JPH0767140A - 符号化伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロック抽出や識別再生に不利な符号ワード
が映像データ用のワードとして割り当てられないような
生成多項式を定めること。 【構成】 映像データワードを１ワード１０ビットの２
ワードで構成し、生成多項式を２０次の多項式Ｇ（Ｘ）
＝Ｘ²⁰＋Ｘ³ ＋１とし、送信側で映像データをＧ（Ｘ）
（Ｘ＋１）で除算して伝送し、受信側で（Ｘ＋１）Ｇ
（Ｘ）を乗算して元の映像データを得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合映像信号等の符号
化伝送方法に関し、特に、その場合の生成多項式の決定
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行の映像データ伝送方式では、シリア
ルの伝送規格ＳＭＰＴＥ ２５９Ｍに規定されているよ
うに、チャンネルコーディングはＳＣＲ ＮＲＺＩ（ス
クランブルド・ノンリターンツーゼロインバース）が用
いられており、その生成多項式は９次である。

【０００３】図１はこの方式を略記したブロック図であ
る。同図を参照してこの方式を簡単に発明すると、入力
端子１に供給されたシリアル映像データＤ（Ｘ）は、除
算回路２において生成多項式Ｇ（Ｘ）で除算されその商
Ａ（Ｘ）が次の除算回路３に供給される。

【０００４】除算回路３は前記商Ａ（Ｘ）を更に（Ｘ＋
１）で除してその結果を伝送路４上に送出する。

【０００５】受信側では、乗算器５において、伝送路４
に送られてきた信号に（Ｘ＋１）を乗じその積を乗算器
６に供給し、乗算器６は該積信号に更に生成多項式Ｇ
（Ｘ）を乗じて、もとのシリアル映像データＤ（Ｘ）を
回復する。

【０００６】上記演算において、商Ａ（Ｘ）を（Ｘ＋
１）で除算しているのはＡ（Ｘ）がＮＲＺ（ノンリター
ン・ツー・ゼロ）信号で表されているので、それをＮＲ
ＺＩ（ノンリターン・ツー・ゼロ・インバース）信号に
変換するためである。

【０００７】後述の本発明の説明の理解を助けるため、
ここで、ＮＲＺ信号Ａ（Ｘ）とＮＲＺＩ信号Ｂ（Ｘ）の
関係について簡単に説明する。

【０００８】例えば、上記Ａ（Ｘ）をＡ（Ｘ）＝Ｘ⁷ ＋
Ｘ⁴ ＋Ｘ³ ＋Ｘとすると Ｂ（Ｘ）＝Ａ（Ｘ）（Ｘ＋１）^-1＝（Ｘ⁷ ＋Ｘ⁴ ＋Ｘ³ ＋Ｘ）（Ｘ＋１）^-1 ＝Ｘ⁶ ＋Ｘ⁵ ＋Ｘ⁴ ＋Ｘ² ＋Ｘ となる。これは９ビットのディジタル信号０１００１１
０１０を００１１１０１１０に変換することを表してい
る。

【０００９】次に、これらのディジタル信号の有する意
味を考えると、前者の信号Ａ（Ｘ）はＮＲＺに対応する
ものであるから、符号シンボル“１”に対して正のパル
ス、符号シンボル“０”に対応して負（又はゼロ）のパ
ルスが対応付けられ、“１”が連続するときはゼロに戻
らず“１”の連続パルスとして表される。この様子を図
２（ａ）に示してある。

【００１０】これに対して後者の信号はＮＲＺＩである
から符号シンボルが“１”のときにはパルスの極性を反
転し、“０”のときには反転せずに前の状態を持続する
ことを示す信号である。

【００１１】上述のディジタル信号００１１１０１１０
について云えば、最初の２ビットは前の状態を持続し、
次の１ビットで反転、次のビットも反転、更に次のビッ
トで反転する信号を形成する。

【００１２】ＮＲＺとＮＲＺＩとの相違をわかり易く説
明するため、ＮＲＺについて前述したディジタル信号０
１００１１０１０と同じ信号をＮＲＺＩ信号と考えて波
形図を示すと図２の２段目に記したとおりである。

【００１３】図２から明らかなとおり、ＮＲＺ信号では
ディジタル信号の符号シンボル“１”と“０”がパルス
の有無と対応しているのでこれを同図（ｄ）に示すクロ
ックパルスと同期して読み出せば同図（ｃ）のようなパ
ルス信号として読み出すことができる。

【００１４】これに対して、ＮＲＺＩ信号をディジタル
信号に変換するには、同図（ｂ）のパルス波形の立ち上
がり、立ち下がりを同図（ｄ）のクロックパルスと同期
して読み出すことによって同図（ｃ）のようなディジタ
ル信号が読み出される。

【００１５】図１のシステムにおいて、映像データは例
えば１０ビットのＡＤ変換器によってディジタル化され
た信号を符号化したものであって、１ワードが１０ビッ
トで構成されている。

【００１６】このように１０ビット表現をする場合は、
ワードの種類は２¹⁰＝１０２４種類あるが、この中から
選んで映像データ、制御信号等に割り当てられている。

【００１７】このシステムにおいて映像データは直列に
伝送され、システムはクロックパルスに同期して動作し
ている。従って、ディジタル信号は、所定時刻にパルス
があれば“１”、無ければ“０”として表現されてい
る。

【００１８】同期信号は映像データとともに複合映像信
号として伝送路４を通って受信側に送られ、受信側で複
合映像信号の中から同期信号を分離して、クロック信号
を作っている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】前記現行方式では、生
成多項式は９次の多項式 Ｇ（Ｘ）＝Ｘ⁹ ＋Ｘ⁴ ＋１ が使われているが、この場合、実用上しばしば現われる
２０ビット周期の映像データ（フラットフィールド）が
入力された時にデータ再生の良否判断の目やすとなるＢ
ＳＩ（Bit Sequence independence)特性に問題がある伝
送データを発生する可能性がある。

【００２０】例えば、一画面同じ色の２０ビット周期の
表１，表３のような映像データが入力された時に除算器
のレジスタの中身が全て０であれば図３，図５に示すよ
うな伝送パターンを発生する。

【００２１】図３に示す伝送パターンは、ｎビットの
“１”の後にｍビットの“０”が続きｎとｍがほぼ同じ
大きさ、即ちデューティが５０％に近いパルス波形とな
るようなパターンである。

【００２２】このような波形は、信号波形に含まれるク
ロック信号成分が最小でありクロック信号を抽出するの
に不利なパターンである。生成多項式が９次の場合につ
いて、そのような伝送パターンを生じるワードを表１に
示す。この表に示されたものと、そこに示された第１ワ
ードと第２ワードを入れ替えたものがこの種の伝送パタ
ーンを生じる符号ワードの全てである。

【００２３】図５に示す伝送パターンは、ｎビットの中
の１ビットだけが“１”で残り全部が“０”であるよう
な信号の繰り返しである。

【００２４】この種の伝送パターンは“１”の割合（マ
ーク率）が小さいので識別再生に不利な信号である。生
成多項式が９次の場合、このような最悪パターンを生じ
る可能性のある映像データを表３に示す。

【００２５】表３に示された符号ワード、及びその第１
ワードと第２ワードを入れ替えたものがこの最悪パター
ンを生じる可能性のある符号ワードの全てである。

【００２６】表１，表３中、（Ｈ）は１６進法であるこ
とを示し、Ｘ印は映像データの符号ワードとしての使用
が禁止されている符号ワードである。例えば、０００，
００１，００２，００３，３ＦＣ，３ＦＤ，３ＦＥ，３
ＦＦ等がある。

【００２７】符号ワードの伝送は直列に行われ、表の左
端ビットから開始し右端ビットで終わるような順序であ
る。従って、同じワードが繰り返される場合は、第１ワ
ードの左端から第２ワードの右端へ進む方向で伝送され
た後、再び第１ワードの左端から第２ワードの右端に進
むビット列の繰り返しとなる。

【００２８】本発明は、上述の点に鑑み、映像データに
割り当てる符号ワードに、クロックの抽出に不利な符号
ワードや識別再生に不利な符号ワードが割り当てられな
いように生成多項式を定めることを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ディジタル複
合映像信号で成るデータワードＤ（Ｘ）を生成多項式Ｇ
（Ｘ）で除算し、更に多項式（Ｘ＋１）で除算して得た
信号Ｂ（Ｘ）を伝送路を介して伝送し、受信側でこの信
号Ｂ（Ｘ）に（Ｘ＋１）を乗算し、かつ生成多項式Ｇ
（Ｘ）を乗算して前記データワードＤ（Ｘ）を回復する
符号化伝送方法において、前記生成多項式Ｇ（Ｘ）を２
０次の多項式Ｇ（Ｘ）＝Ｘ²⁰＋Ｘ³ ＋１にしたことを特
徴とする符号化伝送方法を提供する。

【００３０】また、本発明はディジタル複合映像信号で
成るデータワードＤ（Ｘ）を生成多項式Ｇ（Ｘ）で除算
し、更に多項式（Ｘ＋１）で除算して得た信号Ｂ（Ｘ）
を、伝送路を介して伝送し、受信側でこの信号Ｂ（Ｘ）
に（Ｘ＋１）を乗算し、かつ生成多項式Ｇ（Ｘ）を乗算
して前記データワードＤ（Ｘ）を回復する符号化伝送に
おける生成多項式Ｇ（Ｘ）の決定方法であって、前記伝
送路上の信号Ｂ（Ｘ）の中のクロック抽出、識別再生等
に不利な符号ワードを定め、これらの符号ワードと前記
データワードＤ（Ｘ）に基いて前記生成多項式Ｇ（Ｘ）
を決定する生成多項式の決定方法を提供する。

【００３１】

【作用】本発明の上述の構成によれば、クロック抽出に
不利な映像データワード、識別再生に不利な映像データ
ワード等の最悪符号パターンを生じるデータワードは全
て映像データに使うことを禁止されたコードとなってい
るので良好なＢＳＩ特性が得られる。

【００３２】

【実施例】図３〜図６を参照して、本発明の実施例の説
明をする。

【００３３】画像データを表わす信号として、図１の伝
送路又は記録媒体に与えられるのには好ましくない信号
（これを最悪パターンと云う）の１つとして図３に示す
ようなＮＲＺＩ信号がある。

【００３４】このＮＲＺＩ信号は例えば００１１１１１
１１１１１００００００００‥‥のように符号シンボル
“１”と“０”が長く連続する信号である。なお、この
信号を符号多項式で書くとＢ（Ｘ）＝Ｘ^n-3 ＋Ｘ^n-4 ＋
‥‥＋Ｘ^n-12のようになる。

【００３５】図１から明らかなとおり、Ｂ（Ｘ）はＡ
（Ｘ）を（Ｘ＋１）で割った値であるから、これから逆
にＡ（Ｘ）を求めるにはＡ（Ｘ）＝Ｂ（Ｘ）（Ｘ＋１）
を計算すればよい。

【００３６】上記の例に従えばＡ（Ｘ）＝（Ｘ^n-3 ＋Ｘ
^n-4 ＋‥‥＋Ｘ^n-12）（Ｘ＋１）＝（Ｘ^n-2 ＋Ｘ^n-12）
となり、０１０００００００１００００００００００‥
‥のようなビット列信号で与えられる。図４はこのよう
なパターンの信号を示している。

【００３７】換言すると、映像データワードを生成多項
式で割った値が図４に示すパターンになっているときは
最悪パターンなのである。

【００３８】もう１つの最悪パターンとして図５に示す
ような符号パターンが考えられる。図１の伝送路または
記録媒体に与えられる映像データ信号が図５のようなパ
ターンをしていると、ＡＣ結合系ではマーク率が大きく
変動する為にベースラインのうねりを生じ識別再生に不
利である。

【００３９】図５の信号を例えば１０００００００００
１０００００００００で表わすと、これは符号多項式で
Ｂ（Ｘ）＝Ｘ¹⁹＋Ｘ⁹ のように表され、これから前と同
様Ａ（Ｘ）を求めるとＡ（Ｘ）＝Ｂ（Ｘ）（Ｘ＋１）＝
（Ｘ¹⁹＋Ｘ⁹ ）（Ｘ＋１）＝Ｘ²⁰＋Ｘ¹⁹＋Ｘ¹⁰＋Ｘ⁹ 即
ち１１００００００００１１００００００００に符号シ
ンボル“１”が２ビット連続して存在した後長い“０”
が持続する信号となる。この様子を図６に示してある。

【００４０】上述の説明において引用された信号Ａ
（Ｘ）は映像データ信号Ｄ（Ｘ）を生成多項式Ｇ（Ｘ）
で割ったものであるから、これらの関係を使ってＤ
（Ｘ）を求めることができる。

【００４１】即ち、Ｄ（Ｘ）＝Ａ（Ｘ）Ｇ（Ｘ）で与え
られる。この関係を使えばＡ（Ｘ）が図４，図６に示し
た最悪パターンをとる場合のＤ（Ｘ）の符号パターンを
逆算することができる。

【００４２】従来この種の符号伝送方式では生成多項式
として９次の多項式Ｇ（Ｘ）＝Ｘ⁹＋Ｘ⁴ ＋１が用いら
れていたのでＤ（Ｘ）＝Ａ（Ｘ）（Ｘ⁹ ＋Ｘ⁴ ＋１）を
使ってＤ（Ｘ）を求めることができる。

【００４３】Ａ（Ｘ）の値として上述のような最悪パタ
ーンを代入してＤ（Ｘ）を求めれば映像データを表わす
符号ワードとして好ましくないパターンがわかる。前述
のとおり、表１，表３にはそのような符号ワードが示さ
れている。

【００４４】本発明の発明者は生成多項式として２０次
の多項式Ｇ（Ｘ）＝Ｘ²⁰＋Ｘ³ ＋１を使うことによって
非常に良い結果を得た。

【００４５】前述と同様にして、Ｄ（Ｘ）＝Ａ（Ｘ）
（Ｘ²⁰＋Ｘ³ ＋１）の関係が成立するのでこの式を使っ
てＤ（Ｘ）の値を求めることができる。

【００４６】再び図３を参照してクロック抽出に不利な
符号パターンを考えてみると、一般にデータが充分に長
いときは

【数１】 の関係が成立する。

【００４７】例えばＦ（Ｘ）の係数が１０１０１１００
であるとするとＦ（Ｘ）の補数は１０１０１１００に１
１１１１１１１を加えたものであるから、（数１）は
（１０１０１１００）×（１１）が｛（１０１０１１０
０）＋（１１１１１１１１）｝×（１１）に等しいこと
を表しており、この式の２項目は（１１１１１１１１）
×（１１）＝１０００００００１となり最初の“１”は
桁上げであるから０００００００１となりほとんどゼロ
に等しい。このことは第２項目を無視してもさしつかえ
ないことを意味する。従って、（数１）が成立する。

【００４８】図３の符号パターンは、前半に“１”が連
続し、後半に“０”が連続するような符号パターンであ
るから、前半と後半は補数関係にあり、これに２進数１
１（符号多項式Ｘ＋１）を掛けた値は２０ビット（１０
ビットを１ワードとして２ワード）の中に符号シンボル
“１”が１つ含まれる程度である。

【００４９】そうして、本発明においては生成多項式を
Ｇ（Ｘ）＝Ｘ²⁰＋Ｘ³ ＋１に選んであり、これを２進ビ
ット列表現すると、１，００００，００００，０００
０，００００，１００１となっていて“１”の繰り返し
周期が長くなっているのでＤ（Ｘ）はほぼＡ（Ｘ）と同
じ値となる。

【００５０】Ｄ（Ｘ）＝Ａ（Ｘ）（Ｘ²⁰＋Ｘ³ ＋１）の
関係から実際に計算して出した値を表２に示してある。
この表に示した値全部と、この表の第１ワードと第２ワ
ードを入れ替えた値全部を合わせるとクロック抽出に不
利な映像データワードの全部をカバーする。

【００５１】表２を良く見ると、ここに示したクロック
抽出に不利な映像データワードは全て各符号ワードを構
成する２つのワード（第１ワードと第２ワード）の中の
どちらか一方が０００（Ｈ）、００１（Ｈ）等の禁止コ
ードになっているので、この表に示したような符号パタ
ーンはもともと映像データの符号化には使われていな
い。

【００５２】従って現行方式と同じ符号ワードのまま、
生成多項式を２０次にするだけで上述のクロック抽出に
不利なデータワードは発生しないようにすることができ
る。

【００５３】同様にして、図５に示した識別再生に不利
な符号パターンを発生する映像データワードＤ（Ｘ）を
求めることができる。

【００５４】図５の符号パターンをＢ（Ｘ）で表わすと
Ａ（Ｘ）はＡ（Ｘ）＝Ｂ（Ｘ）（Ｘ＋１）であるから、
図６に示す符号パターンで与えられる。

【００５５】映像データワードはＤ（Ｘ）＝Ａ（Ｘ）Ｇ
（Ｘ）で与えられるが、前述のとおりＧ（Ｘ）は“１”
の繰り返し周期が充分に長いのでＤ（Ｘ）はＡ（Ｘ）と
ほぼ同じパターンとなる。

【００５６】実際に計算して求めた識別再生に不利な映
像データワードのパターンを表４に示してある。同表か
ら明らかなとおり、各符号ワードは、その第１ワードか
第２ワードに映像データワードとして禁止されている禁
止コードを含んでいるので本発明におけるように２０次
の生成多項式を使えば識別再生に不利なデータワードも
発生しない。

【００５７】以上をまとめると、従来の符号化のように
生成多項式が９次の場合には、２０ビット周期の映像デ
ータに対して最悪パターンが存在する。

【００５８】即ち、或る２０ビット周期の映像データが
入力されると表１，表３に示すようなクロック抽出や識
別再生に不利な伝送データを発生する可能性がある。

【００５９】従って、ＣＧ（コンピュータ・グラフィッ
クス）等でしばしば作られる２０ビット周期のフラット
フィールド、つまり１画面（又は１ライン）が同じの映
像に対して実用上問題が起きやすかった。

【００６０】本発明によれば、生成多項式を２０次に選
ぶことによって、２０ビット周期の映像データに対して
伝送データに最悪パターンを発生するデータワードが禁
止コードを含むような符号ワードとなるようにすること
ができるから、実用上しばしば現われるフラットフィー
ルドに対してＢＳＩ特性を向上させることができる。

【００６１】上述の説明においては２０次の生成多項式
について説明したが、本発明はそれに限定されるもので
はなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲での種々の
変形も含まれることは勿論である。

【００６２】

【発明の効果】本発明の上述の構成によれば、クロック
抽出に不利な映像データワード、識別再生に不利な映像
データワード等の最悪符号パターンを生じるデータワー
ドは全て映像データに使うことを禁止されたコードとな
っているので良好なＢＳＩ特性が得られる。

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される画像通信システムの１例を
示す図である。

【図２】信号形態を対比して示した説明図である。

【図３】クロック抽出に不利な映像データのＮＲＺＩ符
号パターンを示す波形図である。

【図４】クロック抽出に不利な映像データのＮＲＺ符号
パターンを示す波形図である。

【図５】識別再生に不利な映像データのＮＲＺＩ符号パ
ターンを示す波形図である。

【図６】識別再生に不利な映像データのＮＲＺ符号パタ
ーンを示す波形図である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 生成多項式による除算器 ３ 符号変換器｛（Ｘ＋１）による除算器｝ ４ 伝送路又は記録媒体 ５ 符号変換器｛（Ｘ＋１）の乗算器｝ ６ 生成多項式の乗算器 ７ 出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/24

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル複合映像信号で成るデータワ
   ードＤ（Ｘ）を生成多項式Ｇ（Ｘ）で除算し、更に多項
   式（Ｘ＋１）で除算して得た信号Ｂ（Ｘ）を伝送路を介
   して伝送し、受信側でこの信号Ｂ（Ｘ）に（Ｘ＋１）を
   乗算し、かつ生成多項式Ｇ（Ｘ）を乗算して前記データ
   ワードＤ（Ｘ）を回復する符号化伝送方法において、 前記生成多項式Ｇ（Ｘ）を２０次の多項式Ｇ（Ｘ）＝Ｘ
   ²⁰＋Ｘ³ ＋１にしたことを特徴とする符号化伝送方法。
2. 【請求項２】 ディジタル複合映像信号で成るデータワ
   ードＤ（Ｘ）を生成多項式Ｇ（Ｘ）で除算し、更に多項
   式（Ｘ＋１）で除算して得た信号Ｂ（Ｘ）を伝送路を介
   して伝送し、受信側でこの信号Ｂ（Ｘ）に（Ｘ＋１）を
   乗算し、かつ生成多項式Ｇ（Ｘ）を乗算して前記データ
   ワードＤ（Ｘ）を回復する符号化伝送における生成多項
   式Ｇ（Ｘ）の決定方法であって、前記伝送路上の信号Ｂ
   （Ｘ）の中のクロック抽出、識別再生等に不利な符号ワ
   ードを定め、これらの符号ワードと前記データワードＤ
   （Ｘ）に基いて前記生成多項式Ｇ（Ｘ）を決定する生成
   多項式の決定方法。