JPH01202038A - ビット・リダクション方式 - Google Patents

ビット・リダクション方式

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JPH01202038A
JPH01202038A JP2581888A JP2581888A JPH01202038A JP H01202038 A JPH01202038 A JP H01202038A JP 2581888 A JP2581888 A JP 2581888A JP 2581888 A JP2581888 A JP 2581888A JP H01202038 A JPH01202038 A JP H01202038A
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JP
Japan
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bit
data
signal
dither
bits
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Pending
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JP2581888A
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English (en)
Inventor
Shinji Kaneko
金子 真二
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アナログ信号をA/D変換して伝送する際の
伝送ビット数あるいは伝送ビット・レートを低減するた
めのビット・リダクション方式に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、アナログ信号をA/D変換して伝送する際の
伝送ビット数を低減するためのビット・リダクション方
式、において、A/D変換出力データに対してLSBを
含む下位ビット側に相当するデイザ信号を加算し、この
加算データの下位ビット側を切り捨てて伝送することに
より、分解能を低下させることなく伝送ビット数を低減
可能とするものである。
〔従来の技術〕
例えば現在のディジクルVTR(ビデオテープレコーダ
)においては、8ピッ1−PCMデータを用いており、
サンプリング周波数が高いこととあいまって伝送には広
帯域を必要としている。
この伝送帯域を少しでも狭くし得るように種々のビット
・レート圧縮技術が提案され試作されているが、ハード
ウェア構成が大きくなる等の種々の問題点が残存してい
るのが現状である。
ところで、−iにビデオ信号やオーディオ信号等のアナ
ログ信号をA/D変換器によりディジタル信号に変換す
る際の量子化雑音を改善したり見掛は上の分解能を向上
したりするために、アナログ信号にデイザ信号を重畳し
た後に量子化を行う方法が知られている。
このデイザ信号重畳によるA/D変換(あるいはD/A
変換)の分解能向上技術の一例として、日本音響学会誌
39(7)、1983..7の第452頁から第462
頁までの「広帯域音響信号の量子化への大振幅デイザの
適用」との論文においては、比較的振幅の大きい±へ/
2の整数倍に一様分布する確率変数をデイザとして導入
することにより、デイザ本来の効果である量子化雑音の
入力との無相関化と共に、量子化誤差の平均化と、デイ
ザ分布の一様化により変換精度の向上を図る技術が開示
されている。また、特開昭61−50423号公報にお
いては、D/A変換装置の精度を向上させる方法として
、ディジタル入力信号をサンプリング周波数fのn倍の
周波数nfにてオーバーサンプリングした信号に、デイ
ザを周波数nfでサンプリングしたものを加算し、D/
A変換した後にデイザを減算する技術が開示されている
これらの技術は、A/D変換器やD/A変換器の分解能
を向上するためのデイザ重畳技術であるが、伝送ビット
・レート低減にもデイザ法を適用可能である。この場合
には、アナログ入力信号にデイザを重畳して低ビットで
A/D変換したものを伝送することにより、A/D変換
ビット数、すなわち伝送ビット数よりも高い分解能を実
現するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このデイザ信号重畳による分解能向上技
術においては、量子化ステップ幅をΔとするとき、±Δ
/2に一様分布するデイザを量子化に先立ちアナログ信
号に重畳することが必要とされ、さらには、量子化され
た信号から同じデイザを減算することにより±Δ/2に
一様分布する電力Δ”/12の白色性量子化雑音とする
ことが望ましいとされる。しかしながら現実には、A/
D変換器等における量子化ステップΔそのものが一定で
ない上、雑音が存在し、正確に±Δ/2に一様分布する
デイザを得ることが困難であることから、−様分布では
なくガウス分布のデイザの重畳を行っているに過ぎない
。また上記デイザの減算については、A/D変換やD/
A変換の分解能向上の技術において変換器の前後でデイ
ザ加算とデイザ減算を行っているに過ぎず、伝送ビット
低減に適用する場合にはデイザ信号自体の伝送が必要と
なるため、ビット低減効果が得られないことになる。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、上記各欠点を除去し得るような新規なピント・リダク
ション方式の提供を目的とし、特にA/D変換後のディ
ジタル信号に対してLSBを含む下位ビット側でディジ
タル・デイザを加算することにより、前車な構成で有効
なビット低減の可能なビット・リダクション方式の揚供
を目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るビット・リダクション方式は、上述の課題
を解決するために、ビデオ信号やオーディオ信号等のア
ナログ入力信号をnビットA/D変換器(nは2以上の
整数)によりnビットのディジタル信号に変換し、この
A/D変換器からのnビット出力に対して少なくともL
SBを含む下位dビット(dは1≦d<nの整数)に相
当するディザ・データでありて上記A/D変換器のクロ
ック周期の整数倍の周期のディザ・データを加算し、こ
の加算出力データの下位側dビットを切り捨てて(n−
d)ビットのディジタル・データを伝送することを特徴
としている。
〔作 用〕
A/D変換器により変換されたディジタル信号に対して
ディジタル・ディザ・データを加算しているため、アナ
ログ信号の段階で加算する場合に比べてレベル精度を高
くでき、ディザ・データを加算した後に下位側ビットを
切り捨てることで、ビット・リダクションが図れる。
〔実施例〕
以下、本発明に係るビット・リダクション方式の一実施
例について、第1図を参照しながら説明する。この第1
図の例においては、例えばディジタルVTR(ビデオテ
ープレコーダ)の8ビットPCMビデオ信号を7ビyト
にビット低減して伝送する場合のビット・リダクション
方式を説明するための送信側構成を示している。
この第1図において、入力端子1にはアナログ・ビデオ
信号あるいはディジタル・ビデオ信号を一旦り/A変換
した信号が供給されている。この入力アナログ信号は、
アンチ・エリアシング用のLPF (ローパスフィルタ
)2を介して8ビツト(一般にnビット)のA/D変換
器3に送られている。このA/D変換器3は、クロック
発生回路4からの周波数fc  (周期Tc)のクロッ
ク信号により駆動されている。このクロツク17r号は
1/2分周器5により周波数fc/2(周期2Tc)の
矩形波信号となって加算器6に送られている。この矩形
波信号は、上記クロック周期Tc毎に1.0が交互に表
れる(すなわち2Tc周期の)1ビツトの2値信号であ
り、加算器6においてA/D変換器3からの8ビツトの
データに対してLsB(i下位ビット)のデータとして
加算(桁上げ加算)される。加算器6からの8ビツトの
加算データは、ビット・シフタ等の除算器7により1/
2の値にされて出力端子8より取り出される。これは具
体的には、8ビツト(一般にnビット)のデータのLS
Bを切り捨てて残り7ビント(一般にn−1ビツト)を
取り出す操作であり、このようにしてビット低減された
出力端子8からのデータが伝送される。すなわち、8ビ
ツトのビデオ・データを7ビツトの伝送路を介して伝送
することが可能となる。
次にこのような構成の動作の一例として、例えば第2図
Aに示すようにレベルが単純増加するアナログ入力信号
が端子1に供給される場合について説明する。
このアナログ入力信号Aを、上記7ビツト伝送のために
そのまま7ビツトA/D変換すると、第2図Bのような
量子化信号となる。ここで、上記7ビツトA/D変換の
量子化ステップ幅をΔとしており、上記アナログ入力信
号Aがこの量子化ステップ幅Δで量子化されることによ
り、第2図Bの信号が得られる。これに対して第1図の
A/D変換器3においては、8ビツトのA/D変換が行
われ、このときの量子化ステップ幅はΔ/2となる。
従って、第1図のA/D変換器3からの信号は、第2図
Cに示すようなものとなる。また、172分周器5から
の出力信号は、上記8ビツトのLSBの桁に相当するこ
とから、第2図りに示すようにΔ/2のレベル範囲内で
変化する信号となる。これらの第2図Cの信号と、第2
図りの信号とが加算器6で加算され、LSBが切り捨て
られることにより、第2図已に示すような信号が得られ
る。この第2図Eの信号が出力端子8から取り出されて
7ビツト伝送路を介して伝送される。なおこの場合、必
要に応じて、シリアル・データに変換したり、所定の変
調方式で変調したりした後、伝送路を介して伝送するわ
けである。
このようにして伝送されたデータを受信する側では、上
記受信側での変調に対応する復調処理やパラレル・デー
タへの変換等を必要に応じて施すことにより、上記端子
8からの出力に相当する7ビツト(−最にn−1ビツト
)のデータを得る。
この7ビツトのデータが、例えば第3図のディジタル入
力端子11に供給されており、このデータを同7ビツト
のD/A変換器12にて離散的アナログ信号に変換し、
LPF (ローパスフィルタ)13にてクロック成分を
除去することにより、出力端子14から連続的なアナロ
グ信号を得ることができる。このとき、第2図Eの波形
の櫛歯状部分は1と0とが略々等しく交互に表れている
ため、LPF13を通した後には上記7ビツトの量子化
ステップ幅Δの中間レヘルが得られることになり、略々
Δ/2の量子化ステップ幅で量子化したのと同程度の分
解能を得ることができる。この場合、上記LPF13に
おいては、上記送信側で加算したfc/2の周波数成分
を考慮して、該周波数fc/2にて6dBの減衰が生じ
るような周波数特性を持たせることが好ましい。
また、上記送信側で加算した上記ディザ・データとなる
周波数fc/2の信号(第2図D)は、1サンプル毎に
1、Oが交互に表れる規則的な信号であり、受信側でも
例えばワード同期信号やブロック同期信号等を利用する
ことにより容易に再現できる。このように、第2図りの
周波数【c/2のデイザ信号が受信側でも何らかの手段
により再現できる場合には、第4図に示すように減算器
15を用い、端子16に得られた上記周波数fc/2の
デイザ信号を、端子11で受信された上記7ビツトのデ
ータに対してLSBよりさらに1ビツト下位のビット(
LSBの172)として減算することにより、減算器1
5からの8ビツト・データは第2図Fに表される信号に
相当する。この減算動作は、上記ディザ・データとなる
信号(第2図D)の逆相の信号を加算する動作でもある
。次に第2図Fに表される減算出力信号は、8ビツトの
A/D変換器17でA/D変換した後、LPF 1 B
を介して出力端子19より取り出している。この場合に
も、略々Δ/2の量子化ステップ幅で量子化したのと同
程度の分解能を得ることができるのみならず、LPF1
8の周波数特性としては、上記第3図のLPF13に比
べて緩和でき、雑音特性もより改善される。
以上の実施例においては、A/D変換器3によりA/D
変換されたnビット・データ(例えば8ビツトのビデオ
・データ)のLSBの1ビツトに相当するデイザ信号を
加算する例について説明したが、LSBを含む下位側2
ビツトに相当するデイザ信号を加算することもできる。
この場合には、0O101,10,11の2ビツト・デ
ータがクロック周期Tc毎に所定の順序で切り替わるよ
うな4Tc周期のデイザ信号牽、A/D変換されたnビ
ット・データのLSB及びその1ビツト上位のビットに
対応させて加算した後、これらの下位側2ビツトを切り
捨てることにより、n−2ビツト(例えば6ビツト)の
データとする。この場合には、大幅なビット低減が可能
であるが、デイザ信号による妨害波が発生し、fc/4
の周波数では6ビツト・データのLSBの約1/2にま
で達するため、用途に応じて適切な切り捨てビット数を
選択することが必要である。
この他、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可
能であり、例えばA/D変換時のビット数は上記8ビツ
トに限定されず、一般にnビット(nは2以上の整数)
とすることができ、A/D変換後に下位側に加算される
デイザのビット数は一般にdビット(dは1≦denの
整数)とすることができる。この場合の伝送ビット数は
一般に(n−d)ビットとなる。
〔発明の効果〕
本発明に係るビット・リダクション方式によれば、A/
D変換後のディジタル信号に対してLSBを含む下位ビ
ット側でディジタル・デイザを加算することにより、ア
ナログ信号の段階でデイザ加算する場合に比べてデイザ
のレベル精度を高くでき、このディザ・データを加算し
た後に下位側ビットを切り捨てることで、簡単な構成で
有効なビット低減が可能となり、低い伝送ビット数で高
い分解能を得ることができる。また、ディジタル・デイ
ザ信号はA/D変換器のクロックに応じた所定周期に設
定されているため、受信側でも比較的容易に再現するこ
とができ、D/A変換前に該再現されたディジタル・デ
イザ信号を減算することにより特性をさらに改善するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例となるビット・リダクション
方式を説明するためのブロック回路図、第2図は該実施
例の動作を説明するための波形図、第3図は受信側の構
成例を示すブロック回路図、第4図は受信側の他の構成
例を示すブロック回路図である。 1・・・・・・アナログ信号入力端子 2・・・・、・LPF (ローパスフィルタ)3・・・
・・・A/D変換器 4・・・・・・クロック発生回路 5・・・・・弓/2分周器 6・・・・・・加算器 7・・・・・・除算器 8・・・・・・ディジタル信号出力端子11・・・・デ
ィジタル信号入力端子 12.17・・・・D/A変換器 13.1B・・・・LPF I4.19・・・・アナログ信号出力端子15・・・・
減算器 16・・・・デイザ信号供給端子

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アナログ入力信号をnビット(nは2以上の整数)のA
    /D変換器によりディジタル信号に変換し、 このA/D変換器からのnビット出力データに対して、
    少なくともLSBを含む下位側dビット(dは1≦d<
    nの整数)に相当し上記A/D変換器のクロックに応じ
    た所定周期のディザ・データを加算し、 この加算出力データの下位側dビットを切り捨てた(n
    −d)ビットのディジタル信号を伝送することを特徴と
    するビット・リダクション方式。
JP2581888A 1988-02-08 1988-02-08 ビット・リダクション方式 Pending JPH01202038A (ja)

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JP (1) JPH01202038A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001063867A1 (fr) * 2000-02-24 2001-08-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Recepteur
US9124187B2 (en) 2014-01-28 2015-09-01 Fuji Electric Co., Ltd. Control device for switching power source

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001063867A1 (fr) * 2000-02-24 2001-08-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Recepteur
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