JPH0863198A - ベクトル量子化器 - Google Patents
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- JPH0863198A JPH0863198A JP6196565A JP19656594A JPH0863198A JP H0863198 A JPH0863198 A JP H0863198A JP 6196565 A JP6196565 A JP 6196565A JP 19656594 A JP19656594 A JP 19656594A JP H0863198 A JPH0863198 A JP H0863198A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ベクトル量子化手段と予測ベクトル量子化手段
を入力ベクトルに応じて切替えることで、性能を劣化さ
せずに少ない演算量で量子化を実現することができるベ
クトル量子化器を提供すること。 【構成】判定回路１２は、入力ベクトルと予測ベクトル
の予測誤差を求め、この予測誤差を用いて、ベクトル量
子化手段８を使用するか、あるいは予測ベクトル量子化
手段１１を使用するかを判定する。ベクトル量子化手段
８あるいは予測ベクトル量子化手段１１は、判定回路１
２の判定結果に従い量子化を行う。
を入力ベクトルに応じて切替えることで、性能を劣化さ
せずに少ない演算量で量子化を実現することができるベ
クトル量子化器を提供すること。 【構成】判定回路１２は、入力ベクトルと予測ベクトル
の予測誤差を求め、この予測誤差を用いて、ベクトル量
子化手段８を使用するか、あるいは予測ベクトル量子化
手段１１を使用するかを判定する。ベクトル量子化手段
８あるいは予測ベクトル量子化手段１１は、判定回路１
２の判定結果に従い量子化を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はベクトル量子化器に関
し、特に音声や画像などの入力信号を高品質に伝送し蓄
積するための符号化／復号化装置に使用するベクトル量
子化器に関する。
し、特に音声や画像などの入力信号を高品質に伝送し蓄
積するための符号化／復号化装置に使用するベクトル量
子化器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から音声や画像を効率良く伝送し蓄
積する方法としてベクトル量子化および予測ベクトル量
子化が知られている。ベクトル量子化は、予め設計した
コードベクトルを複数持つコードブックの中から、入力
ベクトルとの距離が最も近いコードベクトルを選択する
方法であり、そのコードベクトルを表す番号を伝送し蓄
積することにより、音声や画像の入力信号を効率良く伝
送し蓄積することができる。予測ベクトル量子化は、過
去の出力ベクトルから、現在の入力ベクトルを予測し、
その予測誤差ベクトルをベクトル量子化するものであ
る。予測ベクトル量子化を用いることにより、入力ベク
トル時系列におけるベクトル間の相関が利用できるため
量子化効率を上げることができる。
積する方法としてベクトル量子化および予測ベクトル量
子化が知られている。ベクトル量子化は、予め設計した
コードベクトルを複数持つコードブックの中から、入力
ベクトルとの距離が最も近いコードベクトルを選択する
方法であり、そのコードベクトルを表す番号を伝送し蓄
積することにより、音声や画像の入力信号を効率良く伝
送し蓄積することができる。予測ベクトル量子化は、過
去の出力ベクトルから、現在の入力ベクトルを予測し、
その予測誤差ベクトルをベクトル量子化するものであ
る。予測ベクトル量子化を用いることにより、入力ベク
トル時系列におけるベクトル間の相関が利用できるため
量子化効率を上げることができる。
【０００３】このようなベクトル量子化と予測ベクトル
量子化とを使用した従来のベクトル量子化器としては、
例えば、入力ベクトルに応じてベクトル量子化と予測ベ
クトル量子化とを切替えることにより、量子化歪みを低
減させるものとして特開平２−０９１７００号公報「量
子化器・逆量子化器」が知られている。この従来のベク
トル量子化器の動作を図４を用いて説明する。予測手段
４０９は過去の出力ベクトルから予め設計した予測係数
行列を用いて、入力端子４０１から入力された入力ベク
トルを予測し、予測ベクトルを予測ベクトル量子化手段
４０７に出力する。ベクトル量子化手段４０４は、予め
設計したコードベクトルを複数持つ第１コードブック４
０３を用いて、第１ベクトル選択回路４０２により最新
の入力ベクトルとの距離が最も近いコードベクトルを選
択し、量子化ベクトルとして比較回路４０８に出力す
る。予測ベクトル量子化手段４０７は、入力ベクトルか
ら予測ベクトルを減算した予測誤差ベクトルを、予め設
計した予測誤差コードベクトルを複数持つ第２コードブ
ック４０５を用いて第２ベクトル選択回路４０６により
予測誤差ベクトルとの距離が最も近い予測誤差コードベ
クトルを選択し、予測ベクトルと加算し、量子化ベクト
ルとして比較回路４０８に出力する。比較回路４０８
は、入力ベクトルとベクトル量子化手段４０４による量
子化ベクトルおよび予測ベクトル量子化手段４０７によ
る量子化ベクトルとの距離を比較し、入力ベクトルとの
距離が小さい量子化ベクトルを予測手段４０９および出
力端子４１０に出力する。
量子化とを使用した従来のベクトル量子化器としては、
例えば、入力ベクトルに応じてベクトル量子化と予測ベ
クトル量子化とを切替えることにより、量子化歪みを低
減させるものとして特開平２−０９１７００号公報「量
子化器・逆量子化器」が知られている。この従来のベク
トル量子化器の動作を図４を用いて説明する。予測手段
４０９は過去の出力ベクトルから予め設計した予測係数
行列を用いて、入力端子４０１から入力された入力ベク
トルを予測し、予測ベクトルを予測ベクトル量子化手段
４０７に出力する。ベクトル量子化手段４０４は、予め
設計したコードベクトルを複数持つ第１コードブック４
０３を用いて、第１ベクトル選択回路４０２により最新
の入力ベクトルとの距離が最も近いコードベクトルを選
択し、量子化ベクトルとして比較回路４０８に出力す
る。予測ベクトル量子化手段４０７は、入力ベクトルか
ら予測ベクトルを減算した予測誤差ベクトルを、予め設
計した予測誤差コードベクトルを複数持つ第２コードブ
ック４０５を用いて第２ベクトル選択回路４０６により
予測誤差ベクトルとの距離が最も近い予測誤差コードベ
クトルを選択し、予測ベクトルと加算し、量子化ベクト
ルとして比較回路４０８に出力する。比較回路４０８
は、入力ベクトルとベクトル量子化手段４０４による量
子化ベクトルおよび予測ベクトル量子化手段４０７によ
る量子化ベクトルとの距離を比較し、入力ベクトルとの
距離が小さい量子化ベクトルを予測手段４０９および出
力端子４１０に出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のベクト
ル量子化器は、ベクトル量子化手段と予測ベクトル量子
化手段を入力ベクトルに応じて切替えることにより、量
子化歪みを低減させている。しかしながら、任意の入力
ベクトルに対して、常にベクトル量子化手段および予測
ベクトル量子化手段で量子化を行っているため、演算量
が多いという問題点がある。
ル量子化器は、ベクトル量子化手段と予測ベクトル量子
化手段を入力ベクトルに応じて切替えることにより、量
子化歪みを低減させている。しかしながら、任意の入力
ベクトルに対して、常にベクトル量子化手段および予測
ベクトル量子化手段で量子化を行っているため、演算量
が多いという問題点がある。
【０００５】また、入力ベクトル時系列は時間的に変化
が安定な所と、時間的な変化が大きい所に分けられる。
時間的な変化が安定な所では、予測手段が有効に働ら
き、予測ベクトルが入力ベクトルに比較的近いと考えら
れる。しかし、従来のベクトル量子化器ではこのような
場合でも、ベクトル量子化手段による量子化ベクトルが
出力となることがあり得る。逆に、時間的な変化が大き
な所では、予測手段が有効に働らいていないと考えられ
るにも関わらず、予測誤差ベクトル量子化手段による量
子化ベクトルが出力となり得る。この様に、入力ベクト
ルに対してベクトル量子化手段と予測ベクトル量子化手
段のいずれを使うか判断する基準があいまいであるた
め、ベクトル量子化手段で量子化しなければいけないベ
クトルの存在領域と、予測ベクトル量子化手段で量子化
しなければいけないベクトルの存在領域に重なりが生じ
ている。一般に、ベクトル量子化手段ならびに予測ベク
トル量子化手段を設計する場合には、これらの存在領域
をその分布を考慮してコードベクトルで代表される小領
域で網羅し、量子化歪みが小さくなるように、コードベ
クトルを設計する。従って、前述した存在領域の重なり
部分に、ベクトル量子化手段用のコードベクトルと予測
ベクトル量子化手段用のコードベクトルがそれぞれ配置
される。このため、両量子化手段が量子化対象とする存
在領域を合わせた存在領域を考えると、前述した存在領
域の重なり部分に近接して配置されたコードベクトルが
無駄になるため、全体の性能が劣化するという問題点が
ある。
が安定な所と、時間的な変化が大きい所に分けられる。
時間的な変化が安定な所では、予測手段が有効に働ら
き、予測ベクトルが入力ベクトルに比較的近いと考えら
れる。しかし、従来のベクトル量子化器ではこのような
場合でも、ベクトル量子化手段による量子化ベクトルが
出力となることがあり得る。逆に、時間的な変化が大き
な所では、予測手段が有効に働らいていないと考えられ
るにも関わらず、予測誤差ベクトル量子化手段による量
子化ベクトルが出力となり得る。この様に、入力ベクト
ルに対してベクトル量子化手段と予測ベクトル量子化手
段のいずれを使うか判断する基準があいまいであるた
め、ベクトル量子化手段で量子化しなければいけないベ
クトルの存在領域と、予測ベクトル量子化手段で量子化
しなければいけないベクトルの存在領域に重なりが生じ
ている。一般に、ベクトル量子化手段ならびに予測ベク
トル量子化手段を設計する場合には、これらの存在領域
をその分布を考慮してコードベクトルで代表される小領
域で網羅し、量子化歪みが小さくなるように、コードベ
クトルを設計する。従って、前述した存在領域の重なり
部分に、ベクトル量子化手段用のコードベクトルと予測
ベクトル量子化手段用のコードベクトルがそれぞれ配置
される。このため、両量子化手段が量子化対象とする存
在領域を合わせた存在領域を考えると、前述した存在領
域の重なり部分に近接して配置されたコードベクトルが
無駄になるため、全体の性能が劣化するという問題点が
ある。
【０００６】本発明の目的は、ベクトル量子化手段と予
測ベクトル量子化手段を入力ベクトルに応じて切替える
ことで、性能を劣化させずに少ない演算量で量子化を実
現することができるベクトル量子化器を提供することに
ある。
測ベクトル量子化手段を入力ベクトルに応じて切替える
ことで、性能を劣化させずに少ない演算量で量子化を実
現することができるベクトル量子化器を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のベクトル量子化
器は、入力ベクトルを取込む入力端子と、出力ベクトル
を出力する出力端子と、前記入力端子と接続し前記入力
ベクトルを任意の量子化手段に切替接続する入力切替ス
イッチと、前記任意の量子化手段に選択接続し前記任意
の量子化手段の出力する量子化ベクトルを出力ベクトル
として前記出力端子に出力する出力切替スイッチと、前
記出力端子と接続し前記出力ベクトルを保持し予め定め
る演算式により新たに取込む入力ベクトルを予測し予測
ベクトルとして出力する予測手段と、前記入力切替スイ
ッチを介して前記入力ベクトルを入力しこの入力ベクト
ルを表すコードベクトルを第１のコードブックから選択
し量子化ベクトルとして前記出力切替スイッチを介して
出力するベクトル量子化手段と、前記入力切替スイッチ
を介して前記入力ベクトルを入力しこの入力ベクトルか
ら前記予測手段の出力する予測ベクトルを減算して予測
誤差ベクトルを求めこの予測誤差ベクトルを表す予測誤
差コードベクトルを第２のコードブックから選択しこの
予測誤差コードベクトルと前記予測ベクトルとを加算し
量子化ベクトルとして前記出力切替スイッチを介して出
力する予測ベクトル量子化手段と、前記入力端子および
前記予測手段と接続し前記入力ベクトルと前記予測ベク
トルとからこれらの誤差である予測誤差を算出し前記予
測誤差に従って前記ベクトル量子化手段および前記予測
ベクトル量子化手段のいずれの量子化手段を使用すべき
かを判定し前記入力切替スイッチおよび前記出力切替ス
イッチを制御する判定回路とを有する構成である。
器は、入力ベクトルを取込む入力端子と、出力ベクトル
を出力する出力端子と、前記入力端子と接続し前記入力
ベクトルを任意の量子化手段に切替接続する入力切替ス
イッチと、前記任意の量子化手段に選択接続し前記任意
の量子化手段の出力する量子化ベクトルを出力ベクトル
として前記出力端子に出力する出力切替スイッチと、前
記出力端子と接続し前記出力ベクトルを保持し予め定め
る演算式により新たに取込む入力ベクトルを予測し予測
ベクトルとして出力する予測手段と、前記入力切替スイ
ッチを介して前記入力ベクトルを入力しこの入力ベクト
ルを表すコードベクトルを第１のコードブックから選択
し量子化ベクトルとして前記出力切替スイッチを介して
出力するベクトル量子化手段と、前記入力切替スイッチ
を介して前記入力ベクトルを入力しこの入力ベクトルか
ら前記予測手段の出力する予測ベクトルを減算して予測
誤差ベクトルを求めこの予測誤差ベクトルを表す予測誤
差コードベクトルを第２のコードブックから選択しこの
予測誤差コードベクトルと前記予測ベクトルとを加算し
量子化ベクトルとして前記出力切替スイッチを介して出
力する予測ベクトル量子化手段と、前記入力端子および
前記予測手段と接続し前記入力ベクトルと前記予測ベク
トルとからこれらの誤差である予測誤差を算出し前記予
測誤差に従って前記ベクトル量子化手段および前記予測
ベクトル量子化手段のいずれの量子化手段を使用すべき
かを判定し前記入力切替スイッチおよび前記出力切替ス
イッチを制御する判定回路とを有する構成である。
【０００８】本発明のベクトル量子化器は、前記予測手
段が異なる予測係数行列を持つ複数の予測器と、この複
数の予測器の中から入力ベクトルに近い予測ベクトルを
出力する予測器を選択し予測ベクトルを出力する選択回
路とを有してもよい。
段が異なる予測係数行列を持つ複数の予測器と、この複
数の予測器の中から入力ベクトルに近い予測ベクトルを
出力する予測器を選択し予測ベクトルを出力する選択回
路とを有してもよい。
【０００９】本発明のベクトル量子化器は、前記予測ベ
クトル量子化手段を複数個設け、前記判定回路が予測誤
差に従って、前記ベクトル量子化手段および前記複数の
予測ベクトル量子化手段の中のいずれの量子化手段を使
用するかを判定してもよい。
クトル量子化手段を複数個設け、前記判定回路が予測誤
差に従って、前記ベクトル量子化手段および前記複数の
予測ベクトル量子化手段の中のいずれの量子化手段を使
用するかを判定してもよい。
【００１０】
【作用】本発明では上述したように、判定回路において
予測誤差を用いて予測手段が有効に働いているか否かを
判定し、その判定によってベクトル量子化手段と予測ベ
クトル量子化手段とを切替えている。これにより、ある
入力ベクトルを量子化する際、ベクトル量子化手段また
は予測ベクトル量子化手段のどちらか一方の量子化手段
のみで量子化が行われるため、演算量の低減化が可能と
なる。
予測誤差を用いて予測手段が有効に働いているか否かを
判定し、その判定によってベクトル量子化手段と予測ベ
クトル量子化手段とを切替えている。これにより、ある
入力ベクトルを量子化する際、ベクトル量子化手段また
は予測ベクトル量子化手段のどちらか一方の量子化手段
のみで量子化が行われるため、演算量の低減化が可能と
なる。
【００１１】また、判定回路において予測誤差を用いて
判定し、予測誤差が有効に動作していると判定すれば予
測ベクトル量子化手段、そうでなければベクトル量子化
手段で量子化を行うようにしたため、ベクトル量子化手
段で量子化しなければいけないベクトルの存在領域と、
予測ベクトル量子化手段で量子化しなければいけないベ
クトルの存在領域に重なりが生じない。このため、存在
領域の重なり部分にベクトル量子化手段用のコードベク
トルと予測ベクトル量子化手段用のコードベクトルが近
接して配置されることはなくなり、性能を改善すること
ができる。
判定し、予測誤差が有効に動作していると判定すれば予
測ベクトル量子化手段、そうでなければベクトル量子化
手段で量子化を行うようにしたため、ベクトル量子化手
段で量子化しなければいけないベクトルの存在領域と、
予測ベクトル量子化手段で量子化しなければいけないベ
クトルの存在領域に重なりが生じない。このため、存在
領域の重なり部分にベクトル量子化手段用のコードベク
トルと予測ベクトル量子化手段用のコードベクトルが近
接して配置されることはなくなり、性能を改善すること
ができる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】図１は本発明の第１の実施例のブロック図
である。
である。
【００１４】第１の実施例のベクトル量子化器１３は、
入力ベクトルを取込む入力端子１と、出力ベクトルを出
力する出力端子２と、入力端子１と接続し入力ベクトル
を任意の量子化手段に切替接続する入力切替スイッチ３
と、任意の量子化手段の出力する量子化ベクトルを出力
ベクトルとして出力端子２に出力する出力切替スイッチ
４と、出力端子２と接続し出力ベクトルを保持し新たに
取込む入力ベクトルを予測し予測ベクトルとして出力す
る予測手段５と、入力切替スイッチ３を介して入力ベク
トルを受けた第１ベクトル選択回路６が入力ベクトルに
対応するコードベクトルを第１コードブック７から選択
し量子化ベクトルとして出力切替スイッチ４を介して出
力するベクトル量子化手段８と、入力切替スイッチ３を
介して入力する入力ベクトルから予測手段５の出力する
予測ベクトルを減算して予測誤差ベクトルを求めこの予
測誤差ベクトルを受けた第２ベクトル選択回路９が予測
誤差ベクトルに対応する予測誤差コードベクトルを第２
コードブック１０から選択し予測ベクトルとを加算し量
子化ベクトルとして出力切替スイッチ４を介して出力す
る予測ベクトル量子化手段１１と、入力端子１および予
測手段５と接続し入力ベクトルと予測ベクトルとからこ
れらの誤差である予測誤差を算出し予測誤差に従ってベ
クトル量子化手段８および予測ベクトル量子化手段１１
のいずれの量子化手段を使用すべきかを判定し入力切替
スイッチ３および出力切替スイッチ４を制御する判定回
路１２とで構成する。
入力ベクトルを取込む入力端子１と、出力ベクトルを出
力する出力端子２と、入力端子１と接続し入力ベクトル
を任意の量子化手段に切替接続する入力切替スイッチ３
と、任意の量子化手段の出力する量子化ベクトルを出力
ベクトルとして出力端子２に出力する出力切替スイッチ
４と、出力端子２と接続し出力ベクトルを保持し新たに
取込む入力ベクトルを予測し予測ベクトルとして出力す
る予測手段５と、入力切替スイッチ３を介して入力ベク
トルを受けた第１ベクトル選択回路６が入力ベクトルに
対応するコードベクトルを第１コードブック７から選択
し量子化ベクトルとして出力切替スイッチ４を介して出
力するベクトル量子化手段８と、入力切替スイッチ３を
介して入力する入力ベクトルから予測手段５の出力する
予測ベクトルを減算して予測誤差ベクトルを求めこの予
測誤差ベクトルを受けた第２ベクトル選択回路９が予測
誤差ベクトルに対応する予測誤差コードベクトルを第２
コードブック１０から選択し予測ベクトルとを加算し量
子化ベクトルとして出力切替スイッチ４を介して出力す
る予測ベクトル量子化手段１１と、入力端子１および予
測手段５と接続し入力ベクトルと予測ベクトルとからこ
れらの誤差である予測誤差を算出し予測誤差に従ってベ
クトル量子化手段８および予測ベクトル量子化手段１１
のいずれの量子化手段を使用すべきかを判定し入力切替
スイッチ３および出力切替スイッチ４を制御する判定回
路１２とで構成する。
【００１５】次に、動作について説明する。
【００１６】入力端子１には、任意に定める一定の間隔
ごとに、入力ベクトルX1, X2, ...,Xt, ...が入力され
るものとする。予測手段５では、過去の出力ベクトルY
t-p,Yt-p+1, ..., Yt-1 と予め設計した予測係数行列 A
1, A2, ..., Apを保持しており、(1) 式に基づき、時刻
t における予測ベクトル Zt を予測し、予測ベクトルを
予測ベクトル量子化手段１１および判定回路１２に出力
する。
ごとに、入力ベクトルX1, X2, ...,Xt, ...が入力され
るものとする。予測手段５では、過去の出力ベクトルY
t-p,Yt-p+1, ..., Yt-1 と予め設計した予測係数行列 A
1, A2, ..., Apを保持しており、(1) 式に基づき、時刻
t における予測ベクトル Zt を予測し、予測ベクトルを
予測ベクトル量子化手段１１および判定回路１２に出力
する。
【００１７】
【００１８】ここで、p は予測次数であり、ベクトルの
次元数を kとすると、Aiは k×k の正方行列あるいは、
対角行列である。判定回路１２では、入力ベクトルと予
測ベクトルの予測誤差を求め、予測誤差と予め設定した
閾値とを比較し、予測誤差が閾値よりも小さい場合に
は、予測ベクトル量子化手段１１を用いて量子化を行う
と判定し、予測誤差が閾値よりも大きい場合には、ベク
トル量子化手段８を用いて量子化を行うと判定する。入
力切替スイッチ３では、判定回路１２の判定結果に従
い、入力ベクトルをベクトル量子化手段８あるいは予測
ベクトル量子化手段１１のどちらかに出力する。ベクト
ル量子化手段８は、予め設計したコードベクトルを複数
持つ第１ベクトル選択回路６と第１コードブック７とで
構成し、入力切替スイッチ３を介して入力ベクトルが入
力された時のみ動作する。第１ベクトル選択回路６で
は、入力ベクトルと第１コードブック７内の各コードベ
クトルとの距離を計算し、最小の距離を与えるコードベ
クトルを量子化ベクトルとして出力切替スイッチ４に出
力する。予測ベクトル量子化手段１１は、第２ベクトル
選択回路９と予め設計した予測誤差コードベクトルを複
数持つ第２コードブック１０とで構成し、入力切替スイ
ッチ３を介して入力ベクトルが入力された時のみ動作す
る。第２ベクトル選択回路９では、入力ベクトルから予
測ベクトルを減算した予測誤差ベクトルと第２コードブ
ック１０内の各予測誤差コードベクトルとの距離を計算
し、最小の距離を与える予測誤差コードベクトルを選択
し、予測ベクトルと加算し、量子化ベクトルとして出力
切替スイッチ４に出力する。出力切替スイッチ４では、
判定回路１２の判定結果に従い、ベクトル量子化手段８
あるいは予測ベクトル量子化手段１１のどちらかから得
られる量子化ベクトルを切替えて出力ベクトル Yt とし
て出力端子４と予測手段５に出力する。
次元数を kとすると、Aiは k×k の正方行列あるいは、
対角行列である。判定回路１２では、入力ベクトルと予
測ベクトルの予測誤差を求め、予測誤差と予め設定した
閾値とを比較し、予測誤差が閾値よりも小さい場合に
は、予測ベクトル量子化手段１１を用いて量子化を行う
と判定し、予測誤差が閾値よりも大きい場合には、ベク
トル量子化手段８を用いて量子化を行うと判定する。入
力切替スイッチ３では、判定回路１２の判定結果に従
い、入力ベクトルをベクトル量子化手段８あるいは予測
ベクトル量子化手段１１のどちらかに出力する。ベクト
ル量子化手段８は、予め設計したコードベクトルを複数
持つ第１ベクトル選択回路６と第１コードブック７とで
構成し、入力切替スイッチ３を介して入力ベクトルが入
力された時のみ動作する。第１ベクトル選択回路６で
は、入力ベクトルと第１コードブック７内の各コードベ
クトルとの距離を計算し、最小の距離を与えるコードベ
クトルを量子化ベクトルとして出力切替スイッチ４に出
力する。予測ベクトル量子化手段１１は、第２ベクトル
選択回路９と予め設計した予測誤差コードベクトルを複
数持つ第２コードブック１０とで構成し、入力切替スイ
ッチ３を介して入力ベクトルが入力された時のみ動作す
る。第２ベクトル選択回路９では、入力ベクトルから予
測ベクトルを減算した予測誤差ベクトルと第２コードブ
ック１０内の各予測誤差コードベクトルとの距離を計算
し、最小の距離を与える予測誤差コードベクトルを選択
し、予測ベクトルと加算し、量子化ベクトルとして出力
切替スイッチ４に出力する。出力切替スイッチ４では、
判定回路１２の判定結果に従い、ベクトル量子化手段８
あるいは予測ベクトル量子化手段１１のどちらかから得
られる量子化ベクトルを切替えて出力ベクトル Yt とし
て出力端子４と予測手段５に出力する。
【００１９】上述の実施例では、判定回路１２が予測誤
差によりベクトル量子化手段８と予測ベクトル量子化手
段１１とのどちらを使用するかの判定方法として、予め
設定した閾値との比較による判定方法を示したが、閾値
を可変にすることは容易に類推できることである。
差によりベクトル量子化手段８と予測ベクトル量子化手
段１１とのどちらを使用するかの判定方法として、予め
設定した閾値との比較による判定方法を示したが、閾値
を可変にすることは容易に類推できることである。
【００２０】図２は本発明の第２の実施例のブロック図
である。
である。
【００２１】第２の実施例のベクトル量子化器１７は、
入力端子１と出力端子２と入力切替スイッチ３と出力切
替スイッチ４とベクトル量子化手段８と予測ベクトル量
子化手段１１と判定回路１２とは図１に示した第１の実
施例と同一の動作をするものであり、図２でも同一符号
が付してある。予測手段については、複数の予測器を設
け、これを選択回路で選択する構成であるが、実施例と
しては簡単のため、第１予測器１４および第２予測器１
５の２個の予測器に、選択回路１６を持つ例で説明す
る。第１予測器１４および第２予測器１５は、第１の実
施例の予測手段５で説明したものと同様に、それぞれ、
過去の出力ベクトル Yt-p, Yt-p+1, ...,Yt-1と、予め
設計した予測係数行列 An1, An2, ..., Anp (n=1,2) を
保持しており、(2) 式に基づき、時刻t での予測ベクト
ル Ztn (n=1,2)を予測し、選択回路１６に出力する。
入力端子１と出力端子２と入力切替スイッチ３と出力切
替スイッチ４とベクトル量子化手段８と予測ベクトル量
子化手段１１と判定回路１２とは図１に示した第１の実
施例と同一の動作をするものであり、図２でも同一符号
が付してある。予測手段については、複数の予測器を設
け、これを選択回路で選択する構成であるが、実施例と
しては簡単のため、第１予測器１４および第２予測器１
５の２個の予測器に、選択回路１６を持つ例で説明す
る。第１予測器１４および第２予測器１５は、第１の実
施例の予測手段５で説明したものと同様に、それぞれ、
過去の出力ベクトル Yt-p, Yt-p+1, ...,Yt-1と、予め
設計した予測係数行列 An1, An2, ..., Anp (n=1,2) を
保持しており、(2) 式に基づき、時刻t での予測ベクト
ル Ztn (n=1,2)を予測し、選択回路１６に出力する。
【００２２】
【００２３】ここで、p は予測次数であり、ベクトルの
次元数を kとすると、Ani は k×k の正方行列あるい
は、対角行列である。ここで第１予測器１４および第２
予測器１５は、互いに異なる予測係数行列を持つものと
する。なお、本実施例では各予測器の予測次数 pは、同
一のものとして説明しているが、各予測器の予測次数が
異なっていてもよい。選択回路１６では、入力ベクトル
と２個の予測ベクトル Ztn(n=1,2) との距離を計算し、
最小の距離を与える予測ベクトルを予測ベクトル量子化
手段１１および判定回路１２に出力する。
次元数を kとすると、Ani は k×k の正方行列あるい
は、対角行列である。ここで第１予測器１４および第２
予測器１５は、互いに異なる予測係数行列を持つものと
する。なお、本実施例では各予測器の予測次数 pは、同
一のものとして説明しているが、各予測器の予測次数が
異なっていてもよい。選択回路１６では、入力ベクトル
と２個の予測ベクトル Ztn(n=1,2) との距離を計算し、
最小の距離を与える予測ベクトルを予測ベクトル量子化
手段１１および判定回路１２に出力する。
【００２４】図３は本発明の第３の実施例のブロック図
である。
である。
【００２５】第３の実施例のベクトル量子化器２３は、
入力端子１と出力端子２と予測手段５とベクトル量子化
手段８とは、図１に示した第１の実施例と同一の動作を
するものであり、図３でも同一符号が付してある。予測
ベクトル量子化手段については、複数の予測ベクトル量
子化手段を設け、これを判定回路で選択する構成である
が、実施例としては簡単のため、第１予測ベクトル量子
化手段１８と第２予測ベクトル量子化手段１９との２個
の予測ベクトル量子化手段器を持つ場合を例として説明
する。判定回路２０は、入力ベクトルと予測ベクトルの
予測誤差を求め、予測誤差と予め設定した第１閾値とを
比較し、予測誤差が第１閾値よりも大きい場合には、ベ
クトル量子化手段８を用いて量子化を行うと判定する。
予測誤差が第１閾値よりも小さい場合には、予め設定し
た第２閾値と比較し、予測誤差が第２閾値よりも大きい
場合には第１予測ベクトル量子化手段１８を用いて量子
化を行うと判定し、予測誤差が第２閾値よりも小さい場
合には第２予測ベクトル量子化手段１９を用いて量子化
を行うと判定する。入力切替スイッチ２１では、判定回
路２０の判定結果に従い、入力ベクトルをベクトル量子
化手段８、第１予測ベクトル量子化手段１８、第２予測
ベクトル量子化手段１９のいずれかに出力する。第１予
測ベクトル量子化手段１８および第２予測ベクトル量子
化手段１９は、第１の実施例の予測ベクトル量子化手段
１１と同様に、それぞれ、入力切替スイッチ２１を介し
て入力ベクトルが入力された時のみ動作し、量子化ベク
トルを出力切替スイッチ２２に出力する。出力切替スイ
ッチ２２では、判定回路２０の判定結果に従い、ベクト
ル量子化手段８、第１予測ベクトル量子化手段１８、第
２予測ベクトル量子化手段１９のいずれか１つから得ら
れる量子化ベクトルを切替えて、出力ベクトル Yt とし
て出力端子２と予測手段５に出力する。
入力端子１と出力端子２と予測手段５とベクトル量子化
手段８とは、図１に示した第１の実施例と同一の動作を
するものであり、図３でも同一符号が付してある。予測
ベクトル量子化手段については、複数の予測ベクトル量
子化手段を設け、これを判定回路で選択する構成である
が、実施例としては簡単のため、第１予測ベクトル量子
化手段１８と第２予測ベクトル量子化手段１９との２個
の予測ベクトル量子化手段器を持つ場合を例として説明
する。判定回路２０は、入力ベクトルと予測ベクトルの
予測誤差を求め、予測誤差と予め設定した第１閾値とを
比較し、予測誤差が第１閾値よりも大きい場合には、ベ
クトル量子化手段８を用いて量子化を行うと判定する。
予測誤差が第１閾値よりも小さい場合には、予め設定し
た第２閾値と比較し、予測誤差が第２閾値よりも大きい
場合には第１予測ベクトル量子化手段１８を用いて量子
化を行うと判定し、予測誤差が第２閾値よりも小さい場
合には第２予測ベクトル量子化手段１９を用いて量子化
を行うと判定する。入力切替スイッチ２１では、判定回
路２０の判定結果に従い、入力ベクトルをベクトル量子
化手段８、第１予測ベクトル量子化手段１８、第２予測
ベクトル量子化手段１９のいずれかに出力する。第１予
測ベクトル量子化手段１８および第２予測ベクトル量子
化手段１９は、第１の実施例の予測ベクトル量子化手段
１１と同様に、それぞれ、入力切替スイッチ２１を介し
て入力ベクトルが入力された時のみ動作し、量子化ベク
トルを出力切替スイッチ２２に出力する。出力切替スイ
ッチ２２では、判定回路２０の判定結果に従い、ベクト
ル量子化手段８、第１予測ベクトル量子化手段１８、第
２予測ベクトル量子化手段１９のいずれか１つから得ら
れる量子化ベクトルを切替えて、出力ベクトル Yt とし
て出力端子２と予測手段５に出力する。
【００２６】第２の実施例と第３の実施例とを組み合わ
せて、複数の予測器と複数の予測ベクトル手段とを持つ
構成は、容易に類推可能である。
せて、複数の予測器と複数の予測ベクトル手段とを持つ
構成は、容易に類推可能である。
【００２７】なお、上述した実施例の入力ベクトルとし
ては、音声信号をある一定の間隔で切り出したもの、音
声信号のスペクトル包絡を表すパラメータ、画像信号な
どの入力ベクトル時系列として扱えるものが考えられ
る。
ては、音声信号をある一定の間隔で切り出したもの、音
声信号のスペクトル包絡を表すパラメータ、画像信号な
どの入力ベクトル時系列として扱えるものが考えられ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、入力ベ
クトルに応じて予測手段が有効に動作しているか否かを
判定し、ベクトル量子化手段と予測ベクトル量子化手段
とを切替えることにより、低演算量で量子化歪みの小さ
なベクトル量子化器を実現することができる。また、入
力ベクトルに対して、ベクトル量子化手段または予測ベ
クトル量子化手段のいずれかのみで量子化が行われるた
め、ベクトル量子化手段で量子化しなければならないベ
クトルの存在領域と、予測ベクトル量子化手段で量子化
しなければならないベクトルの存在領域に重なりが生じ
ない。このため、存在領域の重なり部分にベクトル量子
化手段用のコードベクトルと予測ベクトル量子化手段用
のコードベクトルとが近接して配置されることはなくな
り、性能を改善することができるという大きな効果があ
る。
クトルに応じて予測手段が有効に動作しているか否かを
判定し、ベクトル量子化手段と予測ベクトル量子化手段
とを切替えることにより、低演算量で量子化歪みの小さ
なベクトル量子化器を実現することができる。また、入
力ベクトルに対して、ベクトル量子化手段または予測ベ
クトル量子化手段のいずれかのみで量子化が行われるた
め、ベクトル量子化手段で量子化しなければならないベ
クトルの存在領域と、予測ベクトル量子化手段で量子化
しなければならないベクトルの存在領域に重なりが生じ
ない。このため、存在領域の重なり部分にベクトル量子
化手段用のコードベクトルと予測ベクトル量子化手段用
のコードベクトルとが近接して配置されることはなくな
り、性能を改善することができるという大きな効果があ
る。
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例のブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施例のブロック図である。
【図４】従来のベクトル量子化器のブロック図である。
１ 入力端子 ２ 出力端子 ３，２１ 入力切替スイッチ ４，２２ 出力切替スイッチ ５ 予測手段 ６ 第１ベクトル選択回路 ７ 第１コードブック ８ ベクトル量子化手段 ９ 第２ベクトル選択回路 １０ 第２コードブック １１ 予測ベクトル量子化手段 １２，２０ 判定回路 １３，１７，２３ ベクトル量子化器 １４ 第１予測器 １５ 第２予測器 １６ 選択回路 １８ 第１予測ベクトル量子化手段 １９ 第２予測ベクトル量子化手段
Claims (3)
- 【請求項１】 入力ベクトルを取込む入力端子と、出力
ベクトルを出力する出力端子と、前記入力端子と接続し
前記入力ベクトルを任意の量子化手段に切替接続する入
力切替スイッチと、前記任意の量子化手段に選択接続し
前記任意の量子化手段の出力する量子化ベクトルを出力
ベクトルとして前記出力端子に出力する出力切替スイッ
チと、前記出力端子と接続し前記出力ベクトルを保持し
予め定める演算式により新たに取込む入力ベクトルを予
測し予測ベクトルとして出力する予測手段と、前記入力
切替スイッチを介して前記入力ベクトルを入力しこの入
力ベクトルを表すコードベクトルを第１のコードブック
から選択し量子化ベクトルとして前記出力切替スイッチ
を介して出力するベクトル量子化手段と、前記入力切替
スイッチを介して前記入力ベクトルを入力しこの入力ベ
クトルから前記予測手段の出力する予測ベクトルを減算
して予測誤差ベクトルを求めこの予測誤差ベクトルを表
す予測誤差コードベクトルを第２のコードブックから選
択しこの予測誤差コードベクトルと前記予測ベクトルと
を加算し量子化ベクトルとして前記出力切替スイッチを
介して出力する予測ベクトル量子化手段と、前記入力端
子および前記予測手段と接続し前記入力ベクトルと前記
予測ベクトルとからこれらの誤差である予測誤差を算出
し前記予測誤差に従って前記ベクトル量子化手段および
前記予測ベクトル量子化手段のいずれの量子化手段を使
用すべきかを判定し前記入力切替スイッチおよび前記出
力切替スイッチを制御する判定回路とを有することを特
徴とするベクトル量子化器。 - 【請求項２】 前記予測手段が異なる予測係数行列を持
つ複数の予測器と、この複数の予測器の中から入力ベク
トルに近い予測ベクトルを出力する予測器を選択し予測
ベクトルを出力する選択回路とを有することを特徴とす
る請求項１記載のベクトル量子化器。 - 【請求項３】 前記予測ベクトル量子化手段を複数個設
け、前記判定回路が予測誤差に従って、前記ベクトル量
子化手段および前記複数の予測ベクトル量子化手段の中
のいずれの量子化手段を使用するかを判定することを特
徴とする請求項１記載のベクトル量子化器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196565A JPH0863198A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | ベクトル量子化器 |
| US08/517,766 US5757306A (en) | 1994-08-22 | 1995-08-22 | Vector quantization with a control circuit for input and predicted vector quantization |
| EP95305877A EP0699002A3 (en) | 1994-08-22 | 1995-08-22 | Predictive vector quantization with input control circuit |
| CA002156650A CA2156650C (en) | 1994-08-22 | 1995-08-22 | Vector quantization with a control circuit for input and predicted vector quantization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196565A JPH0863198A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | ベクトル量子化器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0863198A true JPH0863198A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16359855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6196565A Pending JPH0863198A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | ベクトル量子化器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5757306A (ja) |
| EP (1) | EP0699002A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0863198A (ja) |
| CA (1) | CA2156650C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100556278B1 (ko) * | 1997-03-28 | 2006-06-29 | 소니 가부시끼 가이샤 | 벡터탐색방법 |
| JP2017156868A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社東芝 | 行動パターン推定装置、行動パターン推定方法、および行動パターン推定プログラム |
| JP2017203997A (ja) * | 2011-04-21 | 2017-11-16 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 線形予測係数量子化方法、サウンド符号化方法、線形予測係数逆量子化方法、サウンド復号化方法、その記録媒体及び電子機器 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6728775B1 (en) * | 1997-03-17 | 2004-04-27 | Microsoft Corporation | Multiple multicasting of multimedia streams |
| SE511186C2 (sv) * | 1997-04-11 | 1999-08-16 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och anordning för att koda datasekvenser |
| US6473017B1 (en) * | 2000-03-13 | 2002-10-29 | Research Foundation Of The City University Of New York | One-bit second order sigma-delta modulator including a polynomial vector quantizer |
| US6452525B1 (en) * | 2000-03-13 | 2002-09-17 | Research Foundation Of The City University Of New York | One-bit second order sigma-delta modulator including a polynomial vector quantizer |
| CA2415105A1 (en) * | 2002-12-24 | 2004-06-24 | Voiceage Corporation | A method and device for robust predictive vector quantization of linear prediction parameters in variable bit rate speech coding |
| US7751483B1 (en) * | 2004-04-16 | 2010-07-06 | Majesco Entertainment Company | Video codec for embedded handheld devices |
| US8224017B2 (en) * | 2006-01-13 | 2012-07-17 | New Jersey Institute Of Technology | Method for identifying marked content |
| EP2128822B1 (en) * | 2008-05-27 | 2012-01-04 | TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (publ) | Index-based pixel block processing |
| TWI777464B (zh) | 2019-10-08 | 2022-09-11 | 創未來科技股份有限公司 | 訊號轉換裝置與訊號轉換方法 |
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| JPH0769719B2 (ja) * | 1988-09-28 | 1995-07-31 | 三菱電機株式会社 | 量子化器及び逆量子化器 |
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| KR930004311B1 (ko) * | 1989-04-18 | 1993-05-22 | 미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤 | 동화상 부호화 복호화장치 |
| US5241383A (en) * | 1992-05-13 | 1993-08-31 | Bell Communications Research, Inc. | Pseudo-constant bit rate video coding with quantization parameter adjustment |
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-
1994
- 1994-08-22 JP JP6196565A patent/JPH0863198A/ja active Pending
-
1995
- 1995-08-22 EP EP95305877A patent/EP0699002A3/en not_active Ceased
- 1995-08-22 CA CA002156650A patent/CA2156650C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-22 US US08/517,766 patent/US5757306A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5757306A (en) | 1998-05-26 |
| EP0699002A2 (en) | 1996-02-28 |
| EP0699002A3 (en) | 1999-11-17 |
| CA2156650A1 (en) | 1996-02-23 |
| CA2156650C (en) | 2000-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971111 |