JPH04188932A - 変換ラティス符号化方式 - Google Patents
変換ラティス符号化方式Info
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- JPH04188932A JPH04188932A JP31901090A JP31901090A JPH04188932A JP H04188932 A JPH04188932 A JP H04188932A JP 31901090 A JP31901090 A JP 31901090A JP 31901090 A JP31901090 A JP 31901090A JP H04188932 A JPH04188932 A JP H04188932A
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- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 22
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 10
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、音声や画像信号を圧縮して伝送する変換ラテ
ィス符号化方式に関するものである。
ィス符号化方式に関するものである。
従来の技術
近年、限られた伝送路容量を用いて、より高品質なデジ
タル音声やデジタル画像を伝送するために、変換符号化
やベクトル量子化等の信号圧縮技術が組み合わされて用
いられて来た。
タル音声やデジタル画像を伝送するために、変換符号化
やベクトル量子化等の信号圧縮技術が組み合わされて用
いられて来た。
以下図面を参照しながら、上述した従来の信号圧縮方式
の一例について説明する。
の一例について説明する。
第６図ないし第８図は、従来の信号圧縮方式の構成およ
び作用をそれぞれ説明するものである。
び作用をそれぞれ説明するものである。
第６図において、５は離散コサイン変換手段（以降、略
してＤＣＴと称す）、６はバンド分は手段、７は２連木
ベクトル量子化手段で、図示のごとく接続されている。
してＤＣＴと称す）、６はバンド分は手段、７は２連木
ベクトル量子化手段で、図示のごとく接続されている。
以上のように構成された信号圧縮方式について、以下そ
の作用を説明する。
の作用を説明する。
まず圧縮されるべき入力データＡは、ＤＣＴ手段５にお
いて、４点毎に離散コサイン変換され、周波数成分係数
Ｂとして、バンド分は手段６に入力される。周波数成分
係数Ｂは、第３図若しくは第７図に示すごとく４つの周
波数成分α１．β１゜γ１．δ□より一組みが構成され
る。
いて、４点毎に離散コサイン変換され、周波数成分係数
Ｂとして、バンド分は手段６に入力される。周波数成分
係数Ｂは、第３図若しくは第７図に示すごとく４つの周
波数成分α１．β１゜γ１．δ□より一組みが構成され
る。
バンド分は手段６は、この係数Ｂを−組みづつ周波数に
応じて３つのバンドＷＩないしＷ、に分け、それぞれを
ベクトル化する。本実施例の場合、Ｗ□ とＷＳ は、
１次元ベクトルとなり、Ｗ２は２次元ベクトルとなる。
応じて３つのバンドＷＩないしＷ、に分け、それぞれを
ベクトル化する。本実施例の場合、Ｗ□ とＷＳ は、
１次元ベクトルとなり、Ｗ２は２次元ベクトルとなる。
２進水ベクトル量子化手段７は、各バンド毎に定められ
た２進木をたどりながら、ＷｌないしＷａのバンドヘク
トルを量子化し、代表ラベルＶ、ないしｖ８等を出力デ
ータＦとして出力する（例えば、ｒＤＣＴ−ＶＱ方式を
用いた静止画復号化装置の検討」昭和６２年電子情報通
信学会情報・システム部門全国大会５９−７ｌ−３８１
頁）。
た２進木をたどりながら、ＷｌないしＷａのバンドヘク
トルを量子化し、代表ラベルＶ、ないしｖ８等を出力デ
ータＦとして出力する（例えば、ｒＤＣＴ−ＶＱ方式を
用いた静止画復号化装置の検討」昭和６２年電子情報通
信学会情報・システム部門全国大会５９−７ｌ−３８１
頁）。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような方式では、各バンドを構成
するベクトルの次元がまちまちであり、最適なベクトル
サイズを取りにくいという問題や、２連木ベクトル量子
化手段を用いるために、与えられたエントロピーで最小
歪を得ると言う意味での最適性が保てず、特に周波数の
高いバンドでは、ベクトルの分布が対称になるため、対
称分布をその対称軸で２分割する２進木方式では、符号
化効率の劣化が顕著になるという問題点を有していた。
するベクトルの次元がまちまちであり、最適なベクトル
サイズを取りにくいという問題や、２連木ベクトル量子
化手段を用いるために、与えられたエントロピーで最小
歪を得ると言う意味での最適性が保てず、特に周波数の
高いバンドでは、ベクトルの分布が対称になるため、対
称分布をその対称軸で２分割する２進木方式では、符号
化効率の劣化が顕著になるという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、変換符号化手段とベクトル
量子化手段を最適に組み合わせた信号圧縮方式を提供す
るものである。
量子化手段を最適に組み合わせた信号圧縮方式を提供す
るものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明の変換ラティス符号
化方式は、入力データを複数サンプル毎まとめてベクト
ル化するベクトル化手段と、該ベクトル化で得られたベ
クトルの分布スペクトルを局所的に集中させる離散コサ
イン変換等の座標変換手段と、該座標変換によって得ら
れた変換後の座標成分を各座標成分毎に複数個まとめて
新たなベクトル化を行う変換後ベクトル化手段と、これ
によって得られた該変換後ベクトルを、そのベクトル空
間内に一様分布した格子点のうち、最も近い格子点に写
像し、その格子点を含むボロノイ空間の重心を代表ベク
トルとして用いるものである。
化方式は、入力データを複数サンプル毎まとめてベクト
ル化するベクトル化手段と、該ベクトル化で得られたベ
クトルの分布スペクトルを局所的に集中させる離散コサ
イン変換等の座標変換手段と、該座標変換によって得ら
れた変換後の座標成分を各座標成分毎に複数個まとめて
新たなベクトル化を行う変換後ベクトル化手段と、これ
によって得られた該変換後ベクトルを、そのベクトル空
間内に一様分布した格子点のうち、最も近い格子点に写
像し、その格子点を含むボロノイ空間の重心を代表ベク
トルとして用いるものである。
作用
本発明は上記した構成によって、変換符号化手段の特徴
に合つた最適なベクトル量子化手段を組み合わせること
によって、符号化効率を改善することとなる。
に合つた最適なベクトル量子化手段を組み合わせること
によって、符号化効率を改善することとなる。
実施例
以下本発明の一実施例の変換ラティス符号化方式につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
第１図ないし第５図は、本発明の一実施例における変換
ラティス符号化方式の構成および作用を示すものである
。第１図において、１はベクトル化手段、２は座標変換
手段、３は変換後ベクトル化手段、４はラティス量子化
手段である。
ラティス符号化方式の構成および作用を示すものである
。第１図において、１はベクトル化手段、２は座標変換
手段、３は変換後ベクトル化手段、４はラティス量子化
手段である。
以上のように構成された変換ラティス符号化方式につい
て、以下第１図ないし第５図を用いてその動作を説明す
る。
て、以下第１図ないし第５図を用いてその動作を説明す
る。
画像などの入力データＡは、ベクトル化手段１において
、隣接する４点（ａｌ ＊ ｂｊ ＋ Ｃ＊ ＋
ｄＩ等）毎にまとめられ、座標変換手段２によって、
離散コサイン変換され、変換後座標成分Ｂになる。変換
後座標変換成分Ｂは、−組み４個の周波数成分（α１．
βｌ、γ真、δ１等）より構成される。
、隣接する４点（ａｌ ＊ ｂｊ ＋ Ｃ＊ ＋
ｄＩ等）毎にまとめられ、座標変換手段２によって、
離散コサイン変換され、変換後座標成分Ｂになる。変換
後座標変換成分Ｂは、−組み４個の周波数成分（α１．
βｌ、γ真、δ１等）より構成される。
変換後ベクトル化手段３は、各組の周波数成分の中から
、同じ周波数成分（即ち、同じ座標成分α寡。
、同じ周波数成分（即ち、同じ座標成分α寡。
α２．α３．α４等）を取り出して、変換後ベクトルＣ
を作る。ラティス量子化手段４は、変換後ベクトルを各
周波数毎にまとめ、本実施例の場合、４次元空間に−様
に分布したラティス点のうち、最も近い点に写像し、そ
の点の重心を代表スペクトルとするラベルｌ＋、１２等
を出力データＤとして出力する。
を作る。ラティス量子化手段４は、変換後ベクトルを各
周波数毎にまとめ、本実施例の場合、４次元空間に−様
に分布したラティス点のうち、最も近い点に写像し、そ
の点の重心を代表スペクトルとするラベルｌ＋、１２等
を出力データＤとして出力する。
ラティス量子化手段４は、多次元空間の一様量子化器で
あり、ベクトルの分布が−様な場合には、与えられたエ
ントロピー（即ちビットレート）で歪みを最小にする量
子化器であることが知られている。また、相関のない、
ピークを持つ分布に対しても、高い符号化効率を示すこ
とが知られている。変換後ベクトルＣの中では、直流成
分ベクトルαは、相関は強いが、はぼ−根分布を示し、
その他の高周波成分β、γ、δ等は、相関の無い、ピー
クを持つ成分をしているので、離散コサイン変換等の座
標変換手段２とラティス量子化手段４を組み合わせるこ
とで、はぼ最適な信号圧縮手段が実現されることとなる
。
あり、ベクトルの分布が−様な場合には、与えられたエ
ントロピー（即ちビットレート）で歪みを最小にする量
子化器であることが知られている。また、相関のない、
ピークを持つ分布に対しても、高い符号化効率を示すこ
とが知られている。変換後ベクトルＣの中では、直流成
分ベクトルαは、相関は強いが、はぼ−根分布を示し、
その他の高周波成分β、γ、δ等は、相関の無い、ピー
クを持つ成分をしているので、離散コサイン変換等の座
標変換手段２とラティス量子化手段４を組み合わせるこ
とで、はぼ最適な信号圧縮手段が実現されることとなる
。
また、ラティス量子化手段４は、−様量子化手段である
ため、ピークのある分布を持つたベクトルを量子化して
も、ピーク点を分割する確率は低く、符号化効率は低下
しない。さらに、量子化の際に、２進木ベクトル量子化
等で必要な歪み計算を行う必要が無く、多次元空間内の
一種の丸め処理で量子化が一意的に行われるので、符号
化速度が速い特徴がある。
ため、ピークのある分布を持つたベクトルを量子化して
も、ピーク点を分割する確率は低く、符号化効率は低下
しない。さらに、量子化の際に、２進木ベクトル量子化
等で必要な歪み計算を行う必要が無く、多次元空間内の
一種の丸め処理で量子化が一意的に行われるので、符号
化速度が速い特徴がある。
なお、本実施例において、座標変換手段２は離散コサイ
ン変換手段としたが、一般の座標変換手段で良く、例え
ば、フーリエ変換、アダマール変換、に−Ｌ変換等でも
良い。
ン変換手段としたが、一般の座標変換手段で良く、例え
ば、フーリエ変換、アダマール変換、に−Ｌ変換等でも
良い。
さらに本実施例では、変換後ベクトル化手段で、各周波
数成分毎にベクトル化を行ったが、幾つかの周波数を一
緒にベクトル化しても良い。
数成分毎にベクトル化を行ったが、幾つかの周波数を一
緒にベクトル化しても良い。
また、本実施例では、ラティス量子化手段４は、ボロノ
イ空間の重心を代表ベクトルとしたが、ラティス点その
ものでも良い。この場合、歪みは若干増すが、重心を求
める必要がなく、符号帳作成時の計算量が軽減される。
イ空間の重心を代表ベクトルとしたが、ラティス点その
ものでも良い。この場合、歪みは若干増すが、重心を求
める必要がなく、符号帳作成時の計算量が軽減される。
また、ラティス点は直交ラティス点でも良い。
この場合も歪みは若干増すが、符号化時の計算量が軽減
される。
される。
発明の効果
以上のように本発明によれば、入力データを複数サンプ
ル毎まとめてベクトル化するベクトル化手段と、該ベク
トル化で得られたベクトルの分布スペクトルを局所的に
集中させる離散コサイン変換等の座標変換手段と、該座
標変換によって得られた変換後の座標成分を各座標成分
毎に複数個まとめて新たなベクトル化を行う変換後ベク
トル化手段と、これによって得られた該変換後ベクトル
を、そのベクトル空間内に一様分布した格子点のうち、
最も近い格子点に写像し、その格子点を含ムホロノイ空
間の重心を代表ベクトルとして用いるラティス量子化手
段とにより構成されることによって、変換符号化方式の
特徴に合ったベクトル量子化が行われ、効率の良い信号
圧縮方式を実現することができる。
ル毎まとめてベクトル化するベクトル化手段と、該ベク
トル化で得られたベクトルの分布スペクトルを局所的に
集中させる離散コサイン変換等の座標変換手段と、該座
標変換によって得られた変換後の座標成分を各座標成分
毎に複数個まとめて新たなベクトル化を行う変換後ベク
トル化手段と、これによって得られた該変換後ベクトル
を、そのベクトル空間内に一様分布した格子点のうち、
最も近い格子点に写像し、その格子点を含ムホロノイ空
間の重心を代表ベクトルとして用いるラティス量子化手
段とにより構成されることによって、変換符号化方式の
特徴に合ったベクトル量子化が行われ、効率の良い信号
圧縮方式を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例における変換ラティス符号化
方式の構成図、第２図は入力データの構成を示す図、第
３図は変換後座標成分の構成を示す図、第４図は変換後
ベクトルの構成を示す図、第５図は出力データの構成を
示す図、第６図は従来の信号圧縮方式の構成図、第７図
はバンドベクトルの構成を示す図、第８図は従来の信号
圧縮方式の出力データを示す図である。 １・・・・・・ベクトル化手段、２・・・・・・座標変
換手段、３・・・・・・変換後ベクトル化手段、４・・
・・・・ラティス量子化手段、５・・・・・・離散コサ
イン変換手段（ＤＣＴ）、６・・・・・・バンド分は手
段、７・・・・・・２進木ベクトル量子化手段。 代理人の氏名 弁理士小鍜治明 ほか２名第 １ 図 紹２０ 虱、■ Ｃ’ Ｄ 第 ６１ 第 ７１！」 第 ８１・′１Ｆ
方式の構成図、第２図は入力データの構成を示す図、第
３図は変換後座標成分の構成を示す図、第４図は変換後
ベクトルの構成を示す図、第５図は出力データの構成を
示す図、第６図は従来の信号圧縮方式の構成図、第７図
はバンドベクトルの構成を示す図、第８図は従来の信号
圧縮方式の出力データを示す図である。 １・・・・・・ベクトル化手段、２・・・・・・座標変
換手段、３・・・・・・変換後ベクトル化手段、４・・
・・・・ラティス量子化手段、５・・・・・・離散コサ
イン変換手段（ＤＣＴ）、６・・・・・・バンド分は手
段、７・・・・・・２進木ベクトル量子化手段。 代理人の氏名 弁理士小鍜治明 ほか２名第 １ 図 紹２０ 虱、■ Ｃ’ Ｄ 第 ６１ 第 ７１！」 第 ８１・′１Ｆ
Claims (5)
- （１）入力データを複数サンプル毎まとめてベクトル化
するベクトル化手段と、該ベクトル化で得られたベクト
ルの座標変換を行う座標変換手段と、該座標変換によっ
て得られた変換後の各座標成分を複数個まとめて新たな
ベクトル化を行う変換後ベクトル化手段と、これによっ
て得られた該変換後ベクトルを、そのベクトル空間内に
一様分布した格子点のうち、最も近い格子点に写像する
ラティス量子化手段とによって、元の入力データを圧縮
することを特徴とする変換ラティス符号化方式。 - （２）座標変換手段は、離散コサイン変換であることを
特徴とする請求項（１）記載の変換ラティス符号化方式
。 - （３）変換ベクトル化手段は、変換後の各座標成分毎に
、その変換後座標成分を複数個まとめてベクトル化する
ことを特徴とする請求項（１）記載の変換ラティス符号
化方式。 - （４）ラティス量子化手段は、格子点の代表値としてそ
の格子点を含むボロノイ空間の重心を用いることを特徴
とする請求項（１）記載の変換ラティス符号化方式。 - （５）ラティス量子化手段は、直交ラティス点を代表値
として用いることを特徴とする請求項（１）記載の変換
ラティス符号化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31901090A JPH04188932A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 変換ラティス符号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31901090A JPH04188932A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 変換ラティス符号化方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188932A true JPH04188932A (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=18105495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31901090A Pending JPH04188932A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 変換ラティス符号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04188932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7298925B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-11-20 | International Business Machines Corporation | Efficient scaling in transform domain |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP31901090A patent/JPH04188932A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7298925B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-11-20 | International Business Machines Corporation | Efficient scaling in transform domain |
| US7474805B2 (en) | 2003-09-30 | 2009-01-06 | International Business Machines Corporation | Efficient scaling in transform domain |
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