JP3759413B2 - ブロック変換符号化データの受信装置および受信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタル画像信号を小ブロックに分割し、ブロック毎に処理することによってデータ量を圧縮するブロック変換符号の符号化データを例えばディジタルＶＴＲによって記録／再生するのに適用されるブロック変換符号化データの受信装置および受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルビデオ信号を磁気テープ等の記録媒体に記録する時には、その情報量が多いので、記録／再生できる程度の伝送レイトを達成するために、高能率符号化によって、ディジタルビデオ信号を圧縮するのが普通である。高能率符号化としては、ディジタルビデオ信号を多数の小ブロックに分割し、ブロック毎に符号化処理を行うＡＤＲＣ、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)等が知られている。
【０００３】
ＡＤＲＣは、例えば特開昭６１−１４４９８９号公報に記載されているような、２次元ブロック内に含まれる複数画素の最大値及び最小値により規定されるダイナミックレンジを求め、このダイナミックレンジに適応した符号化を行う高能率符号化である。ＤＣＴは、ブロックの画素をコサイン変換し、変換で得られた係数データを再量子化し、さらに、可変長符号化するものである。さらに、ブロック毎の平均値と、ブロック内の画素の平均値に対する差をベクトル量子化する符号化方法も提案されている。
【０００４】
ブロック変換符号化で得られる符号化出力は、同等の重要度を有していない。ＡＤＲＣでは、ダイナミックレンジ情報が再生側で分からないと、そのブロックの全ての画素にエラーが伝播するので、ブロック毎に検出されるダイナミックレンジ情報は、画素毎のコード信号に比して重要度が高い。ＡＤＲＣの一つのタイプとして、ダイナミックレンジに適応して量子化ビット数を可変するものでは、ダイナミックレンジがエラーであると、そのブロックの量子化ビット数が受信側で分からなくなる。その結果、そのブロックと他のブロックとのデータの境界が不明となり、エラーが他のブロックにまで伝播する。ＤＣＴの場合では、ＤＣＴで発生した係数データ中で、直流分は、交流分に比して重要度が高い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ブロック符号化の出力を例えばディジタルＶＴＲで記録／再生する時に、エラー訂正符号によって、記録／再生時のエラーに対して保護を行っている。エラー訂正符号の能力で訂正できないエラーが重要語に関して発生すると、そのブロックの全体にエラーが伝播していた。その対策として、同じ重要語を複数回、記録することも行われているが、冗長度が増大し、圧縮効率が下がってしまう。
【０００６】
重要語がエラーのブロックに関しては、重要語のエラーを周辺ブロックと注目ブロックとの空間的な相関に基づいて、統計的な手法によって推定している。より具体的には、そのブロックの符号化値と周辺ブロックの境界の復号値とを使用した最小自乗法でエラーブロックの重要語を推定したり、周辺ブロックの境界データの最大値および最小値でこれを推定する。そして、推定された重要語を使用して復号を行っている。この重要語の推定は、精度が高いとしても、完全に元の重要語を復元できるわけではない。然も、重要語の推定の前提として、データのブロック毎の切出しが正しくされることが必要で、ブロック間に及ぶ伝播エラーの発生に対して、重要語を推定することができない。
【０００７】
従って、この発明の目的は、冗長度の増大を抑えながら、重要語がエラーのためのエラー伝播を防止できるブロック変換符号化データの受信装置および受信方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の画素からなるブロック毎のダイナミックレンジに応じて定まる割り当てビット数により複数の画素を量子化することで生成されるブロック変換符号化データの受信装置において、
複数のブロックのダイナミックレンジと、複数のブロックの割り当てビット数の加算データとを受信する受信手段と、
受信したダイナミックレンジのエラーを検出する検出手段と、
複数のブロック毎に割り当てビット数の加算データとエラーでないダイナミックレンジを有するブロックの割り当てビット数とを使用し、ダイナミックレンジがエラーであるブロックの割り当てビット数を求める演算手段と
を有することを特徴とするブロック変換符号化データの受信装置である。
【０００９】
ＡＤＲＣの場合の重要語は、ダイナミックレンジＤＲおよび最小値ＭＩＮである。ｎ個のダイナミックレンジＤＲの加算値、ｎ個の最小値ＭＩＮの加算値の下位ｎビットを伝送データ中に挿入する。これらのＤＲ、ＭＩＮの一つがエラーであって、加算値および他の重要語がエラーでないときには、受信側で正しい重要語を再生できる。同じ重要語を複数回、記録するのに比して冗長度を下げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について説明する。図１は、この一実施形態、すなわち、ディジタルＶＴＲの信号処理の概略的構成を示す。１で示す入力端子からビデオ信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器２によって、１サンプルが例えば８ビットにディジタル化される。このＡ／Ｄ変換器２の出力データがブロック化回路３に供給される。この実施形態では、ブロック化回路３では、１フレームの有効領域が（４×４）画素、（８×８）画素等の大きさのブロックに分割される。
【００１１】
ブロック化回路３からのブロックの順序に走査変換されたディジタルビデオ信号がシャフリング回路４に供給される。シャフリング回路４では、例えばブロックの単位で、シャフリングがなされる。シャフリングは、ブロックの空間的な位置をシャッフルするものである。シャフリング回路４の出力がブロック符号化回路５に供給される。ブロック符号化回路５は、ブロック毎に画素データを圧縮符号化する。シャフリング回路４がブロック符号化回路５の後に設けられることもある。
【００１２】
この一実施形態では、ブロック符号化として、ＡＤＲＣを用いている。ブロック符号化回路５では、各ブロックのダイナミックレンジＤＲと最小値ＭＩＮとが検出され、最小値が除去されたビデオデータが量子化ステップで再量子化される。４ビット固定長のＡＤＲＣの場合では、ダイナミックレンジＤＲを1/16とすることによって、量子化ステップΔが得られる。この量子化ステップΔで、最小値が除去されたビデオデータが除算され、商を切り捨てにより整数化した値が量子化データ（ビットプレーンとも称される）とされる。ダイナミックレンジＤＲ、最小値ＭＩＮおよび量子化データがブロック符号化回路５の出力データである。各ブロックに重要語として、ダイナミックレンジＤＲおよび最小値ＭＩＮが発生する。後述のように、重要語に関しては、ｎブロックの重要語を集めて、加算等の処理を行ない、エラーに対する保護を強力としている。
【００１３】
ブロック符号化回路５の出力データがパリティ発生回路６に供給される。パリティ発生回路６は、エラー訂正符号のパリティを発生する。エラー訂正符号としては、例えばデータのマトリクス状配列の水平方向および垂直方向のそれぞれに対してエラー訂正符号化を行う積符号を採用することができる。符号化データおよびパリティに対して、シンク（ＳＹＮＣ）ブロック同期信号およびＩＤ信号が付加される。シンクブロックが連続する記録データがチャンネル符号化回路７に供給され、直流分を低減させるためのチャンネル符号化の処理を受ける。
【００１４】
チャンネル符号化回路７の出力データがビットストリームに変換され、さらに記録アンプ８を介して回転ヘッドＨに供給され、記録データが磁気テープＴ上に斜めのトラックとして記録される。通常、複数の回転ヘッドが使用されるが、簡単のために、一つのヘッドのみが図示されている。
【００１５】
磁気テープＴから回転ヘッドＨにより取り出された再生データは、再生アンプ１１を介してチャンネル復号回路１２に供給され、チャンネル符号化の復号がなされる。チャンネル復号回路１２の出力データがエラー訂正回路１３に供給され、積符号の復号がされる。エラー訂正回路１３から発生する出力データには、再生データの他にエラー訂正した後のエラーの有無を示すエラーフラグが含まれる。図１では、エラーフラグの伝送路が破線により示されている。
【００１６】
エラー訂正回路１３の出力データが重要語訂正回路１４に供給される。重要語訂正回路１４は、エラーフラグによって、エラーであることが示される重要語を訂正するものである。重要語訂正回路１４の出力データがブロック復号回路１５に供給される。この復号回路１５は、エラーでない重要語を使用してＡＤＲＣ復号を行い、また、重要語がエラーのブロックに関しては、重要語訂正回路１４において、訂正された重要語を使用してＡＤＲＣの復号を行う。重要語訂正回路１４は、エラーを訂正できない場合に、重要語を推定する機能を有している。
【００１７】
ブロック復号回路１５では、例えばＡＤＲＣ復号の場合、量子化コードのビット数を４ビットとする時に、各画素の復号値Ｌｉを発生する。この復号値Ｌｉは次式で表される。

【００１８】
但し、ｘｉはコード信号の値、Δは量子化ステップ、〔 〕はガウス記号である。上式の〔 〕内の演算を例えばＲＯＭで実現し、最小値ＭＩＮの加算を行う構成をブロック復号回路１５が有している。
【００１９】
ブロック復号回路１５の復号データ、すなわち、各画素と対応する復元データがディシャフリング回路１６に供給される。この回路１６は、記録側のシャフリング回路４と相補的なもので、ブロックの空間的な位置を元の位置に戻す処理を行う。ディシャフリング回路１６の出力データがブロック分解回路１７に供給される。ブロック分解回路１７によって、データの順序がブロックの順序からラスター走査の順序へ戻される。ブロック分解回路１７の出力データがエラー修整回路１８に供給される。エラー修整回路１８は、画素単位でエラーであるデータを周辺の画素データで補間する。
【００２０】
補間処理としては、空間的な補間回路と時間方向の補間回路とが順次接続されたものを使用できる。空間的補間回路は、エラーフラグを参照し、補間しようとする注目画素がエラーのときに、周辺画素でこのエラー画素を補間する。具体的には、周囲８点（上下、左右の４点と斜めの４点）の画素のエラーフラグを見て、最初に水平方向の補間、次に垂直方向の補間、さらに次に斜め方向の補間、最後に隣の画素で単に置き換える補間の優先順序で補間を行なう。補間がなされると、エラーフラグがリセットされる。この空間的補間回路で補間できなかった画素データがこの時間方向補間回路で補間される。時間方向補間回路は、エラーの画素と空間的に同一位置の以前のフレームの画素データによって、このエラーの画素を置き換えるものである。エラー修整回路１８の出力データがＤ／Ａ変換器１９に供給され、出力端子２０には、各画素と対応し、ラスター走査の順序の復元データが得られる。
【００２１】
上述のディジタルＶＴＲにおける重要語の処理の一例について、以下に説明する。処理方法の一例は、ｎ個のブロックに関する重要語ＤＲｉ、ＭＩＮｉ（ｉ＝１〜ｎ）の加算値ＤＲ−ＳＵＭｉ、ＭＩＮ−ＳＵＭｉを形成し、この加算値を記録するものである。すなわち、
ＤＲ−ＳＵＭｊ＝ΣＤＲｉ ・・・(1)
ＭＩＮ−ＳＵＭｊ＝ΣＭＩＮｉ・・・(2)
ここで、Σは、ｉ＝１からｉ＝ｎのものを加算することを意味する。
【００２２】
記録／再生の過程で発生するエラーによって、ｋ番目のブロックのＤＲｋがエラーとなり、他の重要語が正しい場合には、加算値ＤＲ−ＳＵＭｊからｋ番目のＤＲｋを除くｎ−１個のダイナミックレンジＤＲの加算値を減算することで正しいＤＲｋ＊を求めることができる。すなわち、
ＤＲｋ＊＝ＤＲ−ＳＵＭｊ−ΣＤＲｉ・・・(3)
ここで、＊は、復元されたものを意味し、Σは、ｉ＝１からｉ＝ｎで、ｉ＝ｋを除いたＤＲｉの加算を意味する。
このように、重要語の加算値が正しく、１個の重要語（ＤＲｋ、ＭＩＮｋ）がエラーの場合には、そのエラーを訂正することができる。
【００２３】
ｎ個の重要語の中で、２個以上の重要語がエラーの場合には、訂正できないが、付加情報をブロック復号回路１５に送る。例えばＤＲｕとＤＲｖの２個のＤＲがエラーの場合には、付加情報として、
ＤＲｕ，ｖ＝ＤＲ−ＳＵＭｊ−ΣＤＲｉ・・・(4)
ここで、Σは、ｉ＝１からｉ＝ｎで、ｉ＝ｕ、ｉ＝ｖを除くＤＲｉの加算を意味する。
【００２４】
この付加情報は、ブロック復号回路１５における重要語の推定の精度の向上に役立つ。ブロック復号回路１５において、ＤＲｕおよびＤＲｖを最小自乗法等で推定して推定値ＤＲｕ´，ＤＲｖ´が得られる。ＤＲｕ，ｖ＝ＤＲｕ＋ＤＲｖであるから、推定誤差の平均値ｈを次式で計算する。
ｈ＝１／２（ＤＲｕ，ｖ−ＤＲｕ´−ＤＲｖ´）・・・(5)
そして、推定値ＤＲｕ´＋ｈ、ＤＲｖ´＋ｈと補正することによって、推定の精度を向上できる。
【００２５】
図２は、上述の重要語の訂正を行うための重要語訂正回路１４の一例である。図２において、前段のエラー訂正回路１３からのエラーフラグが破線の経路で示されている。エラーフラグは、ダイナミックレンジＤＲ、最小値ＭＩＮ、量子化コードの各サンプルについて、それぞれエラーの有無を示す１ビットのデータである。再生データおよびエラーフラグが遅延回路２１を介して重要語訂正回路２２に供給される。また、再生データおよびエラーフラグが訂正重要語生成回路２３にも供給される。さらに、エラーフラグがカウンタ２４に供給される。
【００２６】
カウンタ２４は、加算値ＤＲ−ＳＵＭ，ＭＩＮ−ＳＵＭを構成するｎ−１の重要語のエラーフラグを計数する。カウンタ２４の計数値が判定回路２５に供給され、判定回路２５は、計数値を参照して判定結果を発生し、この判定結果が訂正重要語生成回路２３および重要語訂正回路２２に供給される。判定結果に応答して重要語の訂正および付加情報の生成が回路２３においてなされ、重要語訂正回路２２が判定結果に応じて制御される。判定結果は、次の３個の場合を区別するものである。ダイナミックレンジＤＲについて述べるが、最小値ＭＩＮの処理も同様であるので、その説明を省略する。
【００２７】
（１）加算値ＤＲ−ＳＵＭおよびＤＲｉが全て正しい
入力データおよびエラーフラグが遅延回路２１で時間合わせされ、重要語訂正回路２２を単に通過する。
（２）加算値ＤＲ−ＳＵＭが正しく、１個のＤＲｋがエラーである
訂正重要語生成回路２３が上述の式（３）の演算によって、正しいＤＲｋを計算する。重要語訂正回路２２は、遅延回路２１からのＤＲｋに代えて訂正されたＤＲｋを選択し、ＤＲｋのエラーフラグをクリアする。
（３）加算値ＤＲ−ＳＵＭが正しく、２個以上のＤＲがエラーである
重要語訂正回路２２は、遅延回路２１を介された入力データおよびエラーフラグを単に通過させる。訂正重要語生成回路２３は、上述の式（４）の計算を行ない、付加情報を発生する。この付加情報がブロック復号回路１５に渡される。
【００２８】
加算値を構成するｎ個の重要語の組合せとしては、種々のパターンが考えられる。図３は、シンクブロックのデータ構成の一例である。１トラックに記録される５個のシンクブロックが図３では、垂直方向に重ねられて示されている。各シンクブロックの先頭には、ブロック同期信号とＩＤ信号とが付加され、各シンクブロックの終わりには、積符号の内符号のパリティが付加されるが、これらについての図示が省略されている。
【００２９】
各シンクブロックには、４個のＡＤＲＣブロックの符号化データが格納される。例えば第１のシンクブロックには、４個のＡＤＲＣブロックの符号化出力の重要語ＤＲ１〜ＤＲ４とＭＩＮ１〜ＭＩＮ４と４個のＡＤＲＣブロックの重要語の加算値ＤＲ−ＳＵＭ１（＝ＤＲ１＋ＤＲ２＋ＤＲ３＋ＤＲ４）、ＭＩＮ−ＳＵＭ１（＝ＭＩＮ１＋ＭＩＮ２＋ＭＩＮ３＋ＭＩＮ４）とが格納される。重要語が１バイト長であり、加算値が２バイト長（少なくとも１０ビット）である。各シンクブロックのデータ領域の残りのｌの長さの領域には、その他の符号化データ（すなわち、量子化データ）が配される。従って、１シンクブロックのデータ領域の長さは、（１２＋ｌ）バイトであり、１トラックには、Ｌ₁ ×Ｌ₂ ＝５×（１２＋ｌ）バイトが記録される。
【００３０】
ディジタルＶＴＲの記録／再生の過程で発生するバーストエラーによって、重要語および加算値の両者がエラーとなることを避けるために、これらのデータは、異なるシンクブロックに配しても良い。図３中のＬ１（＝５）個のシンクブロックを単位として重要語および加算値の配されるシンクブロックが異ならされる。一例として、第１シンクブロックの重要語の加算値が第３シンクブロックのＤＲ−ＳＵＭ３、ＭＩＮ−ＳＵＭ３として配されるように、５個のシンクブロックを単位として、加算値のシャフリングがなされる。
【００３１】
重要語および加算値を異なるトラックに分離して記録することも、ヘッドクロッグに起因するバーストエラーの対策として有効である。例えば図４に示すように、４個の回転ヘッドによって並列に４個のトラックＴ１〜Ｔ４がそれぞれ磁気テープ上に形成され、各トラックに重要語（ＤＲ、ＭＩＮ）および量子化データＱが記録される時には、次のようにして、重要語および加算値が記録される。
【００３２】
第１トラックＴ１、第２トラックＴ２、第３トラックＴ３の中から１個ずつの重要語例えばＤＲ１１、ＤＲ２１、ＤＲ３１を選択し、これらの加算値を第４トラックの加算値記録領域（図示せず）に格納する。次に、トラックＴ４、Ｔ１、Ｔ２の中から各１個ずつのＤＲ４２、ＤＲ１２、ＤＲ２２を選択し、これらの加算値をトラックＴ３の加算値記録領域に格納する。その次には、トラックＴ３、Ｔ４、Ｔ１の中から各１個ずつのＤＲ３３、ＤＲ４３、ＤＲ１３を選択し、これらの加算値をトラックＴ２の加算値記録領域に格納する。最小値ＭＩＮについても同様である。このように、４トラックを単位として、加算すべき重要語を持ってくるトラックを順番にずらす。そして、求められた加算値は、重要語を持ってきたトラック以外のトラックに記録する。
【００３３】
このようなトラック分配を行うと、例えば第２トラックのデータ（ＤＲ２１等）が全体としてヘッドクロッグによって再生できず、第１および第３トラックのデータＤＲ１１、ＤＲ３１と第４トラックの加算値を再生できたとすると、ＤＲ２１を復元することができる。他の第２トラックの重要語についても、同様にして第１、第３、第４トラックのデータから形成できる。トラックＴ２の量子化データＱ２１については、周辺の正しい画素データを使用した補間によって修整される。このように、第２トラックのデータを復元することが可能となる。
【００３４】
以上の例では、ｎ個の重要語から１個の加算値を形成している。しかしながら、一般的にｎ個の重要語加算値が格納されて、ｍ個の重要語を加算して１個の重要語加算値を作るとすると、
Σａ（ｉ，ｊ）×ＤＲｊ＝ＤＲ−ＳＵＭｉ（ｉ＝０〜ｎ−１）・・・(6)
但し、Σは、ｊ＝０からｊ＝ｍ−１までの加算を意味し、ａ（ｉ，ｊ）は、どのＤＲを加えるかを示す加算パターンである。上式の連立方程式を解くことによって、複数のエラーの重要語ＤＲｊを訂正できる。但し、加算値のデータ量が増大し、圧縮効率の低下が生じる。
【００３５】
この発明では、必要なビット数を低減するようにしたものである。図４の例のように、３個のトラックから選択した重要語（各８ビット）を加算して生じる加算値は、１０ビット必要である。４個までの重要語の加算値は１０ビットに収まる。ＤＲ−ＳＵＭとＭＩＮ−ＳＵＭとの合計で２０ビットとなる。一つのＡＤＲＣブロックから発生した符号化データを複数のシンクブロックに格納し、各シンクブロックに同一の重要語を格納するのと比較すると、冗長度を下げることができる。しかしながら、なお、加算値の２０ビットは、冗長度として小さいとは言えない。
【００３６】
この加算値のビット数を削減するために、加算値の下位８ビットのみを伝送（または記録）する。ここで、下位８ビットを選択する論理を記号Ｌ８で表すと、ダイナミックレンジＤＲの加算値は、下式で表すことができる。
【００３７】
ＤＲ−ＳＵＭ´＝Ｌ８〔ΣＤＲｉ〕・・・(7)
Σは、ｉ＝１からｉ＝ｎまでの加算を意味する。
同様に、最小値ＭＩＮの加算値は、
ＭＩＮ−ＳＵＭ´＝Ｌ８〔ΣＭＩＮｉ〕・・・(8)
Σは、ｉ＝１からｉ＝ｎまでの加算を意味する。
【００３８】
このような処理を記録側で行なった場合で、ｊ番目のブロックのＤＲｊがエラーであったとすると、これは、次式で正しく復元される。
ＤＲｊ＊＝Ｌ８〔 256＋ＤＲ−ＳＵＭ´−Ｌ８〔ΣＤＲｉ＋Σ´ＤＲｉ〕〕・・・(9)
＊は、復元値を意味し、Σは、ｉ＝１〜ｊ−１の加算を意味し、Σ´は、ｉ＝ｊ＋１〜ｎの加算を意味する。２５６の加算は、ＤＲｊ＊が負となることを防止するためである。
【００３９】
つまり、ｎ個のブロックのダイナミックレンジＤＲの内で、エラーが１個のみで、加算値ＤＲ−ＳＵＭ´がエラーでなければ、正しく復元できる。最小値ＭＩＮについても同様である。すなわち、
ＭＩＮｊ＊＝Ｌ８〔 256＋ＭＩＮ−ＳＵＭ´−Ｌ８〔ΣＭＩＮｉ＋Σ´ＭＩＮｉ〕〕・・・(10)
＊は、復元値を意味し、Σは、ｉ＝１〜ｊ−１の加算を意味し、Σ´は、ｉ＝ｊ＋１〜ｎの加算を意味する。２５６の加算は、ＭＩＮｊ＊が負となることを防止するためである。
【００４０】
以上のようにして、重要語を加算し、その加算値の下位８ビットを伝送することで、加算値のビット数が削減でき、冗長度が高くなることを抑えることができる。
【００４１】
上述の実施形態では、単純加算値を形成している。しかし、排他的論理和（ＥＸＯＲ）を単純加算の代わりに使用しても良い。
【００４２】
以上のように、加算値の下位８ビットデータを形成して、伝送した場合、受信（再生）側においてのエラー処理（例えばダイナミックレンジＤＲに関して）の流れの一例を図５に示す。
【００４３】
まず、加算値（加算値の下位８ビットを意味する。以下同様）に関してエラーの有無がステップ３１で調べられる。エラーが無いときは、処理が終了する。エラーがあるときには、次のステップ３２において、シンクブロック内のダイナミックレンジＤＲにエラーがあるかどうか調べられる。ここでは、加算値が同一シンクブロック内のｎ個のＤＲから形成されているものとする。エラーが無いときは、処理が終了する。
【００４４】
エラーがあるときには、さらに次のステップ３３において、ｎ個内でエラーが２以上かどうかが調べられる。エラーが２以上でないとき、すなわち、エラーが１のときは、ステップ３５に処理が移行し、上述のように、このエラーが加算値と他の正しいＤＲを使用して訂正される。
【００４５】
エラーが２個以上の場合には、付加情報が形成され、これが次のブロック復号化回路へ伝送される（ステップ３４）。これで、処理が終了する。図５の処理は、最小値ＭＩＮについても、同様である。
【００４６】
ここで、エラー訂正符号化としては、シンクブロック内のデータに関してのエラー訂正符号化と複数のシンクブロックの縦方向のエラー訂正符号化とを組み合わせる積符号が使用されることが多い。そして、実際には、複数のデータ（バイト）の中でエラーであるものがエラー訂正符号の能力を超える時には、その複数のデータの全体がエラーデータとされる。従って、複数のデータ中でも、重要語およびその加算値が実際にエラーでない確率の場合も結構存在する。ダイナミックレンジＤＲについて、そのような一例を以下に示す。エラーフラグの"0" は、正しいことを表し、その"1" は、エラーがあることを表す。
【００４７】
【表１】

【００４８】
そこで、重要語の訂正処理として、図６に示すように、加算値と各ダイナミックレンジＤＲを加算した値とが一致するかどうかを調べるステップ４６を図５の処理に対して追加する。図６中で、ステップ４１〜４５は、図５中のステップ３１〜３５とそれぞれ対応するものである。そして、これが一致する時には、ステップ４７で示すように、重要語および加算値が正しいものとして、エラーフラグをリセットする。そして、処理が完了する。
【００４９】
上述の表の例では、エラーフラグが全てリセットされる。但し、この表において、再生されたＤＲ１の値が２３で、再生されたＤＲ３の値が１２６である時には、これらの誤差が相殺して、加算値ＤＲ−ＳＵＭが４０８となってしまう。しかしながら、、このような確率は、比較的低く、重要語が正しいにもかかわらず、エラーと判断されることを回避できる利点は大きい。
【００５０】
以上の実施形態は、固定長ＡＤＲＣにおける重要語（ダイナミックレンジＤＲおよび最小値ＭＩＮ）の処理である。この発明は、固定長ＡＤＲＣに限らず、可変長ＡＤＲＣの重要語（ＤＲおよびＭＩＮ）に対しても適用できる。さらに、この発明は、可変長ＡＤＲＣにおける量子化ビット数の情報のエラー対策としても有効なものである。次に、可変長ＡＤＲＣの量子化ビット数の情報に対して、この発明を適用した実施形態について説明する。
【００５１】
可変長ＡＤＲＣは、上述の固定長ＡＤＲＣの効率をより改善するものであって、量子化ビット数として、例えば０、１、２、３ビット（０ビットは、量子化コードを伝送しないことを意味する）を用意し、ダイナミックレンジＤＲが大きい時には、量子化ビット数を多くし、これが小さい時には、量子化ビット数を少なくするものである。従って、各ブロックに割り当てられる量子化ビット数は、各ブロックのダイナミックレンジＤＲから知ることができる。より具体的には、４個のしきい値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が用意され、（ＤＲ＜Ｔ１）の場合には、割り当てビット数ｎが０とされ（即ち、コード信号が伝送されず）、（Ｔ１≦ＤＲ＜Ｔ２）の場合には、（ｎ＝１）とされ、（Ｔ２≦ＤＲ＜Ｔ３）の場合には、（ｎ＝２）とされ、（Ｔ３≦ＤＲ＜Ｔ４）の場合には、（ｎ＝３）とされ、（Ｔ４≦ＤＲ）の場合には、（ｎ＝４）とされる。
【００５２】
再生側では、ダイナミックレンジＤＲがエラーとなると、そのブロックに割り当てられた量子化ビット数が不明となり、正しく各ブロックの量子化コードを切り出すことができず、エラーが他のブロックの量子化コードにまで波及する伝播エラーが発生する。この問題を解決するために、この発明の実施形態では、所定期間例えば１シンクブロック内に含まれる量子化コードの割り当てビット数の加算値Ｎ−ＳＵＭを伝送する。
【００５３】
図７は、加算値Ｎ−ＳＵＭを記録するようにした例のデータ構成を示す。図３のデータ構成と同様に、５個の連続するシンクブロックが垂直方向に重ねられて示されている。各シンクブロックの先頭には、ブロック同期信号とＩＤ信号とが付加され、各シンクブロックの終わりには、積符号の内符号のパリティが付加されるが、これらについての図示が省略されている。
【００５４】
各シンクブロックには、４個のＡＤＲＣブロックの符号化データが格納される。例えば第１のシンクブロックには、４個のＡＤＲＣブロックの符号化出力の重要語ＤＲ１〜ＤＲ４とＭＩＮ１〜ＭＩＮ４とこの第１シンクブロック内の量子化コードの割り当てビット数の加算値Ｎ−ＳＵＭと量子化コードＢＰ１〜ＢＰ４とが格納される。ＢＰ１〜ＢＰ４のそれぞれの割り当てビット数をＢＡ１〜ＢＡ４とすると、
Ｎ−ＳＵＭ＝ＢＡ１＋ＢＡ２＋ＢＡ３＋ＢＡ４・・・・(23)
である。
【００５５】
割り当てビット数の最大値が４ビットであるから、４個のブロックで、加算値Ｎ−ＳＵＭの最大値は、１６である。これは、４ビットで表現できるが、データ構成上では、１バイトがＮ−ＳＵＭに対して割り当てられている。各シンクブロックの先頭の９バイトは、固定長データ領域である。各シンクブロックのデータ領域の残りのｌの長さの領域には、４個のブロックの量子化データＢＰｉ〜ＢＰi+3 が配される。従って、１シンクブロックのデ−タ領域の長さは、（９＋ｌ）バイトである。第１〜第５シンクブロックのデータ量は、５×（９＋ｌ）バイトである。
【００５６】
このように加算値Ｎ−ＳＵＭを記録することで、伝播エラーを防止することができる。例えば第１シンクブロックのダイナミックレンジＤＲ３がエラーとなると、従来では、量子化コードＢＰ３の割り当てビット数ＢＡ３が不明となる。しかしながら、ＢＡ３＝Ｎ−ＳＵＭ−（ＢＡ１＋ＢＡ２＋ＢＡ４）の演算によって、割り当てビット数ＢＡ３が再生側で分かる。これによって、量子化コードＢＰ３の切出しを正しく行うことができ、その結果、ＢＰ４をも正しく切り出すことができる。ダイナミックレンジＤＲ３自体は、訂正できないので、補間等によってダイナミックレンジＤＲ３を推定する必要がある。
【００５７】
以上の例では、４個の量子化ビット数を加算して加算値Ｎ−ＳＵＭを形成している。これをさらに拡張すると、異なるシンクブロック内、異なるトラック内のように、種々のパターンの量子化ビット数をの加算値を格納すれば、１個の場合に限らずそれ以上のエラーも訂正できる。つまり、ｎ個の加算値Ｎ−ＳＵＭｉが格納されているとすると、
Σａ（ｉ，ｊ）×ＢＡｊ＝Ｎ−ＳＵＭｉ（ｉ＝０〜ｎ−１）・・・(24)
但し、Σは、ｊ＝０からｊ＝ｎ−１までの加算を意味し、ａ（ｉ，ｊ）は、どのＢＡを加えるかを示す加算パターンである。上式の連立方程式を解くことによって、複数のエラーの量子化ビット数ＢＡｊを訂正できる。
【００５８】
一例として、図７のデータ構成において、各シンクブロック内の量子化ビット数の加算値のみならず、５シンクブロックの縦方向の量子化ビット数の加算値も格納されているものとする。例えばＢＡ３、ＢＡ７、ＢＡ１１、ＢＡ１５、ＢＡ１９の加算値Ｎ−ＳＵＭｊも格納されていると、ＤＲ３およびＤＲ４の２個がエラーとなっても、量子化ビット数が分かる。すなわち、まず、ＢＡ７、ＢＡ１１、ＢＡ１５、ＢＡ１９と加算値Ｎ−ＳＵＭｊとによって、ＢＡ３を訂正できる。次に、ＢＡ１、ＢＡ２、訂正後のＢＡ３を用いて、ＢＡ４を訂正することができる。
【００５９】
図８は、加算値Ｎ−ＳＵＭを使用して正しい割り当てビット数の情報を得るための回路の一例である。図８において、前段のエラー訂正回路からのデータおよびエラーフラグがビット割り当て決定回路５１に供給される。エラーフラグは、ダイナミックレンジＤＲ、最小値ＭＩＮ、量子化コードの各サンプルについて、それぞれエラーの有無を示す１ビットのデータである。また、エラーフラグがカウンタ５３に供給される。
【００６０】
カウンタ５３は、各シンクブロックのダイナミックレンジＤＲおよび加算値Ｎ−ＳＵＭに関するエラーフラグを計数する。カウンタ５３の計数値が判定回路５４に供給され、判定回路５４は、計数値およびエラーフラグを参照して判定結果を発生し、この判定結果がビット割り当て訂正回路５５および選択回路５２に供給される。判定結果に応答して量子化ビット数の訂正がビット割り当て訂正回路５５においてなされ、選択回路５２が判定結果に応じて制御される。判定結果は、次の三つの場合を区別するものである。
【００６１】
（１）ダイナミックレンジＤＲが全て正しい
ビット割り当て決定回路５１でダイナミックレンジＤＲから求められた割り当てビット数を選択回路５２が選択する。
（２）加算値Ｎ−ＳＵＭが正しく、１個のＤＲｋがエラーである
訂正回路５５が上述のように、正しいｋ番目のブロックの量子化ビット数ＢＡｋを計算する。選択回路５２は、決定回路５１からの情報に代えて訂正されたＢＡｋを選択し、ＢＡｋのエラーフラグをクリアする。
（３）Ｎ−ＳＵＭおよびＤＲに関して２個以上がエラーである
この場合には、訂正不可能であり、選択回路５２は、二つの入力の何れを選択しても良い。
【００６２】
選択回路５２からの量子化ビット数情報がビットプレーン切出し回路５６に供給され、シンクブロック内の量子化コードＢＰが正しい区切りで切り出される。この切出し回路５６の出力がＡＤＲＣデコーダ５７に供給され、ＡＤＲＣの復号がなされる。なお、可変長ＡＤＲＣの場合には、所定期間例えば１トラック、複数シンクブロック、１シンクブロック等の所定期間の量子化データのデータ量を一定に制御するバッファリング処理がなされる。このバッファリング処理がされる場合にも、この発明は、適用できる。
【００６３】
また、ブロック符号化としてＡＤＲＣを用いているが、ＤＣＴ等の他のブロック符号化を用いても良い。
【００６４】
【発明の効果】
この発明は、複数の重要語の加算値を記録しているので、加算値の下位ビットを記録することにより、同一の重要語を複数回、記録するのと比べれば、冗長度が低く、重要語を修整できる利点がある。また、加算値の下位ビットを使用することによって、冗長度の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用することができるディジタルＶＴＲの記録／再生回路のブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態における重要語の訂正回路の一例の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の一実施形態におけるシンクブロックの構成の一例を示す略線図である。
【図４】この発明の一実施形態における複数トラックへの記録方法を説明するための略線図である。
【図５】この発明の一実施形態における重要語の訂正アルゴリズムの一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明の一実施形態における重要語の訂正アルゴリズムの他の例を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の他の実施形態におけるシンクブロックの構成の例を示す略線図である。
【図８】この発明の他の実施形態における量子化ビット数の訂正回路の一例のブロック図である。
【符号の説明】
１４・・・重要語訂正回路、２３・・・訂正重要語生成回路

Claims (2)

1. 複数の画素からなるブロック毎のダイナミックレンジに応じて定まる割り当てビット数により上記複数の画素を量子化することで生成されるブロック変換符号化データの受信装置において、
   複数の上記ブロックの上記ダイナミックレンジと、複数の上記ブロックの上記割り当てビット数の加算データとを受信する受信手段と、
   受信した上記ダイナミックレンジのエラーを検出する検出手段と、
   複数の上記ブロック毎に上記割り当てビット数の加算データとエラーでないダイナミックレンジを有するブロックの上記割り当てビット数とを使用し、上記ダイナミックレンジがエラーであるブロックの上記割り当てビット数を求める演算手段と
   を有することを特徴とするブロック変換符号化データの受信装置。
2. 複数の画素からなるブロック毎のダイナミックレンジに応じて定まる割り当てビット数により上記複数の画素を量子化することで生成されるブロック変換符号化データの受信方法において、
   複数の上記ブロックの上記ダイナミックレンジと、複数の上記ブロックの上記割り当てビット数の加算データとを受信する受信ステップと、
   受信した上記ダイナミックレンジのエラーを検出する検出ステップと、
   複数の上記ブロック毎に上記割り当てビット数の加算データとエラーでないダイナミックレンジを有するブロックの上記割り当てビット数とを使用し、上記ダイナミックレンジがエラーであるブロックの上記割り当てビット数を求める演算ステップと
   を有することを特徴とするブロック変換符号化データの受信方法。

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