发明名称 学型向量量子化机
摘要 一种学型向量量子化机,在于数位信号(digital signal)由高效率符号化之向量量子化机中,在树型构造排列之多数个量子化代表向量所组成之固定之码册(code book)之中途阶层附加可以随意写入读出之动态码册(dynamic code book),树型探索向量量子化时之最小畸变大于某值之情况下,该输入向量做为新量子化代表向量依序蓄存于预定之前述动态码册之同时,经由消除过去所蓄存之旧有量子化代表向量而形成具有学机能之码册,为使发送,接收侧之前述动态码册之内容一致,传送前述输入向量以及前述预定之动态码册之识别情报,而且并用前述形成之码册与前述固定码册以高速施行向量量子化之方法为特征者。
申请公布号 TW138961 申请公布日期 1990.08.01
申请号 TW078100663 申请日期 1989.01.31
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 上泽功;加藤嘉明;伊藤敦;村上笃道;松崎一博;长谷川由里;福原隆浩
分类号 G06F15/00;G09B9/00 主分类号 G06F15/00
代理机构 代理人 洪武雄 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼;陈灿晖 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼
主权项 l.一种学习型向量量子化机,在于数位信号 (digital signal)由高效率符号化之向 量量子化机中,在树型构造排列之多数个 量子化代表向量所组成之固定之码册 (code book )之中途阶层附加可以随意写 入读出之动态码册 (dynamic code book),树型探索向量量子化时之最小畸 变大于某値之情况下,该输入向量做为新 量子化代表向量依序蓄存于预定之前述动 态码册之同时,经由消除过去所蓄存之旧 有量子化代表向量而形成具有学习机能之 码册,为使发送、接收侧之前述动态码册 之内容一致,传送前述输入向量以及前述 预定之动态码册之识别情报,而且并用前 述形成之码册与前述固定码册以高速施行 向量量子化之方法为特征者。 2.一种向量量子化符号化传送装置,在于具 备, 读入画像信号,在画像上接近位置之 画素每以预定数量方块化,由此将输入向 量产生输出之前处理部; 属于输入向量之模式(pattern),将 附加预定之指标资料(index data)之量 子化代表向量预先记忆多数个之码册 (code book); 以及由码册中选择最为近似于前述输 入向量之量子化代表向量,该量子化代表 向量之指标资料做为画像发送资料输出之 向量量子化符号化部; 之向量量子化符号化传送装置中,分 别设置, 测定各量子化代表向量之选择频度, 对应于该测定结果,由高选择频度之量子 化代表向量依序分配短符号长度之指标资 料之符号而分配控制之同时,将向量量子 化时所选择之量子化代表向量与输入向量 之最小畸变値对于向量更新用限値比较, 前述最小畸变値大于限値时输入向量改写 为低选择频度之量子化代表向量,由此分 别发送更新识别情报,指标资料,以及更 新代表向量之符号化控制部; 以及依据接收之更新识别改写接收侧 码册之量子化代表向量之同时,由接收之 码册资料测定量子化代表向量之选择频度 ,依据该测定结果,由高选择频度之量子 化代表向量依序分配短値指标资料之复号 化控制部; 并且对应于发送画像更新码册内之最 子化代表向量之指标资料及量子化代表向 量値为特征者。 3.一种向量量子化机,具备 可以随意写入读出之码册; 以及在输入向量之向量量子化时由前 述码册所选择之量子化代表向量之指标依 选择顺序重新排列,向量量子化时之最小 畸变大于预定値之情况下,该输入向量做 为量子化代表向量改写为由前述指标之重 新排列求出之最为过去选择之量子化代表 向量而更新之控制部者。 4.一种信号符号化装置,将多数之量子化代 表所组成之固定码册接线之一方之向量量 子化符号化器,以及将具有每一代表向最 之特征量之区域,具有同一特征之代表向 量依出现频度顺序排列之可以随意写入读 出之可变码册接线之他方之向量量子化符 号化器两者串级接线构成者。 5.一种框间向量量子化机,具备 输入画像信号系列变换为依空间频带 别分割之复数之频带别输入画像信号系列 之频带分割部; 由前述频带分割部输出之频带别输入 画像信号系列记忆1框値部分,由时间分 割将预定之频带输入画像信号系列输出1 框値部分之第1框记忆器 (frame memory); 对于后述之加算器所输出之预定之频 带复号画像信号系列给予框延迟,由此产 生预定之频带框间预测信号之第2框记忆 器; 前述第1框记忆器所输出之预定之频 带输入画像信号系列减算前述第2框记忆 器所输出之预定之频带框间预测信号,由 此产生预定之频带框间差分信号之减算器 ; 前述减算器所输出之预定之频带框间 差分信号直接经由对应于空间频率之高低 之精确度施予动态向量量子化符号化,由 此产生预定之频带符号化资料之动态向量 量子化符号化部; 施行前述第1框记忆器与第2框记忆 器之写入/读出之控制,以及前述动态向 量量子化符号化部之向量量子化特性之控 制之符号化控制部, 以及前述动态向量量子化符号化部所 产生之预定之频带符号化资料变换为预定 之频带框间复号差分信号之动态向量量子 化复号化部; 前述动态向量量子化复号化部输出之 预定之频带框间复号差分信号与前述第2 框记忆器输出之预定之频带框间预测信号 加算,由此产生预定之频带复号画像信号 系列,由此向前述第2框记忆器输入之加 算器; 前述动态向量量子化符号化部所输出 之预定之频带符号化资料施予可变长符号 化之可变长符号化部; 前述可变长符号化部送出之可变长符 号化之资料暂时蓄存之缓冲器(buffer); 以及前述缓冲器所输出之可变长符号 化之资料做为发送信号送出之回线介面。 6.如申请专利范围第5项所述之框间向量量 子化机,由 前述动态向量量子化符号化部使前述 预定之频带框间差分信号向量化以分离平 均値之同时,对于前述平均値施行无向量 量子化符号化,由此输出平均値分离输入 向量及平均値符号化资料之平均値分离部 ; 具有多数个平均"0"大小"1"之 正常化输出向量之固定码册,及前述平均 値分离输入向量以正常化之正常化向量做 为正常化输出向量记忆,而且其记忆内容 随时更新之动态码册等二种码册之码册; 对于前述平均値分离部所供给之平均 値分离输入向量,计算记忆在前述码册中 之固定码册及动态码册之各正常化输出向 量之内积,由此检出给予"0"以上之最 大内积之前述正常化输出向量,依据前述 平均値分离输入向量之大小与前述最大内 积之大小所求出之畸变小于前述符号化控 制部送来之畸变限値之情况下,分别输出 前述最大内积之値下定义之振幅符号化资 料,及供给前述最大内积之前述正常化输 出向量之识别用指标等,又在前述畸变値 大于前述畸变限値之情况下,将前述振幅 符号化资料之符号反转而输出之同时,替 代前述指标而将前述平均値分离部送来之 平均値分离输入向量直接输出之内积向为 量子化符号化部, 由前述内积向量量子化符号化部所供 给之平均値分离输入向量以每一抽样无向 量量子化而产生平均値分离向量符号化资 料之无向量量子化符号化部; 经由前述振幅符号化资料施行前述指 标与前述平均値分离向量符号化资料之选 择之选择器; 前述预定之频带框间差分信号中方块 单位计数,由此产生频带识别信号之方块 计数器(block counter); 输出使用前述符号化控制部送来之方 块识别限値施行有效方块/无效方块判定 之方块识别信号之方块识别部; 以及使前述内积向量量子化符号化部 送来之平均値分离输入向量施予正常化而 产生正常化输出向量,由此向前述码册中 之动态码册输出之正常化部;等所构成; 并且做为前述预定之频带符号化资料 ,对于前述有效方块,分别将前述方块识 别信号,平均値符号化资料,振幅符号化 资料,及前述选择器所选择之指标或平均 値分离向量符号化资料之一方,对于前述 无效方块仅输出前述方块识别信号为特征 者。 7.一种框间向量量子化符号化复号化装置, 具备 至少记忆1框部分之画像信号之框记 忆器; 对于输入画像信号系列,减算由前述 框记忆器读出之框间预测画像信号系列, 由此获得框间差分信号系列之减算器; 前述框间预测画像信号由方块化得到 之平均値分离输入向量经由内积向量量子 化符号化器施行向量符号化量子化之过程 所算出之波形畸变大于框値之情况下,依 据该波形畸变施行前述输入向量之无向量 量子比或向量量子化,而且逐渐更新码册 ,做为输出向量,依据对于施行以后之符 号化复号化或施行平均値分离正常化向量 量子化之量子化过程所得到之最小畸变施 载振幅增益値,使码册逐渐更新而符号化 复号化以获得符号化资料与复号框间差分 信号系列之向量量子化符号化复号化部; 前述复号框间差分信号系列加于前述 框间预测画像信号系列而将复号盏像信号 系列对于前述肛记忆器输出之加算器; 前述符号化资料施子可变长符号化, 由此输出可变长符号化资料之可变长符号 化部; 前述可变长符号化资料暂时记忆,使 情报发生量平滑化而做为发送资料由一定 速度输出之同时,亦求出l框单位之情报 发生量之发送缓冲器; 以及依据前述1框单位之情报发生量 ,发生前述向量量子化符号化复号化部之 动作适应控制之符号化控制参数之符号化 控制部者。 8.如申请专利范围第7项所述之框间向量量 子化符号化复号化装置,经由前述框记憾 器之预定之位址上所切出而由码册输出之 复数输出向量,在初段向量量子化器将前 述输入画像信号系列方块化所得到之输入 向量给予量子化。而且该量子化过程所带 到之最小畸变超出量子化框値时使平均値 运算部所求得之初段平均値补偿,更新前 述码册之内容而且补偿之初段平均値做为 初段向量量子化复号系列向前述减算器及 加算器输出之同时,对于前述输出同为之 识别用之初段指标附加前述初段平均値而 将初段向量量子化符号化资料向前述叫变 长符号比部输出之初段向量量子化符号化 复号化部设置于前述框记忆器之输出段属 特征者。 9.一种画像符号化传送装置,在于具备 每一框读入动画像信号,经过A/D 变换而产生画素信号,在画像上接近之位 置之画素以预定数施予方块化,每在该方 块产生画素信号翼所组成之画像向量信号 之前处理部; 由前述之复号化再生信号产生现方块 位置做为基准之多数个参照方块,探索最 近似于前述画像向量信号之参照方块,由 此检出前述画像向量信号之动作位置情报 之动作补偿部; 利用框间之相关关系,依据前述探索 之参照方块及动作位置情报,施行前述画 像向量信号之压缩.符号化之向量量子化 符号化部; 前述符号化之画像向量信号依每1框 同通信回线送出之发送缓冲器; 以及前述向量量子化符号化部符号化 之画像向量信号施予复号化,对于所得到 之复号化向量信号加算前述探索之参照方 块之向量信号而产生复号化再生信号向量 量子化复号化部; 并且具有动作补偿处理之画像符号化 传送装置具备, 对应于暂时记忆在发送缓冲器之符号 化之画像向量信号之发送符号化情报量, 由此将前述向量量子化符号化部之符号化 精确度由预定周期切换之符号化精确度控 制部; 接近于前述复号化再生信号之各画素 値之画素値做为预定之比率取人之画素値 ,由此施行前述复号化再生信号之平滑化 处理之空间适应型滤波器, 以及依据前述动作位置情报控制前述 适应型空间滤波器之平滑化处理之ON/ OFF,再者前述符号化精确度较低时增强 前述适应型空间滤波器之平滑化度,前述 符号化精确度较高时减弱之平滑化特性控 制部; 为特征者。 10.一种符号化控制方式, 在于使用方块单位之附有条件之画素 补充,使输入画像信号系列以高效率符号 化之框间符号化装置中,具备 在于施行前述附有条件之画素补充之 方块识别框値由框单位控制之过程,小于 过去所使用之方块识别框値之所求値, 设定于新方块识别框値之情况下,新 方块识别框値在逐渐扩大须适用之框内区 域之动作中,设定于阶梯式减少之値,最 终成为前述所求値,由此施行适用于框全 面之框値控制之装置为特征者。 11.一种符号化控制方式,适用新方块识别 框値之框内区域为,依据由发送.接收同 步之预定之顺序扩大为逐次指定之区域者 ,该区域内施行框内符号化,在一定框时 间经过后框全面成为框内符号化之方式使 前述区域由框单位设定之同时,表示前述 框时间经过之顺序情报依每一框传送,向 且前述指定之区域以外之区域为施行框间 符号化之框内/框间混合符号化模式由周 期性施行之装置,以及使用该框内/框间 混合符号化模式与框値控制之框间符号化 模式两者以适应性切换为特征者。 12.一种多重资料(multi media data)传 送方式,具备 限制具有对应于 8/16/32/48/ 56kbps之传送速度之各8KHz之反覆周期之 1/2/4/6/7数元长之基本时间槽 (time slot),由此构成该基本时间槽不 依据传送速度而具有同样收集 80 个各 100Hz 之反覆周期之80/160/320/ 480/560数元长之传送框之装置; 该传送框同样不依据传送速度一样收 集16眶而构成多重框(multi frane)之装 置; 具有例如为8kbps之整数倍或前述传 送框或多重框互相匹配之符号送出速度之 视频符号化资料,声音符号化资料等多重 资料向前述基本时间槽或传送框或多重框 多重化之装置; 以及对于基本时间槽中之预定之1数 元,将前述传送框及多重框施予识别之同 步符号及表示多重资料之数元分配之数元 分配情报配置,由此向接收侧通知之通信 控制装置者。 13.如申请专利范围第12项所述之多重资料 传送方式,将前述传送框中之基本时间数 ,以及前述多重框中之传送框数不依据8 /16/32/48/56kbps之传送速度而做为 一定値,经由将前述同步符号,数元分配 情报等附加情报之共同化,即可以由同一 控制装置对应于前述传送速度全面为特征 名。 14.如申请专利范围第12项所述之多重资料 传送方式,具备 在于具有前述 8 /16/32/38/ 56kbp,之传送速度之传送路,施行介面 (interface)之数元速度定为64kbps固定 値,每在前述基本时间槽分别对于8/16 /32/48/56kbps附加7/6/4/2/ l数元长之仿真数元(dummy bit)以施行 速度匹配由此将前述传送速度变换为该介 面数元速度之装置; 以及经由在接收侧由前述仿真数元之 过期性得到之基本时间槽之区分或由同步 于前述介面部供给之基本时间槽之8KHz之 时间信号,删除前述仿真数元而仅抽出有 效数元之装置; 并且依据前述二装置,不使用前述12 /48/56kbps之传送速度而使用相同之传 送路介面为特征者。图示简单说明: 第1图为表示第l发明之一实施例之 向量量子化器之构成之方块图。 第2图为表示使用于第l发明之一实 施例之向量量子化器之码册之构成例之图 。 第3图为表示第1发明之其他实施例 之方块图。 第4图为表示以往之向量量子化器之 构成之方块图。 第5图为表示使用于以往之向量为子 化器之码册之构成例之图。 第6图为表示第2发明之一实施例之 向量量千化器之构成之方块图。 第7图为表示第3发明之一实施例之 向量量子化器之构成之方块图。 第8图 (a),第8图(b)及第8图 (c)分别表示所传送之指标履历之图。 第9图为表示第4发明之信号符号化 装置之一实施例之方块图。 第10图为第4发明之装置之流程图。 第11图为第4发明之可变码册之向量 之读出写入操作之说明图。 第12图为复号器动作之流程图。 第13图为表示本发明之其他实施例之 方块图。 第14图为表示第5发明之一实施例之 框间向量量子化器之构成之方块图。 第15图为表示第14图中之频带分割部 之构成例之方块图。 第16图为表示第14图中之动态向量量 子化符号化部之构成例之方块图。 第17图为表示第14图中之动态向量量 子化复号化部之构成例之方块图。 第18图为表示第17图中之码册之构成 例之方块图。 第19图为表示第14图中之符号化控制 部之构成例之方块图。 第20图为表示在于第19图中之方块识 别限値表格(table)及畸变限値表格中所 输入之情报发生量与输出之限値之关系之 图。 第21图为表示以往之框间向量量子化 器之构成之方块图。 第22图为表示第21图中之向量量子化 符号化部之构成例之方块图。 第23图为表示第6发明之一实施例之 框间向量量子化符号化复号化装置之向量 量子化符号化复号化部之构成之方块图。 第24图为第6发明之一实施例之框间 向量量子化符号化复号化装置之向量量子 化符号化复号化部之动作说明用之说明图 。 第25图为第6发明之其他实施例之多 段向量量子化构成之框间向量量子化符号 化复号化装置之方块图。 第26图为表示第乃图之框间向量量子 化符号化复号化部之构成之方块图。 第27图(a)为表示第26图之实施例中 施行多段向量量子化时之初段方块之大小 之说明图。 第27图(b)为表示第26图之实施例中 施行多段向量量子化时之次段之方块之大 小之说明图。 第28图为以往之框间向量量子化符号 化复号化装置之方块图。 第29图为第28图之框间向量量子化符 号化复号化装置之向量量子化符号化复号 部之方块图。 第30图为表示第7发明之画像符号化 传送装置之一实施例之方块构成图。 第31图为第30图实施例装匮之向量量 子化符号化部之详细说明图。 第32图为向量量子化符号化及向量量 子化复号化时所使用之码册之说明图。 第33图为向量量子化复号化部之方块 图。 第34图为表示适应型空间滤波器之画 素配置之说明图。 第35图为适应型空间滤波器之滤波器 平滑特性控制例之说明图。 第36图为其他实施例之画像符号化传 送装置之方块构成图。 第37图为表示以往之画像符号化传送 装置之构成之方块图。 第38图为表示第8发明之符号化控制 方式之方块识别部之一构成例之方块图。 第39图为表示框値与情报发生量之关 系之图。 第40图为表示框値与时间(框値)之 关系之图。 第41图为表示区域之设定例之图, 第42图为表示,方块识别部之处理之 流程图。 第43图为以往之方块识别部之构成之 方块图。 第44图为表示第43图之框间符号化装 置之构成之方块图。 第45图为表示第9发明之一实施例具 有多重资料传送方式之视频通信未端之构 成图。 第46图为表示第9发明之一实施例之 多重资料传送方式之框构成图。 第47图为第9发明之一实施例之多重 资料传送方式之对于传送路之数元行列送 出之说明用图。 第48图为表示第9发明之其他实施例 之多重资料传送方式之框构成图。 第49图为表示以往之多重资料传送方 式之框构成图。 第50图为表示以往之多重资料传送方 式之FAS之内容之图。 第51图为表示以往之多重资料传送方 式之多重框构成之图。 第52图为表示以往之多重资料传送方 式对于传送路之数元行列送出之状态之说 明图。
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