JPH03187526A - ディジタル信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明Ｃ上　　画像のような冗長度の高い情報の高能率
符号化に用いて好適なるディジタル信号処理装置に関す
ん 従来の技術 情報伝送効率という観点か板　可変長符号化方式は固定
長符号化方式に優ることが知られており、伝送分野にお
いて画像の高能率符号化等に可変長符号化が多く用いら
れていも　一般的に　画像信号は低周波成分のエネルギ
ーが大きく、周波数が高くなるにしたがってエネルギー
は減少するという性質を有すも　したがって、この画像
の特徴を利用するために　例えばアダマール変換等を行
って、入力信号を周波数成分に分割し　エネルギーの大
きい低周波成分に短い符号語を割当て、エネルギーが小
さくなるにしたがって長い符号語を割当ても　エネルギ
ーの大きさは発生頻度に比例するから、短い符号語の生
起確率が高くなもこの粘気　エネルギー分布に偏りがあ
る場合、全ての周波数成分に同一長の符号語を割当てる
場合に比べて、可変長符号を用いる場合の方が全体的な
ビット長を短くできるという利点かあ瓜　但し　ここで
の可変長符号化は無制限の可変長ではなく、画像のフレ
ームまたはフィールド単位で固定長になる制御を伴う可
変長符号化であん　しかしなか板　十分長い範囲での固
定長化であるたべ可変長符号化の特長を損なうものでは
なしち　また伝送路の品質も良く、データ誤りの確率は
十分小さいので、伝送路での誤りの画質に及ぼす影響は
殆ど無視できる。

発明が解決しようとする課題 家庭用のディジタルＶＴＲの場合Ｌ　高品質な画像を長
時間録画するために　高能率符号化は必要不可欠であも
　ところ爪　ディジタルＶＴＲの場合に１上　画像伝送
の場合と異なり、再生の誤り率は伝送路の誤り率に比べ
てげた違いに大き鶏また　ディジタルＶＴＲで（よ　ラ
ンダム誤りだけでなくテープ上の媒体欠損等に起因して
生じるバースト誤りと呼ばれる集中的な大量データの誤
りも多Ｌ１ このように　多種多様な誤りが発生するディジタルＶＴ
Ｒに関して（上　画像伝送のようなフレーム単位の固定
長制御ではなく、もっと短い単位での固定長制御が求め
られも　反五　固定長の制御範囲を短くすると、従来の
技術では可変長符号化の長所を十分に活かすことは不可
能であも　何故なら４ｆ、　　先に示したように　画像
は低周波成分のエネルギーが大きく周波数が高くなるに
したがって、そのエネルギーは減少すも　しかしながら
、これは画面全体　もしくは数画面の性質であり、画面
を小ブロックに区切って見た場合、全ての小ブロックに
ついて低周波エネルギーが大きいということではなく、
高周波成分が支配的な小ブロックも存在すも 従来の可変長符号化では　高周波成分が支配的な小ブロ
ックに関して！友　長い符号語の発生確率が高くなり、
入力データの精度を保ったまま短い固定長内に可変長符
号化出力を収めることはできな（１つまり、短い範囲で
の固定長制御を行う場合、高周波成分が支配的な小ブロ
ックに関して（友入力データの精度（品質）を落とさな
ければ　固定長内に小ブロック内の全データの可変長符
号化出力を収めることができない。

このた吹　従来の可変長符号化技術をディジタルＶＴＲ
に応用する場合に（友　記録時間を短縮するかまたは記
録時間を確保するために画質劣化を許容しなければなら
ないという大きな課題がある。

課題を解決するための手段 本発明（上　従来の可変長符号化における課題を解決し
　短い範囲での固定長制御でも、十分な冗長度除去効果
が有り、ディジタルＶＴＲに適した高能率符号化技術を
提供することを目的とする。

この目的を次に示す新たな手段により達成する。

入力データを可変長符号化すると共に複数の入力データ
に対する前記可変長符号化出力のデータ長を一定値以下
に保つ制御を行う可変長符号化手段と、前記可変長符号
化手段の出力長と前記値の差を得る空情報抽出手段と、
前記可変長符号化手段による符号化誤差を抽出する符号
化誤差抽出手段と、この符号化誤差抽出手段の出力を前
記差以内に符号化する符号化誤差再符号化手段と、前記
可変長符号化手段の出力に前記符号化誤差再符号化手段
の出力を挿入する符号化誤差信号挿入手段とを備えたデ
ィジタル信号処理装糺 作　　　用 本発明で（友　高周波成分が支配的な小ブロックにおい
て生じる符号化誤差の情報を、低周波成分が支配的な小
ブロック内に生じる可変長符号化出力の未使用領域に挿
入することで、符号化誤差の低減が可能になり、長い範
囲で固定長制御する従来の可変長符号化と同等の性能が
得られる。

実施例 第１図に　本発明の第１の実施例におけるディジタル信
号処理装置を実現するための回路構成の一例を、ブロッ
ク図にして示す。なれ　本実施例では次のような仮定を
行う。

ｌ二Ｍ個の入力データに対する可変長符号化出力は長さ
Ｌの固定長ブロック内に必ず収める。

２：Ｍ個の入力データの内の第ｍ番目のデータをＡｍ（
１≦ｍ≦Ｍ）、このＡｍに対する可変長符号化出力をＣ
ｍとし　さらに　このＡｍに関する符号化誤差をｄｍ（
≧０）とする。

この場合の歪温度ζ友　例えば２乗歪や絶対値歪等があ
る。

第１図において、可変長符号化回路ｌは入力データＡｍ
に対して、定められた固定長り内に符号化出力Ｃｍが収
まるように可変長符号化する。符号化誤差抽出回路２は
可変長符号化回路ｌの入力信号Ａｍと、可変長符号化に
よって生じる符号化誤差を求めて保持する。例えば　先
の例で高周波成分が支配的な入力信号に対して（上　符
号化の打切り等によって可変長符号化による符号化誤差
が生じる。

一方、空情報抽出回路３は可変長符号化を行った粘気　
固定長り内に符号化出力の未使用領域の長さＦを求めて
保持する。例えば　先の例で低周波成分が支配的な入力
信号に対してζよ　短い符号語の発生確率が高く、可変
長符号化出力はＬ以内に十分収まるので、比較的大きな
未使用領域が生じる。符号化誤差再符号化回路４（よ　
空情報抽出回路３に保持している未使用領域の長さ情報
Ｆに基づいて、符号化誤差抽出回路２からの符号化誤差
信号を未使用領域Ｆ以内に収まるように符号化すも 具体的に例示すると、長さＬの固定長ブロック数をＮと
し　この内の第１番目のブロックをＢｉとする（ただＬ
　１≦ｉ≦Ｎ）。また　ブロックＢｉに関する符号化誤
差ｄｍの和をＤｉ、未使用領域の長さをＦｉとする。な
叙　符号化誤差が生じるようなブロックに関してはＦｉ
＝Ｏ５Ｆｌ〉０なるブロックに関してはＤｉ＝０であも
　ここで、第ｊ番目のブロックに未使用領域Ｆｊ（＞Ｏ
）があり、第に番目のブロックの符号化誤差がＤｋ（〉
０）とする。この場合、空情報抽出回路３はｊとＦｊの
値を保持しており、また　符号化誤差抽出回路２はｋと
ｄｍ及びＤｋの４Ｌ　　を保持していも 符号化誤差再符号化回路４（よ　空情報抽出回路３から
得るｊ、Ｆｊの値に基づいて、符号化誤差抽出回路２か
ら得る符号化誤差ｄｍ　（１≦ｍ≦Ｍ）をＦｊに収まる
ように符号化してブロックＢｊの未使用領域に挿入すも
　このとき、ブロックＢｊに挿入される符号化誤差の再
符号化出力丈　ブロックＢｋのものであることを示す情
報をもブロックＢｊの未使用領域に挿入すも　この粘気
　ブロックＢｊに挿入されたブロックＢｋの符号化誤差
信号（ｉ　　復号時に元のブロックＢｋの復号信号に正
しく加えられ　ブロックＢｋの符号化誤差を大きく低減
すも 以上示したように　本実施例は短い範囲での固定長制御
でＬ　符号化誤差を低減できるのみなら１１　　固定長
の制御範囲が短くて済むことにより、従来の可変長符号
化回路に比べて回路規模の大幅な縮小が可能になん な抵　本実施例では説明の簡潔さのために　固定長ブロ
ックには可変長符号化出力と、符号化誤差の再符号化出
力等を仮定しているバ　これらのそれぞれ　または双方
に対して誤り訂正のためのパリティ−を付加する場合に
Ｌ　同様の効果があることはいうまでもなも１ まな　本実施例ではブロックＢｋの符号化誤差情報をブ
ロックＢｊに挿入する場合のみを例示したバ　複数のブ
ロックに符号化誤差が生じ　複数のブロックに未使用領
域が存在する場合もあんこの場合、符号化誤差再符号化
回路４において、例えば符号化誤差の大きいブロックの
符号化誤差情報を、未使用領域の長いブロックに挿入す
る機能を付加すれば　何の問題もなく符号化誤差情報を
他のブロックに挿入できも　まｆ、　　ｌブロックの未
使用領域に複数ブロックの符号化誤差情報を挿入するこ
とも容易であも 第２図に　本発明の実施例におけるディジタル信号処理
装置を実現するための回路構成の一例を、ブロック図に
して示す。な耘　本実施例でも次のような仮定を行う。

にＭ個の入力データに対する可変長符号化出力は長さＬ
の固定長ブロック内に必ず収めもただＬＬ以内の長さＬ
′に収まる場合はこの長さＬｏを当該入力データに対す
るブロック長とすも ２：Ｍ個の入力データの内の第ｍ番目のデータをＡｍ　
（１≦ｍ≦Ｍ）、このＡｍに対する可変長符号化出力を
Ｃｍとし　さらに　このＡｍに関する符号化誤差をｄｍ
（≧０）とすもこの場合の歪温度ｇ１　　例えば２乗歪
や絶対値歪等があも 第２図において、可変長符号化回路５は入力データＡｍ
に対して、定められた固定長り内に符号化出力Ｃｍが収
まるように可変長符号化すも　な抵　符号化出力Ｃｍ　
（１≦ｍ≦Ｍ）の和の長さがＬ以下のＬ′の場合に（よ
　ブロックの境界はＬ”の位置に置く。符号化誤差抽出
回路２は可変長符号化回路１の入力信号Ａｍと、可変長
符号化によって生じる符号化誤差を求めて保持すん　例
えば先の例で高周波成分が支配的な入力信号に対して（
友　符号化の打ち切り等によって可変長符号化による符
号化誤差が生じも 一大　　空情報抽出回路３は各ブロックに関するＬとＬ
ｏの差Ｆを求めて保持すん　例えば　先の例で低周波成
分が支配的な入力信号に対しては短い符号語の発生確率
が高く、可変長符号化出力はＬ以内に十分収まるの玄　
比較的大きな差が生まれも　符号化誤差ブロック化回路
６（友　空情報抽出回路３に保持している未使用領域の
長さ情報Ｆに基づいて、符号化誤差抽出回路２からの符
号化誤差信号を未使用領域Ｆ以内に収まるように符号化
して新たなブロックを生成すも 具体的に例示すると、長さＬの固定長ブロック数をＮと
し　この第１番目のブロックをＢｉとする（ただり、、
１≦ｉ≦Ｎ）。また　ブロックＢｉに関する符号化誤差
ｄｍの和をＤｉ、未使用領域の長さをＦｉとすも　な抵
　符号化誤差が生じるようなブロックに関してはＦ　ｉ
＝０、Ｆｉ＞Ｏなるブロックに関してはＤｉ＝Ｏであも
　ここで、第ｊ番目のブロックに未使用領域Ｆｊ（＞Ｏ
）があり、第に番目のブロックの符号化誤差がＤｋ　（
〉０）とすム　この場合、空情報抽出回路３はｊとＦｊ
の値を保持しており、また　符号化誤差抽出回路２はｋ
とｄｍ及びＤｋの仇　を保持してい符号化誤差ブロック
化回路６（友　空情報抽出回路３からｊ、Ｆｊの値を焦
　符号化誤差抽出回路２から得るブロックＢｋの符号化
誤差ｄｍ　（１≦ｍ≦Ｍ）をＦｊに収まるように符号化
して新たなプロ・ツクＢＮ＋１を生成すも　このとき、
プロ・ツクＢＮ＋１がブロックＢｋの符号化誤差である
ことを示す情報をもブロックＢＮ＋１に挿入する。この
結巣　ブロックＢＮ＋１の符号化誤差信号（よ　復号時
に元のブロックＢｋの復号信号に正しく加えられブロッ
クＢｋの符号化誤差を大きく低減する。

以上示したように　本実施例は短い範囲での固定長制御
でｋ　符号化誤差を低減できるのみなら式　固定長の制
御範囲が短くて済むことにより、従来の可変長符号化回
路に比べて回路規模の大幅な縮小が可能になん な叙　本実施例では説明の簡潔さのために　誤り訂正の
ためのパリティ−等は一切省略して説明した戟　誤り訂
正のためのパリティ−を付加する場合にＬ　同様の効果
があることはいう車でもなまた　本実施例ではブロック
Ｂｋの符号化誤差情報を新たなブロックＢＮ＋１を生成
する場合のみを例示したが、　複数のブロックに符号化
誤差が生じ　複数のブロックに未使用領域が存在する場
合もあん　この場合、符号化誤差ブロック化回路６にお
いて、例えば符号化誤差の大きいブロックの符号化誤差
情報を、優先的に符号化する機能を付加すれζＬ　何の
問題もなく符号化誤差情報を符号化できも 次に　符号化誤差低減という観点からは不必要である戟
　実際にデータを記録する場合にζよ　ブロックの長さ
情報をも当該ブロックに挿入した方が良い場合があん　
ずなわ板　ディジタルＶＴＲの再生過程において生じる
誤りのために　ブロック同期の検出が不可能な場合に　
先行するブロックからこの検出できなかったブロック同
期を補足しようとする場合であも 一般的にディジタルデータの伝送・記録には第３図に示
すような構成のブロック化を行う。第３図において同期
パターン部は　記録したデータの再生時に　ここに挿入
された特殊なパターンを検出することにより、ブロック
間の区切りを見いだし　ブロック同期を確保するために
必要である。

付加情報部にζ友　例えば　当該ブロックのブロック番
号等を挿入すも　データ部には符号化データ及び、符号
化データの誤り訂正のためのパリティ−を挿入すム 従来　１ブロックの長さ（友　特に可変にする利点が無
いために　一定に定められている。したがって、ブロッ
ク長情報をブロック内に挿入する必要はなく、後続ブロ
ックのブロック同期の検出誤りに対して（友　先行する
ブロックのブロック同期を用いて、例えばカウンタを用
いて容易に補足できも　ところ八　本実施例ではブロッ
クの長さは各々に異なり、この一定ではないブロック長
のブロック化データを、例えばディジタルＶＴＲの記録
ブロックとして記録することになん　逆に　ブロック長
を一定に定めないことが本実施例の特徴であも このように　ブロック長が一定ではない場合に（よ　従
来のカウンタを用いるようなブロック同期の補足は不可
能であり、後続ブロックのブロック同期の補足には先行
ブロックのブロック長情報が必要であん　このブロック
長情報は当該ブロックの付加情報部に挿入すればよ（１
な耘　再生時に同期補足を行わない場合にＣ上　　長さ
情報は不要であり、ブロック内に挿入する必要はなｔ、
％発明の効果 本発明（友　固定長制御される可変長符号化において生
じム　ブロック内の未使用領域を他のブロックの符号化
誤差情報のために使用することで、符号化誤差の大きな
低減を可能にしｔもさらに　従来の可変長符号化よりも
回路規模を縮小できる利点もある本発明（上　ディジタ
ルＶＴＲ等に用いて非常に大きな実用上の効果があも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるディジタル信号
処理装置の要部を示すブロックは　第２図は本発明の第
２の実施例におけるディジタル信号処理装置の要部を示
すブロックは　第３図はブロック化データの構成国であ
も

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力データを可変長符号化する可変長符号化手段
   と、この可変長符号化手段による符号化誤差を抽出する
   符号化誤差抽出手段と、この符号化誤差抽出手段の出力
   を符号化する符号化誤差再符号化手段と、前記可変長符
   号化手段の出力と前記符号化誤差再符号化手段の出力と
   を互いに異なるデータブロックに分割する再ブロック化
   手段とを備えたことを特徴とするディジタル信号処理装
   置。
2. （２）符号化誤差再符号化手段に代えて、可変長符号化
   手段の出力に対して誤り訂正のためのパリティーを生成
   し前記可変長符号化手段の出力に付加するパリティー生
   成付加手段を備えるとともに、再ブロック化手段が前記
   パリティー生成付加手段の出力と符号化誤差抽出手段の
   出力に対する前記パリティー生成付加手段の出力とを互
   いに異なるデータブロックに分割するものである請求項
   １記載のディジタル信号処理装置。
3. （３）一定ではない個数のデータを１ブロックとするブ
   ロック化手段と、ブロック同期のための同期情報を挿入
   する同期情報挿入手段と、１ブロックの長さ情報を前記
   ブロック化手段の出力に挿入する長さ情報挿入手段と、
   前記同期情報と前記長さ情報を用いて後続ブロックの同
   期情報を補足する同期情報補足手段とを備えたことを特
   徴とするディジタル信号処理装置。
4. （４）長さ情報挿入手段に代えて、少なくとも１ブロッ
   クの長さ情報よりなる付加情報をブロック化手段の出力
   に挿入する付加情報挿入手段と、前記付加情報に対する
   誤り訂正のためのパリティーを生成し前記ブロック化手
   段の出力に挿入する付加情報パリティー生成挿入手段と
   を備えるとともに、同期情報補足手段が、前記パリティ
   ーを用いて前記付加情報の誤りを訂正する付加情報誤り
   訂正手段と、前記同期情報と前記誤りを訂正した付加情
   報の内の長さ情報を用いて後続ブロックの同期情報を補
   足するものである請求項３記載のディジタル信号処理装
   置。
5. （５）入力データを可変長符号化すると共に複数の入力
   データに対する前記可変長符号化出力のデータ長を一定
   値以下に保つ制御を行う可変長符号化手段と、前記可変
   長符号化手段の出力長と前記値との差を得る空情報抽出
   手段と、前記可変長符号化手段による符号化誤差を抽出
   する符号化誤差抽出手段と、この符号化誤差抽出手段の
   出力を前記差以内に符号化する符号化誤差再符号化手段
   と、前記可変長符号化手段の出力に前記符号化誤差再符
   号化手段との出力を挿入する符号化誤差情報挿入手段を
   備えたことを特徴とするディジタル信号処理装置。
6. （６）可変長符号化手段の出力と符号化誤差再符号化手
   段の出力と符号化誤差情報挿入手段の出力とに対する誤
   り訂正のためのパリティーを生成し付加するパリティー
   生成付加手段を備えた請求項５記載のディジタル信号処
   理装置。