DE69233530T2

DE69233530T2 - Kodierer und Dekodierer

Info

Publication number: DE69233530T2
Application number: DE1992633530
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Nagaokakyo-Shi Kyoto Mishima; Takashi Nagaokakyo-Shi Kyoto Itow
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2012-04-08
Also published as: EP1330129A2; EP1995963A3; EP1331825A3; EP1995964A2; US5990963A; US5793432A; EP1995964A3; US5488418A; DE69228641D1; EP0533947A4; EP0533947A1; EP1995962A3; WO1992019074A1; EP0869681B1; EP0869681A3; SG52635A1; EP1331825A2; DE69228641T2; EP0533947B1; EP1995963A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Codierer zum Codieren eines Videosignals, das in einem Fernsehsystem oder dergleichen verwendet wird, und auf einen Decodierer zum Decodieren von codierten Daten, welche auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sind.
Wenn ein Videosignal eines dynamischen Bildes wie eines Fernsehsignals mit einer niedrigen Bitrate übertragen wird, ist es allgemein, die diskrete Kosinustransformation (DCT) zu gebrauchen. Beispielsweise wird die DCT verwendet in dem Empfehlungsentwurf, der im September 1990 in der MPEG (Moving Picture Experts Group) der International Standard Organisation (abgekürzt ISO) festgelegt wurde. Die MPEG beabsichtigt weiterhin, eine Huffman-Codierung zu verwenden, welche eine Art der Codierung mit variabler Länge ist, so dass Informationen verdichtet werden durch eine Kombination der DCT und der Codierung mit variabler Länge, um übertragen zu werden.
Bei diesem Codierungsverfahren mit variabler Länge kann jedoch, wenn ein Fehler einmal auftritt, der Fehler sich über Blöcke der DCT fortpflanzen. Da allgemein fehlerkorrigierende Codes hinzugefügt werden, können solche Fehler reduziert werden. Jedoch tritt beispielsweise in einem Übertragungskanal wie einem digitalen VTR, in welchem Bündelfehler relativ häufig erscheinen, der Fall auf, dass Bündelfehler in einem Maße erhalten werden, das die Fehlerkorrekturfähigkeit übersteigt. In einem solchen Fall tritt das Problem auf, dass sich die Fehlerfortpflanzung über die Blöcke ausbreitet. Ein Beispiel für einen solchen Fall wird nachfolgend beschrieben.
Die 1(A) und 1(B) sind Blockschaltbilder, welche die Konfiguration eines herkömmlichen Codierers und Decodierers illustrieren. Der Codierer hat eine DCT-Schaltung 101, welche die DCT an jedem Block durchführt, einen Quantisierer 102, welcher Transformationskoeffizienten von der DCT-Schaltung 101 quantisiert, und eine Huffman-Codierschaltung 103, welche die Huffmann-Codierung an dem Ausgangssignal des Quantisierers 102 durchführt. Der Decodierer umfasst eine Huffman-Dekodierschaltung 104, welche die Huffman-Decodierung an den Eingangsdaten durchführt, einen inversen Quantisierer 105, welcher die inverse Quantisierung an dem Ausgangssignal der Huffman-Dekodierschaltung 104 durchführt, sowie eine inverse DCT-Schaltung 106, welche die inverse DCT an dem Ausgangssignal des inversen Quantisierers 105 durchführt.
Die Arbeitsweise wird im Einzelnen beschrieben. Es wird angenommen, dass beispielsweise Ergebnisse, die durch die Blockbildung von 8 × 8 Pixeln und die Transformation in der DCT-Schaltung 101 erhalten wur den, wie in 2 gezeigt angeordnet sind. Die Ergebnisse werden einen Run-Längen-Codierung unterzogen, indem sie in einer Zickzack-Weise wie in 3 gezeigt abgetastet werden. In dem Fall des bestimmten Beispiels von in 4 gezeigten Daten werden diese Daten beispielsweise durch die Run-Längen-Codierung in die auf der linken Seite von 5 gezeigten Daten transformiert. Wenn sie der Huffman-Codierung unter Verwendung der in 6 gezeigten Huffman-Codiertabelle unterzogen werden, werden sie in Codes mit verschiedenen Codelängen transformiert, wie auf der rechten Seiten von 5 gezeigt ist. Im Allgemeinen werden nach dem Blockbildungsprozess Daten hinzugefügt, welche als EOB (Ende des Blocks) bezeichnet werden und das Ende eines Blocks anzeigen.
Als Nächstes wird die Art der Durchführung eines Decodiervorgang in einem Fall beschrieben, in welchem beispielsweise ein 1-Bit-Fehler in den Daten 10111010 mit der Runlänge (Länge von aufeinander folgenden 0-Werten) von 0 und dem Wert (der Wert von nicht-null) von 16 auftritt, mit dem Ergebnis, dass die Daten gleich 11111010 werden. Zuerst ist es sicher, dass die diesen Daten vorhergehenden Daten normal decodiert wurden, und daher ist es nicht erforderlich, diese vorgehenden Daten zu berücksichtigen. Gemäß der in 6 gezeigten Huffman-Codiertabelle werden die Daten 11111010 in 11, 11 und 1010 aufgebrochen. Da 11 die Runlänge von 0 und den Wert 1 hat, werden sie gegenüber den ursprünglichen Daten unterschiedlich. Da weiterhin die Daten 1010 in der Huffman-Codiertabelle nicht vorhanden sind, werden Zahlen der nächsten Daten 101110111 in Folge zu 1010 hinzugefügt und dann die Decodierung durchgeführt. Als eine Folge werden die ersten 10101 in 1010101110111 zu der Runlänge 0 und dem Wert 5 entsprechend der Huffman-Codiertabelle in 6 decodiert.
In 01110111, die als ein Ergebnis des Entfernens von 10101 verbleiben, werden 01110 zu der Runlänge 0 und dem Wert 7 gemäß 6 decodiert. In den verbleibenden 11 werden die ersten 11 zu der Runlänge 0 und dem Wert 1 decodiert. Die 1, die zuletzt übrig bleibt, ist in der Huffman-Codiertabelle nicht vorhanden, und die nächsten Daten 10110111 werden nach der 1 gesetzt, und dann wird der Decodiervorgang bei den sich ergebenden 110110111 durchgeführt. Am Anfang werden die ersten 11 zu der Runlänge 0 und dem Wert 1 decodiert, und dann 01101 zu der Runlänge 5 und dem Wert 1. Als ein Ergebnis der vorbeschriebenen Operation werden die decodierten Daten wir in 7 gezeigt und haben keine Informationen über einen EOB.
Bei dem Decodiervorgang wirkt im Allgemeinen ein EOB als ein Unterbrechungspunkt eines Prozesses. Wenn keine Informationen dieser Art vorhanden sind, wird festgestellt, dass die Daten des nachfolgenden Blocks nach einem EOB in den Daten des gegenwärtig verarbeiteten Block enthalten sind, und der Decodiervorgang wird gemäß dieser Feststellung durchgeführt. D.h., wenn die Daten (7), in dem vorbeschriebenen Decodiervorgang decodiert wurden, wieder in einem 8 × 8-Elementblock angeordnet werden, werden sie wie in 8 gezeigt, mit dem Ergebnis, dass eine große Differenz zwischen ihnen besteht. Darüber hinaus werden die leeren Bereich in 8 mit den Daten des nachfolgenden Blocks gefüllt. Folglich wird der Decodiervorgang auch bei den Daten des nachfolgenden Blocks fehlerhaft durchgeführt. Dies bewirkt einen Fehler, der auf einen Block beschränkt ist, was dazu führt, dass der Fehler eine große Wirkung erzeugt.
9 zeigt die Codekonfiguration in einem Fehlerkorrektursystem, welches in den letzten Jahren sehr häufig verwendet wurde und als das doppelte Reed-Solomon bezeichnet wird. Zu den Daten aus m Bytes × n Bits wird zuerst ein fehlerkorrigierender Code von C_n × m Bytes in der Längsrichtung hinzugefügt, und dann wird ein fehlerkorrigierender Code von C_m × (n + C_n) Bytes in der Querrichtung hinzugefügt, um eine doppelte Fehlerkorrektur durchzuführen. Danach werden die kodierten Daten übertragen.
10 zeigt ein Beispiel einer bestimmten Übertragung. Das einfachste Übertragungsverfahren ist in 10 gezeigt, in welcher Codes von m + C_m Bytes in einer Einheit übertragen werden und dies (n + C_n) × 8 (1 Byte besteht aus 8 Bits) mal wiederholt wird. In diesem Fall wird der fehlerkorrigierende Code von C_m Bytes als C1-Parität bezeichnet, und der fehlerkorrigierende Code von C_n Reihen als C2-Parität. Da eine Übertragung in der Einheit eines Bits in einem allgemeinen digitalen Übertragungssystem erfolgt, werden Synchrondaten (nachfolgend als SYNC bezeichnet) zum Durchführen der Synchronisation für die Umwandlung in die Einheit von Bytes und Identitätsdaten, die die Reihennummer (die Position in der Längsrichtung) in 9 und ihre Paritätsdaten (nachfolgend werden diese allgemein als ID-Daten bezeichnet) zu den m + C_m Bytes hinzugefügt, und danach wird die Übertragung durchgeführt. Um das Einziehen eines PLL in das Dekodiersystem zu verbessern, kann ein synchroner Bereich, welcher manchmal als Präambel bezeichnet wird, vor der Gesamtheit von (n + C_n) × 8 Zyklen angeordnet werden, und dann wird die Übertragung durchgeführt.
Kürzlich wurde für den geschäftlichen oder den Haus gebrauch ein Aufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp für die Aufzeichnung einer großen Menge von Daten (insbesondere Videodaten) auf einem Magnetband verwendet. 11 zeigt ein Beispiel von dessen Bandmuster. Wie in 11 gezeigt ist, werden Spurenmuster, welche schräg mit Bezug auf die Bandlaufrichtung verlaufen, gebildet. Dieses Verfahren ist sehr wirksam, da es relativ leicht ist, die Flächenaufzeichnungsdichte im Vergleich mit dem Verfahren, bei welchem Daten parallel mit der Bandlaufrichtung aufgezeichnet werden, zu verbessern. Wie jedoch auch aus 11 ersichtlich ist, ist es schwierig, die zeitliche Kontinuität zwischen den Spuren im mikroskopischen Sinn zu erzielen. In einem VTR oder dergleichen für den Hausgebrauch werden beispielsweise die spurenverbindenden Bereiche für die Aufzeichnung der Videosignalbereiche zugewiesen, die als vertikale Austastperioden bezeichnet werden, welche in einem reduzierten Grad beeinträchtigt sind, selbst wenn sie beschädigt sind. D.h. bei der Verwendung eines derartigen VTR wird gewöhnlich die doppelte Fehlerkorrektur gewählt, so dass die Blockgröße für den Fehlerkorrekturcode innerhalb einer Spur enthalten ist und sich nicht über Spuren erstreckt.
Die vorstehend beschriebene Huffman-Codierung ist ein Beispiel für eine Codierung mit variabler Länge, welche eines der Mittel zum wirksamen Transformieren von Daten mit einer Redundanz mit hohem Pegel ist. Dies wird im Allgemeinen mit Bezug auf 12 beschrieben. A bis F, die in 12 gezeigt und als Symbole bezeichnet sind, zeigen die Zustände von zu verdichtenden Daten an. In dem Fall, dass diese Codierung in Kombination mit der Grundlängen-Codierung verwendet wird, wirkt die Null-Run-Länge als ein Symbol, und im Falle eines Grauskalen-Videosignals wirkt der Wert selbst als ein Symbol. Wenn ein Videosignal einer hochwirksamen Codierung unterzogen wird, kann die Kombination der orthogonalen Transformation, der Run-Längen-Codierung und des Wertes selbst als ein Symbol wirken. Jedes Symbol ist mit einem Code versehen gemäß seiner Erzeugungsfrequenz. 12 zeigt ein Beispiel, bei welchem Erzeugungsfrequenzen allmählich verringert werden entlang der Folge von A bis F. Während die Codelänge von A 1 Bit beträgt, beträgt die Codelänge 5 Bits. Auf diese Weise wird, je höher die Erzeugungsfrequenz eines Symbols ist, ein Code mit desto kürzerer Codelänge dem Symbol zugewiesen. Dies bewirkt, dass die gesamte Codelänge verkürzt wird, wodurch eine wirksame Durchführung der Codierung ermöglicht wird.
Ein Blockschaltbild eines Codierers, welcher fehlerkorrigierende Codes zu derart codierten Daten mit variabler Länge hinzufügt, ist in 13 gezeigt.
Der in 13 gezeigte Codierer hat einen Codeumwandler 111, welcher die Codierung mit variabler Länge durchführt, einen Pufferspeicher 112, welcher die Kapazität von m × n Bytes, die in 9 gezeigt sind, speichert, und eine Fehlerkorrektur-Codiereinheit 113, welche fehlerkorrigierende Codes von der C1-Parität und der C2-Parität hinzufügt. Dieser Codierer arbeitet wie folgt: ein Codeumwandlungsprozess wird durchgeführt unter Verwendung beispielsweise einer Codierungstabelle wie der in 12 gezeigten in einem ROM oder dergleichen, und die Codeumgewandelten Daten werden in dem Pufferspeicher 112 gespeichert, und die fehlerkorrigierenden Codes werden zu dem Ausgangssignal des Pufferspeichers 112 von dem fehlerkorrigierenden Codierer 113 hinzugefügt, und dann werden die Daten zu einem Übertragungskanal ausgesandt.
Wenn ein Bandaufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp als ein Übertragungsmedium verwendet wird, treten die nachfolgend beschriebenen Probleme auf.
14 zeigt einen Ort einer Kopfspur eines Bandaufzeichnungsgeräts vom wendelförmigen Abtasttyp in einem Trickwiedergabezustand wie der schnellen Vorwärtsbewegung. In 14 zeigen L und R die Richtungen der Azimutaufzeichnung an, welche das Ziel hat, über Sprechkomponenten zwischen benachbarten Spuren zu eliminieren. Die L- und R-Azimutwinkel sind symmetrisch mit Bezug zu der senkrecht zur Längsrichtung der Spur verlaufenden Achse. Spuren mit dem L-Azimut können nicht von dem R-Azimut-Kopf wiedergegeben werden, und Spuren mit dem R-Azimut können nicht von dem L-Azimut-Kopf wiedergegeben werden. In 14 ist der Ort einer Kopfspur bei einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe, bei der die Bandgeschwindigkeit das Achtfache der normalen Laufgeschwindigkeit ist, auf dem Bandmuster gezeigt. Wenn der Azimut dieses Kopfes der L-Azimut ist, können Spuren mit dem R-Azimut nicht wiedergegeben werden, und daher wird das Wiedergabe-Ausgangssignal des Kopfes nur von den schraffierten Bereichen in 14 erhalten. Dieses Ausgangssignal ist in 15 gezeigt. Wie in 15 gezeigt ist, kann bei einer Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe ein zufrieden stellendes Ausgangssignal nur während einer festen Periode erhalten werden. Wenn nicht einer oder mehrere C1-Blöcke innerhalb dieser Periode enthalten sind, ist es unmöglich, eine Fehlerkorrektur in der C1-Richtung durchzuführen. Im Allgemeinen sind einer oder mehrere C1-Blöcke enthalten. Bei einer solchen Trickwiedergabe ist es trotz des Vorzeichens des doppelten Produkts möglich, dass die Fehlerkorrektur nur in einer Richtung durchgeführt wird, und die Decodierung bei einer Trickwiedergabe wird auch im Allgemeinen in der Einheit von C1 durchgeführt. Unter der Annahme, dass beispielsweise in 16 gezeigte Daten aufgezeichnet sind und dass die umgekehrte Azimutspur so geführt ist, dass der Bereich vor der gestrichelten Linie nicht decodiert werden kann und der Bereich nach der gestrichelten Linie decodiert ist, wenn die Decodierung bei Daten nach der gestrichelten Linie unter Verwendung der Codiertabelle nach 12 durchgeführt wird, besteht in diesem Fall das Problem, dass die ursprünglichen Symbole F und A fehlerhaft als Symbol D decodiert werden. Wenn beispielsweise ein Bildsignal kodiert ist, wird das Videosignal der DCT-Transformation auf den Frequenzbereich wie in 3 gezeigt und dann der Codierung mit variabler Länge mittels Durchführung der Run-Längen-Codierung wie durch den Pfeil angezeigt unterzogen. Bei einem derartigen Codiervorgang erscheint das Problem eines geänderten Symbols als zu einem verschiedenen Frequenzbereich verschobene Daten, so dass das sich ergebende Bild völlig unterschiedlich gegenüber dem ursprünglichen Bild ist. Weiterhin wird bei der Subband-Codierung, welche häufig bei einer hochwirksamen Codierung eines Audiosignals oder dergleichen angewendet wird, ein wie in 17(A) gezeigtes Signal durch ein Subband-Filter hindurchgeführt, um frequenzgeteilt zu werden, wodurch das Signal bandgeteilt wird, um wie in 17(B) kodiert zu werden, mit dem Ergebnis, dass das Problem eines geänderten Dekodiersymbols als zu einem vollständig verschiedenen Band geschobene Daten erscheint. Die Probleme der hochwirksamen Codierung und der Fehlerkorrektur-Blockbildung enthalten ein schwerwiegendes Problem in einem Übertragungssystem eines Bandmediums, insbeson dere bei einer Trickwiedergabe usw.
Wenn Videodaten, die in digitale Signale umgewandelt wurden, auf einem Aufzeichnungsmedium wie einem Band so wie sie sind aufgezeichnet werden, ist die Datenmenge sehr groß und überschreitet im Allgemeinen die Begrenzung der Datenmenge, die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden kann. Wenn ein digitales Videosignal auf einem Band oder dergleichen aufgezeichnet wird, muss daher das Videosignal so verdichtet werden, dass die Datenmenge nicht die Begrenzung des Bandes überschreitet. Die Verdichtung eines Videosignals wird herkömmlich unter Verwendung eines hochwirksamen Codierers durchgeführt.
Ein hochwirksames Codiersystem, das heute allgemein studiert wird, ist das Bewegungskompensations-Kosinustransformations-Codiersystem, das beispielsweise, in "STUDY ON FILTERS IN ENCODING LOOP IN MOTION-COMPENSATION COSINE TRANSFORM ENCODING" beschrieben ist, offenbart in die IE86-100 (Technical Report of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers). Ein Blockschaltbild eines Codierers, der dieses System durchführt, ist in 18 gezeigt. In 18 bezeichnet 124 eine DCT-Schaltung, 125 eine inverse DCT-Schaltung, 126 einen Vollbildspeicher, 128 eine Bewegungsvektor-Extraktionsvorrichtung, 122 eine Subtraktionsvorrichtung, 127 einen Addierer und 123 und 129 Schalter.
Als Nächstes wird seine Arbeitsweise beschrieben. Da gewöhnlich eine zweidimensionale DCT von 8 × 8 Pixeln verwendet wird, wird angenommen, dass Daten, von denen Blöcke von 8 × 8 gebildet wurden, aufeinander folgend in die DCT-Schaltung 124 eingegeben werden. Wenn der Schalter 123 mit der oberen Seite verbunden ist, werden die eingegebenen Daten so wie sie sind dem DCT-Vorgang unterzogen. Andererseits wird durch die inverse DCT-Schaltung 125 mit den umgekehrten Eigenschaften ein Signal, das im Wesentlichen dasselbe wie das eingegebene Signal ist, erhalten, und dann in dem Vollbildspeicher 126 gespeichert. In diesem Fall ist jedoch der Schalter 129 mit der rechten Seite verbunden. In dem nächsten Vollbild ist der Schalter 123 mit der unteren Seite verbunden und der Schalter 129 mit der linken Seite. Dann werden zuerst das Signal des gegenwärtigen Vollbilds und das des vorhergehenden Vollbilds in die Bewegungsvektor-Extraktionsvorrichtung 128 eingegeben, und die Bewegungsvektoren der Bereiche, in denen sich das Bild bewegt, werden herausgezogen. Das Signal des vorhergehenden Vollbilds wird aus dem Vollbildspeicher 126 ausgelesen, wobei es durch den Grad dieser Bewegung verschoben wird. Dieses Signal und das Signal des gegenwärtigen Vollbilds werden in die Subtraktionsvorrichtung 122 eingegeben, um der Subtraktion unterzogen zu werden, und über den Schalter 123 zu der DCT-Schaltung 124 geliefert, in der der DCT-Vorgang durchgeführt wird, und dann in einer Zickzack-Weise wie in 3 gezeigt abgetastet, um codiert zu werden. Andererseits werden dieses Signal und das Signal des vorhergehenden Vollbilds, das die umgekehrten Eigenschaften in der inversen DCT-Schaltung 120 erhalten hat und dann um den Grad der Bewegung verschoben wurde, in den Addierer 127 addiert, um dasselbe wie das eingegebene Signal zu werden, und in dem Vollbildspeicher 126 gespeichert. Auf diese Weise wird, indem der Bewegungskompensationsdifferenzprozess in der Richtung entlang der Vollbilder und die zweidimensionale DCT in einem Vollbild durchgeführt werden, das Signal sehr wirksam codiert.
Ein Beispiel für die Menge von Codes, die bei der Durchführung eines derartigen Codiervorgangs erzeugt werden, ist in 19 gezeigt. Die Abszissenachse in 19 zeigt die Vollbildzahlen an, und die durch strichlierte Linien gezeigten Vollbilder sind solche, bei denen die Schalter 123 und 129 in 18 mit der oberen Seite bzw. der rechten Seite verbunden sind (als Intra-Vollbilder bezeichnet). Die anderen Vollbilder sind solche, bei denen die Schalter 123 und 129 in der umgekehrten Weise verbunden sind (als Inter-Vollbilder bezeichnet). Wie in 19 gezeigt ist, sind Inter-Vollbilder und Intra-Vollbilder hinsichtlich der Codemenge einander stark unterschiedlich. In einem Aufzeichnungsmuster, das in einem herkömmlichen wendelförmigen Abtasttyp wie dem in 11 gezeigten verwendet wird, wird eine Spur in jedem Halbbild erzeugt und die Länge einer Spur ist festgelegt, und daher tritt in einem Fall, in welchem die Codemenge für jedes Vollbild stark variiert, eine große Schwierigkeit auf. D.h., wenn die Spurlänge gemäß der Codemenge der Intra-Vollbilder zugewiesen ist, ist die Spurlänge in den Inter-Vollbildern übermäßig, und in dem entgegengesetzten Fall ist die Spurlänge in den Intra-Vollbildern zu kurz. Um dieses Problem zu lösen, kann ein Verfahren vorgeschlagen werden, bei dem die Rate der Erzeugung von Intra-Vollbildern vorher gesetzt wird, eine feste Länge ausgewählt wird, derart, dass sie aus einigen Spuren besteht (Spuren, deren Zahl gleich der Vollbilderzahl einer Spanne der Erzeugung von Intra-Vollbildern ist), und diese feste Länge wird jeder Spur zugewiesen. Bei diesem Verfahren tritt jedoch der Fall auf, wenn eine Aufbereitungsoperation bei jedem Vollbild durchzuführen ist, dass ein Bereich einer Spur beginnend von ihrer Mitte wiedergeschrieben werden muss. Die Realisierung hiervon erfordert mechanische Teile und Steuerschaltungen, die sehr genau und kostenaufwendig sind. Selbst wenn diese realisiert werden, ist es weiterhin ein gewöhnlicher Vorgang, dass wie in 20 gezeigt, Schätzung in entgegengesetzten Richtung durchgeführt und dann die Codierung durchgeführt werden. Bei einem Aufbereitungsvorgang zum Einfügen eines anderen dynamischen Bildes nach F3 in 20, wenn dieser Bereich durch F'3 und F'4 in 21 ersetzt wird, können die in 21 durch Markierungen "X" angezeigten Schätzungen nicht verwendet werden. Obgleich nicht erforderlich ist, dass F1 und F2 aufbereitet werden, müssen daher F1 und F2 decodiert werden, und F1, F2, F'3 und F'4 werden in dieser Reihenfolge neu angeordnet, um wieder codiert zu werden. Daher ist dieses Verfahren nicht geeignet für einen Aufbereitungsvorgang in Einheiten eines Vollbildes.
Darüber hinaus kann bei einem Kameraeingang oder dergleichen ein Fall auftreten, in welchem der Rauschabstand eines Eingangssignals sehr schlecht ist. Wenn ein Signal mit einem schlechten Rauschabstand eingegeben wird, tritt eine fehlerhafte Erfassung oder dergleichen in der Bewegungsvektor-Extraktionsvorrichtung 128 auf, wodurch das Problem bewirkt wird, dass die Codemenge plötzlich zunimmt.
Die EP 0 373 924 offenbart eine Codiervorrichtung zum Codieren digitaler Videodaten in der Form von Blöcken von Videodaten, die mehrere Bildelemente darstellen, um verdichtete Videodaten für die Übertragung durch Datenübertragungsmittel mit einer vorbestimmten Übertragungskapazität zu erhalten. Die Codiervorrichtung weist eine Vollbild-Segmentierungsvorrichtung für die Erzeugung einer Reihe von Synchronblockdaten auf, die jeweils mehrere Blöcke aus codierten Daten enthalten, wobei sich die am stärksten kennzeichnenden Bits der codierten Daten an vorbestimmten Stellen jedes Synchronblocks befinden. Eine Pufferverarbeitung wird bei der Codierung der Daten variabler Länge durchgeführt, so dass die Informationsmenge in einer Periode von zwei Vollbildern einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Ein Ausgangssignal der Vollbild-Segmentierungsschaltung wird zu einer Paritätserzeugungsschaltung für Fehlerkorrekturcodes geliefert.
Die US 4 429 405 offenbart ein Verfahren zum Übertragen von Informationen zwischen Stationen, die an einem Einrichtungs-Übertragungsring angebracht sind, bei dem den Stationen ein Zugriff zu dem Ring für die Übertragung adressierter Informationen durch einen zirkulierenden Vollbild-Vorsatz und eine Berechtigungsanzeige gegeben wird. Daten können in asynchronen Vollbildern oder synchronen/periodischen Datenblöcken übertragen werden. Die Datenvollbildstruktur weist einen Vorsatz auf, dem ein Informationsfeld variabler Länge von gegebener minimaler und maximaler Länge folgt. Das Vollbild beginnt mit einem Startbegrenzer und endet mit einem Endbegrenzer. Es muss daher keine Länge für das Informationsfeld bestimmt werden, da ihm jeweils immer ein Begrenzer folgt. Ein Operationsbetrieb wird offenbart, in welchem jede Station an dem Ring einen Leerlaufdatenstrom überträgt, in diesem Fall eine Reihe von "1", wenn die Station in einem Wartezustand ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Codierer zu schaffen, bei dem, selbst wenn ein Fehler in codierten Daten variabler Länge auftritt, die Ausbreitung des Fehlers auf einen Block beschränkt werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Codierer vorgesehen, der digitale Daten durch die Codierung mit variabler Länge und die Fehlerkorrekturcodierung codiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Codierer aufweist: Mittel zum Umwandeln von digitalen Daten in mit variabler Länge codierte Daten; Mittel zum Teilen einer Datenreihe enthaltend die mit variabler Länge codierten Daten durch eine feste Länge und Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes; Mittel zum Erfassen, ob ein Code variabler Länge für ein Symbol der Codierung mit variabler Länge so angeordnet ist oder nicht, dass er sich vor und nach einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung erstreckt; und Mittel zum Einfügen, wenn ein Code variabler Länge für ein Symbol so angeordnet, dass er sich erstreckt, eines speziellen Codes vor der Teilung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen digitaler Videodaten unter Verwendung einer Codierung mit variabler Länge und einer Fehlerkorrekturcodierung vorgesehen, das die Schritte aufweist:
Umwandeln digitaler Daten in mit variabler Länge codierte Daten;
Teilen einer Datenreihe enthaltend die mit variabler Länge codierten Daten durch eine feste Länge und Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes;
Erfassen, ob ein Code variabler Länge so angeordnet ist oder nicht, dass er sich vor und nach einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung erstreckt; und,
wenn ein Code variabler Länge für ein Symbol so angeordnet ist, dass er sich derart erstreckt, Einfügen eines speziellen Codes vor der Teilung.
Wenn die Codierung variabler Länge so durchgeführt wird, dass sie sich über C1-Blöcke erstreckt, weist der Codierer gemäß diesem Aspekt spezielle Daten (die Scheindaten sein können, die nicht in einer Codiertabelle existieren) allen verbleibenden der C1-Blöcke zu und fügt die Daten in diese ein. Daher werden diese Daten in einem Decodiersystem nicht decodiert und es gibt keine Symboländerung während des Decodiervorgangs.
Der Codierer kann so angeordnet sein, dass, wenn die Codierung variabler Länge so durchgeführt wird, dass sie sich über C1-Blöcke erstreckt, die sich über die Blöcke erstreckenden, mit variabler Länge codierten Daten zusätzlich am Anfang des nächsten C1-Blocks eingefügt werden. Wenn sich die Codierung über den nächsten C1-Block erstreckt, ist der Anfang des nächsten C1-Blocks immer der Anfang eines neuen Codes mit variabler Länge. Daher tritt keine Symboländerung bei der Decodierung auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Decodierer vorgesehen, der eine Datenreihe decodiert, welche Datenreihe mit variabler Länge codierte Daten enthält, die codiert wurden, indem die Codierung mit variabler Länge und Fehlerkorrekturcodierung bei digitalen Daten durchgeführt wurden, dadurch gekennzeichnet, dass der Decodierer aufweist: Mittel zum Erfassen und Korrigieren eines in dem Übertragungskanal erzeugten Fehlers; und Mittel für die inverse Umwandlung von mit variabler Länge codierten Daten der Datenreihe, um sie zu decodieren, und der Decodierer so ausgebildet ist, dass in einem Fall, in welchem die inverse Umwandlung selbst dann nicht erzielt wird, wenn der inverse Umwandlungsvorgang eine Position erreicht, die einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung entspricht, die Daten weggelassen werden und der inverse Umwandlungsvorgang in der nächsten Teilung von deren Anfang an wieder gestartet wird.
Der Decodierer gemäß diesem Aspekt lässt Daten weg, die die letzten eines C1-Blocks sind und bei denen die Decodierung mit variabler Länge nicht erzielt werden kann. Daher werden Daten, bei denen die Decodierung mit variabler Länge an dem Ende eines C1-Blocks während der Decodierung nicht durchgeführt werden kann, bei der Decodierung des nächsten C1-Blocks mit variabler Länge nicht berücksichtigt, wodurch bei der Decodierung geänderte Symbole eliminiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Wiedergabeverfahren zum Wiedergeben aufgezeichneter codierten Daten bestehend aus einer Datenreihe enthaltend mit variabler Länge codierte Daten, die codiert wurden durch Durchführen einer Codierung mit variabler Länge und einer Fehlerkorrekturcodierung bei digitalen Daten, vorgesehen, das die Schritte aufweist:
Erfassen und Korrigieren eines in einem Übertragungskanal erzeugten Fehlers;
inverse Umwandlung von mit variabler Länge codierten Daten der Datenreihe, um sie zu decodieren; und,
in einem Fall, in welchem die inverse Umwandlung selbst dann nicht erreicht wird, wenn der inverse Umwandlungsvorgang eine Position erreicht, die einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung entspricht, Weglassen der Daten und Wiederbeginnen des inversen Umwandlungsvorgangs in der nächsten Teilung von dem Anfang hiervon an.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Codierer/Decodierer vorgesehen, der ein digitales Videosignal für dessen Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium codiert und die codierten Daten für die Wiedergabe des ursprünglichen Videosignal von dem Aufzeichnungsmedium decodiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Codierer/Decodierer aufweist: Mittel zum Umwandeln eines Videosignals in mit variabler Länge codierte Daten; Mittel zum Teilen einer Datenreihe enthaltend die mit variabler Länge codierten Daten durch eine feste Länge und Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes; Mittel zum Erfassen, ob ein Code variabler Länge für ein Symbol der Codierung mit variabler Länge so angeordnet ist, dass er sich vor oder nach einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung erstreckt; Mittel zum, wenn ein Code variabler Länge für ein Symbol derart angeordnet ist, dass er sich derart erstreckt, Einfügen eines speziellen Codes vor der Teilung; Mittel zum Erfassen und Korrigieren eines in dem Übertragungskanal erzeugten Fehlers; und Mittel für inverse Umwandlung der mit variabler Länge codierten Daten der Datenreihe, um sie zu decodieren, und der Codierer/Decodierer so ausgebildet ist, dass in einem Fall, in welchem die inverse Umwandlung nicht erreicht wird, selbst wenn der inverse Umwandlungsvorgang eine Position erreicht, die einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung entspricht, die Daten weggelassen werden und der inverse Umwandlungsvorgang von dem Beginn der nächsten Teilung aus neu gestartet wird.
Die Erfindung wird weiterhin beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines herkömmlichen Codierers und Decodierers zeigt;
2 ist ein Diagramm, das Blöcke der DCT zeigt;
3 ist ein Diagramm, das ein Folge einer Zickzack-Abtastung für die Durchführung der Runlängen-Codierung bei der Codierung mit variabler Länge zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein spezifisches Beispiel für DCT-Koeffizienten zeigt,
5 ist ein Diagramm, das Daten zeigt, die erhalten wurden, indem die Runlängen-Codierung nach 4 und die Huffman-Codierung unter Verwendung der Huffman-Codiertabelle nach 6 durchgeführt wurden,
6 ist ein Diagramm, das einen Bereich (ein Beispiel) einer Huffman-Codiertabelle zeigt,
7 ist ein Diagramm, das decodierte Daten zeigt, die erhalten wurden, wenn ein Einbit-Fehler in den Daten nach 4 auftritt,
8 ist ein Diagramm, das Daten zeigt, die durch Decodieren der Daten nach 7 in DCT-Koeffizienten erhalten wurden,
9 ist ein strukturelles Diagramm von doppelten Reed-Solomon-Codes,
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine herkömmliche Codekonfiguration, die übertragen ist, zeigt,
11 ist ein Diagramm, das ein Bandmuster zeigt, das in einem Bandaufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp verwendet wird,
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine herkömmliche Codiertabelle mit variabler Länge zeigt,
13 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines herkömmlichen Codierers zeigt,
14 ist ein Diagramm, das einen Ort einer Kopfspur in einem Trickwiedergabezustand zeigt,
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Wiedergabeumhüllung zeigt, die erhalten wird, wenn eine Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe in einem Bandaufzeichnungsgerät vom wendelförmigen Abtasttyp erfolgt,
16 ist ein Diagramm, das ein Problem eines herkömmlichen Codierers zeigt,
17 ist ein Diagramm, das die Subband-Codierung von Audiodaten zeigt,
18 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines herkömmlichen Codierers zeigt,
19 ist ein Diagramm, das von einem herkömmlichen Codierer erzeugte Codemengen zeigt,
20 ist ein Diagramm, das eine Schätzung zwischen Vollbildern und Aufbereitungsanforderungen zeigt,
21 ist ein Diagramm, das ein Problem eines herkömmlichen Codierers zeigt,
22 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers und Decodierers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
23 ist ein Blockschaltbild einer Datenlängen-Erkennungsschaltung in 22,
24 ist ein Blockschaltbild einer anderen Datenlängen-Erkennungsschaltung in 22,
25 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers zeigt, der eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist,
26 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
27 ist ein Diagramm, das eine Codekonfiguration bei der durch den Codierer nach 26 durchgeführten Codierung zeigt,
28 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Konfiguration des Codierers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
29 ist ein Diagramm, das eine Codekonfiguration bei der durch den Codierer nach 28 durchgeführten Codierung zeigt,
30 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Decodierers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
31 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
32 ist ein Diagramm, das eine Codekonfiguration bei der von dem Codierer nach 31 durchgeführten Codierung zeigt,
33 ist ein Diagramm, das eine Codiertabelle in dem Codierer nach dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
34 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
35 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt,
36 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel zeigt,
37 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung von charakteristischen Teilen eines Decodierers gemäß einem achten Ausführungsbeispiel zeigt,
38 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des achten Ausführungsbeispiels zeigt,
39 ist ein Diagramm, dass eine andere Verbesserung bei dem achten Ausführungsbeispiel illustriert,
40 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel zeigt,
41 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel zeigt,
42 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem elften Ausführungsbeispiel zeigt,
43 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß dem Codierer nach 42 zeigt,
44 ist ein Diagramm, das die Verschachtelungsabtastung zeigt,
45 ist ein Diagramm, das die Verschachtelungsstruktur eines dynamischen Bildes zeigt,
46 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Daten für die Illustration eine Wirkung des elften Ausführungsbeispiels zeigt,
47 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Daten für die Illustration einer Wirkung des elften Ausführungsbeispiels zeigt,
48 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Daten für die Illustration einer Wirkung des elften Ausführungsbeispiels zeigt,
49 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung von charakteristischen Teilen eines Codierers gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel zeigt,
50 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel zeigt,
51 ist ein Diagramm, das den Algorithmus eines Codierers/Decodierers gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel zeigt,
52 ist eine Ansicht, die das Berechnungsverfahren nach dem vierzehnten Ausführungsbeispiel zeigt, und
53 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
(Erstes Ausführungsbeispiel)
22 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt. Ein in 22(A) gezeigter Codierer hat eine DCT-Schaltung 1, die die DCT bei einem in Blöcken ausgebildeten Videosignal durchführt, einen Quantisierer 2, der das Ausgangssignal der DCT-Schaltung 1 quantisiert, eine Huffman-Codierschaltung 3, die die Huffman-Codierung bei dem Ausgangssignal des Quantisierers 2 gemäß der Huffman-Codiertabelle durchführt, einen Puffer 4, der vorübergehend das Ausgangssignal der Huffman-Codierschaltung 3 speichert, einen Zähler 5 für die Länge der erzeugten Daten, der die Länge von erzeugten Daten auf der Grundlage des Ausgangssignals der Huffman-Codierschaltung 3 zählt, und einen Schalter 6, der das Ausgangssignal von dem Puffer 4 und das von dem Zähler 5 für die Länge der erzeugten Daten umschaltet. Ein in 22(B) gezeigter Decodierer hat eine Huffman-Decodierschaltung 7, die Eingangsdaten gemäß der Huffman-Codiertabelle decodiert, eine Datenlängen-Erkennungsschaltung 8, die die Datenlänge von Eingangsdaten erkennt, einen inversen Quantisierer 9, der die inverse Quantisierung bei dem Ausgangssignal der Huffman-Decodierschaltung 7 durchführt, und eine inverse DCT-Schaltung 10, die die inverse DCT bei dem Ausgangssignal des inversen Quantisierers 9 durchführt.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise des Codierers beschrieben. Ein Videosignal wird beispielsweise in Blöcke von (8 Pixel in horizontaler Richtung) × (8 Pixel in vertikaler Richtung) umgewandelt und in die DCT-Schaltung 1 eingegeben. Das Ausgangssignal der DCT-Schaltung 1 wird in den Quantisierer 2 eingegeben, um quantisiert zu werden. Dieser Quantisierer 2 kann die Quantisierung gemäß dem Zustand des Bildes angemessen durchführen. Dann werden die quantisierten Daten in die Huffman-Codierschaltung 3 eingegeben, in der die Daten zuerst in einer Zickzack-Weise abgetastet werden, wie in 3 gezeigt ist, um Runlängencodiert zu werden. Die zweidimensionalen Daten der Runlänge und des Wertes werden der Codierung unterzogen, bei der die Codelänge nicht fixiert ist, gemäß der in 6 gezeigten Huffman-Codiertabelle, und dann von der Huffman-Codierschaltung 3 ausgegeben.
Andererseits zählt der Zähler 5 für die Länge der erzeugten Daten die Größen der Datenlängen, die in einem Block von 8 × 8 Pixel erzeugt wurden. Dies kann einfach realisiert werden durch beispielsweise eine Konfiguration, bei der die Datenlängen nach 6 in eine Tabelle unter Verwendung eines ROM oder dergleichen gebracht werden, die Huffman-Codierung und die Ausgabeoperation der erzeugten Länge der Daten gleichzeitig durchgeführt werden, und sie akkumuliert werden, um addiert zu werden. Der Puffer 4 arbeitet nur, um Daten zu speichern. Zum Schalter 6 werden Huffman-codierte Daten und Informationen, die ihre erzeugte Datenlänge anzeigen, geliefert.
Wenn am Anfang des Blocks der Schalter 6 beispielsweise Informationen auswählt, die die Länge der er zeugten Daten anzeigen, und dann mit variabler Länge codierte Daten, kann die Empfangsseite (die Seite des Decodierers) zuerst die Datenlänge des Blocks unter den Zeitteilungs-Multiplexdaten kennen. Daher ist es möglich, selbst wenn ein Fehler in den mit variabler Länge codierten Daten auftritt und ein EOB-Code verloren ist, da sicher ist, dass der EOB-Code in dem letzten Teil der Datenlänge existiert, die Position des EOB-Codes anhand der ihre Datenlänge anzeigenden Informationen abzuleiten. D.h., in einem derartigen Codierer geht ein EOB niemals verloren.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise des in 22(B) gezeigten Decodierers beschrieben. Die Datenlänge-Erkennungsschaltung 8 ist eine Schaltung, die die vorgenannten Informationen, die die Datenlänge anzeigen, erkennt und die Position des EOB-Codes sucht, und eine Schaltung, die eine Überwachung derart durchführt, dass die Huffman-Decodierschaltung 7 einen EOB-Code nicht verliert. Insbesondere ist sie wie in 23 gezeigt ausgebildet. Die Datenlängen-Erkennungsschaltung 8 hat einen Zähler 12, der die Länge von Eingangsdaten zählt, und einen RAM 13, der eintreffende Informationen über die vorgenannte Eingangsdatenlänge speichert, und, wenn die Länge von Eingangsdaten mit den vorgenannten Informationen, die die Eingangsdatenlänge anzeigen, übereinstimmt, setzt sie ein Kennzeichen, das die Huffman-Decodierung unterbricht, selbst wenn sie noch nicht beendet ist. Gemäß diesem Kennzeichen, kann die Huffman-Decodierschaltung 7 den Huffman-Decodiervorgang unterbrechen.
Um die Fehlerausbreitung auf einen kleineren Grad zu verringern, kann ein Vorgang durchgeführt werden, bei dem die Decodierung umgekehrt von einem EOB-Code fortschreitet. Da Informationen über die Datenlänge viel kürzer als Daten variabler Länge sind, besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler in den Informationen über die Datenlänge auftritt. Weiterhin kann die wie in 24 gezeigte ausgebildete Datenlängen-Erkennungsschaltung 8 eine doppelte Prüfung unter Verwendung der tatsächlichen Daten eines EOB-Codes durchführen.
Informationen, die eine Datenlänge anzeigen, können mit einer festen Länge oder einer variablen Länge übertragen werden. Wenn die Position eines EOB-Codes angenähert bestimmt ist, kann die Datenlängen-Erkennungsschaltung 8 die Position des EOB-Codes suchen. Daher ist es selbstverständlich, dass die ihre Datenlänge anzeigenden Informationen Grobinformationen sein können (beispielsweise wird das geringstwertige Bit weggelassen). Wenn jedoch nur Grobinformationen übertragen werden, erfordert die Suche nach einem EOB-Code eine beträchtliche Zeitdauer. In einem derartigen Fall muss daher die Ausbildung so sein, dass eintreffende Daten einmal in einem Puffer 11 gespeichert werden, wie in 25 gezeigt ist.
Obgleich bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die DCT als die Blocktransformationscodierung spezifisch beschrieben wurde und die Huffman-Codierung als die Codierung mit variabler Länge beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass irgendeine andere Blocktransformationscodierung und Codierung mit variabler Länge verwendet werden können. Darüber hinaus wird, obgleich das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel die Codierung mit variabler Länge verwendet, bei der ein EOB-Code übertragen wird, gemäß diesem Ausführungsbeispiel Information über die Datenlänge übertragen, so dass es nicht erforderlich ist, ein EOB zu übertragen. Daher besteht eine weitere Wirkung, dass die Übertragung eines EOB weggelassen werden kann. Obgleich das Ausführungsbeispiel nach 22 den Schalter 6 verwendet, um Informationen über die Länge erzeugter Daten und mit variabler Länge codierte Daten zeitmäßig zu teilen und einer seriellen Multiplexverarbeitung zu unterziehen, ist es selbstverständlich, dass Informationen über eine Datenlänge bei einer bestimmten festen Adresse eines Puffers 4 geschrieben und seriell ausgelesen werden können.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
26 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers bei einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. In 26 ist der Codierer zusammengesetzt aus einem Codeumwandler 16, der die Codeumwandlung entsprechend einer vorbestimmten Codiertabelle durchführt, einem Codelängendetektor 17, der die Codelänge von erzeugten, mit variabler Länge codierten Daten erfasst, einem Pufferspeicher 18, der das Ausgangssignal des Codewandlers 16 speichert, einer Bitzahlignorierungsdaten-Erzeugungsschaltung 14, die Bitzahlignorierungsdaten auf der Grundlage des Ausgangssignals des Codelängendetektors 17 erzeugt, einem Schalter 22, der das Ausgangssignal des Pufferspeichers 18 und dasjenige der Bitzahlignorierungsdaten-Erzeugungsschaltung 14 umschaltet, und einer Fehlerkorrektur-Codiereinheit 23, die einen Fehlerkorrekturcode zum dem Ausgangssignal des Schalters 22 hinzufügt. Die Bitzahlignorierungsdaten-Erzeugungsschaltung 14 besteht aus einem Akkumulierungsaddierer 19, der das zu addierende Ausgangssignal des Codelängendetektors 17 akkumuliert, eine Minimalschaltung 20 (nachfolgend als "MIN" bezeichnet), die das kleinere von dem Ausgangssignal des Akkumulationsaddierers 19 und einer Konstanten C, die von au ßerhalb eingegeben wird, ausgibt, und einer Subtraktionsvorrichtung 21, die das Ausgangssignal der MIN 20 von demjenigen des Akkumulationsaddierers 19 subtrahiert.
Es wird nun die Arbeitsweise beschrieben. Eingangsdaten werden durch den Codeumwandler 16 mit variabler Länge codiert, der die Codeumwandlung entsprechend einer Codiertabelle durchführt, die so ausgebildet ist, dass die Codelänge mit der höheren Erzeugungsfrequenz kürzer wird in einer ähnlichen Weise wie der Huffman-Code, und dann in dem Pufferspeicher 18 gespeichert wird. Zur selben Zeit erfasst der Codelängendetektor 17 die Codelängen der erzeugten Codierung mit variabler Länge, und die Codelängen werden akkumuliert, um durch den Akkumulationsaddierer 19 addiert zu werden und werden dann zu der MIN 20 geleitet. Als die in die MIN 20 eingegebene Konstante C ist ein Wert gegeben, der beispielsweise durch Subtrahieren der Bitzahl der Daten, die von der Bitzahlignorierungsdaten-Erzeugungsschaltung 14 erzeugt wurden, von m Bytes, die die Additionseinheit der C1-Parität (d.h. m × 8 Bits) ist, erhalten ist (da es üblich ist, dass die Codelänge für ein Symbol der Codierung mit variabler Länge weniger als 30 Bits ist, sind gewöhnlich 5 Bits ausreichend für die Erzeugung der Bitzahlignorierungsdaten). C = m × 8 – 5
Wenn der Wert dieses Akkumulationsaddierers 19 größer als dieser Wert C ist, wird als Ausgangssignal der MIN 20 C ausgewählt. Dann ist das Ausgangssignal der Subtraktionsvorrichtung 21 der Wert des Akkumulationsaddierers -C, und es wird gleich der Datenbitzahl, die in den nächsten C1-Block überfließt. Dieser Wert wird durch den Schalter 22 während der ersten 5 Bits des nächsten C1-Blocks ausgewählt, um einer Zeitteilungs-Multiplexverarbeitung unterzogen zu werden, wodurch die in 27 gezeigte Datenliste erhalten wird. In diesem Fall wird, während der Schalter 22 die Bitzahlignorierungsdaten auswählt, das Auslesen des Pufferspeichers 18 so gesteuert, dass es nicht durchgeführt wird. Wenn der Prozess zu dem nächsten C1-Block übertragen wird, führt der Akkumulationsaddierer 19 die anfängliche Operation durch. Sein anfänglicher Wert ist die Ignorierungsbitzahl.
Es ist daher völlig unnötig, die Schaltung für die Erzeugung der Ignorierungsbitdaten auf 26 zu beschränken. Beispielsweise ist es selbstverständlich, dass die Berechnung, bei der das Akkumulierungsadditionsergebnis durch C geteilt wird, um den Rest zu erhalten, angewendet werden kann. Weiterhin können die Bitzahlignorierungsdaten in dem vorhergehenden C1-Block angeordnet sein.
Darüber hinaus ist das Obige auch anwendbar auf das Vorsehen des Pufferspeichers 18 und die Anwesenheit des Schalters 22. Wenn nur die vorgenannte Operation durchzuführen ist, kann das Minimum der Operation mit dem Pufferspeicher 18 von m Bytes erfolgen. Die Datenakkumulationsfunktion zum Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes zu Daten von m × n Bytes kann in der Fehlerkorrektur-Codiereinheit 23 vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine ähnliche Funktion realisiert werden durch Vorsehen des Pufferspeichers 18 mit einem Bereich zum Speichern der Bitzahlignorierungsdaten, das Ausgangssignal der Subtraktionsvorrichtung 21 sind. Alternativ kann dies ähnlich realisiert werden durch weiteres Vorsehen eines Speichers zum Speichern der Bitzahlignorierungsdaten, die das Ausgangs signal der Subtraktionsvorrichtung 21 sind, und durch Steuern des Auslesens des Pufferspeichers 18. In einem Fall der Anwendung einer derartigen Konfiguration ist es zweckmäßig für den Pufferspeicher 18, eine Kapazität von m × n Bytes zu haben.
Weiterhin ist es nicht erforderlich, derartige Bitzahlignorierungsdaten in der Form von Daten in den m Bytes zu haben, sondern es kann möglich sein, derartige Daten in dem ID-Datenbereich in 29 zu haben. Die Ausbildung eines Codierers für eine Zeitachsen-Multiplexverarbeitung von Bitzahlignorierungsdaten auf diese Weise zusätzlich zu m Byte-Daten ist in 28 gezeigt, in der 24 einen Schalter und 25 einen Speicher anzeigen.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Da die Arbeitsweise grundsätzlich dieselbe wie die in 26 ist, werden nur die unterschiedlichen Teile beschrieben. Der Wert des einen Eingangssignals der MIN 20 ist (m × 8 – 5) in 26, aber m × 8 in 28. Da Bitzahlignorierungsdaten zusätzlich zu den m Bytes vorhanden sind, können die gesamten Daten der m Bytes verwendet werden. In 28 wird demgemäß C' = m × 8 genügt. Darüber hinaus wird, da ein Fehlerkorrekturcode zu dem Ausgangssignal der Subtraktionsvorrichtung 21 hinzugefügt und dann einer Zeitteilungs-Multiplexverarbeitung unterzogen wird, das Erfordernis für das einmalige Speichern hiervon in einem Speicher erhöht. Der Speiche 25 ist ein Speicher für diesen Zweck und so ausgebildet, dass der Schalter 24 in dem Speicher 25 gespeicherte Daten und das Ausgangssignal der Fehlerkorrektur-Codiereinheit 23 schalten kann. Wenn jedoch der Schalter 24 mit einem/einer von diesen verbunden ist, muss der/die andere von diesen seine/ihre Ausgabe(Auslese)-Operation anhalten. Von der Schaltung, die in dieser Weise arbeitet, ausgegebene Daten haben eine in 29 gezeigte Struktur.
Weiterhin ist es selbstverständlich, dass der Speicher 25 zusätzlich die ursprünglichen ID-Daten und Synchrondaten speichern kann. Wenn dies nicht der Fall ist, existiert an irgendeiner anderen Stelle ein Block, an welchem die ID-Daten und die Synchrondaten hinzugefügt sind. Darüber hinaus sind in 28 Bitzahlignorierungsdaten mit den ID-Daten einer Multiplexverarbeitung unterzogen, und alternativ kann ein Verfahren angewendet werden, bei denen sie in eine C1-Parität der Multiplexverarbeitung unterzogen sind, unter Anwendung einer Technik wie überlagerten Codes, die offenbart ist in "New Classes of Binary Codes Constructed on the Basis of Concatenated Codes and Product Codes," IEEE Transactions on Information Theory, Nr. 4, 1976, Seiten 462–468. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass die vorgenannte Codierung mit variabler Länge Codes mit variabler Länge sein kann, die eine Betriebsart des Ausweichens zu einer festen Länge haben.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
30 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt, der für die Decodierung von codierten Daten, die beispielsweise durch den Codierer nach 26 codiert wurden und durch ein Übertragungsmedium wie ein Band hindurchgegangen sind, verwendet wird. In einem Übertragungssystem wie einem Bandmedium kann ein Produkt nur für die Wiedergabe existieren, und daher kann auch ein Produkt, das einen Decodierer verwendet, existieren. Der in 30 gezeigte Decodierer hat eine Fehlerkorrektur-Decodiereinheit 29, die die Fehlerkorrekturdecodierung durchführt, eine Bitzahlignorierungsdaten-Erkennungsschaltung 26, die Bitzahlignorierungsdaten an einer festen Position aus Daten von m Bytes holt, einen Schalter 27, dessen EIN/AUS-Operation durch ein Steuersignal von der Bitzahlignorierungsdaten-Erkennungsschaltung 26 gesteuert wird, und einen inversen Codeumwandler 28, der die inverse Codeumwandlung bei dem Ausgangssignal des Schalters 27 durchführt.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Ein Signal (ein Wiedergabe-Ausgangssignal in dem Fall eines Bandaufzeichnungsgeräts), das durch ein Übertragungsmedium hindurchgegangen ist, wird in der Fehlerkorrektur-Decodiereinheit 29 der Fehlerkorrektur unterzogen, um einen Fehler, der durch einen schlechten Rauschabstand eines Übertragungskanals bewirkt ist, zu korrigieren, und wird dann als korrigierte Daten ausgegeben. In dem Fall, dass eine spezielle Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe oder dergleichen in einem Bandaufzeichnungsgerät usw. durchgeführt wird, ist es bevorzugt, in der Einheit des C1-Blocks zu decodieren, aber nach der Fehlerkorrektur erfolgt die Decodierung in der Einheit des C1-Blocks, ein Steuersignal zum Steuern der Bitzahl von zu ignorierenden Daten bei der Decodierung mit variabler Länge wird von der Bitzahlignorierungsdaten-Erkennungsschaltung 26 zu dem Schalter 27 gesandt, wodurch der Eingang des inversen Codeumwandlers 28 gesteuert wird. Die Bitzahlignorierungsdaten sind gemäß der Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels 5 Bits. Wenn die Ignorierungsbitzahl gleich k Bits ist, wird der Schalter 27 daher AUS geschaltet, so dass Daten von k + 5 Bits nicht der inversen Codeumwandlung unterzogen werden. Weiterhin beginnt der inverse Codeumwandler 28 mit dem Vorgang der Decodierung mit variabler Länge, nachdem der Schalter 27 EIN geschaltet ist. Wenn der inverse Codeumwandler 28 den Decodier/Maskenunterdrückungs-Vorgang durchführen kann, ist es für ein Kennzeichen von Bits, bei denen der Maskiervorgang erfolgt, ausreichend, auf k + 5 Bits gesetzt zu werden. In diesem Fall wird verhindert, selbst wenn der Schalter 27 nicht vorgesehen ist, dass der Decodierer fehlerhaft arbeitet. Gemäß dieser Ausbildung werden beispielsweise 3 Bits nach der strichlierten Linie in 16 nicht mit variabler Länge decodiert, und das vierte und die nachfolgenden Bits korrekt decodiert, so dass das Problem von geänderten Symbolen nicht auftritt.
Darüber hinaus kann in dem Fall, dass die in 28 gezeigte Ausbildung als der Codierer verwendet wird, das Eingangssignal der Bitzahlignorierungsdaten-Erkennungsschaltung 26 ein Signal sein, das von einer Position vor der Fehlerkorrektur-Decodiereinheit 29 genommen wird.
Bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel wurde der Fall der Durchführung nur der Codierung mit variabler Länge beschrieben. Alternativ kann das Codieren eine Kombination aus dem Codieren mit fester Länge und dem Codieren mit variabler Länge sein, oder die Verwendung mehrerer Technik der Codierung mit variabler Länge. Obgleich doppelte Reed-Solomon-Codes als die Fehlerkorrekturcodes beschrieben wurden, kann jeder fehlerkorrigierende Code für Daten fester Länge, deren Länge in der Blockeinheit nicht veränderbar ist, verwendet werden. Beispielsweise ist es selbstverständlich, dass Codierungen wie BCH-Codes, Kreuzverschachtelungscodes und die TORELIS-Codierung, bei der die Codelänge in bestimmten Maß variabel ist, verwendet werden können. Obgleich bei dem Ausführungsbeispiel ein Bitzahlignorierungsdatenstück zu jedem C1-Block hinzugefügt wird, wenn der fehlerkorrigierende Block eine geringe Größe hat, kann ein Bitzahlignorierungsdatenstück zu jeweils m × n Bytes hinzugefügt werden. In dem Fall, dass mehrere Techniken der Codierung mit variabler Länge (einschließlich Techniken für die Codierung mit fester Länge) verwendet werden, können sie so ausgebildet sein, dass der Codierer die Codierung mit Hinzufügung von Bitzahlignorierungsdaten und die Techniken anzeigenden Informationen durchführt, der Decodierer die Informationen erkennt und eine Decodiereinheit, die die Decodierung mit variabler Länge (einschließlich der Decodierung mit fester Länge) durchführt, sie decodiert. Gemäß dem einfachsten Beispiel wird in einem bestimmten Fall (beispielsweise einem Fall, in welchem die Häufigkeit des Auftretens nicht in einem statistischen Sinn vorgespannt ist) eine Codiereinheit mit fester Länge verwendet, und in einem anderen Fall wird die Codierung unter Verwendung einer Codiereinheit mit variabler Länge oder von Codiertabellen mit variabler Länge durchgeführt. Wenn weitere Vorsatzinformationen vorhanden sind, kann die Multiplexverarbeitung unter Verwendung der Informationen durchgeführt werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
31 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt. Die Teile von 31, die durch dieselben Zahlen wie in der das zweite Ausführungsbeispiel zeigenden 26 gekennzeichnet sind, zeigen die identischen Teile an. In 31 bezeichnet 15 eine Spezialcode-Einfügungserlaubnis-Beurteilungsschaltung, die aus einem Akkumulationsad dierer 19 und einem Komparator 30, der das Ausgangssignal des Akkumulationsaddierers 19 mit einer von außen eingegebenen Konstanten C' vergleicht, besteht, 32 einen Rettungspuffer, der das Ausgangssignal des Codeumwandlers 16 vorübergehend speichert, und 31 einen Schalter, dessen EIN/AUS-Betätigung durch ein Steuersignal von der Spezialcode-Einfügungserlaubnis-Beurteilungsschaltung 16 (Komparator 30) gesteuert wird.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Eingangsdaten werden von dem Codeumwandler 16 mit variabler Länge codiert und vorübergehend in dem Rettungspuffer 32 gespeichert. Andererseits erfasst der Codelängedetektor 17 die Codelänge der erzeugten Umwandlungscodes, der Akkumulationsaddierer 19 akkumuliert die erzeugten Codelängen für die Addierung und zählt die gesamte erzeugte Codelänge, und der Komparator 30 vergleicht das Ausgangssignal des Akkumulationsaddierers 19 mit der Konstanten C' und stellt fest, ob das Ausgangssignal des Akkumulationsaddierers 19 die Konstante C' überschreitet oder nicht. Wenn das Ausgangssignal des Akkumulationsaddierers 19 die Konstante C' überschreitet, wird das Steuersignal zu dem Schalter 31 gesandt, wodurch der Schalter 31 ausgeschaltet wird, so dass ein Symbol des Codes variabler Länge, das diesen Überlauf bewirkt, nicht zu dem Pufferspeicher 18 gesandt wird. Gleichzeitig wird, nachdem das Symbol unmittelbar vor dem einen Symbol des Codes variabler Länge, das den Überlauf bewirkt, ausgelesen wurde, der Lesevorgang des Rettungspuffers 32 angehalten. Der Pufferspeicher 18 hat eine Kapazität, die das Schreiben von Daten aus m × n Bytes zulässt, und er wird initialisiert in die Daten von insgesamt jeweils 0, jedes Mal, wenn der Vorgang des Sendens von Daten aus m × n Bytes zu der Fehler korrektur-Codiereinheit 23 beendet wurde. Der Pufferspeicher 18 besteht allgemein aus einem DRAM usw., und er hat zwei Speicher von m × n Bytes und ist so ausgebildet, dass der Speicher zum Lesen und derjenige zum Schreiben selektiv geschaltet werden. Bei diesem Umschalten ist es daher bevorzugt, dass der der Schreibseitige zugewiesene Speicher nach dem Speicherschaltvorgang vor dem Schreiben von Daten in die Daten von insgesamt jeweils 0 initialisiert wird. Diese Operationen sind äquivalent denjenigen eines Zustands, in welchem erfasst wird, dass codierte Daten variabler Länge sich über eine m Byte-Grenze erstrecken, der Code variabler Länge für ein Symbol, das diesen Zustand bewirkt, zu den nächsten m Bytes bewegt wird, und 0en in den leeren Teil eingefügt werden. D.h., von dem Codierer ausgegebene Daten haben ein in 32 gezeigtes Muster. In 32 werden, wenn ein Symbol, nachdem die codierten Daten variabler Länge von 0001 codegewandelt wurden, 3 Bits oder mehr nimmt, 2 Bits von 0, d.h., 00 eingefügt. Selbstverständlich wird ein Code variabler Länge entsprechend dem Symbol, das 3 Bits oder mehr nimmt, aus dem Rettungspuffer 32 während der Erzeugung der nächsten m Byte-Daten ausgelesen und am Anfang der m Byte-Daten positioniert.
Bei der vorstehenden Beschreibung werden die Daten mit jeweils 0 in den leeren Teil eingefügt. Dies erfordert eine Verbesserung bei der Aufstellung einer Codiertabelle. D.h., eine Codiertabelle wird so aufgestellt, dass kein Symbol entsprechend allen 0en tatsächlich existiert. Dies wird mit Bezug auf 33 beschrieben, die eine Codiertabelle mit variabler Länge für die Codierung mit variabler Länge derselben Symbole wie in 12 zeigt. In 12 ist 00000 dem Symbol F zugewiesen. Im Gegensatz ist in 33 ein Symbol, das als Scheindaten bezeichnete wird, hinzugefügt, und ein Symbol, das insgesamt 0 wird, wird diesen Scheindaten zugeteilt. Die Voraussetzung für das vierte Ausführungsbeispiel besteht darin, die Codierung mit variabler Länge auf der Grundlage einer derartigen Codiertabelle mit variabler Länge durchzuführen. Obgleich diese speziellen Scheindaten von insgesamt 0 in der Codiertabelle mit variabler Länge enthalten sind, ist es nicht erforderlich, dass die Scheindaten alle gleich 0 sind, und eine Zweigumwandlung von 12, die durch einen binären Baum ausgedrückt ist, kann so durchgeführt werden, dass Daten von insgesamt jeweils 1 die Scheindaten werden. Es ist nicht erforderlich, dass alle denselben Wert haben, und jeder Wert kann verwendet werden, soweit ein beliebiges Bit von der Spitze eines Symbols, dem die Scheindaten zugeteilt sind, niemals mit irgendeinem Code eines anderen Symbols und derselben Bitzahl übereinstimmt. Wenn die Scheindaten alle gleich 1 sind, können die Daten 1 während der vorgenannten Initialisierung in alle m × n Bytes geschrieben werden.
Es wird nun die Arbeitsweise des Decodierers mit Bezug auf diesen Codierer beschrieben. In einem sehr speziellen Fall wie dem einer speziellen Wiedergabe ist in diesem Codierer die Spitze von m Bytes immer das Anfangsbit eines Codes variabler Länge, und daher kann in einem verfügbaren C1-Block der Start der Codierung mit variabler Länge bei jeweils m Bytes gesetzt werden. Dies folgt daraus, dass mit Bezug auf den speziellen Code in dem Schwanzbereich der m Bytes kein entsprechendes Symbol existiert. Insbesondere existiert kein Symbol entsprechend den Daten der letzten zwei Bits von 00 in 32, und es ist sichergestellt, dass der Anfang der nächsten m Bytes derjenige der Codierung mit variabler Länge eines anderen Symbols ist, und daher können diese 2 Bit-Daten von 00 aufgegeben werden. D.h., die Decodierung kann erzielt werden durch Vorsehen einer Datenaufgabeschaltung, die die Grenze von m Bytes erkennt und die Daten aufgibt, in denen die Decodierung mit variabler zuletzt nicht erfolgreich war. Darüber hinaus kann diese Datenaufgabeschaltung realisiert werden als eine Schaltung, die eine Bitmaske für die Unterdrückung der inversen Umwandlung eines inversen Codeumwandlers erzeugt. Wenn die Datenaufgabeschaltung nicht vorgesehen ist, wenn aufeinander folgende C1-Blöcke decodiert werden, werden spezielle Daten des vorhergehenden C1-Blocks nicht aufgegeben, um in dem inversen Codeumwandler zu verbleiben, und es tritt ein neues Problem dahingehend auf, dass diese Daten zusammen mit den Anfangsdaten des nächsten C1-Blocks in die Daten eines anderen Symbols geändert werden. Wenn die letzten Daten von zwei Bits von 00 nicht aufgegeben werden und weiter existieren, und die nächsten Daten ein Code variabler Länge von 1 sind, der beispielsweise dem Symbol A entspricht, wird die inverse Codeumwandlung für die Daten 001 durch den inversen Codeumwandler realisiert, mit dem Ergebnis, dass er das Symbol C wird, um das Problem eines geänderten Symbols zu bewirken. Der vorgenannte Decodierer ist ein Beispiel für das nachfolgend beschriebene sechste Ausführungsbeispiel.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
34 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt. In der Figur zeigen die Teile, die durch dieselben Zahlen wie die Codierer in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen gekennzeichnet sind, die identischen oder entsprechenden Teile an. Eingangsdaten werden durch den Codeumwandler 16 mit variabler Länge codiert und vorübergehend in dem Rettungspuffer 32 gespeichert. Andererseits erfasst der Codelängendetektor 17 die erzeugte Codelänge und die durch die Akkumulationsaddition in dem Akkumulationsaddierer gezählte erzeugte Codelänge wird in den Komparator 30 eingegeben. Der Komparator 30 vergleicht die erzeugte Codelänge mit einer Konstanten C' und setzt ein Wiedersendeanforderungs-Kennzeichen in dem Rettungspuffer 32, wenn die erzeugte Codelänge die Konstante C' überschreitet. Wenn das Wiedersendeanforderungs-Kennzeichen von dem Komparator 30 eingegeben wird, wird der Code mit variabler Länge wieder aus dem Rettungspuffer 32 ausgelesen in der Folge beginnend mit der Spitze des Codes. Dies wird insbesondere durch Illustration eines Beispiels beschrieben. Beispielsweise werden in 32 die nach 0001 (Symbol D) positionierte Daten in eine feste Länge in der m Byte-Länge gesteuert, und daher verbleibt ein Rand von 2 Bits. Wenn angenommen wird, dass das nächste Symbol, das der Codeumwandlung zu unterziehen ist, E ist, werden zwei Bits beginnend mit dem Anfangsbit von E, d.h., 00 bei den ersten beiden Bits des Codes 00001 nach dem Symbol D von 0001 gesetzt. Wenn die Wiedersendung nicht unmittelbar nach diesem Vorgang angefordert wird, befinden sich 001 bei den verbleibenden drei Bits des Symbols E von 00001 an der Spitze des nächsten C1-Blocks aus m Bytes. Da der Komparator 30 den vollen Zustand des C1-Blocks erfasst, der bewirkt ist durch Hinzufügen von 00 der ersten beiden Bits des Codes 00001, und das Wiedersendeanforderungs-Kennzeichen setzt, arbeitet der Rettungspuffer 32 jedoch so, dass die Daten 00001 des Symbols E in dem nächsten C1-Block wieder ausgelesen werden, in der Folge, die mit dem führenden Bit anfängt. D.h., die vorderen zwei Bits des Symbols E befinden sich an den Randbits des C1-Blocks, und die vorderen 5 Bits des Symbols E befinden sich in dem nächsten C1-Block. Obgleich die vorderen 2 Bits in diesem Beispiel verdoppelt sind, ist sichergestellt, dass der Anfang des C1-Blocks der Anfang eines Codes mit variabler Länge ist.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
35 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt. In 35 bezeichnet 34 eine inverse Codeumwandlungserlaubnis-Beurteilungsschaltung, die auf der Grundlage des Ausgangssignals der Fehlerkorrektur-Decodiereinheit 29 feststellt, ob die Decodierung erreicht ist oder nicht, 35 einen Puffer, der das Ausgangssignal der Fehlerkorrektur-Decodiereinheit 29 speichert, und 36 einen Schalter, dessen EIN/AUS-Betätigung durch die inverse Codeumwandlungserlaubnis-Beurteilungsschaltung 34 gesteuert wird.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Das Grundprinzip der Arbeitsweise ist dasselbe wie das des Decodierers entsprechend dem Codierer bei dem vierten Ausführungsbeispiel, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen. Das Eingangssignal in 35 ist ein Signal, das durch Hindurchführen von in einem Codierer codierten Daten durch ein Übertragungsmedium erhalten wurde. Nach den Fehlern, die in einem Übertragungskanal bewirkt wurden, durch die Fehlerkorrektur-Decodiereinheit 29 erfasst und korrigiert wurden, wird das Eingangssignal in 35 in der Form von Codes in der Einheit von minimalen n Bytes zu der inversen Codeumwandlungserlaubnis-Beurteilungsschaltung 34 und auch zu dem Puffer 35 ausgegeben und vorübergehend in dem Puffer 35 gespeichert. Andererseits überwacht die inverse Codeumwandlungserlaubnis-Beurteilungsschaltung 34 jeweils das vordere eine Bit von m Byte-Daten und stellt fest, ob die Decodierung mit variabler Länge (inverse Codeumwandlung) erreicht werden kann oder nicht. Wenn sie feststellt, dass sie erreicht werden kann, wird der Schalter 36 eingeschaltet und der Code mit variabler Länge, in welchem sie erreicht werden kann, wird aus dem Puffer 35 ausgelesen, und der inverse Codeumwandler 28 führt aufeinander folgend die Decodierung mit variabler Länge bei jedem der Symbole durch. Obgleich der Vorgang der Verarbeitung des Schwanzes von m Bytes in dem Codierer nach dem vierten Ausführungsbeispiel sich von dem in dem Codierer nach dem fünften Ausführungsbeispiel unterscheidet, können die Daten in beiden Fällen aufgegeben werden, wenn der Vorgang der Verarbeitung der Daten aus m Bytes beendet ist, während die Decodierung mit variabler Länge des Schwanzes nicht erreicht ist. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel verbleibt der Schalter 36 in dem AUS-Zustand, wenn die Decodierung mit variabler Länge nicht erreicht ist, so dass ein Code mit variabler Länge nicht zu dem inversen Codeumwandler 28 gesandt wird. Daher arbeitet das sechste Ausführungsbeispiel derart, dass, während der Prozess der Daten aus m Bytes beendet ist oder der Schalter 36 im AUS-Zustand ist, alle m Byte-Daten initialisiert werden und die nächsten m Byte-Daten gespeichert werden. Hierdurch ist es möglich, dieselbe Operation wie bei der vorbeschriebenen Datenaufgabeschaltung zu erzielen.
Bei dem vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel wird die Codiertabelle aufgestellt mit Einführung einer Verbesserung in ihrer Aufstellung, und ein spezieller Code wird in einem Rand eingefügt, und das fünfte Ausführungsbeispiel führt die Codierung durch ohne solche Operationen durchzuführen und mit Durchführen von Operationen in den nächsten C1-Blöcken. Bei dem Decodierer nach dem sechsten Ausführungsbeispiel ist es jedoch möglich, die Decodierung durchzuführen, ohne das Problem eines geänderten Symbols zu bewirken. Diese Decodierung erfordert die Durchführung ähnlicher Operationen nicht nur bei einer Trickwiedergabe, sondern auch einer normalen Übertragung.
(Siebentes Ausführungsbeispiel)
36 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Codierers nach einem siebenten Ausführungsbeispiel zeigt. In 36 bezeichnet 37 einen Schalter, welcher nur eingeschaltet wird, wenn besondere Daten in den Codeumwandler 16 eingegeben werden, 39 einen ersten Pufferspeicher, welcher das Ausgangssignal des Codeumwandlers 16 speichert, 40 einen zweiten Pufferspeicher, welcher über den Schalter 37 eingegebene Daten speichert, und 38 einen Schalter, der die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Pufferspeichers 39 und 40 umschaltet.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Eingangssignale werden durch den Codeumwandler 16 mit variabler Länge codiert und in dem ersten Pufferspeicher 39 gespeichert. Andererseits wird, wenn bestimmte Daten zu codieren sind, der Schalter 37 eingeschaltet, so dass die bestimmten Daten in dem zweiten Pufferspeicher 40 gespeichert werden. Der Schalter 38 ist normalerweise mit der oberen Seite (der Seite des ersten Pufferspeichers 39) verbunden, und, wenn eine bestimmte Position der m × n Bytes angezeigt wird, mit der unteren Seite (der Seite des zweiten Pufferspeichers 40) verbunden, so dass das Auslesen aus dem zweiten Pufferspeicher 40 begonnen wird. Der Inhalt einer bestimmten festen Datenlänge des zweiten Pufferspeichers 40 wird zeitmultiplex verarbeitet und dann zu der Fehlerkorrektur-Codiereinheit 23 geliefert. Das Auslesen aus dem zweiten Pufferspeicher 40 erfolgt selbstverständlich nur, wenn der Schalter 38 mit der unteren Seite verbunden ist, und während dieser Periode wird das Auslesen aus dem ersten Pufferspeicher 39 angehalten. Wenn die Verbindung des Schalters 38 geändert wird, wird das Auslesen aus dem Pufferspeicher 39 von der Adresse an, an welcher das Auslesen angehalten wurde, begonnen, und das Auslesen aus dem zweiten Pufferspeicher 40 wird angehalten.
Bestimmte Beispiele von Fällen, in denen der Schalter 37 eingeschaltet ist, werden beschrieben. Wenn ein Videosignal zu codieren ist, ist es üblich, die DCT durchzuführen und die DCT-Koeffizienten mit variabler Länge zu codieren. Gewöhnlich haben die DCT-Koeffizienten mit niedrigerer Frequenz eine größere Bedeutung, und daher ist es möglich, eine grobe Erkennung eines Bildes zu erhalten, wenn nur eine Folge von solchen Koeffizienten mit niedrigerer Frequenz verwendet wird. Wenn in einem solchen Fall der Schalter 37 so betätigt wird, dass er eingeschaltet wird, um nur die Ergebnisse der Codierung der niedrigeren Folge auszusenden, werden die Daten der niedrigeren Folge ein Bild, welches in einem Zeitachsen-Multiplexzustand doppelt gezogen ist. In einem extremen Fall kann die niedrigere Folge nur aus einer Gleichstromkomponente bestehen, und es ist möglich, eine nur durch eine Gleichstromkomponente gebildete Szene zu verstehen, und daher ist nur eine Gleichstromkomponente doppelt gezogen. Da es in Anbetracht der Übertragungskapazität bevorzugt ist, dass die doppelt zu ziehende Datenmenge so klein wie möglich ist, kann die Codierung nur an den einigen oberen Bits der Gleichstromkomponente durchgeführt werden. In einem solchen Fall kann der Codierer jedoch so konfiguriert sein, dass der Code mit fester Länge vor der Codeumwandlung mit dem Schalter 37 verbunden ist. Bei einem Abtasttyp wie dem NTSC-System oder dem PAL-System sind die Signale der ungeraden und geraden Halbbilder in einem Vollbild einander ähnlich, und daher kann eine Rechenvorrichtung vorgesehen sein, um die Summe von Gleichstromkomponenten in den Halbbildern zu erhalten, oder eine Rechenvorrichtung kann vorgesehen sein, um einen mittleren Wert von Gleichstromkomponenten von vier DCT-Blöcken im Block zu erhalten, und die Berechnungsergebnisse können in dem zweiten Pufferspeicher 40 gespeichert werden. Beispielsweise ermöglichen die Operationen zur Durchschnittsbildung von Gleichstromkomponenten von vier DCT-Blöcken im Block, des Erhaltens der Summe der Halbbilder, des Rundens von dieser auf 5 Bits und des Speicherns von dieser in dem zweiten Pufferspeicher 40 das Bestehen von Grunddaten eines Bildes mit der Codemenge von etwa 3% der gesamten Daten (ausschließlich fehlerkorrigierenden Codes). Wenn diese Daten so zeitachsen-multiplex verarbeitet sind, dass sie sich in den schraffierten Bereichen von 14 befinden, ist es möglich, diese Grunddaten mit einer bestimmten konstanten Hochgeschwindigkeits-Wiedergabe zu erhalten. Anhand von Berechnungen können Daten so angeordnet sein, dass eine 20fache oder geringere Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe diese Daten wiedergeben kann. Es ist nicht erforderlich, dass die doppelt gezogenen Daten in alle Vollbilder eingeschrieben werden. Codierergebnisse, die von nur einem von mehreren zehn Vollbildern erhalten wurden, werden in dem zweiten Pufferspeicher 40 gespeichert, und die Schaltoperation des Schalters 38 wird in einer solchen Weise durchgeführt, dass sie allmählich zeitachsen-multiplex verarbeitet werden während der Zeitperiode entsprechend den mehreren zehn Vollbildern, und es den Daten ermöglicht wird, dass sie so angeordnet werden, dass sie in einer Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe wiedergegeben werden. Weiterhin kann eine geeignete Kombination der vorbeschriebenen Beispiele derart, dass die Codierung bei Koeffizienten, welche höher sind als die Gleichstromkomponenten, durchgeführt wird, obgleich noch mit einer relativ niedrigen Frequenz von einem von mehreren zehn Vollbildern verwendet werden.
In der vorstehenden Beschreibung werden hauptsächlich besondere Wiedergaben beschrieben, aber es ist offensichtlich, dass, wenn ein nicht korrigierbarer Fehler auftritt, er bei der Interpolation verwendet werden kann, bei der die Fehlerdaten auf der Grundlage der doppelt gezogenen Daten interpoliert werden. Beispielsweise kann ein Verfahren, welches Daten von den Gleichstromkomponenten benutzt, verwendet werden.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
37 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration von charakteristischen Teilen eines Decodierers gemäß einem achten Ausführungsbeispiel zeigt. In 37 bezeichnet 41 eine inverse DCT-Schaltung, welche die inverse DCT nur bei eingegebenen Gleichstromkomponenten durchführt, und 42 eine Überlappungsglättungsschaltung, welche die Grenze von Blöcken unauffällig macht.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Die ses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von einem herkömmlichen Decodierer dadurch, dass er eine Betriebsart hat, in welcher, wenn er in einen Betriebszustand wie einer Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabe eintritt, ein Bild nur von doppelt gezogenen Daten decodiert wird. Die Annäherungsmethode verändert sich leicht entsprechend der Art von Daten, welche während des Codierens doppelt gezogen wurden. Beispielsweise existiert in einem Fall, dass nur die Gleichstromkomponenten in dem Codierer nach dem vorbeschriebenen siebenten Ausführungsbeispiel doppelt gezogen sind, nur ein Datenwert für jeden DCT-Block (oder für jeweils vier DCT-Blöcke), und daher kann die Grenze von DCT-Blöcken klar erfasst werden, und die Grenze von Blöcken hat eine rechteckige Gestalt. Daher wird die Szenenerkennung eines Bildes ziemlich behindert. Eine Schaltung, um dies herabzusetzen, ist in 37 gezeigt. Die inverse DCT-Schaltung 41 führt die inverse DCT nur bei Gleichstromkomponenten durch, um ein blockförmiges Bild zu erhalten, wie in 38(A) gezeigt ist. In 38(A) sind acht Blöcke A bis J mit dem Block E als Mitte gezeigt. Die Größe des Blockes E stimmt mit der DCT-Blockgröße (gewöhnlich 8 × 8 Pixel) überein, wenn Daten jedes Blockes der DCT doppelt gezogen sind, und mit der 4-DCT-Blockgröße, wenn der Gleichstrom-Mittelwert von 4-DCT-Blöcken hinzugefügt ist. Nachdem diese Daten, welche eine blockförmige Wiedergabedarstellung erzeugen, erhalten sind, macht die Überlappungsglättungsschaltung 42 die Grenze von Blöcken unauffällig, wodurch Grunddaten erhalten werden, welche zu einem Fernsehmonitor ausgegeben werden als eine Höchstgeschwindigkeits-Wiedergabedarstellung.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Überlappungsglättungsschaltung 42 beschrieben. Es wird angenom men, dass beispielsweise die dekodierten Daten von jedem der Blöcke A bis J in 38(A) ein Block sind, in welchem der Block hiervon selbst gedehnt ist, um in der Fläche vervierfacht und in der Länge verdoppelt zu werden, um sich selbst zentriert. Dies bewirkt, dass die neun Blöcke nach 38(A), welche kompakt angeordnet sind, einander überlappen, was zur Folge hat, dass die Blöcke wie in 38(B) gezeigt, einander überlappen. A' in 38(B) ist ein Block, welcher durch Dehnung von A in 38(A) erhalten ist, und B', C', D' und E' zeigen Blöcke an, welche durch Dehnen von B, C, D bzw. E erhalten wurden. Die Art der Verarbeitung unter einem derartigen Zustand, der Wert des schraffierten Bereichs von beispielsweise Block E (angezeigt durch gestrichelte Linien in 38(B)), um die Blockgrenze unauffällig zu machen, wird illustriert. Der Teil des schraffierten Bereichs in 38(B), welcher in der Nähe der Mitte des Blocks E ist, ermöglicht dem Block E, hindurchzugehen wie er ist, und der Teil, welcher in der Nähe der Grenze des Blocks E ist, reduziert die Daten von Block E um die Hälfte und bildet den Durchschnitt von diesen, so dass sie zu dem Überlappungsbereich von anderen Blöcken hinzugefügt werden. Insbesondere wird Block E' multipliziert mit einer Fensterfunktion wie einer Sinusfunktion und zu den Daten des Überlappungsbereichs hinzugefügt. In diesem Fall muss darauf geachtet werden, dass die Hinzufügung des Überlappungsbereichs nicht die Ausdehnung dynamischen Bereichs bewirkt. D.h. es muss darauf geachtet werden, dass verhindert wird, dass das Ergebnis der Multiplikation eine Funktion mit dem Wert gleich oder weniger als 1 und der Hinzufügung 1 oder mehr wird.
Weiterhin kann dieselbe Wirkung erzielt werden durch Durchführung der inversen DCT als einem Glättungsmit tel, das ein anderes als die Überlappungsglättung ist, indem ihr DCT-Koeffizient von den DCT-Koeffizienten von angrenzenden Blöcken interpoliert wird, wie in 39(A) gezeigt ist. Ein Beispiel der Interpolation der nächsthöheren Folge beispielsweise nur von Gleichstromkomponenten wird nachstehend illustriert. Beispielsweise wird die Komponente C₂₁ (gezeigt in 39(B)) des Blockes E erhalten durch Subtrahieren der Gleichstromkomponente des Blockes H von der Gleichstromkomponente des Blockes B und durch Multiplizieren eines bestimmten Koeffizienten P(☐-), und die Komponente C₁₂ durch Subtrahieren der Gleichstromkomponente des Blockes F von der Gleichstromkomponente des Blockes D und durch Multiplizieren des Koeffizienten P. Angesichts der Grundfunktion der DCT ist davon auszugehen, dass eine solche Interpolation gut durchgeführt werden kann.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
40 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel zeigt. In 40 bezeichnet 43 eine C1-Block-Wirksamkeitsbeurteilungsschaltung, die feststellt, ob jeder C1-Block wirksam ist oder nicht.
Es wird nun die Arbeitsweise beschrieben. Beispielsweise fügt der Codierer nach dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel einen fehlerkorrigierenden Code zu Daten fester Länge hinzu, und wenn daher kein Fehler in der Einheit eines fehlerkorrigierenden Blocks ist, kann er die Decodierung mit variabler Länge ohne Änderung eines Symbols durchführen. Wenn demgegenüber die Decodierung mit variabler Länge nach der Blockbildung durchgeführt wird, wie es bei der Codierung eines Videosignals der Fall ist, existiert immer ein EOB-Code. Wenn ein derartiger Code nicht decodiert wird, werden DCT-Koeffizienten, die der inversen DCT zu unterziehen sind, nicht vollständig. Wenn die C1-Block-Wirksamkeitsbeurteilungsschaltung 43 feststellt, dass beispielsweise ein Fehler in einem C1-Block aufgetreten ist, kann der Vorgang des Erreichens eines EOB-Codes fehlschlagen. In einem derartigen Fall wird "0" in die verbleibenden Folgen eingefügt und die inverse DCT wird durchgeführt, wodurch ein wiedergegebenes Bild erhalten wird. Dies ermöglicht, dass der letzte Block gegenwärtig decodiert wird, und darüber hinaus verhindert die Substitution von "0", dass höhere Folgen in anomale Daten decodiert werden.
(Zehntes Ausführungsbeispiel)
41 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Decodierers gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel zeigt. In 41 bezeichnet 44 einen Schalter, dessen EIN/AUS-Betätigung durch die C1-Block-Wirksamkeitsbeurteilungsschaltung 43 gesteuert wird, und 45 ist ein Puffer, der das Ausgangssignal des inversen Codeumwandlers 28 speichert.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist sehr ähnlich der des vorbeschriebenen neunten Ausführungsbeispiels. Wenn die C1-Block-Wirksamkeitsbeurteilungsschaltung 43 feststellt, dass ein zur Änderung verbliebener Fehler in dem nachfolgenden C1-Block existiert, und wenn der Prozess zum Erreichen eines EOB-Codes fehlschlägt, wird der DCT-Koeffizient des DCT-Blocks, der in dem Puffer 45 gespeichert ist und dem der EOB-Code fehlt, durch die AUS-Betätigung des Schalters 44 aufgegeben. Als eine Folge ist es möglich, ein anomales Decodierergebnis zu vermeiden.
Das neunte und das zehnte Ausführungsbeispiel sind spezifische Beispiele, bei denen vorausgesetzt ist, dass Daten aus m × n Bytes von Codes variabler Länge eines Videosignals kontinuierlich wiedergegeben werden. Wenn ein Codierer wie in dem zweiten oder siebenten Ausführungsbeispiel verwendet wird, in welchem Informationen an einer vorher festgelegten Position in Daten von m × n Bytes durch andere Daten ersetzt werden, ist es selbstverständlich, dass derartige Daten nicht notwendigerweise mit der inversen DCT-Schaltung verbunden sein müssen, dass die Ausbildung so erfolgen kann, dass derartige Daten durch die Schaltbetätigung an dieser Position abgeschaltet werden.
Darüber hinaus verschiebt bei dem zweiten bis zehnten Ausführungsbeispiel die doppelte Reed-Solomon-Fehlerkorrektur im Allgemeinen erhaltene Daten von m × n Bytes, um die Fehlerkorrekturcodierung durchzuführen. Wenn ein Fall der Durchführung der Fehlerkorrektur in der Einheit von C1 existiert und die Daten die Codierung mit variabler Länge sind, ist es jedoch bevorzugt, dass die Datenverschiebung nicht zufällig durchgeführt wird. Weiterhin ist es selbstverständlich, obgleich die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele sich mit sehr beschränkten Codiertechniken beschäftigen, dass der fehlerkorrigierende Code ein anderer Code sein kann, soweit er zu Daten eines Codes fester Länge hinzugefügt wird, dass der Code variabler Länge ein anderer als die Huffman-Codierung (z.B. der Fano-Code) sein kann, und dass die DCT eine andere orthogonale Transformation sein kann. Es tritt kein ernsthaftes Problem auf, selbst wenn die Verschiebung so durchgeführt wird, dass sie nicht die Reihenfolge des Codes variabler Länge stört, z.B. in der Einheit eines EOB. Informationen, die die Blockposition eines Videosignals anzeigen, können einer Zeitachsen-Multiplexverarbeitung unterzogen sein.
(Elftes Ausführungsbeispiel)
42 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem elften Ausführungsbeispiel zeigt. In 42 bezeichnen 51 und 52 Teilbildspeicher, die ein eintreffendes Signal um ein Teilbild verzögert ausgeben, 55 einen Addierer, der das gegenwärtige Eingangssignal und das Ausgangssignal (ein um ein Teilbild verzögertes Signal) des Teilbildspeichers 51 addiert, 56 eine Subtraktionsvorrichtung, die die Differenz zwischen dem gegenwärtigen Eingangssignal und dem Ausgangssignal des Teilbildspeichers 51 berechnet, 54 einen Schalter, der das Ausgangssignal des Addierers 55 und dasjenige des Teilbildspeichers 52 umschaltet, und 53 eine DCT-Schaltung, die die DCT durchführt.
Es wird nun die Arbeitsweise beschrieben. Zuerst wird ein Eingangssignal in dem Teilbildspeicher 51 gespeichert und um ein Teilbild verzögert. Der Addierer 55 erhält die Summe von Signalen, die zeitlich um ein Teilbild verschieden sind. Andererseits erhält die Subtraktionsvorrichtung 56 eine Differenz zwischen Signalen, die zeitlich um ein Teilbild verschieden sind, und sie wird zu dem Teilbildspeicher 52 geliefert und aus diesem um ein Teilbild gegenüber dem Ausgangssignal des Addierers 55 verzögert ausgelesen. Der Schalter 54 schaltet bei jedem Teilbild das Ausgangssignal des Addierers 55 und dasjenige des Teilbildspeichers 52 so um, dass die Summe von Teilbildern und die Differenz zwischen Teilbildern bei jedem in die DCT-Schaltung 53 einzugebenden Teilbild umgeschaltet werden. Die Komponenten der Summe von Teilbildern und der Differenz zwischen Teilbildern wird durch die DCT-Schaltung 53 dem DCT-Vorgang unterzogen und codiert.
Auf diese Weise tritt, da nur die Berechnung zwischen Teilbildern in nur einem Vollbild durchgeführt wird, die Berechnung zwischen Vollbildern nicht auf, wodurch der Vorgang der Aufbereitung in der Einheit eines Vollbilds erleichtert wird. D.h., wenn F3' und F4' nach F3 in 20 eingefügt werden, ist es nicht erforderlich, F1 und F2 wieder zu codieren.
43 zeigt die Ausbildung eines Decodierers, der mit Bezug auf den vorbeschriebenen Codierer in umgekehrter Weise arbeitet, und 57 ist eine inverse DCT-Schaltung, 58 und 59 sind Teilbildspeicher, 61 ist ein Addierer, 62 eine Subtraktionsvorrichtung und 60 ein Schalter. Die Arbeitsweise dieses Decodierers ist vollständig umgekehrt zu der des vorbeschriebenen Codierers, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen.
Nachfolgend werden mit Bezug auf die 44 bis 48 die Vorteile des Codierers nach dem elften Ausführungsbeispiel beschrieben. 44 ist ein Abtastsystem, das am weitesten in gegenwärtigen Fernsehgeräten verwendet und als Zeilensprungabtastung bezeichnet wird. Dieses System ist so ausgebildet, dass ein Vollbild aus zwei Teilen besteht, dem ungeradzahligen Halbbild und dem geradzahligen Halbbild, die leicht gegeneinander verschoben abgetastet werden. In zeitlicher Hinsicht folgt die Übertragung des geradzahligen Halbbildes der des ungeradzahligen Halbbildes, und daher existieren zwei Halbbilder, die aus im We sentlichen denselben Signalen bestehen, in einem Vollbild. Signale des ungeradzahligen Halbbildes unterscheiden sich von denjenigen des geradzahligen Halbbildes in den folgenden drei Fällen: ein Fall, in welchem die vertikale Auflösung eines Bildes hoch ist; ein Bereich, in welchem sich ein dynamisches Bild bewegt; und Rauschkomponenten. Da die Summe von Halbbildern bei dem elften Ausführungsbeispiel erhalten wird, wird ein Bereich, in welchem die vertikale Auflösung der Darstellung gering ist oder ein Bereich, in welchem der Bewegungsgrad klein ist, oder ein Signal, in welchem Rauschen abgeflacht ist, ausgegeben als die Summe von Halbbildern und codiert. Auf diese Weise ist, da die Frequenzverteilung der Summe von Halbbildern in einem unteren Frequenzbereich konzentriert ist, wenn die DCT durchgeführt wird, der Codierwirkungsgrad in vielen Fällen höher als der eines Falls, in welchem die Summe von Halbbildern nicht erhalten wird. Darüber hinaus ist, wenn das Bild kein dynamisches Bild ist, die Differenz zwischen Halbbildern im Wesentlichen null, was dazu führt, dass der Codierwirkungsgrad ausgezeichnet ist.
Als Nächstes wird ein Bereich, in welchem sich ein dynamisches Bild bewegt, mit Bezugnahme auf die 45 bis 48 beschrieben. 45(A) zeigt die Zustände von Halbbildern, die erzeugt sind durch fehlerhaftes Bewegen eines stufenförmigen Signals in dem nächsten Halbbild. Der Zustand eines Fernsehschirms, der dieses darstellt, ist in 45(B) gezeigt. Die Erzeugung einer derartigen Bewegung erscheint als Einschnitt, wenn ein Fernsehschirm fein beobachtet wird, und dies kann gefühlt werden als eine Bewegung aufgrund der Nachbildwirkung des Auges. Daten eines derartigen Signals können durch die in 46 gezeigten Zahlen ausgedrückt werden. Wenn diese so wie sie sind der Blockbildung in dem Vollbild und dann der zweidimensionalen DCT unterzogen werden, wird das Ergebnis wie in 47 gezeigt, und wenn dieses so wie es ist der inversen DCT unterzogen wird, ist das MSE (Quadratwurzel der Gesamtsumme von Quadratfehlern) gleich 12,5. Wenn diese der zweidimensionalen DCT unterzogen werden, nachdem die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern erhalten wurden, werden jedoch die in 48 gezeigten Zahlen erhalten, und wenn dieses so wie es ist, der inversen DCT unterzogen wird, beträgt das MSE 8,9, wodurch gezeigt wird, dass die DCT nach dem Erhalten der Summe von Halbbildern und der Differenz zwischen Halbbildern einen besseren Rauschabstand ergibt. Darüber hinaus ist ersichtlich, wenn die Zahlen der Ergebnisse der DCT verglichen werden, dass der Anteil von 0, der in den durch die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern erhaltenen Ergebnissen vorhanden ist, überwältigend größer ist. Dies ist sehr vorteilhaft bei der Runlängen-Codierung und zeigt, dass Entropie niedrig ist und dass die erzeugte Codemenge in dem Fall von 48 kleiner ist. Obwohl in 48 zwei 8 × 8-Tabellen gezeigt sind und es auf den ersten Blick so erscheint, dass die Datenmenge vergrößert ist, ist die erzeugte Codemenge erheblich verringert durch die geringere Größe der Entropie, da die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern bei jedem Halbbild selektiv ausgegeben wird, so dass die tatsächliche Anzahl von Pixeln nicht erhöht wird. Auf diese Weise gibt es viele Fälle, in denen die erzeugte Codemenge auch in einem bewegten Bereich herabgesetzt ist, und es kann gesagt werden, dass das elfte Ausführungsbeispiel ein sehr wirksames Verfahren ist.
Obgleich vorstehend ein Fall als ein Beispiel be schrieben ist, in welchem die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern bei jedem Halbbild ausgewählt werden, ist es selbstverständlich, dass sie bei jedem Block oder einigen Blöcken der DCT selektiv ausgegeben werden können. Es ist nicht erforderlich, dass die orthogonale Transformation die DCT ist, und eine andere orthogonale Transformation wie die K-L-Transformation kann dieselben Wirkungen erzielen.
(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
Ein zwölftes Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Ausbildung nach 42 und die nach 49 (eine Schaltung zum Erfassen des schlechten Rauschabstands von Eingangsvideosignalen) kombiniert sind, um den Quantisierungspegel der Differenz zwischen Halbbildern zu steuern. In 49 ist 63 ein Hochpassfilter (nachfolgend "HPF"), das das Band begrenzt, 64 eine Absolutwertschaltung, die einen absoluten Wert eines Eingangssignals erhält, 65 ein Begrenzer, der die Amplitude begrenzt, 66 ein Akkumulationsaddierer, der die akkumulierende Addition durchführt, und 67 eine Quantisierungssteuersignal-Erzeugungsschaltung, die ein Steuersignal zum Steuern der Quantisierungsbitzahl zu dem Codierer nach 42 ausgibt.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Die Schaltung nach 49 erfasst den schlechten Wert des Rauschabstand eines Videosignals und variiert die Quantisierungsbitzahl bei der Codierung nach 42. Im Allgemeinen besteht Rauschen aus Signalen niedriger Amplitude, und daher ist es, wenn die Quantisierungsbitzahl grob ist, im Quantisierungsrauschen vergraben, wodurch die bei der Codierung durch Rauschen bewirkte Zunahme der Codemenge eliminiert wird. Es ist eine sehr wirksame Maßnahme gegen die Zunahme der Codemenge aufgrund von Rauschen, da, wenn die Quantisierungsbitzahl grob ist, die Codemenge im Allgemeinen abnimmt. Das Eingangssignal in 49 kann entweder ein Signal der Differenz zwischen Halbbildern oder ein Videosignal sein. Das Eingangssignal geht durch das HPF 63 hindurch, um die durch die Niedrigfrequenzkomponenten erzeugte Wirkung zu eliminieren, und es erfolgt die akkumulative Addition. Dann erhält die Absolutwertschaltung 64 den Absolutwert des Eingangssignals in der Weise, dass der Wert größer wird, wenn das Rauschen einen höheren Pegel hat. Um ein Hochfrequenz-Videosignal zu verhindern, das ursprünglich durch Bewirken einer fehlerhaften Erfassung eine hohe Amplitude hat, geht das Signal durch den Begrenzer 65 hindurch, um der Amplitudenbegrenzung unterzogen zu werden, und danach führt der Akkumulationsaddierer 66 die Berechnung der akkumulierenden Addition während einer festen Zeitspanne durch. Die Quantisierungssteuersignal-Erzeugungsschaltung 67 bezieht sich auf den berechneten Wert des Akkumulationsaddierers 66, und wenn der berechnete Wert gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, erzeugt die Schaltung 67 ein Steuersignal, das die Quantisierungsbitzahl grob macht. Das Steuersignal wird zu dem Codierer nach 42 gesandt.
In der vorstehenden Beschreibung wird verhindert, dass die Codemenge zunimmt, indem die Quantisierungsbitzahl des Signals der Differenz zwischen Halbbildern grob gemacht wird. Zusätzlich zu dieser Maßnahme kann jedoch die Ausbildung derart sein, dass das Codieren nach einer so genannten Rauschherabsetzung erfolgt, bei der Hochfrequenzkomponenten der Differenz zwischen Halbbildern herausgezogen und in der Ampli tude begrenzt und dann der Subtraktion mit der ursprünglichen Differenz zwischen Halbbildern unterzogen werden.
Weiterhin kann, wenn die Quantisierungsbitzahl gesteuert wird, dieselbe Wirkung in den folgenden beiden Fällen erhalten werden: die Quantisierungsbitzahl für die Quantisierung wird vor der DCT-Schaltung 53 gesteuert; und der DCT-Koeffizient wird nach der DCT-Schaltung 53 quantisierungsgesteuert.
(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es in sehr vielen Fällen unter dem Gesichtspunkten des Codierwirkungsgrads vorteilhaft, dass die Codierung so erfolgt, dass die DCT nach dem Erhalten der Summe von Halbbildern und der Differenz zwischen Halbbildern durchgeführt wird. Wenn jedoch ein stehendes Bild eine hohe vertikale Auflösung hat oder eine Szenenänderung zwischen Halbbildern stattfindet, ist die vorbeschriebene Codierung nicht immer vorteilhaft. Der optimale Zustand für den Codierwirkungsgrad besteht darin, dass die Blockbildung für das Codieren adaptiv geändert wird entsprechend solchen Fällen und die für jeden Fall geeignetste Blockbildung ausgewählt wird. Ein dreizehntes Ausführungsbeispiel ist ein Codierer, der einen derartigen Inhalt realisiert. Die 50(A) und 50(B) zeigen die Ausbildung des Codierers nach dem dreizehnten Ausführungsbeispiel. In 50(A), die die Ausbildung eines Beispiels nach dem dreizehnten Ausführungsbeispiel zeigt, ist 68 eine Halbbildsummen-/-Differenz-Blockbildungsschaltung, 69 eine Schaltung für die Blockbildung im Vollbild, 70 eine Schaltung für die Blockbildung im Halbbild, 71 eine Vorhersage- und Vergleichseinheit für die er zeugte Codemenge, die die erzeugte Codemenge vorhersagt und vergleicht auf der Grundlage von Ausgangssignalen der Blockbildungsschaltungen 68, 69 und 70, 72 ein Schalter, der Ausgangssignale der Blockbildungsschaltungen 68, 69 und 70 umschaltet, und 73 eine DCT-Schaltung, die die DCT durchführt. In 50(B), die eine andere Ausbildung des dreizehnten Ausführungsbeispiels zeigt, ist 74 eine Halbbildsummen-/-Differenz-Blockbildungsschaltung, 75 eine Schaltung für die Blockbildung innerhalb des Vollbilds, 76 eine Schaltung für die Blockbildung innerhalb des Halbbilds, 77 DCT-Schaltungen, die die DCT durchführen, 78 eine Vergleichseinheit für die erzeugte Codemenge, die die erzeugte Codemenge auf der Grundlage von Ausgangssignalen der DCT-Schaltungen 77 vergleicht, und 72 ein Schalter, der Ausgangssignale der DCT-Schaltungen 77 umschaltet. 50(A) ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die DCT-Schaltung 73 gemeinsam verwendet wird und der Blockbildungszustand durch den Schalter 72 geschaltet wird, und 50(B) ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem Ausgangssignale der DCT-Schaltungen 77 durch den Schalter 79 umgeschaltet werden. Beide Ausführungsbeispiele führen den Schaltvorgang so durch, dass die Codemenge minimiert wird, und daher ist der Codierwirkungsgrad immer optimal. Dieses Schaltkriterium kann durch verschiedene Ausführungsbeispiele realisiert werden, und in den gezeigten Blockschaltbildern durch die Vorhersage- und Vergleichseinheit 71 für die erzeugte Codemenge sowie die Vergleichseinheit 78 durch die erzeugte Codemenge. Gemäß dem spezifischen Ausführungsbeispiel kann beispielsweise bei der Vorhersage der erzeugten Codemenge ein Fall erfasst werden, bei dem eine Kante und ein Übergang zusammen in dem Block existieren, und die Kombination eines HPF und eines LPF ermöglicht die Durchführung der Beurteilung. Bei der Vergleichseinheit 78 für die erzeugte Codemenge kann beispielsweise ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem ein Ausgangssignal mit der größten Zahl von DCT-Koeffizienten, die den Wert 0 haben, ausgewählt wird.
Obgleich in der vorstehenden Beschreibung die drei Zustände der Blockbildung umgeschaltet werden, ist es selbstverständlich, dass nur zwei von ihnen umgeschaltet werden können.
(Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
Das vierzehnte Ausführungsbeispiel illustriert die Zuteilung der Quantisierungsbitzahl vor dem DCT-Prozess nach der Halbbildsumme/-Differenz für eine hochwertige Codierung/Decodierung. 51 zeigt ihr Beispiel. In 51 wird angenommen, dass der Wert eines Pixels des ungeradzahligen Halbbildes und der des entsprechenden geradzahligen Halbbilds gleich 120 bzw. 121 sind (da sie 8 Bit-Daten sind, ein Wert von 0 bis 255). Wenn die Summe von Halbbildern erhalten ist, beträgt sie 241, und die Differenz zwischen den Halbbildern ist 120 – 121 = –1. In diesem Fall beträgt der dynamische Bereich der Daten der Summe der Halbbilder 9 Bits von 0 bis 511, und der dynamische Bereich der Daten der Differenz zwischen den Halbbildern ist 9 Bits von –255 bis 255. Dann wird die Summe der Halbbildern gleich 8 Bits gemacht durch Abrunden (Runden) des geringstwertigsten Bits, um 120 zu werden, und während die Differenz zwischen den Halbbildern bei 9 Bits verbleibt, wird die DCT für die Codierung durchgeführt. Unter der Annahme, dass kein Fehler in der Codier- und der Decodiereinheit erzeugt wird, ist das Ausgangssignal der Decodiereinheit wie folgt: die Summe der Halbbilder ist 120; und die Dif ferenz zwischen den Halbbildern ist –1. Durch Hinzufügen eines Bits von 0 an der Stelle nachfolgend dem geringstwertigsten Bit der Summe der Halbbilder wird eine Zahl 240 erhalten. Im Vergleich mit der Zahl 241 bei der Codierung ergibt dies einen Fehler von 1. Wenn dies fortgesetzt wird, werden Decodierergebnisse von geringer Qualität erhalten.
In diesem Fall ist die Differenz zwischen den Halbbildern eine ungerade Zahl, und dies zeigt daher an, dass entweder das ungeradzahlige Halbbilder oder das geradzahlige Halbbild eine ungerade Zahl ist. Da die Differenz zwischen den Halbbildern einen Datenwert von –1 hat, ist darüber hinaus bekannt, dass die Daten des geradzahligen Halbbildes größer als 1 sind. Als derartige Daten existiert nur eine Kombination von 120 und 121. Beispielsweise werden sie bei der Kombination von 119 und 120, wenn die Summe der Halbbilder zu 8 Bits gemacht wird, gleich 119, und bei der Kombination von 121 und 122, wenn die Summe der Halbbilder zu 8 Bits gemacht wird, werden sie 121. D.h., wenn die Summe von Halbbildern aus 8 Bits gleich a ist und die 9 Bit-Differenz zwischen den Halbbildern gleich b ist, werden die Daten eines Eingangssignals mit einer ausgezeichneten Qualität decodiert, indem ein Satz von Berechnungen wie in 52 gezeigt durchgeführt wird.
Vorstehend wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Summe von Halbbildern mit einer um 1 reduzierten Bitzahl quantisiert wird. Im Gegensatz hierzu kann die Differenz zwischen Halbbildern mit einer um 1 reduzierten Bitzahl quantisiert werden, wodurch Halbbilddaten erhalten werden, die 1:1 entsprechen, wie in 52 gezeigt ist. Auf diese Weise können, selbst wenn die Bitzahl von jeder von diesen um 1 re duziert ist, Codierergebnisse von hoher Qualität erhalten werden, wodurch die Codierung eines großen Rauschabstands ermöglicht wird. Es ist selbstverständlich, dass das Vorgenannte nicht erforderlich ist, um die orthogonale Transformation anzuwenden, soweit wie eine Codierung von hoher Qualität erhalten wird.
(Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
53 ist ein Blockschaltbild, das die Ausbildung eines Codierers gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel zeigt. Nach der Bandteilung eines Videosignals erhält das fünfzehnte Ausführungsbeispiel die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern, um die Codierung durchzuführen. Die Zahlen 81, 82, 83 und 84 in 53 sind Bandteilungs- und Ausdünnfilter, die ein QMF(orthogonales Spiegelfilter)-Bett usw. verwenden, und 85 ein Schalter, der die Ausgangssignale der Filter 81 bis 84 umschaltet. Die weitere Ausbildung ist dieselbe wie die des in 42 gezeigten elften Ausführungsbeispiels, und die identischen Teile sind durch die Bezugszahlen gekennzeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen. Das LL-Bandfilter 81 zieht ein Niedrigfrequenz-Bandsignal sowohl horizontal als auch vertikal heraus, das LH-Bandfilter 82 zieht ein Niedrigfrequenz-Bandsignal horizontal und ein Hochfrequenz-Bandsignal vertikal heraus, das HL-Bandfilter 83 zieht ein Hochfrequenz-Bandsignal horizontal und ein Niedrigfrequenz-Bandsignal vertikal heraus, und das HH-Bandfilter 84 zieht ein Hochfrequenz-Bandsignal sowohl horizontal als auch vertikal heraus. Die Filter 81 bis 84 haben die Charakteristiken, dass der durch den Ausdünnvorgang bewirkte Bereich in dem Zusammensetzprozess gelöscht wird, und sie sind sehr zweckmä ßig für die Durchführung der Bandteilung und der Codierung.
Es wird nun die Arbeitsweise beschrieben. Ein zweidimensionales Bild wird durch diese Filter 81 bis 84 der Bandteilung unterzogen, und die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern werden erhalten, und sie werden durch die DCT-Schaltung 53 hindurchgeleitet, um codiert zu werden. In diesem Fall kann beispielsweise die Verwendung der Charakteristiken der menschlichen visuellen Informationsverarbeitung weiterhin den Codierwirkungsgrad verbessern, ohne dass die Verschlechterung der visuellen Empfindung auffällig wird. D.h., menschliche Augen haben einen engen dynamischen Bereich für Hochfrequenzkomponenten, und daher können sie diese nicht erfassen, selbst wenn der Quantisierungspegel grob eingestellt ist. Selbst wenn die durch die QMF getrennten Hochfrequenzkomponenten der DCT unterzogen und grob quantisiert werden, bewirkt die Anwendung des Vorstehenden, dass ihre Verschlechterung im Wesentlichen nicht erfassbar ist, wodurch nahezu verhindert wird, dass eine augenscheinliche Verschlechterung erfasst wird. Da die durch den groben Quantisierungspegel bewirkte Abnahme der Codemenge erwartet werden kann, ist sie daher sehr wirkungsvoll. Weiterhin ist es unmöglich, selbst wenn der Quantisierungspegel ziemlich grob eingestellt ist, die Verschlechterung der Komponenten der Differenz zwischen Halbbildern der Hochfrequenzkomponenten zu erfassen. D.h., bei dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel werden die Komponenten der Differenz zwischen Halbbildern der Hochfrequenzkomponenten unter Verwendung der QMF grob codiert, wodurch die Abnahme der Codemenge beschleunigt wird, während die Charakteristiken der visuellen Empfindung beibehalten werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Ausbildung gemäß der Erfindung derart, dass die durch die Codierung mit variabler Länge erzeugte Datenlänge gezählt wird, um Informationen über die Datenlänge zu erhalten, und die Informationen über die Datenlänge werden einer Zeitteilungs-Multiplexverarbeitung mit mit variabler Länge codierten Daten unterzogen und dann übertragen. Daher ergibt sich der Vorteil, dass, selbst wenn ein Fehler über die Fehlerkorrekturfähigkeit hinaus stattfindet, der Fehler sich nicht über Blöcke ausbreitet.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ist darüber hinaus derart, dass Daten der Anzahl der ersten ignorierenden Bits des C1-Blocks einer Zeitteilungs-Multiplexverarbeitung unterzogen werden und daher ergibt sich der Vorteil, dass die Daten der Anzahl der ignorierenden Bits leicht in einem Decodiervorgang erkannt werden können.
Gemäß der Erfindung werden darüber hinaus die Daten der Anzahl der ersten ignorierenden Bits in einem Decodiervorgang erkannt, und die Decodierung wird durchgeführt unter Ignorieren von Daten, die nicht mit variabler Länge zu codieren sind, und daher ergibt sich der Vorteil, dass eine Änderung der Symbole während des Decodiervorgangs verändert werden kann.
Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus in einem Fall, in welchem der Code mit variabler Länge eines Symbols so ausgebildet ist, dass er sich über einen C1-Block erstreckt, ein spezieller Code in den C1-Block eingefügt, und daher ergibt sich der Vorteil, dass keine Symboländerung während des Decodiervorgangs auftritt.
Gemäß der Erfindung ist darüber hinaus in einem Fall, in welchem der Code mit variabler Länge eines Symbols so ausgebildet ist, dass er sich über einen C1-Block erstreckt, der Code variabler Länge des Symbols am Anfang des nächsten C1-Blocks angeordnet, so dass der Code wieder von dem Anfangsbit aus beginnt, und daher ergibt sich der Vorteil, dass keine Symboländerung während des Decodiervorgangs auftritt.
Gemäß der Erfindung werden darüber hinaus Daten, die die Decodierung mit variabler Länge am Ende eines C1-Blocks während des Decodiervorgangs nicht erzielen können, bei dem Decodiervorgang mit variabler Länge des nächsten C1-Blocks nicht berücksichtigt, und daher ergibt sich der Vorteil, dass eine Änderung der Symbole während des Decodiervorgangs verändert werden kann.
Gemäß der Erfindung werden darüber hinaus Daten mit einem hohen Verdichtungsverhältnis während des Codiervorgangs wieder in eine vorher festgelegte Position eingefügt, und daher ergibt sich der Vorteil, dass wichtige Daten an einer Stelle positioniert werden, an der die Wiedergabe während einer speziellen Wiedergabe sicher durchgeführt wird, so dass nur wichtige Daten bei der speziellen Wiedergabe vollständig wiedergegeben werden können.
Gemäß der Erfindung ist darüber hinaus ein Modus, bei dem nur wichtige Daten decodiert werden, bei der Decodierung vorgesehen, und daher ergibt sich der Vorteil, dass ein Wiedergabebild von ausgezeichneter Qualität selbst bei einer Wiedergabe mit sehr hoher Geschwindigkeit erhalten werden kann.
Gemäß der Erfindung werden darüber hinaus bei einer Codierung, bei der die orthogonale Transformationscodierung bei einem Videosignal oder dergleichen durchgeführt wird, wenn festgestellt wird, dass die nachfolgenden Daten einen nichtkorrigierbaren Fehler haben, während der Prozess nicht in der Lage ist, einen EOB-Code zu erreichen, die Daten nicht verwendet und "0" wird eingefügt, und dann wird die Decodierung durchgeführt. Daher ergibt sich der Vorteil, dass die Decodierung durchgeführt werden kann, ohne anomale Decodierergebnisse zu erhalten.
Gemäß der Erfindung werden darüber hinaus bei einer Codierung, wenn die orthogonale Transformationscodierung bei einem Videosignal oder dergleichen durchgeführt wird, wenn festgestellt wird, dass die nachfolgenden Daten einen nichtkorrigierbaren Fehler haben, während der Prozess nicht in der Lage ist, einen EOB-Code zu erreichen, die Daten des Blocks aufgegeben. Daher ergibt sich der Vorteil, dass die Decodierung durchgeführt werden kann, ohne anomale Decodierergebnisse zu erhalten.
Gemäß der Erfindung werden darüber hinaus die Summe von und die Differenz zwischen dem ungeradzahligen und dem geradzahligen Halbbild eines Vollbilds erhalten und dann die Codierung durchgeführt, und daher ergibt sich der Vorteil, dass es möglich ist, die Codierung in den meisten Fällen im Vergleich mit einem Fall der einfachen Codierung eines Vollbilds mit einem höheren Verdichtungsverhältnis durchzuführen, und weiterhin ist es einfach, den Aufbereitungsvorgang in der Einheit eines Vollbilds durchzuführen.
Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus, wenn der Rauschabstand eines Videosignals schlecht ist, die Codierung mit einer groben Quantisierungsbitzahl der Differenz zwischen Halbbildern durchgeführt, bei der die Zunahme der Codemenge besonders bemerkenswert ist, oder nachdem eine Rauschverringerung durchgeführt ist, und daher ergibt sich der Vorteil, dass die durch Rauschen bewirkte Zunahme der Codemenge verhindert wird.
Gemäß der Erfindung ist die Ausbildung darüber hinaus derart, dass einer der Fälle, in welchem die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern erhalten wird und die Blockbildung durchgeführt wird, in welchem die Blockbildung innerhalb eines Halbbildes durchgeführt wird, und in welchem die Blockbildung innerhalb eines Vollbildes durchgeführt wird, ausgewählt wird, und daher ergibt sich der Vorteil, dass der Codierwirkungsgrad immer optimal ist.
Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus die Summe von Halbbildern oder die Differenz zwischen Halbbildern mit einer Bitzahl quantisiert, die um ein Bit kleiner ist als diejenige für die jeweils andere von diesen, und ihr Vorzeichen und ihre Parität werden in dem Decodiervorgang beurteilt und zu jeweiligen Halbbilddaten decodiert, und daher ergibt sich der Vorteil, dass es möglich ist, die Decodierung mit hoher Qualität durchzuführen.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Ausbildung weiterhin derart, dass die Bandteilung und die Summe von Halbbildern und die Differenz zwischen Halbbildern gleichzeitig verwendet werden, und die gröbere Quantisierung wird bei den Komponenten höherer Frequenz der Differenz zwischen Halbbildern durchgeführt, und daher ergibt sich der Vorteil, dass das Verdichtungsverhältnis verbessert werden kann, ohne die Verschlechterung bei der visuellen Wahrnehmung zu erfassen.

Claims

Codierer, der digitale Daten durch die Codierung mit variabler Länge und Fehlerkorrekturcodierung codiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Codierer aufweist: Mittel zum Umwandeln von digitalen Daten in mit variabler Länge codierte Daten (3); Mittel zum Teilen einer Datenreihe enthaltend die mit variabler Länge codierten Daten durch eine feste Länge und Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes (23); Mittel zum Erfassen, ob ein Code variabler Länge für ein Symbol der Codierung mit variabler Länge so angeordnet ist oder nicht, dass er sich vor und nach einer bei der Fehlerkorrekturcodierung (30) verwendeten Teilung erstreckt; und Mittel zum Einfügen, wenn ein Code variabler Länge für ein Symbol so angeordnet ist, dass er sich derart erstreckt, eines speziellen Codes vor der Teilung (15) anstelle dieses Symbols, wobei die Datenreihe so wiedergeordnet wird, dass das anfängliche Bit des sich erstreckenden Codes variabler Länge an der Spitze der nächsten Teilung ist.
Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen digitaler Videodaten unter Verwendung einer Codierung mit variabler Länge und einer Fehlerkorrekturcodierung, welches die Schritte aufweist: Umwandeln von digitalen Daten in mit variabler Länge codierte Daten; Teilen einer Datenreihe enthaltend die mit variabler Länge codierten Daten durch eine feste Länge und Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes; Erfassen, ob ein Code variabler Länge für ein Symbol der Codierung variabler Länge so angeordnet ist oder nicht, dass er sich vor und nach einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung erstreckt; und, wenn ein Code variabler Länge für ein Symbol so angeordnet ist, dass er sich derart erstreckt, Einfügen eines speziellen Codes vor der Teilung anstelle dieses Symbols, wobei die Datenreihe so wieder angeordnet wird, dass das anfängliche Bit des sich erstreckenden Codes variabler Länge an der Spitze der nächsten Teilung ist.
Codierer nach Anspruch 1, bei dem der spezielle Code Scheindaten aufweist, die in einem Decodiervorgang wegzulassen sind, um die Länge der geteilten Datenreihe einzustellen.
Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 2, bei dem der spezielle Code Scheindaten aufweist, die in einem Decodiervorgang wegzulassen sind, um die Länge der geteilten Datenreihe einzustellen.
Aufzeichnungsmedium, auf welchem digitale Daten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 4 aufgezeichnet sind.
Decodierer, der eine Datenreihe decodiert, welche Datenreihe mit variabler Länge codierte Daten enthält, die codiert wurden, indem die Codierung mit variabler Länge und die Fehlerkorrekturcodierung bei digitalen Daten durchgeführt wurden, dadurch gekennzeichnet, dass der Decodierer aufweist: Mittel zum Erfassen und Korrigieren eines in einem Übertragungskanal erzeugten Fehlers; und Mittel für die inverse Umwand lung von mit variabler Länge codierten Daten der Datenreihe (28), um sie zu decodieren, und der Decodierer so ausgebildet ist, dass in einem Fall, in welchem die inverse Umwandlung selbst dann nicht erzielt wird, wenn der inverse Umwandlungsvorgang eine Position erreicht, die einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung entspricht, die Daten weggelassen werden und der inverse Umwandlungsvorgang in der nächsten Teilung von deren Spitze an wieder gestartet wird.
Wiedergabevorrichtung, die einen Decodierer nach Anspruch 6 aufweist, zum Wiedergeben von aufgezeichneten codierten Daten bestehend aus einer Datenreihe enthaltend mit variabler Länge codierte Daten, die codiert wurden durch Durchführen einer Codierung mit variabler Länge, und eine Fehlerkorrekturcodierung bei digitalen Daten.
Wiedergabeverfahren zum Wiedergeben aufgezeichneter codierter Daten bestehend aus einer Datenreihe enthaltend mit variabler Länge codierte Daten, die codiert wurden durch Durchführen einer Codierung mit variabler Länge, und Fehlerkorrekturcodierung bei digitalen Daten, aufweisend die Schritte: Erfassen und Korrigieren eines in einem Übertragungskanal erzeugten Fehlers; inverse Umwandlung von mit variabler Länge codierten Daten der Datenreihe, um sie zu decodieren; und, in einem Fall, in welchem die inverse Umwandlung selbst dann nicht erreicht wird, wenn der inverse Umwandlungsvorgang eine Position erreicht, die einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung entspricht, Weglassen der Daten und Wiederbeginnen des inversen Umwandlungsvorgangs in der nächsten Teilung von der Spitze hiervon an.
Codierer/Decodierer, der ein digitales Videosignal für dessen Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium codiert und die codierten Daten für die Wiedergabe des ursprünglichen Videosignals von dem Aufzeichnungsmedium decodiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Codierer/Decodierer aufweist: Mittel zum Umwandeln eines Videosignals in mit variabler Länge codierte Daten (16); Mittel zum Teilen einer Datenreihe enthaltend die mit variabler Länge codierten Daten durch eine feste Länge und Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes; Mittel zum Erfassen, ob ein Code variabler Länge für ein Symbol der Codierung mit variabler Länge so angeordnet ist oder nicht, dass er sich vor und nach einer bei der Fehlerkorrekturcodierung (30) verwendeten Teilung erstreckt; Mittel zum, wenn ein Code variabler Länge für ein Symbol derart angeordnet ist, dass er sich derart erstreckt, Einfügen eines speziellen Codes vor der Teilung (15) anstelle dieses Symbols, und zum Wiederordnen der Datenreihe derart, dass das anfängliche Bit des sich erstreckenden Codes variabler Länge an der Spitze der nächsten Teilung ist; Mittel zum Erfassen und Korrigieren eines in einem Übertragungskanal erzeugten Fehlers; und Mittel für inverse Umwandlung der mit variabler Länge codierten Daten der Datenreihe, um sie zu decodieren (28), und der Codierer/Decodierer so ausgebildet ist, dass in einem Fall, in welchem die inverse Umwandlung nicht erreicht wird, selbst wenn der inverse Umwandlungsvorgang eine Position erreicht, die ei ner bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung entspricht, die Daten weggelassen werden und der inverse Umwandlungsvorgang von der Spitze der nächsten Teilung aus neu beginnt.
Codierer/Decodierer nach Anspruch 9, bei dem der spezielle Code Scheindaten aufweist, welche die Daten für das Symbol sind, das invers umgewandelt wird, wenn der inverse Umwandlungsvorgang eine Position erreicht, die einer bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeten Teilung entspricht, wobei die Scheindaten durch den Decodiervorgang weggelassen werden.
Aufzeichungs-/Wiedergabevorrichtung enthaltend einen Codierer/Decodierer nach Anspruch 9 oder 10.