JP3281439B2 - 復号器及び復号方法 - Google Patents

復号器及び復号方法

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JP3281439B2
JP3281439B2 JP05659093A JP5659093A JP3281439B2 JP 3281439 B2 JP3281439 B2 JP 3281439B2 JP 05659093 A JP05659093 A JP 05659093A JP 5659093 A JP5659093 A JP 5659093A JP 3281439 B2 JP3281439 B2 JP 3281439B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、復号器及び復号方法に
関し、特に、デジタルVTR等に用いられるビタビ復号
器に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】ビタビ復号器では、保存されているパス
メトリックと入力されたデータ列から求めたブランチメ
トリックとを幾つかの組み合わせで加算し、その加算結
果を比較して新しいパスメトリックを選択する。そし
て、保存されているパスメトリックの内容を選択した新
しいパスメトリックの内容に更新するという処理を繰り
返すことによって最も確からしいデータを復号する。こ
こに、ブランチ(枝)とはある状態から次の状態に至る
までの復号経路を言い、パスとはその枝の連なりで構成
される一連の復号経路を言う。また、ブランチメトリッ
クおよびパスメトリックとは、上記ブランチおよびパス
からそれぞれ一定の計算式により求めたデータを言う。
【0003】図7および図8に従来のビタビ復号器の一
構成例を示す。図7において、1はビタビ復号器に入力
される入力情報、2はこの入力情報1からブランチメト
リックを計算するブランチメトリック計算回路、3はブ
ランチメトリック計算回路2により計算されたブランチ
メトリック、5は上述の保存されているパスメトリッ
ク、5bおよび5cは上述の新しいパスメトリックであ
る。
【0004】次いで、4bは残存パスおよび新しいパス
メトリック5bを選択する加算比較選択回路、4cは新
しいパスメトリック5bに対して減算操作を行う減算回
路、6は減算回路4cで減算された新しいパスメトリッ
ク5cを保存しておくパスメトリックメモリ、7は加算
比較選択回路4bで選択された残存パスを表す残存パス
情報、8は残存パス情報7を記憶するパスメモリであ
り、このパスメモリ8に記載された複数の残存パス情報
7の中から最も確からしいデータである最尤状態信号
(最尤パス)9が選び出される。
【0005】図8は、図7に示した加算比較選択回路4
bおよび減算回路4cの内部構成を示す図である。図8
中で、図7と同一符号を付したものは同一要素であるこ
とを示している。図8において、10はブランチメトリ
ック3と保存されているパスメトリック5とを種々の組
み合わせで加算する加算回路、11は加算回路10によ
る加算結果であるところの種々のパスメトリックであ
る。
【0006】次いで、12は加算回路10から出力され
る種々のパスメトリック11の大小関係を比較し、最大
値を与えるブランチメトリック3と保存されているパス
メトリック5との組み合わせを残存パス情報7として検
出する比較回路、16はパスメトリック11と残存パス
情報7とに基づいて新しいパスメトリック5bを選択す
る選択回路である。加算比較選択回路4bは、以上述べ
た加算回路10、比較回路12および選択回路16によ
り構成されている。
【0007】次いで、14cはパスメトリック11のオ
ーバーフローを防止するための減算操作を行うか否かの
判定、およびその減算操作によって行う減算量の決定を
行う減算判定回路、15cは減算判定回路14cによる
判定結果であるところの減算判定情報、17は減算判定
情報15cに基づいて上述の減算操作を行う減算回路で
ある。減算回路4cは、以上述べた減算判定回路14c
および減算回路17により構成されている。
【0008】次に、上記構成による従来のビタビ復号器
の動作について説明する。まず、ブランチメトリック計
算回路2において、入力情報1のある時点における各状
態から次の時点における各状態に至るまでの全ての枝に
ついてブランチメトリック3が求められ、加算比較選択
回路4b中の加算回路10に入力される。加算回路10
では、求められた全てのブランチメトリック3と、パス
メトリックメモリ6に保存されている各状態におけるパ
スメトリック5とが種々の組み合わせで加算される。
【0009】これらの加算結果である各状態についての
パスメトリック11は比較回路12に入力され、その大
小関係が比較されて最大値を与えるブランチメトリック
3とパスメトリック5との組み合わせが残存パス情報7
として検出される。ここで、例えば入力情報1の状態数
が2である場合には、図8のように2つのパスメトリッ
ク11についての大小比較が行なわれる。このようにし
て検出された各状態についての残存パス情報7は、パス
メモリ8に記憶されるとともに、選択回路16に与えら
れる。選択回路16では、与えられた残存パス情報7に
基づいて、種々のパスメトリック11の中から新しいパ
スメトリック5bが各状態毎に選択される。
【0010】このようなビタビ復号器では、選択された
新しいパスメトリック5bはその時点に至るまでに選択
されたブランチメトリック3の累計を表すことになるた
め、パスメトリック5bはオーバーフローを起こす可能
性がある。そこで、加算比較選択回路4bの後に減算回
路4cを設け、この中の減算判定回路14cで減算操作
の必要性の有無、およびその減算量を各状態毎に決定
し、減算判定情報15cとして減算回路17に出力す
る。そして、パスメトリック5bからこの減算量を減算
回路17で引くことによって、オーバーフローの発生を
防止している。
【0011】この減算の結果得られたパスメトリック5
cは、パスメトリックメモリ6に記憶された後、加算比
較選択回路4bにフィードバックされ、入力情報1の更
に次の時点における各状態についての残存パスおよびそ
のパスメトリック5bを選択するための基準とされる。
そして、以上のようなループ処理が何回か繰り返し行わ
れた後、パスメモリ8に記憶された入力情報1の状態数
分の残存パス情報7の中から最大値を与える残存パス情
報7が最尤状態信号9として出力される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにオーバーフローを防止するために加算比較選択回
路4bの後に減算回路4cを設けて減算操作を行うよう
にすると、加算比較選択回路4b、減算回路4cおよび
パスメトリックメモリ6により構成されるパスメトリッ
クのフィードバックループが長くなり、ビタビ復号器の
動作速度が遅くなってしまうという問題が生じる。ま
た、減算回路4cでは全てのパスメトリックの全てのビ
ットを対象として減算判定および減算操作を行っている
ため、取り扱うデータの量が多くなり、減算判定回路1
4cおよび減算回路17の回路規模が大きくなってしま
うとともに、その処理にも多大な時間がかかってしまう
という問題があった。
【0013】本発明はこのような問題にかんがみてなさ
れたものであり、回路規模を小さくするとともに、動作
速度を速くすることができる復号器及び復号方法を提供
することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の復号器は、複数
のブランチメトリックと複数のパスメトリックとを、所
定の組み合わせに従って加算する加算手段と、上記加算
手段から出力された複数の加算値の大小関係を比較する
比較手段と、新しいパスメトリックのオーバーフローを
防止するための操作を行うか否かの判定を、上記比較手
段における処理と並行して行う判定手段と、上記比較手
段の比較結果に従って上記新しいパスメトリックを選択
するとともに、上記判定手段の判定結果に従って上記操
作を行う選択手段とを有し、上記選択手段から出力され
た上記新しいパスメトリックを上記加算手段にフィード
バックさせることを特徴とする。
【0015】また、本発明の復号方法は、複数のブラン
チメトリックと複数のパスメトリックとを、所定の組み
合わせに従って加算する加算工程と、上記加算工程で得
られた複数の加算値の大小関係を比較する比較工程と、
新しいパスメトリックのオーバーフローを防止するため
の操作を行うか否かの判定を、上記比較工程における処
理と並行して行う判定工程と、上記比較工程の比較結果
に従って上記新しいパスメトリックを選択するととも
に、上記判定工程の判定結果に従って上記操作を行う選
択工程と、上記選択工程から出力された上記新しいパス
メトリックを上記加算工程にフィードバックさせる工程
とを有することを特徴とする。
【0016】
【実施例】以下、本発明の復号器の一実施例であるビタ
ビ復号器を図1〜図5に基づいて説明する。なお、図1
〜図5に示す本実施例によるビタビ復号器、および図
7、図8に示した従来のビタビ復号器において同一符号
を付したものは同一要素であることを示しているので、
重複する説明は省略する。
【0017】図1は、本実施例によるビタビ復号器の全
体の構成を示すブロック図である。図1において、4a
はブランチメトリック計算回路2により計算されたブラ
ンチメトリック3、およびパスメトリックメモリ6に保
存されているパスメトリック5についての加算、比較、
減算判定および選択・減算の各処理を行い、残存パスお
よび新しいパスメトリック5aを選択する加算比較選択
減算回路である。
【0018】加算比較選択減算回路4aは、図2に示す
ように、加算回路10、比較回路12、減算判定回路1
4aおよび選択・減算回路13により構成している。図
2において11aは、加算回路10の加算結果であるパ
スメトリック11の最上位ビットデータである。
【0019】この加算比較選択減算回路4aを更に詳細
に表したものを図3に示す。また、図3中に示した減算
判定回路14aおよび選択・減算回路13の詳細な構成
をそれぞれ図4および図5に示す。なお、図3〜図5は
状態数が2で、4ビットで表されるパスメトリックのう
ち値の大きい方を残存パスとして選択する場合の加算比
較選択減算回路4aの構成を示している。
【0020】加算回路10は4つの加算回路10a〜1
0dにより構成されており、各加算回路10a〜10d
でのブランチメトリック3と保存されているパスメトリ
ック5との加算により求められたパスメトリック11
は、比較回路12a、12bおよび選択・減算回路13
a、13bに入力される。また、これらのパスメトリッ
ク11の入力とともに、その最上位ビットデータ11a
が減算判定回路14aに入力される。このように最上位
ビットデータ11aを用いて減算判定を行う場合には、
処理するデータ量が少なくなり、処理時間が短縮される
とともに、回路規模を小さくすることができる。
【0021】比較回路12a、12bでは、それぞれ入
力された2つのパスメトリック11の大小比較が行なわ
れ、その値の大きい方が残存パス情報7として選択・減
算回路13a、13bに入力される。また、減算判定回
路14aでは、図4に示すように、比較回路12a、1
2bにおいて大小関係が比較されるパスメトリック11
の組み合わせと同じ組み合わせでORゲート20、21
により2状態それぞれの論理和11bがとられる。そし
て、ANDゲート26により2状態の論理和11bの論
理積15aがとられ、図5に示す選択・減算回路13
a、13b中のNOTゲート40に減算判定情報15a
として与えられる。
【0022】選択・減算回路13a、13bでは、残存
パス情報7およびパスメトリック11を基にして、図5
に示すようなORゲート22〜25、ANDゲート27
〜34、NOTゲート36〜39およびバッファ41〜
44により選択されたパスメトリックに対して、以下に
示すような減算操作が行なわれる。
【0023】すなわち、図4から明らかなように、減算
判定情報である論理積15aは、2状態のいずれにおい
てもORゲート20、21に入力される最上位ビットデ
ータ11aの少なくともどちらか一方に“1”がある場
合に“1”が出力される。また、このような場合には、
図5に示した選択・減算回路13a、13bにより選択
されたパスメトリック11の最上位ビットデータ(OR
ゲート22より出力されるデータ)11aは必ず“1”
となる。
【0024】一方、減算判定および減算操作は、最上位
ビットデータ11aのみを対象としてパスメトリック1
1の下位3ビットを無視する形で行っても、全てのビッ
トに対して行う場合とほぼ同等の効果が期待できる。そ
こで、ANDゲート35を用いて、減算判定情報15a
をNOTゲート40により反転させた反転情報と、選択
されたパスメトリック11の最上位ビットデータ11a
との論理積をとることにより、この最上位ビットデータ
11aをマスクするようにして減算と同じ働きをさせて
いる。
【0025】なお、以上の実施例においては、状態数が
2で、4ビットで表されるパスメトリックの大きい方を
生き残りとして選択し、選択したパスメトリックの最上
位ビットのみに対して減算を行う場合について説明した
が、本発明は状態数およびパスメトリックのビット長に
は全く依存することなく適用することができる。また、
パスメトリックの小さい方を生き残りとする場合につい
ても、更にはパスメトリックの最上位ビットのみなら
ず、数ビットを用いて減算を行う場合についても、減算
判定回路と選択・減算回路をわずかに変更することによ
って本発明を適用することができる。
【0026】図6は、状態数がkで、mビットで表され
るパスメトリックの上位nビットに対して減算を行うよ
うにした場合の減算判定回路の構成を示す図である。図
6において52は、図1〜図5で示したパスメトリック
11と同様のものであるが、ビット長がmビットである
点でビット長が4ビットであるパスメトリック11と異
なっている。
【0027】減算判定回路14bを構成するk個の比較
選択部501〜50kでは、それぞれmビットデータであ
るパスメトリック52のうち上位nビットのデータ52
aを2つづつ入力し、その大小比較を行っていずれかの
上位nビットデータ52aを選択する。ここで、パスメ
トリック52の大きい方を生き残りとして選択する場合
には、入力した上位nビットデータ52aのうち大きい
方を選択し、また、パスメトリック52の小さい方を生
き残りとして選択する場合には、入力した上位nビット
データ52aのうち小さい方を選択する。そして、各比
較選択部501〜50kにより選択した上位nビットデー
タ52aを基にして減算量決定部51により減算量を決
定し、減算判定情報15bとして出力する。
【0028】なお、このような減算判定回路14bを、
図2に示すような加算比較選択減算回路に適用する場合
は、減算判定回路14bでの処理速度が比較回路12に
おいて行なわれるmビットのパスメトリックの比較の処
理速度よりも遅くならないように減算判定回路14bに
入力するビット数nを適当に選ぶことにより、ビタビ復
号器の動作速度には一切影響を与えないようにすること
ができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
新しいパスメトリックのオーバーフローを防止するため
の操作を行うか否かの判定を比較処理と並行して行うこ
とができるので、その操作を新しいパスメトリックを選
択する処理の後に行う場合に比べて新しいパスメトリッ
クの演算に必要なフィードバックループを短くすること
ができ、ビタビ復号に要する時間を短縮することができ
る。更に、本発明によれば、新しいパスメトリックのオ
ーバーフローを防止するための操作を行うか否かの判定
を比較処理と並行して行い、その判定結果に従ってその
操作を行うことができるので、その操作を常に行う場合
に比べて新しいパスメトリックの演算に必要なフィード
バックループを短くすることができ、ビタビ復号に要す
る時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の復号器の一実施例であるビタビ復号器
の全体の概念を示すブロック図である。
【図2】加算比較選択減算回路の概念を示すブロック図
である。
【図3】加算比較選択減算回路の詳細な構成を示すブロ
ック図である。
【図4】減算判定回路の回路構成を示す回路図である。
【図5】比較減算回路の回路構成を示す回路図である。
【図6】減算判定回路の他の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
【図7】従来のビタビ復号器の全体の概念を示すブロッ
ク図である。
【図8】加算比較選択回路および減算回路の概念を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
1 入力情報 2 ブランチメトリック計算回路 3 ブランチメトリック 4a 加算比較選択減算回路 5 保存されているパスメトリック 5a 新しいパスメトリック 6 パスメトリックメモリ 7 残存パス情報 8 パスメモリ 9 最尤状態信号 11 パスメトリック 11a パスメトリックの最上位ビットデータ 12 比較回路 13 選択・減算回路 14a、14b 減算判定回路 15a、15b 減算判定情報 22 ORゲート 35 ANDゲート 40 NOTゲート 501〜50k 比較選択部 51 減算量決定部 52 パスメトリック 52a パスメトリック上位nビットデータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 13/00 G06T 9/00 H04N 5/00 H04N 9/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のブランチメトリックと複数のパス
    メトリックとを、所定の組み合わせに従って加算する加
    算手段と、 上記加算手段から出力された複数の加算値の大小関係を
    比較する比較手段と、 新しいパスメトリックのオーバーフローを防止するため
    の操作を行うか否かの判定を、上記比較手段における処
    理と並行して行う判定手段と、 上記比較手段の比較結果に従って上記新しいパスメトリ
    ックを選択するとともに、上記判定手段の判定結果に従
    って上記操作を行う選択手段とを有し、 上記選択手段から出力された上記新しいパスメトリック
    を上記加算手段にフィードバックさせることを特徴とす
    る復号器。
  2. 【請求項2】 上記選択手段は、上記オーバーフローを
    防止するための操作を、上記新しいパスメトリックを表
    すデータの一部のみに対して行うことを特徴とする請求
    項1に記載の復号器。
  3. 【請求項3】 複数のブランチメトリックと複数のパス
    メトリックとを、所定の組み合わせに従って加算する加
    算工程と、 上記加算工程で得られた複数の加算値の大小関係を比較
    する比較工程と、 新しいパスメトリックのオーバーフローを防止するため
    の操作を行うか否かの判定を、上記比較工程における処
    理と並行して行う判定工程と、 上記比較工程の比較結果に従って上記新しいパスメトリ
    ックを選択するとともに、上記判定工程の判定結果に従
    って上記操作を行う選択工程と、 上記選択工程から出力された上記新しいパスメトリック
    を上記加算工程にフィードバックさせる工程とを有する
    ことを特徴とする復号方法。
  4. 【請求項4】 上記選択工程は、上記オーバーフローを
    防止するための操作を、上記新しいパスメトリックを表
    すデータの一部のみに対して行うことを特徴とする請求
    項3に記載の復号方法。
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