JPH03159323A - コーディング装置 - Google Patents

コーディング装置

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JPH03159323A
JPH03159323A JP2287395A JP28739590A JPH03159323A JP H03159323 A JPH03159323 A JP H03159323A JP 2287395 A JP2287395 A JP 2287395A JP 28739590 A JP28739590 A JP 28739590A JP H03159323 A JPH03159323 A JP H03159323A
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JP
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circuit
quality
block
value
bits
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Application number
JP2287395A
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Inventor
Jean-Jacques Lhuillier
ジャン‐ジャック リュイリエ
Philippe Guichard
フィリップ ギシャール
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/76Television signal recording
    • H04N5/91Television signal processing therefor
    • H04N5/92Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N5/926Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback by pulse code modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

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、異なるコーディング特性を決定するための品
質管理端子を有する可変長エンコーダを含んでいるコー
ディング装置に関するものてあって、該コーディング装
置はエンコードされるべき情報成分受信用で且つ前記エ
ンコーダヘ印加されるべき情報ブロックのパケットの形
態で与えられる入力端子と、前記エンコーダにより出力
されるコード化された情報を受信し且つ一定の速さでそ
れらを出力端子に作り出す緩衝記憶装置と、及び各ブロ
ック用に一方では各ブロックをコーディングするために
使用されるビットの実数の、また他方では各パケットの
コーディングの後にその緩衝記憶装置内に含まれるビッ
トの数を定義する残留量の関数として品質を定義するた
めの調節回路とを具えている。
本発明はまた、このコーディング装置に付随するデコー
ディング装置にも関連している。
(従来の技術) そのような装置はディジタルテレビジョンの分野で特に
有利に用いられ得る。従って、各パケットが画像と各ブ
ロックとを表現し得て、この画像のゾーンが画像素子の
組を含んでいる。
これは欧州特許出願第0. 310. 175号公報に
記載されている。可変長エンコーダの利点から全面的に
利益を得るために、従ってエンコードされたワードの長
さか相当な不当を取上げ得る大容量緩衝記憶装置を用い
ることか有利である。しかしながら、そのようなエンコ
ードされた映像を磁気テープ上に記録しようとした場合
には、各画像かその磁気テープ上の一定の空間を占有す
るように実質的に一定数のビットによってコード化され
る必要かある。これが画像の記録された系列の高速探索
を促進する。既知の装置はそれ故に容量かこの空間に許
容される公差に依存する緩衝記憶装置の使用に限定され
る。これが低容量のものに必要なことである。
(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は、なお大容量を有する緩衝記憶装置を用
いているのに対して、前記要求を満たす冒頭部分に定義
した種類の装置を提供することである。
(課題を解決するための手段) この目的のために、この装置は、調節回路か情報ブロッ
クの各パケットの平均品質を決定する品質回路と、前記
平均品質に相当するビットの数を各ブロックに対して与
える演算回路と、その演算回路により供給される数と実
数との間の差を累算する累算回路と、累算された差と残
留量との間の比率を表現する充填量を供給する充填回路
と、及び充填量の関数として平均品質を修正することに
より修正された品質を供給する修正回路とを具えること
を特徴としている。
本発明の基本的な思想は、所定のブロックに対して品質
の逆数の値と実数との積が一定てあると言う仮説に基づ
いている。この説明の結果においていかにこの思想が用
いられるかを説明しよう。
(実施例) 添付の図面を参照して制限されない例によりなされる以
下の説明か、いかにして本発明が実施されるかを一層よ
く理解せしめるであろう。
以下に説明する実施例は、磁気テープ上へのテレビジョ
ン画像の記録に関するテレビジョン画像の処理に関連し
ている。
第1図に示したコーディング装置は参照符号1か与えら
れている。その装置の入力端子3か、例えばテレビジョ
ンカメラ5から、創作画像のデイシタル形式での情報成
分を受信する。これらの情報成分は、先に述へた欧州特
許出願第0. 310, 175号に記載されたエンコ
ーダに似た種類のエンコーダlOにより、最初に処理さ
れる。このエンコーダは番号か゛l”により表現される
画像ブロックBL(i)をコード化する。これらのブロ
ックの分布を第2図に示してある。これらの各ブロック
は、このエンコーダ10の制御入力端子IIへ印加され
た品質を表す、パラメータq+の関数としてビットの実
数0によってコード化される。所定のブロックに対して
、パラメータq1が大きい程数01は大きくなる。
出力端子12からと同様、このビットか一定の速度to
により供給される。数nlの変動を取り上げる緩衝記憶
装置■5か存在する。調節回路l7が、この緩衝記憶装
置15か過負荷にもされずあるいは空にもされないこと
を保証するためにパラメータq1の値を供給する。残留
ビットの最大数はこの緩衝記憶装置15の容量TBIt
1と等しくなるたろう。
第2図はブロックBL(i)のL列とK行とへの分布を
示しており、ここで従って1は1−kXLに変化する。
実際の例としては、各ブロックは16X16画素を含み
、K−50でL=40である。
本発明を正確に理解するために、第3図に従来技術の調
節回路かいかに働くかを示してある。横座標には時間”
t”かプロットされ、縦座標にはピットの数”Neb“
がプロツ1・されている。Nビットが期間T,(T,=
N/do)を有する画像用に供給される。
破線CMが端子12から供給されたビットの数の成長を
表現し、実線曲線CPAか緩衝記憶装置l5の入力端子
へ印加されたヒットの数の成長を表現している。
この緩衝記憶装置15の大きさTBMか曲線CMの両則
上のビットの数の許容できる変化を与える。この大きさ
か画像の終端における最大残留値を表現している。
曲線CPAは解折される画像か解析の始まりにおいては
多くの詳細を示す領域を含み、その後は詳細を有しない
領域を含むので、最初の詳細な領域か充分な品質により
コード化された場合には、たから次の領域は段々と充分
てない品質によるものとなる。それから続く詳細でない
領域か不十分な品質によってその後はエンコードされる
この種類の欠点を回避するために、本発明によると、調
節回路か、 品質QMovの逆数である値Q−’MOYを供給する品
質回路20と、 一各ブロックBL(i)に対して品質QNOVによりこ
のブロックをコーディングするために必要なビットの数
である数d,を発生する演算回路22と、一減算回路2
5によりもたらされる差(n:−d:)を累算する累算
回路24と、 一画像の解析の終端において必要な累算された差と残留
量との間の比率を表現する充填量E1を供給する充填回
路26と、及び ー充填量の関数として平均品質を修正することにより修
正された品質値を発生する{B正回路28と、 を具えている。
先に述べたように、本発明は量n1・q , − 1か
一定であると言う事実に基づいている。平均品質回路2
0が画像に対する平均品質を計算し、この品質か次の画
像に対して有効であると想定される。この回路は第4図
に詳細に示してある。それは乗算回路36(第1図)と
先の画像の間累算された量を画像の周期T,の間記憶す
るレジスタ37とにより与えられる量n1・q , −
 1を累算する累算器35から戊っている。乗算回路3
9がレジスタ37に含まれた量を1/N倍する。乗算回
路の出力端子に平均量Q−’MOYΣn+q Q晶。Y=                (1)N か得られ、ここでBはN素子画像を形成するブロツクの
数である。
この式(1)は各ブロックBL(i)に対してd1・Q
−’May=n+・q , − ’     (2)と
書くことを可能にする前記仮説から推論し、方N素子画
像のBブロックの合計を取って、Q−’MOY ”Σd
,=Σn+Qτ1且つ周期T,の間にNビットを供給す
ることの前記の必要性を満たすために、 Σd,=N かくして式(1)を得る。
量d1を供給する演算回路22か関係式(2)を利用し
ている。ここではしかし、遅延T,を発生する遅延回路
38の出力端子から供給される積〔旧・Q+−’) p
は先の画像に関係する。
QMOアも先の画像から計算されるので、d1は連涜す
る画像は類似していると想定してn1か並へられねばな
らぬ良好な値である。
充填回路26は乗算回路39によって、Σnk − d
m により表される量E,を供給する。
調節回路は次の領域へTBVより少ない残留量を有する
ことの必要性を満たすようにE1を強制する。
−1/2< El < + 1/2 修正回路28か式(3)により示される修正を適用する
。この式は以下の考察で確立される。
ブロックBL(i)用の数d1を得るために、品質の逆
数か、 q であることか与えられねばならない。
それに加えて、パラメータq − lかてきる限り0に
近い残留量E,を保証するように調節される。
E,〉0の場合は、ビットの超過があり、たからqか小
さくされる。
E1く0の場合は、ビットの不足かあって、たからqは
増やされる。その結果、 二こて、τは収束期間(実際にはτ= 1/2)を固定
する。この値q − 1はブロックBL(i+1)に作
用し、だから式(3)は、 この値q−’+41は、それかブロックBL(i+1)
を処理することかできるようにする適当な遅延を発生す
る遅延回路45から得られる。
調節回路l7の動作を改良するために、第1濾波回路5
0か設けられ、それか乗算回路36の出力端子へ接続さ
れる。この第l濾波回路50は2変換の演算子Zの助け
により書かれた次の式により定義される濾波された値n
+qT’を供給する。
ここて、0くρ1く1である。
この第l濾波回路50か画像の局部特性での急激な変化
により発生する妨害を防止することを可能にする。
この値niqi’か品質回路20、演算回路22及び修
正回路28へ印加される。
第2濾波回路52か修正回路28の出力端子へ接続され
る。それの2変換表記による伝達関数は、l−ρ2 1−ρ2Z−1 と書かれ、ここて、0くρ2<1てある。
この第2濾波回路52はパラメータq71の緩慢な変化
を保証する。
第5図は演算回路22の詳細な表現である。この演算回
路22は、量Q−’MOYの逆数を演算するための第1
の回路60と、積(n+qr’) H QMOYを得る
ための第2の回路62とに加えて、値d,を供給するた
めの四捨五入回路70を含んでいる。
この回路は回路62により発生した量d11により供給
される量d.の減算を達成するための減算回路72を含
んでいる。この差か累算器74内で一緒に加算され、そ
の結果か、遅延回路76により作り出されたτ8に等し
い遅延の後に、符号検出器78へ印加される。回路62
により発生した量d’tはM水準量子化器80により処
理され、この量子化器の入力端子へ印加される値か間に
置かれる二つの連続した水準r,とr,+1とを第5図
に見ることがてきる。切り換え回路82が、次の条件に
従ってd1に対してこれらの水準のうちの一方をとるこ
とを可能にしている。
Σd’、一d,>0の場合は dH=r+++一〇 とし、そうてない場合には d : =r +  とす
る。このように動作することにより、量子化版d.に対
するa+,の導関数における低減か得られる。
L+n (例えばブロックの各素子か0.5ビットでエ
ンコードされる場合には128ビット)か最初の量子化
水準に相当し、d.いX(例えばブロックの素子か2ビ
ットで各々エンコードされる場合には512ピット)が
後者の量子化回路に相当する。量d1か合計を緩衝記憶
装置15へ印加する前にこれらの量をエンコーダ−10
の出力情報成分と多重する多重装置90を介して端子1
2へ転送される。
?発明により与えられる利点を示す第6図か第3図と比
較されねばならない。破線曲線はここでも平均曲線CM
である。曲線CNAは不可変品質QMO Yによって達
成されま画像の分析を表現している曲線である。この品
質は先の画像から決定されたのだから、現在の画像の解
析はこの曲線CNAの両厠に逸脱し得る。この逸脱の範
囲はパラメータTBVにより与えられる。この曲線CN
Aは第3図の曲線CPAよりも非常に顕著に曲線CMか
ら逸脱てきることは注目されるへきてある。緩衝記憶装
置l5用に使用され得る大きさTBM’は次の方法で評
価され得る。
− t=T,と曲線CMとの交点へ延びる真っ直ぐな流
量線dd,.。は値dm+nを想起される。
−原点へ延びる真っ直ぐな流量曲線d d M.,エは
値dMAXを想起される。
直線ddMAxとdd■1oとの交差点と曲線CMとの
間の距離か大きさT B )i{ ’を定義する。これ
らの二直線か逆にされた場合にも同じ結果が明らかに得
られる。
本発明のコーディング装置の動作を改善する別の方法は
、画像ブロックの妥当な走査にある。実際に重要な要素
は、これらのブロックか一緒に解析されねばならず、そ
れらの走査は第2図に矢印FLの方向で示したように達
成され得ることである。
これらのブロックは、奇数行BL(1)〜BL(K),
・・・・・・. BL(2K+1)〜BL(3K)・・
・・・・に対しては左から右へまた偶数行BL(K+1
)〜BL(2K)その他・・・・・・に対しては右から
左へ行ごとに解析される。その方向か反転し得ることは
明らかである。
第7図に本発明によるコーディング装置の好適な実施例
を示してある。すてに説明した素子と共通に用いられる
素子は同一符号を付した。
このコーディング装置は警報回路100の存在において
第1図に示したコーディング装置と異なっている。この
警報回路100は回路47の入力端子へ印加された品質
の逆数と値Q−’MOYとの間の差か前もって決められ
た値“Th“を超過するやいなや警報信号を供給する。
この信号の出現は、系列内に破壊が存在し、それ故に画
像に対して決められていた何事ももはやそれに続く画像
に対して有効てはないことを、最もしばしば指示する。
もはや誰も演算回路22により与えられた値に集中せず
、緊急回路102により供給される値ds+に集中する
。多重装置90もこの警報信号をデコーダへ転送する。
スイッチング位置か緊急信号により制圓される切り換え
スイッチ104か、修正回路28へ向けて、値d1又は
値dsIの切り換えを許容する。
第8図は警報回路の詳細な表現である。遅延回路45の
出力端子上に供給される値qrA+と、品質回路20の
出力端子上に供給される値Q−1@。アとの間の差を測
定する減算回路110を具えており、これらの差の絶対
値が比較器112によって現在の値Thと比較され、差
かしきい値を超過するやいなやThか検出され、双安定
トリガ回路114か警報信号をトリガする。この双安定
トリガ回路114は各画像において信号fT,によって
初期化される。
第9図は、警報信号の出現の後に続いてそのブロックへ
割り当てられるへきビットの数dS1を確立する緊急回
路の詳細な表現である。回路120によってこの回路は
処理されるべき残りのブロックの値の逆数の数値を求め
る。乗算回路122か、量nbiを用いて、各ブロック
に割り当てられるへきビットの数を確立し、nbiは緩
衝記憶装置l5内に残っているピットの量である。この
乗算回路により供給される値が、減算回路126を用い
てこの画像を処理するために各ブロックへ割り当てられ
るへき平均ピット数を表現する値N/Bから減算される
第10図を参照して、この流量曲線への警報回路lOO
と緊急回路102との影響を示している。実曲線CFI
は小さい十字印により表現されている。瞬間1Aか警報
信号か現れた瞬間であるとすると、この瞬間より前は曲
線CNA上で動作し、この瞬間より後には点1=1.か
らとこの瞬間tいにはnbiから離れた所にある曲線C
Rとから出発しているt=T.とNeb = Nとの交
点へ延びる直線DS上で動作する。
第11図は本発明によるコーディング回路に付随するデ
コーディング回路200を示している。
デコードされるへきデータは緩衝記憶装置205の入力
端子へ接続された入力端子203の水準で受信される。
屯に関する情報成分と画像に関する情報成分とかデマル
チプレクサ210によって緩衝記憶装置205の出力端
子において分離される。dr1と名付けられた情報成分
は転送された情報成分d1を表現する。この緩衝記憶装
置内に含まれるデータか、第1図と第7図とのエンコー
ダ10の逆の動作を実行するデコーダ220により達成
されるデコーディング動作の速度てそこから取り出され
る。
デコードされたデータはそれから表示部材250により
使用され得る。
エンコーダlOと同じ方法でデコーダは、それによって
コーディング動作か達威される量子化過程を決定する品
質管理端子251を設けられている。
デコーディング調節回路260か、ブロックのデコーデ
ィングとすでに説明した量dr,のデコーディングとの
ために、緩衝記憶装置205から取り出されるビットの
数nr+の関数として、制alll端子251へ印加さ
れるへき値qr1を供給する。
この調節回路260は、 一積q r7 +・nr.の数値を求める乗算回路26
2と、この積の変動を平滑化するディジタル低域濾波器
264と、 −dr+とnriとの間の偏差の数値を求める減算回路
266 と、 完全な画像の間これらの偏差を合計する累算q路と、 一充填回路26(第1図及び第7図)の量E,と等価な
充填量E.を供給する充填回路270と、〜機能か修正
回路28の機能と同じてある修正回路272と、 から構成されている。この修正回路272により供給さ
れる値は、品質管理端子251へ印fJOされる前に、
浦波器274により濾波され、遅延回路276により遅
延され、反転回路278により反転される。
デマルチプレクサ210の出力端子に現れるftdrは
そのままてデコーディング調節回路260へ転送され得
るか、又は警報信号か転送された場合にはレジスタ30
0内へ記録され得る。切り換えスイッチ310か、警報
信号が存在しない場合には調節回路260へ信号ddr
 , ==’dr .を印カロし、警報信号か現れた場
合には調節回路260へ信号ddr + = drs 
+を印加する。値ds+は画像野終端まで固定された土
まであり、非常な精度て定義され得ることは注目される
べきてある。
このデコーディング装置のこの設計は、以下の注意を含
んでいる。
情報或分qi(品質)かコーダの水準で使用される量子
化過程を決定する。これらの1′i#報成分か逆量子化
を達或するためにデコーダの水準でも必要である。これ
らの情報成分はデコーダへは転送されず、それ故にそれ
らを再生産する資格かある。
量q1はni (ブロックiを表現しているビットの数
)とd. (このブロック用に必要なビットの数)とを
基礎としてコーダにおいで計算される。Lはブロックi
のデコーディングの間に取られるヒットの数nr+ と
等しく、一方d1は転送されるから、n1はデコーダ飼
て利用できる。
量q1の系列はその結果、それかコーディング装置の水
準で計算されたように、デコーディング装置の水準で計
算される。従って、補助的情報或分の超過した転送か回
避(才一ハヘット)されろ。
ブロックか大きい寸法のブロックの場合には、それにも
かかわらず(1,の転送を考えろことかできる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明によるコーディング装置を示す回路図で
あり、 第2図はブロックへの画像の分割を示し、第3図は従来
技術に従った時間の関数としてのエンコーダーにより供
給されるビットの数の或長を示し、 第4図は第1図の回路の詳細な表現であり、第5図は第
1図のもう一つの回路の詳細な表現であり、 第6図は、本発明の手段に従った時間の関数としてのエ
ンコーダにより供給されるヒットの数の発展を示し、 第7図は本発明によるコーディング装置の好適な実施例
を示し、 第8図は第7図の装置の回路の詳細な表現であり、 第9図は第7図の装置のもう一つの回路の詳細な表現で
あり、 第10図は時間の関数として警報1言号か現れた後のビ
ット速度の成長を示し、 第11図は第1図又は第7図に示したコーディング装置
に対して適当なデコーディング装置を示す。 l・・・コーディング装置 3,203・・・入力端子 5・・・テレビジョンカメラ 0・・・エンコーダ 1・・・制御入力端子 2・・・出力端子 5, 205・・緩衝記憶装置 7・・・調節回路 20・・・品質回路 22・・・演算回路 24, 268・・・累算回路 25, 72, 110, 126, 266・・・減
算回路26, 270・・・充填回路 28. 272・・・修正回路 35. 74・・・累算器 36, 39, 122, 262・・乗算回路37・
・・レジスタ 38, 45, 76, 276・・・遅延回路50.
 52・・・濾波回路 70・・・四捨五人回路 78・・・符号検出器 80・・・M水準量子化器 82・・・切り換え回路 90・・・多重装置 OO・・・警報回路 02・・・緊急回路 04, 310・・・切り換えスイッチ12・・・比較
器 14・・・双安定1・リガ回路 200・・・デコーディング回路 210・・・デマルチブレクサ 220・・・デコーダ 250・・・表示部材 25+・・・品質管理端子 260・・・デコーディング調節回路 264・・・ディンタル低域濾波器 274・・・濾波器 278・・・反転回路 300・・・レジスタ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、異なるコーディング特性を決定するための品質管理
    端子を有する可変長エンコーダを含んでいるコーディン
    グ装置であって、エンコードされるべき情報成分用で且
    つ前記エンコーダへ印加されるべき情報ブロックのパケ
    ットの形態で与えられる入力端子と、前記エンコーダに
    より出力されるコード化された情報を受信し且つ一定の
    速さでそれらを出力端子に作り出す緩衝記憶装置と、及
    び各ブロック用に一方では各ブロックをコーディングす
    るために使用されるビットの実数の、また他方では各パ
    ケットのコーディングの後にその緩衝記憶装置内に含ま
    れるビットの数を定義する残留量の関数として品質を定
    義するための調節回路とを具えているコーディング装置
    において、 前記調節回路が、情報ブロックの各パケッ ト用の平均品質を決定するための品質回路と、前記平均
    品質に相当するビットの数を各ブロックに対して与える
    ための演算回路と、その演算回路により供給される数と
    実数との間の差を累算するための累算回路と、累算され
    た差と残留量との間の比率を表現している充填量を供給
    するための充填回路と、及び充填量の関数として平均品
    質を修正することにより修正された品質量を供給するた
    めの修正回路とを具えたことを特徴とするコーディング
    装置。 2、一ブロックBL(i)がN_iビット内にエンコー
    ドされる請求項1記載のコーディング装置において、 平均品質Q_M_O_Yの値がB個のブロック画像にわ
    たって評価され、 Q^−^1_M_O_Y=▲数式、化学式、表等があり
    ます▼/N であり、ここで、Q^−^1_iは各ブロックに用いら
    れた品質の逆数であり、Nは画像のエンコードすること
    に委ねられたビットの全体内容であって、 且つこの値が次の画像へ割当てられること を特徴とするコーディング装置。 3、ブロックの解析がそれに隣接するブロックの一つの
    評価の後に達成されることを特徴とする請求項1又は2
    記載のコーディング装置。 4、警報信号を供給するためにブロック品質値と平均品
    質との間の偏差を検出する検出器が推奨され、 且つ警報信号が現れるやいなや調節回路が 動作する一定速度回路を設けられたことを特徴とする請
    求項1〜3のうちいずれか1項記載のコーディング装置
    。 5、請求項1〜4のうちのいずれか1項記載のようなコ
    ーディング装置と共に用いるのに適したデコーディング
    装置。
JP2287395A 1989-10-27 1990-10-26 コーディング装置 Pending JPH03159323A (ja)

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