JPH04245718A - ベクトル量子化方式 - Google Patents
ベクトル量子化方式Info
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- JPH04245718A JPH04245718A JP2773691A JP2773691A JPH04245718A JP H04245718 A JPH04245718 A JP H04245718A JP 2773691 A JP2773691 A JP 2773691A JP 2773691 A JP2773691 A JP 2773691A JP H04245718 A JPH04245718 A JP H04245718A
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- vector
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- circuits
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Links
- 239000013598 vector Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ベクトルを量子化する
方式に関し、特にコードブックを用いるベクトル量子化
をプロセッサによって行う際における、最適ベクトルの
探索を高速化するためのベクトル量子化方式に関するも
のである。
方式に関し、特にコードブックを用いるベクトル量子化
をプロセッサによって行う際における、最適ベクトルの
探索を高速化するためのベクトル量子化方式に関するも
のである。
【０００２】音声の帯域圧縮を行う場合等においては、
コードブック中に予め登録されているパターンを、演算
回路を用いてパターンマッチングを行って選択すること
によって、量子化する方式が用いられている。
コードブック中に予め登録されているパターンを、演算
回路を用いてパターンマッチングを行って選択すること
によって、量子化する方式が用いられている。
【０００３】このようなベクトル量子化方式においては
、演算回路の規模をあまり大きくすることなく、最適ベ
クトルの探索を高速に行えることが要望される。
、演算回路の規模をあまり大きくすることなく、最適ベ
クトルの探索を高速に行えることが要望される。
【０００４】
【従来の技術】コードブックを使用したベクトル量子化
方式においては、要求される量子化精度によって使用す
るコードのビット長が定まり、これによって演算回路の
演算速度が定まることになる。従来のコードブックを用
いたベクトル量子化方式においては、同精度の演算回路
を１個または複数個使用して、最適ベクトルの探索を行
っていた。
方式においては、要求される量子化精度によって使用す
るコードのビット長が定まり、これによって演算回路の
演算速度が定まることになる。従来のコードブックを用
いたベクトル量子化方式においては、同精度の演算回路
を１個または複数個使用して、最適ベクトルの探索を行
っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この場合、演算回路を
複数個使用して並列処理を行えば、処理の高速化を図る
ことができるが、反面、回路規模が大きくなるという問
題がある。本発明は、このような従来技術の課題を解決
しようとするものであって、演算回路の規模をあまり大
きくすることなく演算速度を向上することができるベク
トル量子化方式を提供することを目的としている。
複数個使用して並列処理を行えば、処理の高速化を図る
ことができるが、反面、回路規模が大きくなるという問
題がある。本発明は、このような従来技術の課題を解決
しようとするものであって、演算回路の規模をあまり大
きくすることなく演算速度を向上することができるベク
トル量子化方式を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数個の低精
度の演算回路と、一個の高精度の演算回路と、この高精
度の演算回路に対応する精度を有する複数個のベクトル
データを保持するコードブックとを備え、複数個の低精
度の演算回路において、コードブックのデータをこの低
精度の演算回路の個数によって分割したデータの上位桁
部分と、入力データの上位桁部分とをそれぞれ比較して
、入力データとの誤差が最小となるデータを最適ベクト
ル候補として選出し、高精度の演算回路において、選出
された各最適ベクトル候補の全桁のすべてのデータと入
力データの全桁とを比較して、入力データとの誤差が最
小となるデータを最適ベクトルとして選出することを特
徴とするものである。
度の演算回路と、一個の高精度の演算回路と、この高精
度の演算回路に対応する精度を有する複数個のベクトル
データを保持するコードブックとを備え、複数個の低精
度の演算回路において、コードブックのデータをこの低
精度の演算回路の個数によって分割したデータの上位桁
部分と、入力データの上位桁部分とをそれぞれ比較して
、入力データとの誤差が最小となるデータを最適ベクト
ル候補として選出し、高精度の演算回路において、選出
された各最適ベクトル候補の全桁のすべてのデータと入
力データの全桁とを比較して、入力データとの誤差が最
小となるデータを最適ベクトルとして選出することを特
徴とするものである。
【０００７】
【作用】図１は本発明の原理的構成を示したものであっ
て、１１，１２ は複数個の低精度の演算回路、２は高
精度の演算回路、３は演算回路２と同じビット長のＭ個
のデータからなるコードブックである。
て、１１，１２ は複数個の低精度の演算回路、２は高
精度の演算回路、３は演算回路２と同じビット長のＭ個
のデータからなるコードブックである。
【０００８】演算回路１１，１２ は、コードブック３
のデータを演算回路の個数に合わせて分割した、例えば
Ｍ／２個ずつのデータを用いて、短いビット長によって
入力サンプルデータとの比較を行い、入力データとの誤
差が最小となるものを選択することによって、いくつか
の候補ベクトルを選びだす。
のデータを演算回路の個数に合わせて分割した、例えば
Ｍ／２個ずつのデータを用いて、短いビット長によって
入力サンプルデータとの比較を行い、入力データとの誤
差が最小となるものを選択することによって、いくつか
の候補ベクトルを選びだす。
【０００９】次にこのようにして選びだされた候補ベク
トルのみを用いて、コードブック（適応コードブック）
を再構成し、演算回路２を用いて長いビット長によって
比較を行い、入力データとの誤差が最小となるものを選
択することによって、一個のベクトルを選びだす。この
ようにして選ばれたベクトルは、演算精度が高いので所
要の最適ベクトルである。
トルのみを用いて、コードブック（適応コードブック）
を再構成し、演算回路２を用いて長いビット長によって
比較を行い、入力データとの誤差が最小となるものを選
択することによって、一個のベクトルを選びだす。この
ようにして選ばれたベクトルは、演算精度が高いので所
要の最適ベクトルである。
【００１０】図２は、本発明の作用を説明するものであ
って、図１におけると同じものを同じ番号で示している
。演算回路１１，１２ において、１１１，１１２ は
分割されたコードブック、１２１，１２２ は比較器、
１３１，１３２ は二乗誤差計算部、１４１，１４２
は最小化部である。 また演算回路２において、１１３ は最適ベクトル候補
からなる適応コードブック、１２３ は比較器、１３３
は二乗誤差計算部、１４３ は最小化部である。
って、図１におけると同じものを同じ番号で示している
。演算回路１１，１２ において、１１１，１１２ は
分割されたコードブック、１２１，１２２ は比較器、
１３１，１３２ は二乗誤差計算部、１４１，１４２
は最小化部である。 また演算回路２において、１１３ は最適ベクトル候補
からなる適応コードブック、１２３ は比較器、１３３
は二乗誤差計算部、１４３ は最小化部である。
【００１１】コードブック３には、ディジタル値をイン
デックスとして、これに対応する特定のコードからなる
Ｍ個のベクトルデータを保持している。これらのベクト
ルデータのインデックスは、サンプルデータ入力と同じ
ビット長を有している。コードブック１１１，１１２
は、コードブック３の有するＭ個のデータを２分割した
、それぞれＭ／２個のベクトルデータを有している。比
較器１２１，１２２ においては、サンプルデータ入力
とコードブック１１１，１１２ のインデックスとをデ
ィジタル的に比較して誤差を出力する。二乗誤差計算部
１３１，１３２ は、比較器１２１，１２２ の出力に
対して二乗誤差の計算を行い、最小化部１４１，１４２
はこの二乗誤差が最小となるように、コードブック１
１１，１１２ のインデックスを変化させることによっ
て、サンプルデータ入力に近い候補ベクトルのインデッ
クスを決定する。
デックスとして、これに対応する特定のコードからなる
Ｍ個のベクトルデータを保持している。これらのベクト
ルデータのインデックスは、サンプルデータ入力と同じ
ビット長を有している。コードブック１１１，１１２
は、コードブック３の有するＭ個のデータを２分割した
、それぞれＭ／２個のベクトルデータを有している。比
較器１２１，１２２ においては、サンプルデータ入力
とコードブック１１１，１１２ のインデックスとをデ
ィジタル的に比較して誤差を出力する。二乗誤差計算部
１３１，１３２ は、比較器１２１，１２２ の出力に
対して二乗誤差の計算を行い、最小化部１４１，１４２
はこの二乗誤差が最小となるように、コードブック１
１１，１１２ のインデックスを変化させることによっ
て、サンプルデータ入力に近い候補ベクトルのインデッ
クスを決定する。
【００１２】この場合、コードブック１１１，１１２
のインデックスは、サンプルデータ入力と等しいビット
長を有しているが、演算回路１１，１２ のビット長は
このビット長より短いので、コードブック１１１，１１
２ のインデックスの下桁と、サンプルデータ入力の下
桁は打ち切られて演算には用いられない。
のインデックスは、サンプルデータ入力と等しいビット
長を有しているが、演算回路１１，１２ のビット長は
このビット長より短いので、コードブック１１１，１１
２ のインデックスの下桁と、サンプルデータ入力の下
桁は打ち切られて演算には用いられない。
【００１３】次に、演算回路２において、演算回路１１
，１２ において決定された候補ベクトルに対応するす
べての全桁のインデックスを最適ベクトル候補としてコ
ードブック１１３ に設定し、比較器１２３ において
、サンプルデータ入力の全桁の値と比較して誤差を出力
する。二乗誤差計算部１３３ は、比較器１２３ の出
力に対して二乗誤差の計算を行い、最小化部１４３ は
この二乗誤差が最小となるように、コードブック１１３
のインデックスを変化させることによって、サンプル
データ入力に最も近いベクトルのインデックスを決定す
る。このようにして決定されたインデックスに対応して
コードブックから読み出されたベクトルは、所要の高精
度を有する最適ベクトルである。
，１２ において決定された候補ベクトルに対応するす
べての全桁のインデックスを最適ベクトル候補としてコ
ードブック１１３ に設定し、比較器１２３ において
、サンプルデータ入力の全桁の値と比較して誤差を出力
する。二乗誤差計算部１３３ は、比較器１２３ の出
力に対して二乗誤差の計算を行い、最小化部１４３ は
この二乗誤差が最小となるように、コードブック１１３
のインデックスを変化させることによって、サンプル
データ入力に最も近いベクトルのインデックスを決定す
る。このようにして決定されたインデックスに対応して
コードブックから読み出されたベクトルは、所要の高精
度を有する最適ベクトルである。
【００１４】従って本発明によれば、回路規模をあまり
増大させることなく、コードブックの探索を高速化する
ことができる。なおこの場合、ビット長の短い演算回路
は、２個に限らず任意の複数個でもよく、この場合は、
コードブックの分割も演算回路の個数に合わせて行う。 またビット長の長い演算回路２は、ビット長の短い演算
回路１１，１２ と別に設けてもよく、または演算回路
１１，１２ を縦続に接続して構成してもよい。さらに
演算回路１１，１２ および２におけるデータの選出は
、最小二乗法を用いて誤差が最小となるデータを選択す
る方法に限らず、任意の方法によって行うことができる
。
増大させることなく、コードブックの探索を高速化する
ことができる。なおこの場合、ビット長の短い演算回路
は、２個に限らず任意の複数個でもよく、この場合は、
コードブックの分割も演算回路の個数に合わせて行う。 またビット長の長い演算回路２は、ビット長の短い演算
回路１１，１２ と別に設けてもよく、または演算回路
１１，１２ を縦続に接続して構成してもよい。さらに
演算回路１１，１２ および２におけるデータの選出は
、最小二乗法を用いて誤差が最小となるデータを選択す
る方法に限らず、任意の方法によって行うことができる
。
【００１５】
【実施例】図３は、本発明の一実施例を示したものであ
って、図１におけると同じものを同じ番号で示し、ＡＨ
，ＢＨは演算回路１１ に対する入力データ保持用レジ
スタ、ＣＨは演算回路１１ に対する出力データ保持用
レジスタである。またＡＬ，ＢＬは演算回路１２ に対
する入力データ保持用レジスタ、ＣＬは演算回路１２
に対する出力データ保持用レジスタである。演算回路１
１，１２ はそれぞれプロセッサを有し、ビット長の短
い（粗い精度の）演算回路を構成しており、入力データ
保持用レジスタＡＨ，ＢＨ，ＡＬ，ＢＬおよび出力デー
タ保持用レジスタＣＨ，ＣＬは、演算回路１１，１２
に対応するビット長を有している。
って、図１におけると同じものを同じ番号で示し、ＡＨ
，ＢＨは演算回路１１ に対する入力データ保持用レジ
スタ、ＣＨは演算回路１１ に対する出力データ保持用
レジスタである。またＡＬ，ＢＬは演算回路１２ に対
する入力データ保持用レジスタ、ＣＬは演算回路１２
に対する出力データ保持用レジスタである。演算回路１
１，１２ はそれぞれプロセッサを有し、ビット長の短
い（粗い精度の）演算回路を構成しており、入力データ
保持用レジスタＡＨ，ＢＨ，ＡＬ，ＢＬおよび出力デー
タ保持用レジスタＣＨ，ＣＬは、演算回路１１，１２
に対応するビット長を有している。
【００１６】コードブック３のＭ個のベクトルデータに
対応するインデックスデータを、Ｍ／２個ずつ順次それ
ぞれ入力データ保持用レジスタＡＨ，ＡＬに保持し、同
時にサンプルデータ入力を入力データ保持用レジスタＢ
Ｈ，ＢＬに保持して、演算回路１１，１２ において、
それぞれ入力データ保持用レジスタＡＨとＢＨ、および
ＡＬとＢＬの内容について、前述のように二乗誤差を最
小にする演算を行って、サンプルデータとの誤差が最小
になるものとして決定された、複数個のインデックスデ
ータをそれぞれ出力データ保持用レジスタＣＨ，ＣＬに
保持する。ただしこの場合の演算は、コードブック３の
Ｍ個のベクトルデータに対応するインデックスデータの
、演算回路１１ および１２ のビット数と等しい上位
桁、およびサンプルデータ入力の同じビット数の上位桁
のみについて行われる。
対応するインデックスデータを、Ｍ／２個ずつ順次それ
ぞれ入力データ保持用レジスタＡＨ，ＡＬに保持し、同
時にサンプルデータ入力を入力データ保持用レジスタＢ
Ｈ，ＢＬに保持して、演算回路１１，１２ において、
それぞれ入力データ保持用レジスタＡＨとＢＨ、および
ＡＬとＢＬの内容について、前述のように二乗誤差を最
小にする演算を行って、サンプルデータとの誤差が最小
になるものとして決定された、複数個のインデックスデ
ータをそれぞれ出力データ保持用レジスタＣＨ，ＣＬに
保持する。ただしこの場合の演算は、コードブック３の
Ｍ個のベクトルデータに対応するインデックスデータの
、演算回路１１ および１２ のビット数と等しい上位
桁、およびサンプルデータ入力の同じビット数の上位桁
のみについて行われる。
【００１７】次に、出力用レジスタＣＨ，ＣＬに保持さ
れている上位桁のインデックスに対応するすべての全桁
のインデックスをコードブック３から順次読み出して、
入力保持用レジスタＡＨとＡＬとを直列にして保持する
。これと同時にサンプルデータ入力の全桁を、入力保持
用レジスタＢＨとＢＬとを直列にして保持する。そして
演算回路１１ と１２ とを縦続に接続して、入力保持
用レジスタＡＨ，ＡＬの内容と、入力保持用レジスタＢ
Ｈ，ＢＬの内容とについて、前述のように二乗誤差を最
小にする演算を行う。この際、下位桁の演算回路１２
で生じたキャリーは、上位桁の演算回路１１ の演算に
用いられる。このようにしてサンプルデータとの誤差が
最小になるものとして決定された、インデックスデータ
を出力データ保持用レジスタＣＨとＣＬを直列にして保
持する。
れている上位桁のインデックスに対応するすべての全桁
のインデックスをコードブック３から順次読み出して、
入力保持用レジスタＡＨとＡＬとを直列にして保持する
。これと同時にサンプルデータ入力の全桁を、入力保持
用レジスタＢＨとＢＬとを直列にして保持する。そして
演算回路１１ と１２ とを縦続に接続して、入力保持
用レジスタＡＨ，ＡＬの内容と、入力保持用レジスタＢ
Ｈ，ＢＬの内容とについて、前述のように二乗誤差を最
小にする演算を行う。この際、下位桁の演算回路１２
で生じたキャリーは、上位桁の演算回路１１ の演算に
用いられる。このようにしてサンプルデータとの誤差が
最小になるものとして決定された、インデックスデータ
を出力データ保持用レジスタＣＨとＣＬを直列にして保
持する。
【００１８】この場合の演算は、コードブック３のＭ個
のベクトルデータに対応するインデックスデータの全桁
について行われるので、決定されたインデックスに対応
して、コードブック３から読み出されるベクトルは、所
要の高精度を有する最適ベクトルである。なおこの場合
、演算回路２の演算用クロックは、演算するデータのビ
ット長が長いので、演算回路１１，１２ で短いビット
長のデータの演算を行う場合より、周期を長くすること
が必要である。
のベクトルデータに対応するインデックスデータの全桁
について行われるので、決定されたインデックスに対応
して、コードブック３から読み出されるベクトルは、所
要の高精度を有する最適ベクトルである。なおこの場合
、演算回路２の演算用クロックは、演算するデータのビ
ット長が長いので、演算回路１１，１２ で短いビット
長のデータの演算を行う場合より、周期を長くすること
が必要である。
【００１９】このように本発明のベクトル量子化方式で
は、コードブックを用いてベクトル量子化を行う際に、
低精度の演算回路を複数個備えるとともに、コードブッ
クを演算回路の個数に合わせて分割して、それぞれの演
算回路において、サンプルデータ入力との間で予め低精
度の演算を行って候補ベクトルを複数個選出し、次に決
定された候補ベクトルについて高精度の演算回路におい
て、高精度の演算を行って最適ベクトルを求めるように
したので、高精度の演算回路を１個備えてすべての演算
を高精度で行う場合と比較して、全体の演算回数を少な
くできるとともに、特に演算時間を多く必要とする高精
度の演算量を少なくすることができるので、全体として
演算時間を短縮することができる。この場合、回路構成
上増加するのは低精度の演算回路だけなので、回路規模
の増大は比較的少なく、特に複数個の低精度の演算回路
を合成して高精度の演算回路を構成するようにすれば、
回路規模の増大はさらに少なくなる。
は、コードブックを用いてベクトル量子化を行う際に、
低精度の演算回路を複数個備えるとともに、コードブッ
クを演算回路の個数に合わせて分割して、それぞれの演
算回路において、サンプルデータ入力との間で予め低精
度の演算を行って候補ベクトルを複数個選出し、次に決
定された候補ベクトルについて高精度の演算回路におい
て、高精度の演算を行って最適ベクトルを求めるように
したので、高精度の演算回路を１個備えてすべての演算
を高精度で行う場合と比較して、全体の演算回数を少な
くできるとともに、特に演算時間を多く必要とする高精
度の演算量を少なくすることができるので、全体として
演算時間を短縮することができる。この場合、回路構成
上増加するのは低精度の演算回路だけなので、回路規模
の増大は比較的少なく、特に複数個の低精度の演算回路
を合成して高精度の演算回路を構成するようにすれば、
回路規模の増大はさらに少なくなる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ードブックを用いたベクトル量子化回路において、回路
規模をあまり増大させずに演算速度を向上させることが
できるようになる。
ードブックを用いたベクトル量子化回路において、回路
規模をあまり増大させずに演算速度を向上させることが
できるようになる。
【図１】本発明の原理的構成を示す図である。
【図２】本発明の作用を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例を示す図である。
１１，１２ 低精度の演算回路
２ 高精度の演算回路
３ コードブック
Claims (3)
- 【請求項１】 複数個の低精度の演算回路（１１，１
２ ）と、一個の高精度の演算回路（２）と、該高精度
の演算回路（２）に対応する精度を有する複数個のベク
トルデータを保持するコードブック（３）とを備え、該
複数個の低精度の演算回路（１１，１２ ）において該
コードブック（３）のデータを該低精度の演算回路（１
１，１２ ）の個数によって分割したデータの上位桁部
分と、入力データの上位桁部分とをそれぞれ比較して該
入力データとの誤差が最小となるデータを最適ベクトル
候補として選出し、前記高精度の演算回路（２）におい
て該選出された各最適ベクトル候補の全桁のすべてのデ
ータと入力データの全桁とを比較して該入力データとの
誤差が最小となるデータを最適ベクトルとして選出する
ことを特徴とするベクトル量子化方式。 - 【請求項２】 前記高精度の演算回路（２）が前記複
数個の低精度の演算回路（１１，１２ ）を縦続に接続
して構成されることを特徴とする請求項１に記載のベク
トル量子化方式。 - 【請求項３】 前記低精度および高精度の各演算回路
（１１，１２，２）における誤差を最小にする演算が二
乗誤差を最小にするように各コードブックデータのイン
デックスを決定することによって行われることを特徴と
する請求項１または２に記載のベクトル量子化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2773691A JPH04245718A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | ベクトル量子化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2773691A JPH04245718A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | ベクトル量子化方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04245718A true JPH04245718A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=12229316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2773691A Withdrawn JPH04245718A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | ベクトル量子化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04245718A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522487A (ja) * | 2000-02-05 | 2003-07-22 | ユニバーシティ オブ ストラスクライド | データ圧縮法 |
| JP2007173957A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Kddi Corp | ベクトル量子化装置 |
| JP2009021873A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Sony Corp | ベクトル量子化装置、及び、ベクトル量子化方法 |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP2773691A patent/JPH04245718A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522487A (ja) * | 2000-02-05 | 2003-07-22 | ユニバーシティ オブ ストラスクライド | データ圧縮法 |
| JP2007173957A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Kddi Corp | ベクトル量子化装置 |
| JP4637013B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2011-02-23 | Ｋｄｄｉ株式会社 | ベクトル量子化装置 |
| JP2009021873A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Sony Corp | ベクトル量子化装置、及び、ベクトル量子化方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |