JP2003123390A - 磁気記録データのデータ復調方法 - Google Patents
磁気記録データのデータ復調方法Info
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Abstract
定的に行わせることを可能とする。 【解決手段】 磁気記録データの再生信号におけるピー
ク位置どうしを結んだピーク包絡線により得た速度曲線
に基づいてピーク間隔の正規化を行い、磁気記録媒体と
磁気ヘッドとの相対移動速度が極端に変動した場合であ
っても正規化処理を安定して正確に行わせて、元のピー
ク間隔データから速度変動分を良好に取り除き、磁気デ
ータ情報の復調が正確に行われるようにしたもの。
Description
種磁気記録媒体に書き込まれた磁気記録データの復調を
行う磁気記録データのデータ復調方法に関する。
取り扱う各種記録再生装置では、例えば図17に示され
ているように、磁気カード等の磁気記録媒体1に書き込
まれた2種類の周波数(F,2F)の組合せからなる磁
気記録データ情報(図18(a)参照)を、磁気ヘッド
2によりアナログ信号として再生し、そのアナログ再生
信号を、2系統の増幅器3,3に通した後の信号(図1
8(b)参照)のうちの一方側を、コンパレータ4で波
形成形して2値化データ(図18(e)参照)を得ると
ともに、上述したアナログ再生信号の磁気反転位置に生
じているピーク位置を、微分回路や積分回路等を備えた
ピーク検出回路5により検出しておき(図18(c)参
照)、それをコンパレータ6で波形成形して2値化した
ピーク間隔信号(図18(d)参照)に従って、タイミ
ング発生回路7から、上記アナログ再生信号のピーク出
力に対応したタイミング信号(図18(f)参照)を発
生させ、更にそれを、データ弁別回路又はCPU8に用
いて、隣接するピーク位置どうしの間の時間間隔を計時
し、それによって得た間隔データに基づいて前記磁気記
録データの復調を行うようにしている。
8では、上記ピーク間隔データTに関して基準時間αT
を設定しておき、その基準時間αT内における信号極性
の反転の有無を検出することにより2値判定を行って復
調データを得るようにしている。このようしてデータ復
調を行うにあたっては、特に、マニュアル方式の記録再
生装置において、磁気カード等の磁気記録媒体を手動で
搬送させるようにした場合の搬送速度の変動に対応し得
るように、例えば図19のようなビット追従方式が従来
から提案されている。このものでは、現在復調の対象と
なっているビットのピーク間隔データTk(k=1,
2,・・・)に対して、その直前のピーク間隔データT
k-1 を用いて基準時間αTk-1(1/2<α<1)を設
定し、それらの値の大小比較を行っている。このビット
追従方式によれば、搬送速度の変動が生じて上記再生信
号のビット時間間隔に多少の変動を生じても、直前のビ
ットから基準信号を算出することによって、誤読の発生
が防止される。
ード等の磁気記録媒体の通過速度が急変したり停止して
しまった場合には、上述したビット追従方式における直
前の間隔データTk-1 の読込速度と、現在の間隔データ
Tk の読込速度とが大幅に異なってしまうことから、そ
れら両データどうしの比較できなくなってしまい、正確
な復調が不可能になることがある。このようなことか
ら、ビット追従方式などを用いてピーク間隔データの正
規化を行い、その正規化して速度変動分を取り除いたピ
ーク間隔データを復調に用いるようにした提案もなされ
ている。例えば、本願発明者が提案した特願2000−
338901号においては、「1」信号に関するピーク
間隔データと、「0」信号に関するピーク間隔データと
を分類した結果を用いて正規化を行うようにしている。
ピーク間隔データどうしの関係に基づいて判別を行って
いることから、磁気カードの速度が突然に2倍以上にな
ったり、それとは逆に半分以下になるような予想範囲外
の極端な速度変動を生じた場合には、正確な判別ができ
なくなってしまい、正規化処理自体が良好に行われなく
なってしまうという問題がなお存在している。
媒体の搬送速度が急変したり停止したりした場合におい
ても、正確な正規化を可能として磁気記録データの復調
を良好に行うことができるようにした磁気記録データの
データ復調方法を提供することを目的とする。
に請求項1記載の磁気記録データのデータ復調方法で
は、磁気記録データの再生信号における隣接するピーク
位置どうしを順次結んでピーク包絡線を算出し、そのピ
ーク包絡線を用いて、前記磁気記録媒体と磁気ヘッドと
の相対移動速度に対応した速度曲線を求め、当該速度曲
線に基づいて、上記磁気記録データの再生信号における
各ピーク位置間の平均速度を演算し、そのピーク位置間
の平均速度を用いて、前記磁気記録データの再生信号に
おけるピーク位置間隔データの正規化を行い、その正規
化した後のピーク間隔データに基づいて、前記「0」
「1」信号からなる磁気データ情報を復調するようにし
ている。すなわち、このような構成を有する請求項1に
かかる磁気記録データのデータ復調方法によれば、磁気
記録データの再生信号におけるピーク位置どうしを結ん
だピーク包絡線により得た速度曲線に基づいてピーク間
隔の正規化を行っていることから、磁気記録媒体と磁気
ヘッドとの相対移動速度が極端に変動した場合であって
も、正規化処理が安定して正確に行われるようになって
いる。そして、その正確に正規化したピーク間隔データ
を用いることによって、元のピーク間隔データから速度
変動分が良好に除かれることなり、磁気データ情報の復
調が正確に行われることとなる。
タのデータ復調方法では、前記請求項1記載のピーク包
絡線の算出を行うにあたっては、磁気記録データの再生
信号におけるピーク位置に関するデータ数を減縮して縮
小処理を行うようにしており、また、請求項3にかかる
磁気記録データのデータ復調方法では、前記請求項2記
載の縮小処理したピーク包絡線を用いて求めた速度曲線
を、元のピーク位置のデータ数に拡大して補完処理を行
うようにしていることから、速度変動が特に激しく行わ
れたことによって良好に検出されなかったピーク位置に
対応する異常データが無視されることとなり、結果的に
一層正確な速度曲線が得られるようになっている。
のデータ復調方法では、前記請求項3記載の補完処理
を、3次たたみ込み内挿法により行うようにしているこ
とから、上記補完処理が容易かつ高精度に行われる。
に用いた場合の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明
する。まず、図1に示されているように、磁気記録媒体
としての磁気カード11に書き込まれた磁気記録データ
(図18(a)参照)は、当該磁気カード11が図示を
省略した走行通路内を手動又は自動で搬送される際にお
ける磁気ヘッド12との相対移動によってアナログ信号
(AMP信号)として再生される。このアナログ再生信
号(AMP再生信号)は、従来と同様な構成を有する通
常のピーク検出部13内に配置されたF2F生成回路及
びF2F波形判定間隔計測回路に用いられて、隣接する
ピーク位置どうしの間の間隔が計測され、得られたピー
ク間隔検出信号(図18(f)参照)が出力されるよう
になっている。
(AMP再生信号)は、データ復調部14に入力され
て、「0」「1」信号からなる磁気データ情報に復調さ
れ、その磁気データ情報は、適宜のデータ使用部15に
おいて外部表示又は外部送信される。
ては、本発明にかかるピーク間隔データの正規化処理、
並びにタイムパターンマッチング処理、及びエラーキャ
ラクタの推定処理が順次行われることなるが、まず、本
発明にかかるピーク間隔データの正規化処理の一実施形
態について説明する。
号(AMP再生信号)は、デジタル変換されて図2に示
されているようなアンプ信号波形となる。このデジタル
再生信号は、取得されたデータ番号(図2の横軸がデー
タ番号)の順に、それぞれに対応する値(図2の縦軸)
を有するものであるが、そのデジタル再生信号(AMP
再生信号)におけるピーク位置の絶対値どうしを、図3
に示されているように順に結んでいくことによって、図
4に示されているようなデジタル信号によるピーク包絡
線が算出される。
カード11の複数の各トラックにそれぞれに書き込まれ
た磁気記録データ毎に算出されたものであるが、それら
の各トラック毎にピーク包絡線の算出を行うにあたって
は、次のようなデータの縮小処理が行われる。すなわ
ち、上記縮小処理においては、まず、上述した磁気記録
データのデジタル再生信号(AMP再生信号)から作成
したピーク包絡線を、全データ数の数十分の一程度の小
区間に区切り、それらの各小区間毎において最大値とな
っている値を、当該区間における代表値として選定する
ことによりデータ数を縮小する。その結果、図5,図6
及び図7に示されているような本来のアナログ再生信号
から得られたものと同様の各トラック1,2,3に関す
る縮小ピーク包絡線がそれぞれ算出される。この場合、
上述した各小区間の間隔を適宜に設定すれば、それらの
各小区間内の最大値を結んで再度作成した包絡線を、本
来のアナログ再生信号の包絡線に近いものとすることが
できる。
絡線における最大値を「1」として波形整形が行われ、
それにより得られた各トラック1,2,3に関する各縮
小ピーク包絡線の合成が行われることによって、例えば
図8に示されているような速度曲線が得られる。上述し
た縮小ピーク包絡線の合成を行うにあたって、本実施形
態では、比較的安定したデータを有するトラック1,3
が主として用いられるようにしており、予め定められた
閾値より大きい値となっている領域では、それら両トラ
ック1,3の平均値が合成値として採用される。また、
上記閾値より小さい値となっている領域では、全トラッ
ク1,2,3の最小値が、合成値として採用される。
ーク包絡線により求められた速度曲線は、例えば、元デ
ータの間に複数の新しい点を追加することで新しい点の
大きさを元データから推定する公知の方法の一つであ
る、いわゆる3次たたみ込み内挿法による補完処理によ
って、図9に示されているように元のデータ数に拡大さ
れ、そのデータ数が拡大された曲線が、最終的な速度曲
線として用いられる。このように各小区間での最大値を
とることにより上記の縮小処理を施したデータを用い、
そのデータに対して補完処理を施すことによって元のデ
ータと同じ数のデータ数に戻すこととすれば、デジタル
信号で、本来のアナログ再生信号に対応したピーク包絡
線を精度良く得ることができる。
再生信号(AMP再生信号(図2参照))から検出した
ピーク位置と、それらの各ピーク位置に対応したピーク
間隔との関係を表した、例えば図10に示されているよ
うなピーク間隔データが用意される。そして、上述した
ようして得られた速度曲線(図9参照)から、各ピーク
位置どうしの間の平均速度に関するデータが、例えば図
11に示されているように演算される。
10参照)に対して、上記平均速度のデータ(図11)
が乗じられることによって正規化が行われ、元のピーク
間隔データが、図12に示されているようにフラット化
されたものになされる。このような正規化されたピーク
間隔データにおける値は、速度変動に対応して補正され
たものとなっていることから、前述した磁気カード11
に書き込まれた磁気記録データのピーク間隔を表す
「1」又は「0.5」となっているか、或いはそれらの
極く近傍の値となっており、これらの各値を用いること
によって良好な再生状態が得られる。
のピーク間隔のデータを正規化処理することによって、
元のピーク間隔の検出データから、磁気カード11の速
度変動分が除去されることなり、その正規化されたピー
ク間隔データに基づいて、磁気データ情報が正確に復調
されることとなる。そして、特に本実施形態では、ピー
ク間隔の正規化を行うにあたって、磁気記録データの再
生信号におけるピーク位置どうしを結んだピーク包絡線
に相当する速度曲線が採用されていることから、磁気カ
ード11の移動速度が極端に変動した場合であっても、
正規化処理が安定して正確に行われるようになってい
る。そして、その正確に正規化したピーク間隔データを
用いることによって、元のピーク間隔データから速度変
動分が良好に除かれることなり、磁気データ情報の復調
が正確に行われることとなる。
絡線の算出を行うにあたって、既に説明した磁気記録デ
ータのデジタル再生信号に関するデータ数を縮小する縮
小処理を行うようにしており、また、その縮小処理した
ピーク包絡線を用いて求めた速度曲線を、元のデータ数
に拡大して補完処理を行うようにしていることから、速
度変動が特に激しく行われたことによって良好に検出さ
れなかったピーク位置に対応する異常データが無視され
ることとなり、結果的に一層正確な速度曲線が得られる
ようになっている。
完処理を、3次たたみ込み内挿法により行うようにして
いることから、その補完処理が容易かつ高精度に行われ
るようになっている。
が、データ復調部14(図1参照)において行われた後
には、当該正規化処理されたピーク間隔データに基づい
て、装置内に予め準備されているA,B,Cなどの文字
等の各種キャラクタを用いてタイムパターンマッチング
処理が行われ、それによって上記ピーク間隔データの読
取が行われるとともに、エラー状態となったキャラクタ
の推定処理が行われ、読み取れなかったピーク間隔デー
タに基づくキャラクタの推定が行われる。以下、そのエ
ラーキャラクタの推定処理について説明する。
間隔列がある場合において、そのピーク間隔列の文字区
切りが同図中のようにあり、区間Aにおけるピーク間隔
列がキャラクタ「N」(0111011)を表し、区間
Bのピーク間隔列がキャラクタ「E」(101001
0)を表しているとする。それらの各区間において図1
3中の左端側に存在しているピーク間隔が、それぞれの
先頭ピーク間隔である。このとき、各キャラクタ中に含
まれるピーク間隔の個数は、キャラクタ毎に異なってい
るため(キャラクタ「N」では12個、キャラクタ
「E」では10個)、直前のキャラクタが確定しない限
り次のキャラクタの先頭ピーク間隔は解らない。つま
り、図13の場合には、仮に区間Aの復調に失敗して、
そこがエラーキャラクタ状態になると、次の区間Bの先
頭に当たるピーク間隔が、どのピーク間隔となるのかが
決定できなってしまう。このような場合において、下記
のフローにしたがった処理を行うことによって、上述し
たエラーキャラクタにおけるピーク間隔数を決定してい
る。
した図15は、同図中の区間A,B,Cのそれぞれに、
キャラクタ「7」,「8」,「9」を読み込んだ結果の
ものであるが、例えば、区間Aの番号「76」に対応す
るピーク間隔の読み込み中に、磁気カードが停止してし
まったために、該当番号のピーク間隔の正規化が正常に
行われなかったなどの原因によって、上述した区間A
は、エラーキャラクタになったものとする。
に対して、図16に示されているようなエラーキャラク
タの推定処理が行われて、次の区間Bの先頭ピーク間隔
が探知される。まず、図16における最初のステップ1
(ST1)において、エラーキャラクタの推定ピーク間
隔数を「1」にセットする。この段階においては、次の
ステップ2(ST2)におけるエラーキャラクタの推定
間隔数は最大値となっていないことから、更に次のステ
ップ3(ST3)に移行して、上記区間Aの先頭ピーク
間隔である番号「74」から、上記推定ピーク間隔数
「1」だけずらしたピーク間隔番号「75」を区間Bの
先頭ピーク間隔とする。
ピーク間隔番号「75」よりタイムパターンマッチング
処理を行い、そのタイムパターンマッチング処理の結
果、ステップ5(ST5)において相関の高いキャラク
タを見つける事が出来なかった場合には、ステップ6
(ST6)に移行して、この場合における推定ピーク間
隔数「1」、及び正常キャラクタ数「0」を記録する。
ーキャラクタの推定ピーク間隔数を「2」とした上で、
上述したステップ2(ST2)を通してステップ3(S
T3)に戻り、区間Bの先頭ピーク間隔をピーク間隔番
号「76」とする。そして、その位置より、ステップ4
(ST4)のタイムパターンマッチング処理を再度行
う。
テップ5(ST5)において、相関の高いキャラクタを
見つける事が出来なかった場合には、次のステップ6
(ST6)において、そのときの推定ピーク間隔数
「2」と、正常キャラクタ数「0」とを記録する。この
ように推定ピーク間隔数を1ずつ増加させていき、区間
Bの先頭ピーク間隔を順にずらしながらタイムパターン
マッチング処理を繰り返していく。
になるまでタイムパターンマッチング処理を繰り返して
も正常キャラクタ数が最大「1」であった場合には、推
定ピーク間隔数を「8」にして区間Bの先頭ピーク間隔
をピーク間隔番号「82」に設定する。そして、その位
置からタイムパターンマッチング処理を行った結果、ス
テップ5(ST5)において、区間B及び区間Cのよう
な相関の高いキャラクタが見つかり、そのような相関の
高いキャラクタが、再びエラーキャラクタとなるか又は
ポストアンブルの位置まで続いた場合には、ステップ8
(ST8)において、推定ピーク間隔数「8」の正常キ
ャラクタ数をカウントし、見つけることができた相関の
高いキャラクタの個数をセットする。
推定ピーク間隔数を「9」から再び1つずつ増加させて
いき、最大値12(トラック2のキャラクタの最大ピー
ク間隔数+2)まで同様にチェックしていく。そして、
全てのピーク間隔数におけるチェックが終了したら、再
びステップ2(ST2)に戻って、それぞれのピーク間
隔数での正常キャラクタ数を比較し、その正常キャラク
タ数が最大のものである場合には、ステップ10(ST
10)において、正常キャラクタ数が既定値以上となっ
ているものを探す。本例では、ピーク間隔数「8」がそ
れにあたっていることから、ステップ11(ST11)
において、エラーキャラクタのピーク間隔数を8に決定
する。
っているものがない場合には、ステップ12(ST1
2)において、一番相関の高かったキャラクタのピーク
間隔数を採用するとともに、ステップ13(ST13)
において、採用したピーク間隔数をエラーキャラクタの
ピーク間隔数として、処理を終了する。
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
絡線の縮小処理を行う場合に、1区間の代表値として当
該区間の最大値を採用しているが、それに限られること
はなく平均値などを採用することも可能である。また、
そのような縮小処理を行うことなく元のデータ数のまま
で速度曲線及び平均速度を求めることもできる。
ピーク包絡線を合成するにあたっては、全てのトラック
の平均値を算出するなど、他の手法により合成を行うよ
うにすることも可能である。
曲線を拡大する際の補完処理に、3次たたみ込み内挿法
を採用しているが、最近隣内挿法や共1次内挿法など、
その他の各種手法を同様に採用することができる。
続いて、ビット追従などを使用した正規化を行うように
することも可能である。
に限ることなく、磁気カードの走行状態を解析する処理
などにも使用することができる。
気記録データのデータ復調方法は、磁気記録データの再
生信号におけるピーク位置に相当する値を結んだピーク
包絡線により得た速度曲線に基づいてピーク間隔の正規
化を行い、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの相対移動速度
が極端に変動した場合であっても正規化処理を安定して
正確に行わせて、元のピーク間隔データから速度変動分
を良好に除き、磁気データ情報の復調が正確に行われる
ようにしたものであるから、磁気記録データの復調を極
めて安定的かつ高精度に行うことができ、装置の信頼性
を大幅に向上させることができる。
データ復調方法は、前記請求項1記載のピーク包絡線の
算出を行うにあたって、磁気記録データのデジタル再生
信号におけるピーク位置に相当するデータ数を減縮して
縮小処理を行うようにしており、また、請求項3にかか
る磁気記録データのデータ復調方法は、前記請求項2記
載の縮小処理したピーク包絡線を用いて求めた速度曲線
を、元のピーク位置のデータ数に拡大して補完処理を行
うようにしたことによって、速度変動が特に激しく行わ
れたことによって良好に検出されなかったピーク位置に
対応する異常データを無視可能とし、一層正確な速度曲
線が得られるようにしたものであるから、上述した効果
を更に高めることができる。
のデータ復調方法は、前記請求項3記載の補完処理を、
3次たたみ込み内挿法により行うようにして、上記補完
処理を容易かつ高精度に行うようにしたものであるか
ら、上述した効果を一層向上させることができる。
置の一実施形態を表したブロック図である。
(AMP再生信号)の一例を表した線図である。
を求める状態を表した線図である。
である。
線図である。
線図である。
線図である。
態を表した線図である。
た状態を表した線図である。
隔データをプロットした線図である。
である。
線図である。
表した線図である。
を表した表である。
隔列を表した線図である。
手順を表したフローである。
法を実施するための装置例を表したブロック線図であ
る。
法の実行手順を表したタイミング関係図である。
って検出する場合の例を表した線図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 磁気記録媒体と磁気ヘッドとを相対的に
移動させることによって、上記磁気記録媒体に書き込ま
れた磁気記録データを再生し、その磁気記録データの再
生信号におけるピーク位置を検出した後、該検出した隣
接するピーク位置どうしの間の時間間隔を計時して得た
ピーク間隔データに基づいて、「0」「1」信号からな
る磁気データ情報を復調するようにした磁気記録データ
のデータ復調方法において、 上記磁気記録データの再生信号における隣接するピーク
位置どうしを順次結んでピーク包絡線を算出し、 そのピーク包絡線を用いて、前記磁気記録媒体と磁気ヘ
ッドとの相対移動速度に対応した速度曲線を求め、 当該速度曲線に基づいて、上記磁気記録データの再生信
号における各ピーク位置間の平均速度を演算し、 そのピーク位置間の平均速度を用いて、前記磁気記録デ
ータの再生信号におけるピーク位置間隔データの正規化
を行い、 その正規化した後のピーク間隔データに基づいて、前記
「0」「1」信号からなる磁気データ情報を復調するよ
うにしたことを特徴とする磁気記録データのデータ復調
方法。 - 【請求項2】 前記ピーク包絡線の算出を行うにあたっ
ては、前記磁気記録データの再生信号におけるピーク位
置に関するデータ数を減縮して縮小処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項1記載の磁気記録データのデ
ータ復調方法。 - 【請求項3】 前記縮小処理したピーク包絡線を用いて
求めた速度曲線を、元のピーク位置のデータ数に拡大し
て補完処理を行うようにしたことを特徴とする請求項2
記載の磁気記録データのデータ復調方法。 - 【請求項4】 前記補完処理を、3次たたみ込み内挿法
により行うようにしたことを特徴とする請求項3記載の
磁気記録データのデータ復調方法。
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JP2006190109A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Fujitsu Ltd | 監視情報提供装置、監視情報提供方法および監視情報提供プログラム |
JP2010125434A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Hitachi Koki Co Ltd | 遠心機 |
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