矢量量化方法及矢量量化器技术

本发明专利技术涉及编码技术，公开了矢量量化方法和矢量量化器，其中矢量量化方法包括：获取待量化矢量，对待量化矢量进行Ｎ级量化，获得Ｎ级量化后的残差矢量，其中Ｎ为正整数；按照待量化矢量进行Ｎ级量化时获得的各级码书的索引号中的部分或全部，从预置的至少两个调整量组合中选取一个调整量组合；根据选取的所述调整量组合获得与所述待量化矢量对应的索引号。使用本发明专利技术实施例提供的技术方案，可以减少编码所需的编码空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及编码技术，具体涉及矢量量化方法及矢量量化器。
技术介绍
随着近几年计算机技术的不断发展，各种多媒体应用越来越受到人们的 青睐。作为多媒体应用不可缺少的语音编码技术，在最近十几年取得了很大的进步。目前常用的编码方法有行程长度编码、矢量量化(VQ: Vector Quantization)编码等。矢量量化编码的核心过程是对输入矢量进行量化的过程。下面以语音编 码中一种对导抗谱频率(ISF: Immittance Spectral Frequency)进行矢量量化 的方法——宽带自适应语音编解码(AMR-WB+)方法为例，说明现有矢量量 化的具体处理过程。语音信号经过线性预测(LP: LinearPrediction)器，得到相应若干阶LP 系数，将LP系数转换到频域得到由若干个ISF参数组成的ISF矢量。 AMR-WB+采用联合矢量量化(SVQ: combination of Split Vector Quantization) 和多级矢量量化(MSVQ: Multi-Stage Vector Quantization)的方式量化ISF 矢量，具体描述如下1、 采用一阶滑动平均(MA: Moving Average)预测法，求出当前第n 帧的ISF预测残差矢量r;设ISF矢量是16维矢量，那么r也是一个16维矢 量。2、 对残差矢量r进行量化处理，如表l所示表1<table>table see original document page 6</column></row><table><table>table see original document page 7</column></row><table>表1是现有ISF矢量量化过程的比特分配及码书使用表。先对r进行第一 级分裂，得到两个一级子矢量，分别是9维的rl的和7维的r2;分别用8比 特量化rl和r2,则相应所使用的码本的个数分别为256个9维码本和256个 7维码本。3、然后对rl和r2分别进行第二级分裂。9维的rl被分裂为三个二级子 矢量，分别是3维的rll,用6比特量化，对应的码本为64个3维码本；3 维的r12,用7比特量化，对应的码本为128个3维码本；3维的r13,用7 比特量化，对应的码本为128个3维码码本。7维的r2被分裂为两个二级子 矢量，分别是3维的r21,用5比特量化，对应的码本为32个3维码本；4 维的r22,用5比特量化，对应的码本为32个4维码本。在上述用码本对矢量(包括一级子矢量、二级子矢量等)进行量化时， 通过衡量矢量与相应的码本集合中各个码本之间的偏差来确定所选取的量化 码本。 一般可通过计算码本相对于矢量的失真度来表示这个偏差，AMR-WB+ 中所采用的失真度一般可表示为，待量化矢量与相应码本同维度分量的差值 的平方和。通常可选择与待量化矢量相比失真度最小的码本作为量化码本。 量化比特记录所选择量化码本的索引，解码端可根据该索引找到相应的量化 码本，从而以相反的过程逐级恢复出最初输入矢量的比较好的近似值。采用上述量化方法对语音信号的16维ISF矢量进行量化，能够获得较高 的编码质量，但相应的码本存储量较大，由于计算时需要遍历所有码本，因 此量化的计算复杂度也较高，计算量比较大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了矢量量化方法及矢量量化器，使用本专利技术实施例提 供的技术方案，可以提高量化质量，减少编码所需的编码空间。本专利技术实施例的目的是通过以下技术方案实现的 本专利技术实施例提供了一种矢量量化方法，包括7获取待量化矢量，对所述待量化矢量进行N级量化，获得N级量化后的残差矢量，其中N为正整数；根据所述待量化矢量进行N级量化时获得的各级码书的索引号中的部分 或全部，从预置的至少两个调整量组合中选取一个调整量组合；根据选取的所述调整量组合获得与所述待量化矢量对应的索引号。本专利技术实施例提供了一种矢量量化器，包括残差矢量获取单元，用于获取待量化矢量，对所述待量化矢量进行N级 量化，获得N级量化后的残差矢量，其中N为正整数；选取单元，用于按照所述待量化矢量进行N级量化时获得的各级码书的 索引号中的部分或全部，从预置的至少两个调整量组合中选取一个调整量组 合；量化单元，用于根据选取的所述调整量组合获得与所述待量化矢量对应 的索引号。由于本专利技术实施例可以从多个调整量组合中选取一个符合要求的调整量 组合，从而可以对应不同的待量化矢量采用不同的调整量组合进行调整，可 以提高量化质量，减少编码所需的编码空间。附图说明图1为本专利技术实施例中矢量量化方法实施例一的流程图； 图2为本专利技术实施例中矢量量化方法实施例二的流程图； 图3为本专利技术实施例中矢量量化方法实施例三的流程图； 图4为本专利技术实施例中矢量量化方法实施例四的流程图； 图5为本专利技术实施例中矢量量化器实施例一的结构图； 图6为本专利技术实施例中矢量量化器实施例二的结构图； 图7为本专利技术实施例中矢量量化器实施例三的结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并 举实施例，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术实施例提供的矢量量化方法实施例如图l所示，包括步骤IOI、获取待量化矢量，对待量化矢量进行N级量化，获得N级量 化后的残差矢量，其中N为正整数；假设进行两级量化，输入信号为[巧,^，..., ],本专利技术实施例的N级量化 具体过程可以如下1) 将m维的输入信号进行一级矢量量化，假设a个一级码书为， [u21,u22,…,u2m]，,利用预先设定的判断准则，例如为加权均方误差最小等，从这a个一级 码书中选择若干(通常为1 10个，记为K个)使输入信号与码书间均方误 差最小的w(w^l)个码书作为一级码书的候选值，并计算出这K个候选一级 码书所对应的的一级残差矢量，记为[rll,rl2,…,rlm]、 [r21,r22,…,r2m]、…、 [rKl，rK2， ...,rKm],还可以记录这K个一级码书的索引号， -暇设这K个一级 码书的索引号为[indexl 1, indexl2, ..., indexlK]。2) 再对这K个一级码书的残差信号，分别进行第二级矢量量化，假设二 级码书为, [w21,w22,…,w2m]，,同样根据预先设定的判断准则，如加权均方误差最小等，得到K个候选二级码书，其二级码书的二级残差矢量记为[r，ll, r，12, ...,r，lm]、 [r，21,r，22, ...,r，2m]..... [r，Kl, r，K2， ...，r，Km],还可以记录这K个二级码书的索引号，假设这K个二级码书的索引号为[index21, index22, , index2K]。根据需要，实际应用中还可以进行三级或更多级的量化，当然也可以仅 进行一级量化，因此本专利技术实施例使用的是N级量化后得到的残差矢量，其 中N为正整数；量化过程与二级矢量量化过程类似，此处不再赘述。步骤102、按照待量化矢量进行N级量化时获得的各级码书的索引号中 的部分或全部，从预置的至少两个调整量组合中选取一个调整量组合；可以 预先设置至少两个调整量组合，每个调整量组合中对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矢量量化方法，其特征在于，包括：　获取待量化矢量，对所述待量化矢量进行Ｎ级量化，获得Ｎ级量化后的残差矢量，其中Ｎ为正整数；　根据所述待量化矢量进行Ｎ级量化时获得的各级码书的索引号中的部分或全部，从预置的至少两个调整量组合中选 取一个调整量组合；　根据选取的所述调整量组合获得与所述待量化矢量对应的索引号。

【技术特征摘要】
1、一种矢量量化方法，其特征在于，包括获取待量化矢量，对所述待量化矢量进行N级量化，获得N级量化后的残差矢量，其中N为正整数；根据所述待量化矢量进行N级量化时获得的各级码书的索引号中的部分或全部，从预置的至少两个调整量组合中选取一个调整量组合；根据选取的所述调整量组合获得与所述待量化矢量对应的索引号。2、 如权利要求1所述的矢量量化方法，其特征在于，选取的所述调整量 组合对所述残差矢量的每一维设置有至少一个调整量的值；所述根据选取的所述调整量组合获得与所述待量化矢量对应的索引号具 体为按照选取的所述调整量组合计算与所述残差矢量的部分或全部维一一对 应的调整量的值，获得由所述部分或全部维的调整量的值组成的调整矢量；根据所述调整矢量所包含的调整量的值确定所述调整矢量的综合索引 号，所述综合索引号与所述待量化矢量对应。3、 如权利要求2所述的矢量量化方法，其特征在于，根据所述调整矢量 所包含的调整量的值确定所述调整矢量的综合索引号后进一步包括判断所述综合索引号是否满足预置编码空间，若否，则调整所述调整矢 量所包含的调整量的值，使得所述调整矢量的综合索引号满足预置编码空间。4、 如权利要求3所述的矢量量化方法，其特征在于，所述对调整矢量所 包含的调整量的值进行调整的步骤具体为在设定的调整范围内对各个调整 量的值进行调整。5、 如权利要求4所述的矢量量化方法，其特征在于每个调整量的全部 取值具有顺序编号；所述在设定的调整范围内对各个调整量的值进行调整具 体为若调整量的值编号较大，将该调整量的值调整为所述调整范围内编号较小的^直；若调整量的值编号较小，将该调整量的值调整为所述调整范围内编号较 大的值。6、 如权利要求3所述的矢量量化方法，其特征在于，在所述对调整矢量 所包含的调整量的值进行调整的步骤中，获得一个以上使得调整矢量的综合 索引号满足预置编码空间的调整量的值的组合；根据各个调整量的值的组合与所述残差矢量的误差确定调整后的调整矢量。7、 如权利要求3所述的矢量量化方法，其特征在于，所述对调整矢量所 包含的调整量的值进行调整的步骤包括若在设定的调整范围内无法获得使 得调整矢量的综合索引号满足预置编码空间的调整量的值的组合，则将所述 调整矢量所包含的调整量的值调整为预置取值。8、 如权利要去3所述的矢量量化方法，其特征在于，所述根据调整量的 值确定调整矢量的综合索引号的步骤包括根据所述调整量的值计算所述调整矢量的原始索引号；从预置的优先组合表中获取与所述原始索引号对应的所述综合索引号。9、 如权利要求1所述的矢量量化方法，其特征在于，所述按照所述待量 化矢量进行N级量化时获得的各级码书的索引号中的部分或全部，从预置的 至少两个调整量组合中选取一个调整量组合的步骤中，具体是按照所述部分 或全部的各级码书的索引号所处的索引号区间，从预置的至少两个调整量组 合中选取一个调整量组合。10、 如权利要求1所述的矢量量化方法，其特征在于，所述按照所述待 量化矢量进行N级量化时获得的各级码书的索引号中的部分或全部，从预置 的至少两个调整量组合中选取一个调整量组合的步骤中，具体是按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立雄，张德军，张亮，郎玥，吴文海，王庭红，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]