In order to design a good quantizer for the underlying distribution using a training sequence (TS), the traditional approach is seeking for the empirical minimum based on the empirical risk minimization principle. As the size of TS increases, we may obtain a good quantizer for the true distribution. However, if we have a relatively small TS, searching the empirical minimum for the TS causes the overfitting problem, which even worsens the performance of the trained codebook. In this paper, the performance of codebooks trained by small TSs is studied, and it is shown that a piecewise uniform codebook can be better than an empirically minimized codebook is.
한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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pp.1321-1325
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1993
This paper investigates the use of Fuzzy vector quantizer(FVQ) in speech synthesis. To compress speech data, we employ K-means algorithm to design codebook and then FVQ technique is used to analysize input speech vectors based on the codebook in an analysis part. In FVQ synthesis part, analysis data vectors generated in FVQ analysis is used to synthesize the speech. We have fined that synthesized speech quality depends on Fuzziness values in FVQ, and the optimum fuzziness values maximized synthesized speech SQNR are related with variance values of input speech vectors. This approach is tested on a sentence, and we compare synthesized speech by a convensional VQ with synthesized speech by a FVQ with optimum Fuzziness values.
Signal splitting and perfect reconstruction in subband coding is based on the assumption that quantization errors are negligible. But if subband signal is quantized, 4 types of errors occurs thus it is not impossible to do perfect reconstruction. These errors are QMF design error, aliasing error, signal error and random error. By using the QMF for subband splitting, the QMF error does not present. and by using the Lloyd-Max quantizer for the quantization and by using an appropriate synthesis filter, all signal dependent errors can be cancelled and the remaining error is random error which is uncorrelated with the original image〔1〕. In this thesis, Lenna and Camera-Man image are devided into 10 subbands by using the D4 and D20 wavelet And the subband signals are quantized by using the Lloyd-Max quantizer and the quantization errors are compared. and evaluated.
본 논문은 다차원 서브밴드 필터 뱅크에서 양자화 효과에 대한 분석과 그에 따른 최적의 필터 설계 방법에 대한 이론을 제안한다. 기존의 서브밴드 필터뱅크에 대한 연구에서 양자화 과정에 대한 고려는 매우 미미하였다. 본 연구에서는 확률 밀도에 최적화된 양자화기가 이득에 무상관성 잡음이 더하여진 비선형 형태로 모델링 되어 서브밴드 구조에 결합된다. 분석/합성 필터 뱅크에 다위상 분리 방법을 적용하여 양자화 과정에 의한 출력에서의 MSE가 유도되며 이 에러의 최소화 과정을 통하여 최적의 필터 설계 방법이 개발된다. 또한 5점형 구조의 표본화 격자를 이용한 최적의 비분리 파라유니터리와 이중직교 필터의 설계와 이를 이용한 영상 데이터의 압축 및 복원 과정을 통하여 성능 분석을 한다. 시뮬레이션 결과 제안한 설계방법에 따른 필터가 기존의 단순한 PR 서브밴드 필터보다 영상의 압축 및 복원에서 10에서 20퍼센트 정도의 MSE 감소를 보여주었고 낮은 비트율에서 특히 우수한 성능을 나타내었다.
Kim, Hyeon-ho;Woo, Hyong-Hwan;Lee, Yong-hui;Yi, Jae-Young;Yi, Cheon-hee
한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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한국시뮬레이션학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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pp.177-181
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2002
In this paper, the design of 12bit pipeline BiCMOS A/D converter presented. A BiCMOS operational amplifier and comparator suitable for use in the pipeline A/D converter. The main features is low distortion track-and-hold with 0-300MHz input bandwidth, and a proprietary 12bit multi-stage quantizer.
본 논문에서는 고대역 (4kHz-8kHz)의 주기적 성분이 강하게 나타나는 신호에 대해서 MP (Matching Pursuit) 알고리즘을 이용한 부호화 방법을 제안한다. 또한 분석된 스펙트럼 크기 파라미터와 위상 파라미터의 효율적인 양자화 방법을 제안한다. MP 알고리즘은 오류 상쇄 원리와 정현파 모델에 바탕을 두고 있기 때문에 정확한 피치 주기 예측이 필요하다. 고대역의 정확한 피치 주기 예측을 위해 저대역 (0kHz-4kHz) 신호에서 검출한 피치 주기를 이용함으로써 부호화와 비트할당의 효율을 높일 수 있다. 스펙트럼 크기 계수의 양자화를 위해 계수들에 대해 고정 차원 이산코사인 변환 (MDCT : Modified Discrete Cosine Transform) 및 다단계 (multi-stage) 구조를 결합시킨 양자화 기법을 사용하였고, 위상 값들은 스펙트럼 크기에 따른 가중치 필터와 위상의 $2{\pi}$ 순환 특성을 이용하여 양자화하였다. 또한 제안한 양자화 기법과 부호화 방법을 음성 분석-합성 (analysis-by-synthesis) 시스템에 적용하여, 목적 신호와의 비교를 통해 검증한다. 향후 대역 분할을 기본 구조로 하는 계층 구조의 광대역 음성부호화기에의 적용 가능성을 제시한다.
많은 사물들이 네트워크를 통해서 연결되고 제어되면서 제어 시스템에서 양자화 오류를 다루는 문제의 중요성이 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 제어시스템의 실용적 안정성을 달성하기 위해서 양자화기에서 필요로 하는 데이터 율에 대한 조건을 제시한다. 먼저, 프로세스 잡음이 없는 조건에서 데이터율이 궤환 시스템 행렬의 고유값, 초기 상태의 크기, 초기 양자화 오류의 크기 및 제어 이득 등에 의해서 결정됨을 보이고, 프로세스 잡음이 있는 경우 프로세스 잡음의 최대 크기에 의한 추가적인 데이터율이 발생함을 보인다. 또한, 점근적 분석을 통해서 네트워크 제어를 위한 데이터율을 감소시키기 위해서는 이를 고려한 제어기의 설계가 필요함을 보인다. 간단한 예제를 통해서 균일 양자화기 및 로그형 양자화기가 데이터 율에 따라서 어떤 실용적 안정성을 보이는지를 확인한다.
본 논문에서는 VHDL을 이용하여 MPEG-2 AAC 복호화기에 사용되는 필수 모듈을 구현하였다. AAC 복호화기에는 허프만 복호화기, 역양자화기, 고해상도 필터뱅크 등의 툴들이 필수적으로 사용된다. 8진 트리 검색 알고리즘을 사용하여 고속의 허프만 복호화기를 설계하였고, IFFT를 이용하여 필터뱅크의 연산량을 줄였다. 또한, 고정소수점 방식의 하드웨어에서 역양자화기의 지수연산을 위하여 미리 계산된 값을 테이블로 처리하였고, 테이블의 크기를 줄이기 위하여 선형보간법을 사용하였다. 최적화를 통해 하드웨어로 구현된 각 모듈은 낮은 클럭 주파수에서 실시간 동작할 수 있고, 시스템의 크기를 작게 할 수 있다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제16권3호
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pp.142-147
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2018
We present a practical design algorithm for quantizers at nodes in distributed systems in which each local measurement is quantized without communication between nodes and transmitted to a fusion node that conducts estimation of the parameter of interest. The benefits of vector quantization (VQ) motivate us to incorporate the VQ strategy into our design and we propose a low-complexity design technique that seeks to assign vector codewords into sets such that each codeword in the sets should be closest to its associated local codeword. In doing so, we introduce new distance metrics to measure the distance between vector codewords and local ones and construct the sets of vector codewords at each node to minimize the average distance, resulting in an efficient and independent encoding of the vector codewords. Through extensive experiments, we show that the proposed algorithm can maintain comparable performance with a substantially reduced design complexity.
The Lloyd-Max algorithm is an iterative scheme for design of the minimum mean square error quantizer. It is very simple in concept and easy to program into a computer. However its convergence and accuracy are primarily dependent upon the accuracy of the initial parameter. In this paper, a new initial parameter which converges to a specific value when the number of output levels becomes large is selected. And an estimator using curve fitting techique is suggested. In addition, performance of the proposed method is shown to be superior to that of the existing methods in accuracy and convergence.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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