JPH02199928A - ７／８ｎｒｚｉ符号変換方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、映像や音声のディジタル処理に適した７／
８ＮＲＺＩ符号変換方式（ＳＥＭ変調方式）に関する。

［従来の技術］ 映像信号のディジタル化によるメリットは大きく、画質
改善に止どまらず、コンピュータグラフィックスと結び
付いた複雑な画像処理を可能にするまでに至っている。

一方、映像信号の記録面からも、信号劣化のほとんどな
いディジタル記録は注目されており、家庭用のビデオテ
ープレコーダにもディジタル化の波が押し寄せつつある
。

一般に、家庭用に限らず業務用を含め、こうしたディジ
タル記録方式のビデオテープレコーダでは、ビデオデー
タを符号圧縮によりデータ長を短縮したり、画像の動き
に合わせて圧縮モードを切り替えるなどの方法により記
録帯域を圧縮する方法が用いられる。通常、１フイール
ドの画像は、複数のブロックに分解され、各ブロックを
マトリクス状に区画して得られる複数の画素ごとに、指
定されたモードに応じた量子化ビット数をもって標本化
するのが普通である。

この種のビデオデータ処理方式では、第７図に示したよ
うに、１フイールドの画像を２５５０分割して得られる
ブロックを、さらにマトリクス状に６４サンプルの画素
に区画し、各画素ごとのビデオデータを、指定モードに
応じた２又は４或は５の量子化ビット数をもって標本化
したりする方法が用いられる。そして、標本化されたビ
デオデータは、適応型の符号圧縮法を用いてデータ圧縮
するため、第０サンプルの画素については、モードのい
かんによらず７ビツトで量子化し、第１ないし第６３サ
ンプルの画素については、Ｅモードで５ビツト、１１と
１２モードで４ビツト、さらにＣＩと０２及びＦモード
で２ビツトの量子化ビットが用いられる。このため、ｌ
ブロックのビデオデータは、モード別に３２２ビツト、
２５９ビツト　１３３ビツトと、いずれも７ビツトの倍
数からなる信号ビットに変換される。

ところで、ＶＴＲの回転磁気ヘッドと外部との信号授受
に用いる回転トランスは、直流遮断特性を有しているた
め、映像信号のディジタル記録にさいしては、ビデオデ
ータに含まれる直流成分を抑圧し、ビットの反転間隔を
平均化することが望ましく、このため、従来は、例えば
８ビット単位でシンボル化したビデオデータを、９ビッ
トデータに変換する８／９符号変換方式等が用いられて
きた。

第８図に示す８／９符号器ｌは、８ビツトのビデオデー
タを、変換テーブルを格納した変換ＲＯＭ２に従って９
ビットデータに変換するものであり、９ビットデータの
直流バランスを示すＤＳＶを積算していったときに、Ｄ
ＳＶ積算値が零に収束するよう、変換テーブルは主副２
通りを用意してあり、ＤＳＶを積算するテーブル選択回
路３からの指令に応じて、主副いずれか一方の変換テー
ブルが選択される。なお、ＤＳＶは、９ビットデータの
信号波形の高レベルを＋１点、低レベルを１点とし、９
ビットデータの進行とともに累積される合計点数を表す
ものであり、ＤＳＶの絶対値が小さいほど変換データで
ある９ビットデータの直流成分や低周波成分が少なく、
前記記録条件に適うと言える。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の８／９符号器ｌは、符号変換に伴う冗長ビットが
最小の１ビツトで済み、しかもビット間隔をＴとしたと
きに、最小符号反転間隔Ｔ　ｓｉｎを０．８９Ｔまで拡
張できるが、最大符号反転間隔Ｔｒｔｒａｘが２０Ｔと
かなり大であるため、記録周波数帯域が広帯域化する等
の課題があり、また７ビツトを単位に１ブロツク内のデ
ータを端数のない形でシンボル化できるビデオデータ処
理方式に則った場合、端数が生ずる８ビット単位のシン
ボル化自体が相性の悪さを露呈してしまうといった課題
を抱えていた。また、冗長ビットが１ビツトの８７９符
号器ｌに対し、冗長ビットを２ビツトとした８／１０符
号器（図示せず）も、最小符号反転間隔Ｔ　ｌｌ１ｉｎ
が０．８Ｔというように比較的小さいために、どうして
も最高記録周波数が高くなってしまい、記録系の分解能
を高めなければならず、高密度記録にも適さない等の課
題があった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決したものであり、７ビット
データを８ビットデータに符号変換し、さらにＮＲＺＩ
符号化して出力する７／８ＮＲＺ！符号変換方式であっ
て、符号変換により得られる８ビットデータを、ＮＲＺ
　Ｉ符号化したときにデータ個々の直流バランスを示す
ＤＳＶが零の平衡符号と、ＤＳＶが零でない不平衡符号
に分け、７ビットデータを平衡符号か前記ＤＳＶが正の
不平衡符号に変換する主変換テーブルと、７ビットデー
タを平衡符号か前記ＤＳＶが負の不平衡符号に変換する
副変換テーブルとを用意し、変換のつど更新されるＮＲ
ＺＩ符号のＤＳＶ積算値が零に収束するよう、主副いず
れか適当な変換テーブルに従って符号変換を実行するこ
とを特徴とするものである。

［作用］ この発明は、７ビットデータを符号変換して得られる８
ビットデータを、ＮＲＺＩ符号化したときにデータ個々
の直流バランスを示すＤＳＶが零の平衡符号と、ＤＳＶ
が零でない不平衡符号に分け、７ビットデータを平衡符
号か前記ＤＳＶが正の不平衡符号に変換する主変換テー
ブルと、７ビットデータを平衡符号か前記ＤＳＶが負の
不平衡符号に変換する副変換テーブルとを用い、変換の
つど更新されるＮＲＺＩ符号のＤＳＶ積算値が零に収束
するよう、適宜の変換テーブルを選択しつつ符号変換を
実行することにより、ＤＳＶ積算値を一定限度枠内に保
ったまま変換データの直流成分を打ち消し、ＲＬＬＣ則
を満たす高能率ＮＲＺＩ符号を生成する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図ないし第６図
を参照して説明する。第１．２図は、この発明の７／８
ＮＲＺＩ符号変換方式を適用した７／８符号器及び復号
器の各−実施例を示す回路構成図、第３図ないし第６図
は、いずれも第１図に示した７／８符号器の符号変換に
用いる主副−対の変換テーブルを示す図である。

第１図中、７７８符号器１１は、７ビットデータから８
ビットデータへの符号変換に、主側一対の変換テーブル
を用い、８ビットデータをＮＲＺＩ符号化したときのＤ
ＳＶ積算値が零に収束するよう符号変換するものである
。両変換テーブルは、７ビットデータの１６進数表現で
ある（００）Ｈ〜（７Ｆ）Ｈまでの１２８個のアドレス
をもつ変換ＲＯＭ内１３に格納されており、主変換テー
ブルでは、７ビットデータを、符号変換後ＮＲＺＩ符号
化して得られる８ビットデータのＤＳＶが零の平衡符号
か、或は同ＤＳＶが正の不平衡符号に変換し、副変換テ
ーブルでは、７ビットデータを上記のＤＳＶが零の平衡
符号か、或は同ＤＳＶが負の不平衡符号に変換する。な
お、ＮＲＺ　Ｉ符号では、ビット“０”は符号非反転を
意味し、ビット“ｌ”は符号反転を意味するため、同じ
８ビットデータであっても、その開始ビット（ＳＴＢ）
のハイ又はロウに応じてＤＳＶが異なってくる。

このため、ここでは８ビットデータの開始ビットがロウ
レベルであったと仮定したときに、８ビットデータをＮ
ＲＺＩ符号化したときのハイとロウのビット数差をＤＳ
Ｖとして掲載しである。また、終了ビットのハイ又はロ
ウの別が、続く符号変換におけるテーブル選択の必須条
件となるため、符号反転回数を示すＩＮＶなる項目を設
け、終了ビットが開始ビットに対して非反転であれば、
ＩＮＶを“０”とし、逆に反転していればＩＮＶ“ｌ“
と表すよう定めである。

第３図ないし第６図に示した主変換テーブルは、（００
）ｏ〜（４５）Ｈの７０個の７ビットデータに対し、Ｄ
ＳＶがＯの８ビットデータを対応させ、さらに（４６）
Ｈ〜（７Ｄ）　Ｈまでの５６個の７ビットデータに対し
ては、ＤＳｖが＋２の８ビットデータを対応させ、残る
２個の７ビットデータ（７Ｅ　）　Ｈ、（７Ｆ　）　Ｈ
ｌ：対しＤＳＶが＋４の８ビットデータを対応させであ
る。また、副変換テーブルについては、（００）Ｈ〜（
４５）。

の７０個の７ビットデータに対し、主変換テーブルで用
いたのと同じビット配列をもつ８ビットデータを対応さ
せ、また（４６）ｏ〜（７Ｄ）ｏまでの５６個の７ビッ
トデータには、ＤＳＶが−２の８ビットデータを対応さ
せ、残る２個の７ビットデータ（７Ｅ）＋（、（７Ｆ）
ｏＬ：対しＤＳＶが４の８ビットデータを対応させであ
る。なお、両テーブルは、（４６））１以下において、
同じ７ビットデータに対する８ビットデータが、最上位
ビットだけ反転していて、それ以下のビット配列はまっ
たく同じであるといった関係にある。

実施例の場合、変換により得られる８ビットデータは１
２８通り存在するが、５種類のＤＳＶＯ。

±２．±４はいずれも２の補数で表示され、４ビットデ
ータのいずれも共通して°０”である最下位ビットを除
く上位３ビツトだけを、８ビットデータの上位側に結合
させてテーブル内に格納しである。例えば、ＤＳＶ−２
はｌｌｌであり、ＤＳＶ４はｌｌＯである。また、ＩＮ
Ｖについては、ＤＳＶを付加した８ビットデータの最上
位に結合してテーブル内に格納しである。

ここで、変換対象である７ビットデータは、まず初段の
Ｄフリップフロラプ回路１２を経て変換ＲＯＭ＋３に送
り込まれる。そして、変換ＲＯＭｌ３内に格納された主
副いずれか一方の変換テーブルに従って！２ビットデー
タに変換された後、下位８ビツトと上位４ビツトが、そ
れぞれ並・直列変換回路１４とテーブル選択回路１５に
供給される。なお、変換テーブルの選択は、直前に行わ
れた符号変換の結果として得られるＤＳＶ積算値の正負
と開始ビットのハイ又はロウを、エクスクル−シブ・ノ
アゲート回路１６にて論理演算し、その演算結果に従っ
て行われる。

ＤＳＶの積算は、変換ＲＯＭ１３から得られるＤＳＶの
各ビットを、開始ビットのロウ又はノ＼イに応じて非反
転又は反転処理する３個のエクスクル−シブ・オアゲー
ト回路１７，１８．１９と、これらの回路１７〜１９に
より正負の符号付けのなされたＤＳＶを、それまでのＤ
ＳＶ積算値に加算してＤＳＶ積算値を更新する加算回路
２０と、加算回路２０の出力をラッチし、ラッチデータ
を加算回路２０の被加算入力とするＤフリップフロラプ
回路２１により実行される。

エクスクルーシブ・オアゲート回路１７〜１９の一方の
人力である開始ビットは、変換テーブルを選択したとき
に決まるＩＮＶとＤフリップフロラフ回路２２に保持さ
れた開始ビットとを、エクスクル−シブ・オアゲート回
路２３にて排他的論理和をとることで得られ、開始ビッ
トが“０′であれば、エクスクル−シブ・オアゲート回
路１７〜！９は符号反転を行わず、開始ビットが“ｌ”
であるときに符号反転を行う。なお、この符号反転は、
２の補数で表現されたＤＳＶに負号を付すことを意味し
ており、開始ビット°ｌ”は加算回路２０のキャリー入
力端子ＣＩにも供給される。

ところで、Ｄフリップフロラプ回路２１の出力最上位ビ
ットは、ＤＳＶ積算値の正負を表しており、前述したよ
うに、ＤＳＶ積算値の正負と開始ビットのロウ又はハイ
が変換テーブルの選択条件を決定する。ここでは、Ｄフ
リップフロップ回路２Ｉの出力最上位ビットと開始ビッ
トの排他的論理和を否定するエクスクル−シブ・ノアゲ
ート回路１６の演算結果のロウ／ハイに応じて、主／副
の変換テーブルが選択されるようにしである。すなわち
、８ビットデータのＩＮＶが“１″であるときは、後続
の８ビットデータの開始ビットが反転するため、Ｄフリ
ップフロラフ回路２２の出力である開始ビットを反転し
ておく。そして、開始ビットが°０“　（ロウレベル）
で、ＤＳｖ積算値が正であるときは、副変換テーブルを
選択し、負であれば主変換テーブルを選択し、ＤＳＶも
変換表に掲載されたままを積算していく。一方、開始ビ
ットが“！”　（ハイレベル）のときは、上記とは逆に
、ＤＳＶ積算値が正のときに主変換テーブルを選択し、
負のときに副変換テーブルを選択するとともに、ＤＳＶ
も変換テーブルに掲載した値を符号反転して積算する。

こうして、Ｄフリップフロップ回路１２にラッチされた
７ビットデータは、ＮＲＺＩ符号化したときのＤＳＶ積
算値を零に収束させる方向で、次々に８ビットデータに
符号変換される。そして、変換により得られた８ビット
データは、続く並・直列変換回路１４にてパラレルデー
タからシリアルデータに変換されたのち、ＮＲＺＩ符号
化回路２４に送り込まれる。ＮＲＺＩ符号化回路２４は
、並・直列変換回路！４から送られてくる８ビットデー
タを受けるエクスクル−シブ・オアゲート回路２５を、
Ｄフリップフロップ回路２６のＱ出力端子とデータ入力
端子を結ぶ帰還路に設けたものであり、ＮＲＺ符号をＮ
ＲＺＩ符号に変換し、最終的な記録データとして出力す
る。

ところで、７ビットデータのビット間隔Ｔに対し、８ビ
ットデータのビット間隔すなわち最小符号反転間隔Ｔ　
ｓｉｎは、？／８−Ｔ（＝０．８７５Ｔ）で表される。

また、短いほどよい最大符号反転間隔Ｔ　ｗａｘは、８
ビットデータがｏｏｏｏ　ｔｏｏｏ。

ｏｏｏｏｏｏｔｏと続く最悪のケースを想定することで
、符号反転を示す“１”とそれに続く９個の“Ｏ″が持
続する期間、すなわち１０Ｔｓｉｎ（−８，７５Ｔ）と
なる。

このように、上記７／８符号器１１は、変換データの直
流成分の最大限度を−４〜＋４に抑えることができ、し
かも最大符号反転間隔については、ビット間隔Ｔの１０
倍に押さえ、記録最高周波数を抑制することができる。

さらに、１２８個のアドレスをもつ変換ＲＯＭ１３に格
納した一対の変換テーブルから、テーブル選択回路１５
の出力に応じて８ビットデータを読み出し、さらにこれ
をＮＲＺＩ符号化することにより、最小符号反転間隔Ｔ
　ｓｉｎが０．８７５Ｔ、最大符号反転間隔Ｔ　ｗａｘ
が８．７５Ｔ、検出窓幅Ｔｖが０．８７５ＴであるＲ　
Ｌ　Ｌ　Ｃ（Ｒｕｎ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｌｉｍ１ｔｅｄ　
Ｃｏｄｅ）則を満たすＮＲＩＩ８ビットデータが得られ
、これにより小規模ＲＯＭの特徴を活かしたＰＬＡ化と
回路全体の構成の簡単化を図ることができる。特に、ブ
ロックごとに帯域圧縮を施すブロック内適応型差分パル
ス符号変調（ＤＰＣＭ）による帯域圧縮処理を施すビデ
オデータでは、７ビットデータを単位とする処理に好適
であり、また出現頻度の高い７ビツト差分データはどＤ
ＳＶが零のＮＲＺＩ８ビットデータに変換されるため、
常用域での直流成分を可及的に抑制することができる。

また、磁気記録再生系において、ＮＲＺＩ８ビットデー
タはパーシャルレスポンス方式による再生ができるため
、再生データが符号反転していても、正確な記録データ
が得られるといった利点がある。

第２図に示す復号器３】は、ＮＲＺＩ８ビットデータを
ＮＲＺ７ビットデータに復号するものであり、上述の７
／８符号器１１と対をなすものである。この復号器３１
は、ＮＲＺＩ８ビットデータを、Ｄフリップフロラプ回
路３２とエクスクル−シブ・オアゲート回路３３からな
るＮＲＺ符号化回路３４にて、ＮＲＺ７ビットデータに
変換し、続く直・並列変換回路３５にてパラレルデータ
に変換する。次に、７／８変換の逆変換を規定する８／
７変換テーブルを内蔵する逆変換ＲＯＭ３６にて７ビッ
トデータに変換し、再生データとしてラッチ用のＤフリ
ップフロラプ回路３７を介して出力する。なお、逆変換
ＲＯＭ３６による８／７変換は一義的に行われ、テーブ
ル選択回路は不要である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、７ビットデータから
符号変換して得られる８ビットデータを、ＮＲＺＩ符号
化したときにデータ個々の直流バランスを示すＤＳＶが
零の平衡符号と、ＤＳＶが零でない不平衡符号に分け、
７ビットデータを平衡符号か前記ＤＳＶが正の不平衡符
号に変換する主変換テーブルと、７ビットデータを平衡
符号か前記ＤＳＶが負の不平衡符号に変換する副変換テ
ーブルとを用い、変換のつど更新されるＮＲＺＩ符号の
ＤＳＶ積算値が零に収束するよう、適宜の変換テーブル
を選択しつつ符号変換を実行するようにしたから、変換
データの直流成分を±４以内に抑えることができ、さら
にＮＲＺ１８ビットデータの最大符号反転間隔について
は、同種ビットがＩＯビット連続する場合に発生するの
で、ビット間隔の１１倍に押さえることができ、これに
より記録最高周波数の抑制が可能であり、また１２８個
のアドレスをもつ変換ＲＯＭ内に主副一対の変換テーブ
ルを格納し、これにテーブル選択回路を付加することで
、ＲＬＬＣ則を満たす８ビットデータが得られるので、
小規模ＲＯＭの特徴を活かしたＰＬＡ化と回路全体の構
成の簡単化を図ることができ、特にブロックごとに圧縮
を行うブロック内適応型ＤＰＣＭによる帯域圧縮処理を
施すビデオデータには、７ビットデータを単位とする処
理に適したものがあり、出現頻度の高い７ビツト差分デ
ータはどＤＳＶが零のＮＲＺｒ８ビットデータに変換す
ることで、常用域での変換データの直流成分を可及的に
抑制することができ、また磁気記録再生系においてＮＲ
ＺＩ８ビットデータはパーシャルレスポンス方式による
再生が可能であり、再生データが符号反転していても、
正確な記録データが得られる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は、この発明の７７８ＮＲＺＩ符号変換方式
を適用した７／８符号器及び復号器の各−実施例を示す
回路構成図、第３図ないし第６図は、いずれも第１図に
示した７／８符号器の符号変換に用いる主副一対の変換
テーブルを示す図、第７図は、ビデオデータの画素配列
を示す図、第８図は、従来の８／９符号器の一例を示す
回路構成図である。 １１、、．７７８符号器、１３．．．変換ＲＯＭ、１４
．、、並・直列変換回路、１５．、、テーブル選択回路
、２４．、、ＮＲＺＩ符号化回路。 ３１、、、復号器、３４．、、ＮＲＺ符号化回路。 ３５、、、直・並列変換回路、３６．、、逆変換ＲＯＭ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ７ビットデータを８ビットデータに符号変換し、さらに
   ＮＲＺＩ符号化して出力する７／８ＮＲＺＩ符号変換方
   式であって、符号変換により得られる８ビットデータを
   、ＮＲＺＩ符号化したときにデータ個々の直流バランス
   を示すＤＳＶが零の平衡符号と、ＤＳＶが零でない不平
   衡符号に分け、７ビットデータを平衡符号か前記ＤＳＶ
   が正の不平衡符号に変換する主変換テーブルと、７ビッ
   トデータを平衡符号か前記ＤＳＶが負の不平衡符号に変
   換する副変換テーブルとを用意し、変換のつど更新され
   るＮＲＺＩ符号のＤＳＶ積算値が零に収束するよう、主
   副いずれか適当な変換テーブルに従って符号変換を実行
   することを特徴とする７／８ＮＲＺＩ符号変換方式。