JPH0758935B2

JPH0758935B2 - 通信方法及び通信システム

Info

Publication number: JPH0758935B2
Application number: JP63135799A
Authority: JP
Inventors: アール．ビー．デマルカホセ; エス．ジェイアントナジャハリ
Original assignee: アメリカンテレフォンアンドテレグラフカムパニー
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: DE3855950D1; US4791654A; CA1314994C; JPS644129A; EP0294012A3; DE3855950T2; EP0294012A2; EP0294012B1

Description

【発明の詳細な説明】（発明の背景）［産業上の利用分野］本発明は、低ビットレートデジタル情報伝送におけるチ
ャネルノイズの効果を抑圧する方法に関し、特に、ベク
トル量子化として知られた符号化法が用いられる伝送に
おけるチャネルノイズ効果の抑圧方法に関する。ここに
おいて、ベクトル量子化という言葉は、情報をサンプル
ごとではなく、情報のブロックを一度に量子化する方法
を表す。

［従来技術の説明］光ファイバの通信チャネル等の広帯域通信チャネルがよ
り一般的となりつつあり、それらは高品質の音声メッセ
ージやテレビジョン画像の伝送といった比較的直接的な
技法において利用可能であるが、そのような情報をより
簡潔なパルス符号変調方式において用いられるものより
も、はるかに低いビットレートで符号化することは予見
可能な将来においては明らかな重要性を保ち続けると思
われる。その理由の１つは、無線回線等の低データレー
トチャネルを通じて高度の信頼性のある情報を伝送する
ことへの増大しつつある要求である。他の理由は、音声
記憶装置、音声応答および音声郵便に向けたメモリ効率
のよいシステムに対する要求である。その他の理由とし
ては、帯域が限られていて、比較的低ビットレートのデ
ジタル情報伝送のみにしか応じることが出来ない、既存
の電話通信回線を通じて、より高品質のテレビジョン画
像を伝送することへの要求が挙げられる。

これらの目的のすべてに対して、ベクトル量子化は非常
に強力な候補となりうる技法である。

ベクトル量子化符号化法の設計に関する問題点について
は、ロバート・エム．グレイ（Robert M.Gray）による
アイ・トリプル・イー・エイ・エス・エス・ピー・マガ
ジン（IEEE ASSP Magazine）の1984年４月号第４ページ
以降に記載された、「ベクトル量子化」という論文が優
れた概説である。しかしながら、この論文においてはチ
ャネルノイズの問題については言及されていない。結果
として、そこに示されている符号化法はチャネルノイズ
存在下で特に強力であるとは、すなわちチャネルノイズ
の効果を抑圧するものであるとは期待されない。前述の
論文および本発明者の１人であるエヌ．エス．ジェイア
ント（N.S.Jayant）によるアイ・トリプル・イー・スペ
クトラム誌（IEEE spectrum）、1986年８月号第58ペー
ジ以下の「低ビットレートによる音声符号化」におい
て、ある種の歪みについては議論されているが、チャネ
ルノイズはよりひどい歪みをもたらす。すなわち、チャ
ネルノイズは伝送中の二進符号における１個以上のビッ
トを変化させ、復号された信号値は元の値から知覚的に
非常に異なる値になってしまう。

上で定義したようなベクトル量子化を使用しない、比較
的低ビットレートのデジタル符号化法におけるデジタル
エラーについての解析はいくつかある（例えば、ティ
ー．アール．クリミンス（T.R.Crimmins）らによるアイ
・トリプル・イー・トランザクションズ・オン・インフ
ォメーション・セオリー（IEEE Transactions on Infor
mation Theory）誌の第IT−15巻、第72−78ページ（196
9年１月）の「グループ符号による、データ伝送におけ
る二乗平均誤差の最小化」、ならびに、エヌ．リドベル
グ（N.Rydberg）およびシー．イー．サンドベルグ（C.
E.Sundberg）によるアイ・トリプル・イー・トランザク
ションズ・オン・コミュニケーションズ（IEEE Transac
tions on Communications）誌の第COM−24巻、第59−65
ページ（1976年１月）の「非線型PCMシステムにおける
デジタル誤差の解析」参照）が、それらの解析において
は、伝送中のノイズによって引き起こされた種々のエラ
ーに対する耐性を与えるためのベクトル量子化の最終的
な符号化設計に対する系統的な方法は示されていない。

（発明の概要）本発明に係る、ベクトル量子化において用いられる、ノ
イズ耐性を有する符号化法は、ノイズによって生ずるエ
ラーの大部分は、伝送中の二進インデックス符号の１ビ
ットのみを含むものであるという認識に基づく。そして
本発明は、完全に復号された後には、受信された二進イ
ンデックス符号における１ビットの変化による正しい結
果との差が知覚的に「最小距離」になるように、二進イ
ンデックス符号を設定することからなる。

さらに、詳細に述べれば、本発明はノイズ存在下のチャ
ネルを通じての伝送のためのベクトル量子化に対する最
終的な符号化設計、いわゆる二進インデックスの選択に
関するものである。本発明は、データ点のグループの初
期符号化のための多数の符号語によって測定された高確
率でかつＢ個の最近接語までの距離の総和が小さい第１
の符号語を抽出するステップと、この第１符号語を可能
な選択肢の中から第１二進インデックス符号に割り当て
るステップと、最終的な知覚的近接性に関する測定によ
って第１符号語以外の初期符号語から第１二進インデッ
クス符号と１ビットのみ異なるそれぞれ相異なる独立の
二進インデックス符号に割り当てられるべき「最近接
語」を取り出すステップと、それらの語に二進インデッ
クス符号を割り当てるステップと、残りの高確率符号語
のうちの１つをその周囲に最近接語が密集するような候
補として用いるごとに以上のステップを「比較的孤立し
た」初期符号語のみが残るまで繰り返すステップと、残
りの初期符号語を残りの二進インデックス符号に割り当
てるステップとからなる。ここで、「比較的孤立した」
とは、前述の処理を単に繰り返すことによって最近接語
群を見い出せなかった、すなわち、少なくとも１ビット
のみ異なる二進インデックス符号には割り当てられなか
った、ということを表す。結果は、送信器および受信器
の二進インデックスコードブックに記憶される。

（実施例の説明）第１図のシステムにおいて、送信器11は、入力音声信号
を解析し、符号化し、送信器11の右端から受信器12の左
端へと図示されている、比較的狭帯域かつノイズの存在
する通信チャネルを通じてそれを伝送する機能を有す
る。

処理されるべき音声信号よりなる一連の信号ブロック
は、バッファ10を通過してLPCアナライザ13および励振
アナライザ18へ至る。

音声信号のゆるやかに変化するスペクトルパラメータが
LPCアナライザ13において、従来から利用可能ないずれ
かの技法を用いて、抽出される（例えば、米国特許第3,
631,520号（発明者：ビー．エス．エイタル（B.S.Ata
l）、発行日:1971年12月28日）を参照）。

ベクトル量子化・符号語選択器14は、LPCアナライザ13
から出力された信号サンプルに対して、ベクトル量子化
コードブックとして知られた類似し限定された組合せの
中にある、この入力信号サンプルに最もよく一致する符
号語を選び出し、選択した符号語を出力する。このよう
な量子化および符号化に関しては、前掲のグレイによる
論文が参考になる。このような符号化法においては、ど
の符号語が比較的高い確率で起こるか、およびこれらの
中でどの群が同一音と知覚されるように復号されるかが
容易に決定される。

選択器14の出力は二進インデックス符号器16に送られ
る。この二進インデックス符号器16に対しては、まず最
初の段階で本発明に係る方法による最新の結果が電子的
に記憶されていることを強調するためにコードブック17
が別個に示されている。

励振アナライザ18および励振符号器19は例えば、米国特
許出願第810,920号（発明者：ビー．エス．エイタル
（B.S.Atal）他、出願日:1985年12月26日）に記載され
ているものである。

受信器12においては、二進インデックス復号器21が送信
器の符号器16の逆の働きをなすため、コードブック22が
必要である。そこには送信器11のコードブック17と同一
の情報が記憶されている。繰り返すが、コードブック17
には、本発明に係る方法によって得られた最新の結果が
記憶されている。

符号語復号器23は送信器11の符号語選択器14の逆の働き
をなすが、送信器における量子化エラーは回復されない
という限定は付く。

励振復号器24は送信器11の符号器19と逆の働きをなし、
その結果得られた信号はLPCシンセサイザ25に送られ、
復号器23からの信号がある種のシンセサイザパラメータ
あるいはフィルタパラメータを設定することによって、
入力音声信号が良い近似で再生される。

第１図のシステムの動作は、以下の点で従来技術に係る
ものと異なっている。

ベクトル量子化器は、Ｍ個の入力信号より得られた入力
信号サンプル（S_kM+1,S_kM+2,…,S_(k+1)M）よりなるブロ
ックに作用するものと仮定する。ここで、ｋは時間パラ
メータの値である。入力信号サンプルの各ブロックは、
コードブックＣ、すなわち、Ｃ＝｛c₁,c₂,…,c_N｝（１）より抽出されたベクトルy_iによって表現される。Ｃの要
素はＮ個であり、それはブロックごと（ベクトルごと）
のビット数、すなわち、入力ブロックの信号サンプル数
Ｍと必要とされるサンプンルごとのビット数Ｒとの積で
表される数Ｂ、によって、次のように決定される。

Ｎ＝2^B,B＝MR （２）例えば、Ｎ＝1024の場合、Ｂ＝10であり、Ｍ＝20なら
ば、サンプルごとにＲ＝0.5ビットである。

ここで、表現レベルは二進符号化されて伝送あるいは記
憶されるということが暗黙のうちに仮定されている。従
って量子化器の出力の伝送に必要な、ビット毎秒で表し
たレートは、f_sサンプリングレートとした場合にRf_sと
なる。

このモデルは、また、スカラ量子化器においても当ては
まることに留意されたい。その場合においては、Ｍ＝１
であり、コードブックは量子化器のスカラ出力レベルの
集合である。表現ベクトルy_iは長さＢの二進語に符号化
されてチャネルを通じて伝送される。

ノイズのあるデジタルチャネルは、記憶のない二元対称
チャネルとしてモデル化される。このモデルは、連続し
たビットの結末が真に独立の事象であるようなチャネル
のみならず、チャネル記憶を低減する（あるいは消去す
る）ためにインターリーブを用いているシステムに対し
ても適切である。また、単一の二進語において２ビット
以上のエラーが発生する確率は、無視できる値であると
する。このことは、p_eをビットエラーレートとすると、
p_eB≪１を意味する。

受信した表現ｚが送信されたあるｙと異なる確率をｐ（ｚ＝c_j|y＝c_l）＝p_w,j≠ｌ（３）と仮定する。ここで、p_wはある語がエラーを有して受信
される確率である。単一の語に対して単一のエラーのみ
を考えるモデルでは、p_eB≪１かつp_w〜p_eBである。

エラーが発生した場合、そのブロックの伝送によって導
入される歪みをｄ（c_j,c_l）と表す。この関数ｄ（・，
・）の選択は、実際の画像あるいは音声符号化システム
の設計者にゆだねられている。音声信号に対しては、こ
こで述べた歪みに対していくつかの距離測度が提案され
てきている。最も一般に用いられているのは、スペクト
ル距離に対するイタクラ−サイトウ歪み測度である。

上述のチャネルモデルにおいて、二進符号語割当の設計
の目的は、伝送エラーが発生した場合に、それによって
導入される歪みが平均として可能な限り小さくなること
を保証することである。より形式的には、目標は、チャ
ネルエラーによって誘導された平均歪みを最小にするよ
うな写像ｂ（・）を見つけることである。（ただし、ｂ
（ｃ）は符号ベクトルｃから二進符号語への写像であ
る。）この歪みは、と定義される。ここで、ｐ（c_i）は、事前に与えた、符
号ベクトルc_iが選択される事前確率であり、これは、量
子化される信号（あるいはパラメータ）およびコードブ
ックの統計の関数である。ｐ（c_j|c_i）は、符号ベクト
ルc_iが伝送されたときに符号ベクトルc_jが受信される条
件付き確率である。

単一語−単一エラーチャネルモデルの場合、この条件付
き確率は、次の値をとる。

ただし、＋は２を法とする加算、およびｅはハミング重
み（非零ビットの数）が１に等しいＢ個の二進語の集合
である。

条件（5b）は、１ビットより多くのエラーが単一二進語
において生じないという仮定を反映している。式（5a）
はビットエラーが語中のＢ個の位置のすべてにおいて等
しい確率で発生するという仮定による。

パラメータp_wは、ここで述べるインデックス割当アルゴ
リズムにおいては、あらわには用いられていない。ただ
し、確率p_wは平均２乗チャネル導入再構成エラーに対し
て、線型スケーリングパラメータとして影響を与える。

ここで、ベクトルc_iに割り当てられたインデックスすな
わち二進語がa_iであると仮定する。すると、歪みＤを最
小にするためには、ベクトルc_iに対しては、そのＢ個の
最近接語は、a_iからのハミング距離（d_H）が１であるよ
うなインデックスに割り当てられていなければならな
い。（２つの二進語間のハミング距離は、２つの語にお
いて対応するビットが互いに異なるものの数である。）
言い換えれば、Ｓ（c_i）をＢ個の符号ベクトルよりなる
集合として、ｄ（c_j,c_i）ｄ（c_l,c_i）,c_j,c_l∈Ｓ（c_i）は任意
（６）とすると、Ｓ（c_i）の要素に対するインデックスは理想
的には、ｂ（c_i）＋ｂ（c_j）∈e,すべてのc_j∈Ｓ（c_i）（７）となるべきである。

もちろん、一般的には、式（６）および（７）で表現さ
れた条件をすべての符号ベクトルに対して満足させるこ
とは必ずしも可能ではない。それゆえ、最適解は、ベク
トルのなかで最良の妥協案となるものである。

次節においては、本発明に係るインデックス割当法の実
施例について技術的な説明をする。この実施例では、少
なくとも平均歪みＤの大きさを小さくするために最も寄
与をするベクトルに対して、インデックスが式（６）お
よび（７）の条件を満たすことを保証することを目的と
する。

［インデックス割当法］（４）式からわかるように、平均歪みＤの小さい符号を
見つけるには、２つの考案をしなければならない。

（ａ）第１に、大きな事前確率を有するベクトルがそ
の最近接ベクトルとともに（６）式および（７）式を満
たすインデックスを有しなければならない。明らかに、
これらのベクトルに対する割当がうまくないと、Ｄの値
はかなり大きくなる。

（ｂ）もう１つの考慮すべきは符号語距離ｄ（）の
分布である。簡単のため、あるベクトルc_iから、Ｓ
（c_i）に属する符号ベクトルまでの距離の総和を考えることとする。

Ｃの要素でαの値が小さなものについては、αに寄与す
る項がＤに含まれていることを保証するために、特に注
意を払わなければならない。この手続きは、入力確率分
布が一様な場合にはより重要なものとなる。一様分布の
場合には、符号ベクトルの事前確率は等しく、（ａ）の
考察は重要ではなくなる。

（ａ）および（ｂ）に示した点を考慮し、経験的な関数を用いた、符号ベクトルに対するインデックス割当を以
下に説明する。パラメータβ≧０は入力確率とαの値と
の間のトレードオフを考慮するものである。

段階0:最初の（Ｂ＋１）個のインデックスｉ）次のようなベクトルc_iを見つける。

ii） c_iに対するインデックスa_iを選択する。この選択
は、他のベクトルにインデックスが割当てられていない
ので、任意である。

iii）Ｈ（a_i）：＝｛a_iとのハミング距離が１である
ような二進語a_jの集合｝により、Ｈ（a_i）を定義する。
この集合には、それぞれa_iと正確に１ビットだけ異なる
Ｂ個の二進語が含まれる。

Ｈ（a_i）に含まれるインデックスをベクトルc_l∈Ｓ
（c_i）に割り当てる。

段階1:残りの2^B−Ｂ−１個のインデックス上述した（Ｂ＋１）個の割当は、中心がc_iに対応した、
半径１の球を設定したのと同等である。これ以降の割当
は、Ｂ次元空間で他の同様な球を設定し、新しい局所球
が存在する限り、新しい局所球と段階０の初期球との間
の近接度に注目していくことによってなされる。

iv） c_iおよび符号化されたばかりのすべてのc_lを、符
号化されていないベクトルについてのリストから除去す
る。このリストが空なら段階２へ進む。

ｖ）Ｆの２番目に大きい値に対応する符号ベクトルを
選択する。そのベクトルをc_iとする。

vi） c_iが二進語をまだ割り当てられていないものなら
ば、（vii）へ進む。それ以外の場合は、インデックスa
_l∈Ｈ（a_i）を、Ｓ（c_i）に属し、インデックスをまだ
割り当てられていないベクトルに割り当てる。（iv）へ
進む。

vii） c_iにインデックスが割り当てられておらず、さ
らにベクトルc_l∈Ｓ（c_i）にもインデックスが割り当て
られていない場合は、Ｈ（a_i）のすべての要素が未使用
であるような二進語a_iを取る。これが不可能な場合は、
Ｈ（a_i）の部分集合が未使用であるもののうち最大の部
分集合を有するa_iを取る。Ｈ（a_i）の中からＳ（c_i）の
要素に対して、ｄ（c_i,c_l）が増大する順に、インデッ
クスを割り当てる。すなわち、最近接語をまず符号化す
る。（iv）へ進む。

viii） c_iに対してインデックスが割り当てられておら
ず、かつＳ（c_i）の要素よりなる部分集合が既に割り当
てられたものを含む場合には、この部分集合をΓ_ｉとす
る。さらにｂ（Γ_ｉ）をｂ（Γ_ｉ）＝｛ｂ（c_l）|c_l∈
Γ_ｉ｝で定義する。

ｂ（Γ_ｉ）⊂Ｈ（a_i）なるインデックスa_iを探す。その
ようなa_iが存在する場合には、a_iをc_iに割り当て、（v
i）へ進む。そのようなa_iが存在しない場合には、ｂ
（Γ_ｉ）の最大の部分集合を含むような集合Ｈ（a_j）の
集合を探す。最大のものが複数個存在する場合には、a
_nj,j＝1,2,…，としてそれを当該複数個のもののインデ
ックスとする。ベクトルc_iに対してを満たすようなa_iを割り当てる。（vi）へ進む。

段階2:局所摂動この段階は段階０および１に基づいた完全解（完全な符
号語割当）の終了時に開始される。この解は発見的アル
ゴリズムの結果であるので、簡単な摂動法によって、段
階０および１によって得られた解の近傍でより小さな平
均歪みを与えるような割当が存在しないか調べるもので
ある。

この摂動法は２つの符号ベクトルのインデックスを相互
に交換することにより、Ｄを減少させようとするもので
あって、以下のように記述することができる。

ｉ）ｎ＝１、ｍ＝２とする。

ii）符号ベクトルc_nとc_mのインデックスを交換する。
すなわち、ｂ（c_n）＝a_mおよびｂ（c_m）＝a_nとする。Ｄ
の更新値を計算する。それが減少した場合には、a_mがc_n
に対する新しいインデックスとなり、a_nがc_mに対する新
しい二進符号となる。（iv）に進む。

Ｄが減少しない場合には、元の割当のままとする。

iii）ｍ＝ｍ＋１とする。ｍ≦Ｎの場合は（ii）へ進
む。

iv）ｎ＝ｎ＋１とする。ｎ＞Ｎならば終了し、その時
点の割当がこのアルゴリズムによる結果となる。そうで
ない場合には、ｍ＝ｎ＋１とし、（ii）へ戻る。

第２図の実施例において、ビデオカメラ33が入力画像を
検出してそれを走査して出力を生成し、それが第１図の
選択器14と同様のベクトル量子化・符号語選択器34へ送
られる。選択器34の出力は、耐チャネルノイズ二進イン
デックス選択器35へ導かれる。この選択器35は第１図の
二進インデックス符号器16と同様の二進インデックス符
号器36および二進インデックスコードブックを有する。
そこに含まれるのは、本発明に係る方法によって生成さ
れたものであり、以下で説明する。二進インデックス符
号器36の出力はノイズの多い通信チャネルへ送り出され
る。

受信器32において、二進インデックス復号器41および符
号語復号器43は、それぞれ第１図の復号器21および23に
対応し、二進コードブック42は、本発明に係る方法によ
って生成された。送信器31のコードブック37と同一の内
容を有する。

第２図の機能を記述するにあたって、第１図の機能に関
する先の記述を適切な箇所においては一般化し、音声伝
送と対照的な、画像に関する特徴的な差異を指摘するこ
とにする。

伝送に先立って、量子化・符号語選択器34によって生成
されるビット数、すなわち情報量を低減することが望ま
しい。

さらに、二進インデックス選択器36は、符号語を、その
結果得られる二進インデックスが伝送チャネルにおける
ノイズに対して耐性を有するように、写像する。

二進インデックスコードブック37および42の内容は、符
号器36が上述の機能を果たしうるように、以下に示すよ
うにして生成される。

第３図において、まず、高発生能率を有し、Ｂ個の最近
接語への距離の総和が小さい、量子化・符号語選択器34
によって生成される符号語を取る。

次に、その符号語を、ビット長がＢ＝log₂N に等しい第１の二進インデックスに割り当てる。ここ
で、Ｎは選択器34の符号語よりも大きなビット長であ
る。

次に、第１の符号語のlog₂N個の最近接語を適当な「近
接空間」より見つける。

近接度を測定するための距離の性質は、音声信号および
視覚画像の符号化の場合には議論に値する。

ここでのベクトル量子化の性質を評価するために、テレ
ビジョンのスクリーンのラスタを形成している点すなわ
ちスポットの配列を考える。まず、上部左端より始める
こととし、４×４のスポット配列をとる。これら16個の
すべてのスポットについての白、黒、あるいはマルチレ
ベルのグレイ値を、符号語選択器によって生成される単
一符号語の形に符号化することが可能である。そのよう
な符号語が全体としてのビット数の節約のために、かつ
ビットパターンの論理的にわずかな差異を現すために選
択される。それらは例えば非常に似かっよったスポット
パターンに対する、16スポットの系統的走査によって生
成されたPAMパルス列である。類似の程度、すなわちス
ポットパターンの「近接度」は人間の主観によってその
ようなパターンがいかに知覚されるか、に関する数多く
の経験的なテストによって測定される。他の点に関して
は、第２図に対して先に述べた数学的状況と本質的に同
一である。

第４に、それらの（スポットパターン配列の類似という
点で）「最近接」である符号に対して、第１の二進イン
デックス符号と１ビットのみ異なる二進インデックス符
号を割り当てる。

第５に、二進インデックス符号の重複割当を避けなが
ら、残りの高確率符号語に対して前述のステップを繰り
返す。

次に、ある高確率符号語に対して適当な最近接語（復号
後の知覚対象として）が見つからない、すなわち、その
グループに関する主符号語から１ビットのみ異なる二進
インデックス符号に割り当てられるべきものがない、と
いう状態になるまで、ステップ１〜４を繰り返す。

そうなった時点で、残りの二進インデックス符号を、残
りの、符号語選択器34によって選択されうる、比較的孤
立した符号語に割り当てる。

上述のような割当を送信器31の二進インデックス符号に
対して行い、同一の符号割当を受信器32のコードブック
42で用いることによって、ディスプレイ装置46によって
表示される画像が、送信器31および受信器32間のチャネ
ルにおけるノイズの影響に対して耐性を有するようにな
る。

場合によっては、インデックス割当において、その近傍
にあるより良い割り当てをテストするための局所摂動を
今までに述べた方法に追加しても良い。

具体的なコンピュータ・シミュレーションによれば、Ｂ
＝６の場合に前述の技法により、ランダムなインデック
ス割当を用いた技法に比べ、信号対雑音比において4dB
のオーダの改善がなされている。

上述の、二進インデックス割当技法には、符号語確率お
よび符号語相互の距離という概念に基づく他の改変例も
本質的に包含される。特に、ここで示したものの代わり
に用いられうる技法は、相互距離の大きい符号語に対し
て非常に異なったインデックスを割り当て、この手続き
をすべての符号語に対して二進インデックスが割り当て
られるまで続ける方法である。

本発明に係る、上述の指示に基づく他の具体例が、低ビ
ットレート情報の記憶に関して想像されうる。例えば、
二進インデックス符号語における１ビットのみが主とし
て影響を受けるようなノイズ、すなわち質の低下を受け
るようなシステムである。一般に、本発明は、ベクトル
量子化された情報が、さらに走査されたりフィルタリン
グされたりせずにチャネルに伝送されるような場合に応
用されることが好ましい。

もう１つの応用例として、あまり好ましくはないが、第
１図における音声励振信号それ自体がベクトル量子化さ
れてその後LPCフィルターによって処理されて音声信号
を生成するようなシステムがある。ベクトル量子化され
た励振信号のフィルタリングが中庸の、標準的なLPCフ
ィルターの組に限定されている場合には、本発明に係る
方法は、励振信号領域から音声信号領域への符号ベクト
ル近接度の適当な写像を行った後には、充分に用いられ
うる。

【図面の簡単な説明】

第１図はLPCパラメータの量子化に本発明を用いた低ビ
ットレート音声伝送システムのブロック図、第２図は、画像強度あるいはクロミナンスブロックの量
子化に本発明を用いた低ビットレート画像伝送システム
のブロック図、第３図は、本発明に係る方法の各ステップを示した流れ
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献ＭＥＬＥＣＯＮ’ 85／ＶＯＬＵＭＥ２Ｐ．137−140 ＳＥＭＩＨＢＩＮＧＯＬｅｔ．ａｌ“ＪｏｉｎｔＳｏｕｒｃｅＣｈａｎｎｅｌＣｏｄｉｎｇｉｎＶｅｃｔｏｒＺｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ"

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信システムにおける伝送のために、ベク
トル量子化した情報を表す符号語に、記憶された割当情
報に基づいて二進インデックス符号を割り当てることを
利用する通信方法において、この割当情報が、通信システムの動作中に、発生確率が高くかつ最近接符
号語との間の距離が小さい第１符号語を取り出すステッ
プと、第１二進インデックス符号を第１符号語に割り当てるス
テップと、第１符号語の最近接符号語のグループを見つけるステッ
プと、少なくとも前記最近接符号語のうちのいくつかにつき、
第１二進インデックス符号と任意の１ビットのみ異なる
二進インデックス符号を割り当てるステップと、重複割当を避けつつ、最近接符号語のグループが見つけ
られなくなるか、または、１ビットのみ異なる二進イン
デックス符号を最近接符号語のグループに割り当てられ
なくなるまで、以上のステップを、まだ二進インデック
ス符号を割り当てられていない残りの符号語に対して連
続して必要な回数だけ繰り返すステップと、残りの符号語に対して残りの二進インデックス符号を割
り当てるステップとにより生成されることを特徴とする
通信方法。
【請求項２】前記最近接符号語を見つけるステップが、
符号語間の知覚に関する類似という観点から最近接符号
語間の距離すなわち近接度を測定することを含み、その
結果、前記記憶された割当情報が二進インデックス符号
における１ビットのみに影響を与えるようなノイズの存
在するシステムにおいて用いられる限りにおいて、復号
された情報が、通信システムにおける伝送時に発生する
ノイズに対して耐性を有することを特徴とする請求項１
の方法。
【請求項３】前記通信システムが線型予測符号化（LP
C）型の音声伝送システムで、前記最近接符号語を見つ
けるステップが、同時にベクトル量子化されたLPCパラ
メータサンプル群の音声の類似性の測定を含むことを特
徴とする請求項２の方法。
【請求項４】前記通信システムが画像伝送型のシステム
で、前記最近接符号語を見つけるステップが、同時にベ
クトル量子化された画像強度あるいはクロミナンスのス
ポット群のスポットパターン類似性の測定を含むことを
特徴とする請求項２の方法。
【請求項５】距離が知覚に関する近接度という観点から
測定されることを特徴とする請求項３または４の方法。
【請求項６】符号語がベクトル量子化された音声情報を
表すことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項７】符号語がベクトル量子化された画像情報を
表すことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項８】伝送のためにベクトル量子化した情報を表
す符号語に、記憶された割当情報に基づいて二進インデ
ックス符号を割り当てる符号化手段を有する通信システ
ムにおいて、この符号化手段が、通信システムの動作中に、発生確率が高くかつ最近接符
号語との間の距離が小さい第１符号語を取り出す手段
と、第１二進インデックス符号を第１符号語に割り当てる手
段と、第１符号語の最近接符号語のグループを見つける手段
と、少なくとも前記最近接符号語のうちのいくつかにつき、
第１二進インデックス符号と任意の１ビットのみ異なる
二進インデックス符号を割り当てる手段と、重複割当を避けつつ、最近接符号語のグループが見つけ
られなくなるか、または、１ビットのみ異なる二進イン
デックス符号を最近接符号語のグループに割り当てられ
なくなるまで、以上のステップを、まだ二進インデック
ス符号を割り当てられていない残りの符号語に対して連
続して必要な回数だけ繰り返す手段と、残りの符号語に対して残りの二進インデックス符号を割
り当てる手段とからなることを特徴とする通信システ
ム。