JP2002176361A - 量子化方法および量子化装置 - Google Patents
量子化方法および量子化装置Info
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- JP2002176361A JP2002176361A JP2000371132A JP2000371132A JP2002176361A JP 2002176361 A JP2002176361 A JP 2002176361A JP 2000371132 A JP2000371132 A JP 2000371132A JP 2000371132 A JP2000371132 A JP 2000371132A JP 2002176361 A JP2002176361 A JP 2002176361A
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- normalization coefficient
- normalization
- quantization
- digital signal
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディジタルオーディオ信号等のディジタル信
号の量子化処理の高速化、効率化を実現する。 【解決手段】 正規化係数決定回路10は、係数テーブ
ル5に加えて、検索順番が発生頻度の順に記憶されてい
る範囲テーブル4も参照して、入力信号に適した正規化
係数を決定する。正規化係数を決定するために、入力信
号の絶対値が属する区間が検索される。範囲テーブル4
には、入力信号の絶対値の発生頻度にしたがって検索順
番が記憶されている。この検索順番で検索を行なうこと
によって正規化処理を高速化できる。
号の量子化処理の高速化、効率化を実現する。 【解決手段】 正規化係数決定回路10は、係数テーブ
ル5に加えて、検索順番が発生頻度の順に記憶されてい
る範囲テーブル4も参照して、入力信号に適した正規化
係数を決定する。正規化係数を決定するために、入力信
号の絶対値が属する区間が検索される。範囲テーブル4
には、入力信号の絶対値の発生頻度にしたがって検索順
番が記憶されている。この検索順番で検索を行なうこと
によって正規化処理を高速化できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばオーディ
オや画像などのディジタル信号の圧縮符号化に好適な量
子化方法および量子化装置に関する。
オや画像などのディジタル信号の圧縮符号化に好適な量
子化方法および量子化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルオーディオ信号やディジタル
画像信号などを圧縮符号化する際に、情報量削減の目的
で量子化処理が行われる。量子化処理とは、入力のディ
ジタル信号がNビットで表現されているときにMビット
で表現しなおす処理のことである。ただし、M、Nは正
の整数で、N>Mである。N−Mビット分だけ情報量を
削減することが出来る。量子化処理の一例としては、N
ビットで表現された入力信号のMSB(Most Significa
nt Bit)側からMビットだけを取り出す方法が挙げられ
る。
画像信号などを圧縮符号化する際に、情報量削減の目的
で量子化処理が行われる。量子化処理とは、入力のディ
ジタル信号がNビットで表現されているときにMビット
で表現しなおす処理のことである。ただし、M、Nは正
の整数で、N>Mである。N−Mビット分だけ情報量を
削減することが出来る。量子化処理の一例としては、N
ビットで表現された入力信号のMSB(Most Significa
nt Bit)側からMビットだけを取り出す方法が挙げられ
る。
【0003】量子化処理の際には、入力信号をまず正規
化処理した後で量子化を行うことが一般的になってい
る。正規化処理とは、入力信号の絶対値より大きな係数
で入力信号を除算する処理のことをいう。正規化処理に
より、入力信号のレベルを大きくして少ないビット数で
効率良く量子化を行うことが可能となる。なお、実際の
処理では、除算の代わりに正規化係数の逆数が乗算され
ることが多い。正規化を伴う量子化処理は広く一般に使
われているが、この処理を採用しているオーディオ符号
化方式の一例としては、MPEG(Moving Picture Expe
rts Group)オーディオと呼ばれる国際標準規格ISO(I
nternational Organization for Standardization)/I
EC(International Electrotechnical Commission)1
1172−3を挙げることが出来る。
化処理した後で量子化を行うことが一般的になってい
る。正規化処理とは、入力信号の絶対値より大きな係数
で入力信号を除算する処理のことをいう。正規化処理に
より、入力信号のレベルを大きくして少ないビット数で
効率良く量子化を行うことが可能となる。なお、実際の
処理では、除算の代わりに正規化係数の逆数が乗算され
ることが多い。正規化を伴う量子化処理は広く一般に使
われているが、この処理を採用しているオーディオ符号
化方式の一例としては、MPEG(Moving Picture Expe
rts Group)オーディオと呼ばれる国際標準規格ISO(I
nternational Organization for Standardization)/I
EC(International Electrotechnical Commission)1
1172−3を挙げることが出来る。
【0004】図4に、従来の量子化処理装置の概略構成
例を示す。入力ディジタル信号は、入力信号用端子11
を介して正規化係数決定回路1と乗算回路2に入力され
る。正規化係数決定回路1は、係数テーブル5の値を参
照しながら入力信号に適した正規化係数を決定し、どの
正規化係数が選択されたかを示す選択情報を係数逆数テ
ーブル6に出力する。選択された正規化係数の逆数と入
力信号が乗算回路2において乗算され、正規化が行われ
る。正規化された結果は量子化回路3に送られて量子化
が施された後、出力信号用端子12を介して出力され
る。正規化係数選択情報は、逆量子化を行う際にどのよ
うな正規化が行われているかを知る必要があるため、付
加情報として正規化係数選択情報用端子13を介して出
力される。
例を示す。入力ディジタル信号は、入力信号用端子11
を介して正規化係数決定回路1と乗算回路2に入力され
る。正規化係数決定回路1は、係数テーブル5の値を参
照しながら入力信号に適した正規化係数を決定し、どの
正規化係数が選択されたかを示す選択情報を係数逆数テ
ーブル6に出力する。選択された正規化係数の逆数と入
力信号が乗算回路2において乗算され、正規化が行われ
る。正規化された結果は量子化回路3に送られて量子化
が施された後、出力信号用端子12を介して出力され
る。正規化係数選択情報は、逆量子化を行う際にどのよ
うな正規化が行われているかを知る必要があるため、付
加情報として正規化係数選択情報用端子13を介して出
力される。
【0005】量子化処理の部分だけを見ると、正規化係
数として入力された信号値そのものを使った場合に最も
効率良く量子化が行える。しかし、逆量子化の際に必要
となる正規化係数選択情報の情報量も増大してオーバー
ヘッドが大きくなり、全体のシステムとして効率が悪く
なってしまう。このため通常は、正規化係数としては、
あらかじめ決められた限られた数の正規化係数のテーブ
ルが準備され、使用される。なお、入力信号の値が0の
時は正規化を行う必要はない。
数として入力された信号値そのものを使った場合に最も
効率良く量子化が行える。しかし、逆量子化の際に必要
となる正規化係数選択情報の情報量も増大してオーバー
ヘッドが大きくなり、全体のシステムとして効率が悪く
なってしまう。このため通常は、正規化係数としては、
あらかじめ決められた限られた数の正規化係数のテーブ
ルが準備され、使用される。なお、入力信号の値が0の
時は正規化を行う必要はない。
【0006】図5に、入力信号と正規化係数との関係の
一例を示す。入力信号の取りうる値の範囲を区間1、区
間2、...区間NまでN分割し、区間Iの上方の境界
値を正規化係数NORM[I]とする。ただし、NORM
[0]=0とする。入力信号(ある1サンプル)の絶対値
Xと各正規化係数の値とを比較し、NORM[M-1]<X
≦NORM[M]となるような正規化係数NORM[M]を選
択すると、この係数が求める正規化係数となる。別の見
方をすると、入力信号の絶対値が分割された区間のどれ
に属しているかを調べて、その区間の上方の境界値を選
択することになる。
一例を示す。入力信号の取りうる値の範囲を区間1、区
間2、...区間NまでN分割し、区間Iの上方の境界
値を正規化係数NORM[I]とする。ただし、NORM
[0]=0とする。入力信号(ある1サンプル)の絶対値
Xと各正規化係数の値とを比較し、NORM[M-1]<X
≦NORM[M]となるような正規化係数NORM[M]を選
択すると、この係数が求める正規化係数となる。別の見
方をすると、入力信号の絶対値が分割された区間のどれ
に属しているかを調べて、その区間の上方の境界値を選
択することになる。
【0007】図6は、従来の量子化装置の正規化係数決
定回路1の処理のフローチャートを示す。まず、入力信
号の絶対値Xが0であるか否かをステップS1で調べ
る。X=0であれば、ステップS2において、検索の順
序を示す変数IをI=0とし、ステップS6にて正規化
係数を0として処理が完了する。また、入力信号の絶対
値XがステップS1にて0ではないと判定された場合に
は、ステップS3でI=1と初期化して、条件NORM
[I-1]<X≦NORM[I]を、ステップS4にて判定す
る。ステップS4の判定が否定であれば、ステップS5
にてI=I+1とし、繰り返しステップS4にて条件N
ORM[I-1]<X≦NORM[I]を判定する。ステップS
4の判定が肯定ならば、ステップS6にて、正規化係数
をNORM[I]に決定して処理を完了する。
定回路1の処理のフローチャートを示す。まず、入力信
号の絶対値Xが0であるか否かをステップS1で調べ
る。X=0であれば、ステップS2において、検索の順
序を示す変数IをI=0とし、ステップS6にて正規化
係数を0として処理が完了する。また、入力信号の絶対
値XがステップS1にて0ではないと判定された場合に
は、ステップS3でI=1と初期化して、条件NORM
[I-1]<X≦NORM[I]を、ステップS4にて判定す
る。ステップS4の判定が否定であれば、ステップS5
にてI=I+1とし、繰り返しステップS4にて条件N
ORM[I-1]<X≦NORM[I]を判定する。ステップS
4の判定が肯定ならば、ステップS6にて、正規化係数
をNORM[I]に決定して処理を完了する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の正規化係数決定回路1では、入力信号の絶対値Xがど
の範囲にあるかを調べる際に、常に区間1から順に調べ
ていく。このため、もしも入力信号の絶対値の発生確率
に統計的な偏りがあって、ある特定の区間が多く選択さ
れるような場合には、正規化係数検索のためのループを
多数回繰り返す必要が出てくる。正規化係数(あるいは
分割された区間)の数が多くなると、検索にかかる処理
時間も増大してしまうという問題があった。
の正規化係数決定回路1では、入力信号の絶対値Xがど
の範囲にあるかを調べる際に、常に区間1から順に調べ
ていく。このため、もしも入力信号の絶対値の発生確率
に統計的な偏りがあって、ある特定の区間が多く選択さ
れるような場合には、正規化係数検索のためのループを
多数回繰り返す必要が出てくる。正規化係数(あるいは
分割された区間)の数が多くなると、検索にかかる処理
時間も増大してしまうという問題があった。
【0009】したがって、この発明の目的は、量子化の
際に行う正規化処理の高速化、効率化を実現するための
量子化方法および量子化装置を提供することにある。
際に行う正規化処理の高速化、効率化を実現するための
量子化方法および量子化装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明は、ディジタル信号を量子化す
る量子化方法において、正規化処理に用いる正規化係数
を求める際に、ディジタル信号のとりうる範囲を複数の
区間に分割し、ディジタル信号のレベルが属する区間を
検索し、検索された区間に応じて正規化係数を求めるよ
うになし、ディジタル信号の発生頻度に応じた順番で正
規化係数を検索することを特徴とする量子化方法であ
る。
ために、請求項1の発明は、ディジタル信号を量子化す
る量子化方法において、正規化処理に用いる正規化係数
を求める際に、ディジタル信号のとりうる範囲を複数の
区間に分割し、ディジタル信号のレベルが属する区間を
検索し、検索された区間に応じて正規化係数を求めるよ
うになし、ディジタル信号の発生頻度に応じた順番で正
規化係数を検索することを特徴とする量子化方法であ
る。
【0011】また、請求項4の発明は、ディジタル信号
を量子化する量子化装置において、正規化処理に用いる
正規化係数を求める正規化係数決定手段を有し、正規化
係数決定手段は、ディジタル信号のとりうる範囲を複数
の区間に分割し、ディジタル信号のレベルが属する区間
を検索し、検索された区間に応じて正規化係数を求める
ようになし、ディジタル信号の発生頻度に応じた順番で
正規化係数を検索することを特徴とする量子化装置であ
る。
を量子化する量子化装置において、正規化処理に用いる
正規化係数を求める正規化係数決定手段を有し、正規化
係数決定手段は、ディジタル信号のとりうる範囲を複数
の区間に分割し、ディジタル信号のレベルが属する区間
を検索し、検索された区間に応じて正規化係数を求める
ようになし、ディジタル信号の発生頻度に応じた順番で
正規化係数を検索することを特徴とする量子化装置であ
る。
【0012】この発明では、正規化に用いる正規化係数
を求める時に、ディジタル信号の発生頻度に応じた順番
で、検索動作を行なうので、正規化係数を決定する処理
を短時間で行なうことが可能となる。
を求める時に、ディジタル信号の発生頻度に応じた順番
で、検索動作を行なうので、正規化係数を決定する処理
を短時間で行なうことが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図1に、この発明の
一実施形態の概略構成例を示す。入力ディジタル信号
は、入力信号用端子11を介して正規化係数決定回路1
0と乗算回路2に入力される。正規化係数決定回路10
は、範囲テーブル4と係数テーブル5の値とを参照しな
がら入力信号に適した正規化係数を決定し、どの正規化
係数が選択されたかを示す選択情報を係数逆数テーブル
6に出力する。これらのテーブル4,5,6は、メモリ
に格納されている。
いて図面を参照しながら説明する。図1に、この発明の
一実施形態の概略構成例を示す。入力ディジタル信号
は、入力信号用端子11を介して正規化係数決定回路1
0と乗算回路2に入力される。正規化係数決定回路10
は、範囲テーブル4と係数テーブル5の値とを参照しな
がら入力信号に適した正規化係数を決定し、どの正規化
係数が選択されたかを示す選択情報を係数逆数テーブル
6に出力する。これらのテーブル4,5,6は、メモリ
に格納されている。
【0014】選択された正規化係数の逆数と入力信号が
乗算回路2において乗算され、正規化が行われる。正規
化された結果は量子化回路3に送られて量子化が施され
た後、出力信号用端子12を介して出力される。正規化
係数選択情報は、逆量子化を行う際にどのような正規化
が行われているかを知る必要があるため、付加情報とし
て正規化係数選択情報用端子13を介して出力される。
乗算回路2において乗算され、正規化が行われる。正規
化された結果は量子化回路3に送られて量子化が施され
た後、出力信号用端子12を介して出力される。正規化
係数選択情報は、逆量子化を行う際にどのような正規化
が行われているかを知る必要があるため、付加情報とし
て正規化係数選択情報用端子13を介して出力される。
【0015】図2は、この発明の一実施形態における正
規化係数決定回路10の制御のフローチャートを示す。
まず、入力信号の絶対値Xが0であるか否かをステップ
S11で調べる。X=0であれば、ステップS12にお
いて、検索の順序を示す変数IをI=0とし、ステップ
S16にて正規化係数を0として処理が完了する。
規化係数決定回路10の制御のフローチャートを示す。
まず、入力信号の絶対値Xが0であるか否かをステップ
S11で調べる。X=0であれば、ステップS12にお
いて、検索の順序を示す変数IをI=0とし、ステップ
S16にて正規化係数を0として処理が完了する。
【0016】また、入力信号の絶対値XがステップS1
1にて0ではないと判定された場合には、ステップS1
3でI=1、J=INDEX[I]と初期化する。ここ
で、INDEX[I]が検索順番情報であり、I=1とし
た時には、Jが最初に調べられる区間番号である。そし
て、条件NORM[J-1]<X≦NORM[J]か否かをステ
ップS14にて判定する。
1にて0ではないと判定された場合には、ステップS1
3でI=1、J=INDEX[I]と初期化する。ここ
で、INDEX[I]が検索順番情報であり、I=1とし
た時には、Jが最初に調べられる区間番号である。そし
て、条件NORM[J-1]<X≦NORM[J]か否かをステ
ップS14にて判定する。
【0017】ステップS14の判定が否定であれば、ス
テップS15にてI=I+1、J=INDEX[I]と
し、繰り返しステップS14にて条件NORM[J-1]<
X≦NORM[J]を判定する。ステップS14の判定が
肯定ならば、ステップS16にて、正規化係数をNOR
M[J]に決定して処理を完了する。
テップS15にてI=I+1、J=INDEX[I]と
し、繰り返しステップS14にて条件NORM[J-1]<
X≦NORM[J]を判定する。ステップS14の判定が
肯定ならば、ステップS16にて、正規化係数をNOR
M[J]に決定して処理を完了する。
【0018】範囲テーブル4には、検索順番情報IND
EX[I]と区間番号Jとの対応関係が記述されている。
すなわち、各区間の検索順番が発生頻度の順となるよう
に範囲テーブル4が構成されている。入力信号の絶対値
Xがどの区間に属しているかを検索する際には、検索順
番情報INDEX[I]の示す順番にしたがって、正規化
係数決定回路10において検索が進められる。
EX[I]と区間番号Jとの対応関係が記述されている。
すなわち、各区間の検索順番が発生頻度の順となるよう
に範囲テーブル4が構成されている。入力信号の絶対値
Xがどの区間に属しているかを検索する際には、検索順
番情報INDEX[I]の示す順番にしたがって、正規化
係数決定回路10において検索が進められる。
【0019】図3に、入力信号の絶対値Xの発生頻度の
一例を示す。この例の場合、発生頻度に偏りがあるが、
範囲テーブル4に発生頻度の多い順にINDEX[I]を
記憶しておくことで、検索処理を高速に実行することが
出来る。範囲テーブル4を作成するのに、予め入力信号
の所定の単位(例えばオーディオ信号の1曲分、CD等
のアルバム1枚分)の発生頻度を調べるようになされ
る。
一例を示す。この例の場合、発生頻度に偏りがあるが、
範囲テーブル4に発生頻度の多い順にINDEX[I]を
記憶しておくことで、検索処理を高速に実行することが
出来る。範囲テーブル4を作成するのに、予め入力信号
の所定の単位(例えばオーディオ信号の1曲分、CD等
のアルバム1枚分)の発生頻度を調べるようになされ
る。
【0020】この発明では、量子化しようとする入力信
号そのものの発生頻度を調べることに限定されるもので
はない。すなわち、音楽の種類、画像の種類等の信号の
性質に応じた発生頻度の統計的データを予め得ておき、
信号の性質に応じて異なる複数の範囲テーブルを持つよ
うにしても良い。それによって、入力信号の発生頻度を
調べる処理が不要となり、また、発生頻度の異なる様々
な性質の信号にも効率良く対応することが可能となる。
号そのものの発生頻度を調べることに限定されるもので
はない。すなわち、音楽の種類、画像の種類等の信号の
性質に応じた発生頻度の統計的データを予め得ておき、
信号の性質に応じて異なる複数の範囲テーブルを持つよ
うにしても良い。それによって、入力信号の発生頻度を
調べる処理が不要となり、また、発生頻度の異なる様々
な性質の信号にも効率良く対応することが可能となる。
【0021】この発明は、上述したこの発明の一実施形
態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱
しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱
しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、正規化処理に用いる正規化係数を求める際に、入力
信号の絶対値の発生確率が高い順に検索を行うため、処
理の高速化を実現することが出来る。また、範囲テーブ
ルを複数持つようにすれば、発生頻度の異なる複数の信
号にも効率良く対応することが可能となる。
ば、正規化処理に用いる正規化係数を求める際に、入力
信号の絶対値の発生確率が高い順に検索を行うため、処
理の高速化を実現することが出来る。また、範囲テーブ
ルを複数持つようにすれば、発生頻度の異なる複数の信
号にも効率良く対応することが可能となる。
【図1】この発明の一実施形態である量子化装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図2】この発明の一実施形態の正規化係数決定回路の
処理を示すフローチャートである。
処理を示すフローチャートである。
【図3】入力ディジタル信号の絶対値の発生頻度の一例
を示す略線図である。
を示す略線図である。
【図4】従来の量子化装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図5】入力信号と正規化係数の関係を示す図である。
【図6】従来の量子化装置の正規化係数決定回路の処理
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
2・・・乗算回路、3・・・量子化回路、4・・・範囲
テーブル、5・・・係数テーブル、6・・・係数逆数テ
ーブル、10・・・正規化係数決定回路
テーブル、5・・・係数テーブル、6・・・係数逆数テ
ーブル、10・・・正規化係数決定回路
Claims (6)
- 【請求項1】 ディジタル信号を量子化する量子化方法
において、 正規化処理に用いる正規化係数を求める際に、 ディジタル信号のとりうる範囲を複数の区間に分割し、
ディジタル信号のレベルが属する上記区間を検索し、検
索された上記区間に応じて正規化係数を求めるようにな
し、 上記ディジタル信号の発生頻度に応じた順番で上記正規
化係数を検索することを特徴とする量子化方法。 - 【請求項2】 請求項1において、 予めディジタル信号の発生頻度を調べることを特徴とす
る量子化方法。 - 【請求項3】 請求項1において、 予め異なる性質のディジタル信号の発生頻度を統計的に
調べ、上記性質毎に上記順番を規定することを特徴とす
る量子化方法。 - 【請求項4】 ディジタル信号を量子化する量子化装置
において、 正規化処理に用いる正規化係数を求める正規化係数決定
手段を有し、 上記正規化係数決定手段は、ディジタル信号のとりうる
範囲を複数の区間に分割し、ディジタル信号のレベルが
属する上記区間を検索し、検索された上記区間に応じて
正規化係数を求めるようになし、 上記ディジタル信号の発生頻度に応じた順番で上記正規
化係数を検索することを特徴とする量子化装置。 - 【請求項5】 請求項4において、 予めディジタル信号の発生頻度を調べることを特徴とす
る量子化装置。 - 【請求項6】 請求項4において、 予め異なる性質のディジタル信号の発生頻度を統計的に
調べ、上記性質毎に上記順番を規定することを特徴とす
る量子化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000371132A JP2002176361A (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 量子化方法および量子化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000371132A JP2002176361A (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 量子化方法および量子化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002176361A true JP2002176361A (ja) | 2002-06-21 |
Family
ID=18840907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000371132A Pending JP2002176361A (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 量子化方法および量子化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002176361A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009543389A (ja) * | 2006-07-08 | 2009-12-03 | ノキア コーポレイション | バイノーラル音響信号の動的な復号 |
WO2011155172A1 (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | パナソニック株式会社 | Mimo受信装置及び受信方法 |
-
2000
- 2000-12-06 JP JP2000371132A patent/JP2002176361A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009543389A (ja) * | 2006-07-08 | 2009-12-03 | ノキア コーポレイション | バイノーラル音響信号の動的な復号 |
JP4708493B2 (ja) * | 2006-07-08 | 2011-06-22 | ノキア コーポレイション | バイノーラル音響信号の動的な復号 |
WO2011155172A1 (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | パナソニック株式会社 | Mimo受信装置及び受信方法 |
US8705492B2 (en) | 2010-06-08 | 2014-04-22 | Panasonic Corporation | MIMO receiving apparatus and receiving method |
JP5624988B2 (ja) * | 2010-06-08 | 2014-11-12 | パナソニック株式会社 | Mimo受信装置及び受信方法 |
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