JP2019175525A - 磁気データの復調方法および復調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録媒体から磁気データを読み出して復調する際に、直前ビットのデータに異常がある場合などであっても、磁気記録媒体からの再読込みを行なうことなく復調を行うことができるようにする。【解決手段】磁気データにおける一連の反転時間間隔を取得してメモリに格納し、固定した第１判定基準時間とメモリに格納された個々の反転時間間隔とを順次比較して生成された復調データが正しくないときに、比較対象の反転時間間隔に関して直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長によって更新される時間長に基づく第２判定基準時間と、比較対象の反転時間間隔とを比較することをメモリに格納された一連の反転時間間隔に対して順次実行して、復調データを生成する。第２判定基準時間を用いる際、直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長が異常値であるかを判定し、異常値であると判定されたときは時間長の更新を行なわない。【選択図】図４

Description

本発明は、磁気カードなどの磁気記録媒体に記録された磁気データを読み取って復調データを作成する磁気データの復調方法と磁気データの復調装置とに関する。

磁気カードなどの磁気記録媒体では、磁気ストライプにおける磁化の方向を使用して“０”および“１”の二値のビットからなるビット列が記録されている。磁気ストライプにおけるビット列データの記録方法としてＦＭ（周波数変調）方式が広く知られており、その１つに、ＩＳＯ（国際標準化機構）規格などでも定められたＦ２Ｆ変調方式がある。Ｆ２Ｆ変調方式では、磁気ストライプにおいて１ビット分のデータが記録される領域をビットセルとして、
（ａ）隣接するビットセルの境界では磁化の方向を反転させる、
（ｂ）“０”に対応するビットセルの内部では磁化の方向を反転させない（すなわちＦ信号）、
（ｃ）“１”に対応するビットセルについてはそのほぼ中央の位置で磁化の方向を反転させる（すなわち２Ｆ信号）、
の条件を満たすように記録を行う。そしてこのように記録が行われた磁気ストライプに対して磁気ヘッドを相対的に摺動させると、磁化の反転がある位置でピークとなるようなアナログ信号が磁気ヘッドから出力される。磁気ヘッドから出力される信号を微分回路などからなるピーク検出回路に供給し、さらにピーク検出回路の出力をコンパレータに通して二値化することにより、磁気ストライプでの磁化の方向に対応して二値（ハイレベルおよびローレベル）のいずれかをとる二値信号であるＦ２Ｆ信号が得られる。Ｆ２Ｆ信号におけるレベルの反転の間の時間間隔とビットセルの長さに対応する時間との比較によって復調を行うことができ、“０”および“１”からなる元のビット列が復元される。レベルの反転とは、Ｆ２Ｆ信号の信号レベルにおけるローからハイへの遷移およびハイからローへの遷移のことを意味する。また反転時間間隔はインターバルとも称される。ビット“０”はビットセルの長さと同じ１つの反転時間間隔に対応し、ビット“１”はそれぞれの長さがビットセルの長さの約半分である２つの反転時間間隔に対応することになる。

復調では、例えば、ビットセル長に所定のタイミング係数を乗じた値を判定基準時間として、Ｆ２Ｆ信号において反転があったときに、その反転の時刻から判定基準時間が経過した時点でのＦ２Ｆ信号の信号レベルを調べ、最初の反転のときと判定基準時間が経過した時点とでＦ２Ｆ信号の信号レベルが同じであれば、すなわちその反転から始まる反転時間間隔の長さが判定基準時間よりも長ければビット“０”と判定し、信号レベルが反転していれば、すなわちその反転から始まる反転時間間隔の長さが判定基準時間よりも短ければビット“１”と判定する。このような判定を順次実行することによって、磁気記録媒体から連続的に読み出されるデータを復調することができる。

読み出された磁気データにおける１ビット分の記録データの長さすなわちビットセルの長さは理想的には一定値であるが、書き込み時および読み出し時に磁気記録媒体を搬送するときの搬送速度のばらつきや、ノイズなどの影響により、変動することが多い。ビットセル長の変動による影響を抑え、磁気記録媒体から読み出したデータを正確に復調できるようにするために、特許文献１は、Ｆ２Ｆ信号を読み込んでＦ２Ｆ信号における一連の反転時間間隔を求めてメモリに格納し、その後、第１判定基準時間を各反転時間間隔に適用してデータの復調を行い、得られた復調データについてパリティチェックやデータ長チェックなどによって誤りがあると判定された場合には、メモリに記憶されている各反転時間間隔に対して第２判定基準時間を用いて復調を行い、それでも誤りがあると判定されたときにはさらに第３判定基準時間、さらには第４判定基準時間を用いることを開示している。第１判定基準時間としては理論的なビットセル長に所定の判定タイミング係数α（例えば０．７０７）を乗じたものを用いており、このような固定した判定基準時間に基づく復調方式を固定サンプリング方式とも呼ぶことができる。第２判定基準時間としては、判定対象のビットセルの直前の１ビットのビットセルの長さに判定タイミング係数αを乗じたものを使用する。直前のビットセルの長さは、メモリに格納された反転時間間隔から求められるものであって、実測値によるものである。第３判定基準時間は、直前の２ビット分のビットセル長の相加平均によるビットセル長に所定の判定タイミング係数αを乗じたものであり、直前２ビットのビットセル長の相加平均に基づくものである。第４判定基準時間は、直前の１ビット目のセルビット長の２／３と直前の２ビット目のセルビット長の１／３との和に所定の判定タイミング係数αを乗じたものであり、直前２ビットに重み付けしたものに基づくものである。第２、第３および第４判定基準時間による復調は、いずれも、直前のビットでのビットセル長に依存するものであるので、ビット追従サンプリング方式に分類されるものである。

特許文献２は、二値信号であるＦ２Ｆ信号での反転時間間隔に基づいて磁気データの復調を行なう場合に、上述した固定サンプリング方式に基礎を置きながら、磁気ヘッドから出力されるアナログ信号の波形の経過パターンに応じて判定タイミング係数αに相当するパラメータを変化させることを開示している。さらに特許文献３は、Ｆ２Ｆ信号を復調する際に、Ｆ２Ｆ信号をメモリに格納した上で、メモリに格納されたＦ２Ｆ信号に対して時間に関して順方向で復調を行なうとともに逆方向でも復調を行うことを開示している。

特開２０１３−４５４７１号公報 特表平４−５０４４８０号公報 特開２０００−２９３９６１号公報

ビット追従サンプリング方式の場合、直前の１ビットあるいは２ビットのデータに基づいて復調データが生成されるが、直前のビットのデータ内容に異常がある場合、次のビットの復調データの生成に異常データが使用されることとなり、その結果、ビット“０”とビット“１”との判定に失敗して復調を行なえないことがある。

本発明の目的は、直前ビットのデータに異常がある場合などであっても、磁気記録媒体からの再読込みを行なうことなく復調を行うことができる復調方法および復調装置を提供することにある。

本発明の磁気データの復調方法は、磁気記録媒体に記録された磁気データを磁気ヘッドで読み取って復調データを生成する復調方法であって、磁気データにおける磁化の反転に対応する一連の反転時間間隔を取得してメモリに格納する工程と、磁気記録媒体の搬送速度と磁気記録媒体での記録密度とから定まる１ビット分の理論的な時間長に判定タイミング係数を乗算して得られる第１判定基準時間と、メモリに格納された個々の反転時間間隔とを順次比較して復調データを生成する第１復調工程と、第１復調工程で得られた復調データの正否を判定する第１判定工程と、第１判定工程において復調データが正しくないと判定されたときに、比較対象の反転時間間隔に関して直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長によって更新される時間長に判定タイミング係数を乗算して得られる第２判定基準時間と、比較対象の反転時間間隔とを比較することをメモリに格納された一連の反転時間間隔に対して順次実行して復調データを生成する第２復調工程と、を備え、第２復調工程において、直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長が異常値であるかを判定し、異常値であると判定されたときは時間長の更新を行なわない。

本発明の磁気データの復調装置は、磁気記録媒体に記録された磁気データから復調データを生成する復調装置であって、磁気記録媒体から磁気データを読み取る磁気ヘッドと、メモリと、磁気データにおける磁化の反転に対応する一連の反転時間間隔を取得してメモリに格納し、磁気記録媒体の搬送速度と磁気記録媒体での記録密度とから定まる１ビット分の理論的な時間長に判定タイミング係数を乗算して得られる第１判定基準時間とメモリに格納された個々の反転時間間隔とを順次比較して復調データを生成する第１復調処理と、第１復調処理で得られた復調データの正否を判定する第１判定処理と、第１判定処理において復調データが正しくないと判定したときに、比較対象の反転時間間隔に関して直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長によって更新される時間長に判定タイミング係数を乗算して得られる第２判定基準時間と比較対象の反転時間間隔とを比較することをメモリに格納された一連の反転時間間隔に対して順次実行して復調データを生成する第２復調処理と、を行う復調部と、を備え、復調部は、第２復調処理において、直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長が異常値であるかを判定し、異常値であると判定されたときは時間長の更新を行なわない。

本発明では、固定サンプリング方式によって生成された復調データが正しくないと判定したときに、ビット追従サンプリング方式によって復調データを生成する。ビット追従サンプリング方式では、比較対象の反転時間間隔に関して直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長によって更新される時間長に基づく第２判定基準時間と、比較対象の反転時間間隔とを比較することによって復調を行うが、その際、直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長が異常値であるかを判定し、異常値であると判定されたときは時間長の更新を行なわない。すなわち直前の１ビットの時間長（すなわちビットセル長）が異常であると判定されたときは、判定基準時間の更新は行われず、さらに１ビット前のビットなど、直近の正常と判定されたビットの時間長に基づく判定基準時間が使用されることになる。これにより、異常とされたビットセルが後続するビットの復調に影響を与えないようにすることができる。

本発明では、１ビット分の時間長についての変化量が、直近の正常と判定された１ビット分の時間長の−４０％以上＋４０％以下の範囲内にないときに、異常値であると判定することができる。このように異常値の判定基準を定めることにより、異常とされるビットセルの検出を確実に行うことができるようになる。

本発明では、第１復調工程および第２復調工程の少なくとも一方において、一連の反転時間間隔に対し、時間方向における第１の方向から復調を行って復調データを生成し、第１の方向での復調で生成した復調データが正しくない場合に、第１の方向とは逆方向である第２の方向から復調を行って復調データを生成することができる。順方向では復調できなくても逆方向では復調を行える場合が存在するので、最終的に復調データを得やすくなる。

さらに本発明では、第２復調工程を行った場合に、第２復調工程で得られた復調データの正否を判定する第２判定工程を設け、第２判定工程において復調データが正しくないと判定されたときに、判定タイミング係数を変化させて第１復調工程および第２復調工程を繰り返すことが好ましい。判定タイミング係数を変化させることにより、１回の読み取りで、より復調データが得やすくなる。その場合、初回に第１復調工程および第２復調工程を実施するときに判定タイミング係数として７０．７％を使用し、判定タイミング係数を変化させて第１判定工程および第２判定工程を繰り返す際に、５０％を超えて１００％未満である範囲内で、７０．７％よりも大きい判定タイミング係数と７０．７％よりも小さい判定タイミング係数とを交互に使用することが好ましい。これにより、より少ない繰り返し回数で復調データを得ることができるようになる。

本発明によれば、直前ビットのデータに異常がある場合などであっても、磁気記録媒体からの再読込みを行なうことなく復調を行うことができるようになる。

本発明の実施の一形態の復調装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）はサンプリング方式を説明するタイミングチャートである。 ビット追従サンプリング方式での処理を示すフローチャートである。 復調装置による復調処理を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１に示す復調装置１は、磁気情報媒体としての磁気カード２に記録された磁気データを読み取って復調データを生成してホストコンピュータなどの上位装置に出力する装置であり、例えば、磁気カード２を搬送しながら読み取りを行なうカード搬送式のカードリーダである。本実施形態では、Ｆ２Ｆ変調方式により磁気カード２に磁気データが記録されているものとする。また磁気カード２は、例えば、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の矩形状の塩化ビニール製のカードであり、このカードには、磁気データが記録される磁気ストライプが形成されている。なお、磁気カード２には、ＩＣチップが固定されたり、データ通信用のアンテナが内蔵されていてもよい。また磁気カード２は、厚さが０．１８〜０．３６ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のカードであってもよいし、所定の厚さの紙カードなどであってもよい。

復調装置１は、磁気カード２に記録された磁気データを読み出す磁気ヘッド３と、磁気カード２を搬送する搬送機構４と、磁気ヘッド３から読み出された信号が入力して二値信号であるＦ２Ｆ信号Ｓを出力する再生回路５と、Ｆ２Ｆ信号Ｓが入力しデータ復調部として機能する復調回路６とを備えている。搬送機構４は、磁気カード２に当接して磁気カード２を搬送する駆動ローラ７を備えている。図示した例では、磁気カード２の搬送路に沿って、磁気ヘッド３の両側に駆動ローラ７が設けられており、駆動ローラ７には、その駆動ローラ７を駆動させる駆動機構（不図示）が連結している。駆動ローラ７に対向してパッドローラ８が配置され、パッドローラ８は、駆動ローラ７に向かって付勢されている。

再生回路５は、公知の構成のものであって、磁気ヘッド３からの信号からノイズ成分などを除去するフィルタ回路と、フィルタ回路の出力を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力に設けられた微分回路（または積分回路）と、微分回路または積分回路の出力を二値化するコンパレータなどによって構成されている。再生回路５は、磁気ヘッド３から出力されるアナログ信号（読み取り信号）から、二値信号であるＦ２Ｆ信号Ｓを生成する。

復調回路６は、復調部としてのＣＰＵ（中央処理ユニット）１１と、記憶部としてのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１２およびＲＯＭ（読み出し専用メモリ）１３とを備えており、再生回路５が出力するＦ２Ｆ信号Ｓを復調して、磁気カード２に書き込まれたビット列に相当する復調データを生成する。特にＣＰＵ１１は、Ｆ２Ｆ信号Ｓにおける反転を検出して反転の相互間の時間間隔すなわち反転時間間隔を取得する。磁気カード２の磁気ストライプではその長手方向に沿って複数の磁化反転が存在し、それに対応してＦ２Ｆ信号Ｓには複数の反転が含まれるから、ＣＰＵ１１は、搬送機構４により磁気カード２を搬送したときに取得される一連の複数の反転時間間隔をＲＡＭ１２に格納する。またＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に予め記憶されているプログラムに基づき、ＲＡＭ１２に記憶された一連の反転時間間隔に基づいて復調を行い、復調データを生成する。生成された復調データは、ＣＰＵ１１からホストコンピュータに送られる。

本実施形態の復調装置１では、固定サンプリング方式による復調とビット追従サンプリング方式による復調を切り替えて実行する。そこで、これらのサンプリング方式による復調について、図２を用いて説明する。図２は、磁気カード２に記録されたビット列“０１０”に対応するＦ２Ｆ信号Ｓが与えられた場合のサンプリングを説明するものであって、（Ａ）は固定サンプリング方式を説明し、（Ｂ）は直前１ビットのビット追従サンプリング方式を説明している。図において、ｔ_n-3〜ｔ_nはそれぞれビットセルであって、ｔ_nが現在のビットセルを表わしている。図示するように、ビットセルの長さはばらついている。Ｔ_n-3〜Ｔ_nはそれぞれ反転時間間隔であって、Ｔ_nは現在の反転時間間隔を表している。Ｔは、磁気カード２における公称記録密度と磁気カード２の公称搬送速度とによって定まる、理論的なビットセル長（ビットインターバル）を表わしている。αは判定タイミング係数（閾値）であり、０．５＜α＜１を満たすように設定される。代表的には、０．５と１との間で等比数列をなすように、αは０．５の平行根、すなわち０．７０７に設定される。

特許文献１に示した復調装置でも、固定サンプリング方式とビット追従サンプリング方式を切り替えているが、判定タイミング係数α自体は固定されている。判定タイミング係数αが固定されていると、磁気カード２の搬送速度に極端な変動がある場合に復調を行なえなくなる可能性がある。そこで本実施形態の復調装置１では、判定タイミング係数αの候補となる値を複数用意し、読み取りエラーがあった場合には候補の中から別の値を選択することにより判定タイミング係数αを変化させ、これにより、カード搬送速度の極端な変動に対応できるようにしている。

図２（Ａ）に示す固定サンプリング方式では、判定タイミング係数αと理論的なビットセル長Ｔとの積であるαＴを考えて、αＴを判定基準時間とする。あるビットセルまでの復調が終了しているとして、その終了時点ではＦ２Ｆ信号は反転しているはずであるから、その反転に引き続く反転時間間隔と判定基準時間αＴとを比較し、反転時間間隔の方が短ければビット“１”であると判定するとともに、その反転時間間隔とそれに引き続く１個の反転時間間隔とによって現在のビットセルが構成されるとして、次のビットセルの判定に移行する。図示した例では、ビットセルｔ_n-2までの判定が済んだとして、それに引き続く反転時間間隔Ｔ_n-2はαＴよりも短いから、次のビットセルｔ_n-1はビット“１”であると判定し、かつ、反転時間間隔Ｔ_n-2とＴ_n-1によってビットセルｔ_n-1が構成されていると判定する。ビットセルｔ_n-1に引き続く反転時間間隔は反転時間間隔Ｔ_nであるが、これは判定基準時間αＴよりも長いから、ビットセルｔ_nはビット“０”であると判定し、かつ、１個の反転時間間隔Ｔ_nによってビットセルｔ_nが構成されていると判定する。

一方、図２（Ｂ）に示すビット追従サンプリング方式は、固定サンプリング方式と同様の処理によってビット“０”とビット“１”との判別を行なうが、判定対象のビットセルの直前の１ビットのビットセルの長さに判定タイミング係数αを乗じたものを判定基準時間として使用する点で、固定サンプリング方式とは異なっている。図示するように、ビットセルｔ_n-1についてのビット判定を行なうときは、αｔ_n-2を判定基準時間として使用する。ビット追従サンプリング方式では、ビットセルのビット判定を行なうごとに、次のビットセルに対する判定基準時間が更新されることになるが、そのことは、直前のビットセルのデータに異常がある場合に、引き続くビットセルの復調に異常データが使用されることとなり、その結果、引き続くビットセルでのビット判定に失敗することがある。そこで本実施形態では、ビット追従サンプリング方式によりビットセルの復調データを作成した際に、そのビットセルの長さとその直近の正常と判定されたビットセルの長さとを比較し、ビットセルの長さに大きな変化があった場合には異常なビットセルと判断して、異常であると判断されたビットセルの長さに応じた判定基準時間の更新が行われないようにする。

図３は、本実施形態におけるビット追従サンプリング方式の処理を示している。あるビットセル（今回のビットセルと呼ぶ）についてのビット判別を行なう場合、まず、ステップ１０１において、直近の正常と判定されたビットセルの長さと前回すなわち直前のビットセルの長さとを比較し、どれだけ変化したかを求める。前々回すなわち２つ前のビットセルについて正常と判定されていれば、直近の正常と判定されたビットセルは、前々回のビットセルである。そしてステップ１０２において、直近の正常と判定されたビットセルの長さに比べた前回のビットセルの長さの変化が規定値以内であるかどうかを判定する。規定値としては、例えば−４０％以上＋４０％以下、好ましくは−３０％以上＋３０％以下、さらに好ましくは−２０％以上＋２０％以下などの範囲を採用することができる。そして規定値以内であるときは、ステップ１０３において、前回のビットセルの長さに基づいて判定基準時間を更新し、すなわち、前回のビットセルの長さに判定タイミング係数αを乗じたものを判定基準時間とし、ステップ１０４に移行する。一方、ステップ１０２においてビットセル長の変化が規定値を超える場合は、そのままステップ１０４に移行する。すなわち前回のビットセルの長さに基づく判定基準時間の更新を行なわない。ステップ１０４では、判定基準時間を用いて今回のビットセルのビット判別を実行する。

このような手順を経ることにより、前々回のビットセルが正常であるとして、前々回のビットセル長に比べて前回のビットセル長の変化が小さいとき、すなわち前回のビットセル長が正常であると考えられるときには、前回のビットセル長に基づいて判定基準時間が更新され、更新された判定基準時間に基づいて今回のビットセルのビット判別が行われることになる。逆に、前々回に比べて前回のビットセル長の変化が大きいとき、すなわち前回のビットセル長の異常が疑われるときは、判定基準時間の更新は行われず、前々回のビットセルの長さに基づく判定基準時間によって今回のビットセルのビット判別が行われることになる。前々回のビットセルの長さと今回のビットセルの長さが同じようなものであれば、今回のビットセルの次となるビットセルの判定には、今回のビットセルの長さに基づく判定基準時間が用いられることになる。これにより、異常なビットセルの影響が後続のビットセルに及ぶことを防ぐことができる。なお、磁気データにおける最初のビットセルと２番目のビットセルについては前々回のビットセルが存在しないので、ステップ１０１〜１０４の処理を実行することができないが、これらのビットセルについてはビットセル長の理論値Ｔに基づいて判定基準時間を定めればよい。また、２番目のビットセルについては、１番目のビットセルの長さに基づいて判定基準時間を定めてもよい。

ここで、図３に示す手順においてステップ１０２で用いる規定値について説明する。この規定値は、前々回のビットセルの長さに比べて前回のビットセルの長さが大きく変動していないかどうか、すなわち前回のビットセルの長さが異常値であるかどうかを判定するために用いられるものである。規定値の下限を−５０％以下とすると、前々回のビットセル長の半分以下となるビットセル長によって判定基準時間を更新することとなり、ビット“１”に対応する相対的に短い反転時間間隔をビット“０”に対応する相対的に長い反転時間間隔として誤認識する可能性が高まる。また、規定値の上限が４０％を超えると、前々回のビットセル長の１．４倍よりもさらに長いビットセル長となり、αとしてその代表的な値である７０．７％を使用したとき、判定基準時間は前々回のビットセル長よりも長くなる。このことは、ビットセルを１つ抜かして判定を行なう可能性が高くなることを意味する。そこで、ビットセル長の変化に対する規定値は、−４０％以上＋４０％以下とすることが好ましい。

図４は、本実施形態の復調装置１による復調処理を示すフローチャートである。まずステップ１２１において、磁気ヘッド３によって磁気カード２から磁気データが読み取られ、磁気ヘッド３からの信号により再生回路５がＦ２Ｆ信号Ｓを生成し、ＣＰＵ１１がＦ２Ｆ信号Ｓにおける反転時間間隔を取得してＲＡＭ１２に保存する。ステップ１２２においてＣＰＵ１１は、判定タイミング係数αの候補を規定する集合ｋ[ｉ]を設定してＲＡＭ１２に格納する。本実施形態では、複数の判定タイミング係数αを使用するとともに、その優先順位が定められており、優先順位の１番目は、判定タイミング係数αとして一般的に使用される７０．７％であり（すなわちｋ[１]＝７０．７％）、全体として５個の係数を用意するとすれば、以下、６０％、８０％、９０％のような順番で係数が設定され、集合ｋ[ｉ]に格納される。全体として１０個の係数を用意するのであれば、例えば、７０．７％、６５％、７５％、６０％、８０％、５５％、９０％のような順で係数が集合ｋ[ｉ]に格納される。２番目以降の係数は、７０．７％よりも大きい側と小さい側とに交互に現れ、かつ、徐々に７０．７％との差の絶対値が大きくなるように設定されることが好ましい。もっとも、用意される判定タイミング係数αの候補は、５０％を超えて１００％未満であれば、ここに記載したものに限定されるものではない。

次にＣＰＵ１１は、ステップ１２３において、集合ｋ[ｉ]のためのインデックスを１（初期値）に設定し、ステップ１２４において、判定タイミング係数αをα＝ｋ[ｉ]と設定する。初回はｉ＝１であるので、α＝７０．７％となる。ＣＰＵ１１は、ステップ１２５において、この係数αを使用して、ＲＡＭ１２に格納された一連の反応時間間隔に対して固定サンプリング方式による順方向での復調を行い、復調データを生成する。順方向での復調とは、時間に関し、Ｆ２Ｆ信号Ｓにおいて反転が生起した順番にしたがって一連の反応時間間隔についてビット判定を行なうことを意味する。そしてＣＰＵ１１は、ステップ１２６において、復調データが所定のビット数であるかどうか、復調データの個々のキャラクタのパリティチェック結果は正常であるかどうか、復調データの全体のパリティチェックが正常であるかどうか、復調データの個々のキャラクタの範囲が正常であるかどうか、などを検証し、読み取りエラーの発生の有無を判定する。読み取りエラーが発生していないと判定されたときは、復調処理は正常終了となる。正常終了となった場合には、ＣＰＵ１１は、例えばホストコンピュータに対して取得した復調データを送信する。

ステップ１２６において読み取りエラーと判定されたときは、磁気カード２の再読み取りを行なうことなく、ＣＰＵ１１は、ステップ１２７において、ＲＡＭ１２に格納された一連の反転時間間隔に対して固定サンプリング方式による逆方向での復調を行い、復調データを取得する。逆方向での復調とは、時間に関し、Ｆ２Ｆ信号Ｓにおいて反転が生起した順番とは逆順で一連の反応時間間隔についてビット判定を行なうことを意味する。ステップ１２８においてＣＰＵ１１は、ステップ１２７で得られた復調データに対し、ステップ１２６と同様に読み取りエラー発生の有無を判定する。エラーが発生していなければ復調処理は正常終了となる。エラー発生と判定した場合には、ＣＰＵ１１は、磁気カード２の再読み取りを行なうことなく、ステップ１２９において、ＲＡＭ１２に格納された一連の反転時間間隔に対してビット追従サンプリング方式による順方向での復調を行って復調データを取得し、ステップ１３０において、この復調データに対してステップ１２６と同様に読み取りエラー発生の有無を判定する。エラーが発生していなければ復調処理は正常終了となる。エラー発生と判定した場合には、ＣＰＵ１１は、磁気カード２の再読み取りを行なうことなく、ステップ１３１において、ＲＡＭ１２に格納された一連の反転時間間隔に対してビット追従サンプリング方式による逆方向での復調を行って復調データを取得し、ステップ１３２において、この復調データに対してステップ１２６と同様に読み取りエラー発生の有無を判定する。エラーが発生していなければ復調処理は正常終了となる。

ステップ１３２でエラー発生と判定した場合には、ＣＰＵ１１は、ステップ１３３においてｉに１を加算し、ステップ１３４において、ｉが最終回の値に達したかどうかを判定する。ｉが最終回の値であればエラー終了となる。ｉが最終回の値でなければ、異なる判定タイミング係数によって復調を行うために、ＣＰＵ１１は、ステップ１２４〜１３４の処理を繰り返す。結局、復調データが正常に得られるまで、集合ｋ[ｉ]に格納された範囲内で判定タイミング係数αを変更して固定サンプリング方式による復調とビット追従サンプリング方式による復調とが繰り返され、そしてこのように繰り返しても復調データが得られなければエラー終了となることになる。

［実施形態の効果］
以上説明した本実施形態の復調装置１によれば、固定サンプリング方式とビット追従サンプリング方式とを組み合わせることにより、１回の読み取りでは従来は復調できなかった磁気データの復調を行うことが可能になる。特に、ビット追従サンプリング方式による復調において、異常値と判定されたビットセルについては判定基準時間の算出に使用しないことにより、異常なビットセルの影響が後続のビットセルに及んで復調できなくなることを防ぐことができる。このため、磁気データの読み取りエラー率を低減することができる。また、一連の反転時間間隔をメモリに格納し、メモリに格納された反転時間間隔に対して復調処理を行っているので、磁気カードを搬送機構４によって何回も移動させて復調データを生成する必要がなくなり、復調データを得るまでの時間を短縮できるとともに、磁気カードや読み取り装置の磨耗を減らすことができるので、磁気カードや装置の高寿命化を達成することができる。

また上述した実施形態では、固定サンプリング方式による復調とビット追従サンプリング方式による復調において、順方向での復調で読み取りで読み取りエラーとなった場合に、逆方向での復調を行うようにしている。順方向では復調できなくても逆方向では復調を行える場合が存在するので、最終的に復調データを得やすくなる。この場合、先に逆方向での復調を行い、そこで読み取りエラーとなった場合に順方向での復調を行なうようにしてもよい。順方向と逆方向の両方向の復調を行うのは、固定サンプリング方式とビット追従サンプリング方式のいずれか一方だけとしてもよく、さらには、両方のサンプリング方式において、順方向だけ、あるいは逆方向だけの復調を行なうようにしてもよい。また本実施形態では、ビット追従サンプリング方式でも読み取りエラーとなった場合に、正しい復調データが得られるまで、判定タイミング係数αを変えて固定サンプリング方式による復調とビット追従サンプリング方式による復調を繰り返している。これにより、復調データが得やすくなっている。磁気カードにおける磁気データの記録状態が良好な場合などには、判定タイミング係数αを変えて復調を繰り返すことを行なわなくてもよい。

［他の実施形態］
上述した実施形態では、ビット追従サンプリング方式として、直前１ビットのビット追従サンプリング方式を用いているが、本発明では、特許文献１に記載されたような、直前２ビットの相加平均によるビット追従サンプリング方式、あるいは直前２ビットに重み付けをしたビット追従サンプリング方式を用いてもよく、さらには、各種のビット追従サンプリング方式を組み合わせて使用することも可能である。これにより復調データが得られる可能性がさらに高まる。また本発明では、復調データの用途によって、どのサンプリング方式を用いるか、順方向と逆方向での両方の復調を行うか、判定タイミング係数αを変更して復調を行うか、などを選択することができる。これにより、用途に応じた最適な復調方法を選択できることになる。例えば、磁気カードに書き込んだ磁気データのベリファイ（検証）を行なう場合など、信頼性の高い復調を行う必要があったり、磁気データの信頼性を調べる必要があったりする場合には、例えば順方向の固定サンプリング方式で判定タイミング係数αを７０．７％とした復調を行い、その他の場合には、図４を用いて説明したような手順を用いて復調を行うことができる。

１ 復調装置
２ 磁気カード
３ 磁気ヘッド
６ 復調回路
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ

Claims (10)

1. 磁気記録媒体に記録された磁気データを磁気ヘッドで読み取って復調データを生成する復調方法であって、
   前記磁気データにおける磁化の反転に対応する一連の反転時間間隔を取得してメモリに格納する工程と、
   前記磁気記録媒体の搬送速度と前記磁気記録媒体での記録密度とから定まる１ビット分の理論的な時間長に判定タイミング係数を乗算して得られる第１判定基準時間と、前記メモリに格納された個々の前記反転時間間隔とを順次比較して前記復調データを生成する第１復調工程と、
   前記第１復調工程で得られた前記復調データの正否を判定する第１判定工程と、
   前記第１判定工程において前記復調データが正しくないと判定されたときに、比較対象の反転時間間隔に関して直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長によって更新される時間長に前記判定タイミング係数を乗算して得られる第２判定基準時間と、比較対象の反転時間間隔とを比較することを前記メモリに格納された前記一連の反転時間間隔に対して順次実行して前記復調データを生成する第２復調工程と、
   を備え、
   前記第２復調工程において、前記直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長が異常値であるかを判定し、異常値であると判定されたときは前記時間長の更新を行なわない、復調方法。
2. 前記１ビット分の時間長についての変化量が、直近の正常と判定された１ビット分の時間長の−４０％以上＋４０％以下の範囲内にないときに、前記異常値であると判定する、請求項１に記載の復調方法。
3. 前記第１復調工程および前記第２復調工程の少なくとも一方において、前記一連の反転時間間隔に対し、時間方向における第１の方向から復調を行って前記復調データを生成し、前記第１の方向からの復調で生成した前記復調データが正しくない場合に、前記第１の方向とは逆方向である第２の方向から復調を行って前記復調データを生成する、請求項１または２に記載の復調方法。
4. 前記第２復調工程を行った場合に、前記第２復調工程で得られた前記復調データの正否を判定する第２判定工程を有し、
   前記第２判定工程において前記復調データが正しくないと判定されたときに、前記判定タイミング係数を変化させて前記第１復調工程および前記第２復調工程を繰り返す、請求項１乃至３に記載の復調方法。
5. 初回に前記第１復調工程および前記第２復調工程を実施するときに前記判定タイミング係数として７０．７％を使用し、前記判定タイミング係数を変化させて前記第１判定工程および前記第２判定工程を繰り返す際に、５０％を超えて１００％未満である範囲内で、７０．７％よりも大きい判定タイミング係数と７０．７％よりも小さい判定タイミング係数とを交互に使用する、請求項４に記載の復調方法。
6. 磁気記録媒体に記録された磁気データから復調データを生成する復調装置であって、
   前記磁気記録媒体から前記磁気データを読み取る磁気ヘッドと、
   メモリと、
   前記磁気データにおける磁化の反転に対応する一連の反転時間間隔を取得して前記メモリに格納し、前記磁気記録媒体の搬送速度と前記磁気記録媒体での記録密度とから定まる１ビット分の理論的な時間長に判定タイミング係数を乗算して得られる第１判定基準時間と、前記メモリに格納された個々の前記反転時間間隔とを順次比較して前記復調データを生成する第１復調処理と、前記第１復調処理で得られた前記復調データの正否を判定する第１判定処理と、前記第１判定処理において前記復調データが正しくないと判定したときに、比較対象の反転時間間隔に関して直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長によって更新される時間長に前記判定タイミング係数を乗算して得られる第２判定基準時間と比較対象の反転時間間隔とを比較することを前記メモリに格納された前記一連の反転時間間隔に対して順次実行して前記復調データを生成する第２復調処理と、を行う復調部と、
   を備え、
   前記復調部は、前記第２復調処理において、前記直前に復調されたデータにおける１ビット分の時間長が異常値であるかを判定し、異常値であると判定されたときは前記時間長の更新を行なわない、復調装置。
7. 前記復調部は、前記１ビット分の時間長についての変化量が、直近の正常と判定した１ビット分の時間長の−４０％以上＋４０％以下の範囲内にないときに、前記異常値であると判定する、請求項６に記載の復調装置。
8. 前記復調部は、前記第１復調処理および前記第２復調処理の少なくとも一方において、前記一連の反転時間間隔に対し、時間方向における第１の方向から復調を行って前記復調データを生成し、前記第１の方向からの復調で生成した前記復調データが正しくない場合に、前記第１の方向とは逆方向である第２の方向から復調を行って前記復調データを生成する、請求項６または７に記載の復調装置。
9. 前記復調部は、前記第２復調処理を行った場合に、前記第２復調処理で得られた前記復調データの正否を判定する第２判定処理を実行し、
   前記第２判定処理において前記復調データが正しくないと判定したときに、前記判定タイミング係数を変化させて前記第１復調処理および前記第２復調処理を繰り返す、請求項６乃至８に記載の復調装置。
10. 前記復調部は、初回に前記第１復調処理および前記第２復調処理を実施するときに前記判定タイミング係数として７０．７％を使用し、前記判定タイミング係数を変化させて前記第１判定処理および前記第２判定処理を繰り返す際に、５０％を超えて１００％未満である範囲内で、７０．７％よりも大きい判定タイミング係数と７０．７％よりも小さい判定タイミング係数とを交互に使用する、請求項９に記載の復調装置。

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