JPH0137047B2 - - Google Patents
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- JPH0137047B2 JPH0137047B2 JP24044183A JP24044183A JPH0137047B2 JP H0137047 B2 JPH0137047 B2 JP H0137047B2 JP 24044183 A JP24044183 A JP 24044183A JP 24044183 A JP24044183 A JP 24044183A JP H0137047 B2 JPH0137047 B2 JP H0137047B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3082—Vector coding
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
ロツク化し、これを多次元信号空間で量子化する
ベクトル量子化器に関するものである。 まず、ベクトル量子化の原理についてごく簡単
に説明する。今、入力信号系列をＫ個まとめて入
力ベクトルＸ＝〔x1、x2、…、xK〕とする。この
とき、Ｋ次元ユークリツド信号空間RK（Ｘ∈RK）
のＮ個の代表点（すなわち出力ベクトル）ｙ i
〔yi1、yi2、…、yiK〕のセツトをＹ＝〔ｙ 1、y2、
…、ｙ N〕とする。出力ベクトルｙ iを代表点（例
えば重心）とするRKの各分割をR1、R2.…、RNと
すると、ベクトル量子化はRKからＹへの写像で
あるということができる。ベクトル量子化器の符
号化部では、入力ベクトルに対して最短距離にあ
る（最小歪となる）出力ベクトルｙ iを以下のよ
うに定め、これを探索する。 if ｄ（Ｘ、ｙ i）＜ｄ（Ｘ、ｙ j） for all ｊ Ｘ∈Riすなわち Ｘ→yi ただし、ｄ（Ｘ、ｙ i）は入出力ベクトル間の距
離（歪）である。このとき、出力ベクトルのイン
デツクスｉが符号化部出力となる。復号化部では
インデツクスｉに従つて、予めＹを記憶したテー
ブルからｙ iを読み出して出力する。このように、
ベクトル量子化器は前記符号化部出力ｉを伝送あ
るいは記録するため、極めて符号化効率が良い。
ｄ（Ｘ、ｙ i）の計算手法は種々あるが、優れた効
率の得られるものとして次に掲げる二乗歪があ
る。 ｄ（Ｘ、ｙ i）＝K 〓j=1 （xj−yij）2（二乗歪） 上記ベクトル量子化器の処理時間を決定するの
は、最小歪となる出力ベクトルを決定するために
入力ベクトルと出力ベクトルとの歪を計算する過
程である。出力ベクトルの数を増加させて量子化
歪を減らしたい場合、高速の信号を実時間で処理
したい場合などにこの処理時間がネツクとなる。
処理時間を短縮するために、出力ベクトルのセツ
トに木構造をもたせ、木探索の要領で歪計算回数
を減らす高速ベクトル量子化手法がある。次にこ
の手法について説明する。 第１図に示すような２進木を考える。木の根は
Ｋ次元信号空間RKに、各節点はRKを段階的に分
割した空間に、それぞれ対応する。各節点には代
表点が定められており、それが出力ベクトルにな
る。各段の出力ベクトルは、入力ベクトルの分布
に基づいて歪の総和が最小になるよう生成されて
いる入力ベクトルが与えられたとき、根から終端
節点に向かつて、節点毎に双方の代表点と歪計算
を行ない、歪の小さい方へと木を辿る。ｎ段まで
枝選択を行なつた段階で、入力ベクトルはＮ（＝
2n）個の代表点の１つに写像されることになる。
すなわち、全ての出力ベクトルについて調べると
Ｎ回の歪計算が必要になるのに対して木探索では
2log2N（＝2n）回に減る。しかし、Ｎレベルのベ
クトル量子化、すなわちＮ個の出力ベクトルに写
像されるベクトル量子化を行なうために第（ｎ−
１）段までの代表点である仮の出力ベクトル（ｎ
−１）個が符号化部でのみ余計に必要とされる。
これらのベクトルは終端節点に対応する真の出力
ベクトルに到るまでの歪計算に用いられるだけで
あつて、復号化部のコードテーブルには必要な
い。 以下、従来のベクトル量子化器として、上記木
探索ベクトル量子化手法を用いたものを、具体的
な構成例に沿つて説明する。第２図はパイプライ
ン処理を導入したｎ段木探索ベクトル量子化器符
号化器の一例である。図中、１は回路ベクトル、
２は各段がパイプライン化された符号化器の第１
段、３は第２段、４は第ｎ段、５は符号化器第１
段２の符号化出力、６は符号化器第２段３の符号
化出力、７は符号化器第（ｎ−１）段の符号化出
力、８は符号化器第ｎ段４の符号化出力、すなわ
ち出力ベクトルのインデツクス、９はインデツク
ス８を取り込んで伝送路に出力するラツチ、１０
は符号化器出力信号である。また、第３図は前記
符号化器第ｎ段４の一構成例を示したものであ
る。図中、１１は入力ベクトル１を各段でラツチ
するレジスタ１２は、予め各段の節点に対応する
出力ベクトルが入力ベクトルの分布に基づいて最
小歪となるよう生成された、第１図に示すように
木構造を持つ出力ベクトルのセツトの第ｎ段にあ
る出力ベクトルを記憶させたコードテーブル、１
３及び１４は前記コードテーブル１２から読み出
される出力ベクトル、１５は入力ベクトル１と、
前記出力ベクトル１３，１４との差分を計算する
減算器、１６は前記減算器１５において計算され
た入出力ベクトル差分を２乗する平方演算器（乗
算器で構成する）、１７は前記平方演算器１６で
２乗された入出力ベクトル差分を全ての次元にわ
たつて加算する加算器、１８及び１９は、出力ベ
クトル１３及び１４と、入力ベクトル１との２乗
歪、２０は前記２乗歪１８，１９の大小を判定す
る比較器、２１は前記比較器２０の判定結果を示
す信号、２２は、前記判定結果２１に従い、第
（ｎ−１）段符号化出力７に０あるいは１を追加
して第ｎ段符号化出力８を出力するインデツクス
レジスタである。符号化器第１段から第ｎ段まで
の構成はほとんど同じである。異なる点は、まず
各段の出力ベクトルコードテーブル、第１段には
前段符号化出力がないこと、第ｎ段（最終段）の
入力ベクトルレジスタには次段へ入力ベクトルを
送る出力（図中には破線で示してある）がないこ
と、である。 また、第４図は復号化器の一構成例を示したも
のである。図中、２３は復号器に与えられるイン
デツクス信号８をラツチするレジスタ、２４は木
の終端節点に対応する真の出力ベクトルだけ（符
号化器最終段のコードテーブルの内容に等価）を
蓄わえたコードテーブル、２５はインデツクス信
号８に従つて前記コードテーブル２４から読み出
された出力ベクトルをラツチするレジスタ、２６
は出力ベクトルである。 次に動作について説明する。符号化器の入力信
号系列はＫ個まとめてブロツク化され、入力ベク
トルＸ＝〔x1、x2、…、xK〕となつている。今、
第１図に示すような２進木構造を持つ出力ベクト
ルのセツトＹが用意されている。Ｙは各段の出力
ベクトルが入力ベクトルの分布に基づいて最小歪
となるように、予めクラスタリングによつて生成
したものである。これらのベクトルにはそれぞれ
根から枝を選択してきた履歴を表わす２進数列が
対応づけられている。すなわち、第１図において
各節点から左方向に分かれる枝に“０”、右方向
に分かれる枝に“１”を割振る操作を根から順次
行なつた結果であり、この２進数列の桁数が、何
段目まで選択を終えたところかを示している。ｎ
桁の２進数列をｂ（ｎ）と表わすことにする。ｂ
（ｎ）は真の出力ベクトルのインデツクス信号に
等価である。すなわち、ｉ＝ｂ（ｎ）第２図に示
す符号化器の構成は、各各段を分離してパイプラ
イン処理するもので、第１段目の歪比較（枝選
択）結果がｂ(1)として第２段目へ、さらにｂ(2)が
第３段目へ−という具合に節点のアドレスを示す
符号化器出力信号が前段から後段へ送られる。最
終符号化出力信号は真の出力ベクトルのインデツ
クス信号である。各段の動作を第３図に従つて説
明する。入力ベクトル１は各段に備わる入力ベク
トルレジスタにラツチされ、歪計算に用いられる
と同時に（最終段でなければ）次段へ送られる。
前段の符号化器出力７は出力ベクトルコードテー
ブル１２のアドレス信号となり、コードテーブル
１２はアドレスｂ（ｎ−１）によつて指定される
２つの出力ベクトルyb(o-1)0１３yb(o-1)1１４を出
力する。減算器１５は入出力ベクトルの差分を計
算し、平方演算器１６はその２乗を計算する。加
算器１７は、前記のように計算された入出力ベク
トルの２乗差分をＫ次元にわたつて加算し、以下
の２乗歪を計算する。 比較器２０は２乗歪１８，１９の大小を比較
し、その結果に基づき信号２１を出力する。イン
デツクスレジスタ２２は前段の符号化器出力ｂ
（ｎ−１）７を取り込み、判定結果に従つて“０”
または“１”ｂ（ｎ−１）の最下位ビツトに挿入
し、ｂ（ｎ）を形成する。これが第ｎ段の符号化
器出力８となる。なお、第１段では前記符号化器
出力というものがないが、第１段のコードテーブ
ルに記憶されているのはｙ 0とｙ 1の２つの出力ベ
クトルだけであり、アドレス信号は不要である。
復号化器では、前記のように形成された符号化器
出力信号１０をラツチ２３に取り込み、インデツ
クス信号８に従いコードテーブル２４から出力ベ
クトルを読み出しレジスタ２５にラツチする。最
終的に出力ベクトル２６が得られる。 以上のように構成された従来の木探索ベクトル
量子化器には次のような欠点があつた。すなわち
歪計算、歪比較の過程が複雑であること、小型化
が困難かつ高価な乗算器が歪計算のために多数必
要なこと、コードテーブルのメモリ容量が大きく
なること、などである。 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、歪計算と歪比較の過程を簡略化す
ることにより、従来の木探索ベクトル量子化器に
較べ、より簡単で乗算器の数が少なくて済むよう
構成された木探索ベクトル量子化器を提供するこ
とを目的としている。 まず、第１発明の一実施例を図について説明す
る。第５図はこの発明による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、
２７は入力ベクトル１の平均値を計算する平均値
演算器、２８は平均値、１５は入力ベクトル１か
ら前記平均値２８を引く減算器、２９はベクトル
内部の振幅を計算する振幅演算器、３０は振幅、
３１は平均値２８を分離された入力ベクトルを振
幅３０で割る除算演算器（振幅のダイナミツクレ
ンジが狭いので、逆数ROMと乗算器を用いて構
成できる）、３２は平均値を分離され、振幅で正
規化された入力ベクトル、３３は各段がパイプラ
イン化された符号化器の第１段、３４は第２段、
３５は第ｎ段、３６は符号化器第１段３３の符号
化出力、３７は符号化器第２段３４の符号化出
力、３８は符号化器第（ｎ−１）段の符号化出
力、３９は符号化器第ｎ段３５の符号化出力、す
なわち出力ベクトルのインデツクス、４０はイン
デツクス３９、平均値２８、振幅３０を取り込み
伝送路に出力するラツチ、４１は符号化器出力信
号である。第６図は前記平均値演算器２７の構成
示したものである。図中、１７は全ての次元にわ
たつて入力ベクトルを加える加算器、４２は１７
で計算された和を次元数で割る除算演算器であ
り、、次元数を２つの巾乗に設定するとシフトに
よつて実現できる。第７図は前記振幅演算器２９
の構成例を示したものである。図中、１６は平均
値を分離されたベクトルの元を２乗する平方演算
器（乗算器を用いて構成する）、１７は２乗され
た平均値分離ベクトルを全ての次元にわたつて加
える加算器、４２は１７で計算された和を次元数
で割る除算演算器であり、第６図と同じく、次元
数の設定によつてシフトで実現できる。４３は４
２で計算された商の平方根を計算する平方根演算
器（ROMで構成する）第８図は前記符号化器第
ｎ段３５の一構成例を示したものである。図中、
３２は平均値分離正規化入力ベクトル、４４はベ
クトル３２を各段でラツチするレジスタ、４５
は、平均値分離正規化処理を施された入力ベクト
ルの分布に基づいて最小歪になるよう生成された
第１図と同じ２進木構造をもつ出力ベクトルのセ
ツトの第ｎ段に属するベクトルを、第（ｎ−１）
段の１つのベクトルから分岐した２つのベクトル
毎に組み合わせ、それらのベクトルの差分ベクト
ルを求めて記憶させたコードテーブル、４６は前
記コードテーブル４５から読み出される差分出力
ベクトル、４７は前記差分出力ベクトル４６と平
均値分離正規化入力ベクトル３２とをかけあわせ
る乗算器、１７は前記乗算器４７にて得られた積
を全ての次元にわたつて加える加算器、４８は記
加算器によつて得られる和、４９は前記の和４８
の正負を判定する符号判定器、２１は前記符号判
定器４９の判定結果を示す信号、２２は前記判定
結果に従い、第（ｎ−１）段符号化出力７に０あ
るいは１を追加して第ｎ段符号化出力３９を出力
するインデツクスレジスタである。符号化器第１
段から第ｎ段までの構成はほとんど同じである。
異なる点は、まず各段のコードテーブル、それに
第１段には前段符号化器出力がないこと、第ｎ段
（最終段）のレジスタ４４には次段へ平均値分離
正規化入力ベクトルを送る出力（図中には破線で
示してある）がないことである。また、第９図は
この発明による復号化器の一構成例を示したもの
である。図中、４１は符号化器出力信号５０は前
記符号化器出力信号を取り込み、出力ベクトルイ
ンデツクス信号３９、ベクトルの平均値２８、振
幅３０を出力するラツチ、５１は平均値分離正規
化処理を施された入力ベクトルの分布に対して最
小歪になるよう生成された第１図と同じ２進木構
造をもつ出力ベクトルのセツトの第ｎ段に属する
2n個のベクトルを記憶させたコードテーブル、５
２は前記コードテーブルから読み出される平均値
分離正規化出力ベクトル、４７は前記平均値分離
正規化出力ベクトル５２に振幅３０をかける乗算
器、５３は前記乗算器４７にて得られた積に平均
値２８を加える加算器、２５は前記乗算器４７及
び加算器５３によつて平均値分離正規化の逆処理
を施され、復元された出力ベクトルをラツチする
出力ベクトルレジスタ、２６は出力ベクトルであ
る。 次に動作について説明する。情報源入力信号系
列はＫ個まとめてブロツク化され、入力ベクトル
Ｘ＝〔x1、x2、…、xK〕となつている。２７の平
均値演算器にて、加算器１７と除算演算器４２で
Ｘの平均値２８を計算する。すなわち、平均値を
μとすると μ＝K-1 K 〓j=1 xj。 次に減算器１５においてＸからμを分離する。
振幅演算器２９では、平方演算器１６、加算器１
７、除算演算器４２、平方根演算器４３を用い
て、μを分離した入力ベクトルの標準偏差を振幅
として計算する。すなわち振幅をδとすると δ＝〔K-1 K 〓j=1 (xj-μ)2〕1/2。 除算演算器３１ではμを分離した入力ベクトル
をδで割つて平均値分離正規化入力ベクトル３２
Ｘを形成する。すなわち、X′ ＝〔x′1、x′2、…、x′K〕xj′(xj-μ)／δ。 今、第１図に示すような２進木構造を持つ出力
ベクトルのセツトY′が求めてある。Y′は各段に
属するベクトルが、平均値分離正規化されたた入
力ベクトルの分布に基づいて最小歪になるように
予めクラスタリングによつて生成したものであ
る。これらのベクトルにはそれぞれ木の根から枝
を選択してきた履歴を表わす２進数列が対応づけ
られている。この２進数列をｂ（・）で表わすも
のとする。ｂ(1)は１回の選択を行なつた結果を表
わす１桁の２進数である。ｎ段まである木では２
桁の２進数列ｂ（ｎ）が真の出力ベクトルのイン
デツクスに等価である。第５図に示す符号化器の
構成は、平均値分離正規化入力ベクトルＸ′から
ｎ段木探索ベクトル量子化によつて最適な出力ベ
クトルｙ i′のインデツクスを求めるためのもの
で、各段の探索過程が分離されてパイプライン化
されており、前段から後段へはＸ′及び前段まで
の履歴を表わす信号が送られる。最終的に2n＝Ｎ
個の出力ベクトルの１つが確定するとインデツク
ス信号ｉ３９、平均値μ２８、振幅３０をラツチ
４０に取り込み、伝送路に向け、符号化器出力信
号４１を出力する。前記の平均値分離正規化によ
り、入力ベクトルＸはＫ次元信号空間内の限定さ
れた空間上に写像され、ベクトル量子化効率が高
められる。続いて各段におけるベクトル量子化過
程の動作について説明する。第８図は第ｎ段の構
成を示している。まず、入力として平均値分離正
規化ベクトルＸ′３２がレジスタ４４にラツチさ
れる。さらに前段までの履歴を表わすｂ（ｎ−１）
が前段符号化出力３８として得られる。第ｎ段に
おける量子化は２乗歪 ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)0′）＝K 〓j=1 （xj−yb(o-1)0,j）2 ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)1′）＝K 〓j=1 （xj−yb(o-1)1,j）2 の大小を比較することによつて行なわれる。これ
は両者の差の正負を判定することと同値である。
従つて、 ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)0′）−ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)1′）＝
K 〓j=1 （xj−y′b(o-1)0,j′）2−K 〓j=1 （xj′−yb(o-1)1,j′）2 ＝K 〓j=1 ［（yb(o-1)0,j′）2−（yb(o-1)1,j′）2］−２K 〓j=1 xj′（yb(o-1)0,j′−yb(o-1)1,j′） ＝K 〓j=1 βb(o-1)j−２K 〓j=1 αb(o-1)j・xj′ と変換すれば、その符号によつて判定が可能であ
る。今、全てのベクトルは平均値分離正規化され
ているので、K 〓j=1 ［（yb(o-1)0,j′）2−（yb(o-1)1,j′）2］＝０ 従つてK 〓j=1 βb(o-1)j＝０ 歪比較はK 〓j=1 αb(o-1)j・xj′の符号判定に帰せられる。 αb(o-1)j＝−yb(o-1)0,j′−yb(o-1)1,j′から成る
ベクト
ルα b(o-1)＝〔αb(o-1),1、αb(o-1),2、…、αb(o-1)
,K〕を
差分出力ベクトルとすると、前記の差分計算は
X′とα b(o-1)の内積計算に他ならない。コードテ
ーブル４５には、各段に対応した差分出力ベクト
ルを記憶させておく。従つて従来の木探索ベクト
ル量子化器符号化器に較べ、コードテーブル容量
を半分にすることができる。第８図の構成は以上
の手法に拠つている。第（ｎ−１）段符号化出力
３８に従いコードテーブル４５から読み出された
差分出力ベクトルα b(o-1)４６と平均値分離正規
化入力ベクトルX′３２とを、乗算器４７におい
て次元毎にかけあわせ、加算器１７において全次
元にわたつて足しあわせるとK 〓j=1 db(o-1)j・Xj′４８
が得られる。符号判定器４９は信号４８の正負を
判定、信号２１を出力する。この例では正ならば
“０”、負ならば“１”となる。インデツクスレジ
スタ２２は前段の符号化器出力ｂ（ｎ−１）３８
を取り込み、信号２１に従い“０”または“１”
をｂ（ｎ−１）の最下位ビツトに挿入し、ｂ（ｎ）
を形成する。これが第ｎ段符号化器出力３９とな
る。以上のようにこの発明では各段で歪計算に用
いる乗算器を半分にできる。なお、第１段には前
記符号化器出力がないが、Y′の第１段にある出
力ベクトルはy0′とy1′だけであり、従つて差分出
力ベクトルはαb(0)ただ１つだけなので、（b(0)は０
桁の２進数とする）アドレスを示す信号は不要で
ある。復号化器では、まず前記のように形成され
た符号化器出力信号４１をラツチ５０にとりこ
み、インデツクス信号３９、平均値２８、振幅３
０を復号する。コードテーブル５１にはY′の最
終段にあたる平均値分離正規化出力ベクトル〔ｙ
ｂ（ｏ）′〕が記録されている。インデツクス信号３９
に従い、コードテーブル５１から平均値分離正規
化出力ベクトルｙ i′５２を読み出し、乗算器４６
にて振幅３０をかけ、さらに加算器５３にて平均
値２８を加える。以上平均値分離正規化の逆処理
を施し、レジスタ２５にラツチ、出力ベクトル２
６が得られる。 以上のように、この発明によれば歪計算、歪比
較が簡単に行なわれ、コードテーブルのメモリ容
量が半分になり、各段の乗算回数を減らした木探
索ベクトル量子化器が実現できる。これらの利点
は、出力ベクトル数が大きい（段数の多い）場合
にいつそう有利に働く。次に、第２発明について
説明する。第２発明は、第１発明において採用し
た平均値分離正規化を行わない点を除けば、第１
発明と同様であるので、その相違点のみ説明す
る。すなわち、平均値分離正規化を行わないた
め、前記構成例のようにK 〓j=1 βb(o-1),jは０にならな
いのでコードテーブル４５にはαb(o-1)に加え、
βb(o-1)＝〔βb(o-1),1、βb(o-1),2、…、βb(o-1),K
〕を記憶
させ、αb(o-1)と同時にβb(o-1)を読み出し、αb(o-1)
,j
とxj′とを乗算器４７にかけあわせた後、符号反
転、１ビツトシフトによる２倍演算を経て加算器
１７にて全次元にわたりβb(o-1),jと加算するとK 〓j=1
βb(o-1),j−２K 〓j=1 αb(o-1),j・xj′が得られるので、この
符号を判定すればよい。ただし、この場合は前記
の構成例と符号の正負が逆になる。また、コード
テーブル容量が半分になる利点が失われるが、回
路構成は簡単になる等の効果は第１発明と同様で
ある。
ロツク化し、これを多次元信号空間で量子化する
ベクトル量子化器に関するものである。 まず、ベクトル量子化の原理についてごく簡単
に説明する。今、入力信号系列をＫ個まとめて入
力ベクトルＸ＝〔x1、x2、…、xK〕とする。この
とき、Ｋ次元ユークリツド信号空間RK（Ｘ∈RK）
のＮ個の代表点（すなわち出力ベクトル）ｙ i
〔yi1、yi2、…、yiK〕のセツトをＹ＝〔ｙ 1、y2、
…、ｙ N〕とする。出力ベクトルｙ iを代表点（例
えば重心）とするRKの各分割をR1、R2.…、RNと
すると、ベクトル量子化はRKからＹへの写像で
あるということができる。ベクトル量子化器の符
号化部では、入力ベクトルに対して最短距離にあ
る（最小歪となる）出力ベクトルｙ iを以下のよ
うに定め、これを探索する。 if ｄ（Ｘ、ｙ i）＜ｄ（Ｘ、ｙ j） for all ｊ Ｘ∈Riすなわち Ｘ→yi ただし、ｄ（Ｘ、ｙ i）は入出力ベクトル間の距
離（歪）である。このとき、出力ベクトルのイン
デツクスｉが符号化部出力となる。復号化部では
インデツクスｉに従つて、予めＹを記憶したテー
ブルからｙ iを読み出して出力する。このように、
ベクトル量子化器は前記符号化部出力ｉを伝送あ
るいは記録するため、極めて符号化効率が良い。
ｄ（Ｘ、ｙ i）の計算手法は種々あるが、優れた効
率の得られるものとして次に掲げる二乗歪があ
る。 ｄ（Ｘ、ｙ i）＝K 〓j=1 （xj−yij）2（二乗歪） 上記ベクトル量子化器の処理時間を決定するの
は、最小歪となる出力ベクトルを決定するために
入力ベクトルと出力ベクトルとの歪を計算する過
程である。出力ベクトルの数を増加させて量子化
歪を減らしたい場合、高速の信号を実時間で処理
したい場合などにこの処理時間がネツクとなる。
処理時間を短縮するために、出力ベクトルのセツ
トに木構造をもたせ、木探索の要領で歪計算回数
を減らす高速ベクトル量子化手法がある。次にこ
の手法について説明する。 第１図に示すような２進木を考える。木の根は
Ｋ次元信号空間RKに、各節点はRKを段階的に分
割した空間に、それぞれ対応する。各節点には代
表点が定められており、それが出力ベクトルにな
る。各段の出力ベクトルは、入力ベクトルの分布
に基づいて歪の総和が最小になるよう生成されて
いる入力ベクトルが与えられたとき、根から終端
節点に向かつて、節点毎に双方の代表点と歪計算
を行ない、歪の小さい方へと木を辿る。ｎ段まで
枝選択を行なつた段階で、入力ベクトルはＮ（＝
2n）個の代表点の１つに写像されることになる。
すなわち、全ての出力ベクトルについて調べると
Ｎ回の歪計算が必要になるのに対して木探索では
2log2N（＝2n）回に減る。しかし、Ｎレベルのベ
クトル量子化、すなわちＮ個の出力ベクトルに写
像されるベクトル量子化を行なうために第（ｎ−
１）段までの代表点である仮の出力ベクトル（ｎ
−１）個が符号化部でのみ余計に必要とされる。
これらのベクトルは終端節点に対応する真の出力
ベクトルに到るまでの歪計算に用いられるだけで
あつて、復号化部のコードテーブルには必要な
い。 以下、従来のベクトル量子化器として、上記木
探索ベクトル量子化手法を用いたものを、具体的
な構成例に沿つて説明する。第２図はパイプライ
ン処理を導入したｎ段木探索ベクトル量子化器符
号化器の一例である。図中、１は回路ベクトル、
２は各段がパイプライン化された符号化器の第１
段、３は第２段、４は第ｎ段、５は符号化器第１
段２の符号化出力、６は符号化器第２段３の符号
化出力、７は符号化器第（ｎ−１）段の符号化出
力、８は符号化器第ｎ段４の符号化出力、すなわ
ち出力ベクトルのインデツクス、９はインデツク
ス８を取り込んで伝送路に出力するラツチ、１０
は符号化器出力信号である。また、第３図は前記
符号化器第ｎ段４の一構成例を示したものであ
る。図中、１１は入力ベクトル１を各段でラツチ
するレジスタ１２は、予め各段の節点に対応する
出力ベクトルが入力ベクトルの分布に基づいて最
小歪となるよう生成された、第１図に示すように
木構造を持つ出力ベクトルのセツトの第ｎ段にあ
る出力ベクトルを記憶させたコードテーブル、１
３及び１４は前記コードテーブル１２から読み出
される出力ベクトル、１５は入力ベクトル１と、
前記出力ベクトル１３，１４との差分を計算する
減算器、１６は前記減算器１５において計算され
た入出力ベクトル差分を２乗する平方演算器（乗
算器で構成する）、１７は前記平方演算器１６で
２乗された入出力ベクトル差分を全ての次元にわ
たつて加算する加算器、１８及び１９は、出力ベ
クトル１３及び１４と、入力ベクトル１との２乗
歪、２０は前記２乗歪１８，１９の大小を判定す
る比較器、２１は前記比較器２０の判定結果を示
す信号、２２は、前記判定結果２１に従い、第
（ｎ−１）段符号化出力７に０あるいは１を追加
して第ｎ段符号化出力８を出力するインデツクス
レジスタである。符号化器第１段から第ｎ段まで
の構成はほとんど同じである。異なる点は、まず
各段の出力ベクトルコードテーブル、第１段には
前段符号化出力がないこと、第ｎ段（最終段）の
入力ベクトルレジスタには次段へ入力ベクトルを
送る出力（図中には破線で示してある）がないこ
と、である。 また、第４図は復号化器の一構成例を示したも
のである。図中、２３は復号器に与えられるイン
デツクス信号８をラツチするレジスタ、２４は木
の終端節点に対応する真の出力ベクトルだけ（符
号化器最終段のコードテーブルの内容に等価）を
蓄わえたコードテーブル、２５はインデツクス信
号８に従つて前記コードテーブル２４から読み出
された出力ベクトルをラツチするレジスタ、２６
は出力ベクトルである。 次に動作について説明する。符号化器の入力信
号系列はＫ個まとめてブロツク化され、入力ベク
トルＸ＝〔x1、x2、…、xK〕となつている。今、
第１図に示すような２進木構造を持つ出力ベクト
ルのセツトＹが用意されている。Ｙは各段の出力
ベクトルが入力ベクトルの分布に基づいて最小歪
となるように、予めクラスタリングによつて生成
したものである。これらのベクトルにはそれぞれ
根から枝を選択してきた履歴を表わす２進数列が
対応づけられている。すなわち、第１図において
各節点から左方向に分かれる枝に“０”、右方向
に分かれる枝に“１”を割振る操作を根から順次
行なつた結果であり、この２進数列の桁数が、何
段目まで選択を終えたところかを示している。ｎ
桁の２進数列をｂ（ｎ）と表わすことにする。ｂ
（ｎ）は真の出力ベクトルのインデツクス信号に
等価である。すなわち、ｉ＝ｂ（ｎ）第２図に示
す符号化器の構成は、各各段を分離してパイプラ
イン処理するもので、第１段目の歪比較（枝選
択）結果がｂ(1)として第２段目へ、さらにｂ(2)が
第３段目へ−という具合に節点のアドレスを示す
符号化器出力信号が前段から後段へ送られる。最
終符号化出力信号は真の出力ベクトルのインデツ
クス信号である。各段の動作を第３図に従つて説
明する。入力ベクトル１は各段に備わる入力ベク
トルレジスタにラツチされ、歪計算に用いられる
と同時に（最終段でなければ）次段へ送られる。
前段の符号化器出力７は出力ベクトルコードテー
ブル１２のアドレス信号となり、コードテーブル
１２はアドレスｂ（ｎ−１）によつて指定される
２つの出力ベクトルyb(o-1)0１３yb(o-1)1１４を出
力する。減算器１５は入出力ベクトルの差分を計
算し、平方演算器１６はその２乗を計算する。加
算器１７は、前記のように計算された入出力ベク
トルの２乗差分をＫ次元にわたつて加算し、以下
の２乗歪を計算する。 比較器２０は２乗歪１８，１９の大小を比較
し、その結果に基づき信号２１を出力する。イン
デツクスレジスタ２２は前段の符号化器出力ｂ
（ｎ−１）７を取り込み、判定結果に従つて“０”
または“１”ｂ（ｎ−１）の最下位ビツトに挿入
し、ｂ（ｎ）を形成する。これが第ｎ段の符号化
器出力８となる。なお、第１段では前記符号化器
出力というものがないが、第１段のコードテーブ
ルに記憶されているのはｙ 0とｙ 1の２つの出力ベ
クトルだけであり、アドレス信号は不要である。
復号化器では、前記のように形成された符号化器
出力信号１０をラツチ２３に取り込み、インデツ
クス信号８に従いコードテーブル２４から出力ベ
クトルを読み出しレジスタ２５にラツチする。最
終的に出力ベクトル２６が得られる。 以上のように構成された従来の木探索ベクトル
量子化器には次のような欠点があつた。すなわち
歪計算、歪比較の過程が複雑であること、小型化
が困難かつ高価な乗算器が歪計算のために多数必
要なこと、コードテーブルのメモリ容量が大きく
なること、などである。 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、歪計算と歪比較の過程を簡略化す
ることにより、従来の木探索ベクトル量子化器に
較べ、より簡単で乗算器の数が少なくて済むよう
構成された木探索ベクトル量子化器を提供するこ
とを目的としている。 まず、第１発明の一実施例を図について説明す
る。第５図はこの発明による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、
２７は入力ベクトル１の平均値を計算する平均値
演算器、２８は平均値、１５は入力ベクトル１か
ら前記平均値２８を引く減算器、２９はベクトル
内部の振幅を計算する振幅演算器、３０は振幅、
３１は平均値２８を分離された入力ベクトルを振
幅３０で割る除算演算器（振幅のダイナミツクレ
ンジが狭いので、逆数ROMと乗算器を用いて構
成できる）、３２は平均値を分離され、振幅で正
規化された入力ベクトル、３３は各段がパイプラ
イン化された符号化器の第１段、３４は第２段、
３５は第ｎ段、３６は符号化器第１段３３の符号
化出力、３７は符号化器第２段３４の符号化出
力、３８は符号化器第（ｎ−１）段の符号化出
力、３９は符号化器第ｎ段３５の符号化出力、す
なわち出力ベクトルのインデツクス、４０はイン
デツクス３９、平均値２８、振幅３０を取り込み
伝送路に出力するラツチ、４１は符号化器出力信
号である。第６図は前記平均値演算器２７の構成
示したものである。図中、１７は全ての次元にわ
たつて入力ベクトルを加える加算器、４２は１７
で計算された和を次元数で割る除算演算器であ
り、、次元数を２つの巾乗に設定するとシフトに
よつて実現できる。第７図は前記振幅演算器２９
の構成例を示したものである。図中、１６は平均
値を分離されたベクトルの元を２乗する平方演算
器（乗算器を用いて構成する）、１７は２乗され
た平均値分離ベクトルを全ての次元にわたつて加
える加算器、４２は１７で計算された和を次元数
で割る除算演算器であり、第６図と同じく、次元
数の設定によつてシフトで実現できる。４３は４
２で計算された商の平方根を計算する平方根演算
器（ROMで構成する）第８図は前記符号化器第
ｎ段３５の一構成例を示したものである。図中、
３２は平均値分離正規化入力ベクトル、４４はベ
クトル３２を各段でラツチするレジスタ、４５
は、平均値分離正規化処理を施された入力ベクト
ルの分布に基づいて最小歪になるよう生成された
第１図と同じ２進木構造をもつ出力ベクトルのセ
ツトの第ｎ段に属するベクトルを、第（ｎ−１）
段の１つのベクトルから分岐した２つのベクトル
毎に組み合わせ、それらのベクトルの差分ベクト
ルを求めて記憶させたコードテーブル、４６は前
記コードテーブル４５から読み出される差分出力
ベクトル、４７は前記差分出力ベクトル４６と平
均値分離正規化入力ベクトル３２とをかけあわせ
る乗算器、１７は前記乗算器４７にて得られた積
を全ての次元にわたつて加える加算器、４８は記
加算器によつて得られる和、４９は前記の和４８
の正負を判定する符号判定器、２１は前記符号判
定器４９の判定結果を示す信号、２２は前記判定
結果に従い、第（ｎ−１）段符号化出力７に０あ
るいは１を追加して第ｎ段符号化出力３９を出力
するインデツクスレジスタである。符号化器第１
段から第ｎ段までの構成はほとんど同じである。
異なる点は、まず各段のコードテーブル、それに
第１段には前段符号化器出力がないこと、第ｎ段
（最終段）のレジスタ４４には次段へ平均値分離
正規化入力ベクトルを送る出力（図中には破線で
示してある）がないことである。また、第９図は
この発明による復号化器の一構成例を示したもの
である。図中、４１は符号化器出力信号５０は前
記符号化器出力信号を取り込み、出力ベクトルイ
ンデツクス信号３９、ベクトルの平均値２８、振
幅３０を出力するラツチ、５１は平均値分離正規
化処理を施された入力ベクトルの分布に対して最
小歪になるよう生成された第１図と同じ２進木構
造をもつ出力ベクトルのセツトの第ｎ段に属する
2n個のベクトルを記憶させたコードテーブル、５
２は前記コードテーブルから読み出される平均値
分離正規化出力ベクトル、４７は前記平均値分離
正規化出力ベクトル５２に振幅３０をかける乗算
器、５３は前記乗算器４７にて得られた積に平均
値２８を加える加算器、２５は前記乗算器４７及
び加算器５３によつて平均値分離正規化の逆処理
を施され、復元された出力ベクトルをラツチする
出力ベクトルレジスタ、２６は出力ベクトルであ
る。 次に動作について説明する。情報源入力信号系
列はＫ個まとめてブロツク化され、入力ベクトル
Ｘ＝〔x1、x2、…、xK〕となつている。２７の平
均値演算器にて、加算器１７と除算演算器４２で
Ｘの平均値２８を計算する。すなわち、平均値を
μとすると μ＝K-1 K 〓j=1 xj。 次に減算器１５においてＸからμを分離する。
振幅演算器２９では、平方演算器１６、加算器１
７、除算演算器４２、平方根演算器４３を用い
て、μを分離した入力ベクトルの標準偏差を振幅
として計算する。すなわち振幅をδとすると δ＝〔K-1 K 〓j=1 (xj-μ)2〕1/2。 除算演算器３１ではμを分離した入力ベクトル
をδで割つて平均値分離正規化入力ベクトル３２
Ｘを形成する。すなわち、X′ ＝〔x′1、x′2、…、x′K〕xj′(xj-μ)／δ。 今、第１図に示すような２進木構造を持つ出力
ベクトルのセツトY′が求めてある。Y′は各段に
属するベクトルが、平均値分離正規化されたた入
力ベクトルの分布に基づいて最小歪になるように
予めクラスタリングによつて生成したものであ
る。これらのベクトルにはそれぞれ木の根から枝
を選択してきた履歴を表わす２進数列が対応づけ
られている。この２進数列をｂ（・）で表わすも
のとする。ｂ(1)は１回の選択を行なつた結果を表
わす１桁の２進数である。ｎ段まである木では２
桁の２進数列ｂ（ｎ）が真の出力ベクトルのイン
デツクスに等価である。第５図に示す符号化器の
構成は、平均値分離正規化入力ベクトルＸ′から
ｎ段木探索ベクトル量子化によつて最適な出力ベ
クトルｙ i′のインデツクスを求めるためのもの
で、各段の探索過程が分離されてパイプライン化
されており、前段から後段へはＸ′及び前段まで
の履歴を表わす信号が送られる。最終的に2n＝Ｎ
個の出力ベクトルの１つが確定するとインデツク
ス信号ｉ３９、平均値μ２８、振幅３０をラツチ
４０に取り込み、伝送路に向け、符号化器出力信
号４１を出力する。前記の平均値分離正規化によ
り、入力ベクトルＸはＫ次元信号空間内の限定さ
れた空間上に写像され、ベクトル量子化効率が高
められる。続いて各段におけるベクトル量子化過
程の動作について説明する。第８図は第ｎ段の構
成を示している。まず、入力として平均値分離正
規化ベクトルＸ′３２がレジスタ４４にラツチさ
れる。さらに前段までの履歴を表わすｂ（ｎ−１）
が前段符号化出力３８として得られる。第ｎ段に
おける量子化は２乗歪 ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)0′）＝K 〓j=1 （xj−yb(o-1)0,j）2 ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)1′）＝K 〓j=1 （xj−yb(o-1)1,j）2 の大小を比較することによつて行なわれる。これ
は両者の差の正負を判定することと同値である。
従つて、 ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)0′）−ｄ（Ｘ′、ｙ b(o-1)1′）＝
K 〓j=1 （xj−y′b(o-1)0,j′）2−K 〓j=1 （xj′−yb(o-1)1,j′）2 ＝K 〓j=1 ［（yb(o-1)0,j′）2−（yb(o-1)1,j′）2］−２K 〓j=1 xj′（yb(o-1)0,j′−yb(o-1)1,j′） ＝K 〓j=1 βb(o-1)j−２K 〓j=1 αb(o-1)j・xj′ と変換すれば、その符号によつて判定が可能であ
る。今、全てのベクトルは平均値分離正規化され
ているので、K 〓j=1 ［（yb(o-1)0,j′）2−（yb(o-1)1,j′）2］＝０ 従つてK 〓j=1 βb(o-1)j＝０ 歪比較はK 〓j=1 αb(o-1)j・xj′の符号判定に帰せられる。 αb(o-1)j＝−yb(o-1)0,j′−yb(o-1)1,j′から成る
ベクト
ルα b(o-1)＝〔αb(o-1),1、αb(o-1),2、…、αb(o-1)
,K〕を
差分出力ベクトルとすると、前記の差分計算は
X′とα b(o-1)の内積計算に他ならない。コードテ
ーブル４５には、各段に対応した差分出力ベクト
ルを記憶させておく。従つて従来の木探索ベクト
ル量子化器符号化器に較べ、コードテーブル容量
を半分にすることができる。第８図の構成は以上
の手法に拠つている。第（ｎ−１）段符号化出力
３８に従いコードテーブル４５から読み出された
差分出力ベクトルα b(o-1)４６と平均値分離正規
化入力ベクトルX′３２とを、乗算器４７におい
て次元毎にかけあわせ、加算器１７において全次
元にわたつて足しあわせるとK 〓j=1 db(o-1)j・Xj′４８
が得られる。符号判定器４９は信号４８の正負を
判定、信号２１を出力する。この例では正ならば
“０”、負ならば“１”となる。インデツクスレジ
スタ２２は前段の符号化器出力ｂ（ｎ−１）３８
を取り込み、信号２１に従い“０”または“１”
をｂ（ｎ−１）の最下位ビツトに挿入し、ｂ（ｎ）
を形成する。これが第ｎ段符号化器出力３９とな
る。以上のようにこの発明では各段で歪計算に用
いる乗算器を半分にできる。なお、第１段には前
記符号化器出力がないが、Y′の第１段にある出
力ベクトルはy0′とy1′だけであり、従つて差分出
力ベクトルはαb(0)ただ１つだけなので、（b(0)は０
桁の２進数とする）アドレスを示す信号は不要で
ある。復号化器では、まず前記のように形成され
た符号化器出力信号４１をラツチ５０にとりこ
み、インデツクス信号３９、平均値２８、振幅３
０を復号する。コードテーブル５１にはY′の最
終段にあたる平均値分離正規化出力ベクトル〔ｙ
ｂ（ｏ）′〕が記録されている。インデツクス信号３９
に従い、コードテーブル５１から平均値分離正規
化出力ベクトルｙ i′５２を読み出し、乗算器４６
にて振幅３０をかけ、さらに加算器５３にて平均
値２８を加える。以上平均値分離正規化の逆処理
を施し、レジスタ２５にラツチ、出力ベクトル２
６が得られる。 以上のように、この発明によれば歪計算、歪比
較が簡単に行なわれ、コードテーブルのメモリ容
量が半分になり、各段の乗算回数を減らした木探
索ベクトル量子化器が実現できる。これらの利点
は、出力ベクトル数が大きい（段数の多い）場合
にいつそう有利に働く。次に、第２発明について
説明する。第２発明は、第１発明において採用し
た平均値分離正規化を行わない点を除けば、第１
発明と同様であるので、その相違点のみ説明す
る。すなわち、平均値分離正規化を行わないた
め、前記構成例のようにK 〓j=1 βb(o-1),jは０にならな
いのでコードテーブル４５にはαb(o-1)に加え、
βb(o-1)＝〔βb(o-1),1、βb(o-1),2、…、βb(o-1),K
〕を記憶
させ、αb(o-1)と同時にβb(o-1)を読み出し、αb(o-1)
,j
とxj′とを乗算器４７にかけあわせた後、符号反
転、１ビツトシフトによる２倍演算を経て加算器
１７にて全次元にわたりβb(o-1),jと加算するとK 〓j=1
βb(o-1),j−２K 〓j=1 αb(o-1),j・xj′が得られるので、この
符号を判定すればよい。ただし、この場合は前記
の構成例と符号の正負が逆になる。また、コード
テーブル容量が半分になる利点が失われるが、回
路構成は簡単になる等の効果は第１発明と同様で
ある。
第１図は木探索ベクトル量子化の原理を説明す
る説明図、第２図は従来の木探索ベクトル量子化
符号化器の構成図、第３図は従来の木探索ベクト
ル量子化符号化器第ｎ段の構成図、第４図は従来
の木探索ベクトル量子化復号化器の構成図、第５
図はこの発明による木探索ベクトル量子化符号化
品の一実施例を示す説明図、第６図は平均値演算
器の一例を示す構成図、第７図は振幅演算器の一
例を示す構成図、第８図はこの発明による木探索
ベクトル量子化符号化器第ｎ段の一例を示す構成
図、第９図はこの発明による木探索ベクトル量子
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は木探索ベクトル
量子化符号化器第１段、３は木探索ベクトル量子
化符号化器第２段、４は木探索ベクトル量子化符
号化器第ｎ段、５は符号化器第１段出力、６は符
号化器第２段出力、７は符号化器第（ｎ−１）段
出力、８は符号化器第ｎ段出力、９はラツチ、１
０は符号化器出力信号、１１は入力ベクトルレジ
スタ、１２は第ｎ段出力ベクトルコードテーブル
メモリ、１３は第ｎ段出力ベクトル、１４は第ｎ
段出力ベクトル、１５は減算器、１６は平方演算
器、１７は加算器、１８は入出力ベクトル間歪、
１９は入出力ベクトル間歪、２０は比較器、２１
は判定結果、２２はインデツクスレジスタ、２３
はレジスタ、２４は出力ベクトルコードテーブル
メモリ、２５は出力ベクトルレジスタ、２６は出
力ベクトル、２７は平均値演算器、２８は平均
値、２９は振幅演算器、３０は振幅、３１は除算
演算器、３２は平均値分離正規化入力ベクトル、
３３は木探索ベクトル量子化符号化器第１段、３
４は木探索ベクトル量子化符号化器第２段、３５
は木探索ベクトル量子化符号化器第ｎ段、３６は
符号化器第１段出力、３７は符号化器第２段出
力、３８は符号化器第（ｎ−１）段符号化出力、
３９は符号化器第ｎ段出力、４０はラツチ、４１
は符号化器出力信号、４２は除算演算器、４３は
平方根演算器、４４は平均値分離正規化入力ベク
トル、４５は第ｎ段差分出力ベクトルコードテー
ブルメモリ、４６は第ｎ段差分出力ベクトル、４
７は乗算器、４８は符号判定器、５０はラツチ、
５１は出力ベクトルコードテーブルメモリ、５２
は平均値分離正規化出力ベクトル、５３は加算器
である。なお図中同一あるいは相当部分には同一
符号を付して示してある。
る説明図、第２図は従来の木探索ベクトル量子化
符号化器の構成図、第３図は従来の木探索ベクト
ル量子化符号化器第ｎ段の構成図、第４図は従来
の木探索ベクトル量子化復号化器の構成図、第５
図はこの発明による木探索ベクトル量子化符号化
品の一実施例を示す説明図、第６図は平均値演算
器の一例を示す構成図、第７図は振幅演算器の一
例を示す構成図、第８図はこの発明による木探索
ベクトル量子化符号化器第ｎ段の一例を示す構成
図、第９図はこの発明による木探索ベクトル量子
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は木探索ベクトル
量子化符号化器第１段、３は木探索ベクトル量子
化符号化器第２段、４は木探索ベクトル量子化符
号化器第ｎ段、５は符号化器第１段出力、６は符
号化器第２段出力、７は符号化器第（ｎ−１）段
出力、８は符号化器第ｎ段出力、９はラツチ、１
０は符号化器出力信号、１１は入力ベクトルレジ
スタ、１２は第ｎ段出力ベクトルコードテーブル
メモリ、１３は第ｎ段出力ベクトル、１４は第ｎ
段出力ベクトル、１５は減算器、１６は平方演算
器、１７は加算器、１８は入出力ベクトル間歪、
１９は入出力ベクトル間歪、２０は比較器、２１
は判定結果、２２はインデツクスレジスタ、２３
はレジスタ、２４は出力ベクトルコードテーブル
メモリ、２５は出力ベクトルレジスタ、２６は出
力ベクトル、２７は平均値演算器、２８は平均
値、２９は振幅演算器、３０は振幅、３１は除算
演算器、３２は平均値分離正規化入力ベクトル、
３３は木探索ベクトル量子化符号化器第１段、３
４は木探索ベクトル量子化符号化器第２段、３５
は木探索ベクトル量子化符号化器第ｎ段、３６は
符号化器第１段出力、３７は符号化器第２段出
力、３８は符号化器第（ｎ−１）段符号化出力、
３９は符号化器第ｎ段出力、４０はラツチ、４１
は符号化器出力信号、４２は除算演算器、４３は
平方根演算器、４４は平均値分離正規化入力ベク
トル、４５は第ｎ段差分出力ベクトルコードテー
ブルメモリ、４６は第ｎ段差分出力ベクトル、４
７は乗算器、４８は符号判定器、５０はラツチ、
５１は出力ベクトルコードテーブルメモリ、５２
は平均値分離正規化出力ベクトル、５３は加算器
である。なお図中同一あるいは相当部分には同一
符号を付して示してある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力ベクトルの分布に基づき、各段が最小歪
となるような２進木構造を持つ出力ベクトルのセ
ツトを求め、２つの出力ベクトルの何れが小さい
２乗歪を与えるかを計算しながら枝を選択し、最
終的に最小歪となる１つの出力ベクトルを決定し
て出力する木探索ベクトル量子化器において、入
力信号系列をＫ個（Ｋは複数）毎にブロツク化し
て形成した入力ベクトルからブロツク内平均値を
分離し、さらにブロツク内部の要素の標準偏差成
分をブロツク内振幅として求め、前記ブロツク内
平均値を分離したベクトルを前記ブロツク内振幅
で正規化し、平均値分離正規化入力ベクトルを形
成する平均値分離正規化回路、前記平均値分離正
規化入力ベクトルの分布に基づき、各段が最小歪
となるような２進木構造を持つ平均値分離正規化
出力ベクトルのセツトを求め、それぞれ対となる
２の平均値分離正規化出力ベクトルの差分ベクト
ルを求めてこれを前段までの枝選択の履歴を表わ
すインデツクスをアドレスとして読み出すよう配
列し、記憶したコードテーブルメモリ、枝選択に
従つて段階的に前記差分出力ベクトルを読み出す
ためのアドレスに対応するインデツクスを蓄わ
え、歪比較結果が信号として与えられる度、イン
デツクスを更新し、最終的に最小歪を与える平均
値分離正規化出力ベクトルのインデツクスを出力
するインデツクスラツチ、前記平均値分離正規化
入力ベクトルと前記差分出力ベクトルとの各元を
掛けあわせ、全次元にわたつて加えあわせる内積
演算回路、前記内積演算回路にて求められた内積
の符号を判定することによつて２つの平均値分離
正規化出力ベクトルとの歪比較を行ない、結果を
前記インデツクスラツチに出力する符号判定器、
前記最小歪を与えるベクトルのインデツクスと前
記ブロツク内平均値と前記ブロツク内振幅を符号
化する符号化器、前記平均値分離正規化出力ベク
トルのセツトの最終段に属するベクトルのみを記
憶した復号用コードテーブルメモリ、前記符号化
器出力信号を受信して前記復号用コードテーブル
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だす復号化器、前記平均値分
離正規化出力ベクトルに前記ブロツク内振幅をか
けあわせ、前記ブロツク内平均値を加えて出力ベ
クトルを得る平均値分離正規化逆処理回路を備え
たことを特徴とする木探索ベクトル量子化器。 ２ 入力信号系列をＫ個毎にブロツク化して形成
した入力ベクトルの分布に基づき、各段が最小歪
となるような２進木構造を持つ出力ベクトルのセ
ツトを求め、２つの出力ベクトルの何れが小さい
２乗歪を与えるかを計算しながら枝を選択し、最
終的に最小歪となる１つの出力ベクトルを決定し
て出力する木探索ベクトル量子化器において、前
記２進木構造を持つ出力ベクトルのセツトを求
め、それぞれ各段で対となる２つの出力ベクトル
の差分ベクトル及び２乗差分ベクトルを求めてこ
れを前段までの枝選択の履歴を表わすインデツク
スをアドレスとして読み出すよう配列し、記憶し
たコードテーブルメモリ、枝選択に従つて段階的
に前記差分出力ベクトルと前記２乗差分出力ベク
トルを読み出すためのアドレスに対応するインデ
ツクスを蓄わえ、歪比較結果が信号として与えら
れる度、インデツクスを更新し、最終的に最小歪
を与える出力ベクトルのインデツクスを出力する
インデツクスラツチ、前記入力ベクトルと前記差
分出力ベクトルとを掛けあわせ、符号反転し、２
倍した後、前記２乗差分出力ベクトルを含めて全
次元にわたつて加えあわせることによつて歪差分
を算出する歪差分演算回路、前記歪差分演算回路
にて求められた歪差分の符号を判定することによ
つて２つの出力ベクトルとの歪比較を行ない、結
果を前記インデツクスラツチに出力する符号判定
器、前記最小歪を与えるベクトルのインデツクス
を符号化する符号化器、前記２進木構造を持つ出
力ベクトルのセツトの内最終段に属するベクトル
のみを記憶した復号用コードテーブルメモリ、前
記符号化器出力信号を受信して前記復号用コード
テーブルメモリから前記最小歪を与える出力ベク
トルを読みだす復号化器を備えたことを特徴とす
る木探索ベクトル量子化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24044183A JPS60130926A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 木探索ベクトル量子化器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24044183A JPS60130926A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 木探索ベクトル量子化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60130926A JPS60130926A (ja) | 1985-07-12 |
| JPH0137047B2 true JPH0137047B2 (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=17059535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24044183A Granted JPS60130926A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 木探索ベクトル量子化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60130926A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62139415A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 符号化処理方式 |
| JP2599375B2 (ja) * | 1986-12-20 | 1997-04-09 | 富士通株式会社 | ベクトル量子化方法 |
| JP2959633B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1999-10-06 | 大日本印刷株式会社 | 高速ベクトル量子分化方法及び装置 |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP24044183A patent/JPS60130926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60130926A (ja) | 1985-07-12 |
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