JPH0514207A - ベクトル量子化の符号伝送法 - Google Patents
ベクトル量子化の符号伝送法Info
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- JPH0514207A JPH0514207A JP16683091A JP16683091A JPH0514207A JP H0514207 A JPH0514207 A JP H0514207A JP 16683091 A JP16683091 A JP 16683091A JP 16683091 A JP16683091 A JP 16683091A JP H0514207 A JPH0514207 A JP H0514207A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 音声や画像の信号系列をディジタル符号化す
る方法において、伝送路符号誤りがある場合も含め、符
号化による歪を小さく抑えたまま少い情報量で符号化す
る。 【構成】 ベクトル量子化における符号器や復号器での
距離計算や再生ベクトル合成の処理に有利な符号の構成
と、符号誤りの修正に有利な伝送路での符号の構成を分
離する。すなわち、伝送路符号誤りの影響を軽減するた
め、符号帳中から選択したベクトルと極性の積で表わし
た再生ベクトルと伝送路符号との２乗距離の関係をもと
に作成した変換表１４および逆変換表１６を備え、符号
器１２は、入力ベクトルと符号帳１１中のベクトルの距
離計算により、ベクトルを選択する符号と極性か利得の
符号を求め、対応変換部１３は、それらの符号を接合し
た伝送路符号を変換表１４を用いて変換した後、伝送路
１９に送出し、対応逆変換部１５は、伝送路１９を介し
て得た符号データを逆変換表１６を用いて逆変換し、復
号器１８は、ベクトル符号と極性か利得の符号を再現し
て再生ベクトルを得る。
る方法において、伝送路符号誤りがある場合も含め、符
号化による歪を小さく抑えたまま少い情報量で符号化す
る。 【構成】 ベクトル量子化における符号器や復号器での
距離計算や再生ベクトル合成の処理に有利な符号の構成
と、符号誤りの修正に有利な伝送路での符号の構成を分
離する。すなわち、伝送路符号誤りの影響を軽減するた
め、符号帳中から選択したベクトルと極性の積で表わし
た再生ベクトルと伝送路符号との２乗距離の関係をもと
に作成した変換表１４および逆変換表１６を備え、符号
器１２は、入力ベクトルと符号帳１１中のベクトルの距
離計算により、ベクトルを選択する符号と極性か利得の
符号を求め、対応変換部１３は、それらの符号を接合し
た伝送路符号を変換表１４を用いて変換した後、伝送路
１９に送出し、対応逆変換部１５は、伝送路１９を介し
て得た符号データを逆変換表１６を用いて逆変換し、復
号器１８は、ベクトル符号と極性か利得の符号を再現し
て再生ベクトルを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声や画像の信号系列
をディジタル符号化する方法に関し、特に伝送路符号誤
りがある場合も含め、符号化による歪を小さく抑えたま
ま少い情報量で符号化するのに好適なベクトル量子化の
符号伝送法に関する。
をディジタル符号化する方法に関し、特に伝送路符号誤
りがある場合も含め、符号化による歪を小さく抑えたま
ま少い情報量で符号化するのに好適なベクトル量子化の
符号伝送法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、音声や画像信号を能率よく量子化
する方法としては、複数サンプルからなるベクトルを単
位とするベクトル量子化がよく用いられる。特に、図２
に示すように、Ｎビットで符号帳２１中のベクトルを選
択し、そのベクトルの極性を１ビットで表わし、再生ベ
クトルを表現する方法がよく用いられる。この方法を用
いると、Ｎビット分の符号帳２１の容量と歪計算部２２
の距離計算で、（Ｎ＋１）ビット分に相当するパターン
からの選択ができる。また、この場合、符号化誤りによ
る歪の増大を抑えるために、Ｎビットの符号帳中で伝送
路符号の組み替えを行う方法が知られている。これは、
伝送路符号上での１ビットの誤りによって、符号帳中の
ベクトルの変化が大きくならないような伝送路符号とベ
クトルの対応づけを行うものである。なお、ベクトル量
子化器については、例えば「ワイ・リンデ,エー・ブゾ ア
ンドアール・エム・グレイ:アン アルゴリズム フォー ベ
クター クウォンタイザ デザイン,アイ・イー・イー・イー
トランス.コム,２８,第８４頁−９５頁（１９８０）(Y.
Linde,A.Buzo and R.M.Gray:An algorithm for vector
quantizer design,IEEE Trans.Comn,28,pp.84-95(198
0))」において論じられている。
する方法としては、複数サンプルからなるベクトルを単
位とするベクトル量子化がよく用いられる。特に、図２
に示すように、Ｎビットで符号帳２１中のベクトルを選
択し、そのベクトルの極性を１ビットで表わし、再生ベ
クトルを表現する方法がよく用いられる。この方法を用
いると、Ｎビット分の符号帳２１の容量と歪計算部２２
の距離計算で、（Ｎ＋１）ビット分に相当するパターン
からの選択ができる。また、この場合、符号化誤りによ
る歪の増大を抑えるために、Ｎビットの符号帳中で伝送
路符号の組み替えを行う方法が知られている。これは、
伝送路符号上での１ビットの誤りによって、符号帳中の
ベクトルの変化が大きくならないような伝送路符号とベ
クトルの対応づけを行うものである。なお、ベクトル量
子化器については、例えば「ワイ・リンデ,エー・ブゾ ア
ンドアール・エム・グレイ:アン アルゴリズム フォー ベ
クター クウォンタイザ デザイン,アイ・イー・イー・イー
トランス.コム,２８,第８４頁−９５頁（１９８０）(Y.
Linde,A.Buzo and R.M.Gray:An algorithm for vector
quantizer design,IEEE Trans.Comn,28,pp.84-95(198
0))」において論じられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、Ｎ
ビットの符号ベクトルを符号帳中に蓄えるとき、各ベク
トルに極性の自由度はあるが、伝送路符号誤りを考慮し
てこの自由度を決定することや、極性の符号も含めた
（Ｎ＋１）ビットの符号としての伝送路符号誤りに対す
る最適化は行われていなかった。本発明の目的は、この
ような問題点を改善し、ベクトル量子化において、伝送
路符号誤りのない場合の量子化の歪や必要な演算量等の
性能を維持したまま、伝送路符号誤りのある場合の歪を
軽減することが可能なベクトル量子化の符号伝送法を提
供することにある。
ビットの符号ベクトルを符号帳中に蓄えるとき、各ベク
トルに極性の自由度はあるが、伝送路符号誤りを考慮し
てこの自由度を決定することや、極性の符号も含めた
（Ｎ＋１）ビットの符号としての伝送路符号誤りに対す
る最適化は行われていなかった。本発明の目的は、この
ような問題点を改善し、ベクトル量子化において、伝送
路符号誤りのない場合の量子化の歪や必要な演算量等の
性能を維持したまま、伝送路符号誤りのある場合の歪を
軽減することが可能なベクトル量子化の符号伝送法を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のベクトル量子化の符号伝送法は、信号系列
を複数サンプルからなるベクトル単位に分割し、再生ベ
クトルを、符号帳中から選択したベクトルと極性か利得
の積で表わすベクトル量子化法において、伝送路符号誤
りの影響を軽減するため、上記再生ベクトルと伝送路符
号の２乗距離の関係をもとにして予め作成した変換表お
よび逆変換表を備え、符号器側では、入力ベクトルと符
号帳中のベクトルの距離計算により、ベクトルを選択す
る符号と極性か利得の符号を求め、それらの符号を接合
した伝送路符号を変換表を用いて変換した後、伝送路に
送出し、復号器側では、伝送路を介して得た符号データ
を逆変換表を用いて逆変換し、ベクトル符号と極性か利
得の符号を再現して再生ベクトルを得ることに特徴があ
る。
め、本発明のベクトル量子化の符号伝送法は、信号系列
を複数サンプルからなるベクトル単位に分割し、再生ベ
クトルを、符号帳中から選択したベクトルと極性か利得
の積で表わすベクトル量子化法において、伝送路符号誤
りの影響を軽減するため、上記再生ベクトルと伝送路符
号の２乗距離の関係をもとにして予め作成した変換表お
よび逆変換表を備え、符号器側では、入力ベクトルと符
号帳中のベクトルの距離計算により、ベクトルを選択す
る符号と極性か利得の符号を求め、それらの符号を接合
した伝送路符号を変換表を用いて変換した後、伝送路に
送出し、復号器側では、伝送路を介して得た符号データ
を逆変換表を用いて逆変換し、ベクトル符号と極性か利
得の符号を再現して再生ベクトルを得ることに特徴があ
る。
【０００５】
【作用】本発明においては、ベクトル量子化における符
号器や復号器での距離計算や再生ベクトル合成の処理に
有利な符号（従来の伝送路符号）の構成と、符号誤りの
修正に有利な伝送路での符号の構成を分離する。すなわ
ち、相互の符号構成の対応関係を、符号器側の対応変換
部が変換表を用いて変換し、また、復号器側の対応逆変
換部では、逆変換表により逆変換を行って再生ベクトル
を得る。これにより、符号誤りに強い伝送路符号を構成
でき、伝送路上で符号誤りが生じても、ベクトル量子化
による歪を再生データ全体で低く抑えることができる。
号器や復号器での距離計算や再生ベクトル合成の処理に
有利な符号（従来の伝送路符号）の構成と、符号誤りの
修正に有利な伝送路での符号の構成を分離する。すなわ
ち、相互の符号構成の対応関係を、符号器側の対応変換
部が変換表を用いて変換し、また、復号器側の対応逆変
換部では、逆変換表により逆変換を行って再生ベクトル
を得る。これにより、符号誤りに強い伝送路符号を構成
でき、伝送路上で符号誤りが生じても、ベクトル量子化
による歪を再生データ全体で低く抑えることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１は、本発明の一実施例におけるベクトル量子化
装置の構成図である。図１において、１１は符号器側の
符号帳、１２は符号器、１３は符号器１２の作成した伝
送路符号を変換するための対応変換部、１４はその変換
に用いる変換表、１５は符号器側から送られた符号を逆
変換するための対応逆変換部、１６はその逆変換に用い
る逆変換表、１７は復号器側の符号帳、１８は復号器、
１９は符号器側と復号器側とを結ぶ伝送路である。本実
施例では、従来と同様の機能を有する符号器１２と復号
器１８の他に、伝送路１９をはさんで符号構成の変換／
逆変換を行う対応変換部１３および対応逆変換部１５を
備える。ここで、本実施例で用いる符号の構成について
述べる。図３は、本発明の一実施例における符号の構成
例図である。本実施例では、４次元のベクトル符号２ビ
ット、極性符号１ビットで再生ベクトルを構成する。ま
た、ベクトルの距離としては、２乗距離を用いる。図３
において、極性符号が「１」の欄のベクトルは、極性符
号が「０」の欄のベクトルを反転させたもので、再生ベ
クトルとしては存在するが、符号帳には不用であり、距
離計算にも使用されない。この場合、ベクトルおよび極
性を含めた符号の変換を説明するための参考として記し
ている。いま、入力ベクトルをＸ、符号帳ベクトルをＣ
とし、２乗歪を用いた歪をｄとして、Ｔをベクトルの転
置を示すものとすると、
る。図１は、本発明の一実施例におけるベクトル量子化
装置の構成図である。図１において、１１は符号器側の
符号帳、１２は符号器、１３は符号器１２の作成した伝
送路符号を変換するための対応変換部、１４はその変換
に用いる変換表、１５は符号器側から送られた符号を逆
変換するための対応逆変換部、１６はその逆変換に用い
る逆変換表、１７は復号器側の符号帳、１８は復号器、
１９は符号器側と復号器側とを結ぶ伝送路である。本実
施例では、従来と同様の機能を有する符号器１２と復号
器１８の他に、伝送路１９をはさんで符号構成の変換／
逆変換を行う対応変換部１３および対応逆変換部１５を
備える。ここで、本実施例で用いる符号の構成について
述べる。図３は、本発明の一実施例における符号の構成
例図である。本実施例では、４次元のベクトル符号２ビ
ット、極性符号１ビットで再生ベクトルを構成する。ま
た、ベクトルの距離としては、２乗距離を用いる。図３
において、極性符号が「１」の欄のベクトルは、極性符
号が「０」の欄のベクトルを反転させたもので、再生ベ
クトルとしては存在するが、符号帳には不用であり、距
離計算にも使用されない。この場合、ベクトルおよび極
性を含めた符号の変換を説明するための参考として記し
ている。いま、入力ベクトルをＸ、符号帳ベクトルをＣ
とし、２乗歪を用いた歪をｄとして、Ｔをベクトルの転
置を示すものとすると、
【数１】
【０００７】さて、この３個の符号の組を伝送すると
き、符号誤りが生じる場合を想定する。なお、簡単のた
め、表中のベクトルＣ（０００）とＣ（０１０）の間の
２乗距離は、Ｃ（０００）とＣ（０１１）の間の２乗距
離より大きいものとする。例えば、入力ベクトルと最も
２乗距離の小さいベクトルとしてＣ（０００）が選ば
れ、従来方法では、「０００」が伝送されたにも関わら
ず、伝送路上の符号誤りの結果、「０１０」が復号器に
届いて、Ｃ（０１０）のベクトルが出力される場合につ
いて述べる。図４は、本発明の一実施例における符号化
処理を示すフローチャート、図５は本発明の一実施例に
おける変換表の説明図、図６は本発明の一実施例におけ
る復号化処理を示すフローチャート、図７は本発明の一
実施例における逆変換表の説明図である。本実施例にお
ける符号化処理は、図４のように、入力信号を４個ずつ
のブロックに分けてベクトルとし（ステップ４０１，４
０２）、符号帳を参照して入力ベクトルと２乗距離が最
も小さいものを選択する（ステップ４０３）。さらに、
このベクトル符号と極性符号を組とする（ステップ４０
４）。この場合、図５の変換表の上段に示すＣ（００
０）が得られる。次に、このＣ（０００）を変換表の下
段に示すベクトルに変換し(ステップ４０５)、同じＣ
（０００）を伝送路に出力する（ステップ４０６）。本
実施例の変換表は、伝送路符号とＣ同志の２乗距離の関
係から予め決定される。図５では、「０１０」と「００
０」のハミング距離（符号が異なる個数）は「０１１」
と「０００」のハミング距離より小さいにも拘らず、Ｃ
（０００）とＣ（０１０）の２乗距離はＣ（０００）と
Ｃ（０１１）の２乗距離より大きいことから、「０１
０」と「０１１」が伝送路符号で互いに変換されるよう
に構成されている。こうして伝送路に送出された伝送路
符号「０００」の２ビット目に符号誤りが生じ、図６の
ように、復号器は「０１０」を受信する（ステップ６０
１）。次に、復号器では、図７に示す逆変換表による逆
変換を行う（ステップ６０２）。本実施例の逆変換表
は、図５に示した変換表の逆変換を行うものであり、図
７の上段に示す伝送路符号の「０１０」は、下段に示す
「０１１」に変換されて、Ｃ（０１１）のベクトルを出
力する（ステップ６０３）。これにより、入力信号によ
り近いベクトルが再生される（ステップ６０４）。本実
施例によれば、Ｃ（０１１）は、従来方法によって復号
器から出力されるＣ（０１０）より、正しいベクトルＣ
（０００）との２乗距離が小さいため、符号誤りの影響
をより小さくすることができる。なお、符号誤りのない
場合の性能に変わりはなく、また、演算量やメモリ量の
増加も殆ど無視できるほど小さい。また、本実施例の原
理は、１ビットの極性の符号の場合だけでなく、利得の
符号、あるいはベクトルの偶数サンプルと奇数サンプル
で独立の符号を用いる場合等、再生ベクトル間の距離と
符号のハミング距離が定義できる場合にも同様に適用す
ることが可能である。
き、符号誤りが生じる場合を想定する。なお、簡単のた
め、表中のベクトルＣ（０００）とＣ（０１０）の間の
２乗距離は、Ｃ（０００）とＣ（０１１）の間の２乗距
離より大きいものとする。例えば、入力ベクトルと最も
２乗距離の小さいベクトルとしてＣ（０００）が選ば
れ、従来方法では、「０００」が伝送されたにも関わら
ず、伝送路上の符号誤りの結果、「０１０」が復号器に
届いて、Ｃ（０１０）のベクトルが出力される場合につ
いて述べる。図４は、本発明の一実施例における符号化
処理を示すフローチャート、図５は本発明の一実施例に
おける変換表の説明図、図６は本発明の一実施例におけ
る復号化処理を示すフローチャート、図７は本発明の一
実施例における逆変換表の説明図である。本実施例にお
ける符号化処理は、図４のように、入力信号を４個ずつ
のブロックに分けてベクトルとし（ステップ４０１，４
０２）、符号帳を参照して入力ベクトルと２乗距離が最
も小さいものを選択する（ステップ４０３）。さらに、
このベクトル符号と極性符号を組とする（ステップ４０
４）。この場合、図５の変換表の上段に示すＣ（００
０）が得られる。次に、このＣ（０００）を変換表の下
段に示すベクトルに変換し(ステップ４０５)、同じＣ
（０００）を伝送路に出力する（ステップ４０６）。本
実施例の変換表は、伝送路符号とＣ同志の２乗距離の関
係から予め決定される。図５では、「０１０」と「００
０」のハミング距離（符号が異なる個数）は「０１１」
と「０００」のハミング距離より小さいにも拘らず、Ｃ
（０００）とＣ（０１０）の２乗距離はＣ（０００）と
Ｃ（０１１）の２乗距離より大きいことから、「０１
０」と「０１１」が伝送路符号で互いに変換されるよう
に構成されている。こうして伝送路に送出された伝送路
符号「０００」の２ビット目に符号誤りが生じ、図６の
ように、復号器は「０１０」を受信する（ステップ６０
１）。次に、復号器では、図７に示す逆変換表による逆
変換を行う（ステップ６０２）。本実施例の逆変換表
は、図５に示した変換表の逆変換を行うものであり、図
７の上段に示す伝送路符号の「０１０」は、下段に示す
「０１１」に変換されて、Ｃ（０１１）のベクトルを出
力する（ステップ６０３）。これにより、入力信号によ
り近いベクトルが再生される（ステップ６０４）。本実
施例によれば、Ｃ（０１１）は、従来方法によって復号
器から出力されるＣ（０１０）より、正しいベクトルＣ
（０００）との２乗距離が小さいため、符号誤りの影響
をより小さくすることができる。なお、符号誤りのない
場合の性能に変わりはなく、また、演算量やメモリ量の
増加も殆ど無視できるほど小さい。また、本実施例の原
理は、１ビットの極性の符号の場合だけでなく、利得の
符号、あるいはベクトルの偶数サンプルと奇数サンプル
で独立の符号を用いる場合等、再生ベクトル間の距離と
符号のハミング距離が定義できる場合にも同様に適用す
ることが可能である。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、ベクトル量子化におけ
る歪の距離計算や再生ベクトルの合成に有利な符号や符
号帳の構成を維持したまま、符号誤りに強い伝送路符号
が構成できるため、符号誤りの影響をより小さくでき
る。
る歪の距離計算や再生ベクトルの合成に有利な符号や符
号帳の構成を維持したまま、符号誤りに強い伝送路符号
が構成できるため、符号誤りの影響をより小さくでき
る。
【０００９】
【図１】本発明の一実施例におけるベクトル量子化装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】従来のベクトル量子化方法の説明図である。
【図３】本発明の一実施例における符号の構成例図であ
る。
る。
【図４】本発明の一実施例における符号化処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】本発明の一実施例における変換表の説明図であ
る。
る。
【図６】本発明の一実施例における復号化処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】本発明の一実施例における逆変換表の説明図で
ある。
ある。
１１ 符号帳 １２ 符号器 １３ 対応変換部 １４ 変換表 １５ 対応逆変換部 １６ 逆変換表 １７ 符号帳 １８ 復号器 １９ 伝送路 ２１ 符号帳 ２２ 歪計算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大室 仲 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 信号系列を複数サンプルからなるベクト
ル単位に分割し、再生ベクトルを、符号帳中から選択し
たベクトルと極性か利得の積で表わすベクトル量子化法
において、上記再生ベクトルと伝送路符号の２乗距離の
関係をもとに、該伝送路符号を変換する際に用いるテー
ブルおよび逆変換をする際に用いるテーブルを備え、符
号器側では、入力ベクトルと符号帳中のベクトルの距離
計算により、ベクトルを選択する符号と極性か利得の符
号を求め、該符号を接合した伝送路符号を上記変換表を
用いて変換した後、伝送路に送出し、復号器側では、変
換後の伝送路符号を上記逆変換表を用いて逆変換し、ベ
クトル符号と極性か利得の符号を再現して再生ベクトル
を得ることを特徴とするベクトル量子化の符号伝送法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16683091A JP3091867B2 (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | ベクトル量子化の符号伝送法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16683091A JP3091867B2 (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | ベクトル量子化の符号伝送法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514207A true JPH0514207A (ja) | 1993-01-22 |
| JP3091867B2 JP3091867B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=15838452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16683091A Expired - Lifetime JP3091867B2 (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | ベクトル量子化の符号伝送法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3091867B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-08 JP JP16683091A patent/JP3091867B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3091867B2 (ja) | 2000-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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