のような符号化効率の低下を伴うことなく、最適に近い
M個の形状ベクトルと利得ベクトルの探索が可能にな
る。
Therefore, since the orthogonalization process is not required, the calculation amount is small, and the M optimal shape vectors and the gains are close to the optimum without the deterioration of the coding efficiency like the method of scalar quantizing the gain. Vector search is possible.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1および図2は、本発明の第一の実施例に
係る形状ベクトル量子化装置の構成を示すブロック図で
あり、図1は形状ベクトル量子化部、図2は利得ベクト
ル量子化部の構成をそれぞれ示している。また、本実施
例では説明を簡略化するため形状ベクトル符号帳が2段
構成(M=2)の場合を想定している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are block diagrams showing the configuration of a shape vector quantization device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a configuration of a shape vector quantization unit, and FIG. 2 is a configuration of a gain vector quantization unit. Are shown respectively. Further, in the present embodiment, in order to simplify the description, it is assumed that the shape vector codebook has a two-stage configuration (M = 2).

【0030】図1に示す形状ベクトル量子化部は、2段
の形状ベクトル符号帳101,102と、形状ベクトル
符号帳101,102から得られる形状ベクトルに最適
利得を乗じて候補ベクトルを生成するための乗算器10
3,106と、生成された候補ベクトルと目標ベクトル
との誤差を評価するための誤差評価部105,109
と、2段目の形状ベクトル符号帳102からの形状ベク
トル探索時に必要な目標ベクトル(第1の目標ベクト
ル)を生成するための乗算器107と減算器108から
なる。
Since the shape vector quantizer shown in FIG. 1 generates the candidate vector by multiplying the shape vector codebooks 101 and 102 of two stages and the shape vector obtained from the shape vector codebooks 101 and 102 by the optimum gain. Multiplier 10
3 and 106, and error evaluation units 105 and 109 for evaluating the error between the generated candidate vector and the target vector.
And a multiplier 107 and a subtractor 108 for generating a target vector (first target vector) required for the shape vector search from the second-stage shape vector codebook 102.

【0031】まず、1段目の形状ベクトル符号帳101
からの最適形状ベクトルC1(i*)の探索法について
説明する。形状ベクトル符号帳101からi番目の形状
ベクトルC1(i)を取り出し、この形状ベクトルの各
要素に乗算器103で最適利得g1optを乗じて得ら
れる候補ベクトルY1と、入力端子104から入力され
る目標ベクトルX(第2の目標ベクトル)との誤差の評
価値d1を誤差評価部105を用いて求める。誤差評価
値d1としてユークリッド距離を用いるものとすると、
d1は次式で表される。
First, the first stage shape vector codebook 101.
A method of searching for the optimum shape vector C1 (i *) from (3) will be described. A candidate vector Y1 obtained by extracting the i-th shape vector C1 (i) from the shape vector codebook 101, multiplying each element of this shape vector by the optimum gain g1opt in the multiplier 103, and the target input from the input terminal 104 An error evaluation unit 105 is used to obtain an evaluation value d1 of an error from the vector X (second target vector). If the Euclidean distance is used as the error evaluation value d1,
d1 is represented by the following equation.

【0032】 d1=‖X−Y1‖2 =‖X−g1opt・C1(i)‖2 (6) d1を最小とするようg1optを決定するために、d
1をg1optで偏微分して0とおき、この偏微分方程
式を解くことでg1optを求めることができる。ま
た、そのときの誤差評価値d1は次式で表される。
D1 = ‖X−Y1‖ 2 = ‖X−g1opt · C1 (i) ‖ 2 (6) In order to determine g1opt so as to minimize d1, d
It is possible to obtain g1opt by partially differentiating 1 with g1opt and setting it to 0 and solving this partial differential equation. The error evaluation value d1 at that time is represented by the following equation.

【0033】 g1opt=<X,C1(i)>/‖C1(i)‖2 (7) d1=‖X‖2 −<X,C1(i)>/‖C1(i)‖2 (8) (8式)の右辺第1項はXについて固定であるので、第
2項が最大となるとき誤差評価値d1は最小となる。つ
まり、最適な形状ベクトルC1(i*)は i*=max(<X、C1(i)>2 /‖C1(i)‖2 ) (9) となるi*で与えられる形状ベクトルである。よって式
(9)から、1段目の形状ベクトル符号帳101から探
索すべき形状ベクトルC1(i*)を決定することがで
きる。
G1opt = <X, C1 (i)> / ‖C1 (i) ‖ 2 (7) d1 = ‖X‖ 2 − <X, C1 (i)> / ‖C1 (i) ‖ 2 (8) Since the first term on the right side of (Equation 8) is fixed for X, the error evaluation value d1 is minimized when the second term is maximized. That is, the optimum shape vector C1 (i *) is a shape vector given by i * which is i * = max (<X, C1 (i)> 2 / ‖C1 (i) ‖ 2 ) (9). Therefore, from the equation (9), the shape vector C1 (i *) to be searched can be determined from the shape vector codebook 101 in the first stage.

【0034】次に、2段目の形状ベクトル符号帳102
から探索すべき形状ベクトルを決定するため、第2の目
標ベクトルE1を決定する。2段目の目標ベクトルE1
は、1段目の形状ベクトル符号帳101から探索された
C1(i*)に乗算器107で仮の利得g1kを乗じた
ものを減算器108で1段目の目標ベクトルXから減ず
ることにより得られる。つまり、 E1=X−g1k・C1(i*) (10) である。
Next, the second stage shape vector codebook 102.
In order to determine the shape vector to be searched from, the second target vector E1 is determined. Second-stage target vector E1
Is obtained by subtracting C1 (i *) searched from the shape vector codebook 101 at the first stage by the temporary gain g1k at the multiplier 107 from the target vector X at the first stage. To be That is, E1 = X−g1k · C1 (i *) (10).

【0035】ここで、仮の利得g1kは最終的に量子化
される最適利得に近い利得であり、この例では最適利得
g1optを用いる。最適利得g1optは、目標ベク
トルXに対するC1(i*)の寄与度を正確に表してい
るので、仮の利得g1kとしてg1optを利用するこ
とは妥当である。すると式(10)は、 E1=X−g1opt・C1(i*) (11) となる。
Here, the tentative gain g1k is a gain close to the optimum gain finally quantized, and in this example, the optimum gain g1opt is used. Since the optimum gain g1opt accurately represents the contribution of C1 (i *) to the target vector X, it is appropriate to use g1opt as the temporary gain g1k. Then, the expression (10) becomes E1 = X-g1opt · C1 (i *) (11).

【0036】2段目の形状ベクトル符号帳102から探
索すべき形状ベクトルは、E1を目標ベクトルとして1
段目と同様の探索を行うことで決定することができる。
すなわち、形状ベクトル符号帳102より得られる形状
ベクトルC2(j)と目標ベクトルE1を用いて、誤差
評価部109で式(9)と同様に、 j*=max(<E1,C2(j)>2 /‖C2(j)‖2 ) (12) を満足するj*を求める。このj*から得られる形状ベ
クトルC2(j*)が2段目の最適な形状ベクトルとな
る。
The shape vector to be searched from the second-stage shape vector codebook 102 is 1 with E1 as the target vector.
It can be determined by performing a search similar to the step.
That is, using the shape vector C2 (j) and the target vector E1 obtained from the shape vector codebook 102, j * = max (<E1, C2 (j)> in the error evaluation unit 109 in the same manner as in Expression (9). 2 / ‖C2 (j) ‖ 2 ) Find j * that satisfies (12). The shape vector C2 (j *) obtained from this j * is the optimum shape vector in the second stage.

【0037】一方、図2に示す利得ベクトル量子化部
は、利得ベクトル符号帳201と、図1中に示した形状
ベクトル符号帳101,102から得られる形状ベクト
ルと利得ベクトル符号帳201から得られる利得ベクト
ルの各々対応する利得との線形和をM個の第3の候補ベ
クトルとして求める乗算器202,203および加算器
204と、これらの候補ベクトルと目標ベクトルとの誤
差を求めるための減算器206と、この誤差を評価する
誤差評価部207とからなる。
On the other hand, the gain vector quantizer shown in FIG. 2 is obtained from gain vector codebook 201 and the shape vectors and gain vector codebook 201 obtained from shape vector codebooks 101 and 102 shown in FIG. Multipliers 202 and 203 and an adder 204 for obtaining a linear sum of the gain vectors and the corresponding gains as M third candidate vectors, and a subtractor 206 for obtaining an error between these candidate vectors and the target vector. And an error evaluation unit 207 that evaluates this error.

【0038】次に、図1の構成で前述のようにして形状
ベクトルC1(i*),C2(j*)を探索して決定し
た後、図2の構成で利得ベクトルを決定する手順を説明
する。図1(a)の形状ベクトル量子化部において探索
され決定された形状ベクトルC1(i*)とC2(j
*)に対して、利得ベクトル符号帳201から得られる
利得ベクトルG(k)の各要素g1(k),g2(k)
を乗算器202,203でそれぞれ乗じたベクトルと、
入力端子205から入力される目標ベクトルXとの誤差
を減算器206で求め、誤差評価値d3を誤差評価部2
07で次式のように計算するとき、 d3=‖X−g1(k)・C1(i*)−g2(k)・C2(j*)‖2 (13) d3を最小とするkを見つけることで、利得ベクトルを
決定する。つまり、 k*=min‖X−g1(k)・C1(i*) −g2(k)・C2(j*)‖2 (14) を満足するk*を求め、k*から得られる利得ベクトル
G(k*)が最適な利得ベクトルとなる。
Next, the procedure for determining the gain vector by the configuration of FIG. 2 after searching and determining the shape vectors C1 (i *), C2 (j *) in the configuration of FIG. 1 as described above will be described. To do. Shape vectors C1 (i *) and C2 (j) searched and determined by the shape vector quantizer of FIG.
*), Each element g1 (k), g2 (k) of the gain vector G (k) obtained from the gain vector codebook 201
And a vector multiplied by each of the multipliers 202 and 203,
The error with the target vector X input from the input terminal 205 is obtained by the subtractor 206, and the error evaluation value d3 is calculated as the error evaluation unit 2
When calculated as follows in 07, d3 = ‖X-g1 ( k) · C1 (i *) - find k that minimizes g2 (k) · C2 (j *) ‖ 2 (13) d3 Therefore, the gain vector is determined. That is, k * = min || X | g1 (k) * C1 (i *)-g2 (k) * C2 (j *) * 2 (14) is obtained, and a gain vector obtained from k * is obtained. G (k *) is the optimum gain vector.

【0039】このようにして、形状ベクトルC1(i
*),C2(j*)および利得ベクトルG(k*)の探
索が達成される。以上の処理の流れをまとめると、図3
のようになる。まず最初にステップS1で、目標ベクト
ルXを用いて1段目の形状ベクトル符号帳101から最
適な形状ベクトルC1(i*)を探索して決定し、次に
ステップS2で、ステップS1で決定された形状ベクト
ルC1(i*)と仮の利得とを利用して目標ベクトルE
1を生成する。次に、ステップS3で、目標ベクトルE
1を用いて2段目の形状ベクトル符号帳102から形状
ベクトルC2(j*)を探索して決定し、最後にステッ
プS4で、ステップS1で決定された形状ベクトルC1
(i*)とステップS3で決定された形状ベクトルC2
(j*)を基に、利得ベクトルG(k*)を決定する。
In this way, the shape vector C1 (i
A search for *), C2 (j *) and gain vector G (k *) is achieved. The flow of the above processing is summarized in FIG.
become that way. First, in step S1, the optimum shape vector C1 (i *) is searched and determined from the first stage shape vector codebook 101 using the target vector X, and then in step S2, it is determined in step S1. Target vector E using the shape vector C1 (i *) and the tentative gain
1 is generated. Next, in step S3, the target vector E
1 is used to search for and determine the shape vector C2 (j *) from the second-stage shape vector codebook 102, and finally, in step S4, the shape vector C1 determined in step S1 is determined.
(I *) and the shape vector C2 determined in step S3
The gain vector G (k *) is determined based on (j *).

【0040】上述した実施例では、2段目の形状ベクト
ル符号帳102からの形状ベクトルの探索時に用いる目
標ベクトルE1を生成するための仮の利得として、1段
目の形状ベクトル符号帳101からの形状ベクトルの探
索時に得られる最適利得であるg1optを適用する場
合について説明を行ったが、その他に、利得ベクトル符
号帳201に含まれる利得ベクトルの対応する1つ以上
の利得を利用して仮の利得を設定する方法を用いてもよ
い。
In the above-described embodiment, the provisional gain for generating the target vector E1 used when searching the shape vector from the second-stage shape vector codebook 102 is obtained from the first-stage shape vector codebook 101. Although the case where g1opt, which is the optimum gain obtained at the time of searching for the shape vector, is applied has been described, in addition to this, one or more corresponding gains of the gain vectors included in the gain vector codebook 201 are used to make a provisional change. A method of setting the gain may be used.

【0041】その一例として、最適利得g1optに最
も近い利得ベクトルの要素値g1(k)を用いる方法が
ある。この方法によると、このとき選ばれる要素値を含
む利得ベクトルG(k)が最終的に選択される利得ベク
トルG(k*)に一致する可能性が高いため、効率的な
符号化が可能になるという効果が得られる。
As an example thereof, there is a method of using the element value g1 (k) of the gain vector closest to the optimum gain g1opt. According to this method, the gain vector G (k) including the element value selected at this time is highly likely to match the finally selected gain vector G (k *), which enables efficient encoding. The effect of becoming

【0042】また、別の例として、仮の利得として最適
利得g1optに近い方から複数のg1(k)のそれぞ
れに対して、2段目の形状ベクトルの目標ベクトルを複
数個生成し、該複数個の目標ベクトルに対し各々2段目
のベクトル探索を行い、かつ利得ベクトルの探索を行
う。そして、最後に全体の誤差が小さくなる形状ベクト
ルと利得ベクトルの組み合わせを選択する方法も考えら
れる。こうすることで、さらに効率的な符号化が可能に
なる。
As another example, a plurality of target vectors of the shape vector of the second stage are generated for each of a plurality of g1 (k) from the one closest to the optimum gain g1opt as a temporary gain, and the plurality of target vectors are generated. A second stage vector search is performed for each target vector, and a gain vector search is also performed. Then, finally, a method of selecting a combination of a shape vector and a gain vector with which the overall error becomes smaller can be considered. By doing so, more efficient encoding becomes possible.

【0043】以上の実施例では、2段構成の形状ベクト
ル符号帳を持つ利得形状ベクトル量子化について説明を
行ったが、3段以上の段数の形状ベクトル符号帳を持つ
構造についても、本発明が適用可能であることは明らか
である。
In the above embodiment, the gain shape vector quantization having the shape vector codebook of two stages has been described, but the present invention is also applicable to the structure having the shape vector codebook of the number of stages of three or more. Clearly applicable.

【0044】さらに、各々の最適ベクトルの決定の際、
複数個のベクトルを候補として残し、その組み合わせの
中で誤差評価値が最小となる組み合わせを最終的な出力
とする方法として実現することも可能である。こうする
ことで、さらに誤差評価値の小さいM個の形状ベクトル
と利得ベクトルの探索が実現できる。
Further, in determining each optimum vector,
It is also possible to realize a method in which a plurality of vectors are left as candidates and the combination having the smallest error evaluation value among the combinations is made the final output. By doing so, it is possible to search for M shape vectors and gain vectors having smaller error evaluation values.

【0045】本発明においては、仮の利得を利用して形
状ベクトルと利得ベクトルを段階的に探索を行うので、
形状ベクトルと利得ベクトルの全ての組み合わせを探索
する従来の全探索法に比べ非常に少ない計算量で探索を
実現できる。また、直交化処理を行って形状ベクトルを
決定するもう一つの従来法に比較して、本発明では直交
化処理が必要ない分だけ計算量を低減させながら、かつ
利得のベクトル量子化が実現できるので、高い符号化効
率を得ることができる。
In the present invention, since the shape vector and the gain vector are searched stepwise by using the temporary gain,
The search can be realized with an extremely small amount of calculation as compared with the conventional full search method which searches for all combinations of the shape vector and the gain vector. Further, as compared with another conventional method in which the orthogonalization process is performed to determine the shape vector, the present invention can realize the vector quantization of the gain while reducing the calculation amount by the amount that the orthogonalization process is unnecessary. Therefore, high coding efficiency can be obtained.

【0046】次に、図4を参照して本発明を音声符号化
に適用した実施例を説明する。図1および図2と相対応
する部分に同一符号を付して相違点を中心に説明する
と、先の実施例では候補ベクトルがそれぞれ形状ベクト
ルと利得ベクトルの利得との線形和で表されるのに対
し、本実施例では候補ベクトルが形状ベクトルにある時
間間隔で分析して得られる重み付き合成フィルタを通過
させて得られる合成信号と利得ベクトルの利得との線形
和で表される点が異なる。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to speech coding will be described with reference to FIG. The same reference numerals will be given to the portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2, and the description will focus on the differences. In the previous embodiment, the candidate vector is represented by the linear sum of the shape vector and the gain of the gain vector. In contrast, the present embodiment is different in that the candidate vector is represented by the linear sum of the gain of the gain vector and the synthesized signal obtained by passing through the weighted synthesis filter obtained by analyzing the shape vector at a certain time interval. .

【0047】図4において、入力端子401から入力さ
れる入力ベクトルSは、入力音声を短い時間周期(20
ms程度)でベクトル化したものである。この入力ベク
トルSをまずLPC分析部402で分析してLPC係数
を求め、さらに該LPC係数をLPC係数量子化部40
3で量子化し、量子化後のLPC係数を基に重みフィル
タ404と重み付き合成フィルタ406および407を
設定する。次に、入力ベクトルSを重みフィルタ404
に通過させた後に減算器405で前フレームの影響を減
じたベクトルを目標ベクトルXとする。
In FIG. 4, the input vector S input from the input terminal 401 is used to convert the input voice into a short time period (20
(about ms). The input vector S is first analyzed by the LPC analysis section 402 to obtain an LPC coefficient, and the LPC coefficient is further analyzed by the LPC coefficient quantization section 40.
3 is quantized, and the weighting filter 404 and the weighting synthesis filters 406 and 407 are set based on the quantized LPC coefficient. Next, the input vector S is converted into the weight filter 404.
The vector obtained by subtracting the influence of the previous frame by the subtractor 405 after passing the signal is set as the target vector X.

【0048】一方、形状ベクトル符号帳101から得ら
れる1段目の形状ベクトルC1(i)を重み付き合成フ
ィルタ406に通過させて重み付き合成ベクトルV1
(i)を求め、同様に形状ベクトル102から得られる
2段目の形状ベクトルC2(j)を重み付き合成フィル
タ407に通過させて重み付き合成ベクトルV2(j)
を求める。これらの目標ベクトルXと、重み付き合成ベ
クトルV1(i)、V2(j)を基に、先の実施例と同
様の方法でV1(i*)を決定した後に、V2(j*)
を決定することができる。つまり、 i*=max(<X,V1(i)>2 /‖V1(i)‖2 ) (15) j*=max(<E1,V2(j)>2 /‖V2(j)‖2 ) (16) (ここで、E1=X−g1k・V1(i*)である)と
なるi*,j*を誤差評価部105,109でそれぞれ
求め、それぞれ対応する形状ベクトルC1(i*),C
2(j*)が最適なベクトルとして探索され決定される
ことになる。
On the other hand, the first-stage shape vector C1 (i) obtained from the shape vector codebook 101 is passed through the weighted synthesis filter 406 to obtain the weighted synthesis vector V1.
(I) is obtained, and the shape vector C2 (j) in the second stage, which is also obtained from the shape vector 102, is passed through the weighted synthesis filter 407 to obtain the weighted synthesis vector V2 (j).
Ask for. Based on these target vectors X and the weighted composite vectors V1 (i) and V2 (j), V1 (i *) is determined by the same method as in the previous embodiment, and then V2 (j *) is determined.
Can be determined. That is, i * = max (<X, V1 (i)> 2 / ‖V1 (i) ‖ 2 ) (15) j * = max (<E1, V2 (j)> 2 / ‖V2 (j) ‖ 2 (16) (here, E1 = X−g1k · V1 (i *)) i * and j * are obtained by the error evaluators 105 and 109, respectively, and the corresponding shape vectors C1 (i *) are obtained. , C
2 (j *) will be searched and determined as the optimum vector.

【0049】次に、図5を参照して利得ベクトル探索法
について説明する。利得ベクトルは重み付き合成ベクト
ルV1(i*),V2(j*)と利得ベクトル符号帳2
01から得られる利得ベクトルG(k)を基にして決定
することができる。つまり、誤差評価部207で次式の
計算を行い、k*から得られる利得ベクトルG(k*)
が最適な利得ベクトルとして決定される。
Next, the gain vector search method will be described with reference to FIG. The gain vector is the weighted composite vector V1 (i *), V2 (j *) and the gain vector codebook 2
It can be determined based on the gain vector G (k) obtained from 01. That is, the error evaluation unit 207 calculates the following equation and obtains the gain vector G (k *) obtained from k *.
Is determined as the optimum gain vector.

【0050】 k*=min‖X−g1(k)・V1(i*) −g2(k)・V2(j*)‖2 (17) 上述した実施例に示したように、本発明を音声符号化に
適用した場合、音声符号化における形状ベクトルおよび
利得ベクトルを少ない計算量で求めることができ、かつ
利得のベクトル量子化が適用されるため高い符号化効率
が実現できる。
[0050] k * = min‖X-g1 (k ) · V1 (i *) -g2 (k) · V2 (j *) ‖ 2 (17) as shown in the embodiments described above, the voice of the present invention When applied to coding, it is possible to obtain a shape vector and a gain vector in speech coding with a small amount of calculation, and since vector quantization of gain is applied, high coding efficiency can be realized.

【0051】また、上述した実施例では2段構造の音声
符号化について説明を行ったが、3段以上の段数を持つ
構造についても本発明が適用可能なのは明らかである。
さらに、各々の最適ベクトルの決定の際、複数個のベク
トルを候補として残し、その組み合わせの中で誤差評価
値が最小となる組み合わせを最終的な出力とする方法と
して実現することも可能である。こうすることで、さら
に誤差評価値の小さいM個の形状ベクトルと利得ベクト
ルの探索が実現できる。
In the above-mentioned embodiment, the speech coding having a two-stage structure has been described. However, it is obvious that the present invention can be applied to a structure having three or more stages.
Further, it is also possible to realize a method in which a plurality of vectors are left as candidates at the time of determining each optimum vector and the combination having the smallest error evaluation value among the combinations is made the final output. By doing so, it is possible to search for M shape vectors and gain vectors having smaller error evaluation values.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の利得形状
ベクトル量子化装置によれば、少ない計算量でかつ符号
化効率を犠牲にすることなく、最適に近いM個の形状ベ
クトルと利得ベクトルの探索が可能となる。
As described above, according to the gain shape vector quantizing device of the present invention, M shape vectors and gain vectors which are close to the optimum are obtained with a small amount of calculation and without sacrificing coding efficiency. It becomes possible to search for.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るベクトル量子化装置の
形状ベクトル量子化部の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a shape vector quantization unit of a vector quantization device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例に係るベクトル量子化装置の利得ベク
トル量子化部の構成を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a gain vector quantization unit of the vector quantization device according to the embodiment.

【図3】同実施例における処理の流れを示すフローチャ
ート
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing in the embodiment.

【図4】本発明の他の実施例に係るベクトル量子化装置
の形状ベクトル量子化部の構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a shape vector quantization unit of a vector quantization device according to another embodiment of the present invention.

【図5】同実施例に係るベクトル量子化装置の利得ベク
トル量子化部の構成を示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a gain vector quantization unit of the vector quantization device according to the embodiment.

【図6】第1の従来例による利得形状ベクトル量子化を
用いた符号化器の構成を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an encoder using gain shape vector quantization according to a first conventional example.

【図7】第1の従来例による利得形状ベクトル量子化を
用いた復号器の構成を示すブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a decoder using gain shape vector quantization according to a first conventional example.

【図8】第2の従来例による利得形状ベクトル量子化装
置の構成を示すブロック図
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a gain shape vector quantization device according to a second conventional example.

【図9】第3の従来例による利得形状ベクトル量子化を
用いた符号化器の構成を示すブロック図
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an encoder using gain shape vector quantization according to a third conventional example.

【図10】第3の従来例による利得形状ベクトル量子化
を用いた復号器の構成を示すブロック図
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a decoder using gain shape vector quantization according to a third conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…形状ベクトル符号帳 102…形状ベクト
ル符号帳 103…乗算器 104…入力端子 105…誤差評価部 106…乗算器 107…乗算器 108…減算器 109…誤差評価部 201…利得ベクト
ル符号帳 202…乗算器 203…乗算器 204…加算器 205…入力端子 206…減算器 207…誤差評価部 401…入力端子 402…LPC分析
部 403…LPC量子化部 404…重みフィル
タ 405…減算器 406…重み付き合
成フィルタ 407…重み付き合成フィルタ
101 ... Shape vector codebook 102 ... Shape vector codebook 103 ... Multiplier 104 ... Input terminal 105 ... Error evaluation section 106 ... Multiplier 107 ... Multiplier 108 ... Subtractor 109 ... Error evaluation section 201 ... Gain vector codebook 202 ... Multiplier 203 ... Multiplier 204 ... Adder 205 ... Input terminal 206 ... Subtractor 207 ... Error evaluation section 401 ... Input terminal 402 ... LPC analysis section 403 ... LPC quantization section 404 ... Weighting filter 405 ... Subtractor 406 ... Weighted Synthesis filter 407 ... Weighted synthesis filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/41 Z 7/30 (72)発明者 神庭 進 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 天田 皇 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H04N 1/41 Z 7/30 (72) Inventor Susumu Kamiwa Komukai Toshiba Town, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 in the Corporate Research & Development Center of Toshiba Corporation (72) Inventor Emperor Amata No. 1 in Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture In the Corporate Research & Development Center of Toshiba Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の形状ベクトルをそれぞれ有するM段
(M≧2)の形状ベクトル符号帳と、 複数の利得ベクトルを有するM次元の利得ベクトル符号
帳と、 1段目の形状ベクトル符号帳から得られる形状ベクトル
に最適利得を乗じて得られる第1の候補ベクトルと第1
の目標ベクトルとの誤差が最小となる形状ベクトルを該
1段目の形状ベクトル符号帳から探索する第1の形状ベ
クトル探索手段と、 前記第m−1の目標ベクトル(2≦m≦M)とm−1段
目の形状ベクトル符号帳から探索された形状ベクトルに
仮の利得を乗じたベクトルとを用いて第mの目標ベクト
ルを生成すると共に、m段目の形状ベクトル符号帳から
得られる形状ベクトルに最適利得を乗じて得られる第2
の候補ベクトルと該第mの目標ベクトルとの誤差が最小
となる形状ベクトルを該m段目の形状ベクトル符号帳か
ら探索する第2の形状ベクトル探索手段と、 前記第1および第2の形状ベクトル探索手段により前記
M段の形状ベクトル符号帳から探索されたM個の形状ベ
クトルと前記利得ベクトル符号帳から得られる利得ベク
トルの各々対応する利得との線形和をとってM個の第3
の候補ベクトルを生成すると共に、該第3の候補ベクト
ルと前記第1の目標ベクトルとの誤差が最小となる利得
ベクトルを該利得ベクトル符号帳から探索する利得ベク
トル探索手段とを有することを特徴とする利得形状ベク
トル量子化装置。
1. From M-stage (M ≧ 2) shape vector codebooks each having a plurality of shape vectors, an M-dimensional gain vector codebook having a plurality of gain vectors, and a first-stage shape vector codebook. The first candidate vector obtained by multiplying the obtained shape vector by the optimum gain and the first candidate vector
Shape vector codebook that searches the shape vector codebook at the first stage for a minimum error from the target vector, and the (m-1) th target vector (2 ≦ m ≦ M). A shape obtained by multiplying the shape vector searched from the shape vector codebook in the (m-1) th stage by a vector obtained by multiplying the temporary gain by a shape vector obtained from the shape vector codebook in the mth stage. The second obtained by multiplying the vector by the optimum gain
Second shape vector searching means for searching the shape vector codebook of the mth stage for a shape vector that minimizes the error between the candidate vector of the above and the mth target vector, and the first and second shape vectors. A linear sum of the M shape vectors searched from the M-stage shape vector codebook by the search means and the corresponding gains of the gain vectors obtained from the gain vector codebook is calculated, and the M third vectors are obtained.
And a gain vector search means for searching the gain vector codebook for a gain vector that minimizes the error between the third candidate vector and the first target vector. Gain shape vector quantizer.
【請求項2】m段目の形状ベクトルを探索する際に用い
る第mの目標ベクトルを生成する手段は、m−1段目の
形状ベクトル探索時に用いる最適利得を前記仮の利得と
して用いることを特徴とする請求項1記載のベクトル量
子化装置。
2. The means for generating the m-th target vector used when searching the shape vector of the m-th step uses the optimum gain used when searching the shape vector of the (m-1) -th step as the temporary gain. The vector quantizer according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】m段目の形状ベクトルを探索する際に用い
る第mの目標ベクトルを生成する手段は、前記m−1段
目の形状ベクトル探索時に用いる最適利得と前記利得ベ
クトル符号帳内の1つ以上のm−1要素値とを用いて前
記仮の利得を設定することを特徴とする請求項1記載の
利得形状ベクトル量子化装置。
3. The means for generating the m-th target vector used when searching the shape vector of the m-th stage is the optimum gain used when searching the shape vector of the (m-1) -th stage and the gain vector in the gain vector codebook. The gain shape vector quantizer according to claim 1, wherein the temporary gain is set using one or more m-1 element values.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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