JP3644504B2 - ディジタル信号送信装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、送信側と受信側の間でディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号をディジタルインターフェース手段を介して伝送する際に、伝送されるディジタルオーディオ信号に受信側において伝送誤りを訂正するために用いる誤り訂正符号を付加する符号化を行うディジタル信号送信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、液晶モニタやＣＲＴに対してビデオ信号を伝送する場合に、アナログＲＧＢインターフェースを用い、ビデオ信号をアナログ伝送するものが主流であった。しかしながら、例えば液晶モニタでは表示可能なピクセル数が予め決められており、この液晶モニタの普及に伴い、デジタル伝送が注目されてきた。また、ちらつきを減少させるためにリフレッシュレートを高くしたり、より広い画面に画像を表示するために高速でデータを送ることが要求されており、従来のアナログ伝送では、伝送ひずみが大きくゴーストが発生し易いことから、高画質化に伴うデジタル伝送の重要性が増してきている。
【０００３】
かかるデジタル伝送の要求に伴い、近年、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が注目されている。このＤＶＩは、ＤＤＷＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）によって定義されたデジタルディスプレイ接続用のインターフェースであり、ＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）技術に基づき、複数のデータチャンネルを使ってデータを転送している。ＤＶＩを用いたデジタル伝送方法を用いれば、デジタル伝送によって伝送ひずみの少ない高画質なビデオデータを安価に提供することが可能となる。
【０００４】
このように、ＤＶＩを採用することによって、アナログ伝送に比べて高画質な画面を手に入れることができる。また、ＤＶＩでは、ＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）のピクセルデータを伝送する期間以外に、他のデータを伝送することができるブランキング期間が存在する。このブランキング期間を利用して、例えばオーディオ信号等を伝送することも可能である。
【０００５】
ここで、デジタルビデオ信号を伝送する場合に、ビット化け等の伝送エラーが生じる場合があるが、ビデオ信号の場合には、伝送エラーが生じても画面上はあまり目立たず、大きな問題となることはない。しかしながら、例えば、オーディオ信号を伝送している最中に伝送エラーが生じた場合には、雑音や異音が出る場合があり、エラーレートはビデオ信号を伝送する場合よりも厳しく考える必要がある。即ち、ＤＶＩのブランキング期間等を利用してビデオ信号以外のエラーの目立つデータを伝送する場合には、エラー検出、誤り訂正のための処理が別個、必要となる。しかるに、ＤＤＷＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）によって定義されたデジタルディスプレイ接続用のインターフェースの規格では、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正のための構成については従来提案がされていなかった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであって、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正をすることのできる、ディジタル信号送信装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００７】
本発明（請求項１）に係るディジタル信号送信装置は、送信側から受信側にディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号を多重化して伝送する際に、伝送されるディジタルオーディオ信号に受信側において伝送誤りを訂正するために用いる誤り訂正符号を付加して符号化を行うディジタル信号送信装置であって、前記ディジタルオーディオ信号のサンプル毎に誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加手段と、前記誤り訂正符号付加手段で誤り訂正符号が各々付加された、連続するｎ個（ｎは２以上の整数）のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成するインターリーブ手段と、前記ディジタルビデオ信号を、連続する８ビット毎にそれぞれ連続する１０ビットの信号に変換するとともに、前記インターリーブ手段で生成された符号化オーディオ信号を、連続するｎビット毎（ｎは２以上の整数）にそれぞれ連続するｍビット（ｍはｎ＜ｍの整数）の信号に変換し、ディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号を多重化して伝送する伝送手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
これにより、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を有効に行うシステムを実現するディジタル信号送信装置を実現できる。
【０００９】
また、本発明（請求項２）に係るディジタル信号送信装置は、請求項１に記載のディジタル信号送信装置において、前記伝送手段は、前記インターリーブ手段で生成された符号化オーディオ信号を、連続する２ビット毎にそれぞれ連続する１０ビットの信号に変換して伝送することを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を有効に行うシステムを実現するディジタル信号送信装置を実現できる。
【００１１】
また、本発明（請求項３）に係るディジタル信号送信装置は、請求項１または２に記載のディジタル信号送信装置において、前記インターリーブ手段は、誤り訂正符号が各々付加された、連続する２個のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成することを特徴とするものである。
【００１２】
これにより、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を有効に行うシステムを実現するディジタル信号送信装置を実現できる。
【００１３】
また、本発明（請求項４）に係るディジタル信号送信装置は、請求項１に記載のディジタル信号送信装置において、前記伝送手段は、前記インターリーブ手段で生成された符号化オーディオ信号を、連続する４ビット毎にそれぞれ連続する１０ビットの信号に変換して伝送することを特徴とするものである。
【００１４】
これにより、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を有効に行うシステムを実現するディジタル信号送信装置を実現できる。
【００１５】
また、本発明（請求項５）に係るディジタル信号送信装置は、請求項１または４に記載のディジタル信号送信装置において、前記インターリーブ手段は、誤り訂正符号が各々付加された、連続する４個のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成することを特徴とするものである。
【００１６】
これにより、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を有効に行うシステムを実現するディジタル信号送信装置を実現できる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。ここでは、送信側と受信側の間でディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号をＤＤＷＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）によって定義されたデジタルディスプレイ接続用のインターフェースの規格に準拠したディジタルインターフェース手段を介して伝送する場合に適用した例について説明する。ＤＤＷＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）によって定義されたデジタルディスプレイ接続用のインターフェースの規格では、伝送路を伝搬する信号がＤＣ成分の偏った直流的な信号となるのを避ける等の目的から、送信側で、ディジタルビデオ信号についてはその信号を８ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する８−１０変換を行い、ディジタルオーディオ信号についてはその信号を２ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する２−１０変換を行って、伝送路に送り出し、受信側で、それぞれ１０−８変換，１０−２変換を行ってもとのディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号を得るという伝送方法が採用されている。
【００２０】
図１は、本実施の形態による誤り訂正符号化方法を用いて符号化を行う符号化器（誤り訂正符号化装置）を含むディジタル信号送信装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１はディジタル信号送信装置である。１０２は入力されるビデオ信号を８ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する８−１０変換手段である。１０３は入力されるオーディオ信号を誤り訂正符号が付加された符号化オーディオ信号にする符号化器である。１０４は符号化器１０３が出力する符号化オーディオ信号を２ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する２−１０変換手段である。１０５は８−１０変換手段１０２の出力と２−１０変換手段１０４の出力を多重化して送信する信号多重化送信手段である。
【００２１】
図２は図１に示すディジタル信号送信装置１０１の符号化器１０３の構成を示すブロック図である。図２において、２０１は入力されるオーディオ信号に対しそのサンプルごとに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加手段、２０２は誤り訂正符号付加手段２０１で誤り訂正符号を付加されて出力されるｎ番目のサンプルとｎ＋１番目のサンプルを１ビットずつ交互に出力するインターリーブ手段である。
【００２２】
図３は図２に示す符号化器１０３の誤り訂正符号付加手段２０１の構成の一例を示す図である。図３において、３０１は入力される信号を１クロック分遅延させる遅延手段、３０２は排他的論理和手段、３０３はＡＮＤ手段である。
【００２３】
次に、送信時の動作について説明する。図１において、ディジタル信号送信装置１０１には、たとえばＤＶＤプレーヤ等の信号源から出力されるディジタルビデオ信号とディジタルオーディオ信号が入力される。入力されたディジタルビデオ信号とディジタルオーディオ信号のうちディジタルビデオ信号については、８−１０変換手段１０２により、８ビットごとに１０ビットの信号に変換される（８−１０変換）。一方、ディジタル信号送信装置１０１に入力されたディジタルオーディオ信号は、符号化器１０３に入力される。
【００２４】
図４（ａ）は、符号化器１０３の誤り訂正付加手段２０１に入力されるオーディオ信号のサンプルを示す図である。図４（ａ）において、上段はＬ０，Ｒ０のデータを含むサンプル０の信号、下段はＬ１，Ｒ１のデータを含むサンプル１の信号である。各サンプルは２４ビットのＬチャンネルデータ，Ｒチャンネルデータにそれぞれ４ビットのＶＵＣＰ信号が付加された５６ビットの信号である。誤り訂正符号付加手段２０１には、図４（ａ）に示すような５６ビットのオーディオ信号がサンプル０→サンプル１→サンプル２（図示せず）→…の順に時系列で入力される。本実施の形態では図３に示すような８段の遅延手段を含む回路構成により、Ｇ（ｘ）＝１＋ｘ６＋ｘ７＋ｘ８の巡回符号多項式を実現し、各サンプルに対し８ビットの誤り訂正符号を生成してこれを付加する。すなわち、図３において、／Ｔシンドローム入力を１とした状態でデータ入力から５６ビットのオーディオ信号を順次入力し、５６ビットすべて入力し終わったタイミングで／Ｔシンドローム入力を０とし、この状態で８ビット分シフト動作させたときにシンドローム出力として出力される８ビットの信号を誤り訂正符号として付加する。これにより、図４（ｂ）に示すように、サンプル０は誤り訂正符号ＢＣＨ０が付加され、サンプル１は誤り訂正符号ＢＣＨ１が付加され、誤り訂正符号付加手段２０１より順次出力される。インターリーブ手段２０２は、誤り訂正符号付加手段２０１で誤り訂正符号が付加されたオーディオ信号の連続する２つのサンプルを一旦蓄積し、この２つのサンプルから１ビットずつ交互に取り出して出力する。図４（ｂ）に示すサンプルを例として説明すると、インターリーブ手段２０２は、誤り訂正符号付加手段２０１からサンプル０，サンプル１の順に入力される誤り訂正符号が付加されたオーディオ信号を一旦蓄積し、サンプル０の１ビット目、サンプル１の１ビット目、サンプル０の２ビット目、サンプル１の２ビット目、……サンプル０の６４ビット目、サンプル１の６４ビット目、というように２つのサンプルから交互に１ビットずつ取り出して出力する。
【００２５】
インターリーブ手段２０２によってインターリーブ処理された符号化オーディオ信号（誤り訂正符号が付加されたオーディオ信号）は、２−１０変換手段１０４においては、連続する２ビットごとに１０ビットの信号に変換される（２−１０変換）。
【００２６】
信号多重化送信手段１０５は、８−１０変換手段１０２で８−１０変換されたビデオ信号と２−１０変換手段１０４で２−１０変換された符号化オーディオ信号を多重化し、送信する。
【００２７】
図５は、本実施の形態による誤り訂正復号化方法を用いて復号化を行う復号化器を含むディジタル信号受信装置の構成を示すブロック図である。図において、５０１はディジタル信号受信装置である。５０２はディジタル信号送信装置１０１から送信された多重化伝送信号を受信し、８−１０変換されたビデオ信号と２−１０変換された符号化オーディオ信号に分離して出力する受信分離手段である。５０３は入力される８−１０変換されたビデオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの８ビットの信号に変換する１０−８変換手段である。５０４は入力される２−１０変換された符号化オーディオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの２ビットの信号に変換する１０−２変換手段である。５０５は１０−２変換手段５０４により１０−２変換された符号化オーディオ信号の伝送誤りを検出，訂正する復号化器である。
【００２８】
図６は図５に示すディジタル信号受信装置５０１の復号化器５０５の構成を示すブロック図である。図６において、６０１は入力される符号化オーディオ信号の連続するビット列を１ビットずつ２つのサンプルとなるように振り分けるデインターリーブ手段、６０２はデインターリーブ手段６０１によるデインターリーブ処理によって得られた符号化オーディオ信号の各サンプルを処理して伝送エラーの有無を検知し、エラーを検知したときにそのエラーを訂正するエラー訂正手段である。
【００２９】
次に、受信時の動作について説明する。受信分離手段５０２は、ディジタル信号送信装置１０１から送信された多重化伝送信号を受信し、８−１０変換されたビデオ信号と２−１０変換された符号化オーディオ信号に分離し、８−１０変換されたビデオ信号を１０−８変換手段５０３に対し、また２−１０変換された符号化オーディオ信号を１０−２変換手段５０４に対し、それぞれ出力する。１０−８変換手段５０３は入力される８−１０変換されたビデオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの８ビットの信号に変換し、ディジタルアナログコンバータ等の図示しない後段の信号処理手段に対し出力する。また、１０−２変換手段５０４は入力される２−１０変換された符号化オーディオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの２ビットの信号に変換し、復号化器５０５に対し出力する。復号化器５０５のデインターリーブ手段６０１は、１０−２変換手段５０４から出力される符号化オーディオ信号の連続するビット列を１ビットずつ２つのサンプルとなるように振り分け（デインターリーブし）て、エラー訂正手段６０２に対し、サンプルごとに順次出力する。エラー訂正手段６０２は、図３に示すものと同一の構成を有する巡回多項式回路を備えており、デインターリーブされた符号化オーディオ信号のサンプルはこの巡回多項式回路のデータ入力から順次入力される。この巡回多項式回路に誤り訂正符号が付加された６４ビットのサンプルを通すと、伝送誤りがない場合には、シンドローム出力の最後の８ビットがすべて０となる。エラー訂正手段６０２は、シンドローム出力の最後の８ビットがすべて０であるときには、伝送誤りは無いと判断し、入力された符号化オーディオ信号から誤り訂正符号を取り除いたディジタルオーディオ信号をディジタルアナログコンバータ等の図示しない後段の信号処理手段に対し出力する。一方、シンドローム出力の最後の８ビットがすべて０とはならないときには、伝送誤りが有ると判断し、以下の手順で誤りビットを特定し、特定した誤りビットを反転して誤り訂正をした後に誤り訂正符号を取り除いたディジタルオーディオ信号をディジタルアナログコンバータ等の図示しない後段の信号処理手段に対し出力する。図３に示すような巡回多項式回路では、入力されるサンプルに１ビットのみ誤りがあるときには、サンプルに続いてデータ入力から０を連続して入力していくと、たとえばサンプルのｎ番目のビットに誤りがある場合、０をｎビット分入力した時点でシンドローム出力に特定のパターンのビット列が現れ、サンプルのｎ番目のビットに誤りがあると判断することができる。
【００３０】
一般に求められる性能を有するディジタル信号を伝送する伝送路においては、短い期間に複数のビットエラーが生じることは稀である。ところが、ＤＤＷＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）によって定義されたデジタルディスプレイ接続用のインターフェースの規格のように、送信側でディジタルオーディオ信号の２−１０変換を行って、伝送路に送り出し、受信側で、１０−２変換を行って元のディジタルオーディオ信号を得るという伝送方法を用いる場合、１０−２変換では１０ビット全体から１つの２ビット信号に変換されるため、図７に示すように、１０ビット信号中に１ビットの誤りがあると、その１０ビット信号はもはや変換されるべき２ビット信号を正しく示すものではなくなり、１０−２変換後の２ビット信号は、その２ビットとも誤った値をとることも考えられる。すなわち、伝送中に生じた１ビットのエラーが、受信側において、連続する２ビットのエラーになってしまうこととなる。特にＤＤＷＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）によって定義されたデジタルディスプレイ接続用のインターフェースの規格では、２−１０変換で用いられている４種類の１０ビット信号の中にはハミング距離が１である、すなわち、異なる２ビット信号に対応する１０ビット信号相互間においてビットパターンが異なる部分の数が１ビットだけであるものがあり、エラーが生じたときに、ある２ビット信号に対応する１０ビット信号が別の２ビット信号に対応する１０ビット信号に変わってしまう確率が高い。この場合、この連続する２ビットのエラーを含む信号を、図３に示すような巡回多項式回路に入力してエラー検出を行っても、エラーが含まれていることは判定できるが、エラー箇所を特定することができず、エラー訂正することができない。
【００３１】
本実施の形態による誤り訂正符号化方法，および誤り訂正復号化方法では、送信側において、誤り訂正符号を付加した後にインターリーブを行い、該インターリーブした信号を２−１０変換して伝送するようにし、受信側において、１０−２変換した信号をデインターリーブした後にエラー検出及びエラー訂正を行うようにしている。すなわち、図７の最下段に示すような連続する２ビットのエラーを含む信号は、１ビットのみのエラーを含む２つのサンプルにデインターリーブされた後にエラー検出及びエラー訂正がなされる。これにより、図３に示すような巡回多項式回路によってエラー箇所を特定することができ、エラー訂正することができる。
【００３２】
ところで、上述したように、送信側でディジタルオーディオ信号の２−１０変換を行って、伝送路に送り出し、受信側で、１０−２変換を行って元のディジタルオーディオ信号を得るという伝送方法を用いる場合、１０ビット信号中に１ビットの誤りがあると、１０−２変換後の２ビット信号は、（１，１）であったものが（０，０）になってしまう場合のように、その２ビットとも誤った値をとることもあるが、（１，１）であったものが（０，１）や（１，０）になる場合のように連続する２ビットのうちの１ビットのみが誤った値となることもある。このように連続する２ビットのうちの１ビットのみが誤った値となる場合は、本実施の形態のように１０−２変換した信号をデインターリーブすると、一方のサンプルは１箇所の誤りを含むが、他方のサンプルは誤りを含まない状態となる。ここで、伝送中に、１０−２変換後に２サンプル分の符号化オーディオ信号となる区間に２箇所の伝送誤りが生じた場合について考える。このような２箇所の伝送誤りが生じた場合であって、２箇所の伝送誤りのうちの１つが１０−２変換後の２ビット信号が、（１，１）であったものが（０，０）になってしまう場合のように２ビットとも誤った値をとる誤りであり、他の１つが（１，１）であったものが（０，１）や（１，０）になる場合のように連続する２ビットのうちの１ビットのみが誤った値となる誤りである場合は、１０−２変換した信号をデインターリーブすると、一方のサンプルは２箇所の誤りを含むが、他方のサンプルは１箇所の誤りを含む状態となる。従って、２箇所の誤りを含むサンプルについてはこのままでは誤り箇所を特定することができず、誤り訂正できないが、１箇所の誤りを含む他方のサンプルについては誤り箇所の特定，誤り訂正ができる。そして、２箇所の誤りを含むサンプルは、１箇所の誤りを含む他方のサンプルと同一箇所に誤りがあると推定できるので、１箇所の誤りを含む他方のサンプルの誤り訂正結果を用いて２箇所の誤りを含むサンプルに含まれる誤りのうちの１つを訂正できる。その結果、２箇所の誤りを含んでいたサンプルは１箇所のみの誤りを含むものとなり、これをもう一度図３に示すような巡回多項式回路に入力してエラー検出を行えば、残りの誤り箇所の特定ができ、すべての誤りを訂正することができる。
【００３３】
従って、本実施の形態では、エラー訂正手段６０２で、連続する２個のディジタルオーディオ信号のサンプルについてサンプル毎に誤り検出，および誤り訂正を行った際に、一方のサンプルについて誤りは検出されたが誤り箇所の特定ができず、他方のサンプルについて誤り検出，および誤り訂正が成功した場合に、この一方のサンプルの、誤り検出，および誤り訂正が成功した他方のサンプルで特定された誤り箇所に対応する箇所、のビットを反転させた後、該ビットを反転させた一方のサンプルについて再度誤り検出，および誤り訂正を行うようにすることで、誤り訂正率を向上することができる。
【００３４】
このように本実施の形態では、送信側と受信側の間でディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号をディジタルインターフェース手段を介して伝送する際に、送信側で、ディジタルオーディオ信号のサンプル毎に誤り訂正符号を付加した後に誤り訂正符号を付加した連続する２個のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成して送信し、受信側で、受信した符号化オーディオ信号の連続するビット列を１ビットずつ２個のディジタルオーディオ信号のサンプルとなるように振り分けるデインターリーブを行った後にデインターリーブで振り分けられたディジタルオーディオ信号のサンプル毎に誤り検出，および誤り訂正を行うようにしたから、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を有効に行うことができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態の説明では、送信側で、符号化ディジタルオーディオ信号を２ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する２−１０変換を行って、伝送路に送り出し、受信側で、１０−２変換を行ってもとの符号化ディジタルオーディオ信号を得るものについて説明したが、信号伝送の際の多ビット化変換は２−１０変換に限られるものではない。多ビット化変換がｎ−ｍ変換であるものへの本発明の適用に際しては、誤り訂正符号を付加した連続するｎ個のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成し、符号化オーディオ信号の連続するビット列を１ビットずつｎ個のディジタルオーディオ信号のサンプルとなるように振り分けるデインターリーブをするようにすれば、上記実施の形態と同様の効果を奏するものである。
【００３６】
以下、本発明を、送信側で、符号化ディジタルオーディオ信号を４ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する４−１０変換を行って、伝送路に送り出し、受信側で、１０−４変換を行ってもとの符号化ディジタルオーディオ信号を得るシステムに適用した変形例について説明する。
【００３７】
図８は、この変形例によるディジタル信号送信装置の構成を示すブロック図である。図において、８０１はディジタル信号送信装置である。８０２は入力されるビデオ信号を８ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する８−１０変換手段である。８０３は入力されるオーディオ信号を誤り訂正符号が付加された符号化オーディオ信号にする符号化器である。８０４は符号化器８０３が出力する符号化オーディオ信号を４ビット毎にそれぞれ１０ビットの信号に変換する４−１０変換手段である。８０５は８−１０変換手段８０２の出力と４−１０変換手段８０４の出力を多重化して送信する信号多重化送信手段である。
【００３８】
図９は図８に示すディジタル信号送信装置８０１の符号化器８０３の構成を示すブロック図である。図９において、９０１は入力されるオーディオ信号に対しそのサンプルごとに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加手段、９０２は誤り訂正符号付加手段９０１で誤り訂正符号を付加されて出力されるｎ番目のサンプル、ｎ＋１番目のサンプル、ｎ＋２番目のサンプル、ｎ＋３番目のサンプルを１ビットずつ巡回して出力するインターリーブ手段である。
【００３９】
符号化器８０３の誤り訂正符号付加手段９０１は、図１，図２に示す実施の形態の符号化器１０３の誤り訂正符号付加手段２０１と同様、図３に示す構成を有する。
【００４０】
まず、送信時の動作について説明する。図８において、ディジタル信号送信装置８０１には、たとえばＤＶＤプレーヤ等の信号源から出力されるディジタルビデオ信号とディジタルオーディオ信号が入力される。入力されたディジタルビデオ信号とディジタルオーディオ信号のうちディジタルビデオ信号については、８−１０変換手段８０２により、８ビットごとに１０ビットの信号に変換される（８−１０変換）。一方、ディジタル信号送信装置８０１に入力されたディジタルオーディオ信号は、符号化器８０３に入力される。
【００４１】
誤り訂正符号付加手段９０１には、図４（ａ）に示すような５６ビットのオーディオ信号がサンプル０→サンプル１→サンプル２（図示せず）→サンプル３（図示せず）→…の順に時系列で入力される。本実施の形態では図３に示すような８段の遅延手段を含む回路構成により、Ｇ（ｘ）＝１＋ｘ６＋ｘ７＋ｘ８の巡回符号多項式を実現し、各サンプルに対し８ビットの誤り訂正符号を生成してこれを付加する。すなわち、図３において、／Ｔシンドローム入力を１とした状態でデータ入力から５６ビットのオーディオ信号を順次入力し、５６ビットすべて入力し終わったタイミングで／Ｔシンドローム入力を０とし、この状態で８ビット分シフト動作させたときにシンドローム出力として出力される８ビットの信号を誤り訂正符号として付加する。これにより、図４（ｂ）に示すように、サンプル０は誤り訂正符号ＢＣＨ０が付加され、サンプル１は誤り訂正符号ＢＣＨ１が付加され、誤り訂正符号付加手段９０１より順次出力される。インターリーブ手段９０２は、誤り訂正符号付加手段９０１で誤り訂正符号が付加されたオーディオ信号の連続する４つのサンプルを一旦蓄積し、この４つのサンプルから１ビットずつ巡回して取り出して出力する。図４（ｂ）に示すサンプルを例として説明すると、インターリーブ手段９０２は、誤り訂正符号付加手段９０１からサンプル０，サンプル１，サンプル２，サンプル３の順に入力される誤り訂正符号が付加されたオーディオ信号を一旦蓄積し、サンプル０の１ビット目、サンプル１の１ビット目、サンプル２の１ビット目、サンプル３の１ビット目、次にサンプル０の２ビット目、サンプル１の２ビット目、サンプル２の２ビット目、サンプル３の２ビット目、……サンプル０の６４ビット目、サンプル１の６４ビット目、サンプル２の６４ビット目、サンプル３の６４ビット目、というように４つのサンプルから巡回して１ビットずつ取り出して出力する。
【００４２】
インターリーブ手段９０２によってインターリーブ処理された符号化オーディオ信号（誤り訂正符号が付加されたオーディオ信号）は、４−１０変換手段８０４において、連続する４ビットごとに１０ビットの信号に変換される（４−１０変換）。
【００４３】
信号多重化送信手段８０５は、８−１０変換手段８０２で８−１０変換されたビデオ信号と４−１０変換手段８０４で４−１０変換された符号化オーディオ信号を多重化し、送信する。
【００４４】
図１０は、本変形例によるディジタル信号受信装置の構成を示すブロック図である。図において、１００１はディジタル信号受信装置である。１００２はディジタル信号送信装置１００１から送信された多重化伝送信号を受信し、８−１０変換されたビデオ信号と４−１０変換された符号化オーディオ信号に分離して出力する受信分離手段である。１００３は入力される８−１０変換されたビデオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの８ビットの信号に変換する１０−８変換手段である。１００４は入力される４−１０変換された符号化オーディオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの４ビットの信号に変換する１０−４変換手段である。１００５は１０−４変換手段１００４により１０−４変換された符号化オーディオ信号の伝送誤りを検出，訂正する復号化器である。
【００４５】
図１１は図１０に示すディジタル信号受信装置１００１の復号化器１００５の構成を示すブロック図である。図１１において、１１０１は入力される符号化オーディオ信号の連続するビット列を１ビットずつ４つのサンプルとなるように振り分けるデインターリーブ手段、１１０２はデインターリーブ手段１１０１によるデインターリーブ処理によって得られた符号化オーディオ信号の各サンプルを処理して伝送エラーの有無を検知し、エラーを検知したときにそのエラーを訂正するエラー訂正手段である。
【００４６】
次に、受信時の動作について説明する。受信分離手段１００２は、ディジタル信号送信装置８０１から送信された多重化伝送信号を受信し、８−１０変換されたビデオ信号と４−１０変換された符号化オーディオ信号に分離し、８−１０変換されたビデオ信号を１０−８変換手段１００３に対し、また４−１０変換された符号化オーディオ信号を１０−４変換手段１００４に対し、それぞれ出力する。１０−８変換手段１００３は入力される８−１０変換されたビデオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの８ビットの信号に変換し、ディジタルアナログコンバータ等の図示しない後段の信号処理手段に対し出力する。また、１０−４変換手段１００４は入力される４−１０変換された符号化オーディオ信号を１０ビット毎にそれぞれもとの４ビットの信号に変換し、復号化器１００５に対し出力する。復号化器１００５のデインターリーブ手段１１０１は、１０−４変換手段１００４から出力される符号化オーディオ信号の連続するビット列を１ビットずつ４つのサンプルとなるように振り分け（デインターリーブし）て、エラー訂正手段１１０２に対し、サンプルごとに順次出力する。エラー訂正手段１１０２は、図３に示すものと同一の構成を有する巡回多項式回路を備えており、デインターリーブされた符号化オーディオ信号のサンプルはこの巡回多項式回路のデータ入力から順次入力される。この巡回多項式回路に誤り訂正符号が付加された６４ビットのサンプルを通すと、伝送誤りがない場合には、シンドローム出力の最後の８ビットがすべて０となる。エラー訂正手段１１０２は、シンドローム出力の最後の８ビットがすべて０であるときには、伝送誤りは無いと判断し、入力された符号化オーディオ信号から誤り訂正符号を取り除いたディジタルオーディオ信号をディジタルアナログコンバータ等の図示しない後段の信号処理手段に対し出力する。一方、シンドローム出力の最後の８ビットがすべて０とはならないときには、伝送誤りが有ると判断し、以下の手順で誤りビットを特定し、特定した誤りビットを反転して誤り訂正をした後に誤り訂正符号を取り除いたディジタルオーディオ信号をディジタルアナログコンバータ等の図示しない後段の信号処理手段に対し出力する。図３に示すような巡回多項式回路では、入力されるサンプルに１ビットのみ誤りがあるときには、サンプルに続いてデータ入力から０を連続して入力していくと、たとえばサンプルのｎ番目のビットに誤りがある場合、０をｎビット分入力した時点でシンドローム出力に特定のパターンのビット列が現れ、サンプルのｎ番目のビットに誤りがあると判断することができる。
【００４７】
一般に求められる性能を有するディジタル信号を伝送する伝送路においては、短い期間に複数のビットエラーが生じることは稀である。ところが、ＤＤＷＧ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）によって定義されたデジタルディスプレイ接続用のインターフェースの規格のように、送信側でディジタルオーディオ信号の４−１０変換を行って、伝送路に送り出し、受信側で、１０−４変換を行って元のディジタルオーディオ信号を得るという伝送方法を用いる場合、１０−４変換では１０ビット全体から１つの４ビット信号に変換されるため、図１２に示すように、１０ビット信号中に１ビットの誤りがあると、その１０ビット信号はもはや変換されるべき４ビット信号を正しく示すものではなくなり、１０−４変換後の４ビット信号は、その４ビットとも誤った値をとることも考えられる。すなわち、伝送中に生じた１ビットのエラーが、受信側において、連続する４ビットのエラーになってしまうこととなる。この場合、この連続する４ビットのエラーを含む信号を、図３に示すような巡回多項式回路に入力してエラー検出を行っても、エラーが含まれていることは判定できるが、エラー箇所を特定することができず、エラー訂正することができない。
【００４８】
本変形例による誤り訂正符号化方法，および誤り訂正復号化方法では、送信側において、誤り訂正符号を付加した後にインターリーブを行い、該インターリーブした信号を４−１０変換して伝送するようにし、受信側において、１０−４変換した信号をデインターリーブした後にエラー検出及びエラー訂正を行うようにしている。すなわち、図１２の最下段に示すような連続する４ビットのエラーを含む信号は、１ビットのみのエラーを含む４つのサンプルにデインターリーブされた後にエラー検出及びエラー訂正がなされる。これにより、図３に示すような巡回多項式回路によってエラー箇所を特定することができ、エラー訂正することができる。
【００４９】
ところで、上述したように、送信側でディジタルオーディオ信号の４−１０変換を行って、伝送路に送り出し、受信側で、１０−４変換を行って元のディジタルオーディオ信号を得るという伝送方法を用いる場合、１０ビット信号中に１ビットの誤りがあると、１０−４変換後の４ビット信号は、（１，１，１，１）であったものが（０，０，０，０）になってしまう場合のように、その４ビットとも誤った値をとることもあるが、（１，１，１，１）であったものが（０，１，１，１）や（１，０，１，１）になる場合のように連続する４ビットのうちの１ビットのみが誤った値となることもある。このように連続する４ビットのうちの１ビットのみが誤った値となる場合は、本変形例のように１０−４変換した信号をデインターリーブすると、一のサンプルは１箇所の誤りを含むが、他のサンプルは誤りを含まない状態となる。ここで、伝送中に、１０−４変換後に４サンプル分の符号化オーディオ信号となる区間に２箇所の伝送誤りが生じた場合について考える。このような２箇所の伝送誤りが生じた場合であって、２箇所の伝送誤りのうちの１つが１０−４変換後の４ビット信号が、（１，１，１，１）であったものが（０，０，０，０）になってしまう場合のように４ビットとも誤った値をとる誤りであり、他の１つが（１，１，１，１）であったものが（０，１，１，１）や（１，０，１，１）になる場合のように連続する４ビットのうちの１ビットのみが誤った値となる誤りである場合は、１０−４変換した信号をデインターリーブすると、一のサンプルは２箇所の誤りを含むが、他のサンプルは１箇所の誤りを含む状態となる。従って、２箇所の誤りを含むサンプルについてはこのままでは誤り箇所を特定することができず、誤り訂正できないが、１箇所の誤りを含む他のサンプルについては誤り箇所の特定，誤り訂正ができる。そして、２箇所の誤りを含むサンプルは、１箇所の誤りを含む他のサンプルと同一箇所に誤りがあると推定できるので、１箇所の誤りを含む他のサンプルの誤り訂正結果を用いて２箇所の誤りを含むサンプルに含まれる誤りのうちの１つを訂正できる。その結果、２箇所の誤りを含んでいたサンプルは１箇所のみの誤りを含むものとなり、これをもう一度図３に示すような巡回多項式回路に入力してエラー検出を行えば、残りの誤り箇所の特定ができ、すべての誤りを訂正することができる。
【００５０】
従って、本変形例では、エラー訂正手段１１０２で、連続する４個のディジタルオーディオ信号のサンプルについてサンプル毎に誤り検出，および誤り訂正を行った際に、一のサンプルについて誤りは検出されたが誤り箇所の特定ができず、他のサンプルについて誤り検出，および誤り訂正が成功した場合に、この一のサンプルの、誤り検出，および誤り訂正が成功した他のサンプルで特定された誤り箇所に対応する箇所、のビットを反転させた後、該ビットを反転させた一のサンプルについて再度誤り検出，および誤り訂正を行うようにすることで、誤り訂正率を向上することができる。
【００５１】
このように本変形例では、送信側と受信側の間でディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号をディジタルインターフェース手段を介して伝送する際に、送信側で、ディジタルオーディオ信号のサンプル毎に誤り訂正符号を付加した後に誤り訂正符号を付加した連続する４個のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成して送信し、受信側で、受信した符号化オーディオ信号の連続するビット列を１ビットずつ４個のディジタルオーディオ信号のサンプルとなるように振り分けるデインターリーブを行った後にデインターリーブで振り分けられたディジタルオーディオ信号のサンプル毎に誤り検出，および誤り訂正を行うようにしたから、ＤＶＩによってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を有効に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
この発明は、たとえばＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）によってビデオ信号とオーディオ信号を多重化して伝送する際に、オーディオ信号のエラー検出、誤り訂正を効率良く行なうことのできる、誤り訂正符号化装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態による誤り訂正符号化方法を用いて符号化を行う符号化器を含むディジタル信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態による誤り訂正符号化方法を用いて符号化を行うディジタル信号送信装置における符号化器の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態による誤り訂正符号化方法を用いて符号化を行うディジタル信号送信装置における符号化器の誤り訂正符号付加手段の構成の一例を示す図である。
【図４（ａ）】誤り訂正付加手段に入力されるオーディオ信号のサンプルを示す図である。
【図４（ｂ）】誤り訂正符号が付加された符号化オーディオ信号のサンプルを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態による誤り訂正復号化方法を用いて復号化を行う復号化器を含むディジタル信号受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態による誤り訂正復号化方法を用いて復号化を行う復号化器の構成を示すブロック図である。
【図７】２−１０変換、および１０−２変換を用いてディジタル信号の伝送を行う場合に伝送路で生じたビットエラーが１０−２変換後の信号に伝搬する様子を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例によるディジタル信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示すディジタル信号送信装置８０１の符号化器８０３の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の変形例によるディジタル信号受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示すディジタル信号受信装置１００１の復号化器１００５の構成を示すブロック図である。
【図１２】４−１０変換、および１０−４変換を用いてディジタル信号の伝送を行う場合に伝送路で生じたビットエラーが１０−４変換後の信号に伝搬する様子を説明するための図である。

Claims (5)

1. 送信側から受信側にディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号を多重化して伝送する際に、伝送されるディジタルオーディオ信号に受信側において伝送誤りを訂正するために用いる誤り訂正符号を付加して符号化を行うディジタル信号送信装置であって、
   前記ディジタルオーディオ信号のサンプル毎に誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加手段と、
   前記誤り訂正符号付加手段で誤り訂正符号が各々付加された、連続するｎ個（ｎは２以上の整数）のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成するインターリーブ手段と、
   前記ディジタルビデオ信号を、連続する８ビット毎にそれぞれ連続する１０ビットの信号に変換するとともに、前記インターリーブ手段で生成された符号化オーディオ信号を、連続するｎビット毎（ｎは２以上の整数）にそれぞれ連続するｍビット（ｍはｎ＜ｍの整数）の信号に変換し、ディジタルビデオ信号およびディジタルオーディオ信号を多重化して伝送する伝送手段とを備えた、
   ことを特徴とするディジタル信号送信装置。
2. 請求項１に記載のディジタル信号送信装置において、
   前記伝送手段は、前記インターリーブ手段で生成された符号化オーディオ信号を、連続する２ビット毎にそれぞれ連続する１０ビットの信号に変換して伝送するものである、
   ことを特徴とするディジタル信号送信装置。
3. 請求項１または２に記載のディジタル信号送信装置において、
   前記インターリーブ手段は、誤り訂正符号が各々付加された、連続する２個のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成する、
   ことを特徴とするディジタル信号送信装置。
4. 請求項１に記載のディジタル信号送信装置において、
   前記伝送手段は、前記インターリーブ手段で生成された符号化オーディオ信号を、連続する４ビット毎にそれぞれ連続する１０ビットの信号に変換して伝送するものである、
   ことを特徴とするディジタル信号送信装置。
5. 請求項１または４に記載のディジタル信号送信装置において、
   前記インターリーブ手段は、誤り訂正符号が各々付加された、連続する４個のディジタルオーディオ信号のサンプルをインターリーブ処理して符号化オーディオ信号を生成する、
   ことを特徴とするディジタル信号送信装置。

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