JPH0454415B2

JPH0454415B2 -

Info

Publication number: JPH0454415B2
Application number: JP56181974A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watanabe
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-11-13
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1992-08-31
Also published as: JPS5883313A

Description

【発明の詳細な説明】

カラー映像信号をサンプリングし、１サンプル
当たりｎビツト、例えば８ビツトのデジタルデー
タ（１ワード）にしてVTRに記録し、再生した
り、また、このデジタルデータに伝送することが
考えられている。この場合、１サンプル８ビツトのデータをその
まま例えばVTRで記録するとすると、そのとき
の記録信号の２値レベルの“１”と“０”とは均
一に現われないため記録信号には応々にして直流
分が含まれる。ところが、一般の磁気ヘツド装置
では、再生時に直流分を再生することができない
ため、記録系において、記録信号中にこの直流分
が含まれないようにするエンコーデイングが記録
信号に対して行なわれる。この記録時のエンコーデイングは、記録信号の
DSV（Digital Sum Variation）がなるべく小さ
くなるようにする処理である。ここで、DSVと
は２値レベルの“１”，“０”をそれぞれ＋１，−
１に対応させて積分した値であつて、このDSV
は任意の時点あるいは期間について値を持つもの
である。そして、連続する２値信号について始め
からDSVを求めた場合、そのDSVが限りなく増
加あるいは減少するならば、その信号は直流分を
持ち、DSVが有界ならば、直流分をもたない。従来、この８ビツトの記録信号のDSVを小さ
くするエンコード処理の方法としては、いわゆる
８−９変換、８−10変換のようなブロツクコーデ
イングやM²（Modified Miller）のようなエンコ
ーデイング方法が採用されている。これらのエン
コーデイング方法ではソースビツトレイトに対す
る記録ビツトレイトが高くなる。換言すれば、８
ビツトのデータ長を９ビツト、10ビツト、16ビツ
トと拡張することにより、記録信号のDSVを小
さくするようにしていたのである。ところが、最近では記録信号の情報量の増大に
伴い、ソースビツトレイト自体が高くなる傾向に
ある。このため、記録ビツトレイトはあまり高く
できず、ソースビツトレイトのままで記録できる
ようにすることが要求されている。この発明の第１の目的は、記録すべき画像デー
タについて上記の要求を満足させる方法を提供す
ることにある。すなわち、この発明においては、次の２つの処
理をすることにより画像データについてはソース
ビツトレートを上げないようにする。第１の処理は、１ワードｎビツトのデータを１
ワード当たりのDSVの値、すなわちCDS
（Codeword Digital Sum）によつて並べ換えた
同じくｎビツトの各ワードに１対１に対応させて
置き換える処理である。この場合、置き換える処理は、基本的には、画
像データワードの相関のあるもののグループに対
し、CDSの値が同じであるワードのグループを
割り当てて置き換える。第２の処理は、このCDSの値に基づいて置き
換えられたデータの各ビツトを、例えば伝送信号
に含まれる直流成分を少なくするような所定の反
転規則に従つて選択的に反転させる等の所定の処
理をさらに行うものである。この２つの処理を行なうことにより、ソースビ
ツトレイトに対し記録ビツトレイトを高めること
なく、後術のように画像データに対してのDSV
を大幅に減少させることができる。ところで、この画像データを記録する場合にお
いて、再生時の画像データ処理に便利なように、
画像データを複数サンプル毎にブロツク化し、こ
れに同期ワードやアドレスワードを付加したり、
さらに記録媒体や伝送路の特性を考慮して誤り訂
正コードを付加することが通常行なわれ、また、
必要でもある。したがつて、実際にはこれらの付加ワードが前
述したDSVが小さくなるようにする処理が施さ
れた画像データワードに対して付加されるわけで
あるが、これらが付加されることによりせつかく
減少したDSVが、前記処理が意味がなくなるほ
どに大きくなつてしまうことがあつた。この発明の第２の目的は、画像データワードに
付加ワードを付加したとき上記のような欠点が生
じないようにすることである。すなわち、この発明においては、付加データと
して必要なワード数よりも多数のワード群より
CDSの小さいものだけを選び出し、その選び出
した各ワードに付加ワードを置き換える処理をす
るものである。以下、この発明方法の一実施例を図を参照しな
がら説明しよう。第１図はこの発明方法を、カラー映像信号をデ
ジタル信号にして記録再生する装置に適用した場
合の系統図を示すものである。なお、この場合の主な仕様は次のようなものと
なつている。信号記録方式輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ＝Ｂ−Ｙ，Ｖ＝Ｒ−Ｙ
のコンポーネントサンプリング周波数Ｙ；4fsc，Ｕ，Ｖ；2fscただしfscは色副搬送波
周波数。元のサンプル数 768サンプル×51H／セグメントただし1Hは１
水平ラインコーデイング後のサンプル数 1296サンプル
×36H／セグメント１サンプル当り８ビツトサンプル１フイールド当り５セグメント／NTSC 以上のような仕様である。図で、１はカラー映像信号の入力端子で、これ
を通じたカラー映像信号はＡ−Ｄ変換器２に供給
され、サンプリングされ、そのサンプリング値が
８ビツトのナチユラルバイナリーコードのワード
に変換される。このＡ−Ｄ変換器２よりの８ビツト並列の画像
データワードはDSVコントロールエンコーデイ
ング回路３に供給される。このエンコーデイング回路３においては、前述
したように、各８ビツトのデータワードがCDS
によつて並べ換えられた１ワード８ビツトの各ワ
ードに置換される。この場合、置換されるワード
は、例えばROMに記憶されていて、対応するナ
チユラルバイナリーコードでそのアドレスが指定
されることにより読み出されて各ワードが置換さ
れるようにされる。第２図Ａ，Ｂ，Ｃは、８ビツトのナチユラルバ
イナリーコードの256個の全てのワードに対し、
並べ換えられるワードの対応の一例を示すもので
ある。図において、「元の値」と表示したのはＡ
−Ｄ変換器２から得られるナチユラルバイナリー
コードの各ワードの10進表示であり、ROMのア
ドレスに相当する。また、「置換値」と表示したのは置換されるワ
ードの10進表示であり、「DSVCC」と表示した
ものはそのバイナリーコード表示である。この第２図から明らかなように、ナチユラルバ
イナリーコードの隣接する値、つまり相関のある
デジタルデータに対して、基本的にはCDSの値
が同一値であるワードのグループが置換ワードと
して割り当てられる。そして、相関のある信号に
対しCDSが同一値とならないときはそのCDSの
差がなるべく小さいものが割り当てられる。しかも、データとして出現確率の高い中央値
「128」の近傍に対しては、CDSが０である８ビ
ツトワードが割り振られ、そして、この値「128」
より遠ざかるに従つて、値「128」より小さい値
となる方向では、−２，−４…、値「128」より大
きくなる方向では＋２，＋４…と、順次CDSの絶
対値の大きいものが割り振られる。こうしてこのエンコーデイング回路３におい
て、置換された各ワードは反転処理回路４に供給
される。この反転処理回路４においては、例えば
１ワード毎に、そのワードとコンプリメンタリな
ワードに置換される処理がなされる。すなわち、この反転処理回路４においては、あ
るワードはそのまま出力され、それに続く１ワー
ドは“１”と“０”とが全く反転された状態のコ
ンプリメンタリなワードに置換される。例えば、
第２図Ａの「元の値53 置換値49」でCDSが−
２のデータワード（DSVCC）〔00110001〕が反
転されるとすると、これは〔11001110〕に変換さ
れる。この値は「元の値202 置換値206」のデー
タワードに相当し、そのCDSは＋２である。す
なわち、この場合、エンコーデイング回路３より
のデータワードのコンプリメンタリなワードは元
のワードに対しCDSの正負の極性が反対となる
ワードである。こうして、この回路４からは、そのままのワー
ドと反転されたワードとが交互に得られるものと
なり、入力カラー映像信号が相関の強い信号であ
ることを考えれば、この反転処理回路４の出力デ
ータワードのDSVを計算すれば、その値は「０」
に収束する方向になることは容易に理解できる。この反転処理回路４からの画像データワードは
記録プロセツサ５に供給される。このプロセツサ５では例えば１水平区間分の画
像データが４分割され、この４分割された画像デ
ータが１ブロツク分とされて、この１ブロツク分
の画像データに対して第３図に示すようにCRCC
（Cyclic Redundahcy Check Code）が付加され
るとともにブロツク同期信号及びアドレスコード
が付加される。すなわち、１ブロツク分の画像データ（例えば
204ワード）に対して３ワード分のCRCCが計算
されて求められ、これが第３図に示すように、１
ブロツク分の画像データの終わりの部分に付加さ
れる。ブロツク同期信号は、１ブロツク分の画像デー
タに対して同じものが３ワード分として各ブロツ
クの先頭の位置に付加されるもので、この場合、
ブロツク同期信号としては、DSVを考慮して、
例えば〔00110001〕〔11001100〕〔01110011〕の３
つのコードワードが用いられる。アドレスコードはブロツク同期信号と画像デー
タとの間に６ワード分挿入されるもので、そのう
ちの初めの２ワードCD₃，CD₂が実際のアドレス
とされる。そしてその２ワードのうちの１ワード
目CD₃はヘツド指定、及びセグメント指定アドレ
スとされ、２ワード目CD₂はブロツク指定アドレ
スとされる。この場合、ブロツク指定アドレスはセグメント
内のブロツクの番号に応じて定められるものであ
る。この例においては、１セグメント当たりのブ
ロツク数は216とされるが、この数についてはこ
の発明では要旨ではないので、ここではその説明
は省略する。アドレスデータの３ワード目CD₁と４ワード目
CD₀は初めの２ワードに対するCRCCである。また、５ワード目CW₁と６ワード目CW₂は、
既知のｂ隣接誤り訂正符号であり、次のようにし
て得られるコードである。 CW₁ CW₂＝T⁰T⁰T⁰T⁰ T⁰T¹T²T³ CD₀ CD₁ CD₂ CD₃ …(1) ただし

【式】である。そして、この場合、ブロツクアドレスワード
CD₂は、セグメント内のブロツクの順番通りの値
をそのまま割り当てるのではなく、第４図に示す
ように、ブロツクのセグメント内の順番の若い番
号から順に、先ずCDSの値が「０」のものが割
り当てられる。CDSの値が「０」であるワード
が終了した後は、CDSの値が「＋２」であるワ
ードと「−２」であるワードが交互に割り当てら
れる。同様にCDSの値が「±２」であるワード
が終了したら、同様にしてCDSの値が「＋４」
であるワードと、「−４」であるワードとが、１
ワード毎に交互に割り当てられる。このように、CDSの値が正のものと、負のも
のとを交互に割り当てるのは、正のものと負のも
のの数が等しくなるようにするためで、全体とし
てDSVの減少に寄与させるためのものである。６は上記のアドレスワードが記憶されている
ROMで、１セグメント内のブロツクの番号（順
位）で示されるこのROM６のアドレスに、対応
するブロツクアドレスワードCD₂が記憶されてい
る。こうして、１ブロツク当たり第３図のようなフ
オーマツトのデータとされたものは、プロセツサ
５よりパラレル−シリアル変換器７に供給され
て、８ビツト並列のデータが直列データに変換さ
れ、これがVTR８に供給されて記録される。この場合、VTR８においては、カラー映像信
号の１フイールド分のデータ当たり複数本の斜め
トラツクとしてテープ上に記録される。このVTR８が再生状態にされると、その再生
データは、シリアル−パラレル変換器９に供給さ
れて直列データが８ビツト並列のワード単位のデ
ータ列に変換される。この変換器９よりのデータ
ワードは再生プロセツサ１０に供給される。この再生プロセツサ１０においては、各ブロツ
クのアドレスワードCD₂がROM１１によつて１
セグメント内のブロツクの番号を表わすワードに
変換されるとともにCRCCが用いられて誤り検出
及び訂正がなされる。このプロセツサ１０からの出力データは逆反転
処理回路１２に供給されて、記録時コンプリメン
タリなワードに変換された画像データがもとのワ
ードに戻される。この逆反転処理回路１２の出力
データはDSVコントロールデコーデイング回路
１３に供給されて、画像データワードについて記
録系のエンコーデイング回路３の置換と全く逆の
置換がこのDSVコントロールデコーデイング回
路１３においてなされる。従つて、この回路１３
はROMを有している。このデコーデイング回路１３から得られるワー
ドはもとのナチユラルバイナリーコードであり、
これはＤ−Ａ変換器１４に供給されてもとのアナ
ログカラー映像信号に戻され、出力端子１５に導
出される。以上のようにして、この発明においては、画像
データについては、ナチユラルバイナリーコード
のワードをCDSの値に基づいて並べ換えたワー
ドに１対１に置換する処理を行なうとともに、こ
の置換したワードを画像信号の相関性を利用して
ワード毎に、それと、コンプリメンタリなワード
に置換する反転処理をなすことにより、記録信号
中の画像データについてのDSVの値を大幅に減
少させることができる。この場合、入力信号の相関性に着目してナチユ
ラルバイナリーコードのワードをワード毎あるい
は複数ワード毎に反転処理するようにしても
DSVの値はある程度小さくすることはできる。
しかしながら、ナチユラルバイナリーコードの場
合、反転処理をしてもDSVの減少にならない部
分があり、この発明のような効果は得られない。すなわち、第５図はナチユラルバイナリーコー
ドとこの例の第１の処理であるDSVコントロー
ルエンコーデイングを行つたコードワードとの
CDSの値を比較するための図である。そして、
第６図はサンプル値の「０」から「Ｎ」までの
DSVの値をＮ＝255までナチユラルバイナリーコ
ードで計算したときの変化を、第７図はそれを
DSVコントロールエンコーデイング処理したコ
ードで計算したときの変化を、それぞれ示すもの
である。これらの図から、ナチユラルバイナリー
コードでは、CDSの値が相関のあるもの同志で
も比較的大きく変化するとともに、その変化の大
きさは一定ではなく、一方、DSVコントロール
エンコーデイングをしたワードは、CDSの値が
相関のあるもの同志ではほぼ同一値であることが
わかる。そして、特に通常の入力映像信号の場合、デー
タとしてはレベルが「16」〜「240」程度が用い
られ、「128」前後のデータの出現確率が高いもの
となることを考え併わせれば、DSVコントロー
ルエンコーデイングしたワードはCDSの値の差
が、全てのワード間で小さくなることもわかる。以上のように、ナチユラルバイナリーコードの
場合、第５図及び第６図からも明らかなように、
DSVの値は増えたり、減つたりしている。した
がつて、反転処理をしても一概にDSVが減少す
るとは言えない部分が生じる。例えば、第５図
で、値「31」のコードから値「32」のコードの部
分で反転処理をするとこの部分ではDSVは８と
なつて、かえつて大きくなつてしまうのである。これに対し、この発明によつてDSVコントロ
ールエンコーデイングした画像データは、DSV
の値が第５図及び第７図から明らかなように相関
のあるデータ同志ではCDSはほぼ等しくなつて
いるから、この相関のあるデータ同志で反転処理
をすればDSVは必ず減少する傾向を程するので
ある。因に、上述の例のようにVTRにカラー映像信
号をその１フイールド当たり複数本のトラツクを
形成して記録する場合において、１セグメント当
たりについて、ナチユラルバイナリーコードの状
態で反転処理したとき、この発明によるDSVコ
ントロールエンコーデイングをしてさらに反転処
理したときのCDSの平均値、DSVの最大値、
DSV1セグメントについての最終値を、第８図に
示す。なお、これは画像データのみについての結
果であつて、ブロツク同期信号、アドレス信号及
びCRCCは付加していない状態のものである。この第８図から明らかなように、画像データに
ついて、ナチユラルバイナリーコードのままで反
転処理したときのDSVの最終値に対し、この発
明によれば最終値は1/30に減少するものである。以上は画像データのみについてのDSVについ
て検討したものであるが、上述したように、実際
上はVTRへの記録再生について最適な処理を行
なうため、画像データを複数ワード毎のブロツク
として、これに同期信号、CRCC、アドレス信号
等を付加する。これら付加するデータに何等の工
夫を施こさずに、上述の画像データに付加して記
録、再生したときのDSVの最大値等は第９図の
上２段に示す如くである。すなわち、第８図の画像データのみの場合に比
べてDSVが大幅な増大がみられ、特に、この発
明によるDSVコントロールエンコーデイング及
び反転処理した画像データにアドレス等が付加さ
れると、この画像データについて行つた処理の効
果が大きく減殺されてしまうことがわかる。ところで、同期信号は定まつたコードワードを
割り当てればよいので、その割り当てるコードワ
ードについて考慮すればDSVの増大はある程度
防げるはずである。また、CRCCは全くランダムに発生するコード
であるから、これによるDSVの増大もそれほど
問題にならないと考えられる。すると、DSVの増大の主な原因はアドレスワ
ードであると考えられる。以上のような考えに基づいて、上述の例ではブ
ロツクアドレスワードCD₂について、CDSの絶対
値の小さいワードから順次割り当てる処理を施し
たのである。このアドレスワードについて処理を行つて、こ
の発明による処理が施された画像データに同期信
号、CRCCとともに付加したときのDSVの最終値
等を第９図の最下段に示す。これから明らかなよ
うに、アドレスワードについてこの発明による処
理を施せば、このアドレス等に何等の処理を施さ
なかつた場合に比べてDSVの最大値で約1/6、最
終値で約1/26に減少するものである。以上述べたようにして、この発明によれば、画
像データについてソースビツトレートに対して伝
送ビツトレートを高くすることなく伝送画像デー
タのDSVを大幅に小さくすることができるとと
もに、この画像データに付加するデータについて
も特殊な処理を施すようにしたので画像データに
ついてのDSVの減少効果を損うことはない。つ
まり、伝送データ全体についてのDSVを大幅に
減少することができるものである。なお、第２図Ａ，Ｂ，Ｃに示した画像データに
ついて対応表及び第４図に示したブロツクアドレ
スワードについての対応表は、一例であり、いず
れの場合においても、CDSの値が同一値である
ワード郡の範囲内で適当な並べ換えを行なつても
よい。また、画像データについての反転処理は１ワー
ド毎ではなく相関のあるもの同志であれば複数ワ
ード毎であつてももちろんよい。また、映像信号
の垂直相関性に着目して１水平ライン毎に反転処
理をしてもよい。また、アドレスワードは上述の例ではCDSの
絶対値の等しいものを、正の値のものと負の値の
ものとを交互に割り当てるようにしたが、アドレ
スワードは必ず全て出現するものであるから、正
の値のワードの数と負の値のワードの数とを等し
くなるようにすれば、正、負交互に割り当てる必
要はない。さらに、アドレスワードは画像データワードに
比べてワード数が少ないので、８ビツトのアドレ
スワードを９ビツト又は10ビツトに変換する処理
をして、伝送ビツトレートをそれ程上げずに
DSVの減少はなすことができるからアドレスワ
ードについてはこの８−９，８−10変換等のブロ
ツクエンコーデイングの処理をしてもよい。この
場合に８ビツトのワードから９ビツト、10ビツト
のワードを選ぶときもCDSの小さいものから順
次選ぶのは上述の例と同様である。また、誤り訂正用として、水平パリテイや垂直
パリテイを形成して画像データに付加する場合、
これらパリテイについても、これらパリテイを計
算後、これらのコードに対して８−９変換、８−
10変換を行なつてもよい。なお、デジタル画像データをVTRに記録する
のではなく、直流分を通さない他の伝送手段によ
つてデジタル信号を伝送する場合全てにこの発明
は適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法が適用される装置の一例
の系統図、第２図は画像データについて置換され
るワードの例を示す図、第３図は記録信号の１ブ
ロツク分のフオーマツトを説明するための図、第
４図はアドレスデータについての置換されるワー
ドの例を示す図、第５図〜第７図はこの発明によ
り画像について置換されるワードと、ナチユラル
バイナリーコードのワードとの違いを説明するた
めの図、第８図及び第９図はこの発明の効果を説
明するために用いる図である。２はＡ−Ｄ変換器、３はDSVコントロールエ
ンコーデイング回路、４は反転処理回路、５は記
録プロセツサ、６はアドレスROMである。

Claims

【特許請求の範囲】１夫々ｍビツトのワードにより成るデジタルデ
ータを複数ワード毎にブロツク化し、これに各付
加データを付加した伝送信号に変換する２値デー
タの変換方法において、上記デジタルデータを構成するｍビツトの各デ
ータワードを、１つのCDS値を満足する複数の互いに異なる
ｍビツトの置換ワードを１つのグループとし、互いに異なるCDS値に対応する複数のグルー
プが、夫々対応するCDS値の差が最小となる配
列で割り当てられて決定される第１の置換規則に
従つてｍビツトの各置換ワードに夫々変換し、ｎ（≠ｍ）ビツトの上記各付加データを、各CDS値を夫々に満足する複数の互いに異な
るｎビツトの置換付加データが、夫々互いに異な
るCDSの絶対値が小から大へと移行する配列で
割り当てられて決定される第２の置換規則に従つ
てｎビツトの各置換付加データに夫々変換し、この各置換付加データを上記各ブロツクに付加
すると共に、複数の上記置換ワードより成るデー
タの各ビツトを伝送信号に含まれる直流成分を少
なくするような所定の反転規則に従つて選択的に
反転させて伝送信号を得るようにしたことを特徴
とする２値データの変換方法。２夫々ｍビツトのワードにより成るデジタルデ
ータを複数ワード毎にブロツク化し、これに各付
加データを付加した伝送信号に変換する２値デー
タの変換方法において、上記デジタルデータを構成するｍビツトの各デ
ータワードを、１つのCDS値を満足する複数の互いに異なる
ｍビツトの置換ワードを１つのグループとし、互いに異なるCDS値に対応する複数のグルー
プが、夫々対応するCDS値の差が最小となる配
列で割り当てられて決定される第１の置換規則に
従つてｍビツトの各置換ワードに夫々変換し、ｎ（≠ｍ）ビツトの上記各付加データを、各CDS値を夫々に満足する複数の互いに異な
るｎビツトの置換付加データが、夫々互いに異な
るCDSの絶対値が小から大へと移行する配列で
割り当てられて決定される第２の置換規則に従つ
てｎビツトの各置換付加データに夫々変換し、この各置換付加データを上記各ブロツクに付加
すると共に、複数の上記置換ワードより成るデー
タの各ビツトを伝送信号に含まれる直流成分を少
なくするような所定の反転規則に従つて選択的に
反転させた伝送信号を受信し、受信された伝送信号に含まれる各ビツトのう
ち、上記所定の反転規則に従つて反転されたビツ
トを反転し、上記各置換付加データを上記第２の置換規則の
逆の規則に従つて上記各付加データに夫々変換す
ると共に、上記各置換ワードを上記第１の置換規
則の逆の規則に従つて上記各データワードに変換
することで、上記デジタルデータを得るようにし
たことを特徴とする２値データの変換方法。