JP2731189B2

JP2731189B2 - 符号化・復号化装置

Info

Publication number: JP2731189B2
Application number: JP63284393A
Authority: JP
Inventors: 立武田; 実齊藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1998-03-25
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JPH02131022A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光記録再生の分野において、データ語を符
号化および符号語を復号化するための新規な装置に関す
る。

［従来の技術］光ディスクなどのディジタル光記録の分野において
は、記録すべき原信号を、先ず２進法に基づき‘0'と
‘1'の数列で表される８ビットからなるデータ語のパタ
ーンに変換する。この場合、データ語のパターンをその
まま光ディスクに記録すると、一般に次のような問題点
が生ずる。すなわち、データ語において‘0'や‘1'が連
続すると、再生信号の直流成分が変動し、フォーカスサ
ーボやトラッキングサーボを乱すため、‘0'や‘1'の連
続する長さに、ある上限を設けるように制御する。この
ように、データ語のパターンを適当な形の符号語のパタ
ーンに変換して記録する。したがって、如何なる方式に
よるデータ語から符号語に変換するか、あるいは復号語
からデータ語に変換するかが、ビットレートや記録密度
や再生精度の向上にとって重要な鍵となる。

このうち、記録する場合のデータ語から符号語への変
換は、一般に、論理回路によるシーケンスを用いた順変
換方式や、データ語を特定のコード間対応表を記憶させ
たROMを内臓する符号化器に印加し、該符号化器により
該コード間対応表にしたがって符号語のパターンに変換
する方式、などがとられている。このようにして、符号
化器から生成した符号語のパターンに従い、レーザ光の
強度が変調され、記録媒体上に記録される。また、再生
する場合の復合語から符号語への変換は、論理回路によ
るシーケンスを用いた逆変換方式や、記録媒体から読み
取った符号語のパターンを、特定のコード間対応表を記
憶させたROMを内臓する復号化器に印加し、該復号化器
よりコード間対応表にしたがって変換されたデータ語の
パターンを生成し、原信号に変換して取り出す方式、な
どがとられている。しかしながら、データ語から符号語
への変換方式は、前述したようにビットレートや記録密
度を左右し、また、この変換をROMに記憶させた特定の
コード間対応表によって行う場合には、変換方式によ
り、ROMの大きさが左右される。

このようなデータ語から符号語への変換方式として
は、従来から幾つかの方式が提案されており、光記録に
おいては（2,7）コード（特開昭50−142131）および4/1
5コード（特開昭60−182061）が代表的なものとして知
られている。このうち、（2,7）コードは、原データ語
のシーケンスを、２倍のビット長の符号語のシーケンス
に変換する方式であり、結果的に、８ビット長のデータ
語は、16ビット長の符号語に変換されているものと考え
られる。（2,7）コードでは、よく知られているよう
に、コード間対応表が７通りのビットパターンですむた
め、符号化器内のROMを小さくできる利点がある。

一方、4/15コードは、８ビット長の原データ語のシー
ケンスを、15ビット長からなる符号語に直接変換する符
号化方式である。この場合、変換された符号語として
は、2¹⁵＝32768通りの‘0'と‘1'の数列で表されるビッ
トパターンの組み合わせが考えられるが、4/15コードで
は、このビットパターンの組み合せの中から、偶数番目
のグループおよび奇数番目のグループをビット群として
を取り出し、各グループのビット群内において‘1'が２
つ存在するものを選び出し、データ語のパターンに対応
させているので、１ビットパターンの符号語の中に含ま
れる‘1'の数が４個に制限されている特徴がある。

［発明が解決しようとする課題］上述したように、（2,7）コード、4/15コードなどの
従来の符号化方式では、コード間対応表が小規模ですむ
ため、ROMを比較的小さくできる利点がある。しかしな
がら、ビットレートについて比較すると、符号語に変換
して記録した場合は、データ語をそのまま記録した場合
の（2,7）コードで２倍、4/15コードで15/8倍となり、
それにつれて処理回路の速度を速くしなければならない
問題点があった。また、処理回路の速度に上限がある場
合には、必要なデータ語の転送速度が得られないという
問題点もあった。

本発明は、上記問題点を解決し、ビットレートの増加
またはクロック周波数の低減可能な符号化器および復号
化器を備えた符号化・復号化装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明の符号化・復号化装
置では、符号化回路内に、符号語の生成に先立ち、第１
番のデータ語から第256番までのデータ語を表す８ビッ
トのデータ語のシーケンスを読み取り、第１番から第12
8番までのデータ語を７ビットからなる第１群のデータ
語として出力するためのビット抜取り回路と、該ビット
抜取り回路から出力した７ビットからなる第１群のデー
タ語を読み取り、コード間対応機能を備えたROMにより
７個の‘0'と４個の‘1'からなる11ビットの符号語に変
換し、且つ変換された11ビットからなる符号語を第１群
の符号語として蓄積するための符号化器と、該符号化器
内に蓄積された第１群の符号語の各々のMSBとLSBを反転
するための符号順列反転回路とを備え、且つ前記符号化
回路に、第１番から第128番までのデータ語の符号化に
際しては、前記符号化器に蓄積された第１群の符号語の
出力をもって変換結果とし、第129番のデータ語から第2
56番のデータ語の符号化に際しては、前記符号化器内に
蓄積された第１群の符号語のMSBとLSBを反転して得られ
る符号語をもって変換結果として出力させる機能を持た
せると共に、再生した符号語の復号化に際しては、復号
化を行なうための復号化回路内に７個の‘0'と４個の
‘1'からなる11ビットの符号語を読み取り出力するため
のスイッチ回路と、該スイッチ回路から出力した11ビッ
トからなる符号語を読み取り、アドレスとしてコード間
対応機能を備えたROMにより８ビットからなるデータ語
に変換するための復号化器と、ビットパターン判定回路
である２ビットデコーダと、該２ビットデコーダが偽を
出力した場合に符号語の順列を反転させるための符号順
列反転回路と、前記復号化器からの出力を複合されたデ
ータ語として前記復号化回路から出力させるための選択
回路とを備えたことを別の特徴とする。

［作用］このような符号化・復号化装置によれば、まずデータ
語の符号化に際しては、８ビットからなる１バイトのデ
ータ語が、高々11ビットの符号語に変換されるにすぎな
いので、（2,7）コードや4/15コードによる符号語に比
べて、変換後のビット数が少なく、そのため、処理回路
の低速化すなわちコストの低減が期待でき、さらに、変
換された符号語の中での‘1'の占める割合は11分の４と
一定であるため、一種のDCフリーコードが得られる。ま
た、２段階操作により符号化するため、符号化に際して
小さなROMでコード間対応表を構成することができる。

一方、符号語の復号化に際しては、符号語の中におい
て‘1'が４個であるという規則を利用することにより、
誤り語を発見したり、曖昧な符号語からデータ語を正確
に復号化することができる。また、２段階操作により復
号化するため、復号化に際して小さなROMでコード間対
応表を構成することができる。

［実施例］以下、図面により本発明の実施例を説明する。

第１図は、本発明の符号化・復号化装置の第１の実施
例における符号化を行うための符号化回路を示すもの
で、１はデータ語、２は符号語、３は符号化回路、４は
ROMを内臓する符号化器、５はタイミング回路である。

符号化回路３に印加された‘0'と‘1'の数列で表され
るデータ語１のシーケンスは、タイミング回路５により
８ビットずつのデータ語に分けられ、順次符号化器４に
送り込まれる。符号化器４に送り込まれた８ビットのデ
ータ語は、符号化器４内のROMに記憶された符号化専用
のコード間対応表にしたがって11ビットからなる符号語
２に変換される。このような変換方式は公知のものであ
るが、本発明は、以下に述べるようにコード間対応表に
特別の工夫を施したことを特徴としている。

即ち、この場合の符号語としては、2¹¹＝2048通りの
ビットパターンの組み合せが考えられるが、この中から
先ず７つの‘0'と４つの‘1'の組み合わせからなる330
通りのビットパターンを選択し、更に光記録に適したパ
ターンを255通り選ぶ。これをコード間対応表として予
めROMに記憶させておき、符号化器に入力したデータ語
のパターンに対応させて符号語に変換・出力する。この
ようにして定めた4/11コードにおけるコード間対応表の
１例を第１表に示す。本表は、利用可能な330個の‘1'
を４個含む11ビットパターンの中から、４連続する‘1'
が含まれないようなビットパターンを選び、更に符号語
相互の接続部にも４連続する‘1'がないように語尾に３
連続する‘1'を含まないピットパターンを昇順に並べて
作成してある。

符号語に変換されたビットパターンは、再度タイミン
グ回路５を経て順次符号化回路３から出力される。この
ようなデータ語／符号語変換工程は、データ語がなくな
るまで設けられる。したがって、このように構成された
符号化回路を用いることにより、ビットレートは、従来
の変換方式である2/7コードの11/16倍、4/15コードの11
/15倍と小さくなり、その結果、再生信号振幅を大きく
取り出すことができ、装置全体の信頼性を向上させるこ
とができる。また、記録／再生のクロック周波数も、従
来の2/7コードの11/16倍、4/15コードの11/15倍と低く
なるため、符号化・復号化装置をLSI化する場合に有利
となる。尚、実施例１に係わる復号化回路については、
その機能が上述した符号化回路の機能を反転したもので
あるため、ここでは説明を省略する。

第２図は、本発明の符号化・復号化装置の第２の実施
例における符号化を行う場合の符号化回路を示すもの
で、６ビット抜取り回路、７は符号順列反転回路であ
る。この場合には、符号語の生成に先立ち、先ず、符号
化回路３に印加された第１番のデータ語から第256番ま
でのシーケンス語を表す８ビットのデータ語のシーケン
スから、ビット抜取り回路６により、７ビットからなる
第１番のデータ語から第128番までのデータ語を取り出
してデータ語の第１群となし、該第１群のデータ語を、
符号化器４内のROMに記憶された第２表に示すコード間
対応表にしたがって７個の‘0'と４個の‘1'からなる11
ビットの符号語に変換し、且つ変換された11ビットから
なる符号語を第１群の符号語として符号化器４に蓄積す
る。

このようにして、第１番から第128番までのデータ語
の符号化に際しては、符号化器４に蓄積された第１群の
符号語の出力をもって変換結果とし、第129番のデータ
語から第256番のデータ語の符号化に際しては、符号順
列反転回路７により、第１群の符号語の各々のMSB（Mos
t Significant Bits）とLSB（Least Significant B
its）を逆順に並べ換えて得られる符号語をもって変換
結果とし、第２群の符号語として符号換回路３から出力
する。この変換方式により得られる効果も、実施例１の
場合と同様であるが、コード間対応表を記憶させるため
のROMが半分ですむ利点を新たに持つ。ここで用いたコ
ード間対応表を示す第２表については、第１表の符号語
のビットパターンを構成する規則に加えて、先ず330個
の中から左右対称のものを取り除き、次に順列を左右反
転した次に第１表の条件を満足したものを取り出したも
の148個を定め、この中から値の小さな128個を残したも
のである。したがって、これらの符号語は、‘1'の数が
４個であることはもちろん、順列を反転すると各々全く
別の符号になり、合計256通りのビットパターンが作ら
れる。これらは、８ビット×128ワードのROMに入るので
ROMの大きさは、実施例１の場合の半分で済む。尚、本
実施例では、第２群の符号語を第１群の符号語の順列反
転により得ているが、その他に次のような方法もある。
即ち、第１群の符号語を一定ビット回転（ローテート）
させることにより第２群の符号語を得る方法、あるい
は、第１群を一定の規則に従って擬似ランダムに並べ替
えを行う方法などがある。

第３図は、第２の実施例における復号化を行う場合の
復号化回路を示すものであり、８は復号化回路、９はス
イッチ回路、10はスイッチ、11は復号化器、12はROM入
力バス、13はROM出力バス、14はビット８線、15は符号
語入力線、16はクロック線、17は２ビットデコーダ、18
は選択回路、19は復号データ語出力線である。この場
合、入力符号語は正順と逆順で各々ROM参照を試みるこ
とになるため、半分以下のROMで復合化することができ
る。クロック線16には、入力符号語の１バイトごとに１
周期を示すクロック信号が発生するようにしてある。入
力符号語は、１バイトずつ符号語入力線15に現れるもの
とする。以下に復号動作を２つの場合に分けて説明す
る。

先ず、第１の正順符号（符号化で反転ずに済んだ第１
群の符号語）の復号化では、クロック信号が真の時、ス
イッチ回路９内のスイッチ10は正順の再生符号語をROM
入力バス12を通してて復号化器11内のROMに送付する。
復号化器11は、当該アドレスの内容データをROM出力バ
ス13に出力するが、この時、ROM出力バス13のビット８
線14が有効な復号語として真を出力した‘1'を表示する
よう予めROM内に格納してある。従って、クロック信号
が真で、且つビット８線14も真の時、２ビットデータデ
コーダ17はROM出力バス13の復号データ語を復号データ
語出力線19に出力する。一方、クロック信号が偽の時
は、スイッチ10は符号順列反転回路７を通って反転さ
れ、再生符号語の順列反転符号語をROM入力バス12を通
して復号化器11内のROMに送付するので、ROM出力バス13
には全て‘0'を出力して逆順符号でないことを表示す
る。

次に、第２の逆順符号（符号化で反転して符号化した
第２群の符号語）の復号化では、クロック信号が真の
時、スイッチ回路９内のスイッチ10は正順の再生符号語
を復号化器11内のROMに送付する。復号化器11は、当該
アドレスの内容データをROM出力バス13に出力するが、
この時、ROM出力バス13のビット８線14は‘0'を出力し
てROM内容が無効であることを表示するように予めROM内
に格納してある。従って、クロック信号は真であるがビ
ット８線14は偽なので、２ビットデコーダ17はROM出力
バス13のデータ語を復号データ語出力線19に出力しな
い。この後、クロック信号が偽になると、スイッチ10は
再生符号語の順列反転データをROMに送付するので、ROM
出力バス13には復号データ語が出力され、且つビット８
線14は真を出力して有効な復号データ語であることを表
示する。そこで、クロック信号が偽でビット８線14も偽
の時は、２ビットデコーダ17は符号順列反転回路７′を
経由した出力を復号データ語出力線19に出力する。尚、
前記符号化の項で述べたような第２群の生成方法の場合
には、これらに対応し、順列反転データにかえて以下の
操作を行う。即ち、一定ビット回転による生成の場合、
逆回転によるデータパターンや擬似ランダム並べ替えを
用いた場合には、逆変換による並べ替えを利用する。

［効果］以上説明したように、本発明の符号化・復号化装置に
よれば、８ビットのデータ語を容易に変換して11ビット
の複合語にできるので、従来の（2,7）コード、4/15コ
ードに比べ、クロックレートが低く、記録ビット長の長
い記録が実現でき、品質の良い光記録が実現できる。

また、データクロック速度に比べて、符号語クロック
速度の増加が少ないので、処理回路の低価格化に寄与
し、処理速度一定の条件下ではデータクロック速度を向
上させうる。

更に、一般に符号化と復号化に大きなROMが必要であ
る表変換型符号であるにもかかわらず、符号語の復号化
に際しては、２段階操作によりROMの大きさを半分以下
にできる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の符号化・復号化装置における符号化
を行う場合の符号化回路を示す第１の実施例であり、第
２図は、本発明の符号化・復号化装置における符号化を
行う場合の符号化回路を示す第２の実施例であり、第３
図は、第２の実施例における復号化を行う場合の復号化
回路を示すものである。１……符号語、２……複合語３……符号化回路、４……符号化器５……タイミング回路６……ビット抜取り回路７、７′……符号順列反転回路８……復号化回路、９……スイッチ回路 10……スイッチ、11……復号化器 12……ROM入力バス 13……ROM出力バス 14……ビット８線、15……符号語入力線 16……クロック線、17……２ビットデコーダ 18……選択回路、19……複合データ語出力線

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化機能と復号化機能を合わせ備えた符
号化・復号化装置において、符号化を行うための符号化
回路内に、符号語の生成に先立ち、第１番のデータ語か
ら第256番までのデータ語を表す８ビットのデータ語の
シーケンスを読み取り、第１番から第128番までのデー
タ語を７ビットからなる第１群のデータ語として出力す
るためのビット抜取り回路と、該ビット抜取り回路から
出力した７ビットからなる第１群のデータ語を読み取
り、コード間対応機能を備えたROMにより７個の‘0'と
４個の‘1'からなる11ビットの符号語に変換し、且つ変
換された11ビットからなる符号語を第１群の符号語とし
て蓄積するための符号化器と、該符号化器内に蓄積され
た第１群の符号語の各々のMSBとLSBを逆順に並べ換える
符号順列反転回路とを備え、且つ前記符号化回路に、第
１番から128番までのデータ語の符号化に際しては、前
記符号化器に蓄積された第１群の符号語の出力をもって
変換結果とし、第129番のデータ語から第256番のデータ
語の符号化に際しては、前記符号化器内に蓄積された第
１群の符号語のMSBとLSBを逆順に並べ換えて得られる符
号語をもって変換結果として出力する機能を持たせると
共に、再生した符号語の復号化に際しては、復号化を行
うための復号化回路内に７個の‘0'と４個の‘1'からな
る11ビットの符号語を読み取り出力するためのスイッチ
回路と、該スイッチ回路から出力した11ビットからなる
符号語を読み取り、アドレスとしてコード間対応機能を
備えたROMにより８ビットからなるデータ語に変換する
ための復号化器と、ビットパターン判定回路である２ビ
ットデコーダと、入力符号語または復号化データ語の順
列を反転するための符号順列反転回路と、前記復号化器
から出力されたデータ語を前記復号化回路から出力され
るための選択回路とを備えたことを特徴とする符号化・
復号化装置。