JP2007523530A - 次元ベクトルおよび可変解像度量子化 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
Y={y1,y2,...yM}
- 最近傍の規則に従うトレーニングシーケンスの量子化による量子化の領域の構築
- (セントロイドの規則に従い)古いコードベクトルを領域のセントロイドに置き換えることによるディクショナリの改良
- ディクショナリに階層ツリー構造を課すツリーベクトル量子化器。検索手順は単純化されるが、量子化器にはさらに多くの記憶装置が必要になる。
- より少ないレベルのベクトル量子化器をカスケードする多段ベクトル量子化器。ディクショナリはサイズが減少し、計算時間およびメモリのコストについても同様のことがいえる。
- より小さい次元およびサイズのNクラシカルベクトル量子化器の「デカルト積」と呼ばれるベクトル量子化器。入力ベクトルはN個のサブベクトルに分解され、各サブベクトルは相互に独立して量子化される。
- 「ゲイン/方位」ベクトル量子化器は、「デカルト積」ベクトル量子化器の特別な事例を構成する。一方はスカラー量子化器、もう一方はベクトル量子化器である2つの量子化器が提供される。これらは単独にせよそうでないにせよ、(正規化入力ベクトルを考慮することにより)ベクトルのゲイン(またはノルム)とその方位を個別に符号化する。この種のベクトル量子化はまた、「球形」ベクトル量子化または「極性」ベクトル量子化とも呼ばれる。
- 「置換コード」ベクトル量子化器。そのコードベクトルはリーダーベクトルの成分の置換と置換コードの合成(または和集合)へのその一般化とによって得られる。
- 情報源およびチャネル符号化間。AMR(「Adaptive Multi Rate(適応マルチレート)」)の概念におけるように、レートは、トラフィックおよびチャネルエラー条件に動的に適合されるように各20msフレームで切り替えることができる。このようにしてスピーチの全体的な品質は、エラーに対する良好な保護を確実にし、同時にチャネルが機能低下した場合に情報源の符号化のレートを減少することによって改善される。
- 様々な種類のメディア信号間(テレビ会議アプリケーションにおける音声およびビデオなど)。
- 同一の信号の様々なパラメータ間。変換ベースのオーディオ符号器において、例えば、スペクトル包絡線と係数の様々な帯域との間でビットを動的に分散することが通例である。多くの場合、包絡線のエントロピー符号化が最初に実行され、その目的は、可変長コードをコードワードに割り当てることによりコードワードの非均一な分散を使用して、最も可能性の高いものは最も可能性の低いものよりも短い長さを持ち、それによりコードワードの平均長の最小化を導くことである。さらに、人間の耳の心理音響的な特性を利用するために、残りの(可変)レートが係数の周波数帯域にそれらの知覚有意性に応じて動的に割り振られる。
- 「High Quality Audio Transform Coding at 64 kbit/s」Y.Mahieux、J.P.Petit共著、IEEE Trans.Commun、Vol.42、No.11、3010〜3019頁、1994年11月
- 「A 16,24,32 kbit/s wideband speech codec based on ACELP」P.Combescure、J.Schnitzler、K.Fischer、R.Kircherr、C.Lamblin、A.Le Guyader、D.Massaloux、C.Quinquis、J.Stegmann、P.Vary共著、Proceedings IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing、Vol.1、5〜8ページ、1999年
この埋め込み代数ベクトル量子化の手法は、様々な次元の代数コードを使用して可変次元量子化まで拡大された。たとえこのEAVQ量子化の一般化が、可変解像度で可変次元のベクトルを量子化できるようにするとしても、これには欠点がある。
「High Quality Audio Transform Coding at 64 kbit/s」Y.Mahieux、J.P.Petit共著、IEEE Trans.Commun、Vol.42、No.11、3010〜3019頁、1994年11月 「A 16,24,32 kbit/s wideband speech codec based on ACELP」P.Combescure、J.Schnitzler、K.Fischer、R.Kircherr、C.Lamblin、A.Le Guyader、D.Massaloux、C.Quinquis、J.Stegmann、P.Vary共著、Proceedings IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing、Vol.1、5〜8ページ、1999年 「Algorithme de Quantification Vectorielle Algebrique Spherique par le Reseau de Gosset E8」、C.Lamblin、J.P.Adoul、Annales Des Telecommunications、no 3-4、1988年["Spherical algebraic vector quantization algorithm by the E8 Gosset lattice"]
- 一方においては、所定の次元に対して、解像度増加の中間埋め込みディクショナリと、
- 一方においては、所定の次元に対して、
・あらかじめ決められた挿入規則の有限コレクタに従って、実数の有限集合から取り出された要素を、低次元のディクショナリのコードベクトルに挿入することによって構築されたコードベクトルから成る第1の集合と、
・挿入規則の前記収集に従って前記有限集合の要素の低次元のコードベクトルへの挿入によって取得できないコードベクトルから成る第2の集合との和集合を備えている。
- 前記有限集合の要素の位の正整数と、
- 挿入の位置の正整数とを示す上記2つの正整数の組によって定義されることが好ましい。
a)第1の集合は、あらかじめ決められた挿入/削除規則の有限収集に従って、実数の有限集合から取り出された低/高次元要素のディクショナリのコードベクトルに/から挿入/削除することによって形成されたコードベクトルから成り、
b)第1の中間のディクショナリは、前記所定の次元に対して、少なくとも前記第1の集合が構築されることを備え、
c)前記ディクショナリを少なくとも1つの所定の解像度で使用するように適合するため、第2の最終的なディクショナリが、中間ディクショナリに基づいて、増加/減少解像度のディクショナリの埋め込み/単純化により構築され、増加解像度のディクショナリは、最小解像度のディクショナリから最大解像度のディクショナリまで中間埋め込みされる。
- ステップc)において、依然として次元N'であるがより高い/低い解像度rNである第1の中間のディクショナリが、前記第1のディクショナリの解像度rNを実質的に獲得するように、増加/減少解像度のディクショナリの埋め込み/単純化により、解像度rNおよび次元N'の初期ディクショナリに基づいて構築され、
- ステップa)において、所定の次元Nを獲得するため、第1の集合は、あらかじめ決められた挿入/削除規則の有限収集に従って、実数の有限集合から取り出された前記所定の次元N要素よりも低い/高い次元N'の第1のディクショナリのコードベクトルに/から挿入/削除することによって形成されたコードベクトルから成り、
- ステップb)において、解像度rNへの最終的な適合の可能なステップに続いて、少なくとも前記第1の集合からなる第2の最終のディクショナリは、前記所定の次元Nに対して構築されることを備える。
a0)前記所定の次元Nよりも低い初期次元nの初期ディクショナリが取得され、
a1)あらかじめ決められた挿入規則の有限収集に従って、実数の有限集合から取り出された要素を初期ディクショナリのコードベクトルに挿入することによって形成された次元n+iのコードベクトルから成る第1の集合が構築され、
a2)挿入規則の前記収集による前記有限集合の要素の初期ディクショナリのコードベクトルへの挿入によって取得できない次元n+iのコードベクトルから成る第2の集合が提供され、
a3)前記第1の集合および前記第2の集合の和集合から成る次元n+iの中間ディクショナリが構築され、
ステップa1)からa3)は、前記中間ディクショナリが初期ディクショナリを装い、前記所定の次元Nまで、多くともN-n-1回繰り返され、この場合(i=1)である。
a'0)前記所定の次元Nよりも高い初期次元nの初期ディクショナリが取得され、
a'1)次元n-iの第1の集合は、あらかじめ決められた削除規則の有限収集に従って、次元nのディクショナリからの次元n-iの可能なコードベクトルの選択および抽出により構築され、
a'2)削除規則の前記収集による前記有限集合の要素の初期ディクショナリのコードベクトルからの削除によって単純に取得できない次元n-iのコードベクトルから成る第2の集合が提供され、
a'3)前記第1の集合および前記第2の集合の和集合から成る次元n-iの中間ディクショナリが構築され、
ステップa'1)からa'3)は、前記中間ディクショナリが初期ディクショナリを装い、前記所定の次元Nまで、多くともn-N-1回繰り返され、この場合(i=1)である。
- 量子化される情報源の分析により、ディクショナリを構築する前に、演繹的に、
- ディクショナリの構築後に、好ましくは連続解像度のディクショナリの埋め込み/単純化により、帰納的に。この構築の後には、このように構築されるこれらのディクショナリの統計的分析が続く。
- 挿入/削除規則の第1の集合および第1の収集は、1つまたは複数の中間ディクショナリを形成するように、学習シーケンスの分析により有利に演繹的に選択することができ、
- 前記第1の集合および/または挿入/削除規則の前記第1の収集の少なくとも一部は、1つまたは複数の前記中間ディクショナリの帰納的分析によって更新され、
- 必要に応じて、前記1つまたは複数の前記中間ディクショナリを形成するコードベクトルの集合の少なくとも一部も更新される。
c0)前記所定の解像度rNよりも低い初期解像度rnの初期ディクショナリが取得され、
c1)初期ディクショナリに基づいて、初期解像度rnよりも高い解像度rn+1の中間ディクショナリが構築され、
c2)所定の解像度rNが達成されるまで、操作c1)が繰り返される。
c'0)前記所定の解像度rNよりも高い初期解像度rnの初期ディクショナリが取得され、
c'1)初期ディクショナリに基づき、初期ディクショナリをあらかじめ決められた基準に従って順序付けられた複数の部分集合に区分化することによって、初期解像度rnよりも低い解像度rn-1の中間ディクショナリが構築され、
c'2)所定の解像度rNが達成されるまで、操作c'1)が繰り返される。
- 前記第2の集合は、所定の次元よりも低い/高い次元のコードベクトルへの挿入/削除規則の適用により取得することができないコードベクトルを備え、
- さらに、少なくとも1つの対応するテーブルは、挿入/削除規則の索引および前記第2の集合の要素を識別する索引を使用して、所定の次元のディクショナリの任意のコードベクトルを再構成できるようにする。
したがって、前記所定の次元のディクショナリの完全な格納は、前記第2の集合の要素およびリンクを、これらの要素および関連付けられている挿入/削除規則へのアクセスのために対応するテーブルに単に格納することによって回避される。
- 前記第2の集合の現行次元
- 第2の集合の要素の現行索引
- 挿入/削除規則の索引
この挿入/削除規則は少なくとも、前記現行索引および前記現行次元に対応する要素に挿入/削除を適用することによって、所定の次元のディクショナリの前記コードベクトルを再構成することに寄与する。
CO1)検索される前記コードベクトルの現行索引に対し、対応するテーブルに表示される索引の読み取りと、必要に応じて前記ディクショナリを作成できるようにする第2の集合の要素の読み取りとを少なくとも通じて、前記現行索引に対応する索引のコードベクトルの少なくとも部分的な再構築であって、
符号化/復号化ステップを適正に続行する方法は、
CO2)少なくとも符号化において、入力ベクトルとステップC01)において再構成されたコードベクトルとの間の距離の計算と、
CO3)少なくとも符号化において、前記ディクショナリのすべての現行索引に対して、ステップC01)およびC02)の繰り返しと、
CO4)少なくとも符号化において、ステップC02)の繰り返しの1つの過程で計算された入力ベクトルとの距離が最も小さい、少なくとも部分的に再構成されたコードベクトルの索引の識別と、
CO5)少なくとも復号化において、索引がステップC04)において識別されたコードベクトルを装った入力ベクトル(y)の最近傍の決定とを備えている。
C011)対応テーブル内での、前記第2の集合および挿入規則へのリンクを表す索引の読み取りであって、
- 前記第2の集合の部分集合の現行次元の索引と、
- 前記部分集合の要素の現行索引と、
- 前記要素に基づき、所定の次元のディクショナリのコードベクトルの構築のための適切な挿入規則の索引とを含む索引の読み取り、
C012)現行次元によって識別される部分集合内での、その現行索引によって識別される前記要素の読み取り、
C013)ステップC012)において読み取られた前記要素に、ステップC011)において読み取られたその索引によって識別された適切な挿入規則を適用することによる、前記所定の次元へのコードベクトルの完全な再構成を備えている。
* ステップC01)は、
C011)対応テーブル内での、前記第2の集合および挿入規則へのリンクを表す索引の読み取りであって、
- 前記第2の集合の部分集合の現行次元の索引と、
- 前記部分集合の要素の現行索引と、
- 前記要素に基づき、所定の次元のディクショナリのコードベクトルの構築のための適切な挿入規則の索引とを含む索引の読み取り、
C012)現行次元によって識別される部分集合内での、その現行索引によって識別される前記要素の読み取り、
* ステップC02)において、前記距離は、
- 前記挿入規則と、
- 前記要素との関数として推定される歪み基準の関数として計算される。
CP1)入力信号に基づき、絶対ベクトル|y|=(|y0|,...,|yk|,...,|yj-1|)および符号ベクトルε=(ε0,...,εk,...,εj-1)、εk=±1によって定義される入力ベクトルy=(y0,...,yk,...,yj-1)が形成され、
CP2)ベクトル|y|の成分は、リーダーベクトル
CP3)次元jのディクショナリDj iのリーダーベクトルの中からリーダーベクトル
CP4)ディクショナリDj iの前記最近傍xj'のランクの索引が判別され、
CP5)符号化/復号化の実効値は、ステップCP4)において判別された前記索引、ステップCP2)において判別された前記置換、およびステップCP1)において判別された前記符号ベクトルに依存している入力ベクトルに適用される。
○ 挿入規則{Rm}の有限収集に従って、実数の有限集合Aから取り出された(矢印F2)要素xjの低次元N-1のディクショナリDi N-1をコードベクトルYN-1に挿入することにより構築された(矢印F3)コードベクトルYNから成る第1の集合D'i Nであって、挿入規則R'(j,k)は、挿入される要素xj(矢印F1)およびこれらを挿入する方法(例えば構築中のベクトルYNの位置kにおいて)を判別する集合
○ 挿入規則の前述の収集に従ってこの有限集合の要素を低次元のコードベクトルに挿入することよって取得できないベクトルY'から成る第2の集合
- 異なる解像度および同じ次元の相関関係にあるディクショナリは、埋め込み特性PRを使用して連続的に構築される
- 補足または変種として、制御された拡張による部分合成の特性PDによって相関関係にある異なる次元のディクショナリが構築される
- したがって、2つの構造化特性PDおよびPRを有する様々な次元および解像度のディクショナリが得られる。
D0 j⊂D1 j⊂...Di j⊂Dj i+1...⊂Dj Nj-1
ここで、
- Njは、次元jの解像度の数(または可変レート符号器において可能なレート)である
- 次元jの解像度の集合は
Rj={r0 j,r1 j,...,ri j,rj i+1,...,rj Nj-1}
ただし、r0 j<r1 j<...<ri j<rj i+1<...<rj Nj-1
- Di jは、解像度ri jの次元jのディクショナリ
- Ti jは、解像度
- D'j iは、挿入規則{Rm}の収集に従って、Rの有限集合Aから取り出された要素を低次元のディクショナリのコードベクトルに挿入することによって得られるDi jのコードベクトルの集合であり、
-
- Naは、Aの基数であり、aiは、そのi番目の要素である。A={a0,a1,...,ai,..,aNa-1},
- R'(im,pm)は、位置pmにおいてaimを挿入することを備える基本挿入規則である。
R'(0,0):位置0においてa0を挿入
R'(1,0):位置0においてa1を挿入
R'(0,1):位置1においてa0を挿入
R'(1,1):位置1においてa1を挿入
R'(0,2):位置2においてa0を挿入
R'(1,2):位置2においてa1を挿入
Po<P1...<pm...<pn-1
- 「演繹的に」:有限集合および挿入規則の収集は、ディクショナリを構築する前に判別される。この選択は、情報源の統計の分析に基づいて、例えば学習シーケンスによって量子化、モデル化されることが好ましい。例えば、有限集合の選択は、情報源の単一次元の確率密度(またはそのヒストグラム)を基にすることができる。
- あるいは「帰納的に」:最初に、制御された拡張による部分合成の規則に従う必要性を課さないすべての次元の解像度によって埋め込まれたディクショナリを構築する。有限集合および挿入規則の収集の選択は、これらの「初期」ディクショナリの統計の検討によって行われる。
- S0={S0 j}j∈[1,15]、S0 jは、j非ゼロ係数を有する絶対リーダーの最初のj成分によって形成されるすべてのベクトルの集合である。したがってS0 jは、ゼロ係数をまったく有していない次元jの絶対リーダー、単一のゼロ係数を有する次元j+1の絶対リーダー、2つのゼロ係数を有する次元j+2の絶対リーダー、...15-jのゼロ係数を有する次元15の絶対リーダーから成る。
- S1={S1 j}j∈[3,4,5,7,8,9,10,12,13,14,15]、S1 jは、j係数を有する帯域のすべての絶対リーダーの集合である。
- j:次元
- Nj:次元jの解像度の数
-
-
-
-
- j:次元
-
-
-
- Lj:集合L0 jのリーダーの数
-
-
- j:次元
- Nj:次元jの解像度の数
Lj:集合L0 jのリーダーの数
- 次元4において1.5倍
- 次元8において3倍
- 次元15において7倍
- Dj iにおける入力ベクトルの最近傍の検索
- Dj iのコードベクトルの索引の検索
- さらに相互の、その索引に基づくDj iのコードベクトルの検索
- l:L0におけるリーダーの索引(516の中から)
- j:その次元
- lj:L0 jのリーダーのその索引
- m3:D3 N3の23リーダーの中のリーダーx3の索引
- i:リーダーが属する最小解像度のディクショナリの索引(つまり
- jri:このディクショナリD3 iのベクトル当たりのレート
- j':L0のリーダーxj'の次元(非ゼロ成分の数)
- lm:L0の516リーダーの中からのxj'の索引
すべての索引mj∈[0,Tj i[に対して
dmin=VALMAX;mmin=-1;mj=0
である初期化ステップを備えている。
a)Dj Njに関連付けられている対応テーブルの3つの索引j'、m'、およびlrの読み取り
b)次元j'および索引m'のベクトルxjの集合
c)索引lrの挿入の規則に従って制御された拡張による部分合成の特性のxj'への適用によるコードベクトルxjの再構成
* d(y,xj)<dminであればdmin=d(y,xj)かつmmin=mj
* 次にmjを増分する:mj=mj+1
* 終了テストが行われる:
mj<Tj iであればステップCO1)に進む
それ以外の場合:停止
* 終了
Dj iにおけるyの最近傍xjは、索引mminのコードベクトルである。
- 挿入規則の索引にのみ依存しているもの
- もう1つはコードベクトルxj'
- xj'は、ステップCO1)の操作b)において得られたベクトルであり、
- y'は、j-j'成分ypmをyに高めることにより得られる次元j'のベクトルであり、
- 距離d(y,xj)は、単純な合計d(y,xj)=dlr+d(y',xj')によって得られる。
- 「Algorithme de Quantification Vectorielle Algebrique Spherique par le Reseau de Gosset E8」、C.Lamblin、J.P.Adoul、Annales Des Telecommunications、no 3-4、1988年["Spherical algebraic vector quantization algorithm by the E8 Gosset lattice"]
- 符号化されるベクトルの絶対リーダー
- ディクショナリのその最近傍の位を計算する(ステップCP5))ための最後のステップ
この実施形態において、Di jのyの最近傍の検索は、(Ljの
* ステップCP1):
* ステップCP2):
* ステップCP3):
* ステップCo0'):初期化:
すべての索引mj∈[0,
a)L0のリーダーとLjのリーダーとを関連付ける対応テーブルにおいて、Ljの索引mjのリーダーに関連付けられているリーダーxjの索引lmの読み取り、次いでリーダーxj'の次元j'の判別および修正係数αの読み取り(
b)次元j'および索引lmのリーダーxj'の集合L0の読み込み
* ステップCO2')
* 次に、mjを増分する:mj=mj+1
* 終了テスト
CP1)入力ベクトルy=(y0,...,yk,...,yj-1)から、その絶対ベクトル|y|=(|y0|,...,|yk|,...,|yj-1|)へ、およびその符号ベクトルε=(ε0,...,εk,...,εj-1)(yk≧0の場合εk=1、それ以外の場合εk=-1)へ通過する
CP2)成分を降順に配置するようにその成分を置換することによって|y|のリーダー
CP3)Di jのリーダーの集合Lj(i)の(実際は、Mi jをDi jの置換コードの数に置き換えることによりLjのMj i最初のリーダーの中から)
CP4)以前のステップで見出された置換コードの数、ステップCP2)で実行された置換の位、およびステップCP1)で判別された符号ベクトルに基づいて、置換コードの和集合の索引付けの手順により、Di jのyのこの最近傍の位の索引を計算する。
- 「Algorithme de Quantification Vectorielle Algebrique Spherique par le Reseau de Gosset E8」、C.Lamblin、J.P.Adoul、Annales Des Telecommunications、No.3-4、1988年
54 クラスの構築
55 (Ti j-Ti-1 j)セントロイドを構築
59 終了
62 マスキング
63 スペクトル包絡線の符号化
64 ビットの動的割り振り
65 係数の量子化
67 v/nv検出
68 トーンの検出
Claims (31)
- 可変次元のコードベクトルを備え、可変解像度を定義する可変レートにおけるベクトル量子化により、デジタル信号の圧縮符号化および/または復号化のための装置において使用することを意図されたディクショナリであって、
- 一方においては、所定の次元に対して、解像度増加の中間埋め込みディクショナリと、
- 一方においては、所定の次元に対して、
・あらかじめ決められた挿入規則の有限収集に従って、実数の有限集合から取り出された要素を、低次元のディクショナリのコードベクトルに挿入することによって構築されたコードベクトルから成る第1の集合と、
・挿入規則の前記収集に従って前記有限集合の要素の低次元のコードベクトルへの挿入によって取得できないコードベクトルから成る第2の集合との和集合を備えることを特徴とするディクショナリ。 - 挿入規則の前記収集は、ベクトルの所定の位置において成分を装って実数の有限集合の単一要素を挿入することを備える基本規則に基づいて定式化されることを特徴とする請求項1に記載のディクショナリ。
- 各基本規則は、
- 前記有限集合の要素の位と、
- 挿入の位置とを表す2つの正整数の組によって定義されることを特徴とする請求項2に記載のディクショナリ。 - 前記ディクショナリは、可変次元のコードベクトルを備え、可変解像度を定義する可変レートにおけるベクトル量子化により、デジタル信号の圧縮符号化および/または復号化のために装置において使用することを意図され、
所定の次元に対して、
a)第1の集合は、あらかじめ決められた挿入/削除規則の有限収集に従って、実数の有限集合から取り出された低/高次元要素のディクショナリのコードベクトルに/から挿入/削除することによって形成されたコードベクトルから成り、
b)第1の中間のディクショナリは、前記所定の次元に対して、少なくとも前記第1の集合が構築されることを備え、
c)前記ディクショナリを少なくとも1つの所定の解像度で使用するように適合するため、第2の最終的なディクショナリが、中間ディクショナリに基づいて、増加/減少解像度のディクショナリの埋め込み/簡略化により構築され、増加解像度のディクショナリは最小解像度のディクショナリから最大解像度のディクショナリまで中間埋め込みされる、請求項1から3のいずれか一項に記載のディクショナリを形成する方法。 - 所定の次元Nに対して、
aO)前記所定の次元Nよりも低い初期次元nの初期ディクショナリが取得され、
a1)あらかじめ決められた挿入規則の有限収集に従って、実数の有限集合から取り出された要素を初期ディクショナリのコードベクトルに挿入することによって形成された次元n+iのコードベクトルから成る第1の集合が構築され、
a2)挿入規則の前記収集による前記有限集合の要素の初期ディクショナリのコードベクトルへの挿入によって取得できない次元n+iのコードベクトルから成る第2の集合が提供され、
a3)前記第1の集合および前記第2の集合の和集合から成る次元n+iの中間ディクショナリが構築され、
ステップa1)からa3)は、前記中間ディクショナリが初期ディクショナリを装い、前記所定の次元Nまで、多くともN-n-1回繰り返される、請求項4に記載の方法。 - 所定の次元Nに対して、
a'0)前記所定の次元Nよりも高い初期次元nの初期ディクショナリが取得され、
a'1)次元n-iの第1の集合は、あらかじめ決められた削除規則の有限収集に従って、次元nのディクショナリからの次元n-iの可能なコードベクトルの選択および抽出により構築され、
a'2)削除規則の前記収集による前記有限集合の要素の初期ディクショナリのコードベクトルからの削除によって取得できない次元n-iのコードベクトルから成る第2の集合が提供され、
a'3)前記第1の集合および前記第2の集合の和集合から成る次元n-iの中間ディクショナリが構築され、
ステップa'1)からa'3)は、前記中間ディクショナリが初期ディクショナリを装い、前記所定の次元Nまで、多くともn-N-1回繰り返される請求項4に記載の方法。 - それぞれ次元1からNまでのN個の連続するディクショナリは、次元nの初期ディクショナリに基づいて、次元n+1からNに対するステップa1)からa3)の繰り返しの実装を通じ、次元n-1から1に対するステップa'1)からa'3)の繰り返しの実装を通じて取得される請求項5および6に記載の方法。
- 挿入/削除規則の前記収集は、ベクトルの所定の位置において成分を装って実数の有限集合の単一要素を挿入/削除することを備える基本規則に基づいて定式化される請求項4から7のいずれか一項に記載の方法。
- 各基本規則は、
- 前記有限集合の要素の位と、
- 挿入/削除の位置とを表す2つの正整数の組によって定義される請求項8に記載の方法。 - 前記有限集合および挿入/削除規則の前記収集は、量子化される情報源の分析によりディクショナリを構築する前に、演繹的に定義される請求項4から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記情報源は好ましくは学習シーケンスによってモデル化され、前記有限集合および挿入/削除規則の前記収集の定義は前記情報源の統計的分析によって達成される請求項10に記載の方法。
- 前記有限集合は前記情報源の単一次元の確率密度の推定によって選択される請求項10および11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記有限集合および挿入/削除規則の前記収集は、ディクショナリの構築後に、連続解像度のディクショナリの埋め込み/単純化により帰納的に定義され、後にはこのように構築されるこれらのディクショナリの統計的分析が続く請求項4から9のいずれか一項に記載の方法。
- -挿入/削除規則の第1の集合および第1の収集は、1つまたは複数の中間ディクショナリを形成するように、学習シーケンスの分析により演繹的に選択され、
-前記第1の集合および/または挿入/削除規則の前記第1の収集の少なくとも一部は、前記1つまたは複数の中間ディクショナリの帰納的分析によって更新され、
-必要に応じて、前記1つまたは複数の中間ディクショナリを形成するコードベクトルの集合の少なくとも一部も更新される請求項10および13に記載の方法。 - ステップc)は、
c0)前記所定の解像度rNよりも低い初期解像度rnの初期ディクショナリが取得される操作と、
c1)初期ディクショナリに基づいて、初期解像度rnよりも高い解像度rn+1の中間ディクショナリが構築される操作と、
c2)所定の解像度rNが達成されるまで、操作c1)が繰り返される操作とを備えている請求項4から14のいずれか一項に記載の方法。 - 操作c1)の繰り返しごとに、クラスおよびセントロイドの構造が提供され、そこで現行解像度riよりも高い解像度のディクショナリに少なくとも属しているセントロイドが再計算されて更新される請求項15に記載の方法。
- 現行解像度riよりも低い解像度のディクショナリに属しているセントロイドは、低い解像度のすべてのディクショナリの全歪みが1つの更新からその次の更新で減少する場合に限り更新される請求項16に記載の方法。
- ステップc)は、
c'0)前記所定の解像度rNよりも高い初期解像度rnの初期ディクショナリが取得される操作と、
c'1)初期ディクショナリに基づき、初期ディクショナリをあらかじめ決められた基準に従って順序付けられた複数の部分集合に分割することによって、初期解像度rnよりも低い解像度rn-1の中間ディクショナリが構築される操作と、
c'2)所定の解像度rNが達成されるまで、操作c'1)が繰り返される操作とを備えている請求項4から14のいずれか一項に記載の方法。 - 前記あらかじめ決められた基準は、部分集合の基数、学習シーケンス内の部分集合の呼び出し、全歪みまたは好ましくはその歪みの減少に対する部分集合の寄与の中から選択される請求項18に記載の方法。
- 前記区分化では前記挿入/削除規則の少なくとも一部を使用する請求項18および19のいずれか一項に記載の方法。
- それぞれの解像度r1からrNのN個の連続ディクショナリは、中間解像度rnの初期ディクショナリに基づいて、解像度増加rn+1からrNに対してステップc1)の繰り返し実装により、解像度減少rn-1からr1に対してステップc'1)の繰り返し実装を通じて取得される請求項15および18に記載の方法。
- コードベクトルの所定の次元Nで使用するように前記ディクショナリを適合するため、一方でステップa)およびb)、一方でステップc)は、実質上逆転され、
- ステップc)において、依然として次元N'であるがより高い/低い解像度rNである第1の中間のディクショナリが、前記第1のディクショナリの解像度rNを実質的に獲得するように、増加/減少解像度のディクショナリの埋め込み/簡略化により、解像度rnおよび次元N'の初期ディクショナリに基づいて構築され、
- ステップa)において、所定の次元Nを獲得するため、あらかじめ決められた挿入/削除規則の有限収集に従って、実数の有限集合から取り出された前記所定の次元N要素よりも低い/高い次元N'の第1のディクショナリのコードベクトルに/から挿入/削除することによって形成されたコードベクトルから成る第1の集合が構築され、
- ステップb)において、解像度rNへの最終的な適合の可能なステップに続いて、少なくとも前記第1の集合からなる第2の最終のディクショナリが前記所定の次元Nに対して構築されるようになっている請求項4から21のいずれか一項に記載の方法。 - 各々索引(lr)によって識別された挿入/削除規則の前記収集は、これを最後にメモリ内に格納されており、所定の次元に対して、
- 前記第2の集合は、挿入/削除規則の前記収集に従って、所定の次元よりも低い/高い次元のコードベクトルへの挿入/削除の適用により取得することができないコードベクトルを備え、
- さらに、少なくとも1つの対応するテーブルは、挿入/削除規則の索引および前記第2の集合の要素を識別する索引を使用して、所定の次元のディクショナリの任意のコードベクトルを再構成できるようにし、
それにより、前記所定の次元のディクショナリの完全な格納は、前記第2の集合の要素およびリンクを、これらの要素および関連付けられている挿入/削除規則へのアクセスのために対応するテーブルに単に格納することによって回避できるようにする請求項4から22のいずれか一項に記載の方法。 - 対応テーブルは、以下のものを表す3つの整数スカラー値の集計を通じて、現行次元(j')の第2の集合内の現行索引(m')の要素に基づいて再構築することのできる所定の次元(j)のディクショナリ(Dj Nj)のコードベクトル(xj)の索引(mj)ごとに、前もって定式化され、
- 前記第2の集合の現行次元(j')
- 第2の集合の要素の現行索引(m')
- 挿入/削除規則の索引(lr)
この挿入/削除規則は少なくとも、前記現行索引(m')および前記現行次元(j')の要素に挿入/削除を適用することによって、所定の次元(j)のディクショナリ(Dj Nj)の前記コードベクトル(xj)を再構成することに寄与する請求項23に記載の方法。 - 可変解像度を定義する可変レートにおけるベクトル量子化により、デジタル信号の圧縮符号化/復号化において、所定の次元(j)のディクショナリ(Di j)内の入力ベクトルy=(y0,...,yk,...,yj-1)の最近傍であるコードベクトル(x')について検索が行われ、
CO1)検索される前記コードベクトル(xj)の現行索引(mj)に対し、前記ディクショナリを定式化できるようにする対応テーブルに表示される索引(j',m',lr)の事前読み取りを少なくとも通じて、前記現行索引(mj)に対応する索引(m')のコードベクトルの少なくとも部分的な再構築と、
CO2)少なくとも符号化において、入力ベクトルとステップC01)において再構成されたコードベクトルとの間の距離の計算と、
CO3)少なくとも符号化において、前記ディクショナリのすべての現行索引に対して、ステップC01)およびC02)の繰り返しと、
CO4)少なくとも符号化において、ステップC02)の繰り返しの1つの過程で計算された入力ベクトルとの距離(Dmin)が最も小さい、少なくとも部分的に再構成されたコードベクトルの索引(mmin)の識別と、
CO5)少なくとも復号化において、索引(mmin)がステップC04)において識別されたコードベクトル(xj)を装った入力ベクトル(y)の最近傍の決定のステップとを備える請求項23および24のいずれか一項に記載の方法の実装を通じて取得されるディクショナリの使用。 - ステップCO1)は、少なくとも復号化において、
C011)対応テーブル内での、前記第2の集合および挿入/削除規則へのリンクを表す索引の読み取りであって、
- 前記第2の集合の部分集合の現行次元の索引と、
- 前記部分集合の要素の現行索引と、
- 前記要素に基づき、所定の次元のディクショナリのコードベクトルの構築のための適切な挿入/削除規則の索引とを含む索引の読み取りとを含む読み取りと、
CO12)現行次元によって識別される部分集合内での、その現行索引によって識別される前記要素の読み取りと、
CO13)ステップC012)において読み取られた前記要素に、ステップC011)において読み取られたその索引によって識別された適切な挿入/削除規則を適用することによる、前記所定の次元へのコードベクトルの完全な再構成とを備える請求項25に記載の使用。 - 符号化において、
* ステップC01)は、
CO11)対応テーブル内での、前記第2の集合および挿入/削除規則へのリンクを表す索引の読み取りであって、
- 前記第2の集合の部分集合の現行次元の索引と、
- 前記部分集合の要素の現行索引と、
- 所定の次元のディクショナリのコードベクトルの構築のための適切な挿入/削除規則の索引とを含む読み取りと、
C012)現行次元によって識別される部分集合内での、その現行索引によって識別される前記要素の読み取りとを備え、
* ステップC02)において、前記距離は、
- 挿入/削除規則の索引と、
- その現行索引によって識別される部分集合の要素の関数として推定された歪み基準の関数として計算され、
これにより、単に復号化のために完全な再構築を保持しておくことによって、ステップC01)の前記所定の次元を有するコードベクトルの部分的な再構築のみを可能にする請求項25に記載の使用。 - 置換コードの和集合に従って補足構造化特性がさらに提供され、置換コードの前記和集合の索引が使用され、
CP1)入力信号に基づき、絶対ベクトル|y|=(|y0|,...,|yk|,...,|yj-1|)および符号ベクトルε=(ε0,...,εk,...,εj-1)、εk=±1によって定義される入力ベクトルy=(y0,...,yk,...,yj-1)が形成され、
CP2)ベクトル|y|の成分は、リーダーベクトル
CP3)次元jのディクショナリDj iのリーダーの中からリーダーベクトル
CP4)ディクショナリDj iの前記最近傍xj'のランクの索引が判別され、
CP5)符号化/復号化の実効値は、ステップCP4)において判別された前記索引、ステップCP2)において判別された前記置換、およびステップCP1)において判別された前記符号ベクトルに依存している入力ベクトルに適用される請求項25から27のいずれか一項に記載の使用。 - 少なくとも前記対応テーブルは符号化/復号化装置のメモリに格納される請求項25から28のいずれか一項に記載の使用。
- 処理装置、特にコンピュータまたは携帯端末のメモリ、あるいは取り外し可能な記憶媒体上に格納されることを意図され、かつ処理装置の読取機構と連携することを意図され、請求項4から24のいずれか一項に記載の方法の実装のための命令を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
- 処理装置、特に符号化/復号化装置を組み入れたコンピュータまたは携帯端末のメモリ、あるいは取り外し可能な記憶媒体上に格納されることを意図され、かつ処理装置の読取機構と連携することを意図され、請求項25から29のいずれか一項に記載の圧縮符号化/復号化へのアプリケーションの実装のための命令を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
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