JP3134500B2 - 符号化方法ならびに符号化装置および復号化装置 - Google Patents
符号化方法ならびに符号化装置および復号化装置Info
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- JP3134500B2 JP3134500B2 JP04157559A JP15755992A JP3134500B2 JP 3134500 B2 JP3134500 B2 JP 3134500B2 JP 04157559 A JP04157559 A JP 04157559A JP 15755992 A JP15755992 A JP 15755992A JP 3134500 B2 JP3134500 B2 JP 3134500B2
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Description
ジタル的に記録する場合に用いて好適な符号化方法なら
びに符号化装置および復号化装置に関する。
般的に信号の周波数特性が微分特性であり、また高域で
の劣化もある。これは、例えばヘッドギャップによる損
失、ヘッド媒体間のスペースによる損失、媒体厚みによ
る損失、ロータリートランスによる低域損失などに起因
するものである。さらに隣接トラックからのクロストー
クノイズ、媒体からのノイズ、オーバーライトノイズな
どのノイズがあると、ランダム誤りの原因になる。この
ような損失やノイズに拘らず、データを正確に記録再生
するためには、記録システムに適合するようにデジタル
情報を変調してから記録媒体に記録するようにした方
が、より多くの情報を安定に収容することができる。こ
のため、データを所定の規則に従って記録符号(チャン
ネルコード)化することが行なわれる。
ある。このブロック符号は、データ列をm×iビットず
つにブロック化し、このデータ語を適当な符号規則に従
ってn×iチャンネルビットの記録符号に変換するもの
である。i=1のとき、固定長符号となり、iが1より
大きく、拘束長rが1より大きい場合、可変長符号とな
る。ブロック符号は、(d,k;m,n;r)符号とも
称される。ここで、dは同一シンボル(例えば0)の最
小連続個数を示し、kは同一シンボル(0)の最大連続
個数を示す。
は、(2,7;1,2;4)(2−7RLL)が用いら
れている。この符号の最小反転間隔Tminは、1.5T
(Tはデジタルデータの間隔)である。
が小さく(d=2)、最小反転間隔Tminが小さい課題
があった。一般的に、記録媒体、特に光学的記録媒体に
おいては、高域における再生出力の劣化が激しく、高密
度記録を行なうには、dを大きくし、最小反転間隔Tmi
nをより大きくすることが望まれている。
きくなり、拘束長rも大きくなる。その結果、デジタル
データを可変長符号に変換するための変換テーブルも大
きくなる課題があった。
ものであり、変換テーブルが大きくなるのを抑制しつ
つ、d、従って最小反転間隔Tminをより大きくするこ
とができるようにするものである。
mビットの基本データ長のデジタルデータをnビットの
基本符号長の可変長符号(d,k;m,n;r)に変換
する符号化方法において、デジタルデータの基本データ
長mが、所定のビット数分変化するごとに、少なくとも
2つの異なる所定の変換テーブルに従って、可変長符号
の基本符号長nを、少なくともn1ビットまたはn2
(n1≠n2)ビットずつ変化させることを特徴とす
る。
基本データ長のデジタルデータをnビットの基本符号長
の可変長符号(d,k;m,n;r)に変換する符号化
装置において、デジタルデータの基本データ長mが、所
定のビット数分変化するごとに、可変長符号の基本符号
長nを、n1ビットまたはn2(n1≠n2)ビットず
つ順次変化させる第1の変換テーブルを記憶する第1の
記憶手段としてのROM5と、デジタルデータの基本デ
ータ長mが、所定のビット数分変化するごとに、可変長
符号の基本符号長nを、n2ビットまたはn1ビットず
つ順次変化させる第2の変換テーブルを記憶する第2の
記憶手段としてのROM9と、第1および第2の変換テ
ーブルに対応して変換された可変長符号を合成する合成
手段としてのマルチプレクサ6とを備えることを特徴と
する。
基本符号長の可変長符号(d,k;m,n;r)をmビ
ットの基本データ長のデジタルデータに変換する復号化
装置において、可変長符号の基本符号長nが、n1ビッ
トまたはn2(n1≠n2)ビットずつ順次変化するご
とに、デジタルデータの基本データ長mが、所定のビッ
ト数分ずつ順次変化するように、可変長符号をデジタル
データに変換する第1の変換テーブルを記憶する第1の
記憶手段としてのROM24と、可変長符号の基本符号
長nが、n2ビットまたはn1ビットずつ順次変化する
ごとに、デジタルデータの基本データ長mが、所定のビ
ット数分ずつ順次変化するように、可変長符号をデジタ
ルデータに変換する第2の変換テーブルを記憶する第2
の記憶手段としてのROM27と、第1および第2の変
換テーブルに対応して変換されたデジタルデータを合成
する合成手段としてのマルチプレクサ28とを備えるこ
とを特徴とする。
ータの基本データ長mが所定のビット数分変化するごと
に、2つの変換テーブルに従って、可変長符号の基本符
号長nがn1ビットまたはn2ビットずつ変化される。
従って、変換テーブルが大きくなるのを抑制しつつ、例
えば0などの同一シンボルが連続する最小の長さdを大
きくすることが可能となる。
OM5と9に記憶されている変換テーブルに対応して、
デジタルデータの基本データ長mが所定のビット数分変
化するごとに、基本符号長nがn1ビットまたはn2ビッ
トずつ順次変化するように、デジタルデータが可変長符
号に変換される。従って、迅速かつ簡単に、デジタルデ
ータを可変長符号に変換することができる。
OM24と27に記憶されている変換テーブルに従っ
て、基本符号長nがn1ビットまたはn2ビットずつ順次
変化するごとに、デジタルデータの基本データ長mが所
定のビット数分ずつ順次変化するように、可変長符号が
デジタルデータに変換される。従って、迅速かつ簡単
に、可変長符号を元のデジタルデータに復号することが
可能となる。
説明する。
ータ長を有するデータ語を、4ビットまたは5ビットの
基本符号長を有する符号語に変換する。このための基本
符号として、表1に示す5種類の基本符号(2−4)
と、表2に示す7種類の基本符号(2−5)が用いられ
る。即ち、この合計12種類の基本符号を、基本符号
(2−4)と基本符号(2−5)を交互に配置して組合
せることにより、デジタルデータが可変長の符号語に変
換されることになる。
本符号(2−4)から始まる場合と、基本符号(2−
5)から始まる場合において、異なる変換テーブル(従
って、異なる符号語)が用いられるようになされてい
る。表3と表4は、それぞれ基本符号(2−4)から始
める場合と、基本符号(2−5)から始める場合におけ
る有効符号数を示している。即ち、符号語を基本符号
(2−4)から始める場合、表3に示すように、拘束長
rを1,2,3,4と順次増加させていくと、必要な符
号語の数Nは、4,8,12,12と変化する。これに
対して、実際に採用することができる符号語の数Mは、
2,5,9,18と変化する。従って、その差D(=N
−M)は、2,3,3,−6と変化する。即ち、拘束長
rが4となるまでの符号語を用いることにより、元のデ
ジタルデータを過不足無く、符号語に変換することがで
きる。
始める場合、表4に示すように、拘束長rを1,2,
3,4と順次増加させていくと、必要な符号語の数N
は、4,8,12,16と変化する。このうち、実際に
採用することができる符号語の数Mは、2,5,8,1
7と変化する。従って、その差Dは、2,3,4,−1
と変化する。即ち、拘束長rが4となるまでの符号語を
用いることにより、元のデジタルデータを過不足無く、
符号語に変換することができる。
した基本符号を用いて、デジタルデータを符号語に変換
するテーブルの具体例を示している。表5および表6
は、符号語が表1で示す基本符号(2−4)で始まる場
合のテーブルを示しており、表7は、符号語が表2で示
す基本符号(2−5)で始まる場合の変換テーブルを示
している。これらのテーブルより明らかなように、いず
れの場合も、表1と表2に示す基本符号が交互に組み合
わされて符号語とされている。
基本符号(2−4)から始まっているので、拘束長rが
1ずつ増加して、デジタルデータが2ビットずつ増加す
るごとに、表2に示す基本符号(2−5)と表1に示す
基本符号(2−4)が交互に順次加えられて符号語が構
成される。これに対して、表7においては、表2に示す
基本符号(2−5)より符号語が開始されているため、
拘束長rが1ずつ増加して、デジタルデータが2ビット
ずつ増加するごとに、表1に示す基本符号(2−4)と
表2に示す基本符号(2−5)が交互に順次加えられて
符号語が構成されるようになされている。
の実施例における可変長符号は、実質的に(3,15;
4,9;4)を構成していることになる。但し、変換率
(m/n)が、デジタルデータが2ビットずつ増加する
ごとに変化するため、(d,k;m,n;r)の形式で
表すと、(d,k;(m,n)/(m’,n’);
r)、即ち、(3,15;(2,4)/(2,5);
4)と表現することができる。このように変換率が変化
するため、d=3として、従来の場合(d=2)よりd
の値を大きくしたとしても、拘束長rが長くなり過ぎる
ことが防止され、また、変換テーブルが大きくなり過ぎ
ることが抑制される。
隔Tmin(=(m/n)(d+1)T)、最大反転間隔
Tmax(=(m/n)(k+1)T)、データ検出ウイ
ンドウ幅Tw(=(m/n)T)、TmaxとTminの比
は、表8に示すように、それぞれ1.78T、7.1
T、0,44Tまたは4となる。
構成を示すブロック図である。シフトレジスタ1には、
デジタルデータがデータクロックに同期して順次入力さ
れるようになされている。この実施例においては、10
ビットのデジタルデータがシフトレジスタ1にストアさ
れるようになされている。シフトレジスタ1より出力さ
れたデータは、セレクタ2に供給される。セレクタ2
は、デジタルデータを2ビットを単位として区分し、処
理対象とされるデータの先頭の単位が奇数番目の単位で
あるか、偶数番目の単位であるかを判定し、奇数番目の
単位であるときは、そのデータをエンコーダ3に供給
し、偶数番目の単位であるときは、そのデータをエンコ
ーダ7に供給する。エンコーダ3または7は、入力され
たデジタルデータの拘束長rを判定する。またエンコー
ダ3または7は、セレクタ2を介して、シフトレジスタ
1より供給されたデジタルデータを、それぞれセレクタ
4または8に出力するようになされている。
を介してシフトレジスタ1より供給されたデジタルデー
タを、エンコーダ3の出力する拘束長rの判定結果に対
応して、ROM5−1乃至5−5のいずれかに供給する
ようになされている。ROM5−1には、表5に示す2
ビットのデータを4ビットの符号語に変換するためのテ
ーブルが記憶されている。同様にして、ROM5−2乃
至5−5には、それぞれ表5と表6に示す4,6,8ま
たは10ビットのデータ長のデジタルデータを、9,1
3,18または22の符号長の符号語に変換するテーブ
ルが記憶されている。
エンコーダ7を介してシフトレジスタ1より供給された
デジタルデータを、エンコーダ7の出力する拘束長rの
判定結果に対応して、ROM9−1乃至9−4のいずれ
かに供給するようになされている。ROM9−1には、
表7に示す2ビットのデータを5ビットの符号語に変換
するためのテーブルが記憶されている。同様にして、R
OM9−2乃至9−4には、それぞれ4,6または8の
データ長のデジタルデータを、9,14または18の符
号長の符号語に変換するテーブルが記憶されている。
−5の出力とROM9−1乃至9−4の出力を合成し、
バッファ10に出力している。バッファ10より読み出
されたデータは、さらにフォーマッタ11に供給されて
いる。クロック発生回路12は、データクロックに同期
したチャンネルクロックを生成し、バッファ10に供給
するようになされている。
タ2は、最初に処理対象とされるデジタルデータの先頭
の単位は奇数番目(1番目)であるから、シフトレジス
タ1に記憶されているデータを例えばエンコーダ3に出
力する。エンコーダ3は、シフトレジスタ1に記憶され
ている最大10ビットのデータの拘束長rを、前から順
番に判定する。そして、その判定結果に対応してセレク
タ4を制御し、入力されたデジタルデータの処理対象ビ
ットをROM5−1乃至5−5のいずれかに供給する。
拘束長rが1であると判定されたとき、処理対象となる
のは2ビットのデータであり、これはROM5−1に供
給される。このデータは、表5に示すように、‘11’
または‘10’である。デジタルデータ‘11’は、R
OM5−1に記憶されているテーブルに従って符号‘0
000’に変換され、デジタルデータ‘10’は、符号
‘1000’に変換される。
完了したとき、セレクタ2は、次の処理対象とされるデ
ータの先頭の単位の順番を判定し、奇数番目であればエ
ンコーダ3に、偶数番目であればエンコーダ7に、それ
ぞれそのデータを出力する。
ダ3側またはエンコーダ7側に切り換えられ、ROM5
とROM9に記憶されたテーブルを利用して、デジタル
データが可変長符号に変換される。
入力されたデジタルデータが16進数で表して18D2
(図2(a))であるとき、そのバイナリデータ(図2
(b))は‘0001100011010010’とな
る。エンコーダ3は、入力されたバイナリデータの拘束
長rを次のように判定する。最初の2ビット‘00’に
対応するデータは、表5には存在しない。そこで、それ
に続く2ビット(1単位)のデータを付加した合計4ビ
ット(2単位)のデータ‘0001’が変換テーブルに
存在するか否かが判定される。表5に示すように、この
データも変換テーブルには存在しない。
て、6ビット(3単位)のデータ‘000110’が変
換テーブル中に存在するか否かが判定される。このデー
タは、表5の拘束長r=3の変換テーブル中に存在する
データである。そこでr=3と判定され、セレクタ3
は、このデータ‘000110’をROM5−3に供給
する。そして、このデジタルデータはROM5−3に記
憶されている変換テーブルに従って、符号語‘0000
100010000’に変換される(図2(c))。
目(偶数番目)の単位であるため、このデータはエンコ
ーダ7に供給される。データ‘00’は、他方の表7に
存在しないため、次の2ビット(1単位)のデータが付
加され、データ‘0011’の有無が判定される。この
データは表7において、拘束長r=2のデータとして判
定されるため、ROM9−2に供給され、符号語‘00
1000000’に変換される(図2(c))。
1’は、第6番目(偶数番目)の単位であるため、やは
りエンコーダ7で処理される。データ‘01’は、表7
の拘束長r=1のデータとして検出されるため、ROM
9−1に供給される。そして、符号語‘01000’に
変換される(図2(c))。
らびにROM9−1乃至9−4により変換された符号語
は、マルチプレクサ6に供給され、連続した符号(基本
符号(2−4)と基本符号(2−5)が交互に配置され
た符号)として合成される。上述したように、この符号
語の区切りは、最初の13ビット、次の9ビット、その
後の5ビットに存在することになる(図2(d))。
は、チャンネルクロック(図2(f))に同期してバッ
ファ10に供給され、記憶される。そして、そこから読
み出され、フォーマッタ11に供給される。フォーマッ
タ11は、バッファ10より供給される符号語をインタ
ーリーブし、誤り訂正符号や同期信号を付加して、所定
のフォーマットに従った符号にする。そして、この符号
を図示せぬ記録回路に出力する。これにより、論理1が
発生する毎にレベルが反転する記録信号(図2(e))
が生成される。この記録信号が、光ディスク、磁気ディ
スク、光磁気ディスクなどの情報記録媒体に記録される
ことになる。
構成を示すブロック図である。基準クロック発生回路3
1は、記録媒体より再生され、入力される符号語に同期
した基準クロックを生成し、バッファ29と同期検出回
路32に出力している。同期検出回路32は、基準クロ
ック発生回路31より供給される基準クロックを基準と
して、符号語の同期信号の位置を検出する。そして、そ
の検出信号をセレクタ21に供給するようになされてい
る。セレクタ21は、検出信号が入力されたとき、入力
される符号語を最初に変換長判定回路22側に供給し、
その後、各区切り毎の先頭の符号が基本符号(2−5)
であれば、その区切りの符号を変換長判定回路22側に
供給し、基本符号(2−4)であれば、その区切りの符
号を変換長判定回路25側に供給する。
の変換長を判定し、セレクタ23を制御するようになさ
れている。セレクタ23は、変換長判定回路22の出力
に対応して、入力された符号語を、ROM24を構成す
るROM24−1乃至24−5のいずれかに供給する。
ROM24−1乃至24−5には、表5および表6に示
した変換テーブルと逆の変換テーブルが記憶されてい
る。即ち、表5および表6に示した符号語を元のデジタ
ルデータに復号するための変換テーブルが記憶されてい
る。
変換長を判定し、セレクタ26を制御するようになされ
ている。セレクタ26は、変換長判定回路25の出力に
対応して、入力された符号語を、ROM27を構成する
ROM27−1乃至27−4のいずれかに供給する。R
OM27−1乃至27−4には、表7に示した変換テー
ブルと逆の変換テーブルが記憶されている。即ち、表7
に示した符号語を元のデジタルデータに復号するための
変換テーブルが記憶されている。
至24−5ならびROM27−1乃至27−4より出力
されたデータを連続するデジタルデータとして合成し、
バッファ29に出力するようになされている。バッファ
29より読み出されたデータは、デフォーマッタ30に
供給され、デフォーマットされた後、図示せぬ回路に供
給されるようになされている。
判定回路22は、入力された符号語の変換長を判定し、
その判定結果に対応してセレクタ23を制御する。これ
により、基本符号長が4ビットの符号語はROM24−
1に供給され、9ビットの符号語はROM24−2に供
給される。以下同様にして、基本符号長が13ビット、
18ビットまたは22ビットの符号語は、それぞれRO
M24−3乃至24−5に供給される。
た符号語の変換長を判定し、その判定結果に対応してセ
レクタ26を制御する。これにより、基本符号長が5ビ
ットの符号語はROM27−1に供給され、9ビットの
符号語はROM27−2に供給される。以下同様にし
て、基本符号長が14ビットまたは18ビットの符号語
は、それぞれROM27−3または27−4に供給され
る。
M27−1乃至27−4は、入力された符号語を、記憶
されている変換テーブルに従って元のデジタルデータに
復号する。ROM24−1乃至24−5ならびにROM
27−1乃至27−4により復号されたデジタルデータ
は、マルチプレクサ28により合成され、バッファ29
に書き込まれる。そしてバッファ29より読み出された
データは、デフォーマッタ30に供給され、誤り訂正、
ディインターリーブ、同期信号の分離などの処理が施さ
れた後、図示せぬ回路に供給される。
ば、デジタルデータの基本データ長mが所定のビット数
分変化するごとに、2つの異なる所定の変換テーブルに
従って可変長符号の基本符号長nを、少なくともn1ビ
ットまたはn2ビットずつ変化させるようにしたので、
拘束長を長くすることを防止するとともに、変換テーブ
ルが大きくなることを防止しつつ、同一シンボルの連続
する最小の長さを大きくし、最小反転間隔を大きくする
ことが可能になる。
の変換テーブルと第2の変換テーブルに対応して、デジ
タルデータの基本データ長mが所定のビット数分変化す
るごとに、可変長符号の基本符号長nをn1ビットまた
はn2ビットずつ順次変化させるようにしたので、簡単
な構成により、迅速に同一シンボルの連続する最小の長
さが比較的大きい符号を得ることが可能となる。
の変換テーブルと第2の変換テーブルに対応して、可変
長符号の基本符号長nがn1ビットまたはn2ビットずつ
順次変化するごとに、デジタルデータの基本データ長m
が所定のビット数分ずつ順次変化するように、符号をデ
ジタルデータに変換するようにしたので、簡単な構成
で、迅速に同一シンボルの連続する最小の長さが比較的
大きい符号を復号することが可能となる。
ロック図である。
ートである。
ロック図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 mビットの基本データ長のデジタルデー
タをnビットの基本符号長の可変長符号(d,k;m,
n;r)に変換する符号化方法において、 前記デジタルデータの基本データ長mが、所定のビット
数分変化するごとに、少なくとも2つの異なる所定の変
換テーブルに従って、前記可変長符号の基本符号長n
を、少なくともn1ビットまたはn2(n1≠n2)ビ
ットずつ変化させることを特徴とする符号化方法。 - 【請求項2】 前記dは3であり、 前記可変長符号の最小反転間隔Tminは、前記デジタル
データの間隔をTとするとき、1.78T以上であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の符号化方法。 - 【請求項3】 前記可変長符号の最大反転間隔Tmax
は、7.1T以下であることを特徴とする請求項2に記
載の符号化方法。 - 【請求項4】 前記変換テーブルの一方は、前記デジタ
ルデータが2,4,6,8または10ビットのとき、そ
れぞれ、4,9,13,18または22ビットの符号に
変換し、 前記変換テーブルの他方は、前記デジタルデータが2,
4,6または8ビットのとき、それぞれ、5,9,14
または18ビットの符号に変換することを特徴とする請
求項1,2または3に記載の符号化方法。 - 【請求項5】 mビットの基本データ長のデジタルデー
タをnビットの基本符号長の可変長符号(d,k;m,
n;r)に変換する符号化装置において、 前記デジタルデータの基本データ長mが、所定のビット
数分変化するごとに、前記可変長符号の基本符号長n
を、n1ビットまたはn2(n1≠n2)ビットずつ順
次変化させる第1の変換テーブルを記憶する第1の記憶
手段と、 前記デジタルデータの基本データ長mが、所定のビット
数分変化するごとに、前記可変長符号の基本符号長n
を、n2ビットまたはn1ビットずつ順次変化させる第
2の変換テーブルを記憶する第2の記憶手段と、 前記第1および第2の変換テーブルに対応して変換され
た前記可変長符号を合成する合成手段とを備えることを
特徴とする符号化装置。 - 【請求項6】 nビットの基本符号長の可変長符号
(d,k;m,n;r)をmビットの基本データ長のデ
ジタルデータに変換する復号化装置において、 前記可変長符号の基本符号長nが、n1ビットまたはn
2(n1≠n2)ビットずつ順次変化するごとに、前記
デジタルデータの基本データ長mが、所定のビット数分
ずつ順次変化するように、前記可変長符号を前記デジタ
ルデータに変換する第1の変換テーブルを記憶する第1
の記憶手段と、 前記可変長符号の基本符号長nが、n2ビットまたはn
1ビットずつ順次変化するごとに、前記デジタルデータ
の基本データ長mが、所定のビット数分ずつ順次変化す
るように、前記可変長符号を前記デジタルデータに変換
する第2の変換テーブルを記憶する第2の記憶手段と、 前記第1および第2の変換テーブルに対応して変換され
た前記デジタルデータを合成する合成手段とを備えるこ
とを特徴とする復号化装置。
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Publication Number | Publication Date |
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JPH05327519A JPH05327519A (ja) | 1993-12-10 |
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ID=15652331
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-
1992
- 1992-05-25 JP JP04157559A patent/JP3134500B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
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IBM Journal of research and development Vol.14,No.4,July 1970,pp376−383,P.A.Franaszek,"Sequence−state Methods for Run−length−limited Coding" |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH05327519A (ja) | 1993-12-10 |
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