JPH07120960B2 - n-ary tree search vector quantizer - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は信号の高能率符号化を行うベクトル量子化符
号化装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vector quantization coding apparatus for performing high-efficiency coding of signals.
[従来の技術] 第3図は例えば先に当出願人により出願された特願昭62
−10487号に示されるn進木探索ベクトル量子化器のブ
ロック図、第4図はそのベクトル量子化器の詳細ブロッ
ク図、第5図は同じくその木探索とインデックスコード
の関係を示す説明図である。[Prior art] FIG.
-10487 is a block diagram of the n-ary tree search vector quantizer, FIG. 4 is a detailed block diagram of the vector quantizer, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the tree search and the index code. is there.
第3図において(1)は平均値分離された入力ベクト
ル、(2)は各段のベクトル量子化器、(3)は出力ベ
クトルインデックス、(4)は各段のコードブック、
(5)は振幅利得、第4図において、(6)は前段のベ
クトル量子化器(2)が出力した出力ベクトルインデッ
クス(3)に応じて順次読み出すべき出力ベクトルのア
ドレス(12)を出力するアドレスカウンタ、(7)は乗
算器、(8)は内積値、(9)は最大内積検出器、(1
0)は内積値を振幅利得としてラッチする振幅利得ラッ
チ、(11)はコードブックアドレスをラッチしてインデ
ックスとして出力するインデックスラッチ、(13)は加
算器であり、この加算器(13)と複数の乗算器(7)と
で演算回路を構成する。In FIG. 3, (1) is an average-value separated input vector, (2) is a vector quantizer of each stage, (3) is an output vector index, (4) is a codebook of each stage,
(5) is the amplitude gain, and in FIG. 4, (6) outputs the address (12) of the output vector to be sequentially read according to the output vector index (3) output from the vector quantizer (2) in the previous stage. Address counter, (7) multiplier, (8) inner product value, (9) maximum inner product detector, (1
0) is an amplitude gain latch that latches the inner product value as an amplitude gain, (11) is an index latch that latches the codebook address and outputs it as an index, and (13) is an adder. And the multiplier (7) form an arithmetic circuit.
次に動作について説明する。第3図において、平均値分
離された入力ベクトル(1)はベクトル量子化器(2)
によって以下のように量子化が行われる。まず、出力ベ
クトルはn進(nは2のベキ乗)木探索とする。第5図
に2進木と4進木の一部分を例として示す。木構造の各
節点の出力ベクトルに付すインデックスのコードは例え
ば第5図に示すように定める。第5図(b)の4進木の
コードは上段に2進数、下段に4進数で示した。この図
からわかるようにn進木構造において段数が1段増す毎
にlog2nビット(n進数で1桁)ずつコードが増しLSBか
らコードをlog2nビットずつ切り捨てることにより、木
構造の節点を下段から上段に逆登ることができる。Next, the operation will be described. In FIG. 3, the input vector (1) whose average value has been separated is a vector quantizer (2).
Quantization is performed as follows. First, the output vector is an n-ary (n is a power of 2) tree search. FIG. 5 shows a part of a binary tree and a quaternary tree as an example. The code of the index attached to the output vector of each node of the tree structure is determined as shown in FIG. 5, for example. The code of the quaternary tree in FIG. 5 (b) is shown in binary in the upper row and quaternary in the lower row. As can be seen from this figure, each time the number of stages in the n-ary tree structure increases by one, the code increases by log 2 n bits (1 digit in the n-ary number) and the code is truncated by log 2 n bits from the LSB. You can go up from the bottom to the top.
上記のような出力ベクトルコードブックを最終段まで木
探索することにより平均値分離された入力ベクトル
(1)は内積を歪測度に用いてベクトル量子化される。
木探索ベクトル量子化器は、第3図のようにベクトル量
化器の接続で表わされ、さらに第m段のベクトル量子化
器は第4図のブロック図で表わされる。第4図において
第(m−1)段ベクトル量子化器から出力ベクトルイン
デックス(3)が入力されると、アドレスカウンタ
(6)はn進木構造出力ベクトルに基づいて入力ベクト
ル(1)との比較を行なうべき出力ベクトルのアドレス
(12)を出力する。コードブック(4)から出力ベクト
ルが読み出されると、入力ベクトル(1)との間で積和
がとられる。このようにして求めたベクトルの内積値
(8)が入力ベクトルに対して最大となった時、最大内
積検出器(9)はストローブを発し、振幅利得ラッチ
(10)には内積値(8)が、インデックスラッチ(11)
には出力ベクトルアドレス(12)が取り込まれ、アドレ
スカウンタ(6)が入力ベクトル(1)に対する出力ベ
クトルアドレス(12)を全て出し終えた時点でインデッ
クスラッチ(11)に取り込まれていた値が第m段の出力
ベクトルインデックス(3)として出力される。第m段
が最終段の場合は振幅利得ラッチ(10)の振幅利得
(5)も出力される。The input vector (1) whose average value is separated by searching the output vector codebook as described above up to the final stage is vector-quantized using the inner product as the distortion measure.
The tree search vector quantizer is represented by the connection of vector quantizers as shown in FIG. 3, and the vector quantizer at the m-th stage is represented by the block diagram of FIG. In FIG. 4, when the output vector index (3) is input from the (m-1) -th stage vector quantizer, the address counter (6) receives the input vector (1) based on the n-ary tree structure output vector. The address (12) of the output vector to be compared is output. When the output vector is read from the codebook (4), the product sum is calculated with the input vector (1). When the inner product value (8) of the vector thus obtained becomes the maximum with respect to the input vector, the maximum inner product detector (9) emits a strobe and the amplitude gain latch (10) has the inner product value (8). But the index latch (11)
The output vector address (12) is fetched into the address counter (6), and the value latched in the index latch (11) at the time when the address counter (6) finishes outputting all the output vector addresses (12) for the input vector (1). It is output as the output vector index (3) of m stages. When the m-th stage is the final stage, the amplitude gain (5) of the amplitude gain latch (10) is also output.
[発明が解決しようとする課題] 従来のn進木探索ベクトル量子化器は以上のように構成
されているので内積を算出するための乗算器をベクトル
次元分(K個)持たなければならない、積を加算する加
算器もK個の入力端子を有していなければならない。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional n-ary tree search vector quantizer is configured as described above, it is necessary to have a number of vector dimension (K) multipliers for calculating the inner product. The adder that adds the products must also have K input terminals.
また、各段における内積演算の回数も、木探索の進数分
(n回)行わなければならず、内積値の最大を検出する
ための最大検出器を設ける必要があるなどの問題点があ
った。Further, the number of inner product operations in each stage must be performed by the number of times of the tree search (n times), and there is a problem that a maximum detector for detecting the maximum inner product value must be provided. .
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、少量のハードウェアで内積を算出するn進木
探索ベクトル量子化器を得ることを目的とし、更に、内
積演算を従来より高速に行うn進木探索ベクトル量子化
器を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain an n-ary tree search vector quantizer which calculates an inner product with a small amount of hardware. It is an object to obtain an n-ary tree search vector quantizer that performs at high speed.
[課題を解決するための手段] この発明に係るn進木探索ベクトル量子化器は、入力信
号系列をK個(Kは2以上の整数)毎にブロック化した
K次元の入力ベクトルの全次元の成分とこの入力ベクト
ルとの比較を行なうべき出力ベクトルの全次元の成分と
をおのおの各次元毎に入力し、この入力した各次元のベ
クトル成分同士を全次元分乗算する1つの乗算器と、こ
の乗算器の乗算結果をK個累算し、その結果を内積とし
て出力する累算器とを有する演算回路を備えたものであ
る。[Means for Solving the Problem] An n-ary tree search vector quantizer according to the present invention has all dimensions of a K-dimensional input vector obtained by blocking an input signal sequence into K units (K is an integer of 2 or more). And a one-dimensional multiplier for inputting the all-dimensional components of the output vector to be compared with the input vector for each dimension, and multiplying the input vector components of each dimension by all the dimensions. An arithmetic circuit having an accumulator that accumulates K multiplication results of the multiplier and outputs the result as an inner product is provided.
また、この発明に係るn進木探索ベクトル量子化器は、
同一段の上記出力ベクトルと上記入力ベクトルとの内積
を算出する上記演算回路を複数個設け、この各演算回路
が出力する内積を入力して比較を行ない、最大内積を与
える出力ベクトルを選択する比較選択器を備えたもので
ある。Further, the n-ary tree search vector quantizer according to the present invention is
A plurality of the arithmetic circuits for calculating the inner product of the output vector and the input vector in the same stage are provided, and the inner products output from the respective arithmetic circuits are input for comparison, and the output vector giving the maximum inner product is selected. It is equipped with a selector.
[作用] この発明に係るn進木探索ベクトル量子化器の演算回路
は、1つの乗算器により、入力ベクトルの全次元の成分
と、この入力ベクトルとの比較を行なうべき出力ベクト
ルの全次元の成分とを、おのおの各次元毎に入力し、こ
の入力した各次元のベクトル成分同士を全次元分乗算
し、累算器により、上記乗算器の乗算結果をK個累算す
ることにより入力ベクトルと出力ベクトルの内積を算出
する。[Operation] In the arithmetic circuit of the n-ary tree search vector quantizer according to the present invention, the components of all the dimensions of the input vector and the dimensions of the output vector to be compared with this input vector are calculated by one multiplier. And the input vector for each dimension, the vector components of the input dimensions are multiplied by all dimensions, and the accumulator accumulates K multiplication results of the multiplier to obtain the input vector. Calculate the dot product of the output vectors.
また、この発明に係るn進木探索ベクトル量子化器にお
いては、複数個の演算回路で木探索の同一段の内積演算
を分担して実行し、比較選択器により、各演算回路が出
力する内積を入力して比較を行ない、最大内積を与える
出力ベクトルを選択する。Further, in the n-ary tree search vector quantizer according to the present invention, the inner product operations of the same stage of the tree search are shared and executed by a plurality of arithmetic circuits, and the inner product output from each arithmetic circuit is output by the comparison selector. Input and compare to select the output vector that gives the maximum dot product.
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例を示す内積演算を用いたベ
クトル量子化器の詳細ブロック図であり、(1)は平均
値を分離したK次元(Kは2以上の整数)の入力ベクト
ル、(2)は各段のベクトル量子化器、(3)は出力ベ
クトルインデックス、(5)は最終段量子化における出
力ベクトルの入力ベクトルに対する振幅利得、(6)は
前段のベクトル量子化器(2)が出力したベクトルイン
デックス(3)に応じて順次読み出すべき出力ベクトル
のアドレスを出力するアドレスカウンタ、(10)は内積
値を振幅利得としてラッチする振幅利得ラッチ、(11)
はコードブックアドレスをラッチしてインデックスとし
て出力するインデックスラッチ、(14)はK次元の入力
ベクトル(1)の全次元の成分と、この入力ベクトル
(1)との比較を行なうべき出力ベクトルの全次元の成
分とを、おのおの各次元毎に入力し、この入力した各次
元のベクトル成分同士を全次元分乗算する乗算器、(1
5)は乗算器(14)の乗算結果をK個累算し、その結果
を内積として出力する累算器、(16)は比較器、(17)
は選択器、(18)は比較器、(19)、(20)は入力ベク
トル(1)を入力とした木探索が最終段へ至る過程で選
択される各段の節点の出力ベクトルと、この出力ベクト
ルに対し所定の関係を持たせて付与したインデックスコ
ードとが格納されているコードブックである。なお、乗
算器(14)と累算器(15)とで演算回路を構成し、比較
器(16)、選択器(17)、比較器(18)及び振幅利得ラ
ッチ(10)とで比較選択器を構成する。FIG. 1 is a detailed block diagram of a vector quantizer using an inner product operation showing an embodiment of the present invention. (1) is a K-dimensional (K is an integer of 2 or more) input vector in which an average value is separated. , (2) is the vector quantizer of each stage, (3) is the output vector index, (5) is the amplitude gain of the output vector in the final stage quantization with respect to the input vector, and (6) is the vector quantizer of the preceding stage ( An address counter that outputs the addresses of output vectors to be sequentially read according to the vector index (3) output by 2), (10) an amplitude gain latch that latches the inner product value as an amplitude gain, (11)
Is an index latch that latches the codebook address and outputs it as an index. (14) is the total of all the output vectors to be compared with all the dimensional components of the K-dimensional input vector (1) and this input vector (1). A multiplier for inputting the dimension components and for each dimension, and multiplying the input vector components of each dimension for all dimensions, (1
5) is an accumulator that accumulates K multiplication results of the multiplier (14) and outputs the result as an inner product, (16) is a comparator, (17)
Is a selector, (18) is a comparator, (19) and (20) are output vectors of nodes at each stage selected in the process of reaching the final stage of the tree search with the input vector (1) as an input. It is a codebook that stores an index code that is given in a predetermined relationship with an output vector. The multiplier (14) and the accumulator (15) form an arithmetic circuit, and the comparator (16), the selector (17), the comparator (18) and the amplitude gain latch (10) make a comparison selection. Make up a container.
次に動作を第1図、第3図、第5図に基づいて説明す
る。Next, the operation will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 5.
まず、平均値分離された入力ベクトル(1)を量子化す
るが、出力ベクトルがn進(nは2のベキ乗)木探索で
あること、内積を歪測度に用いてベクトル量子化される
こと、木探索ベクトル量子化器は第3図のようにベクト
ル量子化器の接続で表わされることは、従来のn進木探
索ベクトル量子化器と同様である。第m段のベクトル量
子化器は第1図のブロック図で表わすことができる。First, the mean-separated input vector (1) is quantized, but the output vector is an n-ary (n is a power of 2) tree search, and the inner product is vector-quantized using the distortion measure. As with the conventional n-ary tree search vector quantizer, the tree search vector quantizer is represented by the connection of vector quantizers as shown in FIG. The m-th stage vector quantizer can be represented by the block diagram of FIG.
第1図において、まず、平均値分離された入力ベクトル
(1)は、K個の信号系列が直列に、即ち入力ベクトル
(1)の全次元の成分が1次元毎に入力される。この入
力ベクトル(1)と同時に、第(m−1)段ベクトル量
子化器(2)が出力した出力ベクトルインデックス
(3)が入力される。するとアドレスカウンタ(6)は
n進木構造に基づき入力ベクトル(1)との比較を行な
うべき出力ベクトルの全次元の成分が1次元毎にコード
ブック(19)、(20)から出力されるようにアドレスを
出力する。In FIG. 1, first, in the input vector (1) whose average values have been separated, K signal sequences are input in series, that is, all the dimensional components of the input vector (1) are input for each dimension. Simultaneously with this input vector (1), the output vector index (3) output from the (m-1) th stage vector quantizer (2) is input. Then, the address counter (6) outputs the dimensional components of the output vector, which should be compared with the input vector (1) based on the n-ary tree structure, from the codebooks (19) and (20) for each dimension. Output the address to.
このようにして入力ベクトル(1)の全次元の成分と、
この入力ベクトル(1)との比較を行なうべき出力ベク
トルの全次元の成分とは、おのおの各次元毎に乗算器
(14)に入力され、乗算器(14)は信号系列1個当たり
の乗算結果を順次累算器(15)に出力する。累算器(1
5)はK個の信号系列の先頭の乗算結果が入力される直
前にクリアされ、K個の乗算結果を累算することにより
内積値を算出する。この内積を演算するための乗算器、
累算器をベクトル量子化器は例えば2つ持つ。In this way, all-dimensional components of input vector (1) and
The all-dimensional components of the output vector to be compared with the input vector (1) are input to the multiplier (14) for each dimension, and the multiplier (14) outputs the multiplication result per signal sequence. Are sequentially output to the accumulator (15). Accumulator (1
5) is cleared immediately before the leading multiplication result of the K signal series is input, and the inner product value is calculated by accumulating the K multiplication results. A multiplier for computing this inner product,
The vector quantizer has, for example, two accumulators.
すなわち、例えば木探索を第5図(b)に示す4進木で
行った場合、まず第1回目の内積の演算では、片方の乗
算器(14)、累算器(15)でインデックス00に対応する
出力ベクトルとの内積(#0)が算出され、もう一方の
乗算器(14)、累算器(15)でインデックス01に対応す
る出力ベクトルとの内積(#1)が算出される。この2
つの内積は第1段目の比較器(16)により比較され、ど
ちらか大きい方が選択器(17)により選択される。#
0、#1のどちらか大きい内積は第2の比較器(18)に
より、振幅利得ラッチ(10)に格納されている内積と比
較されるが、内積の演算が第1回目の時に限り、振幅利
得ラッチ(10)の値に関わらず#0、#1のどちらか値
の大きい方が振幅利得ラッチ(10)に格納される。That is, for example, when a tree search is performed using a quaternary tree shown in FIG. 5 (b), first, in the first inner product calculation, one of the multipliers (14) and accumulators (15) sets the index to 00. The inner product (# 0) with the corresponding output vector is calculated, and the inner product (# 1) with the output vector corresponding to the index 01 is calculated by the other multiplier (14) and accumulator (15). This 2
The two inner products are compared by the first stage comparator (16), and the larger one is selected by the selector (17). #
The larger inner product of 0 and # 1 is compared with the inner product stored in the amplitude gain latch (10) by the second comparator (18), but only when the inner product is calculated for the first time The larger value of # 0 and # 1 is stored in the amplitude gain latch (10) regardless of the value of the gain latch (10).
次に第2回目の内積の演算では、片方の乗算器(14)、
累算器(15)でインデックス10に対応する出力ベクトル
との内積(#2)が算出され、もう一方の乗算器(1
4)、累算器(15)でインデックス11に対応する出力ベ
クトルとの内積(#3)が演算され、第1回目と同様に
選択器(17)がどちらか値の大きい方を選ぶ。ここで第
1回目の内積演算で振幅利得ラッチ(10)に格納された
値との比較を行い、どちらか値の大きい方が振幅利得ラ
ッチ(10)に格納される。Next, in the second inner product calculation, one of the multipliers (14),
The accumulator (15) calculates the inner product (# 2) with the output vector corresponding to the index 10, and the other multiplier (1
4), the accumulator (15) calculates the inner product (# 3) with the output vector corresponding to the index 11, and the selector (17) selects the larger value as in the first time. Here, a comparison is made with the value stored in the amplitude gain latch (10) in the first inner product calculation, and the larger one is stored in the amplitude gain latch (10).
つまり、この時点で#0〜#3の中での最大内積値が振
幅利得ラッチ(10)に格納されたことになる。これらの
内積の演算の際に乗じる出力ベクトルは2つのコードブ
ック(19)、(20)、に分かれて予め格納されている。
例えばコードブック(19)にはインデックス00、10に対
応する出力ベクトルが、コードブック(20)にはインデ
ックス01、11に対応する出力ベクトルが予め格納されて
いる。That is, at this time point, the maximum inner product value of # 0 to # 3 is stored in the amplitude gain latch (10). The output vector to be multiplied when calculating these inner products is divided into two codebooks (19) and (20) and stored in advance.
For example, the codebook (19) stores output vectors corresponding to the indexes 00 and 10, and the codebook (20) stores output vectors corresponding to the indexes 01 and 11 in advance.
また、内積値が振幅利得ラッチ(10)に格納されるのと
同時にインデックスがインデックスラッチ(11)に取り
込まれる。この時のインデックスは、アドレスカウンタ
の値+比較器(16)の出力である。このようにしてアド
レスカウンタ(6)が比較すべきすべての出力ベクトル
アドレスを出し終えた時点でインデックスラッチ(11)
に取り込まれていた値が出力ベクトルインデックス
(3)として出力される。第m段が最終段の場合は振幅
利得ラッチ(10)の値も出力される。Further, the index is taken into the index latch (11) at the same time as the inner product value is stored in the amplitude gain latch (10). The index at this time is the value of the address counter + the output of the comparator (16). In this way, when the address counter (6) finishes outputting all the output vector addresses to be compared, the index latch (11)
The value captured in is output as the output vector index (3). When the m-th stage is the final stage, the value of the amplitude gain latch (10) is also output.
また、以下にこの発明の他の実施例を図について説明す
る。Further, other embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第2図はこの発明の他の実施例を示す内積演算を用いた
ベクトル量子化器の詳細ブロック図であり、(1)は平
均値を分離したK次元(Kは2以上の整数)の入力ベク
トル、(2)は各段のベクトル量子化器、(3)は出力
ベクトルインデックス、(4)は各段のコードブック、
(5)は振幅利得、(6)は前段のベクトル量子化器
(2)が出力した出力ベクトルインデックス(3)に応
じて順次読み出すべき出力ベクトルのアドレス(12)を
出力するアドレスカウンタ、(8)は内積値、(9)は
最大内積検出器、(10)は内積値を振幅利得としてラッ
チする振幅利得ラッチ、(11)はアドレス(12)をラッ
チしてインデックスとして出力するインデックスラッ
チ、(14)は乗算器、(15)は累算器である。FIG. 2 is a detailed block diagram of a vector quantizer using an inner product calculation showing another embodiment of the present invention. (1) is a K-dimensional (K is an integer of 2 or more) input in which an average value is separated. Vector, (2) vector quantizer of each stage, (3) output vector index, (4) codebook of each stage,
(5) is an amplitude gain, (6) is an address counter that outputs the address (12) of the output vector to be sequentially read according to the output vector index (3) output by the vector quantizer (2) in the previous stage, (8 ) Is an inner product value, (9) is a maximum inner product detector, (10) is an amplitude gain latch that latches the inner product value as an amplitude gain, (11) is an index latch that latches the address (12) and outputs it as an index, ( 14) is a multiplier and (15) is an accumulator.
次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
平均値分離された入力ベクトル(1)を量子化する際に
出力ベクトルがn進(nは2のベキ乗)木探索であるこ
と、内積を歪測度に用いてベクトル量子化されること、
木探索ベクトル量子化器は第3図のようにベクトル量子
化器の接続で表わされることは従来のn進木探索ベクト
ル量子化器と同様である。第m段のベクトル量子化器は
第2図のブロック図で表わすことができる。When the input vector (1) separated from the average value is quantized, the output vector is an n-ary (n is a power of 2) tree search, and the inner product is vector quantized using a distortion measure,
The tree search vector quantizer is represented by the connection of vector quantizers as shown in FIG. 3, like the conventional n-ary tree search vector quantizer. The m-th stage vector quantizer can be represented by the block diagram of FIG.
第2図においてまず平均値分離された入力ベクトル
(1)はK個の信号系列が直列に、即ち入力ベクトル
(1)の全次元の成分が1次元毎に入力される。この入
力ベクトル(1)と同時に、第(m−1)段ベクトル量
子化器より出力ベクトルインデックス(3)が入力さ
れ、アドレスカウンタ(6)はn進木構造に基づき、入
力ベクトル(1)との比較を行なうべき出力ベクトルの
全次元の成分が1次元毎にコードブック(4)から出力
されるようにアドレス(12)を出力する。In FIG. 2, first of all, an input vector (1) whose average values have been separated has K signal sequences input in series, that is, all dimensional components of the input vector (1) are input for each dimension. At the same time as this input vector (1), the output vector index (3) is input from the (m−1) th stage vector quantizer, and the address counter (6) is called the input vector (1) based on the n-ary tree structure. The address (12) is output so that the components of all dimensions of the output vector to be compared are output from the codebook (4) for each dimension.
このようにして入力ベクトル(1)の全次元の成分と、
この入力ベクトル(1)との比較を行なうべき出力ベク
トルの全次元の成分とは、おのおの各次元毎に乗算器
(14)に入力され、乗算器(14)は信号系列1個当たり
の乗算結果を順次累算器(15)に出力する。累算器(1
5)はK個の信号系列の先頭の乗算結果が入力される直
前にクリアされ、K個の乗算結果を累算することにより
内積値を算出する。In this way, all-dimensional components of input vector (1) and
The all-dimensional components of the output vector to be compared with the input vector (1) are input to the multiplier (14) for each dimension, and the multiplier (14) outputs the multiplication result per signal sequence. Are sequentially output to the accumulator (15). Accumulator (1
5) is cleared immediately before the leading multiplication result of the K signal series is input, and the inner product value is calculated by accumulating the K multiplication results.
このようにして求めたベクトルの内積値(8)が入力ベ
クトル(1)に対して最大となった時、最大内積検出器
(9)はストローブを発し、振幅利得ラッチ(10)には
内積値(8)が、インデックスラッチ(11)には出力ベ
クトルアドレス(12)が取り込まれ、アドレスカウンタ
(6)が入力ベクトル(1)に対する出力ベクトルアド
レス(12)を全て出し終えた時点デインデックスラッチ
(11)に取込まれていた値が第m段の出力ベクトルイン
デックス(3)として出力される。第m段が最終段の場
合は振幅利得ラッチ(10)の値も出力される。When the inner product value (8) of the vector thus obtained becomes maximum with respect to the input vector (1), the maximum inner product detector (9) emits a strobe and the inner product value is stored in the amplitude gain latch (10). (8) When the output vector address (12) is taken into the index latch (11) and the address counter (6) has finished outputting all the output vector addresses (12) for the input vector (1), the deindex latch ( The value captured in 11) is output as the output vector index (3) of the mth stage. When the m-th stage is the final stage, the value of the amplitude gain latch (10) is also output.
なお、上記実施例では、4進木探索の場合を示したがn
進木(nは2のベキ乗)であれば、4進木でなくてもよ
い。また、上記実施例の第1図では内積演算を行うため
にの乗算器、累算器が2つを場合を示したが、複数であ
ればいくつであってもかまわない。In the above embodiment, the case of quaternary tree search is shown, but n
If it is a progression tree (n is a power of 2), it may not be a quadtree. Further, although FIG. 1 of the above-mentioned embodiment shows the case where the number of multipliers and accumulators for performing the inner product operation is two, the number is not limited as long as it is plural.
また、上記実施例ではコードブックを2つ有し、一方に
インデックス00、01に対応する出力ベクトルを、もう一
方にインデックス01、11に対応する出力ベクトルを格納
した場合を示したが、コードブックの個数は内積演算を
行うための乗算器、累算器の個数と同一であればよく、
コードブックに格納される出力ベクトルはどのような組
合わせであってもかまわない。In the above embodiment, two codebooks are provided, one of which stores the output vector corresponding to the indexes 00 and 01, and the other of which stores the output vectors corresponding to the indexes 01 and 11; It suffices that the number of is the same as the number of multipliers and accumulators for performing the inner product operation,
The output vectors stored in the codebook may be in any combination.
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、内積の演算を、入力
信号系列をK個(Kは2以上の整数)毎にブロック化し
たK次元の入力ベクトルの全次元の成分とこの入力ベク
トルとの比較を行なうべき出力ベクトルの全次元の成分
とをおのおの各次元毎に入力し、この入力した各次元の
ベクトル成分同士を全次元分乗算する1つの乗算器と、
この乗算器の乗算結果をK個累算し、その結果を内積と
して出力する累算器とを有する演算回路で行うことによ
り、1つの乗算器及び累算器で内積が算出できるので、
少量のハードウェアで内積を算出することができる効果
がある。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, all-dimensional components of a K-dimensional input vector obtained by blocking the inner product calculation for every K input signal sequences (K is an integer of 2 or more). And one-dimensional multiplier of the output vector to be compared with this input vector for each dimension, and one multiplier for multiplying the input vector components of each dimension by all dimensions.
By accumulating K multiplication results of this multiplier and performing the calculation with an accumulator that outputs the result as an inner product, the inner product can be calculated by one multiplier and accumulator.
There is an effect that the inner product can be calculated with a small amount of hardware.
またこの発明によれば、同一段の上記出力ベクトルと上
記入力ベクトルとの内積を算出する上記演算回路を複数
個設け、この各演算回路が出力する内積を入力して比較
を行ない、最大内積を与える出力ベクトルを選択する比
較選択器を備えたことにより、複数個の上記演算回路で
木探索の同一段の内積演算を分担して実行できるので、
内積演算を高速に行なうことができる効果がある。Further, according to the present invention, a plurality of the arithmetic circuits for calculating the inner product of the output vector and the input vector of the same stage are provided, and the inner products output from the respective arithmetic circuits are input to perform comparison to obtain the maximum inner product. Since the comparison selector for selecting the output vector to be provided is provided, the inner product operations of the same stage of the tree search can be shared and executed by the plurality of operation circuits.
There is an effect that the inner product calculation can be performed at high speed.
第1図はこの発明の一実施例によるn進木探索ベクトル
量子化器を構成する内積演算を用いたベクトル量子化器
の詳細ブロック図、第2図はこの発明の他の実施例を示
すベクトル量子化器の詳細ブロック図、第3図はn進木
探索ベクトル量子化器のブロック図、第4図は従来のn
進木探索ベクトル量子化器を構成する内積演算を用いた
ベクトル量子化器の詳細ブロック図、第5図は木探索と
インデックスコードの関係を示す説明図である。(1)
は平均値分離された入力ベクトル、(2)は各段のベク
トル量化器、(3)出力ベクトルインデックス、(4)
は各段のコードブック、(5)は振幅利得、(6)は前
段量子化器の出力ベクトルインデックスに応じて順次読
み出しアドレス(12)を出力するアドレスカウンタ、
(7)は乗算器、(8)は内積値、(9)は最大内積検
出器、(10)は振幅利得ラッチ、(11)はインデックス
ラッチ、(13)は加算器、(14)は乗算器、(15)は累
算器、(16)、(18)は比較器、(17)は選択器、(1
9)、(20)は出力ベクトルが格納されているコードブ
ックである。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a detailed block diagram of a vector quantizer using an inner product operation which constitutes an n-ary tree search vector quantizer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vector showing another embodiment of the present invention. A detailed block diagram of the quantizer, FIG. 3 is a block diagram of the n-ary tree search vector quantizer, and FIG.
FIG. 5 is a detailed block diagram of a vector quantizer using an inner product operation that constitutes a forward tree search vector quantizer, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between a tree search and an index code. (1)
Is an input vector separated from the average value, (2) is a vector quantizer of each stage, (3) output vector index, (4)
Is a codebook of each stage, (5) is an amplitude gain, (6) is an address counter that sequentially outputs read addresses (12) according to the output vector index of the previous-stage quantizer,
(7) is a multiplier, (8) is an inner product value, (9) is a maximum inner product detector, (10) is an amplitude gain latch, (11) is an index latch, (13) is an adder, and (14) is a multiplication. , (15) is accumulator, (16), (18) is comparator, (17) is selector, (1
9) and (20) are codebooks in which output vectors are stored. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/41 Z 7/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H04N 1/41 Z 7/24
Claims (2)
毎にブロック化したK次元ベクトルを入力とした木探索
が最終段へ至る過程で選択される各段の節点の出力ベク
トルとこの出力ベクトルに対し所定の関係を持たせて付
与したインデックスコードとを記憶するn進木探索コー
ドブック(nは2のベキ乗)を備え、上記入力ベクトル
と上記インデックスコードとを入力し、このインデック
スコードに基づいて上記n進木探索コードブックを木探
索して読み出した次段の上記出力ベクトルと上記入力ベ
クトルとの内積を演算回路で算出し、最大内積を与える
上記出力ベクトルのインデックスコードを順次最終段ま
で出力し、最終段において最大内積を与える上記出力ベ
クトルのインデックスコードと共にその時の最大内積値
を振幅利得として出力するn進木探索ベクトル量子化器
において、上記演算回路に、上記入力ベクトルの全次元
の成分とこの入力ベクトルとの比較を行なうべき上記出
力ベクトルの全次元の成分とをおのおの各次元毎に入力
し、この入力した各次元のベクトル成分同士を全次元分
乗算する1つの乗算器と、この乗算器の乗算結果をK個
累算し、その結果を内積として出力する累算器とを備え
たことを特徴とするn進木探索ベクトル量子化器。1. K input signal sequences (K is an integer of 2 or more)
The output vector of the node at each stage selected in the process of reaching the final stage of the tree search with the K-dimensional vector blocked for each input as an input, and the index code given in a predetermined relationship with this output vector An n-ary tree search codebook (n is a power of 2) to be stored is input, the input vector and the index code are input, and the n-ary tree search codebook is tree-searched and read based on the index code. The inner product of the output vector of the next stage and the input vector is calculated by the arithmetic circuit, and the index code of the output vector giving the maximum inner product is sequentially output to the final stage, and the output vector of the output vector giving the maximum inner product is given at the final stage. In the n-ary tree search vector quantizer which outputs the maximum inner product value at that time together with the index code as the amplitude gain, Input all-dimensional components of the input vector and all-dimensional components of the output vector to be compared with the input vector into the circuit for each dimension, and input all the vector components of the input dimensions. An n-ary tree search vector quantizer comprising one multiplier for multiplying by dimension and an accumulator for accumulating K multiplication results of the multiplier and outputting the result as an inner product. .
トルとの内積を算出する上記演算回路を複数個設け、こ
の各演算回路が出力する内積を入力して比較を行ない、
最大内積を与える出力ベクトルを選択する比較選択器を
備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のn
進木探索ベクトル量子化器。2. A plurality of the arithmetic circuits for calculating the inner product of the output vector and the input vector in the same stage are provided, and the inner products output from the respective arithmetic circuits are input for comparison.
The n according to claim 1, further comprising a comparison selector for selecting an output vector that gives a maximum inner product.
Progressive tree search vector quantizer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221903A JPH07120960B2 (en) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | n-ary tree search vector quantizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221903A JPH07120960B2 (en) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | n-ary tree search vector quantizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0269074A JPH0269074A (en) | 1990-03-08 |
| JPH07120960B2 true JPH07120960B2 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=16773963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63221903A Expired - Fee Related JPH07120960B2 (en) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | n-ary tree search vector quantizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120960B2 (en) |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP63221903A patent/JPH07120960B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0269074A (en) | 1990-03-08 |
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