JP2544331B2 - デジタル多値デ−タ伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタル多値データを用いて磁気テープあ
るいは光ディスク等の記録媒体に情報の高密度記録を行
なう場合や、デジタル多値データを用いて伝送速度を高
くして情報を伝送する場合に適用されるデジタル多値デ
ータ伝送装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、デジタル多値データ伝送装置において、デ
ジタル多値信号のしきい値信号を一定周期毎に上記デジ
タル多値信号に付加して送出し、再生側ではこのしきい
値信号より得られるしきい値データを基準にしてデジタ
ル多値データのデコードを行なうようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

デジタルデータの記録あるいは伝送において、記録密
度や伝送速度を上げるために従来から多値データを用い
る方法が知られている。

例えば８ビットのデータを２ビットずつに４分割し、
この各２ビットを量子化レベル０〜３の４値のいずれか
のレベルを持つデジタル多値データに変換し、２値デー
タの時と等しい時間幅の区間に記録すれば記録密度を２
倍にすることができ、２値データの時と等しい時間間隔
で上記デジタル多値データを送出すれば伝送速度を２倍
とすることができる。同様に８ビットデータを４ビット
ずつに２分割することにより、記録密度、伝送速度を４
倍にすることができる。しかしこの場合には、16値のレ
ベルを記録信号が持つことになり、再生時のレベル判別
が困難になる。実際的には、デジタル多値データは８値
（３ビット）程度までが妥当である。

このようなデジタル多値データを採用した装置とし
て、本件出願人は先に８ビットデータを９ビットデータ
に変換し、これを３ビットずつ３分割して各々をアナロ
グ化し８値の記録信号として記録するデジタル信号記録
装置（特願昭59−107980）を提案している。この装置で
は上記８値の記録信号をさらにビデオ信号に変換してVT
R等を用いて磁気テープのビデオトラックに記録するよ
うにしている。

ところで多値データのデコードには、多値レベルのし
きい値が複数必要である。例えば２ビットの多値データ
では３個のしきい値を要し、３ビットの多値データでは
７個のしきい値を要する。このしきい値と多値データを
比較することによりデコードが行なわれる。

一般的にこの種の装置では多値データ信号の送出レベ
ルが規定され、これに応じてしきい値も決定されてい
る。このしきい値は一定である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

送出された多値データの信号は例えばVTR等の回路系
を通すことにより、あるいは伝送路を通すことによりそ
のレベルが変動し得る。

従来のこの種の伝送装置ではしきい値が固定されてい
るので、このしきい値を基に変動を受けた信号からデー
タをデコードするとデコード時のデータ誤りが生じると
いう問題がある。

例えば、第７図Ａに示すようにレベルが０から７まで
の８値の信号を送出した場合にこの信号を通した回路系
の直線性が悪いと、同図Ｂに示すように８値の信号のス
テップ高が変化してしまう。一方同図において破線で示
すしきい値は一定であるから、信号のステップ高がしき
い値間隔に比べて小さくなりすぎたり大きくなりすぎた
りするとデコードデータに誤りが生じてしまう。同図に
おいて下線を引いた数字は誤ってデコードされたことを
示している。また、信号のステップ高が一定であって
も、全体としてレベルが小さくなった同図Ｃの場合に
も、しきい値は一定であるから、デコードデータには誤
りが生じてしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであ
り、記録系、伝送路等の特性により信号レベルが変動す
る場合でも正しく多値データをデコードすることが可能
なデジタル多値データ伝送装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明に係るデジタル
多値データ伝送装置は、デジタル多値信号に一定周期で
該デジタル多値信号の多値レベルに対応した複数レベル
のしきい値信号を付加して送出する送出手段と、該送出
手段により送出され信号をデジタル化するデジタル化手
段と、該デジタル化手段により得られた複数のしきい値
データとデジタル多値データとを分離する分離手段と、
上記一定周期毎に得られる新たなしき値データを記憶す
る記憶手段と、該記憶手段により記憶された複数のしき
い値データに基づいて上記デジタル多値データを２値の
デジタルデータにデコードするデコード手段とを備えて
構成されることを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係るデジタル多値データ伝送装置において、
送出手段は、デジタル多値信号に一定周期で該デジタル
多値信号の多値レベルに対応した複数レベルのしきい値
信号を付加して送出する。また、分離手段は、上記送出
手段により送出され信号をデジタル化するデジタル化手
段により得られた複数のしきい値データとデジタル多値
データとを分離する。さらに、記憶手段は、上記一定周
期毎に得られる新たなしきい値データを記憶する。そし
て、デコード手段は、上記記憶手段により記憶された複
数のしきい値データに基づいて上記デジタル多値データ
を２値のデジタルデータにデコードする。

〔実施例〕

以下、本発明に係る伝送装置を、多数か国語を同時に
入力しこれをデジタル多値化してVTRを用いてビデオテ
ープのビデオトラックに記録し、再生時には特定の国の
言語を選択して聞くことができる多数カ国語記録再生装
置に適用した一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第２図は本実施例の記録系の構成を示すブロック図で
ある。同図においてマルチプレクサ21は22チャネルの入
力を有する。従ってこの装置では最大22カ国語を同時に
記録することができる。該マルチプレクサ21は入力チャ
ネルCH1,CH2…CH22に入力される音声信号を時系列上で
多重化しA/D変換器22へ送出する。該A/D変換器22は多重
化された音声信号を８ビットのデジタルデータに変換し
エンコーダ部23へ出力する。このエンコーダ部23ではバ
ッファーメモリ等を利用して入力８ビットデータの送出
順序を一定の規則で変更している。この処理を行なう
と、例えばバーストノイズ等により時間的に集中した箇
所でデータ誤りが生じても再生側で送出順序をもとにも
どしたときこのデータ誤りがある程度分散するので、特
に音声や画像データの伝送においては視聴覚に対するノ
イズを効果的に抑えることができる。

該エンコーダ部23の出力は８ビットデータを２ビット
ずつ４分割する８→２変換部24に入力される。該変換部
24の出力は２ビットずつ混合回路25に出力される。

この混合回路25では、入力された２ビットを３ビット
に変換する処理を行なうとともに一定周期ごとにデータ
ヘッダーを付加する。ここで一定周期はテレビジョンの
水平同期期間に設定されている。また水平同期期間の一
つには垂直同期期間に相当する周期で、３ビットデータ
によって実現し得る８値レベルのうち、しきい値として
レベル1,3,5のしきい値データが挿入される。この３ビ
ットデータとしきい値データの関係について第３図に示
してある。本来２ビットで表現し得るのは０〜３の４値
であるため、３ビットデータは同図に示すように２進で
000,010,100,110の４個の値を対応させている。これに
対してしきい値データは、２進で001,011,101と３個の
値が設定されている。

上記混合回路25より出力される３ビットデータはD/A
変換器26によりアナログ化された後、ビデオ信号変換部
27に入力される。このビデオ信号変換部27では、入力さ
れるアナログ信号に水平，垂直の同期信号を付加しビデ
オ信号に変換した後このビデオ信号をVTR28へ出力す
る。上記ビデオ信号の波形は例えば第４図に示すように
なる。同図で水平同期期間ａは垂直同期信号の直後の最
初の水平同期期間であり、この期間では、しきい値デー
タが挿入されている。水平同期期間ｂ以後は４値化され
たデータが挿入される。また各水平同期期間の先頭には
データヘッダが付加されこの後にデータが続くことを示
している。

上記ビデオ信号は上記VTR28によりビデオテープに記
録される。本実施例の記録系ではこのようにして多値化
された音声のデータは、ビデオテープのビデオトラック
に記録される。

次に本実施例の装置の再生系について第５図に示す再
生系のブロック図に基いて説明する。同図において上記
VTR28から出力されるビデオ信号は、まず復号処理部50
に入力される。該復号処理部50はA/D変換器50a、ビデオ
信号から同期信号等を検出してメモリ等を制御する制御
部50b、しきい値データに基づいて多値化された音声デ
ータを２値データにデコードし２ビット並列に出力する
デコード回路部50c等より構成されている。該復号処理
部50のより詳細な構成及び動作については後述する。

上記復号処理部50より出力される２ビット並列データ
は２→８変換部51において８ビット並列データに変換さ
れる。該２→８変換部51より出力される８ビットデータ
列は上述した記録系において、送出順序を一定の規則で
変更されたものである。このデータ列はデコーダ部52に
おいてもとの順序に変換されてチャネル選択回路53に入
力される。該チャネル選択回路53において選択により上
述した22チャネルのうち１チャネルのデータがD/A変換
器54に出力される。該D/A変換器54より出力される音声
信号は増幅器55を介してスピーカ56に出力され音声が再
生される。

次に上記復号処理部50についてより詳細に構成及び動
作について説明する。第１図は上記復号処理部50の詳細
な構成を示すブロック図であり、入力端子１には上記VT
R28からビデオ信号が供給される。このビデオ信号は上
記A/D変換器50aにより８ビットのデジタルデータに変換
される。また上記ビデオ信号から同期回路２により垂
直、水平の同期信号を検出し、これらの同期信号が制御
回路４に供給されるとともに、ヘッダ分離回路３により
上記ビデオ信号からデータヘッダが検出され、この検出
信号が上記制御回路４に供給される。該制御回路４は上
記垂直、水平同期信号及び上記ヘッダ検出信号に基づい
てスイッチ５、メモリ部６を制御する。すなわち、垂直
同期信号の直後の最初の水平同期の期間は上記スイッチ
５をメモリ部６側へ接続し、同時に上記メモリ部６を制
御して、この最初の水平同期期間に挿入されたしきい値
データを記憶する。このしきい値データはそれぞれのし
きい値に対し３個のデータが記憶される。すなわちしき
い値１のデータが３個、しきい値２のデータが３個、し
きい値３のデータが３個記憶される。この処理は垂直同
期信号毎に行なわれる。

垂直同期信号の後、２番目の水平同期期間から、次の
垂直同期信号まで上記スイッチ５は同一の構成の比較回
路7,8,9側へ接続される。この比較回路７は３個の８ビ
ットコンパレータ7a,7b,7cと、３ビットを２ビットにデ
コードするデコーダ7dより構成され、これ等コンパレー
タ7a,7b,7cには上記スイッチ５を介して４値レベルの信
号をデジタル化したデータが入力される。また上記メモ
リ部６より上記コンパレータ7aにはしきい値１のデータ
TH1が供給され、上記コンパレータ7bにはしきい値２の
データTH2が供給され、上記コンパレータ7cにはしきい
値３のデータTH3が供給される。これら３個のコンパレ
ータ7a,7b,7cでそれぞれのしきい値と入力データとを比
較し、これらの比較結果得られる３ビットのデータを上
記デコーダ7dでデコードすることにより、４値を実現す
る２ビットのデータを得る。

なお、上述したように上記メモリ部６ではそれぞれの
しきい値について３個のデータを記憶するので、比較回
路を３個用いて、２ビットのデータを３組得ている。こ
の３組のデータは多数決回路10に入力され、最も多い値
のデータが出力される。該多数決回路より出力される２
ビットのデータは上記２→８変換部51へ供給される。こ
の多数決回路によりデータ誤り率を低減下することがで
きる。

また、この復号処理部50では、垂直同期信号毎にしき
い値データを記憶しているために、上記入力端子１に供
給されるビデオ信号が変動を生じた場合、しきい値もこ
の変動に伴なって変動し、該しきい値と信号との相対関
係は一定に保たれる。このような動作について第６図に
基いて説明する。第６図は上記入力端子１へ供給される
ビデオ信号の３ビットに対するレベルと、しきい値の３
ビットに対するレベルとを示している。

まず、正常な状態では同図Ａに示すように信号（ａ）
のステップ高は一定であり、しきい値（ｂ）のステップ
高も一定である。それぞれのしきい値は信号の両隣りの
レベルの中央に設定されている。

ここで、例えば上記VTR28の回路系の直線性の劣下等
により、同図Ｂの（ａ）に示すように信号のステップ高
に変動が生じたとする。上記メモリ部６では垂直同期信
号毎に、しきい値データを記憶しているので、しきい値
レベルのステップ高も（ｂ）に示すように変化し、それ
ぞれのしきい値は信号の両隣りのレベルの中央に保たれ
る。従って上記比較回路7,8,9等は誤りなく多値データ
をデコードすることができる。

次に上記ビデオ信号のレベルが同図Ｃの（ａ）に示す
ように小さくなったとすると、上記メモリ部６に記憶さ
れるしきい値データも小さくなるためしきい値レベルは
（ｂ）に示すように小さくなり、それぞれのしきい値は
上記信号の両隣りのレベルの中央に保たれる。従ってこ
の場合も上記比較回路7,8,9等は誤りなくデコードする
ことができる。

この復号処理部50では、このように入力信号の変動に
応じて変動するしきい値を基にデコードし、さらに上述
した多数決回路10を採用しているのでデコード時のデー
タ誤り率を極力抑えることができる。従って本実施例の
装置では例えば上記VTR28の回路系の特性、温度変化等
の原因によるビデオ信号のレベル変動があっても多値デ
ータを正しくデコードすることができる。

その結果、最大で22カ国の言語を上記VTR28を用いて
記録した後、その中から特定の国の言語を選択して再生
することができる本実施例の装置は、S/N比の良好な再
生音を得ることができる。

また上記VTR28と上記復号処理部50との間に、あるい
は上記VTR28と上記ビデオ信号変換部27との間に伝送路
を用いても良い。この場合に、上記伝送路の特性により
信号の変動があってもこの影響を受けず多値データを正
しくデコードすることができS/N比の良好な再生音を得
ることができる。

また上記VTR28を介さずに、伝送路を用いて記録系と
再生系とを接続して伝送装置を構成した場合でも多値デ
ータを正しくデコードでき、S/N比の良好な再生音を得
ることができる。このような装置は、例えば多数カ国会
議等において発言者の言語を複数の入力チャネルにそれ
ぞれの国の言語に通訳して入力し、再生側で特定の国の
言語を選択するようにして用いることにより会議システ
ム等に利用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明に係るデジタル多値データ
伝送装置では、送出側よりデジタル多値信号に一定周期
で該デジタル多値信号の多値レベルに対応した複数レベ
ルのしきい値信号を付加して送出するので、再生側にお
いて一定周期で得られる複数レベルのしきい値信号に基
づいてデジタル多値データを２値のデジタルデータに確
実にデコードすることができる。すなわち、例えば出力
信号レベルの変動や波形歪みが起こりやすい記録・再生
系を含むデジタル多値データ伝送装置においても、複数
レベルのしきい値信号のいずれかのレベルにビット落ち
などのエラーが発生しても、他のレベルのしきい値信号
によりデジタル多値データを２値のデジタルデータにデ
コードすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデジタル多値データ伝送装置を適用し
た一実施例の再生系の一部である復号処理部のブロック
図であり、第２図は上記実施例の記録系のブロック図で
ある。 第３図は上記実施例において用いられている４値レベル
を実現し得るデータとそのしきい値との対応図であり、
第４図は上記記録系より出力されるビデオ信号波形図で
ある。 第５図は上記実施例の再生系のブロック図である。 第６図は上記復号処理部における入力ビデオ信号レベル
としきい値との対応図である。 第７図は一般的な、８値レベル信号としきい値との対応
図である。 １……入力端子、２……同期回路 ３……ヘッダ分離回路、４……制御回路 ５……スイッチ、６……メモリ部 7,8,9……比較回路、10……多数決回路 21……マルチプレクサ 22,50a……A/D変換器 23……エンコーダ、24……８→２変換部 25……混合回路、26,54……D/A変換器 27……ビデオ信号変換部、28……VTR 50……復号処理部、50b……制御部 50c……デコード回路部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デジタル多値信号に一定周期で該デジタル
   多値信号の多値レベルに対応した複数レベルのしきい値
   信号を付加して送出する送出手段と、 該送出手段により送出され信号をデジタル化するデジタ
   ル化手段と、 該デジタル化手段により得られた複数のしきい値データ
   とデジタル多値データとを分離する分離手段と、 上記一定周期毎に得られる新たなしき値データを記憶す
   る記憶手段と、 該記憶手段により記憶された複数のしきい値データに基
   づいて上記デジタル多値データを２値のデジタルデータ
   にデコードするデコード手段と を備えて構成されるデジタル多値データ伝送装置。