JPS59201170A - Vector quantizer - Google Patents

Vector quantizer

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JPS59201170A
JPS59201170A JP58075118A JP7511883A JPS59201170A JP S59201170 A JPS59201170 A JP S59201170A JP 58075118 A JP58075118 A JP 58075118A JP 7511883 A JP7511883 A JP 7511883A JP S59201170 A JPS59201170 A JP S59201170A
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block
average value
intra
signal
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Atsumichi Murakami
篤道 村上
Kotaro Asai
光太郎 浅井
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/16Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization

Abstract

PURPOSE:To attain a coding system having high efficiency of quantization by providing a DPCM decoder and an amplitude calculator at the input side of a quantizer and therefore applying the predictive coding to the block average. CONSTITUTION:A mean value calculator 2 of a vector quantizer obtains the block average value of an input vector 1, and the correlation between blocks of mean value is used to compress data through a DPCM encoder 31. Thus a DPCM signal 35 and a DPCM decoding signal 37 are delivered. The signal 37 is subtracted from the vector 1 by a subtractor 4 to obtain a mean value separation vector 40. An amplitude calculator 6 calculates an intra-block amplitude 7 from the vector 40. At the same time, the vector 40 is divided by the amplitude by a divider 8 and a mean value separation normalizing vector 41 is applied to a register 10 to obtain a mean value separation normalizing input vector x'. Then the processing is performed through a code table memory 12, a parallel absolute value operator 15, a maximum element distortion detector, a code address counter 11, a latch 19, etc. As a result, the efficiency of quantization is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、入力信号系列を複数個まとめてブロック化
し、これを多次元信号空間で量子化するベクトル量子化
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to vector quantization in which a plurality of input signal sequences are grouped into blocks and quantized in a multidimensional signal space.

甘ず、ベクトル量子化の原理について簡単に説明する。Let me briefly explain the principle of vector quantization.

今、情報源入力信号系列をに個筐とめて入力ベクトルX
−CXi 、  X2・・・+ XK 〕とする。この
とき。
Now, the information source input signal sequence is divided into pieces and the input vector
−CXi, X2...+XK]. At this time.

K次元ユークリッド信号空間RK(XERK)のN個の
代表点(すなわち出力−マクトル)χ1−〔ア□1+y
42+・・・、y 〕のセセラをY”= 〔71+ 7
2 +・−・、ハ〕と1に する。出力ベクトルy、を代表点(例えば重心)=1 とするRKの各分割をR1,R2,・・・RNとすると
、ベクトル量子化Qは次式にて定義される。
N representative points of the K-dimensional Euclidean signal space RK (XERK) (i.e. output - mactor) χ1 - [A □1 + y
42+..., y ]'s Sesera is Y"= [71+ 7
2 +・−・, C] and set it to 1. If R1, R2, .

Q:RK−)Y ここで、R1==Q’(ヱ、)=(乙ERK:Q(ト)
)=ヱ、)UR1=RK、R,nRj−φ (1〜j)
i=1 上記ベクトル量子化Qは符号化Cと復合化りの縦続接続
として表わされる。符号化CはRKの出力ベクトルのセ
ラ) Y”” 〔71r 72 、・・・、工お〕ノイ
ンデックスセットI=[1,2,・・・、N〕へのマツ
ピングであり、復合化DFi工からYへのマツピングで
ある。すなわち。
Q:RK-)Y Here, R1==Q'(ヱ,)=(OtsuERK:Q(t)
)=ヱ,)UR1=RK,R,nRj-φ (1~j)
i=1 The above vector quantization Q is expressed as a cascade of encoding C and decoding. The encoding C is the mapping of the RK output vector to the index set I=[1,2,...,N], and the decoding DFi This is mapping from engineering to Y. Namely.

C:RK→I、D:工→YそしてQ=D −Cである。C: RK → I, D: Engineering → Y, and Q = D - C.

ベクトル量子化においては、前記符号化出力■が伝送あ
るいは記録されることになるため極めて符号化効率が良
い。
In vector quantization, the encoded output (2) is transmitted or recorded, resulting in extremely high encoding efficiency.

ベクトル量子化は入力ベクトルを最短距離にある(最小
歪となる)出力ベクトルx1ヘマツビングスることであ
る。具体的には、入出力ベクトル間の距離(歪)をd(
”q + 3’1 )とすると、以下のようになる。
Vector quantization is to hematize an input vector to an output vector x1 that has the shortest distance (results in the least distortion). Specifically, the distance (distortion) between the input and output vectors is expressed as d(
``q + 3'1), it becomes as follows.

1f  d (L V、) (d(X 、7 j)  
for all j −1 XERi すなわち 惹→ヱ、 関係を示す。
1f d (L V,) (d(X, 7 j)
for all j −1 XERi, that is, attraction→ヱ, indicates a relationship.

第1図に示すような出力ベクトル乙、のセットYは、ト
レーニングモデルとなる情報源入力信号系列を用いたク
ラスタリング(代表点の選出と信号空間の分割を、歪の
総和が最小となる丑でくり返す)によって求めることが
できる。
The set Y of output vectors B, as shown in Figure 1, is obtained by clustering using the information source input signal sequence that becomes the training model (selection of representative points and division of the signal space are performed in a manner that minimizes the sum of distortions). (repeat) can be found.

以下、第2図、第3図及び第4図に従って、従来のベク
トル量子化器の構成について説明する。
The configuration of a conventional vector quantizer will be described below with reference to FIGS. 2, 3, and 4.

第2図は符号化器の一例である。FIG. 2 is an example of an encoder.

図中、(1)は入力ベクトル、(2)は平均値算出器。In the figure, (1) is an input vector, and (2) is an average value calculator.

(3)は前記平均値算出器(2)によって算出されたブ
ロック平均値、(4)は減算器、(5)は前記減算器(
4)によってブロック平均値(3)を引かれた平均値分
離ベクトル、(6)はブロック内の振幅を計算する振幅
計算器、(7)はブロック内振幅、(8)は除算器、(
9)は平均値分離ベクトル(5)をブロック内振幅(7
)で割って得られる平均値分離正規化ベクトル、 (1
1はレジスタ。
(3) is the block average value calculated by the average value calculator (2), (4) is the subtracter, and (5) is the subtracter (
4) is the mean value separation vector subtracted by the block mean value (3), (6) is the amplitude calculator that calculates the amplitude within the block, (7) is the intra-block amplitude, (8) is the divider, (
9) converts the mean value separation vector (5) into the intra-block amplitude (7
), the mean value separation normalized vector obtained by dividing by (1
1 is a register.

αυはコードテーブルアドレスカウンタ、02はコード
テーブルメモリ、a3はコードテーブル出力ベクトルレ
ジスタ、 (14)は並列減算器、α暖は並列絶対値演
算器、αQは最大要素歪検出器、aηは最小歪ベクトル
検出器、a樽はインデックス信号、 (11はラッチ。
αυ is the code table address counter, 02 is the code table memory, a3 is the code table output vector register, (14) is the parallel subtractor, α is the parallel absolute value calculator, αQ is the maximum element distortion detector, aη is the minimum distortion Vector detector, a barrel is an index signal, (11 is a latch.

I21は符号化器出力信号である。I21 is the encoder output signal.

また、第3図は前記振幅計算器(6)の−構成例を示し
たものである。
Further, FIG. 3 shows an example of the configuration of the amplitude calculator (6).

図中、(2υは絶対値演算器、(2渇は平均値算出器で
ある。
In the figure, (2υ is an absolute value calculator, and (2υ is an average value calculator.

寸だ、第4図は復号化器の一構成例を示したものである
Figure 4 shows an example of the configuration of a decoder.

図中、(ハ)はラッチ、+2→は平均値分離正規化出力
ベクトル、(ハ)は乗算器、@は平均値分離出力ベクト
ル、 (27)は加算器、(2)は出力4クトル、@は
出力ベクトルレジスタ、(至)は復号什器出力信号であ
る。
In the figure, (c) is a latch, +2→ is an average value separation normalized output vector, (c) is a multiplier, @ is an average value separation output vector, (27) is an adder, (2) is an output 4 vector, @ is the output vector register, and (to) is the decoding fixture output signal.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

まず、第2図及び第3図に従って符号化器の動作につい
て説明する。符号化器の入力信号系列はに個まとめてブ
ロック化され入力ベクトルX ”” (Xl 、 X2
 、・・・強)となる。入力ベクトル(1)に対し、平
均値算出器(2)はm−(xj)によってブロック平均
値m(3)を計算する。減算器(4)は入力ベクトル(
1)からブロック平均値mを引き、xj−=mで表わさ
れる平均値分離ベクトル(5)を得る。振幅計算器(6
)は平均値分離ベクトルからブロック内振幅σを計算す
る。σを計算する手法は種々あるが、以下に2〜30例
を示す。
First, the operation of the encoder will be explained according to FIGS. 2 and 3. The input signal sequence of the encoder is divided into blocks into input vectors X ``'' (Xl, X2
,...strong). For the input vector (1), the mean value calculator (2) calculates the block mean value m(3) by m-(xj). The subtractor (4) inputs the input vector (
Subtract the block average value m from 1) to obtain the average value separation vector (5) represented by xj-=m. Amplitude calculator (6
) calculates the intra-block amplitude σ from the mean separation vector. There are various methods for calculating σ, and 2 to 30 examples are shown below.

■ σ−E (Ixjm l ) ■ σ−〔E(x−m)2〕1/2 ■ a = mgX Xj−mThn xj第3図には
一例として、上記の■の手法による構成例を示す。平均
値分離ベクトル(5)の絶対値を求め、平均値算出器(
ハ)によってσを求めるというものである。
■ σ−E (Ixjml) ■ σ−[E(x−m)2]1/2 ■ a=mgX Find the absolute value of the mean value separation vector (5) and use the mean value calculator (
c) to find σ.

除算器(8)は、平均値分離ベクトル(5)をブロック
内振幅σで割ることによって入力ベクトルを正規化し、
平均値分離正規化大刀ベクトルX′を得る。
The divider (8) normalizes the input vector by dividing the mean value separation vector (5) by the intra-block amplitude σ,
Obtain the mean value separation normalized long sword vector X'.

すなわち x’ −(xjm ) /σ 平均値分離正規化により、ベクトルはに次元信号空間の
原点を中心とする球面上に写像され、量子化効率が高め
られる。いわばスカラ量子化との混合である。このとき
のペクトノリ′と量子化ベクトル/との関係を第5図に
示す。
That is, x'-(xjm)/σ By the mean value separation normalization, the vector is mapped onto a spherical surface centered on the origin of the dimensional signal space, and the quantization efficiency is increased. In other words, it is a mixture with scalar quantization. The relationship between pectonori' and quantization vector / at this time is shown in FIG.

コードテーブルアドレスカウンタ0υは、コードテーブ
ルa2から順次、平均値分離正規化出力ベクトルy/ 
、を読み出し、レジスタα東にラッチする。
The code table address counter 0υ sequentially calculates the average value separation normalized output vector y/from the code table a2.
, is read and latched into register α east.

最大要素歪検出器αQは、並列減算器■、並列絶対値演
算器σ9から都とy /1の歪d□を次のように求める
The maximum element distortion detector αQ calculates the distortion d□ of y/1 from the parallel subtractor ◯ and the parallel absolute value calculator σ9 as follows.

di=d (X’、yQ ) −maX l x′j−
y/□j1次に、最小歪検出器aηは順次読み出される
y/。
di=d (X', yQ) -maX l x'j-
y/□j1 Next, the minimum distortion detector aη is sequentially read out y/.

 1 と五′との歪d1の最小値を検出する。すなわち最小歪
は d−mindl である。この最小歪となるベクトルがベクトル冬′のベ
クトル量子化出力である。最小歪ベクトルを検出すると
ストローブ信号がラッチ員に送られ。
The minimum value of the distortion d1 between 1 and 5' is detected. That is, the minimum distortion is d-mindl. The vector with the minimum distortion is the vector quantization output of vector winter'. When the minimum distortion vector is detected, a strobe signal is sent to the latch member.

ベクトルのアドレスであるインデックス信号0樟を取り
込む。ラッチOIでは、ブロック平均値(3)、ブロッ
ク内振幅(7)も取シ込み、これらを符号化器出力信号
(イ)として出力する。
Take in the index signal 0, which is the address of the vector. The latch OI also takes in the block average value (3) and intra-block amplitude (7) and outputs them as the encoder output signal (A).

次に、第4図に示す復号化器の動作について説明する。Next, the operation of the decoder shown in FIG. 4 will be explained.

符号化器出力信号翰を復号化器のラッチ(ハ)に取り込
み、インデックス信号(1υの示すアドレスに従って読
み出される平均値分離正規化出力ベクトルy′iはレジ
スタ峙にラッチされる。前記ベクトル量′□041は乗
算器(ハ)にてブロック内振幅(7)を掛は合わされ、
加算器(2ηにてブロック平均値(3)を加算され、出
力ベクトルyc!(至)となり、レジスタ(ハ)にラッ
チされて復合化器出力信号00が得られる。
The encoder output signal (1) is taken into the latch (c) of the decoder, and the average value separated normalized output vector y'i read out according to the address indicated by the index signal (1υ) is latched to the register. □041 is multiplied by the intra-block amplitude (7) in the multiplier (c), and
The block average value (3) is added by the adder (2η), resulting in an output vector yc! (to), which is latched in the register (c) to obtain the decoder output signal 00.

すなわち y、=σ・y’、j十m このとき符号化能率ηは、コードテーブルがN個のベク
トルを持ち、ブロック平均値及びブロック内振幅に各々
aピット、bビットを割りあてたとすると η=(18g2N+a十b)/K(ビット/サンプル)
である。
That is, y, = σ・y', j 10m In this case, the encoding efficiency η is η if the code table has N vectors and a pit and b bit are assigned to the block average value and intra-block amplitude, respectively. = (18g2N+a + b)/K (bits/sample)
It is.

従来のベクトル量子化器は以上の如く構成されているの
で9次に述べる様な欠点があった。すなわち、平均値分
離正規化は平均値や振幅などのスカラ量に対しては何ら
データ圧縮処理が行なわれていないため、系全体として
ベクトル量子化器の圧縮効果が充分に生かされていない
ことである。
Since the conventional vector quantizer is constructed as described above, it has the following drawbacks. In other words, since mean value separation normalization does not perform any data compression processing on scalar quantities such as the mean value and amplitude, the compression effect of the vector quantizer is not fully utilized as a whole system. be.

この発明は、これらの欠点を除去するためになされたも
ので、ブロック間でも強い相関を有するブロック平均値
に予測符号化を施すことによって。
This invention was made to eliminate these drawbacks by applying predictive coding to block average values that have strong correlations even between blocks.

量子化効率の高いベクトル量子化器を提供することを目
的としている。
The purpose is to provide a vector quantizer with high quantization efficiency.

以下、この発明の一実施例を図について説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第6図は符号化器の一構成例を示したものである。図中
、(1)は入力ベクトル、(2)は平均値算出器。
FIG. 6 shows an example of the configuration of an encoder. In the figure, (1) is an input vector, and (2) is an average value calculator.

ODはDPMC符号化器2ozは減算器、(至)は予測
誤差信号、04)は量子化器、 C351は量子化され
た予測誤差信号、(ト)は加算器、GDは])P OM
復号信号、(至)は予測器、 C31は予測信号、(4
)は減算器、(41は平均値分離ベクトル、(6)は振
幅計算器、(力はブロック内振幅、(8)は除算器、(
4υは平均値分離正規化ベクトル、0呻はレジスタ、α
υはコードテーブルアドレスカウンタ、Q2はコードテ
ーブルメモリ、(1■はコードテーブル出力ベクトルレ
ジスタ、04は並列減算器、 (151は並列絶対値演
算器、(1Qは最大要素歪検出器、(1ηは最小歪ベク
トル検出器、08はインデックス信号、■はラッチ、(
4)は符号化器出力信号である。
OD is the DPMC encoder 2oz is the subtracter, (to) is the prediction error signal, 04) is the quantizer, C351 is the quantized prediction error signal, (g) is the adder, GD is ])P OM
decoded signal, (to) is the predictor, C31 is the predicted signal, (4
) is the subtractor, (41 is the mean value separation vector, (6) is the amplitude calculator, (force is the intra-block amplitude, (8) is the divider, (
4υ is the mean value separation normalized vector, 0 is the register, α
υ is a code table address counter, Q2 is a code table memory, (1■ is a code table output vector register, 04 is a parallel subtracter, (151 is a parallel absolute value calculator, (1Q is a maximum element distortion detector, (1η is a Minimum distortion vector detector, 08 is index signal, ■ is latch, (
4) is the encoder output signal.

寸だ、第7図は前記DPOM符号化器0υの一構成例を
示したものである。
In fact, FIG. 7 shows an example of the configuration of the DPOM encoder 0υ.

図中、(4zは遅延素子、(4多は乗算器である。丑だ
In the figure, (4z is a delay element, (4 is a multiplier.)

第8図は復号化器の一構成例を示したものである。FIG. 8 shows an example of the configuration of a decoder.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

丑ず、第6図及び第7図に従って符号化器の動作につい
て説明する。符号化器の入力信号系列はに個まとめてプ
ロ、′、:!り化され、入力ベクトル冬−(Xl、X2
.・・・、XK)となる。入力ベクトル(1)に対し、
平均値算出器(2)はm =E (Xj)によってブロ
ック平均値m(3)を計算する。このブロック平均値m
をPOMにて伝送するとデータレートが高くなるのでD
PCM符号化器C31)によってブロック間の相関を利
用してデータ圧縮処理を施こす。ここで、(3)のブロ
ック平均値に対し、 C31を予測信号Pm、[相]を
予測誤差信号em、C1■をDPCM信号△ ◇ 、 C37+を]) p CM復号信号・、及び量
子化器Oaが量子化レベル数を減少するために発生する
量子化雑音上とすると △                △  −1Qm=
==m−p□」−ガ ・ prn−8m゛m°z△  
△ m   0m  pm にて、量子化レベル数を減少したDPCM信号(至)を
形成できる。予測信号pmは2次の様に得られる。すな
わち、予測器(至)の入力としてD P I:! M復
号信号clηが与えられ2遅延素子によって適当な時間
的遅延(例えば2 は1ブロツクの遅延を表わす)を持
たせた信号が得られ2乗算器03によって所定の係数a
1nを乗ぜられ、予測信号C31となる。
The operation of the encoder will now be described with reference to FIGS. 6 and 7. The input signal sequence of the encoder is grouped into professional,′,:! The input vector winter −(Xl, X2
.. ..., XK). For input vector (1),
The mean value calculator (2) calculates the block mean value m(3) by m = E (Xj). This block average value m
Since the data rate will be higher if it is transmitted using POM, D
A PCM encoder C31) performs data compression processing using the correlation between blocks. Here, for the block average value in (3), C31 is the prediction signal Pm, [phase] is the prediction error signal em, C1 is the DPCM signal △ ◇, C37+]) p is the CM decoded signal, and the quantizer If Oa is above the quantization noise generated to reduce the number of quantization levels, △ △ −1Qm=
==m-p□”-ga・prn-8m゛m°z△
At Δm 0 m pm , a DPCM signal (up to) with a reduced number of quantization levels can be formed. The predicted signal pm is obtained in a quadratic manner. That is, as the input of the predictor (to) D P I:! The M decoded signal clη is applied, a signal with an appropriate time delay (for example, 2 represents a delay of one block) is obtained by two delay elements, and a predetermined coefficient a is obtained by the 2 multiplier 03.
It is multiplied by 1n and becomes the prediction signal C31.

ここでは遅延素子を1つだけ用いているが、幾つかの遅
延素子を用い、それらから得られる遅延信号の線形結合
によって予測信号を形成しても構わない。
Although only one delay element is used here, a prediction signal may be formed by using several delay elements and linearly combining the delayed signals obtained from them.

減算器(4)は入力ベクトル(1)からブロック平均値
のDPOM復号信号C171を引き、平均値分離ベクト
ルを得る。振幅計算器(6)は平均値分離ベクトルから
ブロック内振幅σを計算する。除算器(8)は平均値分
離ベクトル(41をブロック内振幅(7)で割り、平均
値分離正規化入力ベクトル各′を得る。すなわち△ X′=(Xj−m)/σ コードテーブルアドレスカウンタ01)はコードテーブ
ル圓から順次、平均値分離正規化出力ベクトルN′、を
読みだし、レジスタ0咎にラッチする。最大要素歪検出
器ODは、並列減算器Q4)、並列絶対値演算器00か
ら都とX′□の歪d1を次の様に求める。
A subtracter (4) subtracts the block average value DPOM decoded signal C171 from the input vector (1) to obtain an average value separation vector. An amplitude calculator (6) calculates the intra-block amplitude σ from the mean value separation vector. The divider (8) divides the mean value separation vector (41) by the intra-block amplitude (7) to obtain the mean value separation normalized input vector each', i.e. △X'=(Xj-m)/σ Code table address counter 01) sequentially reads the average value separated normalized output vector N' from the code table circle and latches it into register 0. The maximum element distortion detector OD obtains the distortion d1 of the capital and X'□ from the parallel subtracter Q4) and the parallel absolute value calculator 00 as follows.

d、−d(冬′す′1)−m負X1x/l−y′□j1
ここでは歪の定義として最大要素型を用いているが、二
乗束、絶対値歪を用いても構わない。
d, -d (winter's'1) -m negative X1x/l-y'□j1
Although the maximum element type is used here as the definition of strain, a square bundle or absolute value strain may also be used.

次に最小歪検出器aηは順次読みだされると6乙′との
歪d1の最小値を検出する。すなわち最小歪は d = +Qn 6.1 である。この最小歪となるベクトルがベクトル都のベク
トル量子化出力である。最小歪ベクトルを検出するとス
トローブ信号がラッチ(11に送られ。
Next, the minimum distortion detector aη detects the minimum value of the distortion d1 between 6' and 6' when read out sequentially. That is, the minimum distortion is d = +Qn 6.1. The vector with the minimum distortion is the vector quantization output of the vector. When the minimum distortion vector is detected, a strobe signal is sent to the latch (11).

ベクトルのアドレスであるインデックス信号08を取り
込む。ラッチα1ではブロック平均値のDPOM信号0
9.ブロック内振幅(力も取り込み、これらを符号化器
出力信号として出力する。
The index signal 08, which is the address of the vector, is taken in. In latch α1, the block average value DPOM signal 0
9. It also takes in the intra-block amplitude (force) and outputs these as the encoder output signal.

次に、第8図に示す復号化器の動作について説明する。Next, the operation of the decoder shown in FIG. 8 will be explained.

符号化器出力信号■を復号化器のラッチ123に取り込
み、インデックス信号a&の示すアドレスに従って読み
出される平均値分離正規化出力ベクトルY′、はレジス
タa:iにラッチされる。一方、ブロック平均値のD:
POM信号G9からは次式によってD P OM復号信
号0Dが得られる。すなわち。
The encoder output signal ■ is taken into the latch 123 of the decoder, and the average value separated normalized output vector Y' read out according to the address indicated by the index signal a& is latched into the register a:i. On the other hand, the block average value D:
A D POM decoded signal 0D is obtained from the POM signal G9 using the following equation. Namely.

△ /\ −0mpm 予測信号pmCHIは予測器(至)によって得られる。△ /\ -0mpm The prediction signal pmCHI is obtained by a predictor.

前記ベクトルy/、04は乗算器(ハ)にてブロック内
振幅(7) f: M’rtけ合わされ、加算器Q7)
にて、ブロック平均値のDPCM復号信号67)を加算
され、出力ベクトルyeυとなり、レジスタ器にラッチ
され−C復号化器出力信号(至)が得られる。すなわち
The vector y/, 04 is multiplied by the intra-block amplitude (7) f: M'rt in the multiplier (C), and added to the adder Q7).
At , the DPCM decoded signal 67) of the block average value is added, resulting in an output vector yeυ, which is latched in the register to obtain the -C decoder output signal (to). Namely.

△ y−0σ゛y′・十m J        ]LI このとき符号化能率ηはコードテーブルがN個のベクト
ルを持ち、ブロック平均値をDPCM量子化する量子化
器C3,Ilが小ビットの量子化レベルを与え、ブロッ
ク内振幅にbビット割りあてられたとすると △ η= (1ag2N +a、 + b )/K  (ビ
ット/サンフ゛ル)である。
△y−0σ゛y′・10m J ]LI In this case, the coding efficiency η is the code table having N vectors, and the quantizers C3 and Il, which perform DPCM quantization of the block average value, perform quantization of small bits. If a level is given and b bits are allocated to the intra-block amplitude, Δη=(1ag2N +a, +b)/K (bits/sample).

なお、この実施例は、符号化側で入力ベクトルから引く
ブロック平均値がDPOM復号信号である例となってい
るが、DPOM符号化復号化を経る前のブロック平均値
を直接列いても構わない。
Note that in this example, the block average value subtracted from the input vector on the encoding side is a DPOM decoded signal, but the block average values before being subjected to DPOM encoding and decoding may be directly arrayed. .

以上のように、この発明によればブロック平均に予測符
号化を施すことによって量子化効率の高い符号化が実現
できる。
As described above, according to the present invention, coding with high quantization efficiency can be realized by performing predictive coding on block averages.

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

第1図はベクトル量子化の原理を説明する説明図、第2
図は従来のベクトル量子化符号化器の構成図、第3図は
振幅計算器の一例を示す構成図。 第4図は従来のベクトル量子化復号化器の一実施例を示
す構成図、第5図は平均分離正規化ベクトル量子化にお
ける出力ベクトルの配列を示す説明図、第6図はとの発
明に係るベクトル量子化符号化器の一実施例を示す構成
図、第7図は第6図におけるDPC!M符号化器の一例
を示す構成図、第8図はこの発明に係るベクトル量子化
復号化器の一実施例を示す構成図である、 図中、(1)は入力ベクトル、(2)は平均値算出器。 (3)はブロック平均値、(4)は減算器、(5)は平
均値分離ベクトル、(6)は振幅計算器、(刀はブロッ
ク内温幅、(8)は除算器、(9)は平均値分離正規化
ベクトル。 OQはレジスタ、 +Il+はコードテーブルアドレス
カウンタ、02はコードテーブルメモリ、03はコード
テーブル出力ベクトルレジスタ、(1aは並列減算器。 0四は並列絶対値演算器、任eは最大要素歪検出器。 07)は最小歪ベクトル検出器、αBはインデックス信
号、翰はラッチ、C2■は符号化器出力信号、(2Dは
絶対値演算器、(2りは平均値演算器、C2階はラッチ
、 C24)は平均値分離正規化出力ベクトル、(ハ)
は乗算器。 (イ)は平均値分離出力ベクトル、(2ηは加算器、(
2)は出力ベクトル、(2!H−を出力ベクトルレジス
タ、(7)は復号什器出力信号、0υはDrCM符号化
器、0ノは減算器、(ト)は予測誤差信号、(ロ)は量
子化器209はDPCM信号、(支))は加算器、07
)はDPOM(jJ号信号、(至)はDPOM予測器、
 CI!JはDPC!M予測信号。 f4Gは平均値分離ベクトル、(4υは平均値分離正規
化ベクトル、(42は遅延素子、(43は乗算器である
。 なお2図中同一あるいけ相当部分には同一符号を付して
示しである。 代理人大岩増雄 第1図 y・ 第3図 第4 図 第 5 図 3 2
Figure 1 is an explanatory diagram explaining the principle of vector quantization, Figure 2
This figure is a block diagram of a conventional vector quantization encoder, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of an amplitude calculator. Fig. 4 is a block diagram showing an example of a conventional vector quantization decoder, Fig. 5 is an explanatory diagram showing the arrangement of output vectors in mean separation normalization vector quantization, and Fig. 6 is a diagram showing the arrangement of output vectors in mean separation normalized vector quantization. A block diagram showing one embodiment of such a vector quantization encoder, FIG. 7 is the DPC! FIG. 8 is a block diagram showing an example of a vector quantization decoder according to the present invention. In the figure, (1) is an input vector, and (2) is a block diagram showing an example of an M encoder. Average value calculator. (3) is the block average value, (4) is the subtractor, (5) is the average value separation vector, (6) is the amplitude calculator, (the sword is the temperature width within the block, (8) is the divider, (9) is an average value separation normalization vector. OQ is a register, +Il+ is a code table address counter, 02 is a code table memory, 03 is a code table output vector register, (1a is a parallel subtractor, 04 is a parallel absolute value calculator, arbitrary e is the maximum element distortion detector. 07) is the minimum distortion vector detector, αB is the index signal, Kanji is the latch, C2 is the encoder output signal, (2D is the absolute value calculator, (2 is the average value calculator) C2 is a latch, C24) is a mean value separation normalized output vector, (c)
is a multiplier. (a) is the average value separation output vector, (2η is the adder, (
2) is the output vector, (2!H- is the output vector register, (7) is the decoding fixture output signal, 0υ is the DrCM encoder, 0 is the subtractor, (G) is the prediction error signal, (B) is Quantizer 209 is a DPCM signal, (sub)) is an adder, 07
) is DPOM (jJ signal, (to) is DPOM predictor,
CI! J is DPC! M prediction signal. f4G is a mean value separation vector, (4υ is a mean value separation normalization vector, (42 is a delay element, (43 is a multiplier. Yes. Agent Masuo Oiwa Figure 1 y Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 3 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力信号系列をに個(Kは複数)毎にブロック化
して形成した入力ベクトルからブロック内平均値を分離
し、さらにブロック内部の要素の標準偏差成分または最
大要素、最小要素の差2−1.たけ偏差の絶対値平均環
をブロック内振幅として求め、前記ブロック内子装置を
分離したベクトルを前記ブロック内振幅で正規化し、平
均値分離正規化ベクトルを形成する平均値分離正規化回
路、前記ブロック内平均値を予測符号化するため過去の
ブロック平均値から現在の値を予測する予測器と。 前記予測器によって予測された平均値と現在の平均値と
の予測誤差信号を求める減算器、前記予測誤差信号をス
カラ量子化する量子化器、前記予測器にて予測された値
と前記量子化器によって出力レベルを減らされた予測誤
差信号とを加えてブロック内平均値の予測復号信号を求
める加算器、前記平均値分離正規化ベクトルの分布に基
づき、あらかじめ最小歪となる平均値分離正規化出力ベ
クトルのセットを求めこれを記憶した第1のコードテー
ブルメモリ、前記第1のコードテーブルメモリから順次
平均値分離正規化出力ベクトルを読み出すコードテーブ
ルアドレスカウンタ、平均値分離正規化された入力ベク
トルと順次読み出されるベクトルとの二乗束または最大
要素歪、または絶対値歪を算出、比較して最小歪である
平均値分離正規化出力ベクトルを検出する歪演算器、前
記最/J%歪を与えるベク)・ルのコードテーブルアド
レスと前記ブロック内平均値予測誤差信号と前記ブロッ
ク内撮幅とを符号化する符号化器、前記符号化器出力信
号を受信して、前記第1のコードテーブルメモリと同一
の第2のコードテーブルメモリから前記最小歪を与える
平均値分離正規化出力ベクトルを読み出す復号化器、前
記平均値分離正規化出力ベクトルに前記ブロック内振幅
を捌は合わせる乗算器、前記ブロック内振幅を捌は合わ
せたベクトルに予測復号化したブロック内平均値を加え
て出力ベクトルを得る加算器を備えだことを特徴とする
ベクトル量子化器。
(1) Separate the intra-block average value from the input vector formed by dividing the input signal sequence into blocks (K is plural), and further divide the standard deviation component of the elements within the block or the difference between the maximum element and the minimum element 2 -1. an average value separation and normalization circuit that obtains an absolute value average ring of the height deviation as an intra-block amplitude, normalizes a vector obtained by separating the intra-block child devices by the intra-block amplitude, and forms an average value separation normalized vector; A predictor that predicts the current value from the past block average value in order to predictively encode the average value. a subtractor for obtaining a prediction error signal between the average value predicted by the predictor and the current average value; a quantizer for scalar quantizing the prediction error signal; and a quantizer for the value predicted by the predictor and the quantization. an adder that calculates a predicted decoded signal of the intra-block average value by adding the prediction error signal whose output level has been reduced by the adder, and an adder that calculates the predicted decoded signal of the average value within the block; a first code table memory that obtains and stores a set of output vectors; a code table address counter that sequentially reads the mean value separated normalized output vector from the first code table memory; and a mean value separated normalized input vector; A distortion calculator that calculates and compares the square bundle, maximum element distortion, or absolute value distortion with the sequentially read vectors to detect an average separation normalized output vector that is the minimum distortion, and a vector that provides the maximum /J% distortion. )/an encoder that encodes the code table address of the code table, the intra-block average value prediction error signal, and the intra-block imaging width; a decoder that reads out the mean-separated normalized output vector giving the minimum distortion from the same second code table memory; a multiplier that processes and combines the intra-block amplitude with the mean-separated normalized output vector; A vector quantizer characterized by comprising an adder that adds a predictively decoded intra-block average value to a vector obtained by combining amplitudes to obtain an output vector.
(2)ベクトル量子化器において、ベクトルを平均値分
離正規化する際、ブロック内平均値のかわりにブロック
内平均値のDPCM復号信号を用いる平均値分離正規化
回路、及びコードテーブルアドレスと前記ブロック内平
均値のDPOM信号とブロック内振幅とを符号化する符
号化器を備えだことを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項記載のベクトル量子化器。
(2) In the vector quantizer, when performing mean value separation and normalization of a vector, a mean value separation and normalization circuit that uses a DPCM decoded signal of the intra-block average value instead of the intra-block average value, and a code table address and the block Claim 1 is characterized in that it is equipped with an encoder that encodes the DPOM signal of the intra-block average value and the intra-block amplitude.
Vector quantizer described in ).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01236879A (en) * 1988-03-17 1989-09-21 Canon Inc Picture encoder
FR2716737A1 (en) * 1994-02-25 1995-09-01 Inst Nat Sciences Appliq Lyon Image compression in real time by vectorial quantification

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JPH01236879A (en) * 1988-03-17 1989-09-21 Canon Inc Picture encoder
FR2716737A1 (en) * 1994-02-25 1995-09-01 Inst Nat Sciences Appliq Lyon Image compression in real time by vectorial quantification

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