JPS62166655A - 自己トレ−ニング機能を有するベクトル量子化方式 - Google Patents
自己トレ−ニング機能を有するベクトル量子化方式Info
- Publication number
- JPS62166655A JPS62166655A JP61008081A JP808186A JPS62166655A JP S62166655 A JPS62166655 A JP S62166655A JP 61008081 A JP61008081 A JP 61008081A JP 808186 A JP808186 A JP 808186A JP S62166655 A JPS62166655 A JP S62166655A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vector
- codebook
- code book
- input
- representative
- Prior art date
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- Pending
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- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
本発明は、入力信号列に従って自己トレーニングが可能
なベクトル量子化方式に関するものである。
なベクトル量子化方式に関するものである。
（従来の技術）
従来のベクトル量子化器は、入力信号を予めトレーニン
グシーケンスによって定められたコートブックに従い量
子化するものであった。
グシーケンスによって定められたコートブックに従い量
子化するものであった。
すなわち、入力信号の一定数のサンプル集合を一つのベ
クトル見なし、それに最も近いベクトルをコードブック
より選択し、そのインデックスを出力する。
クトル見なし、それに最も近いベクトルをコードブック
より選択し、そのインデックスを出力する。
この方式の性能は、入力信号の統計的性質がコードブッ
ク中のベクトルセットと対応しているか否かによって大
きく左右されるものである。
ク中のベクトルセットと対応しているか否かによって大
きく左右されるものである。
従って、コードブックを作成する際には、適切なトレー
ニングシーケンスを用いる必要があり、その設計は繁雑
なものであった。また、入力信号の性質が定常的な過程
でない場合には、コードブックの汎用性を実現すること
が困難であった。
ニングシーケンスを用いる必要があり、その設計は繁雑
なものであった。また、入力信号の性質が定常的な過程
でない場合には、コードブックの汎用性を実現すること
が困難であった。
（発明の目的）
本発明の目的は、コードブックの設計の繁雑さを避ける
と共に、非定常的な入力信号に対しても汎用性を持った
ベクトル量子化方式を提供することにある。
と共に、非定常的な入力信号に対しても汎用性を持った
ベクトル量子化方式を提供することにある。
（発明の構成）
（発明の特徴と従来の技術との差異）
本発明は、入力信号自体をトレーニング信号とし、量子
化された代表ベクトルとベクトル量子化残差の量子化値
をもとに、コードブックを更新するようにしたものであ
る。
化された代表ベクトルとベクトル量子化残差の量子化値
をもとに、コードブックを更新するようにしたものであ
る。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の構成を説明する図であって
、１は入力端子、２は最小距離ベクトル検出器、３はコ
ードブックメモリ、４はベクトル復元器、５は減算器、
６はベクトル量子化残差の量子化器、７は量子化代表値
復元器、８は加算器、９は更新係数発生器、１０．１１
は乗算器、１２は加算器、１３はベクトルインデックス
出力端子、１４はスカラー量子化番号出力端子である。
、１は入力端子、２は最小距離ベクトル検出器、３はコ
ードブックメモリ、４はベクトル復元器、５は減算器、
６はベクトル量子化残差の量子化器、７は量子化代表値
復元器、８は加算器、９は更新係数発生器、１０．１１
は乗算器、１２は加算器、１３はベクトルインデックス
出力端子、１４はスカラー量子化番号出力端子である。
入力端子１より入力された信号は最小距離ベクトル検出
器２へ入力される。最小距離ベクトル検出器２では入力
信号のサンプル列をＮ次元ベクトルＸ ＝ （Ｘ工、ｘ
２．・・・、ｘＮ）として扱い、コードブックメモリ３
より出力される代表ベクトルＶｉ＝（Ｖｉ□。
器２へ入力される。最小距離ベクトル検出器２では入力
信号のサンプル列をＮ次元ベクトルＸ ＝ （Ｘ工、ｘ
２．・・・、ｘＮ）として扱い、コードブックメモリ３
より出力される代表ベクトルＶｉ＝（Ｖｉ□。
Ｖｉ２ ＃ ”’ ｌ ＶＩＮ）と比較する。
例えば、入力ベクトルと代表ベクトルとの距離りを
るｉをインデックス情報として出力する。
値ｉはコードブックメモリよりベクトルＶｉと共に通知
することができる。インデックス情報はベクトルインデ
ックス出力端子１３及びベクトル復元器４へ出力される
。
することができる。インデックス情報はベクトルインデ
ックス出力端子１３及びベクトル復元器４へ出力される
。
ベクトル復元器４では、ベクトルインデックスｊとコー
ドブックからの代表ベクトルセット（Ｖｉ）より、イン
デックスｉに対応するベクトルＶｉを復元する。復元ベ
クトルは減算器５により、入力ベクトルより減算される
。
ドブックからの代表ベクトルセット（Ｖｉ）より、イン
デックスｉに対応するベクトルＶｉを復元する。復元ベ
クトルは減算器５により、入力ベクトルより減算される
。
入力ベクトルは一定遅延を経て減算器に入力し、入力ベ
クトルとベクトルＶｉは対応するものとしておく。減算
器５の出力はベクトル量子化残差として、スカラー量子
化器６へ入力される。
クトルとベクトルＶｉは対応するものとしておく。減算
器５の出力はベクトル量子化残差として、スカラー量子
化器６へ入力される。
スカラー量子化器では、残差ベクトルの各成分毎に振幅
量子化し、その量子化番号列をスカラー量子化番号出力
端子１４へ出力する。
量子化し、その量子化番号列をスカラー量子化番号出力
端子１４へ出力する。
量子化番号列は量子化代表値復元器７へ入力され、ベク
トル量子化残差の近似値Ｅｉ＝（ε１．ε２．・・・。
トル量子化残差の近似値Ｅｉ＝（ε１．ε２．・・・。
εＮ）が復元される。
加算器８はムク１〜ル復元器４の出力バク１−ルＶｉと
、バク１−ル量子化残差の近似値Ｅｉ＝（ε□、ε２．
・・・。
、バク１−ル量子化残差の近似値Ｅｉ＝（ε□、ε２．
・・・。
ξ８）を加算し、局部復号ベクトル
Ｌ ＝（Ｖｌｔ ”ε、ｐ Ｖｉ２ ”ε２ ＃ ”’
ｌ Ｖｉ）１＋εＮ）を生成する。
ｌ Ｖｉ）１＋εＮ）を生成する。
一方、更新係数発生器９はインデックス情報ｉと、現在
コードブックより出力されているベクトルのインデック
スｊを比較し、ｉ＝ｊであれば係数α。を、ｉ−１！−
ｊであれば係数α、を発生する。
コードブックより出力されているベクトルのインデック
スｊを比較し、ｉ＝ｊであれば係数α。を、ｉ−１！−
ｊであれば係数α、を発生する。
α。、α１は、コードブック中のベクトルを更新するた
めの係数で、例えば、０くα。、α、（１なる値である
とする。
めの係数で、例えば、０くα。、α、（１なる値である
とする。
この係数α＝α。、α１はα、（１−α）として乗算器
１０．１１へ出力する。
１０．１１へ出力する。
乗算器ｌＯは局部復号ベクトルＬの各成分とαを乗算し
、乗算器１１はコードブック中の代表ベクトルＶｊの各
成分と（１−ａ ）を乗算し、各々の積は加算器によっ
て加算される。この加算結果ｖｊ２は、ベクトルｖｊの
更新値であり、Ｖｊの代わりにコードブックに格納され
る。
、乗算器１１はコードブック中の代表ベクトルＶｊの各
成分と（１−ａ ）を乗算し、各々の積は加算器によっ
て加算される。この加算結果ｖｊ２は、ベクトルｖｊの
更新値であり、Ｖｊの代わりにコードブックに格納され
る。
以上の動作によって、コードブック中のベクトルセット
は、第２図に示すように更新されて行く。
は、第２図に示すように更新されて行く。
第２図は本発明の詳細な説明するための模式図である。
すなわち、ベクトルセット（Ｖｉ）に対し、入力ベクト
ルＸに近い代表ベクトルＶｉが選ばれたとする。
ルＸに近い代表ベクトルＶｉが選ばれたとする。
Ｖｉとベクトル量子化残差の近似値Ｅ＝（ε１．ε２．
・・・。
・・・。
εＮ）により局部復号ベクトルＬが生成される。
Ｖｉは、ＶｉとＬの線上にαＩ、：１−α。の距離番こ
新たなＶｉの更新点ｖｉ′が定められる。
新たなＶｉの更新点ｖｉ′が定められる。
同様にＶｉ以外のすべてのベクトルＶｊは、Ｌとの線上
にα１：１−α、の距離にｖｊの更新点Ｖｊｌ７！ｌ一
定められる。
にα１：１−α、の距離にｖｊの更新点Ｖｊｌ７！ｌ一
定められる。
この結果、入力ベクトルの分布に応じて、バク１〜ルセ
ツトは修正され、入力ベクトルを分類した中心にベクト
ルセット中の対応する代表ベクトルが移動することにな
る。
ツトは修正され、入力ベクトルを分類した中心にベクト
ルセット中の対応する代表ベクトルが移動することにな
る。
α。は、移動の速度を調整するための係数であり、α。
（１としておくことが良いと考えられる。
すなわち、各ベクトルは１／α。回の選択によってその
最適点付近に移動することが可能となる。
最適点付近に移動することが可能となる。
α。を１に近づけると、即応的にコードブックは修正さ
れ、α。を０に近づけると固定コードブックに近づく。
れ、α。を０に近づけると固定コードブックに近づく。
この性質を利用して、入力信号の特性に応じてαの値を
切り替えることにより、入力信号が急変したときにはコ
ードブックの修正を速く行い、また、定常的な入力信号
に対してはコードブックが変換し過ぎないように制御す
ることが可能である。
切り替えることにより、入力信号が急変したときにはコ
ードブックの修正を速く行い、また、定常的な入力信号
に対してはコードブックが変換し過ぎないように制御す
ることが可能である。
一方、α１は、選択されないベクトルが残ることを避け
るために用いる。すなわち、コードブックの初期値によ
っては、一度も選択されないベクトルが存在し、このベ
クトルは更新されないまま残ることになる。このため、
α、（α。の係数により、入力ベクトルの方向へ近づけ
ることにより、いつかそのベクトルが選択されるように
なる。
るために用いる。すなわち、コードブックの初期値によ
っては、一度も選択されないベクトルが存在し、このベ
クトルは更新されないまま残ることになる。このため、
α、（α。の係数により、入力ベクトルの方向へ近づけ
ることにより、いつかそのベクトルが選択されるように
なる。
以上のコードブックの更新は、インデックス情報、スカ
ラー量子化番号より一定値に更新できるので、コードブ
ックの初期状態を合わせておけば。
ラー量子化番号より一定値に更新できるので、コードブ
ックの初期状態を合わせておけば。
送信側と受信側のコードブックを一致させておくことが
できる。
できる。
本実施例で示したベクトルの修正方法は係数α。
（１−α）による線形加算により
Ｖｊ’ ＝ （１−α）Ｖｊ＋αＬとして更新ベクトル
を求める方法であるが、一般には０でないスカラー関数
ｆ（）を適用して Ｖｊ’ ＝Ｖｊ＋ ｆ （Ｉ Ｌ −Ｖｊｌ）（Ｌ−Ｖ
ｊ）（７）ように実現しても良い。
を求める方法であるが、一般には０でないスカラー関数
ｆ（）を適用して Ｖｊ’ ＝Ｖｊ＋ ｆ （Ｉ Ｌ −Ｖｊｌ）（Ｌ−Ｖ
ｊ）（７）ように実現しても良い。
α。、α１に対応しては任意関数ｆ（）、ｇ（）を適用
すれば良い。
すれば良い。
またｇ（）＝Ｏとする場合には、Ｌ−Ｖ＝Ｅとして、Ｖ
′＝Ｖ＋ｆ（置Ｅｌ）−Ｅとなる。
′＝Ｖ＋ｆ（置Ｅｌ）−Ｅとなる。
また、実施例ではコードブック全体を修正する場合につ
いて述べたが、コードブックの一部のみを修正するよう
に構成することも可能である。
いて述べたが、コードブックの一部のみを修正するよう
に構成することも可能である。
更に上述した説明では入力信号がベクトル量子化される
毎にコードブックを修正する場合について述べたが、所
定の周期毎に修正するベクトルを切り替えることも容易
に類推できる。
毎にコードブックを修正する場合について述べたが、所
定の周期毎に修正するベクトルを切り替えることも容易
に類推できる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は入力信号に応じてコード
ブックを最適化できるので、定常的でない入力信号に対
しても汎用性のあるベクトル量子化器を実現できる利点
がある。
ブックを最適化できるので、定常的でない入力信号に対
しても汎用性のあるベクトル量子化器を実現できる利点
がある。
また、送信側、受信側それぞれに、同じコートブックを
更新できるので、コードブックを電送するオーバーヘッ
ドを避けることができる。
更新できるので、コードブックを電送するオーバーヘッ
ドを避けることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成を説明する図、第２図
は本発明の詳細な説明するための模式図である。 １ ・・・入力端子、 ２ ・・・最小距離ベクトル検出器、 ３ ・・・ コードブックメモリ、 ４ ・・・ベクトル復元器、５・・・減算器、６ ・・
・ベクトル量子化残差の量子化器、７ ・・・量子化代
表値復元器、８ ・・・加算器、９ ・・・更新係数発
生器、ｔｏ、１１ ・・乗算器、１２・・・加算器、 １３・・・ベクトルインデックス出力端子、１４・・・
スカラー量子化番号出力端子。
は本発明の詳細な説明するための模式図である。 １ ・・・入力端子、 ２ ・・・最小距離ベクトル検出器、 ３ ・・・ コードブックメモリ、 ４ ・・・ベクトル復元器、５・・・減算器、６ ・・
・ベクトル量子化残差の量子化器、７ ・・・量子化代
表値復元器、８ ・・・加算器、９ ・・・更新係数発
生器、ｔｏ、１１ ・・乗算器、１２・・・加算器、 １３・・・ベクトルインデックス出力端子、１４・・・
スカラー量子化番号出力端子。
Claims (2)
- （１）ベクトルインデックス情報とベクトル量子化誤差
の量子化値を用いて符号化するベクトル量子化方式にお
いて、 前記インデックス情報に対応する代表ベクトルりの値を
、前記ベクトル量子化誤差の量子化値Ｅ及びスカラー関
数ｆ（ ）を用いて、 Ｖ′＝Ｖ＋（｜Ｅ｜）・Ｅに更新することを特徴とする
、自己トレーニング機能を有するベクトル量子化方式。 - （２）インデックス情報に対応する代表ベクトルり、ベ
クトル量子化誤差の量子化値Ｅ、より合成される局部復
号ベクトルＬ＝Ｖ＋Ｅ、第１、第２のスカラー関数ｆ＝
（ ）、ｇ（ ）を用いて、代表ベクトルＶに対しては Ｖ′＝Ｖ＋ｆ（｜Ｌ−Ｖ｜）・（Ｖ−Ｌ） Ｖ以外のコードブック中の代表ベクトル＠Ｖ＠ｉに対し
ては ＠Ｖ＠ｉ′＝＠Ｖ＠ｉ＋ｇ（｜Ｌ−＠Ｖ＠ｉ｜）・（Ｌ
−＠Ｖ＠ｉ）と更新することを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の自己トレーニング機能を有するベク
トル量子化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61008081A JPS62166655A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 自己トレ−ニング機能を有するベクトル量子化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61008081A JPS62166655A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 自己トレ−ニング機能を有するベクトル量子化方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62166655A true JPS62166655A (ja) | 1987-07-23 |
Family
ID=11683383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61008081A Pending JPS62166655A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 自己トレ−ニング機能を有するベクトル量子化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62166655A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01232829A (ja) * | 1988-03-12 | 1989-09-18 | Graphics Commun Technol:Kk | 学習型多段ベクトル量子化方法と装置 |
| JPH0223787A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像符号化装置と復号化装置 |
| JPH02183684A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-07-18 | American Teleph & Telegr Co <Att> | ２次元情報の符号化システム |
| JPH0446419A (ja) * | 1990-06-14 | 1992-02-17 | Nec Corp | ベクトル量子化器 |
| EP0684702A2 (en) * | 1994-05-27 | 1995-11-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vector quantizing apparatus |
| JPH09214350A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ベクトル量子化方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60134382A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | 画像のベクトル量子化器 |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP61008081A patent/JPS62166655A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60134382A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | 画像のベクトル量子化器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07112279B2 (ja) * | 1988-11-18 | 1995-11-29 | アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カムパニー | ２次元情報の符号化システム |
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| EP0684702A3 (en) * | 1994-05-27 | 2000-02-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vector quantizing apparatus |
| JPH09214350A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ベクトル量子化方法 |
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