JP5506232B2 - 多値符号化方法、その復号化方法及び多値信号の伝送装置 - Google Patents
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Description
多値化後の信号レベルが0の場合、その前段に信号レベルが3となるビット符号を付加し、
多値化後の信号レベルが1の場合、その前段に信号レベルが2となるビット符号を付加し、
多値化後の信号レベルが2の場合、その前段に信号レベルが1となるビット符号を付加し、
多値化後の信号レベルが3の場合、その前段に信号レベルが0となるビット符号を付加し、
その付加されたビット列信号を4値信号に変換して4値信号を生成することを特徴とする4値符号化方法として実現される。
2値信号のビット列(第1のビット列)が「1」か「0」を判定するステップと、該判定の結果、ビット「1」の場合にはその前段にビット「0」を挿入し、又は該判定の結果、ビット「0」の場合にはその前段にビット「1」を挿入して、第2のビット列を作成するステップと、該第2のビット列を多値の信号レベルに割り当てて多値信号を生成するステップと、を有し、該多値化した信号を伝送することを特徴とする多値伝送方法として構成される。
多値信号を所定の変換規則に従って2値のビット列データに変換し、変換後の該2値のビット列データの前段のビットを逐一間引きして2値信号を得ることを特徴とする復号化方法として構成される。
以下の例は、2値信号−4値信号の符号化・復号化について例示する。
図1は、2値信号を4値信号に符号化する符号化装置の構成例を示す。図1の下段には、それぞれの回路部における信号変換を示すテーブルT1,T2が示してある。
この符号化装置はデータ伝送システムにおいて送信装置に適用される。入力される2値信号のビット列信号に対して、本発明に特徴的な信号変換処理を行い、その変換処理された2値信号を4値のレベル信号に変換する装置である。この符号化装置は、入力される2値信号(ビット0n、1n)の値が、「0」の場合はその前段に「1」を付加し、「1」の場合はその前段に「0」を付加する。そこで、入力される2値信号の極性を反転する、2つのインバータ111,112(総じて11という)と、インバータ111の出力信号と2値信号(上位ビット1n)を並列入力して、シリアル列の2値信号を出力するマルチプレクサ121と、2値信号(下位ビット0n)とインバータ112の出力信号を並列入力してシリアル列の2値信号を出力するマルチプレクサ122と(これらのマルチプレクサを総じて12という)、マルチプレクサ121,122の出力信号である2値信号(ビット1及び0)を4値のレベル信号に変換して、4値信号を出力する2−4値変換器13を有して構成される。
スイッチSW1,SW0には、電圧源「1」、「0」がそれぞれ印加されており、上位ビット1の入力(“1”入力)によってスイッチSW1がオンとなり、下位ビット0の入力(“1”入力)によってスイッチSW0がオンとなる。電圧源「0」の電圧源「1」の電圧レベルの1/2である。電圧加算器81には、スイッチSW1及びSW0からの信号か入力され、それらの信号の電圧レベルを加算して、4値のレベル信号を出力する。
例えば、上位ビット1及び下位ビット0にそれぞれ「1」「1」が入力されると、スイッチSW1及びSW0がオンとなり、電圧加算器81はそれらの電圧を加算して、レベル3の4値信号を出力する。
T1に示す符号変換は、入力2値信号のビット値の状態に応じて、その前段に「0」又は「1」を付加するものであり、その変換規則は、以下の通りである。
多値化後の信号レベルが0の場合、その前段に信号レベルが3となる符号を付加する。
多値化後の信号レベルが1の場合、その前段に信号レベルが2となる符号を付加する。
多値化後の信号レベルが2の場合、その前段に信号レベルが1となる符号を付加する。
多値化後の信号レベルが3の場合、その前段に信号レベルが0となる符号を付加する。
この変換規則によって、4値化後の信号について同じ信号レベルが連続することを防止するものである。
T2は2値4値の変換規則を示す。2値信号の(00)(01)(10)(11)が4値信号(0)(1)(2)(3)にそれぞれ変換される。
伝送すべき2値信号が送信装置に入力されると(S201,202)、その2値信号のビットを反転する(S211,212)。その後、当初の2値信号の当初のビットが「0」の場合にはその前段に、反転された「1」を挿入し、「1」の場合にはその前段に、反転された「0」を挿入する(S221〜232)。このように当初の入力信号の前段に「0」又は「1」が挿入された2値信号(ここでは、この信号を符号化2値信号という)は、2値4値変換器13で、4値の信号レベルに変換されて(S24)、出力される。
(A)は従来技術による多値伝送方式の伝送信号の2値4値変換の様子を示す。(B)は本発明による伝送信号の符号化及び2値4値変換を示す。
(A)のように、従来の2値4値変換部を持つ送信部に入力される2値信号(Si)は、4値の信号レベルに変換されて4値信号(So)として出力される。入力信号のうちS3−S6は、同じ値が4回連続しており、4値の信号レベル(L3)は本来実線で示すようにレベルL3を維持しなくてはならないところ、実際には直流成分の減衰によって点線のように低下する。特に、この直流成分の減衰は、安価な伝送路を使用したデータ伝送ほど顕著であり、その結果、受信側では4値信号を正しく2値信号に復号化できないことになる。
4値2値変換器31は、受信された4値信号を、T3に示す変換規則に従って2値信号に変換する。復号化された2値信号は間引き回路321,322(総じて32という)で、前段(MSB)のビットが間引かれ、後段(LSB)のビットが出力信号として取り出される。間引き回路32では、送信側で挿入されたダミービットが取り除かれることになる。間引き回路32は、例えば、2値信号を2ビットずつ入力する2ビットレジスタと、その後段ビットを選択するセレクタによって構成される。
4−2変換器31は、2つの比較器91,93、及び電圧減算器92を備えて構成される。比較器91及び電圧減算器92の一入力には、閾値「1」が印加され、比較器93の−端子には閾値「0」が印加される。4値信号は、比較器91の+端子及び電圧減算器92の一入力に入力される。また、電圧減算器92の出力は比較器93の+端子に入力される。比較器91の出力は上位ビット1となり、比較器93の出力は下位ビット0となる。比較器91.93の入出力に関して、+端子の入力が−端子の入力よりも大きい場合、「1」を出力し、+端子の入力が−端子の入力よりも小さい場合、「0」を出力する。
復号化装置に、例えば図6(B)に示すような、4値信号が入力されると(S40)、その4値信号は、4値2値変換器31で2値信号に変換される(S42)。変換後の2値信号は、図6(B)(2)に示すように、ダミービットが付加された状態のビット列信号である。
間引きステップ(S431,432)において、2値信号のビット列から、前段(MSB)のビットが除去されると、本来のデータ部のビット列のみが残った2値信号(図6(B)(1))が得られる(S441、S442)。
この伝送システムは、送信側の伝送装置51と受信側の伝送装置56とが、伝送路50を介して接続される。伝送装置51は、本発明による規則に従って、入力される2値信号S1のビット列の前段にビット「0」又は「1」を付加し、その信号を4値信号に変換する符号化部52(図1に示した)を備える送信回路53と、符号化部52からの出力信号のレベルを増幅して4値信号を出力するリニアアンプ54を有して構成される。
本発明者らによれば、この種の伝送システムを、数Gbps以上の伝送容量が必要とされるハイビジョン動画伝送装置に適用すれば、将来はより安価に装置を実現することができる。
例えば、上記実施例は、2値4値変換における符号化及び復号化処理について言及している。しかし、本発明は2値4値変換に限定されず、例えば、2値8値変換、一般には2n値変換等にも適用できる。
図7を参照するに、(A)は本発明による2値4値変換規則を示している。即ち、本来のデータビットに対応する4値の信号レベル3,2,1,0に対応して、その4値信号レベル0,1,2,3を表すダミーのビットが、マルチプレクサで付加される。
上記2値4値変換処理、及び2値8値変換処理の説明から、本来のデータ部のレベルと付加されるダミーデータの信号レベルはお互いがそのレベルを相殺するような関係にあり、お互いの平均値は、一定となることが理解されるであろう。
なお、多値信号の復号化処理は、図3及び図4に示す例と同様である。
また、2値4値変換において特徴的な符号変換を行うとによって、同一な信号レベルの連続が無くなり、これにより信号の直流成分を低減でき、伝送路上での直流成分の劣化の影響を低減することができる。更に、インバータとマルチプレクサ等の簡単な回路要素で、2値4値の符号化装置を実現することが可能である。
13:2値4値変換器
31:4値2値変換器 32,321,322:間引き回路
50:伝送路 51:伝送装置 52:符号化部 53:送信回路 54:リニアアンプ
56:伝送装置 57:復号化部 58:受信装置 9:AGC。
Claims (10)
- 2値信号のビット列からなるデータを、多値化したm信号レベル(mは2n、nは2以上の整数、kはm〜0間の各整数)に割り当てて多値信号を生成する多値符号化方法であって、
多値化後の信号レベルが(m−k)の場合、信号レベルがkとなるビット符号を、該m値信号となるビット信号の前段に付加し、その付加されたビット列信号をm値信号に変換して多値信号を生成することを特徴とする多値符号化方法。 - 2値のビット列からなるデータを、4値化した信号レベルに割り当てて4値信号を生成する4値符号化方法であって、
多値化後の信号レベルが0の場合、その前段に信号レベルが3となるビット符号を付加し、
多値化後の信号レベルが1の場合、その前段に信号レベルが2となるビット符号を付加し、
多値化後の信号レベルが2の場合、その前段に信号レベルが1となるビット符号を付加し、
多値化後の信号レベルが3の場合、その前段に信号レベルが0となるビット符号を付加し、
その付加されたビット列信号を4値信号に変換して4値信号を生成することを特徴とする4値符号化方法。 - 2値のビット列からなるデータを、多値化した信号レベルに割り当てて多値信号を生成して伝送する多値伝送方法において、
2値信号のビット列(第1のビット列)が「1」か「0」を判定するステップと、
該判定の結果、ビット「1」の場合にはその前段にビット「0」を挿入し、又は該判定の結果、ビット「0」の場合にはその前段にビット「1」を挿入して、第2のビット列を作成するステップと、
該第2のビット列を多値の信号レベルに割り当てて多値信号を生成するステップと、
を有し、該多値化した信号を伝送することを特徴とする多値伝送方法。 - 多値化信号レベルに割り当てられた多値信号を、2値のビット列データに復号化する多値信号の復号化方法において、
多値信号を所定の変換規則に従って2値のビット列データに変換し、変換後の該2値のビット列データの前段のビットを逐一間引きして2値信号を得ることを特徴とする復号化方法。 - 前記多値信号は、
多値化後の信号レベルが0の場合、その前段に信号レベルが3となる符号を付加し、
多値化後の信号レベルが1の場合、その前段に信号レベルが2となる符号を付加し、
多値化後の信号レベルが2の場合、その前段に信号レベルが1となる符号を付加し、
多値化後の信号レベルが3の場合、その前段に信号レベルが0となる符号を付加した信号であることを特徴とする請求項4の復号化方法。 - 2値信号のビット列から多値信号を作成して該多値信号を伝送する多値信号伝送装置において、
2値信号のビット信号を入力して、反転した信号を出力する複数のインバータと、
該インバータの出力信号と、該インバータを通さない信号を並列入力して、シリアル信号な信号を出力する複数のマルチプレクサと、
該複数のマルチプレクサからの出力される、2値のビット列信号を多値レベルの信号に変換する多値変換手段と
を有することを特徴とする多値信号伝送装置。 - 2つの前記インバータと、2つの前記マルチプレクサと、前記多値変換手段として2−4値変換器を有することを特徴とする請求項6記載の多値信号伝送装置。
- 前記多値変換手段から出力される多値信号の信号レベルを増幅するリニアアンプを有することを特徴とする請求項6又は7記載の多値信号伝送装置。
- 多値化信号レベルに割り当てられた多値信号を、2値のビット列データに復号化する多値信号の復号化装置において、
多値信号を所定の変換規則に従って2値のビット列データに変換する多値2値変換手段と、
該多値2値変換手段から出力される2値のビット列データの前段のビットを順次間引きする間引き手段を有し、該間引き手段の出力信号として2値信号を得ることを特徴とする復号化装置。 - 前記間引き手段は、2値変換されたビット列データから2ビットずつ入力するレジスタを有し、該レジスタに入力された2ビットデータの後段のビットを順次取り出すこと特徴とする請求項9の復号化装置。
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