JPH0746536A - データ符号化方法及び装置 - Google Patents

データ符号化方法及び装置

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JPH0746536A JP5230400A JP23040093A JPH0746536A JP H0746536 A JPH0746536 A JP H0746536A JP 5230400 A JP5230400 A JP 5230400A JP 23040093 A JP23040093 A JP 23040093A JP H0746536 A JPH0746536 A JP H0746536A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＰＣＭ符号化・復号化を用いたビデオデー
タの記録／再生において誤り検出及び訂正を効率よく行
なうこと。 【構成】 各ｍビット・データワードが関連するｎビッ
ト符号ワード（ｎ＞ｍ）を有するｍビット・データワー
ドの全体からの夫々のワードで入力ディジタル信号の連
続ｎビット群を置換することによって入力ディジタル信
号を復号する装置であって、入力ディジタル信号のｎビ
ット群とｍビット・データワードの全体と関連するｎビ
ット符号ワードの各々の間のハミング距離を決定する手
段と；その入力ディジタル信号のｎビット群を、ｍビッ
ト・データワードと関連したｎビット符号ワードと前記
ｎビット群の間のハミング距離が最低となるようなｍビ
ット・データワードの全体からのｍビット・データワー
ドで置換する手段を備えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データの符号化に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】記録すべきデータの周波数スペクトルを
記録媒体の周波数応答に整合させるために、ディジタル
・ビデオテープレコーダ（ＤＶＴＲ）等のディジタル磁
気記録装置にチャンネル符号化が採用されている。
【０００３】例えば、前回提案したＤＶＴＲは、符号ワ
ードが磁気テープ媒体上に記録される前に、８ビットデ
ータワードを１６ビット符号ワードにマップするために
チャンネル符号（いわゆる８：１６符号）を用いる。
【０００４】チャンネル符号によって発生された符号ワ
ードは、（符号化されたデータの低周波内容を制御する
ための）単一２進値の最大ランレングス、（符号化され
たデータの高周波内容を制御するための）単一２進値の
最小ランレングス、及び（符号化されたデータのｄｃ内
容を制御するための）１と０の間のバランスに関する幾
つかのルールに従う。
【０００５】８：１６符号においては、２５６通りの可
能な８ビット・データワードの各々がテープ媒体上に記
録するために１６ビット符号に対応する２つの相補値を
有する。
【０００６】このことは、可能な２16（６５５３６）通
りの順列の中から５１２通りの有効１６ビット符号があ
ることを意味する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の前回提案したＤ
ＶＴＲにおいては、もし或る１６ビットの再生群が５１
２通りの有効符号（例えば、再生データ誤り）の中の１
つに対応しなければ、その符号は誤りが多いものとして
単純にフラッグが立てられる。
【０００８】また、データ圧縮をするためＤＰＣＭ（差
分符号変調）が用いられるが、差分符号化は、符号化さ
れたデータの流れの中にデータ誤りが起こると、その後
に再構成されたデータ値が全て誤ってしまうと云う欠点
がある。
【０００９】本発明は上述の点に鑑み、誤りの効率的検
出と訂正が行なえる符号化方法及び装置を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、第１
の観点からみると、連続ｎビット群の入力ディジタル信
号を各ｍビット・データワードが少なくとも１つの関連
した有効ｎビット符号ワード（ｎはｍより大）を有する
複数のｍビット・データワードの全体からの夫々のディ
ジタル信号で置換して入力ディジタル信号を復号する装
置であって；現在のｎビット群の入力ディジタル信号と
各有効ｎビット符号ワードの間のハミング距離を決定す
る手段と；その現在のｎビット群を、ｍビット・データ
ワードと関連する有効ｎビット符号ワードと、現在のｎ
ビット群の間のハミング距離が最低になるようなｍビッ
ト・データワードの全体からのｍビット・データワード
で置換する手段を備えたディジタル信号復号装置を提供
する。
【００１１】本発明は、ｍ：ｎチャンネルコード適用可
能な冗長性を用い、ここでｎ＞ｍであり、ｎビット群の
「最大見込み」型の検出を許す。
【００１２】有効ｎビット符号のどれとも整合しないｎ
ビット群を単に捨てる代わりに、ｎビット群と有効ｎビ
ット符号の間のハミング距離（異なったビットの数）を
チェックすることによって最大見込み有効ｎビット符号
が決定される。
【００１３】本発明の装置は、２以上の有効ｎビット符
号ワードが現在のｎビット群からの最低ハミング距離を
持つかどうかを決める手段を備えている。
【００１４】この情報は、最低ハミング距離が１に等し
いかどうかを決定し、もしそうであれば、現在のｎビッ
ト群からの最低ハミング距離を有する２以上の有効ｎビ
ット符号ワードの１つと関連したｍビットデータで現在
のｎビット群を置換するために、２以上の有効ｎビット
符号ワードが現在のｎビットからの最低ハミング距離を
有することの検出に応答する手段によって使うことがで
きる。
【００１５】現在のｎビット群からのハミング距離が同
等に低い複数のｎビット符号ワードの中の１つを選択す
るために、好ましい実施例では、現在のｎビット群と２
以上の有効ｎビット符号ワードの間のビット差のビット
分離を検出するため、最低ハミング距離が１に等しくな
いことの検出に応答する手段を備え、置換手段が現在の
ｎビット群を、ｍビット・データワードと関連した有効
ｎビット符号ワードと現在の群の間のビット分離が最低
であるｍビット・データワードで置換するための手段を
備えている。
【００１６】誤りが短時間バースト誤りから生じると仮
定して、この方法で、現在のｎビット群から異なってい
るビットが最も接近して置かれている有効ｎビット符号
ワードが選ばれる。
【００１７】好ましい実施例においてはｎは１６でｍは
８である。ｍビット・データワードの全体が２５６通り
の８ビットデータワードを含むのが好ましい。
【００１８】前述のｎビット符号ワードが例えば磁気記
録チャンネルの周波数応答に関係する強制事項を満たす
には、或るｍビット・データワードと関連する各有効ｎ
ビット符号が最大ランレングスＬmax と最小ランレング
スＬmin を有することが好ましい。特に、Ｌmax が６、
Ｌmin が２であることが好ましい。
【００１９】本発明の装置は、例えば、デスクリート
（個別的）な論理回路又は応用特定集積回路（ＡＳＩ
Ｃ）として実施することができるが、本装置の簡単な実
施例としては、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、及びその
ＲＯＭに対するｎビット・アドレスとして現在のｎビッ
ト群を供給するための手段、及びその現在のｎビット群
を置換する際に使うＲＯＭのｎビット・アドレスからｍ
ビット・データワードを読み出す手段を備えるのが有利
である。
【００２０】この方法で、ｎビット群の種々の順列の処
理が、ｎビット群が受信される時にルックアップ・テー
ブルから得られる適正なｍビット・データワードを使っ
て、前もって行なわれる。
【００２１】ｍビット・データワードの全体からの各ｍ
ビット・データワードが２つの２進相補関連有効ｎビッ
ト符号ワードを有することが好ましい。
【００２２】第２の観点からみると本発明は、連続ｎビ
ット群の入力ディジタル信号を各ｍビット・データワー
ドが少なくとも１つの関連した有効ｎビット符号ワード
（ｎはｍより大）を有する複数のｍビット・データワー
ドの全体からの夫々のディジタル信号で置換して入力デ
ィジタル信号を復号する方法であって、現在のｎビット
群の入力ディジタル信号と各有効ｎビット符号ワードの
間のハミング距離を決定するステップと、その現在のｎ
ビット群を、そのｍビット・データワードと関連する有
効ｎビット符号ワードと、現在のｎビット群の間のハミ
ング距離が最低になるｍビット・データワードの全体か
らのｍビット・データワードで置換するステップと、を
含むディジタル信号復号方法を提供する。
【００２３】データ圧縮システムの一部としてデータの
差分符号化（ＤＰＣＭ）を用いることが知られている。
差分符号化においては、連続データ値は、それ自体が伝
送されたり蓄積されることはなく、その代わりに、各デ
ータ値と先行データ値の間の差が用いられる。
【００２４】これによって、連続データ値が非常に似通
っている場合はそれらの連続データ値の間の差が少ない
であろうから、改善された圧縮が行なえる。
【００２５】その差値から差分的に符号化されたデータ
が再構成されるときには、各再構成値は先行差値に基づ
き、これを拡張して、全前回差値に基いて行なわれる。
【００２６】それゆえ、差分符号化は次のような不利な
点がある。即ち、もし差分的に符号化されたデータの流
れの中にデータ誤りが起こると、その後の再構成された
データ値が全て誤ってしまう。
【００２７】このことが、差分符号化をデータの誤りが
しばしば起こる磁気データ記録等の応用に使うには明ら
かに適さなくしている。
【００２８】従って、第４の観点からみると、本発明
は、入力ディジタル信号の連続データ値からデータブロ
ックを発生する装置であって、差分的に符号化されたデ
ータ値を発生するため、第１データ値に関して複数の連
続データ値を差分的に符号化する差分符号器と、１つの
データブロックを形成するために、第１データ値と差分
符号化データ値を符号化するエントロピー符号器と、そ
のデータブロックのデータ誤りの検出を許すため、デー
タブロックとの関連のため、データブロックからの誤り
検出符号を発生する手段と、を備えたデータブロック発
生装置を提供する。
【００２９】本発明のこの観点に従えば、差分的に符号
化されるべきデータは個別（ディスクリート）ブロック
に分けられる。各ブロックは第１の非差分的に符号化さ
れたデータ値、数個の差値及び誤り検出符号を含む。
【００３０】データの再構成に際しては、もし誤り検出
符号が、そのブロックがデータ誤りを含むことを示して
いれば、そのブロックからのデータは他のブロックのデ
ータに何の影響も与えずに捨てることができる。
【００３１】好ましい実施例においては、入力ディジタ
ル信号は画像を表わすルミナンス及びクロミナンス成分
を含む。特に、その画像の表現はウエーブレット、サブ
バンド、又は離散的コサイン変換（ＤＣＴ）符号化デー
タ等の周波数分離画像データを含むのが好ましい。
【００３２】差分的符号化は、比較的に高い相関を持つ
データについて実行されるとき特に有利である。従っ
て、前記差分符号器が、予め定められた水平及び垂直空
間周波数よりも少ない周波数分離された画像データを差
分符号化するために動作できることが好ましく。そのデ
ータは一層高い空間周波数を表わす画像データよりもも
っと高度に相関付けられている。
【００３３】好ましい実施例においては、各データブロ
ックが、ルミナンス・データ・セクション及びクロミナ
ンス・データ・セクションを含み、該ルミナンス及びク
ロミナンス・データ・セクションがそのルミナンス及び
クロミナンス成分の対応部分を表している。そして、前
記データブロックが各々予め定められた長さを持つこと
が好ましい。
【００３４】差分的に符号化されたデータが差分符号化
を行なう前のデータと同じ数のビットを持つことができ
るためには、前記差分符号器が現在データ値を先行デー
タ値からモジュロ算術を使って桁上げを無視して減算し
差分符号化データ値を発生する手段を含むことが好まし
く、前記差分符号器がモジュロ２b 算術を用い、ｂが入
力ディジタル信号の各データにおけるビットの数である
ことが好ましい。
【００３５】第４の観点からみると、本発明は、入力デ
ィジタル信号の連続データ値からデータブロックを発生
する方法であって、差分的に符号化されたデータ値を発
生するため、第１データ値に関して複数の連続データ値
を差分的に符号化するステップと、１つのデータブロッ
クを形成するために、第１データ値と差分的に符号化さ
れたデータ値をエントロピー符号化するステップと、そ
のデータブロックのデータ誤りの検出を許すため、デー
タブロックとの関連のため、データブロックからの誤り
検出符号を発生するステップと、を含むデータブロック
発生方法を提供する。
【００３６】第５の観点からみると、本発明は、出力デ
ィジタル信号の連続したデータ値を発生するためにデー
タブロックを処理する装置であって、データブロックが
１またはそれより多いデータ誤りを含むか否かを検出す
るため、そのデータブロックと関連する誤り検出符号に
応答する誤り検出手段と、データ誤りを含まない各デー
タブロックから第１データ値及び複数の差分的に符号化
されたデータ値を復号するためのエントロピー復号器
と、出力ディジタル信号の連続データ値を発生するため
に、第１データ値と関係して複数の差分的に符号化され
たデータ値を差分的に復号する差分復号器とを備えたデ
ータブロック処理装置を提供する。
【００３７】誤り訂正機能に加えて、誤り検出手段がデ
ータブロックにおける予め定められた長さになるまで誤
り訂正を行なう手段を含むことが好ましい。
【００３８】誤りを含むデータブロックは、差分復号器
によって復号されないので、１又はそれより多いデータ
誤りを含むデータブロックを隠蔽データ値で置換する手
段を採用するのが好ましい。
【００３９】第６の観点からみると、本発明は、出力デ
ィジタル信号の連続したデータ値を発生するためにデー
タブロックを処理する方法であって、そのデータブロッ
クと関連する誤り検出符号に応答してデータブロックが
１またはそれより多いデータ誤りを含むか否かを検出す
るステップと、データ誤りを含まない各データブロック
から第１データ値及び複数の差分的に符号化されたデー
タ値をエントロピー復号化するステップと、出力ディジ
タル信号の連続データ値を発生するために、第１データ
値と関係して複数の差分的に符号化されたデータ値を差
分的に復号するステップを含む、データブロック処理方
法を提供する。
【００４０】本発明は、ディジタル・ビデオ記録／再生
装置に採用して有利であろう。
【００４１】
【実施例】図１を参照すると、ディジタル・ビデオ・テ
ープレコーダのブロック図が示されており、入力ビデオ
信号１０は、磁気テープ媒体２０上に記録される前にデ
ータ圧縮されブロックフォーマット化される。
【００４２】同様にして、このテープ媒体２０から回復
したデータは出力ビデオ信号３０として出力される前に
相補伸長処理される。
【００４３】入力ビデオ信号１０は、まず周波数非相関
器４０に供給され、この非相関器は、水平及び垂直有限
インパルス応答フィルタのバンクを含み、データを分割
し１０進化し２次元空間周波数領域のサブバンド成分を
含むそれぞれの周波数変換された画像にされる。
【００４４】周波数変換された画像を表わすデータは周
波数非相関器４０から量子化器に供給され、そこでその
データは損失の多い量子化が行なわれる。
【００４５】量子化されたデータは、１２ビット・デー
タ・サンプルの形で差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ）符
号器６０に送られるが、それの動作は下記に更に説明す
る。
【００４６】ＤＰＣＭ符号器６０からのデータは、再び
１２ビットデータサンプルの形で、エントロピー符号器
７０に送られる。この符号器はデータ圧縮を行なうため
にランレングス及びハフマン符号化を採用している。
【００４７】エントロピー符号器７０の出力は、ＤＰＣ
Ｍ符号器６０によってデータ出力内で一層普通に起こる
データパターンが一層短いデータワードで表されるとい
う方法で変化する長さを持つデータワードを含む。
【００４８】エントロピー符号器７０による可変長デー
タワード出力は、ブロックフォーマット器及びＥＣＣ符
号器９０によって固定長「内部」データブロックにフォ
ーマット化される前にレコードバッファ８０において一
時的に蓄積される。
【００４９】ブロックフォーマット化器及びＥＣＣ符号
器９０も各内部データブロックに誤り訂正符号ＥＣＣを
付ける。この符号はその内部データブロックのデータ誤
りを検出すべく再生する際に使うことができる。
【００５０】このブロックフォーマット化器及びＥＣＣ
符号器はＤＰＣＭ符号器６０とエントロピー符号器７０
にデータ開始信号を供給する。このデータ開始信号の目
的は下記に説明する。
【００５１】ブロックフォーマット化器及びＥＣＣ符号
器９０によって出力されたフォーマット化された内部デ
ータブロックはチャンネル符号器１００に送られ、そこ
で、その内部データブロックの連続する８ビットデータ
ワードが対応する１６ビット符号ワードに符号化され
る。
【００５２】この理由によって、チャンネル符号器１０
０で行なわれる符号化は８：１６符号として参照され
る。チャンネル符号化が行なわれるので符号化されたデ
ータは磁気媒体上に記録するために一層好ましい特性を
持つ。
【００５３】例えば、磁気媒体は直流ｄｃ成分の記録に
は応答しない。このことは、ディジタルデータで１が長
く続いたり０が長く続くときに問題になる。
【００５４】同様にして、通常再生チャンネルに周波数
応答の限界があるので、信号の高周波成分の再生は信頼
できないものとなる。
【００５５】従って、内部データブロックの８ビットデ
ータワードを、最大遷移巾（符号化されたデータの隣接
遷移間のビットの最大数）と最小遷移巾（符号化された
データの隣接遷移間のビットの最小数）に強制的に従わ
された１６ビット符号に転写するのに使われる。
【００５６】チャンネル符号器１００によって出力され
た１６ビット符号ワードは磁気テープ媒体２０のヘリカ
ルトラックに沿って直列に記録される。
【００５７】磁気テープ媒体２０から再生されたデータ
はチャンネル復号器１１０と同期検出器１２０に送られ
る。同期検出器１２０は再生されたデータのタイミング
を検出して、その再生されたデータの各データワードに
対応するクロックパルスを与えるデータ・ストローブ信
号を発生する。
【００５８】データ同期検出器１２０も再生されたデー
タを調べて、その内部データブロックの各々の開始を表
わす同期情報を検出し、各内部データブロックの開始を
マークする一連のストローブ又はクロックインパルスを
含むブロックストローブ信号を出力する。
【００５９】同期検出器１２０によるブロック及びデー
タストローブ信号の発生は、“はずみ車”機構を使って
行なわれ、それによって、ブロック及びデータストロー
ブ信号は、再生データ誤りがときたま起こるにもかかわ
らず、たえず発生されている。
【００６０】このブロック及びデータストローブ信号は
再生バッファ及びＥＣＣ復号器１３０、エントロピー復
号器１４０、及びＤＰＣＭ復号器１５０に供給される。
【００６１】チャンネル復号器１１０の動作は、下記に
もっと詳しく説明するが、基本的には、チャンネル復号
器はテープ媒体２０から再生された１６ビット符号ワー
ドを連続的な内部データブロックを形成する対応する８
ビットデータへ逆転換する働きをする。
【００６２】この内部データブロックは、再生バッファ
及びＥＣＣ復号器１３０によるＥＣＣ復号に従わされ、
各内部データブロックが全くうまく再生されたかどうか
を表わすためにその入力データブロックと関連して誤り
フラッグが立てられる。
【００６３】この再生バッファ及びＥＣＣ復号器１３０
は短期間再生誤りの誤り訂正も行なう。誤りフラッグが
立てられない内部データブロックは、即ち、うまく再生
されたブロック又は再生バッファ及びＥＣＣ復号器でう
まく訂正されたブロックは、エントロピー復号器１４０
によるエントロピー復号及びＤＰＣＭ復号器１５０によ
るＤＰＣＭ復号に従わされる。
【００６４】ＤＰＣＭ復号器１５０によるデータ出力は
逆量子化器１６０に送られ、そこで、量子化器５０で行
なわれた量子化動作と逆の動作が行なわれる。
【００６５】この逆量子化されたデータは誤り隠蔽器１
６５に送られる。この隠蔽器は再生バッファ及びＥＣＣ
復号器で訂正されなかったどんなデータ誤りも隠蔽す
る。さらにそこから、周波数非相関化器４０の処理と相
補的処理を行なう周波数相関器１７０に送られる。
【００６６】図２は、周波数非相関器４０によって出力
された周波数分離画像データを示している。
【００６７】図２において、２次元空間周波数領域の水
平周波数の増加は水平軸に沿って表され、垂直周波数の
増加は垂直軸に沿って表されている。
【００６８】図２の表現を右側及び下側に働かせば空間
周波数を増加したことに相当する。
【００６９】図２は、入力ビデオ信号を７つの空間周波
数サブバンドに変換したものを示す。これは、データを
空間周波数領域の同一寸法の４つの１次サブバンドに分
けるために水平方向及び垂直方向に相補低及び高域通過
濾波することによって周波数非相関器４０で行なわれ
る。
【００７０】これら４つの等寸法サブバンドの中で、最
低水平及び垂直空間周波数を表わすものが水平及び垂直
方向のさらなる濾波及び分割に服されて４つの第２サブ
バンド成分を形成する。
【００７１】最低水平及び垂直空間周波数を表わす第２
サブバンドはｄｃ（直流）サブバンド２００として引き
合いに出されるであろう。これは、空間周波数領域のエ
リアの１／１６を占める。
【００７２】この空間周波数領域に基いて、種々のサブ
バンドが量子化器５０による量子化の程度を異ならせら
れるので、一般に、この２次元空間周波数領域の高周波
成分を表わすデータは一層厳格な量子化に服される。
【００７３】図３は、ＤＰＣＭ符号器６０の回路図であ
る。この符号器は減算器６２、加算器６４及びフィード
バック回路に接続された遅延ユニット６６を備えてい
る。
【００７４】本実施例においては、ＤＰＣＭ符号器には
１２ビット巾の信号が供給されているので、加算器６４
と減算器６２はモジュロ２12（モジュロ４０９６）算術
に従って動作する。
【００７５】（一般に、ｂビット巾信号に対してはモジ
ュロ２b 算術が用いられ、ＤＰＣＭ符号器６０で発生さ
れたＤＰＣＭ符号は、そのＤＰＣＭ符号器に供給された
信号と同じビット数をもつことを確実ならしめる）。
【００７６】ＤＰＣＭ符号器６０で受信された各１２ビ
ットサンプルはまず減算器６２に送られ、その場合、遅
延ユニット６６の出力は現在入力１２ビットサンプルか
ら減算される（モジュロ４０９６）。
【００７７】減算器６２の出力は１２ビット出力サンプ
ルとしてエントロピー符号器７０に供給され、加算器６
４によって遅延ユニット６６の出力にも加えられ（モジ
ュロ４０９６）、入力サンプルを再発生する。
【００７８】この再発生された入力サンプルは遅延ユニ
ット６６によって１サンプル期間だけ遅延され、減算器
６２によって受信した次の入力サンプルから減算される
（モジュロ４０９６）。
【００７９】この遅延ユニット６６に印加されたクリア
ー（ＣＬＲ）信号はその遅延ユニット６６の出力をゼロ
にセットするのに使うことができる。
【００８０】この出力をゼロにセットすれば減算器６２
によって現在入力サンプルから減算される値はゼロとな
り、このことが、現入力サンプルが差分符号化に服され
ることなくエントロピー符号器７０に直接に送られるこ
とを意味する。
【００８１】ＤＰＣＭ符号化は、類似又は同一連続値を
有するデータに適用されるとき特に有益である。今の場
合、エントロピー符号器７０によって行なわれる圧縮に
おける増加がｄｃ（直流）サブバンド２００の相対的に
高度に相関するデータにＤＰＣＭ符号化を適用すること
によって達成できる。
【００８２】ＤＰＣＭ符号化は、サブバンドの残りのも
のには適用されない。それゆえ、これらの残りのサブバ
ンドからのデータに対しては、遅延ユニット６６のＣＬ
Ｒ入力が永久的にセットされ、その遅延ユニット６６の
出力を強制的にゼロにしている。
【００８３】例えば、テープ媒体２０上に蓄積されたデ
ータのシャトル（高速）再生の間は、内部データブロッ
クの或るものだけがうまく再生されるだけである。
【００８４】この状況で各内部データブロックは隣接し
て記録された内部データブロックから独立に復号しても
よいように、各内部データブロックの第１データサンプ
ルはＤＰＣＭ符号化には服さず、その代わりに、非ＤＰ
ＣＭ形で内部データブロックに含められている。
【００８５】これは、ブロックフォーマット器及びＥＣ
Ｃ符号器９０からのデータ開始信号と、各内部データブ
ロックに含まれるべき第１サンプルに対し、遅延ユニッ
ト６６のＣＬＲ入力（従って遅延ユニット６６の出力は
ゼロにセットされる）に印加することによって達成され
る。
【００８６】この動作は次の表に示してある。
【表１】
【００８７】この表は、ＤＰＣＭ符号器６０によって受
信した１２データサンプルの１ブロックに応用された４
ビットＤＰＣＭ符号化を示す。
【００８８】最初のデータサンプル（８）が受信される
時、遅延ユニット６６のＣＬＲ入力がセットされ、上記
第１サンプルが、差分符号化を適用されることなくエン
トロピー符号器７０に直接送られる。
【００８９】以後のサンプルに対しては、ＣＬＲ入力は
セットされず、従って、前回データサンプルの値が今回
のサンプルから減算されてＤＰＣＭ出力サンプルを発生
する。
【００９０】例えば、受信した第２サンプルは値４を有
し、それから減算器６２によってモジュロ１６（４ビッ
トシステムにおける）で減算される。この減算はモジュ
ロ１６算術で実行されるので、対応するＤＰＣＭサンプ
ルは次のようにして作られる。 ＤＰＣＭ＝４−８＝−４；−４ ＭＯＤ １６＝１２
【００９１】図１に示す実施例において、データ圧縮は
入力ビデオ信号１０のルミナンス（Ｙ）とクロミナンス
（Ｃ）成分に別々に適用され、ルミナンス・データ・セ
クション及びクロミナンス・データ・セクションを有す
る内部データブロックを発生する。
【００９２】このルミナンス・データ・セクション及び
クロミナンス・データ・セクションは連続する内部デー
タブロックの間で長さが変わるが、それら長さの和は一
定である。
【００９３】ルミナンス及びクロミナンス・データ・セ
クションは、周波数非相関器４０で発生された夫々のル
ミナンス及びクロミナンス周波数分離画像の対応する部
分を表わす。
【００９４】図４は、ＤＰＣＭ復号器１５０を示したも
ので、モジュロ４０９６加算器１５２及び遅延ユニット
１５４を備えている。この遅延ユニットの出力は遅延ユ
ニット１５４にＣＬＲ信号を印加することによってゼロ
にセットできる。
【００９５】加算器１５２によって受信した各データサ
ンプルは遅延ユニット１５４の出力に加算（モジュロ４
０９６）され、ＤＰＣＭ符号器６０に供給されたような
元のサンプルを再構成する。
【００９６】遅延ユニット１５４の出力は、先行再構成
データサンプルを表わす。この方法で、遅延ユニット１
５４及び加算器１５２は、ＤＰＣＭ復号器６０の遅延ユ
ニット６６及び減算器６２の動作と逆の動作をする。
【００９７】遅延ユニット１５４へのＣＬＲ入力は、ｄ
ｃ（直流）サブバンドを除いて全空間周波サブバンドに
対応する受信データに対し、及び各内部データブロック
のルミナンス又はクロミナンス・データ・セクションの
第１（非ＤＰＣＭ符号化）サンプルに対し、遅延ユニッ
ト１５４の出力をゼロにセットするのに使われる。この
後者の動作は、同期検出器１２０によって発生されたブ
ロックストローブをＤＰＣＭ復号器１５０のＣＬＲ入力
に印加することによって行なわれる。
【００９８】図５は、上述のようにして発生された内部
データブロックを示す。内部データブロック２１０の全
長は連続する内部データブロックの間で固定されてい
る。もっとも、ルミナンス・データ・セクション２２０
とクロミナンス・データ・セクション２３０の相対的寸
法は、入力ビデオ信号のルミナンス及びクロミナンス成
分の情報内容に基いて変わることができる。
【００９９】内部データブロック２１０はヘッダー２４
０を含み、これは、ルミナンス・データ・セクション２
２０とクロミナンス・データ・セクション２３０の間の
境界を示すポインタを含む。
【０１００】ヘッダーに続いて、ルミナンス・データ・
セクション２２０があり、これは上述のとおり第１ＰＣ
Ｍルミナンスサンプル２５０（即ち、非差分的に符号化
されたサンプル）とそれに続く数個のルミナンスＤＰＣ
Ｍサンプル２６０を含む。
【０１０１】同様にして、クロミナンス・データ・セク
ション２３０は、第１クロミナンスＰＣＭサンプル２７
０とそれに続く数個のクロミナンスＤＰＣＭサンプル２
８０を含む。
【０１０２】その内部データブロックには誤り訂正符号
２９０が付けられていて、内部データブロックの軽微な
再生誤りの訂正や、他の全ての誤りの検出に使われる。
【０１０３】図６はチャンネル符号器１００のブロック
図である。このチャンネル符号器１００は、ブロックフ
ォーマット器及びＥＣＣ符号器９０によって発生された
各内部データブロックの各８ビットワードを、磁気テー
プ媒体２０上に記録するために直列に供給される１６ビ
ット・コード・ワードに変換する。
【０１０４】チャンネル符号器１００は、チャンネル符
号器プログラム可能読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）１０
２を備え、このメモリはＰＲＯＭ１０２によって発生さ
れた１６ビット符号の２つの最有意ビット（ＭＳＢ）の
帰還を行なうために設けたレジスタを備えている。
【０１０５】ＰＲＯＭ１０２に供給される８ビット・デ
ータワードと１６ビット符号からフィードバックした２
ビットを使って１０ビット・アドレスを形成し、そのア
ドレスに出力すべき次の１６ビット符号が蓄積される。
【０１０６】８ビット入力信号の可能な２8 通りのビッ
トパターンの各々は、ＰＲＯＭ１０２に蓄積されたコー
ドブックに従って１６ビット・コードワードの異なる相
補対と関連付けされている。もっとも、各相補対の中の
只一つのコードワードのみがＰＲＯＭに蓄積されればよ
い。
【０１０７】１６ビット・コードワードの各々は、２16
通りの可能な１６ビットの組み合わせから選ばれる。従
って、各コードワードは次の条件を有する： １．６ビットに等しいかそれよりも小さい最大遷移巾；
２．その初め及び終りで５ビットに等しいかそれよりも
小さい最大ランレングス；３．２ビットに等しいかそれ
よりも大きい最初及び最後遷移の間の最小遷移巾；及び
４．１と０が等しい数となること、即ちｄｃバランス。
【０１０８】このように、各入力８ビットワードに対し
て、２つの可能な１６ビットコードがあり、その中の１
つは他の２進補数になっている。その対の中のどちらの
コードワードが出力となるかは、下記に説明するように
先行出力コードワードに依存する。
【０１０９】これらの１６ビット・コードワードは最下
位（ＬＳＢ）ビットを最初に記録する仕方で直列形で磁
気テープ媒体２０上に記録される。
【０１１０】隣接して記録された１６ビット・コードワ
ードの間の境界を横切って最小及び最大遷移巾に強制を
維持するために、各１６ビット・コードワードの２つの
最有意ビットを使って、現在の８ビットデータワードに
対応するコードワード相補対のどちらが使われるべきか
を決定する。
【０１１１】例えば、もし前回コードワードの２つのＭ
ＳＢが００であり、この８ビット入力データワードに対
応する１６ビットコードワードが１０であったならば、
前回及び現在データワードの記録は磁気テープ媒体上に
記録される００１０と云うパターンになる。
【０１１２】これは、上に照合された最小遷移巾強制に
は応じない。それゆえ、現在の８ビット入力データワー
ドに対応する１６ビットコードの補数が使われる。その
結果、２つのコードワードの間の境界を横切ってビット
パターン０００１が記録される。
【０１１３】この１６ビットコードワードは、並列形で
ＰＲＯＭ１０２によって出力され、１６ビット直列化器
１０４によって記録するため直列形に変換される。
【０１１４】図７は、チャンネル符号器１００によって
発生された有効１６ビット・コードワードの間のハミン
グ距離を示したものである。
【０１１５】２つのｎビット語の間のハミング距離は、
２つの語における対応位置にあるビットが異なる場合の
数に等しい。ハミング距離は、２つのｎビットワードの
排他ＯＲによって形成された１つの語における論理
“１”の数を計数することによって、２つの特定のｎ−
ビット語に対して評価すればよい。
【０１１６】例えば、次の２つの語に対するハミング距
離は である。
【０１１７】チャンネル符号器１００による１６ビット
符号は有効符号の間のハミング距離が少なくとも符号の
大多数（９０％）に対して３であるように選ばれる。こ
の特徴が本実施例において使われ、その際、テープから
１６ビットワードが再生されチャンネル復号器１０に供
給され、それが有効１６ビット符号と整合しないが有効
１６ビット符号からハミング距離１だけ異なっていれ
ば、誤って再生された符号は、高い確率で、ハミング距
離１だけ離れた有効符号に訂正できる。但し上記説明で
は、再生時に１ビットのみが誤りであると仮定してい
る。このような訂正は図７で矢印３００で図示されてい
る。
【０１１８】図７を参照して説明した単１ビット誤りの
高パーセント（約９０％）の訂正は、チャンネル復号器
１００によって行なわれる多量訂正処理のほんの１部で
ある。図８及び図９は、チャンネル復号器１１０の動作
を示すフローチャートである。
【０１１９】図８及び図９において、テープ媒体２０か
ら再生された１６ビット符号はステップ３１０でチャン
ネル復号器１１０によって受信される。
【０１２０】ステップ３２０では、受信した１６ビット
符号とチャンネル符号器１１０に供給されることができ
たであろう可能な８ビットデータの全てに対応する有効
符号の２8 対の各々との間のハミング距離が決定され
る。
【０１２１】有効１６ビット符号の半分（２５６）は他
の半分の補数であるから、８までのハミング距離だけを
考える必要がある。
【０１２２】これは、現在受信された符号から８よりも
大きいハミング距離を持つどの符号に対しても（他の有
効符号である）その符号の補数が現在受信された符号か
ら１６−ｈのハミング距離を持つからである。
【０１２３】ステップ３３０で、現在受信した符号から
最低のハミング距離を持つ１つ又はそれより多い有効符
号が後段処理のために選ばれる。
【０１２４】もしステップ３３０で有効符号の中の１つ
のみが選ばれると（ステップ３４０で決定される）、ス
テップ３５０で、選択された有効符号に対応する８ビッ
トデータ語はチャンネル復号器１１０によって出力さ
れ、受信した１６ビット符号に対して処理が完了する。
【０１２５】これは、誤りのない受信符号（その場合単
一ハミング距離はゼロであろう）、又は図７に図示され
た情況に対応し、そこでは次のことが仮定されている。
すなわち、単一ビット誤りのみが起こり、間違いの多い
再生１６ビット符号は最寄りの有効符号で置き換えるべ
きであると云うこと。
【０１２６】もし、ステップ３４０で１よりも多い有効
符号が選ばれるべきであると云うこと、換言すると、現
在受信した１６ビット符号が２以上の有効１６ビット符
号からハミング距離で云って等距離にあると決定される
と、ステップ３６０で、それらの２以上の最寄り符号か
らのハミング距離が１よりも大きいかどうかの決定が行
なわれる。
【０１２７】もしそうでなければ、チャンネル復号器
は、ステップ３７０で、２以上の最寄り符号の任意の１
つに対応する８ビット・データワードを出力し、しかる
後処理を終了する。
【０１２８】しかしながら、もし現在受信した符号とス
テップ３３０で選択された２以上の最寄り有効符号の間
のハミング距離が１よりも大きければ、ステップ３８０
で、選択された符号に対する分布長（ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）が決定される。
【０１２９】２以上の選択された有効符号の各々に対す
る分布長は、現在受信した１６ビット符号に関する選択
された有効符号の排他的論理和によって作られた１ワー
ドにおける最初と最後の論理値“１”の間のビット分離
に等しい。
【０１３０】例えば、２つの有効１６ビット符号からの
受信符号のハミング距離の計算において使われる排他的
論和の総計の結果次の符号となる。 ハミング距離 分布長 ０００１０１１０００００００００ ３ ３ 及び ００１０００００００１００１００ ３ １１
【０１３１】ステップ３９０で、２以上の選択された有
効符号の単一の符号が最低分布長を持つかどうかについ
て決定がなされる。
【０１３２】もしそうであれば、ステップ４００で、最
低分布を持つ選択された有効符号に対応する８ビット・
ワードが出力され、しかる後現１６ビット符号の処理が
終わる。
【０１３３】もしステップ３９０で、２以上の選択され
た前記符号が等しく低分布長を有すると決定されると、
等しい最低分布長を有する選択された有効符号の任意の
１つに対応する８ビットワードが、ステップ４１０で、
出力され、現在の１６ビット符号の処理が終了する。
【０１３４】図１０は、チャンネル復号器１１０の１実
施例を示すブロック図である。媒体からの再生されたデ
ータは、各１６ビット符号ワードの開始を示すのに使わ
れるブロック及びデータストローブの制御の下に１６ビ
ットラッチ回路１１２にロードされる。
【０１３５】ラッチ回路１１２の内容は、ＰＲＯＭ１１
４へのアドレス入力として供給される。このＰＲＯＭ１
１４は図８及び図９に示す一連のステップに従ってプロ
グラムされている。
【０１３６】それゆえ、２16通りの可能な受信１６ビッ
ト符号ワードのどれに対しても図８及び図９のステップ
によって発生されるであろう適正な８ビット・データワ
ードが、その符号ワードの１６ビットに対応する或るア
ドレスの所に蓄積される。ＰＲＯＭ１１４の出力は連続
８ビットデータワードを含む並列８ビットデータ流であ
る。
【０１３７】
【発明の効果】本発明のデータ符号化方法によれば、符
号誤りの検出と訂正が効率的に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル・ビデオ・テープレコーダのブロッ
ク図である。
【図２】周波数分離画像データの区分を示す線図であ
る。
【図３】ＤＰＣＭ符号器のブロック図である。
【図４】ＤＰＣＭ復号器のブロック図である。
【図５】フォーマット化された内部ブロックを示す線図
である。
【図６】チャンネル符号器のブロック図である。
【図７】図６のチャンネル符号器による有効符号出力の
間のハミング距離を示す線図である。
【図８】チャンネル復号器の動作を示すフローチャート
である。
【図９】チャンネル復号器の動作を示すフローチャート
である。
【図１０】チャンネル復号器のブロック図である。
【符号の説明】
２０ 磁気記録媒体 １１０ チャンネル復号器 １２０ 同期検出器 １３０ 再生バッファ及び復号器 １４０ エントロピー復号器 １５０ ＤＰＣＭ復号器 １６０ 逆量子化器 １６５ 誤り隠蔽器 １７０ 周波数相関器 ３０ ビデオデータ出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｍ 7/14 Ｂ 8522−5Ｊ Ｈ０４Ｎ 7/24 9/804 9/808 Ｈ０４Ｎ 9/80 Ｂ

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連続ｎビット群の入力ディジタル信号を
    各ｍビット・データワードが少なくとも１つの関連した
    有効ｎビット符号ワード（ｎはｍより大）を有する複数
    のｍビット・データワードの全体からの夫々のディジタ
    ル信号で置換して入力ディジタル信号を復号する装置で
    あって、 現在のｎビット群の入力ディジタル信号と各有効ｎビッ
    ト符号ワードの間のハミング距離を決定する手段と、 その現在のｎビット群を、そのｍビット・データワード
    と関連する有効ｎビット符号ワードと、現在のｎビット
    群の間のハミング距離が最低になるｍビット・データワ
    ードの全体からのｍビット・データワードで置換する手
    段を備えたディジタル信号復号装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、２以上
    の有効ｎビット符号ワードが現在のｎビット群からの最
    低ハミング距離を持つかどうかを決める手段を備えたデ
    ィジタル信号復号装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の装置において、最低ハ
    ミング距離が１に等しいかどうかを決定し、もしそうで
    あれば、現在のｎビット群からの最低ハミング距離を有
    する２以上の有効ｎビット符号ワードの１つと関連した
    ｍビットデータで現在のｎビット群を置換するために、
    ２以上の有効ｎビット符号ワードが現在のｍビットから
    の最低ハミング距離を有することの検出に応答する手段
    を備えたディジタル信号復号装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の装置において、 現在のｎビット群と２以上の有効ｎビット符号ワードの
    間のビット差のビット分離を検出するため、最低ハミン
    グ距離が１に等しくないことの検出に応答する手段を備
    え、 置換手段が現在のｎビット群を、ｍビット・データワー
    ドと関連した有効ｎビット符号ワードと現在の群の間の
    ビット分離が最低であるｍビット・データワードで置換
    するための手段を備えたディジタル信号復号装置。
  5. 【請求項５】 前記請求項１〜４のいずれか１つに記載
    の装置において、ｎが１６、ｍが８であるディジタル信
    号復号装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、ｍビッ
    ト・データワードの全体が２５６個の８ビットデータワ
    ードを含むディジタル信号復号装置。
  7. 【請求項７】 前記請求項１〜６のいずれか１つに記載
    の装置において、或るｍビット・データワードと関連す
    る各有効ｎビット符号が最大ランレングスＬmaxと最小
    ランレングスＬmin を有するディジタル信号復号装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、Ｌmax
    が６、Ｌmin が２であるディジタル信号復号装置。
  9. 【請求項９】 前記いずれか１つの請求項に記載の装置
    において、 読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、 該ＲＯＭに対するｎビット・アドレスとして現在のｎビ
    ット群を供給するための手段、及び該現在のｎビット群
    を置換する際に使うＲＯＭのｎビット・アドレスからｍ
    ビット・データワードを読み出す手段を備えたディジタ
    ル信号復号装置。
  10. 【請求項１０】 前記いずれか１つの請求項に記載の装
    置において、ｍビット・データワードの全体からの各ｍ
    ビット・データワードが２つの２進相補関連有効ｎビッ
    ト符号ワードを有するディジタル信号復号装置。
  11. 【請求項１１】 連続ｎビット群の入力ディジタル信号
    を各ｍビット・データワードが少なくとも１つの関連し
    た有効ｎビット符号ワード（ｎはｍより大）を有する複
    数のｍビット・データワードの全体からの夫々のディジ
    タル信号で置換して入力ディジタル信号を復号する方法
    であって、 現在のｎビット群の入力ディジタル信号と各有効ｎビッ
    ト符号ワードの間のハミング距離を決定するステップ
    と、 その現在のｎビット群を、そのｍビット・データワード
    と関連する有効ｎビット符号ワード、現在のｎビット群
    の間のハミング距離が最低になるｍビット・データワー
    ドの全体からのｍビット・データワードで置換するステ
    ップと、 を含むディジタル信号復号方法。
  12. 【請求項１２】 入力ディジタル信号の連続データ値か
    らデータブロックを発生する装置であって、 差分的に符号化されたデータ値を発生するため、第１デ
    ータ値に関して複数の連続データ値を差分的に符号化す
    る差分符号器と、 １つのデータブロックを形成するために、第１データ値
    と差分符号化データ値を符号化するエントロピー符号器
    と、 そのデータブロックのデータ誤りの検出を許すため、デ
    ータブロックとの関連のため、データブロックからの誤
    り検出符号を発生する手段と、 を備えたデータブロック発生装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置において、前
    記入力ディジタル信号が画像を表わすルミナンス及びク
    ロミナンス成分を含むデータブロック発生装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の装置において、画
    像の表現が周波数分離された画像データであるデータブ
    ロック発生装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の装置において、前
    記差分符号器が、予め定められた水平及び垂直空間周波
    数よりも少ない周波数分離された画像データを差分符号
    化するために動作できるデータブロック発生装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１３〜１５のいずれか１つに記
    載の装置において、各データブロックがルミナンス・デ
    ータ・セクション及びクロミナンス・データ・セクショ
    ンを含み、該ルミナンス及びクロミナンス・データ・セ
    クションがそのルミナンス及びクロミナンス成分の対応
    部分を表しているデータブロック発生装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１２〜１６のいずれか１つに記
    載の装置において、前記データブロックが各々予め定め
    られた長さを持つデータブロック発生装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１２〜１７のいずれか１つに記
    載の装置において、前記差分符号器が現在データ値を先
    行データ値からモジュロ算術を使って桁上げを無視して
    減算し差分符号化データ値を発生する手段を含むデータ
    ブロック発生装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の装置において、前
    記差分符号器がモジュロ２b 算術を用い、ｂが入力ディ
    ジタル信号の各データにおけるビットの数であるデータ
    ブロック発生装置。
  20. 【請求項２０】 入力ディジタル信号の連続データ値か
    らデータブロックを発生する方法であって差分的に符号
    化されたデータ値を発生するため、第１データ値に関し
    て複数の連続データ値を差分的に符号化するステップ
    と、 １つのデータブロックを形成するために、第１データ値
    と差分的に符号化されたデータ値をエントロピー符号化
    するステップと、 そのデータブロックのデータ誤りの検出を許すため、デ
    ータブロックとの関連のため、データブロックからの誤
    り検出符号を発生するステップと、 を含むデータブロック発生方法。
  21. 【請求項２１】 出力ディジタル信号の連続したデータ
    値を発生するためにデータブロックを処理する装置であ
    って、 データブロックが１またはそれより多いデータ誤りを含
    むか否かを検出するため、そのデータブロックと関連す
    る誤り検出符号に応答する誤り検出手段と、 データ誤りを含まない各データブロックから第１データ
    値及び複数の差分的に符号化されたデータ値を復号する
    ためのエントロピー復号器と、 出力ディジタル信号の連続データ値を発生するために、
    第１データ値と関係して複数の差分的に符号化されたデ
    ータ値を差分的に復号する差分復号器とを備えたデータ
    ブロック処理装置。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の装置において、誤
    り検出手段がデータブロックにおける予め定められた長
    さになるまで誤り訂正を行なう手段を含むデータブロッ
    ク処理装置。
  23. 【請求項２３】 請求項２１又は２２に記載の装置にお
    いて、１又はそれより多いデータ誤りを含むデータブロ
    ックを隠蔽データ値で置換する手段を含むデータブロッ
    ク処理装置。
  24. 【請求項２４】 出力ディジタル信号の連続したデータ
    値を発生するためにデータブロックを処理する方法であ
    って、 そのデータブロックと関連する誤り検出符号に応答して
    データブロックが１またはそれより多いデータ誤りを含
    むか否かを検出するステップと、 データ誤りを含まない各データブロックから第１データ
    値及び複数の差分的に符号化されたデータ値をエントロ
    ピー復号化するステップと、 出力ディジタル信号の連続データ値を発生するために、
    第１データ値と関係して複数の差分的に符号化されたデ
    ータ値を差分的に復号するステップを含むデータブロッ
    ク処理方法。
  25. 【請求項２５】 請求項１〜１０，１２〜１９及び２１
    〜３０のいずれか１つに記載した装置を備えたディジタ
    ル・ビデオ記録／再生装置。
  26. 【請求項２６】 添付図面を参照して記述したのと実質
    的に同じ装置であるディジタル信号復号装置。
  27. 【請求項２７】 添付図面を参照して記述したのと実質
    的に同じ方法であるディジタル信号復号方法。
  28. 【請求項２８】 添付図面を参照して記述したのと実質
    的に同じ装置であるデータブロック発生装置。
  29. 【請求項２９】 添付図面を参照して記述したのと実質
    的に同じ方法であるデータブロック発生方法。
  30. 【請求項３０】 添付図面を参照して記述したのと実質
    的に同じ装置であるデータブロック処理装置。
  31. 【請求項３１】 添付図面を参照して記述したのと実質
    的に同じ方法であるデータブロック処理方法。
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