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벡터 양자화기를 사용한 최적의 부대역 필터 뱅크 구현에 관한 연구
A Study on Optimum Subband Filter Bank Design Using Vector Quantizer 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.17 no.1, 2017년, pp.107 - 113  

지인호 (홍익대학교 컴퓨터정보통신공학과)

초록
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이 논문은 벡터 양자기가 포함된 부대역 코덱의 분석과 설계에서 벡터 양자기를 모델링하는 새로운 방법을 제시해준다. 우리는 각 코드북의 시작점들의 수(N), 각 코드워드의 길이(k), 필터 대역 계수들에 의존하는 부대역 코덱 시스템의 입력과 출력의 평균자승 회복 오차(MSE)를 계산한다. 본 논문은 확률밀도함수로 최적화된 벡터양자기가 존재하는 최적의 M밴드 필터 뱅크 구조는 등가의 스칼라 양자기의 변수들의 적절한 선택으로 구현될 수 있음을 보였다. 특정한 구현 예를 두 개의 다른 필터뱅크 구조인 Paraunitary 필터 뱅크와 Biorthogonal 필터 뱅크를 2채널 경우에 개발하였다. 이 이론적인 결과들은 확장의 Monte Carlo 시뮬레이션으로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper provides a new approach for modeling of vector quantizer(VQ) followed by analysis and design of subband codecs with imbedded VQ's. We compute the mean squared reconstruction error(MSE) which depend on N the number of entries in each codebook, k the length of each codeword, and on the filt...

주제어

#Vector Quantizer   #Subband Filter Bank   #Paraunitary   #Biorthogonal  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 우리는 M-대역 부대역 구조에서 벡터 양자기의 분석적인 모델을 제시하였다. 본 논문은 스칼라 nonlinear gain-plus-additive noise 양자화 모델이 M-밴드 부대역 코덱에서 각각의 벡터 양자기를 나타내는데 사용될 수있음을 보여주었다. Paraunitary h(n)의 최적 필터 계수 h(n)은 R bits/sample 의 변동에 덜 민감하나, Biorthogonal 경우에는 민감하게 작동함을 알 수 있었다.

가설 설정

  • 1. 입력 AR(1)(p=0.95, mean = 0, uar = 1.0) 신호가 4-tap Binomial QMF[11] 통과한다.
  • 2. 완전 재생(PR) 만족하는 h0(n)을 선택하여라.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
부대역 코딩이란? Vettererli[2]의해서 다차원 신호로 확장되었는데 이 부대역 코딩 기술은 낮은 대역 음성코딩과 정지 영상, 비디오 그리고 HDTV 신호 코딩에 잘 사용되어 왔다. 부대역 코딩의 기본 개념은 신호이 주파수 대역을 여러 개의 부대역으로 분할하여 각 대역을 부호화 하는 것이다. 보통 PCM 또는 DPCM 코더가 각 대역을 부호화 하는데 각 대역의 비트전송 속도는 비트 할당 절차로 결정된다.
M-밴드 부대역코덱에서 각각의 벡터 양자기를 나타내는데 사용할 수 있는 모델은? 우리는 M-대역 부대역 구조에서 벡터 양자기의 분석적인 모델을 제시하였다. 본 논문은 스칼라 nonlinear gain-plus-additive noise 양자화 모델이 M-밴드 부대역코덱에서 각각의 벡터 양자기를 나타내는데 사용될 수 있음을 보여주었다. Paraunitary FB의 최적 필터 계수 hn은 R bits/sample 의 변동에 덜 민감하나, Biorthogonal 경우에는 민감하게 작동함을 알 수 있었다.
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참고문헌 (13)

  1. P. P. Vaidyanathan, Multirate Systems and Filter Banks, Prentice Hall, 1993 

  2. M. Vetterli, "Multi-dimensional subband coding: Some theory and algorithm," Signal Processing, vol. 6, pp. 97-112, Apr. 1984. DOI : https://doi.org/10.1016/0165-1684(84)90012-4 

    상세보기 crossref

  3. H. Gharavi, "Subband coding algorithm for video application: Videophone to HDTV conferencing," IEEE Trans. Circuit Syst. Video Techno., vol. 1, No. 2, pp. 174-183, June, 1991. 

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  4. P. H. Westering, D. E. Boekee, J. Biemond, "Subband coding of image using vector quantization," IEEE Trans. on Comm., vol. 36, No. 6,, June 1991. 

  5. Y. Linde, A. Buzo, and R. M. Gray, "A algorithm for vector quantizer design," in IEEE Trans. on Comm., vol. COM-28, No. 1, pp. 84-95, Jan. 1980. 

  6. R. A. Haddad and K. Park, "Modeling, analysis and optimum design of quantized M-band filter banks," IEEE Trans., Signal Processing, vol. 43, No. 11, pp. 2540-2549, Nov. 1995. 

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  7. Innho Jee and R. A. Haddad, "Optimum design of vector-quantized subband codecs", IEEE Trans. on Signal Processing, Vol. 46, No. 8, pp. 2239-2243, Aug. 1998. 

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  8. A. Gersho, "Asymptotically optimal block quantization," in IEEE Trans. on Inf. Theory, vol. IY-25, No. 4, pp. 373-380, July 1979. 

  9. W. A. Pearlman and A. Said, Digital Signal Compression : Principle and Practice, Cambridge University Press. 2013. 

  10. Vladimir Cuperman, "Joint bit allocation and dimensional optimization for vector transform quantization." in IEEE Trans. on Inf. Theory, vol. 39, No. 1, pp. 302-305, Jan. 1993. 

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  11. A. N. Akansu and R. A. Haddad, Multi-resolution Signal Decomposition: Transform, Subbands, and Wavelets, Academic Press, 1992. 

  12. J. Chang and C. Lin, "An iterative data-flow optimal scheduling algorithm based on genetic algorithm for high performance multiprocessor," The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication(IIIBC), vol. 15, No. 6, pp. 115-121, Dec. 2015. 

    원문보기 상세보기 crossref

  13. C. Lee, J. Lee, K. Jung and J. Lee, "Wavelet transform based image registration using MCDT method for multi-image," The International Journal of Internet, Broadcasting and Communication(IJIBC), vol. 7, No.1, pp. 36-41, Feb. 2015. 

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