JPH08185200A - 重み付きベクトル量子化法 - Google Patents
重み付きベクトル量子化法Info
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- JPH08185200A JPH08185200A JP6328623A JP32862394A JPH08185200A JP H08185200 A JPH08185200 A JP H08185200A JP 6328623 A JP6328623 A JP 6328623A JP 32862394 A JP32862394 A JP 32862394A JP H08185200 A JPH08185200 A JP H08185200A
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Abstract
ベクトルWが重み順位決定部21でその要素の大きい順
にソートされ、大きい順に所定数M(<N)の要素を選
択し、その各要素を、選択部27,28,29でそれぞ
れ入力ベクトル、重みベクトル、符号ベクトルから選択
し、このM次元ベクトルについて、重み付き歪計算を行
い、その歪みが小さい順に所定数だけ符号帳4中の符号
ベクトルを予備選択し、その予備選択した符号ベクトル
の中からN次元ベクトルX,Wで重み付き歪を求め、そ
の最小となる符号ベクトルを選択する。
Description
号系列を複数サンプルからなるベクトルとし、それをベ
クトル空間の符号ベクトルからなる符号帳のベクトルで
量子化し、情報圧縮に用いられ、特に重みベクトルによ
る重み付け歪を尺度とし、かつ入力ベクトルより小さい
次元数のベクトルを作って、符号ベクトルを予備選択
し、その後、全次元についての重み付け歪を求めて最終
的な選択を行うベクトル量子化法に関する。
力な手段としてベクトル量子化法がある。これは、符号
化しようとする信号サンプルを複数個まとめてベクトル
とし、予め作成しておいた符号帳の中の符号ベクトルと
照合し、最も歪が小さくなるような符号ベクトルの番号
を出力符号とするものである。
,X(1) ,…,X(N−1))とし、また、符号帳にN
次元の符号ベクトルがL個格納され、そのk番目の符号
ベクトルをYk=(Yk(0) ,Yk(1) ,…,Yk(N
−1)),(k=0,1,…,L−1)とする。このと
き、重み付きの自乗誤差に基づくベクトル量子化では、
入力ベクトルXと符号ベクトルYkとの歪Ekは、次式
で表現される。
重み係数であり、W=(W(0) ,W(1) ,…,W(N−
1))を重みベクトルという。Wは、固定の場合もある
が、入力ベクトル等によってその値は変化する。ベクト
ル量子化では、Ek(k=0,…,L−1)を最小とす
るkが出力符号であり、その時の符号ベクトルYkを量
子化ベクトル、あるいは再生ベクトルという。
ーチとよばれるものである。それを図3Aに示す。入力
端子1からの入力ベクトルXと、入力端子2からの重み
ベクトルWとが歪計算部3に入力される。歪計算部3
は、符号帳4の各符号ベクトルについて歪Ekを(1)
式より計算し、歪最小符号選択部5で歪最小となる符号
ベクトルの符号kを選択して出力端子6より出力する。
この構成は、真に最小歪の符号を選択できるが、符号帳
サイズLと次元Nが大きくなると、それぞれに比例して
演算量が大きくなり効率が悪い。
の次元を定めて歪の小さい符号ベクトルを予備選択し、
それらについてのみ本選択するという方法がある。この
従来の予備選択部をもつ重み付きベクトル量子化器を図
4に示す。入力ベクトルXと重みベクトルWは次元選択
部7,8でそれぞれ最初のM個の次元だけが取り出され
る。入力ベクトルX=(X(0),X(1),…,X(N−
1))については、例えば図3Bに示すように(X(0)
,X(1) ,…,X(M−1))が取り出される。符号
帳4からの各符号ベクトルについても次元選択部9で最
初のM個の次元だけが取り出される。次元選択部7,
8,9よりの各M次元ベクトルについて部分歪計算部1
1で、0からM−1次元の歪によって、部分歪Akを下
記(2)式により計算する。
い上位P(<L)個の候補{Yk;k=k0 ,k1 ,
…,kP-1 }を残す。Pは固定の数あるいは、部分歪A
kの値によって変える構成でもよい。予備選択されたP
個の候補符号ベクトルについて全歪計算部13で、各N
次元のベクトルとして、 Bk=Ak+Σ W(n) |X(n) −Yk(n) |2, (k=k0,k1,…,kM-1) … (3) Σはn=MからN−1まで を計算し、本選択部14でBkを最小とする符号kを選
択し、出力端子6より出力する。このように予備選択で
M次元からN−1次元の要素どうしの歪計算を省略する
ことにより、フルサーチに比べて演算量を小さくし、最
小歪に近い符号を探索することができる。
化する場合には、固定された少数次元のみによって候補
を限定すると重みの小さい次元を用いた場合には、予備
選択数を少数にしぼることができない。また、無理に予
備選択数を小さくすると最終的に選択されるベクトルと
しては、歪の大きいものとなる可能性が大きくなってし
まう。
的に符号帳探索を行うことができる重み付きベクトル量
子化法を提供することにある。
みベクトルの構成要素中の大きい順に所定数の構成要素
を、入力ベクトル、符号ベクトル、重みベクトルからそ
れぞれ取り出して、予備選択を行うための次元数の少な
いベクトルとして用いる。請求項2の発明では、重みベ
クトルの構成要素中の所定値より大きい各構成要素を、
入力ベクトル、符号ベクトル、重みベクトルからそれぞ
れ取り出して、予備選択を行うための次元数の少ないベ
クトルとして用いる。
次元を少数次元選択でき、その少数次元での符号ベクト
ルとの重み付き歪計算を行い、歪の小さい符号ベクトル
を予備選択することにより、予備選択数を小さくしても
その中に真の最小歪となる候補が含まれる可能性が多く
なり、その中から残りの次元の歪を加えた全次元での歪
最小のベクトルを選択することにより、フルサーチに比
べて符号帳探索の演算量を抑えて、従来の固定的な予備
選択による構成と比較して歪の小さい符号ベクトルを選
択できる。
クトル量子化器の実施例を示し、図4と対応する部分に
同一符号を付けてある。図4と比較して、次元選択部
7,8,9が適応次元選択部27,28,29に変わ
り、重み順位決定部21が加わる点が大きく異なる。
は、重み順位決定部21にも入力され、例えば図2Aに
示すように、重みベクトルの要素をソート部22でソー
トし、重みの大きい次元を見つける。その時の重みの大
きい順の要素番号は(i0 ,i 1,…,iM-1,iM,…,i
N-1 )のように得られる。次に重み順位決定部21で得
られた重みの大きさ順位情報を用いて、適応次元選択部
27で、図2Bに示すように(X(i0),X(i1),
…,X(iM-1))のM次元ベクトルを求める。このベク
トルは、入力重みベクトルの要素によって、Xのどの次
元から抽出されるかは、適応的に変化する。例えば音声
符号化において、入力音声を線形予測分析して、その予
測係数をベクトル量子化することが行われ、その予測係
数としてLSPが用いられることがある。この場合、重
みベクトルの各要素は、LSPベクトルの各隣接要素間
の距離(間隔)により決まり、その距離が小さい程、ス
ペクトル包絡の特徴をよく表しているとみなされ、重み
が大とされている。この場合入力音声の各分析フレーム
ごとに、重みベクトルの各要素の値が変化することにな
る。従って、適応次元選択部27で選択される各要素
(次元)位置は入力ベクトルのフレームごとに変化す
る。適応次元選択部28,29でそれぞれ、重みベクト
ル、符号ベクトルから適応次元選択部27で選択した各
要素(次元)と同一要素をそれぞれ選択する。
(i0),X(i1),…,X(iM-1))と、重みベクトル
から適応的に次元選択されたW′=(W(i0),W(i
1),…,W(iM-1))(ただし、W(i0)>W(i1)…
>W(iM-1))と、符号帳4の符号ベクトルからやはり
適応的に次元選択されたY′k=(Yk(i0),Yk
(i1),…,Yk(iM-1))とによって、M次元の歪に
よって部分歪A′kを計算する。
位P(<L)個の候補{Yk;k=k0 ,k1 ,…,k
P-1 }を残す。Pは固定の数あるいは、Akの部分歪の
値によって変える構成でもよい。
クトルについて全歪計算部13で、N次元での歪B′k
を求める。すなわち、重みベクトルの予備選択に使用さ
れなかった要素からなる入力ベクトルの部分ベクトル
X″=(X(iM ) ,X(iM+1),…,X(iN-1))と、
重みベクトルの部分ベクトルW″=(W(iM ) ,W(i
M+1),…,W(iN-1))と、符号ベクトルの部分ベクトル
Y″k=(Yk(iM ) ,Yk(iM+1),…,Yk(i
N-1))とA′kとより、B′k,(k=k0 ,k1 ,
…,kP-1 )を次式で計算する。
択し、出力端子6より出力する。
元の要素どうしの歪計算を省略することにより、フルサ
ーチに比べて演算量を小さくできる。さらに、入力重み
の大きい要素に基づいて予備選択をすることにより、予
備選択で残されたP個の候補の中に最小歪に近い符号を
多く残すことができ、固定の予備選択型の重み付きベク
トル量子化器に比べて、効率的に符号帳を探索すること
ができる。
代わりに重みベクトルの各要素中の所定値より大きい要
素を選択し、その要素を適応次元選択部27,28,2
9でそれぞれ選択させる。なお、上述では予備選択を1
回だけ行ったが、1回目で、残したP個の候補に関し
て、さらにm次元(iM ,iM+1 ,…,iM+m-1(<i
N-1))での部分歪を計算し、Q(<P)個に候補を絞っ
てから本選択をするといった、複数回の予備選択を行う
ようにしてもよい。これは音響信号の場合のようにベク
トルの次元数が20とか30のように大きい場合に有効
である。
ベクトルの重みに基づいて適応的に重みの大きい次元に
よる予備選択を行うことができ、少ない演算量で効率的
に符号帳探索が可能であり、かつ歪の小さいものを選択
することができる。
み付きベクトル量子化器の例を示すブロック図。
定部の例を示すブロック図、Bは図1中の適応次元選択
部27の動作を説明するための図である。
子化器を示すブロック図、Bは従来の次元選択部7の動
作を説明するための図である。
化器を示すブロック図。
Claims (2)
- 【請求項1】 N次元の入力ベクトルと、N次元の符号
ベクトル集合からなるベクトル符号帳中の符号ベクトル
と、N次元の重みベクトルとからそれぞれ同一のベクト
ル構成要素を取り出してN次元より小さいベクトルを作
り、 このN次元より小さいベクトルについて、入力ベクトル
と符号帳の符号ベクトルとの間の各次元ごとの重みベク
トルの要素を重みとする重み付き歪の和を歪尺度として
その歪の小さい順に複数の符号ベクトルを予備選択し、 その予備選択した各符号ベクトルについて、入力ベクト
ルとN次元ベクトルとしての重み付き歪計算を行い、そ
の歪が最小の符号ベクトルを上記入力ベクトルの量子化
ベクトルとする重み付きベクトル量子化法において、 上記N次元より小さいベクトルの作成時の構成要素とし
て、上記重みベクトルの構成要素中の大きさの順に所定
数のものを用いることを特徴とする重み付きベクトル量
子化法。 - 【請求項2】 N次元の入力ベクトルと、N次元の符号
ベクトル集合からなるベクトル符号帳中の符号ベクトル
と、N次元の重みベクトルとからそれぞれ同一のベクト
ル構成要素を取り出してN次元より小さいベクトルを作
り、 このN次元より小さいベクトルについて、入力ベクトル
と符号帳の符号ベクトルとの間の各次元ごとの重みベク
トルの要素を重みとする重み付き歪の和を歪尺度として
その歪の小さい順に複数の符号ベクトルを予備選択し、 その予備選択した各符号ベクトルについて、入力ベクト
ルとN次元ベクトルとしての重み付き歪計算を行い、そ
の歪が最小の符号ベクトルを上記入力ベクトルの量子化
ベクトルとする重み付きベクトル量子化法において、 上記N次元より小さいベクトルの作成時の構成要素とし
て、上記重みベクトルの構成要素中の所定値より大きい
ものを用いることを特徴とする重み付きベクトル量子化
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32862394A JP3285072B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 重み付きベクトル量子化法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32862394A JP3285072B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 重み付きベクトル量子化法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08185200A true JPH08185200A (ja) | 1996-07-16 |
JP3285072B2 JP3285072B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=18212340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32862394A Expired - Lifetime JP3285072B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 重み付きベクトル量子化法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3285072B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002045077A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vector quantizing device for lpc parameters |
KR100543982B1 (ko) * | 1996-09-24 | 2006-07-21 | 소니 가부시끼 가이샤 | 벡터양자화방법,음성부호화방법및장치 |
JP2006295829A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 量子化装置、量子化プログラム、及び信号処理装置 |
WO2009096538A1 (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 極性付多重ベクトル量子化方法、装置、プログラム及びその記録媒体 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32862394A patent/JP3285072B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006295829A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 量子化装置、量子化プログラム、及び信号処理装置 |
WO2009096538A1 (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 極性付多重ベクトル量子化方法、装置、プログラム及びその記録媒体 |
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JP3285072B2 (ja) | 2002-05-27 |
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