JP2000040968A

JP2000040968A - 符号化方法および符号化装置、復号化方法および復号化装置、並びに提供媒体

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Publication number: JP2000040968A
Application number: JP10207372A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ino; 浩幸井野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-02-08
Also published as: US6347390B1

Abstract

(57)【要約】【課題】符号化器を小型にし、高速に動作させる。【解決手段】ｍビットのデータをｎビットの符号に符
号化する符号化方法において、ｎビットの符号は、符号
シーケンスが受けるADSとRDSの制限を表した有限状態遷
移図に従って生成された符号であり、有限状態遷移図に
おけるｎビットの符号が始点とする状態の集合に含まれ
る２つの状態は、有限状態遷移図の中心点に対して対称
な位置に存在するか、有限状態遷移図の中心点を通過す
るADS軸に対して対称な位置に存在するか、有限状態遷
移図の中心点を通過するRDS軸に対して対称な位置に存
在するかのうちのいずれかであり、ｍビットのデータ
は、符号が始点とする状態の集合に含まれる所定の状態
を始点とするｎビットの符号語に符号化され、符号が始
点とする状態の集合に含まれる他の状態を始点とするｎ
ビットの符号語は、符号化された符号語をさらに変換す
ることにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化方法および
符号化装置、復号化方法および復号化装置、並びに提供
媒体に関し、特に、例えば、ビデオデータ、オーディオ
データ、およびその他のディジタルデータを、磁気ディ
スク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、およ
び相変化ディスクなどの記録媒体に記録し、これを再生
する場合などに用いて好適な符号化方法および符号化装
置、復号化方法および復号化装置、並びに提供媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオデータおよびオーディオデータを
ディジタル的に磁気ディスク、光ディスク、および光磁
気ディスクなどのディスクや磁気テープに記録再生する
場合、できるだけ高密度にしかも信頼性高くデータが記
録できるようにすることが望まれる。このためには、パ
ーシャルレスポンス方式と最尤復号（最尤検出）を組み
合わせたPRML(Partial Response signaling with Maxim
um Likelihood detection)方式が好適であることが知ら
れており、PRMLによれば、より高密度で信頼性の高い記
録が可能となる。ディジタルデータの記録には、一般
に、パーシャルレスポンス（１，１）やパーシャルレス
ポンス（１，０，−１）が用いられ、最尤復号の方法と
しては、通常、ビタビ復号（ビタビ検出）が用いられ
る。

【０００３】さらに、パーシャルレスポンス方式と符号
化技術を組み合わせることによって、自由２乗ユークリ
ッド距離(squared free euclidean distance)ｄ² _free
を増大させ、パーシャルレスポンスチャンネルの出力上
でのSNR(Signal to Noise Ratio)を改善して、高密度で
信頼性の高い記録を可能にする技術が知られており、こ
れは、TCPR(Trellis Coded Partial Response)と呼ばれ
ている。この技術によってつくられる符号はトレリス符
号と呼ばれている。

【０００４】ここで、自由２乗ユークリッド距離ｄ²
_freeとは、パーシャルレスポンスチャンネルの出力シー
ケンスを表すトレリス線図（以下、検出トレリス(Detec
tor Trellis)と呼ぶ。ビタビ検出は、この検出トレリス
に基づいて行われる）上で、ある共通の状態から始ま
り、ある共通の状態で終わる、２つの異なったパス同士
の最小ユークリッド距離のことである。尚、始まりと終
わりの状態は同一でなくてもよい。

【０００５】例えば、パーシャルレスポンス（１，０，
−１）（以下、PR4と略記する）においては、従来のビ
ットバイビット(bit by bit)検出方式のｄ² _freeを１と
すると、ビタビ検出を行うことによって、ｄ² _freeを２
にすることが可能である(PR4ML)。ここで、PR4MLとは、
PR4と最尤復号（ビタビ検出）を組み合わせた方式のこ
とである。このｄ² _freeは、その値が大きいほどSNRを改
善することができ、それだけ高密度で信頼性の高い記録
が可能になることを意味する。さらに、例えば、PR4に
ついては、ｄ² _freeを４にする実用的なトレリス符号も
知られている(TCPR4)。ここで、TCPR4とは、PR4にトレ
リス符号を組み合わせた方式のことである。

【０００６】ところで、符号の電力密度(power densit
y)のヌル(null)点と伝送路の伝達関数のヌル点とを一致
させることにより、ｄ² _freeを増大させることができる
という理論が知られており、この理論に基づいてつくら
れたトレリス符号はMSN(Matched Spectral Null)符号と
呼ばれる。

【０００７】例えば、PR4においては、その伝達関数が
直流成分と記録レート（１／Ｔ_C，Ｔ_Cは１符号ビットの
時間幅（ビット周期））の１／２の周波数成分（いわゆ
るナイキスト周波数）でヌルになっている。従って、符
号の電力密度の直流成分とナイキスト周波数の一方また
は両方をヌルにすることにより、ｄ² _freeを増大させる
ことができる。

【０００８】また、例えば、パーシャルレスポンス
（１，１）（以下、PR1と略記する）においては、その
伝達関数がナイキスト周波数成分でヌルになっている。
従って、符号の電力密度のナイキスト周波数成分をヌル
にすることにより、ｄ² _freeを増大させることができ
る。

【０００９】ここで、符号ビット「１」または「０」
に、それぞれシンボル「＋１」または「−１」を割り当
てて、符号シーケンスの開始時点（始点）若しくは無限
大の過去から現時点までのシンボルの総和をとったも
の、即ち、RDS(Running DigitalSum)は、上述の直流成
分を評価する指標であり、RDSが一定の範囲に収まって
いれば、符号の電力密度の直流成分がヌルになることを
表している。

【００１０】また、RDSの場合と同様に、符号ビットに
割り当てられたシンボル「＋１」または「−１」に、１
ビットおきに「−１」を乗じたものの開始時点若しくは
無限大の過去から現時点までのシンボルの総和をとった
もの、即ち、ADS(Alternating Digital Sum)は、上述の
ナイキスト周波数成分を評価する指標であり、ADSが一
定の範囲に収まっていれば、符号の電力密度のナイキス
ト周波数成分がヌルになることを表している。

【００１１】ところで、PR1のように、その伝達関数が
直流成分を有する場合、一般的に、符号の電力密度の直
流成分をヌルにすることが要求される。即ち、例えば、
再生系に、微分特性を有する磁気記録再生においては、
再生信号からビタビ検出により符号を検出する際に、基
準レベルのふらつきに起因したエラーが発生しないよう
にするため、また、例えば、光ディスクや光磁気ディス
クの記録再生においては、ディスク装置のサーボ制御に
おけるトラッキングエラー信号等の各種のエラー信号に
変動が生じないようにするため、記録信号である符号に
直流成分が含まれないようにすることが要求される。

【００１２】このため、例えば、ディジタルオーディオ
テープレコーダ(DAT)で採用されている８／１０変換符
号(Rate 8/10 Code)では、RDSの振幅値（RDSの最大値−
RDSの最小値）であるDSV(Digital Sum Variation)を有
限にして、符号の電力密度が直流成分を持たないように
し、しかもなるべくDSVを小さくする制御が行われてい
る。ここで、DSVが小さければ小さいほど符号の電力密
度の低域成分が抑圧される。DSV制御が行われた符号
は、DCフリー符号と呼ばれている。

【００１３】また、コンパクトディスク(CD)プレーヤで
採用されているEFM(Eight-to-Fourteen Modulation)で
も、完全なDCフリー化ではないが、その電力密度の低域
成分を抑圧するため、DSVをなるべく小さくする制御が
行われている。

【００１４】さらに、PRML方式を適用する場合、ビタビ
検出時のパスメモリの長さが問題になる。パスメモリ
は、ビタビ検出の結果が確定するまで検出の仮判定値を
蓄えておく記憶装置であり、検出結果（復号結果）が確
定するまでの時間間隔に比例した長さ（記憶容量）が必
要となる。

【００１５】ビタビ検出の結果が確定するまでの時間間
隔、即ち、パスメモリの長さは、通常、準破局的系列(Q
uasi-Catastrophic sequences)（以下、QCシーケンスと
いう）をなくし、さらに最小距離エラーイベント(minim
um-distance error events)の最大長をなるべく短くす
るように符号を構成することによって制御される。

【００１６】ここで、最小距離エラーイベントとは、一
般的に検出トレリス上でｄ² _freeをなすシーケンスに起
因するエラーイベントのことを指している。QCシーケン
スとは、トレリス線図上でお互いの２乗ユークリッド距
離が累積されずに無限に存在する（続く）二つ以上の異
なったパス同士のことである。例えば、符号系列101010
…に対して、トレリス線図上で状態の遷移が111…、333
…、555…であるパスが無限に続く場合、これらの３つ
のパスをQCシーケンスという。QCシーケンスは、それら
の各パス間の距離が、いつまでたっても累積されずゼロ
であるため、これらのシーケンスのうち、どのシーケン
スが正しいかが判定できず、即ち、パスを確定できず、
従って、QCシーケンスが生じると、ビタビ検出の結果を
確定することができない。

【００１７】ビタビ検出を行う装置を、実際に実現する
場合、無限大のパスメモリを持つことは不可能であり、
また、なるべく短いパスメモリを持つことが、コストや
占有空間の大きさ（装置規模）、および消費電力等の面
から必要とされる。そこで、次のような、QCシーケンス
をなくす工夫がなされる。

【００１８】即ち、例えば、８／１０符号をPR1に適用
した場合においては、NRZI(Non Return to Zero Invert
ed)前のデータ系列の１の連続数を制限することによっ
て、QCシーケンスをなくすことができる。

【００１９】一方、記録信号である符号の、いわゆるＴ
_min（同一シンボルの最小連続長）およびＴ_max（同一シ
ンボルの最大連続長）も、その符号の性能を評価する指
標として重要であり、例えば、Ｔ_maxはなるべく小さい
方が望ましい。

【００２０】即ち、例えば、磁気記録再生においては、
Ｔ_maxが大きいとオーバライト時の消去率が問題になる
ことがある。また、アジマス記録を行った時には、隣接
トラックからのクロストークが大きくなり、再生データ
の質を悪化させる。さらに、PLL(Phase Locked Loop)に
ついては、Ｔ_maxが大きいと、同期をとるための情報が
少なくなってしまい、誤動作の原因になる。

【００２１】ところで、上述のPR4との組み合わせにお
いて、ｄ² _freeを４にするMSN符号の一つとして、“パー
ティショニング(partitioning)”と呼ばれる方法による
８／１０レートのMSN符号(Partitioned-MSN符号)が、L.
Fredrickson,R.Karabed,J.Rae,P.Siegel,H.Thapar and
R.Wood,“Improved Trellis-Coding for Partial-Respo
nse Channels”,IEEE Transaction on Magnetics,Vol.3
1,No.2,March 1995,pp.1141-1148で提案されている。こ
の符号は、それまで報告されている同じ８／１０レート
のMSN符号、例えば、USP5,095,484やH.Thapar,J.Rac,C.
Shung,R.Karabed andP.Siegel,“On the performance o
f a Rate 8/10 Matched Spectral NullCode for Class-
4 Partial Response”,IEEE Transaction on Magnetic
s,Vol.28,No.5,September 1992,pp.2883-2888に掲載さ
れているMSN符号などより、パスメモリの長さを短くす
ることができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、PR1とPR4と
を比較した場合、PR1の方が高域の伝達関数が抑圧され
ており、高域ノイズの強調が少ないため、高線密度化に
適している。このことは、H.Ino and Y.Shinpuku,“8/1
0PR1ML for High Density and High Rate Tape Strage
Systems”,IEEE Transaction on Magnetics,Vol.31,No.
6,November 1995,pp.3036-3038やH.Ino,S.Higashino, a
nd Y.Shinpuku,“Performance of Trellis-Coded Class
-1 Partial Response”,IEEE Transaction on Magnetic
s,Vol.33,No.5,September 1997,pp.2752-2754などにお
いてすでに報告されている。

【００２３】ところで、本件出願人は、PR1、さらには
伝達関数がナイキスト周波数にヌル点を持つパーシャル
レスポンスに応用することを目的とした、変換効率（符
号化率）が４／５のトレリス符号である１６／２０MSN
符号を先に提案している（特願平９−６４２３１号）。
この符号の電力密度は、ナイキスト周波数でヌルとなっ
ており、さらに、直流（ＤＣ）でもヌルとなっている。
この符号をPR1に適用した場合(TCPR1)、符号化を行わな
いときのｄ² _freeを２とすると、ｄ² _freeを４にすること
が可能である。そして、最小距離エラーイベントの最大
長は５符号長（１符号長は２０ビット）であり、同一シ
ンボルの最大連続長は１０である。

【００２４】この場合、最小距離エラーイベントの最大
長は５符号長であるから、必要とされるパスメモリの長
さも５符号長程度であるが、ハードウェアの規模やコス
ト等の面から、パスメモリの長さをさらに短くすること
が望まれる。

【００２５】一方、前述したPR4に適用することを目的
としたPartitioned-MSN符号のインターリーブ後の符号
は、PR4だけでなく、PR1に対しても適用することができ
る。これは、インターリーブ後の符号の電力密度が、直
流は勿論、そのナイキスト周波数でもヌルになってお
り、さらに、ＱＣシーケンスの発生を防止する機構がTC
PR1にも通用するからである。電力密度の直流成分がヌ
ルであることからＤＣフリー符号となっているし、ナイ
キスト周波数成分がヌルであることから、TCPR1に対し
てもｄ² _freeを４にすることができる。また、TCPR1に、
このPartitioned-MSN符号を適用した場合、GTD(General
ized Truncation Depth)は４０ビットとなり、前述の１
６／２０MSN符号における５符号長（１００ビット）と
比べてかなり小さくなる。

【００２６】ここで、GTDとは、検出トレリス上に存在
する、あらゆる共通の状態を始点とするパスのペアの２
乗ユークリッド距離が、自由２乗ユークリッド距離ｄ²
_free（例えば、前述のPartitioned-MSN符号の場合は
４）に達するまでの最大長のことである。但し、共通の
状態を始点とするパスのペアのうち、少なくとも一方
は、符号シーケンスであるとする。このGTDは、検出ト
レリスが時変である場合に用いられ、最小距離エラーイ
ベントの最大長と同じく、必要とされるパスメモリの長
さを示す指標となる。

【００２７】しかしながら、Partitioned-MSN符号によ
るTCPR1の場合、その検出時において、TCPR4と同じ方
法、即ち、前述のL.Fredrickson,R.Karabed,J.Rae,P.Si
egel,H.Thapar and R.Wood,“Improved Trellis-Coding
for Partial-Response Channels”,IEEE Transaction
on Magnetics,Vol.31,No.2,March 1995,pp.1141-1148に
記載されている方法を用いると、TCPR1の検出トレリス
の中に、符号シーケンスに対応しない余分な状態遷移が
含まれてしまい、そのうちの一部がＱＣシーケンスとな
ってしまうという課題があった。

【００２８】そこで、本件出願人は、特願平８−３２９
３７６号や前述のH.Ino,S.Higashino, and Y.Shinpuku,
“Performance of Trellis-Coded Class-1 Partial Res
ponse”,IEEE Transaction on Magnetics,Vol.33,No.5,
September 1997,pp.2752-2754で、Partitioned-MSN符号
を、その伝達関数がナイキスト周波数にヌル点を持つパ
ーシャルレスポンスに適用した場合、その検出トレリス
上からＱＣシーケンスを有効になくす方法を先に提案し
ている。尚、ここで取り上げたPartitioned-MSN符号の
同一シンボルの最大連続長は１０である。

【００２９】しかしながら、前述の方法では、検出トレ
リス上からＱＣシーケンスを取り除くために付加的な処
理が必要であり、これがビタビ検出器の高速化の妨げに
なるという課題があった。また、Partitioned-MSN符号
の同一シンボルの最大連続長は、さらに小さい方が望ま
しい。

【００３０】図１２は、従来の符号化器の構成例を示し
ている。先ず、１６ビットのデータ語は、符号化回路１
０１に入力される。符号化回路１０１は、１６ビットの
データ語から２０ビットの符号語への対応付けがなされ
ており、入力データ語を符号語に変換する。レジスタ１
０２は、符号語生成のために、状態遷移図における終点
の状態を記憶する。レジスタ１０２の出力は、符号化回
路１０１にフィードバックされ、符号化回路１０１は、
データ語と前回の符号語における終点の状態に基づい
て、符号語を生成する。２０ビットの符号語と符号語の
終点の状態は、パラレル／シリアル変換器１０３に供給
され、パラレル／シリアル変換器１０３は、供給された
データをシリアルデータに変換して出力する。

【００３１】図１３は、従来の復号化器の構成例を示し
ている。復号化回路１１１は、２０ビットの符号語が入
力されると、１６ビットのデータ語に変換して出力す
る。

【００３２】しかしながら、図１２の符号化器において
は、前回の符号語における終点の状態が確定しないと、
今回の符号語を生成できないため、符号化器を高速化す
ることができないという課題があった。

【００３３】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、その伝達多項式がナイキスト周波数にヌ
ル点を持つパーシャルレスポンスに適用可能なMSN符号
を、生成する符号化器を高速にすることができるように
するものである。

【００３４】また、同一シンボルの最大連続長が小さい
MSN符号を提供することができるようにするものであ
る。

【００３５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の符号化
方法は、ｍビットのデータをｎビットの符号に符号化す
る符号化方法において、ｎビットの符号は、符号シーケ
ンスが受けるADSとRDSの制限を表した有限状態遷移図に
従って生成された符号であり、有限状態遷移図における
ｎビットの符号が始点とする状態の集合に含まれる２つ
の状態は、有限状態遷移図の中心点に対して対称な位置
に存在するか、有限状態遷移図の中心点を通過するADS
軸に対して対称な位置に存在するか、有限状態遷移図の
中心点を通過するRDS軸に対して対称な位置に存在する
かのうちのいずれかであり、ｍビットのデータは、符号
が始点とする状態の集合に含まれる所定の状態を始点と
するｎビットの符号語に符号化され、符号が始点とする
状態の集合に含まれる他の状態を始点とするｎビットの
符号語は、符号化された符号語をさらに変換することに
より得られたものであることを特徴とする。

【００３６】請求項１６に記載の符号化装置は、ｍビッ
トのデータをｎビットの符号に符号化する符号化装置に
おいて、入力されたｍビットのデータ語を符号が始点と
する状態の集合に含まれる予め決定された１つの状態を
始点とするｎビットの符号語に変換する符号化手段と、
符号化手段から供給される符号語に基づいて、符号語の
終点の状態および型を調べる符号語検査手段と、符号語
検査手段から供給される終点の状態を、符号語変換手段
が出力する符号語の終点の状態に変換する終点状態変換
手段と、終点状態変換手段が出力する終点状態を１符号
語分記憶し、符号語変換手段が次回出力する符号語の始
点の状態を出力する記憶手段と、記憶手段から供給され
る符号語の始点の状態および符号語検査手段から供給さ
れる符号語の型に基づいて、符号化手段から供給される
符号が始点とする状態の集合に含まれる予め決定された
１つの状態を始点とするｎビットの符号語を、符号が始
点とする状態の集合に含まれる他の状態を始点とするｎ
ビットの符号語に変換する符号語変換手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００３７】請求項１７に記載の復号化方法は、ｎビッ
トの符号をｍビットのデータに復号する復号化方法にお
いて、ｎビットの符号は、符号シーケンスが受けるADS
とRDSの制限を表した有限状態遷移図に従って生成され
た符号であり、有限状態遷移図におけるｎビットの符号
が始点とする状態の集合に含まれる２つの状態は、有限
状態遷移図の中心点に対して対称な位置に存在するか、
有限状態遷移図の中心点を通過するADS軸に対して対称
な位置に存在するか、有限状態遷移図の中心点を通過す
るRDS軸に対して対称な位置に存在するかのうちのいず
れかであり、符号が始点とする状態の集合に含まれるい
ずれかの状態を始点とするｎビットの符号語を、符号が
始点とする状態の集合に含まれる予め決定された１つの
状態を始点とする他のｎビットの符号語に変換し、ｍビ
ットのデータ語は、変換された符号語を復号することに
より得られたものであることを特徴とする。

【００３８】請求項３２に記載の復号化装置は、ｎビッ
トの符号をｍビットのデータに復号する復号化装置にお
いて、入力されたｎビットの符号語が始点とする状態と
型を調べる符号語検査手段と、符号語検査手段から供給
される符号語の始点の状態および型に基づいて、入力さ
れた符号が始点とする状態の集合に含まれるいずれかの
状態を始点とするｎビットの符号語を、符号が始点とす
る状態の集合に含まれる予め決定された１つの状態を始
点とする別のｎビットの符号語に変換する符号語変換手
段と、符号語変換手段で変換された符号語をｍビットの
データ語へ復号する復号化手段とを備えることを特徴と
する。

【００３９】請求項３３に記載の提供媒体は、ｍビット
のデータを符号化することにより得られたｎビットの符
号が記録された提供媒体において、ｎビットの符号は、
符号シーケンスが受けるADSとRDSの制限を表した有限状
態遷移図に従って生成された符号であり、有限状態遷移
図におけるｎビットの符号が始点とする状態の集合に含
まれる２つの状態は、有限状態遷移図の中心点に対して
対称な位置に存在するか、有限状態遷移図の中心点を通
過するADS軸に対して対称な位置に存在するか、有限状
態遷移図の中心点を通過するRDS軸に対して対称な位置
に存在するかのうちのいずれかであることを特徴とす
る。

【００４０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用した記録再
生装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。

【００４１】符号化器１は、例えば、図２に示すよう
に、１６ビットのデータ語を２０ビットの符号語に変換
する符号化回路２１、符号化回路２１が出力する符号語
を別の符号語に変換する符号語変換回路２２、符号語変
換回路２２が出力するパラレルデータをシリアルデータ
に変換するパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器２３、
符号化回路２１が出力する符号語から、その終点の状態
(end-state)と型を調べる符号語検査回路２４、符号化
回路２１から出力される符号語が終点とする状態を、符
号語変換回路２２から出力される符号語が終点とする状
態に変換する終点状態変換回路２５、終点状態変換回路
２５が出力する終点の状態を１符号語分記憶し、符号語
変換回路２２が次に出力する符号語が始点とする状態を
出力するレジスタ２６により構成される。

【００４２】符号化器１には、例えば、光ディスク、光
磁気ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、相変化ディ
スクなどのメディア３に記録すべき情報系列（バイナリ
データ）としての、例えば、ビデオデータや、オーディ
オデータ、その他のデータが、１６ビット単位で入力さ
れるようになされており、符号化器１は、その１６ビッ
トのデータ語を、符号長２０ビットの符号語に変換し
（符号化し）、記録アンプ(REC.Amp)２に出力するよう
になされている。記録アンプ２は、符号化器１からのシ
リアルデータとしての符号シーケンスを増幅し、メディ
ア３に記録するようになされている。

【００４３】再生アンプ(PB.Amp)４は、メディア３から
の再生信号を増幅し、イコライザアンプ(EQ.Amp)５に供
給するようになされている。イコライザアンプ５は、再
生アンプ４からの再生信号を波形等化し、標本化器６と
PLL回路９とに供給するようになされている。標本化器
６は、イコライザアンプ５からの再生信号を、PLL回路
９からのクロックにしたがって標本化（サンプリング）
し、その結果得られる標本値を、TCPR用ビタビ検出器７
とPRML用ビタビ検出器１０に出力するようになされてい
る。TCPR用ビタビ検出器７は、標本化器６より供給され
る標本値から符号シーケンスを検出し（ビタビ復号
し）、その検出結果（ビタビ復号結果）を復号化器８に
供給するようになされている。

【００４４】復号化器８は、例えば図３に示すように、
入力された符号語が始点とする状態とその符号語の型を
調べる符号語検査回路３１、符号語検査回路３１の出力
に基づいて入力された符号語を別の符号語に変換する符
号語変換回路３２、変換された符号語の復号を行う復号
化回路３３により構成され、２０ビットの符号語を元の
１６ビットのデータ語に復号するようになされている。

【００４５】PLL回路９は、イコライザアンプ５からの
再生信号に基づいてクロックを生成し、標本化器６、TC
PR用ビタビ検出器７、復号化器８、PRML用ビタビ検出器
１０、およびSYNC検出器１１に出力するようになされて
おり、標本化器６、TCPR用ビタビ検出器７、復号化器
８、PRML用ビタビ検出器１０、およびSYNC検出器１１
は、このPLL回路９からのクロックに従って動作するよ
うになされている。

【００４６】PRML用ビタビ検出器１０は、標本化器６よ
り供給される標本値から符号シーケンスを検出し（ビタ
ビ復号し）、その検出結果（ビタビ復号結果）をSYNC検
出器１１に供給するようになされている。

【００４７】SYNC検出器１１は、PRML用ビタビ検出器１
０より供給される符号シーケンスからSYNCパターン（シ
ンボル同期パターン）を検出し、その検出結果をTCPR用
ビタビ検出器７および復号化器８に供給するようになさ
れている。

【００４８】次に、その動作について説明する。

【００４９】符号化器１に入力された１６ビットのデー
タ語は、予め定められたデータ語と符号語の対応づけに
従って２０ビットの符号語に変換される。尚、ここで、
この符号語がとることのできるADSとRDSの値は、後述す
る７つの制約を満たしていなければならない。

【００５０】符号語に対する制約１「符号シーケンス
（符号語の連なり）のADSの最大振幅（最大変化幅）は
１０であり、かつ、RDSの最大振幅（最大変化幅）は１
０でなければならない」を設定する。

【００５１】上述の符号語に対する制約１は、符号シー
ケンスのADSとRDSの最大振幅を有限にすることから、こ
の制約に基づいて符号を設計すれば、その符号の電力密
度はナイキスト周波数および直流（ＤＣ）でヌルにな
る。即ち、その伝達関数がナイキスト周波数または直流
（ＤＣ）でヌル点を持つパーシャルレスポンスに対する
MSN符号を設計することができる。

【００５２】例えば、符号語に対する制約１に基づいた
符号をその伝達関数がナイキスト周波数でヌル点を持つ
PR1に適用した場合、符号化を行わないときのｄ² _freeを
２とすると、ｄ² _freeを４にすることが可能である。ま
た、この符号はＤＣフリーであり、そのDSVは１０以
下、同一シンボルの最大連続長も１０以下となる。

【００５３】図４は、符号シーケンスが満足しなければ
ならないADSとRDSの制約を示した有限状態遷移図(FSTD
(Finite-State Transition Diagram))である。符号化器
１において符号化される符号語は、このFSTDに基づいた
２０回の状態遷移よりなるパス（状態遷移の連なり）か
ら選択される。

【００５４】次に、具体的に２０ビットの符号語を選択
するため、図４の状態にさらに必要な制約を加えてい
く。最初に符号語が始点とする状態(start states)の選
択を行う。尚、図４において、符号語が始点とする状態
の選び方は多数考えられるが、ここでは、以下の３つ
（始点選択の制約Ａ乃至Ｃ）の始点選択の制約に従って
始点を選択する。

【００５５】始点選択の制約Ａ「始点として選ばれた状
態の集合に含まれる元の数が複数である場合、その集合
に含まれる２つの状態は、（１）FSTDの中心点（図４で
は、状態（５，５））に対して対称な位置に存在する
か、FSTDの中心点を通過するADS軸（図４では、RDS＝５
である軸）に対して対称な位置に存在するか、FSTDの中
心点を通過するRDS軸（図４では、ADS＝５である軸）に
対して対称な位置に存在するかのうち、いずれかである
こと、または、（２）FSTDの中心点に対して対称な位置
に存在するか、ADS＝RDSである軸に対して対称な位置に
存在するか、ADS＝RDSである軸と直交する軸に対して対
称な位置に存在するかのうち、いずれかであることを満
足しなければならない」を設定する。尚、ここで、状態
は（ADS,RDS)で表される。

【００５６】始点選択の制約Ｂ「始点として選ばれた状
態の集合は、そこに含まれる元を始点としたときに、そ
のそれぞれに対して全ての元が符号語の終点となること
ができるものでなければならない」を設定する。

【００５７】始点選択の制約Ｃ「始点として選ばれた状
態の集合に含まれるそれぞれの元から、その集合に含ま
れる全ての元までの異なるパスの数が、必要とされる符
号語の数を満足していなければならない。尚、始点とし
て選ばれた状態の集合に、ADSの値が異なる元が含まれ
ていた場合、前述したパーティショニングを行った上で
のパスの数が必要とされる符号語の数を満足していなけ
ればならない」を設定する。

【００５８】始点選択の制約Ａは、異なる状態を始点と
する符号間の交換を容易にするためのものである。始点
選択の制約Ａのいずれか１つの状態を始点とする符号語
から、残りの状態を始点とする符号語を生成することは
容易である（詳細は後述する）。また、始点選択の制約
Ａに従う始点の状態の数は、最大４個である。

【００５９】本実施の形態では、ADSとRDSの最大振幅は
ともに１０としている。図４において、FSTDの中心点は
状態（５，５）である。一般的に、ADSとRDSの最大振幅
がともに偶数である場合、ADSとRDSの制限を表したFSTD
は、その中心点に対して対称な構造となる。しかし、AD
SとRDSの最大振幅の一方または両方が奇数である場合
は、その対称性が崩れる（この場合、FSTDの中心となる
状態が存在しない）。このことは、FSTDを描くことによ
り、容易に確かめられる。異なる状態を始点とする符号
間の交換は、実はFSTDの対称性を利用して行っており、
対称構造が崩れると符号間の変換に無駄が生じてしまう
ため、ADSとRDSの最大振幅はともに偶数としている。

【００６０】始点選択の制約Ａが設けられている理由
は、異なる状態を始点とする符号間の交換を容易にする
ためである。これには、以下の２つの利点がある。一つ
は、符号化器１および復号化器８の回路規模を小さくす
ることができる。なぜなら、符号化器１においては、デ
ータ語を符号語に変換するための対応表を、１つの状態
を始点とする符号に対してだけ持てばよく、復号化器に
おいては、符号語をデータ語に変換するための対応表
を、１つの状態を始点とする符号に対してだけ持てばよ
いからである。例えば、従来の符号化器においては、始
点として選ばれた状態の集合に含まれる全ての元を始点
とする符号の対応表が記憶されなければならないが、図
２においては、符号化回路２１は、始点として選ばれた
状態の集合に含まれる状態のうち、ある１つの状態を始
点とする符号の変換表だけを記憶し、残りの状態を始点
とする符号は、符号語変換回路２２によって生成され
る。新しく追加された符号語変換回路２２、符号語検査
回路２４、および終点状態変換回路２５は、ごく簡単な
処理を行っており、その回路規模は小さい。

【００６１】もう一つの利点は、符号化器１の動作速度
を向上させることができる。一般的に、装置の中でルー
プ構成をなしている部分がその装置の動作速度を決定す
る。そして、ループ内の処理が複雑であればあるほど、
その装置の動作速度は遅くなる。図２においては、レジ
スタ２６の出力から、終点状態変換回路２５を経て、レ
ジスタ２６の入力に至るループが存在するが、その中
で、終点状態変換回路２５の処理が簡単であるため、符
号化器１をより高速に動作させることができる。

【００６２】始点選択の制約Ｂについて説明する。図４
における状態を以下の４つの集合（Ｓ₀乃至Ｓ₃）に分類
する。

【００６３】Ｓ₀＝｛（１，１），（１，５），（１，
９），（３，３），（３，７），（５，１），（５，
５），（５，９），（７，３），（７，７），（９，
１），（９，５），（９，９）｝

【００６４】Ｓ₁＝｛（０，４），（０，８），（２，
２），（２，６），（２，１０），（４，０），（４，
４），（４，８），（６，２），（６，６），（６，１
０），（８，０），（８，４），（８，８），（１０，
２），（１０，６）｝

【００６５】Ｓ₂＝｛（１，３），（１，７），（３，
１），（３，５），（３，９），（５，３），（５，
７），（７，１），（７，５），（７，９），（９，
３），（９，７）｝

【００６６】Ｓ₃＝｛（０，２），（０，６），（２，
０），（２，４），（２，８），（４，２），（４，
６），（４，１０），（６，０），（６，４），（６，
８），（８，２），（８，６），（８，１０），（１
０，０），（１０，４），（１０，８）｝

【００６７】上記４つの集合間には、共通の元は存在し
ない。ここで、例えば、集合Ｓ₀に含まれる任意の状態
を始点としたときの状態遷移を考える。この場合、時刻
１には集合Ｓ₁に含まれるいずれかの状態に、時刻２に
は集合Ｓ₂に含まれるいずれかの状態に、時刻３には集
合Ｓ₃に含まれるいずれかの状態に遷移し、時刻４には
再び集合Ｓ₀に含まれるいずれかの状態に戻る。その後
はＳ₀→Ｓ₁→Ｓ₂→Ｓ₃→Ｓ₀という状態遷移を繰り返
す。尚、ここで、時刻０は符号語が始点をとる時刻を表
している。２０ビットの符号語が終点をとる時刻は２０
であり、今回の符号語の時刻２０は、次回の符号語が始
点をとる時刻０に一致する。

【００６８】上述のように、ADSとRDSの制限を表したFS
TDにおいては、状態を共通の元を持たない４つの集合に
分類でき、４時刻周期でこれら４つの集合を遷移する。
本実施の形態において、符号の符号長は２０ビット（４
の倍数）であるから、例えば、集合Ｓ₀に含まれる状態
を始点として選択した場合、終点の状態は再び集合Ｓ₀
に含まれることになる。

【００６９】次に、集合Ｓ₀に含まれる状態と集合Ｓ₁に
含まれる状態をともに始点として選択した場合を考え
る。符号化の初期値として集合Ｓ₀に含まれる状態を始
点としたとすると、最初の符号語の終点は集合Ｓ₀に含
まれる状態となる。次の符号語の始点はこの状態でなけ
ればならないから、結局、符号語の始点および終点とし
て、集合Ｓ₀に含まれる状態しか使われないことにな
る。これでは、始点および終点として集合Ｓ₁に含まれ
る状態を選択した意味がなくなる。また、符号化の初期
値として集合Ｓ₁に含まれる状態を始点としたとする
と、集合Ｓ₀に含まれる状態を選択した意味がなくな
る。従って、始点とする状態は、集合Ｓ₀乃至Ｓ₃のう
ち、いずれか１つの集合から選択しなければならない。

【００７０】始点選択の制約Ｃについて説明する。この
制約は当然のものである。なぜなら、パスの数が足りな
ければ、一部のデータ語に対して対応させる符号語がな
くなってしまい、その結果として符号化ができなくなる
からである。本実施の形態において、始点とする状態１
つに対して、終点とする全ての状態までの必要とされる
異なるパスの数は２¹⁶個である。基本的には、始点とす
る状態がFSTDの中心点に近い方が、そこから全ての終点
とする状態までのパスの数は多くなる。また、パスの数
は選択された終点とする状態の数に依存し、終点とする
状態の数が多いほどその数は多くなる。

【００７１】次に、前述の始点選択の制約Ａ乃至Ｃのう
ち、制約Ａと制約Ｂを満足する選択例１乃至６を挙げ、
これが制約Ｃを満足するか否かを確認する。

【００７２】選択例１は、状態（５，５）を始点として
選択した場合である。状態（５，５）は、図４に示した
FSTDの中心点であり、始点として１つ状態を選択する場
合、最も多く符号語がとれるはずである。しかし、状態
（５，５）からとることのできる符号語の数を調べてみ
ると、５５４０４個しかなく、制約Ｃを満足していな
い。

【００７３】選択例２は、状態（５，３）と状態（５，
７）を始点として選択した場合である。状態（５，３）
を始点とし、状態（５，３）または状態（５，７）を終
点とする符号語の数は８３０２５個であり、状態（５，
７）を始点とし、状態（５，３）または状態（５，７）
を終点とする符号語の数も８３０２５個である。従っ
て、状態（５，３）と状態（５，７）は、符号語の始点
として使える可能性がある。また、状態（５，３）と状
態（５，７）に類似した状態（５，１）と状態（５，
９）は、FSTDの中心点より離れる方向であるので、候補
となる符号語の数は少なくなる。実際に調べた符号語の
数は、２７７８３個で制約Ｃを満足していない。

【００７４】選択例３は、状態（３，５）と状態（７，
５）を始点として選択した場合である。状態（３，５）
を始点とし、状態（３，５）または状態（７，５）を終
点とする符号語の数は５７３７５個であり、制約Ｃを満
足していない。

【００７５】選択例４は、状態（４，４）と状態（６，
６）を始点として選択した場合である。状態（４，４）
を始点とし、状態（４，４）または状態（６，６）を終
点とする符号語の数は５７８３４個であり、制約Ｃを満
足していない。

【００７６】尚、２つの状態を始点および終点として選
択する場合、上述の選択例２乃至４以外は、FSTDの中心
点から、より離れることから制約Ｃを満足しないことは
明らかである。

【００７７】選択例５は、状態（３，３）、状態（３，
７）、状態（７，３）および状態（７，７）を始点とし
て選択した場合である。状態（３，３）または状態
（７，７）を始点とし、状態（３，３）、状態（３，
７）、状態（７，３）および状態（７，７）のうち、い
ずれかを終点とする符号語の数は８８９９２個であり、
制約Ｃを満足している。状態（３，７）または状態
（７，３）を始点とし、状態（３，３）、状態（３，
７）、状態（７，３）および状態（７，７）のうち、い
ずれかを終点とする符号語の数は８２９４４個であり、
制約Ｃを満足している。

【００７８】選択例６は、状態（３，５）、状態（５，
３）、状態（５，７）および状態（７，５）を始点とし
て選択した場合である。状態（５，３）または状態
（５，７）を始点とし、状態（３，５）、状態（５，
３）、状態（５，７）および状態（７，５）のうち、い
ずれかを終点とする符号語の数は１１１０５１個であ
り、制約Ｃを満足している。一方、状態（３，５）また
は状態（７，５）を始点とし、状態（３，５）、状態
（５，３）、状態（５，７）および状態（７，５）のう
ち、いずれかを終点とする符号語の数は５０８１４個で
あり、制約Ｃを満足していない。

【００７９】尚、４つの状態を始点および終点として選
択する場合、上述の選択例５および６以外は、FSTDの中
心点から、より離れることから符号語の数は少なくな
る。実際に調べてみると、選択例５以外は制約Ｃを満足
しない。

【００８０】また、上述の選択例１乃至６の他に、３つ
の状態を始点とすることも考えられるが、これについて
は利点が見当たらないため、ここでは取り上げない。

【００８１】従って、始点選択の制約Ａ乃至Ｃを満足す
るのは、選択例２および５ということになる。選択例２
は、パーティショニングを行わなくてもよい選び方の中
で、最も符号語が多くとれる例であり、選択例５は、全
体の選び方の中で、最も符号語が多くとれる例である。
本実施の形態においては、符号語の数が最も多くとれる
選択例５を始点の選び方とする。

【００８２】即ち、符号語に対する制約２「FSTDにおい
て、時刻０および時刻２０における状態は、状態（３，
３）、状態（３，７）、状態（７，３）および状態
（７，７）の４状態でなければならない」を設定する。

【００８３】ところで、本実施の形態においては、ＱＣ
シーケンスを防止するための規則としてパーティショニ
ングを用いている。符号の電力密度がナイキスト周波数
でヌルとなるために必要な制約はADSに対するものであ
り、ビタビ検出もADSの情報を使って行われる。従っ
て、パーティショニングもADSに対して行われる。

【００８４】パーティショニングによれば、状態（３，
３）、状態（３，７）、状態（７，３）および状態
（７，７）の４状態を始点とする符号のうち、ADSが３
の状態を始点とする符号語は、いずれか１つの時刻にAD
Sが３以下にならず、ADSが７の状態を始点とする符号語
は、同じいずれか１つの時刻にADSが７以上にならな
い。

【００８５】上述の制限を受ける時刻は、一般的に遅い
時刻とした方が、符号語の数は多くとれる。しかし、時
刻を遅くしていくと、始点からその時刻までの異なるパ
スの数が増える。そこで、本実施の形態においては、J.
W.Rae,G.S.Christinansen,P.Siegel,R.Karabed,H.Thapa
r,and S.Shih,“Design and Performance of a VLSI120
Mb/s Trellis-Coded Partial Response Channel”,IEEE
Transactions on Magnetics,Vol.31,No.2,March 1995,
pp.1208-1214に提案されている手法の一部をビタビ検出
器に適用することを前提に、制限を受ける時刻を７とす
る。

【００８６】即ち、符号語に対する制約３「（１）時刻
０にADSが３である状態からスタートしたパスは、時刻
７にADSが０である状態およびADSが２である状態を通過
してはならない。（２）時刻０にADSが７である状態か
らスタートしたパスは、時刻７にADSが８である状態お
よびADSが１０である状態を通過してはならない。」を
設定する。

【００８７】本実施の形態において、状態（３，３）ま
たは状態（７，７）を始点としたときの符号語の数は８
８９９２個、状態（３，７）または状態（７，３）を始
点としたときの符号語の数は８２９４４個である。本発
明で必要とされる符号語の数は６５５３６個であり、い
ずれにしてもかなりの数の符号語が余ることになる。

【００８８】そこで、符号の同一シンボルの最大連続長
を１０より小さくする。図４のFSTDにおいて、同一ビッ
トが最も長く連続するのは、RDSが１ずつ増加し、最小R
DS（RDSの最小値）から最大RDS（RDSの最大値）に遷移
する場合と、RDSが１ずつ減少し、最大RDSから最小RDS
に遷移する場合である。従って、同一ビットは、最も長
い場合で１０個連続する。

【００８９】符号の同一シンボルの最大連続長を９とす
るためには、図４のFSTDにおいて、RDSが０である状態
を出発して１０回の状態遷移で、RDSが１０である状態
に到達することを禁止するとともに、RDSが１０である
状態を出発して１０回の状態遷移で、RDSが０である状
態に到達することを禁止すればよい。尚、符号の同一シ
ンボルの最大連続長を８にすることは、候補となる符号
語の数が不足しているため不可能である。

【００９０】符号語に対する制約４「（１）時刻０にRD
Sが３である状態からスタートしたパスは、（ａ）時刻
３にRDSが０である状態を通過しない、（ｂ）時刻７にR
DSが１０である状態を通過しない、（ｃ）時刻５におけ
るRDSが０である状態から、RDSが１ずつ増加して、時刻
１５におけるRDSが１０である状態に遷移しない、
（ｄ）時刻７におけるRDSが０である状態から、RDSが１
ずつ増加して、時刻１７におけるRDSが１０である状態
に遷移しないの４つを満足しなければならない。（２）
時刻０にRDSが７である状態からスタートしたパスは、
（ａ）時刻３にRDSが１０である状態を通過しない、
（ｂ）時刻７にRDSが０である状態を通過しない、
（ｃ）時刻５におけるRDSが１０である状態から、RDSが
１ずつ減少して、時刻１５におけるRDSが０である状態
に遷移しない、（ｄ）時刻７におけるRDSが１０である
状態から、RDSが１ずつ減少して、時刻１７におけるRDS
が０である状態に遷移しないの４つを満足しなければな
らない。」を設定する。

【００９１】符号化回路２１から出力された２０ビット
の符号語は、符号語検査回路２４に供給され、その符号
語の型および終点が調べられる。型および終点は、供給
された符号語の始点のADSとRDSの値を初期値として、符
号語の始点側のビットから順次ADSとRDSの値を演算して
いく過程およびその結果から知ることができる。ADSとR
DSの演算方法は、前述の定義から明らかである。

【００９２】符号語回路２１で符号化される符号語の始
点のRDSが３であるとすると、RDSの値を順次演算してい
く過程で、RDSが６より大きくなるか否かで、その符号
語の型を判定する。本実施の形態においては、RDSが６
より大きくならない場合を「型０」、RDSが６より大き
くなる場合を「型１」とする。ところで、RDSの初期値
が３であることから、RDSが６より大きくなる場合、時
刻４以降（時刻４を含む）のいずれかの時刻に必ずRDS
が７となる。しかもRDSが７となる可能性のある時刻
は、RDSの定義上、偶数時刻だけである。このことか
ら、時刻４以降の偶数時刻にRDSの値が７になったか否
かで符号語の型を判定する。

【００９３】上述のように、符号語回路２１で符号化さ
れる符号語の始点である状態のRDSが３である場合は、
符号語の型をRDSが７になるか否かで判定するが、符号
語回路２１で符号化される符号語の始点である状態のRD
Sが７である場合は、符号語の型をRDSが３になるか否か
で判定する。詳細は後述する。ADSとRDSを符号語の最後
のビットまで求めた結果が、その符号語の終点の状態を
表していることは明らかである。

【００９４】図５は、符号語回路２１で符号化される符
号語の始点が状態（３，３）である場合の符号語検査回
路２４の具体的な回路構成例を示している。

【００９５】先ず、符号語間の区切りで、RDS用３ビッ
トUP/DOWNカウンタ４４およびADS用３ビットUP/DOWNカ
ウンタ５０が初期化され、１にセットされる。また、比
較器４５の出力がリセットされる。その後、入力された
２０ビットの符号語は、パラレル／シリアル変換器４１
で、始点側から２ビットずつに区切られ、順次送り出さ
れる。送出された２ビットのデータは、EXNOR４２およ
びAND４３にそれぞれ供給され、演算される。EXNOR４２
の出力は、RDS用３ビットUP/DOWNカウンタ４４のENABLE
端子に供給され、AND４３の出力は、RDS用３ビットUP/D
OWNカウンタ４４のUP/DOWN端子に供給される。RDS用３
ビットUP/DOWNカウンタ４４は、RDSを順次演算する。

【００９６】また、パラレル／シリアル変換器４１から
送出された２ビットのデータは、始点からみて遅い時刻
側のビットが、インバータ４７で反転され、EXNOR４８
およびAND４９にそれぞれ供給され、演算される。EXNOR
４８の出力は、ADS用３ビットUP/DOWNカウンタ５０のEN
ABLE端子に供給され、AND４９の出力は、ADS用３ビット
UP/DOWNカウンタ５０のUP/DOWN端子に供給される。ADS
用３ビットUP/DOWNカウンタ５０は、ADSを順次演算す
る。

【００９７】符号語の最後まで演算して得られたADSとR
DSの値は、それぞれLSBから２ビット目がとられ、符号
語間の区切りで終点用レジスタ５１に格納される。RDS
用３ビットUP/DOWNカウンタ４４の出力は、比較器４５
に供給され、符号語の最後まで順次３と比較される。そ
して、１回でも一致した場合には比較器１の出力は１に
セットされ、符号語間の区切りで型用レジスタ４６に格
納される。型用レジスタ４６の出力および終点用レジス
タ５１の出力は、符号語の型および終点として、符号語
検査回路２４から出力される。

【００９８】尚、符号語回路２１で符号化される符号語
の始点のADSが７である場合は、ADS用３ビットUP/DOWN
カウンタ５０の初期値は３とされる。また、符号語回路
２１で符号化される符号語の始点のRDSが７である場合
は、RDS用３ビットUP/DOWNカウンタ４４の初期値は３と
され、比較器４５では１と比較される。

【００９９】図５においては、ADSとRDSの値を２ビット
まとめて順次演算していく構成となっている。これは、
ADSとRDSがその定義の性質上、２ビットまとめて演算す
るのが最も効率的であるためである。１ビットずつ順次
演算していく場合、ADSとRDSの値を「＋１」にするか
「−１」にするかの操作を２０回繰り返すことになる。
一方、２ビットまとめて順次演算していく場合、「＋
２」にするか、「−２」にするか、または何もしないか
の操作を１０回繰り返すことになる。ここで、「＋２」
と「−２」は、「＋１」と「−１」に置き換えても構わ
ない。「＋１」と「−１」の操作は、UP/DOWNカウンタ
で実現できるが、１ビットずつ順次演算していく場合、
UP/DOWNカウンタは０乃至１０のカウントを行えるもの
（４ビットのカウンタ）でなければならない。一方、２
ビットまとめて順次演算していく場合、０乃至４のカウ
ントを行えるもの（３ビットのカウンタ）でよい。即
ち、２ビットまとめて演算する構成は、１ビットずつ演
算する構成に比較して、操作の回数が半分で済み、UP/D
OWNカウンタのビット幅を１ビット削減することができ
る。

【０１００】ところで、符号語の型と終点を予め調べて
おき、符号語と一緒に符号化回路２１に記憶させておく
ことも可能である。この場合、符号語検査回路２４は、
不要となるが、符号化回路２１の回路規模は増大する。

【０１０１】符号語検査回路２４から出力された符号語
が終点とする状態は、終点状態変換回路２５に供給され
る。終点状態変換回路２５は、供給された終点の状態
を、レジスタ２６に格納されている符号語変換回路２２
から今回出力される符号語が始点とする状態（符号語変
換回路２２から前回出力された符号語が終点とした状
態）に基づいて、符号語変換回路２２から今回出力され
る符号語が終点とする状態を演算する。終点状態変換回
路２５から出力された終点の状態は、レジスタ２６に格
納され、次回、符号語変換回路２２から出力される符号
語が始点とする状態とされる。

【０１０２】符号語変換回路２２から今回出力される符
号語が始点とする状態が、符号化回路２１から今回出力
される符号語が始点とする状態と、点または軸に対して
対称な位置にある場合、符号語変換回路２２から今回出
力される符号語が終点とする状態は、符号化回路２１か
ら今回出力される符号語が終点とする状態と、点または
軸に対して対称な位置にある。従って、符号化回路２１
から出力される符号語が終点とする状態は、点または軸
に対して対称な位置にある状態に変換される。即ち、符
号語変換回路２２から出力される符号語が始点とする状
態（符号語検査回路２４の出力）と、符号化回路２１か
ら出力される符号語が始点とする状態（レジスタ２６の
出力）を比較した結果が異なっていた場合、異なってい
る要素（ADSまたはRDS）に対応した符号化回路２１から
出力される終点の状態の要素が別の値（３は７に、７は
３に）に変換される。

【０１０３】本実施の形態においては、始点および終点
のADSおよびRDSは、３または７の２通りしか存在しな
い。このことは、始点および終点のADSおよびRDSをとも
に１ビットで表せることを意味している。

【０１０４】そこで、符号化回路２１から出力される符
号語が始点とする状態を（０，０）とし、他の始点およ
び終点とする状態は、そのADSおよびRDSの値が符号化回
路２１から出力される符号語が始点とするADSおよびRDS
の値と同じである場合は０、異なる場合は１で表すこと
にする。例えば、符号化回路２１が符号化する符号語の
始点が状態（３，３）である場合、状態（３，３）は状
態（０，０）と、状態（３，７）は状態（０，１）と、
状態（７，３）は状態（１，０）と、状態（７，７）は
状態（１，１）と表現される。

【０１０５】上述のように表現すれば、終点状態変換回
路２５では、レジスタ２６の出力（符号語変換回路２２
から出力される符号語が始点とする状態）の各ビットを
みて、１である場合、それに対応した符号語検査回路２
４の出力ビットを反転すればよい。これは、それぞれの
ビットについて、mod2の加算をすることに他ならない。
即ち、図６に示すように、mod2加算器（EXOR)６１およ
び６２を用いて、終点状態の変換が行える。

【０１０６】次に、符号語変換回路２２について説明す
る。符号化回路２１から出力される符号語、符号語検査
回路２４から出力される符号語の型、およびレジスタ２
６から出力される始点とする状態は、符号語変換回路２
２に供給される。符号語変換回路２２は、符号語の型に
基づいて、例えば、始点が状態（０，０）である符号語
を、レジスタ２６が示す状態を始点とする符号語に変換
する。

【０１０７】符号語変換回路２２から出力される符号語
が始点とする状態が、符号化回路２１から出力される符
号語が始点とする状態と、点または軸に対して対称な位
置に存在する場合、符号化回路２１から出力される符号
語は、始点乃至終点、対象となる点または軸と対象な位
置にある状態を遷移する符号語へ変換される。但し、図
４の構造上、FSTDの中心点を通過するADS軸またはRDS軸
について、変換後の状態遷移を始点から順次考えた場
合、偶数時刻には軸対称な位置にある状態に遷移できる
が、奇数時刻には軸対称な位置にある状態に遷移できな
い。そこで、本発明では、FSTDの中心点を通過するADS
軸またはRDS軸に対する変換の場合、符号化回路２１か
ら出力される符号語は、始点乃至終点、偶数時刻では対
象となる軸と対称な位置にある状態を遷移し、奇数時刻
では偶数時刻に遷移する状態から一意に定まる状態を遷
移する符号語へ変換されるものとする。これにより、始
点の状態が点または軸に対して対称な位置に存在する符
号語の間の変換が可能となる。また、符号語変換回路２
２で変換された符号語には、変換前の符号語（符号化回
路２１から出力された符号語）に割り当てられているデ
ータ語がそのまま割り当てられることになる。

【０１０８】しかしながら、復号化のことを考慮する
と、一部の符号語には上述の変換規則を適用するべきで
はない。

【０１０９】符号語割り当ての制約「（１）始点とする
状態が異なる同一の符号語は、同一のデータ語に割り当
てられていなければならない。（２）全ビット反転関係
にある符号語は、同一のデータ語に割り当てられてられ
ていなければならない。」を設定する。

【０１１０】符号語割り当ての制約（１）について説明
する。ある状態を始点とする符号Ｃ₁に含まれる符号語
ｃ₁₁と、別の状態を始点とする符号Ｃ₂に含まれる符号
語ｃ₂₁が同じ符号語である場合、符号語ｃ₁₁をデータＤ
に含まれるデータ語ｄ₁、符号語ｃ₂₁をデータＤに含ま
れる別のデータ語ｄ₂に割り当てると、復号時に符号語
の始点を知ることができない。従って、符号語ｃ₁₁また
は符号語ｃ₂₁が得られた場合、データ語ｄ₁とｄ₂のどち
らに復号したらよいか判断できない。

【０１１１】本実施の形態においては、復号時に符号語
検査回路３１で符号語の始点を調べるが、符号語検査回
路３１において、同一の符号語における始点の状態を識
別することは、それらのADSとRDSの遷移が全く同じであ
るため、不可能である。このことは、点または軸に対し
て対称な状態を始点とする符号の中に同じ符号語が存在
し、しかもこれらが別のデータ語に割り当てられていた
とすると、どのデータ語に復号したよいのか判断できな
いことを意味している。

【０１１２】例えば、ある状態を始点とする符号Ｃ₁に
含まれる、その始点またはそれを通過する軸に対して対
称である２つの符号語Ｃ₁₁およびＣ₁₂を考える。ここ
で、Ｃ₁₁およびＣ₁₂が、それぞれ別のデータ語ｄ₁とｄ₂
に割り当てられていたとする。このＣ₁₁およびＣ₁₂を、
FSTDの中心点またはそれを通過する前述の軸と平行な軸
に対して対称である符号語Ｃ₂₁およびＣ₂₂に変換したと
すると、Ｃ₂₁およびＣ₂₂は、それぞれデータ語ｄ₁とｄ₂
に割り当てられたことになる。

【０１１３】ところで、符号語Ｃ₁₁とＣ₁₂は、点または
軸に対して対称であり、符号語Ｃ₁₂とＣ₂₂も点または軸
に対して対称である。点対称な変換または同一方向の軸
に対称な変換を２回行うと、元の符号語に戻ることは明
らかであるので、Ｃ₁₁とＣ₂₂は同じ符号語であることに
なる。従って、Ｃ₁₁とＣ₂₂は同じデータ語に割り当てら
れなければならないが、符号語変換規則に基づいた変換
を行ってしまうと、別のデータ語ｄ₁とｄ₂に割り当てら
れてしまう。

【０１１４】本実施の形態においては、図４のFSTDの中
心点を通過するADS軸に対して対称な状態を始点とする
符号の中に同じ符号語が存在する。これらは、同一のデ
ータ語に割り当てられていなければならない。しかしな
がら、全ての符号語に対して前述の符号語変換規則を適
用すると、異なったデータ語に割り当てられてしまう。
また、FSTDの中心点そのものおよびFSTDの中心点を通過
するRDS軸に対称な状態を始点とする符号の中には、符
号語に対する制約３より、同一の符号語は存在しない。

【０１１５】次に、符号語割り当ての制約（２）につい
て説明する。符号語Ｃ₁₁とＣ₃₁が全ビット反転関係にあ
るとし、Ｃ₁₁がデータ語ｄ₁に、Ｃ₃₁がデータ語ｄ₂に割
り当てられていたとする。ここで、Ｃ₁₁とＣ₃₁は別の符
号語であるから、本来全ての記録再生装置において記録
と再生の極性が正しく管理されていれば、問題なく復号
できる。しかし、記録時の極性と再生時の極性が反転し
ていた場合、例えば、復号時にＣ₁₁を受信した時に、デ
ータ語ｄ₁ではなく、データ語ｄ₂に誤って復号してしま
う。

【０１１６】個々の記録再生装置の極性を全て管理する
ことは煩雑であることや、検出方法によっては磁化の向
きではなく磁化の反転を検出するため極性を識別できな
いことがあり、NRZ記録の場合、全ビット反転した関係
にある符号語は、同じデータ語に割り当てられるのが一
般的である。

【０１１７】ある状態を始点とする符号Ｃ₁に含まれ
る、その始点を通過する軸に対して対称である２つの符
号語Ｃ₁₁とＣ₁₂を考える。ここで、Ｃ₁₁とＣ₁₂が、それ
ぞれ別のデータ語ｄ₁とｄ₂に割り当てられていたとす
る。このＣ₁₁とＣ₁₂を、FSTDの中心点を通過する前述の
軸と直交する軸に対して対称である符号語Ｃ₃₁とＣ₃₂に
変換したとすると、Ｃ₃₁とＣ₃₂は、それぞれデータ語ｄ
₁とｄ₂に割り当てられたことになる。

【０１１８】ところで、符号語Ｃ₁₁とＣ₁₂は軸に対して
対称であり、符号語Ｃ₁₂とＣ₃₂はそれと直交する軸に対
して対称である。直交する軸に対して１回ずつ変換を行
うと、全ビット反転した符号語となることは明らかであ
るため、Ｃ₁₁とＣ₃₂は全ビット反転した符号語であるこ
とになる。従って、Ｃ₁₁とＣ₃₂は、同じデータ語に割り
当てられなければならないが、符号語変換規則に基づい
た変換を行うと、別のデータ語ｄ₁とｄ₂に割り当てられ
てしまう。

【０１１９】本実施の形態においては、全ビット反転関
係にある符号語は、FSTDの中心点に対して対称な状態を
始点とする符号間と、FSTDの中心点を通過するRDS軸に
対して対称な状態を始点とする符号間に存在する。これ
らは、同一のデータ語に割り当てられなければならな
い。FSTDの中心点に対する変換は、符号語変換規則より
全ビット反転であり、全ビット反転関係にある符号語は
同一のデータ語に割り当てられるので問題がない。しか
し、FSTDの中心点を通過するRDS軸に対する変換は、全
ての符号語に対して符号語変換規則を適用すると、異な
ったデータ語に割り当てられてしまうことがある。ま
た、各状態を始点とする符号そのものの中、およびFSTD
の中心点を通過するADS軸に対して対称な状態を始点と
する符号語間には、符号語に対する制約３より、全ビッ
ト反転関係にある符号語は存在しない。

【０１２０】前述の符号語割り当ての制約（１）を満足
するためには、以下の２つが考えられる。（ａ）符号語
Ｃ₁₁とＣ₁₂を同一のデータ語ｄ₁に割り当てておくか、
またはＣ₁₁とＣ₁₂のうち、どちらかを符号語として使用
しない。（ｂ）Ｃ₁₁に対してＣ₁₂が存在する場合、Ｃ₁₁
とＣ₁₂の符号語変換を行わない。

【０１２１】（ａ）の場合、符号語変換規則をそのまま
適用できるが、（ｂ）の場合、符号語変換規則に一部修
正が必要となる。（ａ）と（ｂ）を比較した場合、
（ｂ）の方が無駄になる符号語が少なくて済む。

【０１２２】前述の符号語割り当ての制約（２）を満足
するためには、以下の２つが考えられる。（ａ）符号語
Ｃ₁₁とＣ₁₂を同一のデータ語ｄ₁に割り当てておくか、
またはＣ₁₁とＣ₁₂のうち、どちらかを符号語として使用
しない。（ｂ）Ｃ₁₁に対してＣ₁₂が存在する場合、Ｃ₁₁
とＣ₁₂の符号語変換は全ビット反転とする。

【０１２３】（ａ）の場合、符号語変換規則をそのまま
適用できるが、（ｂ）の場合、符号語変換規則に一部修
正が必要となる。

【０１２４】そこで、符号語変換規則を以下のように修
正する。（１）ある符号語にその始点またはそれを通過
する軸に対して対称な符号語が存在する場合、その符号
語はFSTDの中心点またはそれを通過する前述した軸と平
行な軸に対しての変換を行わない。この場合、符号語変
換回路２２は、入力された符号語をそのまま出力する。
（２）ある符号語にその始点を通過する軸に対して対称
な符号語が存在する場合、その符号語に対して、FSTDの
中心点を通過する前述した軸と直交する軸に対しての変
換を行う場合、全ビット反転とする。

【０１２５】本実施の形態においては、前述したよう
に、FSTDの中心点を通過するADS軸に対して対称な状態
を始点とする符号の中に同じ符号語が存在し、FSTDの中
心点を通過するRDS軸に対して対称な状態を始点とする
符号の中に全ビット反転関係にある符号語が存在する。
従って、符号語変換規則の修正項目（１）および（２）
の対象となる軸は、FSTDの中心点を通過するADS軸とな
る。

【０１２６】符号語に軸対称な符号語が存在する場合と
は、その符号語の始点から終点までの偶数時刻の状態全
てに対して、軸対称な状態が存在する場合である。本実
施の形態において、ある符号語にその始点を通過するAD
S軸と平行な軸に対して対象な符号語が存在する場合と
は、RDSが３である状態を始点とする符号語では、そのR
DSが６以下の場合、RDSが７である状態を始点とする符
号語では、そのRDSが４以上の場合である。

【０１２７】これが前述した符号語の型である。符号化
回路２１で符号化される符号語が始点とするRDSが３で
ある場合、その符号語のRDSが６以下であれば型は０、
７以上であれば型は１とする。符号化回路２１で符号化
される符号語が始点とするRDSが７である場合、その符
号語のRDSが４以上であれば型は０、３以下であれば型
は１とする。

【０１２８】図７は、符号語変換回路２２の回路構成例
を示している。符号語変換規則および符号語変換規則の
修正により、符号語変換器７２で行われる符号語の変換
を図９を参照しながら説明する。始点の状態（０，０）
の場合は、符号語の変換は行われない。従って、符号語
変換回路２２に入力された符号語はそのまま出力され
る。

【０１２９】始点の状態（０，１）の場合は、符号語の
型が０のとき、符号語変換規則の修正項目（１）に従っ
て、符号語の変換は行われない。符号語の型が１のと
き、符号語変換規則に従って、符号語を２ビット単位で
１０個に区切り、そのそれぞれについて、００は１１
に、１１は００に変換する。

【０１３０】始点の状態（１，０）の場合は、符号語の
型が０のとき、符号語変換規則の修正項目（２）に従っ
て、符号語の全ビットを反転する。符号語の型が１のと
き、符号語変換規則に従って、符号語を２ビット単位で
１０個に区切り、そのそれぞれについて、０１は１０
に、１０は０１に変換する。

【０１３１】始点の状態（１，１）の場合、符号語変換
規則に従って、符号語の全ビットを反転する。

【０１３２】ところで、図９に従って符号語の変換を行
うと、符号化回路２１から出力される固定の状態を始点
とする符号が、符号語に対する制約３および制約４を守
っていたとしても、符号語変換回路２２から出力される
それとは異なる状態を始点とする一部の符号語が符号語
に対する制約３および制約４を破ってしまうことがあ
る。

【０１３３】符号語に対する制約３は、ADSの遷移だけ
を考えた場合、ADS方向の中心を通過する時間方向の軸
に対して対象な構造をしており、符号語に対する制約４
は、RDSの遷移だけを考えた場合、RDS方向の中心を通過
する時間方向の軸に対して対象な構造をしている。従っ
て、符号語変換規則が完全に軸対称な変換を許すのであ
れば、符号語変換規則に従って符号語の変換を行って
も、制約３および制約４を破ってしまうことはあり得な
い。しかし、図４の構造上（即ち、ADSとRDSの性質
上）、完全に軸対称な変換が不可能であることより、符
号語変換規則に基づいた変換が制約を破ることがあり得
る。また、符号語変換規則の修正が軸対称な変換ではな
いことは明らかであり、符号語変換規則の修正に基づい
た変換が制約を破ることがあり得る。

【０１３４】従って、符号語変換規則に従ってFSTD上の
始点乃至終点のパスを変換したときに、変換語のパスが
与えられた制約を破ってしまう場合、それに対応する変
換前のパスは禁止される。

【０１３５】本実施の形態においては、符号化回路２１
に記憶される符号語を選択するために、以下の制約５乃
至７を設定する。これにより、軸に対称な始点を持つ符
号語間の変換を行っても、上述した制約違反はなくな
る。

【０１３６】符号語に対する制約５「（１）符号化回路
２１で符号化される符号の始点が状態（３，３）である
場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、
時刻６でのADSが３かつ時刻７でのADSが４かつ時刻８で
のADSが３であるパスは、いずれの時刻にもRDSが７にな
ってはならない。（２）符号化回路２１で符号化される
符号の始点が状態（３，７）である場合、時刻０にこの
状態からスタートしたパスのうち、時刻６でのADSが３
かつ時刻７でのADSが４かつ時刻８でのADSが３であるパ
スは、いずれの時刻にもRDSが３になってはならない。
（３）符号化回路２１で符号化される符号の始点が状態
（７，３）である場合、時刻０にこの状態からスタート
したパスのうち、時刻６でのADSが７かつ時刻７でのADS
が６かつ時刻８でのADSが７であるパスは、いずれの時
刻にもRDSが７になってはならない。（４）符号化回路
２１で符号化される符号の始点が状態（７，７）である
場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、
時刻６でのADSが７かつ時刻７でのADSが６かつ時刻８で
のADSが７であるパスは、いずれの時刻にもRDSが３にな
ってはならない。」を設定する。

【０１３７】符号語に対する制約６「（１）符号化回路
２１で符号化される符号の始点のRDSが３である場合、
時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、時刻３
でのRDSが６であるパスは、いずれかの時刻にRDSが７と
ならなければならない。（２）符号化回路２１で符号化
される符号の始点のRDSが７である場合、時刻０にこの
状態からスタートしたパスのうち、時刻３でのRDSが４
であるパスは、いずれかの時刻にRDSが３とならなけれ
ばならない。」を設定する。

【０１３８】符号語に対する制約７「（１）符号化回路
２１で符号化される符号の始点のRDSが３である場合、
時刻０にこの状態からスタートしたパスは、（ａ）時刻
２でのRDSが１かつ時刻３でのRDSが２かつ時刻４でのRD
Sが１かついずれかの時刻にRDSが７以上とならない
（ｂ）時刻４でのRDSが１かつ時刻５でのRDSが２かつ時
刻６でのRDSが１かつ時刻１４でのRDSが９かつ時刻１５
でのRDSが８かつ時刻１６でのRDSが９にならない（ｃ）
時刻６でのRDSが１かつ時刻７でのRDSが２かつ時刻８で
のRDSが１かつ時刻１６でのRDSが９かつ時刻１７でのRD
Sが８かつ時刻１８でのRDSが９にならない（ｄ）時刻６
でのRDSが９かつ時刻７でのRDSが８かつ時刻８でのRDS
が９にならないを満足しなければならない。（２）符号
化回路２１で符号化される符号の始点のRDSが７である
場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスは、
（ａ）時刻２でのRDSが９かつ時刻３でのRDSが８かつ時
刻４でのRDSが９かついずれかの時刻にRDSが３以下とな
らない（ｂ）時刻４でのRDSが９かつ時刻５でのRDSが８
かつ時刻６でのRDSが９かつ時刻１４でのRDSが１かつ時
刻１５でのRDSが２かつ時刻１６でのRDSが１にならない
（ｃ）時刻６でのRDSが９かつ時刻７でのRDSが８かつ時
刻８でのRDSが９かつ時刻１６でのRDSが１かつ時刻１７
でのRDSが２かつ時刻１８でのRDSが１にならない（ｄ）
時刻６でのRDSが１かつ時刻７でのRDSが２かつ時刻８で
のRDSが１にならない。」を設定する。

【０１３９】符号語に対する制約５は、符号語変換規則
に従って符号語の変換を行ったときに、符号語に対する
制約３を破らないようにするために設定されている。符
号語に対する制約６は、符号語変換規則の修正に従って
符号語の変換を行ったときに、符号語に対する制約４を
破らないようにするために設定されている。符号語に対
する制約７は、符号語変換規則に従って符号語の変換を
行ったときに、符号語に対する制約４を破らないように
するために設定されている。

【０１４０】上述の符号語に対する制約１乃至７を満足
する符号語は各始点ともそれぞれ７０７７３個あり、こ
の中から６５５３６個の符号語が選択される。このよう
にして、選ばれた符号化回路２１で符号化される１６ビ
ットのデータ語は、１対１の関係で２０ビットの符号語
に割り当てられる。

【０１４１】図１０および図１１は、符号化回路２１で
符号化される始点が状態（３，３）である場合のデータ
語と符号語の対応づけの一部を示している。左欄には１
６ビットのデータ語を１６進数で、右欄には２０ビット
の符号語を２進数でそれぞれ示している。

【０１４２】符号語変換回路２２が出力する２０ビット
の符号語は、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器２３
に供給される。Ｐ／Ｓ変換器２３において、符号語変換
回路２２からのパラレルデータとしての２０ビットの符
号語が、シリアルデータに変換されて出力される。

【０１４３】シリアルデータとされた２０ビットの符号
語列は、記録アンプ２を介してメディア３に記録され
る。

【０１４４】メディア３が再生されると、それにより得
られる再生信号は、再生アンプ４において、増幅された
後、イコライザアンプ５において等化され、標本化器６
とPLL回路９に供給される。

【０１４５】PLL回路９は、入力された再生信号からク
ロックを生成し、生成したクロックを、標本化器６、TC
PR用ビタビ検出器７、復号化器８、PRML用ビタビ検出器
１０、およびSYNC検出器１１に供給する。

【０１４６】標本化器６では、イコライザアンプ５から
の外乱の加わった３値の再生信号が、PLL回路９より供
給されるクロックに同期して標本化される。そして、そ
の結果得られる標本値が、TCPR用ビタビ検出器７および
PRML用ビタビ検出器１０に供給され、これにより、もと
の２元符号が検出される。

【０１４７】PRML用ビタビ検出器１０で検出された符号
語列は、SYNC検出器１１に供給され、SYNCパターンが検
出される。そして、その結果得られる符号語に対する同
期信号が、TCPR用ビタビ検出器７に供給され、その同期
がとられる。

【０１４８】TCPR用ビタビ検出器７は、符号語に対する
制約２および制約３に対応して、時変構造（時刻によっ
て構造が変わる）をしているため、２０ビットの符号語
の境界が分からないと検出を開始できない。そのため、
TCPRのビタビ検出を開始する前に、PRML用ビタビ検出器
１０でビット列を検出し、そのビット列からSYNC検出器
１１で符号の境界を検出することが必要とされる。尚、
PRML用ビタビ検出器１０は、時不変の構造であるため、
符号語に対する同期信号を必要としない。

【０１４９】TCPR用ビタビ検出器７で検出された２０ビ
ットの符号語は、復号化器８に供給され、元の１６ビッ
トのデータ語に復号される。

【０１５０】復号化器８に入力された符号語の始点とし
ては、状態（３，３）、状態（３，７）、状態（７，
３）、状態（７，７）の全てに可能性がある。しかしな
がら、本実施の形態において、復号化回路３３で復号す
る符号語の始点はいずれか１つの状態である。従って、
復号化回路３３で正しく復号するためには、予め復号化
器８に入力された符号語を復号化回路３３が復号できる
符号語に変換しておかなければならない。そのために
は、入力された符号語の始点および型を知らなければな
らない。

【０１５１】復号化器８に入力された符号語は、符号の
始点および型を調べる回路である符号語検査回路３１に
入力される。符号語検査回路３１においては、状態
（３，３）、状態（３，７）、状態（７，３）、状態
（７，７）のうちのいずれか１つが始点だったと仮定し
て、入力された符号語のADSとRDSの遷移が調べられる。

【０１５２】符号語の始点のADSは、調べられたADSの遷
移が符号語に対する制約３を満足しているか否かで知る
ことができる。符号語に対する制約３を満足していれ
ば、予め仮定した始点のADSは正しかったことになり、
満足していなければ、仮定した始点のADSは間違ってい
たことになる。

【０１５３】符号語の始点のRDSは、調べられたRDSの遷
移が符号語に対する制約１を満足しているか否かで知る
ことができる。RDSが異なる状態を始点とする符号間に
は共通の符号語が存在している。従って、RDSの遷移が
制約１を満足している場合は、これら共通の符号語に関
して、始点のRDSを特定することができない。しかし、
符号語変換規則の修正で、始点のRDSが異なる同一の符
号語は同一のデータ語に割り当てているため、始点のRD
Sが間違っていたとしても復号結果は同じであり、結局R
DSを特定しなくてもよいことになる。共通ではない符号
語に関しては、RDSの遷移が制約１を満足していれば、
予め仮定した始点のRDSは正しかったことになり、制約
１を満足していなければ仮定した始点のRDSが間違って
いたことになる。

【０１５４】符号語の型は、前述した型の定義より、始
点として仮定した状態を通過するADS方向の軸に対して
対称な符号語が存在す対称な符号語が存在するか否かで
判定することができる。本実施の形態においては、対称
な符号語が存在する場合、符号語の型は０とされ、対称
な符号語が存在しない場合、符号語の型は１とされる。

【０１５５】符号語検査回路３１では以下の処理が行わ
れる。始点のADSが３であると仮定した場合、時刻７のA
DSを調べ、これが３より大きいときは入力された符号語
の始点のADSは３であるとし、３より小さいときは符号
語の始点のADSは７であるとする。

【０１５６】始点のADSが７であると仮定した場合、時
刻７のADSを調べ、これが７より小さいときは入力され
た符号語の始点のADSは７であるとし、７より大きいと
きは符号語の始点のADSは３であるとする。

【０１５７】始点のRDSが３であると仮定した場合、RDS
の遷移を調べ、これがいずれの時刻にも−１とならない
ときは入力された符号語の始点のRDSは３であるとし、
そうでないときは入力された符号語の始点のRDSは７で
あるとする。

【０１５８】始点のRDSが３であると仮定した場合、RDS
の遷移を調べ、これがいずれの時刻にも−１にも７にも
ならないときは符号語の型は０であるとし、そうでない
ときは１であるとする。

【０１５９】始点のRDSが７であると仮定した場合、RDS
の遷移を調べ、これがいずれの時刻にも１１とならない
ときは入力された符号語の始点のRDSは７であるとし、
そうでないときは入力された符号語の始点のRDSは３で
あるとする。

【０１６０】始点のRDSが７であると仮定した場合、RDS
の遷移を調べ、これがいずれの時刻にも３にも１１にも
ならないときは符号語の型は０であるとし、そうでない
ときは１であるとする。

【０１６１】図８は、符号化回路２１で符号化された符
号語の始点が状態（３，３）である場合の符号語検査回
路３１の構成例を示している。

【０１６２】先ず、符号語間の区切りで、RDS用３ビッ
トUP/DOWNカウンタ８４およびADS用３ビットUP/DOWNカ
ウンタ９０が初期化され、１にセットされる。また、比
較器８５および比較器９１の出力がリセットされる。そ
の後、入力された２０ビットの符号語は、パラレル／シ
リアル変換器８１で、始点側から２ビットずつに区切ら
れ、順次送り出される。送出された２ビットのデータ
は、EXNOR８２およびAND８３にそれぞれ供給され、演算
される。EXNOR８２の出力は、RDS用３ビットUP/DOWNカ
ウンタ８４のENABLE端子に供給され、AND８３の出力
は、RDS用３ビットUP/DOWNカウンタ８４のUP/DOWN端子
に供給される。RDS用３ビットUP/DOWNカウンタ８４は、
RDSを順次演算する。

【０１６３】また、パラレル／シリアル変換器８１から
送出された２ビットのデータは、始点からみて遅い時刻
側のビットが、インバータ８７で反転され、EXNOR８８
およびAND８９にそれぞれ供給され、演算される。EXNOR
８８の出力は、ADS用３ビットUP/DOWNカウンタ９０のEN
ABLE端子に供給され、AND８９の出力は、ADS用３ビット
UP/DOWNカウンタ９０のUP/DOWN端子に供給される。ADS
用３ビットUP/DOWNカウンタ９０は、ADSを順次演算す
る。

【０１６４】RDS用３ビットUP/DOWNカウンタ８４の出力
は、比較器８５に供給され、符号語の最後まで順次３お
よび７と比較される。そして、どちらか１回でも一致し
た場合には比較器８５の出力の一つが１にセットされ、
符号語間の区切りで型用レジスタ８６に格納される。ま
た、７との比較で、一回でも一致した場合には比較器８
５の出力の残りが１にセットされ、符号間の区切りで始
点用レジスタ９２のLSB側に格納される。

【０１６５】一方、ADS用３ビットUP/DOWNカウンタ９０
の出力は、比較器９１に供給され、符号語の６ビット目
まで演算して得られたカウンタ値と符号語の７ビット目
から、カウンタ値が１でかつ７ビット目の反転が０か、
カウンタ値が０か、カウンタ値が７か、カウンタ値が６
か否かが調べられる。そして、いずれか一つが真である
場合、比較器９１の出力が１にセットされ、符号語間の
区切りで、始点用レジスタ９２のMSB側に格納される。
型用レジスタ８６の出力および始点用レジスタ９２の出
力は、符号語の型および始点として、符号語検査回路３
１から出力される。

【０１６６】符号語検査回路３１から出力された符号語
の始点と型は、符号語変換回路３２に供給される。ま
た、符号語変換回路３２には、２０ビットの符号語がそ
のまま入力される。そして、符号語変換回路３２は、符
号の始点および型に基づいて、入力された符号語を、復
号化回路３３が復号する符号語へと変換する。変換の方
法は、図９と同じである。即ち、符号語変換回路３２
は、符号語変換回路２２と同じものである。

【０１６７】符号語変換回路３２によって変換された符
号語は、復号化回路３３において、符号化回路２１で対
応づけられていた元の１６ビットのデータ語に復号され
る。

【０１６８】尚、本発明の主旨を逸脱しない範囲におい
て、さまざまな変形や応用例が考え得る。従って、本発
明の要旨は、本実施の形態に限定されるものではない。

【０１６９】尚、本明細書中において、上記処理を実行
するコンピュータプログラムをユーザに提供する提供媒
体には、磁気ディスク、CD-ROMなどの情報記録媒体の
他、インターネット、ディジタル衛星などのネットワー
クの伝送媒体も含まれる。

【０１７０】

【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の符号化方
法および請求項１６に記載の符号化装置によれば、デー
タ語から符号化されるのは予め決定された１つの状態を
始点とする符号語だけであり、他の状態を始点とする符
号語はさらに変換することにより得られる。従って、符
号化器を小型にし、高速に動作させることが可能とな
る。

【０１７１】請求項１７に記載の復号化方法および請求
項３２に記載の復号化装置によれば、入力された符号語
は予め決定された１つの状態を始点とする符号語に変換
され、データ語は、符号語を復号することにより得られ
る。従って、復号化器を小型にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の符号化方法および復号化方法を応用し
た記録再生装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
である。

【図２】図１の符号化器１の構成例を示すブロック図で
ある。

【図３】図１の復号化器８の構成例を示すブロック図で
ある。

【図４】有限状態遷移図である。

【図５】図２の符号語検査回路２４の構成例を示すブロ
ック図である。

【図６】図２の終点状態変換回路２５の構成例を示す回
路図である。

【図７】図２の符号語変換回路２２の構成例を示すブロ
ック図である。

【図８】図３の符号語検査回路３１の構成例を示すブロ
ック図である。

【図９】符号語変換回路２２で行われる符号語の変換表
である。

【図１０】符号化回路２１で符号化される始点が状態
（３，３）である場合のデータ語と符号語の対応づけを
示している。

【図１１】図１０の続きを示している。

【図１２】従来の符号化器を示す図である。

【図１３】従来の復号化器を示す図である。

【符号の説明】

１符号化器，２記録アンプ，３メディア，
４再生アンプ，５イコライザアンプ，６標本化
器，７ TCPR用ビタビ検出器，８復号化器，９
PLL回路，１０ PRML用ビタビ検出器，１１ SYN
C検出器，２２，１０１符号化回路，２２，３２
符号語変換回路，２３，４１，７１，８１，１０３
PS変換器，２４，３１符号語検査回路，２５終
点状態変換回路，２６，１０２レジスタ，３３，
１１１復号化回路，４４，８４ RDS用３ビットUP/
DOWNカウンタ，４５，８５，９１比較器，４６，
８６型用レジスタ，５０，９０ ADS用３ビットUP/
DOWNカウンタ，５１終点用レジスタ，７２符号語
変換器，７３ SP変換器，９２始点用レジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｍビットのデータをｎビットの符号に符
号化する符号化方法において、前記ｎビットの符号は、符号シーケンスが受けるADSとR
DSの制限を表した有限状態遷移図に従って生成された符
号であり、前記有限状態遷移図における前記ｎビットの符号が始点
とする状態の集合に含まれる２つの状態は、前記有限状
態遷移図の中心点に対して対称な位置に存在するか、前
記有限状態遷移図の中心点を通過するADS軸に対して対
称な位置に存在するか、前記有限状態遷移図の中心点を
通過するRDS軸に対して対称な位置に存在するかのうち
のいずれかであり、前記ｍビットのデータは、前記符号が始点とする状態の
集合に含まれる所定の状態を始点とするｎビットの符号
語に符号化され、前記符号が始点とする状態の集合に含まれる他の状態を
始点とするｎビットの符号語は、前記符号化された符号
語をさらに変換することにより得られたものであること
を特徴とする符号化方法。
【請求項２】前記ADSの最大値または最小値を、それ
ぞれ最大ADSまたは最小ADSとする場合、最大ADSと最小A
DSとの差は、２の倍数であるとし、前記RDSの最大値または最小値を、それぞれ最大RDSまた
は最小RDSとする場合、最大RDSと最小RDSとの差は、２
の倍数であることを特徴とする請求項１に記載の符号化
方法。
【請求項３】前記ｎを４の倍数とし、前記有限状態遷
移図上の状態を（ADS，RDS）で表し、（最小ADS＋最大A
DS）／２を中心ADSとし、（最小RDS＋最大RDS）／２を
中心RDSとする場合、前記符号が始点とする状態は、状
態（中心ADS−２，中心RDS−２）、状態（中心ADS−
２，中心RDS＋２）、状態（中心ADS＋２，中心RDS−
２）、および状態（中心ADS＋２，中心RDS＋２）の４状
態であることを特徴とする請求項２に記載の符号化方
法。
【請求項４】前記ｍは１６であり、前記ｎは２０であ
ることを特徴とする請求項３に記載の符号化方法。
【請求項５】前記最大ADSと最小ADSとの差は１０であ
るとともに、前記最大RDSと最小RDSとの差は１０である
ことを特徴とする請求項４に記載の符号化方法。
【請求項６】前記符号語が始点をとる時刻を０とした
とき、時刻０にADSが中心ADS−２である状態を出発した
パスは、時刻７にADSが中心ADS−２以下である状態に到
達せず、時刻０にADSが中心ADS＋２である状態を出発し
たパスは、時刻７にADSが中心ADS＋２以上である状態に
到達しないことを特徴とする請求項５に記載の符号化方
法。
【請求項７】前記有限状態遷移図上で、前記RDSが最
小RDSである状態を出発して１０回の状態遷移で最大RDS
である状態に到達することを禁止するとともに、前記RD
Sが最大RDSである状態を出発して１０回の状態遷移で最
小RDSである状態に到達することを禁止することを特徴
とする請求項５に記載の符号化方法。
【請求項８】前記有限状態遷移図の中心点に対して対
称な位置にある状態を始点とする符号語間の変換は、変
換される前の符号語が始点乃至終点にとる各状態と、変
換された後の符号語が始点乃至終点にとる各状態が、前
記中心点に対して対称な位置となるようになされるこ
と、即ち、符号語の全ビットを反転することであること
を特徴とする請求項７に記載の符号化方法。
【請求項９】前記有限状態遷移図の中心点を通過する
ADS軸に対して対称な位置にある状態を始点とする符号
語間の変換は、変換される前の符号語が始点乃至終点の
偶数時刻にとる各状態と、変換された後の符号語が始点
乃至終点の偶数時刻にとる各状態が、中心点を通過する
ADS軸に対して対称な位置となり、変換された後の符号
語が奇数時刻にとる各状態は、変換された後の符号語が
偶数時刻にとる状態から一意に定まる状態となるように
なされること、即ち、符号語を始点側のビットから２ビ
ット単位で区切り、そのそれぞれに対して００は１１
に、０１は０１に、１０は１０に、１１は００にするこ
とを特徴とする請求項７に記載の符号化方法。
【請求項１０】前記有限状態遷移図の中心点を通過す
るRDS軸に対して対称な位置にある状態を始点とする符
号語間の変換は、変換される前の符号語が始点乃至終点
の偶数時刻にとる各状態と、変換された後の符号語が始
点乃至終点の偶数時刻にとる各状態が、中心点を通過す
るRDS軸に対して対称な位置となり、変換された後の符
号語が奇数時刻にとる各状態は、変換された後の符号語
が偶数時刻にとる状態から一意に定まる状態となるよう
になされること、即ち、符号語を始点側のビットから２
ビット単位で区切り、そのそれぞれに対して００は００
に、０１は１０に、１０は０１に、１１は１１にするこ
とを特徴とする請求項７に記載の符号化方法。
【請求項１１】所定の符号語が始点乃至終点の各時刻
にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状態
に対して対称な状態が存在する場合、前記所定の符号語
に対しては、中心点に対する変換は行わないことを特徴
とする請求項８に記載の符号化方法。
【請求項１２】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するADS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するADS軸に対
する変換は行わないことを特徴とする請求項９に記載の
符号化方法。
【請求項１３】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するRDS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するRDS軸に対
する変換は行わないことを特徴とする請求項１０に記載
の符号化方法。
【請求項１４】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するRDS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するADS軸に対
する変換は全ビット反転であることを特徴とする請求項
９に記載の符号化方法。
【請求項１５】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するADS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するRDS軸に対
する変換は全ビット反転であることを特徴とする請求項
１０に記載の符号化方法。
【請求項１６】ｍビットのデータをｎビットの符号に
符号化する符号化装置において、入力されたｍビットのデータ語を前記符号が始点とする
状態の集合に含まれる予め決定された１つの状態を始点
とするｎビットの符号語に変換する符号化手段と、前記符号化手段から供給される符号語に基づいて、符号
語の終点の状態および型を調べる符号語検査手段と、前記符号語検査手段から供給される終点の状態を、符号
語変換手段が出力する符号語の終点の状態に変換する終
点状態変換手段と、前記終点状態変換手段が出力する終点状態を１符号語分
記憶し、符号語変換手段が次回出力する符号語の始点の
状態を出力する記憶手段と、前記記憶手段から供給される符号語の始点の状態および
前記符号語検査手段から供給される符号語の型に基づい
て、前記符号化手段から供給される前記符号が始点とす
る状態の集合に含まれる予め決定された１つの状態を始
点とするｎビットの符号語を、前記符号が始点とする状
態の集合に含まれる他の状態を始点とするｎビットの符
号語に変換する符号語変換手段とを備えることを特徴と
する符号化装置。
【請求項１７】ｎビットの符号をｍビットのデータに
復号する復号化方法において、前記ｎビットの符号は、符号シーケンスが受けるADSとR
DSの制限を表した有限状態遷移図に従って生成された符
号であり、前記有限状態遷移図における前記ｎビットの符号が始点
とする状態の集合に含まれる２つの状態は、前記有限状
態遷移図の中心点に対して対称な位置に存在するか、前
記有限状態遷移図の中心点を通過するADS軸に対して対
称な位置に存在するか、前記有限状態遷移図の中心点を
通過するRDS軸に対して対称な位置に存在するかのうち
のいずれかであり、前記符号が始点とする状態の集合に含まれるいずれかの
状態を始点とするｎビットの符号語を、前記符号が始点
とする状態の集合に含まれる予め決定された１つの状態
を始点とする他のｎビットの符号語に変換し、ｍビット
のデータ語は、前記変換された符号語を復号することに
より得られたものであることを特徴とする復号化方法。
【請求項１８】前記ADSの最大値または最小値を、そ
れぞれ最大ADSまたは最小ADSとする場合、最大ADSと最
小ADSとの差は、２の倍数であるとし、前記RDSの最大値または最小値を、それぞれ最大RDSまた
は最小RDSとする場合、最大RDSと最小RDSとの差は、２
の倍数であることを特徴とする請求項１７に記載の復号
化方法。
【請求項１９】前記ｎを４の倍数とし、前記有限状態
遷移図上の状態を（ADS，RDS）で表し、（最小ADS＋最
大ADS）／２を中心ADSとし、（最小RDS＋最大RDS）／２
を中心RDSとする場合、前記符号が始点とする状態は、
状態（中心ADS−２，中心RDS−２）、状態（中心ADS−
２，中心RDS＋２）、状態（中心ADS＋２，中心RDS−
２）、および状態（中心ADS＋２，中心RDS＋２）の４状
態であることを特徴とする請求項１８に記載の復号化方
法。
【請求項２０】前記ｍは１６であり、前記ｎは２０で
あることを特徴とする請求項１９に記載の復号化方法。
【請求項２１】前記最大ADSと最小ADSとの差は１０で
あるとともに、前記最大RDSと最小RDSとの差は１０であ
ることを特徴とする請求項２０に記載の復号化方法。
【請求項２２】前記符号語が始点をとる時刻を０とし
たとき、時刻０にADSが中心ADS−２である状態を出発し
たパスは、時刻７にADSが中心ADS−２以下である状態に
到達せず、時刻０にADSが中心ADS＋２である状態を出発
したパスは、時刻７にADSが中心ADS＋２以上である状態
に到達しないことを特徴とする請求項２１に記載の復号
化方法。
【請求項２３】前記有限状態遷移図上で、前記RDSが
最小RDSである状態を出発して１０回の状態遷移で最大R
DSである状態に到達することを禁止するとともに、前記
RDSが最大RDSである状態を出発して１０回の状態遷移で
最小RDSである状態に到達することを禁止することを特
徴とする請求項２１に記載の復号化方法。
【請求項２４】前記有限状態遷移図の中心点に対して
対称な位置にある状態を始点とする符号語間の変換は、
変換される前の符号語が始点乃至終点にとる各状態と、
変換された後の符号語が始点乃至終点にとる各状態が、
前記中心点に対して対称な位置となるようになされるこ
と、即ち、符号語の全ビットを反転することであること
を特徴とする請求項２３に記載の復号化方法。
【請求項２５】前記有限状態遷移図の中心点を通過す
るADS軸に対して対称な位置にある状態を始点とする符
号語間の変換は、変換される前の符号語が始点乃至終点
の偶数時刻にとる各状態と、変換された後の符号語が始
点乃至終点の偶数時刻にとる各状態が、中心点を通過す
るADS軸に対して対称な位置となり、変換された後の符
号語が奇数時刻にとる各状態は、変換された後の符号語
が偶数時刻にとる状態から一意に定まる状態となるよう
になされること、即ち、符号語を始点側のビットから２
ビット単位で区切り、そのそれぞれに対して００は１１
に、０１は０１に、１０は１０に、１１は００にするこ
とを特徴とする請求項２３に記載の復号化方法。
【請求項２６】前記有限状態遷移図の中心点を通過す
るRDS軸に対して対称な位置にある状態を始点とする符
号語間の変換は、変換される前の符号語が始点乃至終点
の偶数時刻にとる各状態と、変換された後の符号語が始
点乃至終点の偶数時刻にとる各状態が、中心点を通過す
るRDS軸に対して対称な位置となり、変換された後の符
号語が奇数時刻にとる各状態は、変換された後の符号語
が偶数時刻にとる状態から一意に定まる状態となるよう
になされること、即ち、符号語を始点側のビットから２
ビット単位で区切り、そのそれぞれに対して００は００
に、０１は１０に、１０は０１に、１１は１１にするこ
とを特徴とする請求項２３に記載の復号化方法。
【請求項２７】所定の符号語が始点乃至終点の各時刻
にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状態
に対して対称な状態が存在する場合、前記所定の符号語
に対しては、中心点に対する変換は行わないことを特徴
とする請求項２４に記載の復号化方法。
【請求項２８】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するADS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するADS軸に対
する変換は行わないことを特徴とする請求項２５に記載
の復号化方法。
【請求項２９】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するRDS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するRDS軸に対
する変換は行わないことを特徴とする請求項２６に記載
の復号化方法。
【請求項３０】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するRDS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するADS軸に対
する変換は全ビット反転であることを特徴とする請求項
２５に記載の復号化方法。
【請求項３１】所定の符号語が始点乃至終点の偶数時
刻にとる状態全てに、前記所定の符号語が始点とする状
態を通過するADS軸に対称な状態が存在する場合、前記
所定の符号語に対しては、中心点を通過するRDS軸に対
する変換は全ビット反転であることを特徴とする請求項
２６に記載の復号化方法。
【請求項３２】ｎビットの符号をｍビットのデータに
復号する復号化装置において、入力されたｎビットの符号語が始点とする状態と型を調
べる符号語検査手段と、前記符号語検査手段から供給
される符号語の始点の状態および型に基づいて、入力さ
れた前記符号が始点とする状態の集合に含まれるいずれ
かの状態を始点とするｎビットの符号語を、前記符号が
始点とする状態の集合に含まれる予め決定された１つの
状態を始点とする別のｎビットの符号語に変換する符号
語変換手段と、前記符号語変換手段で変換された符号語をｍビットのデ
ータ語へ復号する復号化手段とを備えることを特徴とす
る復号化装置。
【請求項３３】ｍビットのデータを符号化することに
より得られたｎビットの符号が記録された提供媒体にお
いて、前記ｎビットの符号は、符号シーケンスが受けるADSとR
DSの制限を表した有限状態遷移図に従って生成された符
号であり、前記有限状態遷移図における前記ｎビットの符号が始点
とする状態の集合に含まれる２つの状態は、前記有限状
態遷移図の中心点に対して対称な位置に存在するか、前
記有限状態遷移図の中心点を通過するADS軸に対して対
称な位置に存在するか、前記有限状態遷移図の中心点を
通過するRDS軸に対して対称な位置に存在するかのうち
のいずれかであることを特徴とする提供媒体。