專利名稱：用于多速率應(yīng)用的單碼本矢量量化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種用于N級矢量量化的方法、設(shè)備和軟件應(yīng)用產(chǎn)品，其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N。本發(fā)明還涉及一種用于針對已經(jīng)進(jìn)行 了 N級量化的矢量來獲取再生矢量的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品； 涉及用于傳送矢量表示的系統(tǒng)；涉及用于確定將要在此量化中使用 的碼本的方法、設(shè)備和軟件應(yīng)用產(chǎn)品；并涉及這種碼本本身。
背景技術(shù)：
語音和音頻編碼算法在通信、多媒體以及存儲系統(tǒng)中具有多種 應(yīng)用。此類編碼算法開發(fā)的驅(qū)動(dòng)在于需要節(jié)約傳輸和存儲容量同時(shí) 保持高質(zhì)量的編碼信號。編碼器的復(fù)雜性受到應(yīng)用平臺處理功率的 限制。在一些例如語音存儲的應(yīng)用中，編碼器可以高度復(fù)雜，而解 碼器應(yīng)當(dāng)盡可能簡單。在典型的語音編碼器中，輸入語音信號在被稱為幀的分段中處 理。通常，幀長度為10-30ms,并且后繼幀的5-15ms的超前(look ahead)分段也是可用的?？梢詫M(jìn)一步劃分為多個(gè)子幀。對于每 個(gè)幀而言，編碼器確定輸入信號的參數(shù)表示，例如通過線性預(yù)測編 碼(LPC)。所獲得的參數(shù)被量化并通過通信信道進(jìn)行傳輸，或以數(shù) 字形式存儲在存儲介質(zhì)中。在接收端，解碼器基于接收到的參數(shù)來 構(gòu)建合成信號。這里，通過LPC獲得的LPC系數(shù)(或?qū)?yīng)的線譜頻率(LSF)) 現(xiàn)在通常由通過將LPC/LSF參數(shù)堆疊(stack)到矢量中的矢量量化 (VQ)來進(jìn)行量化。類似地，也可以通過VQ來量化與若千后繼幀 或子幀的激勵(lì)(excitation )信號相關(guān)的參數(shù)(例如增益、基音(pitch )或發(fā)音參數(shù))。V Q是 一 種基于塊編碼原理的有損數(shù)據(jù)壓縮方法。在N級V Q中， 從包含N個(gè)再生矢量(所謂的碼字)的碼本中選擇對矢量產(chǎn)生最小失真(所述失真是通過適當(dāng)?shù)氖д鏈y度(僅舉幾個(gè)例子，例如歐幾里得(Euclidean)距離或歐幾里得距離平方)來確定的)的再生矢 量，以此對該矢量進(jìn)行量化。這些選擇的再生矢量可以由各自的標(biāo) 識符唯一地標(biāo)識。如果被量化的矢量將要通過傳輸信道進(jìn)行傳輸， 并且如果碼本在接收端是已知的，則僅在發(fā)射端的量化器與接收端 的用以獲取再生向量的單元之間交換標(biāo)識符就已足夠，其中所述再 生向量是針對在發(fā)射端的矢量而選擇的。該單元繼而簡單地從碼本 中獲取標(biāo)識符所標(biāo)識的再生矢量。通常，N選擇為2的冪，則可以 將字長度n—og2 (N)的二進(jìn)制字用作針對再生矢量的標(biāo)識符。那么 字長n與量化器的輸出比特速率成比例。通過增加字長度n,級數(shù) N^2n增加，因而量化器的分辨率增加，而且量化器的輸出比特速率 也增力口。參數(shù)的量化需要碼本，其包含針對量化任務(wù)而優(yōu)化的再生矢量。 在早期，用于VQ的碼本設(shè)計(jì)由于需要多維積分而被認(rèn)為是一項(xiàng)具 有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。在1980年，Linde、 Buzo和Gray ( LBG)提出了 所謂的LBG算法，用于基于矢量的訓(xùn)練序列來生成碼本(參見Linde, Y., Buzo， A. and Gray, R. M.， "An algorithm for Vector Quantization", IEEE Transaction on Communications, vol. 28, No. 1 January 1980 )。 矢量訓(xùn)練序列的使用繞過了對多維積分的需要。LB G算法可以被視 為適用于標(biāo)量量化的碼本構(gòu)建的經(jīng)典Lloyd算法的多維一般化。LBG算法針對所期望的級數(shù)N生成碼本。如果在同一編碼解碼 器中，必須支持若干級數(shù)N,則對于每個(gè)級數(shù)N,必須訓(xùn)練各自的 碼本，并將其同時(shí)存儲在量化器和用于從再生矢量的標(biāo)識符中獲取 再生矢量的單元中。僅舉幾個(gè)例子，這種對若干級數(shù)N的需求可能 會(huì)出現(xiàn)在以下編碼情形中，例如涉及向具有不同存儲和處理能力的 終端進(jìn)行傳輸?shù)木幋a情形中，或傳輸信道特征為時(shí)變的情形中，或總可用比特速率在源和信道編碼之間動(dòng)態(tài)分配的情形中。存儲針對 若干不同級數(shù)N的各個(gè)碼本不利地增加了量化器和用于獲取已經(jīng)被 量化的矢量的再生矢量的單元的存儲需求，由此增加了尺寸和成本。 此外，量化器的結(jié)構(gòu)和再生矢量獲取單元的結(jié)構(gòu)變得狹促，因?yàn)楸?須控制對若干碼本的訪問?，F(xiàn)有技術(shù)文檔Haoui, A.和Messerschmitt, D. G.: "Embedded Coding of Speech: A Vector Quantization Approach", Proceedings IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)， April 1985， vol. 10， pp. 1703-1706涉及嵌入式語音編碼器。 嵌入式語音編碼器是具有下列特性的源編碼器其輸入信號再生的 保真度隨著比特速率逐步從最大速率降低到最小速率而適度地降 級。這里，編碼器并不知曉傳輸?shù)膶?shí)際比特速率，而僅知曉丟棄比 特的順序(例如傳輸?shù)谋忍亓骺梢允敲嫦蜃止?jié)的，其中比特按照從 最低有效位到最高有效位的順序被丟棄)。碼本針對最大速率來設(shè) 計(jì)，并且量化總是針對對應(yīng)于該最大速率的固定級數(shù)來執(zhí)行，而不 管傳輸期間將要丟棄的比特?cái)?shù)量(由此影響了實(shí)際比特速率)。為 了考慮比特的丟棄，例如提出了將僅最低有效位不同的兩個(gè)二進(jìn)制 字分配給在歐幾里得距離上彼此接近的兩個(gè)碼字，從而利用零來替 代最低有效位將導(dǎo)致誤差的小幅增加?，F(xiàn)有技術(shù)文檔Ragot， S" Bessette, B.和Lefebvre, R.: "Low-Complexity Multi-Rate Lattice Vector Quantization with Application to Wideband TCX Speech Coding at 32 kbit/s"， Proceedings IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)， 2004, vol. 1， pp. 501-504涉及多速率格型矢量量化。這里，將8 維矢量編碼到6個(gè)碼本的 一個(gè)中，其中碼本分別形成了整數(shù)格型RES的 外殼(shell)。格型VQ是可自擴(kuò)展的，即碼本的選擇取決于待量化的 矢量，并且字長n因而也取決于待量化的矢量，因此不能在量化之前進(jìn) 行選擇。編碼矢量是代數(shù)上構(gòu)建的，因此無須訓(xùn)練或存儲碼矢量。格型 VQ的靈活性通常受到以下事實(shí)的限制每個(gè)碼本包含若干格型外殼，其集的勢(cardinality)取決于該格型。通過將若干外殼結(jié)合到一起，碼本 的尺寸可以例如成為2的冪或其他數(shù)字，但不是任意期望數(shù)字。

發(fā)明內(nèi)容
著眼于上述問題，除其他之外，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn) 的方法、設(shè)備以及軟件應(yīng)用產(chǎn)品，用于具有不同可選級數(shù)N的矢量 N級量化。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的方法、設(shè)備以及軟件應(yīng)用
來獲取再生矢量。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)，用于傳送矢量表示。 本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的方法、設(shè)備和軟件應(yīng)用產(chǎn)
品，用于確定在具有不同可選級數(shù)N的N級矢量量化中使用的碼本。 本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的碼本，用于具有不同可選
級數(shù)N的N級矢量量化。
本發(fā)明的第一方面
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種用于N級矢量量化的方法，. 其中可以在所述量化之前，從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M 的預(yù)定值的集合中選擇N。所述方法包括針對每個(gè)矢量從N個(gè)再 生矢量的N級碼本中選擇再生矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值 的集合中的每個(gè)N，所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合 碼本的前N個(gè)再生矢量表示。
這里，所述矢量和所述再生矢量是k維矢量，其中k大于或等 于1，從而可以將標(biāo)量和矢量量化二者作為目標(biāo)。所述矢量包含待量 化的數(shù)據(jù)。包含在每個(gè)矢量中的所述數(shù)據(jù)例如可以是參數(shù)集合，例 如語音或音頻信號的幀或子幀的LPC/LSF系數(shù)集合，或一個(gè)或多個(gè) 后繼幀或子幀的增益、基音或發(fā)音參數(shù)集合。
通過從N級碼本中選擇再生矢量而對所迷矢量進(jìn)行N級量化。所述選擇例如可以由失真標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管，該失真標(biāo)準(zhǔn)確定矢量和再生矢量之 間的失真的數(shù)量(例如歐幾里得距離或歐幾里得距離平方，或其他 標(biāo)準(zhǔn))，然后選擇使所述失真標(biāo)準(zhǔn)最小化的再生矢量。繼而將所選 再生矢量的標(biāo)識符作為量化的結(jié)果輸出，并且該標(biāo)識符允許再生矢 量獲取單元(假設(shè)該單元知曉所述碼本)獲取所選再生矢量。這里， 所述矢量和所選再生矢量之間的失真通常隨著級數(shù)N的增加而降
低，因?yàn)殡S著N增加，N級碼本包含更多再生矢量，并且因此能夠 以更好的方式覆蓋包含所述矢量的矢量空間。然而，隨著N數(shù)目增 加，所述標(biāo)識符的存儲和/或傳輸通常也變得較為復(fù)雜。
這里，可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級 數(shù)M (不同于現(xiàn)有技術(shù)的嵌入式編碼，其中總是通過對應(yīng)于最大比 特速率的固定級數(shù)來執(zhí)行量化)的預(yù)定值的集合中選擇級數(shù)N (不 同于現(xiàn)有技術(shù)中的可自擴(kuò)展格型矢量量化，其中量化是可自擴(kuò)展的， 并且在量化期間基于待量化的當(dāng)前矢量來確定最適合的級數(shù))。例 如，M可以是256,可以從中選4,級凄史N的所述預(yù)定值的集合可以 定義為{2， 4, 8, 16, 32, 64， 128, 256}。
然而，M和/或N并不必須是2的冪，因?yàn)樵谀承┝炕瘧?yīng)用中， 使用包括并非2的冪的多個(gè)再生矢量的碼本可能更為有效，例如， 在沒有將長度為n=log2(N)的二進(jìn)制字用作所選再生矢量的標(biāo)識符 的情況中。則M例如可以是任何期望的整數(shù)，N可以是滿足1^NSM 的任意期望值。
所述級數(shù)N的所述選擇例如可以通過所述量化器外部的實(shí)例來 執(zhí)行。所述級數(shù)N的所述選擇例如可以根據(jù)傳輸信道的傳輸特性來 執(zhí)行，其中必須通過該傳輸信道來傳輸所述量化矢量的有關(guān)信息； 或者根據(jù)存儲單元的存儲容量來執(zhí)行，其中必須將所述量化矢量存 儲在該存儲單元中，這里僅舉出了很少的幾種可能性。
根據(jù)本發(fā)明第 一方面，針對不同的級數(shù)N基于相同的聯(lián)合碼本 執(zhí)行矢量量化。該聯(lián)合碼本包含通過不同級數(shù)N^M進(jìn)行量化所需的 所有N級碼本。對于每個(gè)N,所述N級碼本由聯(lián)合碼本的相應(yīng)前N個(gè)再生矢量來表示。例如，如果M^256,并且如果針對N的所述至 少兩個(gè)值的預(yù)定集合為{128， 256}，則在N428的情況下，M=256 的再生矢量的碼本中的前128個(gè)再生矢量形成用于128級量化的碼 本，而在N=256的情況下，M=256的再生矢量的同 一碼本中的前256 個(gè)再生矢量形成用于256級量化的碼本。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言 很清楚的是，如果更合適的話，所述N級碼本同樣可以位于聯(lián)合碼 本的末端。
在現(xiàn)有技術(shù)中，必須針對每個(gè)期望的級數(shù)N來構(gòu)建和存儲一個(gè) 相應(yīng)碼本，與之不同，根據(jù)本發(fā)明，只需要存儲和構(gòu)建一個(gè)聯(lián)合碼 本。例如，如果最大級數(shù)M被定義為256,則根據(jù)本發(fā)明，只需要 構(gòu)建和存儲具有256個(gè)再生矢量的一個(gè)碼本，因?yàn)槠溥€包括用于較 小級數(shù)N (例如對于N=128)的碼本，而在現(xiàn)有技術(shù)中，將必須構(gòu) 建和存儲兩個(gè)碼本(具有256個(gè)和128個(gè)再生矢量)。這極大地有 利于降低量化器和獲取已被N級量化的矢量的再生矢量的單元的存 儲需求，并且還簡化了量化器和此單元的結(jié)構(gòu)，因?yàn)閮H需要控制對 一個(gè)碼本的訪問。通過相應(yīng)地構(gòu)建聯(lián)合碼本，將聯(lián)合碼本用于不同 的級數(shù)N成為可能。通常，根據(jù)本發(fā)明，聯(lián)合碼本中包含的每個(gè)N 級碼本中的再生矢量的數(shù)量N可以靈活地選擇，特別地，不像現(xiàn)有 技術(shù)的格型VQ那樣受到格型外殼的集的勢的限制。因此，根據(jù)本 發(fā)明的聯(lián)合碼本允許對量化級數(shù)進(jìn)行特別靈活地選擇。由于可能選 擇所述矢量的維度提供了附加的靈活度，因此可以解決標(biāo)量量化和 矢量量化這兩種情況。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法中，N二2"和M二2m可以成立，其 中n和m是整數(shù)值。如果將要把字長為n的二進(jìn)制字用作所選再生 矢量的標(biāo)識符，那么將M和N限制為2的冪是特別有利的，因?yàn)殚L 度為i的二進(jìn)制字允許標(biāo)識2i個(gè)不同的再生矢量。
在根據(jù)本發(fā)明第 一方面的方法中，可以通過n個(gè)比特的二進(jìn)制 字來標(biāo)識所述N級碼本中的每個(gè)所述再生矢量。在N=2n的情況下， 所述二進(jìn)制字進(jìn)而可以有效地索引所述N級碼本中所有的N=2n個(gè)再生矢量。
在根據(jù)本發(fā)明第 一 方面的方法中，所述矢量可以包括涉及數(shù)據(jù) 序列的線性預(yù)測編碼的參數(shù)。所述參數(shù)例如可以是表征語音或音頻
4言號的一個(gè)或若干幀或子幀期間的聲道(vocal tract)的LPC/LSF系 數(shù)，和/或涉及所述語音或音頻信號的一個(gè)或若干后繼幀或子幀中的 激勵(lì)信號(例如增益、基音和/發(fā)音)的參數(shù)。
在根據(jù)本發(fā)明第 一 方面的方法中，所述選擇步驟可以通過4更攜 式通信設(shè)備來執(zhí)行。所述便攜式通信設(shè)備例如可以是移動(dòng)電話、個(gè) 人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計(jì)算機(jī)等等。同樣，所述步驟當(dāng)然可 以由非移動(dòng)通信i殳備來^丸行，例如通信系統(tǒng)的基站或核心網(wǎng)元。
根據(jù)本發(fā)明第 一 方面，還提出 一種用于矢量的N級量化的設(shè)備， 其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的 預(yù)定值的集合中選擇N。所述設(shè)備包括用于針對每個(gè)矢量從N個(gè) 再生矢量的N級碼本中選擇再生矢量的裝置，其中對于所述至少兩 個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N,所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的 同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量表示。
對于根據(jù)本發(fā)明第一方面的該設(shè)備，應(yīng)用了已經(jīng)在根據(jù)本發(fā)明 第 一方面的方法的上下文中所討論的相同的特性和優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明第 一方面的所述設(shè)備可以是便攜式通信設(shè)備。所述 便攜式通信設(shè)備例如可以是移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、便 攜式計(jì)算機(jī)等等。同樣，所述設(shè)備當(dāng)然可以是非移動(dòng)通信設(shè)備，例 如通信系統(tǒng)的基站或核心網(wǎng)元。
根據(jù)本發(fā)明第 一方面，還提出 一種包括存儲介質(zhì)的軟件應(yīng)用產(chǎn) 品，該存儲介質(zhì)具有包含在其中的用于對矢量進(jìn)行N級量化的軟件 應(yīng)用，其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級 數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N。所述軟件應(yīng)用包括用于針對每個(gè) 矢量從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇再生矢量的程序代碼，其中 對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N，所述N個(gè)再生矢量由 M個(gè)再生矢量的同 一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量表示。所述存儲介質(zhì)可以是任何易失性或非易失性存儲器或存儲元
件，例如只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、存儲棒 或存儲卡以及光、電或；茲性可讀盤。在所述軟件應(yīng)用中包含的所述 程序代碼可以通過面向高層過程或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言實(shí)現(xiàn)以^更與 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，或者通過匯編語言或機(jī)器語言來實(shí)現(xiàn)以便與 數(shù)字處理器進(jìn)行通信。在任何情況中，所述程序代碼可以是經(jīng)過編 譯或解釋的代碼。
對于根據(jù)本發(fā)明第一方面的軟件應(yīng)用產(chǎn)品，應(yīng)用了已經(jīng)在根據(jù) 本發(fā)明第 一 方面的方法的上下文中所討論的相同的特性和優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的第二方面
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出 一種用于針對已被N級量化的矢 量而獲取再生矢量的方法，其中可以在所述矢量的量化之前從至少 兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N。所迷方 法包括接收已經(jīng)針對所述量化中的矢量而選擇的再生矢量的標(biāo)識 符；以及，基于所述標(biāo)識符而從N個(gè)再生矢量的N級碼本中獲取所 述再生矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N,所 述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量 來表示。
這里，需要注意的是，在本發(fā)明第一方面的上下文中所描述的 矢量和再生矢量、級數(shù)N的選擇以及針對每個(gè)矢量的再生矢量的選 擇也應(yīng)用于本發(fā)明的第二方面。
所述矢量已經(jīng)通過^^艮據(jù)失真標(biāo)準(zhǔn)乂人N級碼本中選4李再生矢量而 得以量化，例如，如在本發(fā)明第一方面的上下文中所述的。該再生 矢量由標(biāo)識符所標(biāo)識，該標(biāo)識符例如是n個(gè)比特的二進(jìn)制字，并且 其例如可以通過傳輸信道被傳輸給執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法 的設(shè)備。當(dāng)接收到該標(biāo)識符后，基于所述標(biāo)識符，從所述聯(lián)合碼本 的前N個(gè)再生矢量所表示的所述N級碼本中獲取對應(yīng)的再生矢量。 對于所述量化可以選擇的所有N,對應(yīng)的N級碼本包含在所述Jf關(guān)合碼本中，事實(shí)上這極大地降低了在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明第二方面方法的 單元處所需的存儲容量。而且，簡化了該單元的操作，因?yàn)閮H要求 對一個(gè)單獨(dú)的碼本(聯(lián)合碼本)而不是對多個(gè)碼本進(jìn)行訪問。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，還提出 一種用于針對已被N級量化的矢 量而獲取再生矢量的設(shè)備，其中可以在所述矢量的量化之前從至少 兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N。所述設(shè) 備包括用于接收已經(jīng)針對所述量化中的矢量而選擇的再生矢量的 標(biāo)識符的裝置；以及，用于基于所述標(biāo)識符而從N個(gè)再生矢量的N 級碼本中獲取所述再生矢量的裝置，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值 的集合中的每個(gè)N,所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合 碼本的前N個(gè)再生矢量來表示。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，還提出 一種包括存儲介質(zhì)的軟件應(yīng)用產(chǎn)
獲取再生矢量的軟件應(yīng)用，其中可以在所述矢量的量化之前從至少 兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N。所述軟 件應(yīng)用產(chǎn)品包括用于接收已經(jīng)針對所述量化中的矢量而選擇的再 生矢量的標(biāo)識符的程序代碼；以及，用于基于所述標(biāo)識符而從N個(gè) 再生矢量的N級碼本中獲取所述再生矢量的程序代碼，其中對于所 述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N,所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再 生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示。
所述存儲介質(zhì)可以是任何易失性或非易失性存儲器或存儲元 件，例如只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、存儲棒 或存儲卡以及光、電或磁性可讀盤。在所述軟件應(yīng)用中包含的所述 程序代碼可以通過面向高層過程或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言來實(shí)現(xiàn)以使_ 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，或者以匯編語言或機(jī)器語言來實(shí)現(xiàn)以便與 數(shù)字處理器進(jìn)行通信。在任何情況中，所述程序代碼可以是經(jīng)過編 譯或解釋的代碼。
本發(fā)明的第三方面根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出一種用于傳送矢量表示的系統(tǒng)。
該系統(tǒng)包括用于針對每個(gè)矢量從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇
再生矢量的裝置，其中可以在所述選擇之前從至少兩個(gè)小于或等于
預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N，并且其中，對于所述至 少兩個(gè)預(yù)定值中的每個(gè)N,所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的第 一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量所表示；用于通過傳輸信道來傳輸所 選再生矢量的標(biāo)識符的裝置；用于接收所述標(biāo)識符的裝置；以及， 用于基于所述標(biāo)識符，從等同于所述第一聯(lián)合碼本的M個(gè)再生矢量 的第二聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量所表示的N個(gè)再生矢量的N級碼 本中獲取所述再生矢量的裝置。
這里，需要注意的是，在本發(fā)明第一方面的上下文中所描述的 矢量和再生矢量、級數(shù)N的選擇以及針對每個(gè)矢量的再生矢量的選 擇也應(yīng)用于本發(fā)明的第三方面。
通過從包含于所述第一聯(lián)合碼本的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢 量的再生矢量，并通過僅傳輸所述再生矢量的標(biāo)識符(例如具有 n=log2 (N)的n比特二進(jìn)制字)，獲得了所述矢量的表示(即所述 再生矢量，或其對應(yīng)的標(biāo)識符)的特別有效的傳送，因?yàn)樵摌?biāo)識符 的有關(guān)信息使得接收所述標(biāo)識符的單元能夠從所述第二聯(lián)合碼本 (其等同于第一碼本)中包含的相應(yīng)N級碼本中獲取所述再生矢量。 這里，矢量失真隨著N的增加而降低，而n比特二進(jìn)制字的字長增 加，其中，矢量失真是由以下事實(shí)所引起的再生矢量源于具有有 限數(shù)量的再生矢量的碼本，并因此一般不同于所述矢量。因此，通 過N,可以控制準(zhǔn)確性與所需傳輸容量之間的權(quán)衡(trade-off)。
所述再生矢量(即所述矢量的量化)的所述選擇例如可以發(fā)生 在例如移動(dòng)無線系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射器處，則所述再生矢量的 所述獲取可以在所述通信網(wǎng)絡(luò)中的接收器處執(zhí)行。所述發(fā)射器和所 述接收器之間的傳輸信道可以是無線或有線傳輸信道。所述傳輸信 道還可以被理解為表示存儲介質(zhì)，其中，所述再生矢量的所述標(biāo)識 符在發(fā)射器處存儲在所述存儲介質(zhì)上，并在接收器處被讀取。此外，所述標(biāo)識符在被傳輸之前可以經(jīng)過信道編碼或其它處理。
本發(fā)明的第四方面
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出一種用于確定M個(gè)再生矢量的聯(lián)
合碼本以用于N級矢量量化的方法，其中M是預(yù)定的最大級數(shù)，其 中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值的集合中 選擇N,并且其中，在所述量化中，從N個(gè)再生矢量的N級碼本中 選擇針對每個(gè)矢量的再生矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集 合中的每個(gè)N而言，所述N個(gè)再生矢量由所述聯(lián)合碼本的前N個(gè)再 生矢量來表示。所述方法包括通過訓(xùn)練算法并至少部分基于多個(gè) 訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述再生矢量；以及根據(jù)安置算法將所產(chǎn)生的再生 矢量安置到所述聯(lián)合碼本中，使得對于每個(gè)N而言，所述M個(gè)再生 矢量的集合中的前N個(gè)再生矢量形成N級碼本，該N級碼本在用于 所述矢量的所述量化時(shí)允許所述矢量的較小平均失真。
這里，需要注意的是，在本發(fā)明第一方面的上下文中所描述的 矢量和再生矢量、級數(shù)N的選擇以及針對每個(gè)矢量的再生矢量的選 擇也應(yīng)用于本發(fā)明的第四方面。
然后，根據(jù)本發(fā)明第四方面的方法所確定的聯(lián)合碼本可以例如 存儲在設(shè)備的存儲器中，該設(shè)備使用量化器和/或獲取已被N級量化 的矢量的再生矢量的單元。根據(jù)所述安置算法，M個(gè)再生矢量在所 述聯(lián)合碼本中的特定安置允許將所述聯(lián)合碼本用作單個(gè)碼本，以用 于具有不同可選級數(shù)N^M的矢量量化，并且因此有助于節(jié)約量化器 和再生矢量獲取單元二者中的存儲器。
所述訓(xùn)練算法至少部分地基于所述多個(gè)訓(xùn)練矢量而生成L個(gè)再 生矢量的集合，其中L可以任意選擇。所述訓(xùn)練算法例如可以是LBG 算法或任何其他類型的碼本訓(xùn)練算法。 一種形式的LBG算法是用于 未知矢量分布的LBG算法，如在本發(fā)明說明書公開部分中所引用的 Linde等人的現(xiàn)有技術(shù)參考文件中所提出的。除了所述多個(gè)訓(xùn)練矢量 之外，所述算法可以擁有一個(gè)或多個(gè)再生矢量，其在所述L個(gè)再生矢量的集合的所述產(chǎn)生過程中將被視為是固定的。
產(chǎn)生所述再生矢量的所述步驟并非必須只執(zhí)行一次便獲取所有 M個(gè)再生矢量，其同樣可以執(zhí)行若干次(例如所產(chǎn)生的再生矢量的 數(shù)量每次都有所增加)。
所述安置算法的目標(biāo)在于，對于每個(gè)N,所述M個(gè)再生矢量的
集合中的前N個(gè)再生矢量形成N級碼本，其在用于所述矢量的N級
量化時(shí)允許所述矢量的較小平均失真。這里，所述失真確定矢量相 對于再生矢量的偏離的數(shù)量，其中所述再生矢量選自所述矢量的所
述量化中的所述N級碼本。根據(jù)所使用的安置算法，可以生成M個(gè) 再生矢量的不同碼本。而且，很清楚的是，隨著級數(shù)N的增加(即 N級碼本中再生矢量的數(shù)量的增加)，所述矢量的平均失真由于N 級碼本中數(shù)量增加的再生矢量的可用性而降低。因此，例如，通過
64個(gè)再生矢量的碼本可實(shí)現(xiàn)的平均失真可能顯著地大于通過128個(gè) 再生矢量的碼本可實(shí)現(xiàn)的平均失真，但在64個(gè)再生矢量的碼本的上 下文中仍然可被視為是較小的。
在根據(jù)本發(fā)明第四方面的所述方法中，N二2。和M二，可以成立， 其中n和m是整數(shù)值。如果將要把字長度為n的二進(jìn)制字用作所選 再生矢量的標(biāo)識符，那么這將是特別有利的，因?yàn)殚L度為i的二進(jìn)制 字允許標(biāo)識2i個(gè)不同的再生矢量，并且因此代表了用于傳送和存儲 所選再生矢量的有關(guān)信息的有效手段。
根據(jù)本發(fā)明第四方面的方法的第 一 實(shí)施方式包括通過所述訓(xùn) 練算法來產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的初始碼本；通過所述訓(xùn)練算法來產(chǎn)生 2個(gè)再生矢量的2級碼本；從所述初始碼本中選4f那些與所述2級碼 本中的所述2個(gè)再生矢量最相似的2個(gè)再生矢量；將所述2個(gè)所選 再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中的前2個(gè)位置，并 從所述初始碼本中刪除所述2個(gè)所選再生矢量；以及，對于KiSm, 重復(fù)下列步驟通過所述訓(xùn)練算法產(chǎn)生I二2i個(gè)再生矢量的I級碼本； 從所述I級碼本中標(biāo)識那些與已經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的所述1/2個(gè) 再生矢量最相似的1/2個(gè)再生矢量；對于所述I級碼本中其余未被標(biāo)識的1/2個(gè)再生矢量，從所述初始碼本中選擇那些與所述其余未被標(biāo)識的1/2個(gè)再生矢量最相似的1/2個(gè)再生矢量；以及將所述I/2個(gè)所 選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按升序排列的接 下來的空閑位置，并從所述初始碼本中刪除所述I/2個(gè)所選再生矢曰f 。在N和M被假設(shè)為2的冪的第一實(shí)施方式中，首先通過訓(xùn)練算 法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量而一次性產(chǎn)生所有的M個(gè)再生矢量(初始碼 本)，然后將所產(chǎn)生的再生矢量順次地安置在所述聯(lián)合碼本中，其 中對于該算法的每個(gè)階段i,所述安置包括通過所述訓(xùn)練算法來產(chǎn)生 I個(gè)再生矢量的碼本，從而允許在所述階段i的相應(yīng)優(yōu)化碼本處的定 向(orientation)。這里，矢量的相似性通過相似性標(biāo)準(zhǔn)來評估，僅 舉一些例子，其例如可以是矢量之間的歐幾里得距離，或者歐幾里 得距離平方。才艮據(jù)本發(fā)明第四方面的方法的第二實(shí)施方式包括通過所述訓(xùn) 練算法來產(chǎn)生2個(gè)再生矢量的2級碼本；將所述2個(gè)再生矢量從所 述2級碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中的前2個(gè)位置；以及，對于KiSm， 重復(fù)下列步驟通過所述訓(xùn)練算法產(chǎn)生1=2;個(gè)再生矢量的I級碼本， 其中在所述訓(xùn)練算法中，已經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的1/2個(gè)再生矢量 形成I個(gè)再生矢量的碼本的第一部分，其用作所述訓(xùn)練算法所產(chǎn)生的 I級碼本的初始化，并被假設(shè)為在整個(gè)訓(xùn)練算法中是固定的；以及將 所產(chǎn)生的I級碼本的1/2個(gè)最后再生矢量復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按升 序排列接下來的1/2個(gè)空閑位置。在N和M一皮假設(shè)為2的冪的該第二實(shí)施方式中，用于所述聯(lián)合 碼本的再生矢量并非一次性的產(chǎn)生，而是以大小為1/2的塊順次產(chǎn) 生。這里，這樣來限制產(chǎn)生I個(gè)再生矢量的碼本的訓(xùn)練算法的自由度 向該訓(xùn)練算法提供所述碼本的前I/2個(gè)再生矢量，并要求這些再生矢 量在其余1/2個(gè)再生矢量的產(chǎn)生期間保持固定。作為將所產(chǎn)生的碼本 的最后1/2個(gè)再生矢量復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中接下來的1/2個(gè)空閑位 置的替代，當(dāng)然也可以將所產(chǎn)生的整個(gè)碼本(包括I個(gè)再生矢量)復(fù)制到該碼本中的前I個(gè)位置。根據(jù)本發(fā)明第四方面的方法的第三實(shí)施方式的第一替代實(shí)施方式包括通過所述訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練失量來產(chǎn)生M個(gè)再生矢 量的初始碼本；從所述初始碼本中選^r彼此最不同的兩個(gè)再生矢量； 將所述兩個(gè)所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中的 前兩個(gè)位置并從所述初始碼本中刪除所述兩個(gè)所選再生矢量；以及 只要所述初始碼本非空，就重復(fù)下列步驟^v所述初始碼本中選褲 與已經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的所有再生矢量最不同的再生矢量；將 所述所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按升序排 列的接下來的空閑位置，并從所述初始碼本中刪除所述所選再生矢 量。根據(jù)本發(fā)明第四方面的方法的第三實(shí)施方式的第二替代實(shí)施方 式包括通過所述訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生M個(gè)再生矢 量的初始碼本；從所述初始碼本中選4奪與所有所述訓(xùn)練矢量最相似 的再生矢量；將所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本 中的第一位置，并從所述初始碼本中刪除所選再生序列；以及只要 所述初始碼本非空，就重復(fù)下列步驟從所述初始碼本中選擇與已 經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的所有再生矢量最不同的再生矢量；將所選 再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按升序排列的接下 來的空閑位置，并所述初始碼本中刪除所述所選再生矢量。在該第三實(shí)施方式中，首先通過訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量 而一次性產(chǎn)生所有的M個(gè)再生矢量(初始碼本)，然后將所產(chǎn)生的 再生矢量順次地安置在所述聯(lián)合碼本中，其中從所述聯(lián)合碼本的開 始算起，嘗試將來自所述初始碼本的所述再生矢量按照差異程度降 低的順序安置在所述聯(lián)合碼本中，使得最不同的再生矢量被定位于 所述聯(lián)合碼本的開始處。這里，基于差異標(biāo)準(zhǔn)來評估矢量之間的差 異，僅舉一些例子而言，所述差異標(biāo)準(zhǔn)例如是矢量之間的歐幾里得 距離或歐幾前兩個(gè)位置，而根據(jù)第二替代實(shí)施方式，來自所述初始碼本的、與 所述多個(gè)訓(xùn)練矢量中所有訓(xùn)練矢量最相似的再生矢量被復(fù)制到所述 聯(lián)合碼本中的第一位置。在該第三實(shí)施方式中，有益的是施加一些限制，使得很少使用 的再生矢量不會(huì)成為聯(lián)合碼本中的第一條目。這例如可以通過要求 所述再生矢量成分的幅度不超過特定限制來實(shí)現(xiàn)，其中該限制對于 處于聯(lián)合碼本開始處的再生矢量而言可以很小，并且可以向著該聯(lián) 合碼本的末端處增加。根據(jù)本發(fā)明第四方面的方法的第四實(shí)施方式包括通過所述訓(xùn) 練算法產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的初始碼本；只要所述初始碼本非空，就 重復(fù)下列步驟從所述初始碼本中選擇彼此最相似的2個(gè)再生矢量； 將所述兩個(gè)所選再生矢量中的第一再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到 所述聯(lián)合碼本中從最后位置開始按降序排列的接下來的空閑位置，矢量。在該第四實(shí)施方式中，首先通過訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量 而一次性產(chǎn)生所有的M個(gè)再生矢量(初始碼本)，然后將所產(chǎn)生的 再生矢量順次地安置在所述聯(lián)合碼本中，其中試圖將來自所述初始 碼本的所述再生矢量按照相對于其他再生矢量的差異程度上升的順 序安置到所述聯(lián)合碼本中，但這次是從所述聯(lián)合碼本的末端開始算 起。這里，基于相似標(biāo)準(zhǔn)來評估矢量之間的相似性，僅舉一些例子 而言，所述相似標(biāo)準(zhǔn)例如是矢量之間的歐幾里得距離或歐幾里得距 離平方。在根據(jù)本發(fā)明第四方面的方法的第五實(shí)施方式中，用于N的、 小于或等于M的至少兩個(gè)預(yù)定值的所述集合包含K個(gè)值Ni,其中 i=l，...，K,并且Nj-卜N^M,其中』=2,…，K。所述方法繼而包^": 通過所述訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的初始 碼本；從所述初始碼本中選擇Ni個(gè)再生矢量，使得包含所述所選再 生矢量的碼本相對于所有所述訓(xùn)練矢量的失真最小化；將所述所選再生矢量^人所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本，并從所述初始碼本
中刪除所述所選再生矢量；以及對于Ki^K的每個(gè)Ni，重復(fù)下列步 驟從所述初始碼本中選擇Ni-Nw個(gè)再生矢量，使得包含已經(jīng)復(fù)制 到所述聯(lián)合碼本的Nw個(gè)再生矢量以及所述所選再生矢量的碼本相 對于所有所述訓(xùn)練矢量的失真最小化；以及，將所選再生矢量從所 述初始碼本中復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按照升序排列的接下來的空閑 位置，并從所述初始碼本中刪除所述所選再生矢量。
在該第五實(shí)施方式中，首先通過訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量 而一次性產(chǎn)生所有的M個(gè)再生矢量(初始碼本)，然后將所產(chǎn)生的 再生矢量在逐個(gè)碼本的基礎(chǔ)上安置到所迷聯(lián)合碼本中。對于將被包 含在所述聯(lián)合碼本中的、大小為Ni (其中i=l， ...，K， 其中Nk例如 可以等于M)的K個(gè)碼本中的每一個(gè)，從初始碼本中選擇再生矢量， 使得包含已經(jīng)在先前階段中確定的再生矢量以及所述新近所選再生 矢量的碼本相對于該訓(xùn)練算法所用的訓(xùn)練矢量的失真最小化。這里， Nk可以等于或不等于M。碼本的失真例如可以如下確定計(jì)算該碼 本中所包含的每個(gè)再生矢量相對于來自再生矢量的維諾(Voronoi) 單元的所有訓(xùn)練序列的總失真，并對所述碼本中的所有再生矢量的 總失真進(jìn)行求和從而得到最終值。再生矢量的維諾單元可以被視為 輸入矢量的集合，所述輸入矢量在給定距離下更接近所考慮的再生 矢量，而不是更接近來自包含所述所考慮再生矢量的碼本中的任意 其他再生矢量。這里，輸入矢量是將要通過給定碼本進(jìn)行量化的所 有可能矢量，從而訓(xùn)練矢量集合通常僅是輸入矢量集合的子集(在 僅具有一個(gè)再生矢量的退化情形中，該單個(gè)再生矢量的維諾單元是 整個(gè)輸入空間)。失真通過失真標(biāo)準(zhǔn)來確定，其中舉例而言，失真 標(biāo)準(zhǔn)例如可以是矢量之間的歐幾里得距離，或是得自l!范數(shù)的距離。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，還提出了一種用于確定M個(gè)再生矢量的 聯(lián)合碼本以用于N級矢量量化的設(shè)備，其中M是預(yù)定的最大級數(shù)M, 其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值的集合 中選擇N,并且其中在所述量化中，從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集 合中的每個(gè)N而言，所述N個(gè)再生矢量由所述聯(lián)合碼本的前N個(gè)再
生矢量來表示。所述設(shè)備包括用于通過訓(xùn)練算法并至少部分基于 多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述再生矢量的裝置；以及，用于根據(jù)安置算 法而在所述聯(lián)合碼本中安置所述所產(chǎn)生的再生矢量的裝置，使得對 于每個(gè)N而言，所述M個(gè)再生矢量的集合中的前N個(gè)再生矢量形成 N級碼本，該N級碼本在用于所述矢量的所述量化時(shí)允許所述矢量 的較小的平均失真。這里，所述訓(xùn)練算法例如可以是LBG算法。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，還提出 一種包括存儲介質(zhì)的軟件應(yīng)用產(chǎn) 品，該存儲介質(zhì)具有包含在其中的用于確定M個(gè)再生矢量的聯(lián)合碼 本以用于N級矢量量化的軟件應(yīng)用，其中M是預(yù)定的最大級數(shù)M， 其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值的集合 中選擇N，并且其中在所述量化中，從N個(gè)再生矢量的N級碼本中 選擇針對每個(gè)矢量的再生矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集 合中的每個(gè)N而言，所述N個(gè)再生矢量由所述聯(lián)合碼本的前N個(gè)再 生矢量來表示。所述軟件應(yīng)用包括用于通過訓(xùn)練算法并至少部分 基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述再生矢量的程序代碼；以及，用于根 據(jù)安置算法在所述聯(lián)合碼本中安置所述所產(chǎn)生的再生矢量的程序代 碼，使得對于每個(gè)N而言，所述M個(gè)再生矢量的集合中的前N個(gè)再 生矢量形成N級碼本，該N級碼本在用于所述矢量的所述量化時(shí)允 許所述矢量的較小的平均失真。這里，所述訓(xùn)練算法例如可以是LBG 算法。
所述存儲介質(zhì)可以是任何易失性或非易失性存儲器或存儲元 件，例如只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、存儲棒 或存儲卡以及光、電或磁性可讀盤。在所述軟件應(yīng)用中包含的所述 程序代碼可以通過面向高層過程或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言來實(shí)現(xiàn)以侵_ 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，或者通過匯編語言或機(jī)器語言來實(shí)現(xiàn)以便 與數(shù)字處理器進(jìn)行通信。在任何情況中，所述程序代碼可以是經(jīng)過 編譯或解釋的代碼。本發(fā)明的第五方面
最后，根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提出一種用于N級矢量量化的
聯(lián)合碼本，其中M是預(yù)定的最大級數(shù)，其中可以在所述量化之前從 至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值的集合中選擇N，并且其中在所述 量化中，從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢 量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N而言，所述N 個(gè)再生矢量由所述聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示。所述聯(lián)合碼 本包括M個(gè)再生矢量的集合，其中通過訓(xùn)練算法并至少部分基于多 個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述M個(gè)再生矢量的集合中的所述再生矢量；以 及，根據(jù)安置算法在所述M個(gè)再生矢量的集合中安置所述再生矢量， 使得對于每個(gè)N而言，所述M個(gè)再生矢量的集合中的前N個(gè)再生矢 量形成N級碼本，該N級碼本在用于所述矢量的所述量化時(shí)允許所 述矢量的較小平均失真。
這里，需要注意的是，在本發(fā)明第一方面的上下文中所描述的 矢量和再生矢量、級數(shù)N的選擇以及針對每個(gè)矢量的再生矢量的選 擇也應(yīng)用于本發(fā)明的第五方面。所述訓(xùn)練算法例如可以是LB G算法。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的碼本例如可以存儲在設(shè)備的存儲器中， 該設(shè)備使用量化器和/或獲取已被N級量化的矢量的再生矢量的單 元。根據(jù)所述安置算法，所述M個(gè)再生矢量在包括所迷M個(gè)再生矢 量的集合的所述碼本中的具體安置允許所述碼本被用作單個(gè)碼本， 以用于具有不同可選級數(shù)N^VI的矢量量化，并且因此有助于節(jié)約量 化器和再生矢量獲取單元二者中的存儲器。
從后文所描述的實(shí)施方式以及參考這些實(shí)施方式所進(jìn)行的闡述 中，本發(fā)明的這些和其他方面將變得清楚明了。


在附圖中，示出了
圖1是根據(jù)本發(fā)明第三方面的用于傳送矢量表示的系統(tǒng)中所包括的根據(jù)根據(jù)本發(fā)明第 一 方面的N級矢量量化設(shè)備的實(shí)施方式以及 根據(jù)本發(fā)明第二方面的用于獲取針對已經(jīng)過N級量化的矢量的再生
矢量的實(shí)施方式的示意圖2a是根據(jù)本發(fā)明第 一 方面的用于N級矢量量化的方法的實(shí)施 方式的流程圖2b是根據(jù)本發(fā)明第二方面的用于獲取針對已經(jīng)過N級量化的 矢量的再生矢量的方法的實(shí)施方式的流程圖3是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本以用于N級矢 量量化的設(shè)備的實(shí)施方式的示意圖4a是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本以用于N級矢 量量化的方法的第一實(shí)施方式的流程圖4b是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本以用于N級矢 量量化的方法的第二實(shí)施方式的流程圖4c是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本以用于N級矢 量量化的方法的第三實(shí)施方式的流程圖4d是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本以用于N級矢 量量化的方法的第四實(shí)施方式的流程圖4e是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本以用于N級矢 量量化的方法的第五實(shí)施方式的流程圖5表示根據(jù)本發(fā)明第五方面的聯(lián)合碼本的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一般地涉及N級矢量量化的情況，其中，針對所述矢量 從N級碼本中選擇再生矢量。盡管可以針對取自預(yù)定集合的不同可 選級數(shù)N來執(zhí)行量化，但所有N級碼本的N個(gè)再生矢量都是由包括 M個(gè)再生矢量的單個(gè)聯(lián)合碼本中各自的前N個(gè)再生矢量表示的，其 中M表示最大可選級數(shù)。
這里，本發(fā)明的第一方面涉及N級矢量量化'第二方面涉及獲 取針對已被N級量化的矢量的再生矢量，第三方面涉及矢量表示的傳送，第四方面涉及為多個(gè)不同N級量化提供N級碼本的聯(lián)合碼本 的確定，以及第五方面涉及這種聯(lián)合碼本本身。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第三方面的用于傳送矢量表示的系統(tǒng)4
的實(shí)施方式的示意圖。該系統(tǒng)4包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于N 級矢量量化的設(shè)備1;以及用于獲取針對已被N級量化的矢量的再 生矢量的設(shè)備2。該系統(tǒng)例如可以包含在能夠在兩個(gè)通信單元之間進(jìn) 行通信的通信系統(tǒng)中，其中第一通信單元包括設(shè)備1,而第二通信單 元包括設(shè)備2。這種通信系統(tǒng)的一個(gè)例子例如是移動(dòng)無線系統(tǒng)，其中 根據(jù)涉及語音和音頻數(shù)據(jù)量化的語音或音頻編解碼器來傳送語音或 音頻數(shù)據(jù)。
設(shè)備1包括選擇和映射單元10、聯(lián)合碼本存儲器11和發(fā)射(Tx) 單元12。選擇和映射單元10能夠接收k維矢量序列，其中k^l;能 夠針對每個(gè)所述矢量來選擇源于N級碼本的k維再生矢量；以及能 夠?qū)⑺x再生矢量映射到唯一地標(biāo)識所述所選再生矢量的標(biāo)識符。 所述矢量例如可以包括涉及語音或音頻編碼的堆棧化It據(jù)，例如 LPC/LSF系數(shù)，或者語音或音頻信號的一個(gè)或若干幀或子幀的發(fā)音 參數(shù)的增益、基音。這里，表示量化級數(shù)的所述參數(shù)N從外部單元 被饋送到所述單元10中，例如從包括設(shè)備1的通信單元的中央控制 器饋送。
基于失真標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行所述再生矢量的選擇，其中該失真標(biāo)準(zhǔn)確 定該矢量和每個(gè)再生矢量之間的差異的數(shù)量。例如在本發(fā)明說明書 公開部分中引用的Linde等人的現(xiàn)有技術(shù)參考文件中公開了多種失 真標(biāo)準(zhǔn)，僅舉幾個(gè)例子，例如平方誤差失真或Holder范數(shù)。通常， 選才奪單元10將/人所述N級碼本中選4,這樣的再生矢量，其^^得相對 于所述N級碼本中所包含的其它再生矢量的所應(yīng)用失真標(biāo)準(zhǔn)最小 化。
所述選擇和映射單元IO從聯(lián)合碼本存儲器11中獲取所述N級 碼本，該存儲器11存儲有根據(jù)本發(fā)明第五方面的聯(lián)合碼本。該聯(lián)合 碼本包括M個(gè)再生矢量，其中M是預(yù)定值。所述聯(lián)合碼本例如可以在設(shè)備1的制造期間已存儲在所述存儲器11中，例如當(dāng)存儲器11 是ROM時(shí)。同樣，所述設(shè)備l可以包括接口，可以通過該接口/人例 如碼本服務(wù)器的外部單元來改變或更新聯(lián)合碼本。該存儲器11例如
可以是RAM。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的聯(lián)合碼本的特征在于，其包括針對N的 多個(gè)預(yù)定不同值的N級碼本，其中N^M。這里，M定義了設(shè)備l能 夠執(zhí)行量化的最大級數(shù)。因此，根據(jù)本發(fā)明，僅需要存儲一個(gè)單獨(dú) 的聯(lián)合碼本，而設(shè)備仍然能夠針對多個(gè)值N而執(zhí)行N級量化。N級 量化所需的N級碼本是聯(lián)合碼本中所包含的相應(yīng)的前N個(gè)再生矢 量。該特征是通過適當(dāng)?shù)卮_定聯(lián)合碼本而實(shí)現(xiàn)的。這將在下面進(jìn)行 更詳細(xì)的描述。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第五方面的聯(lián)合碼本5的示意性實(shí)例， 其中M二16并且N可以從集合(2，4, 8, 16}中選才奪。聯(lián)合碼本5包括 M二16個(gè)k維再生矢量，其表示為水平條。而且，圖5利用相應(yīng)的范 圍標(biāo)記符52-55示出了聯(lián)合碼本與單個(gè)N級碼本的再生矢量的關(guān)聯(lián)。 例如，N=2的2級碼本僅包含聯(lián)合碼本的前兩個(gè)再生矢量，如范圍 標(biāo)記符52所示；N-4的4級碼本〗又包含聯(lián)合碼本的前四個(gè)再生矢量， 如范圍標(biāo)記符53所示，等等。最后，對于N二M二16,如范圍標(biāo)記符 55所示，N^16的16級碼本包括聯(lián)合碼本的所有M= 16個(gè)再生矢量。
對于每個(gè)N級碼本，可以將其中包含的N個(gè)再生矢量映射到n 比特二進(jìn)制字上，其中i^log2(N)。例如，對于N:4(即n二2) , 4 級碼本中的第一再生矢量可以由2比特二進(jìn)制字'00'來標(biāo)識，第二再 生矢量可以由2比特二進(jìn)制字'01，來標(biāo)識，第三再生矢量可以由2比 特二進(jìn)制字'10，來標(biāo)識，而第四再生矢量可以由2比特二進(jìn)制字'll， 來標(biāo)識。因此，在此情況下，每個(gè)再生矢量必須花費(fèi)2個(gè)比特。對 于N^8(即n^3),則必須花費(fèi)3個(gè)比特，等等。
為了更清楚，下面提供了用于語音或音頻信號的增益參數(shù)量化 的示例性聯(lián)合碼本，其具有M二16個(gè)1維再生矢量。該例子符合圖5 的聯(lián)合碼本5。待量化的增益參數(shù)的范圍是從0 dB到96 dB,并且聯(lián)合石馬本:)夸適用于2級、4級、8級和16級量4b,從而4十5 于N:2、 4、 8、 16的碼本必須包含在聯(lián)合碼本中。假設(shè)增益參數(shù)在0 dB至96 dB 的間隔中均勻分布，適合的聯(lián)合碼本給出為(所有的再生矢量的羊 位為dB): 使得其中包含的N級碼本如下(其中所有的再生矢量的單位為dB): N = 2: [24,72] N = 4: [24， 72， 0,48] N=8: [24,72, 0,48， 12,36,60,84] N= 16: 可以很清楚的看出，對于每個(gè)N而言，碼本包含試圖均勻地覆 蓋從OdB到96dB范圍的再生矢量，并且可能的話，隨著N的每次 增長，再生矢量之間的歐幾里得距離降低。例如，對于N-2，該距 離為48dB。對于N-4，該3巨離為24 dB,對于N=8，該3巨離為12dB， 而對于N46，該距離僅為6dB。因此，N每增加一倍，則該距離減 半。
現(xiàn)在考慮將要對增益參數(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行量化的示例性情況，所述 實(shí)現(xiàn)等于40dB。如果僅有n=l個(gè)比特(N=2)將用于量化，并且如 果歐幾里得距離被選擇為失真標(biāo)準(zhǔn)，則將要選擇2級碼本中的第一 個(gè)再生矢量，即24dB。因此，該再生矢量引起的失真為40-24dB=16 dB。通過多花費(fèi)一個(gè)比特，Wn=2(N=4) ， 4級碼本中的最佳再生 矢量為48dB，并且相應(yīng)地，失真僅為8dB。對于每個(gè)再生矢量11=3 比特(N=8)，最佳再生矢量是36dB,從而將失真降低到4dB。最 后，對于每個(gè)再生矢量11=4比特(N=16) , 16級再生矢量中的最佳 再生矢量是42dB，從而進(jìn)一步將失真降低到2dB。
因此非常清楚的是，通過選擇N，可以權(quán)衡失真以及所需的傳輸 /存儲容量。
返回圖1，通過設(shè)備1的選擇和映射單元IO來執(zhí)行針對將要被 N級量化的每個(gè)矢量的再生矢量的上述選擇，以及所選再生矢量到字長度為n=log2 (N)的二進(jìn)制值的映射。繼而將以此方式獲取的標(biāo)
識符轉(zhuǎn)發(fā)給Tx單元12,其執(zhí)行進(jìn)一步處理以允許經(jīng)由傳輸信道來發(fā) 射該標(biāo)識符。該處理例如包括信道編碼、交織、基帶調(diào)制和/或RF 處理。所述傳輸信道同樣也可以理解為存儲有所述標(biāo)識符的存儲介 質(zhì)。在此情況中，Tx單元12接下來執(zhí)行處理以允許在此存儲介質(zhì)上 存4諸該標(biāo)識符。
圖1的系統(tǒng)4中的設(shè)備2包括接收(Rx)單元23、用于獲取針 對已經(jīng)在設(shè)備1中經(jīng)過N級量化的矢量的再生矢量的單元2 0以及聯(lián) 合碼本存儲器21。這里，存儲在存儲器21中的聯(lián)合碼本與設(shè)備1 的存儲器ll中存儲的聯(lián)合碼本相同。Rx單元23通過例如執(zhí)行RF 處理、同步、均衡、解調(diào)、去交織和/或信道解碼來接收由設(shè)備1的 Tx單元12所發(fā)射的標(biāo)識符。如果所述傳輸信道表示存儲介質(zhì)，則 Rx單元23執(zhí)行處理以從存儲介質(zhì)中讀取該標(biāo)識符。繼而將所接收 的標(biāo)識符轉(zhuǎn)發(fā)到單元20,單元20基于所接收的標(biāo)識符、參數(shù)N以 及存儲器21中存儲的聯(lián)合碼本來獲取對應(yīng)于所接收標(biāo)識符的再生矢 量。這要求再生矢量與標(biāo)識符的映射對于設(shè)備1和設(shè)備2二者是相 同的。此外，必須將參數(shù)N輸入到單元20中，從而使得單元20能 夠從聯(lián)合碼本中提取正確的N級碼本。例如可以通過外部單元來使 N對于單元20可用，該外部單元例如是容納設(shè)備2的通信單元的中 央控制器。所接收的再生矢量繼而可以由設(shè)備2輸出到進(jìn) 一 步的處 理階段。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的系統(tǒng)4因此允許經(jīng)由傳輸信道來傳送矢 量的表示。很容易理解的是，在設(shè)備2處接收的再生矢量通常不是 在設(shè)備1處被量化矢量的無失真表示，因?yàn)榭捎糜诹炕腘級碼本 僅包含有限數(shù)量的再生矢量以供選擇。隨著N的增加，可以降低失 真，但必須花費(fèi)的用來標(biāo)識再生矢量的比特?cái)?shù)目相應(yīng)增加。因此， 通過參數(shù)N,可以在失真與傳輸帶寬需求(或如果所述傳輸信道由 數(shù)據(jù)載體所表示則為存儲需求)之間進(jìn)行權(quán)衡。
圖2a是根據(jù)本發(fā)明第一方面的N級矢量量化方法的實(shí)施方式的流程圖。該方法例如可以由圖1的系統(tǒng)4中的設(shè)備1的選擇和映射 單元10來執(zhí)行。為此，該方法的步驟可以通過所述設(shè)備1的數(shù)字處 理器所執(zhí)行的軟件應(yīng)用產(chǎn)品的軟件應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。
在第一步驟100,例如通過從外部單元接收N的值來對參數(shù)N 進(jìn)行初始化。在步驟101，繼而檢查用于量化的矢量是否可用。如果 不是這種情況，則該方法終止。否則，在步驟102,接收一個(gè)矢量， 并且在隨后的步驟103中，從對應(yīng)的由聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量 表示的N級碼本中選擇再生矢量，使得該再生矢量使失真標(biāo)準(zhǔn)最小 化。在步驟104，繼而輸出所選再生矢量的標(biāo)識符，例如輸出到圖1 的設(shè)備1的Tx單元12中。
然后，在步驟105檢查參數(shù)N是否將要改變，例如由于外部信 令引起改變。如果不是這種情況，則該方法跳回到步驟101以量化 其它矢量。否則，在步驟106接收新選才奪的N,然后該方法跳回到 步驟101。
圖2b是根據(jù)本發(fā)明第二方面的用于獲取針對已被N級量化的矢 量的再生矢量的方法的實(shí)施方式的流程圖。該方法例如可以由圖1 的系統(tǒng)4中的設(shè)備2的單元20來執(zhí)行。為此，該方法的步驟可以通 過所述設(shè)備2的數(shù)字處理器所執(zhí)行的軟件應(yīng)用產(chǎn)品的軟件應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。
在第一步驟200,例如通過從外部實(shí)例接收N的值來對參數(shù)N 進(jìn)行初始化。需要N以從聯(lián)合碼本中選擇適當(dāng)?shù)腘級碼本。繼而在 步驟201中檢查標(biāo)識符是否可用。如果不是這種情況，則該方法終 止。否則，在步驟202,接收一個(gè)標(biāo)識符。然后，在步驟203中，從 所述聯(lián)合碼本中的前N個(gè)再生矢量所表示的N級碼本中獲耳又所述標(biāo) 識符所標(biāo)識的再生矢量。然后在步驟204輸出所獲取的再生矢量。 在步驟205,檢查是否需要改變參數(shù)N。如果不是這種情況，則該方 法跳回到步驟201以接收其它標(biāo)識符。否則，在步驟206接收新選 擇的N,并且該方法接下來僅跳回到步驟201。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定用于N級矢量量化的聯(lián)合碼本的設(shè)備3的實(shí)施方式的示意圖。該設(shè)備3例如可以被部署用
于為圖1中的系統(tǒng)4的設(shè)備1或設(shè)備2之類的設(shè)備構(gòu)建聯(lián)合碼本。 繼而可以在設(shè)備1和設(shè)備2的制造期間或稍后將所確定的聯(lián)合碼本 分別存儲在設(shè)備1和設(shè)備2的存儲器11和21中，這例如通過到所 述存儲器11和21的接口實(shí)現(xiàn)。
設(shè)備3包括控制單元30, LBG單元31以及安置單元32。
這里，LBG單元能夠執(zhí)行LBG算法，以便基于多個(gè)訓(xùn)練矢量生 成L個(gè)再生矢量的集合，其中L是可選的整數(shù)。所述LBG算法例如 可以基于用于未知矢量分布的算法，如本發(fā)明說明書公開部分中引 用的Linde等人的現(xiàn)有技術(shù)參考文件中所提出的。除了所述多個(gè)訓(xùn)練 矢量之外，所述LBG算法可以具有一個(gè)或多個(gè)在該組L個(gè)再生矢量 的產(chǎn)生期間被視為固定的再生矢量，如參考下面圖4b的根據(jù)本發(fā)明 第四方面的方法的第二實(shí)施方式而更詳細(xì)解釋的那樣。很容易理解， 本發(fā)明實(shí)施方式中LBG算法的使用僅作為示例。同樣，也可以使用 其他碼本訓(xùn)練算法作為替代。
安置單元32能夠根據(jù)安置算法將LBG單元3132生成的再生矢 量安置到聯(lián)合碼本中，使得對于每個(gè)N,該聯(lián)合碼本中的前N個(gè)再 生矢量形成N級碼本，當(dāng)該N級碼本用于這些矢量的N級量化時(shí)， 其允許矢量的較小平均失真。
控制單元30控制設(shè)備3的整體操作，特別是控制LBG單元31 和安置單元32的交互操作。
為了確定聯(lián)合碼本，設(shè)備3被提供有設(shè)計(jì)聯(lián)合碼本所針對的最 大級數(shù)M,并具有訓(xùn)練矢量，其表示稍后將要基于聯(lián)合碼本被量化 的矢量?？蛇x地，還可以將級數(shù)N的預(yù)定集合提供給設(shè)備3，其中 聯(lián)合碼本將針對該集合包括N級碼本。例如，如果M^256,則聯(lián)合 碼本僅包含N=128和N=256的碼本就已足夠，則所述級數(shù)N的預(yù)定 集合將是{128, 256}。設(shè)備3繼而利用該信息來確定僅針對這兩個(gè) 級凄丈而優(yōu)化的碼本，而不是試圖確定針對所有N=2, 4, 8, 16, 32, 64, 128， 256的優(yōu)化碼本。這里，應(yīng)當(dāng)注意的是，將N選擇為2的冪僅是示例。所述設(shè)備3同樣能夠針對非2的冪的級數(shù)N而確定聯(lián)合碼 本，從而提高碼本的靈活性。
圖4a是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本的方法的第一 實(shí)施方式的流程圖。該第一實(shí)施方式例如由圖3的i殳備3來實(shí)現(xiàn)。
在第一步驟400，將待構(gòu)建的聯(lián)合碼本初始化為空碼本，其具有 用于M個(gè)再生矢量的存儲容量。在步驟401,將循環(huán)計(jì)數(shù)i初始化 為1。在步驟402,根據(jù)LBG算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所謂 的"初始，，M級碼本。這例如可以由設(shè)備3的LBG單元31來實(shí)現(xiàn)(參 見圖3)。然后，圖4a流程圖的剩余步驟涉及將所述初始碼本中包 含的再生矢量安置在步驟400中初始化的所述聯(lián)合碼本中。該安置 例如可以由設(shè)備3的安置單元32 (參見圖3)來執(zhí)行。
為此，在步驟403,通過LBG算法并基于在步驟402中使用的 同一訓(xùn)練序列來確定2級碼本。這也可以由i殳備3的LBG單元31 來執(zhí)行(參見圖3)。然后在步驟404,所述初始碼本中與所述2級 碼本中的兩個(gè)再生矢量最相似(在最小化失真標(biāo)準(zhǔn)方面)的兩個(gè)再 生矢量被標(biāo)識，并且在步驟405中被復(fù)制到在步驟400中初始化的 聯(lián)合碼本中的前兩個(gè)位置。在步驟406，將位置計(jì)數(shù)Aw設(shè)置為2。
重復(fù)地執(zhí)行下列步驟407-412,直到將來自所述初始碼本的所有 再生矢量安置到所述聯(lián)合碼本中為止。
在步驟407，基于LBG算法和在步驟402和403中使用的相同 訓(xùn)練矢量來確定I級碼本，該步驟例如可以由設(shè)備3的LBG單元31 (參見圖3)來實(shí)現(xiàn)。這里，1=2;成立，其中i是在步驟401中初始 化的循環(huán)計(jì)數(shù)。該I級碼本表示針對N《的最優(yōu)碼本。然而，由于 在聯(lián)合碼本中，已經(jīng)在之前所執(zhí)行的流程步驟中安置了前1/2個(gè)再生 矢量，所以安置僅對于最后1/2個(gè)再生矢量是可行的。因此，在步驟 408，標(biāo)識(并忽略)所述I級碼本中被確定為與聯(lián)合碼本中已經(jīng)包 含的1/2個(gè)再生矢量最相似(在最小化失真標(biāo)準(zhǔn)方面)的I/2個(gè)再生 向量。然后，在步驟409,所述初始碼本中與來自所述I級碼本的其 余(步驟408中未標(biāo)識的)再生矢量最相似的1/2個(gè)再生矢量被選擇，并且在步驟410中被復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中的位置P0S+1至Pos+I/2 。 然后在步驟411,將位置計(jì)數(shù)Pos增加I/2,并且在步驟412中還將 循環(huán)計(jì)數(shù)增加l。在步驟413中，檢查循環(huán)計(jì)數(shù)是否大于m,其中 m=log2(M)。如果是這種情況，則來自所述初始碼本的所有再生矢 量已經(jīng)被安置到了聯(lián)合碼本中，方法終止。否則，該方法跳回步驟
圖4b是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本的方法的第二 實(shí)施方式的流程圖。該第二實(shí)施方式例如可以由圖3中的設(shè)備3來 實(shí)現(xiàn)。
在第一步驟420,對具有M個(gè)再生矢量容量的(目標(biāo))聯(lián)合碼 本進(jìn)行初始化。在步驟421，將循環(huán)計(jì)數(shù)i初始化為1。在步驟422, 根據(jù)LBG算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生2級碼本。這例如可以由 圖3中設(shè)備3的LBG單元31來實(shí)現(xiàn)。在步驟423，將該2級碼本的 兩個(gè)再生矢量復(fù)制到聯(lián)合碼本中的前兩個(gè)位置。在步驟424,將位置 計(jì)數(shù)Pos設(shè)置為2。該前序操作確定并安置了聯(lián)合碼本中第一碼本 (N=2)的再生矢量，在此之后，重復(fù)地執(zhí)行步驟425至428，從而 產(chǎn)生和確定后續(xù)的更高級碼本。
為此，在步驟425,通過LBG算法并基于多個(gè)訓(xùn)練序列來確定I 級碼本，其中I二2i成立，其中i是在步驟421中初始化的循環(huán)計(jì)數(shù)。 實(shí)際上，該I級碼本將表示用于N二I的最優(yōu)碼本。然而，由于在聯(lián) 合碼本中已經(jīng)在之前執(zhí)行的流程步驟中安置了前1/2個(gè)再生矢量，所 以該安置僅對于最后的1/2個(gè)再生矢量是可行的。根據(jù)本發(fā)明第四方 面的方法的第二實(shí)施方式，這樣來解決該問題通過包括已經(jīng)被復(fù) 制到聯(lián)合碼本中的前1/2個(gè)再生矢量的碼本來對LBG算法進(jìn)行初始 化，并要求這前1/2個(gè)再生矢量在LBG算法的操作過程中保持固定。 這確保了 LBG算法輸出的I級碼本包括已經(jīng)包含在聯(lián)合碼本中的 這前1/2個(gè)再生矢量(并且針對較低級碼本進(jìn)行了優(yōu)化)，以及針對 當(dāng)前的I級碼本進(jìn)行了優(yōu)化的1/2個(gè)再生矢量，同時(shí)仍然考慮了 (部 分地補(bǔ)償了 )所述I級碼本中的前I/2個(gè)再生矢量是固定的事實(shí)。然后，可以將在步驟425中確定的I級碼本的后1/2個(gè)再生矢量在步驟
426中復(fù)制到聯(lián)合碼本的位置Pos+l至Pos+I/2。
這些步驟425和426的適當(dāng)重復(fù)是通過在步驟427中更新位置 計(jì)數(shù)Pos、在步驟428增加循環(huán)計(jì)數(shù)i、以及在步驟429針對值 m二log2(M)對其進(jìn)行檢查而得以確保的。如果i大于m,則該方法終 止，否則，該方法跳回到步-豫425。
圖4c是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本的方法的第三 實(shí)施方式的流程圖。該第三實(shí)施方式例如可以由圖3中的設(shè)備3來 實(shí)現(xiàn)。
在第一步驟440,對具有M個(gè)再生矢量容量的(目標(biāo))聯(lián)合碼 本進(jìn)行初始化。在第二步驟441，根據(jù)LBG算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢 量來產(chǎn)生所謂的"初始，，M級碼本。這例如可以由設(shè)備3的LBG單 元31來實(shí)現(xiàn)(參見圖3)。然后，圖4c的流程圖的其余步驟涉及將 包含在所述初始碼本中的再生矢量安置到在步驟440中初始化的所 述聯(lián)合碼本中。該安置例如可以由設(shè)備3的安置單元32 (參見圖3)
來執(zhí)行。
在步驟441之后，有兩種備選方案可用以從所述初始碼本中選 擇被復(fù)制到聯(lián)合碼本中第一個(gè)位置(或前幾個(gè)位置)的第一個(gè)再生 矢量(或前幾個(gè)再生矢量)。
根據(jù)第一備選方案，在步驟422a,從初始碼本中選擇兩個(gè)4皮此 最不同(在最大化失真標(biāo)準(zhǔn)方面)的再生矢量。然后，在步驟443a, 將所選3奪的兩個(gè)再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到聯(lián)合碼本中的前兩 個(gè)位置。此外，將這些再生矢量從初始碼本中刪除。在步驟4"a， 接下來將位置計(jì)數(shù)Pos初始化為3。
根據(jù)第二備選方案，在步驟442b,選擇來自于所述初始碼本的、 與步驟441中通過LBG算法產(chǎn)生初始碼本中所使用的所有訓(xùn)練矢量 最相似的再生矢量。然后，在步驟443b,將所選再生矢量從所述初 始碼本復(fù)制到聯(lián)合碼本中的第一位置。此外，從初始碼本中刪除該 再生矢量。在步驟444b，將位置計(jì)數(shù)Pos初始化為2。只要初始碼本非空(這在步驟445中進(jìn)行控制)，就重復(fù)下列
步驟446至448 (而不考慮之前所執(zhí)行的備選方案)，每次將一個(gè)再 生矢量從所述初始碼本安置到所述聯(lián)合碼本中接下來的空閑位置 Pos中。
為此，在步驟446，選4奪所述初始碼本中與已經(jīng)包含在所述聯(lián)合 碼本中的所有再生矢量最不同的再生矢量。這里，可以例如通過以
的再生矢量對于所述初始碼本中的每個(gè)候選再生矢量，計(jì)算其相 對于所述初始碼本中所有其他再生矢量的各自失真，并對這些失真 進(jìn)行求和，從而為每個(gè)候選再生矢量得到一個(gè)值。然后，可以將具 有最大總失真的候選再生矢量視為與已經(jīng)包含在所述聯(lián)合碼本中的 所有再生矢量最不同。在步驟447,該所選再生矢量被復(fù)制到聯(lián)合碼 本中的(接下來的空閑)位置Pos,并從初始碼本中被刪除。然后在 步驟448,將位置計(jì)數(shù)Pos增加l,并且該方法跳回到步驟445。
以此方式，用來自所述初始碼本的、與已經(jīng)包含在所述聯(lián)合碼 本中的再生矢量最不同的再生矢量順次地填充聯(lián)合碼本，由此，即 使是針對低級碼本，也能夠確保對待量化矢量的矢量空間的良好覆
為了避免很少使用的再生矢量變成聯(lián)合碼本中的前幾個(gè)條目，
可以對圖4c的流程圖所反映的安置算法施加其它限制。例如，在步 驟446,可以選4奪與已經(jīng)包含在所述聯(lián)合碼本中的所有再生矢量最不 同的、同時(shí)其所有矢量分量都低于特定限制的再生矢量，并且繼而 在步驟447中將其復(fù)制到聯(lián)合碼本中。所述限制例如可以取決于在 初始碼本中選擇再生矢量所針對的聯(lián)合碼本中的實(shí)際位置Pos。例 如，對于對應(yīng)于聯(lián)合碼本中的2級碼本的位置(聯(lián)合碼本中的位置1 和2),可以應(yīng)用第一限制，對于對應(yīng)于4級碼本中的后半部分的位 置(聯(lián)合碼本中的位置3和4),可以應(yīng)用第二限制，等等。這里， 有利地，所述限制的值可以增加(即，第一限制小于第二限制，第 二限制小于第三限制，等等)。圖4d是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本的方法的第四 實(shí)施方式的流程圖。該第四實(shí)施方式例如可以由圖3中的i殳備3來實(shí)現(xiàn)。
在第一步驟460,對具有M個(gè)再生矢量容量的(目標(biāo))聯(lián)合碼 本進(jìn)行初始化。在第二步驟461,根據(jù)LBG算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢 量來產(chǎn)生所謂的"初始，，M級碼本。在步驟462,將位置計(jì)數(shù)Pos 初始化為M。然后，圖4d的流程圖的其余步驟涉及將包含在所述初 始碼本中的再生矢量安置到在步驟460中初始化的所述聯(lián)合碼本中。 該安置例如可以由設(shè)備3的安置單元32 (參見圖3 )來執(zhí)行。
只要初始碼本非空(這在步驟463中進(jìn)行控制)，就重復(fù)下列 步驟446至448，每次將一個(gè)再生矢量從所述初始碼本安置到所述聯(lián) 合碼本中^妾下來的空閑位置Pos中，但現(xiàn)在從聯(lián)合碼本的末段開始、
向開始段進(jìn)行。
為此，在步驟464，選4奪所述初始碼本中;f皮此最相似(在最小化 失真標(biāo)準(zhǔn)方面)的兩個(gè)再生矢量。在步驟465，這兩個(gè)所選再生矢量 中的第一個(gè)被復(fù)制到聯(lián)合碼本中的(接下來的空閑)位置Pos，并且 從初始碼本中被刪除。然后在步驟466,將位置計(jì)數(shù)Pos降低l,并 且該方法S兆回到步驟463。
以此方式，用來自所述初始碼本的、與所述初始碼本中其他再 生矢量相似的再生矢量從末段開始順序地填充聯(lián)合碼本。即使是對 于低級碼本，這也確保了對待量化矢量的矢量空間的良好覆蓋，因 為針對這些低級碼本的再生矢量位于聯(lián)合碼本的開始處。
圖4e是根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于確定聯(lián)合碼本的方法的第五 實(shí)施方式的流程圖。該第五實(shí)施方式例如可以由圖3中的設(shè)備3來 實(shí)現(xiàn)。
在第一步驟480,對具有M個(gè)再生矢量容量的(目標(biāo))聯(lián)合碼 本進(jìn)行初始化。在第二步驟481,根據(jù)LBG算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢 量來產(chǎn)生所謂的"初始"M級碼本。這可以例如由設(shè)備3的LBG單 元(參見圖3)來完成。然后，圖4e的流程圖的其余步驟涉及將包含在所述初始碼本中的再生矢量安置到在步驟480中初始化的所述 聯(lián)合碼本中。該安置例如可以由設(shè)備3的安置單元32 (參見圖3 ) 來執(zhí)行。
在步驟482,將計(jì)數(shù)i初始化為0。而且，將變量N。定義為0。 最后，將位置計(jì)數(shù)Pos初始化為0。
步驟483至487描述了重復(fù)K次的循環(huán)。這里，K表示將由聯(lián) 合碼本提供的碼本大小Ni (其中i=l,...,K,并且Nj.一Nj^M，其中 j=2， ...，K)的數(shù)量。在每次循環(huán)i中完成大小為Ni的碼本，這將在 下文描述。
在循環(huán)的步驟484中，從初始碼本中選擇Nj-Nw個(gè)再生矢量， 并將其復(fù)制到聯(lián)合碼本中接下來的空閑位置，并將其從初始碼本中 刪除。執(zhí)行這些再生矢量的選擇，使包含已經(jīng)在先前循環(huán)中被復(fù)制 到聯(lián)合碼本中的Nj個(gè)再生矢量以及所選再生矢量的Ni級碼本相對于 LBG算法(參見步驟481)中所使用的訓(xùn)練矢量的失真最小化。對 于i=l (相應(yīng)地，NrN『0),迄今還沒有再生矢量^皮復(fù)制到聯(lián)合碼 本中，并且因此執(zhí)行再生矢量的選擇，使僅包含所選再生矢量的Ni 級碼本相對于LBG算法中所使用的訓(xùn)練矢量的失真最小。
這里，例如可以通過如下方式來確定碼本的失真計(jì)算在Nj級 碼本中包含的每個(gè)再生矢量相對于來自所述再生矢量的維諾單元的 所有訓(xùn)練序列的總失真，以及對所述碼本中的所有再生矢量的總失 真進(jìn)行求和，以得到最終值。這里，僅舉一些例子，可以通過矢量 之間的歐幾里得距離，或通過從1!范數(shù)中導(dǎo)出的距離來確定該失真。
在循環(huán)的步驟48 5,將所選再生矢量復(fù)制到聯(lián)合碼本中的位置 Pos+l至Pos+Ni-Nw (其是聯(lián)合碼本中接下來的空閑位置)，并且從 初始碼本中刪除所選再生矢量，從而在后一循環(huán)中選擇再生矢量時(shí) 無須對其進(jìn)行考慮?？梢钥闯觯诿總€(gè)循環(huán)i中，僅確定相應(yīng)Nj級 碼本的最后Ni-Nw個(gè)位置，因?yàn)橐呀?jīng)在先前循環(huán)中確定了前Nw個(gè) 位置。這樣，在循環(huán)i中認(rèn)為Nj級碼本"完成，，(并未完全確定)。在步驟486,相應(yīng)地將位置計(jì)數(shù)Pos增加NrNw。在步驟487， 檢查是否已經(jīng)處理了將要包含在該聯(lián)合碼本中的所有K個(gè)碼本 (i=K)。如果是這種情況，則該方法終止。否則(i<K),該方法 跳回到步驟483以完成后續(xù)碼本。
例如，如果M二4， N!=2以及Nf4成立，則在第一循環(huán)卜l中選 擇N產(chǎn)2個(gè)來自初始碼本的再生矢量，使包含這兩個(gè)再生矢量的2元 素碼本相對于所述訓(xùn)練矢量的失真最小。這兩個(gè)再生矢量被復(fù)制到 聯(lián)合碼本中的位置l和2 (從而完成了在聯(lián)合碼本的開始處包含的2 元素碼本)，并從初始碼本中刪除。在下一循環(huán)i=2中，選擇N2-N產(chǎn)2 個(gè)再生矢量，使具有已經(jīng)包含在所述聯(lián)合碼本中的2個(gè)再生矢量和2 個(gè)所選再生矢量的碼本相對于訓(xùn)練矢量具有最小失真。然后這2個(gè) 再生矢量被復(fù)制到聯(lián)合碼本中的位置3和4(從而完成了在聯(lián)合碼本 開始處包含的4元素碼本)，并且從所述初始碼本中—皮刪除。這里， 很容易理解，M和Ni的選擇并不局限于2的冪。
上面已經(jīng)通過示例性實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述。應(yīng)當(dāng)注意
到，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，具有各種可選方式和變形，并且可
以在不偏離所附權(quán)利要求書的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下加以實(shí)現(xiàn)。特別
地，本發(fā)明不限于語音或音頻處理情況中的應(yīng)用。其同樣可用于任 何其他類型數(shù)據(jù)的量化。
權(quán)利要求
1.一種用于N級矢量量化的方法，其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N，所述方法包括從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N，所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，N:2n和M^m成立，其 中n和m是整數(shù)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述N級碼本中的每個(gè) 再生矢量由n比特二進(jìn)制字來標(biāo)識。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述矢量包括與數(shù)據(jù)序 列的線性預(yù)測編碼相關(guān)的參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述選擇步驟由便攜式 通信設(shè)備來執(zhí)行。
6. —種用于N級矢量量化的設(shè)備，其中可以在所述量化之前從 至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N,所述i殳備包括用于從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢 量的裝置，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N，所述N 個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表 示。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備是便攜式通信 設(shè)備。
8. —種包括存儲介質(zhì)的軟件應(yīng)用產(chǎn)品，該存儲介質(zhì)具有包含于 其中的用于N級矢量量化的軟件應(yīng)用，其中可以在所述量化之前,人 至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N,所述軟件應(yīng)用包括用于從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢 量的程序代碼，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N ， 所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示。
9. 一種用于針對已被N級量化的矢量而獲取再生矢量的方法， 其中可以在所述矢量的量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級 數(shù)M的預(yù)定值的集合中選4奪N,所述方法包括接收已經(jīng)針對所述量化中的矢量而選擇的再生矢量的標(biāo)識符； 以及，基于所述標(biāo)識符而從N個(gè)再生矢量的N級碼本中獲取所述再生 矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N,所述N個(gè) 再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表 示。
10. —種用于針對已被N級量化的矢量而獲取再生矢量的設(shè)備， 其中可以在所述矢量的量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級 數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N,所述設(shè)備包括用于接收已經(jīng)針對所述量化中的矢量而選擇的再生矢量的標(biāo)識符的裝置；以及，用于基于所述標(biāo)識符而從N個(gè)再生矢量的N級碼本中獲取所述 再生矢量的裝置，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N, 所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同 一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢 量來表示。
11. 一種包括存儲介質(zhì)的軟件應(yīng)用產(chǎn)品，該存儲介質(zhì)具有存儲于 其中的用于針對已被N級量化的矢量而獲取再生矢量的軟件應(yīng)用， 其中可以在所述矢量的量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級 數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N,所述軟件應(yīng)用包括用于接收已經(jīng)針對所述量化中的矢量而選擇的再生矢量的標(biāo)識 符的程序代碼；以及，用于基于所述標(biāo)識符而從N個(gè)再生矢量的N級碼本中獲取所述再生矢量的程序代碼，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N，所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示。
12. —種用于傳送矢量表示的系統(tǒng)，包括用于從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢 量的裝置，其中可以在所述選擇之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最 大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N，并且其中，對于所述至少兩個(gè) 預(yù)定值的集合中的每個(gè)N，所述N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的第 一耳關(guān)合碼本的前N個(gè)再生矢量所表示；用于經(jīng)由傳輸信道來傳輸所選再生矢量的標(biāo)識符的裝置；用于接收所述標(biāo)識符的裝置；以及，用于基于所述標(biāo)識符，從等同于所述第一碼本的M個(gè)再生矢量 的第二聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量所表示的N個(gè)再生矢量的N級碼 本中獲取所述再生矢量的裝置。
13. —種用于確定M個(gè)再生矢量的聯(lián)合碼本以用于N級矢量量 化的方法，其中M是預(yù)定的最大級數(shù)，其中可以在所述量化之前從 至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值的集合中選擇N,并且其中在所述 量化中，從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢 量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N,所述N個(gè)再 生矢量由所述聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示，所述方法包括通過訓(xùn)練算法并至少部分地基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述再生 矢量；以及根據(jù)安置算法在所述聯(lián)合碼本中安置所產(chǎn)生的再生矢量，從而 對于每個(gè)N而言，所述聯(lián)合碼本中的前N個(gè)再生矢量形成N級碼本，該N級碼本在用于所述矢量的所述量化時(shí)允許所述矢量的較小平均失真。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，N二2n和M二2"成立， 其中n和m是整數(shù)值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括通過所述訓(xùn)練算法來產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的初始碼本； 通過所述訓(xùn)練算法來產(chǎn)生2個(gè)再生矢量的2級碼本； /人所述初始碼本中選^奪與所述2級碼本中的所述2個(gè)再生矢量最相似的那2個(gè)再生矢量；將所選的2個(gè)再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中的前2個(gè)位置，并從所述初始碼本中刪除所述2個(gè)所選再生矢量；以及對于l<Km，重復(fù)下列步驟通過所述訓(xùn)練算法產(chǎn)生1=2{個(gè)再生矢量的I級碼本；從所述I級碼本中標(biāo)識那些與已經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的 所述1/2個(gè)再生矢量最相似的1/2個(gè)再生矢量；對于所述I級碼本中其余未被標(biāo)識的1/2個(gè)再生矢量，從所 述初始碼本中選4奪那些與所述其余未^^皮標(biāo)識的1/2個(gè)再生矢量最 相似的I/2個(gè)再生矢量；以及將所述1/ 2個(gè)所選再生矢量從所述初始碼本中復(fù)制到所述聯(lián) 合碼本中按升序排列接下來的空閑位置，并從所述初始碼本中刪除所述I/2個(gè)所選再生矢量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括 通過所述訓(xùn)練算法來產(chǎn)生2個(gè)再生矢量的2級碼本；將所述2個(gè)再生矢量從所述2級碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中的 前2個(gè)位置；以及，對于KSm,重復(fù)下列步驟通過所述訓(xùn)練算法產(chǎn)生1=2;個(gè)再生矢量的I級碼本，其中在 所述訓(xùn)練算法中，已經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的1/2個(gè)再生矢量形 成I個(gè)再生矢量的碼本的第一部分，其用作初始化所述訓(xùn)練算法 所產(chǎn)生的I級碼本，并被假設(shè)為在整個(gè)訓(xùn)練算法中是固定的；以 及，將所產(chǎn)生的I級碼本的最后1/2個(gè)再生矢量復(fù)制到所述聯(lián)合 碼本中按升序排列接下來的1/2個(gè)空閑位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括通過所述訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的 #刀士會(huì)石馬*;從所述初始碼本中選擇彼此最不同的兩個(gè)再生矢量； 將所述兩個(gè)所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本以及只要所述初始碼本非空，就重復(fù)下列步驟從所述初始碼本中選擇與已經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的所有 再生矢量最不同的再生矢量；將所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按 升序排列的接下來的空閑位置，并從所述初始碼本中刪除所述 所選再生矢量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括通過所述訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的 初始碼本；從所述初始碼本中選擇與所有所述訓(xùn)練矢量最相似的再生矢量；將所述所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中的 第一位置，并從所述初始碼本中刪除所述所選再生矢量；以及只要所述初始碼本非空，就重復(fù)下列步驟從所述初始碼本中選擇與已經(jīng)復(fù)制到所述聯(lián)合碼本的所有再生矢量最不同的再生矢量；將所述所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按 升序排列接下來的空閑位置，并從所述初始碼本中刪除所示所選再 生矢量。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括 通過所述訓(xùn)練算法產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的初始碼本； 只要所述初始碼本非空，就重復(fù)下列步驟從所述初始碼本中選擇彼此最相似的2個(gè)再生矢量；將所述兩個(gè)所選再生矢量中的第一再生矢量從所述初始碼 本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中從最后位置開始按降序排列的接下來 的空閑位置，并且從所述初始碼本中刪除所述兩個(gè)所選再生矢 量的所述第一再生矢量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，針對N的、小于或等 于M的至少兩個(gè)預(yù)定值的所述集合包含K個(gè)值Ni,其中i=l， ...， K, 并且Nj-^Nj^M,其中j^2，…，K,所述方法包括通過所述訓(xùn)練算法并基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生M個(gè)再生矢量的 初始碼本；從所述初始碼本中選擇Ni個(gè)再生矢量，使包含所選再生矢量的 碼本相對于所有所述訓(xùn)練矢量的失真最小；將所述所選再生矢量從所述初始碼本復(fù)制到所述聯(lián)合碼本，并 從所述初始碼本中刪除所述所選再生矢量；以及對于KKK的每個(gè)Ni,重復(fù)下列步驟從所述初始碼本中選擇Nr Nw個(gè)再生矢量，使包含已經(jīng)復(fù)制到 所述聯(lián)合碼本的Nw個(gè)再生矢量以及所述所選再生矢量的碼本相對 于所有所述訓(xùn)練矢量的失真最小；以及，將所選再生矢量從所述初始碼本中復(fù)制到所述聯(lián)合碼本中按升 序排列的接下來的空閑位置，并從所述初始碼本中刪除所選再生矢 量。
21. —種用于確定M個(gè)再生矢量的聯(lián)合碼本以用于N級矢量量 化的設(shè)備，其中M是預(yù)定的最大級數(shù)M，其中可以在所述量化之前 從至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值的集合中選擇N,并且其中在所 述量化中，從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選4奪針對每個(gè)矢量的再生 矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N而言，所述 N個(gè)再生矢量由所述聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示，所述設(shè)備 包括用于通過訓(xùn)練算法并至少部分基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述再 生矢量的裝置；以及，用于根據(jù)安置算法而在所述聯(lián)合碼本中安置所產(chǎn)生的再生矢量的裝置，使得對于每個(gè)N,所述M個(gè)再生矢量的集合中的前N個(gè)再 生矢量形成N級碼本，該N級碼本在用于所述矢量的所述量化時(shí)允 許所述矢量的較小平均失真。
22. —種包括存儲介質(zhì)的軟件應(yīng)用產(chǎn)品，該存儲介質(zhì)具有包含在 其中的用于確定M個(gè)再生矢量的聯(lián)合碼本以用于N級矢量量化的軟 件應(yīng)用，其中M是預(yù)定的最大級數(shù)M,其中可以在所述量化之前從 至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值的集合中選擇N,并且其中在所述 量化中，從N個(gè)再生矢量的N級碼本中選"^針對每個(gè)矢量的再生矢 量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N而言，所述N 個(gè)再生矢量由所述聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示，所述軟件應(yīng) 用包括用于通過訓(xùn)練算法并至少部分基于多個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述再 生矢量的程序代碼；以及，用于根據(jù)安置算法而在所述聯(lián)合碼本中安置所產(chǎn)生的再生矢量 的程序代碼，使得對于每個(gè)N，所述M個(gè)再生矢量的集合中的前N 個(gè)再生矢量形成N級碼本，該N級碼本在用于所述矢量的所述量化 時(shí)允許所述矢量的較小平均失真。
23. —種用于N級矢量量化的聯(lián)合碼本，其中M是預(yù)定的最大 級數(shù)，其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于M的預(yù)定值 的集合中選擇N,并且其中在所述量化中，從N個(gè)再生矢量的N級 碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢量，其中對于所述至少兩個(gè)預(yù)定 值的集合中的每個(gè)N而言，所述N個(gè)再生矢量由所述聯(lián)合碼本的前 N個(gè)再生矢量來表示，所述聯(lián)合碼本包括M個(gè)再生矢量的集合，其中通過訓(xùn)練算法并至少部分地基于多 個(gè)訓(xùn)練矢量來產(chǎn)生所述M個(gè)再生矢量的集合中的所述再生矢量；以 及，其中根據(jù)安置算法而在所述M個(gè)再生矢量的集合中安置所述再 生矢量，使得對于每個(gè)N,所述M個(gè)再生矢量的集合中的前N個(gè)再 生矢量形成N級碼本，該N級碼本在用于所述矢量的所述量化時(shí)允許所述矢量的較小平均失真。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用戶N級矢量量化的方法、設(shè)備和軟件應(yīng)用產(chǎn)品，其中可以在所述量化之前從至少兩個(gè)小于或等于預(yù)定最大級數(shù)M的預(yù)定值的集合中選擇N。從N個(gè)再生矢量的V級碼本中選擇針對每個(gè)矢量的再生矢量，其中對于該至少兩個(gè)預(yù)定值的集合中的每個(gè)N而言，該N個(gè)再生矢量由M個(gè)再生矢量的同一聯(lián)合碼本的前N個(gè)再生矢量來表示。本發(fā)明還涉及一種用于針對已被V級量化的矢量而獲取再生矢量的方法、設(shè)備和軟件應(yīng)用產(chǎn)品，涉及用于傳送矢量表示的系統(tǒng)，涉及用于確定聯(lián)合碼本的方法、設(shè)備和軟件應(yīng)用產(chǎn)品，并涉及此聯(lián)合碼本本身。
文檔編號H03M7/30GK101288118SQ200680035411
公開日2008年10月15日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者A·拉莫, A·瓦西拉舍 申請人:諾基亞公司