JPH05505503A - 調節可能な誤り訂正を提供する方法及び装置 - 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】 調節可能な誤り訂正を提供する方法及び装置、技術分野 本発明は、一般に、デジタル・データ信号の誤り訂正を提供することに関する。

更に詳しくは、本発明は、デジタル・データ信号に適用されるべき誤り訂正ルー チンを、そのデジタル・データ信号の検出された特性に基づいて選択する方法及 び装置を提供する。

背景技術 送信された又は記録されたデジタル・データ信号が、そのデジタル・データ信号 の送信、受信、又は再生の際に遭遇した問題が原因で、部分的に回復できないこ とがよくある。たとえば、磁気的に記録されたデータに関しては、記録のプロセ ス中に遭遇した問題、記憶ディスクの欠陥、又はディスク・ドライブ・ユニット の回路における誤動作などによって、ディスク・ドライブ・ユニットの記憶ディ スクに記録されたデジタル・データが、再生できない場合がある。デジタル・デ ータ信号の部分的な損失は、そのデジタル・データ信号がオリジナルのより大き なデータ・セットを圧縮したデータ・セットを表象している場合に、特に重大で ある。

データ圧縮は、オリジナルのデータ・セットが冗長情報を包む場合に、多（のア プリケーションで用いられている。たとえば、データの記憶に要求されるメモリ 容量の大きさを減少させるために、データを記憶するのに先立って、冗長情報の 量を減少させることが望まれる。デジタル画像データの記憶に必要なメモリない し記憶スペースの量を減少させるために、データ圧縮は、電子撮像システムにお いて広く用いられている。電子撮像システムは、一般に、画像を複数のデータ・ ポイントすなわち画像ピクセルとして把握する。しかし、多くの画像は、青空と か緑の芝生のように、同一の画像情報を有する大きなセクションをもっている。

このような場合には、画像圧縮アルゴリズムが用いられて、その画像セクション 全体を代表する画像ピクセルを選択する。圧縮解除（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉ。

ｎ）アルゴリズムによれば、代表の画像ピクセルからその代表される画像セクシ ョン全体を再生することができる。このようにして、画像の表現を記憶するのに 必要なメモリ・スペースの量を減少させることが可能である。代表の画像ピクセ ルだけが記憶されれば十分だからである。

前述のデータ圧縮は必要なメモリ・スペースの量を減少させるという利点を提供 するのであるが、圧縮されたデータの各ビットは実際には多（のオリジナルのデ ータ・ポイントを代表しているのであるから、データ圧縮の技法の実施には、デ ータ再生プロセスが、高度の信頼性をもって圧縮されたデータの再生を実行する ことが要求される。たとえば、個々の画像ピクセルは幾つか失われたとしても再 生された画像の深刻な劣化には至らないのに対して、代表の画像ピクセルが失わ れた場合には、画像のそのブロックないし部分の全体がうま（再生されえないの であるから、深刻な画像劣化が引き起こされる。したがって、再生プロセスで発 生する誤りを訂正するために、誤り訂正が提供されなければならない。

記録データ信号の再生処理で発生する誤りを訂正するために、誤り訂正を提供す るという考えは、もちろん周知である。たとえば、１９８７年９月１日に５ｉＩ ｖｅｒに発行された米国特許４６９１２５３号は、移動ないし静止画像を記録す る電子撮像カメラを開示しており、このカメラには、欠陥のある磁気記憶媒体か らのデータ再生中に生じうるドロップアウトやノイズ・スパイクを訂正する誤り 訂正を提供するデジタル処理回路が組み込まれている。しかしながら、非常に損 なわれた記録に対して複雑な誤り訂正ルーチンを実行することは、時間を要し、 撮像システム全体のスルーブツト効率の低下を帰結する。画像の質との引き換え （トレードオフ）になるのだが、それほどには精緻でない誤り訂正方法も用いら れつる。したがって、従来は、適切な誤り訂正ルーチンの選択は、受は入れ可能 な画像の質と広い範囲のデータ再生条件についての妥当なスルーブツト効率との トレードオフであった。

以上を念頭に置くと、結果的に再生データの質が損なわれることなく、システム 全体のスループット時間を最小化しつる誤り訂正を実行する方法及び装置を提供 することが望まれる。よって、本発明の目的は、デジタル・データ信号の検出さ れた特性に基づいて、そのデジタル・データ信号に適用すべき最適の誤り訂正ル ーチンを選択する誤り訂正を実行する方法及び装置を提供することである。

発明の概要 本発明は、デジタル・データ信号の検出された特性に基づいて、そのデジタル・ データ信号に適用すべき最適の誤り訂正ルーチンを選択する誤り訂正を実行する 方法及び装置を提供する。デジタル・データ信号の特性に基づいて最適の誤り訂 正ルーチンを選択することで、システム全体のスルーブツト効率への影響を最小 に保ちつつ、誤り訂正処理の効率が最大になることが保証される。

更に特定すると、本発明は、デジタル・データ信号を生成する機構と、デジタル ・データ信号の誤り特性を検出してその特性を示す検出信号を生成する検出ユニ ットと、この検出ユニットが生成した検出信号に基づいてデジタル・データ信号 について誤り訂正ルーチンを実行する処理ユニットとを含むデジタル・データ信 号の誤り訂正を提供する装置を提供する。。

この処理ユニットは、最適の誤り訂正アルゴリズムを実現することによって、誤 り訂正ルーチンを実行する。この処理ユニットは、メモリ・ユニットに記憶され た複数の誤り訂正アルゴリズムの中から、検出ユニットが生成した検出信号に応 答して、最適の誤り訂正アルゴリズムを選択する。他方、１つのマルチ・レベル の誤り訂正アルゴリズムが記憶され、この処理ユニットは、実行されるべき誤り 訂正のレベルの数を、検出信号に基づいて選択する。検出ユニットは、好ましく は、処理されつつあるデジタル・データ信号のドロップアウト率に基づいて検出 信号を生成する。但し、他の誤り特性もまた用いられつる。

図面の簡単な説明 以上を念頭に置き、好適実施例と本発明を組み入れた電子カムコーダのブロック 図を示している添付の図面との以下の詳細な説明が参照されるべきである。

好適実施例の詳細な説明 前述のように、デジタル・データ処理システムにおいて誤り訂正ルーチンを実行 するために適切な誤り訂正アルゴリズムを選択する従来の方法では、その誤り訂 正ルーチンから生成されたデータの質とその誤り訂正ルーチンを利用したデータ 処理システム全体のスルーブツト効率とのトレードオフを必要としていた。非常 に損なわれたデータ記録を処理して、当初に記録されたデータを高度の正確さを もって再生する場合には、複雑な誤り訂正アルゴリズムが用いられなければなら ない。しかし、システム全体のスルーブツト時間は、複雑な誤り訂正アルゴリズ ムの実行に必要な時間によって悪化する。複雑度の低い誤り訂正アルゴリズムや マルチ・レベル誤り訂正の一部分のみを用いることにより、これらの実行にはよ り少ない時間しか必要ではなく、システムのスルーブツト効率を高めることが可 能である。しかし、複雑度の低い誤り訂正アルゴリズムを使用すれば、結果とし て、再生データの質は、それに対応して損なわれることになる。したがって、従 来のシステムでは、妥協して、システム全体のスループット効率への影響を最小 限に保ちつつ大部分の場合に誤り訂正機能を満足できる程度に実行する誤り訂正 アルゴリズムを選択することが強いられてきた。

本発明は、従来の方法及びシステムとは対照的に、ある与えられた状況での最適 誤り訂正ルーチンは処理されるべきデジタル・データ信号の特性に基づいて選択 されつるとの認識に準拠している。特に、再生されたデータ信号は、ドロップア ウトなど特定の誤り特性に関して監視され、その監視された誤り特性に基づいて 最適の誤り訂正ルーチンが選択される。たとえば、ドロップアウトの程度が高く 非常に損なわれた記録から再生したデジタル・データ信号は、複雑な誤り訂正ア ルゴリズムで処理され、ドロップアウトの程度の低いデータ信号は、それほど複 雑ではない誤り訂正アルゴリズムで処理され、また、データ信号の中に誤りが検 出されなかった場合には、誤り訂正ルーチンはバイパスされる。したがって、使 用されるべき誤り訂正アルゴリズムは、処理されるべきデジタル・データ信号の 買に忠実に一致し、それにより、システム全体のスループット効率への全体的な 影響を最小に保ちつつ、誤り訂正ルーチンは、処理されるべき各データ信号に対 して最適化されることが保証される。

次に、本発明を、図１を参照して更に詳述する。図１には、レンズ・システム１ ２と、ンヤッタ及び絞りアセンブリなどの露光制御機構１４と、電子撮像デバイ ス１６と、電子撮像デバイス１６の出力とフレームスドア２０の入力とに結合さ れたＡＤコンバータ１８と、フレームスドア２０の出力に結合されたデジタル信 号処理ユニット２２と、デジタル信号処理ユニット２２の出力とディスク・ドラ イブ・ユニット２６の入力とに結合された変調器及び符号器回路２４と、を含む 静止ビデオ・フロッピ（ＳＶＦ）デジタル・カムコーダ１０が示されている。

デジタル信号処理ユニット２２は、好ましくは、書き込み動作中の誤り圧縮とデ ータ・フォーマットとパリティ−生成機能、及び、読み取り動作中のデフォ−マ ットと誤りの復号とデータの圧縮解除とを、プロセッサ２８に結合されたメモリ ・ユニット３０に記憶された制御プログラムに応答して実行する１つのプロセッ サ２８を含む。ディスク・ドライブ・ユニット２６は、ドロップアウト検出ユニ ット３４に結合された磁気的ないし光学的な読み取り／書き込み変換器ヘッド３ ２を含む。読み取り／書き込み変換器ヘッド３２は、ディスク・ドライブ・ユニ ット２６にロードされた記憶ディスクへの情報書き込み及びその記憶ディスクか らの情報検索のために用いられる。ドロップアウト検出ユニット３４は、読み取 り／書き込み変換器ヘッド３２からの出力信号を監視し、デジタル信号処理ユニ ット２２に、対応するドロップアウト検出信号を供給する。読み取り／書き込み 変換器ヘッド３２からの出力信号は、次に、ディスク・ドライブ・ユニット２６ のドロップアウト検出器３４に結合された復調器及び復号器回路３６に供給され る。

復調器及び復号器回路３６は、ビデオ処理回路３８に結合されたデジタル信号処 理ユニット２２に結合されている。ビデオ処理回路３８は、復調器及び復号器回 路３６から受け取った信号を処理し、処理済みの信号をビデオ処理回路３８に供 給する。ビデオ処理回路３８からの出力信号は、カムコーダのビデオ出力コネク タ４０に供給される。ビデオ処理回路３８からの出力信号は、また、スイッチン グ・ユニット４４の制御の下でＣＲＴビューファインダ・モニタ４２に選択的に 供給されつる。全体的なシステム制御は、オペレータ制御ユニット（図示せず） から受け取った制御信号に応答してシステムの動作を開始し制御するマイクロプ ロセッサ・コントローラ（図示せず）により提供される。

図に示したカムコーダ１０の動作を以下で更に詳細に説明する。マイクロプロセ ッサ・コントローラは、オペレータ制御ユニットから受け取った制御信号に応答 して、電子撮像デバイス１６を場面光に露光するために露光制御機構１４を付勢 する。電子撮像デバイス１６は、これはたとえばＣＣＤ画像センサであるが、当 業技術分野で知られた方法で入射場面光を積分し対応するフォトチャージを生成 する複数のピクセル要素を含む。ピクセル要素の内容はクロックされて、電子撮 像デバイス１６から、シフト・レジスタの使用を通じて、ＡＤコンバータ１８に 供給されるアナログ出力信号を形成する。ＡＤコンバータ１８は、アナログ出力 信号を、フレームスドア２０に記憶されるデジタル画像データに変換する。デジ タル信号処理ユニット２２は、フレームスドア２０からデジタル画像データを検 索し、前述の、データ・フォーマット、データ圧縮、バリティー生成などのさま ざまな機能を実行する。好ましくは、データ圧縮は、離散的余弦変換関数の利用 を通じて達成される。但し、他のタイプの周知の圧縮の技法も容易に用いられつ る。結果的な圧縮データは、デジタル・データ処理ユニット２２によって、変調 器及び符号器回路２４に供給される。この変調器及び符号器回路２４は、圧縮デ ータをディスク・ドライブ・ユニット２６の読み取り／書き込み変換器ヘプト３ ２に供給する前にその圧縮データを変調し符号化するものである。読み取り／書 き込み変換器ヘッド３２は、次いで、圧縮されたデータをディスク・ドライブ・ ユニット２６にロードされた記憶ディスク（図示せず）に書き込む。

読み取り動作中には、前述の基本処理は逆になる。読み取り／書き込み変換器へ ラド３２は、それまでに記憶ディスクに書き込まれた圧縮データを再生して、そ の再生されたデータを復調器及び復号器回路３６に供給する。復調器及び復号器 回路３６からの出力信号は、デフォ−マット、誤りの復号、データの圧縮解除の 諸機能を実行するデジタル信号処理ユニット２２に供給される。デジタル信号処 理ユニット２２の出力は、次に、デジタル・データ処理ユニット２２から受け取 った信号を標準フォーマット・ビデオ信号にフォーマットするビデオ処理回路３ ８に供給される。標準フォーマット・ビデオ信号は、コネクタ４０及びＣＲＴビ ューファインダ４２に供給される。

デジタル信号処理ユニット２２は、ドロップアウト検出器３４からのドロップア ウト検出信号に応答し、処理されつつあるデータ信号に対して最適な誤り復号ル ーチンを選択する。更に特定すると、複数の誤り訂正アルゴリズムがメモリ・ユ ニット３０にロードされる。デジタル信号処理ユニット２２のプロセッサ２８は 、メモリ・ユニット３０から誤り訂正アルゴリズムの１つを、読み取り／書き込 み変換器ヘッド３２が再生した信号の中のドロップアウトの量に基づいて選択す る。プロセッサ２８は、たとえば０．４ｍ５ｅｃのオーダーの、高いドロップア ウト率に対しては、複雑な誤り訂正アルゴリズムを選択し、それに比べて低いド ロップアウト率に対しては、それほど複雑でない復号アルゴリズムを選択する。

これとはちがって、単一のマルチレベル誤り訂正アルゴリズム（たとえば、リー ド・ソロモン）が、メモリ・ユニット３０に記憶されて、プロセ・ソサ２８が、 実行されるべきマルチレベル誤り訂正アルゴリズムのレベルの数を、再生された 信号の中のドロップアウトの量に基づいて選択する。いずれの場合にも、誤り訂 正ルーチンは、システム全体のスループット効率は最大化されながら、再生デー タ信号の特性に基づき最適化される。これは、より複雑で時間のかかるアルゴリ ズムは絶対的に必要な場合にのみ実行されるからである。

以上で、その好適な実施例に即して説明された本発明は、しかしながら、添付の 請求の範囲内で、修正及び改変が可能である。本発明は、電子カムコーダを特に 参照して説明されたが、その開示された応用例には限定されない。実際、本発明 は、特に、受信された又は再生されたデータ信号に対して誤り訂正が適用される あらゆるアプリケーションに適している。更に、ドロップアウト率以外の誤り特 性を適用して、最適の誤り訂正アルゴリズムの選択を制御しつる。

調節可能な誤り訂正を提供する方法及び装置デジタル・データ信号に適用される べき最適の誤り訂正アルゴリズムが、そのデジタル・データ信号の検出された特 性に基づいて選択される誤り訂正を実行する方法及び装置が開示される。デジタ ル・データ信号の特性に基づく最適誤り訂正アルゴリズムの選択によって、誤り 訂正処理の最大の効率が保証され、システム全体のスルーブツト効率への影響は 最小に保たれる。

手続補正書□

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．デジタル・データ信号を生成する手段と、前記デジタル・データ信号の誤り 特性を検出してその特性を示す検出信号を生成する検出手段と、 前記検出手段が生成した検出信号に基づいて、前記デジタル・データ信号につき 誤り訂正ルーチンを実行する処理手段と、を有するデジタル・データ信号の誤り 訂正を提供する装置。
2. ２．前記処理手段が誤り訂正アルゴリズムを実現することによって誤り訂正ルー チンを実行し、また、前記処理手段が、前記検出信号に応答して、メモリ・ユニ ットにロードされた複数の誤り訂正アルゴリズムから前記誤り訂正アルゴリズム を選択する請求の範囲１記載のデジタル・データ信号の誤り訂正を提供する装置 。
3. ３．前記検出手段が、前記デジタル・データ信号のドロップアウト率に基づいて 、前記検出信号を生成する請求の範囲２記載のデジタル・データ信号の誤り訂正 を提供する装置。
4. ４．前記処理手段が、マルチレベル誤り訂正アルゴリズムを実現することにより 前記誤り訂正ルーチンを実行し、また、前記処理手段が、前記検出信号に応答し て、メモリ・ユニットにロードされた複数の誤り訂正アルゴリズムから、実行さ れるべき前記マルチレベル誤り訂正アルゴリズムのレベルの数を選択する請求の 範囲１記載のデジタル・データ信号の誤り訂正を提供する装置。
5. ５．場面光に露光した場合には画像データを生成する電子撮像デバイスと、前記 電子撮像デバイスを場面光に露光する手段と、前記電子撮像デバイスが生成した 前記画像データをデジタル画像データに変換する変換手段と、 前記デジタル画像データを圧縮する圧縮処理手段と、前記圧縮デジタル画像デー タを記憶ディスク上に記録する手段と、前記圧縮デジタル画像データを前記記憶 ディスクから再生する手段と、前記再生された圧縮デジタル画像データの誤り特 性を検出してその特性を示す検出信号を生成する検出手段と、 前記再生された圧縮デジタル画像データの中の誤りを訂正し、前記検出手段が生 成する前記検出信号に応答する誤り訂正手段と、前記再生された圧縮デジタル画 像データを圧縮解除する圧縮解除手段と、を有する誤り訂正を含む電子撮像装置 。
6. ６．生成ユニットを用いて、デジタル・データ信号を生成するステップと、検出 ユニットを用いて、前記デジタル・データ信号の誤り特性を検出し該特性を示す 検出信号を生成するステップと、処理ユニットを用いて、前記デジタル・データ 信号について、前記検出ユニットが生成する前記検出信号に基づいて誤り訂正ル ーチンを実行するステップとを有するデジタル・データ信号の誤り訂正を提供す る方法。
7. ７．誤り訂正ルーチンを実行する前記ステップが、メモリ・ユニットにロードさ れた複数の誤り訂正アルゴリズムから、前記検出信号に応答して最適の誤り訂正 アルゴリズムを選択するステップを含む請求の範囲６記載のデジタル・データ信 号の誤り訂正を提供する方法。
8. ８．前記検出ユニットが前記デジタル・データ信号のドロップアウト率に基づい て検出信号を生成する請求の範囲６記載のデジタル・データ信号の誤り訂正を提 供する方法。