JPS6036663B2 - 信号補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は信号補正装置に関し、特に例えばアナログ信
号をディジタル化するＰＣＭ（ＰｕｌｓｅＣｏｄｅＭｏ
ｄ山ａｔｉｏｎ）において、信号に欠落が生じた場合に
この信号を補正する補正装置に関する。

従来より、例えば音声信号のようなアナログ信号ＰＣＭ
信号に変換して磁気テープに記録・再生することが知ら
れている。このような場合、例えば磁気テープ上のごみ
あるいはさす等により、信号欠落（いわゆるドロップア
ウト）を生じることがある。従って、このような信号欠
落を補正することが行なれ、その方法として内挿法およ
び外挿法が用いられている。これらの方法は、例えば、
ＢＢＣのＲＥＳＥＡＲＣＨ ＤＥＰＡＲＴＭＮＴ ＲＥ
ＰＯＲＴＮＯ．１９７２／１８にも示されるように、原
アナログ信号が低周波の場合には有効に作用するが、周
波数が高くなると殆んど効果がないものである。それゆ
えに、この発明の主たる目的は、現アナログ信号の周波
数にかかわらず有効に信号補正をなし得る信号補正装置
を提供することである。この発明はＹ要約すれば、アナ
ログ信号をディジタル化して伝送（ないしは記録）する
ものにおいて、伝送（記録）の際にアナログ信号の処理
すべきサンプル値の最も近に所定のレベルをもつコード
２なし、し３ビット程度の冗長ビットとして表わしてデ
ィジタル信号に付加し、アナログ信号が高周波の場合、
受信（再生）の際にディジタル号に欠落が生じたとき、
この冗長ビットの内容によつて決定されるレベルに置換
することにより信号欠落の補正を行なうようにした信号
補正装置である。この発明の上述の目的およびその他の
目的と特徴は図面を参照して行なう以下の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

第１図はこの発明の一実施例しての磁気テープの記録フ
オーマツトを示す図解図である。

この磁気テープ１には、ＰＣＭ信号が並列的にトラック
ＴＩないしＴｎにビット順次に記録れ、さらにパリティ
ビットＴＰの他の２ビットの冗長ＴＲＩおよびＴＲ２が
記録されている。このようなパターンで記録した場合に
は、情報ビットＴＩないしＴｎに信号欠落が生じても、
冗長ビットＴＲ１，ＴＲ２が同時に欠落する確率は極め
て低い。また、磁気テープの性質から、１回信号欠落が
生じると、この信号欠落の発生したトラックでは、１０
ビット以上が蓮続て欠落することが多い。第２図は信号
欠落が発生した場合の補正態を示す図であり、点線が原
アナログ信号を示し、実線が補正信号を示す。

第２図ａは原アナログ信号が低周波領域の場合（ないい
ま変化が緩慢な場合）を示し、信号欠落を生じた部分が
「ＤＯ」にて示され、この信号欠落ＰＯが生じたときに
はその欠落が生じる直前の値に保持される。第２図ｂは
原アナログ信号が高周波領域の場合（ないいま変化が急
峻な場合）を示し、その信号欠落ＤＯに外挿法によって
信号補正を行なっている。この場合には前述したように
波形歪が大きいものであり、この発明はこのような場合
に波形歪を改善するものである。第２図ｃは原アナログ
信号が高周波領域の場合のこの発明による信号補正がな
されたのである。すなわち、前記冗長ビットＴＲ１，Ｔ
Ｒ２によってアナログ信号の処理すべきサンプル値に最
も近いレベルｖｌ，ｖ２，ｖ３あるいはｖ４をたとえば
‘「００」，「０１」，「１０」，「１１」の２ビット
のコードとして表わすようにし、信号欠落ＤＯ中はその
いずれかのレベルに置換する。例えば、この２つの冗長
ビットＴＲＩ，ＴＲ２の組合わせの「００」がレベルｖ
１に、「０１」がレベルｖ２に、「１０」がレベルｖ３
に、そして「１１」がレベルｖ４に対応し、予め記録側
において原アナログ信号の値に応じてその値の最も近い
レベル（ｖｌないしｖ４）を選択し、このレベルをあら
わすように前記冗長ビットＴＲ１，ＴＲ２の組合わせの
いずれかが記録される。このように、原アナログ信号の
変化が急峻な場合には、冗長ビットによって欠落部分Ｄ
Ｏの号補正を行なうことによってその波形歪が大幅に改
善（第２図ｂに比べて）されることが理解されよう。こ
のような信号補正の方式を以下その好ましい実施例に従
ってより詳細に説明しよう。 」
第３図はこの発明の好ましい実施例を示すブロック図で
ある。

構成において、再生時に前記磁気テープ１のデータビッ
トＴＩないしＴｎから得られたデータビットは、データ
ビット入力端子ＤＩＩないしＤｉｎから入力され、切換
器２、信号欠落検出器６、遅延回路７および減算器１川
こ与えられる。切換器２の一方データ入力として入力さ
れたデータは、この切換器２によって選択的にレジス夕
３、Ｄ／Ａ変換器４を経て再生アナログ信号としてアナ
ログ信号出力端子ＡＯより導出される。また、前記パリ
ティビットＴＰからの出力は、パリティ入力端子ＰＩを
介して前記信号欠落検出器６に与えられる。

従って、この信号欠落検出器６は、データ入力端子ＤＩ
ＩないしＤＵｎからのデータ（再生ヘッドからの再生波
形）の有無と、パリティビットＴＰからの内容とによっ
て、信号欠落がないかどうかを検出し、信号欠落が生じ
たときにはその出力として／・ィレベル（「Ｈ」）を導
出し、信号欠落かないときにはその出力としてローレベ
ル（「Ｌ」）を導出する。この信号欠落検出器６の出力
は、後述のアンドゲート１４および１５の各一方入力に
与えられる。そして、前記冗長ビットＴＲＩおよびＴＲ
２からの出力は、データ変換器５に与えられ、その内容
に応じて前記アナログレベルｖｌないしｖ４をあらわす
、かつデータと同一形式のＰＣＭ信号に変換される。こ
のデータ変換器５出力は、前切襖器２の他方データ入力
として与えられ、この切襖器２によって選択的にレジス
タ３に入力される。遅延回路７，７，７および減算器１
０，９，８ならびに絶対値作成回路１１、加算器１２、
レベル判定器１３は、協働して、原アナログ信号の波形
変化が急峻であるか緩慢であるかを判定する急峻度判定
手段として作用する。

ここで、第４図を参照してその判定の原理を詳細に説明
する。第４図は急峻度判定の原理を示す図解図であり、
第４図ａは緩慢な場合を示し、第４図ｂは急峻な場合を
示す。この第４図において、点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４
は、サンプリング点を示し、それぞれ時間間隔ｔずつ隔
てられている。そして、「ＤＯ」は信号欠落を示す。こ
こで、サンプル点ＳＩの電位とサンプル点Ｓ２の電位と
の差を△ｖｌ、サンプル点Ｓ２の電位サンプル点３の位
との差を△ｖ２、サンプ点Ｓ３の電位とサンプル点Ｓ４
の電位との差を△ｖ３とすると、原アナログ信号の変化
の緩慢は、次式に示す△Ｖの大小によって決定される。
△Ｖ＝！△ｖｌｌ＋！△ｖ２ｌ＋ｌ△ｖ３■ 例えば、前記値△Ｖが或る値以上であればこのときの信
号欠落ＤＯの直前のアナログ信号の波形変化は第４図ｂ
に示す急峻な場合であると判定し、値△Ｖが或る値以下
であれば第４図ａに示す緩慢な場合であると判定する。

すなわち、前記遅延回路７，７，７はそれぞれ前記１サ
ンプリング間隔ｔの遅延時間を有し、減算器８，９，１
０によって前記差電位△ｖｌ，△ｖ２，△ｖ３を求める
。そして、これら各減算器８，９，１０からの出力は、
それぞれ、絶対値作成回路器１１に与えられ、ｌ△ｖｌ
ｌ，ｌ△ｖ２ｆ，ｌ△ｖ３ｌとして加算器１２に入力さ
れる。そのため、の加算器１２によって前記式に示す△
Ｖが求められ、レベル判定器１３によって該△Ｖの値が
一定値より大であるか否かが判定される。そして、この
レベル判定器１３出力は、前記値△Ｖが一定値以上であ
れば波形変動が急峻であるとして「Ｈ」信号を導出し、
一定値以下であれば波形変動が緩慢であるとして「Ｌ」
信号を導出する。このようにして原アナログ信号が低周
波領域であるか高周波領域であるかが判定される。再び
第３図を参照して、前記レベル判定器１３出力は、その
一方入力として前記信号欠落検出器６出力を受けるァン
ドゲート１５の他方入力として与えられるとともに、、
反転されて同様に信号欠落検出器出力をその一方入力に
受けるアンドゲート１４の他方入力とされる。このアン
ドゲート１４出力は反転されて、その一方入力としてク
ロック入力端子ＣＬＩからのクロック信号を受けるアン
ドゲート１６の他方入力として与えられる。また前記ァ
ンドゲート１５出力は前記切換器２の切襖制御（２つの
データ入力を切換えて導出する）として与えられる。第
５図は第３図に示す実施例の動作を説明するタイミング
チャートである。

以下にこの第５図を参照してその動作説明する。第５図
ａないし第５図ｃに、前記データ入力端子ＤＩＩないし
Ｄｉｎに与えられる再生信号が示される。いま、第５図
ｄに示すように、例えばＤＯＩで示す期間に信号に信号
欠落があった場合を想定しよう。

このとき、この信号欠落検出器６からの出力は「Ｈ」と
なる。従ってアンドゲート１４および１５がともに開成
される。また、ここで、この信号欠落ＰＯＩの直前の原
アナログ信号の変化が検出されてその変化が緩慢であっ
たとすると、このときレベル判定器１３出力は第５図ｅ
に示すごとく「Ｌ」となる。従って、アンドゲート１４
のみから「Ｈ」の信号出力が得られ、アンドゲート１６
が閉成される。そのため、レジスタ３に通常与えられて
いるクロック信号（図示せず）が与えられなくなり、こ
のレジスタ３からＤ／Ａ変換器４へ与えられるデータ信
号の直前の値が保持される。従って、アナログ信号出力
端子ＡＯから得られるアナログ信号は、第２図ａに示す
ような外挿法による信号補正が行なわれることになる。
また、第５図ｄに示すように、例えばＤ０２で示す期間
に信号欠落があり、しかもこの信号欠落の直前の原アナ
ログ信号の変化が急峻であった場合を想定しよう。この
とき、アンドゲート１５から「Ｈ」の出力が導出され、
切換器２は通常の前記一方のデータ入力を禁止し、冗長
ビットＴＲ１，ＴＲ２からの信号を受けるデータ変換器
５からのＰＣＭされたかつ現アナログ信号の処理すべき
サンプル値に最も近い所定レベルを表わす前記他方のデ
ータ入力が有効化されてレジスタ３に与えられる。従っ
て、このレジスタ３に与えられてる（アンドゲート１６
が開成ごれているため）クロック信号によって前記デー
タ変換器５からのデータがＤ／Ａ変換器４に与えられる
。従って、アナログ信号出力端子ＡＯから得られるアナ
ログ信号は、第２図ｃに示すような冗長ビットによる信
号補正が行なわれることになる。第６図はこの発明の他
の実施例としての磁気テープの記録フオーマットを示す
図解図である。

この磁気テープ１′には、前述のごと〈のＰＣＭ信号が
直列的にフレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３・…・・に記録され
、各フレームＦ１，Ｆ２，・・・・・・の頭部には同期
信号マークＳＹＭ，ＳＹＭ，…・・・が付され、各フレ
ームＦ１，Ｆ２，・・・・・・の終端にはそれぞれ冗長
ビットＲＢ１，ＲＢ２，・・・・・・が記録されている
。この場合データ（フレーム）と冗長ビットが近接して
いるため、データが欠落した場合に冗長ビットも欠落す
るおそれがあるため、或るフレーム（ＦＩ）に対する冗
長ビット（ＲＢＩ）を別のフレーム（Ｆ２）に付加する
ことによって、データビットと冗長ビットが同時に欠落
する機会をなくすように考えている。このようにビット
直列に処理する場合にもほぼ第３図と同様の回路構成で
信号補正が行なわれ得ることが容易に理解されよう。第
７図はこの発明の他の好ましい実施例を示すフロッタ図
である。構成において、データ入力端子Ｄｒからのデー
タ信号は、内挿演算部１７に与えられるとともに、パリ
ティ入力端子ＰＩからのパリティビット信号とともに第
３図と同様信号欠落検出器６に与えられ、さらに遅延回
路１８に与えられる。この遅延回路１８は、内子軍演算
部１７における遅延時間と同一の遅延時間を有し、その
出力は第３図における急峻度判定手段と同様の構成をと
る急峻度判定器１９に与えられる。急峻度判定器１９出
力が、アンドゲート２１の一方入力として与えるととも
に反転されてアンドゲート２０の一方入力として与えら
れる。これらアンドゲート２０，２１の他方入力にはと
もに、信号欠落検出器６からの出力信号が与えられる。
また、アンドゲート２０の出力は反転されて前記内挿演
算部１７の演算指令とて与えられ、アンドゲート２１の
出力は切換器２の切襖指令として与えられる。従って、
切換器２においては、この指令を受けたときには冗長ビ
ット入力端子ＲＩからの冗長ビット信号を受けるデータ
変換器５（第３図と同様）の出力を有効化して、Ｄ／Ａ
変換器４に与える。ここで、信号欠落が生じ、その直前
の原アナログ信号の波形変化が緩慢な場合については、
アンドゲート２０の出力が「Ｌ」となり、反転されて内
挿演算部１７に与えられる。従って、この内挿演算部１
７においては、内挿法（ここではその説明は省略する）
によって信号補正を行ない、その出力を切換器２に与え
る。また、信号欠落の直前のアナログ信号の波形変化が
急峻な場合については、第３図の場合と同様にアンドゲ
ート２１から「Ｈ」出力が導出されて切換器２が作動し
、データ変換器５からの冗長ビットで基定されるレベル
を示すデータ信号が有効化される。そして、Ｄ／Ａ変換
器４からアナログ信号出力端子ＡＯに導出される信号は
、第２図ｃのごとく信号補正が行なわれたアナログ信号
となる。すなわち、この実施例は、原アナログ信号が低
周波領域である場合に、第３図の外挿法に替えて、内挿
法を適用して信号補正を行ない、原アナログ信号が高周
波領域である場合に冗長ビットの内容により信号補正を
行なおうとするものである。第８図はこの発明のその他
の好ましい実施例を示すブロック図である。

構成において、データビット入力端子ＤＩＩないしＤｉ
ｎからのデータ信号は、レジスタ３、Ｄ／Ａ変換器４、
切換器２２を経てアナログ信号出力端子ＡＯに導出され
るとともに、信号欠落検出器６に与えられる。この信号
欠落検出器６は、第７図かつ従って第３図と同様のもの
である。また、冗長ビット入力端子ＲＩ１，Ｒ１２から
の冗長ビット入力は、Ｄ／Ａ変換器２３によって前述し
た対応のレベルを有するアナログ信号に変換されて、前
切襖器２２に与えられる。さらに、信号欠落直前の原ア
ナログ信号の変化が急峻であるか緩慢であるかを判定す
るために、Ｄ／Ａ変換器４の出力が微分器２４に与えら
れる。

この微分器２４は、入力されれるアナログ信号の変化（
急峻度）に比例したレベルの出力を導出し、トランスを
介して全波整流器２５に与える。この全波整流器２５は
、入力される微分器２４の出力を絶値のレベル信号とし
て導出し、レベル判定回路２６の入力とする。従って、
このレベル判定回路２６においては、入力される絶対値
信号が、一定レベル以上であれば波形変化が急峻である
としての出力を「Ｈ」とし、一定レベル以下であれば波
形変化が緩慢であるとしてその出力を「Ｌ」とする。こ
のレベル判定回路２６の出力は、その一方入力とし前記
信号欠落検出器６の出力を受けるアンドゲート２８の他
方入力として、および反転されてアンドゲート２７の他
方入力して与えられるこのアンドゲート２７の出力は、
一方入力としてクロック入力端子ＣＬＩからのクロック
信号号を受けるアンドゲート２１の他方入力に与えられ
、このアンドゲート２９出力はしジスタ３に入力される
。また、アンドゲート２８の出力は、前記切換器２２（
アナログ信号を切換える）の切換制御信号として与えら
れる。動作において、号欠落があり、かつその直前の波
形変化が緩慢であるきには、外挿法により信号補正を行
なう。

そして信号欠落直前の波形変化が急峻であるときには、
ァンドゲート２８の出力によって切換器２２が作動し、
冗長ビット入力端子ＲＩ１，Ｒ１２からの冗長ビットに
基づいて、その表現するアナログ信号に変換したＤ／Ａ
変換器２３の出力によって信号補正を行なう。この実施
例は、原アナログ信号の急雌愛度判定をアナログ信号に
よって行ない、かつ冗長ビットに基づく補正信号（との
信号切襖）をもアナログ信号によって行なおうとするも
のである。従って、いずれか一方のをディジタル的な処
理（第３図、第７図）に替えてもよいことはもちろんで
ある。なお、上述の実施例においては、ＰＣＭ信号を磁
気テープ上に記録し、再生する場合について説明したが
、これは一般の通信線路内において信号欠落が生じた場
合にも適用し得ることはもちろんである。

以上のように、この発明によれば、アナログ信号をデジ
タル信号をディジタル信号とした場合に信号欠落が生じ
た場合、わずかの冗長動を持たすことにより、その信号
欠落直前の原アナログ信号変化が急峻な場合（高周波領
域）も、緩慢な場合（低周波領域）も歪の少ない信号補
正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一美例としての磁気テープの記録フ
オーマットを示す図解図である。 第２図は信号欠落が発生た場合の補正状態を示す図であ
り、第２図ａは原アナログ信号が低周波領域のとき外挿
法による場合を示し、第２図ｂはアナログ信号が高周波
領域のとき外挿法による場合を示し、第２図ｃは原アナ
ログ信号が高周波領域のときこの発明の方式による場合
を示す。第３図はこの発明の好ましい実施例を示すブロ
ック図である。第４図は原アナログ信号の急峻度判定の
原理を示す図解図であり、第４図ａは緩慢な場合を示し
、４図ｂは急峻な場合を示す。第５図は第３図に示す実
施例の動作を説明するタイミングチャートである。第６
図はこの発明の実施例としての磁気テープの記録フオー
マットを示す図解図である。第７図はこの発明の他の好
ましい実施例を示すブロック図である。第８図はこの発
明のその他の好ましい実施例を示すブロック図である。
図において、同一参照符号は同一ないし相当部分を示し
、１，１′は磁気テープ、ＴＲ１，ＴＲ２は冗長ビット
トラック、Ｄ○，ＤＯ１，Ｄ０２は信号欠落（期間）、
２，２２は切換器、３はしジスタ、４，２３はＤ／Ａ変
換器、５はデータ変換器、６は信号欠落検出器、７，１
８は遅延回路、８，９，１０は減算器、１１は絶対値作
成器、１２は加算器、１３，２６はしベル判定器、１４
，１５，１６，２０，２１，２７，２８，２９はアンド
ゲート、１７は内挿演算部、１９は急峻度判定器、２４
は微分器、２５は全波整流器を示す。第１図第２図 第３図 第８図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信または記録手段で原アナログ信号をサンプリン
   グしてデイジタルオーデイオデータとして送信または記
   録し、受信または再生手段では前記デイジタルオーデイ
   オデータに基づいてアナログ信号とするものにおいて、
   信号欠落が生じたきにそれを補正する信号補正装置であ
   つて、前記送信まは記録手段では前記デイジタルオーデ
   イオデータに、前記デイジタルオーデイオデータのビル
   ト数よりも少ないビツトで原アナログ信号を符号化した
   冗長ビツトを付加て送信たは記録し、前記受信または再
   生手段は、前記受信または再生したデイジタルオーデイ
   オデータの欠落を検出する信号欠落検出手段、前記信号
   欠落直前の原アナログ信号変化が急峻であるかを判定す
   るアナログ信号変化判定手段、および前記信号欠落検出
   手段によつて信号欠落が検出され、かつ前記アナログ信
   号変化判定手段によつて信号変化が急峻であることが検
   出されて、前記冗長ビツトに基づくワードの値によつて
   補正し、前記信号変化が緩慢であることが検出されたと
   き、誤つたワードの値をそのワードの前後における正し
   いワードの平均値で置換する内挿法および誤つたワード
   の値をそのワード出力前の正しいワードの平均値で置換
   する外挿法のいずれか一方で補正する補正手段を備えた
   、信号補正装置。 ２ 前記原アナログ信号変化判定手は、前記受信または
   再生したデイジタルオーデイオデータを所定時間遅延さ
   せる複数の遅延手段と、前記遅延手段の対応する出力に
   基づいて、前記所定時間ごとのワードの値のレベルの差
   を求める複数の減算手段と、前記複数の減算手段出力の
   それぞれの絶対値を作成する絶対値作成手段と、前記各
   絶対値を加算する加算手段、前記加算手段による加算結
   果が所定の値を越えたか否かに基づいて、前アナログ信
   号の傾斜が急峻であるか緩慢であるかを判定する判定手
   段を含む、特許請求の範囲第１項記載の信号補正装置。 ３ 前記原アナログ信号変化判定手段は、前記受信また
   は再生したデイジタルオーデイオデータに基づくアナロ
   グ信号受けて微分する微分手段と前記微分手段出力を全
   波整流する全波整流手段と、前記全波整流手段出力のレ
   ベルが所定の値を越えたか否かに基づいて、前記アナロ
   グ信号の傾斜が急峻であるか緩慢であるかを判定する判
   定手段を含む、特許請求の範囲第１項記載の信号補正装
   置。４ 前記補正手段は、前記信号欠落手段によつて信
   号欠落が検出され、かつ前記アナログ信号変化判定手段
   によつて前記信号欠落の直前の原アナログ信号の信号変
   化が急峻であるとが検出されたとき、前記デイジタルオ
   ーデイオデータに代えて、前記冗長ビツトに基づくデイ
   ジタルオーデイオデータに切換える切換手段を含み、前
   記受信手段は前記切換手段から出力れたデイジタルオー
   デイオデータをに変換する第１のＤ／Ａ変換手段を含む
   、特許請求の範囲第１項記載の信号補正装置。 ５ 前記受信手段前記デイジタルオーデイオデータをア
   ナログ信号に変換する第２のＤ／Ａ変換手段を含み、前
   記補正手段は、前記冗長ビツトをアナログレベルのアナ
   ログ信号に変換する第３のＤ／Ａ変換手段と、前記信号
   欠落があり、かつその直前の原アナログ信号変化が急峻
   であるとき、前記第２のＤ／Ａ変換手段によつて変換さ
   れたアナログ信号に代えて、前記第３のＤ／Ａ変換手段
   によつて変換されたアナログ信号に切換えて出力する切
   換手段を含む、特許請求の範囲第１項記載の信号補正装
   置。