(57)【要約】【課題】  画像データの転送速度を維持しながら、シリアル伝送路における高周波成分を低減可能なシリアル伝送装置を提供する。【解決手段】  画像データ送信装置１０において、送信対象画素データＰＢＤ１と送信対象画素データと隣接する隣接画素データＰＢＤ２に対して２回の排他的論理和処理を行って隣接するビット間の変化を低減させる等ビット長変換を行うビット変化低減符号化装置１１と、等ビット長変換された画素データＰＢＤ７をシリアルデータＳＢＤ７に変換するパラレルシリアル変換装置１２を備え、画像データ受信装置１５側において、受信したシリアルデータＳＢＤ７を画素データＰＢＤ７に変換するシリアルパラレル変換装置１７と、隣接画素データＰＢＤ２を用いて画素データＰＢＤ７に対して等ビット長変換の逆変換を行うビット変化低減復号化装置１８を備える。【選択図】        図１
2007243921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎを２以上の自然数とする２Ｎビット以上のパラレルバイナリデータ内の隣接するビット間におけるビット変化を低減するための等ビット長変換を行うビット変化低減符号化装置であって、
前記等ビット長変換の対象となる２Ｎビット以上の第１データと、前記第１データと等ビット長で空間的または時間的に隣接する第２データに対して、少なくとも２Ｎビットの対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第３データを出力する第１排他的論理和回路と、
前記第３データの上位Ｎビットの第４データと、前記第３データの内の前記第４データを除くＮビットの第５データに対して、前記第４データの各ビットと前記第５データの各ビットを任意の順番で対応させたビット同士の排他的論理和処理を行ってＮビットの第６データを出力する第２排他的論理和回路と、を備え、
前記第６データと前記第５データの各ビットを対応するビット同士が隣接するように所定の順番で配列して、前記等ビット長変換後のパラレルバイナリデータを生成することを特徴とするビット変化低減符号化装置。
【請求項２】
画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むパラレルバイナリデータの被処理データを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換してシリアル伝送路に送信するデータ送信装置であって、
請求項１に記載のビット変化低減符号化装置と、
前記ビット変化低減符号化装置によって前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータをシリアルバイナリデータに変換するパラレルシリアル変換装置と、を備え、
前記ビット変化低減符号化装置が、前記被処理データ中の所定のデータ単位における所定のデータ形式の要素データを前記第１データとして、前記第１データの前記データ単位と空間的または時間的に隣接する前記データ単位の同じ要素データを前記第２データとして、前記等ビット長変換を実行することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項３】
複数フレームの画像データからなる動画像データを構成するパラレルバイナリデータを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換してシリアル伝送路に送信するデータ送信装置であって、
請求項１に記載のビット変化低減符号化装置と、
前記ビット変化低減符号化装置によって時間的に前後して前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータの第１及び第２画像データに対して、対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第３画像データを生成する排他的論理和回路と、
前記排他的論理和回路によって前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータの前記第３画像データをシリアルバイナリデータに変換するパラレルシリアル変換装置と、を備え、
前記ビット変化低減符号化装置が、１フレームの前記画像データ中の１画素における所定のデータ形式の要素データを前記第１データとして、前記第１データの画素と空間的または時間的に隣接する画素の同じ要素データを前記第２データとして、前記等ビット長変換を実行し、
前記排他的論理和回路が、前記ビット変化低減符号化装置が前記等ビット長変換を実行して生成した２つの連続するフレームの前記画像データ中の同じ画素における２つの前記要素データを、前記第１及び第２画像データとして、前記排他的論理和処理を実行することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項４】
請求項１に記載のビット変化低減符号化装置によって前記等ビット長変換された２Ｎビット以上のパラレルバイナリデータを等ビット長逆変換して前記等ビット長変換前の原データに戻すビット変化低減復号化装置であって、
前記等ビット長逆変換の対象となる２Ｎビット以上の第７データからＮビットの前記第５データとＮビットの前記第６データを抽出して対応するビット同士の排他的論理和処理を行ってＮビットの第８データを出力する第３排他的論理和回路と、
前記第８データを上位Ｎビットに配列し、前記第５データを前記第３データ内でのビット位置と同じビット位置に配列して生成される２Ｎビット以上の第９データと、前記原データと等ビット長で空間的または時間的に隣接する前記第２データに対して、少なくとも２Ｎビットの対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って前記原データを出力する第４排他的論理和回路を備えていることを特徴とするビット変化低減復号化装置。
【請求項５】
シリアル伝送路に送信された画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むシリアルバイナリデータの被処理データを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータに変換するデータ受信装置であって、
前記シリアル伝送路から受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換装置と、
請求項４に記載のビット変化低減復号化装置と、を備え、
前記ビット変化低減復号化装置が、前記シリアルパラレル変換装置で変換されたパラレルバイナリデータを前記第７データとして、前記第７データの所定のデータ単位と空間的または時間的に隣接する前記データ単位における同じ所定のデータ形式の要素データであって既に前記ビット変化低減復号化装置によって前記等ビット長逆変換された原データを前記第２データとして、前記等ビット長逆変換を実行することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項６】
複数フレームの画像データからなる動画像データを構成するパラレルバイナリデータを等ビット長でパラレルシリアル変換した後にシリアル伝送路に送信されたシリアルバイナリデータを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータに変換するデータ受信装置であって、
前記シリアル伝送路から受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換装置と、
前記シリアルパラレル変換装置によって変換されたパラレルバイナリデータと、等ビット長の第１中間画像データに対して、対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第２中間画像データを生成する排他的論理和回路と、
請求項４に記載のビット変化低減復号化装置と、を備え、
前記排他的論理和回路が、前記シリアルパラレル変換装置で変換された２つの連続するフレームの同じ画素における２つの所定のデータ形式の要素データを、前記第１及び第２画像データとして、前記排他的論理和処理を実行し、
前記ビット変化低減復号化装置が、前記排他的論理和回路で排他的論理和処理されたパラレルバイナリデータを前記第７データとして、前記第７データの画素と空間的または時間的に隣接する画素の同じ前記要素データであって既に前記ビット変化低減復号化装置によって前記等ビット長逆変換された原データを前記第２データとして、前記等ビット長逆変換を実行することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項７】
画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むデータを、シリアル伝送路を介して送受信するデータ送受信装置であって、
請求項２に記載のデータ送信装置と、
請求項５に記載のデータ受信装置と、を備えてなることを特徴とするデータ送受信装置。  
【請求項８】
動画像データを、シリアル伝送路を介して送受信するデータ送受信装置であって、
請求項３に記載のデータ送信装置と、
請求項６に記載のデータ受信装置と、を備えてなることを特徴とするデータ送受信装置。  
【請求項９】
Ｎを２以上の自然数とする２Ｎビット以上のパラレルバイナリデータ内の隣接するビット間におけるビット変化を低減するための等ビット長変換を行うビット変化低減符号化方法であって、
前記等ビット長変換の対象となる２Ｎビット以上の第１データと、前記第１データと等ビット長で空間的または時間的に隣接する第２データに対して、少なくとも２Ｎビットの対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第３データを出力する第１排他的論理和処理工程と、
前記第３データの上位Ｎビットの第４データと、前記第３データの内の前記第４データを除くＮビットの第５データに対して、前記第４データの各ビットと前記第５データの各ビットを任意の順番で対応させたビット同士の排他的論理和処理を行ってＮビットの第６データを出力する第２排他的論理和処理工程と、
前記第６データと前記第５データの各ビットを対応するビット同士が隣接するように所定の順番で配列して、前記等ビット長変換後のパラレルバイナリデータを生成する第１ビット配列変換工程と、
を有することを特徴とするビット変化低減符号化方法。
【請求項１０】
画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むパラレルバイナリデータの被処理データを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換してシリアル伝送路に送信するデータ送信方法であって、
請求項９に記載のビット変化低減符号化方法の各工程と、
前記ビット変化低減符号化方法によって前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータをシリアルバイナリデータに変換するパラレルシリアル変換処理工程と、を有し、
前記被処理データ中の所定のデータ単位における所定のデータ形式の要素データを前記第１データとして、前記第１データの前記データ単位と空間的または時間的に隣接する前記データ単位の同じ要素データを前記第２データとして、前記ビット変化低減符号化方法の前記等ビット長変換を実行することを特徴とするデータ送信方法。
【請求項１１】
複数フレームの画像データからなる動画像データを構成するパラレルバイナリデータを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換してシリアル伝送路に送信するデータ送信方法であって、
請求項９に記載のビット変化低減符号化方法の各工程と、
前記ビット変化低減符号化方法によって時間的に前後して前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータの第１及び第２画像データに対して、対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第３画像データを生成する排他的論理和処理工程と、
前記排他的論理和処理工程によって前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータの前記第３画像データをシリアルバイナリデータに変換するパラレルシリアル変換工程と、を有し、
１フレームの前記画像データ中の１画素における所定のデータ形式の要素データを前記第１データとして、前記第１データの画素と空間的または時間的に隣接する画素の同じ要素データを前記第２データとして、前記ビット変化低減符号化方法の前記等ビット長変換を実行し、
前記ビット変化低減符号化方法の前記等ビット長変換によって生成した２つの連続するフレームの前記画像データ中の同じ画素における２つの前記要素データを、前記第１及び第２画像データとして、前記排他的論理和処理工程を実行することを特徴とするデータ送信方法。
【請求項１２】
請求項９に記載のビット変化低減符号化方法によって前記等ビット長変換された２Ｎビット以上のパラレルバイナリデータを等ビット長逆変換して前記等ビット長変換前の原データに戻すビット変化低減復号化方法であって、
前記等ビット長逆変換の対象となる２Ｎビット以上の第７データからＮビットの前記第５データとＮビットの前記第６データを抽出して対応するビット同士の排他的論理和処理を行ってＮビットの第８データを出力する第３排他的論理和処理工程と、
前記第８データを上位Ｎビットに配列し、前記第５データを前記第３データ内でのビット位置と同じビット位置に配列して２Ｎビット以上の第９データを生成する第２ビット配列変換工程と、
前記第９データと、前記原データと等ビット長で空間的または時間的に隣接する前記第２データに対して、少なくとも２Ｎビットの対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って前記原データを出力する第４排他的論理和処理工程と、
を備えていることを特徴とするビット変化低減復号化方法。
【請求項１３】
シリアル伝送路に送信された画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むシリアルバイナリデータの被処理データを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータに変換するデータ受信方法であって、
前記シリアル伝送路から受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換処理工程と、
請求項１２に記載のビット変化低減復号化方法の各工程と、を有し、
前記シリアルパラレル変換処理工程で変換されたパラレルバイナリデータを前記第７データとして、前記第７データの所定のデータ単位と空間的または時間的に隣接する前記データ単位における同じ所定のデータ形式の要素データであって既に前記ビット変化低減復号化方法によって前記等ビット長逆変換された原データを前記第２データとして、前記ビット変化低減復号化方法の前記等ビット長逆変換を実行することを特徴とするデータ受信方法。
【請求項１４】
複数フレームの画像データからなる動画像データを構成するパラレルバイナリデータを等ビット長で変換した後にシリアル伝送路に送信されたシリアルバイナリデータを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータに変換するデータ受信方法であって、
前記シリアル伝送路から受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換工程と、
前記シリアルパラレル変換工程で変換されたパラレルバイナリデータと、等ビット長の第１中間画像データに対して、対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第２中間画像データを生成する排他的論理和処理工程と、
請求項１２に記載のビット変化低減復号化方法の各工程と、を有し、
前記シリアルパラレル変換工程で変換された２つの連続するフレームの同じ画素における２つの所定のデータ形式の要素データを、前記第１及び第２画像データとして、前記排他的論理和処理を実行し、
前記排他的論理和処理工程で排他的論理和処理されたパラレルバイナリデータを前記第７データとして、前記第７データの画素と空間的または時間的に隣接する画素の同じ前記要素データであって既に前記ビット変化低減復号化方法によって前記等ビット長逆変換された原データを前記第２データとして、前記ビット変化低減復号化方法による前記等ビット長逆変換を実行することを特徴とするデータ受信方法。
【請求項１５】
画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むデータを、シリアル伝送路を介して送受信するデータ送受信方法であって、
請求項１０に記載のデータ送信方法によって、パラレルバイナリデータの原データを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換して前記シリアル伝送路に送信し、
請求項１３に記載のデータ受信方法によって、前記シリアル伝送路に送信された前記シリアルバイナリデータを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータの前記原データに変換することを特徴とするデータ送受信方法。  
【請求項１６】
動画像データを、シリアル伝送路を介して送受信するデータ送受信方法であって、
請求項１１に記載のデータ送信方法によって、パラレルバイナリデータの原データを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換して前記シリアル伝送路に送信し、
請求項１４に記載のデータ受信方法によって、前記シリアル伝送路に送信された前記シリアルバイナリデータを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータの前記原データに変換することを特徴とするデータ送受信方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声データ、画像データ、或いは、音声を含む画像データ等のシリアル伝送装置及び方法に関し、特に、画像データ等のシリアル伝送における不要輻射による電磁妨害（ＥＭＩ）の低減技術に関する。また、本発明は、シリアル伝送における不要輻射低減化のために、画像データ等の被処理データ内の隣接するビット間におけるビット変化を低減するための等ビット長でのデータ変換処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリアルデータ伝送においては、シリアル伝送路からの不要輻射による電磁妨害（ＥＭＩ）が問題となる。ＥＭＩの主原因である不要輻射の輻射エネルギーは、伝送データに含まれる高周波成分に起因する。近年、データ量の大きい音声データや画像データ等のシリアルデータ伝送において、伝送レートが高くなってきているが、伝送レートが高くなるとシリアルデータの個々のビットに与えられる時間幅、即ち信号のパルス幅が短くなり、隣接するビット間でバイナリ値（０，１）が変化する変化点において信号が鋭利化し、伝送データに含まれる高周波成分が増加するので、ＥＭＩ問題はより顕著となる。
【０００３】
このようなＥＭＩの原因となる伝送データの高周波成分を抑制するために、シリアルデータの隣接ビット間でのバイナリ値の変化（ビット変化）を少なくしてデータ転送を行う手法が、幾つか提案されている（例えば、下記の特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１では、低ＥＭＩ化を図るため、シリアルデータのビット変化をより少なくして転送データの高周波成分を抑制するシリアルデータ転送装置が開示されている。図１４ に示すように、８ビットの入力データｂｉｔ［７：０］をシリアルデータに変換してデータ送信装置４０からシリアル伝送路２０に転送し、データ受信装置４５で復号化されたパラレルデータｂｉｔ［７：０］を出力する。特許文献１では、変化点数計数装置４１により入力データｂｉｔ［７：０］のビット変化の変化点数が所定値より低い場合は、入力データと変換しないことを表す１ビットの信号値０（ｂｉｔ８）を加え、計９ビットのｂｉｔ［８：０］を出力する。もし、変化点数計数装置４１により入力データｂｉｔ［７：０］の変化点数が所定値以上ならば、入力データを変化点数が少なくなるように符号装置４２で符号化し、これに入力データが変換されたことを表す１ビットの信号値１（ｂｉｔ８）を加え、計９ビットのｂｉｔ［８：０］を出力し、パラレルシリアル変換装置４３で符号化された９ビットのパラレルデータをシリアルデータに変換し、シリアル出力装置４４でシリアル伝送路２０にシリアルデータを送信する。次に、データ受信装置４５側では、次の処理を行う。シリアル入力装置４６でシリアルデータを受信し、シリアルパラレル変換装置４７で９ビットのパラレルデータｂｉｔ［８：０］に変換し、復号装置４８で８ビットの出力データｂｉｔ［７：０］を得る。符号化されたシリアルデータをシリアル伝送路に送ることにより、シリアル伝送路の高周波成分を減少させ、低ＥＭＩ化を図る。その反面、符号化において１ビットの追加が必要なため、元データが８ビットであるが、シリアル伝送路に送られるデータは９ビット必要になる。
【０００５】
特許文献２では、画像データのシリアル転送において、ビット変化をより少なくして転送データの高周波成分を抑制するシリアルデータ転送装置が開示されている。図１５に示すように、画像データ送信装置５０において、入力画素データｂｉｔ［７：０］と送信側画像記憶装置５４からの隣接画素データ（１ライン上側の画素データ）との差分を減算器５１で計算し、その結果をパラレルシリアル変換装置５２でシリアル変換し、シリアル出力装置５３からシリアル伝送路２０に転送し、画像データ受信装置５５において、シリアル入力装置５６で受信し、シリアルパラレル変換装置５７でパラレルデータに変換して、受信した９ビットのパラレルデータｂｉｔ［８：０］と受信側画像記憶装置５９で保存された隣接画素データ（１ライン上側の画素データ）を加算器５８で加算して復号化する。差分データの各ビットは０が多くなるので、シリアル伝送路２０上の高周波成分が減少し、低ＥＭＩ化を実現できる。但し、８ビットデータに対する差分データは、符号化前の８ビットに、減算処理後の正負の極性を示す１ビットを加えた計９ビットとなり、シリアル伝送路で送受信されるシリアルデータとして１ビット増えた９ビットが必要になる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４‐１７２９７１号公報
【特許文献２】特開２００４‐１７７７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１及び２で開示されている従来のシリアル伝送方法では、高周波成分を減らすために、シリアル伝送路で伝送されるシリアルデータのビット長が元のパラレルデータより拡張されている。シリアル伝送路で送受信するビット長を拡張すると、シリアルデータの転送速度が低下してしまうという問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上記従来のシリアル伝送方法における問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、パラレルバイナリデータ内の隣接するビット間におけるビット変化を等ビット長で低減可能なビット変化低減符号化装置及び方法、更にその復号化装置及び方法を提供する点にあり、第２の目的は、音声データや画像データ等の転送速度を維持しながら、シリアル伝送路における高周波成分を低減可能なシリアル伝送装置及び方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の目的を達成するための本発明に係るビット変化低減符号化装置または方法は、Ｎを２以上の自然数とする２Ｎビット以上のパラレルバイナリデータ内の隣接するビット間におけるビット変化を低減するための等ビット長変換を行うビット変化低減符号化装置または方法であって、前記等ビット長変換の対象となる２Ｎビット以上の第１データと、前記第１データと等ビット長で空間的または時間的に隣接する第２データに対して、少なくとも２Ｎビットの対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第３データを出力する第１排他的論理和処理と、前記第３データの上位Ｎビットの第４データと、前記第３データの内の前記第４データを除くＮビットの第５データに対して、前記第４データの各ビットと前記第５データの各ビットを任意の順番で対応させたビット同士の排他的論理和処理を行ってＮビットの第６データを出力する第２排他的論理和処理と、を行い、前記第６データと前記第５データの各ビットを対応するビット同士が隣接するように所定の順番で配列して、前記等ビット長変換後のパラレルバイナリデータを生成することを特徴とする。
【００１０】
更に、上記第１の目的を達成するための本発明に係るビット変化低減復号化装置または方法は、上記特徴のビット変化低減符号化装置または方法によって前記等ビット長変換された２Ｎビット以上のパラレルバイナリデータを等ビット長逆変換して前記等ビット長変換前の原データに戻すビット変化低減復号化装置または方法であって、前記等ビット長逆変換の対象となる２Ｎビット以上の第７データからＮビットの前記第５データとＮビットの前記第６データを抽出して対応するビット同士の排他的論理和処理を行ってＮビットの第８データを出力する第３排他的論理和処理と、前記第８データを上位Ｎビットに配列し、前記第５データを前記第３データ内でのビット位置と同じビット位置に配列して生成される２Ｎビット以上の第９データと、前記原データと等ビット長で空間的または時間的に隣接する前記第２データに対して、少なくとも２Ｎビットの対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って前記原データを出力する第４排他的論理和処理を備えていることを特徴とする。
【００１１】
更に、上記第２の目的を達成するための本発明に係るデータ送信装置または方法は、画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むパラレルバイナリデータの被処理データを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換してシリアル伝送路に送信するデータ送信装置または方法であって、上記特徴のビット変化低減符号化装置または方法の各処理と、前記ビット変化低減符号化装置または方法によって前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータをシリアルバイナリデータに変換するパラレルシリアル変換処理とを行い、前記ビット変化低減符号化装置または方法において、前記被処理データ中の所定のデータ単位における所定のデータ形式の要素データを前記第１データとして、前記第１データの前記データ単位と空間的または時間的に隣接する前記データ単位の同じ要素データを前記第２データとして、前記等ビット長変換を実行することを第１の特徴とする。
【００１２】
更に、本発明に係るデータ送信装置または方法は、複数フレームの画像データからなる動画像データを構成するパラレルバイナリデータを等ビット長のシリアルバイナリデータに変換してシリアル伝送路に送信するデータ送信装置または方法であって、上記特徴のビット変化低減符号化装置または方法の各処理と、前記ビット変化低減符号化装置または方法によって時間的に前後して前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータの第１及び第２画像データに対して、対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第３画像データを生成し、前記排他的論理和処理によって前記等ビット長変換されたパラレルバイナリデータの前記第３画像データをシリアルバイナリデータに変換し、前記ビット変化低減符号化装置または方法において、１フレームの前記画像データ中の１画素における所定のデータ形式の要素データを前記第１データとして、前記第１データの画素と空間的または時間的に隣接する画素の同じ要素データを前記第２データとして、前記等ビット長変換が実行され、前記ビット変化低減符号化装置または方法による前記等ビット長変換を実行して生成した２つの連続するフレームの前記画像データ中の同じ画素における２つの前記要素データを前記第１及び第２画像データとして、前記排他的論理和処理が実行されることを第２の特徴とする。
【００１３】
更に、上記第２の目的を達成するための本発明に係るデータ受信装置または方法は、シリアル伝送路に送信された画像データ及び音声データの少なくとも何れか一方を含むシリアルバイナリデータの被処理データを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータに変換するデータ受信装置または方法であって、前記シリアル伝送路から受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換処理と、上記特徴のビット変化低減復号化装置または方法の各処理とを行い、前記ビット変化低減復号化装置または方法において、前記シリアルパラレル変換装置で変換されたパラレルバイナリデータを前記第７データとして、前記第７データの所定のデータ単位と空間的または時間的に隣接する前記データ単位における同じ所定のデータ形式の要素データであって既に前記ビット変化低減復号化装置によって前記等ビット長逆変換された原データを前記第２データとして、前記等ビット長逆変換を実行することを第１の特徴とする。
【００１４】
更に、本発明に係るデータ受信装置または方法は、複数フレームの画像データからなる動画像データを構成するパラレルバイナリデータを等ビット長でパラレルシリアル変換した後にシリアル伝送路に送信されたシリアルバイナリデータを受信して等ビット長のパラレルバイナリデータに変換するデータ受信装置または方法であって、前記シリアル伝送路から受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換処理と、前記シリアルパラレル変換装置または方法によって変換されたパラレルバイナリデータと、等ビット長の第１中間画像データに対して、対応するビット位置のビット同士の排他的論理和処理を行って等ビット長の第２中間画像データを生成する処理と、上記特徴のビット変化低減復号化装置または方法の各処理とを行い、前記排他的論理和処理が、前記シリアルパラレル変換処理で変換された２つの連続するフレームの同じ画素における２つの所定のデータ形式の要素データを前記第１及び第２画像データとして、実行され、前記ビット変化低減復号化装置または方法において、前記排他的論理和処理されたパラレルバイナリデータを前記第７データとして、前記第７データの画素と空間的または時間的に隣接する画素の同じ前記要素データであって既に前記ビット変化低減復号化装置によって前記等ビット長逆変換された原データを前記第２データとして、前記等ビット長逆変換が実行されることを第２の特徴とする。
【００１５】
尚、上記データ送信装置または方法、或いは、データ受信装置または方法におけるパラレルバイナリデータ中の所定の「データ単位」とは、パラレルバイナリデータが画像データの場合は「画素」に相当し、音声データの場合には量子化のサンプリング単位に相当する。
【００１６】
上記特徴のビット変化低減符号化装置または方法では、第１排他的論理和処理において、第１データと第２データが相互に等ビット長で空間的または時間的に隣接するため、当該パラレルバイナリデータが画像データの画素データや音声データの量子化データの場合に、隣接するデータ間でデータ値が近似するため、量子化されたデータの上位のビットが共通する可能性が高く、両者の排他的論理和である第３データはその上位の数ビットにおいて“０”となる可能性が高い。そして、第２排他的論理和処理において、第３データの上位ビット側の“０”を多く含む第４データと、第３データの内の第４データを除く第４データと同じビット数の第５データとの排他的論理和である第６データは、第４データの各ビットの内ビット値は“０”の位置において、第５データと同じビット値となるため、第６データと第５データの各ビットを対応するビット同士が隣接するように所定の順番で配列して生成された等ビット長変換後のパラレルバイナリデータは、原データと比較して隣接するビット間におけるビット変化が減少する。
【００１７】
また、上記特徴のデータ送信装置または方法によれば、本発明に係るビット変化低減符号化装置または方法によって等ビット長変換したパラレルバイナリデータをパラレルシリアル変換してシリアル伝送路に送信するため、原データをそのままパラレルシリアル変換してシリアル伝送路に送信する場合と比較して、高周波成分が低減しているので、シリアル伝送路における不要輻射が抑制される。また、上記従来のシリアルデータ転送方法と比較して、隣接ビット間のビット変化低減が等ビット長変換によって実現されるため、シリアルデータの転送速度が低下することがない。この結果、被処理データの転送速度を維持しながら、シリアル伝送路における高周波成分を低減可能なシリアル伝送装置及び方法を提供することが可能となる。
【００１８】
上記特徴のビット変化低減復号化装置または方法では、本発明に係るビット変化低減符号化装置または方法によって等ビット長変換されたパラレルバイナリデータを、等ビット長変換前のパラレルバイナリデータに逆変換することができる。
【００１９】
また、上記特徴のデータ受信装置または方法によれば、本発明に係るデータ送信装置または方法によって、隣接するビット間におけるビット変化を等ビット長で低減されてシリアル伝送路に送信されたデータを、原データに復元することができるため、データ転送速度を維持しながら、シリアル伝送路における高周波成分を低減可能なシリアル伝送装置及び方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るビット変化低減符号化装置及び方法とビット変化低減復号化装置及び方法、並びに、本発明に係るデータ送信装置及び方法とデータ受信装置及び方法を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
〈第１実施形態〉
先ず、本発明に係るデータ送信装置とデータ受信装置の送受信対象となる被処理データが、静止画像データ（動画像データの１フレーム分の画像データも含まれる）または音声データの場合について説明する。以下の第１実施形態では、被処理データが静止画像データである場合を想定して説明するが、被処理データは音声データ、或いは、動画像データの１フレーム分の画像データであってもよい。また、被処理データが音声データ或いは動画像データである場合において、静止画像データと異なる点については、都度説明を加える。
【００２２】
図１は、本発明に係るデータ送信装置１０とデータ受信装置１５を備えたデータ送受信装置の概略構成を示すブロック図である。本発明に係るデータ送受信装置は、パラレルバイナリデータの静止画像データ（以下、適宜「画像データ」と称す。）を入力して符号化しシリアル伝送路２０に転送するデータ送信装置１０と、データ送信装置１０で使用する画像データを一時的に記憶する送信側データ記憶装置１４と、符号化されたシリアルバイナリデータをシリアル伝送路２０から受信して復号化し原画像データを再現するデータ受信装置１５と、データ受信装置１５で使用する原画像データを一時的に記憶する受信側データ記憶装置１９とを備えて構成される。尚、以下において、データ送信装置１０におけるパラレルバイナリデータと、データ受信装置１５で復号化されたパラレルバイナリデータの対応するデータ同士は、同じデータ番号を付して説明する。
【００２３】
図１に示すように、データ送信装置１０は、本発明に係るビット変化低減符号化装置１１と、ビット変化低減符号化装置１１で符号化されたパラレルバイナリデータをシリアルバイナリデータに変換するパラレルシリアル変換装置１２と、シリアルバイナリデータをシリアル伝送路２０に送信するシリアル出力装置１３とを備えて構成される。また、データ受信装置１５は、シリアル伝送路２０からシリアルバイナリデータを受信するシリアル入力装置１６と、シリアル入力装置１６が受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換装置１７と、本発明に係るビット変化低減復号化装置１８とを備えて構成される。
【００２４】
ビット変化低減符号化装置１１は、入力された画像データＰＢＤ１（第１データ）を、隣接するビット間におけるビット変化（バイナリ値の変化）を低減した等ビット長符号に変換（符号化）する等ビット長変換を、第１データＰＢＤ１より先に送信側データ記憶装置１４に入力され記憶されている画像データであって、等ビット長変換の対象となる第１データＰＢＤ１と空間的または時間的に隣接する画像データＰＢＤ２（第２データ）を用いて実行する。
【００２５】
ビット変化低減復号化装置１８は、シリアルパラレル変換装置１７でシリアルパラレル変換されたパラレルバイナリデータＰＢＤ７（第７データ）に対して、ビット変化低減符号化装置１１による等ビット長変換の逆変換を実行して原データ（第１データＰＢＤ１）に復号化する等ビット長逆変換を、第７データＰＢＤ７より先にビット変化低減復号化装置１８で復号化され受信側データ記憶装置１９に入力され記憶されている画像データであって、第７データＰＢＤ７の原データ（第１データＰＢＤ１）と空間的または時間的に隣接する画像データＰＢＤ２（第２データ）を用いて実行する。従って、ビット変化低減復号化装置１８で使用する第２データＰＢＤ２は、一旦、等ビット長変換された後に等ビット長逆変換されたパラレルバイナリデータである。
【００２６】
次に、本発明に係るデータ送受信装置での処理対象となる画像データ、及び、その送信順序について説明する。図２（Ａ）の画像表示に示すように、１フレーム分の画像データは、マトリクス状に２次元配置された画素（データ単位に相当）毎の画素データの集合として表される。各画素データがシリアル伝送路２０上をシリアル伝送される場合は、各画素データを左上の画素から右下の画素へと、右方向へのスキャンを優先して下方へとジグザグ状にスキャンしてスキャンされた順に、データ送信装置１０からデータ受信装置１５へ送信される。尚、被処理データが音声データの場合は、図３に示すように、一定のサンプリング間隔でアナログ音声データが量子化されたパラレルバイナリデータ（要素データに相当）が時系列に連続してなるサンプリングデータが、時系列の順に、データ送信装置１０からデータ受信装置１５へ送信される。
【００２７】
また、各画素データは、カラー画像の場合には、ＲＧＢ（赤、緑、青）やＹＣｂＣｒ（輝度、ｂ色差、ｒ色差）やＹＵＶ等のカラー画素表示形式の３つの要素データの集合として表現される。本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、各８ビットのＲＧＢデータ（要素データ）を送受信し、各要素データ（画素データの一部）は、ＭＳＢ→ＬＳＢの順序で送受信される場合を想定する。ここで、ＭＳＢ（Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  ｂｉｔ）は最上位のｂｉｔ７を表し、ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  ｂｉｔ）は最下位のｂｉｔ０を表す。本実施形態では、ＲＧＢの要素データ毎に分けて夫々同じ等ビット長変換を実施する場合を説明する。つまり、１回の処理対象となる第１データＰＢＤ１と第２データＰＢＤ２は、３つのＲＧＢデータ（要素データ）の何れか１つで、第１データＰＢＤ１と第２データＰＢＤ２は、相互に同じ種類（Ｒ、ＧまたはＢ）の要素データである。
【００２８】
次に、ビット変化低減符号化装置１１に入力する２つの画素データ（第１データＰＢＤ１と第２データＰＢＤ２）について説明する。本実施形態では、第２データＰＢＤ２は第１データＰＢＤ１に隣接する画素データを使用し、具体的には、一例として左隣の画素データを用いる。図２（Ｂ）に示すように、第２データＰＢＤ２は第１データＰＢＤ１より先にスキャンされるため、送信側データ記憶装置１４に先に入力されて記憶されるとともに、ビット変化低減符号化装置１１によって先に等ビット長変換され、データ受信装置１５側へ送信される。第２データＰＢＤ２は、第１データＰＢＤ１の直前に処理されるため、送信側データ記憶装置１４には、処理対象の第１データＰＢＤ１の１画素前の第２データＰＢＤ２だけを記憶すれば十分である。つまり、送信側データ記憶装置１４は、長さ１のＦＩＦＯメモリ（バッファ、キュー）等で実現できる。但し、データ転送開始時には、ＦＩＦＯメモリが空であるので第２データＰＢＤ２は記憶されていないので、データ転送開始時に送信側データ記憶装置１４のデータ値を０にリセットする。同様に、静止画像データの場合には、１フレームの左上隅の画素データの１つ前の画素は存在しないので、送信側データ記憶装置１４のデータ値を０にリセットする。尚、音声データの場合には、最初のサンプリング単位での量子化データも１つ前の要素データが存在しないので、送信側データ記憶装置１４のデータ値を０にリセットする。更に、動画像データの場合には、１フレームの左上隅の画素データの１つ前の画素は、１フレーム前の右下隅の画素になり、空間的に大きく離間するため採用せずに、送信側データ記憶装置１４のデータ値を０にリセットするか、或いは、１フレーム前の左上隅の画素データを使用する。後者の場合は、次フレームの左上隅の画素データの第２データ用に、左上隅の画素データを送信側データ記憶装置１４に記憶するようにしても構わない。
【００２９】
次に、本発明に係るビット変化低減符号化方法による等ビット長変換の処理手順を説明する。尚、本実施形態では、ビット変化低減符号化方法は、ビット変化低減符号化装置１１を用いて実行される。
【００３０】
図４に示すように、先ず、８ビットの排他的論理和演算を並列的に実行する第１排他的論理和回路２１により、第１データＰＢＤ１と第２データＰＢＤ２の対応するビット位置のビット同士の排他的論理和演算を行い、等ビット長、つまり、８ビットの第３データＰＢＤ３を生成する（第１排他的論理和処理工程）。ここで、第１データＰＢＤ１が、バイナリ表示で［１０１１０１０１］（左端がＭＳＢ、右端がＬＳＢ）であるとすると、隣接するビット間におけるビット変化の変化点は、ｂｉｔ７とｂｉｔ６間（１→０）、ｂｉｔ６とｂｉｔ５間（０→１）、ｂｉｔ４とｂｉｔ３間（１→０）、ｂｉｔ３とｂｉｔ２間（０→１）、ｂｉｔ２とｂｉｔ１間（１→０）、ｂｉｔ１とｂｉｔ０間（０→１）の６箇所ある。
【００３１】
本実施形態では、第２データＰＢＤ２として、第１データＰＢＤ１と隣接する画素データを用いるのは、隣接する画素データの各要素データ間ではデータ値が近似するためである。上記特許文献２では、この特性を利用して両画素データの差分データを生成して、上位ビットを０にしてビット変化の少ない送信データに変換している。本発明は、上記特許文献２と同様に、隣接する画素データの各要素データ間ではデータ値が近似するという特性を利用するものの、上記特許文献２とは異なり、両データの差分ではなく、排他的論理和を算出することで、減算処理における正負の極性を示す符号ビットの追加が不要になる。これにより送信データビット長を増加させない符号化が可能になる。第２データＰＢＤ２が、［１０１０１１１０］である場合、両データの排他的論理和（第３データＰＢＤ３）の値は［０００１１０１１］となる。この時点で、ビット変化の変化点は、ｂｉｔ５とｂｉｔ４間（０→１）、ｂｉｔ３とｂｉｔ２間（１→０）、ｂｉｔ２とｂｉｔ１間（０→１）の３箇所に減少している。ところが、単純な排他的論理和演算だけでは、処理対象の第１データＰＢＤ１のビット変化が元々少ない場合には、逆にビット変化が増加する可能性がある。
【００３２】
そこで、本実施形態では、更に第２の排他的論理和演算処理を以下の要領で実行する（第２排他的論理和処理工程）。第２排他的論理和処理工程では、第１排他的論理和処理工程で生成された第３データＰＢＤ３（８ビット）を上位４ビットの第４データＰＢＤ４（ｂｉｔ［７：４］）と下位４ビットの第５データＰＢＤ５（ｂｉｔ［３：０］）に分割して、４ビットの排他的論理和演算を並列的に実行する第２排他的論理和回路２２により、第４データＰＢＤ４と第５データＰＢＤ５の予め対応付けられたビット位置同士で第２の排他的論理和演算を行う。本実施形態では、一例として、ｂｉｔ７とｂｉｔ０間、ｂｉｔ６とｂｉｔ１間、ｂｉｔ５とｂｉｔ２間、ｂｉｔ４とｂｉｔ３間で、夫々排他的論理和演算を行い、４ビットの第６データＰＢＤ６（ｂｉｔ［３：０］）を生成する。ここで注目すべき点は、第１排他的論理和処理工程で生成された第３データＰＢＤ３（８ビット）を上位４ビットの第４データＰＢＤ４（ｂｉｔ［７：４］）は、第１データＰＢＤ１と第２データＰＢＤ２間のデータ値の近似性より、下位４ビットの第５データＰＢＤ５より、４ビットのデータ中にビット値として“０”が多く含まれる点である。
【００３３】
従って、上記第２の排他的論理和演算における第４データＰＢＤ４と第５データＰＢＤ５のビット対応では、第６データＰＢＤ６（ｂｉｔ［３：０］）と第５データＰＢＤ５（ｂｉｔ［３：０］）のビット順が反転しているため、第６データＰＢＤ６のｂｉｔ３〜０と第５データＰＢＤ５のｂｉｔ０〜３は夫々ビット値が一致する確率が高いので、それらを夫々隣接するように第５データＰＢＤ５と第６データＰＢＤ６のビット配列を入れ替えて８ビットの第７データＰＢＤ７を生成する（第１ビット配列変換工程）。この結果、第７データＰＢＤ７においてビット変化をより確実に低減することができる。
【００３４】
図６に示す例では、第１の排他的論理和演算後の第３データＰＢＤ３が［０００１１０１１］であるのに対して、最終的な等ビット長変換後の第７データＰＢＤ７は、［１１１１０００１］となり、ビット変化の変化点は、ｂｉｔ４とｂｉｔ３間（１→０）、ｂｉｔ１とｂｉｔ０間（０→１）の２箇所に抑制されていることが分かる。
【００３５】
図５に、本発明に係るビット変化低減符号化方法に使用可能なビット変化低減符号化装置１１の一回路構成例を示す。図５に示すように、第１排他的論理和回路２１は８個の２入力排他的論理和（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ＯＲ）ゲートで構成され、第２排他的論理和回路２２は４個の２入力排他的論理和ゲートで構成され、合計１２個の２入力排他的論理和ゲートで構成される。
【００３６】
データ送信装置１０では、ビット変化低減符号化装置１１で等ビット長変換された８ビットの第７データＰＢＤ７は、パラレルシリアル変換装置１２によりシリアルバイナリデータＳＢＤ７にパラレルシリアル変換され、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌａｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）方式等のシリアル出力装置１３により、シリアル伝送路２０に送信される。
【００３７】
データ受信装置１５では、シリアル伝送路２０に送信されたシリアルバイナリデータＳＢＤ７がシリアル入力装置１６により受信され、シリアルパラレル変換装置１７により、８ビットのパラレルバイナリデータＰＢＤ７（第７データ）にシリアルパラレル変換される。更に、シリアルパラレル変換装置１７で変換された第７データＰＢＤ７に対して、ビット変化低減復号化装置１８を用いて等ビット長逆変換を実行して、原データ（第１データＰＢＤ１）に復号化する。
【００３８】
次に、本発明に係るビット変化低減復号化方法による等ビット長逆変換の処理手順を説明する。尚、本実施形態では、ビット変化低減復号化方法は、ビット変化低減復号化装置１８を用いて実行される。
【００３９】
図６に示すように、先ず、８ビットの第７データＰＢＤ７（ｂｉｔ［７：０］）の奇数ビット（ｂｉｔ７、ｂｉｔ５、ｂｉｔ３、ｂｉｔ１）から４ビットの第６データＰＢＤ６（ｂｉｔ［３：０］）を抽出し、偶数ビット（ｂｉｔ６、ｂｉｔ４、ｂｉｔ２、ｂｉｔ０）から４ビットの第５データＰＢＤ５（ｂｉｔ［３：０］）を、ビット順を反転して抽出し、等ビット長変換処理時の第２の排他的論理和演算におけるビット対応関係で、４ビットの排他的論理和演算を並列的に実行する第３排他的論理和回路２３により、第６データＰＢＤ６と第５データＰＢＤ５の各ビットに対して第３の排他的論理和演算を並列的に実行して４ビットの第８データＰＢＤ８（ｂｉｔ［３：０］）を生成する（第３排他的論理和処理工程）。尚、第８データＰＢＤ８は、第４データＰＢＤ４に対応している。
【００４０】
次に、第８データＰＢＤ８（ｂｉｔ［３：０］）を上位４ビット（ｂｉｔ［７：４］）に配列し、第７データＰＢＤ７から抽出されビット順を反転した第５データＰＢＤ５（ｂｉｔ［３：０］）を下位４ビット（ｂｉｔ［３：０］）に配列して８ビットの第９データＰＢＤ９（ｂｉｔ［７：０］）を生成する（第２ビット配列変換工程）。
【００４１】
更に、第９データＰＢＤ９と、原データ（第１データＰＢＤ１）の左隣の画素データの同じ要素データであって、１画素前においてビット変化低減復号化装置１８によって等ビット長逆変換された第２データＰＢＤ２に対して、８ビットの排他的論理和演算を並列的に実行する第４排他的論理和回路２４により、対応するビット位置のビット同士の第４の排他的論理和演算を並列的に行う（第４排他的論理和処理工程）。この結果、第４の排他的論理和演算によって、原データ（第１データＰＢＤ１）が生成される。
【００４２】
ここで、第４の排他的論理和演算に使用する第２データＰＢＤ２は、１画素前の等ビット長逆変換処理で生成されて受信側データ記憶装置１９に入力され記憶されているデータを使用する。従って、受信側データ記憶装置１９としては、等ビット長逆変換された１画素前の第２データＰＢＤ２だけを記憶すれば十分であり、長さ１のＦＩＦＯメモリ（バッファ、キュー）等で実現できる。但し、データ転送開始時には、ＦＩＦＯメモリが空であるので第２データＰＢＤ２は記憶されていないので、データ転送開始時に受信側データ記憶装置１９のデータ値を０にリセットする。同様に、静止画像データの場合には、１フレームの左上隅の画素データの１つ前の画素は存在しないので、受信側データ記憶装置１９のデータ値を０にリセットする。尚、音声データの場合には、最初のサンプリング単位での量子化データも１つ前の要素データが存在しないので、受信側データ記憶装置１９のデータ値を０にリセットする。更に、動画像データの場合には、１フレームの左上隅の画素データの１つ前の画素は、１フレーム前の右下隅の画素になり、空間的に大きく離間するため採用せずに、受信側データ記憶装置１９のデータ値を０にリセットするか、或いは、１フレーム前の左上隅の画素データを使用する。後者の場合は、次フレームの左上隅の画素データの第２データ用に、左上隅の画素データを受信側データ記憶装置１９に記憶するようにしても構わない。
【００４３】
図７に、本発明に係るビット変化低減復号化方法に使用可能なビット変化低減復号化装置１８の一回路構成例を示す。図７に示すように、第３排他的論理和回路２３は４個の２入力排他的論理和ゲートで構成され、第４排他的論理和回路２４は４個の２入力排他的論理和ゲートで構成され、合計１２個の２入力排他的論理和ゲートで構成される。
【００４４】
次に、本発明に係るデータ送信装置及び方法によるＥＭＩの低減効果について説明する。図８（Ａ）は、ある１フレームの画像の８ビットＲＧＢデータのビット変化数を、ＲＧＢの各要素データ別に測定した結果を纏めた表である。表の左から２〜４列目のＲＧＢ別の数字は０〜７の各ビット変化数の画素数を示す。左から５列目のＲＧＢ合計の数字は、２〜４列目のＲＧＢ別の画素数の合計を示す。右端の（変化数×ＲＧＢ）はビット変化数とＲＧＢ合計の画素数の積、ビット変化数別の総要素データ数を示す。従って、右下隅の（変化数×ＲＧＢ）の合計は、本フレームの画像のビット変化の総数を表しており、その数は５０１８８７５である。１要素データ当たりの平均のビット変化数は４．２９である。但し、この集計には、８ビットのＲＧＢデータ間のビット変化は考慮していない。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すＲＧＢ別のビット変化数毎の画素数をグラフ表示したものである。図８（Ｂ）より、画素数の分布はビット変化数３〜５付近に集中していることが分かる。
【００４５】
図９（Ａ）は、図８（Ａ）に示すビット変化の１フレームの画像データの各要素データに、本発明に係るビット変化低減符号化方法の等ビット長変換を施した後の１フレームの画像データのビット変化数を、図８（Ａ）と同じ要領で集計した表である。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示すＲＧＢ別のビット変化数毎の画素数をグラフ表示したものである。図９（Ａ）の右下隅の（変化数×ＲＧＢ）の合計が示す等ビット長変換後のビット変化の総数は２９９８５７２、１要素データ当たりの平均のビット変化数は２．５６であり、等ビット長変換前の５０１８８７５の約６０％に減少している。また、図９（Ｂ）より、画素数の分布はビット変化数１〜３付近に集中していることが分かり、８ビットのＲＧＢデータ当たりのビット変化が平均で約１．７３少なくなっている。これより、本発明に係るビット変化低減符号化方法の等ビット長変換の結果、１フレームの画像データのビット変化数が全体的に減少し、低ＥＭＩ化が実現できていることが分かる。
【００４６】
〈第２実施形態〉
次に、本発明に係るデータ送信装置とデータ受信装置の送受信対象となる被処理データが、動画像データの場合について説明する。
【００４７】
図１０は、動画像データ用の本発明に係るデータ送信装置３０とデータ受信装置３５を備えたデータ送受信装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示す第１実施形態のデータ送信装置１０とデータ受信装置１５の構成要素と共通する部分には共通の符号を付して説明する。
【００４８】
本発明に係るデータ送受信装置は、パラレルバイナリデータの動画像データ（以下、適宜「画像データ」と称す。）を入力して符号化しシリアル伝送路２０に転送するデータ送信装置３０と、データ送信装置３０で使用する画像データ及び中間画像データを一時的に記憶する２つの送信側データ記憶装置１４、３４と、符号化されたシリアルバイナリデータをシリアル伝送路２０から受信して復号化し原画像データを再現するデータ受信装置３５と、データ受信装置３５で使用する中間画像データ及び原画像データを一時的に記憶する２つの受信側データ記憶装置３９、１９とを備えて構成される。尚、以下において、データ送信装置３０におけるパラレルバイナリデータと、データ受信装置３５で復号化されたパラレルバイナリデータの対応するデータ同士は、同じデータ番号を付して説明する。
【００４９】
図１０に示すように、データ送信装置３０は、本発明に係る２段に縦列接続したビット変化低減符号化装置１１、３１と、後段のビット変化低減符号化装置３１で符号化されたパラレルバイナリデータをシリアルバイナリデータに変換するパラレルシリアル変換装置１２と、シリアルバイナリデータをシリアル伝送路２０に送信するシリアル出力装置１３とを備えて構成される。また、データ受信装置３５は、シリアル伝送路２０からシリアルバイナリデータを受信するシリアル入力装置１６と、シリアル入力装置１６が受信したシリアルバイナリデータをパラレルバイナリデータに変換するシリアルパラレル変換装置１７と、本発明に係る２段に縦列接続したビット変化低減復号化装置３８、１８とを備えて構成される。
【００５０】
前段のビット変化低減符号化装置１１は、入力された画像データＰＢＤ１（第１データ）を、隣接するビット間におけるビット変化（バイナリ値の変化）を低減した等ビット長符号に変換（符号化）する等ビット長変換を、第１データＰＢＤ１より先に送信側データ記憶装置１４に入力され記憶されている画像データであって、等ビット長変換の対象となる第１データＰＢＤ１と同一フレーム内で空間的に隣接する画像データＰＢＤ２（第２データ）を用いて実行し、中間画像データＰＢＤ７’（第７データ）を生成する。尚、前段のビット変化低減符号化装置１１の回路構成及び等ビット長変換処理は、第１実施形態のビット変化低減符号化装置１１の回路構成及び等ビット長変換処理と全く同じである。
【００５１】
後段のビット変化低減符号化装置３１は、前段のビット変化低減符号化装置１１で生成された中間画像データＰＢＤ７’（第７データ）を、隣接するビット間におけるビット変化（バイナリ値の変化）を低減した等ビット長符号に変換（符号化）する等ビット長変換を、第７データＰＢＤ７’（中間画像データ）より先に送信側データ記憶装置３４に入力され記憶されている同じ中間画像データであって、等ビット長変換の対象となる第７データＰＢＤ７’より１フレーム前の同じ画素位置の画像データＰＢＤ１１（第１１データ）を用いて実行し、等ビット長のパラレルバイナリデータＰＢＤ１０（第１０データ）を生成する。尚、後段のビット変化低減符号化装置３１による等ビット長変換処理は、前段のビット変化低減符号化装置１１による等ビット長変換処理より簡素化された等ビット長変換処理を行う。具体的には、後段のビット変化低減符号化装置３１は、図１１に示すように、入力された２つのパラレルバイナリデータの対応するビット同士の排他的論理和演算を行う排他的論理和回路で構成される。
【００５２】
前段のビット変化低減復号化装置３８は、シリアルパラレル変換装置１７でシリアルパラレル変換されたパラレルバイナリデータＰＢＤ１０（第１０データ）に対して、後段のビット変化低減符号化装置３１による等ビット長変換の逆変換を実行して中間画像データ（第７データＰＢＤ７’）に復号化する等ビット長逆変換を、第７データＰＢＤ７’より先にビット変化低減復号化装置１８で復号化され受信側データ記憶装置３９に入力され記憶されている同じ中間画像データであって、等ビット長逆変換の対象となる第１０データＰＢＤ１０より１フレーム前の同じ画素位置の中間画像データＰＢＤ１１（第１１データ）を用いて実行する。前段のビット変化低減復号化装置３８は、後段のビット変化低減符号化装置３１と同様に、図１１に示すような、入力された２つのパラレルバイナリデータの対応するビット同士の排他的論理和演算を行う排他的論理和回路で構成される。
【００５３】
後段のビット変化低減復号化装置１８は、前段のビット変化低減復号化装置３８で復号化されたパラレルバイナリデータＰＢＤ７’（第７データ、中間画像データ）に対して、前段のビット変化低減符号化装置１１による等ビット長変換の逆変換を実行して原データ（第１データＰＢＤ１）に復号化する等ビット長逆変換を、第７データＰＢＤ７’より先にビット変化低減復号化装置１８で復号化され受信側データ記憶装置１９に入力され記憶されている画像データであって、第７データＰＢＤ７’の原データ（第１データＰＢＤ１）と同一フレーム内で空間的に隣接する画像データＰＢＤ２（第２データ）を用いて実行する。従って、後段のビット変化低減復号化装置１８で使用する第２データＰＢＤ２は、等ビット長変換を２回実行された後に等ビット長逆変換を２回実行されたパラレルバイナリデータである。尚、後段のビット変化低減復号化装置１８の回路構成及び等ビット長逆変換処理は、第１実施形態のビット変化低減復号化装置１８の回路構成及び等ビット長逆変換処理と全く同じである。
【００５４】
次に、本発明に係る画像データ送受信装置での処理対象となる動画像データ、及び、その送信順序について説明する。図１２（Ａ）の画像表示に示すように、動画像データは、１フレーム分の画像データが、時間的に連続して複数フレーム存在する。従って、図１２（Ｂ）に示すように、各フレームの画像データは、フレーム毎の時間的な前後関係に応じて画像データ送信装置１０から画像データ受信装置１５へ送信される。尚、１フレーム分の画像データは、マトリクス状に２次元配置された画素毎の画素データの集合として表される。各画素データがシリアル伝送路２０上をシリアル伝送される場合は、各画素データを左上の画素から右下の画素へと、右方向へのスキャンを優先して下方へとジグザグ状にスキャンしてスキャンされた順に、画像データ送信装置１０から画像データ受信装置１５へ送信される。また、各画素データがカラー画像の場合については、第１実施形態の静止画像データの場合と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００５５】
次に、後段のビット変化低減符号化装置３１に入力する２つの中間画像データ（第７データＰＢＤ７’と第１１データＰＢＤ１１）について説明する。前段のビット変化低減符号化装置１１に入力する２つの画素データ（第１データＰＢＤ１と第２データＰＢＤ２）については、第１実施形態におけるビット変化低減符号化装置１１に入力する２つの画素データ（第１データＰＢＤ１と第２データＰＢＤ２）と同じであるので、重複する説明は省略する。
【００５６】
本実施形態では、第１１データＰＢＤ１１は第７データＰＢＤ７’より１フレーム前の同一画素の画素データを使用する。第１１データＰＢＤ１１は第７データＰＢＤ７’より先に前段のビット変化低減符号化装置１１で符号化処理されるため、送信側データ記憶装置３４に先に入力されて記憶されるとともに、後段のビット変化低減符号化装置３１によって先に等ビット長変換され、データ受信装置３５側へ送信される。第１１データＰＢＤ１１は、第７データＰＢＤ７’の１フレーム前に処理されるため、送信側データ記憶装置３４には、処理対象の第７データＰＢＤ７’の１フレーム分を記憶する必要がある。つまり、送信側データ記憶装置３４は、長さが１フレームの画素数のＦＩＦＯメモリ等で実現できる。但し、データ転送開始時には、ＦＩＦＯメモリが空であるので第１１データＰＢＤ１１は記憶されていないので、データ転送開始時に送信側データ記憶装置３４のデータ値を０にリセットする。
【００５７】
尚、前段のビット変化低減符号化装置１１を用いて実行される等ビット長変換の処理手順は、生成されたパラレルバイナリデータＰＢＤ７’に対する後処理に違いはあるが、第１実施形態において説明したビット変化低減符号化装置１１を用いて実行される本発明に係るビット変化低減符号化方法による等ビット長変換の処理手順と同じであるので、重複する説明は省略する。
【００５８】
次に、後段のビット変化低減符号化装置３１を用いて実行される等ビット長変換の処理手順について説明する。後段のビット変化低減符号化装置３１の等ビット長変換処理は、図１１に示す排他的論理和回路による排他的論理和演算で実行できる。前段のビット変化低減符号化装置１１による等ビット長変換処理によって、パラレルバイナリデータのビット変化にビット位置による偏りがなくなっているため、前段のビット変化低減符号化装置１１のようなビットの並び替え処理は不要である。尚、後段のビット変化低減符号化装置３１は、パラレルバイナリデータが８ビットの場合には、８個の２入力排他的論理和ゲートで構成される。
【００５９】
図１２に示す例の如く、前段のビット変化低減符号化装置１１の出力データである中間画像データＰＢＤ７’が［１１１１０００１］で、１フレーム前の中間画像データＰＢＤ１１が［１１１１００００］となっている場合、後段のビット変化低減符号化装置３１の出力データＰＢＤ１０のビット変化の変化点は、ｂｉｔ１とｂｉｔ０間（０→１）の１箇所に抑制されていることが分かる。
【００６０】
データ送信装置３０では、２段のビット変化低減符号化装置１１、３１で順番に等ビット長変換された後の８ビットの第１０データＰＢＤ１０は、パラレルシリアル変換装置１２によりシリアルバイナリデータＳＢＤ１０にパラレルシリアル変換され、ＬＶＤＳ方式等のシリアル出力装置１３により、シリアル伝送路２０に送信される。
【００６１】
データ受信装置３５では、シリアル伝送路２０に送信されたシリアルバイナリデータＳＢＤ１０がシリアル入力装置１６により受信され、シリアルパラレル変換装置１７により、８ビットのパラレルバイナリデータＰＢＤ１０（第１０データ）にシリアルパラレル変換される。更に、シリアルパラレル変換装置１７で変換された第１０データＰＢＤ１０に対して、２段のビット変化低減復号化装置３８、１８を用いて順番に等ビット長逆変換を実行して、原データ（第１データＰＢＤ１）に復号化する。
【００６２】
次に、前段のビット変化低減復号化装置３８に入力する２つの画像データ（第１０データＰＢＤ１０と第１１データＰＢＤ１１）について説明する。一方の入力画像データは、シリアルパラレル変換装置１７で変換された第１０データＰＢＤ１０である。他方の入力画像データＰＢＤ１１（第１１データ）は、ビット変化低減復号化装置３８による１フレーム前の等ビット長逆変換処理で生成されて受信側データ記憶装置３９に入力され記憶されているデータを使用する。従って、受信側データ記憶装置３９としては、等ビット長逆変換された１フレーム前の第１１データＰＢＤ１１を記憶する必要がある。受信側データ記憶装置３９は、長さが１フレームの画素数のＦＩＦＯメモリ等で実現できる。但し、データ転送開始時には、ＦＩＦＯメモリが空であるので第１１データＰＢＤ１１は記憶されていないので、データ転送開始時に受信側データ記憶装置３９のデータ値を０にリセットする。
【００６３】
次に、後段のビット変化低減復号化装置１８に入力する中間画像データ（第７データＰＢＤ７’）と原画像データ（第２データＰＢＤ２）について説明する。中間画像データ（第７データＰＢＤ７’）は、前段のビット変化低減復号化装置３８で復号化された中間画像データである。原画像データ（第２データＰＢＤ２）は、ビット変化低減復号化装置１８による１画素前の等ビット長逆変換処理で生成され、第７データＰＢＤ７’より先に受信側データ記憶装置１９に入力され記憶されている画像データを使用する。従って、受信側データ記憶装置１９としては、等ビット長逆変換された１画素前の第２データＰＢＤ２だけを記憶すれば十分であり、長さ１のＦＩＦＯメモリ（バッファ、キュー）等で実現できる。但し、データ転送開始時には、ＦＩＦＯメモリが空であるので第２データＰＢＤ２は記憶されていないので、データ転送開始時に受信側データ記憶装置１９のデータ値を０にリセットする。同様に、１フレームの左上隅の画素データの１つ前の画素は、１フレーム前の右下隅の画素になり、空間的に大きく離間するため採用せずに、受信側データ記憶装置１９のデータ値を０にリセットするか、或いは、１フレーム前の左上隅の画素データを使用する。後者の場合は、次フレームの左上隅の画素データの第２データ用に、左上隅の画素データを受信側データ記憶装置１９に記憶するようにしても構わない。
【００６４】
前段のビット変化低減復号化装置３８を用いて実行される等ビット長逆変換の処理手順は、後段のビット変化低減符号化装置３１を用いて実行される等ビット長変換処理の逆変換処理であり、図１１に示すような排他的論理和回路による排他的論理和演算で実行できる。
【００６５】
尚、後段のビット変化低減復号化装置１８を用いて実行される等ビット長逆変換の処理手順は、第１実施形態において説明したビット変化低減復号化装置１８を用いて実行される本発明に係るビット変化低減復号化方法による等ビット長逆変換の処理手順と同じであるので、重複する説明は省略する。
【００６６】
次に、本発明の別実施形態について説明する。
〈１〉上記各実施形態では、処理対象として、画像データを想定し、画素データとして最も一般的な８ｂｉｔ×３のＲＧＢデータの場合について説明したが、画素データは、ＲＧＢ方式に限られるものではなく、ＹＣｂＣｒまたはＹＵＶ等であってもよい。また、本発明に係るビット変化低減符号化装置及び方法の処理対象は、画像データに限定されるものではなく、例えば、音声データであっても構わない。
【００６７】
〈２〉また、上記各実施形態では、処理対象のパラレルバイナリデータのビット長として８ビットの場合を説明したが、ビット長は８ビットに限られるものではなく、例えば、ＲＧＢを纏めて１つの要素データとして２４ビット長で等ビット長変換してもよい。
【００６８】
また、ビット長は奇数であってもよい。奇数ビット長のパラレルバイナリデータに対して等ビット長変換を施す場合は、その内の１ビットを処理から外して、残りの偶数ビット分に対して等ビット長変換を施すか、或いは、第１排他的論理和処理工程は、全ビットに対して行い、第２排他的論理和処理工程において、１回目の排他的論理和演算処理で得られた第３データＰＢＤ３の内の１ビットを処理から外して、残りの偶数ビット分に対して分割処理を行って、第２の排他的論理和演算を行うようにしてもよい。図１３に、後者の場合の等ビット長変換の処理手順を、ビット長が７ビットの場合を例に示す。
【００６９】
図１３に示す例では、第１データＰＢＤ１が［０１１０１０１］、第２データＰＢＤ２が［０１０１１１０］と、図４に示した８ビット長のデータ例のＭＳＢ（ｂｉｔ７）を省いたデータを使用している。この場合、第１データＰＢＤ１のビット変化数は５であるが、等ビット長変換後の第７データＰＢＤ７は［１１１０００１］となり、ビット変化数は２に抑制されている。以上より、本発明に係るビット変化低減符号化装置及び方法は、処理対象データのビット長の隅数奇数を問わないことが分かる。
【００７０】
〈３〉上記各実施形態では、被処理データが画像データの場合に、ビット変化低減符号化装置１１で使用する処理対象の画素データ（第１データ）に隣接する画素データ（第２データ）として、スキャンの順番で１画素前となる左隣の画素データを用いる場合を想定したが、１ライン上に隣接する画素データを用いても構わない。この場合、送信側データ記憶装置１４及び受信側データ記憶装置１９に記憶すべき画素数は１ライン（水平画素数）分であり、水平画素数の深さのＦＩＦＯメモリで送信側データ記憶装置１４及び受信側データ記憶装置１９を実現できる。また、第２データとして１フレーム前の同じ画素の画素データを用いることもできる。但し、送信側データ記憶装置１４及び受信側データ記憶装置１９に記憶すべき画素数は１フレーム分となる。
【００７１】
〈４〉上記第１実施形態において、被処理データが音声データの場合には、ビット変化低減符号化装置１１で使用する処理対象の量子化データ（第１データ）に時間的に隣接する量子化データ（第２データ）として、１サンプリング前の量子化データを使用することを想定していたが、２サンプリング以上前の量子化データを使用することも可能である。
【００７２】
〈５〉上記各実施形態では、各要素データの送信順序をＭＳＢからＬＳＢに向けて順番に送信することとしたが、送信順序を反転して、ＬＳＢからＭＳＢに向けて順番に送信するようにしても構わない。
【００７３】
〈６〉上記各実施形態では、本発明に係るビット変化低減符号化装置１１とビット変化低減復号化装置１８として、図５及び図７に示すように、２入力排他的論理和ゲートで構成される場合を説明したが、実質的に同じ論理演算結果を、例えば、２入力否定排他的論理和（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ＮＯＲ）ゲート等の他の論理ゲートを用いて構成しても構わない。
【００７４】
〈７〉上記各実施形態では、本発明に係るビット変化低減符号化方法による等ビット長変換の第２排他的論理和処理工程において、第４データＰＢＤ４と第５データＰＢＤ５間のビット対応関係として、図４に示すように、ｂｉｔ７とｂｉｔ０、ｂｉｔ６とｂｉｔ１、ｂｉｔ５とｂｉｔ２、ｂｉｔ４とｂｉｔ３を、夫々対応付けたが、当該ビット対応関係としては、上記実施形態の対応関係に限定されるものではなく、例えば、上位ビットから順番に、ｂｉｔ７とｂｉｔ３、ｂｉｔ６とｂｉｔ２、ｂｉｔ５とｂｉｔ１、ｂｉｔ４とｂｉｔ０を、夫々対応付けても構わない。但し、第２排他的論理和処理工程における第４データＰＢＤ４と第５データＰＢＤ５間のビット対応関係は、本発明に係るビット変化低減復号化方法による等ビット長逆変換の第３排他的論理和処理工程において、同じビット対応関係が使用される必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、画像データや音声データのシリアル伝送装置及び方法に利用可能であり、特に、画像データ等のシリアル伝送における不要輻射による電磁妨害（ＥＭＩ）を効果的に低減するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係るデータ送受信装置の第１実施形態における概略のブロック構成を示すブロック図
【図２】本発明に係るデータ送受信装置での処理対象となる静止画像データ、及び、その送信順序を示す説明図
【図３】本発明に係るデータ送受信装置での処理対象となる音声データ、及び、その送信順序を示す説明図
【図４】本発明に係るビット変化低減符号化方法による等ビット長変換の処理手順を説明する図
【図５】本発明に係るビット変化低減符号化装置の一回路構成例を示す論理回路図
【図６】本発明に係るビット変化低減復号化方法による等ビット長逆変換の処理手順を説明する図
【図７】本発明に係るビット変化低減復号化装置の一回路構成例を示す論理回路図
【図８】１フレーム中の８ビットＲＧＢデータのビット変化数をＲＧＢの各要素データ別に測定した結果を示す表及びグラフ
【図９】本発明に係るビット変化低減符号化方法による等ビット長変換後の１フレーム中の８ビットＲＧＢデータのビット変化数をＲＧＢの各要素データ別に測定した結果を示す表及びグラフ
【図１０】本発明に係るデータ送受信装置の第２実施形態における概略のブロック構成を示すブロック図
【図１１】本発明に係るデータ送受信装置の第２実施形態で使用する後段のビット変化低減符号化装置の一回路構成例を示す論理回路図
【図１２】本発明に係るデータ送受信装置での処理対象となる動画像データ、及び、その送信順序を示す説明図
【図１３】本発明に係る遅延回路の別実施形態におけるインバータ回路の回路構成例（第４の回路構成例）を示す回路図
【図１４】従来のシリアルデータ転送装置の一構成例を示すブロック図
【図１５】従来のシリアルデータ転送装置の他の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００７７】
１０、３０：  本発明に係るデータ送信装置
１１：        本発明に係るビット変化低減符号化装置
１２：        パラレルシリアル変換装置
１３：        シリアル出力装置
１４、３４：  送信側データ記憶装置
１５、３５：  本発明に係るデータ受信装置
１６：        シリアル入力装置
１７：        シリアルパラレル変換装置
１８：        本発明に係るビット変化低減復号化装置
１９、３９：  受信側データ記憶装置
２０：        シリアル伝送路
２１：        第１排他的論理和回路
２２：        第２排他的論理和回路
２３：        第３排他的論理和回路
２４：        第４排他的論理和回路
３１：        ビット変化低減符号化装置（排他的論理和回路）
３８：        ビット変化低減復号化装置（排他的論理和回路）
４０：        データ送信装置
４１：        変化点数計数装置
４２：        符号装置
４３：        パラレルシリアル変換装置
４４：        シリアル出力装置
４５：        データ受信装置
４６：        シリアル入力装置
４７：        シリアルパラレル変換装置
４８：        復号装置
５０：        画像データ送信装置
５１：        減算器
５２：        パラレルシリアル変換装置
５３：        シリアル出力装置
５４：        送信側画像記憶装置
５５：        画像データ受信装置
５６：        シリアル入力装置
５７：        シリアルパラレル変換装置
５８：        加算器
５９：        受信側画像記憶装置
ＰＢＤ１：    第１データ（等ビット長変換の処理対象）
ＰＢＤ２：    第２データ（隣接画素データ）
ＰＢＤ３：    第３データ
ＰＢＤ４：    第４データ
ＰＢＤ５：    第５データ
ＰＢＤ６：    第６データ
ＰＢＤ７：    第７データ（ビット変化低減データ）
ＰＢＤ７’：  第７データ（中間画像データ）
ＰＢＤ８：    第８データ
ＰＢＤ９：    第９データ
ＰＢＤ１０：  第１０データ（ビット変化低減データ）
ＰＢＤ１１：  第１１データ（１フレーム前の中間画像データ）
ＳＢＤ７：    シリアルバイナリデータ（パラレルシリアル変換後の第７データ）
ＳＢＤ１０：  シリアルバイナリデータ（パラレルシリアル変換後の第１０データ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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