JPH0738616B2 - データ伝送装置 - Google Patents

データ伝送装置

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JPH0738616B2
JPH0738616B2 JP60055148A JP5514885A JPH0738616B2 JP H0738616 B2 JPH0738616 B2 JP H0738616B2 JP 60055148 A JP60055148 A JP 60055148A JP 5514885 A JP5514885 A JP 5514885A JP H0738616 B2 JPH0738616 B2 JP H0738616B2
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は前後のデータが互いに相関性をもつデータ系列
を伝送するためのデータ伝送装置に関する。
〈従来の技術〉 一般に、オーディオ信号やビデオ信号等の時間的に相関
性のあるアナログ信号を標本、量子化し、更にアナログ
−ディジタル変換することによって得られたデイジタル
信号、例えばPCM(Pulse Code Modulation)化されたデ
ータよりなるデータ系列は前後のデータが互いに相関性
をもつことになる。従来、この様なデータ系列を伝送系
で伝送したり、磁気テープ等の記録媒体に記録再生する
際、複数個の情報データよりなるデータグループの1グ
ループ以上と同期用データ、誤り検出訂正用データとで
データフレームを構成し、このフレーム毎に伝送を行っ
ている。
第2図は従来のデータフレームの一例を示す図である。
第2図において先頭のデータ1は同期用データ、2は夫
々情報データ、最終のデータ3は誤り検出訂正用データ
である。ここで同期用データ1及び誤り検出訂正用デー
タはデイジタルデータの伝送には必要な冗長データであ
る。例えば誤り検出訂正用データ3のビット数を増加す
れば、伝送路上で発生した誤りに対する受信側での誤り
検出訂正能力を増強することができる。
ところが、この様な冗長データまたはそのビツト数の増
加は、データ伝送時における伝送信号周波数の上昇、伝
送帯域の増加等をまねき、伝送路の周波数特性の影響や
外来ノイズの影響を受けやすくなり、伝送中の誤りの増
加につながる。また磁気テープ等の記録媒体に記録・再
生する場合には記録波長の短波長化となり、媒体の周波
数特性、ゴミ、傷等による信号欠落(ドロツプアウト)
などの影響を受けやすくなる。また受信又は再生アナロ
グ信号の高品質化をはかるために、各情報データの量子
化ビット数を増大させた場合にも、上記と同様に伝送周
波数の上昇、記録波長の短波長化につながり、同様の問
題が発生する。
この様なデータレートの増大を軽減する技術として帯域
圧縮がある。帯域圧縮技術には種々の方法があるが、よ
く使用される方法として、予測差分PCM方式(Different
ial PCM……以下DPCMと記す)によるデータ変換を用い
ることが考えられている。DPCM方式とは過去の情報デー
タを用いて次のデイジタルデータを予測し、予測値と現
実のデータとの差(予測誤差)のみを一定量子化ステツ
プで量子化する方式であり、前述の如き通常のデータ伝
送方法に比べ、同品質の信号の伝送をする場合にはDPCM
方式によるデータ変換を用いた伝送方法の方が、伝送に
要する量子化ビツト数を少なくすることができる。
更に近年、データレートを更に縮少する方法として適応
予測差分PCM方式(Adaptive Differential PCM……以
下ADPCMと記す)によるデータ変換を用いることも提案
されている。ADPCM方式は更に量子化ステップをも可変
にし、この量子化ステップ幅△を過去のデータの関数値
として決定する方式であり、その関数を適当に選ぶこと
により、DPCM方式よりさらに帯域圧縮率を高めることが
できる。尚、圧縮変換開始時は、一般的に量子化ステッ
プ幅の初期値はその装置でとり得る最小量子化ステツプ
幅とするのが一般的である。
またこれと共に標本値の差をパルスの組合せでなく、一
つのパルスに変換する適応型デルタ変調方式(Adaptive
Delta Moduration……以下ADMと記す)が提案されてい
る。ADM方式は振幅基準値Δを標準値の1倍、α倍また
は−1/α倍のいずれかに適応的に変化させる方式で、一
般的に過去m個のデータの状態により次のΔの値を決定
している。尚、ADMに於いても振幅値Δの初期値はADPCM
の場合と同様その装置でとり得る最小の振幅値とし過去
のデータがないので振幅値を1倍にすることから開始す
るのが一般的である。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上述の如き帯域圧縮を行った場合、伝送効率
が向上する反面、一旦伝送路上に誤りが発生すると、そ
のデータを用いて復号した次のデータも誤りとなり、誤
りが無限に伝播することになる。
本発明は上述の如き問題に鑑みてなされ、帯域圧縮率が
高く、かつまた復号時の誤り伝播が長期間に渡り発生す
るのを防止することのできるデータ伝送装置を提供する
ことを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 上述の問題点に鑑み、本発明に於ては、入力手段(A)
と、DPCM符号化手段(8)と、ADPCM符号化手段(7)
と、伝送フレーム形成手段(30)とを有するデータ伝送
装置であって、 入力手段(A)は、PCM化されている第1、第2、第3
の標本データを順次時系列に含む標本データ系列を出力
し、 DPCM符号化手段(8)は、入力手段(A)の出力を入力
し、第2の標本データと第1の標本データとの差を固定
の量子化ステップにより量子化してDPCMデータを出力
し、 ADPCM符号化手段(7)は、DPCM符号化手段(8)から
入力したDPCMデータに基づいて得られた予測値と入力手
段(A)の出力を入力した第3の標本データとの差を、
その第3の標本データよりも以前の標本データに基づい
て決定された関数値としての量子化ステップにより量子
化してADPCMデータを出力し、 伝送フレーム形成手段(30)は、入力手段(A)より入
力した第1の標本データであるPCMデータとDPCM符号化
手段(8)の出力であるDPCMデータとADPCM符号化手段
(7)の出力であるADPCMデータとを入力し、1データ
フレームがPCMデータ(4a)とDPCMデータ(5a)とADPCM
データ(6a1…6ak)とを含むデータフレームを構成して
出力する ことである。
〈作 用〉 上述の如く構成することにより、少なくともPCMデータ
に対しては誤りが伝播しない。そのため、誤りが発生し
ても各データフレーム内にて伝播を止めることができ、
誤り伝播が長期間に渡るのを禁止できる。
更に、各データフレーム内に有するDPCMデータを得る為
に使用される量子化ステップは固定のものであり、ま
た、ADPCMデータを得る為に使用される量子化ステップ
は現在処理している標本データよりも以前の標本データ
に基づいて決定された関数値であるので、量子化ステッ
プ等を示す情報データを伝送する必要がなく帯域圧縮効
果の高いデータ伝送を行うことができる。
〈実施例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例としての伝送データのフレー
ム構成を示す図である。第1図に於いて4aは第1のサン
プリング点に於ける標本データをPCM化したデータ(PCM
データ)である。5aは第1のサンプリング点に対するPC
Mデータと第2のサンプリング点に対するPCMデータとの
差分データ(以下DPCMデータ)であり、このときの量子
化ステップ幅は、このデータを取扱う装置でとり得る最
小の量子化ステップ幅とする。また6a1〜6akは夫々直前
の2個のPCMデータによって量子化ステツプ幅が可変と
される適応型差分データ(ADPCMデータ)である。デー
タ6a1を圧縮変換する際の量子化ステツプ幅はデータ5a
(DPCMデータ)に基づいて決定される。
4a,5a,6a1〜6akで示す(k+2)個のデータは、(k+
2)個のサンプリング点に対する本方式によるデータ列
であることを示し、これらで1つのデータグループを成
す。また4b〜4n,5b〜5n,6b1〜6nkは夫々4a,5a,6a1〜6ak
と同様であり、n個のデータグループが1つのデータフ
レーム内にあることを示す。
上述の如き伝送方法であれば、常に各データグループ毎
にADPCMデータが初期化されるため、誤りの伝播は各デ
ータグループ内に収まることとなる。またADPCMデータ
の伝送を主体としているため、PM信号の量子化ビツト数
の増加、冗長ビツトの増加等に対しても伝送周波数を低
く抑えることができ、同一の伝送周波数によるデータ伝
送を想定した場合、高品質のデータ伝送を可能としてい
る。
第3図は上述の如きデータ伝送方法を実現する伝送装置
の一実施例を示す図である。第3図に於いて入力部Aよ
りPCM化されたオーデイオ信号やビデオ信号の如きデー
タ間に相関性のあるPCMデータが入力され、各データグ
ループ内の第1のデータとしてデータ4aがデータセレク
タ9に入力される。
8はDPCM符号器であり、入力された第2のPCMデータを
第1のデータとの差のDPCMデータとしてデータセレクタ
9に供給する。次に入力された第3のPCMデータはADPCM
符号器7でADPCMデータとされる。この時の量子化ステ
ップ幅はDPCM符号器より出力される直前のDPCMデータに
基づいている。データセレクタ9は符号化制御回路10の
出力に基づいてB,C,Dいずれのデータを選択出力し、誤
り検出訂正符号化回路11に供給される。誤り検出訂正符
号化回路11で誤り検出符号、誤り訂正符号が付加された
データは、同期信号付加回路12に供給され、更に同期信
号が付加される。同期信号付加回路12の出力データEは
第1図に示す如き構成のデータ列となっている。つま
り、データセレクタ9、符号化制御回路10、誤り検出訂
正符号化回路11、同期信号付加回路12とにより伝送フレ
ーム形成回路30を構成している。
13は変調回路であって、第1図に示す如きデータ列に伝
送路に適したデイジタル変調、例えばMFM(Modified Fr
equency Modulation)等の変調を施す。変調回路13の出
力信号は伝送路または記録再生系14等へ供給される。
次に伝送後の信号から元の信号を復元する系について説
明する。伝送路または記録再生系を介して得た信号は、
復調回路15に供給され、該回路15で前出の変調回路13で
変調された信号を復元する。復号された信号は同期信号
分離回路16でフレーム識別の為の同期信号を検出分離さ
れ、更に誤り検出訂正復号化回路17により伝送された誤
り検出符号、誤り訂正符号を復号し、所定の誤り検出、
訂正が行われる。18はデータ分離器で、復調されたデー
タのうち、ADPCMデータをADPCM復号器19に、DPCMデータ
をDPCM復号器20に、PCMデータを直接データセレクタ21
に夫々供給する。
第3図に於いてGはADPCM復号化されたPCMデータ、Hは
DPCM復号化されたPCMデータであり、データセレクタ21
ではデータG、データH及びデータFが択一的に出力さ
れることになる。こうしてデータセレクタ21からは前後
のデータに相関性のあるPCMデータIが出力される。
尚、22はこれら復号系回路を復号を制御するための復号
化制御回路である。
尚、上述の実施例に於いて6a1〜6ak,6b1〜6bk,……,6n1
〜6nkで示すデータをADMにて変調されたデータに置き換
えることも可能である。この場合5a,6a1,6b1,……,6n1
については基準振幅値Δを標準振幅値の1倍としたもの
(デルタ変調データ)で、以後は過去m個(例えば3
個)のデータの状態により、基準振幅値Δが一定される
ものである。
以上は第1図のフレーム構成に基づいて説明したが、フ
レーム内の予測値、パラメータ、ADPCMデータをフレー
ム間、フレーム内でインターリーブをかけたり、誤り検
出・訂正符号を多重にするなどにより、復号データの連
続的な誤りを防ぐことももちろん可能である。
また第1図に示したフレーム内の同期信号のビツト数及
び誤り検出・訂正符号の位置・ビツト数は本発明の本旨
にかなえば制限しない。また符号化時予測値とADPCM信
号のビツト数、位置、個数、1フレーム内のグループの
個数も同様に制限を加えない。
〈発明の効果〉 以上、説明した様に、本発明によれば帯域圧縮効果が高
く、かつまた誤りの伝播が長期間に渡るのを禁止するこ
とのできるデータ伝送装置を得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のデータフレームの一例を示す図、 第2図は本発明の一実施例としての伝送データのフレー
ム構成を示す図、 第3図は本発明のデータ伝送方法を適用したデータ伝送
装置の一実施例を示す図である。 4a,4b,…4n:PCMデータ 5a,5b,…5n:DPCMデータ 6a1〜6ak,6b1〜6bk,…66n1〜6nk:ADPCMデータ A:入力部(入力手段) 7:ADPCM符号器(ADPCM符号化手段) 8:DPCM符号器(DPCM符号化手段) 9:データセレクタ 10:符号化制御回路 11:誤り検出訂正符号化回路 12:同期信号付加回路 30:伝送フレーム形成回路(伝送フレーム形成手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−149846(JP,A) 特開 昭59−129900(JP,A) 特開 昭54−54507(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力手段(A)と、DPCM符号化手段(8)
    と、ADPCM符号化手段(7)と、伝送フレーム形成手段
    (30)とを有するデータ伝送装置であって、 入力手段(A)は、PCM化されている第1、第2、第3
    の標本データを順次時系列に含む標本データ系列を出力
    し、 DPCM符号化手段(8)は、入力手段(A)の出力を入力
    し、第2の標本データと第1の標本データとの差を固定
    の量子化ステップにより量子化してDPCMデータを出力
    し、 ADPCM符号化手段(7)は、DPCM符号化手段(8)から
    入力したDPCMデータに基づいて得られた予測値と入力手
    段(A)の出力を入力した第3の標本データとの差を、
    その第3の標本データよりも以前の標本データに基づい
    て決定された関数値としての量子化ステップにより量子
    化してADPCMデータを出力し、 伝送フレーム形成手段(30)は、入力手段(A)より入
    力した第1の標本データであるPCMデータとDPCM符号化
    手段(8)の出力であるDPCMデータとADPCM符号化手段
    (7)の出力であるADPCMデータとを入力し、1データ
    フレームがPCMデータ(4a)とDPCMデータ(5a)とADPCM
    データ(6a1…6ak)とを含むデータフレームを構成して
    出力する データ伝送装置。
JP60055148A 1985-03-19 1985-03-19 データ伝送装置 Expired - Fee Related JPH0738616B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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