JPS6058615B2

JPS6058615B2 - 誤りデータ補正方法

Info

Publication number: JPS6058615B2
Application number: JP4884978A
Authority: JP
Inventors: 譲治福田; 利忠土井; 哲平横田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1985-12-20
Also published as: JPS54140803A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、オーディオ信号をＰＣＭ変調して得られたＰ
ＣＭ信号をＶＴＲによつて記録再生する場合に適用して
有効な誤りデータ補正方法に関する。

第１図にＶＴＲを用いたＰＣＭ信号記録再生装置の一例
が示されている。

１はヘリカルスキャン方式のＶＴＲを示し、その映像入
力端子２ｉにテレビ信号と同様の信号形態とされたＰＣ
Ｍ信号が供給され、ＶＴＲＩの記録系を介して磁気テー
プに記録され、この磁気テープの再生出力が再生系を介
して映像出力端子２０に現れる。

３Ｌ及び３Ｒは、夫々ステレオオーディオ信号の左チャ
ンネル信号及び右チャンネル信号が供給イルタである。

左右のチャンネルの信号はサンプリングホールド回路５
Ｌ、５Ｒ及びＡＤ変換器６Ｌ、６Ｒによつてデジタルデ
ータとされ、その並列出力がメモリー装置を含むエンコ
ーダ７に供給される。エンコーダ７によつてインターリ
ーフ、ＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈ
ｅｃｋ）コードの付加、時間軸圧縮等の処理がなされ、
直列データとして同期混合回路８に加えられる。９は、
基本クロック発振器を示し、この基本クロックからサン
プリングパルス、ＡＤ変換用のクロックパルス、複合同
期信号エンコーダ７に対する制御信号等がパルス発生回
路１０により形成され、同期混合回路８の出力がＶＴＲ
Ｉの映像入力端子２ｉに供給される。

ＶＴＲＩにより再生され、映像出力端子２０に取り出さ
れたＰＣＭ信号が同期分離回路１１に供給される。

同期分離回路１１で分離された複合同期信号がパルス発
生回路１２に供給され、ＰＣＭ信号がメモリー装置を含
むデコーダ１３に供給される。デコーダ１３により時間
軸伸長、デインターリーブ、誤りの検出、誤りの補正等
の処理がなされ、並列データとしてＤＡ変換器１４Ｌ及
び１４Ｒに供給され、そのアナログ出力がローパスフィ
ルタ１５Ｌ及び１５Ｒを介して出力端子１６Ｌ及び１６
Ｒに導れる。デコーダ１３に対する制御信号、ＤＡ変換
器１４Ｌ，１４Ｒに対するクロックパルス、同期分離用
のタイミングパルス等がパルス発生回路１２によつて形
成される。この場合のタイムベースが再生複合同期信号
である。上述のようにＶＴＲｌを用いる場合に、映像入
力端子２１に供給されるＰＣＭ信号がテレビジョン信号
と同一の信号形態とされている。第２図は、この記録さ
れるＰＣＭ信号の１Ｈ（１水平周期）の波形を示す。こ
の例では、ステレオ信号の左右のチャンネルの夫々の１
個のサンプリング出力が１３ビットに変換され、従つて
２６ビット（第２図でぱ゜１゛と゜“０゛とが交互に繰
り返す波形としている）が１ワードとされ、３ワードと
これに対する１６ビットのＣＲＣコードとが１Ｈ（１１
２ビット相当）内に含まれるようになされる。また、水
平同期信号ＨＤ及びそのフロントポーチを含む１０ビッ
ト相当の期間とバツクポーチの８ビット相当の期間とが
データ欠如期間とされている。更に、図示せずも垂直同
期信号等を含むテレビジョン信号と同様の垂直ブランキ
ング期間が形成されており、１フィールド期間の２４５
Ｈの期間にデータが挿入されている。また、エンコーダ
７及びデコーダ１３によるインターリーブ及びデインタ
ーリーブのために、ＶＴＲｌのドロップアウトに起因す
るパースト誤りが離散されている。

インターリーブ及びデインターリーブは、例えば９２ワ
ードを単位として行われる。第３図Ａは、もとの順序の
配列を有する９２ワードのＰＣＭデータを示しており、
第３図における１〜♀の数字が夫々データの１ワード（
２６ビット）を意味している。インターリーブは、第３
図Ｂに示すように奇数番目（１，３，５，７・・・９１
）の４６ワードを最初に並べ、次に偶数番目（２，４，
６，８・・・・・９２）の４６ワードを並べるようにし
てなされ、この順序でもつて記録される。再生されたＰ
ＣＭデータの順序も第３図Ｂと同様である。この再生Ｐ
ＣＭデータ中において第３図Ｂに示すように３ワード（
３，５，７の番号）のパースト誤りが含まれているとす
ると、デインターリーブされた結果、第３図Ｃに示すよ
うに誤つ−た３ワードの夫々の前後に正しいワードが位
置することになる。誤り検出は、ＣＲＣコードによつて
なされる。従つてパースト誤りが４６ワード（約１０．
７Ｈ）以下の長さであれば、上述のように誤つた１ワー
ドの前後に必らず正しいワードが位置することになる。
本発明は、上述のように離散された誤りワードをその前
後の正しいワードを用いて高次多項式補間法で補償する
ようにしたものである。

第４図を参照して従来の誤り補償法のいくつかについて
説明する。

評価方法として第４図Ａに示すように例えば±１Ｖの振
幅を有する正弦波ｇ（ｔ）を原信号とし、この信号の誤
り部分の点の値と補正された値の差分値を検出する。サ
ンプリング周波数をＦｓとするとサンプリング周期ＴＳ
は（Ａ）となる。

位相θからｉワード目の真の値をｇ）？）。とすれば、
と表瑣−さｉる。

ここでｉ−Ｔｓ（Ｓｅｃ）はｉワードの所要時間である
。第４図Ｂ，Ｃ，Ｄに夫々示すように例えば正しいワー
ド（Ｏで示す）と誤つたワード（×で示す）とが交互に
存在するデータで位相θからｉワード目のＴｉなる標本
点の誤つたワードを補償する方法としてミユーテイング
法、前置ホールド法、平均値補間法が普通に用いられて
いる。ミユーテイング法は、第４図Ｂにおける標本点Ｔ
ｉの誤つたワードのデータを０に置換するものであゑク
）ら、その補間値〆（？）１）はとされる。

前置ホールド法は、第４図Ｃに示すように前の標本点Ｔ
Ｉ−１の正しいワードのデータをそのまま用いるもので
あるから、この方法により補間された値ｇ″）ツ０はと
なΣ」″ 平均値補間法は、第４図Ｄに示すように前後の標本点Ｔ
，−１，ｔ，＋１に存在する正しいワードの夫々のデー
タの平均値を用いるものであるから、この方法により補
間された値ｇ″Σ巴、は下式に示すものとなる。

を補正するために標本点Ｔ，一，，Ｔｉ＋１に存在する
ワードの正しいデータを用いる場合には通常、係数ａ−
１，ａ１は夫々０．５とされる。

以上の３種類の方法は、比較的低次の補間のために完全
なる補償が難しかつた。

ミユーテイング法では全周波数帯域、前置ホールド法で
は１００Ｈｚ以上、平均値補間法でも１ｋ比以上におい
て聴感上検知できる補間誤差による雑音が発生していた
。本発明は、高次多項式による補間法を用いて補間誤差
の減少を図るようにしたものである。

第５図は、高次多項式補間法を示すもので、同図Ａに３
次多項式補間法が示されており、同図Ｂに５次多項式補
間法が示されている。３次多項式補間法とは誤つたワー
ドデータが存在する標本点の近傍に位置する４個の正し
いワードデータを用いて誤つたワードデータを補間する
ものである。

例えば標本点ｔ１に位置するワードのデータが誤つてい
る場合において、その近傍に位置する標本点ｔ卜１９ｔ
卜３９ｔｉ＋１９ｔｉ＋３の夫々のワードのデータが正
しいとすると、補間法においては標本点Ｔ，に位置する
ワードデータの補間値ｇ′（（，ツ。は次のように決定
される。．′八）（０）
（Ｑ）すなわち係数ａ−３，ａ−，：“′ａ″．，
゛″Ａ３を前もつて設定しておくことにより、標本点Ｔ
Ｈ，ｔＩ−３，ｔｉ＋１，ｔＩ＋３に位置する正しいワ
ードデータから標本点Ｔ，に位置する誤つたワードデー
タを補間することができる。また標本点Ｔ，におけるワ
ードデータが誤つている場合に、例えばその近傍に位置
する標本点ｔ卜１９ｔｉ−３９ｔｉ−５９ｔ困９ｔｉ＋
３９ｔｆ＋５に位置する正しいワードデータを用いてそ
の値を補間するのが５次多項式補間法である。５次多項
式補間法によつて補間された値，（０） −ー（レ１Ｔ０ノとなる。

ゝ“゛゛２なお１日本音響学会講演論文
集（昭和５詳５月）：ＰＣＭ磁気録音機における誤り補
間法ョにｔ云ＡわＡ上らｚこ、卜達の３次名項古補間法
における補間係数は、（ａ−，＝Ａ３＝ー蟲）（ａ−１
＝ａ１＝礼）と求められる。

同様に５次多項式補間法における補間係数は、（ａ−５
＝屯＝青（ａ−３＝Ａ３＝ー？瓢）（ａ−１＝ａ１＝Ｍ
？）と求めらる。本発明に依れば、従来の補間法に比べ
て補間誤差による雑音の検知できる周波数を改善するこ
とができる。本発明と従来の補間法とを比較するために
、第６図に示すように正弦波のある標本点Ｔ，で得られ
るべき真の値と補間により得られた値に対し、夫々の理
想抵域フィルタによるインパルス応答を考え、これらの
電力差のコード誤りを生じた区間の総和の期待値を誤差
雑音電力Ｆと定義し、また便宜上それと正弦波の１周期
の電力との比を誤差雑音電力比Ｒとし、これを評価に用
いる。

前述したように原信号ｇ（ｔ）の位相θ、標本点Ｔ，に
おける値ｇ（＜．？）１）と標本点ｔｌの近傍に位置す
る複数の標本点の正しいワードを用いて補償した標本点
ｔ１こおける補償値ｇ″３ツ。

との電力差をｐ？巴。とするとＰＣ（，ツ。は夫々の値
を理想的ローパスフィルタを介することにより得られる
信号の誤差として表わすことができるため、次式のごと
く表わされる（第６図参照）。これより符号誤りが位相
ｅよりｊワード連続して発生した場合の電力誤差を卜彎
）と表すと、川こて求められる。

一方、符号誤りの発生位相であるＯは、０〜２πまで等
確率でとりうる。従つて参★）の期待値朽は
↓ にて示される。

また、Ｎビットのパースト誤りが発生した場合、これが
ｎワード〜ｍワードの符号誤りを生ずるとし、又ｊワー
ドの符号誤りを生ずる確率をＱｊとすると、Ｎビットの
パースト誤りにより生ずる電力誤再ｐ平均値即ち誤差雑
音電力丁はにて示゛べｉる。

今誤差雑音電力Ｐと原信号ｇ（ｔ）の一周期分の電力比
Ｒ（ＤＢ）を考えると、にて求められる。前述の第２図
に示すコード構成において１００ビットのパースト誤り
の発生を対象として、普通の補間法及び本発明による補
間法を適用した場合の〔周波数対誤差雑音電力比〕の特
性を第７図に示す。

１７ａで示す特性はミユーテイング法によるものを示し
、１７ｂで示す特性は前置ホールド法によるものを示し
、１７ｃで示すものは平均値補間法によるものを示し、
１７ｄで示すものは３次多項式補間法によるものを示し
、１７ｅで示すものは５次多項式補間法によるものを示
す。

−４０〔Ｂ〕より大きい誤差雑音電力比が聰感上検知で
きることが実験的に確められているので、−４０〔Ｂ〕
を仮想検知限としている。この第７図から理解されるよ
うに本発明に依ればミユーテイング法等の補間方法と異
なり、検知できる補間誤差による雑音を、約３〔ｋ圧）
以上の周波数とするようにでき、雑音の影響により軽減
することができる。第８図に本発明を実施する場合に用
いられる誤り補間装置の一例が示されている。

この例は、３次多項式補間法の場合である。補間すべき
標本点Ｔ，のデータを■とし、このデータ為に代えて補
間される値をＸｉとしその前後のＴｉ−１，ｔ卜，，Ｔ
，＋１９ｔｉ＋３の各標本点のデータをＸ−１９Ｘ−３
９Ｘ＋１９Ｘ＋３とすると、前出の（６）式は、となる
。

第８図において、（１８）は受信（又は再生）ＰＣＭ信
号の入力端を示し、ＰＣＭ信号は、一旦メモリ装置１９
に貯えられる。

ＲＯ−ＲｌＯで示されるものはシフトレジスタを示し、
Σ１〜Σ４で示されるものは加算回路を示す。スイッチ
回路ＳＷによつて正しいデータ及び補間データが取り出
されて出力端２０に導かれる。２１は制御部を示し、こ
の制御部２１により誤り検出の結果にもとずいてデータ
の転送の制御、各シフトレジスタに対するクロックの制
御等が行われるようになされている。

メモリ装置１９からシフトレジスタＲ４にデータが１ワ
ードずつ呼び出されて、誤りがない場合には（Ｒ３→Ｒ
２→Ｒ１）と転送される。

シフトレジスタＲ１まで転送されると、そのときのシフ
トレジスタＲ，のデータがスイッチ回路ＳＷを通つて出
力端２０に取り出される。つまり、出力端２０に現れる
データの前の３ワード分のデータがシフトレジスタＲｌ
，Ｒ２，Ｒ３に記憶されている。今、シフトレジスタＲ
４によび出された■のデータが誤つている場合には、制
御部２１によつてデータ■をやめ、次のデータＸ＋１を
シフトレジスタＲ，に転送する。この場合、シフトレジ
スタＲ２に貯えられているデータＸ−２は、後で使用す
るためにシフトレジスタＲＯに転送しておく。更にデー
タＸ＋２をとばして次のデータＸ＋３をシフトレジスタ
Ｒ２に転送する。このようにして誤つたデータ烏の代わ
りに、Ｘ−３，Ｘ＋３，Ｘ−１，Ｘ＋１の４個のデータ
が第８図に示すようにシフトレジスタＲｌ，Ｒ２，Ｒ３
，Ｒ，におかれたことになる。次に制御部２１によりこ
の４個のデータから為に代わる補間値Ｘｉを形成する動
作に入る。まず、シフトレジスタＲ１及びＲ２の内容Ｘ
−３及びＸ＋，が加算回路Σ１に与えられ、両者の和（
Ｘ−３＋Ｘ＋３）が形成される。同様にシフトレジスタ
Ｒ３及びＲ４の内容Ｘ−１及びＸ＋１が加算回路Σ２に
与えられ、両者の和（（Ｘ−１＋Ｘ＋１）が形成される
。加算回路Σ１の出力がシフトレジスタＲ５に転送され
る。シフトレジスタＲ５において加算回路Σ１の内容が
４ビット分右にシフトされる。右にシフトされることは
、下位側にシフトされることを意味し、シフトされた後
の値はもとの値の（↓＝Ｊｌ６）となる。次に２つの補
数を形成する回路ＩＮＶに送られる。２の補数を形成す
る回路１ＮＶは、データの“１゛及び゜“０゛を反転し
た値に１を加える動作を行なう。

このようにして−ｈ（Ｘ−３＋Ｘ＋３）の値が形成され
、これがシフトレジスタＲ８に転送される。一方、加算
回路Σ２で形成されたデータの和（Ｘ−１＋Ｘ＋１）は
、シフトレジスタＲ６に転送される。

シフトレジスタＲ６において（Ｘ−１＋Ｘ＋１）が３ビ
ット左へシフトされ８倍の値とされる。次に、加算回路
Σ３においてシフトレジスタＲ６及びＲ７の内容が加算
され、９（Ｘ−１＋Ｘ＋１）が得られ、これがシフトレ
ジスタＲ９に転送される。

次にシフトレジスタＲ９において９（Ｘ−１＋Ｘ＋１）
の内容が４ビット分右にシフトされ、ｈとされる。シフ
トレジスタＲ８及びＲ９のシフトが終了した時点で両者
の内容が加算回路Σ４で加算され、シフトレジスタＲｌ
Ｏに転送される。この時スイッチ回路ＳＷが図示の状態
から切換り、（１３）式で表される補間値Ｘｉがスイッ
チ回路ＳＷを通じて出力端２０に取り出される。以上の
補間値の形成動作は、制御部２１よりシーケンスに制御
され、更に次のルーチンのために、シフトレジスタＲＯ
の内容がＲ１へ転送され、シフトレジスタＲｌＯの内容
がＲ３へ転送され、シフトレジスタＲ３の内容がＲ２へ
転送される。

また、データが正しい場合に比べてデータが誤つている
場合の処理は、クロック周波数が高くされて高速動作と
なり、補間値Ｘｉが誤つたデータ為の生ずべきタイミン
グでもつて出力端２０に発生するようになされる。なお
、以上の説明では、誤りを離散させる形態として１ワー
ド毎に正しいデータと誤つたデータが存在するようにし
たが、これ以外に１ワードの誤りデータの前後に夫々２
ワードずつの正しいデータが存在するように誤りを離散
させるようにし、これら正しいデータを用いて誤つたデ
ータを補償しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用できるＰＣＭ記録再生装置の全体
のブロック図、第２図はその信号波形を示す図、第３図
は誤りの離散方法の説明に用いる路線図、第４図は従来
の補間方法の説明に用いる路線図、第５図〜第７図は本
発明の説明に用いる図、第８図は本発明の実施に使用す
る装置の一例のブロック図である。１８は受信（又は再生）データの入力端、２０は出力端
、ＲＯ−ＲｌＯはシフトレジスタ、Σ１〜Σ４は加算回
路である。

Claims

【特許請求の範囲】

１直列データをもとの順序の配列とワード単位で並び
換えて伝送し、受信時において再び元の時系列データ配
列に戻すことにより受信データに含まれる誤りデータの
離散を行つた後該誤りデータの補正を行う誤りデータ補
正方法において、上記誤りデータの近傍に位置する３以
上の正しいデータを用いて高次多項式補間法によつて上
記誤りデータを補正することを特徴とする誤りデータ補
正方法。