JP2555685B2 - Extended Tree Search Vector Quantization Method - Google Patents
Extended Tree Search Vector Quantization MethodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は木探索ベクトル量子化の改善する拡張型木探
索ベクトル量子化方法に関する。The present invention relates to an extended tree search vector quantization method that improves tree search vector quantization.
(従来の技術) 従来より、入力信号系列のスカラー量子化による情報
理論的量子化損失を解消する高能率符号化方式として、
ベクトル量子化が注目されている。このベクトル量子化
は出力ベクトル群の中から量子化歪の最小となるベクト
ルを探索するというもので、これを画像信号のような高
速の実時間データの圧縮に適用するには高速アルゴリズ
ムの導入が必要である。また、ベクトル量子化は多次元
信号空間の分割であり、分割された空間の代表点が出力
ベクトルとなる。以下、従来の木探索ベクトル量子化方
法を図面に基づいて説明する。(Prior Art) Conventionally, as a high-efficiency coding method that eliminates information theoretical quantization loss due to scalar quantization of an input signal sequence,
Vector quantization is receiving attention. This vector quantization is to search for the vector with the minimum quantization distortion from the output vector group.To apply this to compression of high-speed real-time data such as image signals, introduction of a high-speed algorithm is necessary. is necessary. Vector quantization is division of a multidimensional signal space, and a representative point of the divided space becomes an output vector. Hereinafter, a conventional tree search vector quantization method will be described with reference to the drawings.
第2図は従来の木探索ベクトル量子化の2進木を示す
図である。同図において、第1段階ではR0とR1の2つに
分割する。分割R0とR1の代表点が である。次に、第2段階では2つの分割R0とR1を各々2
個の分割R00,R01とR10,R11の合計4個に分割する。各代
表点が である。以下同様に、第n段階のN個の分割はRb(n)0と
Rb(n)1から構成される。各代表点は となる。ここで、b(n)は第n段階に至る履歴を2進
数で表わしたものである。すなわち、符号化対象ベクト
ル(以下、入力ベクトルとする) との歪 を求め、 ならば0、 ならば1のほうに進む。このようにして、第n段まで進
み最終的な出力ベクトルを求め、この出力ベクトルのベ
クトル番号を送出する。FIG. 2 is a diagram showing a binary tree of conventional tree search vector quantization. In the figure, in the first stage, it is divided into two, R 0 and R 1 . The representative points of the divisions R 0 and R 1 are Is. Next, in the second stage, the two partitions R 0 and R 1 are each divided into 2
Divide into four pieces, R 00 , R 01 and R 10 , R 11 . Each representative point Is. Similarly, the N divisions at the nth stage are represented by R b (n) 0 .
It consists of R b (n) 1 . Each representative point is Becomes Here, b (n) is a binary number representing the history up to the nth stage. That is, the vector to be encoded (hereinafter referred to as the input vector) Distortion with Seeking Then 0, Then proceed to 1. In this way, the process proceeds to the nth stage to obtain the final output vector, and the vector number of this output vector is transmitted.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来の方法では探索の途中ノード
で選んだベクトルの下段に、必ず入力ベクトルに一番近
いベクトルが存在するとは限らないため、2n個の代表点
のベクトルと入力ベクトルとの歪を全て求めて代表ベク
トルを求めなければならない。また、全探索型ベクトル
量子化と比べ、2進木による検出の損失が発生するため
画質が劣化し、S/N比が1〜2dBほど低くなるという問題
点があった。(Problems to be solved by the invention) However, in the above-mentioned conventional method, since the vector closest to the input vector does not always exist in the lower stage of the vector selected in the node in the middle of the search, 2 n representative points The representative vector must be found by finding all the distortions between the vector and the input vector. Further, compared with the full-search type vector quantization, there is a problem that the image quality is deteriorated due to the detection loss due to the binary tree and the S / N ratio is lowered by about 1 to 2 dB.
本発明はこれらの問題点を解決するためのもので、画
質の劣化を改善できる拡張型木探索ベクトル量子化器を
提供することを目的とする。The present invention is intended to solve these problems, and an object of the present invention is to provide an extended tree search vector quantizer capable of improving deterioration of image quality.
(問題点を解決するための手段) 本発明は前記問題点を解決するために、入力ベクトル
に対して木構造を持たせた出力ベクトル群の中から量子
化歪の最小となる代表ベクトルを探索する木探索ベクト
ル量子化方法において、最終段である第n(nは2以上
の自然数である)段に存在する任意のベクトルに対し
て、最上段から該ベクトルに至る経路における第N(N
=n−2,n−3,…,2,1)段目で誤った選択をしたものと
して、該第N段目で前記ベクトルに至る方向と逆の方向
を選択した各々の場合の最終段に存在する全てのベクト
ルと前記ベクトルとの歪を求める第1のステップと、求
めた歪のうち最小のものを候補ベクトルとし、入力ベク
トルに対しての最終段に存在する前記ベクトルと各前記
候補ベクトルとの中から入力ベクトルに対して歪を最小
とするベクトルを真の代表ベクトルとする第2のステッ
プとからなることに特徴がある。(Means for Solving Problems) In order to solve the above problems, the present invention searches for a representative vector having a minimum quantization distortion from an output vector group having a tree structure for an input vector. In the tree search vector quantization method described above, for an arbitrary vector existing in the n-th stage (n is a natural number of 2 or more) that is the final stage, the N-th (N (N
= N−2, n−3, ..., 2,1) The final stage in each case in which the direction opposite to the vector is selected in the Nth stage, assuming that the wrong selection is made in the Nth stage. In the first step of obtaining the distortion between all the vectors existing in the vector and the vector, and the smallest of the obtained distortions is the candidate vector, and the vector existing in the final stage with respect to the input vector and each of the candidates The second step of making the vector having the smallest distortion with respect to the input vector among the vector and the true representative vector.
(作用) 以上のような各ステップを有する本発明によれば、先
ず最終段である第n(nは2以上の自然数である)段に
存在する任意のベクトルに対しては、最上段からベクト
ルに至る経路における第N(N=n−2,n−3,…2,1)段
目で誤った選択をしたものとして、第N段目でベクトル
に至る方向と逆の方向を選択した各々の場合の最終段に
存在する全てのベクトルとベクトルとの歪を求める。求
めた歪のうち最小のものを候補ベクトルとして最終段の
ベクトルの下に記憶しておく。この拡張された2進木を
用いて、入力ベクトルに対しての最終段に存在するベク
トルを選んだとすると、そのベクトルと各候補ベクトル
との中から入力ベクトルに対して歪を最小とするベクト
ルを真の代表ベクトとする。(Operation) According to the present invention having the above steps, for any vector existing in the n-th stage (n is a natural number of 2 or more), which is the final stage, the vector from the top stage In the Nth stage (N = n−2, n−3, ..., 2,1) of the route leading to, the direction opposite to the vector is selected at the Nth stage. In the case of, the distortion between all the vectors existing in the final stage and the vector is calculated. The smallest one of the obtained distortions is stored as a candidate vector below the final stage vector. If a vector existing at the final stage of the input vector is selected using this extended binary tree, the vector that minimizes the distortion with respect to the input vector is selected from the vector and each candidate vector. Be a representative of
したがって、本発明は前記問題点を解決でき、画質の
劣化を改善できる拡張型木探索ベクトル量子化方法を提
供できる。Therefore, the present invention can solve the above problems and provide an extended tree search vector quantization method that can improve the deterioration of image quality.
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例に係る2進木を示す図であ
る。同図において、K次元信号空間においての入力ベク
トル に対しての出力ベクトルを が用意されている。入力ベクトル は先ず第1段で を計算し、 ならばノード1に、 ならばノード2に移る。第2段でも同様な計算を行ない
最終段で入力ベクトル に対する出力ベクトル が得られるというものが従来の木探索ベクトル量子化で
あるが、本実施例では最終段に候補ベクトルを用意し
た。第1図で説明すると、入力ベクトル を第1図の2進木に入力し、 という出力ベクトルを得られたとすると がノード1においての選択が誤っていた場合本来ならば が選ばれるはずである。このため の小さいほうを候補ベクトル とする。同様にしてノード0での選択で誤った場合の候
補 の中から予め選びノード7の下に記憶しておく。ここ
で、入力ベクトル にたどり着いた時点でさらに との距離d=[Σ(xj−ynj)2]1/2を計り、 との距離が最小の出力ベクトル1つを選択する。FIG. 1 is a diagram showing a binary tree according to an embodiment of the present invention. In the figure, the input vector in the K-dimensional signal space Output vector for Is prepared. Input vector First in the first stage And calculate Then to node 1, If so, move to node 2. The same calculation is performed in the second stage, and the input vector is input in the final stage. Output vector for Conventional tree search vector quantization is used to obtain the above. In this embodiment, a candidate vector is prepared in the final stage. Referring to FIG. 1, the input vector In the binary tree of Fig. 1, If we get the output vector If the selection in node 1 is wrong, Should be chosen. For this reason The smaller one is the candidate vector And Similarly, a candidate when the selection at node 0 is incorrect It is selected in advance and stored under the node 7. Where the input vector When I get to And the distance d = [Σ (x j −y nj ) 2 ] 1/2 , Select one output vector with the smallest distance to.
以上の説明は説明を簡単にするために第3段までの2
進木で説明を行なったが、一般にn段の2進木で行なっ
た場合は2nの代表ベクトルに各々n−1個の候補ベクト
ルを持った2進木となる。例えば、n=10の場合つまり
1024個の出力ベクトルにより構成されたベクトル量子化
器を考えた場合、全探索型では1024回、本実施例の方式
では19回の距離計算を行なうことで求めるベクトルが求
められ、また従来の木探索ベクトル量子化方法に比べ、
S/N比は約1dB向上する。For the sake of simplicity, the above description is for the second to third stages.
Although the explanation has been given with respect to the binary tree, in general, when the binary tree with n stages is used, the binary tree has 2n representative vectors each having n-1 candidate vectors. For example, if n = 10
When a vector quantizer composed of 1024 output vectors is considered, the vector to be obtained is obtained by performing distance calculation 1024 times in the full search type and 19 times in the method of this embodiment, and the conventional tree is used. Compared to the search vector quantization method,
The S / N ratio improves by about 1 dB.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、2進木の最終
段に候補ベクトルを配置したもので入力ベクトルから出
力ベクトルの距離計算を行なう回数が減るとともに、2
進木の途中段の誤りをカバーできるために、S/N比を向
上することができることにより、画質の劣化を改善でき
る拡張型木探索ベクトル量子化方法を提供できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the candidate vector is arranged at the final stage of the binary tree, so that the number of distance calculation of the output vector from the input vector is reduced and
It is possible to provide an extended tree search vector quantization method that can improve the deterioration of image quality by improving the S / N ratio because the error in the middle stage of the progression tree can be covered.
第1図は本発明の一実施例に係る2進木を示す図、第2
図は従来の木探索ベクトル量子化の2進化を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a binary tree according to an embodiment of the present invention.
The figure shows a binary evolution of conventional tree search vector quantization.
フロントページの続き (72)発明者 高呂 賢治 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 山口 博久 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−145928(JP,A) 特開 昭61−262378(JP,A)Front page continued (72) Inventor Kenji Koro 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hirohisa Yamaguchi 2-3-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Country Tokiga Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP 62-145928 (JP, A) JP 61-262378 (JP, A)
Claims (1)
力ベクトル群の中から量子化歪の最小となる代表ベクト
ルを探索する木探索ベクトル量子化方法において、 最終段である第n(nは2以上の自然数である)段に存
在する任意のベクトルに対して、最上段から該ベクトル
に至る経路における第N(N=n−2,n−3,…,2,1)段
目で誤った選択をしたものとして、該第N段目で前記ベ
クトルに至る方向と逆の方向を選択した各々の場合の最
終段に存在する全てのベクトルと前記ベクトルとの歪を
求め、求めた歪のうち最小のものを候補ベクトルとし、 入力ベクトルに対しての最終段に存在する前記ベクトル
と各前記候補ベクトルとの中から入力ベクトルに対して
歪を最小とするベクトルを真の代表ベクトルとすること
を特徴とする拡張型木探索ベクトル量子化方法。1. A tree search vector quantization method for searching a representative vector having a minimum quantization distortion from an output vector group having a tree structure for an input vector, which is the final stage n (n) Is a natural number greater than or equal to 2), at the Nth (N = n−2, n−3, ..., 2,1) stage in the path from the top stage to the vector, Assuming that the wrong selection is made, the distortion between all the vectors existing in the final stage and the vector in each case where the direction opposite to the direction leading to the vector is selected in the N-th stage and the obtained distortion is obtained. The smallest one is set as the candidate vector, and the vector having the smallest distortion with respect to the input vector is selected as the true representative vector from among the vector existing in the final stage of the input vector and each of the candidate vectors. Expanded tree hunting characterized by Vector quantization method.
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JPH01264315A JPH01264315A (en) | 1989-10-20 |
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JPS62145928A (en) * | 1985-12-20 | 1987-06-30 | Fujitsu Ltd | Vector quantization method |
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- 1988-04-15 JP JP63091796A patent/JP2555685B2/en not_active Expired - Fee Related
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