JPS5927144B2 - Differential encoding device for color television signals - Google Patents

Differential encoding device for color television signals

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Publication number
JPS5927144B2
JPS5927144B2 JP51012633A JP1263376A JPS5927144B2 JP S5927144 B2 JPS5927144 B2 JP S5927144B2 JP 51012633 A JP51012633 A JP 51012633A JP 1263376 A JP1263376 A JP 1263376A JP S5927144 B2 JPS5927144 B2 JP S5927144B2
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JP
Japan
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signal
prediction
function
dpcm
adder
Prior art date
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Application number
JP51012633A
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Japanese (ja)
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JPS5295920A (en
Inventor
典生 鈴木
征彦 飯島
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報をデジタル伝送するため符号化復号化する
装置の中で特に差分パルス符号化(Different
ialPulseGodeModulation■以下
DPCMと記す)に関するものであろ。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is particularly applicable to differential pulse encoding (differential pulse encoding) among apparatuses for encoding and decoding information for digital transmission.
ialPulseGodeModulation (hereinafter referred to as DPCM).

信号をDPCMによつて符号化する場合、その予測の方
法としては、次の標本化時刻の予測値として前標本化時
刻の標本値を用いろ前値予測DPCMがよく知られてい
る。一方、輝度信号の高域に副搬送波によつて色信号を
周波数多重していろNTSCカラーテレビ信号を直接差
分符号化する方法として前標本化時刻よりさらに前の標
本値をも用いて予測を行なうところの高次子測DPCM
もあろ。このように前標本値だけでなくそれ以前の標本
値をも用いて予測を行なうDPCMはZ変換で示されろ
ところの予測関数が多頂式となろ。したがつて高次の予
測関数を用いた符号化装置を構成する場合、前値予測を
行なう予測フィルタを高次の予測関数の特性をもつた予
測フィルタに置き変えた従来の構成方法によろDPCM
では、予測フィルタにおいて予測値を算出する時に予測
関数が多頂式で示されているため多段の加算処理が必要
となり、このため標本化周波数が高くなつた場合、すな
わちDPCM符号化回路の処理に許されろ時間が短かく
なつた場合、処理時間の増加のためDPCMの回路構成
が不可能になつたり、または可能でも動作マージンが充
分にとれない等の問題が生ずる。本発明の目的は、高次
の予測関数を用いてDPCMを行なう場合、従来の回路
構成方法に比べてより短かい時間で処理が可能な高次子
測DPCM装置を提供することにあろ。
When a signal is encoded by DPCM, a well-known prediction method is the previous value prediction DPCM, in which a sample value at a previous sampling time is used as a predicted value for the next sampling time. On the other hand, as a method of directly differentially encoding an NTSC color television signal by frequency multiplexing the color signal using a subcarrier in the high frequency range of the luminance signal, prediction is also performed using sample values even earlier than the previous sampling time. Tokoro Takajiko DPCM
Moaro. In a DPCM that performs prediction using not only the previous sample value but also previous sample values, the prediction function, which is expressed by Z transformation, is a multimodal expression. Therefore, when configuring an encoding device using a high-order prediction function, the conventional configuration method in which the prediction filter that performs prior value prediction is replaced with a prediction filter that has the characteristics of the high-order prediction function is used.
When calculating the predicted value in the prediction filter, the prediction function is represented by a multi-vertical formula, so multi-stage addition processing is required. Therefore, when the sampling frequency becomes high, that is, the processing of the DPCM encoding circuit If the allowable time becomes shorter, problems arise such that the DPCM circuit configuration becomes impossible due to the increase in processing time, or even if it is possible, a sufficient operating margin cannot be secured. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-order DPCM device that can perform processing in a shorter time than conventional circuit configuration methods when performing DPCM using a high-order prediction function.

以下図面を用いて詳細に説明する。This will be explained in detail below using the drawings.

一般VC.DPCM符号器は前値予測DPCMおよび高
次子測DPCMを含めて予測関数をPZ)とした時第1
図に示すような回路で構成される。
General VC. The DPCM encoder is the first when the prediction function is PZ) including the previous prediction DPCM and the high-order constellation
It consists of a circuit as shown in the figure.

第1図でプロツク101は入力信号を1標本化周期Dだ
け遅延させる遅延素子、いいかえると標本化クロツクで
動作するレジスタ(以下、遅延素子はレジスタの意味で
用いる)、であり、本質的には必要ではないが、後述の
説明のため付け加えてある。プロツク103は量子化器
、プロツク106は伝達関数がPZ)の予測器である。
各部の信号をZ変換で表わした時、第1図に示すように
入力信号をX′Z)、予測誤差信号をE乞)、量子化出
力信号をE5(21S)、量子化器103で印加される
量子化雑音をQO乞)として示せば、人力信号XZ)と
出力信号EV)との関係は次式で示される。したがつて
Q。
In FIG. 1, block 101 is a delay element that delays the input signal by one sampling period D, or in other words, a register that operates with the sampling clock (hereinafter, delay element will be used in the sense of register).Essentially, Although not necessary, it is added for the sake of explanation below. Block 103 is a quantizer, and block 106 is a predictor whose transfer function is PZ.
When the signals of each part are represented by Z transformation, as shown in Figure 1, the input signal is X'Z), the prediction error signal is E), the quantized output signal is applied by E5 (21S), and the quantizer 103. If the resulting quantization noise is expressed as QO), the relationship between the human input signal XZ) and the output signal EV) is expressed by the following equation. Therefore Q.

乞)−0の時の入力信号X′Z)と量子化出力EV)の
間における伝達関数は1−PZ)となる。一方、演算処
理時間を短縮できるDPCM符号器として第2図に示す
ような二つの予測手段21および22をもつた二重のル
ープの差分回路より構成されるものを考える。第2図の
中で204は分子化器、207,210は予測関数P(
2,P′22の予測器、203,208,211は信号
を標本化周期Dだけ遅延させる遅延素子である。同様に
、z変換で示した時入力信号をXZ)、減算器201の
出力信号をE2(7.)、量子化出力信号をE′(2)
、加算器206の出力信号をY,(2)、加算器209
の出力信号をY2(2S)とすれば内側の差分回路より
次の関係式が示される。また外側の差分回路より次の関
係式が示される。
-0, the transfer function between the input signal X'Z) and the quantized output EV) is 1-PZ). On the other hand, consider a DPCM encoder which can shorten the calculation processing time and is constructed from a double loop differential circuit having two prediction means 21 and 22 as shown in FIG. In Fig. 2, 204 is a molecularizer, 207 and 210 are prediction functions P(
2, P'22 predictors, 203, 208, 211 are delay elements that delay the signal by the sampling period D. Similarly, when expressed by z transformation, the input signal is XZ), the output signal of the subtracter 201 is E2 (7.), and the quantized output signal is E' (2).
, the output signal of the adder 206 is Y, (2), the adder 209
Letting the output signal of Y2 (2S) be the following relational expression from the inner differential circuit. Furthermore, the following relational expression is shown from the outer differential circuit.

これら(2),(3),(4),(5)式より次式がた
だちに導かれる。) 1JLV1′ したがつて(6)式は(1)式で入力信号X′2を1標
本化周期遅延させた入力信号XZ).Z−1におきかえ
、伝達関数(1−PZ))を伝達関数きかえたものと等
価である。
The following equation is immediately derived from these equations (2), (3), (4), and (5). ) 1JLV1' Therefore, equation (6) is the input signal XZ) which is obtained by delaying the input signal X'2 by one sampling period using equation (1). This is equivalent to replacing the transfer function (1-PZ) with Z-1.

ここで、P((Z).Z−1をP1(Z)に、P2′(
.Z)・Z−1をPヌZ)に各々おきかえれば第2図に
示される符号器の伝達関数は(1−Pl2)(1−P2
Z)となる。したがつて第2図の回路で示されるDPC
M符号器は第1図で示される構成のDPCM回路で予測
関数がP乞)二P1(2)+P2Z)+P1(21S)
.P2Z)の特性をもつたものと等価である。但し、P
l2,P2Z)は変数Z−1の1次以上の関数である。
ここでPlZ)が変数Z−1の1次のみの関数、P2Z
)が変数Z−1の2次以上のみの関数で示される時第2
図の回路構成にすれば、通常は演算に最も長く時間のか
かるパス(以後このようなパスをクリテイカルパスとよ
ぶ)は量子化器204、加算器206と209、予測器
210、減算器201と202の各々を通つて遅延素子
203にもどる外側のループである。
Here, P((Z).Z-1 becomes P1(Z), P2'(
.. If we replace Z) and Z-1 with PnuZ), the transfer function of the encoder shown in Figure 2 becomes (1-Pl2)(1-P2
Z). Therefore, the DPC shown in the circuit of FIG.
The M encoder is a DPCM circuit with the configuration shown in Figure 1, and the prediction function is P1(2)+P2Z)+P1(21S).
.. P2Z). However, P
l2, P2Z) is a function of the first degree or higher of the variable Z-1.
Here PlZ) is a linear only function of variable Z-1, P2Z
) is expressed by a function of only quadratic or higher order of the variable Z-1, the second
With the circuit configuration shown in the figure, the path that usually takes the longest time for calculation (hereinafter such a path will be referred to as a critical path) is the quantizer 204, adders 206 and 209, predictor 210, and subtracter 201. and 202 to return to delay element 203.

しかし予測関数P2Z)を変数Z−1の2次以上のみの
関数に制限することにより予測器210の予測関数Pら
Z)は1次以上のみの関数とすることができ、予測器2
10の入力と出力の間には遅延素子が少なくとも1つ入
ることになつてクリテイカルパスが変つてくる。ここで
いう遅延素子はレジスタを意味し、クロツクごとにデー
タを取込めばそのデータか1標本化クロツクの周期の間
保持して出力され、遅延素子から次の遅延素子までのパ
スの演算時間が1標本化周期の時間より短かい時に次の
遅延素子に正しい演算結果がとりこまれる。このため遅
延素子間ごとに演算処理を区切つて行なうことかできる
。外側ループの差分回路内の1標本化周期時間内に行な
われる処理は遅延素子203から予測器210内の遅延
素子までのパスと予測器内の遅延素子から遅延素子20
3までのパスに区切られて行なわれることになる。この
ため処理の段数が少なくなり処理に必要な時間が短かく
なる。予測器210の予測関数はZ−1の1次以上のみ
の関数であるため、予測器210の入力から出力までの
演算処理のクリテイカルパスは1次の遅延を行なわせる
遅延素子と1次の係数による予測値を求める乗算器と1
次の係数による予測値に2次以上の係数による予測値和
を加算する加算器を通るパスとなるが遅延素子の演算順
序は変えることができ例えば乗算器の後にすることもで
きる。この場合、二重ループにJ構成した符号器の外側
ループのパスは遅延素子203、量子化器204、加算
器206と209、予測器210内の乗算器と遅延素子
と加算器、減算器201と202を通つて遅延素子20
3にもどるものとなる。
However, by restricting the prediction function P2Z) to only a function of second or higher order of the variable Z-1, the prediction function P2Z) of the predictor 210 can be a function of only one or higher order.
At least one delay element is inserted between the input and output of 10, and the critical path changes. The delay element here means a register, and if data is fetched every clock, that data is held for one sampling clock cycle and output, and the calculation time for the path from one delay element to the next delay element is When the time is shorter than one sampling period, the correct calculation result is taken into the next delay element. Therefore, calculation processing can be performed separately for each delay element. The processing performed within one sampling period time in the difference circuit of the outer loop includes the path from delay element 203 to the delay element in the predictor 210, and from the delay element in the predictor to the delay element 20.
The process will be divided into up to three passes. Therefore, the number of processing stages is reduced and the time required for processing is shortened. Since the prediction function of the predictor 210 is a function of only the first order or higher order of Z-1, the critical path of arithmetic processing from the input to the output of the predictor 210 consists of a delay element that performs a first order delay and a first order delay element. Multiplier and 1 to obtain predicted value using coefficients
The path passes through an adder that adds the predicted value sum of second-order or higher-order coefficients to the predicted value of the next coefficient, but the order of operation of the delay elements can be changed, for example, it can be placed after the multiplier. In this case, the outer loop path of the encoder configured as a double loop is the delay element 203, the quantizer 204, the adders 206 and 209, the multiplier in the predictor 210, the delay element, the adder, and the subtracter 201. and 202 to the delay element 20
This will return to number 3.

一方予測関数PlZ)をPlZ)=αZ−1(αは定数
で通常α〈1)とおけば予測器207の予測関数P′I
CZ,)はαの定数となり予測器207は係数αの乗算
器で構成でき、内側のループのクリテイカルパスは量子
化器204、加算器206、乗算器(予測器207)、
減算器202を通つて遅延素子203へもどるループで
ある。
On the other hand, if the prediction function PlZ) is set as PlZ)=αZ−1 (α is a constant and usually α<1), the prediction function P′I of the predictor 207
CZ, ) is a constant of α, and the predictor 207 can be composed of a multiplier with a coefficient α, and the critical path of the inner loop is the quantizer 204, adder 206, multiplier (predictor 207),
This is a loop that passes through the subtracter 202 and returns to the delay element 203.

通常減算は加算に比べて処理時間かほぼ同じか少し長く
、量子化や乗算は加算より長く時間がかかることから、
外側の2つのパスの各処理時間と内側のパスの処理時間
を比べれば外側の2つのパスは内側のパスの処理時間を
越えないようにすることができ、最大の処理時間となる
のは内側のループとなる。
Normally, subtraction takes about the same or slightly longer processing time than addition, and quantization and multiplication take longer than addition.
Comparing the processing time of the two outer passes with the processing time of the inner pass, it is possible to ensure that the outer two passes do not exceed the processing time of the inner pass, and the inner pass has the maximum processing time. becomes a loop.

すなわち最大の処理時間は、量子化処理1段、加算1段
、乗算1段、減算1段の処理を行なうのに必要な時間で
ある。これは前値予測DPCMの処理段数と同じである
。一方第1図に示される構成で符号化処理を行なえば予
測フイルタの構成をPZ)−Z−1(α+Z−1(P≦
Z)−α.P!(2)))の関数で示される形に変形し
たとしても予測器106の処理段数は係数αの乗算処理
1段と加算処理1段が必要となり第2図の構成に比して
加算処理が少なくとも1段分多くなつてしまつ。すなわ
ち、P2乞)か変数Z−1の2次以上のみの関数とした
とき予測関数がP(!7.)−αZ−1+P2(Z)−
αZ−1・P22で示される時第2図に示す構成の符号
化装置を用いれば符号化の処理時間を短かくすることが
可能である。
That is, the maximum processing time is the time required to perform one stage of quantization processing, one stage of addition, one stage of multiplication, and one stage of subtraction. This is the same as the number of processing stages of the previous value prediction DPCM. On the other hand, if the encoding process is performed with the configuration shown in FIG.
Z)-α. P! Even if it is transformed into the form shown by the function (2))), the number of processing stages of the predictor 106 requires one multiplication process of the coefficient α and one addition process, and the addition process is required compared to the configuration shown in FIG. It will be at least one step larger. In other words, when it is a function of only quadratic or higher orders of P2 (P2) or variable Z-1, the prediction function is P(!7.)-αZ-1+P2(Z)-
If αZ-1·P22 is used, the encoding processing time can be shortened by using the encoding apparatus having the configuration shown in FIG.

以上の説明から明らかなように、遅延素子203は第2
図に示される場所ではなく量子化器204と加算器20
6の間においた場合でも同様に処理時間を短かくするこ
とが可能である。また、各処理段における演算の様子は
、量子化器においては入力の全ビツトの値が定まらなけ
れば出力値は定まらないが、加算器または減算器におい
ては下位のビツトから演算処理がなされ上位のビツトに
キヤリ一またはボロ一が送られるので時間的な遅れをと
もなつて下位のビツトから上位のビツトに向かつてしだ
いに出力値が定まつていく(通常用いられている素子の
場合はある数のビツト単位、例えば4ビツトで処理が行
なわれてキヤリ一またはボロ一が出される)。
As is clear from the above explanation, the delay element 203
Quantizer 204 and adder 20 not in the locations shown in the figure
6, the processing time can be similarly shortened. In addition, regarding the state of calculation in each processing stage, in a quantizer, the output value is not determined unless the value of all bits of the input is determined, but in an adder or subtracter, calculation processing is performed from the lower bits, and the higher bits are processed. Since a carry or a boro is sent to the bit, the output value gradually becomes fixed from the lower bit to the upper bit with a time delay (in the case of normally used elements, the output value is determined by a certain number). (The processing is performed in bit units, for example, 4 bits, and a carry or a boro is output.)

したがつて2つ以上の素子を用いて並列処理の加算器ま
たは減算器を構成した場合加算器または減算器の処理で
は上位のビツトが定まらなくても下位のビツトにおける
入力が定まれば処理が可能で出力値が定まる。このため
演算処理を行なう場合加減算の処理は連続して行なうよ
うに構成すれば前段の出力で下位ビツトが定まると上位
ビツトが定まらなくても次の段の下位ビツトの処理か可
能となる。したかつて予測関数がPZ)−αZ−1の前
値予測DPCM符号化を行なう回路において第1図で示
されるような減算器と加算器の間にそれぞれ量子化器お
よび予測器を配置してデータの遅延を上位ビツトの遅れ
にあわせてしまう構成にくらベ本発明の装置では第2図
に示されるように、遅延素子203を量子化器204の
前または量子化器204と加算器206の間に配置して
加算と減算(αの乗算器は1−2−mの形で減算器を用
いて構成される)の処理が連続して行なわれるように構
成しているのでDPCM符号化処理の時間がより短縮さ
れている。以上述べたように本発明の符号化装置は、高
次の予測関数を用いてDPCMする場合、その伝達関数
が2つの差分符号化回路の伝達関数の積(1−PlZ)
)(1−P2(7.))の形で示される時、第2図に示
すように2つの予測手段をもつた2重のループの差分符
号化回路の構成で、かつ量子化器の前または後に信号を
1標本化周期遅延させる手段を備えた差分パルス符号化
装置である。
Therefore, when an adder or subtracter for parallel processing is constructed using two or more elements, even if the upper bit is not determined in the processing of the adder or subtracter, if the input to the lower bit is determined, the processing can be completed. possible and the output value is determined. For this reason, when performing arithmetic processing, if the addition and subtraction processing is configured to be performed continuously, if the lower bits are determined by the output of the previous stage, the lower bits of the next stage can be processed even if the upper bits are not determined. In the past, when the prediction function was PZ)-αZ-1, a quantizer and a predictor were placed between the subtracter and the adder, respectively, in a circuit that performed predictive DPCM encoding of the previous value of PZ)-αZ-1. In the device of the present invention, the delay element 203 is placed before the quantizer 204 or between the quantizer 204 and the adder 206, as shown in FIG. Since the configuration is such that the processing of addition and subtraction (the α multiplier is configured using a subtracter in the form of 1-2-m) is performed continuously, the DPCM encoding process is Time is getting shorter. As described above, when the encoding device of the present invention performs DPCM using a high-order prediction function, the transfer function is the product (1-PlZ) of the transfer functions of two differential encoding circuits.
)(1-P2(7.)), the configuration is a double-loop differential encoding circuit with two prediction means as shown in FIG. Alternatively, it is a differential pulse encoding device including means for later delaying the signal by one sampling period.

本符号化装置を用いれば、従来の構成方法によるDPC
M符号化装置に比して1標本化周期における差分符号化
に必要な処理時間をより短かくすることが可能である。
本発明の実施例をNTSCカラーテレビ信号に対して高
次の予測フイルタを用いて直接DPCMする符号化復号
化装置の場合について説明する。
If this encoding device is used, DPC using the conventional configuration method can be
Compared to the M encoding device, it is possible to reduce the processing time required for differential encoding in one sampling period.
An embodiment of the present invention will be described in the case of an encoding/decoding apparatus that directly performs DPCM on an NTSC color television signal using a high-order predictive filter.

NTSCカラーテレビ信号を直接符号化する方法として
は標本化周波数FsをFs−3fscとした場合、零周
波数および副搬送波Fscの近傍の予測を効率よく行な
う予測フイルタの1つとしてP/(Z)αZ−1+βZ
−3−αβZ−4の予測関数を用いてDPCMするもの
かある。αおよびβは定数で一例としてα=0.5,β
=1−2−N(Nは正の整数)に選ぶ。この高次の予測
関数を用いたDPCM符号器の伝達関数はH2一(1−
αZ−1)(1−βZ−3)となり、前述の第2図で示
される構成の回路で予測関数かP1(2)−αZ−1,
P22=βZ−3の場合に相当する。
As a method for directly encoding an NTSC color television signal, when the sampling frequency Fs is Fs-3fsc, P/(Z)αZ is one of the prediction filters that efficiently predicts the vicinity of the zero frequency and subcarrier Fsc. -1+βZ
-3-αβZ-4 prediction function is used to perform DPCM. α and β are constants, for example α=0.5, β
=1-2-N (N is a positive integer). The transfer function of the DPCM encoder using this high-order prediction function is H2-(1-
αZ-1) (1-βZ-3), and the prediction function is P1(2)-αZ-1,
This corresponds to the case where P22=βZ-3.

この伝達特性を有する符号化装置の実施例を第3図に示
す。標本化周波数FsO)PCM信号は減算器301に
入力されて入力信号を1標本化周期遅延させて出力する
ところのシフトレジスタ312から送られてくる予測関
数P2C!!.)で予測された予測信号Aとの差分がと
られる。
An embodiment of an encoding device having this transfer characteristic is shown in FIG. Sampling frequency FsO) The PCM signal is input to the subtracter 301, and the prediction function P2C! is sent from the shift register 312 which delays the input signal by one sampling period and outputs it. ! .. ) and the predicted signal A is calculated.

減算器301の出力の差分信号Cは減算器302に加え
られて乗算器307から送られてくる予測関数P1(2
1S)によつて予測された予測信号Bとの差分がとられ
、出力された予測誤差信号はシフトレジスタ303によ
つて1標本化周期遅延される。シフトレジスタ303の
出力は量子化器304へ送られ、予め定められた量子化
特性で量子化され、量子化された信号は加算器306お
よび符号変換器305へ送られる。符号変換器305は
量子化された信号を符号変換して伝送路へ送り出す。量
子化器304の出力である1標本化周期遅延された量子
化信号とシフトレジスタ308によつて1標本化周期遅
延された予測信号Bは加算器306によつて加算されそ
の出力には減算器302の入力の差分信号Cに対して1
標本化周期遅延したところの局部復号信号が表われる。
The difference signal C output from the subtracter 301 is added to the subtracter 302 and is then added to the prediction function P1(2) sent from the multiplier 307.
1S), and the output prediction error signal is delayed by one sampling period by the shift register 303. The output of the shift register 303 is sent to a quantizer 304, where it is quantized with a predetermined quantization characteristic, and the quantized signal is sent to an adder 306 and a code converter 305. A code converter 305 converts the code of the quantized signal and sends it to the transmission path. The quantized signal delayed by one sampling period, which is the output of the quantizer 304, and the prediction signal B, which was delayed by one sampling period by the shift register 308, are added by an adder 306, and the output is sent to a subtracter. 1 for the difference signal C of the input of 302
A locally decoded signal delayed by a sampling period appears.

加算器306の出力は乗算器307および加算器309
に送られ、乗算器307の出力には次の標本化時刻に対
する予測信号Bが表われる。α一峙の乗算器は単に入力
信号を1桁下位にシフトするだけでよい。したかつて予
測関数がP,CZ,)=αZ−1の予測フイルタの特性
はシフトレジスタ303および308、加算器306お
よび乗算器307で実現されている。加算器306によ
つて出力される差分信号Cの局部復合信号とシフトレジ
スタ313で1標本化周期遅延した予測信号Aは加算器
309によつて加算されその出力には、人力PCM信号
に対して1標本化周期遅延した局部復号信号が表われる
。加算器309の出力はシフトレジスタ310で1標本
化周期遅延され乗算器311でβ倍され、さらにシフト
レジスタ312で1標本化周期遅延されることにより予
測関数P2Z)=βZ−3で予測されるところの予測信
号Aを算出している。シフトレジスタ312の出力(予
測信号A)は減算器301およびシフトレジスタ313
に送られる。β二1−2−Nの乗算器311は入力信号
から入力信号をN桁下位にシフトした信号を減算するこ
とでよく簡単に構成できる。各シフトレジスタはクロツ
ク周波数Fsで動作するものである。復号化装置は同じ
ように処理時間を短縮するために、2つのDPCM復号
化ループの積となるように復号化処理回路を構成し、か
つ2つの復号化ループの間にシフトレジスタを1段加え
ることによつて復号化回路の処理時間を通常用いる1つ
のループで構成した場合に比して加算器1段分少なくす
ることができる。第4図に高次の予測フイルタを用いた
DPCMの復号化装置の実施例を示す。
The output of adder 306 is sent to multiplier 307 and adder 309.
The predicted signal B for the next sampling time appears at the output of the multiplier 307. The alpha multiplier simply shifts the input signal one digit lower. The characteristics of the prediction filter whose prediction function is P, CZ, )=αZ−1 are realized by shift registers 303 and 308, adder 306, and multiplier 307. The locally decoded signal of the difference signal C output by the adder 306 and the predicted signal A delayed by one sampling period by the shift register 313 are added by the adder 309, and the output is A locally decoded signal delayed by one sampling period appears. The output of the adder 309 is delayed by one sampling period in a shift register 310, multiplied by β in a multiplier 311, and further delayed by one sampling period in a shift register 312, thereby being predicted by a prediction function P2Z)=βZ-3. However, the predicted signal A is being calculated. The output of the shift register 312 (prediction signal A) is sent to the subtracter 301 and the shift register 313.
sent to. The β21-2-N multiplier 311 can be easily constructed by subtracting from the input signal a signal obtained by shifting the input signal N digits lower. Each shift register operates at a clock frequency Fs. Similarly, in order to reduce processing time, the decoding device configures the decoding processing circuit to be the product of two DPCM decoding loops, and adds one stage of shift register between the two decoding loops. As a result, the processing time of the decoding circuit can be reduced by one adder stage compared to the case where the decoding circuit is configured with one loop that is normally used. FIG. 4 shows an embodiment of a DPCM decoding device using a high-order prediction filter.

復号化装置は予測関数P1(2)−αZ−1の予測フイ
ルタをもつた復号化ループと予測関数P22=βZ−3
の予測フイルタをもつたループの積の形で構成されてい
る。伝送路から送られてくる符号を符号逆変換回路41
で量子化器304で量子化した量子化レベルに対応した
信号レベルに変換して加算器42へ送る。加算器42で
は符号逆変換回路41から送られてくる信号と乗算器4
4から送られてくる予測信号Bとを加算し差信号Cの復
号信号を得る。差信号Cの復号信号はシフトレジスタ4
3によつて1標本化周期遅延されたのち乗算器44に送
られて、次の標本化時刻の予測信号Bを計算して出力す
る。またシフト[ノジスタ43Kよつて1標本化周期遅
延された差分信号Cの復号信号は加算器45へ送られシ
フトレジスタ49から送られてくる予測信号Aと加算さ
れて、復号信号を得る。この復号信号は復号器の入力信
号に対して1標本化周期遅延している。復号信号はシフ
トレジスタ46に送られる。そしてシフトレジスタ46
,48,49と乗算器47で実現された予測関数P2Z
)−βZ−3の予フイルタによつて次の標本化時刻の予
測値Aを算出している。シフトレジスタはクロツク周波
数Fsで動作するものである。乗算器44および47は
第3図の乗算器307および311と同じに構成される
。またNTSCカラーテレビ信号をサブナイキス卜標本
化周波数Fs2fscで標本化した場合、効率よく予測
を行なうものとしてPZ)=αZ−1+βZ−2−αβ
Z−3の予測関数を用いてDPCMするものかある。
The decoding device has a decoding loop having a prediction filter with a prediction function P1(2)-αZ-1 and a prediction function P22=βZ-3.
It is constructed in the form of a product of loops with predictive filters. A code inversion circuit 41 converts the code sent from the transmission path.
The signal is converted into a signal level corresponding to the quantization level quantized by the quantizer 304 and sent to the adder 42. The adder 42 combines the signal sent from the sign inversion circuit 41 with the multiplier 4
The decoded signal of the difference signal C is obtained by adding the predicted signal B sent from the input signal C.4. The decoded signal of the difference signal C is sent to the shift register 4.
3 and then sent to a multiplier 44 to calculate and output a predicted signal B at the next sampling time. Further, the decoded signal of the difference signal C delayed by one sampling period by the shift register 43K is sent to the adder 45 and added to the prediction signal A sent from the shift register 49 to obtain a decoded signal. This decoded signal is delayed by one sampling period with respect to the input signal of the decoder. The decoded signal is sent to shift register 46. and shift register 46
, 48, 49 and the multiplier 47
)-βZ-3 pre-filter is used to calculate the predicted value A of the next sampling time. The shift register operates at a clock frequency Fs. Multipliers 44 and 47 are configured the same as multipliers 307 and 311 in FIG. Furthermore, when an NTSC color television signal is sampled at the sub-Nyquis sampling frequency Fs2fsc, PZ) = αZ-1 + βZ-2 - αβ is assumed to perform prediction efficiently.
There is also one that performs DPCM using the Z-3 prediction function.

αおよびβは定数で例としてα二0.5,β=1−2−
N(Nは正整数)に選ぶ。
α and β are constants, for example α20.5, β=1-2-
N (N is a positive integer).

この場合は符号器の伝達関数はHeZ,)=(1−αZ
−1)(1−βZ−2)となり第2図の回路構成が可能
でありP1(2)−αZ−1,P2Z)−βZ−2に相
当する。すなわち前述の回路で予測関数P2Z)=βZ
−3の予測フイルタを予測関数P2Z)−βZ−2の予
測フイルタとなるようにすればよい。したかつてP2α
Z−1力%−2−αβZ−3の予測関数をもつたDPC
Mの符号化装置は前述の第3図の符号器回路の中でシフ
トレジスタ312を取り除いたもの、復号化装置は第4
図の復号化回路の中でシフトレジスタ49を取り除いた
もので構成される。以上、予測関数がPZ)−αZ−1
βZ−3一αβZ−4およびP(Z)−αZ−1+βZ
−2−αβZ−3の場合すなわちPlZ)=αZ−1;
P2(Z)−βZ−3またはP2Z)=βZ−2の場合
について実施例を示した。
In this case, the transfer function of the encoder is HeZ, )=(1−αZ
-1)(1-βZ-2), which makes the circuit configuration of FIG. 2 possible and corresponds to P1(2)-αZ-1, P2Z)-βZ-2. In other words, in the circuit described above, the prediction function P2Z) = βZ
The prediction filter for -3 may be changed to the prediction filter for prediction function P2Z)-βZ-2. Once P2α
DPC with prediction function of Z-1 force %-2-αβZ-3
The encoder circuit of M is the same as the encoder circuit shown in FIG.
It is constructed by removing the shift register 49 from the decoding circuit shown in the figure. Above, the prediction function is PZ)-αZ-1
βZ-3-αβZ-4 and P(Z)-αZ-1+βZ
-2-αβZ-3, ie PlZ)=αZ-1;
Examples were shown for the case of P2(Z)-βZ-3 or P2Z)=βZ-2.

以上説明したように、本発明によれば高次の予測フイル
タを用いたDPCM装置においてその処理時間を従来の
構成による符号化装置にくらべて短かい時間で符号化処
理が可能となる。
As described above, according to the present invention, a DPCM device using a high-order prediction filter can perform encoding processing in a shorter processing time than an encoding device having a conventional configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来の方法によるDPCM符号器のプロツク
構成図、第2図は本発明によるDPCM符号器のプロツ
ク構成図、第3図は本発明の実施例でDPCM符号器の
構成を示すプロツク図、第4図はDPCM復号器の構成
を示すプロツク図である。 21,22・・・・・・予測手段、201,202・・
・・・・減算器、203,208,211・・・・・・
遅延素子、204・・・・・・量子化器、206,20
9・・・・・・加算器、207,210・・・・・・予
測器、301,302・・・・・・減算器、303,3
08,310,312,313・・・・・・シフトレジ
スタ、304・・・・・・量子化器、305・・・・・
・符号変換器、306,309・・・・・・加算器、3
07,311・・・・・・乗算器、41・・・・・・符
号逆変換器、42,45・・・・・・加算器、43,4
6,48,49・・・・・・シフトレジスタ、44,4
7・・・・・・乗算器。
FIG. 1 is a block diagram of a DPCM encoder according to a conventional method, FIG. 2 is a block diagram of a DPCM encoder according to the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a DPCM encoder according to an embodiment of the present invention. 4 are block diagrams showing the configuration of the DPCM decoder. 21, 22... Prediction means, 201, 202...
...Subtractor, 203, 208, 211...
Delay element, 204...Quantizer, 206, 20
9... Adder, 207, 210... Predictor, 301, 302... Subtractor, 303, 3
08, 310, 312, 313...Shift register, 304...Quantizer, 305...
・Sign converter, 306, 309...Adder, 3
07,311... Multiplier, 41... Sign inverse converter, 42,45... Adder, 43,4
6, 48, 49...Shift register, 44, 4
7... Multiplier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 高次子測関数を用いた搬送色信号を含む周波数多重
カラーテレビの信号の差分符号化装置において、αは正
の定数、P_2(Z)は変数Z^−^1の2次以上のみ
の関数とするとZ変換で示す差分符号化の伝達関数が(
1−αZ^−^1)(1−P_2(Z))で表わされる
特性を有し、入力信号と第1の予測手段より生ずる第1
の予測信号との差分をとる第1の減算手段と、第1の減
算手段の出力と第2の予測手段より生ずる第2の予測信
号との差分をとる第2の減算手段と、第2の減算手段よ
り生ずる予測誤差信号をあらかじめ定められた規則にし
たがつて量子化する手段と、この手段により生ずる量子
化信号を符号化して伝送する手段と、第2の減算手段と
量子化する手段の間または量子化する手段の後において
信号を1標本化周期遅延させる手段と、量子化信号より
第1の減算出力に対する局部復号信号を復号して出力し
、かつ第2の予測信号を出力する第2の予測手段と、前
記局部復号信号より入力信号に対する局部複合信号を複
合し、かつ第1の予測信号を出力する第1の予測手段と
を備え、1標本化周期における差分符号化に必要な処理
時間を短かくしたことを特徴とするカラーテレビ信号用
差分符号化装置。
1 In a differential encoding device for a frequency multiplexed color television signal including a carrier color signal using a high-order measurement function, α is a positive constant, and P_2(Z) is a variable of only the second or higher order of the variable Z^-^1. If it is a function, the transfer function of differential encoding shown by Z transformation is (
It has a characteristic expressed as 1-αZ^-^1) (1-P_2(Z)), and the first
a first subtraction means for taking a difference between the output of the first subtraction means and a second prediction signal generated from the second prediction means; means for quantizing the prediction error signal generated by the subtraction means according to a predetermined rule; means for encoding and transmitting the quantized signal generated by the means; and a second subtraction means and the quantization means. means for delaying the signal by one sampling period after the interval or after the means for quantizing; 2 prediction means, and a first prediction means for decoding a local composite signal for the input signal from the local decoded signal and outputting a first prediction signal, A differential encoding device for color television signals characterized by shortened processing time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6188048U (en) * 1984-11-16 1986-06-09

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5187907A (en) * 1975-01-30 1976-07-31 Masco Corp Shinsesaizaoshosuru rajiojushinkyopuroguramusochi

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