JP3272537B2 - 可変ビットベクトル量子化装置 - Google Patents
可変ビットベクトル量子化装置Info
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- JP3272537B2 JP3272537B2 JP08724894A JP8724894A JP3272537B2 JP 3272537 B2 JP3272537 B2 JP 3272537B2 JP 08724894 A JP08724894 A JP 08724894A JP 8724894 A JP8724894 A JP 8724894A JP 3272537 B2 JP3272537 B2 JP 3272537B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声通信や音声蓄積等
の音声符号化に利用されるベクトル量子化装置に関し、
特に、ビット長を可変にし、出力ビット数の低減を可能
にしたものである。
の音声符号化に利用されるベクトル量子化装置に関し、
特に、ビット長を可変にし、出力ビット数の低減を可能
にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディジタル音声符号化方法では、
音声情報をその情報量に応じたビットレートで符号化す
る可変ビットレート符号化技術が開発されている。この
可変ビットレート音声符号化技術を用いた場合、固定ビ
ットレートに比べて出力ビット数を減らすことができ、
それに伴って送信パワーを下げることが可能になり、チ
ャネル間の干渉を減らすことができる。そのため、この
方法は、特にＣＤＭＡ方式のディジタル移動体通信の音
声符号化方法として重要視されている。
音声情報をその情報量に応じたビットレートで符号化す
る可変ビットレート符号化技術が開発されている。この
可変ビットレート音声符号化技術を用いた場合、固定ビ
ットレートに比べて出力ビット数を減らすことができ、
それに伴って送信パワーを下げることが可能になり、チ
ャネル間の干渉を減らすことができる。そのため、この
方法は、特にＣＤＭＡ方式のディジタル移動体通信の音
声符号化方法として重要視されている。
【０００３】一方、ベクトル量子化は、信号の複数のサ
ンプル値を纏めたものを一つのベクトルと見做し、この
ベクトルをコードブックに予め登録されたベクトル（コ
ードベクトル）の最も近いパタンによって代表させる方
法であり、音声通信や音声蓄積の高能率音声符号化等に
利用されている。このベクトル量子化を行なう従来の装
置では、固定レートによる音声符号化が行なわれてお
り、ベクトル量子化の結果が固定ビットで出力される。
ンプル値を纏めたものを一つのベクトルと見做し、この
ベクトルをコードブックに予め登録されたベクトル（コ
ードベクトル）の最も近いパタンによって代表させる方
法であり、音声通信や音声蓄積の高能率音声符号化等に
利用されている。このベクトル量子化を行なう従来の装
置では、固定レートによる音声符号化が行なわれてお
り、ベクトル量子化の結果が固定ビットで出力される。
【０００４】図３（ａ）は、従来の固定ビットベクトル
量子化装置の構成を示している。この装置は、コードベ
クトルを記憶するコードブック８と、入力ベクトルＸに
最も近いコードベクトルＶｉをコードブック８の中から
探し出すコードブックサーチ部７とを備えている。コー
ドブック８には、図３（ｂ）に示すように、コードベク
トルとインデックスとの関係がテーブルに記憶されてい
る。
量子化装置の構成を示している。この装置は、コードベ
クトルを記憶するコードブック８と、入力ベクトルＸに
最も近いコードベクトルＶｉをコードブック８の中から
探し出すコードブックサーチ部７とを備えている。コー
ドブック８には、図３（ｂ）に示すように、コードベク
トルとインデックスとの関係がテーブルに記憶されてい
る。
【０００５】このベクトル量子化装置では、ベクトルＸ
が入力すると、コードブックサーチ部７が、入力ベクト
ルＸとコードブック８のＮ個のコードベクトルＶｉ（０
≦ｉ＜Ｎ）との間の誤差ｅｉを次式によって計算する。 ｅｉ＝（Ｘ−Ｖｉ）・（Ｘ−Ｖｉ） ここで、・はベクトルの内積を表わす。
が入力すると、コードブックサーチ部７が、入力ベクト
ルＸとコードブック８のＮ個のコードベクトルＶｉ（０
≦ｉ＜Ｎ）との間の誤差ｅｉを次式によって計算する。 ｅｉ＝（Ｘ−Ｖｉ）・（Ｘ−Ｖｉ） ここで、・はベクトルの内積を表わす。
【０００６】次に、コードブックサーチ部７は、このｅ
ｉが最小になるコードベクトルのインデックスｉをベク
トル量子化のコードとして出力する。この出力コードｉ
を表わすビット数は、コードブックのサイズＮで決まる
固定した値であり、例えば、Ｎ＝２５６の場合には、出
力コードｉは８ビットとなる。
ｉが最小になるコードベクトルのインデックスｉをベク
トル量子化のコードとして出力する。この出力コードｉ
を表わすビット数は、コードブックのサイズＮで決まる
固定した値であり、例えば、Ｎ＝２５６の場合には、出
力コードｉは８ビットとなる。
【０００７】一方、受信側は、送信側と同じコードブッ
クを持っており、受信信号ｉを受け取ると、コードブッ
クからベクトルＶｉを読み出すことができる。
クを持っており、受信信号ｉを受け取ると、コードブッ
クからベクトルＶｉを読み出すことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の固定ビットベク
トル量子化装置では、コードブックのサイズＮにより出
力されるコードのビット数が固定されている。そのた
め、可変レート音声符号化装置のように、フレーム毎の
音声符号化ビット数を情報量に応じて変化させることに
より、符号化ビット数を減らすことが、このベクトル量
子化装置ではできない。
トル量子化装置では、コードブックのサイズＮにより出
力されるコードのビット数が固定されている。そのた
め、可変レート音声符号化装置のように、フレーム毎の
音声符号化ビット数を情報量に応じて変化させることに
より、符号化ビット数を減らすことが、このベクトル量
子化装置ではできない。
【０００９】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、可変ビット長の量子化コードを出力する
ことができ、出力ビット数を減らすことが可能な可変ビ
ットベクトル量子化装置を提供することを目的としてい
る。
るものであり、可変ビット長の量子化コードを出力する
ことができ、出力ビット数を減らすことが可能な可変ビ
ットベクトル量子化装置を提供することを目的としてい
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、コ
ードベクトルのテーブルと、このテーブルから入力ベク
トルに最も近いコードベクトルを検索するサーチ手段と
を備えるベクトル量子化装置において、遷移し易いコー
ドベクトルの情報を記憶する遷移情報テーブルと、サー
チ手段から出力されたコードベクトルの遷移が、遷移情
報テーブルに載っているときには、この遷移情報テーブ
ルのコードを利用して可変ビット長の出力コードを短い
ビットで作成し、遷移情報テーブルに載っていないとき
には、可変ビット長の出力コードを長いビットで作成す
る量子化コード作成手段とを設けている。
ードベクトルのテーブルと、このテーブルから入力ベク
トルに最も近いコードベクトルを検索するサーチ手段と
を備えるベクトル量子化装置において、遷移し易いコー
ドベクトルの情報を記憶する遷移情報テーブルと、サー
チ手段から出力されたコードベクトルの遷移が、遷移情
報テーブルに載っているときには、この遷移情報テーブ
ルのコードを利用して可変ビット長の出力コードを短い
ビットで作成し、遷移情報テーブルに載っていないとき
には、可変ビット長の出力コードを長いビットで作成す
る量子化コード作成手段とを設けている。
【００１１】
【作用】サーチ手段から出力されたコードベクトルの遷
移（一つ前のコードベクトルから現在のコードベクトル
への移り変わり）が遷移情報テーブルに載っているとき
には、この遷移情報テーブルのコードを利用して、出力
コードが短いビットで表示される。一方、載っていない
ときは、出力コードが長いビットで表示される。コード
ベクトルの遷移確率に偏りがある場合には、その遷移が
遷移情報テーブルに載ることになるから、短いビットの
出力となる確率が高い。そのため、出力ビット数の合計
は固定ビットの場合と比べて減少する。
移（一つ前のコードベクトルから現在のコードベクトル
への移り変わり）が遷移情報テーブルに載っているとき
には、この遷移情報テーブルのコードを利用して、出力
コードが短いビットで表示される。一方、載っていない
ときは、出力コードが長いビットで表示される。コード
ベクトルの遷移確率に偏りがある場合には、その遷移が
遷移情報テーブルに載ることになるから、短いビットの
出力となる確率が高い。そのため、出力ビット数の合計
は固定ビットの場合と比べて減少する。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例における可変ビットベクトル
量子化装置は、図１に示すように、コードブックサーチ
部１およびコードブック２の他に、コードブックサーチ
部１の出力を遅延させる遅延器３と、遷移し易いインデ
ックスの情報（遷移情報）を記憶する遷移情報テーブル
４と、コードブックサーチ部１および遅延器３から入力
した情報と遷移情報テーブル４のデータとを基に可変ビ
ット長のベクトル量子化コードを作成する量子化コード
作成部５とを備えている。
量子化装置は、図１に示すように、コードブックサーチ
部１およびコードブック２の他に、コードブックサーチ
部１の出力を遅延させる遅延器３と、遷移し易いインデ
ックスの情報（遷移情報）を記憶する遷移情報テーブル
４と、コードブックサーチ部１および遅延器３から入力
した情報と遷移情報テーブル４のデータとを基に可変ビ
ット長のベクトル量子化コードを作成する量子化コード
作成部５とを備えている。
【００１３】遷移情報テーブル４には、図２に示すよう
に、左側に記された入力ベクトルに対して、遷移する確
率が最も大きいコードブックのインデックスが０の列
に、遷移する確率が次に大きいコードブックのインデッ
クスが１の列に、‥、遷移する確率がＭ−１番目に大き
いコードブックのインデックスがＭ−１の列に予め記憶
されている（コードブック２のサイズをＮとする）。つ
まり、現在の入力ベクトルに対するコードブックのイン
デックスをｉ（０≦ｉ＜Ｎ）とするとき、次の入力ベク
トルとして最も確率の高いベクトルのインデックスが
（Ｔｉ，０）、次に確率の高いベクトルのインデックス
が（Ｔｉ，１）として記憶されている。
に、左側に記された入力ベクトルに対して、遷移する確
率が最も大きいコードブックのインデックスが０の列
に、遷移する確率が次に大きいコードブックのインデッ
クスが１の列に、‥、遷移する確率がＭ−１番目に大き
いコードブックのインデックスがＭ−１の列に予め記憶
されている（コードブック２のサイズをＮとする）。つ
まり、現在の入力ベクトルに対するコードブックのイン
デックスをｉ（０≦ｉ＜Ｎ）とするとき、次の入力ベク
トルとして最も確率の高いベクトルのインデックスが
（Ｔｉ，０）、次に確率の高いベクトルのインデックス
が（Ｔｉ，１）として記憶されている。
【００１４】このベクトル量子化装置では、ベクトルＸ
が入力すると、コードブックサーチ部１が、入力ベクト
ルＸに最も近いコードベクトルＶ(Ｃ０)をコードブック
２からサーチし、そのインデックスＣ０を出力する。こ
のインデックスＣ０は、量子化コード作成部５と遅延器
３とに入力し、遅延器３は、これを遅延させて量子化コ
ード作成部５に出力する。従って、コードブックサーチ
部１から量子化コード作成部５にインデックスＣ０が出
力されるとき、遅延器３からは、１つ前の入力ベクトル
に対するインデックスＣ−１が量子化コード作成部５に
出力される。
が入力すると、コードブックサーチ部１が、入力ベクト
ルＸに最も近いコードベクトルＶ(Ｃ０)をコードブック
２からサーチし、そのインデックスＣ０を出力する。こ
のインデックスＣ０は、量子化コード作成部５と遅延器
３とに入力し、遅延器３は、これを遅延させて量子化コ
ード作成部５に出力する。従って、コードブックサーチ
部１から量子化コード作成部５にインデックスＣ０が出
力されるとき、遅延器３からは、１つ前の入力ベクトル
に対するインデックスＣ−１が量子化コード作成部５に
出力される。
【００１５】量子化コード作成部５は、遷移情報テーブ
ル４に、（ＴＣ−１，ｊ）（０≦ｊ＜Ｍ）として、Ｃ０
のコードがあるかどうかを調べる。そして、その有無に
応じて、次の可変ｂｉｔ長を備えたベクトル量子化コー
ドのビット列Ｃｖｑを出力する。 （ＴＣ−１，ｊ）（０≦ｊ＜Ｍ）にＣ０のコードがある
時には、 Ｃｖｑ＝［０，ｊのコード］ （ＴＣ−１，ｊ）（０≦ｊ＜Ｍ）にＣ０のコードがない
時には、 Ｃｖｑ＝［１，Ｃ０のコード］。
ル４に、（ＴＣ−１，ｊ）（０≦ｊ＜Ｍ）として、Ｃ０
のコードがあるかどうかを調べる。そして、その有無に
応じて、次の可変ｂｉｔ長を備えたベクトル量子化コー
ドのビット列Ｃｖｑを出力する。 （ＴＣ−１，ｊ）（０≦ｊ＜Ｍ）にＣ０のコードがある
時には、 Ｃｖｑ＝［０，ｊのコード］ （ＴＣ−１，ｊ）（０≦ｊ＜Ｍ）にＣ０のコードがない
時には、 Ｃｖｑ＝［１，Ｃ０のコード］。
【００１６】図４（ａ）には、Ｎ＝８、Ｍ＝２のとき
に、実施例の可変ビットベクトル量子化装置を用いた場
合と、従来の固定ビットベクトル量子化装置を用いた場
合とで、出力されるベクトル量子化コードにどのような
違いが発生するかを具体的に示している。図４（ｂ）
は、このときの遷移情報テーブルである。図４（ａ）の
Ｃ０は、連続する１０個の入力ベクトルに対するコード
ブックサーチ部１および７の出力を示している。この出
力は、双方のコードブックサーチ部１および７において
変わりがない。図４（ａ）では、各ベクトル量子化装置
から出力されるベクトル量子化コードを２進数で表示し
ている。従来の固定ビットベクトル量子化装置から出力
されるベクトル量子化コードのビット数は常に３ビット
であるが、実施例の可変ビットベクトル量子化装置で
は、ベクトル量子化コードが、２ビットまたは４ビット
に変化している。２ビットの場合は、コードブックサー
チ部の出力Ｃ０が、１つ前の出力における遷移情報とし
て遷移情報テーブル（図４（ｂ））に記憶されている場
合であり、４ビットの場合は、記憶されていない場合で
ある。
に、実施例の可変ビットベクトル量子化装置を用いた場
合と、従来の固定ビットベクトル量子化装置を用いた場
合とで、出力されるベクトル量子化コードにどのような
違いが発生するかを具体的に示している。図４（ｂ）
は、このときの遷移情報テーブルである。図４（ａ）の
Ｃ０は、連続する１０個の入力ベクトルに対するコード
ブックサーチ部１および７の出力を示している。この出
力は、双方のコードブックサーチ部１および７において
変わりがない。図４（ａ）では、各ベクトル量子化装置
から出力されるベクトル量子化コードを２進数で表示し
ている。従来の固定ビットベクトル量子化装置から出力
されるベクトル量子化コードのビット数は常に３ビット
であるが、実施例の可変ビットベクトル量子化装置で
は、ベクトル量子化コードが、２ビットまたは４ビット
に変化している。２ビットの場合は、コードブックサー
チ部の出力Ｃ０が、１つ前の出力における遷移情報とし
て遷移情報テーブル（図４（ｂ））に記憶されている場
合であり、４ビットの場合は、記憶されていない場合で
ある。
【００１７】１０個の入力ベクトルに対するベクトル量
子化コードの合計ビット数は、固定ビットベクトル量子
化装置の３０ビットに対し、可変ビットベクトル量子化
装置では２８ビットとなる。このビット数は、遷移情報
テーブル４に確率の高い遷移情報を記憶させることによ
り、さらに少なくすることができる。
子化コードの合計ビット数は、固定ビットベクトル量子
化装置の３０ビットに対し、可変ビットベクトル量子化
装置では２８ビットとなる。このビット数は、遷移情報
テーブル４に確率の高い遷移情報を記憶させることによ
り、さらに少なくすることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の可変ビットベクトル量子化装置は、ベクト
ル量子化部のインデックスの遷移確率に偏りがある場合
に、遷移し易いインデックスの情報を使用することによ
り、出力するベクトル量子化コードのビット数を可変す
ることができ、出力ビット数を減らすことができる。
に、本発明の可変ビットベクトル量子化装置は、ベクト
ル量子化部のインデックスの遷移確率に偏りがある場合
に、遷移し易いインデックスの情報を使用することによ
り、出力するベクトル量子化コードのビット数を可変す
ることができ、出力ビット数を減らすことができる。
【図１】本発明の実施例における可変ビットベクトル量
子化装置の構成を示すブロック図、
子化装置の構成を示すブロック図、
【図２】実施例の可変ビットベクトル量子化装置におい
て用いる遷移情報テーブル、
て用いる遷移情報テーブル、
【図３】従来の固定ビットベクトル量子化装置の構成を
示すブロック図（ａ）と、同装置で使用するコードブッ
ク（ｂ）、
示すブロック図（ａ）と、同装置で使用するコードブッ
ク（ｂ）、
【図４】実施例の可変ビットベクトル量子化装置および
従来の固定ビットベクトル量子化装置から出力されるベ
クトル量子化コードを対比した図（ａ）と、そのときの
遷移情報テーブル（ｂ）とを示す図である。
従来の固定ビットベクトル量子化装置から出力されるベ
クトル量子化コードを対比した図（ａ）と、そのときの
遷移情報テーブル（ｂ）とを示す図である。
１、７ コードブックサーチ部 ２、８ コードブック ３ 遅延器 ４ 遷移情報テーブル ５ 量子化コード作成部 ６ 遷移情報テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/00 - 19/14 H03M 7/30 H04B 14/04
Claims (1)
- 【請求項１】 コードベクトルのテーブルと、前記テー
ブルから入力ベクトルに最も近いコードベクトルを検索
するサーチ手段とを備えるベクトル量子化装置におい
て、 遷移し易いコードベクトルの情報を記憶する遷移情報テ
ーブルと、前記サーチ手段から出力された前記コードベクトルの遷
移が、前記遷移情報テーブルに載っているときには、こ
の遷移情報テーブルのコードを利用して可変ビット長の
出力コードを短いビットで作成し、前記遷移情報テーブ
ルに載っていないときには、可変ビット長の出力コード
を長いビットで 作成する量子化コード作成手段とを設け
たことを特徴とする可変ビットベクトル量子化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08724894A JP3272537B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 可変ビットベクトル量子化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08724894A JP3272537B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 可変ビットベクトル量子化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07281700A JPH07281700A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3272537B2 true JP3272537B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=13909505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08724894A Expired - Fee Related JP3272537B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 可変ビットベクトル量子化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272537B2 (ja) |
-
1994
- 1994-04-04 JP JP08724894A patent/JP3272537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07281700A (ja) | 1995-10-27 |
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Legal Events
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