JP4004801B2 - コードレートを増加させるためのブロック符号化／復号化方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロック符号化及び復号化方法及び装置に関し、さらに詳しくは、コードレートを増加させることができるブロック符号化及び復号化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、動画映像データ等の大容量データを光学的に記憶する必要性が増加している。従って、高密度の光学的記憶容量を具現化できる記憶媒体を内蔵した、さまざまな種類の体積ホログラフィーデータ記憶(volume holographic data storage：VHDS)システムが近年開発されている。
【０００３】
VHDSシステムにおいて、ソースデータはN個のデータビット(情報ビット、またはメッセージビット)で構成されたブロックに分割され、各ブロックは2N個の互いに区別されるメッセージを表現することができる。VHDSシステムに於ける符号器はそれぞれのNビットデータブロックを、コードビットまたはチャンネルシンボルと呼ばれる(N+K)ビットのより大きいブロックに変換する。符号器により各データブロックに追加されるKビットは冗長ビット(redundant bit)、パリティビット(parity bit)、またはチェックビット(check bit)といい、新規の情報を含まない。このようなコードを(N+K,N)コードと呼ぶ。一つのブロック内での冗長ビットとデータビットの比率K/Nをコードの冗長度(redundancy)と呼び、データビットと全ビットの比率N/(N+K)をコードレート(code rate)と呼ぶ。コードレートは、コードビットで情報を構成する部分とみなすことができる。例えば、コードレート1/3のコードには各コードビットごとに1/3ビットの情報が記憶されている。伝送帯域幅を拡張することによって、冗長性を有するこのようなコード化技法を適用できる。例えば、誤り制御技法が1/3のレートを使用する場合、冗長度は2/3であり、帯域幅の増加は3に過ぎない。
【０００４】
つまり、符号器はN個のメッセージデジット(メッセージベクトル)からなる一つのブロックをN+K個のコードワードデジット（コードベクトル）からなる一つの長いブロックに変換し、それぞれのデジットは予め定められた文字を構成要素とする。文字が二つの構成要素(0と1)からなるとき、そのコードは2進数(ビット)からなる2進コードである。以下では特にことわらない限り、2進コードのみについて説明する。
【０００５】
Nビットメッセージは、Nタプル(N個のデジットの並び)と呼ばれ、2N個の互いに異なるメッセージシーケンスを形成する。(N+K)ビットブロックは、それぞれ(N+K)タプルと呼ばれる2N+K個の互いに異なるシーケンスを形成することができる。符号化の過程では、2NメッセージNタプルのそれぞれを2N+K個の(N+K)タプルの内の一つに対応させる。ブロックコードは一対一の割当てを表現しており、1セットの2N個のメッセージNタプルが、新しいセットの2N個のコードワード(N+1)タプルと一対一でマッピングされ、そのマッピングは参照用テーブルにより達成することができる。
【０００６】
復号化モードでは、ビット誤り率を減らしながら、コードレートを増加させるための複数の復号化アルゴリズムが用いられている。
【０００７】
閾値復号化アルゴリズムでは、例えば、平均値、または0.5のように予め定められた値を閾値に用い、チャンネル歪みによって歪んだ伝送信号に「0」または「１」を割当てる。一般的なVHDSシステムにおいては、レーザービームのガウス分布特性、レンズの歪み、分散及び回折のようなものはチャンネルとして理解することができる。閾値復号化アルゴリズムは、高いコードレートを有するが、特に低い出力のレーザービームである場合にビット誤り率も増加する問題点を有する。
【０００８】
これを改善するために、局所閾値復号化アルゴリズムが用いられている。局所閾値復号化アルゴリズムは復号化領域を複数の局所領域に分け、各局所領域ごとに異なる閾値を適用して「0」、または「1」を決定する。しかし、それぞれのVHDSシステムは互いに異なる雑音特性を有することから、局所閾値復号化アルゴリズムの互換性低下の問題がある。
【０００９】
これを改善するために2進差分符号化／復号化アルゴリズムが用いられている。2進差分復号化アルゴリズムは「1」を示すための信号が隣接した領域に存在する「0」を示す信号よりいつも大きい値を有するという特徴の利点がある。例えば、「0」と「1」をそれぞれ「01」及び「10」に置き換えて符号化し、逆のアルゴリズムを用いて伝送された信号を復号化する。2進差分復号化アルゴリズムは低いビット誤り率を有するが、そのコードレートも著しく(50%)減少する問題点がある。
【００１０】
さらなる改善策として、バランスドブロック符号化／復号化アルゴリズムがある。符号化の場合、入力メッセージを複数のメッセージPタプルに分けてそれぞれのメッセージPタプルを、コードワード2Qタプルを用いて符号化するが、2QはPより大きく、「0」のビットと「1」のビットは同数であるように符号化する。復号化の場合、伝送信号は複数のコードワード2Qタプルに分けられ、それぞれのコードワード2Qタプルに対してQ個のより小さい受信値及びより大きい受信値がそれぞれ「0」及び「1」に再構成される。
【００１１】
例えば、6:8バランスドブロック符号化／復号化アルゴリズムでは、28(＝256)個の8ビットコードワードのうちで「1」のビット数及び「0」のビット数がそれぞれ4である26(=64)個の8ビットコードワードのみが64個のメッセージ6タプルを符号化するために選ばれる。即ち、8C4(＝70)個の8ビットコードワードのうちで選ばれた64個のバランスドブロックが64個の6タプルのメッセージオリジナルブロックを表すために用いられる。
【００１２】
また、8：12バランスドブロック符号化／復号化アルゴリズムでは、212(＝4096)個の12ビットコードワードのうちで「1」のビット数と「0」のビット数がそれぞれ6である28(＝256)個のコードワード12タプルが256個の8タプルメッセージを復号化するために選ばれる。すなわち、12C6(＝924)個のコードワード12タプルから選ばれた256個のコードワードのうちの一つが8ビットメッセージのオリジナルブロックを示すために用いられる。
【００１３】
6：8バランスドブロック符号化アルゴリズムは、六つのデータビットに対して二つの冗長ビットを有するので、3/4のコードレートを有する。そして、8：12バランスドブロック符号化アルゴリズムは八つのデータビットに対して四つの冗長ビットを有するので、そのコードレートは2/3になる。
【００１４】
バランスドブロック符号化アルゴリズムは、2進差分復号化アルゴリズムより低いビット誤り率と高いコードレート(code rate)を有するが、限られたチャンネルを効果的に使用するためには、より高いコードレートが必要である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、低い誤り率を維持しながらコードレートを増加させることができるブロック符号化／復号化方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明によると、符号化方法は、mビットのオリジナルブロックがmビットの(2N−1)番目ブロックであるか否かを決定し、ここでN及びmは正の整数である過程と、
前記mビットのオリジナルブロックが、前記mビットの(2N−1)番目ブロックであれば、前記mビットのオリジナルブロックを前記nビットのAタイプ加重ブロックに符号化し、そうでなければ、前記mビットのオリジナルブロックをnビットのBタイプ加重ブロックに符号化し、ここでNは正の整数であり、nはmより大きい奇数である過程とを含む。
【００１７】
また、本発明によると、復号化方法は、
nビットの加重ブロックがnビットのAタイプブロックであるか否かを決定し、ここでnが奇数である過程と、
前記nビットの加重ブロックが前記nビットのAタイプ加重ブロックであれば、前記nビットのAタイプブロックをmビットの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化し、そうでなければ前記nビットの加重ブロックを2N番目オリジナルブロックに復号化し、Nは正の整数であり、mはnより小さい正の整数である復号化過程とを含む。
【００１８】
さらに、本発明によると符号化／復号化装置において、
デジタル化された映像信号をmビットのオリジナルブロック単位で出力し、前記オリジナルブロックが出力される時を知らせるタイミング信号を生成し、mは正の整数である第1バッファと、
前記タイミング信号に基づいて、前記mビットのオリジナルブロックがmビットの(2N−1)番目オリジナルブロックでであるか否かを決定し、Nは正の整数である第1制御装置と、
前記mビットのオリジナルブロックが前記mビットの(2N−1)番目オリジナルブロックであれば、前記mビットのオリジナルブロックをnビットのAタイプ加重ブロックに符号化し、そうではなければ、mビットのオリジナルブロックをnビットのBタイプ加重ブロックに符号化し、nはmより大きい奇数である符号化装置と、
前記nビットの符号化されたブロックを記憶する記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記符号化されたブロックをnビット単位で出力し、前記符号化されたブロックが出力される時を知らせる第2タイミング信号を生成する第2バッファと、
前記nビットの符号化されたブロックが前記nビットのAタイプブロックであるか否かを決定する第2制御装置と、
前記nビットの符号化されたブロックが前記nビットのAタイプブロックであれば、前記nビットの符号化されたブロックを前記mビットの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化し、そうでなければ、前記nビットの符号化されたブロックを前記mビットの2N番目オリジナルブロックに復号化する復号化装置とを含む符号化／復号化装置とを含む。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の原理について説明し、その実施の形態を順次に詳述する。
【００２０】
本発明によるブロック符号化アルゴリズムは、二つのnビットの加重ブロックを用いて、一つのバランスド符号化ブロックを得る。
【００２１】
例えば、5：7ブロック符号化アルゴリズムにおいて、5ビットのオリジナルブロックは7ビットの加重ブロックに符号化される。7ビットの加重ブロックは3ビットの「1」と4ビット「0」から構成されるAタイプ加重ブロック、または4ビットの「1」と3ビットの「0」から構成されるBタイプ加重ブロックのいずれかである。加重ブロックでは、7ビットが7C3(＝35)及び／または7C4(＝35)個のコードワード(可能なコードワード個数の計算法は後述)が表現でき、オリジナルブロックでは5ビットが25(＝32)個のメッセージを表現できるので、32個のコードワードが32個のオリジナルブロックを充分に表現できるように35個の加重ブロックのうちで選ばれる。しかし、7ビットコードワードの各加重ブロックは「1」と「0」の個数が同一ではないので、各加重ブロックはバランスド符号化ブロックを形成できない。
【００２２】
このような問題を解決するために、本発明は5ビットメッセージの(2N−1)番目のオリジナルブロックを表現するときには、7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックを利用し、5ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックを表現するときには、7ビットコードワードのBタイプ加重ブロックを利用する。ここでNは正の整数である。したがって、それぞれのAタイプ加重ブロックとBタイプ加重ブロックは二つとも結合されて、同じ個数の「1」と「0」を含むバランスド符号化ブロックを形成する。逆に、当業者であれば2N番目オリジナルブロックを符号化する時にAタイプ加重ブロックを利用し、(2N−1)番目オリジナルブロックを符号化する時にBタイプ加重ブロックを利用できることが明確であろう。
【００２３】
一方、5：7ブロック復号化アルゴリズムは、上述した過程とは逆のプロセスで遂行される。
【００２４】
5：7ブロック符号化アルゴリズムにおいて、5ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックは3ビットの「1」と4ビットの「0」を含む7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに符号化されており、5ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは4ビットの「1」と3ビットの「0」を含む7ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化されていると仮定する。若し、5：7ブロック符号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが3ビットの「1」と4ビットの「0」を含んでいれば、この7ビットの符号化されたブロックは、7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに決定される。7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックが、5ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを示すので、この7ビットの符号化されたブロックは5ビットメッセージの(2Ｎ−1)番目オリジナルブロックに復号化される。同様に、5：7ブロック復号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが4ビットの「1」と3ビットの「0」を含めば、この7ビットの符号化されたブロックは５ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックに復号化することができる。
【００２５】
5：7ブロック符号化及び復号化アルゴリズムにおいて、7ビットコードワードの各加重ブロックは3または4ビットの「1」と、4または3ビットの「0」から構成される。即ち、5：7ブロック符号化及び復号化アルゴリズムには、3及び4という選択可能な組合が一つだけ存在する。
【００２６】
しかし、本発明は複数の選択可能な組合を有する場合にも適用できる。例えば、8：11ブロック符号化及び復号化アルゴリズムには、8ビットメッセージのオリジナルブロックを11ビットコードワードの加重ブロックに符号化するための二つの選択可能な組合がある。
【００２７】
8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、第一に選択可能な組み合わせは4と7から構成される。若し、11ビットのAタイプ加重ブロックが4ビットの「1」と7ビットの「0」(または7ビットの「1」と4ビットの「0」)を含めば、各11ビットの加重ブロックが11C4(＝330)個のコードワードの一つに表現される。従って、256個のコードワードのみが256個のオリジナルブロックを充分に示すことができるように330個の加重ブロックのうちで選ばれる。
【００２８】
本発明によると、8ビットメッセージの(2N−1)番目、及び8ビットメッセージの2N番目のオリジナルブロックは、それぞれ11ビットコードワードのAタイプ及びBタイプ加重ブロックに符号化される。よって、Aタイプ及びBタイプ加重ブロックは「1」と「0」が同数であるバランスド符号化ブロックを形成する。
【００２９】
第一の組み合わせを有する8：11ブロック符号化アルゴリズムに対する関連の復号化アルゴリズムは、単一組合の場合と同様に、上述とは逆のプロセスで遂行される。
【００３０】
この場合、8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックは、4ビットの「1」と7ビットの「0」を含む11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに符号化されており、8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは7ビットの「1」と4ビットの「0」を含む11ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化されていると仮定する。若し、8：11ブロック復号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが4ビットの「1」と7ビットの「0」を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックである。11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックが8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを示すので、前記11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化される。同様に、8：11ブロック復号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが7ビットの「1」と4ビットの「0」を含めば、前記11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックに復号化できる。
【００３１】
一方、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、２番目に選択可能な組み合わせは、5及び6で構成される。若し、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが5ビットの「1」と6ビットの「0」(または6ビットの「1」と5ビットの「0」)を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは11C5(＝462)個のコードワードのうちの一つで表現される。従って、256個のコードワードは256個のメッセージを充分に表現できるように462個のコードワード中で選択される。8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロック及び8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは、それぞれ11ビットコードワードのAタイプ加重ブロック及び11ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化される。よって、Aタイプ加重ブロック及びBタイプ加重ブロックは、「1」と「0」のビット数が同じであるバランスド符号化ブロックを形成する。
【００３２】
第二の組み合わせを有する8：11ブロック符号化アルゴリズムに関連する復号化アルゴリズムは、単一の組み合わせを有する場合、及び第1の組み合わせを有する場合と同様に、上述の過程とは逆に遂行される。
【００３３】
この場合、8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックは、5ビットの「1」と6ビットの「0」を含む11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに符号化されており、8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは6ビットの「1」と5ビットの「0」を含む11ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化されていると仮定する。若し、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが5ビットの「1」と6ビットの「0」を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは11ビットのAタイプ加重ブロックである。11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックが8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを示すので、この11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化される。同様に、ある符号化されたブロックが6ビットの「1」と5ビットの「0」を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックに復号化できる。
【００３４】
これにより、mビットメッセージのオリジナルブロックは、本発明によってnビットコードワードの加重ブロックに符号化できる。しかし、本発明による符号化及び復号化アルゴリズムを遂行するためには、可能なコードワードの個数を知らなければならない。この場合、可能なコードワードの個数は選択可能な組合に基づいて決定される。選択可能な組合はnビットの加重ブロックの「1」と「0」のビット数によって決定される。
【００３５】
m：nブロック符号化アルゴリズムにおいて、nビットの加重ブロックの「1」のビット数「a」は次式、
2m＜nCa （式1）
で表される。
【００３６】
ここで、「n」は「m」及び「a」より大きい奇数であり、「m」及び「a」はそれぞれ正の整数である。
【００３７】
例えば、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、「a」は256＜11Caを満たさなければならないので、「a」は4及び7のいずれかの正の整数である。
【００３８】
「a」は二つの加重ブロックのうちの一つのブロックにある「1」のビット数であり、他の加重ブロックの「1」のビット数「t」は次式、
t＝n‐a （式２）
で表される。
【００３９】
以下では、上述した原理を有する本発明の第1実施の形態を詳細に説明する。
【００４０】
図1には、本発明によるブロック符号化システムを示すブロック図が示されている。ブロック符号化システムは、アナログ／デジタルコンバーター(以下、ADCと呼ぶ)1、バッファ装置3、スイッチ4、制御装置5、Aタイプ符号化装置7及びBタイプ符号化装置9を備える。
【００４１】
ADC1は入力映像信号をデジタル化して、バッファ装置3に送る。バッファ装置3は、デジタル化された映像信号をmビットメッセージのオリジナルブロックの単位で出力するが、このときの「m」は正の整数であり、オリジナルブロックが出力される時、第1または第2タイミング信号を生成する。第1タイミング信号は(2N−1)番目オリジナルブロックがバッファ装置3から出力される時を知らせ、第2タイミング信号は2N番目オリジナルブロックがバッファ装置3から出力される時を知らせる。ここでNは正の整数である。
【００４２】
制御装置5はバッファ装置3から生成されたタイミング信号に基づいてスイッチ4を制御し、オリジナルブロックをバッファ装置3からAタイプ符号化装置7及び／またはBタイプ符号化装置9に伝送する。バッファ装置3から生成された第1タイミング信号を受信すれば、制御装置5はスイッチ4がAタイプ符号化装置7に接続するように制御する。逆に、バッファ装置3から生成された第2タイミング信号を受信すれば、制御装置5はスイッチ4がBタイプ符号化装置9に接続するように制御する。
【００４３】
Aタイプ符号化装置7は、スイッチ4を介してバッファ装置3から伝送されたmビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを、nビットのAタイプ加重ブロックに符号化する。ここで、「n」は「m」より大きい奇数である。
【００４４】
Bタイプ符号化装置9は、バッファ装置3からスイッチ4を介して伝送されたmビットメッセージの2N番目オリジナルブロックを、nビットのBタイプ加重ブロックに符号化する。
【００４５】
図2には、本発明によるブロック符号化アルゴリズムを説明するフローチャートが示されている。ブロック符号化アルゴリズムは図1を参照して説明する。
【００４６】
ステップS1において、mビットメッセージのオリジナルブロックがバッファ装置3に入力される。
【００４７】
ステップS3において、制御装置5はバッファ装置3から生成されたタイミング信号に基づいて、入力されたオリジナルブロックが(2N−1)番目オリジナルブロックであるか否かを決定する。若し、制御装置5がバッファ装置3から第1タイミング信号を受信すれば、入力されたオリジナルブロックが(2N−1)番目オリジナルブロックであると決定され、次にステップS5に進められる。若し、制御装置5がバッファ装置3から第2タイミング信号を受信すれば、入力されたオリジナルブロックが2N番目オリジナルブロックであると決定され、次にステップS9に進められる。
【００４８】
ステップS5で(2N−1)番目オリジナルブロックはAタイプ符号化装置7に伝送され、ステップS9でAタイプ加重ブロックに符号化される。
【００４９】
ステップS7で2N番目オリジナルブロックはBタイプ符号化装置9に伝送され、ステップS11でBタイプ加重ブロックに符号化される。
【００５０】
ステップS13で、各加重ブロックは、例えば磁気記録媒体やホログラフィーデータ記憶媒体などの記憶媒体に記憶される。
【００５１】
図3には、本発明によるブロック復号化システムのブロック図が示されている。
【００５２】
図示のように、ブロック復号化装置はバッファ装置11、スイッチ13、制御装置15、Aタイプ復号化装置17及びBタイプ復号化装置19を備える。
【００５３】
バッファ装置11は、記憶媒体から読み取られた加重ブロックをnビット単位で出力する。また、バッファ装置11は加重ブロックが出力される時を知らせる第3または第4タイミング信号を生成する。第3タイミング信号はAタイプ加重ブロックがバッファ装置3から出力されることを知らせ、第4タイミング信号はBタイプ加重ブロックがバッファ装置3から出力されることを知らせる。
【００５４】
制御装置15はバッファ装置11から受信されたタイミング信号に基づいてスイッチ15を制御し、バッファ装置11からAタイプ復号化装置17及び／またはBタイプ復号化装置19に加重ブロックを伝送する。バッファ装置11から生成された第3タイミング信号を受信する場合、制御装置15はAタイプ復号化装置17に接続されるようにスイッチ13を制御する。一方、バッファ装置11から生成された第4タイミング信号を受信する場合、制御装置15はBタイプ復号化装置19に接続されるようにスイッチ13を制御する。
【００５５】
Aタイプ復号化装置17はスイッチ13を介してバッファ装置11から伝送されたnビットのAタイプ加重ブロックをmビットの(2N‐1)番目オリジナルブロックに復号化する。Bタイプ復号化装置19は、スイッチ13を介してバッファ装置11から伝送されたnビットのBタイプ加重ブロックをmビットの2N番目オリジナルブロックに復号化する。復号化されたオリジナルブロックはディスプレイ装置に伝送される。
【００５６】
図4には、本発明によるブロック復号化アルゴリズムを説明するフローチャートが示されている。ブロック復号化アルゴリズムは図3を参照して説明する。
【００５７】
ステップS21で、nビットの加重ブロックがバッファ装置11に入力される。
【００５８】
ステップS23で、制御装置15はバッファ装置11から生成されたタイミング信号に基づき、入力された加重ブロックがAタイプ加重ブロックであるか否かを決定する。若し、制御装置15がバッファ装置11から第3タイミング信号を受信すれば、入力された加重ブロックはAタイプ加重ブロックに決定され、次にステップS25に進められる。若し、制御装置15がバッファ装置11から第4タイミング信号を受信すれば、入力された加重ブロックはBタイプ加重ブロックに決定され、次にステップS27に進められる。
【００５９】
ステップS25でAタイプ加重ブロックは、Aタイプ復号化装置17に伝送されて、ステップS29で（2N−1）番目オリジナルブロックに復号化される。
【００６０】
ステップS27でBタイプ加重ブロックは、Bタイプ復号化装置19に伝送され、ステップS31で2N番目オリジナルブロックに復号化される。
【００６１】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、m：nブロック符号化／復号化アルゴリズムにおいて、低い誤り率(bit error rate)を維持しながらコードレート(code rate)を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバランスドブロック符号化システムを示すブロック図である。
【図２】本発明による符号化アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】本発明によるバランスドブロック復号化システムを示すブロック図である。
【図４】本発明による復号化アルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ アナログ／デジタルコンバータ
３ バッファ装置
５ 制御部
７ Aタイプ符号化装置
９ Bタイプ符号化装置
１１ バッファ装置
１３ スイッチ
１５ 制御部
１７ Aタイプ復号化装置
１９ Bタイプ復号化装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロック符号化及び復号化方法及び装置に関し、さらに詳しくは、コードレートを増加させることができるブロック符号化及び復号化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、動画映像データ等の大容量データを光学的に記憶する必要性が増加している。従って、高密度の光学的記憶容量を具現化できる記憶媒体を内蔵した、さまざまな種類の体積ホログラフィーデータ記憶(volume holographic data storage：VHDS)システムが近年開発されている。
【０００３】
VHDSシステムにおいて、ソースデータはN個のデータビット(情報ビット、またはメッセージビット)で構成されたブロックに分割され、各ブロックは2N個の互いに区別されるメッセージを表現することができる。VHDSシステムに於ける符号器はそれぞれのNビットデータブロックを、コードビットまたはチャンネルシンボルと呼ばれる(N+K)ビットのより大きいブロックに変換する。符号器により各データブロックに追加されるKビットは冗長ビット(redundant bit)、パリティビット(parity bit)、またはチェックビット(check bit)といい、新規の情報を含まない。このようなコードを(N+K,N)コードと呼ぶ。一つのブロック内での冗長ビットとデータビットの比率K/Nをコードの冗長度(redundancy)と呼び、データビットと全ビットの比率N/(N+K)をコードレート(code rate)と呼ぶ。コードレートは、コードビットで情報を構成する部分とみなすことができる。例えば、コードレート1/3のコードには各コードビットごとに1/3ビットの情報が記憶されている。伝送帯域幅を拡張することによって、冗長性を有するこのようなコード化技法を適用できる。例えば、誤り制御技法が1/3のレートを使用する場合、冗長度は2/3であり、帯域幅の増加は3に過ぎない。
【０００４】
つまり、符号器はN個のメッセージデジット(メッセージベクトル)からなる一つのブロックをN+K個のコードワードデジット（コードベクトル）からなる一つの長いブロックに変換し、それぞれのデジットは予め定められた文字を構成要素とする。文字が二つの構成要素(0と1)からなるとき、そのコードは2進数(ビット)からなる2進コードである。以下では特にことわらない限り、2進コードのみについて説明する。
【０００５】
Nビットメッセージは、Nタプル(N個のデジットの並び)と呼ばれ、2N個の互いに異なるメッセージシーケンスを形成する。(N+K)ビットブロックは、それぞれ(N+K)タプルと呼ばれる2N+K個の互いに異なるシーケンスを形成することができる。符号化の過程では、2NメッセージNタプルのそれぞれを2N+K個の(N+K)タプルの内の一つに対応させる。ブロックコードは一対一の割当てを表現しており、1セットの2N個のメッセージNタプルが、新しいセットの2N個のコードワード(N+1)タプルと一対一でマッピングされ、そのマッピングは参照用テーブルにより達成することができる。
【０００６】
復号化モードでは、ビット誤り率を減らしながら、コードレートを増加させるための複数の復号化アルゴリズムが用いられている。
【０００７】
閾値復号化アルゴリズムでは、例えば、平均値、または0.5のように予め定められた値を閾値に用い、チャンネル歪みによって歪んだ伝送信号に「0」または「１」を割当てる。一般的なVHDSシステムにおいては、レーザービームのガウス分布特性、レンズの歪み、分散及び回折のようなものはチャンネルとして理解することができる。閾値復号化アルゴリズムは、高いコードレートを有するが、特に低い出力のレーザービームである場合にビット誤り率も増加する問題点を有する。
【０００８】
これを改善するために、局所閾値復号化アルゴリズムが用いられている。局所閾値復号化アルゴリズムは復号化領域を複数の局所領域に分け、各局所領域ごとに異なる閾値を適用して「0」、または「1」を決定する。しかし、それぞれのVHDSシステムは互いに異なる雑音特性を有することから、局所閾値復号化アルゴリズムの互換性低下の問題がある。
【０００９】
これを改善するために2進差分符号化／復号化アルゴリズムが用いられている。2進差分復号化アルゴリズムは「1」を示すための信号が隣接した領域に存在する「0」を示す信号よりいつも大きい値を有するという特徴の利点がある。例えば、「0」と「1」をそれぞれ「01」及び「10」に置き換えて符号化し、逆のアルゴリズムを用いて伝送された信号を復号化する。2進差分復号化アルゴリズムは低いビット誤り率を有するが、そのコードレートも著しく(50%)減少する問題点がある。
【００１０】
さらなる改善策として、バランスドブロック符号化／復号化アルゴリズムがある。符号化の場合、入力メッセージを複数のメッセージPタプルに分けてそれぞれのメッセージPタプルを、コードワード2Qタプルを用いて符号化するが、2QはPより大きく、「0」のビットと「1」のビットは同数であるように符号化する。復号化の場合、伝送信号は複数のコードワード2Qタプルに分けられ、それぞれのコードワード2Qタプルに対してQ個のより小さい受信値及びより大きい受信値がそれぞれ「0」及び「1」に再構成される。
【００１１】
例えば、6:8バランスドブロック符号化／復号化アルゴリズムでは、28(＝256)個の8ビットコードワードのうちで「1」のビット数及び「0」のビット数がそれぞれ4である26(=64)個の8ビットコードワードのみが64個のメッセージ6タプルを符号化するために選ばれる。即ち、8C4(＝70)個の8ビットコードワードのうちで選ばれた64個のバランスドブロックが64個の6タプルのメッセージオリジナルブロックを表すために用いられる。
【００１２】
また、8：12バランスドブロック符号化／復号化アルゴリズムでは、212(＝4096)個の12ビットコードワードのうちで「1」のビット数と「0」のビット数がそれぞれ6である28(＝256)個のコードワード12タプルが256個の8タプルメッセージを復号化するために選ばれる。すなわち、12C6(＝924)個のコードワード12タプルから選ばれた256個のコードワードのうちの一つが8ビットメッセージのオリジナルブロックを示すために用いられる。
【００１３】
6：8バランスドブロック符号化アルゴリズムは、六つのデータビットに対して二つの冗長ビットを有するので、3/4のコードレートを有する。そして、8：12バランスドブロック符号化アルゴリズムは八つのデータビットに対して四つの冗長ビットを有するので、そのコードレートは2/3になる。
【００１４】
バランスドブロック符号化アルゴリズムは、2進差分復号化アルゴリズムより低いビット誤り率と高いコードレート(code rate)を有するが、限られたチャンネルを効果的に使用するためには、より高いコードレートが必要である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、低い誤り率を維持しながらコードレートを増加させることができるブロック符号化／復号化方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明によると、符号化方法は、mビットのオリジナルブロックがmビットの(2N−1)番目ブロックであるか否かを決定し、ここでN及びmは正の整数である過程と、
前記mビットのオリジナルブロックが、前記mビットの(2N−1)番目ブロックであれば、前記mビットのオリジナルブロックを前記nビットのAタイプ加重ブロックに符号化し、そうでなければ、前記mビットのオリジナルブロックをnビットのBタイプ加重ブロックに符号化し、ここでNは正の整数であり、nはmより大きい奇数である過程とを含む。
【００１７】
また、本発明によると、復号化方法は、
nビットの加重ブロックがnビットのAタイプブロックであるか否かを決定し、ここでnが奇数である過程と、
前記nビットの加重ブロックが前記nビットのAタイプ加重ブロックであれば、前記nビットのAタイプブロックをmビットの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化し、そうでなければ前記nビットの加重ブロックを2N番目オリジナルブロックに復号化し、Nは正の整数であり、mはnより小さい正の整数である復号化過程とを含む。
【００１８】
さらに、本発明によると符号化／復号化装置において、
デジタル化された映像信号をmビットのオリジナルブロック単位で出力し、前記オリジナルブロックが出力される時を知らせるタイミング信号を生成し、mは正の整数である第1バッファと、
前記タイミング信号に基づいて、前記mビットのオリジナルブロックがmビットの(2N−1)番目オリジナルブロックでであるか否かを決定し、Nは正の整数である第1制御装置と、
前記mビットのオリジナルブロックが前記mビットの(2N−1)番目オリジナルブロックであれば、前記mビットのオリジナルブロックをnビットのAタイプ加重ブロックに符号化し、そうではなければ、mビットのオリジナルブロックをnビットのBタイプ加重ブロックに符号化し、nはmより大きい奇数である符号化装置と、
前記nビットの符号化されたブロックを記憶する記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記符号化されたブロックをnビット単位で出力し、前記符号化されたブロックが出力される時を知らせる第2タイミング信号を生成する第2バッファと、
前記nビットの符号化されたブロックが前記nビットのAタイプブロックであるか否かを決定する第2制御装置と、
前記nビットの符号化されたブロックが前記nビットのAタイプブロックであれば、前記nビットの符号化されたブロックを前記mビットの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化し、そうでなければ、前記nビットの符号化されたブロックを前記mビットの2N番目オリジナルブロックに復号化する復号化装置とを含む符号化／復号化装置とを含む。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の原理について説明し、その実施の形態を順次に詳述する。
【００２０】
本発明によるブロック符号化アルゴリズムは、二つのnビットの加重ブロックを用いて、一つのバランスド符号化ブロックを得る。
【００２１】
例えば、5：7ブロック符号化アルゴリズムにおいて、5ビットのオリジナルブロックは7ビットの加重ブロックに符号化される。7ビットの加重ブロックは3ビットの「1」と4ビット「0」から構成されるAタイプ加重ブロック、または4ビットの「1」と3ビットの「0」から構成されるBタイプ加重ブロックのいずれかである。加重ブロックでは、7ビットが7C3(＝35)及び／または7C4(＝35)個のコードワード(可能なコードワード個数の計算法は後述)が表現でき、オリジナルブロックでは5ビットが25(＝32)個のメッセージを表現できるので、32個のコードワードが32個のオリジナルブロックを充分に表現できるように35個の加重ブロックのうちで選ばれる。しかし、7ビットコードワードの各加重ブロックは「1」と「0」の個数が同一ではないので、各加重ブロックはバランスド符号化ブロックを形成できない。
【００２２】
このような問題を解決するために、本発明は5ビットメッセージの(2N−1)番目のオリジナルブロックを表現するときには、7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックを利用し、5ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックを表現するときには、7ビットコードワードのBタイプ加重ブロックを利用する。ここでNは正の整数である。したがって、それぞれのAタイプ加重ブロックとBタイプ加重ブロックは二つとも結合されて、同じ個数の「1」と「0」を含むバランスド符号化ブロックを形成する。逆に、当業者であれば2N番目オリジナルブロックを符号化する時にAタイプ加重ブロックを利用し、(2N−1)番目オリジナルブロックを符号化する時にBタイプ加重ブロックを利用できることが明確であろう。
【００２３】
一方、5：7ブロック復号化アルゴリズムは、上述した過程とは逆のプロセスで遂行される。
【００２４】
5：7ブロック符号化アルゴリズムにおいて、5ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックは3ビットの「1」と4ビットの「0」を含む7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに符号化されており、5ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは4ビットの「1」と3ビットの「0」を含む7ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化されていると仮定する。若し、5：7ブロック符号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが3ビットの「1」と4ビットの「0」を含んでいれば、この7ビットの符号化されたブロックは、7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに決定される。7ビットコードワードのAタイプ加重ブロックが、5ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを示すので、この7ビットの符号化されたブロックは5ビットメッセージの(2Ｎ−1)番目オリジナルブロックに復号化される。同様に、5：7ブロック復号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが4ビットの「1」と3ビットの「0」を含めば、この7ビットの符号化されたブロックは５ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックに復号化することができる。
【００２５】
5：7ブロック符号化及び復号化アルゴリズムにおいて、7ビットコードワードの各加重ブロックは3または4ビットの「1」と、4または3ビットの「0」から構成される。即ち、5：7ブロック符号化及び復号化アルゴリズムには、3及び4という選択可能な組合が一つだけ存在する。
【００２６】
しかし、本発明は複数の選択可能な組合を有する場合にも適用できる。例えば、8：11ブロック符号化及び復号化アルゴリズムには、8ビットメッセージのオリジナルブロックを11ビットコードワードの加重ブロックに符号化するための二つの選択可能な組合がある。
【００２７】
8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、第一に選択可能な組み合わせは4と7から構成される。若し、11ビットのAタイプ加重ブロックが4ビットの「1」と7ビットの「0」(または7ビットの「1」と4ビットの「0」)を含めば、各11ビットの加重ブロックが11C4(＝330)個のコードワードの一つに表現される。従って、256個のコードワードのみが256個のオリジナルブロックを充分に示すことができるように330個の加重ブロックのうちで選ばれる。
【００２８】
本発明によると、8ビットメッセージの(2N−1)番目、及び8ビットメッセージの2N番目のオリジナルブロックは、それぞれ11ビットコードワードのAタイプ及びBタイプ加重ブロックに符号化される。よって、Aタイプ及びBタイプ加重ブロックは「1」と「0」が同数であるバランスド符号化ブロックを形成する。
【００２９】
第一の組み合わせを有する8：11ブロック符号化アルゴリズムに対する関連の復号化アルゴリズムは、単一組合の場合と同様に、上述とは逆のプロセスで遂行される。
【００３０】
この場合、8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックは、4ビットの「1」と7ビットの「0」を含む11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに符号化されており、8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは7ビットの「1」と4ビットの「0」を含む11ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化されていると仮定する。若し、8：11ブロック復号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが4ビットの「1」と7ビットの「0」を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックである。11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックが8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを示すので、前記11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化される。同様に、8：11ブロック復号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが7ビットの「1」と4ビットの「0」を含めば、前記11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックに復号化できる。
【００３１】
一方、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、２番目に選択可能な組み合わせは、5及び6で構成される。若し、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが5ビットの「1」と6ビットの「0」(または6ビットの「1」と5ビットの「0」)を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは11C5(＝462)個のコードワードのうちの一つで表現される。従って、256個のコードワードは256個のメッセージを充分に表現できるように462個のコードワード中で選択される。8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロック及び8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは、それぞれ11ビットコードワードのAタイプ加重ブロック及び11ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化される。よって、Aタイプ加重ブロック及びBタイプ加重ブロックは、「1」と「0」のビット数が同じであるバランスド符号化ブロックを形成する。
【００３２】
第二の組み合わせを有する8：11ブロック符号化アルゴリズムに関連する復号化アルゴリズムは、単一の組み合わせを有する場合、及び第1の組み合わせを有する場合と同様に、上述の過程とは逆に遂行される。
【００３３】
この場合、8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックは、5ビットの「1」と6ビットの「0」を含む11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックに符号化されており、8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックは6ビットの「1」と5ビットの「0」を含む11ビットコードワードのBタイプ加重ブロックに符号化されていると仮定する。若し、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、ある符号化されたブロックが5ビットの「1」と6ビットの「0」を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは11ビットのAタイプ加重ブロックである。11ビットコードワードのAタイプ加重ブロックが8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを示すので、この11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化される。同様に、ある符号化されたブロックが6ビットの「1」と5ビットの「0」を含めば、この11ビットの符号化されたブロックは8ビットメッセージの2N番目オリジナルブロックに復号化できる。
【００３４】
これにより、mビットメッセージのオリジナルブロックは、本発明によってnビットコードワードの加重ブロックに符号化できる。しかし、本発明による符号化及び復号化アルゴリズムを遂行するためには、可能なコードワードの個数を知らなければならない。この場合、可能なコードワードの個数は選択可能な組合に基づいて決定される。選択可能な組合はnビットの加重ブロックの「1」と「0」のビット数によって決定される。
【００３５】
m：nブロック符号化アルゴリズムにおいて、nビットの加重ブロックの「1」のビット数「a」は次式、
2m＜nCa （式1）
で表される。
【００３６】
ここで、「n」は「m」及び「a」より大きい奇数であり、「m」及び「a」はそれぞれ正の整数である。
【００３７】
例えば、8：11ブロック符号化アルゴリズムにおいて、「a」は256＜11Caを満たさなければならないので、「a」は4及び7のいずれかの正の整数である。
【００３８】
「a」は二つの加重ブロックのうちの一つのブロックにある「1」のビット数であり、他の加重ブロックの「1」のビット数「t」は次式、
t＝n‐a （式２）
で表される。
【００３９】
以下では、上述した原理を有する本発明の第1実施の形態を詳細に説明する。
【００４０】
図1には、本発明によるブロック符号化システムを示すブロック図が示されている。ブロック符号化システムは、アナログ／デジタルコンバーター(以下、ADCと呼ぶ)1、バッファ装置3、スイッチ4、制御装置5、Aタイプ符号化装置7及びBタイプ符号化装置9を備える。
【００４１】
ADC1は入力映像信号をデジタル化して、バッファ装置3に送る。バッファ装置3は、デジタル化された映像信号をmビットメッセージのオリジナルブロックの単位で出力するが、このときの「m」は正の整数であり、オリジナルブロックが出力される時、第1または第2タイミング信号を生成する。第1タイミング信号は(2N−1)番目オリジナルブロックがバッファ装置3から出力される時を知らせ、第2タイミング信号は2N番目オリジナルブロックがバッファ装置3から出力される時を知らせる。ここでNは正の整数である。
【００４２】
制御装置5はバッファ装置3から生成されたタイミング信号に基づいてスイッチ4を制御し、オリジナルブロックをバッファ装置3からAタイプ符号化装置7及び／またはBタイプ符号化装置9に伝送する。バッファ装置3から生成された第1タイミング信号を受信すれば、制御装置5はスイッチ4がAタイプ符号化装置7に接続するように制御する。逆に、バッファ装置3から生成された第2タイミング信号を受信すれば、制御装置5はスイッチ4がBタイプ符号化装置9に接続するように制御する。
【００４３】
Aタイプ符号化装置7は、スイッチ4を介してバッファ装置3から伝送されたmビットメッセージの(2N−1)番目オリジナルブロックを、nビットのAタイプ加重ブロックに符号化する。ここで、「n」は「m」より大きい奇数である。
【００４４】
Bタイプ符号化装置9は、バッファ装置3からスイッチ4を介して伝送されたmビットメッセージの2N番目オリジナルブロックを、nビットのBタイプ加重ブロックに符号化する。
【００４５】
図2には、本発明によるブロック符号化アルゴリズムを説明するフローチャートが示されている。ブロック符号化アルゴリズムは図1を参照して説明する。
【００４６】
ステップS1において、mビットメッセージのオリジナルブロックがバッファ装置3に入力される。
【００４７】
ステップS3において、制御装置5はバッファ装置3から生成されたタイミング信号に基づいて、入力されたオリジナルブロックが(2N−1)番目オリジナルブロックであるか否かを決定する。若し、制御装置5がバッファ装置3から第1タイミング信号を受信すれば、入力されたオリジナルブロックが(2N−1)番目オリジナルブロックであると決定され、次にステップS5に進められる。若し、制御装置5がバッファ装置3から第2タイミング信号を受信すれば、入力されたオリジナルブロックが2N番目オリジナルブロックであると決定され、次にステップS9に進められる。
【００４８】
ステップS5で(2N−1)番目オリジナルブロックはAタイプ符号化装置7に伝送され、ステップS9でAタイプ加重ブロックに符号化される。
【００４９】
ステップS7で2N番目オリジナルブロックはBタイプ符号化装置9に伝送され、ステップS11でBタイプ加重ブロックに符号化される。
【００５０】
ステップS13で、各加重ブロックは、例えば磁気記録媒体やホログラフィーデータ記憶媒体などの記憶媒体に記憶される。
【００５１】
図3には、本発明によるブロック復号化システムのブロック図が示されている。
【００５２】
図示のように、ブロック復号化装置はバッファ装置11、スイッチ13、制御装置15、Aタイプ復号化装置17及びBタイプ復号化装置19を備える。
【００５３】
バッファ装置11は、記憶媒体から読み取られた加重ブロックをnビット単位で出力する。また、バッファ装置11は加重ブロックが出力される時を知らせる第3または第4タイミング信号を生成する。第3タイミング信号はAタイプ加重ブロックがバッファ装置3から出力されることを知らせ、第4タイミング信号はBタイプ加重ブロックがバッファ装置3から出力されることを知らせる。
【００５４】
制御装置15はバッファ装置11から受信されたタイミング信号に基づいてスイッチ15を制御し、バッファ装置11からAタイプ復号化装置17及び／またはBタイプ復号化装置19に加重ブロックを伝送する。バッファ装置11から生成された第3タイミング信号を受信する場合、制御装置15はAタイプ復号化装置17に接続されるようにスイッチ13を制御する。一方、バッファ装置11から生成された第4タイミング信号を受信する場合、制御装置15はBタイプ復号化装置19に接続されるようにスイッチ13を制御する。
【００５５】
Aタイプ復号化装置17はスイッチ13を介してバッファ装置11から伝送されたnビットのAタイプ加重ブロックをmビットの(2N‐1)番目オリジナルブロックに復号化する。Bタイプ復号化装置19は、スイッチ13を介してバッファ装置11から伝送されたnビットのBタイプ加重ブロックをmビットの2N番目オリジナルブロックに復号化する。復号化されたオリジナルブロックはディスプレイ装置に伝送される。
【００５６】
図4には、本発明によるブロック復号化アルゴリズムを説明するフローチャートが示されている。ブロック復号化アルゴリズムは図3を参照して説明する。
【００５７】
ステップS21で、nビットの加重ブロックがバッファ装置11に入力される。
【００５８】
ステップS23で、制御装置15はバッファ装置11から生成されたタイミング信号に基づき、入力された加重ブロックがAタイプ加重ブロックであるか否かを決定する。若し、制御装置15がバッファ装置11から第3タイミング信号を受信すれば、入力された加重ブロックはAタイプ加重ブロックに決定され、次にステップS25に進められる。若し、制御装置15がバッファ装置11から第4タイミング信号を受信すれば、入力された加重ブロックはBタイプ加重ブロックに決定され、次にステップS27に進められる。
【００５９】
ステップS25でAタイプ加重ブロックは、Aタイプ復号化装置17に伝送されて、ステップS29で（2N−1）番目オリジナルブロックに復号化される。
【００６０】
ステップS27でBタイプ加重ブロックは、Bタイプ復号化装置19に伝送され、ステップS31で2N番目オリジナルブロックに復号化される。
【００６１】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、m：nブロック符号化／復号化アルゴリズムにおいて、低い誤り率(bit error rate)を維持しながらコードレート(code rate)を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバランスドブロック符号化システムを示すブロック図である。
【図２】本発明による符号化アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】本発明によるバランスドブロック復号化システムを示すブロック図である。
【図４】本発明による復号化アルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ アナログ／デジタルコンバータ
３ バッファ装置
５ 制御部
７ Aタイプ符号化装置
９ Bタイプ符号化装置
１１ バッファ装置
１３ スイッチ
１５ 制御部
１７ Aタイプ復号化装置
１９ Bタイプ復号化装置
Claims (6)
- ブロック符号化方法であって、
mビットのオリジナルブロックが、mビットの(2N−1)番目ブロックであるか否かを決定し、「N」及び「m」は正の整数である過程と、
前記mビットのオリジナルブロックが前記mビットの(2N−1)番目ブロックであれば、前記mビットのオリジナルブロックを前記nビットのAタイプ加重ブロックに符号化し、そうではなければ、前記mビットのオリジナルブロックをnビットのBタイプ加重ブロックに符号化し、ここで「N」は正の整数であり、「n」は「m」より大きい奇数であり、 A タイプ加重ブロックと B タイプ加重ブロックを結合して、同じ個数の「 1 」と「 0 」を含むバランスド符号化ブロックを形成する過程とを含む符号化方法。 - 前記nビットのAタイプ加重ブロックでの「1」のビット数「a」が2m＜nCaを満たし、前記nビットのBタイプ加重ブロックでの「1」のビット数が「n−a」である請求項１に記載の符号化方法。
- ブロック符号化／復号化方法であって、
m ビットのオリジナルブロックが、 m ビットの (2N − 1) 番目ブロックであるか否かを決定し、「 N 」及び「 m 」は正の整数である過程と、
前記 m ビットのオリジナルブロックが前記 m ビットの (2N − 1) 番目ブロックであれば、前記 m ビットのオリジナルブロックを前記 n ビットの A タイプ加重ブロックに符号化し、そうではなければ、前記 m ビットのオリジナルブロックを n ビットの B タイプ加重ブロックに符号化し、ここで「 N 」は正の整数であり、「 n 」は「 m 」より大きい奇数であり、 A タイプ加重ブロックと B タイプ加重ブロックを結合して、同じ個数の「 1 」と「 0 」を含むバランスド符号化ブロックを形成する過程と、
nビットの加重ブロックがnビットのAタイプブロックであるか否かを決定し、「n」は奇数である過程と、
前記nビットの加重ブロックが前記nビットのAタイプ加重ブロックであれば、前記nビットのAタイプブロックをmビットの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化し、そうでなければ、前記nビットの加重ブロックを2N番目オリジナルブロックに復号化し、ここで「N」は正の整数であり、「m」は「n」より小さい正の整数である符号化／復号化方法。 - 前記nビットのAタイプ加重ブロックの「1」のビット数「a」が、2m＜nCa を満たす請求項３に記載の符号化／復号化方法。
- 符号化／復号化装置であって、
デジタル化された映像信号をmビットのオリジナルブロック単位で出力し、前記オリジナルブロックが出力される時を知らせるタイミング信号を生成し、「m」が正の整数である第1バッファと、
前記タイミング信号に基づいて、前記mビットのオリジナルブロックがmビットの(2N−1)番目オリジナルブロックであるか否かを決定し、「N」は正の整数である第1制御装置と、
前記mビットのオリジナルブロックが前記mビットの(2N−1)番目オリジナルブロックであれば、前記mビットのオリジナルブロックをnビットのAタイプ加重ブロックに符号化し、そうではなければ、mビットのオリジナルブロックをnビットのBタイプ加重ブロックに符号化し、「n」は「m」より大きい奇数であり、 A タイプ加重ブロックと B タイプ加重ブロックを結合して、同じ個数の「 1 」と「 0 」を含むバランスド符号化ブロックを形成する符号化装置と、
前記nビットの符号化されたブロックを記憶する記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記符号化されたブロックを、nビット単位で出力し、前記符号化されたブロックが出力される時を知らせる第2タイミング信号を生成する第2バッファと、
前記nビットの符号化されたブロックが、前記nビットのAタイプブロックであるか否かを決定する第2制御装置と、
前記nビットの符号化されたブロックが前記nビットのAタイプブロックであれば、前記nビットの符号化されたブロックを前記mビットの(2N−1)番目オリジナルブロックに復号化し、そうでなければ、前記nビットの符号化されたブロックを前記mビットの2N番目オリジナルブロックに復号化する復号化装置とを含む符号化／復号化装置。 - 前記nビットのAタイプ加重ブロックの「1」のビット数「a」が、2m＜nCaを満たし、前記nビットのBタイプ加重ブロックでの「1」のビット数が「n−a」である請求項５に記載の符号化／復号化装置。
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