JPH03173224A - 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する信号の可変長符号化復号
化方式に関するものである。ここで、可変長符号化とは
、発生頻度の高い事象に対してはより短い符号語を割り
当てることにより平均符号１１／ｉ艮を固定長符号化の
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
、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。

（従来の技術） 第７図は可変長符号化復号化方式の一般的なシステム構
成図である６図に示す送信部７０の７０１は可変長符号
語発生回路、７０２は符号化シフト回路、７０３は送信
バッファメモリ、受信部７１の７０４は受信バッファメ
モリ、７０５は復号化シフト回路、７０６は可変長符号
語解読回路である。

送信部７０の動作は以下の通りである。可変長符号語発
生回路７０１においては、該回路７０１への入力に対応
して可変長符号語を発生させ、符号化シフト回路７０２
においては発生符号語長に対応してレジスタ上のビット
位置を次々とシフトさせて可変長符号語データを設定し
、そのデータが一定ビット数に達する毎にまとめて送信
バッファメモリ７０３に標本化クロックに同期して書き
込み、該送信バッファメモリからは伝送路クロックに同
期して一定速度で読み出して伝送路へ送出する。

受信部７１の動作は以下の通りである。受信バッファメ
モリ７０４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む。この受信バッファメモリ７０
４からは次の復号化シフト回路７０５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して復号化シフト回路７０５のレジ
スタ上にそのデータを設定する。この復号化シフト回路
７０５では次の可変長符号語解読回路７０６から与えら
れる１サンプル前の可変長符号語の符号語長にもとづい
てレジスタ上のビット位置をシフトさせ、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語解読回路
７０６に送る。この可変長符号語解読回路においてはそ
の可変長符号語に対応する出力を得るとともに可変長符
号語の符号語長を復号化シフトＩｊＪ路７０５ヘフィー
ドバックする。

（発明が解決しようとする？＆題） 以上に述べた従来構成と動作において、処理速度を低減
するために可変長符号化処理、復号化処理をそれぞれｒ
ｒ　（ｎ≧２）並列構成で動作せざるを得ない場合を考
える。

たとえば、ＨＤＴＶ（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Ｍｌｌｚ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。このため例えばＥＣＬのような高
速の素子を用いざるを得ないが、ＥＣＬはＴＴＬに比べ
雑音耐圧等の点から動作安定性で劣っていること、品種
数が少ないため設計上の制約が大き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、並列処理が必要となる。

並列処理を行なう場合、送信部ではｎ並列で出力される
可変長符号化データを１つの直列信号に変換して伝送路
に送出する必要がある。また、受信部で直列の受信デー
タをｎ個の並列データに変換する必要がある。しかし、
長さの不確定なｎｍＬ列の可変長符号語データを多重化
して連続的に並べる処理は困難である。また受信側では
ｎｍ列展開するためにはその前に符号語の区切りを検出
しなければならないが、この場合、処理速度の問題から
並列展開した後でなければ符号語長の解読は出来ないと
いう矛ノ＾に陥ってしまう。

（発明の目的） 本発明の目的は上記従来技術の持つ問題点を解決して、
動作速度の低減が可能な並列処理構成のＯｆ変長符号化
復号化方式を提供することにある。

（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、送信側では、送出する可変
長符号語を一定数ずつまとめて１ブロックを構成し、さ
らにｎ個のブロックをまとめて１グループを構成し、使
用される可変長符号ワードのいかなる組合せからもそれ
と同じ符号パタンが生じないような１つのユニークワー
ドを各グループの先頭に挿入し、各ブロックに含まれる
符号語データの総ビット数を示すブロック長情報をｎ個
の各ブロックの先頭に夫々挿入して送出すること。

受信側では、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個のサブバッファメモリとを有し、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
んだ受イ８データを標本化クロックに同期して読み出し
、前記ユニークワードによりグループの区切りを検出し
て、それを基１′史にして前記ブロック長情報を解読し
てｎ個の各ブロックの区切りを夫々検出してｎ個のサブ
バッファメモリに夫々１ブロック分ずつのデータを順次
振り分けて芹き込み、つぎにこれらｎ個のサブバッファ
メモリから夫々データを並列に読み出して対応するｎ個
の＋１変長復号化回路により並列に復号化処理を行なう
こと、を特徴とする。

従来技術とは、複数のサブバッファメモリと１つのメイ
ンバッファメモリを用いた構成をとり。

可変長符号化データのグループ毎にユニークワードとそ
のグループに含まれるｎ個のブロックのブロック長情報
とを付加して伝送することにより、可変長符号化復号化
の並列処理を可能にした点が異なっている。

（実施例　１） 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、１ブロックは１ライン分の可変長符号語データ（
１５３６ワード）で構成するものとする。

第１図は本発明の第１の実施例における送信部ｌＯ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Ｉ丁変長符号
化シフト回路、１．０９〜１１２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はブロック長情報挿
入回路、１１６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。

Ｂｉｒ＋ｉの２面を有し、また、各サブバッファメモリ
１０９〜＋１２およびメインバッファメモリ＋１６は３
２　、ｍ展開で構成する。

次に送信部１０の動作を述べる。可変長符号化される入
力データは４ライン（走査線）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
長符号語を発生させ、つぎの可変長符号化シフト回路１
０５〜１０８において発生符号化語長に対応してレジス
タ上のビット位置をシフトさせて符号語データを設定し
、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
而の２面構成であり、１つの面へ１ブロック分のデータ
の井き込みが終了したら、次の１ブロック分のデータは
他面へ書き込む。すなわちブロック単位で交Ｔ１：にＡ
面、Ｂ而に書き込む。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１０９〜１１２からは標
本化クロックに同期して切換スイッチ回路１１３を介し
て順次１ブロック分ずつデータを読み出す。

各送信サブバッファメモリからの各１ブロック分のデー
タすなわち計４ブロック分のデータをまとめて１グルー
プとし、各グループの先頭にはユニークワード挿入回路
１１４においてユニークワードＵＷ（それと同じ符号パ
タンが可変長符号語のいかなる組合せからも生じないよ
うな符号語）を挿入し、さらにブロック長情報挿入回路
１１５において各ブロックの先頭にそのブロックのデー
タの総ビット数を示すブロック長情報ＢＬ、を挿入した
後に送信メインバッファメモリ１１６に書き込む。

最後に送信メインバッファメモリ１１６からは伝送路ク
ロックに同期してデータを読み出し、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化データの多！
１【化構成を示す図であって、２０１はユニクワード（
ｔＪＷ）、　２０２．２０３．２０４．２０５はブロッ
ク長情報（ＢＬｉ＋　１”ｌ・・・・・・４）、２０６
．２０７．２０８゜２０９は夫々１ブロック分の可変長
符号化データ（１）ΔＴ　Ａ　、　　ｉ　＝　１−　＝
−４）である。Ｄ　Ａ　Ｔ　Ａ　は可変長符号化データ
であるから一般にビット数は異なる。図かられかるよう
に本実施例では１グループは４ブロック分の可変長符号
化データで構成され、各グループの先頭にはユニークワ
ードＵＷが挿入され、各ブロックの先頭には該ブロック
に含まれる可変長符号化データの総ビット数を表わすブ
ロック長情報ＢＬ、が挿入される。

第３図は上述した送信部１０の動作を説明するためのタ
イムチャートであり、記号Ｗは送信サブバッファメモリ
１０９〜１１２への書き込み、Ｒは送信サブバッファメ
モリからの読み出しおよび送信メインバッファメモリ１
１６への書き込み、ＣＯＤは可変長符号化（可変長符号
語発生およびレジスタ上でのビット位置のシフト）の夫
々の動作期間を示す。

第３図かられかるように可変長符号語の発生、レジスタ
上でのシフト、送信サブバッファメモリへの書き込みは
（１）〜（４）で４並列処理で行っているから１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
うことができる。すなわち処理速度を１７４に低減でき
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
ことができる。

一方、送信サブバッファメモリからの読み出しおよび送
信メインバッファメモリへの書き込みは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
、これについて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できる。本実施例
の場合、１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語がすべて１２ビツトの最
長符号語となったときで、この時、１５３６　Ｘ　１２
　＝１８４３２ビット／ブロックとなる。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１８４３２／　３２　＝　５７６回
／ブロック（１９，５ＭＨｚ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、４１６はブロック長情報検出回路、４０３は切り
換えスイッチ回路、４０４〜４０７は夫々受信サブバッ
ファメモリ、４０８〜４１１は夫々可変長復号化シフト
回路、４１２〜４１５は夫々可変長符号語解読回路であ
る。送信部１０と同様に各受信サブバッファメモリはＡ
面、８面の２面構成であり、また。

各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。受信データをまず伝送
路クロックに同期して受信メインバッファメモリ４０１
に書き込む、この受信メインバッフメ′アメモリからは
標本化クロックに同期してデータを読み出し、ユニーク
ワード検出回路４０２によりユニークワードＵＷを検出
してグループの先頭位置を確定させ、これを基準にして
、まずブロック長情報検出回路４１６で第１ブロックの
ブロック長情報ＢＬ、を解読して第１ブロックに含まれ
る符号語データの総ビット数を検出する。このビット数
のデータを切り換えスイッチ回路４０３を介して受信サ
ブバッファメモリ４０４に書き込む。この受信バッファ
メモリ４０４へ第１ブロックのデータの書き込みが終了
したら、次のビット位置からは第２ブロックのブロック
長情報ＢＬ、が配置されているからこれをブロック長情
報検出回路４１６で解読して、第２ブロックに含まれる
符号語データの総ビット数を検出する。

このビット数のデータを切り換えスイッチ回路４０３を
介して受信サブバッファメモリ４０５に書き込む。以下
同様にして第３ブロックのデータを受信サブバッファメ
モリ４０６に、第４ブロックのデータを受信サブバッフ
ァメモリ４０７に書き込む。このように、グループ毎の
ユニークワードＵＷとブロック毎のブロック長情報ＢＬ
、とを用いることにより可変長符号語を解読しなくても
ブロックの区切りを知ることができて、４つの受信サブ
バッファメモリ４０４〜４０７に受信データを振り分け
ることができる。

各受信サブバッファメモリ４０４〜４０７は２面構成で
あり、１ブロックｍ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つの各受信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４０８〜４１１では次の可
変長符号語解読回路４１２〜４１５から与えられる１サ
ンプル前の符号語の語長にもとづいてレジスタ上のビッ
ト位置をシフトさせ、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語解読回路４１２〜４１５に送
る。この可変長符号語解読回路４１２〜４１５において
はその可変長符号語に対応する出力を得るとともに可変
長符号語の語長を可変長復号化シフト回路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４
０１からの読み出し、Ｒは受信サブバッファメモリ４０
４〜４０７からの読み出し、ＤＥＣは可変長復号化（レ
ジスタ上でのビット位置シフトおよび可変長符号語解読
）の夫々の動作期間を示す。

送信部１０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、可変長符号語解読は（
１）〜（４）で４並列処理で行っているから１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
ことができる。すなわち処理速度を１／４に低減できる
。具体的には、直列処理の場合には５２ＭＩｋクロック
で動作させる必要のあったものを１３Ｍ　Ｈｚに下げる
ことができる。

Ｊｉ、受信サブバッファメモリ４０１からの読み出しお
よび受信メインバッファメモリ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、これは受も１メインバツフアメ
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
を低減することができる。

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（１９，５
ＭＨ７，に相当）に低減できる。

（実施例　２） 本発明の第２の実施例では、送受信符号系列の構成が第
２図と異なるほかは第１の実施例の第１図、第２図、第
３図、第４図、第５図と同様である。第６図は本発明の
第２の実施例における送受信符号化データの多重化構成
を示す図であって。

６０１はユニークワード（Ｕ　Ｗ）、６０２．６０３．
６０４゜６０５は夫々第１ブロックから第４ブロックま
での各ブロックの可変長符号化データの総ビット数を表
わすブロック長情報（Ｂ　Ｌｉ＋　ｉ　＝１．２．３．
４）、６０６、６０７．６０８．６０９は夫々第１ブロ
ックから第４ブロックまでの各ブロックの可変長符号化
データである。第１の実施例と異なる点は、ブロック長
情報ＢＬ、がグループの先頭位置（ユニークワードの直
後）にまとめて配置されていることである。

送信部では４つの送信サブバッファメモリ１０９〜１１
２から読み出した符号化データを第６図のようにユニー
クワードＵＷとブロック長情報ＢＬ。

とともに多重化して送信メインバッファメモリ１１６を
介して伝送路へ送出する。

受信部では、受信メインバッファメモリ４０１から読み
出した受信データに対してユニークワードＵＷの検出に
よりグループの先頭を確定した後、ユニークワードの直
後に続く４つのブロック長情報ＢＬ、をブロック長情報
検出回路４１６で解読する所により各ブロックの符号化
データのビット数を検出する。これに基づき切り換えス
イッチ回路４０３を制御してデータを１ブロック分ずつ
４つの受信サブバッファメモリ４１２〜４１５に順次振
り分けて書き込む。以降の動作は第１の実施例と全く同
様である。

（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
ＤＴＶ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１）６
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ｍ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図は本発明の第１の実施例における送信部のブロッ
ク構成図、第２図は第１図の実施例における送受信符号
化データの多重化構成を示す図、第３図は送信側の動作
を説明するためのタイムチャート、第４図は本発明の第
１の実施例における受信部のブロック構成図、第５図は
受信側の動作を説明するためのタイムチャート、第６図
は本発明の第２の実施例における送受信符号化データの
多重化構成を示す図、第７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、４０
３・・・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、２０１、６０
１・・・ユニークワード、２０２〜２０５．６０２〜６
０５・・・ブロック長情報。 ２０６〜２０９．６０６〜６０９・・・可変長符号化デ
ータ、４０１・・・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・・・可変長符号語
解読回路、４１６・・・ブロック長情報検出回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側では、送出する可変長符号語を一定数ずつ
   まとめて１ブロックを構成し、さらにｎ個のブロックを
   まとめて１グループを構成し、使用される可変長符号ワ
   ードのいかなる組合せからもそれと同じ符号パタンが生
   じないような１つのユニークワードを各グループの先頭
   に挿入し、各ブロックに含まれる符号語データの総ビッ
   ト数を示すブロック長情報をｎ個の各ブロックの先頭に
   夫々挿入して送出すること、 受信側では、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個のサブバッファメモリとを有し、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し、
   前記ユニークワードによりグループの区切りを検出して
   、それを基準にして前記ブロック長情報を解読してｎ個
   の各ブロックの区切りを夫々検出して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、つぎにこれらｎ個のサブバッファメ
   モリから夫々データを並列に読み出して対応するｎ個の
   可変長復号化回路により並列に復号化処理を行なうこと
   、 を特徴とする可変長符号化復号化方式。
2. （２）使用される可変長符号ワードのいかなる組合せか
   らもそれと同じ符号パターンが生じないような１つのユ
   ニークワードの次に、ｎ個のブロック長情報をグループ
   毎にグループの先頭部分にまとめ配置することを特徴と
   する前記請求項（１）記載の可変長符号化復号化方式。