JPH073954B2

JPH073954B2 - 符号器

Info

Publication number: JPH073954B2
Application number: JP26777286A
Authority: JP
Inventors: 恵造西村; 富二男岡村; 隆降旗
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1986-11-12
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS63122322A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、アナログ情報信号を時間軸方向にサンプリン
グ量子化して、デイジタル伝送或いは記録再生を行う装
置に係り、特に復号時のアナログ情報信号のレベル反転
現象の発生防止に好適な符号器に関する。

〔従来の技術〕

画像信号をデイジタル伝送する装置では、その１標本値
（以下、画素と称する。）当りの量子化ビツト数は、直
線量子化の場合で通常７〜８ビツト必要とされている。
標準テレビ方式の信号を直線量子化でデイジタル化する
と、そのデイジタル信号の伝送ルートは100Mbps（メガ
ビツト・パー・セカンド）程度が必要となり、一部で提
案されている高品位テレビ方式にいたつては、さらに高
い伝送レートが要求される。

このようなデイジタル画像信号を磁気記録再生するデイ
ジタルVTRでは、上記の様に伝送レートが著しく高いた
め、従来のアナログ記録方式のVTRと比べてテープの消
費量が多く、十分な記録時間が得られず、また扱う信号
も非常に広帯域となり、デイジタル信号処理回路の動作
速度も問題となるなど技術的にも困難が伴い、家庭用な
どにデイジタルVTRを広く普及させるのに大きな障害と
なつている。

こうした問題を改善するために、いわゆる高能率符号化
の検討が従来から行われており、例えば、吹抜敬彦著
「画像のデイジタル信号処理」（日刊工業新聞社）にも
詳述されている。この文献の第９章に記載のように、１
画素当りのビツト数を低減する方法として、すでに符号
化した画素の値から現在の値を予測し、それとの誤差を
符号化するいわゆる予測符号化（DPCM）方式が知られて
いる。

以下、従来技術について図面を用いて説明する。

先ず、従来の符号器について説明する前に、該符号器が
用いられる装置のひとつである、デイジタルVTRの構成
及び動作について説明を行う。

第４図は一般的なデイジタルVTRの構成を示すブロツク
図である。

第４図において、１は画像信号入力端子、２はA/D変換
器、３は符号器、４はPCMプロセツサ、５はメモリ、６
は変調器、７は記録増幅器、８は磁気ヘツド、９は磁気
テープ、10は再生イコライザ、11は復調器、12は復号
器、13はD/A変換器、14は再生画像信号出力端子であ
る。

磁気記録再生装置の一種である一般的なデイジタルVTR
においては、先ず、第４図に示す様に、端子１から入力
された画像信号Ｖは、A/D変換器２により量子化ビツト
数ｎビツトのデイジタル信号Ａに変換される。このｎビ
ツトのデイジタル信号Ａは、符号器３によつて、後述す
るように適宜ビツト圧縮される。

この符号器３の出力Ｉ（以下、データＩと略記する。）
は、PCMプロセツサ４を介してメモリ５へ逐次書込ま
れ、このメモリ５への書込み時に、必要に応じてデータ
Ｉの所定のブロツク毎にアドレス信号や誤り訂正符号な
どの付加が行なわれる。そして、メモリ５を介して、イ
ンタリーブ（誤り訂正を行うためのデータの並べ替え）
やシヤフリング（修正を行うためのデータの並べ替え）
などの操作が行なわれ、メモリ５から読出されたデータ
Ｉは、さらに必要に応じて誤り検出、訂正符号やブロツ
クの頭出しのための同期信号やクロツク再生に用いる調
歩符号などがPCMプロセツサ４によつて付加され、そし
て、出力される。

PCMプロセツサ４からの出力データ列Ｌは、変調器６に
よつて磁気記録に適した構成の符号に変調された後、そ
の出力は記録増幅器７を介して磁気ヘツド８により逐次
磁気テープ９に記録される。

次に再生側では、磁気テープ９から磁気ヘツド８により
再生された信号は、再生イコライザ10により必要に応じ
て振幅等化、位相等化などを行なつた後、復調器11によ
り記録時に行なつた変調を元の符号に復調し、記録時に
変調器６に入力されたデータ列Ｌと同等の信号Ｌ′が出
力される。この復調器11からの出力データ列Ｌ′は、PC
Mプロセツサ４によつて同期信号の検出やデータブロツ
クの頭出し、符号誤りの検出、訂正、あるいはメモリ５
を介してデインタリーブやデシヤフリングなどが行なわ
れる。

メモリ５より読出され、PCMプロセツサ４により誤り訂
正などが行なわれたデータは、記録時の符号器３からの
出力データＩと同等のビツト圧縮されたデータＩ′とし
て復号器12に供給される。復号器12ではデータＩ′に対
する復号が行なわれ、伸長されたｎビツトのデイジタル
信号Ａ′が出力される。このデイジタル信号Ａ′は、D/
A変換器13によりアナログ信号に変換され、画像信号
Ｖ′が復元されて端子14に出力される。以上が、一般な
デイジタルVTRについての動作説明である。

さて、従来においては、第４図に示した符号器３及び復
号器４として、第５図及び第６図に示した符号器及び復
号器が用いられていた。

第５図は前値予測を用いたDPCM方式の符号器の従来例を
示すブロツク図、第６図は同じく復号器の従来例を示す
ブロツク図、である。

第５図において、50は入力端子、51は減算器、52は圧縮
用ROM、53は伸長用ROM、64は加算器、55は遅延回路、56
は出力端子、である。

また、第６図において、40は入力端子、41は伸長用RO
M、42は加算器、43は遅延回路、44は出力端子、であ
る。

また、第７図は第５図及び第６図に示した圧縮用ROM及
び伸長用ROMの変換特性を示すグラフ、第7A図は第７図
の変換特性の見方を説明するための説明図である。

第７図における横軸及び縦軸はそれぞれ、第５図及び第
６図に示した圧縮用ROM及び伸長用ROMが第7A図に示す如
く接続された場合において、その圧縮用ROMの入力ａの
レベルと、伸長用ROMの出力ｃのレベルを示している。
また、第７図のグラフ中の斜め線（一点鎖線）の近傍に
記された−８〜＋７までの数字は第7A図に示す圧縮用RO
Mの出力ｂまたは伸長用ROMの入力ｂのレベルを示してい
る。従つて、第７図は圧縮用ROMの入出力特性及び伸長
用ROMの入出力特性を同時に示したものと言える。

では、先ず、第５図に示す符号器３の動作について説明
をする。

第５図において、符号器３の入力端子50には、前述した
様にA/D変換器２でA/D変換された量子化ビツト数ｎビツ
トのデイジタル画像信号Ａが供給されている。ここで上
記量子化ビツト数ｎは、その量子化誤差が無視できる程
度に大きな値で、本例では例えばｎ＝７と定められる。

この７ビツト／画素のデイジタル信号Ａは、減算器51に
より、遅延回路55から得られる予測値としての１画素前
の信号（７ビツトの信号）と、減算され、８ビツトの差
分信号Ｃを得る。ここで遅延回路55の遅延時間τは画素
間隔である。減算器51で得られた８ビツトの差分信号Ｃ
は、第７図に示す変換特性を持つ圧縮用ROM52によりｍ
＝４ビツトの圧縮差分信号Ｅに変換される。そして、こ
の４ビツト／画素の圧縮差分信号Ｅが出力端子56を介し
て前述したデータＩとして出力される。

また、圧縮用ROM52からの４ビツトの圧縮差分信号Ｅ
は、第７図に示す変換特性を持つ伸長用ROM53により８
ビツトの伸長信号Ｃ′に変換され、加算器54の一方の入
力に入力される。ここで、加算器54のもう一方の入力に
は遅延回路55からの信号が入力されており、加算器54で
は、この信号と前記伸長信号Ｃ′とを加算し、遅延回路
55に入力している。

以上が、第５図に示す符号器３の動作説明である。

次に、第６図に示す復号器12の動作について説明をす
る。

第６図において、復号器12の入力端子40には、圧縮差分
信号Ｅの同等の４ビツトの信号Ｉ′が入力され、その
後、第７図に示す変換特性を持つ伸長用ROM41により８
ビツトの差分信号Ｃ″に変換される。この差分信号Ｃ″
は、加算器42により、画素間隔に等しい遅延時間τを持
つ遅延回路43からの、１画素前の信号と加算され、上記
デイジタル信号Ａと同等な７ビツトのデイジタル画像信
号Ａ′として出力される。このデイジタル画像信号Ａ′
は、出力端子44を介して出力され、その後、前述した様
にD/A変換器13によりD/A変換されて、アナログ画像信号
となる。

以上が第６図に示す復号器12についての動作説明であ
る。

以上のようにして、DPCM方式の符号器を用いることによ
り、１画素当りのビツト数を４ビツト程度に低減可能
で、前述した直線量子化方式と比べて伝送レートを4/7
に低減することが可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

さて、第５図に示した従来の符号器３における入力信
号、及び、第６図に示した従来の復号器12における出力
信号は、それぞれ、量子化ビツト数を７ビツトとしたこ
とにより、その量子化レベルの範囲は、−64〜＋63であ
る。尚、７ビツトにおける10進表現と２進表現との対応
関係は第８図に示す如くである。

今、第５図に示した符号器３へのｎ＝７ビツトの入力デ
イジタル信号Ａが、例えば、−31→62→25→10→35……
と変化する場合には、減算器51からの８ビツトの差分信
号Ｃは、−31→93→74→−18→24……となり、圧縮用RO
M52からの圧縮差分信号Ｅは、−５→７→６→−４→４
……にそれぞれ対応するｍ＝４ビツトのデータとなつて
出力端子56より出力される。一方、第６図に示した復号
器12には、圧縮差分信号Ｅと同等の４ビツトの信号Ｉ′
が入力端子40を介して入力され、伸長用ROM41の出力で
ある８ビツトの差分信号Ｃ″は−31→110→77→−17→3
1……、そして加算器42からの出力デイジタル信号Ａ′
は−31→79（−49）→28→11→42……となる。ここで、
データ＝79は、前述したビツト数ｎ＝７の量子化レベル
の範囲（−64〜＋63）を超る為、逆極性にレベル反転し
てしまい、データ＝−49として出力されてしまう。

即ち、前述の如く量子化ビツト数を７ビツトとした為、
加算器42においてその出力は７ビツトとしてしか出力さ
れず（加算器54についても同様である。）、例え加算結
果が79、即ち、01001111の８ビツトのデータとして得ら
れても、その最上位ビツトの０は削除されて７ビツトの
データとして出力されるので、1001111、即ち−49と出
力される。

以上の様に、従来の符号器を用いた場合には、入力信号
のレベル及びそのレベル変化の如何により、復号器によ
る復号時において、ビツト数ｎの量子化レベルの範囲を
超えたレベルのデータを発生することがあり、これによ
り情報信号のレベル反転現象が発生するという問題があ
つた。

画像情報信号において、この様なレベル反転現象が起き
た場合、例えば、画面上の黒塗りの部分に突如、白点が
現れたりするなど、画質劣化が生じる。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
復号時において情報信号のレベル反転現象が発生するこ
とのない、符号化を行い得る符号器を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明では、入力され
た各標本値のうち少なくともその一部の標本値について
それぞれに対応するビツト数ｎの所定の予測値を算出す
る算出手段と、該予測値とそれに対応する前記標本値と
の差分を求め、第１の差分値を得る第１の演算手段と、
該第１の差分値を圧縮変換して前記ビツト数ｎよりも少
ないビツト数ｍの第１の値を得る第１の圧縮変換手段
と、前記第１の差分値を圧縮変換してビツト数ｍの第２
の値を得る第２の圧縮変換手段と、前記第１の値と前記
第２の値とをそれぞれ伸長変換して前記第１の差分値と
同等のビツト数の第３の値と第４の値とをそれぞれ得る
伸長変換手段と、を有し、前記第２の圧縮変換手段は、
前記第２の値として、前記伸長変換手段による伸長変換
後の前記第４の値の絶対値が前記第３の値の絶対値より
も小さくなるような値を得るように圧縮変換すると共
に、前記伸長変換手段により得られた前記第３の値と前
記予測値との間、及び前記第４の値と前記予測値との間
でそれぞれ加算（または減算）を行い、ビツト数ｎの第
５の値と第６の値をそれぞれ得る第２の演算手段と、該
第５の値と前記予測値に対応した前記標本値との差分、
及び該第６の値と該標本値との差分をそれぞれ求め、第
２の差分値と第３の差分値とをそれぞれ得る第３の演算
手段と、該第２の差分値の絶対値と該第３の差分値の絶
対値とを比較する比較手段と、を有し、該比較手段によ
る比較の結果、前記第２の差分値の絶対値が前記第３の
差分値の絶対値より小さい場合には前記第１の圧縮変換
手段において得られた第１の値を、符号化した値として
出力し、前記第２の差分値の絶対値が前記第３の差分値
の絶対値より大きい場合には前記第１の値の代わりに前
記第２の圧縮変換手段において得られた第２の値を、符
号化した値として出力するようにしたものである。

〔作用〕

前記第１の値と第２の値とをそれぞれ復号処理を行う
と、通常は前記第１の値により復号した方のが復号出力
と前記標本値との誤差は小さくなるようになつている。
しかし、レベル反転現象が発生する場合には、前記第１
の値により復号すると反転が生じ、前記標本値に対する
復号出力の誤差は大きなものとなるが、一方の第２の値
により復号した場合の誤差はそれほど大きくはならな
い。

従つて、両方の復号により発生する誤差の絶対値を比較
し、前記第１の値及び第２の値のうち、その比較結果の
小さい方を出力するようにすれば、復号時に復号出力が
ビツト数ｎの量子化レベルの範囲を超えるレベルとはな
らず、レベル反転現象の発生を防止できる。

本発明では、前記第２の差分値が前記第１の値に対する
復号により発生する誤差に当り、前記第３の差分値が前
記第２の値に対する復号により発生する誤差に当る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図
（１），（２），はそれぞれ第１図の動作を説明するた
めの説明図である。尚、第２図において、横軸は時間を
示している。

以下、本実施例における符号器を、第４図に示したデイ
ジタルVTRの符号器３として用いるものとして説明をす
る。

第１図において、15は第４図のA/D変換器２から出力さ
れるｎビツトのデイジタル信号Ａの入力端子である。第
２図（１）に示すように、A/D変換器２において、端子
１から入力される画像信号Ｖが周期τ毎に逐次サンプリ
ングされ、各標本値に応じてｎビツトのデイジタル信号
Aiに変換される。ここで、上記量子化ビツト数ｎは、本
実施例では画像信号を取扱う上で量子化誤差が無視でき
る程度の値として、ｎ＝７としている。

入力端子15より入力される７ビツトのデイジタル信号Ａ
（第２図（２）ａ）は、減算器16により遅延回路18から
の予測値Ｂ（第２図（２）ｂ）が減算される。

遅延回路18からの予測値Ｂは、第７図に示した変換特性
により、伝送信号Ｉ（４ビツト）を８ビツトのに伸長し
た伸長用ROM32の出力と、遅延回路18からの１画素前の
出力信号Ｂと、を加算器17で加算し、この加算器17から
の７ビツトの出力信号Ｄ（第２図（２）ｄ）を遅延回路
18により１画素間隔に等しい時間τだけ遅延した信号で
あり、上記入力デイジタル信号Ａに対して１サンプル前
の復号値に相当する信号である。従つて、減算器16の出
力信号Ｃ（第２図（２）ｃ）はデイジタル信号Ａとその
１サンプル前の復号値との差分信号となる。この出力差
分信号Ｃは、７ビツトの信号どうしの差であるので、そ
のビツト数は８ビツトである。この８ビツトの差分信号
Ｃは圧縮用ROM19および圧縮用ROM24によりそれぞれ４ビ
ツトに圧縮した信号E,E′に変換される。

圧縮用ROM19では、第７図に示した変換特性により減算
器16の８ビツトの出力信号Ｃが４ビツトの信号Ｅ（第２
図（２）ｅ）に変換される。その一例として、差分信号
Ｃが＋77の場合には、第７図に示すように、６に相当す
る４ビツトの信号Ｅが圧縮用ROM19より出力される。４
ビツトに変換された圧縮用ROM19の出力信号Ｅは、デー
タセレクタ30の一方の入力に供給されるとともに、伸長
用ROM20に入力される。

一方、圧縮用ROM24は、その入力である減算器16の８ビ
ツトの信号Ｃを、第７図に示した変換特性よりも、絶対
値が１ステツプ小さい４ビツトの信号Ｅ′（第２図
（２）ｅ′）に変換するものである。上記と同様な例で
は、減算器16の出力Ｃが＋77の場合には、圧縮用ROM19
の出力Ｅより１ステツプ小さい５に相当する４ビツトの
信号Ｅ′が、また−128の場合には−８より絶対値が１
ステツプ小さい−７に相当する４ビツトの信号Ｅ′が出
力される。４ビツトに変換された圧縮用ROM24の出力信
号は、データセレクタ30のもう一方の入力に供給される
とともに、伸長用ROM25に入力される。

ところで、一般に、前述した様なレベル反転現象はどの
様な場合に起こるかというと、差分信号Ｃが圧縮用ROM1
9で圧縮され、その後、第６図に示す復号器の伸長用ROM
41で伸長された際、その伸長により得られる差分信号
Ｃ″が元の差分信号Ｃよりもその絶対値が大きくなつた
場合に少なくとも起る可能性がある。

そこで、本実施例では、圧縮用ROM24を用いて、差分信
号Ｃを前述の如く１ステツプ下の信号Ｅ′に圧縮変換す
ることにより、復号器の伸長用ROM41で伸長された際、
その伸長により得られる差分信号Ｃ″が元の差分信号Ｃ
よりもその絶対値が大きくならないようにしている。

即ち、圧縮用ROM24から得られる信号Ｅ′は、圧縮用ROM
19より得られる信号Ｅよりも、復号した際に、復号出力
（第６図に示すデイジタル信号Ａ′）と元の値（即ち、
デイジタル信号Ａ）との誤差は大きくなるかもしれない
が、少なくともレベル反転現象を起すことはない。

次に、伸長用ROM20は復号器12において用いられる伸長
用ROM（第６図の伸長用ROM41）と同等のもので、圧縮用
ROM19からの４ビツトの信号Ｅを第７図の変換特性によ
り８ビツトの伸長した信号Ｃ′（第２図（２）ｃ′）に
変換する。上記の例のように、４ビツトの信号Ｅが６で
ある場合には第７図のように＋77に相当する値が、また
４である場合には＋31に相当する値が８ビツトの信号
Ｃ′として出力される。このように、ROM20の出力信号
Ｃ′は、減算器16の出力である８ビツトの差分信号Ｃを
４ビツトに圧縮し、再び８ビツトに伸長した信号となつ
ている。

また、伸長用ROM25は伸長用ROM20と全く同一のもので、
圧縮用ROM24からの４ビツトの信号Ｅ′を第７図の変換
特性により８ビツトの伸長した信号Ｃ（第２図（２）
ｃ）に変換する。上記と同様の例では４ビツトの信号
Ｅ′が５の場合には第７図のように＋52に相当する値
が、また−７である場合には−77に相当する値が８ビツ
トの信号として出力される。

８ビツトに伸長された伸長用ROM20の出力信号Ｃ′及び
伸長用ROM25の出力信号Ｃは、それぞれ加算器21及び
加算器26により、減算器16で差分信号Ｃを求めるために
用いた遅延回路18からの予測値Ｂと、それぞれ加算され
て、各々７ビツトの出力を得る。ここで、第６図に示し
た復号器の構成と比較して見れば明らかな様に、加算器
21の出力は、圧縮用ROM19からの信号Ｅが第６図に示す
復号器に入力した際に得られる復号出力と同じとなつて
おり、また、加算器26の出力は、圧縮用ROM24からの信
号Ｅ′が同じく復号器に入力した際に得られる復号出力
と同じとなつている。

従つて、以下、加算器21からの出力を仮復号信号Ｆ（第
２図（２）ｆ）、加算器26からの出力を仮復号信号Ｆ′
（第２図（２）ｆ′）と称す。

そこで、これら仮復号信号F,F′と入力デイジタル信号
Ａとの誤差をそれぞれ調べて見る。通常は、仮復号信号
Ｆの方がデイジタル信号Ａとの誤差は少ないはずである
が、前述した様なレベル反転現象が起る場合は、復号時
に極性が反転するのだから、当然のことながら、その復
号出力、即ち、仮復号信号Ｆと、デイジタル信号Ａとの
誤差は非常に大きなものとなる。しかし、仮復号信号
Ｆ′の方は、前述した様に、レベル反転現象は起きない
から、極性の反転も起らずデイジタル信号Ａとの誤差
は、レベル反転時の仮復号信号Ｆのそれよりも大きくな
ることはない。

従つて、仮復号信号F,F′と入力デイジタル信号Ａとの
誤差をそれぞれ比較することにより、レベル反転現象は
検出することができる。

そこで、これらの仮復号信号Ｆ及びＦ′はそれぞれ減算
器22及び減算器27により入力デイジタル信号Ａから減算
され、誤差信号Ｇ（第２図（２）ｇ）及び１ステツプ下
の誤差信号Ｇ′（第２図（２）ｇ′）が求められる。そ
して、これらの誤差信号Ｇ及びＧ′は、それぞれ絶対値
変換器23及び28により絶対値を求められ、比較器29に入
力される。

比較器29の出力はデータセレクタ30のセレクト端子に入
力され、誤差信号Ｇの絶対値が１ステツプ下の誤差信号
Ｇ′の絶対値よりも大きい場合には、データセレクタ30
を、圧縮用ROM24の出力である絶対値が１ステツプ小さ
い４ビツトの圧縮信号Ｅ′側に切換え、逆に１ステツプ
下の誤差信号Ｇ′の絶対値の方が大きい場合には、圧縮
用ROM19からの４ビツトの圧縮信号Ｅ側に切換える。デ
ータセレクタ30からの出力は出力端子30を介して伝送信
号Ｉとして出力される。

例えば、７ビツトの入力デイジタル信号Ａが−31→62→
25→10→35……と変化する場合には、減算器16出力の８
ビツトの差分信号Ｃは−31→93→−21→−19→23……と
変化する。従つて、圧縮用ROM19の４ビツトの圧縮差分
信号Ｅは−５→７→−４→−４→４……となり、一方、
圧縮用ROM24の４ビツト出力信号Ｅ′は−４→６→−３
→−３→３……となる。そして、伸長用ROM20の出力
Ｃ′は−31→110→−17→−17→31……、また、伸長用R
OM25の出力Ｃは−17→77→−８→−８→17……、さら
に、これらの信号と遅延回路18出力である予測値Ｂとを
加算した７ビツトの仮復号信号、即ち、加算器21の出力
Ｆは−31→−48→29→12→43……となり、加算器26の出
力Ｆ′は−17→46→38→21→29……のように変化する。
従つて、これらの仮復号値Ｆ及びＦ′と入力デイジタル
信号Ａとの誤差値、即ち、減算器22の出力Ｇは０→110
→−４→−２→−８……、減算器27の出力Ｇ′は−14→
16→−13→−11→６……となる。そして、これら減算器
22の出力Ｇと減算器27の出力Ｇ′の絶対値どうしの比較
を行なう比較器29の出力により、データセレクタ30は、
Ｅ→Ｅ′→Ｅ→Ｅ→Ｅ′……と切換えられ、その出力Ｉ
（第２図（２）ｉ）は−５→６→−４→−４→３……の
４ビツト信号が選択され、出力端子31より出力される。

このように、本実施例では、上記の例の２番目のデータ
（Ａ＝62,C＝93,E＝７）のように、仮復号時の値（Ｆ＝
−48）がレベル反転を生じる場合には４ビツトの圧縮信
号をＥからＥ′（Ｅ′＝６）に切換えて出力するため、
復号時のレベル反転発生を防止できる。また、上記の例
の５番目のデータ（Ａ＝35,C＝23,E＝４）のようにレベ
ル反転は生じなくても、差分値が量子化ステツプの境界
上にある場合にも複号誤差の少ないＥ′側に切換わる。

以上が、第１図に示した符号器についての動作説明であ
る。

こうして、第１図に示した符号器により符号化して得た
出力Ｉは、前述した如く、第４図のPCMプロセツサ４を
介してメモリ５に４ビツト／画素に圧縮されたデータと
して書込まれる。その後、メモリ５に書込まれたデータ
は、PCMプロセツサ４を介して読出され、変調器６、記
録増幅器７を介して磁気ヘツド８により磁気テープ９に
記録される。

そして、再生時には、磁気テープ９より磁気ヘツド８に
より信号が再生され、再生イコライザ10及び復調器11に
より適宜再生等化、復調された後、PCMプロセツサ４及
びメモリ５を介して、前述の符号器３からの出力Ｉと同
等の信号Ｉ′として復号器12に供給される。尚、ここで
用いられる復号器12は、第６図に示した従来の前値予測
符号化方式での復号器と同様である。

第２図（３）は第６図に示した復号器の動作を説明する
ための説明図である。

入力端子40により入力されたPCMプロセツサ４からの信
号Ｉ′（第２図（３）ｉ′）は４ビツトの圧縮データで
あり、伸長用ROM41により前記第７図に示した変換特性
により８ビツトの伸長データＣ″（第２図（３）ｃ″）
に変換される。例えば、第７図に示すように、４ビツト
の信号Ｉ′が６に対応するデータのときは、31の値に対
応する８ビツトのデータが信号Ｃ″として伸長用ROM41
より出力される。この伸長用ROM41で８ビツトに伸長さ
れた信号Ｃ″は、加算器42によつて遅延回路43からの予
測値Ｋ（第２図（３）ｋ）が加算される。この遅延回路
43の予測値Ｋは、加算器42の出力信号Ａ′を遅延回路43
により１画素間隔に等しい時間τだけ遅延した信号であ
る。従つて、加算器42の出力は予測値Ｋと差分値Ｃ″を
加算した、元の標本値Ａに対応する復号データＡ′（第
２図（３）ａ′）となり、７ビツト／画素の信号として
端子44に出力される。

以上のように、本実施例では、記録時に圧縮差分信号と
その１ステツプ絶対値の小さい信号とによりそれぞれ仮
復号を行ない、両方の仮復号値と入力信号との間の誤差
の大小により圧縮差分信号を復号した時に生ずるレベル
反転現象を検出し、レベル反転を発生する場合には、圧
縮差分信号の代りに絶対値が１ステツプ小さい信号を伝
送する。これにより再生時に画像信号のレベル反転が発
生するのを防止できる。

次に、第３図は本発明の他の実施例を示すブロツク図で
ある。

第１図の実施例においては、４ビツトの圧縮差分信号Ｅ
及びその１ステツプ絶対値の小さい信号Ｅ′を求める圧
縮用ROM19及び圧縮用ROM24は並列して用いられている
が、第３図に示す実施例のように、１ステツプ絶対値の
小さい信号Ｅ′を求めるROM24′を圧縮用ROM19に直列に
用い、４ビツトの圧縮差分信号Ｅを入力として、これよ
り絶対値が１ステツプ小さい４ビツトの信号Ｅ′を出力
するように構成しても良い。この場合はROMの容量を小
さくできる。

また、第１図及び第３図の実施例において、伸長用ROM2
0と伸長用ROM25、加算器21と加算器26、減算器22と減算
器27、絶対値変換器23と絶対値変換器28はそれぞれ同一
回路であるので、これらを全て１回路ずつとし、時分割
で利用することも可能である。

以上の実施例は、デイジタルVTRなどの磁気記録再生装
置に本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限
るものではなく、画像信号以外の、例えば音声信号など
任意の情報信号を記録再生したり任意の伝送媒体を介し
て伝送する場合にも適用できる。また、以上の実施例
は、前値予測符号化方式の場合を示したが、本発明はこ
れに限らず一般にＮ次曲線予測符号化方式や、更には予
測値或いは基準値との差分をビツト圧縮して符号化する
他の差分符号化方式においても本発明が適用できること
は明らかである。

また、伝送路の特性により、伝送信号である４ビツト圧
縮差分データに、いわゆる重み付マツピングを施す場合
がある。前述した例では、４ビツトの圧縮差分データ
は、８ビツト伸長データの大きい方から、7,6,5,4,3,2,
1,0,−1,−2,−3,−4,−5,−6,−7,−８となつていた
が、重み付マツピングでは、８ビツト伸長データの大き
い方から、例えば、0,1,2,4,7,3,6,5,−6,−7,−4,−8,
−5,−3,−2,−１となる（ただし、５の時、伸長後の値
が０となつているものとする）。従つて、前述した例で
は、４ビツトの圧縮差分値６に対して１ステツプ下の値
として５を用いるのに対し、この重み付マツピングで
は、４ビツト圧縮差分値１に対して１ステツプ下の値は
２を用いることになる。本発明はこの様に重み付マツピ
ングをした場合にも適用可能である。

また、前記した実施例では４ビツトの圧縮差分値に対し
て１ステツプ下の値を求めるのにROMを用いたが、上記
の様な重み付マツピングを行なわない場合には、差分値
の極性に応じて減算器又は加算器により−１または＋１
の値を求めるようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明によれば、DPCMの復号時に情報
信号のレベル反転現象を発生することなく情報伝送がで
きるので、デイジタルVTRのような磁気記録再生装置に
おいては画質劣化の防止に効果がある。

さらに、レベル反転を生じない場合でも、各量子化ステ
ツプの境界付近の差分値に対しては、復号後の量子化誤
差が少なくなる方の圧縮データを選択するので、全体的
に量子化誤差の軽減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
第１図及び第６図の動作を説明するための説明図、第３
図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、第４図は符
号器が適用される一般的なデイジタルVTRの構成を示す
ブロツク図、第５図は従来の符号器を示すブロツク図、
第６図は一般的な復号器を示すブロツク図、第７図は圧
縮用ROM及び伸長用ROMの変換特性を示すグラフ、第7A図
は第７図の変換特性の見方を説明するための説明図、第
８図は７ビツトのデイジタル値における10進表現と２進
表現との対応関係を説明するための説明図、である。符号説明３……符号器、12……復号器、16,22,27,51……減算
器、17,21,26,42,54……加算器、29……比較器、30……
データセレクタ、18,43,55……遅延回路、19,24,52……
圧縮用ROM、20,25,41,53……伸長用ROM、24′……ROM

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アナログ情報信号をサンプリング量子化し
て得られるビツト数ｎの標本値を入力し、該ビツト数ｎ
よりも少ないビツト数ｍの値に符号化して出力する符号
器において、入力された各標本値のうち少なくともその一部の標本値
についてそれぞれに対応するビツト数ｎの所定の予測値
を算出する算出手段と、該予測値とそれに対応する前記
標本値との差分を求め、第１の差分値を得る第１の演算
手段と、該第１の差分値を圧縮変換してビツト数ｍの第
１の値を得る第１の圧縮変換手段と、前記第１の差分値
を圧縮変換してビツト数ｍの第２の値を得る第２の圧縮
変換手段と、前記第１の値と前記第２の値とをそれぞれ
伸長変換して前記第１の差分値と同等のビツト数の第３
の値と第４の値とをそれぞれ得る伸長変換手段と、を有
し、前記第２の圧縮変換手段は、前記第２の値として、
前記伸長変換手段による伸長変換後の前記第４の値の絶
対値が前記第３の値の絶対値よりも小さくなるような値
を得るように圧縮変換すると共に、前記伸長変換手段により得られた前記第３の値と前記予
測値との間、及び前記第４の値と前記予測値との間でそ
れぞれ加算（または減算）を行い、ビツト数ｎの第５の
値と第６の値をそれぞれ得る第２の演算手段と、該第５
の値と前記予測値に対応した前記標本値との差分、及び
該第６の値と該標本値との差分をそれぞれ求め、第２の
差分値と第３の差分値とをそれぞれ得る第３の演算手段
と、該第２の差分値の絶対値と該第３の差分値の絶対値
とを比較する比較手段と、を有し、該比較手段による比
較の結果、前記第２の差分値の絶対値が前記第３の差分
値の絶対値より小さい場合には前記第１の圧縮変換手段
において得られた第１の値を、符号化した値として出力
し、前記第２の差分値の絶対値が前記第３の差分値の絶
対値より大きい場合には前記第１の値の代わりに前記第
２の圧縮変換手段において得られた第２の値を、符号化
した値として出力するようにしたことを特徴とする符号
器。
【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の符号器にお
いて、前記第２の圧縮変換手段は、前記第２の値とし
て、前記第１の圧縮変換手段において得られる第１の値
と同極性で、絶対値が少なくとも１ステツプ下のｍビツ
トの値を得るよう圧縮変換するようにしたことを特徴と
する符号器。