JP2005174409A

JP2005174409A - 復号方法および復号装置

Info

Publication number: JP2005174409A
Application number: JP2003410016A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kitamura; 泰宏北村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】情報記録再生装置の再生性能を向上させる為、ＥＣＣ復号時のエラー訂正能力を向上させる。
【解決手段】ＰＬＬ回路でクロックに同期したデータを生成する際にオーバーサンプリングを行い、ピットの歪みの検出する為のサブデータストリームを生成する事で、ピット情報の誤検出が起こった可能性の高いピットを特定し、復調時のエラー訂正能力を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報記録媒体及び情報記録再生装置及び方法に利用して有効な復号方法および復号装置に関し、特に再生可能な再生用ＤＶＤプレーヤ並びに録画再生用ＤＶＤプレーヤ及びこれらＤＶＤプレーヤに適応可能な技術に関わるものである。

情報記録媒体の中で、ＤＶＤは高密度記録を実現したマルチメディア光ディスクであり、赤色半導体レーザによって、ＣＤの約７倍以上の高密度記録を可能としている。

映像、音声等の信号は、３２ＫＢをエラー訂正単位（１ＥＣＣＢｌｏｃｋ）として、１６セクタに分割されて記録される。３２ＫＢのメインデータはエラー訂正符号化され、ＥＣＣインタリーブを加えてデータセクタ構造に変換された後、８／１６変調したチャンネルビットに同期コードを付与したフレーム構造に変換されてディスクに記録される。この８／１６変調は、ＤＣを含む低周波数成分と高周波数成分を制限する目的で行なわれ、この変調により、“１”あるいは“０”の連続は３〜１１チャンネルビットに制限される。

従来、情報記録媒体から読み込んだピット情報は、再生信号として図３のような処理ブロックを通る事により、映像や音楽として再生される。

図６のブロック図において、１はＤＶＤやＣＤといった、映像や音楽が記録された光学式情報記録媒体、２はフォーカス、トラッキングアクチュエータを備え、アクチュエータを制御する事により情報記録媒体上に焦点を結びピットを検出するピット検出手段、３はピット検出手段により検出されたピット情報に対して、ＡＧＣ処理や波形等価処理を行なう再生信号処理回路、４は信号処理された再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、５はＡ／Ｄ変換の際に、二値化後のデータの平均デューティ比が５０対５０になるように再生信号のスライスレベルを決定しながら二値化を行なうデータスライス回路、６は二値化された再生信号中から同期パターンを検出するＳｙｎｃ検出手段、７は二値化された信号のセルフクロック成分を抽出し、クロック同期した信号を生成するＰＬＬ回路、１０は再生信号に対してビタビ補正を行なうビタビ信号処理回路、１３は再生データの復調・誤り訂正を行い、完全な復調が出来たかどうかを判断する復調・誤り訂正回路、１４は復調された再生信号を出力する回路である。

再生時には、ディスクの信号面に光ピックアップの焦点を結ばせ、ビームスポットをトラックに沿って移動させる事により、信号面でのピットの有無による反射光の変化をフォトディテクタで検出し電気信号に変換する。このピット検出時における読み取り誤りや記録ピット形状の歪みなどが、ＥＣＣ復号時における訂正不能エラーの発生原因となり、正常なディスクの再生を妨げている。
石川泰幸編著「図解ＤＶＤ規格」星雲社２０００年

解決しようとする問題点は、ピット検出時の読み取り信号に誤りがあり、ＥＣＣ復号時にエラー訂正が行えなかった場合には正常な再生が行なえない点である。

本発明は上記問題点に鑑み、ピットの歪み情報を復号時に利用することにより、ＥＣＣ復号時のエラー訂正能力を向上させる事が出来る点を主要な特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の復号方法および符号装置は、２個のシンボルにより構成される符号系列の同一の前記シンボル間に連続して配置される他の前記シンボルの長さである連続長が、所定の規定長として予め規定されている符号であって、所定の伝送路を介して伝送された伝送符号を復号する符号復号装置であって、前記伝送符号の同一の前記シンボルの連続長を検出する連続長検出手段と、前記伝送符号の同一の前記シンボルの連続長と前記規定長との誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差の大きいシンボルの位置を記憶しておく記憶手段と、復号時の前記伝送符号の情報、もしくは復号結果の情報を用いて、前記シンボルの位置にある前記シンボルの連続長を補正する補正手段とを備えるものである。

本発明のエラー訂正方法は、ピットの歪みを検出することにより、読み取り誤りが発生する可能性の高いピットを特定し、ＥＣＣ復号時にエラー訂正が行なえなかった場合にはピットの歪み情報を利用したデータストリームの補正を行なう事が出来るという利点がある。

本発明の請求項１に記載の発明は、２個のシンボルにより構成される符号系列の同一の前記シンボル間に連続して配置される他の前記シンボルの長さである連続長が、所定の規定長として予め規定されている符号であって、所定の伝送路を介して伝送された伝送符号を復号する符号復号装置であって、前記伝送符号の同一の前記シンボルの連続長を検出する連続長検出手段と、前記伝送符号の同一の前記シンボルの連続長と前記規定長との誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差の大きいシンボルの位置を記憶しておく記憶手段と、復号時の前記伝送符号の情報、もしくは復号結果の情報を用いて、前記シンボルの位置にある前記シンボルの連続長を補正する補正手段とを備えるものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、伝送符号は、所定の記録媒体から読み込んだ符号である事を特徴とするものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、連続長検出手段は、規定長の周波数よりも高い周波数で前記シンボルの連続長の検出を行うことにより、高精度に長さを検出できる事を特徴とするものである。

本発明の請求項４に記載の発明は、誤差検出手段は、シンボルの連続長が前記規定長と比較して、長いか短いかを判断可能である事を特徴とするものである。

本発明の請求項５に記載の発明は、誤差検出手段により、シンボルの誤差のランク付けが可能である事を特徴とするものである。

本発明の請求項６に記載の発明は、記憶手段は、誤差のランク付けにより、伝送符号に誤りがある可能性が高いと判断された前記シンボルの連続長の位置を判断可能である事を特徴とするものである。

本発明の請求項７に記載の発明は、補正手段は、伝送符号の復号時に、復調の法則に違反があった場合、記憶手段により記憶した誤差の大きいシンボル位置の前記連続長を、正しいと思われる連続長に補正する事を特徴とするものである。

本発明の請求項８に記載の発明は、補正手段は、伝送符号の復号時に完全な復号が不可能であった時、記憶手段により記憶した誤差の大きいシンボル位置の前記連続長を、正しいと思われる連続長に補正する事を特徴とするものである。

本発明の請求項９に記載の発明は、補正手段により補正された伝送符号が完全に復号されるまで、補正を行うことを特徴とするものである。

本発明の請求項１０に記載の発明は、誤差検出手段により、伝送符号に誤りがある可能性が高いと判断されたシンボルが少なくとも１つ以上ある場合、補正のあり、なしによる複数の伝送符号の復号を同時に行う復号手段をさらに備える事を特徴とするものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の復号装置のブロック図、図２は図１の復号装置を用いた際の各部の信号を示すタイミングチャート、図３は本装置を用いた復調動作を示すフローチャートである。

図において、１はＤＶＤやＣＤといった映像や音楽が記録された光学式情報記録媒体で、光学式に限定されるものではなく磁気式であっても構わない。２はフォーカスやトラッキングアクチュエータを備えアクチュエータを制御する事により情報記録媒体１上に焦点を結びピットを検出するピット検出手段、３はピット検出手段２により検出されたピット情報に対してＡＧＣ処理（自動利得制御処理）や波形等価処理を行なう再生信号処理回路、４は信号処理された再生信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下Ａ／Ｄ変換回路）、５はＡ／Ｄ変換回路４によるデジタル変換の際に二値化後のデータの平均デューティ比が５０対５０になるように再生信号のスライスレベルを決定しながら二値化を行なうデータスライス回路、６はデータスライス回度５にて二値化された再生信号中から同期パターンを検出するＳｙｎｃ検出手段、７はデータスライス回路５で二値化された信号のセルフクロック成分を抽出しクロック同期した信号を生成する位相同期ループ回路（以下ＰＬＬ回路）、８は読み込んだ再生信号を再生用に使用する１本のメインストリームと歪み検出用の複数のサブストリームとに分割する再生信号分割手段で、分割方法については後述する。９は再生信号分割手段８により分割された複数のストリームデータの比較を行ないピットの読み込み誤りや記録ピットの歪みを検出する再生信号比較手段、１０は再生信号に対してビタビ補正を行なうビタビ信号処理回路、１１は再生信号比較手段９により読み込み誤りの可能性が高いと判定されたピットの位置を記憶する記憶回路、１２は記憶回路１１の情報を用いて復調時に信号列が復調則に違反している場合もしくは復調後に訂正不能エラーが発生した場合にメインデータの補正を行なう補正手段、１３は再生データの復調・誤り訂正を行い完全な復調が出来たかどうかを判断する復調・誤り訂正回路、１４は復調・誤り訂正回路１３によって復調された再生信号を出力する出力端子である。

本発明は、ピットの歪みを検出する事によりピットの誤検出が発生した可能性の高いピットを特定し、特定したピットのデータ補正を行う事によりエラー訂正能力を向上させるものである。図１では、再生信号分割手段８によりデータを５本（メインストリーム１本、サブストリーム４本）に分割しているが、本手法では、ピットの歪み情報を検出する際にどの程度の精度で検出したいかによって、分割する数を任意に決定する事が可能である。

以上のように構成された本実施の形態の復号方法および復号装置について、以下その動作について説明する。

情報記録媒体１からピット検出手段２により読み込まれたピット情報は、再生信号処理回路３で信号処理（ＡＧＣ処理や波形等価処理）を行なう。再生信号処理回路３からの信号はＡ／Ｄ変換回路４でアナログ信号からデジタル信号に変換され、データスライス回路５によって二値化信号に変換される。

一方、ＰＬＬ回路７では、Ｓｙｎｃ検出手段６でデータスライス回路５からの再生信号中の同期パターンを検出しながら二値化信号のセルフクロック成分を抽出し、クロック同期したデータを生成するが、本実施の形態では従来のＰＬＬクロックとは異なり、後段の再生信号分割手段８で分割する数に合わせた複数倍の周波数を持つクロックでオーバーサンプリングする必要がある。オーバーサンプリングされた信号は、図２に示すように再生信号分割手段を用いて、１本の再生用メインデータストリームと歪み検出用の複数のサブデータストリームとに分割される。

図４において、（ａ）は従来のＰＬＬ回路で用いていたクロック、（ｂ）はディスクに記録されている記録ピット、（ｃ）は記録ピットから読み込んだ再生データ、（ｄ）は本発明で用いているＰＬＬクロック、（ｅ）、（ｆ）、（ｈ）、（ｉ）は、再生信号分割手段８においてサブデータストリームを作成する為に使用するクロック、（ｇ）は再生信号分割手段８においてメインデータストリームを作成する為に使用するクロック、（ｊ）、（ｋ）、（ｍ）、（ｎ）はそれぞれ（ｅ）、（ｆ）、（ｈ）、（ｉ）のクロックで作成したサブデータストリーム、（ｌ）は（ｇ）のクロックで作成したメインデータストリームを示している。メインデータストリームは従来の再生信号と同様のデータであり、復調・エラー訂正を行う事で映像や音声の再生が可能である。なお、図４の（ｃ）（ｄ）（ｊ）（ｋ）（ｌ）（ｍ）（ｎ）は、それぞれ図１の各部における信号波形を示したものであり、図１に同一符号を付与して示した。

メインデータストリームとサブデータストリーム中で、同一のピットを異なるピット長として検出した部分がピットの歪み情報であり、この検出を行なうのが再生信号比較手段９である。再生信号比較手段９により検出された歪み情報は、歪みの大きさによりランク付けされながら記憶回路１１に記憶される。記憶される情報は、歪みのランク情報、ピットの位置情報、長さ情報等である。

メインデータストリームはビタビ信号処理回路１０を通って復調されるが、ビタビ信号処理回路１０では、ビタビ処理を行なうか行なわないかの選択が可能である。本発明の補正手段を用いる場合は、記憶回路１１内に記憶されているデータと復調されるデータの整合性の意味から、ビタビ処理は行なわない方が望ましいが、もし使用する場合は、ビタビ補正を行なったピット情報も記憶回路１１に記憶する事が必要となる。

本発明では図３のフローチャートに示すように、２種類の場合において歪み情報を用いた補正を行なう。１つ目は、メインデータの復調時にデータストリームが復調則に違反している場合であり、２つ目は、データ復号後に訂正不能エラーが発生した場合である。まず、補正手段１２は記憶回路１１からの信号が復調則に違反しているかどうかの判断を行う（ステップＳ１）。復調則に違反していなければ、復調・誤り訂正回路１３で復調動作を行う（ステップＳ２）が、復調則に違反していれば、補正手段１２でデータ補正を行ってから（ステップＳ３）、復調・誤り訂正回路１３で復調動作を行う（ステップＳ２）。復調後、訂正不能エラーがあるかどうかの判断を行い（ステップＳ４）、エラーが無ければメインデータを出力端子１４から出力するが、エラーがあれば再度補正手段１２でメインデータの補正を行う（ステップＳ３）。そして再度復調・誤り訂正回路１３で復調動作を行い（ステップＳ２）、訂正不能エラーがあるかどうかの判断を行い（ステップＳ４）、エラーが無ければ出力端子１４からメインストリームを出力する。

補正時には、図４のように、記憶回路１１上に記憶されているデータを用い、ピットを誤検出した可能性の高いピットから順番に補正を行なう。補正後のデータで再度復調を行う事により、ＥＣＣエラーを低減する事が可能であり、ＥＣＣエラーが発生しなくなるまで本補正を行う事で、記録ピット形状が悪い場合でも、完全な復調を行う事が可能である。

また、本発明の補正を、復調後補正を行なうというループで行なうのではなく、読み取り誤りが生じた可能性の高いピットに関しては、補正する前と補正した後のデータストリームを同時に復調する事が可能である構成とする事により、より高速にエラー訂正能力を向上させる事が可能である。

なお、本実施の形態ではＰＬＬ回路でクロック同期したデータにした後にメインデータストリームとサブデータストリームの分割を行なったが、ピット検出手段を複数用いて、光学式情報記録媒体からデータを読み込む段階でストリームの分割を行なう構成や、再生信号処理回路で信号処理された後、Ａ／Ｄ変換回路に入力する段階でストリームの分割を行なう構成も当然可能である。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２のブロック図であって、１〜１４は図１と同様の構成要素であるため、詳述は省略する。

本実施の形態においても、ピット検出手段２により読み込んだピット情報は信号処理され、Ａ／Ｄ変換、データスライス回路で二値化される。本形態では、データスライス直後に再生信号の分割を行い、メインデータストリーム、もしくは任意の１本のサブデータストリームの同期パターンのみでＳｙｎｃ検出を行う。

この方法では、従来の複数倍のＳｙｎｃ長を検出しなければならなかった実施の形態１に比べて検出するＳｙｎｃ長が短い為、より効率的にＰＬＬのクロックに同期した再生データを生成可能である。本形態におけるＰＬＬ回路のクロックも、実施の形態１と同様に、再生信号分割手段で分割する数に合わせて、従来のクロックの整数倍の周波数のクロックを使用する。

再生信号比較手段以降の処理は実施の形態１と同様である。

本発明にかかる復号装置は、マルチメディア光ディスクのみならず、情報記録媒体に書かれた情報を再生する際のエラー訂正能力を向上させる事が可能である。

本発明の実施の形態１に於ける復号装置を示したブロック図本発明の再生信号分割方法を示したタイミングチャート本発明の復調方法を示したフローチャート本発明のデータ補正方法を示した模式図本発明の実施の形態２に於ける復号装置を示したブロック図従来の復号装置の実施方法を示したブロック図

符号の説明

１情報記録媒体
２ピットピット検出手段
３再生信号処理回路
４Ａ／Ｄ変換回路
５データスライス回路
６Ｓｙｎｃ検出手段
７ＰＬＬ回路
８再生信号分割手段
９再生信号比較手段
１０ビタビ信号処理回路
１１記憶回路
１２補正手段
１３復調・誤り訂正回路
１４出力回路

Claims

２個のシンボルにより構成される符号系列の同一の前記シンボル間に連続して配置される他の前記シンボルの長さである連続長が、所定の規定長として予め規定されている符号であって、所定の伝送路を介して伝送された伝送符号を復号する符号復号装置であって、前記伝送符号の同一の前記シンボルの連続長を検出する連続長検出手段と、前記伝送符号の同一の前記シンボルの連続長と前記規定長との誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差の大きいシンボルの位置を記憶しておく記憶手段と、復号時の前記伝送符号の情報、もしくは復号結果の情報を用いて、前記シンボルの位置にある前記シンボルの連続長を補正する補正手段とを備えることを特徴とする復号装置。
前記伝送符号は、所定の記録媒体から読み込んだ符号である事を特徴とする請求項１に記載の復号装置。
前記連続長検出手段は、前記規定長の周波数よりも高い周波数で前記シンボルの連続長の検出を行うことにより、高精度に長さを検出できる事を特徴とする請求項１に記載の復号装置。
前記誤差検出手段は、前記シンボルの連続長が前記規定長と比較して、長いか短いかを判断可能である事を特徴とする請求項１に記載の復号装置。
前記誤差検出手段により、前記シンボルの前記誤差のランク付けが可能である事を特徴とする請求項４に記載の復号装置。
前記記憶手段は、前記誤差のランク付けにより、伝送符号に誤りがある可能性が高いと判断された前記シンボルの連続長の位置を判断可能である事を特徴とする請求項１に記載の復号装置。
前記補正手段は、前記伝送符号の復号時に、復調の法則に違反があった場合、前記記憶手段により記憶した前記誤差の大きいシンボル位置の前記連続長を、正しいと思われる連続長に補正する事を特徴とする請求項１に記載の復号装置。
前記補正手段は、前記伝送符号の復号時に完全な復号が不可能であった時、前記記憶手段により記憶した前記誤差の大きいシンボル位置の前記連続長を、正しいと思われる連続長に補正する事を特徴とする請求項１に記載の復号装置。
前記補正手段により補正された前記伝送符号が完全に復号されるまで、前記補正を行うことを特徴とする請求項７に記載の復号装置。
前記誤差検出手段により、伝送符号に誤りがある可能性が高いと判断された前記シンボルが少なくとも１つ以上ある場合、前記補正のあり、なしによる複数の前記伝送符号の復号を同時に行う復号手段をさらに備える事を特徴とする請求項１〜８の復号装置。