JPH0270125A - Encoding part and decoding part for vector quantizer - Google Patents
Encoding part and decoding part for vector quantizerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、信号系列を複数個毎にベクトル化し、多次元
信号空間で量子化符号化・復号化するベクトル量子化器
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a vector quantizer that vectorizes a plurality of signal sequences and performs quantization encoding/decoding in a multidimensional signal space.
従来の技術
第６図、第７図に、従来のベクトル量子化器を画像信号
の量子化に適用した場合の具体例を示し説明する。第６
図のベクトル量子化器符号化部に入力された画像信号系
列（６００画素／ライン×２６０ライン）はメモリ６０
０に記憶される。その後、順次信号ベクトル生成器６０
１によって４（画素）×４（ライン）ブロックの信号ベ
クトルＸが生成され、ベクトル量子化器６０３に入力さ
れる。ベクトル量子化器６０３は、コードブック６０４
を持つ。このコードブックの中から入力ベクトルＸを量
子化した場合に量子化歪が最小となる復号ベクトルｙｌ
（８ビツト表現： ｉ＝１〜２５６）即ち、Ｘに対して
最短距離にあるｙＩを選択し、その復号ベクトルｙ１の
コードブック内におけるインデックス番号ｉ （８ビツ
ト）を出力する。2. Description of the Related Art FIGS. 6 and 7 show specific examples in which a conventional vector quantizer is applied to quantization of an image signal. 6th
The image signal sequence (600 pixels/line x 260 lines) input to the vector quantizer encoding unit in the figure is stored in the memory 60.
Stored as 0. After that, the sequential signal vector generator 60
1, a 4 (pixel)×4 (line) block signal vector X is generated and input to the vector quantizer 603. Vector quantizer 603 uses codebook 604
have. A decoded vector yl that minimizes quantization distortion when input vector X is quantized from this codebook
(8-bit representation: i=1 to 256) That is, yI that is the shortest distance from X is selected, and the index number i (8 bits) of the decoded vector y1 in the codebook is output.
第７図のベクトル量子化器復号化部に入力されたインデ
ックスｉはベクトル量子化器符号化部のコードブック６
０４と同じ内容のコードブック７０１によりインデック
スｉに対応する復号ベクトルｙＩに再生され、メモリ７
０２に記憶される。The index i input to the vector quantizer decoding section in FIG. 7 is the codebook 6 of the vector quantizer encoding section.
The codebook 701 having the same content as 04 is used to reproduce the decoded vector yI corresponding to the index i, and the memory 7
02.
発明が解決しようとする課題
従来のベクトル量子化器では、符号化すべき信号系列を
ブロック化した場合、得られた信号ベクトルに対し、１
組のコードブックを用いて量子化を行ない８ビツトのイ
ンデックスを出力している。Problems to be Solved by the Invention In conventional vector quantizers, when a signal sequence to be encoded is divided into blocks, 1
Quantization is performed using a set of codebooks and an 8-bit index is output.
この時、信号ベクトルがアドレス毎に大きく変化してい
る信号系列を量子化した場合は、８ビツトの内の多くの
ビットが変化する。しかし、信号ベクトルが微小変化す
る場合は、変化するビット数も少ない。このような場合
は、微小変化部分については変化しないビットを伝送せ
ず、伝送ビット数を少なくして伝送容量の低減を図るか
、あるいは微小変化においても８ビツトの内の多くのビ
ットが変化するようにして、微小変化部分の再現性を高
めるか、どちらかの量子化方法が望まれる。At this time, if a signal sequence in which the signal vector changes significantly from address to address is quantized, many of the 8 bits will change. However, when the signal vector slightly changes, the number of bits that change is also small. In such a case, try to reduce the transmission capacity by reducing the number of transmission bits by not transmitting the bits that do not change for the small change part, or try to reduce the transmission capacity by reducing the number of bits to be transmitted.Alternatively, even in the case of a small change, many of the 8 bits change. A quantization method that improves the reproducibility of minute change portions is desired.
本発明は、上記の第２の方法、即ち微小変化部分の再現
性の向上を目的とするものである。The present invention aims at improving the reproducibility of the second method described above, that is, the minute change portion.
課題を解決するための手段
特許請求の範囲第１項に記載のベクトル量子化器符号化
部は、符号化すべき信号ベクトルと、既に量子化の終了
した１タイムスロツト前の信号ベクトルに対応するイン
デックスを復号した信号ベクトルとの差分ベクトルの大
きさ（差分ベクトル長）を算出する。ベクトル量子化器
は２組あり、１つは、信号ベクトルそのものを信号ベク
トル用コードブックに従って量子化し信号インデックス
を出力する信号ベクトル量子化器である。他の１つは、
差分ベクトルを差分ベクトル用コードブックに従い量子
化し差分インデックスを出力する差分ベクトル量子化器
である。なお、各インデックスには、信号インデックス
と差分インデックスの判別用に識別ビット１０ （１ビ
ツト）を設け、２組のベクトル量子化器の選択情報とし
て送出する。Means for Solving the Problems The vector quantizer encoding unit according to claim 1 uses an index corresponding to a signal vector to be encoded and a signal vector one time slot before which quantization has already been completed. The size of the difference vector (difference vector length) with the decoded signal vector is calculated. There are two sets of vector quantizers, one of which is a signal vector quantizer that quantizes the signal vector itself according to a signal vector codebook and outputs a signal index. The other one is
This is a difference vector quantizer that quantizes a difference vector according to a difference vector codebook and outputs a difference index. Note that each index is provided with an identification bit 10 (1 bit) for distinguishing between a signal index and a difference index, and is sent out as selection information for two sets of vector quantizers.
従って、各コードブックのインデックス表現に用いられ
るビット数は、従来例よりも１ビツト少ない。この２組
のベクトル量子化器の出力の選択は、差分ベクトル長に
応じて行われる。差分ベクトル長が所定値より小さい場
合は、差分ベクトル量子化器が選択される。差分ベクト
ル長が所定値より大きい場合、信号ベクトル量子化器が
選択され、ベクトル量子化器符号化部は従来と同様の構
成をなす。Therefore, the number of bits used to represent the index of each codebook is 1 bit less than in the conventional example. Selection of the outputs of these two sets of vector quantizers is performed according to the difference vector length. If the difference vector length is smaller than a predetermined value, a difference vector quantizer is selected. If the difference vector length is larger than a predetermined value, the signal vector quantizer is selected, and the vector quantizer encoding section has the same configuration as the conventional one.
このベクトル量子化器符号化部に対応する特許請求の範
囲第４項に記載のベクトル量子化器復号化部は、入力イ
ンデックスを信号ベクトル用コードブック及び差分ベク
トル用コードブックに入力し、復号信号ベクトル及び復
号差分ベクトルに再生する。入力インデックスの識別ビ
ット１０の選択情報により、復号信号ベクトルはそのま
ま出力される。復号差分ベクトルは既に復号化済みの復
号信号ベクトルに加えられ復号信号ベクトルとなる。The vector quantizer decoding unit according to claim 4, which corresponds to this vector quantizer encoding unit, inputs the input index into the signal vector codebook and the difference vector codebook, and inputs the input index into the signal vector codebook and the difference vector codebook, and Regenerate into vector and decoded difference vector. Based on the selection information of identification bit 10 of the input index, the decoded signal vector is output as is. The decoded difference vector is added to the already decoded decoded signal vector to become a decoded signal vector.
特許請求の範囲第２項に記載のベクトル量子化器符号化
部では、符号化すべき信号系列から第１゜第２の２つの
信号ベクトルが生成され、第１の信号ベクトルはメモリ
に記録される。差分ベクトル長計算回路は、メモリ内の
信号ベクトルと第２の信号ベクトルとの間の差分ベクト
ルの大きさを計算する。これが所定の大きさ以下の時、
差分ベクトル量子化器を選択して差分ベクトルを量子化
して差分インデックスを出力の上、第２の信号ベクトル
を１タイムスロット分更新する。所定の大きさ以上の時
、信号ベクトル量子化器を選択して第２の信号ベクトル
を量子化して信号インデックスを出力の上、その第２の
信号ベクトルをメモリに記録し、第２の信号ベクトルを
１タイムスロット分更新する。In the vector quantizer encoding unit according to claim 2, two signal vectors, first and second, are generated from the signal sequence to be encoded, and the first signal vector is recorded in a memory. . The difference vector length calculation circuit calculates the magnitude of the difference vector between the signal vector in the memory and the second signal vector. When this is less than a predetermined size,
A difference vector quantizer is selected to quantize the difference vector, output a difference index, and then update the second signal vector by one time slot. When the size is greater than or equal to a predetermined value, select the signal vector quantizer to quantize the second signal vector, output the signal index, record the second signal vector in memory, and convert the second signal vector to is updated by one time slot.
このベクトル量子化器符号化部に対応する特許請求の範
囲第４項に記載のベクトル量子化器復号化部は、入力イ
ンデックスを信号ベクトル用フードブック及び差分ベク
トル用コードブックにより、復号信号ベクトル及び復号
差分ベクトルに再生する。入力インデックスの識別ビッ
トＩＤの選択情報により、復号信号ベクトルはそのまま
出力される。The vector quantizer decoding unit according to claim 4, which corresponds to this vector quantizer encoding unit, converts the input index into a decoded signal vector and a decoded signal vector by using a signal vector food book and a difference vector codebook. Regenerate into decoded difference vector. Depending on the selection information of the identification bit ID of the input index, the decoded signal vector is output as is.
また、ベクトルメモリは新しい復号信号ベクトルが再生
されない限り更新されず、その内容を保持する。復号差
分ベクトルはこのベクトルメモリが保持する復号信号ベ
クトルに加えられて復号信号ベクトルを形成して後、出
力される。Further, the vector memory is not updated and retains its contents unless a new decoded signal vector is reproduced. The decoded difference vector is added to the decoded signal vector held by this vector memory to form a decoded signal vector, which is then output.
特許請求の範囲第３項に記載のベクトル量子化器符号化
部は、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の差分
ベクトル長計算回路及び判定回路を有さない。その代わ
りとして、信号ベクトル量子化器及び差分ベクトル量子
化器が各々出力するインデックスに対応する各差歪値を
比較し選択信号を出力する差歪判定回路を持つ。信号ベ
クトル量子化器による差歪値がより小さいならば信号イ
ンデックスを選択し、差分ベクトル量子化器による差歪
値がより小さいならば差分インデックスを選択する。The vector quantizer encoding unit according to claim 3 does not include the differential vector length calculation circuit and determination circuit according to claim 1 or 2. Instead, a difference distortion determination circuit is provided which compares each difference distortion value corresponding to the index outputted by the signal vector quantizer and the difference vector quantizer, and outputs a selection signal. If the difference distortion value by the signal vector quantizer is smaller, the signal index is selected, and if the difference distortion value by the difference vector quantizer is smaller, the difference index is selected.
作用
上記の方法により、ベクトル量子化器はベクトルｉ量子
化の際、従来例でインデックス表示に割り当てていたビ
ット数（８ビツト、出力ベクトル総数２５６）の内、１
ビツトを除いた残りビット（７ビツト、出力ベクトル数
１２８）でインデックス表示を行なう。残りの１ビツト
は２組のベクトル量子化器の選択情報に用いる。信号ベ
クトル用コードブックは、信号系列から生成されたベク
トルの最小値から最大値までの範囲を７ビツトの信号イ
ンデックスで表わすものである。差分ベクトル用コード
ブックは、信号ベクトル用フードブックと同数の７ビツ
トの差分インデックスを用いて、限られた小範囲を表現
するものである。従って、微細な信号表現が可能である
。この２組のコードブックを持つベクトル量子化器を適
応的に切り・替える。信号ベクトルが大きな変化をする
際は、信号インデックスを使用して入力信号への追随性
を維持する。信号ベクトルが小さく変化する際は、信号
インデックスと同ビット数の差分インデックスを使用し
て微小変化部分の再現性を高める。Operation By using the method described above, the vector quantizer uses 1 of the number of bits (8 bits, total number of output vectors 256) allocated to index display in the conventional example when quantizing vector i.
The remaining bits (7 bits, number of output vectors 128) are used to display the index. The remaining 1 bit is used for selection information of two sets of vector quantizers. The signal vector codebook represents the range from the minimum value to the maximum value of a vector generated from a signal sequence using a 7-bit signal index. The difference vector codebook expresses a limited small range using the same number of 7-bit difference indexes as the signal vector foodbook. Therefore, fine signal expression is possible. The vector quantizer having these two sets of codebooks is adaptively switched. When the signal vector changes significantly, the signal index is used to maintain tracking of the input signal. When the signal vector changes small, a difference index with the same number of bits as the signal index is used to improve the reproducibility of the small change part.
特許請求の範囲第１項に記載のベクトル量子化器符号化
部では、入力信号ベクトルと既に量子化の終了した１タ
イムスロツト前の信号ベクトルのインデックスに対応す
る復号信号ベクトルとの間で差分ベクトルを作る。この
差分ベクトルの大きさが所定値εより小さい場合のみ、
差分インデックスを選択する。画像信号の量子化の際に
は、近接信号ベクトル間の相関性が大きいため、εを小
さくしても、差分インデックスを出力する機会は比較的
多い。従って、きめ細かい表現が可能である。但し、符
号化部では、既に量子化の終了した信号ベクトルに対応
するインデックスを復号してやる必要があるため、ハー
ド量が多くなる。The vector quantizer encoding unit according to claim 1 generates a difference vector between the input signal vector and the decoded signal vector corresponding to the index of the signal vector one time slot before, which has already been quantized. make. Only when the magnitude of this difference vector is smaller than the predetermined value ε,
Select differential index. When quantizing an image signal, since the correlation between adjacent signal vectors is large, there are relatively many opportunities to output a difference index even if ε is made small. Therefore, detailed expression is possible. However, since the encoding unit needs to decode the index corresponding to the signal vector that has already been quantized, the amount of hardware increases.
特許請求の範囲第２項に記載のベクトル量子化器符号化
部も、差分ベクトル長が所定値εより小さい場合のみ、
差分インデックスを選択する。但し、差分ベクトル長が
値εを越えない限りにおいて、差分ベクトルを作る２つ
の入力信号ベクトル間のタイムスロット差を増やしてい
く。即ち、画像信号の量子化の際には、２つの入力信号
ベクトル間の画面上での距離を大きくしていくことにな
るため、信号ベクトル間の相関性は小さくなっていく。The vector quantizer encoding unit according to claim 2 also performs the following operations only when the difference vector length is smaller than the predetermined value ε.
Select differential index. However, as long as the difference vector length does not exceed the value ε, the time slot difference between the two input signal vectors forming the difference vector is increased. That is, when quantizing an image signal, the distance between two input signal vectors on the screen increases, so the correlation between the signal vectors decreases.
従って、εをあまり小さくすると差分ベクトルの使用頻
度が低下する。このため、特許請求の範囲第１項に記載
のベクトル量子化器に比較して、きめの細かい量子化と
いう点で劣る。但し、ハード量が少ないことが利点であ
る。Therefore, if ε is made too small, the frequency of use of the difference vector will decrease. For this reason, it is inferior to the vector quantizer described in claim 1 in terms of fine-grained quantization. However, the advantage is that the amount of hard material is small.
特許請求の範囲第３項に記載のベクトル量子化器は、信
号ベクトル量子化器と差分ベクトル量子化器が各々の量
子化の結果得たインデックスに対応する各差歪値を比較
し、より差歪値の小さい方のインデックスを出力する。The vector quantizer according to claim 3 compares each difference distortion value corresponding to an index obtained as a result of quantization by a signal vector quantizer and a difference vector quantizer, and Output the index with the smaller distortion value.
これにより、前述の２つのベクトル量子化器に比べ、更
に差歪の小さい量子化が可能である。This allows quantization with even smaller difference distortion than the two vector quantizers described above.
実施例
第１図に特許請求の範囲第１項に記載のベクトル量子化
器符号化部を、第２図にこれに対応する特許請求の範囲
第４項に記載のベクトル量子化器復号化部を画像信号に
適用した場合の第１の実施例を示す。Embodiment FIG. 1 shows a vector quantizer encoding section according to claim 1, and FIG. 2 shows a corresponding vector quantizer decoding section according to claim 4. A first example is shown in which the above is applied to an image signal.
符号化部では、符号化すべき画像信号系列（６００画素
／ライン×２６０ライン）はメモリ１０１に記憶される
。信号ベクトル生成器１０２はアドレスポインタ１００
の出力アドレスｋ（＝１〜９７５０）に従い、所定サイ
ズ４（画素）×４（ライン）の信号ベクトルｘｋ（ｋ＝
１〜９７５０）を順次生成する。減算器１０７は、Ｘｋ
と、１アドレス前に量子比隣の信号ベクトルｘｋ−１に
対応するインデックスを復号化して得られた復号信号ベ
クトルｘ ｋ−１’との間で、差分ベクトル（ｘｋ−ｘ
ｋ−１′）を計算する。信号ベクトルｘｋは、信号ベク
トル用コードブック１１（７ビツト、ｙｌ： ｉ＝
１〜１２８）を持つ信号ベクトル量子化器１０８によっ
て量子化され、信号インデックスｉｋを出力する。In the encoding unit, an image signal sequence (600 pixels/line×260 lines) to be encoded is stored in the memory 101. The signal vector generator 102 is an address pointer 100
According to the output address k (=1 to 9750), a signal vector xk (k=
1 to 9750) are generated sequentially. The subtracter 107
The difference vector (xk-x
k-1'). The signal vector xk is based on the signal vector codebook 11 (7 bits, yl: i=
1 to 128) and outputs a signal index ik.
差分ベクトル（ｘ ｋ −ｘ ｋ−１’ ）は、差分ベ
クトル用コードブック１４（７ビツト、ＺＪ：Ｊ＝１〜
１２８）を持つ差分ベクトル量子化器１０９によって量
子化され、差分インデックスｊｋを出力する。各インデ
ックスの最上位の１ビツトは、信号インデックスと差分
インデックスの識別ビットＩＤに用い、信号インデック
スではＩＤ＝ Ｏ１差分インデックスではＩＤ＝ １と
なっている。差分ベクトル長計算回路１６は、差分ベク
トル（ｘｋ−ｘｋ−１″）の大きさＬを計算し、判定回
路１７が所定値ε（εは正の整数）との大小比較を行な
い、選択信号Ｓｋを出力する。切替器１８はＳｋに応じ
て、信号インデックスｉｋ及び差分インデックスｊｋを
選択、送出インデックスとする。即ち、Ｌ〉εの場合は
ｉｋを、Ｌ≦εの場合はｊｋを送出インデックスとする
。同時に、ｉｋ及びｊｋは、各々信号ベクトル用コード
ブック１２と差分ベクトル用フードブック１５により復
号信号ベクトルｘ ｋｌ 復号差分ベクトル（Ｘｋ−
ｘｋ−１’）”に復号化される。（ｘ ｋ −ｘ ｋ−
１’ ）’は、１アドレス前の復号信号ベクトルｘｋ−
１’ と加え合わされ復号信号ベクトルｘｋ’″となる
。切替器１０４は、 Ｓｋに応じて、 Ｌ〉εの時Ｘｋ
′ を、 Ｌ≦εの時ｘ ｋｌ ＋を、復号信号ベク
トルｘ ｋｌとして選択出力する。ラッチ１０５は、ｘ
ｋｌを１アドレス間保持して、復号信号ベクトルＸｋ−
１’として出力する。The difference vector (x k -x k-1') is based on the code book 14 for difference vectors (7 bits, ZJ: J=1~
128) and outputs a difference index jk. The most significant bit of each index is used as the identification bit ID of the signal index and the difference index, and ID=O1 for the signal index and ID=1 for the difference index. The difference vector length calculation circuit 16 calculates the size L of the difference vector (xk-xk-1''), and the determination circuit 17 compares the size with a predetermined value ε (ε is a positive integer), and selects the selection signal Sk. The switch 18 selects the signal index ik and the difference index jk according to Sk and sets it as the sending index.That is, when L>ε, ik is set, and when L≦ε, jk is set as the sending index. At the same time, ik and jk are decoded signal vector x kl decoded difference vector (Xk-
xk-1')". (x k -x k-
1')' is the decoded signal vector xk-
1' and becomes the decoded signal vector xk'''.The switch 104 selects Xk when L>ε according to Sk
′, and when L≦ε, x kl + is selected and output as the decoded signal vector x kl. The latch 105 is
kl is held for one address and the decoded signal vector Xk-
Output as 1'.
復号化部に入力されたインデックスは、切替器２０１に
よりインデックスの識別ビットＩＤにより、ＩＤ＝ Ｏ
の時信号インデックスｉｋとして信号ベクトル用コード
ブック２１に、ＩＤ：１の時差分インデックスｊｋとし
て差分ベクトル用コードブック２３に入力される。再生
された復号差分ベクトル（ｘｋ−Ｘｋ−＋ｌ）ｌは、加
算器２５により１アドレス前の復号信号ベクトルｘ ｋ
−１”と加え合わされ、復号信号ベクトルＸｋ１′とな
る。切替器２４は、ＩＤ二〇の時ｘｋ″を、ＩＤ＝１の
時ｘｋ”′を、復号信号ベクトルｘｋ“として出力する
。The index input to the decoding unit is changed to ID=O by the switch 201 according to the identification bit ID of the index.
It is input into the signal vector codebook 21 as a signal index ik, and into the difference vector codebook 23 as a time difference index jk of ID:1. The reproduced decoded difference vector (xk-Xk-+l)l is converted to the decoded signal vector x k of the previous address by the adder 25
-1'' to form a decoded signal vector Xk1'.The switch 24 outputs xk'' when ID=20 and xk'' when ID=1 as decoded signal vector xk''.
第３図に特許請求の範囲第２項に記載のベクトル量子化
器符号化部を、第４図にこれに対応する特許請求の範囲
第４項に記載のベクトル量子化器復号化部を画像信号に
適用した場合の第２の実施例を示す。FIG. 3 shows an image of the vector quantizer encoding section according to claim 2, and FIG. 4 shows an image of the vector quantizer decoding section according to claim 4. A second embodiment will be shown in which the present invention is applied to signals.
符号化部は、既述の特許請求の範囲第１項に記載のベク
トル量子化器符号化部と同様に、符号化すべき画像信号
系列（８００画素／ライン×２６０ライン）をメモリ３
０２に記憶する。信号ベクトル生成器３０３は、アドレ
スポインタ■３００の出力アドレスｎに従い信号ベクト
ルｘｎを、アドレスｎとアドレスポインタ■３０１の出
力アドレスｍに従い信号ベクトルｘ ｎ＋ｍを順次生成
する（ｎ＋ｍ＝ ２〜９７５０）。 減算器３０５は、
ｘｎとＸｎ十ｍとの差分ベクトル（ｘｎ＋ｍ−ｘｎ）
を計算する。信号ベクトルｘｎは、信号ベクトル用コー
ドブック３２を持つ信号ベクトル量子化器３０６によっ
て母子化され、信号インデックスｉｎを出力する。差分
ベクトル（ｘｎ＋ｍ−ｘｎ）は、差分ベクトル用コード
ブック３４を持つ差分ベクトル量子化器３０７によって
母子化され、差分インデックスｊｎ＋ｍを出力する。差
分ベクトル長計算回路３Ｓは、差分ベクトル（ｘｎ＋ｍ
−ｘｎ）の大きさＬを計算し、判定回路３６が所定値ε
との大小比較を行い選択信号Ｓｎを出力する。切替器３
７はＳｎに応じて、信号インデックスｉｎ及び差分イン
デックスｊ ｎ＋ｍを選択、出力インデックスとする。The encoding section stores the image signal sequence (800 pixels/line x 260 lines) to be encoded in the memory 3, similar to the vector quantizer encoding section described in claim 1 above.
Store in 02. The signal vector generator 303 sequentially generates a signal vector xn according to the output address n of the address pointer 300, and a signal vector xn+m according to the address n and the output address m of the address pointer 301 (n+m=2 to 9750). The subtractor 305 is
Difference vector between xn and Xn0m (xn+m-xn)
Calculate. The signal vector xn is mothered by a signal vector quantizer 306 having a signal vector codebook 32, and outputs a signal index in. The difference vector (xn+m−xn) is converted into a matrix by a difference vector quantizer 307 having a codebook 34 for difference vectors, and outputs a difference index jn+m. The difference vector length calculation circuit 3S calculates the difference vector (xn+m
-xn), and the determination circuit 36 calculates the size L of the predetermined value ε
A selection signal Sn is output. Switcher 3
7 selects the signal index in and the difference index j n+m according to Sn and uses them as output indexes.
即ち、Ｌ〉εの場合はｉｎを、Ｌ≦εの場合はｊ ｎＵ
Ｂを送出インデックスとする。Ｌ≦εである限り、アド
レスポインタ■３０１のみ１ずつインクリメントされる
。Ｌ〉εとなった時、アドレスポインタの３００は、ア
ドレスポインタ■３０１の出力ｍと同じだけインクリメ
ントされ、アドレスポインタ■３０１はリセットされ１
となる。That is, when L>ε, in, and when L≦ε, j nU
Let B be the sending index. As long as L≦ε, only the address pointer 301 is incremented by one. When L>ε, the address pointer 300 is incremented by the same amount as the output m of the address pointer ■301, and the address pointer ■301 is reset to 1.
becomes.
復号化部に入力されたインデックスは、インデックスの
識別ビットＩＤにより、切替器４０１によりＩＤ＝ Ｏ
の時信号インデックスｉｎとして信号ベクトル用コード
ブック４１に、１Ｄ＝１の時差分インデックスｊ ｎ＋
ｍとして差分ベクトル用コードブック４３に入力される
。再生された復号信号ベクトルｘｎ’は、ＩＤ＝Ｏの時
ベクトルメモリ４０２に記憶され、１Ｄ＝１の間はその
値が保持される。再生された復号差分ベクトル（ｘ ｎ
＋ｍ −ｘ ｎ）’は、加算器４５によりベクトルメモ
リ４０２に記憶された復号信号ベクトルｘｎ”と加え合
わされ、復号信号ベクトルｘｎ＋、１１となる。切替器
４４は、ＩＤ＝Ｏの時ｘｎ’を、ＩＤ＝ １の時Ｘ ｎ
＋ｍ ”を、復号信号ベクトルとして出力する。The index input to the decoding unit is changed to ID=O by the switch 401 according to the identification bit ID of the index.
In the signal vector codebook 41 as the signal index in, the time difference index j n+ of 1D=1
It is input into the codebook 43 for difference vectors as m. The reproduced decoded signal vector xn' is stored in the vector memory 402 when ID=O, and its value is held while 1D=1. The reconstructed decoded difference vector (x n
+m −x n)' is added by the adder 45 to the decoded signal vector xn'' stored in the vector memory 402, resulting in the decoded signal vector xn+,11. , when ID=1, X n
+m'' is output as a decoded signal vector.
第５図に特許請求の範囲第１項と第３項に記載のベクト
ル量子化器符号化部の第３の実施例を示す。基本的な構
成、動作は第１図に示したベクトル澄子化器符号化部と
同様である。ここでは、差分ベクトル長計算回路１６°
と判定回路１７に代えて、是正判定回路５６を備える。FIG. 5 shows a third embodiment of the vector quantizer encoding section according to claims 1 and 3. The basic configuration and operation are the same as the vector summizer encoder shown in FIG. Here, the difference vector length calculation circuit 16°
In place of the determination circuit 17, a correction determination circuit 56 is provided.
是正判定回路５６は、信号ベクトル量子化器５０８が出
力する信号インデックスｉｋに対応する是正値ＤＩ＝ｄ
（ｘｋ、ｌ）と、差分ベクトル量子化器５０９が出力す
る差分インデックスｊｋに対応する是正値Ｄ２＝ｄ （
（ｘｋ−ｘｋ−１’ ）、 ｙＤとを比較して選択信
号Ｓｄを切替器５７へ出力する。切替器５７はＳｄによ
って、ＤＩ＜Ｄ２の場合は信号インデックスｉｋを選択
し、ＤＩ≧Ｄ２の場合は差分インデックスｊｋを選択す
る。組み合わされる復号化部の構成は第２図のものと同
様である。The correction determination circuit 56 determines the correction value DI=d corresponding to the signal index ik output by the signal vector quantizer 508.
(xk, l) and the correction value D2=d (
(xk-xk-1') and yD are compared and a selection signal Sd is output to the switch 57. The switch 57 selects the signal index ik according to Sd when DI<D2, and selects the difference index jk when DI≧D2. The configuration of the combined decoding section is similar to that shown in FIG.
発明の効果
本発明によるベクトル量子化器は、従来全てコードブッ
クのインデックス表示に割り当てていたビット数の内、
１ビツトを除いた残りビットでコードブックのインデッ
クス表示を行なう。残りの１ビツトは使用する２組のコ
ードブックの識別用に用いる。第１のフードブックは、
信号系列から生成されたベクトルの最小値から最大値ま
でを表わす信号インデックスを持つものである。第２の
コードブックは、第１のコードブックと同ビット数によ
って、限定された小範囲を表現する差分インデックスを
持つもので、微小変化の表現が可能である。信号ベクト
ルと１タイムススロツト前の復号信号ベクトルまたは数
タイムスロット前の復号信号ベクトルとの差分ベクトル
の大きさ、または信号インデックス及び差分インデック
スに対応する各量子化差歪値の大きさによって、この２
組のコードブックを切り替える。これにより、入力信号
の変化が大きい場合、小さい場合によらず、伝送ビット
数を有効利用して、量子化誤差の少ないベクトル量子化
符号化を特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のベクトル量子化器符号化
部は、よりきめ細かい表現が可能であるが、符号化部に
おいて送出インデックスを復号する必要があるため、ハ
ード量が多くなる。Effects of the Invention The vector quantizer according to the present invention reduces the number of bits that were conventionally allocated to index display of a codebook.
The codebook index is displayed using the remaining bits except for one bit. The remaining 1 bit is used to identify the two sets of codebooks to be used. The first food book is
It has a signal index that represents the minimum value to the maximum value of a vector generated from a signal sequence. The second codebook has a differential index that expresses a limited small range using the same number of bits as the first codebook, and is capable of expressing minute changes. This is determined by the magnitude of the difference vector between the signal vector and the decoded signal vector one time slot ago or the decoded signal vector several time slots ago, or by the magnitude of each quantized difference distortion value corresponding to the signal index and the difference index. 2
Switch codebooks for pairs. As a result, regardless of whether the change in the input signal is large or small, the number of transmission bits is effectively used to perform vector quantization encoding with less quantization error. Although the vector quantizer encoding unit is capable of more fine-grained expression, it requires a large amount of hardware because it is necessary to decode the sending index in the encoding unit.
特許請求の範囲第２項に記載のベクトル量子化器符号化
部は、第１のベクトル量子化に比較して、きめの細かい
量子化という点で劣るが、ハード量が少ないことが利点
である。The vector quantizer encoding unit according to claim 2 is inferior to the first vector quantization in terms of fine-grained quantization, but has the advantage of requiring less hardware. .
特許請求の範囲第３項に記載のベクトル量子化器は、信
号ベクトル量子化器と差分ベクトル量子化器が各々の量
子化の結果得たインデックスに対応する２つの量子化差
歪値を比較することにより、前述の２つのベクトル量子
化器に比べ、量子化歪の小さい量子化が可能である。In the vector quantizer according to claim 3, the signal vector quantizer and the difference vector quantizer compare two quantization difference distortion values corresponding to indices obtained as a result of each quantization. This allows quantization with smaller quantization distortion than the two vector quantizers described above.
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図、第３図、第４図、第５図は本発明によ
るベクトル量子化器の各実施例の構成図、第；８７図、
第ｅ図は従来のベクトル量子化器の構成図である。
１０・・・第１のベクトル量子化器、１１．１２・・・
第１のコードブック（信号ベクトル用フードブック）、
１３・・・第２のベクトル量子化器、 １４．１５
・・・第２のコードブック（差分ベクトル用コードブッ
ク）、 １６・・・差分ベクトル長計算回路、 １７・
・・判定回路、１８・・・切替回路、２０・・・第１の
ベクトル再生器、２１・・・第１のコードブック（信号
ベクトル用コードブック）、２２・・・第２のベクトル
再生器、２３・・・第２のコードブック（差分ベクトル
用コートブック）、２４・・・切替回路、２６・・・加
算器。
代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名ど０−】ぎ
ｌ のへ゛り＃、ｔＡ−生」液、？／−−−請ノのコー
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第
図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, and Fig. 5 are block diagrams of respective embodiments of the vector quantizer according to the present invention; Fig. 87;
FIG. e is a block diagram of a conventional vector quantizer. 10...first vector quantizer, 11.12...
The first codebook (foodbook for signal vectors),
13...Second vector quantizer, 14.15
...Second codebook (codebook for difference vector), 16...Difference vector length calculation circuit, 17.
... Judgment circuit, 18... Switching circuit, 20... First vector regenerator, 21... First codebook (signal vector codebook), 22... Second vector regenerator , 23... second codebook (codebook for differential vector), 24... switching circuit, 26... adder. Agent's name: Patent attorney Shigetaka Awano (1 person) /---Codebook of Ukeno (to Ikichigo) Codebook for older bows 2,!, DoO/
- Kosanden Sumi - xtltx revised, a2- Latch vector L amount l conversion, decoding flight Figure 2 Do 0 The vector amount is 5, 4, and 8β' Diagram? ! Figure Pect 7I / Quantization device pf encoding part Figure to diagram Figure π----A, 9-navigator amount 3-1 Nata-j number A, and old i-end figure
Claims (4)
に従いベクトル量子化しそのベクトルのインデックスを
出力する第１のベクトル量子化器と、既に量子化操作の
終了した信号ベクトルに対応する送出インデックスから
復号した信号ベクトルとの差分（ベクトル）を第２のコ
ードブックに従いベクトル量子化しそのベクトルのイン
デックスを出力する第２のベクトル量子化器と、前記差
分ベクトルの大きさ（以下、差分ベクトル長と呼ぶ）を
計算する差分ベクトル長計算回路と、前記差分ベクトル
長と所定値との大小判定を行う判定回路と、前記差分ベ
クトル長が所定値より大きい場合は前記第１のベクトル
量子化器の出力インデックスを、差分ベクトル長が所定
値より小さい場合は第２のベクトル量子化器の出力イン
デックスを選択して選択情報と共に送出インデックスと
して出力する切替回路とで構成されることを特徴とする
ベクトル量子化器符号化部。(1) A first vector quantizer that vector quantizes a signal vector of a predetermined size according to a first codebook and outputs the index of the vector, and decodes from the transmission index corresponding to the signal vector that has already been quantized. a second vector quantizer that vector quantizes the difference (vector) with the signal vector according to a second codebook and outputs the index of the vector, and the size of the difference vector (hereinafter referred to as difference vector length). a difference vector length calculation circuit that calculates the difference vector length, a determination circuit that determines the magnitude of the difference vector length and a predetermined value, and an output index of the first vector quantizer when the difference vector length is larger than the predetermined value. , a switching circuit that selects the output index of the second vector quantizer and outputs it as a transmission index together with selection information when the difference vector length is smaller than a predetermined value. Kabe.
した信号ベクトルを記録し、差分ベクトル長が所定値よ
り小さい場合には既に記録されている内容を保持するメ
モリ回路と、請求項１の第２のベクトル量子化器に代え
て、前記メモリ回路に記録された信号ベクトルと新しく
入力した信号ベクトルとの差分ベクトルをコードブック
に従いベクトル量子化する第２のベクトル量子化器とで
構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のベクトル量子化器符号化部。(2) A memory circuit that records the input signal vector when the difference vector length is larger than a predetermined value, and retains the already recorded content when the difference vector length is smaller than the predetermined value; In place of the second vector quantizer, the second vector quantizer is configured to vector quantize the difference vector between the signal vector recorded in the memory circuit and the newly input signal vector according to the codebook. A vector quantizer encoding unit according to claim 1, characterized in that:
に代えて、信号ベクトルに対して第１のベクトル量子化
器及び第２のベクトル量子化器が各々出力するインデッ
クスに対応する各量子化差歪値の大小判定を行う差歪判
定回路と、請求項１の切替回路に代えて、第１のベクト
ル量子化器による量子化差歪値が小さい場合は第１のベ
クトル量子化器の出力インデックスを、第２のベクトル
量子化器による量子化差歪値が小さい場合は第２のベク
トル量子化器の出力インデックスを選択して選択情報と
共に送出インデックスとして出力する切替回路とで構成
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項に記載のベクトル量子化器符号化部。(3) In place of the differential vector length calculation circuit and determination circuit of claim 1, each quantization process corresponds to the index output by the first vector quantizer and the second vector quantizer, respectively, for the signal vector. A difference distortion determination circuit that determines the magnitude of the difference distortion value, and an output of the first vector quantizer when the difference distortion value quantized by the first vector quantizer is small, in place of the switching circuit of claim 1. and a switching circuit that selects the output index of the second vector quantizer when the quantization difference distortion value by the second vector quantizer is small and outputs the index as a transmission index together with selection information. A vector quantizer encoding unit according to claim 1 or 2, characterized in that:
ードブックに従い復号化する第１のベクトル再生器と、
第２のコードブックに従い復号化する第２のベクトル再
生器と、前記第２のベクトル再生器の出力（ベクトル）
と既に復号化操作の終了したインデックスに対応する信
号ベクトルとを加算し信号ベクトルとする加算器と、選
択情報に応じて前記第１のベクトル再生器の出力（ベク
トル）と前記加算器の出力（ベクトル）とを切換えて信
号ベクトルとして出力する切替回路とで構成されること
を特徴とするベクトル量子化器復号化部。(4) a first vector regenerator that decodes the index of claim 1, 2 or 3 according to a first codebook;
a second vector regenerator that decodes according to a second codebook; and an output (vector) of the second vector regenerator;
and a signal vector corresponding to an index for which the decoding operation has already been completed; 1. A vector quantizer decoding unit comprising: a switching circuit that switches between a signal vector and a signal vector and outputs the signal vector as a signal vector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22271388A JPH0270125A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Encoding part and decoding part for vector quantizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22271388A JPH0270125A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Encoding part and decoding part for vector quantizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270125A true JPH0270125A (en) | 1990-03-09 |
Family
ID=16786740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22271388A Pending JPH0270125A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Encoding part and decoding part for vector quantizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0270125A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0863198A (en) * | 1994-08-22 | 1996-03-08 | Nec Corp | Vector quantization device |
| JP2009239779A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Seiko Epson Corp | Image encoding device, image decoding device, and integrated circuit device |
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-
1988
- 1988-09-06 JP JP22271388A patent/JPH0270125A/en active Pending
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| JP4650512B2 (en) * | 2008-03-28 | 2011-03-16 | セイコーエプソン株式会社 | Image coding apparatus and integrated circuit device |
| US8270747B2 (en) | 2008-03-28 | 2012-09-18 | Seiko Epson Corporation | Image encoding device, image decoding device, and integrated circuit |
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