JPS6036153B2 - 予測符号化装置 - Google Patents
予測符号化装置Info
- Publication number
- JPS6036153B2 JPS6036153B2 JP51126866A JP12686676A JPS6036153B2 JP S6036153 B2 JPS6036153 B2 JP S6036153B2 JP 51126866 A JP51126866 A JP 51126866A JP 12686676 A JP12686676 A JP 12686676A JP S6036153 B2 JPS6036153 B2 JP S6036153B2
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- Japan
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- signal
- prediction
- signals
- predictive coding
- switch
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/04—Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM]
- H03M3/042—Differential modulation with several bits, e.g. differential pulse code modulation [DPCM] with adaptable step size, e.g. adaptive differential pulse code modulation [ADPCM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はテレビジョン信号等の画像信号の予測符号化装
置に関する。
置に関する。
テレビジョン信号等の画像信号は画面の水平方向および
垂直方向および時間軸方向に対して相関が強いので、画
像信号を直接伝送する代りに伝送しようとする画素信号
の近傍の画素信号から予測信号を作り、伝送しようとす
る信号と予測信号との差信号、すなわち、予測誤差信号
を伝送することによって伝送情報量を節約することがで
きる。このような符号化方法は予測符号化と呼ばれ、予
測信号を同一フレーム内の画素信号から得るフレーム内
予測符号化、１フィールドの画素信号から得るフィール
ド間予測符号化、１フレーム前の画素信号から得るフレ
ーム間予測符号化あるいはこれらを組合せた複合予測符
号化などが知られている。フレーム内符号化は、平坦な
画像やぼけた画像に対しては予測的中率が高く、従って
、能率が良い。フレーム間符号化は動きの少ない画像に
対して能率が良く、フィールド間符号化や複合符号化は
これらの中間的な性質となる。従来の予測符号化装置に
おいては、一般にこれらのうちの一つの予測方式を用い
ているが、伝送しようとする画像信号が、例えば、放送
テレビジョン信号のように動きが小ない場合もあれば多
い場合もなり平坦な画像も複雑な画像もあるような場合
には、予測方式を固定にしておくと常に能率の良い符号
化を行なうことができないという欠点がある。一方、フ
レーム内予測とフレーム間予測の両方の予測信号を作り
、どちらが能率が良いかを調べて能率の良い方を選択す
るという予測切換え方式も提案されているが、この場合
には、どちらの予測方式を選択したかを示す情報を伝送
しなければならず、装置が複雑になるばかりでなく、必
らずしも全体の情報量が減らないという欠点がある。本
発明の目的はどの予測方式を選んだかを示す情報を特別
に伝送することなくしかも画素単位になるべく能率の良
い予測方式が選択できるように制御を行なう予測符号化
置を提供することにある。
垂直方向および時間軸方向に対して相関が強いので、画
像信号を直接伝送する代りに伝送しようとする画素信号
の近傍の画素信号から予測信号を作り、伝送しようとす
る信号と予測信号との差信号、すなわち、予測誤差信号
を伝送することによって伝送情報量を節約することがで
きる。このような符号化方法は予測符号化と呼ばれ、予
測信号を同一フレーム内の画素信号から得るフレーム内
予測符号化、１フィールドの画素信号から得るフィール
ド間予測符号化、１フレーム前の画素信号から得るフレ
ーム間予測符号化あるいはこれらを組合せた複合予測符
号化などが知られている。フレーム内符号化は、平坦な
画像やぼけた画像に対しては予測的中率が高く、従って
、能率が良い。フレーム間符号化は動きの少ない画像に
対して能率が良く、フィールド間符号化や複合符号化は
これらの中間的な性質となる。従来の予測符号化装置に
おいては、一般にこれらのうちの一つの予測方式を用い
ているが、伝送しようとする画像信号が、例えば、放送
テレビジョン信号のように動きが小ない場合もあれば多
い場合もなり平坦な画像も複雑な画像もあるような場合
には、予測方式を固定にしておくと常に能率の良い符号
化を行なうことができないという欠点がある。一方、フ
レーム内予測とフレーム間予測の両方の予測信号を作り
、どちらが能率が良いかを調べて能率の良い方を選択す
るという予測切換え方式も提案されているが、この場合
には、どちらの予測方式を選択したかを示す情報を伝送
しなければならず、装置が複雑になるばかりでなく、必
らずしも全体の情報量が減らないという欠点がある。本
発明の目的はどの予測方式を選んだかを示す情報を特別
に伝送することなくしかも画素単位になるべく能率の良
い予測方式が選択できるように制御を行なう予測符号化
置を提供することにある。
すなわち、本発明の画像信号の予測符号化装置は、複数
の予測信号を得る手段と、これら複数の予測信号の１つ
を選択するスイッチと、予測誤差信号を得る手段と、前
記予測誤差信号の大きれこ応じて次の予測信号の選択を
決定する手段とから構成されている。
の予測信号を得る手段と、これら複数の予測信号の１つ
を選択するスイッチと、予測誤差信号を得る手段と、前
記予測誤差信号の大きれこ応じて次の予測信号の選択を
決定する手段とから構成されている。
本発明の予測符号化装置を採用すれば、伝送された予測
誤差信号の大きさに応じて次の画素に対する予測方式が
決定されるので、予測方式を表わす特別な信号は伝送す
る必要はなく、予測方式の決定は、例えば、後述するよ
うに、現在選択されている予測方式の予測誤差信号の絶
対値がある−定値よりも大きければ他の予測方式に切換
える等の方法により予測誤差信号が小さくなる予測方式
を自動的に選択するので、入力画像信号の性質が次々と
変わっても能率の良い予測符号化が実現できる。
誤差信号の大きさに応じて次の画素に対する予測方式が
決定されるので、予測方式を表わす特別な信号は伝送す
る必要はなく、予測方式の決定は、例えば、後述するよ
うに、現在選択されている予測方式の予測誤差信号の絶
対値がある−定値よりも大きければ他の予測方式に切換
える等の方法により予測誤差信号が小さくなる予測方式
を自動的に選択するので、入力画像信号の性質が次々と
変わっても能率の良い予測符号化が実現できる。
次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の−実施例を示す予測符号化装置の送信
側の構成のブロック図である。端子１に印加された画像
信号はアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２に
よりデジタル信号に変換される。このようにデジタル変
換された画像信号は減算器３において予測信号１５だけ
減算され、減算器３は減算結果である予測誤差信号４を
出力する。この予測誤差信号４は一般に量子化回路５に
より量子化され、とり得るレベル数が制限される。なお
、本発明において量子回路５は情報量の圧縮をより効果
的に行なうために用いている。量子化された予測誤差画
像１４は符号変換回路６により必要な形態の符号に変換
され、伝送路７に送出される。ここで符号変換回路６は
量子化回路５の出力信号のパターンの統計的な偏に対応
させて、これを可変長符号に変換する回路である。量子
化された予測誤差信号１４と予測信号１５とは加算器９
で加算され、局部復号画像１６が作られる。局部復号信
号１６は第１および第２の予測器１０および１１に与え
られ、これらの出力信号にそれぞれ予測信号が得られる
。このあと、スイッチ回路１２により予測器１０および
１１からの予測信号のいずれかが選択されて予測信号１
５となる。参照数字１０および１１で表わした予測器は
、例えば、それぞれフレーム内子側器およびフレーム間
予測器である。フレーム内子側器の具体的な例としては
、前値予測、すなち、１サンプル遅延素子を用いること
ができる。この、他にも前走査線予測（１水平走査遅延
素子）やそれらを紙合せた片面子洩りなどを用いること
もできる。フレーム間予測器の具体的な例としては１フ
レーム遅延素子を用いることができる。スイッチ回路１
２は制御信号１３によって制御されるが、その制御方法
を次に述べる。
側の構成のブロック図である。端子１に印加された画像
信号はアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２に
よりデジタル信号に変換される。このようにデジタル変
換された画像信号は減算器３において予測信号１５だけ
減算され、減算器３は減算結果である予測誤差信号４を
出力する。この予測誤差信号４は一般に量子化回路５に
より量子化され、とり得るレベル数が制限される。なお
、本発明において量子回路５は情報量の圧縮をより効果
的に行なうために用いている。量子化された予測誤差画
像１４は符号変換回路６により必要な形態の符号に変換
され、伝送路７に送出される。ここで符号変換回路６は
量子化回路５の出力信号のパターンの統計的な偏に対応
させて、これを可変長符号に変換する回路である。量子
化された予測誤差信号１４と予測信号１５とは加算器９
で加算され、局部復号画像１６が作られる。局部復号信
号１６は第１および第２の予測器１０および１１に与え
られ、これらの出力信号にそれぞれ予測信号が得られる
。このあと、スイッチ回路１２により予測器１０および
１１からの予測信号のいずれかが選択されて予測信号１
５となる。参照数字１０および１１で表わした予測器は
、例えば、それぞれフレーム内子側器およびフレーム間
予測器である。フレーム内子側器の具体的な例としては
、前値予測、すなち、１サンプル遅延素子を用いること
ができる。この、他にも前走査線予測（１水平走査遅延
素子）やそれらを紙合せた片面子洩りなどを用いること
もできる。フレーム間予測器の具体的な例としては１フ
レーム遅延素子を用いることができる。スイッチ回路１
２は制御信号１３によって制御されるが、その制御方法
を次に述べる。
まず、走査線の始まりの時刻はテレビジョン信号の場合
、同期信号期間であり、フレーム間予測の的中率が高い
ので、スイッチをＢ側、すなわち、フレーム間予測の方
に倒しておく、この時の量子化された予測誤差画像１４
の絶対値ｑを制御回路８で監視し 値Ｋと比較し、ｑ≦
Ｋならば次の予測信号もフレーム間予測とし、スイッチ
１２はＢ側を選択させるように制御信号１３を発生する
。もし、ｑ＞Ｋとなったならば、スイッチ１２の選択を
切換えてＡ側とするように制御信号１３を発生する。こ
のような動作を各サンプル毎に行なわせれば、予測誤差
の小さい方を自動的にほぼ選択することができる。第３
図はこのようなスイッチ制御の様子を説明するための概
略図で、１はフレーム間予測のみを用いた場合の予測誤
差信号の絶対値ｑＢを縦軸にとり、その時間変化を示す
図で、０‘まフレーム内子側のみを用いた場合の予測誤
差信号の絶対値ｑ＾を示すものである。
、同期信号期間であり、フレーム間予測の的中率が高い
ので、スイッチをＢ側、すなわち、フレーム間予測の方
に倒しておく、この時の量子化された予測誤差画像１４
の絶対値ｑを制御回路８で監視し 値Ｋと比較し、ｑ≦
Ｋならば次の予測信号もフレーム間予測とし、スイッチ
１２はＢ側を選択させるように制御信号１３を発生する
。もし、ｑ＞Ｋとなったならば、スイッチ１２の選択を
切換えてＡ側とするように制御信号１３を発生する。こ
のような動作を各サンプル毎に行なわせれば、予測誤差
の小さい方を自動的にほぼ選択することができる。第３
図はこのようなスイッチ制御の様子を説明するための概
略図で、１はフレーム間予測のみを用いた場合の予測誤
差信号の絶対値ｑＢを縦軸にとり、その時間変化を示す
図で、０‘まフレーム内子側のみを用いた場合の予測誤
差信号の絶対値ｑ＾を示すものである。
闘値Ｋを破線で示したレベルに設定した場合、第１図の
制御回路８の出力信号である功換制御信号１３はｍのよ
うに、スイッチＡ，Ｂの選択を行なう。この結果、得ら
れる予測誤差信号の絶対値ｑはＷのようになり、時間平
均でみると前記信号ｑはｑ＾およびｑ８のいずれよりも
小さくなる。第２図は本発明の一実施例を示す受信側の
構成のブ。
制御回路８の出力信号である功換制御信号１３はｍのよ
うに、スイッチＡ，Ｂの選択を行なう。この結果、得ら
れる予測誤差信号の絶対値ｑはＷのようになり、時間平
均でみると前記信号ｑはｑ＾およびｑ８のいずれよりも
小さくなる。第２図は本発明の一実施例を示す受信側の
構成のブ。
ツク図であり、伝送路２７を介して伝送されてきた信号
は符号逆変換器２６により送信側の逆変換が行なわれ、
送信側の量子化出力信号１４に相当する信号３４に変換
される。この信号３４は加算器２９において予測信号２
５と加算され、復号信号２６となり、Ｄ／Ａ変換器２２
で元のアナログ信号に変換される。制御回路２８は受信
した誤差信号３４の絶対値を闘値Ｋと比較し、送信側と
同様にスイッチ回路３２の切換制御信号３３を発生する
。予測器３０および３１はそれぞれ送信側の予測器１０
および１１と同じものであり、スイッチ回路３２が送信
側と全く同じ動作をすることにより選択された予測信号
２５は送信側の予測信号１５と同じになる。したがって
、復号信号２６は送信側の局部復号信号１６と同じにな
る。以上の説明は予測器を２種類にした場合であるが、
本発明では予測器を任意の数に増やすことが可能である
。すなわち、２個の予測器に加えて、例えば、フィール
ド予測器、やフレーム内子側として前値予測の他に前走
査線予測器などを用い、スイッチを切換え方に一定の規
則を設けておけば何ら特別の信号を伝送することなく、
送受信間でマッチングのとれた動作をさせることができ
る。なお、上述の符号変換回路６および２６には１９７
３王に社団法人電子通信学会から発行の刊行物「４ＭＴ
Ｖ電話用フレーム間符号化方式の構成一遍信方式研究会
資料（ＣＳ７５一６８）」の第５頁図６および第５頁図
７に詳しく示されている構成のものをそれぞれ採用すれ
ばよい。
は符号逆変換器２６により送信側の逆変換が行なわれ、
送信側の量子化出力信号１４に相当する信号３４に変換
される。この信号３４は加算器２９において予測信号２
５と加算され、復号信号２６となり、Ｄ／Ａ変換器２２
で元のアナログ信号に変換される。制御回路２８は受信
した誤差信号３４の絶対値を闘値Ｋと比較し、送信側と
同様にスイッチ回路３２の切換制御信号３３を発生する
。予測器３０および３１はそれぞれ送信側の予測器１０
および１１と同じものであり、スイッチ回路３２が送信
側と全く同じ動作をすることにより選択された予測信号
２５は送信側の予測信号１５と同じになる。したがって
、復号信号２６は送信側の局部復号信号１６と同じにな
る。以上の説明は予測器を２種類にした場合であるが、
本発明では予測器を任意の数に増やすことが可能である
。すなわち、２個の予測器に加えて、例えば、フィール
ド予測器、やフレーム内子側として前値予測の他に前走
査線予測器などを用い、スイッチを切換え方に一定の規
則を設けておけば何ら特別の信号を伝送することなく、
送受信間でマッチングのとれた動作をさせることができ
る。なお、上述の符号変換回路６および２６には１９７
３王に社団法人電子通信学会から発行の刊行物「４ＭＴ
Ｖ電話用フレーム間符号化方式の構成一遍信方式研究会
資料（ＣＳ７５一６８）」の第５頁図６および第５頁図
７に詳しく示されている構成のものをそれぞれ採用すれ
ばよい。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示すブロック
図ならびに第３図は本発明の動作説明を容易にするため
の図である。 第１図および第２図において、２……Ａ／Ｄ変換器、３
・・・・・・減算器、５・・・・・・量子化回路、６，
２６……符号変換回路、８，２８……制御回路、９，２
９…・・・加算器、１０，３０・・・・・・フレーム内
子側器、１１，３１…・・・フレーム間予測器、１２，
３２・・・・・・スイッチ回路、２２・・・・・・Ｄ／
Ａ変換器である。 オー図 才２図 才３図
図ならびに第３図は本発明の動作説明を容易にするため
の図である。 第１図および第２図において、２……Ａ／Ｄ変換器、３
・・・・・・減算器、５・・・・・・量子化回路、６，
２６……符号変換回路、８，２８……制御回路、９，２
９…・・・加算器、１０，３０・・・・・・フレーム内
子側器、１１，３１…・・・フレーム間予測器、１２，
３２・・・・・・スイッチ回路、２２・・・・・・Ｄ／
Ａ変換器である。 オー図 才２図 才３図
Claims (1)
- １ 画像信号の予測符号化装置において、複数の予測信
号を得る手段と、前記複数の予測信号の１つを選択する
スイツチと、入力信号と前記選択された予測信号との差
である予測誤差信号を得る手段と、前記予測誤差信号の
大きさに応じて次の予測信号の選択を決定し前記スイツ
チを制御する手段とから構成されたことを特徴とする予
測符号化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51126866A JPS6036153B2 (ja) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | 予測符号化装置 |
| CA289,226A CA1099018A (en) | 1976-10-22 | 1977-10-21 | Predictive encoder or decoder with selection of one of two or more prediction signals according to prediction error signal amplitudes |
| US05/844,857 US4133006A (en) | 1976-10-22 | 1977-10-25 | Predictive encoder or decoder with selection of one of two or more prediction signals according to prediction error signal amplitudes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51126866A JPS6036153B2 (ja) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | 予測符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5352013A JPS5352013A (en) | 1978-05-12 |
| JPS6036153B2 true JPS6036153B2 (ja) | 1985-08-19 |
Family
ID=14945764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51126866A Expired JPS6036153B2 (ja) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | 予測符号化装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4133006A (ja) |
| JP (1) | JPS6036153B2 (ja) |
| CA (1) | CA1099018A (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422119A (en) * | 1977-07-20 | 1979-02-19 | Nec Corp | Forecasting encoder/decoder |
| GB2016872B (en) * | 1978-02-23 | 1982-08-25 | Nippon Electric Co | Digital facsimile transmission system for screened pictures |
| JPS54114920A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-07 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Television signal adaptive forecasting encoding system |
| JPS54116822A (en) * | 1978-03-02 | 1979-09-11 | Nec Corp | Picture coder |
| US4218704A (en) * | 1979-03-16 | 1980-08-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method and apparatus for video signal encoding with motion compensation |
| FR2460580A1 (fr) * | 1979-06-29 | 1981-01-23 | France Etat | Dispositif pour le suivi et l'estimation recursive de l'etat local des contours d'images et application a la prediction adaptative en codage differentiel de signaux de television |
| US4371895A (en) * | 1980-01-18 | 1983-02-01 | Nippon Electric Co., Ltd. | Coded video signal transmitting and receiving system |
| JPS56128070A (en) * | 1980-03-13 | 1981-10-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | Band compressing equipment of variable density picture |
| US4281344A (en) * | 1980-05-02 | 1981-07-28 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Video interframe transform coding technique |
| JPS57150275A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | Adaptive quantizer |
| FR2503966B1 (fr) * | 1981-04-14 | 1986-10-10 | Thomson Csf | Procede de transmission d'une image, a debit reduit; systeme de transmission pour la mise en oeuvre de ce procede |
| US4710813A (en) * | 1981-06-04 | 1987-12-01 | Compression Labs, Inc. | Low bandwidth video teleconferencing system and method |
| CA1197005A (en) * | 1981-09-29 | 1985-11-19 | Norio Suzuki | System comprising a preliminary processing device controlled in accordance with an amount of information stored in a buffer |
| JPS58148565A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | 多階調画像信号の符号化方法 |
| JPS5930335A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-17 | Nec Corp | Ｄｐｃｍ符号復号化方法及び装置 |
| JPS6031325A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-18 | Nec Corp | 予測停止ａｄｐｃｍ符号化方式およびその回路 |
| JPS60251733A (ja) * | 1984-05-28 | 1985-12-12 | Sony Corp | デイジタル信号伝送装置 |
| JPS61114677A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-02 | Nec Corp | 動画像信号の適応予測符号化復号化方式及びその装置 |
| JPH0683443B2 (ja) * | 1985-03-05 | 1994-10-19 | 富士通株式会社 | フレ−ム内フレ−ム間符号化方式 |
| JPH0752845B2 (ja) * | 1985-10-04 | 1995-06-05 | 日本電気株式会社 | 差分符号化回路 |
| DE3634691A1 (de) * | 1986-10-11 | 1988-04-14 | Philips Patentverwaltung | Differenzpulscodemodulator sowie dessen verwendung als demodulator |
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| US4780760A (en) * | 1987-06-05 | 1988-10-25 | General Electric Company | DPCM system with interframe motion indicator signal |
| US4888640A (en) * | 1988-05-16 | 1989-12-19 | General Electric Company | Refresh system for digital signals |
| EP0398328A3 (en) * | 1989-05-18 | 1993-01-13 | Nec Corporation | Codec system encoding an decoding an image signal at a high speed |
| US6300888B1 (en) * | 1998-12-14 | 2001-10-09 | Microsoft Corporation | Entrophy code mode switching for frequency-domain audio coding |
| WO2004093001A1 (en) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Sumtotal Llc | Adaptive subtraction image compression |
| US8009072B2 (en) * | 2009-12-19 | 2011-08-30 | General Electric Company | Predictive analog-to-digital converter and methods thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3679821A (en) * | 1970-04-30 | 1972-07-25 | Bell Telephone Labor Inc | Transform coding of image difference signals |
| US3890462A (en) * | 1974-04-17 | 1975-06-17 | Bell Telephone Labor Inc | Speed and direction indicator for video systems |
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-
1976
- 1976-10-22 JP JP51126866A patent/JPS6036153B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-10-21 CA CA289,226A patent/CA1099018A/en not_active Expired
- 1977-10-25 US US05/844,857 patent/US4133006A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1099018A (en) | 1981-04-07 |
| JPS5352013A (en) | 1978-05-12 |
| US4133006A (en) | 1979-01-02 |
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