JPH0294923A - ９／１０ｎｒｚｉ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］ ごの発明は、映像や音声のディジタル処理に適した９／
ｌ０ＮＲＺＩ符号変換方式に関する。

［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
改身にＩＦ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、■フィール
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１９図に示した
ように、！フィールドの画像を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ｑ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Ｏサンプルの画素については、モードの
いかんによらず９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、■！
と■２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３２４ビツト
、２６１ビツト、！３５ビットと、いずれも９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、直流遮断特性を存しているた
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２０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らのであり、９ビットデータ
の直流バランスを示ずＤＳＶを積算していったときに、
ＤＳＶ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、低レベルを一１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８７９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　ｌｌ１ｎを０．８９Ｔまで
拡張できるが、最大符号反転間隔Ｔ　ｗａｘ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９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８／９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Ｔｍ１ｎｈ＜　
０　、８　Ｔ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、９ビット
データをｌＯビットデータに符号変換し、さらにＮ　Ｒ
Ｚ　Ｉ符号化して出力する９／ｌ０ＮＲＺｌ符号変換方
式であって、符号変換により得られるｌＯ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、９ビットデータを平衡符号か前記ＤＳ
Ｖが正の不（［衡符号に変換する主変換テーブルと、９
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ものである。

［作用］ この発明は、９ビットデータを符号変換して得られる１
０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ｉＴ’衡符号と、
ＤＳＶが零でない不平衡符号に分け、９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、９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、ＲＬ
ＬＣ則を満たす高能率ＮＲＺｌ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１８
図を参照して説明する。第１．２図は、この発明の９／
１０ＮＲＺ　Ｉ符号変換方式を適用した９／１０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１８図は、いずれら第１図に示した９／ｌＯ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で
ある。

第１図に示す９／ｌＯ符号器１１は、９ビットデータか
ら１０ビットデータへの符号変換に、主副一対の変換テ
ーブルを用い、１０ビットデータをＮ　Ｉｔ　Ｚ　Ｉ符
号化したときの、Ｄ　Ｓ　Ｖ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、９ビット
データの１６進数表現である（０００）Ｈ〜（ＩＦＦ）
ｕまでの５１２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、９ビットデータ
を、符号変換後Ｎ　ＲＺ　＋符号化して得られろ１０ピ
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、９ビッ
トデータを上記のＤＳＶが零の平衡符号か、或は同Ｄ　
Ｓ　Ｖが負の不平衡符号に変換する。なお、Ｎ　Ｉｔ　
７．　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１０ビ
ットデータであっても、その開始ピッ）　（ＳＴＢ）の
ハイ又はロウに応じてＤＳＶが質なってくる。このため
、ここでは１０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、１０ビットデータをＮ　Ｒ
Ｚ　Ｉ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、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“！”と表すよう定めであ
る。

第３図ないし第１８図に示す主変換テーブルは、（００
０）Ｈ〜（ＯＦＢ））ｌの２５２個の９ビットデータに
対し、ＤＳＶが０の１０ビットデータを対応させ、さら
に（ＯＦＣ）Ｈ〜（ＩＣＤ）＋（までの２１０個の９ビ
ットデータに対しては、ＤＳ　Ｖ　／Ｊ＜　＋２のｌθ
ビットデータを対応させ、残る（ＩｃＥ）Ｈ〜（ＩＦＦ
）Ｈまでの５０個の９ビットデータに対しＤＳＶが＋４
の１０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、（０００）　Ｈ〜（ＯＦＢ）ｕの２
５２個の９ビットデータに対し、主変換テーブルで用い
たのとまったく同じ１０ビットデータを対応させ、さら
に（ＯＦＣ）　Ｈ〜（１，ＣＤ）Ｈまでの２１０個の９
ビットデータに対しては、ＤＳＶが−２の■Ｏビットデ
ータを対応させ、残る（ＩＣＥ）Ｈ〜（Ｉ　Ｆ　Ｆ　）
　ｕまでの５０個の９ビットデータに対しＤＳＶが−４
の１０ビットデータを対応させである。なお、（ＯＦＧ
）＋＋以下は、テーブル八とＢとで同じ９ビットデータ
に対する！０ビットデータが、最上位ビットだけ互いに
反転関係にあり、それ以下のビット配列はまったく同じ
である。

実施例の場合、変換により得られるｌθビットデータは
７７２通り存在するが、５種類のＤＳＶＯ１±２．１４
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、■θ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１１１
であり、Ｄ　Ｓ　Ｖ−４は＋１０である。また、ＩＮＶ
については、ＤＳＶを付加した１０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９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ＲＯＭ１３に送
り込まれる。そして、変換ＲＯＭ１３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１４ビットデー
タに変換された後、ｆ位１０ビットと上位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、エクスクルーシブ・
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ＲＯＭ＋３から得られるＤＳＶの
各ビットを、開始ビットのロウ又はハイに応して非反転
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＋７．１８．１９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ＤＳ
Ｖ積算値に加算してＤＳＶ積算値を更新する加算回路２
０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フリップフロップ回
路２１により実行される。

エクスクル−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Ｉ　Ｎ、Ｖ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“Ｏ”であれば、エクスクル−シブ・オアゲー
ト回路１７〜１９は符号反転を行わず、開始ビットが“
１”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０
味しており、開始ビット“１°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フリップフロップ回路２Ｉの出力最上位ビ
ットは、ＤＳＶ積算値の正負を表しており、＋１；ｉ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２１の出力量−Ｌ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！６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。

すなわし、１０ビットデータのＩＮＶが“ｌ”であると
きは、後続の１０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“１”　（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
らに、ＤＳＶ　ｔ、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フリップフロラプ回路１２にラッチされた
９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１０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１０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、ＮＲＺ　
Ｉ符号化回路２４に送り込まれる。ＮＲＺＩ符号化回路
２４は、・１１２・直列変換回路！４から送られてくる
１０ピットデータを受けるエクスクル−ツブ・オアゲー
ト回路２５を、Ｄフリップ７０ツブ回路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、
Ｎ　ＲＺ符号をＮＲＺＩ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、９ビットデータのビット間隔Ｔに対し、１０
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、９／１Ｏ−Ｔ（−０，９Ｔ）で表される。

また、短いほどよい最大符号反転間隔’ｒｍａｘは、ｌ
Ｏビットデータが０００１００００００．０００００１
００００と続く最悪のケースを想定することで、符号反
転を示す“ｌ”とそれに続＜１１個の“０”が持続する
期間、すなわらＩ　２Ｔｒ＃１ｎ（＝　Ｉ　Ｏ，８Ｔ）
となる。

このように、」１記９／１０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
１０８／１０倍に押さえ、記縁間高周波数を抑制するこ
とができる。さらに、５１２個のアドレスをもつ変換Ｒ
ＯＭ１３に格納した一対の変換テーブルから、テーブル
選択回路■５の出力に応じて１０ビットデータを読み出
し、さらにこれをＮＲＺＩ符号化することで、最小符号
反転間隔Ｔ　ｒＩＩｉｎが０．９Ｔ、最大符号反転間隔
Ｔ　ｍａｘが１０．８Ｔ、検出窓幅Ｔｗが０．９Ｔであ
るＲ　Ｌ　Ｌ　Ｃ（Ｒｕｎ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｌｉｍ１ｔ
ｅｄ　Ｃｏｄｅ）則を満たすＮＲＺＩ１０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Ｐ
　Ｌ　Ａ化と回路全体の構成の簡単化を図ることができ
る。特に、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、９ビットデータを！
ｌｉ位とする処理に好適であり、また出現頻度の高い９
ビット差分データはどＤＳＶが零のＮＲＺ１１０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、ＮＲＺＩ１０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図に示ず復号器３Ｉは１、ＮＲＺＩｉＯビットデー
タをＮ　Ｒ７，９ビットデータに復号するものであり、
上述の９／Ｉ０符号器１１と対をなすものである。この
復号器３１は、ＮＲＺＩ１０ビットデータを、Ｄフリッ
プフロップ回路３２とエクスクル−ツブ・オアゲート回
路３３からなるＮｌ’？Ｚ符号化回路３４にて、ＮＲＺ
　Ｉ　Ｏ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、９／１０変
換の逆変換を規定する１０／９変換テーブルを内蔵する
変換ＲＯＭ３６にて９ビットデータに変換し、再生デー
タとしてラッチ用のＤフリップフロップ回路３７を介し
て出力する。なお、変換ｒ（０Ｍ３６による！０／９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１ 以上説明したように、この発明は、９ビットデータから
符号変換して得られる１０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ＤＳ
Ｖが零の平衡符号と、ＤＳＶが零でない不平衡符号に分
け、９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、９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、
またＮＲＺ　Ｉ　１０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１２ビツト連続する場合に発
生するので、ビット間隔の１０８／Ｉ　０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５１２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１０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Ｐ
ＬＡ化と回路全体の構成の簡単化を図ることができ、特
にＤＰＣＭによる帯域圧縮処理を施すビデオデータには
、９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９ピット差分データはどＤＳＶが零の
ＮＲＺＩ１０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ＮＲＺ１１０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９／Ｉ　０ＮＲＺ　Ｉ符号変
換方式を適用した９／Ｉ０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１８図は、いずれ
も第１図に示した９／ｌＯ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１９図は、ビデオデ
ータの画素配列を示す図、第２０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、、．９／１０符号器、＋３．．．変換ＲＯＭ、＋
４．、、並・直列変換回路、＋５゜テーブル選択回路、
２４．、、ＮＲＺＩ符号化回路、３１．、、復号器、３
４．、、ＮＲＺ符号化回路、３５．、、直・並列変換回
路、３６゜変換ＲＯＭ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ９ビットデータを１０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９／１０ＮＲＺＩ符号変
   換方式であって、符号変換により得られる１０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、９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、
   ９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９／１０ＮＲＺＩ符号変換
   方式。