JPH01209819A - 可変長符号化復号化方式 - Google Patents

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】 （発明の属する技術分野） 本発明は高速処理を必要となる信号の可変長符号化復号
化方式に関するものである。

（従来の技術） 本発明の取扱う可変長符号化とは、発生頻度の高い事象
に対しては短い符号語を、発生頻度の低い事象に対して
は長い符号語を割り当てることにより平均符号語長を固
定長符号の場合よりも短くして符号化効率を向上させる
ものであり１画像信号の高能率符号化における一つの有
効な手段として広く用いられている。

第６図は従来の可変長符号化復号化方式の一般的なシス
テム構成図であり、送信部６０の６０１は可変長符号発
生回路、６０２は符号化シフト回路、６０３は送信バッ
ファメモリ、受信部６１の６０４は受信バッファメモリ
、６０５は復号化シフト回路、６０６は可変長符号解読
回路である。

送信部６０の動作は以下の通りである。可変長符号発生
回路６０１においては、それへの人力レベルに対応して
可変長符号を発生させ、符号化シフト回路６０２におい
ては発生符号長に対応してレジスタ上のビット位置に可
変長符号データを次々とシフトさせて設定し、データが
一定ビット数に達する毎に送信バッファメモリ６０３に
標本化クロックに同期して書き込み、次に伝送路クロッ
クに同期して読み出し、伝送路へ送出する。

また、受信部６１の動作は以下の通りである。受信バッ
ファメモリ６０４では伝送路より受信したデータを伝送
路クロックに同期して書き込み、次の復号化シフト回路
６０５からの制御にもとづいて標本化クロックに同期し
て一定ビット数ずつまとめてデータを読み出す、復号化
シフト回路では次の可変長符号解読回路６０６から与え
られる１サンプル前の符号語の符号長にもとづいてレジ
スタのビット位置を次々とシフトさせ、可変長符号語の
区切り毎にデータを取り出して可変長符号解読回路６０
６に送る。この可変長符号解読回路においてはそのｉ＋
Ｊ変長符号に対応するレベルを表す固定長符号に変換す
るとともに可変長符号の符号長を復号化シフト回路６０
５へフィードバックする。

以上に述べた従来のシステム構成と動作において、ｏｆ
変長符号発生回路６０１．送信バッファメモリ６０３．
および受信バッファメモリ６０４については並列処理が
可能であり、それにより処理速度を低減することができ
る。しかし、符号化シフト回路６０２、復号化シフト回
路６０５についてはそのシステムの構成上、長さの不確
定なｎｆ変長符号語を時間順に連続的に並べる処理を必
要とするために、またμＩ変長符号解続回路６０６につ
いては前の符号語の解読が終了して符号区切りを、検出
した後でなければ次の符号語の解読を行うことが出来な
いために、いずれも直列処理を行わざるをえず、並列処
理による処理速度の低減は困難である。上記のうちでも
特に復号化シフト回路６０５と可変長符号解読回路６０
６の部分はフィードバックループを構成しているため、
直列処理の場合には処理速度の上での制約が最も大きい
という問題点があった。

たとえば、ＨＤＴＶ　Ｃ高精細テレビジョン）信号のよ
うな広帯域の信号を対象として可変長符号化復号化を行
う場合には、その標本化周波数は数十ＭＨｚ以上という
高い値となるためＴＴＬ素子を用いた直列処理は速度の
点から不可能である。このためたとえばＥＣＬのような
高速の素子を用いざるを得ないが、ＥＣＬは’ｌ’　Ｔ
　Ｌに比べて雑音耐力等の点から動作安定性で劣ってい
ること１品種数が少ないため設計上の制約が多いこと等
の問題がある。また、標本化周波数がさらに高くなった
場合、にはＥＣＬを用いても直列処理では処理速度が不
足するという問題が生じる。

（発明のＵ的） 本発明の目的は従来技術の持つ上述のような問題点を解
決して、動作速度の低減が可能な並列処理構成の可変長
符号化復号化方式を提供することにある。

（発明の構成） （発明の特徴と従来技術との差異） 本発明の最も主要な特徴は、送信部では一定数の可変長
符号語からなるブロックの区切り毎に符号列の中にユニ
ークワードを挿入して送出し、受信部では、受信バッフ
ァメモリとして１つのメインバッファメモリとｎ個（ｎ
は２以上）のサブバッファメモリを有し、このメインバ
ッファメモリから読み出したデータをユニークワードの
検出時点を区切りとしてブロック単位でｎ個のサブバッ
ファメモリに順次振り分けて書き込み、次にこれらｎ個
のサブバッファメモリからｎブロック分のデータを同時
に並列に読み出し、それぞれのサブバッファメモリに対
応するｎ個の可変長復号化回路により並列に復号化処理
を行うことにある。従来の技術とは、複数のサブバッフ
ァメモリを用いて並列処理を可能とした点が異なってい
る。

（実施例） 本発明の実施例として、例えばＨＤＴＶ信号の可変長符
号化の場合について説明する。以下においては標本化周
波数は５２ＭＨｚ　（テレビ信号１ライン当たりのサン
プル数＝１５３６サンプル）、可変長符号の最大語長（
最長ビット数）は１２ビツトとする、またｌブロックは
１ライン分の可変長符号化（１５３６ワード）で構成す
るものとする。

第１図は本発明の一実施例における送信部１０のブロッ
ク図であって、１０１〜１０４はそれぞれ可変長符号語
発生回路、１０５〜１０８はそれぞれ可変長符号化シフ
ト回路、１０９〜１１２はそれぞれ送信サブバッファメ
モリ、１１３は切り換えスイッチ回路、１１４はユニー
クワード挿入回路、１１５は送信メインバッファメモリ
である。各サブバッファメモリ１０９〜１１２はＡ面、
Ｂ面の２面を有し、また、各サブバッファメモリおよび
メインバッファメモリ１１５は３２相展開で構成する。

次に送信部１０の動作を述べると可変長符号化される入
力データは４ライン並列で可変長符号語発生回路１０１
〜１０４に加えられる。そこで対応する可変長符号を発
生させ、つぎの可変長符号化シフト回路１０５〜１０８
において発生符号長に対応してレジスタのビット位置に
符号語データを次々とシフトさせて設定し、このデータ
が一定ビット数に達する毎に標本化クロックに同期して
送信サブバッファメモリ１０９〜１１２にデータを書き
込む、この送信サブバッファメモリは既述のとおり、Ａ
面、Ｂ面の２面構成であり、１つの面へｌブロック分の
データの書き込みが終了したら１次のｌブロック分のデ
ータは他へ書き込む、すなわちブロック単位で交互に書
き込む。

したがって、送信サブバッファメモリ１０９〜１１２か
らのデータの読み出しは現在書き込みを行っていない他
方の面から行う、４つの送信サブバッファメモリから標
本化クロックに同期して切換スイッチ回路１１３により
順次１ブロック分ずつデータ　・を読み出し、各ブロッ
クの区切りにはユニークワード挿入回路１１４によりユ
ニークワード（それと同じ符号パタンが可変長符号のい
かなる組合わせからも生じないような符号）を挿入し、
メインバッファメモリに書き込む。

最後に送信メインバッファメモリ１１５からは伝送路ク
ロックに同期して読み出し、伝送路へ送出する。

第２図は伝送路へ送出される送受信符号列を示す図であ
って、２０１はユニークワード（ＵＷ）、２０２はｌブ
ロック分の一定数（１５３６ワード）の可変長符号語（
Ｖ　Ｌ　Ｃ）である、このようにブロックの区切り毎に
ユニークワードを挿入された符号列が伝送される。

第３図は上述した送信部１０のバッファメモリの動作を
説明するためのタイムチャートであり、記号Ｗはサブバ
ッファメモリ１０９〜１１２への書き込み。

ｋはサブバッファメモリからの読み出しおよびメインバ
ッファメモリ１１５への書き込み、ＣＯＤは可変長復号
化（可変長符号発生およびシフト）のそれぞれの動作期
間を示す。

第３図かられかるように可変長符号の発生、シフト、サ
ブバッファメモリへの書き込みは４並列処理で（１）〜
（４）で行っているからｌブロック分のデータに対して
４ブロック時間をかけて処理を行うことが出来る。すな
わち処理速度を１／４に低減出来る。具体的には、直列
処理の場合には５２Ｍ七クロりク動作させる必要のあっ
たものを１３ＭＨｚに下げることが出来る。

一方、サブバッファメモリからの読み出しおよびメイン
バッファメモリへの書き込みはｌブロック時間内にｌブ
ロック分のデータを処理しなければならないが、これは
メモリの構成を多相展開の構成にすることにより動作速
度を低減することが出来る０本実施例の場合、ｌブロッ
ク分の発生データが最大となるケースはそのブロックの
可変長符号が全て１２ビツトの最長符号となったときで
、このとき、　１５３６Ｘ１２＝１８４３２ビツト／ブ
ロツクとなる。ところでバッファメモリを３２相展開で
構成しているから、読み出し、書き込みの速度は１８４
３２／３２＝５７６回／ブロック（１９，５Ｍ七に相当
）に低減できる。

第４図は受信部４０のブロック図であって、４０１は受
信メインバッファメモリ、４０２はユニークワード検出
回路、４０３は切り換えスイッチ回路、４０４〜４０７
はそれぞれ受信サブバッファメモリ、４０８〜４１１は
それぞれ可変長復号化シフト回路、４１２〜４１５はそ
れぞれ可変長符号解読回路である。送信部１０と同様に
各サブバッファメモリはＡ面、Ｂ面の２面構成であり、
また、各受信サブバッファメモリ４０４〜４０７および
受信メインバッファメモリ４０１は３２相展開で構成す
る。

次に受信部４０の動作を述べると、受信データはまず伝
送路クロックに同期して受信メインバッファメモリ４０
１に書き込む、つぎに、１１本化クロックに同期してメ
インバッファメモリから読み出すとともに、ユニークワ
ード検出回路４０２によりユニークワードを検出し、こ
のユニークワードの検出時点を区切りとして４個のサブ
バッファメモリにそれぞれ１ブロック分ずつのデータを
切り換えスイッチ回路４０３により順次振り分けて書き
込む。

このようにユニークワードを用いることにより可変長符
号を解読しなくても一定数（１５３６ワード）の可変長
符号毎に４個の受信サブバッファメモリ４０４〜４０７
にデータを振り分けることが出来る。各サブバッファメ
モリは２面構成であり、１ブロック単位で交互に書き込
みを行う。

したがって、受信サブバッファメモリからのデータの読
み出しは現在書き込みを行っていない他方の面から行う
。４つの各サブバッファメモリからは、次の可変長復号
化シフト回路４０８〜４１１からの制御にもとづいて標
本化クロックに同期して一定ビット数（１６ビツト）ず
つまとめてデータを読み出す、この可変長復号化シフト
回路では次の可変長符号解読回路４１２〜４１５から与
えられる１サンプル前の符号語の符号長にもとづいてレ
ジスタのビット位置を次々とシフトさせ、可変長符号の
区切り毎にデータを取り出して可変長符号解読回路に送
る。この可変長符号解読回路４１２〜４１５においては
その可変長符号語に対応するレベルを出力するとともに
可変長符号語の符号長を復号化シフト回路４０８〜４１
１へそれぞれフィードバックする。

第５図は受信部４０のバッファメモリの動作を説明する
ためのタイムチャートであり、記号Ｗは受信サブバッフ
ァメモリ４０４〜４０７への書き込みおよび受信メイン
バッファメモリ４０１からの読み出し、ｌくはサブバッ
ファメモリからの読み出し、ＤＥＣは可変長復号化（シ
フトおよび可変長符号解読）のそれぞれの動作期間を示
す。

送信部ｌＯと同様に、受信サブバッファメモリ４０４〜
４０７からの読み出し、シフト、可変長符号解読は４並
列処理（１）〜（４）で行っているから１ブロック分の
データに対しても４ブロック時間をかけて処理を行うこ
とが出来る。すなわち処理速度を１７４に低減出来る。

具体的には、直列処理の場合には５２ＭＨｚクロックで
動作させる必要のあったものを１３ＭＨｚに下げること
が出来る。

一方、受信メインバッファメモリ４０１からの読み出し
および受信サブバッファメモリ４０４〜４０７への書き
込みは１ブロック時間内に１ブロック分のデータを処理
しなければならないが、これはメインメモリの構成を多
相展開の構成にすることにより動作速度を低減すること
が出来る０本実施例の場合、送信部と同様にバッファメ
モリを３２相展開で構成しているから、読み出し、書き
込みの速度は１８４３２／３２＝５７６回路／ブロック
（１９，５Ｍ七に相当）に低減できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方式によれば、可変長符号
化、復号化を並列処理で行うことが可能となるため、Ｈ
Ｄ　’ｒ　Ｖのように高速の処理を必要とする場合でも
処理速度を低減させることができて、装置を実現する上
できわめて有効である。

なお、本実施例の説明では送信部、受信部ともに並列処
理を行っているが、すでに述べたように処理速度の点で
最も厳しいのは受信部のフィードバックループを含む可
変長復号化部である。従って、受信部のみ並列処理を行
う構成もありうる。

【図面の簡単な説明】

第１図はは本発明の一実施例における送信部のブロック
構成図、第２図は送受信符号列を示す図。 第３図は送信側のバッファメモリの動作を説明ためのタ
イムチャート、第４図は本発明の一実施例における受信
部のブロック構成図、第５図は受信側のバッファメモリ
の動作を説明するためのタイムチャート、第６図は従来
の可変長符号化復号化方式の一般的な構成図である。 １０１〜１０４・・・可変長符号語発生回路、１０５〜
１０８・・・可変長符号化シフト回路、１０９〜１１２
・・・送信サブバッファメモリ、１１３゜４０３・・・
切り換えスイッチ回路、１１４・・・ユニークワード挿
入回路、１１５・・・送信メインバッファメモリ、４０
１・・・受信メインバッファメモリ、４０２・・・ユニ
ークワード検出回路、４０４〜４０７・・・受信サブバ
ッファメモリ、４０８〜４１１・・・可変長復号化シフ
ト回路、４１２〜４１５・・・可変長符号解読回路。 特許出願人　日本電信電話株式会社 第２図 ｕｗ　　ユニークワード　（ヒ’、）　＆　Ｉｔ−良）
ＶＬＣ：　　１１０７７分（＋５３６ワード）の　町聚
黍符ミ＾　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ト、　　さ：　　　　　
〜　　　　　の　　　　　？　　　　　　　訃　さに　
） く　　の　　（０）（０（の　　く

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信部においては、使用される可変長符号語のいかなる
   組合わせからもそれと同じ符号パタンが生じないような
   ユニークワードを、一定数の可変長符号語からなるブロ
   ックの区切り毎に符号列の中に挿入して送出し、受信部
   においては、受信バッファメモリとして１つのメインバ
   ッファメモリとｎ個（ｎは２以上）のサブバッファメモ
   リを有し、伝送路クロックに同期してメインバッファメ
   モリに書き込んだ受信データを標本化クロックに同期し
   て読み出すと共に該ユニークワードを検出し、このユニ
   ークワードの検出時点を区切りとしてｎ個のサブバッフ
   ァメモリにそれぞれ１ブロック分ずつのデータを順次振
   り分けて書き込み、これらｎ個のサブバッファメモリか
   らデータを同時に並列に読み出すとともに、それぞれの
   サブバッファメモリに対応するｎ個の可変長復号化回路
   により並列に復号化処理を行うことを特徴とする可変長
   符号化復号化方式。