JPH11191739A - 共役構造ベクトル量子化方法、その装置及びプログラム記録媒体 - Google Patents
共役構造ベクトル量子化方法、その装置及びプログラム記録媒体Info
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- JPH11191739A JPH11191739A JP35715997A JP35715997A JPH11191739A JP H11191739 A JPH11191739 A JP H11191739A JP 35715997 A JP35715997 A JP 35715997A JP 35715997 A JP35715997 A JP 35715997A JP H11191739 A JPH11191739 A JP H11191739A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ない演算量で高い量子化効率を得る。
【解決手段】 コードブック１０，１１の各コードベク
トルの目標ベクトルと平行な成分の大きさをそれぞれ求
め（１ａ，１ｂ）、そのコードブック１１の平行成分の
大きさを昇順に並べ（２）、コードブック１０のコード
ベクトルｎを指定し、その平行成分の大きさと、目標ベ
クトルの大きさと、現在の最小量子化誤差ｄ2 min とか
ら、そのコードベクトルとコードブック１１のコードベ
クトル中の有効な組合せ候補を求め（３）、その指定コ
ードベクトルｎと各候補との量子化誤差をそれぞれ求め
（４）、その量子化誤差がｄ2 min より小さければ、ｄ
2 mi n を更新し、かつその組合せコードベクトルのイン
デックスを更新し（５）、コードブック１０に指定して
いないものが残っていれば、その指定を順次変更して手
順３に戻り、全ての指定が終っていれば、最後のコード
インデックスを出力する（５ａ）。
トルの目標ベクトルと平行な成分の大きさをそれぞれ求
め（１ａ，１ｂ）、そのコードブック１１の平行成分の
大きさを昇順に並べ（２）、コードブック１０のコード
ベクトルｎを指定し、その平行成分の大きさと、目標ベ
クトルの大きさと、現在の最小量子化誤差ｄ2 min とか
ら、そのコードベクトルとコードブック１１のコードベ
クトル中の有効な組合せ候補を求め（３）、その指定コ
ードベクトルｎと各候補との量子化誤差をそれぞれ求め
（４）、その量子化誤差がｄ2 min より小さければ、ｄ
2 mi n を更新し、かつその組合せコードベクトルのイン
デックスを更新し（５）、コードブック１０に指定して
いないものが残っていれば、その指定を順次変更して手
順３に戻り、全ての指定が終っていれば、最後のコード
インデックスを出力する（５ａ）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、音声・オーディ
オや画像などの高能率圧縮符号化の分野で広く利用さ
れ、互いに共役構造関係にある二つのコードブックのコ
ードベクトルを組合せて目標ベクトルをベクトル量子化
する方法、その装置及びプログラム記録媒体に関する。
オや画像などの高能率圧縮符号化の分野で広く利用さ
れ、互いに共役構造関係にある二つのコードブックのコ
ードベクトルを組合せて目標ベクトルをベクトル量子化
する方法、その装置及びプログラム記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ベクトル量子化は、信号の符号化におい
て、複数の入力サンプルをまとめて目標ベクトルとし、
あらかじめ用意したコードベクトル一覧であるコードブ
ックの中から、目標ベクトルにもっとも近いコードベク
トルを選び、複数の入力サンプルをそのコードベクトル
番号で表す符号化方法である。
て、複数の入力サンプルをまとめて目標ベクトルとし、
あらかじめ用意したコードベクトル一覧であるコードブ
ックの中から、目標ベクトルにもっとも近いコードベク
トルを選び、複数の入力サンプルをそのコードベクトル
番号で表す符号化方法である。
【０００３】この方法は、入力サンプルの分布に一定の
傾向がある場合、入力サンプルの分布傾向と同じ分布傾
向をもつコードブックを用意しておけば高い能率で符号
化ができる。またベクトル量子化においては、符号化に
用いることのできる情報量が等しい場合、ベクトル量子
化の量子化ビット数、つまりコードベクトルの数を大き
く、またコードベクトルのサンプル数、すなわちコード
ベクトル長を大きくした方が能率が良い。
傾向がある場合、入力サンプルの分布傾向と同じ分布傾
向をもつコードブックを用意しておけば高い能率で符号
化ができる。またベクトル量子化においては、符号化に
用いることのできる情報量が等しい場合、ベクトル量子
化の量子化ビット数、つまりコードベクトルの数を大き
く、またコードベクトルのサンプル数、すなわちコード
ベクトル長を大きくした方が能率が良い。
【０００４】しかし、コードブックの規模は、コードベ
クトル長に比例し、量子化ビット数の２乗に比例するた
め、量子化能率をあげようとすると、コードブックを記
憶しておくのに必要なメモリが大規模になりすぎてしま
うという欠点を持つ。この問題を解決するために、図４
Ａのような共役構造ベクトル量子化方法が提案されてい
る。この方法では、小規模な二つのコードブック１０，
１１からの各コードベクトルを加算部１３で加えあわ
せ、再生信号を得る、この再生信号と目標信号との距離
を距離計算部１３で求め、その距離が最小となるように
最適コードベクトル検索部１４でコードブック１０，１
１の各コードベクトルを選択する。このようにすると、
あまりメモリ量を増やすことなくベクトル量子化の能率
を上げることができる。
クトル長に比例し、量子化ビット数の２乗に比例するた
め、量子化能率をあげようとすると、コードブックを記
憶しておくのに必要なメモリが大規模になりすぎてしま
うという欠点を持つ。この問題を解決するために、図４
Ａのような共役構造ベクトル量子化方法が提案されてい
る。この方法では、小規模な二つのコードブック１０，
１１からの各コードベクトルを加算部１３で加えあわ
せ、再生信号を得る、この再生信号と目標信号との距離
を距離計算部１３で求め、その距離が最小となるように
最適コードベクトル検索部１４でコードブック１０，１
１の各コードベクトルを選択する。このようにすると、
あまりメモリ量を増やすことなくベクトル量子化の能率
を上げることができる。
【０００５】ベクトル量子化を大規模にすると生じるも
う一つの欠点は、最適なコードベクトルを検索するのに
大きな演算量がかかるということである。共役構造ベク
トル量子化では、演算量を削減するために、図５に示す
ようにコードブック１０，１１のコードベクトルを互い
に共役構造ベクトルとし、おのおののコードブック１
０，１１をそれぞれ予備選択部１５，１６により独立に
検索し、もっともらしい候補ベクトルをいくつか予備選
択して小コードブック１７，１８を構成し、小コードブ
ック１７，１８の中から最適な組み合わせを検索する手
法が用いられる。
う一つの欠点は、最適なコードベクトルを検索するのに
大きな演算量がかかるということである。共役構造ベク
トル量子化では、演算量を削減するために、図５に示す
ようにコードブック１０，１１のコードベクトルを互い
に共役構造ベクトルとし、おのおののコードブック１
０，１１をそれぞれ予備選択部１５，１６により独立に
検索し、もっともらしい候補ベクトルをいくつか予備選
択して小コードブック１７，１８を構成し、小コードブ
ック１７，１８の中から最適な組み合わせを検索する手
法が用いられる。
【０００６】この方法では、予備選択時の候補数が小さ
いほど高い演算量削減効果が得られるが、その反面、予
備選択では組み合わせる対向側の情報を用いないため、
予備選択の候補数が少ないほど量子化の能率が悪化する
という問題点をもつ。
いほど高い演算量削減効果が得られるが、その反面、予
備選択では組み合わせる対向側の情報を用いないため、
予備選択の候補数が少ないほど量子化の能率が悪化する
という問題点をもつ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、共役構造
ベクトル量子化において、高い量子化能率を保ったまま
少ない演算量で量子化する方法、その装置およびプログ
ラム記録媒体を提供する。
ベクトル量子化において、高い量子化能率を保ったまま
少ない演算量で量子化する方法、その装置およびプログ
ラム記録媒体を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明では、共役構造
ベクトル量子化の組み合わせ検索の際、一方のコードブ
ック中の各コードベクトルと、他方のコードブック中の
コードベクトルと有効な複数のものとの組み合わせのグ
ループを選び、その各グループにおける両コードブック
の各コードベクトルの組み合わせ合成と目標ベクトルと
の量子化誤差が最小になるようにする。
ベクトル量子化の組み合わせ検索の際、一方のコードブ
ック中の各コードベクトルと、他方のコードブック中の
コードベクトルと有効な複数のものとの組み合わせのグ
ループを選び、その各グループにおける両コードブック
の各コードベクトルの組み合わせ合成と目標ベクトルと
の量子化誤差が最小になるようにする。
【０００９】前記一方のコードブックの各コードベクト
ルと、他方のコードブック中のコードベクトルとの有効
な複数のものとの組み合わせのグループを選ぶために
は、例えばコードベクトルを、目標ベクトルとの近さを
評価できる一次元の評価値に変換し、この値を用いて、
共役ベクトル（他方のコードブックのコードベクトル）
との有効な組み合わせを探し出す。一次元の評価値とし
て、コードベクトルの、目標ベクトルとの平行成分の大
きさを用いると効果が高い。作用 共役構造ベクトル量子化では、図３Ｂに示すように、コ
ードブック１０中のコードベクトル０とコードブック１
１中のコードベクトルｖ１との合成と、目標ベクトルｔ
との距離Ｒを計算して、そのうちの最小値Ｒmin となる
組み合わせを選択する。従来法では、考えられる全ての
組み合わせについて距離計算・最小値との比較を行う
が、この発明では、例えば図１に示すように、コードベ
クトルｖ０，ｖ１の各目標ベクトルｔとの平行成分Ｃ０
とＣ１の合成Ｃ０＋Ｃ１と目標ベクトルｔとの誤差Ｒp
が現在の最小誤差範囲Ｒp min におさまっている組み合
わせについてのみ距離計算を行う。このようにすると、
距離計算・最小値との比較を行う必要がない組み合わせ
についてはこれを省略することができ、演算量を軽減す
ることができる。一次元値は、昇順または降順の並べ替
えや、値の検索などの処理を少ない演算量で施すことが
できるので、距離計算の省略のための前処理の演算量は
少なく押さえることができる。
ルと、他方のコードブック中のコードベクトルとの有効
な複数のものとの組み合わせのグループを選ぶために
は、例えばコードベクトルを、目標ベクトルとの近さを
評価できる一次元の評価値に変換し、この値を用いて、
共役ベクトル（他方のコードブックのコードベクトル）
との有効な組み合わせを探し出す。一次元の評価値とし
て、コードベクトルの、目標ベクトルとの平行成分の大
きさを用いると効果が高い。作用 共役構造ベクトル量子化では、図３Ｂに示すように、コ
ードブック１０中のコードベクトル０とコードブック１
１中のコードベクトルｖ１との合成と、目標ベクトルｔ
との距離Ｒを計算して、そのうちの最小値Ｒmin となる
組み合わせを選択する。従来法では、考えられる全ての
組み合わせについて距離計算・最小値との比較を行う
が、この発明では、例えば図１に示すように、コードベ
クトルｖ０，ｖ１の各目標ベクトルｔとの平行成分Ｃ０
とＣ１の合成Ｃ０＋Ｃ１と目標ベクトルｔとの誤差Ｒp
が現在の最小誤差範囲Ｒp min におさまっている組み合
わせについてのみ距離計算を行う。このようにすると、
距離計算・最小値との比較を行う必要がない組み合わせ
についてはこれを省略することができ、演算量を軽減す
ることができる。一次元値は、昇順または降順の並べ替
えや、値の検索などの処理を少ない演算量で施すことが
できるので、距離計算の省略のための前処理の演算量は
少なく押さえることができる。
【００１０】また、この発明方法においては、量子化誤
差が現在の最小値を必ず越える場合を除外するという手
法をとっているので、この方法を適用することによる量
子化能率の低下は全くない。
差が現在の最小値を必ず越える場合を除外するという手
法をとっているので、この方法を適用することによる量
子化能率の低下は全くない。
【００１１】
【発明の実施の形態】実施例１ 図２にこの発明の実施例１を示す。この実施例１ではコ
ードブック１０の各コードベクトルに対するコードブッ
ク１１中のコードベクトルの有効な組み合わせの選択の
ために、目標ベクトルとの近さをコードベクトルの、目
標ベクトルとの平行成分の大きさを用いて判定して行う
場合である。コードブック１０、コードブック１１を構
成するコードベクトルの数はどちらもＮである。
ードブック１０の各コードベクトルに対するコードブッ
ク１１中のコードベクトルの有効な組み合わせの選択の
ために、目標ベクトルとの近さをコードベクトルの、目
標ベクトルとの平行成分の大きさを用いて判定して行う
場合である。コードブック１０、コードブック１１を構
成するコードベクトルの数はどちらもＮである。
【００１２】手順１では、コードブック１０，１１中の
各コードベクトルｖa （ｎ）の、目標ベクトルｔとの平
行成分の大きさＣa （ｎ）を（１）式のように計算す
る。 Ｃa （ｎ）＝ｖa （ｎ）・ｔ／Ｔ Ｔ＝‖ｔ‖ （１） ｎはコードベクトルｖのコードブック中のインデックス
番号、ａは、コードブック１０と１１との識別番号を表
し、値は０または１である。つまりｖa （ｎ）とｔとの
内積をｔの大きさ（振幅）で割算して平行成分の大きさ
を求める。これらは平行成分記憶部２１ａ，２１ｂ（図
３Ａ）に記憶される。また目標ベクトルの大きさ‖ｔ‖
が記憶部２２に記憶される。
各コードベクトルｖa （ｎ）の、目標ベクトルｔとの平
行成分の大きさＣa （ｎ）を（１）式のように計算す
る。 Ｃa （ｎ）＝ｖa （ｎ）・ｔ／Ｔ Ｔ＝‖ｔ‖ （１） ｎはコードベクトルｖのコードブック中のインデックス
番号、ａは、コードブック１０と１１との識別番号を表
し、値は０または１である。つまりｖa （ｎ）とｔとの
内積をｔの大きさ（振幅）で割算して平行成分の大きさ
を求める。これらは平行成分記憶部２１ａ，２１ｂ（図
３Ａ）に記憶される。また目標ベクトルの大きさ‖ｔ‖
が記憶部２２に記憶される。
【００１３】手順２では、Ｎ個からなる一方のコードブ
ック１１を、平行成分の大きさＣ1が昇順になるように
並べ替える。この並べ替えを高速に行うアルゴリズム
は、様々なものが提案されており、一例としてヒープソ
ートが挙げられる。記憶部２１ｂの内容がこの並べ替え
たものとされる。手順３では、目標ベクトルと現在まで
の最小量子化誤差をもとに、Ｎ個からなる他方のコード
ブック０中の各コードベクトルの平行成分の大きさＣ0
（ｎ）ごとに、コードブック１１中の組み合わせるべき
コードベクトルｖ1 （ｎ）の範囲（グループ）を決定す
る。そのため現在の最小量子化誤差記憶部２３が設けら
れる（３Ａ）。
ック１１を、平行成分の大きさＣ1が昇順になるように
並べ替える。この並べ替えを高速に行うアルゴリズム
は、様々なものが提案されており、一例としてヒープソ
ートが挙げられる。記憶部２１ｂの内容がこの並べ替え
たものとされる。手順３では、目標ベクトルと現在まで
の最小量子化誤差をもとに、Ｎ個からなる他方のコード
ブック０中の各コードベクトルの平行成分の大きさＣ0
（ｎ）ごとに、コードブック１１中の組み合わせるべき
コードベクトルｖ1 （ｎ）の範囲（グループ）を決定す
る。そのため現在の最小量子化誤差記憶部２３が設けら
れる（３Ａ）。
【００１４】まず最初に、コードブック１０中の指定さ
れたコードベクトルｖ0 （ｎ）の平行成分の大きさＣ0
（ｎ）に対し、コードブック１１中の組み合わせて有効
なコードベクトルの平行成分の範囲を決定する。 Ｃ1 min (n) ＝‖ｔ‖−Ｃ0 （ｎ）−√ｄ2 min Ｃ1 max (n) ＝‖ｔ‖−Ｃ0 （ｎ）＋√ｄ2 min （２） ここで、Ｃ1 min は、コードブック１１中のコードベク
トルの平行成分の、組み合わせて有効な下限の値、Ｃ1
max は、コードブック１１中のコードベクトルの平行成
分の、組み合わせて有効な上限の値、ｄ2 min は量子化
誤差の最小値である。つまり、目標ベクトルｔの大きさ
‖ｔ‖からコードブック１０中のコードベクトルの平行
成分の大きさＣ0 （ｎ）と量子化誤差の最小値ｄ2 min
の平方根を引いた値がＣ1 min （ｎ）以上であり、かつ
‖ｔ‖からコードブック１０のコードベクトルの平行成
分の大きさＣ0 （ｎ）を引いた値に√ｄ2 min を加算し
た値がＣ1 max （ｎ）以上のものを、各コードベクトル
ｖ0 （ｎ）ごとに、コードブック１１中のコードベクト
ルを探せばよいことを示している。
れたコードベクトルｖ0 （ｎ）の平行成分の大きさＣ0
（ｎ）に対し、コードブック１１中の組み合わせて有効
なコードベクトルの平行成分の範囲を決定する。 Ｃ1 min (n) ＝‖ｔ‖−Ｃ0 （ｎ）−√ｄ2 min Ｃ1 max (n) ＝‖ｔ‖−Ｃ0 （ｎ）＋√ｄ2 min （２） ここで、Ｃ1 min は、コードブック１１中のコードベク
トルの平行成分の、組み合わせて有効な下限の値、Ｃ1
max は、コードブック１１中のコードベクトルの平行成
分の、組み合わせて有効な上限の値、ｄ2 min は量子化
誤差の最小値である。つまり、目標ベクトルｔの大きさ
‖ｔ‖からコードブック１０中のコードベクトルの平行
成分の大きさＣ0 （ｎ）と量子化誤差の最小値ｄ2 min
の平方根を引いた値がＣ1 min （ｎ）以上であり、かつ
‖ｔ‖からコードブック１０のコードベクトルの平行成
分の大きさＣ0 （ｎ）を引いた値に√ｄ2 min を加算し
た値がＣ1 max （ｎ）以上のものを、各コードベクトル
ｖ0 （ｎ）ごとに、コードブック１１中のコードベクト
ルを探せばよいことを示している。
【００１５】そこで、Ｃ1 min （ｎ）＜Ｃ1 （ｍ）＜Ｃ
1 max （ｎ）となるｍの範囲を検索する。ｍは昇順に並
べられたＣ1 （ｎ）の順番の番号を示す。コードブック
１１は手順２において、Ｃ1 が昇順となるように並べ替
えられているので、Ｃ1 が、Ｃ1 min 以上の最小値ｍ
min とＣ1 max 以下の最大値ｍmax となるｍの値をそれ
ぞれ検索すれば、ｍの範囲（ｍmin （ｎ）、ｍ
max （ｎ））を指定することができる。例えば図３Ｂに
示すように、あるＣ0 （ｎ）についてＣ1 （ｎ）が大き
い順にＣ1 1（ｎ），Ｃ1 2（ｎ），・・・Ｃ1 N （ｎ）と
並んでおり、Ｃ1 2（ｎ）＞Ｃ1 max （ｎ）でＣ1 3（ｎ）
＜Ｃ1 max （ｎ）であれば、ｍmax ＝３であり、Ｃ 1 i
（ｎ）＞Ｃ1 min （ｎ）でＣ1 i+1 （ｎ）＜Ｃ
1 min （ｍ）であればｍmin＝ｉとなる。
1 max （ｎ）となるｍの範囲を検索する。ｍは昇順に並
べられたＣ1 （ｎ）の順番の番号を示す。コードブック
１１は手順２において、Ｃ1 が昇順となるように並べ替
えられているので、Ｃ1 が、Ｃ1 min 以上の最小値ｍ
min とＣ1 max 以下の最大値ｍmax となるｍの値をそれ
ぞれ検索すれば、ｍの範囲（ｍmin （ｎ）、ｍ
max （ｎ））を指定することができる。例えば図３Ｂに
示すように、あるＣ0 （ｎ）についてＣ1 （ｎ）が大き
い順にＣ1 1（ｎ），Ｃ1 2（ｎ），・・・Ｃ1 N （ｎ）と
並んでおり、Ｃ1 2（ｎ）＞Ｃ1 max （ｎ）でＣ1 3（ｎ）
＜Ｃ1 max （ｎ）であれば、ｍmax ＝３であり、Ｃ 1 i
（ｎ）＞Ｃ1 min （ｎ）でＣ1 i+1 （ｎ）＜Ｃ
1 min （ｍ）であればｍmin＝ｉとなる。
【００１６】この手順は、ｎの値ごとに行う。すなわ
ち、コードブック１０のコードベクトルｖ0 （ｎ）ごと
に行い、ｎの値は０から始まり、ｍmin （ｎ）、ｍmax
（ｎ）を決定してから、ｎを１ずつ加えて更新してゆく
が、更新する前に手順４に進む。手順４の後、プロセス
は手順５に進行するが、手順５が終了したのちにプロセ
スは手順３に戻る。手順３はコードブック１０中の各コ
ードベクトルに対し、それぞれ、コードブック１１中の
有効な組み合わせとなるコードベクトルの候補を選択し
ていることになる。
ち、コードブック１０のコードベクトルｖ0 （ｎ）ごと
に行い、ｎの値は０から始まり、ｍmin （ｎ）、ｍmax
（ｎ）を決定してから、ｎを１ずつ加えて更新してゆく
が、更新する前に手順４に進む。手順４の後、プロセス
は手順５に進行するが、手順５が終了したのちにプロセ
スは手順３に戻る。手順３はコードブック１０中の各コ
ードベクトルに対し、それぞれ、コードブック１１中の
有効な組み合わせとなるコードベクトルの候補を選択し
ていることになる。
【００１７】手順４では、手順３で求めた有効な組み合
わせの範囲内の各コードベクトルｖ 1 （ｍ）と、コード
ベクトルｖ0 （ｎ）の合成の、目標ベクトルｔに対する
量子化誤差を計算する。 ｄ2 （ｍ，ｎ）＝‖ｔ−｛ｖ0 （ｎ）＋ｖ1 （ｍ）｝‖2 ， ｍmin （ｎ）＜ｍ＜ｍmax （ｎ） （３） ｎは手順３で用いた値 手順５では、手順４で求めた量子化誤差ｄ2 （ｍ，ｎ）
と、現在記録している量子化誤差の最小値ｄ2 min とを
比較し、ｄ2 （ｍ，ｎ）の方が小さければその値に記憶
部２３のｄ2 min を更新し、また記憶部２４のコードイ
ンデックスｍ，ｎの値を更新する（５ａ）。この更新手
順は、手順４で量子化誤差を計算する度に行う。手順４
・５で量子化誤差計算・比較が終了した後、ｎを＋１し
（５ｂ）、まだ処理を行うべきコードブック０のコード
インデックスｎが残っているかを調べ（５ｃ）、残って
いる場合には、手順３に進む。残っていない場合には、
現在記録しているコードインデックスを量子化インデッ
クスとして出力する（５ｄ）。ここで、コードブック０
のインデックスｎはそのまま出力するが、コードブック
１のインデックスｍは、手順２での並べ替え前のインデ
ックスに直してから出力する。 実施例２ 実施例２は、実施例１の拡張である。手順１の入力にコ
ードブック１０とコードブック１１を用いる代わりに、
おのおののコードブックを予備選択して得られた小コー
ドブック０と小コードブック１を用いる。この予備選択
は図５に示した従来法と同様に行えばよいが、従来より
予備選択の候補数を多くして量子化効率を下げないよう
にする。
わせの範囲内の各コードベクトルｖ 1 （ｍ）と、コード
ベクトルｖ0 （ｎ）の合成の、目標ベクトルｔに対する
量子化誤差を計算する。 ｄ2 （ｍ，ｎ）＝‖ｔ−｛ｖ0 （ｎ）＋ｖ1 （ｍ）｝‖2 ， ｍmin （ｎ）＜ｍ＜ｍmax （ｎ） （３） ｎは手順３で用いた値 手順５では、手順４で求めた量子化誤差ｄ2 （ｍ，ｎ）
と、現在記録している量子化誤差の最小値ｄ2 min とを
比較し、ｄ2 （ｍ，ｎ）の方が小さければその値に記憶
部２３のｄ2 min を更新し、また記憶部２４のコードイ
ンデックスｍ，ｎの値を更新する（５ａ）。この更新手
順は、手順４で量子化誤差を計算する度に行う。手順４
・５で量子化誤差計算・比較が終了した後、ｎを＋１し
（５ｂ）、まだ処理を行うべきコードブック０のコード
インデックスｎが残っているかを調べ（５ｃ）、残って
いる場合には、手順３に進む。残っていない場合には、
現在記録しているコードインデックスを量子化インデッ
クスとして出力する（５ｄ）。ここで、コードブック０
のインデックスｎはそのまま出力するが、コードブック
１のインデックスｍは、手順２での並べ替え前のインデ
ックスに直してから出力する。 実施例２ 実施例２は、実施例１の拡張である。手順１の入力にコ
ードブック１０とコードブック１１を用いる代わりに、
おのおののコードブックを予備選択して得られた小コー
ドブック０と小コードブック１を用いる。この予備選択
は図５に示した従来法と同様に行えばよいが、従来より
予備選択の候補数を多くして量子化効率を下げないよう
にする。
【００１８】上述の説明から明らかなように、この発明
による量子化装置としてはコードブック１０，１１、目
標ベクトル振幅計算手段と、その計算結果‖ｔ‖を記憶
する記憶部２２、各コードベクトルの目標ベクトルと平
行な成分の大きさを計算する平行ベクトル振幅計算手段
と、それらの平行成分の大きさを記憶する記憶部２１
ａ，２１ｂと、記憶部２１ｂの記憶内容を昇順に並べ替
える並べ替え手段と、コードブック１０中の指定された
コードベクトルについて式（２）により有効下限値、有
効上限値を求める手段と、この有効下限値、有効上限値
に応じて有効な組み合わせとなるコードブック１１中の
コードベクトル候補を求める手段と、これらコードベク
トル候補と、コードブック１０中の指定されたコードベ
クトルとの量子化誤差を計算する手段と、その計算され
た量子化誤差と記憶部２３の現在の最小量子化誤差と比
較する手段と、その比較で計算された量子化誤差の方が
小さい場合は、その量子化誤差で記憶部２３の最小量子
化誤差を更新し、またその最小量子化誤差を生成する、
両コードベクトルのコードインデックスで記憶部２４の
コードインデックスｎ，ｍを更新する手段と、コードブ
ック１０の全てのコードベクトルに対する指定を行った
か否かを判定し、残ったコードベクトルがあれば、前記
有効上限値、有効下限値を求める手段、コードベクトル
候補を求める手段、量子化誤差を求める手段、比較手段
を行う繰返し手段と、コードブック１０中の全てのコー
ドベクトルに対する指定が残っていなければ、その時の
記憶部２４中のコードインデックスを量子化出力として
出力する手段と、上記各手段を制御し、処理を実行させ
る制御手段とを具備することは明らかであろう。
による量子化装置としてはコードブック１０，１１、目
標ベクトル振幅計算手段と、その計算結果‖ｔ‖を記憶
する記憶部２２、各コードベクトルの目標ベクトルと平
行な成分の大きさを計算する平行ベクトル振幅計算手段
と、それらの平行成分の大きさを記憶する記憶部２１
ａ，２１ｂと、記憶部２１ｂの記憶内容を昇順に並べ替
える並べ替え手段と、コードブック１０中の指定された
コードベクトルについて式（２）により有効下限値、有
効上限値を求める手段と、この有効下限値、有効上限値
に応じて有効な組み合わせとなるコードブック１１中の
コードベクトル候補を求める手段と、これらコードベク
トル候補と、コードブック１０中の指定されたコードベ
クトルとの量子化誤差を計算する手段と、その計算され
た量子化誤差と記憶部２３の現在の最小量子化誤差と比
較する手段と、その比較で計算された量子化誤差の方が
小さい場合は、その量子化誤差で記憶部２３の最小量子
化誤差を更新し、またその最小量子化誤差を生成する、
両コードベクトルのコードインデックスで記憶部２４の
コードインデックスｎ，ｍを更新する手段と、コードブ
ック１０の全てのコードベクトルに対する指定を行った
か否かを判定し、残ったコードベクトルがあれば、前記
有効上限値、有効下限値を求める手段、コードベクトル
候補を求める手段、量子化誤差を求める手段、比較手段
を行う繰返し手段と、コードブック１０中の全てのコー
ドベクトルに対する指定が残っていなければ、その時の
記憶部２４中のコードインデックスを量子化出力として
出力する手段と、上記各手段を制御し、処理を実行させ
る制御手段とを具備することは明らかであろう。
【００１９】またこの量子化装置の処理は一般にはプロ
グラムを解読実行して行われる。更に上述において、コ
ードベクトル１１の平行成分の大きさを昇順に並べかえ
て処理したが、そのようなことをすることなく、要は指
定されたコードベクトルの平行成分の大きさと、目標ベ
クトルとの大きさと、現在の最小量子化誤差とから、指
定されたコードベクトルと、コードブック１１のコード
ベクトル中の有効な組み合わせとなる候補を求めればよ
い。１１１１コードブック１０中の各コードベクトルに
ついて、これと、コードブック１１中のコードベクトル
との組み合わせで有効なものを候補として選び出し、そ
のコードブック１０中のコードベクトルと、これと対応
する有効な組み合わせの各候補との合成と、目標ベクト
ルとの量子化誤差が最小となるコードベクトルの組み合
わせのコードインデックスを量子化出力とすればよい。
グラムを解読実行して行われる。更に上述において、コ
ードベクトル１１の平行成分の大きさを昇順に並べかえ
て処理したが、そのようなことをすることなく、要は指
定されたコードベクトルの平行成分の大きさと、目標ベ
クトルとの大きさと、現在の最小量子化誤差とから、指
定されたコードベクトルと、コードブック１１のコード
ベクトル中の有効な組み合わせとなる候補を求めればよ
い。１１１１コードブック１０中の各コードベクトルに
ついて、これと、コードブック１１中のコードベクトル
との組み合わせで有効なものを候補として選び出し、そ
のコードブック１０中のコードベクトルと、これと対応
する有効な組み合わせの各候補との合成と、目標ベクト
ルとの量子化誤差が最小となるコードベクトルの組み合
わせのコードインデックスを量子化出力とすればよい。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、この発明を用いる
と、共役構造ベクトル量子化において、少ない演算量で
コードベクトル１０とコードベクトル１１の無駄な組み
合わせを予測することができる。コードブック中のコー
ドベクトルの数が６４程度で、コードベクトルの長さが
２０程度である場合、約１０分の１の演算量削減が期待
される。
と、共役構造ベクトル量子化において、少ない演算量で
コードベクトル１０とコードベクトル１１の無駄な組み
合わせを予測することができる。コードブック中のコー
ドベクトルの数が６４程度で、コードベクトルの長さが
２０程度である場合、約１０分の１の演算量削減が期待
される。
【図１】この発明の共役構造ベクトル量子化における目
標ベクトルの大きさと、これと平行な二つの共役構造ベ
クトルの成分とにより、有効な組み合わせとなり得るか
否かを説明するための図。
標ベクトルの大きさと、これと平行な二つの共役構造ベ
クトルの成分とにより、有効な組み合わせとなり得るか
否かを説明するための図。
【図２】この発明の方法を適用した機能構成と手順の例
を示す図。
を示す図。
【図３】Ａはこの発明装置に用いられる各記憶手段を示
す図、Ｂは有効下限値と有効上限値と、有効な組み合わ
せの候補範囲を説明するための図である。
す図、Ｂは有効下限値と有効上限値と、有効な組み合わ
せの候補範囲を説明するための図である。
【図４】Ａは従来の共役構造ベクトル量子化の機能構成
を示す図、Ｂは通常の共役構造ベクトル量子化の距離計
算の模式図である。
を示す図、Ｂは通常の共役構造ベクトル量子化の距離計
算の模式図である。
【図５】従来の共役構造ベクトル量子化の演算量削減を
行った機能構成を示す図。
行った機能構成を示す図。
Claims (8)
- 【請求項１】 互いに共役構造のコードベクトルを格納
した第１、第２コードブックからそれぞれ取出した二つ
のコードベクトルの合成が目標ベクトルに対し量子化誤
差が最小のものを選択する共役構造ベクトル量子化方法
において、 第１コードブックの各コードベクトルについて、これと
第２コードブック中のコードベクトルとの組み合わせの
うち、有効な組み合わせを選び出す第１の段階と、 第１の段階で選び出された、コードベクトルの有効な組
み合わせ同士の合成と、目標ベクトルとの量子化誤差が
最小な組み合わせを示すコードインデックスを検索する
第２の段階からなることを特徴とする共役構造ベクトル
量子化方法。 - 【請求項２】 上記第１の段階は、 第１、第２コードブック中の各コードベクトルごとに、
目標ベクトルと平行な成分の大きさを求める第３の段階
と、 目標ベクトルの振幅を求める第４の段階と、 第１コードブックについてその順次指定されるコードベ
クトルごとの、第３の段階で求めた平行成分の大きさ
と、第４の段階で求めた目標ベクトルの振幅と、第６の
段階で求めた現在の最小量子化誤差をもとに、第２コー
ドブック中のコードベクトルと上記指定されたコードベ
クトルとの有効な組み合わせを、第１コードブック中の
コードベクトルの、目標ベクトルと平行な成分の有効な
範囲から求める第５の段階とよりなり、 上記第２の段階は、 上記第２の段階を、第１コードブック中のコードベクト
ルごとに行い、現在の最小量子化誤差を示すコードイン
デックスを求め、検索すべき第１コードブック中のコー
ドベクトルが残っている限り上記第５の段階に戻り処理
を継続し、残っていない場合現在の最小量子化誤差を示
すコードインデックスを出力コードインデックスとする
第６の段階とからなることを特徴とする共役構造ベクト
ル量子化方法。 - 【請求項３】 上記第１、第２コードブックは、それぞ
れ第１、第２コードブックよりそれぞれ多くのコードベ
クトルを有する第１、第２大コードブックから予備選択
したコードベクトルの集合からなる小コードブックであ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の共役構造ベク
トル量子化方法。 - 【請求項４】 互いに共役構造のコードベクトルを格納
した第１、第２コードブックからそれぞれ取り出した二
つのコードベクトルの合成が目標ベクトルに対し、量子
化誤差が最小な組合せをコードインデックスとするベク
トル量子化装置において、 上記目標ベクトルの大きさを計算する目標ベクトル振幅
計算手段と、 上記目標ベクトルの大きさを記憶する目標ベクトル大き
さ記憶手段と、 上記第１コードブック中の各コードベクトルの目標ベク
トルと平行な成分の大きさを第１平行成分として求める
第１平行ベクトル振幅計算手段と、 上記第２コードブック中の各コードベクトルの目標ベク
トルと平行な成分の大きさを第２平行成分として求める
第２平行ベクトル振幅計算手段と、 上記第１平行成分、上記第２平行成分をそれぞれ記憶す
る第１、第２平行成分記憶手段と、 現在の最小量子化誤差を記憶する誤差記憶手段と、 上記第１コードブックの各コードベクトルごとに、その
第１平行成分と、上記第２平行成分と上記現在の最小量
子化誤差と上記目標ベクトルの大きさとから第２コード
ブック中の有効な組合せとなるコードベクトル候補を求
める候補選択手段と、 上記第１コードブックのコードベクトルを、これと対応
する上記候補選択手段で選択された第２コードブックの
各コードベクトル候補との量子化誤差を計算する誤差計
算手段と、 誤差計算手段で計算された量子化誤差と上記現在の量子
化誤差とを比較する比較手段と、 上記現在の最小量子化誤差が得られたコードベクトルの
組合せインデックスを記憶するインデックス記憶手段
と、 上記比較結果が、計算された量子化誤差の方が小さけれ
ば、その計算された量子化誤差に上記現在の最小量子化
誤差を更新し、かつ上記インデックス記憶手段のインデ
ックスを更新する更新手段と、 上記候補選択手段、上記誤差計算手段、上記比較手段、
上記更新手段を、上記第１コードブックの全てのコード
ベクトルについて実行する繰返し手段と、 上記繰返し手段の実行が終了すると、上記インデックス
記憶手段のインデックスを量子化出力として出力する出
力手段とを具備することを特徴とする共役構造量子化装
置。 - 【請求項５】 上記第２平行成分を、その大きさ順に並
べ替える並べ替え手段とを備え、 上記第２平行成分記憶手段は、上記並べ替えられたもの
を記憶する手段であり、 上記候補選択手段は、上記目標ベクトルの大きさから対
象第１平行成分と差し引いた値に対し、現在の最小量子
化誤差の平方根を加減算して有効上限値、有効下限値を
演算する手段と、 上記第２平行成分記憶手段中の上記有効上限値より小さ
い第２平行成分中の最大のものの番号ｍmax （ｎ）と、
上記有効下限値より大きい第２平行成分中の最小のもの
の番号ｍmin （ｎ）とを求め、番号ｍmax （ｎ）、番号
ｍmin （ｎ）の範囲の各番号と対応する第２コードブッ
クのコードベクトルを上記コードベクトル候補とする候
補範囲決定手段とよりなることを特徴とする請求項４記
載の共役構造ベクトル量子化装置。 - 【請求項６】 互いに共役構造のコードベクトルを格納
した第１、第２コードブックからそれぞれ取り出した二
つのコードベクトルの合成が目標ベクトルに対し、量子
化誤差が最小のものを選択するベクトル量子化装置の処
理を行うプログラムを記録した記録媒体であって、 上記プログラムは、 目標ベクトルの大きさを求める第１過程と、 上記第１、第２コードブック中の各コードベクトルの上
記目標ベクトルと平行な成分の大きさを求める第２過程
と、 第１コードブックのコードベクトルについて、その順次
指定されるコードベクトルごとに、その平行成分の大き
さと、上記目標ベクトルの大きさと、上記第２コードブ
ック中の各コードベクトルの上記平行成分の大きさと、
現在の最小量子化誤差をもとに、上記第２コードブック
中のコードベクトルから、上記指定されたコードベクト
ルとの有効な組み合わせの候補のコードベクトルを求め
る第３過程と、 上記指定されたコードベクトルと上記各候補のコードベ
クトルとの量子化誤差を計算する第４過程と、 その第４過程で求めた量子化誤差と上記現在の最小量子
化誤差とを比較する第５過程と、 第５過程の比較において第４過程で求めた量子化誤差の
方が小さければ、その量子化誤差に上記現在の最小量子
化誤差を更新し、かつ保持コードインデックスを上記第
４過程で求めた量子化誤差が得られた両コードベクトル
のコードインデックスに更新する第６過程と、 上記第３過程でのコードベクトルの指定が全て終ったか
を判定する第７過程と、 その第７過程で指定が終っていなければ上記第６過程の
後、又は上記第５過程の比較において第４過程で求めた
量子化誤差の方が大きければ、上記第３過程の上記指定
コードベクトルを変更して上記第３過程に戻る第８過程
と、 上記第７過程で、全てのコードベクトルに対する指定が
終ったと判定されると、上記保持しているコードインデ
ックスを量子化結果として出力する第９過程と、 を実行することを特徴とするコンピュータ読出し可能な
記録媒体。 - 【請求項７】 上記プログラムは上記第２過程で求めた
第２コードブックの上記各平行成分の大きさを昇順に並
べ替える第１０過程を実行し、 上記第３過程は、上記目標ベクトルの大きさから、上記
指定されたコードベクトルの上記平行成分を差し引いた
値に対して、上記現在の最小量子化誤差の平方根を加減
算して有効上限値、有効下限値を計算する第１１過程
と、 上記昇順に並べた平行成分の大きさから、上記有効上限
値より小さい平行成分中の最大のものの番号ｍ
max （ｎ）と、上記有効下限値より大きい平行成分中の
最小のものの番号ｍmin （ｎ）を求める第１２過程と、 上記番号ｍmax （ｎ）、番号ｍmin （ｎ）の範囲の各番
号と対応する第２コードブックのコードベクトルを上記
候補のコードベクトルとする第１３過程とを含むことを
特徴とする請求項６記載の記録媒体。 - 【請求項８】 上記プログラムは上記第１、第２コード
ブックよりそれぞれコードベクトルの数が多い第１、第
２大コードブックからそれぞれ予備選択して上記第１、
第２コードブックを得る第１４過程を実行することを特
徴とする請求項６又は８記載の記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35715997A JP3412118B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 共役構造ベクトル量子化方法、その装置及びプログラム記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35715997A JP3412118B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 共役構造ベクトル量子化方法、その装置及びプログラム記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11191739A true JPH11191739A (ja) | 1999-07-13 |
| JP3412118B2 JP3412118B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18452692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35715997A Expired - Lifetime JP3412118B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 共役構造ベクトル量子化方法、その装置及びプログラム記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412118B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094666A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP2009182855A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP2010500819A (ja) * | 2006-08-11 | 2010-01-07 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 複数の量子化パターンの効率的な知覚的関連検索による音声及びオーディオを量子化するための方法 |
| JP4830026B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2011-12-07 | 日本電信電話株式会社 | 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 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35715997A patent/JP3412118B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010500819A (ja) * | 2006-08-11 | 2010-01-07 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 複数の量子化パターンの効率的な知覚的関連検索による音声及びオーディオを量子化するための方法 |
| JP2009094666A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP4633774B2 (ja) * | 2007-10-05 | 2011-02-16 | 日本電信電話株式会社 | 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 |
| JP2009182855A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 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 |
| JP4616891B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2011-01-19 | 日本電信電話株式会社 | 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 |
| JP4830026B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2011-12-07 | 日本電信電話株式会社 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3412118B2 (ja) | 2003-06-03 |
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