JP3557225B2 - Digital image signal receiving / reproducing device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、ディジタル画像信号の受信/再生装置、特に、エラー訂正符号を使用しないでエラーデータを修正できる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディジタル画像信号を例えばVTRで記録/再生する時に、エラー対策としてエラー訂正符号化を行うのが普通である。エラー訂正符号としては、単純パリティ、リード・ソロモン符号、これらとインターリーブを組み合わせるもの等が実用化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エラー訂正符号の場合には、エラー訂正能力を向上させようとすると、パリティ数が増え、冗長度が増大する。また、エラー訂正できない場合には、エラーの画素を周辺の正しい画素データで補間するコンシール回路を必要とする。コンピュータのソフトウェアのようなデータは、一般的に相関が存在しない。しかしながら、画像信号の場合には、空間的、時間的相関が存在する。
【0004】
従って、この発明の目的は、画像信号の空間的な相関の存在に注目して、エラー訂正符号を使用しないでエラーを修正できるディジタル画像信号の受信/再生装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、受信または再生されたディジタル画像信号の受信/再生装置において、
検出すべき注目画素の時間的または空間的に近接する所定の位置にある複数の画素値の時間的または空間的相関に基づいたクラス情報を出力するクラス情報出力回路と、
トレーニングによって予め用意された、クラス情報に対応して画素データの存在できる領域を示す存在領域データが格納されたメモリ回路と、
クラス情報出力回路の出力からメモリ回路の対応するクラスの存在領域データを読出す読出し回路と、
存在領域データと注目画素の画素データとを比較する比較回路とを有し、
比較回路の出力に基づいてエラーの有無を検出することを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0006】
請求項2の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
メモリ回路には、トレーニングによって予め用意された、クラス情報に対応して代表値が格納されており、比較回路が注目画素の画素データが存在領域データの範囲外にあると判定した場合に注目画素の画素データに対応する代表値を出力することを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0007】
請求項3の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
クラス情報出力回路は、復号された注目画素に近接する複数の画素値の時間的または空間的相関に基づいてクラス情報を出力するようになされていることを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0008】
請求項4の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
受信または再生されたディジタル画像信号は、DCTされた係数データが可変長符号化された信号であることを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0009】
請求項5の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
クラス情報出力回路は、入力された画素データに対してADRC符号化を行うADRC符号化回路を有し、
ADRC符号が行われた複数の画素データに基づいて、クラス情報を出力することを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0010】
請求項6の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
存在領域データは、トレーニングにおいて検出された複数の真値についての、クラス毎の最大値と最小値であることを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0011】
請求項7の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
代表値は、標準的なビデオデータを用いたトレーニングにおいて検出された複数の真値のクラス毎の平均値であることを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0012】
請求項8の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
メモリ回路には、クラス毎に係数データが格納されており、エラーが検出された場合に複数の画素データを係数データを用いて重み加算することによって注目画素に対応する代表値を出力することを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0013】
請求項9の発明は、上述のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
係数データは、トレーニングにおいて検出された複数の真値のクラス毎の誤差を最小とするものであることを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0014】
請求項10の発明は、請求項8のディジタル画像信号の受信/再生装置において、
所定期間に比較回路が注目画素の画素データが存在領域データの範囲外にあると判定した画素の数をカウントするカウンタ回路を有し、
該カウンタ回路の出力に基づいて存在領域データを可変するようにしたことを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置である。
【0015】
【作用】
注目画素と近接するデータからクラス分けを行ない、各クラスに用意された現画素の信号レベル存在領域と実レベルを比較することで、エラーを確率的に検出し、エラー画素は、これも、クラス毎に用意された予測値で置き換えることによってエラーを修正できる。
【0016】
【実施例】
以下、この発明の一実施例について説明する。図1は、この一実施例、すなわち、ディジタルVTRの信号処理の概略的構成を示す。1で示す入力端子からディジタルビデオ信号、例えば1サンプルが8ビットに量子化された信号が供給される。このディジタルビデオ信号がブロック化回路2に供給される。この実施例では、ブロック化回路2では、1フィールドあるいは1フレームの有効領域が(8×8)画素の大きさのDCTブロックに分割される。
【0017】
ブロック化回路3からのブロックの順序に走査変換されたディジタルビデオ信号がDCT(Discrete Cosine Transform)回路3に供給される。DCT回路3からは、1個の直流成分と63個の交流成分からなる係数データが発生する。この係数データが量子化回路4に供給される。量子化回路4では、係数データが所望の量子化ステップ幅で再量子化され、データのビット数が減少される。量子化回路4の出力がVLC(可変長符号)符号化回路5に供給され、ランレングス符号、ハフマン符号等の可変長符号化の処理を受け、さらに圧縮される。
【0018】
DCT回路3で発生した直流成分のデータは、そのブロックの画像復元にとって重要度が高いために、量子化回路4およびVLC符号化回路5の処理を受けずに、そのまま伝送される。フレーム化回路6は、直流成分とVLC符号化回路5からの可変長符号化データとその他の制御用、ID用データとを同期ブロックの連続するデータに構成する。従来では、フレーム化の時に、エラー訂正符号化の処理がされていたが、この発明では、エラー訂正符号化が不要である。
【0019】
フレーム化回路6の出力が記録回路7を介して回転ヘッドHに供給され、磁気テープT上に斜めのトラックとして記録される。記録回路7には、チャンネル符号化回路、記録アンプ等が含まれる。チャンネル符号化は、記録データの直流分を低減させるための処理である。通常、2以上の回転ヘッドが使用されるが、簡単のために、一つのヘッドのみが図示されている。
【0020】
磁気テープTから回転ヘッドHにより取り出された再生データは、再生アンプ、チャンネル復号回路等を含む再生回路11に供給され、チャンネル符号化の復号がなされる。再生回路11の出力データがフレーム分解回路12に供給され、記録データからの各種のデータの分離がなされる。フレーム分解回路12の出力データがVLC復号回路13に供給される。VLC復号回路13は、可変長符号化の復号を行う。
【0021】
VLC復号回路13には、逆量子化回路14が接続される。逆量子化回路14は、記録側の量子化回路4の量子化と逆の処理を行う。逆量子化回路14の出力データが逆DCT回路15に供給される。逆DCT回路15によって、係数データが(8×8)のブロックの画素データに復号される。逆DCT回路15の出力データがブロック分解回路16に供給される。ブロック分解回路16によって、データの順序がブロックの順序からラスター走査の順序へ戻される。ブロック分解回路16の出力データがこの発明による修正回路17に供給される。修正回路17の出力端子18に出力データが得られる。
【0022】
この発明による修正回路17の一例を図2に示す。ブロック分解回路16からの再生データが入力端子21に供給される。この再生データが3ラインメモリ22に供給され、3ラインメモリ22の出力データがブロック化回路23に供給される。ブロック化回路23の出力データがADRC符号化回路24に供給される。
【0023】
ブロック化回路43は、図4に示すように、ブロックx1を形成すると、次にブロックx2を形成し、その次にブロックx3を形成する。すなわち、水平方向に1画素ずつずれたブロックを順次形成する。重複したブロックの形成のために、3ラインメモリ22が設けられている。また、1ライン期間にわたってブロックの形成を終了して、その下に、新たなブロックを形成する時には、1ラインずれたブロックを形成する。各ブロックの中央の1画素がエラー検出およびエラー修正の対象画素である。
【0024】
ADRC符号化24は、9画素のブロック毎に画素値の最大値MAX、最小値MIN、MAXとMINの差であるダイナミックレンジDRを検出し、このダイナミックレンジDRに適応して画素値を量子化する。ADRC符号化回路24は、1ビットの量子化データを発生する符号化回路である。
【0025】
ADRC符号化回路24の一例を図5に示す。図5において、入力端子51からのデータに関して、検出回路52がブロック毎に最大値MAX、最小値MINを検出する。減算回路53に対してMAXおよびMINが供給され、その出力にダイナミックレンジDRが発生する。入力データおよびMINが減算回路54に供給され、減算回路54から最小値が除去されることで、正規化された画素データが発生する。
【0026】
ダイナミックレンジDRが割算回路55に供給され、正規化された画素データがダイナミックレンジDRで割算され、出力端子58に量子化データDTx(例えば小数点3桁までのデータ)として取り出される。図4中で、DTx1、DTx2、DTx3は、ブロックx1、x2、x3の量子化データを表す。また、割算回路55の出力データが比較回路56に供給される。比較回路56では、中央画素以外の8個の画素の割算出力が0.5を基準として、より大きいか、より小さいかが判断される。この結果に応じて、`0’ または`1’ のデータDTが発生する。この比較出力DTが出力端子57に取り出される。
【0027】
図2に戻って説明すると、上述の1ビットADRC符号化回路子24の出力データ中のDTが同時化回路25に供給され、量子化データDTxがセレクタ26、比較回路30および31に供給される。同時化回路25は、上述のように、中央位置の画素を除くそのブロックの8画素の比較結果DTを同時化する。この同時化回路25の出力データ(8ビット)、すなわち、クラス情報がメモリ29aに読出しアドレス信号として供給される。
【0028】
このメモリ29aには、後述のようにトレーニングによって予め形成されたクラス毎の存在領域データ(MAX∧およびMIN∧)とクラス毎に予測された代表値(DTx∧)が格納されている。同時化回路25からのクラス情報が与えられることによって、メモリ29aからは、そのクラス情報と対応する上記の代表値が読出される。
【0029】
読出された代表値DTx∧がセレクタ26に供給される。読出されたMAX∧が比較回路30に供給され、MIN∧が比較回路31に供給される。比較回路30および31の出力がロジック32に供給され、ロジック32からセレクタ26を制御する制御信号が発生する。比較回路30および31とロジック32は、ウインドウコンパレータとして機能する。すなわち、MAX∧<DTx<MIN∧の時には、存在領域内に量子化データDTxが存在するから、データDTxがエラーでないと判断し、それ以外のDTx<MIN∧、DTx>MAX∧の時には、データDTxがエラーと判断する。
【0030】
エラーでない場合には、セレクタ26がADRC符号化回路24の出力データDTxを選択し、エラーと決定された場合には、セレクタ26がメモリ29aからの読出しデータDTx∧を選択する。従って、エラーであると判定されたデータの代わりにデータDTx∧が選択される。セレクタ26の選択出力とADRC符号化回路24からのDR、MINがADRC復号回路27に供給される。
【0031】
ADRC復号回路27は、上述の符号化と逆に、ダイナミックレンジDRとセレクタ26の出力データを乗算し、乗算結果に対して最小値MINを加算する。ADRC復号回路27の出力端子28に、エラーが修正された出力データが取り出される。このように、エラー訂正符号化を用いないで、エラーの画素データを修正できる。
【0032】
メモリ29aには、トレーニングによって予め作成された存在領域データとクラス毎に予測された代表データとが格納されている。図3は、トレーニング時の構成を示す。図3において、41には、ディジタルビデオ信号が供給され、これが3ラインメモリ42を介してブロック化回路43に供給される。ブロック化回路43の出力がADRC符号化回路44に供給される。
【0033】
これらの3ラインメモリ42、ブロック化回路43、ADRC符号化回路44は、上述した修正回路17の3ラインメモリ22、ブロック化回路23、ADRC符号化回路24と同様のものである。但し、入力データは、トレーニングのための標準的なビデオデータであるのが好ましく、例えば種々の絵柄の静止画像からなる信号を採用できる。ADRC符号化回路44の出力中の比較出力DTが同時化回路45に供給され、その量子化データDTxがメモリ46aにそのデータ入力として供給される。同時化回路45は、上述の同時化回路25と同様に、3×3のブロックの中央の画素を除く他の8画素の比較出力を並列化する。
【0034】
同時化回路45からの8ビットがメモリ46aにその書込みアドレスとして供給される。メモリ46aの読出しアドレスは、アドレスカウンタ47で形成される。メモリ46aに対する書込みアドレスは、同時化回路46からの8ビットのクラス情報であり、メモリ46aには、256個の各クラスに対して、実際に得られた中央の画素の量子化データDTxが書込まれる。
【0035】
書込みが終了すると、メモリ46aからアドレスカウンタ47からの読出しアドレスによって、メモリ46aの各アドレス(すなわち、各クラス)のデータが読出される。読出しアドレスは、0〜255まで、インクリメントする。読出されたデータが平均化回路48および検出回路49に供給される。平均化回路48は、各クラスの代表値DTx∧を予測し、検出回路49は、各クラスの量子化データの最大値MAX∧およびMIN∧を検出する。
【0036】
平均化回路48の出力および検出回路49の出力がメモリ29aにデータ入力として供給され、アドレスカウンタ47の出力で規定されるアドレスに書込まれる。このようにして、トレーニングを行った結果、メモリ29aには、3×3の領域において、近接する8画素で規定されるクラスと、そのクラスの代表量子化データ(DTx∧)と、そのクラスの存在領域データ(MAX∧、MIN∧)とが格納される。このメモリ29aが上述のように、修正回路17において使用される。
【0037】
図3は、トレーニングの原理を分かりやすく示すためのもので、メモリ29aの各アドレスデータ領域が無限に必要となり、実際的ではない。そこで、図6に示す構成が使用される。同時化回路45からの8ビットのクラス情報がスイッチング回路61に供給される。また、量子化データDTxが比較および選択回路65および66と加算回路67に供給される。
【0038】
スイッチング回路61は、1ブロックの期間の前半(読出し期間)で出力端子bを選択し、その後半(書込み期間)で出力端子aを選択する。スイッチング回路61の出力端子aからの書込みアドレスがメモリ46bに供給される。出力端子bは、スイッチング回路63の入力端子dに供給される。スイッチング回路63の入力端子cには、アドレスカウンタ62の出力が供給される。このアドレスカウンタ62は、図3のアドレスカウンタ47に対応している。スイッチング回路63は、トレーニング中では、入力端子dからの読出しアドレスを選択し、トレーニング終了後では、入力端子cからの読出しアドレスを選択する。
【0039】
メモリ46bは、データ入力/出力として、累算値Σ、最大値、最小値、カウント値CNTとを有する。メモリ46bの累算値出力は、加算回路67および割算回路68に供給される。加算回路67の加算出力がメモリ46bのデータ入力とされる。従って、各クラスの量子化データの累算値がメモリ46bに入力される。
【0040】
比較および選択回路65は、量子化データDTxとメモリ46bからの最小値出力とが供給され、より小さいデータを選択し、これをメモリ46bに供給する。比較および選択回路66は、量子化データDTxとメモリ46bからの最大値出力とが供給され、より大きいデータを選択し、これをメモリ46bに供給する。カウント値出力は、加算回路64に供給され、+1された加算出力がメモリ46bに入力される。
【0041】
メモリ46bは、読出しを行ない、その後に書込みを行うので、上述の構成によって、トレーニング期間が終了した時には、メモリ46bには、量子化データの累算値、最大値、最小値、発生度数がクラス毎に蓄えられる。トレーニング終了後に、スイッチング回路63が切り換えられて、アドレスカウンタ62からのインクリメントするアドレスがメモリ46bに対する読出しアドレスおよびメモリ29bに対する書込みアドレスとして供給される。
【0042】
メモリ46bからの累算値が割算回路68において、度数のカウント値で除算され、その出力に平均値、すなわち、予測された量子化データDTx∧が発生し、これがメモリ29bに書込まれる。メモリ46bからの最大値および最小値が存在領域データMAX∧およびMIN∧としてメモリ29bに取り込まれる。この図6の構成によって、メモリ46bの各アドレスのデータ領域が無限に必要となることを防止できる。
【0043】
次に、この発明の他の実施例について説明する。他の実施例の記録回路、再生回路の全体的な構成は、図1と同一である。修正回路17の他の例が図7に示されている。上述の修正回路17の一例(図2)と対応する回路ブロックには、同一符号を付して示す。メモリ29cには、後述のトレーニングによって、重み係数データω1〜ω8と誤差の許容範囲データσとが格納されている。
【0044】
ブロック化回路23が3×3のブロック(ブロック内の画素値をa〜iで表す)を順次形成し、その中央の画素の実データeが比較演算回路71およびセレクタ75に供給される。中央画素以外の他の8個の画素データがADRC符号化回路24および演算回路72に供給される。ADRC符号化回路24は、図5と同様の構成のものであるが、8画素の比較出力DTのみを発生する。ADRC符号化回路24に接続された同時化回路25によって、8ビットのクラスデータが形成され、これがメモリ29cの読出しアドレスとして供給される。
【0045】
メモリ29cからの重み係数データω1〜ω8が演算回路72に供給され、演算回路72からは、次式で表される中央の画素eの予測値e∧が発生する。
e∧=ω1a+ω2b+ω3c+・・・+ω8i
演算回路72からの推定値e∧と誤差範囲データσとが加算回路73に供給され、e∧+σが生成される。演算回路72からの予測値e∧と誤差範囲データσとが減算回路74に供給され、e∧−σが生成される。これらの加算回路73および減算回路74の出力データが比較演算回路71に供給される。
【0046】
比較演算回路71は、存在領域、すなわち、e∧−σ<e<e∧+σが成立する時に、エラーがないと判定し、それ以外では、エラーがあると判定する。この比較演算回路71がセレクタ75の制御信号を発生し、セレクタ75は、エラーがない時には、実データeを選択し、エラーがある時には、予測値e∧を選択する。セレクタ75の出力端子76に修正された出力データが発生する。
【0047】
上述のメモリ29cに必要なデータを格納するためのトレーニングの構成を図8に示す。トレーニングのために、入力端子41に対して標準的な絵柄のディジタル画像信号が供給される。図3の構成と対応する回路ブロックには、同一参照符号を付す。ブロック化回路43で形成されるブロックは、図8に示すように、参照符号a〜iの画素値のデータからなる。各ブロックのデータがADRC符号化回路44、同定回路77および誤差演算回路78に供給される。同時化回路45からの8ビットのクラス情報と、アドレスカウンタ47からの順次アドレスとが同定回路77に供給される。
【0048】
同定回路77は、最小自乗法によって、誤差の自乗和が最小となるような重み係数ω1〜ω8を同定する。この同定回路77には、データメモリが設けられる。このデータメモリには、クラス情報であるアドレスに対して、ブロック内の画素データの値が書き込まれる。例えばあるクラスと対応するアドレスには、画素データaに関して(a1、a2、・・・、an)、画素データbに関して(b1、b2、・・・、bn)、画素データcに関して(c1、c2、・・・、cn)、・・・・・、画素データiに関して(i1、i2、・・・、in)、が蓄えられる。他のクラスのアドレスについても、同様に画素データが蓄えられる。
【0049】
次に、蓄積データを使用した最小自乗法によって、誤差を最小とする係数データω1〜ω8が求められる。一つのクラスに注目すると、このクラスに関しては、下記の式が成り立つ。
e1=ω1a1+ω2b1+ω3c1+・・・+ω8i1
e2=ω1a2+ω2b2+ω3c2+・・・+ω8i2
・
・
・
en=ω1an+ω2bn+ω3cn+・・・+ω8in
【0050】
ここで、a1〜an、b1〜bn、・・・・・、i1〜inが既知であるので、e1〜en(実際の値)に対する誤差の自乗を最小とするような重み係数ω1〜ω8が求められる。他のクラスについても同様である。同定回路77で求められた各クラスのω1〜ω8がアドレスカウンタ47からのアドレスに対して、メモリ29cに順次書込まれる。
【0051】
誤差演算回路78は、同定された係数ω1〜ω8とブロック内のeを除く実データとを演算し、予測値e∧を生成し、真値eと予測値e∧との誤差を演算する。この誤差を検出するための演算は、各クラスについてなされる。あるクラスについては、次のような複数の誤差データEiが求められる。
E1=e∧1−e1
E2=e∧2−e2
・
・
・
En=e∧n−en
【0052】
誤差演算回路78の出力データE1〜Enが検出回路79に供給される。検出回路79は、各クラスの誤差の最大値MAX、最小値MINをそれぞれ検出する。検出回路79の出力が乗算回路80に供給される。乗算回路80には、入力端子81からの所定の係数N(但し、0<N<1)が供給される。乗算回路80は、下記の演算を行い、誤差の許容範囲データσを生成する。
σ=(MAX−MIN)×N/2
Nの値は、可変できることが望ましい。
【0053】
乗算回路80で生成されたデータσがメモリ29cの各アドレスのデータ領域に順次書込まれる。以上のように、トレーニングによって、各アドレスのデータ領域には、重み係数ω1〜ω8と許容範囲データσとがそれぞれ格納される。このメモリ29cが図7の修正回路において使用される。上述のように、メモリ29cのデータを使用して、エラーの有無の検出とエラーの修正が可能である。
【0054】
次に、この発明のさらに他の実施例について図9を参照して説明する。上述の図7の修正回路は、メモリ29cから読出された許容範囲データσを固定としている。さらに他の実施例は、エラーの割合に応じてσを可変する学習機能を有するものである。図9中で図7と対応する回路ブロックに対しては、同一参照符号を付す。
【0055】
メモリ29cから読出された許容範囲データσが乗算回路82を介して加算回路73および減算回路74に供給される。乗算回路82がσを可変するための回路である。上述のように、比較演算回路71からは、再生された画素データeがエラーであるかどうかを示す1ビットの出力信号が発生する。この出力信号がカウンタ83に供給され、エラーであることを示す(例えば`1’ )の出力信号をカウントする。カウンタ83は、図示しないが1ライン毎にリセットされる。
【0056】
図10に示すように、3×3のブロックがブロック化回路23によって順次形成される。カウンタ83は、3ライン分の画素データで構成される複数のブロックに関してのエラー数をカウントする。カウンタ83のカウント値がラッチ84に保持され、ラッチ84の出力がROM85にアドレスとして供給される。ROM83は、可変のための係数K(0<K≦1)を発生する。この係数Kが乗算回路82に供給され、乗算回路82は、Kσを発生し、次の1ラインの処理にこの値が使用される。
【0057】
ROM83に格納されているテーブルとしては、エラー数が少ない時には、Kを小とし、エラー数が多い時には、Kを大とする傾向のものである。すなわち、エラー数が少なければ、誤差の許容範囲σを小さくすることによって再生データを使用する割合を増加させ、一方、エラー数が多ければ、誤差の許容範囲σを大きくすることによって修正の割合を増加させる。その結果、再生画像の画質を向上できる。
【0058】
なお、上述の修正回路の実施例と異なり、トレーニングをDCTの係数で行ない、DCTの係数で修正を行うようにしても良い。また、記録データ量を圧縮するためのブロック符号化としては、DCT以外のADRC、ベクトル量子化等を使用しても良い。
【0059】
【発明の効果】
この発明によれば、エラー訂正符号を使用せずに、受信または再生された画像データのエラーを修正できる。従って、伝送データの冗長度の増大を防止することができる。図11に示すように、トレーニングによって形成された各クラスの最大値MAXおよび最小値MINの範囲内に、代表量子化データを中心として、そのクラスの実際のデータが含まれる確率が極めて高く、高精度にエラーを修正できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用できるディジタルVTRの記録/再生回路の全体的なブロック図である。
【図2】この発明による修正回路の一例のブロック図である。
【図3】修正用データを作成するための構成の一例のブロック図である。
【図4】ブロック化の説明のための略線図である。
【図5】1ビットADRC符号化回路の一例のブロック図である。
【図6】修正用データを作成するための実際的な構成の一例のブロック図である。
【図7】この発明による修正回路の他の例のブロック図である。
【図8】修正用データを作成するための構成の他の例のブロック図である。
【図9】この発明による修正回路のさらに他の例のブロック図である。
【図10】この発明による修正回路のさらに他の例の説明のための略線図である。
【図11】この発明のエラー修正の説明のための略線図である。
【符号の説明】
17 修正回路
29a、29b、29c 修正用データが格納されたメモリ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a digital image signal receiving / reproducing device, and more particularly to a device capable of correcting error data without using an error correction code.
[0002]
[Prior art]
When recording / reproducing a digital image signal by, for example, a VTR, it is common to perform error correction encoding as a measure against errors. As error correction codes, simple parity, Reed-Solomon codes, and combinations of these with interleaving have been put to practical use.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of an error correction code, if the error correction capability is to be improved, the number of parities increases, and the redundancy increases. If the error cannot be corrected, a concealment circuit for interpolating the erroneous pixel with surrounding correct pixel data is required. Data such as computer software is generally uncorrelated. However, in the case of image signals, there are spatial and temporal correlations.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a digital image signal receiving / reproducing apparatus capable of correcting an error without using an error correction code, paying attention to the existence of a spatial correlation of the image signal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for receiving / reproducing a received or reproduced digital image signal.
A plurality of pixels at predetermined positions temporally or spatially close to the target pixel to be detectedTemporal or spatial correlation of valuesA class information output circuit that outputs class information based on
A memory circuit stored in advance that is prepared by training and that stores existence area data indicating an area where pixel data can exist in accordance with the class information,
A read circuit for reading the existence area data of the corresponding class of the memory circuit from the output of the class information output circuit;
A comparison circuit that compares the existence area data with the pixel data of the pixel of interest,
A digital image signal receiving / reproducing apparatus for detecting the presence or absence of an error based on an output of a comparison circuit.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in the above digital image signal receiving / reproducing apparatus,
Memory circuitToIsAccording to the class information prepared in advance by trainingrepresentativevalueStored,When the comparison circuit determines that the pixel data of the target pixel is out of the range of the existence area data, the representative value corresponding to the pixel data of the target pixel is determined.A digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized by outputting.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the above digital image signal receiving / reproducing apparatus,
The class information output circuit includes a plurality of pixels adjacent to the decoded target pixel.Temporal or spatial correlation of valuesA digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that class information is output based on the digital image signal.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, in the above digital image signal receiving / reproducing apparatus,
Digital image signal received or reproducedIs a digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that DCT coefficient data is a signal obtained by performing variable length coding.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, in the above digital image signal receiving / reproducing apparatus,
classInformation outputThe circuit has an ADRC encoding circuit that performs ADRC encoding on input pixel data,
ADRC code performedpluralBased on the pixel data,Output class informationA digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that:
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the above digital image signal receiving / reproducing apparatus,
The existence area data is a digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that it is a maximum value and a minimum value of a plurality of true values detected in training for each class.
[0011]
According to a seventh aspect of the present invention, in the above digital image signal receiving / reproducing apparatus,
representativeValues used standard video dataA digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that it is an average value for each class of a plurality of true values detected in training.
[0012]
The invention according to claim 8 is the digital image signal receiving / reproducing apparatus,
Memory circuitToIs for each classThe coefficient data is stored, and when an error is detected, a representative value corresponding to the pixel of interest is output by weight-adding a plurality of pixel data using the coefficient data.A digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that:
[0013]
According to a ninth aspect of the present invention, in the above digital image signal receiving / reproducing apparatus,
The coefficient data minimizes the error for each class of a plurality of true values detected in training.A digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that:
[0014]
According to a tenth aspect of the present invention, in the digital image signal receiving / reproducing apparatus of the eighth aspect,
In a predetermined periodThe comparison circuit has determined that the pixel data of the target pixel is out of the range of the existence area dataCounter circuit that counts the number of pixelsHas,
Based on the output of the counter circuitExistence area dataIs a digital image signal receiving / reproducing apparatus characterized in that the digital image signal is varied.
[0015]
[Action]
An error is detected stochastically by classifying the data from the data adjacent to the target pixel and comparing the signal level existing area of the current pixel prepared for each class with the actual level. The error can be corrected by replacing with a predicted value prepared for each.
[0016]
【Example】
Below,ClearAn embodiment will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of this embodiment, that is, signal processing of a digital VTR. A digital video signal, for example, a signal in which one sample is quantized to 8 bits is supplied from an input terminal denoted by
[0017]
The digital video signal scan-converted in the order of blocks from the
[0018]
The DC component data generated by the
[0019]
The output of the framing circuit 6 is supplied to the rotary head H via the
[0020]
The reproduction data extracted from the magnetic tape T by the rotary head H is supplied to a
[0021]
An
[0022]
FIG. 2 shows an example of the
[0023]
As shown in FIG. 4, when forming the block x1, the blocking
[0024]
The
[0025]
FIG. 5 shows an example of the
[0026]
The dynamic range DR is supplied to the
[0027]
Returning to FIG. 2, DT in the output data of the above-mentioned 1-bit
[0028]
As will be described later, the
[0029]
Read representative value DTx # is supplied to
[0030]
When there is no error, the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The three-
[0034]
Eight bits from the
[0035]
When the writing is completed, data of each address (that is, each class) of the
[0036]
The output of the averaging
[0037]
FIG. 3 shows the principle of the training in an easy-to-understand manner.The area isInfinitely necessary and impractical. Therefore, the configuration shown in FIG. 6 is used. The 8-bit class information from the
[0038]
The switching
[0039]
The
[0040]
The comparison and
[0041]
Since the
[0042]
The accumulated value from the
[0043]
Next, another embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the recording circuit and reproducing circuit of the other embodiment is the same as that of FIG. Another example of the
[0044]
The blocking
[0045]
The weight coefficient data ω1 to ω8 from the
e∧ = ω1a + ω2b + ω3c + ... + ω8i
The estimated value e∧ from the
[0046]
The
[0047]
FIG. 8 shows a configuration of training for storing necessary data in the
[0048]
The
[0049]
Next, coefficient data ω1 to ω8 that minimize the error are obtained by the least square method using the accumulated data. Focusing on one class, the following equation holds for this class.
e1 = ω1a1 + ω2b1 + ω3c1 + ... + ω8i1
e2 = ω1a2 + ω2b2 + ω3c2 +... + ω8i2
・
・
・
en = ω1an + ω2bn + ω3cn +... + ω8in
[0050]
Here, since a1 to an, b1 to bn,..., I1 to in are known, weighting factors ω1 to ω8 that minimize the square of the error with respect to e1 to en (actual values) are obtained. Desired. The same applies to other classes. The ω1 to ω8 of each class obtained by the
[0051]
The
E1 = e∧1-e1
E2 = e∧2-e2
・
・
・
En = e @ n-en
[0052]
Output data E1 to En of the
σ = (MAX−MIN) × N / 2
It is desirable that the value of N be variable.
[0053]
The data σ generated by the multiplying circuit 80 is sequentially written to the data area of each address of the
[0054]
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The above-described correction circuit in FIG. 7 fixes the allowable range data σ read from the
[0055]
The allowable range data σ read from the
[0056]
As shown in FIG. 10, 3 × 3 blocks are sequentially formed by the blocking
[0057]
As a table stored in the
[0058]
Note that, unlike the above-described embodiment of the correction circuit, the training may be performed using DCT coefficients, and the correction may be performed using DCT coefficients. Also, as block coding for compressing the recording data amount, ADRC other than DCT, vector quantization, or the like may be used.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, an error of received or reproduced image data can be corrected without using an error correction code. Therefore, it is possible to prevent an increase in the redundancy of the transmission data. As shown in FIG. 11, the probability that actual data of the class is included within the range of the maximum value MAX and the minimum value MIN of each class formed by training, with the representative quantized data as the center, is extremely high. Errors can be corrected to accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall block diagram of a recording / reproducing circuit of a digital VTR to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a block diagram of an example of a correction circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration for creating correction data;
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining blocking.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a 1-bit ADRC encoding circuit;
FIG. 6 is a block diagram of an example of a practical configuration for creating correction data.
FIG. 7 is a block diagram of another example of the correction circuit according to the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of another example of a configuration for creating correction data.
FIG. 9 is a block diagram of still another example of the correction circuit according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining still another example of the correction circuit according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining error correction according to the present invention.
[Explanation of symbols]
17 Correction circuit
29a, 29b, 29c Memory storing correction data
Claims (10)
検出すべき注目画素の時間的または空間的に近接する所定の位置にある複数の画素値の時間的または空間的相関に基づいたクラス情報を出力するクラス情報出力手段と、
トレーニングによって予め用意された、クラス情報に対応して画素データの存在できる領域を示す存在領域データが格納されたメモリ手段と、
上記クラス情報出力手段の出力から上記メモリ手段の対応するクラスの存在領域データを読出す読出し手段と、
上記存在領域データと上記注目画素の画素データとを比較する比較手段とを有し、
上記比較手段の出力に基づいてエラーの有無を検出することを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置。In a receiving / reproducing apparatus for a received or reproduced digital image signal,
Class information output means for outputting class information based on a temporal or spatial correlation of a plurality of pixel values at a predetermined position temporally or spatially close to a target pixel to be detected,
Memory means, which is prepared in advance by training and stores existence area data indicating an area where pixel data can exist in accordance with the class information;
Reading means for reading the existence area data of the corresponding class of the memory means from the output of the class information output means;
Comparing means for comparing the existence area data with the pixel data of the pixel of interest,
An apparatus for receiving / reproducing a digital image signal, wherein the presence / absence of an error is detected based on the output of the comparing means.
上記ADRC符号が行われた複数の画素データに基づいて、上記クラス情報を出力することを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置。2. The digital image signal receiving / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the class information output unit includes an ADRC encoding unit that performs ADRC encoding on the input pixel data.
An apparatus for receiving / reproducing a digital image signal, wherein the class information is output based on a plurality of pixel data on which the ADRC code has been performed.
所定期間に上記比較手段が上記注目画素の画素データが上記存在領域データの範囲外にあると判定した画素の数をカウントするカウンタ手段を有し、
該カウンタ手段の出力に基づいて上記存在領域データを可変するようにしたことを特徴とするディジタル画像信号の受信/再生装置。The digital image signal receiving / reproducing apparatus according to claim 8,
The counter has a counter for counting the number of pixels that the comparison unit determines that the pixel data of the target pixel is outside the range of the existence area data during a predetermined period,
An apparatus for receiving / reproducing a digital image signal, wherein the presence area data is varied based on an output of the counter means.
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