JPH0936836A - 誤り検出符号化装置及び誤り検出復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な符号化効率で、誤りが発生した位置を
少数ビットでなるセグメント単位に検出する。 【構成】 符号化装置において、入力情報ビットのセグ
メント毎に、そのセグメントの内容を反映させた少ない
ビットに変換し（１０２）、この圧縮ビット列に対して
所定の誤り訂正方式を適用して検査ビットを演算し（１
０３）、検査ビットと入力情報ビットとを多重化して出
力する（１０４）。復号化装置において、このような多
重化ビット列を情報ビットと検査ビットとに分離し、分
離された情報ビットのセグメント毎に、そのセグメント
の内容を反映させた少ないビットに変換し、この圧縮ビ
ット列と分離された検査ビットとを融合したビット列に
対して所定の誤り訂正方式を適用して、誤りが発生した
セグメントを特定する誤りパターンを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝送路上で発生した誤
りを検出するための誤り検出符号化装置及び誤り検出復
号化装置に関し、例えば、圧縮画像伝送システムに適用
し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】伝送路上で発生した誤りを検出又は訂正
する符号として、パリティ符号やＢＣＨ符号やＲＳ符号
が適宜利用されている（例えば、文献『今井秀樹著、
「符号理論」、電子情報通信学会発行、１９９０年』参
照）。

【０００３】例えば、１９７６ビットの情報ビットを１
ブロックとする場合において１ビットの検査ビット（パ
リティビット）を付加してブロック長１９７７ビット、
情報長１９７６ビットの（１９７７、１９７６）符号を
構成すれば、符号間の最小距離が２であるブロック符号
が構成できるので、１ブロック中に発生する１ビットの
誤りが検出できる。この場合、符号化効率は１９７６／
１９７７＝０．９９９５となる。

【０００４】また、２５６元（２５５、２５３）ＲＳ符
号を短縮化した（２４９、２４７）ＲＳ符号は最小距離
３の符号であるので、２４７×８＝１９７６ビットの情
報ビットに１６ビットの検査ビットを加えたブロック長
１９９２ビットの符号を構成すれば、１ブロック中に発
生する１ビットの誤りが訂正できる。この場合の符号化
効率は１９７６／１９９２＝０．９９２０となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、画
像伝送においては、一部のデータが誤っていても画像の
相関性を利用した補間処理等で画質低下を最小限に止め
た再生画像を得ることができ、また、音声伝送において
も、一部のデータが誤っていても音声波形の周期性を利
用した補間処理等で音質低下を最小限に止めた再生音声
を得ることができる。補間処理等が有効に機能させるた
めには、データの欠落量が多すぎないことが必要であ
り、そのため、誤りが発生した位置を例えば８ビットの
精度で検出することが求められることがある。

【０００６】しかしながら、従来の誤り検出符号や誤り
訂正符号では、誤りが発生した位置を例えば８ビットの
精度で検出する目的には不都合が生じていた。すなわ
ち、誤り検出符号を用いる場合には、検査ビットの作成
単位である１ブロック（例えば１９７６ビット）に誤り
が発生したことは検出できるが、１ブロック中のどの部
分で誤りが発生したのかを検出できなかった。

【０００７】確かに、誤り訂正符号を用いる場合には、
誤り位置の検出だけではなく誤りを訂正する能力も保持
しているので、８ビットの精度での誤り検出以上の誤り
制御を実現できる。しかし、付加する検査ビット数が多
くなって符号化効率が悪くなっており、大量のデータを
リアルタイムで伝送する画像伝送等に適用し難いもので
あった。

【０００８】そのため、誤りが発生した位置を例えば８
ビット程度の精度で検出することができる符号化効率も
良好な誤り検出符号化装置や誤り検出復号化装置が望ま
れている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の本発明による誤り
検出符号化装置は、以下の各手段を有することを特徴と
する。

【００１０】すなわち、(1) 入力情報ビットのＮ（Ｎは
２以上）ビットでなるセグメント毎に、そのセグメント
の内容を反映させたＮビットより少ないビットに変換す
るセグメント圧縮手段と、(2) このセグメント圧縮手段
からの出力ビット列に対して所定の誤り訂正方式を適用
して、検査ビットを演算する検査ビット演算手段と、
(3) この検査ビット演算手段による検査ビットと、入力
情報ビットとを多重化する多重化手段とを有することを
特徴とする。

【００１１】第２の本発明による誤り検出復号化装置
は、以下の各手段を有することを特徴とする。

【００１２】すなわち、(1) 情報ビットと検査ビットと
が多重化されたビット列が入力され、その入力ビット列
を情報ビットと検査ビットとに分離する多重分離手段
と、(2) この多重分離手段からの情報ビットのＮ（Ｎは
２以上）ビットでなるセグメント毎に、そのセグメント
の内容を反映させたＮビットより少ないビットに変換す
るセグメント圧縮手段と、(3) このセグメント圧縮手段
からの出力ビット列と上記多重分離手段で分離された検
査ビットとを融合したビット列に対して所定の誤り訂正
方式を適用して、誤りが発生したセグメントを特定する
誤りパターンを出力する誤りパターン生成手段とを有す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】第１の本発明による誤り検出符号化装置におい
て、セグメント圧縮手段は、入力情報ビットのセグメン
ト毎に、そのセグメントの内容を反映させた少ないビッ
トに変換し、検査ビット演算手段は、このセグメント圧
縮手段からの出力ビット列に対して所定の誤り訂正方式
を適用して検査ビットを演算し、多重化手段は、検査ビ
ットと入力情報ビットとを多重化して出力する。

【００１４】伝送路を介したこのような多重化ビット列
が入力される第２の本発明による誤り検出復号化装置に
おいては、多重分離手段は、その入力ビット列を情報ビ
ットと検査ビットとに分離し、セグメント圧縮手段は、
分離された情報ビットのセグメント毎に、そのセグメン
トの内容を反映させた少ないビットに変換し、誤りパタ
ーン生成手段は、このセグメント圧縮手段からの出力ビ
ット列と分離された検査ビットとを融合したビット列に
対して所定の誤り訂正方式を適用して、誤りが発生した
セグメントを特定する誤りパターンを出力する。

【００１５】ここで、伝送路を介していずれかのセグメ
ントに誤りが生じると、誤り検出符号化装置のセグメン
ト圧縮手段からの出力と、誤り検出復号化装置のセグメ
ント圧縮手段からの出力とはそのセグメントについて異
なるものとなる。その結果、誤り検出符号化装置のセグ
メント圧縮手段からの出力に対して検査ビット演算手段
が求めた検査ビットを利用して、誤りパターン生成手段
が、誤り検出復号化装置のセグメント圧縮手段からの出
力に対して誤り訂正処理を行なうことで、誤りが生じて
いるセグメントを特定できる。

【００１６】

【実施例】

（Ａ）誤り検出符号化装置の実施例 まず、本発明による誤り検出符号化装置の一実施例を図
面を参照しながら詳述する。ここで、図１がこの実施例
の誤り検出符号化装置の構成を示すブロック図である。

【００１７】図１において、この実施例の誤り検出符号
化装置１００は、セグメントパリティ演算回路１０２、
検査ビット演算回路１０３及び多重化回路１０４から構
成されている。なお、図示は省略しているが、ブロック
やセグメントの切れ目等を表すタイミング信号を発生し
てセグメントパリティ演算回路１０２、検査ビット演算
回路１０３及び多重化回路１０４に与えるタイミング発
生回路も設けられている。

【００１８】入力端子１０１から入力された情報ビット
は、セグメントパリティ演算回路１０２及び多重化回路
１０４に与えられる。セグメントパリティ演算回路１０
２は、入力された情報ビットの１ブロック（例えば１９
７６ビット）における全てのセグメント（例えば８ビッ
ト）におけるパリティビット（ここでは偶数パリティと
する）を演算して検査ビット演算回路１０３に与えるも
のである。

【００１９】検査ビット演算回路１０３は、１ブロック
内の全てのセグメントとについてのパリティビットを情
報ビットとして取扱い、所定の誤り訂正符号化方式（例
えばＢＣＨ（２５５、２４７）符号）に従って、検査ビ
ットを演算して求め、検査ビットを多重化回路１０４に
与える。

【００２０】多重化回路１０４は、入力された情報ビッ
トのブロック毎に、検査ビット演算回路１０３から与え
られたそのブロックについての検査ビットを付加して多
重化し、出力端子１０５に送出する。

【００２１】なお、セグメントパリティ演算回路１０２
は、セグメントの圧縮手段として設けられているもので
あり、後述する他の実施例に置き換えることも可能であ
る。しかし、パリティ方式は、圧縮効率が高く演算も容
易であるので、この実施例のように、セグメントパリテ
ィ演算回路１０２を適用することが好ましい。

【００２２】また、検査ビット演算回路１０３が誤り検
出符号ではなく、所定の誤り訂正符号を用いるのは、復
号化装置側において、入力された２４７ビット（２４７
セグメント）の誤り位置をも検出させるためである。言
い換えると、入力された２４７ビットはそれぞれセグメ
ントに対応しており、その１ビットの誤りはそのセグメ
ント内での誤りを意味し、セグメントの精度での誤り検
出を達成するために誤り訂正符号を適用している。

【００２３】図２は、この実施例の誤り検出符号化装置
１００の各部の動作例を示す説明図である。

【００２４】入力端子１０１から、図２（Ａ）に示す１
９７６ビットでなる１ブロック分の情報ビットが入力さ
れると、セグメントパリティ演算回路１０２において、
８ビットでなるセグメント毎に偶数パリティビットが演
算される。例えば、第１番目のセグメントは「１０１１
１１０１」であるのでパリティビット「０」が得られ、
第２番目のセグメントは「１０００１００１」であるの
でパリティビット「１」が得られ、最終の第２４７番目
のセグメントは「１１０１１１０１」であるのでパリテ
ィビット「０」が得られる。このように、８ビットでな
るセグメントがその内容を反映させた１ビットに圧縮さ
れる。

【００２５】このようにして得られた図２（Ｂ）に示す
計２４７ビットのパリティビットは検査ビット演算回路
１０３に入力され、図２（Ｃ）に示すように、検査ビッ
ト演算回路１０３において、１ビット誤り訂正符号であ
るＢＣＨ（２５５、２４７）符号が適用されて８ビット
の検査ビットが演算される。この例では、検査ビットは
「１１０００１０１」である。検査ビット演算回路１０
３からは、図２（Ｄ）に示すように、この検査ビットだ
けが多重化回路１０４に出力される。

【００２６】すなわち、２４７ビットにおける１ビット
を訂正できる検査ビットが得られる。言い換えると、こ
の検査ビットは、１９７６ビットに対する入力情報ビッ
トに対するものではなく、それが圧縮された２４７ビッ
トに対するものである。因に、２４７ビットに対するの
で８ビットで済み、１９７６ビットに対して誤り訂正符
号を適用した場合には、その検査ビットは８ビットより
かなり多くなる。

【００２７】多重化回路１０４においては、図２（Ｅ）
に示すように、入力された１ブロックの情報ビットの後
に、検査ビット演算回路１０３から出力された検査ビッ
トが付加され、出力端子１０５を介して伝送路に出力さ
れる。

【００２８】以上のように、誤り検出符号化装置の上記
実施例によれば、セグメント毎のパリティビットを得た
後、そのパリティビット列を情報ビットとして検査ビッ
トを求め、装置に入力された情報ビットのブロックに付
加して送出するようにしたので、後述する誤り検出復号
化装置においてセグメント単位での誤り検出が可能とな
り、また、かかる効果を得るための符号化効率も高いも
のにできる。例えば、従来の誤り訂正符号を用いた場合
には、符号化効率が０．９９２０であったのに対して、
この実施例によれば１９７６／１９８４＝０．９９６０
となり、符号化効率が向上する。

【００２９】（Ｂ）誤り検出復号化装置の実施例 次に、本発明による誤り検出復号化装置の一実施例を図
面を参照しながら詳述する。ここで、図３がこの実施例
の誤り検出復号化装置の構成を示すブロック図である。

【００３０】図３において、この実施例の誤り検出復号
化装置２００は、上述した誤り検出符号化装置１００に
対応するものであり、多重分離回路２０２、セグメント
パリティ演算回路２０３及び誤りパターン生成回路２０
４から構成されている。なお、図示は省略しているが、
ブロックやセグメントの切れ目等を表すタイミング信号
を発生して多重分離回路２０２、セグメントパリティ演
算回路２０３及び誤りパターン生成回路２０４に与える
タイミング発生回路も設けられている。

【００３１】伝送路を介して伝送されてきた信号は入力
端子２０１を介して多重分離回路２０２に入力される。
多重分離回路２０２は、情報ビットのブロックと検査ビ
ットとを分離し、分離して得た情報ビットのブロックを
第１の出力端子２０６及びセグメントパリティ演算回路
２０３に与え、分離して得た検査ビットを誤りパターン
生成回路２０４に与える。

【００３２】セグメントパリティ演算回路２０３は、誤
り検出符号化装置１００におけるセグメントパリティ演
算回路１０２と同様に、セグメント毎のパリティビット
を得て、誤りパターン生成回路２０４に与えるものであ
る。ここで、伝送誤りが生じていなければ、誤り検出符
号化装置１００におけるセグメントパリティ演算回路１
０２からの出力ビット列と、このセグメントパリティ演
算回路２０３からの出力ビット列と等しくなり、伝送誤
りが１ビット生じていれば、誤りが生じているセグメン
トについてのパリティビットが、両セグメントパリティ
演算回路１０２及び２０３で異なるものとなる。

【００３３】誤りパターン生成回路２０４は、セグメン
トパリティ演算回路２０３からのパリティビット列に多
重分離回路２０２からの検査ビットを付加したものを誤
り訂正符号列とし、この誤り訂正符号列に対して検出、
訂正処理（例えばＢＣＨ（２５５、２４７）符号に対す
る処理）を実行して、セグメント毎の誤りの有無を示す
誤りパターンを得て第２の出力端子２０５から出力させ
る。

【００３４】図４は、この実施例の誤り検出復号化装置
２００の各部の動作例を示す説明図であり、上述した図
２に対応しているものである。

【００３５】入力端子２０１からは伝送路を介して誤り
を含む可能性がある信号が入力される。ここでは、図４
（Ａ）に示す最終の第２４７番目のセグメントの第２ビ
ットに誤りが生じ、送信時に「１」であったものが
「０」に変化した信号が入力されたとする。

【００３６】このような信号が入力された多重分離回路
２０２においては、前側の１９７６ビットからなる情報
ビットと、後側の８ビットからなる検査ビットに入力信
号を分離し、得られた図４（Ｂ）に示す情報ビットはセ
グメントパリティ演算回路２０３に与えられると共に第
１の出力端子２０６から出力され、得られた図４（Ｄ）
に示す検査ビットは誤りパターン生成回路２０４に与え
られる。

【００３７】セグメントパリティ演算回路２０３におい
ては、入力された情報ビットのセグメント毎のパリティ
ビットが演算され、図４（Ｃ）に示すパリティビット列
が誤りパターン生成回路２０４に与えられる。最終の第
２４７番目のセグメントの第２ビットに誤りが生じてい
るので、このパリティビット列は、符号化装置のセグメ
ントパリティ演算回路１０２の出力（図２（Ｂ）参照）
と比較して、第２４７番目のセグメントのパリティビッ
トが異なるものとなっている。

【００３８】誤りパターン生成回路２０４においては、
セグメントパリティ演算回路２０３からのパリティビッ
ト列に多重分離回路２０２からの検査ビットを付加され
て誤り訂正符号列が構築され、この誤り訂正符号列に対
して検出、訂正処理が施され、図４（Ｅ）に示すよう
に、誤りを含む第２４７番目のセグメントについて誤り
を含むことを表す「１」が挿入され、他のセグメントに
は誤りがないことを表す「０」が挿入され、最後に８ビ
ットの検査ビットの部分にはその部分に誤りが発生しな
かったことを表す８ビットの「０」を含む誤りパターン
が得られ、第２の出力端子２０５に出力される。

【００３９】すなわち、検査ビットは、セグメントが圧
縮されて得られた２４７ビットに対して演算されたもの
であり、この検査ビットを利用することで２４７ビット
におけるビット誤り位置を検出することができ、検出さ
れたそのビット位置は、そのビットに係るセグメント
（８ビット）が異常であることを表している。従って、
２４７ビットに対する誤りの有無パターンは、２４７セ
グメントの誤りの有無パターンと等価になっている。

【００４０】以上のように、誤り検出復号化装置の上記
実施例によれば、入力信号を情報ビットと検査ビットに
分離し、分離した情報ビットのセグメント毎のパリティ
ビットを得た後、そのパリティビット列と分離した検査
ビットとで誤り訂正符号列を構築して誤り訂正処理を行
なって、誤りがあるセグメントを特定した誤りパターン
を得るようにしたので、セグメント単位での誤り検出が
可能となる。

【００４１】（Ｃ）本発明の誤り検出符号化装置及び誤
り検出復号化装置の適用例 本発明による誤り検出符号化装置及び誤り検出復号化装
置は、例えばＴＶ会議システム等の圧縮画像伝送システ
ムに利用できる。図５は、本発明による誤り検出符号化
装置及び誤り検出復号化装置を利用した圧縮画像伝送シ
ステムを示すブロック図である。

【００４２】図５において、ビデオカメラ３００が撮像
して得たビデオ信号は画像圧縮符号化装置３０１に入力
され、画像圧縮、符号化処理が施されて、上記実施例の
ような誤り検出符号化装置３０２に入力され、ブロック
単位に検査ビットが付加されて伝送路３０３に送出され
る。受信側においては、伝送路３０３からの信号が、上
記実施例のような誤り検出復号化装置３０４に入力さ
れ、誤り検出の復号化が実行され、受信信号の情報ビッ
ト（圧縮画像符号）と誤りパターンとが得られて圧縮画
像復号装置３０５に入力され、誤りがないデータ部分が
復号処理されてビデオ信号が再生されると共に、その信
号が欠落した部分には例えば過去のビデオ信号が利用さ
れて再生ビデオ信号が得られ、この再生ビデオ信号がＴ
Ｖモニタ３０６に与えられて表示される。

【００４３】図６は、本発明による誤り検出符号化装置
及び誤り検出復号化装置が利用された圧縮画像伝送シス
テムと、利用されていない圧縮画像伝送システムとで、
圧縮画像復号装置３０５が復号に利用できるデータ量の
相違を示すものである。本発明による誤り検出符号化装
置及び誤り検出復号化装置が利用された圧縮画像伝送シ
ステムでは、誤りが生じた場合に圧縮画像の復号に利用
できないデータ部分はセグメント単位であるが、本発明
を利用しないシステムでは、誤りが生じた場合に圧縮画
像の復号に利用できないデータ部分はブロック単位であ
る。従って、補間処理等でデータ欠落部分を補償したと
しても、本発明を利用したシステムの方が格段的に良好
な画質を達成できる。

【００４４】また、例えばＴＶ会議システム等の圧縮画
像伝送システムはリアルタイム伝送となっているが、上
記実施例で説明した程度の冗長ビット（検査ビット）の
付加では、リアルタイム伝送を損なうことはない。

【００４５】（Ｄ）他の実施例 上記実施例においては、セグメント長を８ビット、ブロ
ック長を１９７６ビットとしたものを示したが、セグメ
ント長やブロック長はこれらに限定されるものではな
い。

【００４６】また、上記実施例においては、セグメント
毎にそのセグメントの全ビットを反映させた少数ビット
の圧縮回路として、偶数パリティ方式のセグメントパリ
ティ演算回路を適用したものを示したが、奇数パリティ
方式のセグメントパリティ演算回路を適用しても良く、
さらには他の誤り検出符号や誤り訂正符号等の作成回路
を適用しても良く、セグメント毎の圧縮後の少数ビット
も１ビットに限定されるものではない。また、ハッシュ
関数を利用してセグメントの圧縮を行なうようにしても
良い。

【００４７】さらに、上記実施例においては、検査ビッ
ト演算回路や誤りパターン生成回路が利用する誤り訂正
符号がＢＣＨ（２５５、２４７）符号であるものを示し
たが、これに限定するものではないことは勿論であり、
ＲＳ符号やゴッパ符号等の他の符号を適用し得る。

【００４８】さらにまた、上記実施例においては、誤り
検出符号化装置１００においてセグメントパリティ演算
回路１０２及び検査ビット演算回路１０３が１個ずつ設
けられ、誤り検出復号化装置２００においてセグメント
パリティ演算回路２０３及び誤りパターン生成回路２０
４が１個ずつ設けられたものを示したが、２個以上ずつ
設けるようにしても良い。例えば、処理の高速化を期し
て、１ブロック内の奇数セグメント列と偶数セグメント
列とで、別個の回路によって並列処理させるようにして
も良い。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明による誤り検出符
号化装置及び誤り検出復号化装置によれば、符号化装置
側において、入力情報ビットのセグメント毎に、そのセ
グメントの内容を反映させた少ないビットに変換し、こ
の圧縮ビット列に対して所定の誤り訂正方式を適用して
検査ビットを演算し、検査ビットと入力情報ビットとを
多重化して出力し、復号化装置側において、このような
多重化ビット列を情報ビットと検査ビットとに分離し、
分離された情報ビットのセグメント毎に、そのセグメン
トの内容を反映させた少ないビットに変換し、この圧縮
ビット列と分離された検査ビットとを融合したビット列
に対して所定の誤り訂正方式を適用して、誤りが発生し
たセグメントを特定する誤りパターンを得るようにした
ので、誤りが発生した位置を少数ビットでなるセグメン
ト単位で検出できると共に、符号化効率も良好にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】誤り検出符号化装置の実施例を示すブロック図
である。

【図２】その各部の処理動作例の説明図である。

【図３】誤り検出復号化装置の実施例を示すブロック図
である。

【図４】その各部の処理動作例の説明図である。

【図５】本発明を適用した伝送システム例を示すブロッ
ク図である。

【図６】その伝送システムにおける本発明の適用メリッ
トの説明図である。

【符号の説明】

１００…誤り検出符号化装置、１０２、２０３…セグメ
ントパリティ演算回路、１０３…検査ビット演算回路、
１０４…多重化回路、２００…誤り検出復号化装置、２
０２…多重分離回路、２０４…誤りパターン生成回路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力情報ビットのＮ（Ｎは２以上）ビッ
   トでなるセグメント毎に、そのセグメントの内容を反映
   させたＮビットより少ないビットに変換するセグメント
   圧縮手段と、 このセグメント圧縮手段からの出力ビット列に対して所
   定の誤り訂正方式を適用して、検査ビットを演算する検
   査ビット演算手段と、 この検査ビット演算手段による検査ビットと、上記入力
   情報ビットとを多重化する多重化手段とを有することを
   特徴とする誤り検出符号化装置。
2. 【請求項２】 上記セグメント圧縮手段が、誤り検出又
   は誤り訂正方式に従って、セグメントのビット列を圧縮
   するものであることを特徴とする請求項１に記載の誤り
   検出符号化装置。
3. 【請求項３】 上記セグメント圧縮手段が採用している
   誤り検出又は誤り訂正方式が、パリティ方式であること
   を特徴とする請求項２に記載の誤り検出符号化装置。
4. 【請求項４】 情報ビットと検査ビットとが多重化され
   たビット列が入力され、その入力ビット列を情報ビット
   と検査ビットとに分離する多重分離手段と、 この多重分離手段からの情報ビットのＮ（Ｎは２以上）
   ビットでなるセグメント毎に、そのセグメントの内容を
   反映させたＮビットより少ないビットに変換するセグメ
   ント圧縮手段と、 このセグメント圧縮手段からの出力ビット列と上記多重
   分離手段で分離された検査ビットとを融合したビット列
   に対して所定の誤り訂正方式を適用して、誤りが発生し
   たセグメントを特定する誤りパターンを出力する誤りパ
   ターン生成手段とを有することを特徴とする誤り検出復
   号化装置。
5. 【請求項５】 上記セグメント圧縮手段が、誤り検出又
   は誤り訂正方式に従って、セグメントのビット列を圧縮
   するものであることを特徴とする請求項４に記載の誤り
   検出復号化装置。
6. 【請求項６】 上記セグメント圧縮手段が採用している
   誤り検出又は誤り訂正方式が、パリティ方式であること
   を特徴とする請求項５に記載の誤り検出復号化装置。