JPS6189723A

JPS6189723A - 信号変換装置

Info

Publication number: JPS6189723A
Application number: JP59210532A
Authority: JP
Inventors: Yoshizumi Eto; 江藤　良純; Masuo Umemoto; 梅本　益雄; Seiichi Mita; 誠一三田
Original assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 1984-10-09
Filing date: 1984-10-09
Publication date: 1986-05-07

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】〔発明の利用分野〕本発明は、ディジタル信号の伝送、記録等に際して　直
流ないし低周波成分を低減させるために行なわれる信号
形式の変換に関し、特に、画像信号などの相関性の強い
信号に適したものである。

〔発明の背景〕

一般に、ディジタル符号の伝送、記録、再生などを行な
う過程で、直流ないし低周波成分（以下直流成分で代表
する）が失われることが多い。この現象の影響を軽減す
るには、原符号を直流成分の少ない信号形式に変換又は
変調することが必要である。

特に、画像情報のように相関性の強い情報に対して、そ
れをディジタル符号で記録する場合（例えばディジタル
ＶＴＲ）に適した直流成分低減技術の一つが、特開昭５
８−７５９５０号公報に記載されており、その概要は次
のとおりである。

まず、通常のＡ／Ｄ変換器を介して画像信号から得られ
た符号を、本明細書において重み順符号と呼ぶ符号に変
換する。ここで、重み順符号とは、次のような符号系の
符号をいう。すなわち、一定長の２値ビット列からなる
シードの集合において、２値ビツトの各゛１”に＋ｉ、
各−ｏ”に−１の重みを与え、ワードを構成する諸ビッ
トの前記重みの総和をそのワードの重みとして、この重
みの順に全ワードを並べ、これらのワードを、１０進値
の順に並べた原符号と順位に従って１対１に対応させた
ものである。例えば、８ビット符号であれば、重みが−
８，−６，−４，−２，０，２゜４．６．８となる符号
が、それぞれ１個、８個。

２８個、５６個、７０個、５６個、２８個、８個。

１個ずつ、合計で２５６個あり、これらの符号を重みの
順に並べて、順に１０進０から２５５（”ｏｏｏｏｏｏ
ｏｏ”から−１１１１１１１１”）に対応させる。この
符号系の特徴は、原信号のし□　　　　ベルが多少変化
しても、変換後の符号の重み、す彦わち、”１″と“０
″の各個数は、はとんど変化しない点にある。

次に、前記のように変換された結果の符号列を、相関性
の強い周期に関して１つ置き（例えば１画素置き）に、
極性を反転して、記録する。もしも隣接する画素の符号
が同じ重みを持てば、この操作により、２画素ごとに直
流成分が打消されて、除去される。また、隣接する符号
の重みが同一でなくとも、近い値であれば、直流成分は
大幅に低減される。

この方法は、相関性の強い信号列の場合における直流成
分の低減に有効であるが、目的によって　□は、直流成
分の低減を更に徹□底させたい場合がある。例えば、ト
レックごとにアジース角あ異なる磁気ヘッドで記録する
ことによシ、再生時におけるトラック間のクロストーク
の影響を減少させようとする場合には、直流成分を可能
な限り低く押えることが望ましい。

また、前記の方法は、画像情報の相関性に依存するもの
であるところ、画像でも、輪郭部のように、相関性をさ
ほど期待でき々い部分がある。また、画像情報の他に、
誤り訂正符号などの、相関性が全くない符号も記録する
必要がある。これらの部分については、前記の方法によ
る直流成分の低減を期待することはできない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記の従来技術を改良して、相関性の
強い部分に対する直流成分低減効果を向上させるととも
に、相関性の弱い部分に対しても直流成分の低減を可能
にすることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、要するに、前述した従来技術において、その
重み順符号゛群からランレングス（連続する“１″又は
“０″の個数）の大きい符号を除いた点に、その特徴が
ある。こうすることにより、相関性の強い信号に対する
直流成分低減効果は一層顕著なものとなり、また、相関
性のない信号に対しても、相当な直流成分低減効果が得
られる。

〔発明の実施例〕

原信号における相関性が強ければ、例えば“１”又は“
０″のみからなる符号が続いても、前述した極性反転操
作により、直流成分を低減することができる。しかし、
相関性が弱い場合には、この方法に期待することはでき
ない。この場合には、一般に、なるべく重みの絶対値の
小さい符号が有利である。例えば、重みが０の符号のみ
を用いれば、相関の有無に関係なく直流成分はない。第
２図における「従来の符号」の行に、８ビツトの重み順
符号系における各重みを持った符号の個数を前掲すると
ともに、括弧内にそれぞれの全体に対する百分比を示す
。この数値によれば、重みの絶対値の大きい符号の割合
は小さいから、重みの絶対値の小さいものから順に、所
要レベル数だけの符号を使用すればよいように思われる
。

しかし、本発明は、直流成分低減効果を極力向上させる
ために、ランレングスに着目する。今、各符号がビット
直列に、すなわち、第１画素の第１ビツト、第２ビツト
、・・・・・・・・・、第７ビツト、第８ビツト、次に
第２画素の第１ビツト、第２ビツト、・・・・・・・・
・、第７ビツト、第８ビツト、次に第３画素の第１ビツ
ト、・・・・・・の順に、記録されるとするパランレン
グスとは、このように直列に記録されたビット列中に生
じる、連続した“１″又は−〇”の個数である。従来の
重み順符号系によれば、極端な場合として、“１−のみ
からなる符号と“０″のみからなる符号が交互に繰返さ
れるとき、極性反転操作によりランレングスは無限大と
なる。これかられかるように、従来の重み順符号系を用
いた場合のランレングスは、あるゆる値をとりうる。

例として、ランレングスを４以下にするには、第３図に
示すように、中間部でのランレングスが４以下で、かつ
、両端部でのランレングスが２以下の符号のみを用いれ
ばよい。なお、第３図において”１−と−〇−が入替っ
た場２合も、同様である。このような符号系によれば、
極性反転を画素ごとに行なっても、ランレングスは到る
所で（符号の接続部分でも）４以下となる。一般に、ラ
ンレングスをＮ以下とするには、符号の中間部でのラン
レングスをＮ以下とし、両端部でのランレングスを、Ｎ
が偶数ならばＮ／２、奇数ならば始端部が（Ｎ＋１）／
２で終端部が（Ｎ−１）／２（又はその逆）とすればよ
い。第２図には、８ビット符号系におけるランレングス
が８以下、６以下、４以下の各場合についても、それぞ
れの重み別の符号の個数と割合が示されている。同図か
られかるように、ランレングスを小さく制限するにつれ
て、使用可能な符号の総数は減少するが、重みの絶対値
の小さい符号の割合が増加する。すなわち、ランレング
スを制限すれば、自ずと重みの絶対値の小さい符号が優
先的に選択される結果となる。

第４図は、原情報の相関性が強く（すなわち、レベルの
変化が小さく）、符号変換出力はすべて重みが００符号
群の範囲に収まる場合における、極性反転操作後の符号
列の周波数スペクトラムを示す。同図は、相関性のある
原情報に対して、本発明の直流成分低減効果が、従来の
それよりも大きいととを示している。また、第５図は、
相関性が全くない場合における同様な符号列の周波数ス
ペクトラムであって、このよう々場合においても本発明
により直流成分が低減されることを示している。

具体例として、１９６レベルの画像信号に対して８ビッ
ト符号系を適用する場合を説明する。々お、通常は、画
像信号と同期信号を合せて８ビツトとし、見掛は上２５
６レベルとすることが多いが、レベルにして３０チに相
当する部分が同期信号によって占められているので、２
５６レベルの７０チすなわち１８０レベル以上あれば、
実質上回等の精度が得られる。同期信号は別途復元する
ことが可能である。

１９６レベルを表現するためには、第２図から、ランレ
ングスが６以下の符号系を使用すればよいことがわかる
。すなわち、ランレングスが６以下となる８ビット符号
を重み順に並べて、これらと画像信号のレベル順に並べ
た原符骨とを１対１に対応付ける。その対応関係は以下
のとおりである。

ただし、両符号とも１０進値で示されており、実際の符
号は当該１０進値と等価な８ビツト２進数である。

原符骨０〜１５に対する変換後符号（重みニー４）１７
．１８，２０，２４，３３，３４，３６゜４０．６５，
６６．６８，７２，１２９，１３０゜１３２．１３６原符骨１６〜６３に対する変換後符号（重みニー２）１
９．２１，２２，２５，２６，２８，３５゜３７．３８
，４１，４２，４４，４９，５０゜５２．５６，６７．
６９，７０，７３，７４゜７Ｂ、８１，８２，８４，８
８，９７，９８゜１００．１０４，１３１，１３３，１
３４゜１３７．１３８，１４０，１４５，１４６゜１４
８．１５２，１６１，１６２，１６４゜１６８．１９３
，１９４，１９６，２００原符号６４〜１３１に対する
変換後符号（重み：ｏ）２３．２７，２９，３０，３９
，４３，４５゜（ｑ）４６．５１，５３，５４，５７，５８，６０゜７１．７
５，７７．７Ｂ、８３，８５，８６゜８９．９０，９２
，９９，１０１，１０２゜１０５．１０６，１０８，１
１３，１１４゜１１６．１２０，１３５，１３９，１４
１゜１４２．１４７，１４９，１５０，１５３゜１５４
．１５６，１６３，１６５，１６６゜１６９．１７０，
１７２，１７７．１７８゜１８０．１８４，１９５，１
９７，１９８゜２０１．２０２，２０４，２０９，２１
０゜２１２．２１６，２２５，２２６，２２８゜原符骨
１３２〜１７９に対する変換後符号（重み：２）５５．
５９，６１，６２，８７，９１，９３゜９４．１０３，
１０７，１０９，１１０゜１１５．１１７，１１８，１
２１，１２２゜１２４．１５１，１５５，１５７，１５
８゜１６７．１７１，１７３，１７４，１７９゜１８１
．１８２，１８５，１８６，１８８゜１９９．２０３，
２０５，２０６，２１１．。

２１３．２１４，２１７，２１８，２２０゜２２７，２
２９，２３０，２３３，２３４゜原符量１８０〜１９５
に対する変換後符号（重み＝４）１１９．４２３，１２
５，１２６，１８３゜１８７．１８９，１９０，２１５
，２１９゜２２１．２２２，２３１，２３５，２３７゜
前記の表は、例えば、原符量が純２進符号であるとすれ
ば、原符量Ｏ〜１５に対しては、ｏｏｏｏｏｏｏｏ→０
００ｉｏ００ｔ　　　　　　　　同０００００００１−
＋０００１００１０　　　　　　　　Ｑ１００００００
１０→０００１０１００　　　　　　　　（イ）０００
０１１１０→１００００１００　　　　　　　（１３２
）００００１１１１→１０００１０００　　　　　　　
（１３６）となるように、原符量と変換後の符号とが記
載順に対応することを示す。なお、原符量は、０〜１９
５に限られず、他の任意の区間（例えば５〜２００）の
値とすることができる。

前記の符号系が誤り訂正符号にも適用されるとすれば、
使用できる誤シ訂正符号パターン数も１９６以下である
から、仮りに誤シ訂正符号が２進パターンのすべてをと
るとすれば、使用できる誤シ訂正符号の原ビット数は７
ビツ）（１２８レベル）以下となる。

９ビット符号の例として、ランレングスを４以下とする
と、重みが±５の符号が各３個９重みが±３の符号が各
３７個、重みが±１の符号が各８９個で、合計２５８個
がある。したがって、この符号系によれば、各画素に９
ビツトを要する代りに、８ビツト（２５６レベル）で表
わされる画像信号、誤り訂正符号などを、漏れなく取扱
うことができる。

前記の例に限らず、要求されるレベル数と直流成分低減
能力に応じソ、適当なビット数とランレングスの符号系
を用いることができる。また、ランレングスの異なる符
号群を混用してもよい。例えば、８ビット符号系におい
て、要求されるレベル数が１７６であれば、重みが±４
の符号としては２ンレングスが４以下のものを用い、他
の重みの符号としてはランレグスが６以下のものを用い
ることができる。

ランレングスを小さくすることは、付加的な効果をもた
らす。すなわち、磁気記録では、ランレン（スが大きい
と、非線形特性が増大して、記録・再生時の等化が困難
になるといわれているが、この問題も、本発明によって
大きいランレングスが除かれれば、自ずと軽減されるこ
とになる。

第１図は、本発明の一実施例としてのディジタルＶＴ’
Ｒ，装置を示す。アナログ画像信号は、入力端子１から
アナログ／ディジタル変換器２に与えられ、ここで適当
な周期でサンプリングされるとともに、信号レベルを表
わす８ビットディジタル符号ＤＩに変換される。ただし
、そのレベル数は１９６に制限される。誤り訂正符号発
生回路３は、適当なデータブロックごとに誤り訂正符号
を付加する。符号変換器４は、例えば、′ＲＯＭを主要
素とする符号変換テーブルを有し、前掲の表に従って、
原符量り、をランレングスが６以下の８ピツト重み順符
号Ｄ２に変換する。なお、アナログ／ディジタル変換器
２には２５６レベルのものを使用し、符号変換器４にお
いて、１９６レベルに収まるように、レベルの統合・変
換を行なってもよい。次いで、極性制御器５は、相関性
の強い周期に関して１つ置き、例えば、１画素置き又は
１走査線置きに、符号の極性を反転して、ｖＴＲ６の記
録側入力に供給する。

再生時に、ｖＴＲ６からの出力は、極性制御器７により
記録時とは逆の極性反転操作を受けた後、符号変換器８
により原符量に戻され、誤り検出・訂正回路９で誤り訂
正符号に基づく誤り検出・訂正処理を受け、それから、
ディジタル／アナログ変換器１０によりアナログ信号に
復原されて、出力端子１１から適当な利用装置に送られ
る。

本発明によれば、使用される符号のパターンが制限され
る結果、付加的効果として、誤り検出機能が強化される
。例えば、第１図において、符号変換器８に、予定され
た１９６種のパターン以外の符号が入力されたことを検
出してエラー信号を発生する回路を付加することによシ
、誤り検出・訂正回路９の誤シ検出・訂正機能が補強さ
れる。

〔発明の効果〕本発明によれば、相関性の強い信号に対する直流成分低
減効果が向上するとともに、相関性の全くない信号に対
しても直流成分を低減することができる。加えて、誤り
検出能力も補強される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロックダイヤグラム、第
２図は８ビット符号における重みの分布図、第３図は符
号中のランレングスの説明図、第４図及び第５図は本発
明の効果を示す周波数スペクトラム図である。２・・・アナログ／ディジタル変換器、４・・・ランレ
ングスが所定値以下となる重み順符号への符号変換器、
訃・・相関の強い周期に関して１つ置きに極性を反転す
る極性制御器。

Claims

【特許請求の範囲】

１、入力符号をランレングスが所定値以下となる重み順
符号に変換する手段と、前記手段の出力符号列を相関性
の強い周期に関して１つ置きに極性反転する手段を備え
た信号変換装置。