JP2000293961A

JP2000293961A - データの復調方法

Info

Publication number: JP2000293961A
Application number: JP11097615A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakamura; 宏中村
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本来存在するはずのないピークが存在し、本
来存在すべき位置にピークが存在しなくても、誤読を大
幅に減らすことができ、信頼性の高いデータの復調方法
を得る。【解決手段】高低２種の周波数信号を組み合わせた周
波数変調信号で２値データを形成し、その所定ビット数
とパリティビットにより１文字分のデータを形成し、記
録データ信号の再生信号波形より一定の時間間隔内での
ピーク点の有無を検出して２値データを復調する。所定
ビット数により記録データの１文字分の時間間隔を所定
の範囲として定め、デジタル再生信号波形について全て
のピークを検出し、そのピーク間の時間間隔を計測して
ピーク間隔値を生成し、個々のピーク間隔値を逐次加算
し、１文字分の時間間隔内にあるピーク位置により１文
字の終端を決定し、１文字分を構成する個々のピーク間
隔値を基準値と比較して２値データのビット配列に変換
し、１文字分のデータの復調をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば磁気カード
等に記録されているデータ信号の復調方法に関するもの
で、周波数変調方式により記録されているデータを高い
信頼性で復調することができるようにしたデータの復調
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば磁気カードリーダ等の記録再生装
置においては、Ｆおよび２Ｆという２種類の周波数の組
み合わせによって２値のデータ信号を記憶するＦＭ変調
方式が一般に知られている。このＦＭ変調方式によって
記録されたデータの再生時は、磁気カードの磁気ストラ
イプに対して相対的に磁気ヘッドを摺動させることによ
り、磁気記録データをアナログ再生信号の形態で再生
し、このアナログ再生信号の信号波形に基づき、２値デ
ータを復調するようになっている。

【０００３】一般的な磁気カードの磁気ストライプは、
実際に記録データが記憶されている有効データ領域だけ
ではなく、その前の同期ビット領域と、記録データの始
まりを示すＳＴＸコード領域と、有効データ領域の後ろ
のデータ終了を示すＥＴＸコード領域、ＬＲＣコード領
域および同期ビット領域を有している。

【０００４】図１４に上記のような従来の磁気カードの
記録データ復調時の一般的な機能ブロックを、図１５に
その各部の信号波形を示す。図１４において、磁気カー
ド１０が相対移動することによって得られる磁気ヘッド
１１の出力信号は二つの増幅器１２、１５によって増幅
される。増幅器１２の出力信号はピーク検出回路１３に
よってピーク検出が行われ、ピーク検出回路１３のピー
ク検出信号はコンパレータ１４によってゼロレベルと比
較されゼロクロス点が検出されるようになっている。他
方の増幅器１５の出力信号はコンパレータ１６によって
ゼロクロス点が検出され、その出力信号はタイミング発
生回路１７に入力される。タイミング発生回路１７で
は、コンパレータ１４の出力信号の転換位置におけるコ
ンパレータ１６の出力信号のレベルを見て、そのときの
コンパレータ１６の出力信号レベルに応じてその出力レ
ベルを転換するようになっている。タイミング発生回路
１７の出力信号はデータ弁別回路またはＣＰＵ１８に入
力され、所定の信号処理が行われることによって文字が
判別されるようになっている。

【０００５】図１４に示す機能ブロックの動作を、図１
５を併せて参照しながらさらに具体的に説明する。磁気
カード１０に記録されている信号の例を図１５（ａ）に
示す。記録信号はＦおよび２Ｆという２種類の周波数の
組み合わせによる２値のデータ信号であって、１ビット
分の時間間隔Ｔ内において信号極性の反転の有無によっ
てそのビットが「０」か「１」かを表している。（ａ）
の例は「０１１０１」を表している。この記録信号を磁
気ヘッド１１で読み取り、増幅器１２、１５で増幅した
ものの例を図１５（ｂ）に示す。記録信号「０」に対応
する増幅器１２、１５の出力の周波数に対して記録信号
「１」に対応する増幅器１２、１５の出力の周波数は２
倍になっている。

【０００６】ピーク検出回路１３は微分回路からなるも
のと考えてよく、従ってピーク検出出力は図１５（ｃ）
に示すように増幅器１２の出力信号のピーク位置でゼロ
クロスとなる信号波形が得られる。その信号はコンパレ
ータ１４によりゼロレベルと比較され、図１５（ｄ）に
示すように上記ピーク検出波形のゼロクロス位置で反転
するデジタル信号に変換される。他方の増幅器１５の出
力波形はコンパレータ１６によりゼロレベルと比較さ
れ、図１５（ｅ）に示すように増幅器１５の出力波形の
ゼロクロス位置で反転するデジタル信号に変換される。
タイミング発生回路１７は、コンパレータ１４の出力信
号の転換位置におけるコンパレータ１６の出力信号のレ
ベルを見て、そのときのコンパレータ１６の出力信号レ
ベルに応じてその出力レベルを転換し、図１５（ｆ）に
示すような信号を出力するようになっている。図１５の
（ｆ）に示す信号は（ａ）に示す信号と同じ「０１１０
１」を表すデジタル信号となっており、磁気カードに記
録されているデータ信号が復調されることがわかる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような磁
気カードに記録されているデータの読み取り性能は、磁
気記録媒体であるカードの状態や、磁気ヘッドの汚れや
摩耗、モータなどからの電気的なノイズ、機械的なノイ
ズなどの影響を受ける。すなわち、磁気カード等の記録
媒体は、繰り返し使用されることによって様々な負荷を
受ける結果、記録媒体の表面の汚れや傷により、本来存
在するはずのない位置に信号が発生することがある。ま
た、記録媒体に記録される基本データは１回書き込まれ
ると使用を繰り返しても書き換えられることはないた
め、繰り返し使用して磁気ヘッドとの接触を繰り返すう
ちに磁力が減衰し、再生に必要な信号強度が不足してデ
ータの読み取りの信頼性が低下する。さらに、磁気ヘッ
ドの摩耗によって磁気ヘッドの分解能が低下し、ピーク
シフトが発生する。

【０００８】このようにしてデータの読み取りに異常が
生じると、媒体に記録されているデータの読み取り性能
を低下させる要因となり、データを正しく判別すること
ができなくなる。図４は、本来存在するはずのないピー
クが存在したり、本来存在すべき位置にピークが存在し
なかったりした場合に、異常波形が忠実にデコードされ
ることを原因とする誤読の例を示す。図４の例では、１
文字分のデータを形成する正しい２値データは「１００
００」であるが、文字区間の第４ビットの位置に、本来
は存在しなかったピークが２個出現している。そのた
め、これを図１４、図１５に示す従来の方法で復調する
と、上記第４ビットの位置は「１」と誤って判定し、続
く第５ビット目にも「１」が存在するものと誤って判定
し、その結果、２値のデータ列を「１００１１」と誤っ
て読み取られることになる。また、上記のようにビット
数を誤って読み取ると、以降のビットの区切りにもずれ
が生じ、この影響が後続の文字区間に波及し、後続の文
字区間でも誤読を引き起こす原因となる場合もある。

【０００９】本来存在するはずのないピークが存在した
り、本来存在すべき位置にピークが存在しなかったりす
る別の波形の例として図１０に示すようなものもある。
図１０に示す波形の例は、第２ビットと第３ビットから
なる２ビットの区間に、もともとピークが１個だけしか
存在せず、本来の正しいコードは「１００１１」であっ
たにもかかわらず、何らかの原因で上記２ビットの区間
に３個のピークが生成された例である。これを図１４、
図１５に示す従来の方法で復調すると、２値のデータ列
を「１１１１１」と誤って読み取ることになる。

【００１０】前述のＦＭ変調方式では、図３に示すよう
に、１ビットの時間間隔Ｔに関して一定の基準時間αＴ
（ただし、０≦α≦１）を設定し、この基準時間αＴ内
に読み取り信号の極性反転があるかないかで２値データ
が「０」かまたは「１」かの判定を行うようになってい
る。すなわち、基準時間αＴ内に極性反転がなければ周
波数Ｆで２値データは「０」、基準時間αＴ内に極性反
転があれば周波数２Ｆで２値データは「１」と判定す
る。これによってある程度のピークシフトによる影響を
回避することができる。

【００１１】しかしながら、図３に示す例のように、基
準時間αＴを設定し、その時間αＴ内に読み取り信号の
極性反転があるかないかで２値データを判定するように
しても、前述のような、本来存在するはずのないピーク
が存在したり、本来存在すべき位置にピークが存在しな
かったりすることによって誤読を生じることがある。そ
して、ビット列中のたった一つのビットだけについて誤
読を生じたとしても、この誤読が後続のビット列にも波
及し、誤った判定をすることになる。そこで本出願人
は、一つのビットの誤読が後続のビット列に波及するこ
とのないようにしたデータの復調方法について先に特許
出願した。特願平１１−８８０４８号の明細書および図
面に記載されている発明がそれで、個々のビットの２値
データを判定するに当たり、１文字分の文字時間間隔を
合理的な方法で区切り、この１文字分の文字時間間隔と
いう要素を加味することによって、誤読を大幅に減ら
し、信頼性の高いデータの復調を可能としたものであ
る。

【００１２】本発明は上記のような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、上記先の出願にかかる発明に加え
て、本来存在するはずのないピークが存在したり、本来
存在すべき位置にピークが存在しなかったりしても、誤
読を大幅に減らすことができ、信頼性の高いデータの復
調を可能としたデータの復調方法を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１に記載されているように、高低
２種の周波数信号の組み合わせによる周波数変調信号で
２値データを形成し、この２値データの所定ビット数と
パリティビットとにより１文字分のデータを形成するよ
うになっており、記録されたデータ信号を再生して得ら
れる再生信号波形より上記周波数変調信号の低い周波数
信号の周期に基づいてピーク点の有無を検出することに
より２値データを復調するようにしたデータの復調方法
であって、上記再生信号波形をアナログ・デジタル変換
によってデジタルデータに変換し、デジタル化した再生
信号波形の各ピーク間の時間間隔を計測してピーク間隔
値配列を生成し、ピーク間隔値配列より個々のピーク間
隔値を逐次加算して１文字分の終端を決定し、１文字分
を構成する個々のピーク間隔値を基準値と比較すること
により２値データからなるビット配列に変換し、１文字
分のデータの復調をするようにしたことを特徴とする。

【００１４】上記基準値は、請求項２記載の発明のよう
に、理想的な間隔値をもとにある範囲を有するように定
められた値であり、ピーク間隔値が上記基準値より小さ
い場合あるいは大きい場合に波形異常があることを検出
し、この波形異常をパリティビットの条件から修正して
１文字分のデータの復調をするようにするとよい。

【００１５】請求項３記載の発明のように、請求項１記
載の発明において、ピーク間隔値データ配列より個々の
ピーク間隔値を逐次加算して１文字の終端を決定したの
ち、上記１文字分を構成する個々のピーク間隔値を順方
向および逆方向に基準値と比較して二つのビット配列を
求め、この、二つのビット配列に基づいて１文字分のデ
ータの復調をするようにするとよい。

【００１６】上記基準値は、請求項４記載の発明のよう
に、理想的な間隔値をもとにある範囲を有するように定
められた値であり、ピーク間隔値が上記基準値より小さ
い場合あるいは大きい場合に、１文字分を構成する個々
のピーク間隔値を順方向および逆方向に基準値と比較す
るようにするとよい。

【００１７】請求項５記載の発明のように、請求項４記
載の発明において、順方向に比較して求めたビット配列
と逆方向に比較して求めたビット配列とが一致しない場
合、その差異部分をパリティビットの条件から修正する
ようにするとよい。

【００１８】請求項６記載の発明のように、請求項２ま
たは３記載の発明において、所定ビット数により記録デ
ータの１文字分の文字時間間隔を所定の範囲として定め
ておき、１文字分の時間間隔内にあるピーク位置により
１文字の終端を決定するとともに、時間間隔内にあるピ
ーク位置までのピーク間隔値の個数が、パリティビット
の条件を満足するか否かを検出し、満足しない場合はさ
らに次のピーク間隔値のデータを追加するようにして１
文字の終端を決定するようにするとよい。

【００１９】請求項７記載の発明のように、請求項２記
載の発明において、パリティビットは奇数パリティであ
り、文字時間間隔内にあるピーク位置までのピーク間隔
値の個数が偶数であるか否かを検出し、奇数である場合
はさらに次のピーク間隔値のデータを追加するようにし
て１文字の終端を決定するようにするとよい。

【００２０】請求項８記載の発明のように、請求項１記
載の発明において、ピーク間隔値データ配列中の一つの
ピーク間隔値から１ビットの２値データを求めたら、１
文字分のピーク間隔値累計から上記一つのピーク間隔値
を差し引き、残りのピーク間隔値累計と未処理ビット数
とから次の基準値を決定するようにするとよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１３を参照しなが
ら本発明にかかるデータの復調方法の実施の形態につい
て説明する。本発明にかかる方法を実行するハードウエ
アの例を図１に機能ブロック図で示す。図１において、
磁気記録媒体である磁気カード２０の磁気ストライプに
は、Ｆおよび２Ｆという高低２種類の周波数信号の組み
合わせによる周波数変調信号で形成された２値データが
記録されている。２値データは、所定ビット数とパリテ
ィビットとにより１文字分のデータを形成するようにな
っていて、複数文字分のデータが記録されている。図１
の例は磁気カード２０の記録信号を再生する場合の例
で、磁気カード２０を記録再生装置に挿入すると、搬送
ローラ２６が図示されないモータによって回転駆動さ
れ、搬送ローラ２６は磁気カード２０の磁気ストライプ
を磁気ヘッド２１に摺接させながら搬送し、磁気ヘッド
２１は磁気ストライプに記録されているデータ信号を読
み出すようになっている。

【００２２】磁気ヘッド２１の出力信号は増幅器２２で
必要な信号強度まで増幅され、アナログ・デジタル変換
器２３によってサンプリングされデジタル信号に変換さ
れ、バッファメモリ２４に記憶されるようになってい
る。バッファメモリ２４の記憶データはＣＰＵ２５にお
いて読み出され、復調処理が実行される。以下、ＣＰＵ
２５における復調処理について説明する。

【００２３】図２に示すように、初めにステップ２０１
（以下ステップについては「Ｓ２０１」、「Ｓ２０２」
のように表す）において波形の平滑化を行い、スパイク
状ノイズを除去する。Ｓ２０２において逐次波形のピー
クを検出し、ピークを検出するごとに一つ前のピークと
の時間間隔を計測する。次にＳ２０３でデータビットを
検出する。データビットの検出は記録データの開始を示
すデータを検出することにより行うことができる。以上
の処理をＬＲＣを復調するまで、すなわち磁気カードの
磁気ストライプ全長にわたって実行し、ピーク間隔デー
タの配列を生成する。

【００２４】図５に読み取り波形の例とそのピーク間隔
データ（「ピーク間隔値」ともいう）配列の例を示す。
磁気カードは、例えばＩＳＯ規格では第１、第３トラッ
クは記録密度２１０ＢＰＩであり、カード搬送速度を１
９０ｍｍ／ｓとすれば、１ビットに相当する時間は６３
６．６μＳである。アナログ波形をＡ／Ｄ変換するとき
のサンプリングレートを１０μｓとすれば、１ビットに
含まれるデータ点数の理論値は６３．７個になる。図５
の例では、ピーク間隔データ配列は「６４」「６５」
「３３」「３１」「３３」……となっている。

【００２５】上記ピーク間隔データ配列に基づいてセグ
メンテーションを行う。セグメンテーションとは、再生
波形データを文字に対応するように区切ることをいう
（図２、Ｓ２０４参照）。このセグメンテーションの手
順の具体例を図６、図７を参照しながら説明する。図６
に示す波形はＩＳＯ第３トラックの例である。ＩＳＯ第
３トラックは４個のデータビットと１個のパリティビッ
トとの合計５ビットで１文字を表す。奇数パリティであ
るため、ビット０は偶数個しか許されず、従ってセグメ
ントを構成するピーク間隔値の個数は、６、８、１０の
３通りに限定される。

【００２６】ここで、ピーク間隔値の個数が６というこ
とは、「０」が４個、「１」が１個で構成される文字符
号に対応する。ピーク間隔値の個数が８ということは、
「０」が２個、「１」が３個の場合であり、ピーク間隔
値の個数が１０ということは、５ビット全てが「１」の
文字符号に対応する。図６に示す波形は図５に示す波形
と同じで、ピーク間隔データ配列も同じである。ピーク
間隔データ配列の第３番目以降が対象セグメントである
とすれば、この例では、ピーク間隔値の個数が６の場
合、６個のピーク間隔データの累計は２２５であり、ピ
ーク間隔値の個数が８の場合、８個のピーク間隔データ
の累計は３２３であり、ピーク間隔値の個数が１０の場
合、１０個のピーク間隔データの累計は３８８である。

【００２７】上記セグメンテーションの動作例を図７に
示す。図７において、まず、ピーク間隔値累計をゼロに
する（Ｓ３０１）。次にＳ３０２で基準セグメント長を
設定する。これは、前述の例ように５ビットで記録デー
タの１文字分を表すようになっているため、基準ビット
セル長の５倍に設定する。基準ビットセル長は、例え
ば、連続する「０」で構成される同期ビット部分の波形
を計測するなどして求める。

【００２８】次に、Ｓ３０３において符号化するセグメ
ントの最初のピーク間隔値をピーク間隔値累計に加算す
る。続いてＳ３０４でピーク間隔値累計が基準セグメン
ト長の０．９倍を超えているかどうかを判断する。最初
のピーク間隔値を加算した段階では基準セグメント長の
０．９倍を超えることはないので、Ｓ３０７で次のピー
ク間隔データを取り出し、これをＳ３０３に戻ってピー
ク間隔値累計に加算する。以上の動作を数回繰り返すこ
とによって、Ｓ３０４での判断でピーク間隔値累計が基
準セグメント長の０．９倍を超えるので、そのときはＳ
３０５でここまで加算してきたピーク間隔値の個数が偶
数であるかどうかチェックする。

【００２９】Ｓ３０６の判断で偶数でなければ、さらに
Ｓ３０７で次のピーク間隔データを取り出し、Ｓ３０
４，Ｓ３０５を繰り返す。Ｓ３０５でピーク間隔値の個
数が偶数と判断されれば、Ｓ３０６に進み、ピーク間隔
値累計が基準セグメント長の１．１倍より小さいかどう
かをチェックする。ピーク間隔値累計が基準セグメント
長の１．１倍より小さければ、これでセグメンテーショ
ンを打ち切る。ピーク間隔値累計が基準セグメント長の
１．１倍より大きければ、ピーク間隔値累計が大きすぎ
ると判断できるため、Ｓ３０８で最後の２個分のピーク
間隔値データをピーク間隔値累計から差し引くとともに
ピーク間隔値の個数を表すポインタの値を「２」だけ減
じる。２個分のピーク間隔値データを差し引く理由は、
ピーク間隔値の個数は偶数個しかとりえないという条件
を満足させるためである。

【００３０】このようにして１文字分のセグメントが得
られる。このセグメンテーション動作を図６の例に当て
はめてみると、図６の例では基準ビットセル長が「６
３」であり、従って基準セグメント長は「３１５」とな
る。ピーク間隔値を８個まで加算した段階でその累計値
は「３２３」となり、基準セグメント長の０．９倍以
上、１．１倍以下の条件を満足することになり、このセ
グメントが採用される。ピーク間隔値の累計個数を、上
記のようにして基準セグメント長の０．９〜１．１倍の
範囲に入るように決定する根拠は、この範囲内にあれ
ば、１文字分のセグメントがほとんど誤りなく得られる
ことが実験的にわかったからである。

【００３１】このようにして切り出されたセグメントに
関して、この構成要素である個々のピーク間隔データを
チェックし、バイナリ値に変換する。この操作をここで
はビット変換と呼ぶ。図２に示すＳ２０５がそれで、こ
のビット変換の詳細を図８に示す。図８のビット変換に
ついて、異常な波形を含む図９の例を用いながら説明す
る。図９の例では、ピーク間隔データが「１９」「２
１」「３２」「２９」……「３４」「６９」となってい
て、異常なデータを含む。まずＳ４０においてピーク間
隔値累計を「０」にリセットし、未処理ビット数を７ま
たは５にセットする。次にＳ４１で、基準セル幅を、
（セグメント長−ピーク間隔値累計）／未処理ビット
数、の演算を行うことによって設定し、基準境界値を、
ピーク間隔値累計＋基準セル幅、の演算を行うことによ
って設定し、しきい値Ａを、基準境界値−基準セル幅×
０．３、の演算を行うことによって設定し、しきい値Ｂ
を、基準境界値＋基準セル幅×０．３、の演算を行うこ
とによって設定する。

【００３２】図９の例ではセグメント長は「３２２」で
あり、当初、ピーク間隔値累計はゼロ、未処理ビット数
の初期値は「５」であるから、Ｓ４１で、基準セル幅を
３２２／５を演算して「６４」と設定する。また、ピー
ク間隔値累計はゼロであるから、基準境界値は「６４」
となる。この結果、しきい値Ａは、６４−６４×０．３
＝４４、しきい値Ｂは、６４＋６４×０．３＝８３とな
る。

【００３３】図８のＳ４２において、サブビットカウン
タを０にリセットし、次にＳ４３でピーク間隔値をピー
ク間隔値累計に加算し、ピーク間隔値ポインタを更新す
る。図９の例でセグメント中の最初のピーク間隔値は
「１９」でありこれがピーク間隔値累計に加算される結
果、累計は「１９」となる。ピーク間隔値ポインタは
「１」に更新される。上記ピーク間隔値累計「１９」は
Ｓ４４でしきい値Ａと比較され、上記しきい値Ａの「４
４」よりも小さいので、基準セル幅内にピークがあった
ことを意味することになり、Ｓ４２’においてサブビッ
トカウンタをインクリメント（ここでは０→１）したあ
とＳ４３に戻る。Ｓ４３ではピーク間隔値累計に次のピ
ーク間隔値「２１」が加算されて「４０」となる。これ
は、しきい値Ａ＝４４よりも大きく、しきい値Ｂ＝８３
よりも小さいため、Ｓ４２’においてサブビットカウン
タをインクリメント（ここでは１→２）したあとＳ４３
に戻る。

【００３４】ピーク間隔値累計は、これに次のピーク間
隔値「３２」が加算されて「７２」となる。この値はし
きい値Ａよりも大きく、しきい値Ｂよりも小さいので、
Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６の順に進み、Ｓ４６でサブビッ
トカウンタが０であるかどうかが判断される。上記のよ
うにＳ４２’においてサブビットカウンタはインクリメ
ントされて「２」となっているため、Ｓ５１が選択さ
れ、最初のバイナリ値として「２」が得られる。Ｓ５２
で未処理ビット数が「１」引かれて「５」から「４」に
変化する。この未処理ビット数は「０」ではないので、
Ｓ５３での判断を経てＳ５４に進み、バイナリ値は
「３」ではないため、Ｓ５４を経てＳ４１に戻る。

【００３５】Ｓ４１では前述のように基準セル幅、基準
境界値、しきい値Ａ、しきい値Ｂを演算する。この場
合、基準セル幅は（３２２−７２）／４＝６２、基準境
界値は７２＋６２＝１３４、しきい値Ａは１３４−６２
×０．３＝１１６、しきい値Ｂは１３４＋６２×０．３
＝１５２となる。Ｓ４３ではピーク間隔値累計にピーク
間隔値２９が加算されて７２＋２９＝１０１となる。上
記の処理と同様にＳ４４，Ｓ４２’の順に実行され、Ｓ
４３に戻り、ピーク間隔値累計「１０１」に「３５」が
加算され、ピーク間隔値累計は「１３６」となる。以
下、Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４７，Ｓ５０の順に実
行され、２番目のバイナリ値＝１が得られる。Ｓ５２で
未処理ビット数が「４」から「３」に変化し、従ってそ
の結果は「０」ではなく、バイナリ値も「３」ではない
ので、Ｓ５４を経てＳ４１に戻る。

【００３６】Ｓ４１では、基準セル幅＝（３２２−１３
６）／３＝６２、基準境界値＝１３６＋６２＝１９８、
しきい値Ａ＝１９８−６２×０．３＝１８０、しきい値
Ｂ＝１９８＋６２×０．３＝２１６が演算され、それぞ
れの値がセットされる。以下、Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４
２’，Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４７，Ｓ５
０の順に実行され、３番目のバイナリ値＝１が得られ
る。以下、未処理ビット数がゼロとなるまで処理が実行
され、４番目のバイナリ値＝１、５番目のバイナリ値＝
０が得られる。

【００３７】このようにしてビット変換されることによ
り、２値で表されるビット列が得られる。上記の例で得
られるビット列は「２１１１０」であり、これをもとに
文字コードに変換する。この例では第１ビットが「２」
になっていて異常を示しており、これ以外の４個のビッ
トは正しいものとみなすことにすると、奇数パリティと
いう制約条件から、この１文字分に含まれるビット
「０」の個数は偶数、ビット「１」の個数は奇数でなけ
ればならない。上記正常な４個のビットの内訳は、ビッ
ト「０」が１個、ビット「１」が３個であるから、残り
の１ビットは「０」であることがわかる。従って、本来
のビット列は「０１１１０」であり、このセグメントに
対応する文字は「ＯＥＨ」であると推定することができ
る。

【００３８】図２にＳ２１１で示されるように、ＬＲＣ
を復調するまで、セグメンテーション、ビット変換、コ
ード変換操作が繰り返され、ＬＲＣ復調が終わると、最
後にＳ２１２でＬＲＣチェック、すなわち全体としての
復調結果の成否判定が行われる。

【００３９】以上説明した実施の形態によれば、再生し
た信号を記録データの１文字分の長さに相当するセグメ
ントに切り出し、このセグメントを一つの処理単位とし
て、この構成要素であるピーク間隔値の大小関係を基準
値と比較し、「０」と「１」からなるビット列を得てこ
のセグメントに対応する文字コードを得るようにし、１
文字分の文字時間間隔という要素を加味しながら個々の
ビットの２値データを復調するようにしたため、従来の
ように個々のビットを単位としてビット列を得る場合に
比べて、誤読を大幅に減らすことができ、信頼性の高い
データの復調方法を得ることができるとともに、これに
加えて、１文字分を構成する個々のピーク間隔値を基準
値と比較することにより、２値データからなるビット配
列に変換するため、ピーク間隔値が極端に小さい場合や
極端に大きい場合もこれを検出することができ、この異
常なピーク間隔値に対応するビット値を導入することに
より、現に評価中のセグメントに波形異常が存在するこ
とを検出することができる。

【００４０】このようにして、そのセグメントの波形に
異常が存在する場合に、その異常の存在を認知すること
ができるため、読み取り結果が本来のデータとは異なる
可能性があることを検知することができるし、異常を検
知した場合にこれを上位装置に警告することもできる。

【００４１】また、１文字分を構成する個々のピーク間
隔値を基準値と比較することにより２値データからなる
ビット配列に変換するため、磁気カード等の記録媒体の
傷や汚れによって再生信号が変形している場合であって
も、本来の文字コードを推定することができ、読み取り
性能を向上させることができる。

【００４２】以上説明した実施の形態は、記録媒体を読
み取ることによって得られる信号を一方向に変換処理し
てビット配列を得るようになっていたが、双方向に変換
処理してビット配列を得るようにすれば、例えば図１０
に示すような再生波形であっても、誤りのないビット配
列を得ることができる。以下、その実施の形態について
説明する。ハード構成は図１に示す例と同じでよい。

【００４３】図１１はこの実施の形態の復調処理動作を
示しており、Ｓ２０１：波形の平滑化、Ｓ２０２：ピー
ク検出およびピーク間隔計測、Ｓ２０３：データビット
検出、Ｓ２０４：セグメント切り出し（セグメンテーシ
ョン）、Ｓ２０５：ビット変換までは、前記図２につい
て説明した実施の形態と同じである。ただし、上記Ｓ２
０５：ビット変換は、順方向のビット変換ステップであ
り、次のＳ２０６では、再生波形を逆方向からビット変
換する逆方向ビット変換ステップとなっている。Ｓ２０
５の順方向ビット変換は、１文字分のセグメントを構成
するピーク間隔データ配列の第１要素から開始して配列
番号が増える方向に処理を進め、最終要素で終了するよ
うに実行する。次にＳ２０６の逆方向ビット変換では、
１文字分のセグメントを構成するピーク間隔データ配列
の最終要素から始めて配列番号が減る方向に処理を進
め、第１要素までで終了するように実行する。上記Ｓ２
０４のセグメンテーションは、図７に示す処理と同様に
処理することによって行われる。

【００４４】正逆両方向のビット変換で得られた二つの
ビット配列をＳ２０７で比較し、両者が一致すれば、そ
のビット配列は正しく読むことができたものと判断し、
Ｓ２０８でコード変換してそのまま文字コードとして採
択する。もし、正逆両方向のビット変換で得られた二つ
のビット配列が一致しなければ、このセグメントの読み
取りに異常があるものと判断し、Ｓ２０９で、正逆二つ
のビット配列で互いに差異が生じている部分につきビッ
トを推定し、文字コードの候補を決定する。Ｓ２１１で
示されるように、ＬＲＣを復調するまで、セグメンテー
ション、正逆方向のビット変換、ビット列が正常かそし
て正逆一致しているかの判断、コード変換、あるいはコ
ード推定操作が繰り返され、ＬＲＣ復調が終わると、最
後にＳ２１２でＬＲＣチェック、すなわち全体としての
復調結果の正否を総合的に判断し、終了する。

【００４５】次に、上記Ｓ２０５の順方向ビット変換お
よびＳ２０６の逆方向ビット変換につき、図１２、図１
３を参照しながら具体的に説明する。図１２に示す波形
は、図１０に示す波形と同じで、対象セグメントのピー
ク間隔値配列は、「３９」「３３」「３２」「２１」…
…「３７」「３０」となっていて、異常な波形を含む例
である。まず、順方向ビット変換を行う。図１２の例で
はセグメント長は「３２２」であり、未処理ビット数の
初期値は「５」であるから、基準セル幅は３２２／５＝
６４となる。ピーク間隔値累計が「０」であるから、基
準境界値は「６４」となる。この結果、しきい値Ａは６
４−６４×０．３＝４４、しきい値Ｂは６４＋６４×
０．３＝８３となる。セグメントの最初のピーク間隔値
は「３９」であり、これがＳ４３においてピーク間隔値
累計に加算される結果、累計は「３９」となる。この値
はＳ４４でしきい値Ａと比較され、しきい値Ａよりも小
さいため、Ｓ４２’においてサブビットカウンタがイン
クリメントされ（０→１）たのちＳ４３に戻る。

【００４６】ピーク間隔値累計は次のピーク間隔値「３
３」が加算されて「７２」となる。この値はしきい値Ａ
よりも大きく、しきい値Ｂよりも小さいため、Ｓ４４，
Ｓ４５を経てＳ４６が実行される。サブビットカウンタ
は「１」であるので、Ｓ４７を経てＳ５０が選択され、
最初のバイナリ値「１」が得られる。Ｓ５２で未処理ビ
ット数が「５」から「４」に変化し、これは「０」では
なく、バイナリ値も「３」ではないため、Ｓ４１に戻
る。

【００４７】ここでは、基準セル幅は（３２２−７２）
／４＝６２、基準境界値は７２＋６２＝１３４、しきい
値Ａは１３４−６２×０．３＝１１６、しきい値Ｂは１
３４＋６２×０．３＝１５２となる。Ｓ４３においてピ
ーク間隔値累計にピーク間隔値「３２」が加算されて７
２＋３２＝１０４となる。これはしきい値Ａよりも小さ
いので、Ｓ４２’においてサブビットカウンタがインク
リメントされ（１→２）たのちＳ４３に戻る。ピーク間
隔値累計は次のピーク間隔値「２１」が加算されて「１
２５」となる。以下、Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４
７，Ｓ５０の順に実行され、２番目のバイナリ値「１」
が得られる。

【００４８】Ｓ５２で未処理ビット数が「４」から
「３」に変化し、未処理ビット数は「０」ではなく、バ
イナリ値は「３」ではないため、Ｓ５３，Ｓ５４を経て
Ｓ４１に戻る。以下、未処理ビット数が「０」となるま
で処理が繰り返され、３番目のバイナリ値「１」、４番
目のバイナリ値「１」、および５番目のバイナリ値
「１」が得られる。このようにして、順方向ビット変換
では、ビット列「１１１１１」が得られる。

【００４９】次に、逆方向ビット変換を行う。当初は、
順方向の処理の場合と同じく、セグメント長は「３２
２」、未処理ビット数初期値は「５」、基準セル幅は
「６４」、基準境界値は「６４」、しきい値Ａは「４
４」、しきい値Ｂは「８３」となる。図１２の例では、
セグメント最後のピーク間隔値は「３０」であり、Ｓ４
３においてこれがピーク間隔値累計に加算される結果、
累計は「３０」となる。この値はＳ４４でしきい値Ａと
比較され、しきい値Ａよりも小さいので、Ｓ４２’にお
いてサブビットカウンタがインクリメントされたのちＳ
４３に戻る。ピーク間隔値累計は、次のピーク間隔値
「３７」が加算されて「６７」となる。この値はしきい
値Ａよりも大きく、しきい値Ｂよりも小さいため、Ｓ４
４，Ｓ４５を経てＳ４６が実行される。サブビットカウ
ンタは「１」であるから、Ｓ４７を経てＳ５０が選択さ
れ、最初のバイナリ値「１」が得られる。

【００５０】Ｓ５２で未処理ビット数が「５」から
「４」に変化する。これは「０」ではなく、バイナリ値
は「３」ではないので、Ｓ５３，Ｓ５４を経てＳ４１に
戻る。以下、同様に処理を繰り返し、未処理ビット数が
「０」となったら処理を終わる。この結果、２番目、３
番目、４番目および５番目のバイナリ値としてそれぞれ
「１」「０」「２」および「１」が得られる。このビッ
ト列を逆の順に並べ替え、前述の順方向ビット変換によ
って得られたビット列と同じ順になるようにする。これ
によって、ビット列「１２０１１」が得られる。

【００５１】続いて、図１１のＳ２０７において、順方
向ビット変換によるビット列と逆方向ビット変換による
ビット列とを比較し、ビット列が正常であるかどうか、
そして双方のビット列が一致するかどうかを判断する。
セグメント波形が正常であれば、順方向ビット変換によ
るビット列と逆方向ビット変換によるビット列は一致す
るはずである。しかし、図１２に示す例では明らかに一
致していない。一致していないのは、波形の異常が存在
しているからであると解釈する。双方のビット列を比較
すると、第２ビットと第３ビットが一致していないの
で、ビット列を「１ＸＸ１１」と表記し、Ｓ２０９で
「ＸＸ」を推定する。奇数パリティの制約条件から、Ｘ
Ｘ＝｛”００”，”１１”｝であるので、このセグメン
トの文字は「１００１１」（１９Ｈ）、または「１１１
１１」（１ＦＨ）となる。

【００５２】最後に、以下のようにして総合判定を行
う。異常セグメントが一つも存在しなかった場合は、通
常のＬＲＣチェックを実行する。異常セグメントが存在
する場合は、異常セグメントの個数に応じた処理を行
う。異常セグメントが１個の場合は、通常のＬＲＣ計算
からそのセグメントの本来の文字コードを推定する。異
常セグメントが２個以上の場合は、それぞれのセグメン
トにおける文字候補の全ての組み合わせに関してＬＲＣ
計算を行い、カードに記録されているＬＲＣと比較し、
一致した組み合わせを、最も可能性の高い文字セットと
して採択する。一致する組み合わせがなかった場合は、
各異常セグメントの文字候補を参考データとして、正常
セグメントの文字とともに読み取り結果として採用す
る。

【００５３】図１２に示す例では、異常セグメントは１
個であり、文字推定によって文字候補は１９Ｈ、１ＦＨ
の２個に絞り込まれている。初めに、例えば１９Ｈが正
しいと仮定し、ＬＲＣチェックを行う。次に１ＦＨが正
しいと仮定し、ＬＲＣチェックを行う。１ＦＨはＥＴＸ
コードであるから、ＬＲＣチェックでは、カード上のＬ
ＲＣとして、このＥＴＸ文字の次の文字を用いることに
なることに注意する。ＬＲＣチェックの結果、１９Ｈを
正しいと仮定したときにＬＲＣが一致したら、異常セグ
メントの文字は１９Ｈであるとし、１ＦＨを正しいと仮
定したときにＬＲＣが一致したら、異常セグメントの文
字は１ＦＨであると判定する。どちらの場合もＬＲＣが
一致しなかった場合は、この２個の文字候補を参考デー
タとして、正常セグメントの文字とともに読み取り結果
とする。

【００５４】以上説明した実施の形態によれば、ビット
列を形成する操作を正逆両方向から行って２種類のビッ
ト列を得、それらが一致するかどうかによりセグメント
の正否を判定するようにしたため、そのセグメントが正
常であるかどうかを判定することができるとともに、一
方向のビット列からは判定することができなかった異常
波形をも、推定によって読み取ることが可能となり、デ
ータの復調性能を格段に向上させることができる。

【００５５】次に、図１３に示す別の実施の形態につい
て説明する。この実施の形態において、上側の増幅器２
２、ＡＤ変換器２３、メモリ２４、ＣＰＵ２５からなる
機能ブロック部分は図１に示す実施の形態と同じ構成に
なっており、その下のピーク検出回路１３、コンパレー
タ１４、コンパレータ１６、タイミング発生回路１７か
らなる機能ブロック部分は、図１４に示す従来例と実質
同一の構成になっている。すなわち、この実施の形態
は、図１に示す実施の形態と図１４に示す従来方式とを
併用したものであって、これによってより信頼性の高い
データの復調を行うことができる。

【００５６】また、図１４に示す従来の機能ブロック構
成例では、アナログ回路が出力する読み取りデータパル
スをデータ弁別またはＣＰＵ１８が前述のような従来方
式によって復調していたが、機能ブロック構成は図１４
に示す従来例のままにして、データ弁別またはＣＰＵ１
８によるデータの復調方法を、本発明にかかるデータの
復調方法に置き換えて使用することも可能である。

【００５７】本発明にかかるデータの復調方法は、モー
タ駆動式磁気カードリーダにも適用できるし、手動式磁
気カードリーダにも適用することができる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、再生した
信号を記録データの１文字分の長さに相当するセグメン
トに切り出し、このセグメントを一つの処理単位とし
て、この構成要素であるピーク間隔値の大小関係を基準
値と比較し、ビット列を得てこのセグメントに対応する
文字コードを得るようにして、１文字分の文字時間間隔
という要素を加味しながら個々のビットの２値データを
復調するようにしたため、従来のように個々のビットを
単位としてビット列を得る場合に比べて、誤読を大幅に
減らすことができ、信頼性の高いデータの復調方法を得
ることができるとともに、これに加えて、１文字分を構
成する個々のピーク間隔値を基準値と比較することによ
り、２値データからなるビット配列に変換するため、ピ
ーク間隔値が極端に小さい場合や極端に大きい場合もこ
れを検出することができ、この異常なピーク間隔値に対
応するビット値を導入することにより、現に評価中のセ
グメントに波形異常が存在することを検出することがで
きる。

【００５９】請求項２記載の発明によれば、上記基準値
は、理想的な間隔値をもとに、ある範囲を有するように
定められた値であり、ピーク間隔値が上記基準値より小
さい場合あるいは大きい場合に波形異常があることを検
出し、この波形異常をパリティビットの条件から修正し
て１文字分のデータの復調をするようにしたため、波形
異常を的確に判定して修正することができ、データ復調
の信頼性をさらに高めることができる。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、ピーク間隔
値データ配列より個々のピーク間隔値を逐次加算して１
文字の終端を決定したのち、上記１文字分を構成する個
々のピーク間隔値を順方向および逆方向に基準値と比較
して二つのビット配列を求め、この、二つのビット配列
に基づいて１文字分のデータの復調をするようにしたた
め、個々のピーク間隔値を一方向にのみ基準値と比較す
るものに比べて、波形異常をより的確に判定することが
でき、データ復調の信頼性をさらに高めることができ
る。

【００６１】請求項４記載の発明によれば、上記基準値
は、理想的な間隔値をもとにある範囲を有するように定
められた値であり、ピーク間隔値が上記基準値より小さ
い場合あるいは大きい場合に、１文字分を構成する個々
のピーク間隔値を順方向および逆方向に基準値と比較す
るようにしたため、請求項２記載の発明によって得られ
る効果と、請求項３記載の発明によって得られる効果と
を併せて得ることができる。

【００６２】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の発明において、順方向に比較して求めたビット配列
と逆方向に比較して求めたビット配列とが一致しない場
合、その差異部分をパリティビットの条件から修正する
ようにしたため、波形異常をより的確に判定することが
できるとともに、異常と判定された部分を所定の条件に
基づいて修正することができる。

【００６３】請求項６記載の発明によれば、所定ビット
数により記録データの１文字分の文字時間間隔を所定の
範囲として定めておき、１文字分の時間間隔内にあるピ
ーク位置により１文字の終端を決定するとともに、時間
間隔内にあるピーク位置までのピーク間隔値の個数が、
パリティビットの条件を満足するか否かを検出し、満足
しない場合はさらに次のピーク間隔値のデータを追加す
るようにして１文字の終端を決定するようにしたため、
１文字の終端を的確に判定することができ、文字の読み
取りを的確に行って誤読を格段に低減することができ
る。

【００６４】請求項７記載の発明によれば、パリティビ
ットは奇数パリティであり、文字時間間隔内にあるピー
ク位置までのピーク間隔値の個数が偶数であるか否かを
検出し、奇数である場合はさらに次のピーク間隔値のデ
ータを追加するようにして１文字の終端を決定するよう
にしたため、請求項６記載の発明と同様に、１文字の終
端を的確に判定することができ、文字の読み取りを的確
に行って誤読を格段に低減することができる。

【００６５】請求項８記載の発明によれば、ピーク間隔
値データ配列中の一つのピーク間隔値から１ビットの２
値データを求めたら、１文字分のピーク間隔値累計から
上記一つのピーク間隔値を差し引き、残りのピーク間隔
値累計と未処理ビット数とから次の基準値を決定するよ
うにしたため、一つのセグメントを構成する各ビットの
２値データを的確に求めることができ、誤読を格段に低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるデータの復調方法の実施の形態
を示す機能ブロック図である。

【図２】同上実施の形態によるデータ復調動作を示すフ
ローチャートである。

【図３】Ｆ２Ｆ変調方式を説明するための波形図であ
る。

【図４】データ復調における誤読の例を説明するための
波形図である。

【図５】データ復調におけるピーク間隔データ配列の例
を示す波形図である。

【図６】本発明における１文字分のセグメンテーション
の例を示す波形図である。

【図７】同上セグメンテーションの例を示すフローチャ
ートである。

【図８】上記本発明の実施の形態におけるビット変換動
作の例を示すフローチャートである。

【図９】余分なピークを含む波形の例を示す波形図であ
る。

【図１０】従来のデータの復調方法では誤読を生じてし
まう波形の例を示す波形図である。

【図１１】本発明にかかるデータの復調方法の別の実施
の形態を示すフローチャートである。

【図１２】同上実施の形態によって正常に処理すること
ができ、従来のデータの復調方法では誤読を生じてしま
う波形の例を示す波形図である。

【図１３】本発明にかかるデータの復調方法の別の実施
の形態を示す機能ブロック図である。

【図１４】従来のデータの復調方法の例を示す機能ブロ
ック図である。

【図１５】同上従来のデータの復調方法の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

２０磁気カード２１磁気ヘッド２２増幅器２３ＡＤ変換器２４メモリ２５ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高低２種の周波数信号の組み合わせによ
る周波数変調信号で２値データを形成し、この２値デー
タの所定ビット数とパリティビットとにより１文字分の
データを形成するようになっており、記録されたデータ
信号を再生して得られる再生信号波形より上記周波数変
調信号の低い周波数信号の周期に基づいてピーク点の有
無を検出することにより２値データを復調するようにし
たデータの復調方法であって、上記再生信号波形をアナログ・デジタル変換によってデ
ジタルデータに変換し、デジタル化した再生信号波形の各ピーク間の時間間隔を
計測してピーク間隔値配列を生成し、ピーク間隔値配列より個々のピーク間隔値を逐次加算し
て１文字分の終端を決定し、１文字分を構成する個々のピーク間隔値を基準値と比較
することにより２値データからなるビット配列に変換
し、１文字分のデータの復調をするようにしたことを特徴と
するデータの復調方法。
【請求項２】基準値は、理想的な間隔値をもとにある
範囲を有するように定められた値であり、ピーク間隔値
が上記基準値より小さい場合あるいは大きい場合に波形
異常があることを検出し、この波形異常をパリティビッ
トの条件から修正して１文字分のデータの復調をするよ
うにした請求項１記載のデータの復調方法。
【請求項３】ピーク間隔値データ配列より個々のピー
ク間隔値を逐次加算して１文字の終端を決定したのち、
上記１文字分を構成する個々のピーク間隔値を順方向お
よび逆方向に基準値と比較して二つのビット配列を求
め、この、二つのビット配列に基づいて１文字分のデー
タの復調をするようにした請求項１記載のデータの復調
方法。
【請求項４】基準値は、理想的な間隔値をもとにある
範囲を有するように定められた値であり、ピーク間隔値
が上記基準値より小さい場合あるいは大きい場合に、１
文字分を構成する個々のピーク間隔値を順方向および逆
方向に基準値と比較するようにした請求項３記載のデー
タの復調方法。
【請求項５】順方向に比較して求めたビット配列と逆
方向に比較して求めたビット配列とが一致しない場合、
その差異部分をパリティビットの条件から修正するよう
にした請求項４記載のデータの復調方法。
【請求項６】所定ビット数により記録データの１文字
分の文字時間間隔を所定の範囲として定めておき、１文
字分の時間間隔内にあるピーク位置により１文字の終端
を決定するとともに、時間間隔内にあるピーク位置まで
のピーク間隔値の個数が、パリティビットの条件を満足
するか否かを検出し、満足しない場合はさらに次のピー
ク間隔値のデータを追加するようにして１文字の終端を
決定するようにした請求項２または３記載のデータの復
調方法。
【請求項７】パリティビットは奇数パリティであり、
文字時間間隔内にあるピーク位置までのピーク間隔値の
個数が偶数であるか否かを検出し、奇数である場合はさ
らに次のピーク間隔値のデータを追加するようにして１
文字の終端を決定するようにした請求項２記載のデータ
の復調方法。
【請求項８】ピーク間隔値データ配列中の一つのピー
ク間隔値から１ビットの２値データを求めたら、１文字
分のピーク間隔値累計から上記一つのピーク間隔値を差
し引き、残りのピーク間隔値累計と未処理ビット数とか
ら次の基準値を決定するようにした請求項１記載のデー
タの復調方法。