実施の形態1.
図1は、実施の形態1における誤り訂正装置を適用した画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態1における画像表示装置は、第1受信部1および第2受信部2の2系統の受信部を備えており、各受信部1、2には、デジタル変調信号が入力される。なお、前記第1受信部1と第2受信部2とは、同一の構成であるため、以下の説明においては第1受信部1についてのみ具体的に説明し、第2受信部2についての説明は省略する。また、以下の説明においては、送信装置(図示せず)において、内符号として畳み込み符号が用いられ、外符号としてリードソロモン符号が用いられて符号化された信号を当該画像表示装置において受信する場合(例えば、日本における地上デジタル放送。)を一例として説明する。
図1中の第1受信部1における第1のデジタル復号手段11は、入力されたデジタル変調信号からキャリア、クロック等を再生し、前記デジタル変調信号を復調してベースバンド信号に変換する。そして、前記ベースバンド信号に対して伝送路歪み補正等を行なうことで、前記デジタル変調信号を復号する。そして、当該復号を行なって得られる第1の復号信号を第1のビタビ復号手段12に出力する。
なお、第1のデジタル復号手段11に入力されるデジタル変調信号としては、例えば、VSB(Vestigial Side Band:残留側波帯)変調信号、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号、4層位相偏移変調(QPSK:Quadrature Phase Shift Keying)、トレリス符号化8相偏移変調(TC8PSK:Trellis Coded 8 Phase Shift Keying)、直交振幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation)等の変調方式を用いて変調された信号が挙げられる。
第1のビタビ復号手段12は、第1のデジタル復号手段11から入力された第1の復号信号に対してビタビ復号を行なうことで、第1受信部1に入力されたデジタル変調信号に対応するデータ系列(以下、受信データ系列という。)を再生して当該受信データ系列に対応するデータパケットを第1のデインタリーバ13に出力する。
なお、第1のビタビ復号手段12は、符号の自由距離の半分までの誤りはハミング距離による硬判定を用いても誤り訂正することができ、さらにユークリッド距離による軟判定を用いれば自由距離に近い値まで誤りを訂正することができる。
第1のビタビ復号手段12から受信データ系列に対応するデータパケットが入力された第1のデインタリーバ13は、図1に示すように、遅延時間が異なる複数の遅延メモリ13aと、この遅延メモリを順次切り替えるスイッチ手段13bとを有し、第1のビタビ復号手段12で再生された受信データ系列に対して、各遅延メモリ13aにおいて所定の遅延時間を与えることにより、送信装置(図示せず)においてインタリーブが行なわれる前の送信データと同様のデータの並び順である送信データ系列を再現し、当該送信データ系列に対応するデータパケットを比較手段3に出力する。
なお、前記複数の遅延メモリ13aにおける所定の遅延時間は、図1中のmおよびnの値を任意に決定することによって設定する。例えば、リードソロモン復号手段4に入力されるデータパケットの長さ(以下、データパケット長ともいう。)を基準に決定することができる。
例えば、リードソロモン符号においては、1つのTS(Transuport Stream)のデータパケット長が12×17(204)であることから、n=11とし、また、mを17の整数倍(17、34、51、・・・)と設定することで、当該インタリーブ手段13中に蓄積されるデータ量を前記1つのTSにおけるデータ量の整数倍とすることができる。なお、日本における地上デジタル放送に対応する装置においては、n=11、m=17に設定される。
図2は、第1のデインタリーバ13に入力されるデータパケットおよび当該第1のデインタリーバ13から出力されるデータパケットの一例を説明するための説明図である。
図2に示すように、第1のデインタリーバ13は、入力されるデータパケットに対応する受信データ系列のデータを順次、各遅延メモリ13aから出力することでデインタリーブを行ない、前記送信データ系列に対応するデータ配列を再生して当該送信データ系列に対応するデータパケットを出力する。なお、以下の説明においては、当該デインタリーバ13、23から出力されるデータパケットを出力パケットともいう。
第1のデインタリーバ13に、バーストエラーが含まれているデータパケットが第1のビタビ復号手段12から入力された場合、当該第1のデインタリーバ13から出力される出力パケットは、図2に示す出力パケット1〜11のように、デインタリーブ後に出力された複数の出力パケットにわたって誤りデータが規則的に散らばった状態になる。
このような、誤りデータが規則的に散らばった状態は、第1のビタビ復号手段12から入力されたデータパケットに対応する前記受信データ系列にバーストエラーが含まれていた場合、当該第1のビタビ復号手段12の特性上、受信データ系列を正しく再生することができないために起こる。また、伝送路の状態によっては、第1のビタビ復号手段12が、さらに長いバーストエラーを含んだ受信データ系列を再生してしまうこともある。
また、誤りデータが規則的に散らばった状態とは、時間的に連続して出力された出力パケット(たとえば、図2中の出力パケット1と出力パケット2)において、各出力パケットにおける誤りデータの位置(配置)が、当該データパケットのデータ配列において隣り合う位置になることを意味している。図2には、この状態が示されており、入力パケットにバーストエラーが含まれている場合、出力パケットには、そのバーストエラーに基づく誤りデータがデータ単位で順次隣り合う配置に分散されている。たとえば、図2において、出力パケット2における誤りデータの位置11は、出力パケット1において、当該出力パケット1における誤りデータの位置12と隣り合う位置11に対応する位置となっている。
以上説明した、第1のデジタル復号手段11、第1のビタビ復号手段12および第1のデインタリーバ13までの動作は、第2受信部2における第2のデジタル復号手段21、第2のビタビ復号手段22および第2のデインタリーバ32においても同様に行われ、前記第2受信部2からも、前記送信データ系列に対応する出力パケットが比較手段3に出力される。なお、第2受信部2における第2のデインタリーバ23から出力された出力パケットは、リードソロモン復号手段4にも出力される。
比較手段3は、第1受信部1から入力された出力パケットに含まれるデータの値と第2受信部2から出力された出力パケットに含まれるデータの値とを比較して当該比較の結果を誤り位置信号出力手段5に出力する。
具体的には、第1受信部1から出力された出力パケットに含まれるデータの値と、第2受信部2から出力された出力パケットに含まれるデータの値との差分を演算して当該演算の結果に対応する差分信号を誤り位置信号出力手段5に出力する。第1受信部1から出力された出力パケットに含まれるデータの値、および第2受信部2から出力された出力パケットに含まれるデータの値の双方においてデータの値に誤りがない場合、双方の出力パケットに含まれるデータの値は同一の値である。したがって、当該比較手段3における演算によって、第1受信部1から出力された出力パケットに含まれるデータの値と、第2受信部2から出力された出力パケットに含まれるデータの値との間で差分が検出された場合には、第1受信部1から出力された出力パケットまたは第2受信部2から出力された出力パケットのいずれかの出力パケットにおいて誤りデータが含まれていることになる。
リードソロモン復号手段4は、まず、第2のデインタリーバ23から出力された出力パケットに対して、送信装置(図示せず)において各データパケットに付加されたパリティのみを用いて誤り訂正が可能であるかについて演算を行なう。そして、当該パリティのみによる誤り訂正が可能である場合には前記出力パケットに対応するパリティを用いて出力パケットの誤りを訂正して当該出力パケットに含まれるデータを再生する。
一方、パリティのみによる誤り訂正が不可能である場合には、誤り位置信号出力手段5から出力された誤り位置信号および前記パリティを用いて誤り訂正を行なう。
日本における地上デジタル放送のように、受信信号がリードソロモン符号によって符号化されている場合、当該受信信号に対応するデータパケットには、誤り訂正処理の際に使用するパリティが付加されている。なお、以下の説明では、本実施の形態1における受信信号が、外符号としてリードソロモン符号を用いて符号されている場合について説明し、当該受信信号に対応するデータパケットに付加されているパリティを外符号パリティという。
上述のように、リードソロモン復号手段4に入力される出力パケットには、一定データ数毎に外符号パリティが付加されており、当該リードソロモン復号手段4に入力されるデータパケットは図3のようなデータの配列となっている。そして、当該リードソロモン復号手段4は、第2のデインタリーバ23から出力された出力パケットに対して、当該出力パケットに付加された外符号パリティを用いて誤り訂正処理を行なう。
以下、リードソロモン復号手段4の動作について具体的に説明する。前記第2のデインタリーバ23から出力された出力パケットは当該リードソロモン復号手段4におけるシンドローム演算手段41および遅延手段46に入力される。
シンドローム演算手段41は、受信信号に対応する受信語に基づいてシンドロームを演算して誤り位置多項式演算手段42に出力する。なお、当該シンドロームは、たとえば、前記受信語および検査方程式に基づいて演算することができる。また、シンドロームは、送信語には影響されず通信路における誤りパターンのみで定まり、受信語に対応するパリティ検査行列から計算されるm次元ベクトルである。
誤り位置多項式演算手段42は、シンドローム演算手段41から入力されたシンドロームに基づいて、入力された出力パケットにおける誤り位置に対応する情報の逆数を根に持つ多項式(誤り位置多項式)を演算する。具体的には、前記シンドロームに基づいて誤り位置多項式における係数を演算し、当該係数を用いて誤り位置多項式を設定する。そして、誤り位置多項式演算手段42は、誤り位置多項式を第1の誤り位置演算手段43に出力する。なお、誤り位置多項式は、ガロア体上の加算、乗算及び除算を行なうことにより演算(設定)することができる。
第1の誤り位置演算手段43は、当該リードソロモン復号手段4に入力された出力パケットにおける誤り位置に対応する元を誤り位置多項式に対して順次代入するチェン(Chien)探索法を用いて誤り位置を演算(推定)する。そして、演算の結果得られる誤り位置に対応する情報である第1の誤り位置情報を誤り値演算手段44、および誤り位置信号出力手段5における誤り位置記憶手段51に出力する。
なお、第1の誤り位置演算手段43における演算は、例えば、m個のレジスタを用いて構成した手段において前記レジスタの出力を順次シフトさせ、当該レジスタの出力の総和が0になるか否かを調べ、当該出力の総和が0になるシフト回数を計数することで行なう。なお、当該シフト回数がパケットデータに含まれるデータの配列における誤り位置に対応する。
誤り値演算手段44は、前記第1の誤り位置情報および前記シンドロームに基づいて、ガロア体上の四則演算により誤りの値(以下、誤り値ともいう。)を演算して誤り訂正手段45に出力する。
誤り訂正手段45は、シンドローム演算手段41から誤り値演算手段44までの演算によって、リードソロモン復号手段4に入力された出力パケットに対する誤り訂正が外符号パリティのみによって可能であると判断した場合には、遅延手段46から出力される出力パケットに含まれるデータの配列において、第1の誤り位置演算手段43において演算された誤り位置に対応する位置にあるデータから、前記誤り値演算手段44において演算された誤り値を差し引くことで送信データ系列に含まれるデータに対応する符号語を得る。なお、当該誤り訂正手段45は、例えば、前記出力パケットにおけるデータの位置を逐次求めるカウンタとガロア体上の演算を行なう加算器とで構成することができる。
なお、前記遅延手段46は、リードソロモン復号手段4に入力された出力パケットに対する前記シンドローム演算手段41から前記誤り値演算手段44までの処理が終了し、前記誤り訂正手段45において誤り訂正を行なうときまで、前記出力パケットを記憶する。
通常、リードソロモン復号手段4は、入力されるデータパケットに含まれる誤りデータの数が当該データパケットに付加された外符号パリティの数の半分以下である場合には外符号パリティのみによって誤り訂正を行なうことができる。例えば、前記受信データ系列に外符号としてリードソロモン符号[RS(207,187)]による20の外符号パリティが付加されている場合、データパケットにおける誤りデータの数が、10バイト以下の場合には当該データパケットの誤り訂正を外符号パリティのみによって行なうことができる。
一方、リードソロモン復号手段4に入力されるデータパケットにおける誤りデータの数が、外符号パリティの数の半分を越えている場合、前記データパケットに含まれる誤りデータに対する誤り訂正を外符号パリティのみによって行なうことができない。
そして、通常、リードソロモン復号手段4において、外符号パリティのみによる誤り訂正が不可能であると判断された場合には、伝送路における誤りが多いことを意味しており、そのような場合には、ビタビ復号手段から出力されたデータ系列にバーストエラーが含まれる場合が多い。
しかしながら、外符号パリティの数を越える誤りデータがデータパケット中に含まれている場合であっても、前記誤り位置多項式演算手段42において誤り多項式を設定するに際して、何らかの方法により前記誤り位置が予め特定されている場合には、データパケットに対する誤り訂正を行なうことができる。すなわち、外符号パリティのみによって誤り訂正を行なう場合に比べて誤り訂正能力を向上させることができる。
具体的に説明すると、上述のように、通常、リードソロモン符号により符号化された信号を復号する際の誤り訂正能力は付加されたパリティの半分であるのに対し、誤り位置が特定された場合には当該誤り位置にあるデータをイレージャとして扱い、当該誤り位置にイレージャフラグを立てることにより誤り位置多項式の次数を拡大することができる。そうすると、イレージャフラグおよび外符号パリティを用いることによって、最大で、付加されたパリティの数と同数の誤りデータの誤りを訂正することができるようになる。
そこで、本実施の形態におけるリードソロモン復号手段4は、入力された出力パケットに対して外符号パリティのみを用いた誤り訂正が可能である場合には外符号のみによる誤り訂正を実施する。一方、外符号パリティのみによる誤り訂正が不可能である場合には、誤り位置信号出力手段5から出力された誤り位置信号に対応するデータを前記イレージャとして扱い、当該データのある位置にイレージャフラグを立てる。そして、イレージャフラグおよび外符号パリティに基づいて出力パケットの誤り訂正を再度実施する。
また、外符号パリティのみによる誤り訂正が不可能であるか否かの判断は、シンドロームに基づいて誤り位置多項式が得られたか否かを示す信号、または誤り位置多項式において根を得ることができたか否かを示す信号に基づいて行なう。具体的には、シンドロームに基づいて誤り位置多項式が得られない旨の信号を検出した場合、または誤り位置多項式において根を得ることができない旨の信号が、誤り訂正手段45において検出された場合に前記誤り訂正が不可能であると判断する。なお、誤り位置多項式が得られたか否かを示す信号は前記誤り位置多項式演算手段42において生成して出力させればよいし、前記根を得ることができたか否かを示す信号は、誤り値演算手段44において生成して出力させればよい。
誤り位置信号出力手段5は、リードソロモン復号手段4において誤り訂正処理を実施しているデータパケットよりも時間的に前(直前)にリードソロモン復号手段4に入力されたデータパケットであって、当該リードソロモン復号手段4において誤りが訂正可能であったデータパケットにおける誤り位置に基づいて、前記リードソロモン復号手段4において誤り訂正処理を実施しているデータにおける誤り位置を推定して、当該推定した誤り位置に対応する第2の誤り位置情報を生成し、当該第2の誤り位置情報に対応する信号(誤り位置信号)をリードソロモン復号手段4に出力する。
なお、以下の説明においては、リードソロモン復号手段4において誤り訂正処理を実施しているデータパケットを第2のデータパケットといい、当該第2のデータパケットよりも時間的に前(直前)に当該リードソロモン復号手段4に入力されたデータパケットを第1のデータパケットという。また、前記第1のデータパケットにおける誤り位置は、前記第1の誤り位置演算手段43の出力に基づいて得てもよいし、リードソロモン復号手段4からデータパケットを出力する際に当該データパケットにおける誤り位置に対応する情報も出力させ、当該リードソロモン復号手段4の出力に基づいて得てもよい。なお、本実施の形態1においては、前記第1のデータパケットにおける誤り位置を第1の誤り位置演算手段43の出力に基づいて得る場合について説明する。
誤り位置信号出力手段5は、第1のビタビ復号手段12から、バーストエラーのような誤りデータが連続して含まれているデータパケットが第1のデインタリーバ13に入力された場合、前記図2において説明したように、当該第1のデインタリーバ13から時間経過に従って出力される各データパケット上の誤りデータの位置(配置)が、相前後して連続するデータパケット間では隣り合うデータの位置になることを利用して誤り位置信号を生成して出力する。
以下、誤り位置信号出力手段5が誤り位置信号を生成して出力する際の動作を具体的に説明する。誤り位置信号出力手段5は、誤り位置記憶手段51、第2の誤り位置演算手段52および誤り位置信号生成手段53を有して構成され、リードソロモン復号手段4における第1の誤り位置演算手段43から出力された第1の誤り位置情報は誤り位置記憶手段51に入力される。
前記誤り位置記憶手段51は、入力された第1の誤り位置情報を記憶し、当該記憶した第1の誤り位置情報を第2の誤り位置演算手段52に出力する。
第2の誤り位置演算手段52は、誤り位置記憶手段51から出力された第1の誤り位置情報に基づいて、前記第2のデータパケットにおける誤り位置を演算(推定)して、当該誤り位置に対応する第2の誤り位置情報を誤り位置信号生成手段53に出力する。この誤り位置の演算は、上述のようにデインタリーバ13、23から時間経過に従って出力される各データパケット上の誤りデータの位置(配置)が、相前後して連続するデータパケット間では隣り合うデータの位置になることを利用して行なう。
具体的には、連続する誤りデータを含むデータパケットが入力されたデインタリーバ13、23から時間経過にともなって順次出力される各出力パケットにおける誤りデータの位置(配置)が、図2に示したように、相前後して連続する出力パケットでは隣り合うデータの位置(配置)になることを利用し、第1の誤り位置演算手段43において得られた前記第1のデータパケットに対応する誤り位置の1個前のデータの位置を、前記第2のデータパケットのデータの配列における誤り位置とする。
図2を用いて、より具体的に、第2の誤り位置演算手段52における誤り位置の演算を説明する。なお、以下の説明では前記第1のデータパケットが図2における出力パケット1であり、前記第2のデータパケットが出力パケット2である場合を一例として説明する。
前記第1のデータパケットが図2における出力パケット1であった場合、誤り位置記憶手段51には当該第1のデータパケットにおける誤り位置が位置12である旨の第1の誤り位置情報が第1の誤り位置演算手段43から入力される。この場合、当該第2の誤り位置演算手段52は、誤り位置記憶手段51に記憶された第1の誤り位置情報に基づいて、前記第1のデータパケット(出力パケット1)において誤りデータが位置する位置12の1つ前のデータの位置である位置11に対応する信号を前記第2のデータパケット(出力パケット2)における誤り位置であるとして当該第2のデータパケットにおける誤り位置に対応する第2の誤り位置情報を誤り位置信号生成手段53に出力する。
誤り位置信号生成手段53は、第2の誤り位置演算手段52から出力された第2の誤り位置情報に対応する誤り位置と、比較手段3から出力された差分信号に対応するデータの位置とが一致した場合に誤り位置信号を生成して誤り位置多項式演算手段42に出力する。
リードソロモン復号手段4は、入力されたデータパケットに対する誤り訂正が、外符号パリティのみによっては不可能であった場合、当該誤り位置信号出力手段5から出力された誤り位置信号に基づいて当該データパケットに対してイレージャ訂正を行なう。そして、当該イレージャ訂正によって前記データパケットにおける誤りを訂正することが可能である場合には、イレージャ訂正によって誤り訂正を行ったデータパケットを出力する。一方、イレージャ訂正によってもデータパケットにおける誤りデータを訂正することが不可能であった場合には、当該データパケットの誤りを訂正せずに、当該データパケットを入力されたままの状態で出力する。
なお、リードソロモン復号手段4において、イレージャ訂正によっても誤り訂正をすることが不可能であった場合に入力されたデータパケットをそのまま出力させるのは、以下の理由による。すなわち、当該リードソロモン復号手段4における演算によって誤り訂正が不可能であったと判断された場合に当該データパケットの誤り訂正を行なうと、入力されたデータパケットにおいて誤りのないデータに対して誤り訂正処理が行われる可能性があり、当該誤りのないデータに対して誤り訂正処理が行われるとデータパケットにおける誤りデータを増加させてしまうためである。
MPEGデコーダ6は、リードソロモン復号手段4から出力されたデータパケットをデコードして表示手段7に出力する。そして、表示手段7は、MPEGデコーダ6の出力に基づいて、送信データ系列に対応する画像(映像)を表示する。なお、表示手段7としては、CRT、液晶パネル、プラズマディスプレイ、FED等を使用することができる。
図4は、図1における画像表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。入力されたデジタル変調信号は、各受信部1、2におけるデジタル復号手段11、21で復調・復号され、次いでビタビ復号手段12、22において復号され、デインタリーバ13、23で送信データ系列を再生して出力パケットを出力する(S11)。
リードソロモン復号手段4では、まず、第2のデインタリーバ23から入力された出力パケットに付加された外符号パリティのみを用いて、当該出力パケットに対して誤り訂正処理を実施し(S12)、入力された出力パケットの誤り訂正を外符号パリティのみによって行なうことが可能であるか否かを判断する(S13)。
リードソロモン復号手段4は、入力されたデータパケットの誤り訂正を外符号パリティのみによって行なうことが可能である場合(S13:NO)には、当該データパケットを復号するとともに外符号パリティのみによる誤り訂正を行ない、誤り訂正後のデータパケットを出力(S17)する。
一方、リードソロモン復号手段4は、入力されたデータパケットの誤り訂正を外符号パリティのみによって行なうことが不可能である場合(S13:YES)には、誤り位置信号に基づくイレージャフラグおよび外符号パリティを用いて当該データパケットに対するイレージャ訂正を実施し(S14)、当該イレージャ訂正によってデータパケットの誤り訂正が可能であるかを判断する(S15)。
イレージャ訂正によって入力されたデータパケットの誤り訂正が可能であった場合(S15:NO)には、イレージャ訂正によって誤り訂正されたデータパケットを出力(S18)する。
一方、イレージャ訂正によって入力されたデータパケットの誤り訂正が不可能であった場合(S15:YES)には、当該データパケットの誤りを訂正せずに、入力されたままの状態でデータパケットを出力(S16)する。
リードソロモン復号手段4の出力は、MPEGデコーダ6によってデコードされ(S19)、表示手段7は、MPEGデコーダ6の出力に基づいて画像(映像)の表示を行なう(S20)。
なお、前記図4においてS12〜S18までは、本実施の形態1における誤り訂正装置を構成する比較手段3、リードソロモン復号手段4および誤り位置信号出力手段5のうち、前記リードソロモン復号手段4および前記誤り位置信号出力手段5の動作に対応する。
図5は、本実施の形態1における誤り位置信号出力手段5の動作を説明するためのフローチャートである。誤り位置記憶手段51は、第1の誤り位置演算手段43において第1のデータパケットに対応する誤り位置が算出された場合には、当該誤り位置に対応する第1の誤り位置情報を記憶し、当該第1の誤り位置情報に対応する信号を後段の第2の誤り位置演算手段52に出力する(S21)。
第2の誤り位置演算手段52は、誤り位置記憶手段51から出力された信号に対応する第1の誤り位置情報に基づいて、第2の出力パケットにおける誤り位置を演算(推定)して、当該演算の結果得られた誤り位置に対応する第2の誤り位置情報を誤り位置信号生成手段53に出力する(S22)。
誤り位置信号生成手段53は、第2の誤り位置演算手段52から出力された第2の誤り位置情報に基づいて、当該第2の誤り位置情報に対応するデータの位置と、前記比較手段3から出力された差分信号に対応するデータの位置とが一致するか否かを判断する(S23)。そして、一致する場合には、第2の誤り位置情報に対応する誤り位置信号を生成して出力する(S24)。一方、一致しない場合には、処理を終了する。
以上の説明のように、実施の形態1の画像表示装置における誤り訂正装置によれば、リードソロモン復号手段4において誤り訂正可能であったデータパケットに対応する誤り位置と、比較手段3において演算される複数の受信部から出力された信号の差分に基づいて、当該リードソロモン復号手段4に入力されるデータパケットにおける誤りデータの位置を演算(推定)するため、各データパケットにおける誤り位置に対してより確実にイレージャフラグを立てることができる。
そして、データパケットに付加されたパリティとイレージャフラグとに基づいて誤り訂正を行なうことにより、誤り訂正能力を大幅に向上させることができる。したがって、例えば、伝送路における誤りが多いためにビタビ復号手段から出力される送信データ系列に対応するデータパケットにバーストエラーが含まれてしまった結果、リードソロモン復号手段4においてデータパケットに付加されたパリティのみによる誤り訂正が不可能である場合でも、前記イレージャフラグを用いることによって誤りデータの誤り訂正を確実に行なうことができる。
実施の形態2.
上述の実施の形態1における画像表示装置では、第1受信部1または第2受信部2のいずれかの出力のみに対して、当該画像表示装置における誤り訂正装置を構成するリードソロモン復号手段4および誤り位置信号出力手段5を設ける場合について説明したが、実施の形態2においては、第1受信部1および第2受信部2の双方に対してリードソロモン復号手段および誤り位置信号出力手段を設け、各受信部1、2に対応する各リードソロモン復号手段から出力されたデータパケットのうち、誤り訂正が可能であったデータパケットを選択して出力する場合について説明する。
図6は、実施の形態の2における誤り訂正装置を適用した画像表示装置の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、図6において前記実施の形態1において説明した画像表示装置と同様の構成には同一の符号を付記し、これらの構成についての説明を省略する。ただし、実施の形態2における第1のリードソロモン復号手段4aおよび第2のリードソロモン復号手段4bと、実施の形態1におけるリードソロモン復号手段4とは同一の構成である。同様に、実施の形態2における第1の誤り位置信号出力手段5aおよび第2の誤り位置信号出力手段5bと、実施の形態1における誤り位置信号出力手段5とは同一の構成である。
第1のリードソロモン復号手段4aおよび第2のリードソロモン復号手段4bは、対応する受信部1、2から出力された出力パケットに対して誤り訂正処理を行なう。そして、外符号パリティのみによる誤り訂正、または外符号パリティおよびイレージャフラグを用いたイレージャ訂正のいずれかの誤り訂正によりデータパケットの誤り訂正が可能であった場合には誤り訂正したデータパケットを後段のFIFO8a、8bに出力する。一方、前記出力パケットの誤り訂正が不可能であった場合には、当該リードソロモン復号手段4a、4bに入力された出力パケットをそのまま後段のFIFO8a、8bに出力する。
なお、各リードソロモン復号手段4a、4bに入力される各々のデータパケットが同一の送信データ系列に対応するデータパケットであっても、伝送路の特性によって当該データパケットに含まれる誤りデータの数等が異なることから、各リードソロモン復号手段4a、4bにおける演算に要する時間が各々のデータパケットによって異なる。したがって、同一の送信データ系列に対応するデータパケットが、第1のリードソロモン復号手段4aと第2のリードソロモン復号手段4bとから同時に出力されるとは限らない。そこで、本実施の形態2における画像表示装置においては前記FIFO8a、8bを設けている。
各FIFO8a、8bに入力されたデータパケットは、順次、出力タイミング制御手段9に出力される。そして、当該出力タイミング制御手段9は、同一の送信データ系列に対応するパケットデータを第1のFIFO8aおよび第2のFIFO8bの各々から読み出して、後段のパケット選択手段10へと出力する。なお、当該出力タイミング制御手段9は、後段の表示手段7において画像(映像)が正確に表示されるように、順次、各FIFO8a、8bからデータパケットを読み出してパケット選択手段10に出力する。
パケット選択手段10は、出力タイミング制御手段9から出力されたデータパケットのうち、誤り訂正が可能であったデータパケットを選択してMPEGデコーダ6に出力する。
なお、前記パケット選択手段10における、各FIFO8a、8bから出力されたデータパケットが誤り訂正可能であったか否かの判断は、前記リードソロモン復号手段4a、4bにおいて誤り訂正を行なった際に、入力された出力パケットに対する誤り訂正が可能であったか否かを示す信号(以下、誤り訂正信号という。)を生成して、誤り訂正を実施したデータパケットとともに出力させ、当該誤り訂正信号に基づいて行なえばよい。
また、各FIFO8a、8bから出力されたデータパケットが、双方ともに、誤り訂正されたものである場合、または誤り訂正を行なうことが不可能であった場合が考えられる。そのため、パケット選択手段10には、上記のような場合に第1のFIFO8aまたは第2のFIFO8bのいずれか一方を出力させるように予め設定しておく。なお、本実施の形態2においては、上記のような場合には第1のリードソロモン復号手段4aから出力されたデータパケットを優先して出力するように設定する場合について説明する。
MPEGデコーダ6は、パケット選択手段10から出力されたデータパケットをデコードして表示手段7に出力する。そして、表示手段7は、MPEGデコーダ6の出力に基づいて、送信データ系列に対応する画像(映像)を表示する。
図7は、本実施の形態2におけるパケット選択手段10の動作を説明するためのフローチャートである。第1受信部1における第1のリードソロモン復号手段4aから出力されたデータパケットが誤り訂正されたデータパケットである場合(S31:YES)、当該第1のリードソロモン復号手段4aから出力されたデータパケットを選択して出力して(S34)、処理を終了する。
一方、前記第1のリードソロモン復号手段4aから出力されたデータパケットが誤り訂正されなかったデータパケットである場合(S31:NO)、第2受信部2における第2のリードソロモン復号手段4bの出力が誤り訂正されたデータパケットであるか否かを判断する(S32)。
第2のリードソロモン復号手段4bから出力されたデータパケットが誤り訂正されたデータパケットである場合(S32:YES)、第2のリードソロモン復号手段4bから出力されたデータパケットを選択して出力し、処理を終了する。
一方、第2のリードソロモン復号手段4bから出力されたデータパケットも誤り訂正されなかったデータパケットである場合(S32:NO)、すなわち、いずれのリードソロモン復号手段においてもデータパケットの誤り訂正をすることができなかった場合には、第1のリードソロモン復号手段4aから出力された、誤りデータを含むデータパケットをそのまま出力して処理を終了する。
本実施の形態2における画像表示装置のように、各受信部1、2に対してリードソロモン復号手段4a、4bを設け、比較手段3から出力される差分信号および各リードソロモン復号手段4a、4bに対応する誤り位置信号出力手段5a、5bから出力される誤り位置信号に基づいて、各リードソロモン復号手段4a、4bにおいて誤り訂正処理を行なった場合、一方のリードソロモン復号手段においてはデータパケットの誤り訂正を行なうことができなくても、他方のリードソロモン復号手段においてはデータパケットの誤り訂正を行なうことができる場合がある。
したがって、以上の説明のように、本実施の形態2の画像表示装置における誤り訂正装置によれば、複数の受信部の各々に対してリードソロモン復号手段を設け、各リードソロモン復号手段において外符号パリティのみによる誤り訂正またはイレージャ訂正を行なうことができるため、一方の受信部に対応するデータパケットに対する誤り訂正が不可能であっても、他方の受信部に対応するデータパケットの誤り訂正が可能であった場合に、当該誤り訂正が可能であったデータパケットを選択することで、誤り訂正されたデータパケットをより多く得ることができる。
よって、本実施の形態2における画像表示装置によれば、より良好な画像(映像)を表示することができる。
実施の形態3.
図8は、実施の形態3における誤り訂正装置を適用した画像表示装置の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、実施の形態1または実施の形態2において説明した画像表示装置における構成と同様の構成については、同一の記号を付記し、説明を省略する。
実施の形態3における画像表示装置は、デジタル変調信号の入力が3系統あり、各入力に対応してデジタル復号手段1a、1b、1cが設けられる。なお、以下の説明においてはデジタル復号手段1aを第1のデジタル復号手段1aといい、同様に、デジタル復号手段1bを第2のデジタル復号手段1b、デジタル復号手段1cを第3のデジタル復号手段1cという。
各デジタル復号手段1a、1b、1cは、実施の形態1におけるデジタル復号手段と同様に、入力されたデジタル変調信号を復号して復号信号を比較手段3aに出力する。なお、以下の説明では、第1のデジタル復号手段1aから出力された復号信号を第1の復号信号といい、同様に、第2のデジタル復号手段1bから出力された復号信号を第2の復号信号、第3のデジタル復号手段1cから出力された復号信号を第3の復号信号という。
前記比較手段3aは、第1の復号信号と第2の復号信号との差分、および第1の復号信号と第3の復号信号との差分を演算する。
図9は、当該比較手段3aにおける差分の演算を説明するための説明図であり、図9に示した各復号信号中のハッチングされたデータは、当該復号信号に含まれるデータの配列において誤りデータのある位置の一例を示したものである。
比較手段3aは、まず、第1の復号信号と第2の復号信号との差分を演算する。この場合、前記差分を演算した結果(以下、差分結果ともいう。)は図9における比較結果1のようになる。すなわち、パケットデータの配列における位置2、位置4、位置6、位置8、位置12において差分が検出される。
次に、比較手段3aは、第1の復号信号と第3の復号信号との差分を演算する。この場合の差分結果は、図9における比較結果2のようになる。すなわち、パケットデータの配列における位置6、位置10、位置12において差分が検出される。
そして、比較手段3aは、さらに比較結果1と比較結果2とを比較して、前記比較結果1において差分が検出された位置と、前記比較結果2において差分が検出された位置とが一致する位置を検出する。そして、当該差分が検出された位置が一致する位置を、第1の復号信号のデータの配列において誤りデータのある位置(誤り位置)であるとして、当該誤り位置に対応する信号(誤り位置信号)をリードソロモン復号手段4に出力する。したがって、図9に示した場合においては、位置6、位置12に対応する信号が誤り位置信号としてリードソロモン復号手段4に出力される。
リードソロモン復号手段4は、前記実施の形態1または前記実施の形態2におけるリードソロモン復号手段と同様に、入力された第1の復号信号に対して、まず外符号パリティのみを用いた誤り訂正が可能であるかを判断する。そして、外符合のみによる誤り訂正が可能であった場合には、外符号のみによる誤り訂正によって前記第1の復号信号の誤りを訂正して得られるデジタル復号信号をMPEGデコーダ6に出力する。
一方、外符号のみによる誤り訂正ができない場合には、比較手段3aから出力された誤り位置信号に基づいて誤り位置に対してイレージャフラグを立てて、外符号パリティおよびイレージャフラグを用いて前記第1の復号信号に対してイレージャ訂正を実施する。イレージャ訂正により、第1の復号信号の誤りを訂正することが可能な場合には、当該イレージャ訂正により前記第1の復号信号の誤りを訂正してMPEGデコーダ6に出力する。
そして、イレージャ訂正によっても第1の復号信号の誤り訂正が不可能である場合には、当該第1の復号信号の誤りを訂正せずに、入力されたままの第1の復号信号をMPEGデコーダ6に出力する。
以上の説明のように、本実施の形態における表示装置によれば、デジタル変調信号の入力を少なくとも3系統設け、誤り訂正装置を構成する比較手段3aおよびリードソロモン復号手段4を利用することでビタビ復号手段またはデインタリーバを必要とせずにデジタル変調信号に対応する復号信号の誤り訂正をすることができる。
そして、当該表示装置に含まれる比較手段3aにより、リードソロモン復号手段4に入力される復号信号における誤りデータの位置を高い確率で予め特定して誤り位置信号を出力し、当該リードソロモン復号手段4は前記誤り位置信号に基づいて、誤り位置に対してより正確にイレージャフラグを立てることができる。したがって、イレージャ訂正による誤り訂正能力を高くすることができる。
実施の形態4.
図10は、実施の形態4における誤り訂正装置を適用した画像表示装置の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明においては、前記実施の形態1〜3に示した表示装置における構成と同様の構成については同一の符号を付記し、これらの構成についての説明は省略する。
実施の形態4における画像表示装置は、前記実施の形態3における画像表示装置と同様に、デジタル変調信号の入力が3系統あり、各入力に対応して第1のデジタル復号手段1a、第2のデジタル復号手段1bおよび第3の復号手段1cが設けられる。そして、各復号手段1a、1b、1cから出力された第1の復号信号、第2の復号信号および第3の復号信号は、リードソロモン復号手段4および比較手段3bに入力される。
前記比較手段3bは、各デジタル復号手段1a、1b、1cから入力された復号信号の各々について、他の復号信号すべてとの差分を演算する。図11は、実施の形態4の比較手段3bにおける差分の演算を説明するための説明図である。なお、図11に示した各復号信号中のハッチングされたデータは、前記実施の形態3で説明した図9と同様、当該復号信号に含まれるデータの配列において誤りデータのある位置の一例を示したものである。
比較手段3bは、第1の復号信号に含まれるデータの値と第2の復号信号に含まれるデータの値との差分を演算して第1の比較結果(図11においては、比較結果1。)を算出する。また、第2の復号信号に含まれるデータの値と第3の復号信号に含まれるデータの値との差分を演算して第2の比較結果(図11においては、比較結果2。)を算出する。さらに、第1の復号信号に含まれるデータの値と第3の復号信号に含まれるデータの値との差分を演算して第3の比較結果(図11においては、比較結果3。)を算出する。
次に、比較手段3bは、第1の比較結果と第3の比較結果とを比較して、前記第1の比較結果において差分が検出された位置と、前記第3の比較結果において差分が検出された位置とが一致する位置を検出する。そして、差分が検出された位置一致した場合には、その位置を第1の復号信号における誤りデータの位置であると判断する。したがって、図11に示した例の場合、比較手段3bは、比較結果1において差分が検出された位置と、比較結果3において差分が検出された位置とが一致する位置(6)および位置(12)が第1の復号信号における誤り位置であると判断する。
比較手段3bは、同様に、第1の比較結果と第2の比較結果とを比較して第2の復号信号における誤り位置を演算し、第2の比較結果と第3の比較結果とを比較して第3の復号信号における誤り位置を演算する。その結果、当該比較手段3bは、図11に示した例の場合、第2の復号信号における誤り位置は第2の復号信号のデータの配列における位置2、位置4および位置8であると判断し、第3の復号信号における誤り位置は当該第3の復号信号のデータの配列における位置10であると判断する。
比較手段3bは、上述のようにして各復号信号における誤り位置を演算(推定)した後、いずれの復号信号が最も誤り位置が少ないかを判断する。そして、誤り位置が最少である復号信号における誤り位置に対応する誤り位置信号をリードソロモン復号手段4に出力する。したがって、図11に示した例においては第3の復号信号における誤り位置10に対応する誤り位置信号がリードソロモン復号手段4に出力される。
リードソロモン復号手段4は、比較手段3bから入力された誤り位置信号に基づいて、当該誤り位置信号に対応する復号信号に対して誤り訂正処理を実施する。したがって、図11に示した例においては、第3の復号信号に対して、まず外符号パリティのみを用いた誤り訂正処理を実施する。そして、外符号パリティのみによる誤り訂正が不可能であった場合には、比較手段3bから入力された誤り位置信号に基づいて誤り位置に対してイレージャフラグを立ててイレージャ訂正を行なう。
以上の説明のように、本実施の形態4における画像表示装置によれば、比較手段3bおよびリードソロモン復号手段4によって誤り訂正されたデジタル復号信号に基づいて画像(映像)の表示を行なうため、良好な画質の画像(映像)を表示することができる。
また、当該画像表示装置に設けられる比較手段3bおよびリードソロモン復号手段4によれば、当該画像表示装置に入力される信号に対応する信号における誤り位置に対して確実にイレージャフラグを立てることができる。したがって、リードソロモン復号手段の誤り訂正能力を大幅に向上することができる。
さらに、本実施の形態4における画像表示装置においては、比較手段3bにおいて、入力される複数の復号信号のそれぞれについて誤り位置を演算(推定)し、当該演算の結果、誤り位置が最少である復号信号に対応する誤り位置信号を出力し、リードソロモン復号手段4は、誤り位置が最少の復号信号に対して誤り訂正を行なうため、当該リードソロモン復号手段4において誤り訂正を行なう際の演算負荷を大幅に削減することが可能となる。
実施の形態5.
前記実施の形態1〜4においては入力されるデジタル変調信号がリードソロモン符号によって符号化されている信号について誤り訂正処理を実施する場合について説明したが、実施の形態5においては、リードソロモン符号以外、例えばBCH(Bose−Chaudhuri−Hocquenghem code)符号や差集合巡回符号によって符号化されているデジタル変調信号に対して誤り訂正処理を実施する場合について説明する。
例えば、日本の地上デジタル放送では、音声および画像を再生するための主信号と、受信装置の復調動作にかかわる情報(伝送情報)を伝送するための伝送情報信号がある。そして、主信号はリードソロモン符号によって符号化され、伝送情報信号は差集合巡回符号によって符号化されている。前記伝送情報は受信装置において復調動作に関わる情報であるため、当該伝送情報信号に対してより確実に誤り訂正を行なうことも受信信号に基づいて画像(映像)を表示するに際して重要である。なお、以下の説明においては、前記伝送情報信号が差集合巡回符号によって符号化されている場合を一例として説明する。
図12は、従来の画像表示装置の一例を説明するための説明図である。図12に示すように、従来は、当該伝送情報信号に対する誤り訂正処理を差集合巡回復号手段70のみによって行なっている。したがって、差集合巡回復号手段70に入力される信号における誤りデータの数が当該差集合巡回復号手段70によって誤り訂正することができる数を越えている場合、すなわち誤り訂正能力を越えている場合には伝送情報信号を正しく再生することができない。
そこで、本実施の形態5における画像表示装置では、前記差集合巡回復号手段70に伝送情報信号が入力される前に、当該伝送情報信号に対して伝送情報信号比較手段3cにより前記実施の形態3と同様の処理を行なって当該伝送情報信号における誤りデータの数を予め減少させる。これにより、差集合巡回復号手段70の誤り訂正能力を超える誤りデータがある場合でも当該差集合巡回復号手段70によって確実に誤り訂正をすることができる。
図13は実施の形態5における誤り訂正装置を適用した画像表示装置の構成を示すブロック図である。なお、図13においては、主信号に関わる構成については省略して示してある。また、以下の説明では当該画像表示装置における、実施の形態1〜4において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付記し、当該構成についての説明は省略する。
各デジタル復号手段1a、1b、1cは、入力されたデジタル変調信号に基づいて伝送情報信号を再生して伝送情報信号比較手段3cに出力する。なお、第1のデジタル復号手段1aから出力された第1の伝送情報信号は、イレージャ訂正手段60にも出力される。
伝送情報信号比較手段3cは、入力された伝送情報信号に対して前記実施の形態3における比較手段3aと同様の処理を行なうことで、第1のデジタル復号手段1aから出力された第1の伝送情報信号における誤り位置を演算して、当該誤り位置に対応する誤り位置信号をイレージャ訂正手段60に出力する。
イレージャ訂正手段60は、前記第1の伝送情報信号において、前記伝送情報信号比較手段3cから入力された誤り位置信号に対応する位置にあるデータビットを反転することにより誤りを訂正して、当該誤り訂正後の伝送情報信号を差集合巡回復号手段70に出力する。
差集合巡回復号手段70は、前記イレージャ訂正手段60において誤り訂正された信号に対して差集合巡回復号を行なうとともに、伝送情報信号に付加されたパリティを用いて誤り訂正処理を行なって、当該誤り訂正処理をした後の伝送情報信号を出力する。
なお、伝送情報信号はビットデータであることから、各デジタル復号手段1a、1b、1cから出力される伝送情報信号に含まれるデータの配列における同一の位置に誤りデータがある場合には、伝送情報信号比較手段3cにおいて差分を検出することができない。したがって、伝送情報信号比較手段3cは、実際に誤りデータがある位置に対して、誤り位置信号を常に出力できるわけではない。
よって、イレージャ訂正手段60において、伝送情報信号における誤りのすべてが訂正されない場合もある。したがって、イレージャ訂正手段60の後段に差集合巡回復号手段70を設け、当該差集合巡回復号手段70において再度、誤り訂正を行なった方がより確実に伝送情報信号の誤り訂正を行なうことができる。なお、伝送情報信号のデータの配列において同一の位置に誤りデータがない場合には前記イレージャ訂正手段60における誤り訂正によって伝送情報信号における誤り訂正を完全に行なうことができる確率は高い。
以上の説明のように、本実施の形態5の画像表示装置における誤り訂正装置によれば、伝送情報信号比較手段3cにより各デジタル復号手段1a、1b、1cにおいて再生される伝送情報信号の差分を演算することによって、前記伝送情報信号における誤りデータの位置(誤り位置)を予め検出して誤り位置信号を出力し、イレージャ訂正手段60は、伝送情報信号におけるデータの配列において前記誤り位置信号に対応する位置のデータビットを反転することで誤りデータの訂正を行なうことができる。したがって、伝送情報信号が差集合巡回復号手段70に入力される際には、当該情報伝送信号におけるほとんどの誤りデータが訂正されている。
よって、差集合巡回復号手段70のみによる誤り訂正能力よりもさらに高い誤り訂正能力を実質的に得ることができ、伝送情報信号に対する誤り訂正をより確実に行なうことができる。
なお、上述の説明においては、差集合巡回符号によって符号化されている信号に対して復号、誤り訂正処理を行なう場合を一例として説明したが、BCH符号によって符号化された信号に対して復号、誤り訂正を行なう場合も同様の処理を行なえばよい。
また、本実施の形態5においては、伝送情報信号比較手段3cにおいて、前記実施の形態3における比較手段3aと同様の処理を入力される複数の伝送情報信号に対して行なう場合について説明したが、当該伝送情報信号比較手段3cにおいては、前記実施の形態4における比較手段3bと同様の処理を入力される複数の伝送情報信号に対して行なってもよい。なお、その場合、イレージャ訂正手段60は誤りデータが最も少ない伝送情報信号に対して誤り訂正を行なう。
また、実施の形態5においては、主信号に関する構成を省略したが、当該実施の形態5に示した伝送情報信号に関する構成は、前記実施の形態1〜4のいずれかにおいて説明した構成と組み合わせて使用することができる。
また、前記実施の形態1においては受信部が2つ、すなわちデジタル変調信号の入力が2系統の場合を一例として説明したが、前記受信部は2つに限られず、3つ以上設けてもよい。その場合には、前記実施の形態3または4において説明したように比較手段を動作させることで、復号信号に含まれる誤り位置に対してより確実にイレージャフラグを立てることが可能となる。また、複数個設けた受信部から出力された信号のうち、いずれの信号に対して誤り訂正を実施するかは任意に設定することができる。
また、前記実施の形態1または実施の形態2においては、リードソロモン復号手段4において誤り訂正を行なっているデータパケット(第2のデータパケット)よりも、時間的に前(直前)にリードソロモン復号手段4に入力されたデータパケット(第1のデータパケット)であって、当該リードソロモン復号手段4において誤り訂正可能であったデータパケットに基づいて前記第2のデータパケットにおける誤り位置を演算したが、第2のデータパケットにおける誤り位置の演算は、当該第2のデータパケットよりも時間的に後(直後)にリードソロモン復号手段4に入力されたデータパケット(第3のデータパケット)に基づいて行なってもよい。
その場合には、前記第2のデータパケットを一旦、メモリ等に記憶させ、第3のデータパケットの誤り訂正を行なった後に、第3のデータパケットにおけるデータの配列において誤りがあったデータの位置の直前のデータに対応する位置を前記第2のパケットデータに対応する誤り位置信号として出力させればよい。なお、このような処理を行なった場合には、前記第3のデータパケットよりも前に前記第2のデータパケットが出力されるように、当該リードソロモン復号手段4の後段にデータパケットの出力順を調整する手段を設ける。