JP3378037B2 - 記録データの読取り方法及び読取りシステム - Google Patents
記録データの読取り方法及び読取りシステムInfo
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- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
- Digital Magnetic Recording (AREA)
Description
取り方法及びこの方法を使用するシステムに係わる。更
に特に、本発明は、複数のデータトラックに対する読取
りヘッドの精確な相対的位置を知ることなしに、複数の
データトラックを含む磁気テープ(特にコンピュータテ
ープ)を読み取るための方法及びシステムに係わる。し
かし、本発明は他のタイプの記録に応用可能である。
(Evaporated Metal tape )において1ビット当たり1
μm2 )データ記憶媒体を構成することが可能である。
このテープ上にデータを記録するために使用される物理
的フォーマットは、様々であることが可能である。その
特定のフォーマットは、その用途に求められる性能に応
じて決まり、特定のタイプの記録/再生装置に厳密に結
び付けられる。
次の3つのタイプの物理的記録フォーマットがある。
れていても隣接していてもよく、同一の方位又は異なっ
た方位で記録されることが可能である。
プ上にデータを表現する仕方(変調モード)には様々な
ものがある。
つの記録規格、又は、多くとも、使用される変調コード
においてだけ相違するにすぎない規格のみに適合可能で
ある。
テープ上の各々の物理トラックに対して各々1つの読取
りヘッドを割り当てることと、その対応するトラック上
に各ヘッドが精確に位置決めされることを確実にするた
めに、十分に精確な機械的案内システム又は位置自動制
御システムを使用することである。
が同一のへッドで読み取られなければならない時、又
は、その記録フォーマットが未知である様々なテープを
読み取ることが必要である時には、この方法は適用する
ことが困難である。更には、高い記録密度をテープに対
して使用する傾向があり、その場合には、磁気ヘッドが
テープ上のトラックを厳密に追跡するのを確保すること
が必要になる。しかし、これを行うことは困難である。
がテープ上のトラックを追跡することを必要とせず、且
つ、(ヘッド位置に対する)トラックの相対的位置が未
知である場合にさえ(即ち、その記録フォーマットが未
知である時にさえ)テープを読み取ることを可能にす
る、磁気テープの読取りの方法及びシステムを提供する
ことによって、これらの問題点を克服する。
プに沿って記録された複数のデータトラックを有する磁
気テープを読み取るための方法に係わり、この方法で
は、 − 少なくとも1組の個別磁気ヘッドがテープの移動方
向に対して横断方向に配置され、これらの個別磁気ヘッ
ドの数がそのテープのトラックの数よりも多く、 − 各々の個別磁気ヘッドが、当該の個別ヘッドの前方
を通過するテープ上の全ての磁気データを読み取り、 − 第1の積分演算時に、各個別磁気ヘッドによって出
力される信号の絶対値が、各々の個別磁気ヘッドにおい
て積分され、 − 第2の積分演算時に、隣り合う個別磁気ヘッドの各
対において、隣り合う個別磁気ヘッド対の2つのヘッド
によって出力される信号の合計が積分され、 − 第1の積分の結果の間に第2の積分の結果が挿入さ
れるように、上記の2つの積分演算の結果が空間的に重
ねられ、このことが値の曲線(グラフ)を与え、 − この値の曲線における最大値が、前記個別磁気ヘッ
ドの位置に対して検出され、且つ位置決定され、このこ
とが、テープ上のトラックに対する個別ヘッド位置の決
定を可能にする。
れた複数のデータトラックを有する磁気テープを読み取
るためのシステムにも係わり、このシステムは、磁気テ
ープの移動方向に対して横断方向に配置された少なくと
も1組の個別磁気ヘッドをそれ自体が有する1つの磁気
ヘッドを備え、これらの個別磁気ヘッドの数が磁気テー
プ上のトラックの数より多い。
数のデータトラックを有する磁気テープを読み取るため
のシステムにも係わり、このシステムは、 − 磁気テープの移動方向に対して横断方向に配置され
た少なくとも1組の個別磁気ヘッドをそれ自体が有し、
且つ、前記個別磁気ヘッドの数がテープ上のトラックの
数より多い1つの磁気ヘッドと、 − 個別磁気ヘッド1つ当たり1つの積分回路によって
構成され、且つ、個別磁気ヘッドによって出力される信
号の絶対値を各々積分する第1の積分回路グルーフと、 − 隣り合う2つの個別磁気ヘッド毎に共通の1つの積
分回路によって構成され、且つ、前記隣り合う2つの個
別磁気ヘッドによって出力される信号の総和をその各々
の積分回路が積分する第2の集積回路グループと、 − 第1の積分回路グループからの積分結果と第2の積
分回路グループからの積分結果とを線形的に組み合わせ
るための回路を有する。
基づく以下の実施例の説明により、より明確に理解され
るだろう。
ク10,11,... 1mを有する磁気テープ1を読み取るため
に、個別の磁気ヘッド20,21,... 2nを有する1つの磁
気ヘッド2が、テープの移動方向xに対して横断方向に
配置される。
20〜2nの数は、トラックの数とは異なっており、特
に、トラック10〜1mの数よりも多い。
幅は各々に異なっている。好ましい実施例では、個別磁
気ヘッド20〜2nは同一であり、これらの個別磁気ヘッ
ドがテープの各々の同等の部分を読み取る。しかし、こ
れは本発明にとって不可欠なもではない。
時には、この読取りヘッド列によって「走査される」磁
気テープ表面の読取りが行われる。従って、この表面上
に含まれる2次元的磁気データは、ピッチpで配置され
たn個の読取りヘッドによって、幅方向に周期pでサン
プリングされ、且つ、長手方向に周期lでサンプリング
され、この場合、l=v* Tは、その読取りヘッドのサ
ンプリングの1つのクロック周期中にテープが進む距離
である。
ンプルの中心の物理的位置を表す。ここでは、各々のサ
ンプリング表面が長方形であると仮定されるが、他のサ
ンプリング構造を使用することが可能である。2次元信
号に適用されるナイキスト基準が守られるならば、テー
プ上の磁気トラックの幾何学的配置に類似したヘッドの
幾何学的配置や厳密な相対的位置合わせを必ずしも必要
とはせずに、各々のトラックからデータを収集し分離す
ることが可能である。
れた素磁気ヘッドの帯によって読み取られるデータの処
理に関する、本発明の別の側面を説明する。
ドがテープからデータを読み取るが、このシステムは、
最初には、それらのヘッドによって読み取られるトラッ
クの種類も、トラックに対する各々の個別ヘッドの相対
的位置も知らない。従って、個別ヘッド20〜2nの組に
よって各瞬間に読み取られるデータを一括的に検討する
ことが必要である。従って、全ての個別ヘッドによる幅
方向の読取りに対応する信号の幅方向次元(the transv
erse dimention)という概念を導入することが必要とな
る。
の離散的な構造に従ってサンプリングされる。信号は、
同期的に又は非同期的にサンプリングされることが可能
である。
合わせされた1組の個別ヘッドに対応する。必要とされ
る処理は、幅方向の濾波によってトラックの最良の分離
を実現することである。この処理は、当該トラックの隣
のトラック上の信号のサンプルが使用可能である場合に
だけ可能である。1つの列の形の1組の読取りヘッド
は、サンプル全てを同時に得ることを可能にするが、こ
れは、2つ以上の別々の列の形に配列された1組の個別
ヘッドの場合には不可能であり、更には、テープ上で隣
接する互いに隣り合うトラック上の信号が、読取りヘッ
ドが1回転することによって又はその1回転の一部分に
よって別々の瞬間に読み取られる回転式ヘッドの場合に
は、なお一層不可能である。
にサンプリングすることも可能である。これは、個別読
取りヘッドがトラックと位置合わせされる必要がないと
いうことを意味する。特に、その機械的案内システムの
精度が不十分であり且つその読取り装置がヘッド位置自
動制御システムを持たない場合に、特に好適である。
してデータを回収することが可能である。
波、 − 2次元濾波、 − 2次元等化(トラックの分離と、各トラック上のシ
ンボル間の干渉の低減)、 − 分割(decimation)及び/又は位相の再生(rephas
ing )。
方向の両方向において十分に高くなければならない。
方向の信号、即ち、個別読取りヘッドの列に対応するテ
ープ幅方向の線に沿ってテープの個々のトラック全ての
上に存在するデータを含む信号をアイパターンの形式で
表したものである。この信号に対する素ヘッドの相対的
位置が未知である時に識別されるべきであるのは、この
幅方向の信号である。
次元「アパーチャ関数(aperture function )」又はイ
ンパルス応答h(x,y)(図2に示すように、磁気ヘ
ッドの場合には、インパルス応答は、矩形ではなくガウ
シアン状となる)によって、テープ上に記録されたデー
タs0(x,y)のたたみ込み(convolution)から結
果的に得られた、サンプリングされた信号を出力する。
図2bは、1つの個別ヘッドのアパーチャ関数を表す。
ルであるとする。その個別ヘッドが1つの物理トラック
上で精密に中心に合わされるならば、このレベルは最大
値となるであろう。図3は、読み取られるべき信号に対
する個々の個別ヘッドの相対的位置に応じたP(y)の
変化を示している。トラックが区切りなしに隣り合って
いる場合には、各トラック上の信号レベルが1であり、
隣り合うトラックの信号が独立しているならば、p
(y)の値は、1(トラックの中心上に位置合わせされ
た個別ヘッド)と√2/2(2つのトラックに跨がった
素ヘッド)の間である。
の読取り方法の実施例を説明する。
取り信号のサンプルが、直流成分を除去するために濾波
される。
れ、更に、N個のサンプルにわたって積分される。
と、その後で時間Tにわたってその結果の絶対値を合計
することによって、こうした濾波/積分処理を近似的な
形で行うことが可能になる。
に関する、可能な包絡線を示す。
(図4bでは11個の個別ヘッド)からの濾波/積分され
た信号p(y)を表す。これらの個別ヘッドは、図4b
上ではe1、e2、e3等で示される位置にある。各々
の個別ヘッドは1つの積分信号p(j)を与える。この
ようにして得られた積分信号の各々が、点線で示された
曲線上に位置付けられ、この点線の曲線は、読み取られ
る信号の全体が上記処理(濾波、平方、積分)を連続的
に受けることが可能であった場合に、得られる個々の値
を表している。
別ヘッド位置は、どの信号がどの信号トラックS(x,
y)に属するかを明確にするのに十分なほどには信号値
P(j)が異なっていないような位置である。実際に
は、これらの個別ヘッドは、各トラックの中心に関して
対称的に位置付けられ、同一の平均レベルを出力する。
従って、p(j)を知るだけでは、個別ヘッドとトラッ
クの間に存在するオフセットとを精密に測定するには不
十分であることが明らかである。従って、この曖昧さを
取り除くためには、他の信号が必要とされる。
瞬間に出力される信号に基づいて、隣り合う個別ッドの
各対を2つずつ計算に入れることによって、各々の個別
ヘッド対によって出力される信号の総和が計算され、こ
れらの総和の絶対値が時間Tにわたって積分される。こ
れは、図4cに示される信号q(j)を与える。図4c
では、信号q1が、位置e1の個別ヘッドと位置e2の
個別ヘッドとから得られ、信号q2が、位置e2の個別
ヘッドと位置e3の個別ヘッドとから得られ、信号q3
が、位置e3の個別ヘッドと位置e4の個別ヘッドから
得られる。
うヘッドからの信号
ことが可能である。
て最大値を示し、このことは、例えば信号q3が最小値
であるe3、e4とは逆に、ヘッドe2、e3が同じ1
つのトラックから信号を読み取っていることを識別する
ことを可能にする。
としてq(j)を定義することも可能である。この場合
には、q(y)の場合と同じ仮定を使用すれば、個別ヘ
ッド位置に応じてq(j)の値が1と0との間で変化す
ることが可能である。単純化されたアルゴリズムが、過
剰な計算能力を必要とせずにq(j)を推定することを
可能にする。
形的に組み合わせることによって信号r(j′)を形成
することが可能である。その結果としての信号が図4d
に示される。この信号は、信号p(j)におけるサンプ
ルの数の2倍の数のサンプルによる、p(y)の正確な
表現である。
に予め判っている場合には、トラック位置エラーを、信
号r(j′)と、テープ上のトラックの物理的位置を表
す関数t(j′)(図4e)との相互相関によって、計
算することができる。
変換P(v)(r(j′)のフーリエ変換)とT(v)
(t(j′)のフーリエ変換)とを使用して、次のよう
に表現することが可能である。
位相相関方法を使用することも可能である。(ここで、
G(v)は、トラック位置エラーのフーリエ変換、F
(G(v))は、G(v)のフーリエ逆変換を表す)
の相対的位置を与える。
似値が(例えば先行の計算によって)既知である場合に
は、その相互相関関数における僅かの点を計算すること
で十分である。その場合、特に、値+1、−1だけをと
る関数t(j′)によってそのヘッド位置が表されるな
らば、換言すれば、各ヘッドが対応するトラックに対し
て+1又は−1の増分だけシフトするならば(図4aの
場合、この増分はトラック幅の+1/4に等しい)、直
接的な計算がより容易である。このことは、値+1、
0、−1だけをとる関数t(j′)によってそのヘッド
位置が表される場合も同様である。
一定不変である特殊な場合には、信号t(y)は周期的
である。トラックと個別ヘッドとの間の絶対オフセット
を知ることは、もはや必要ではなく、最も近接したトラ
ックに対するヘッドの相対的位置を推算することだけが
必要である。その場合、その計算は、僅かな数の(例え
ば、図5bに示されるように3つの)隣り合う個別ヘッ
ドに対して行われることだけが必要である。これら3つ
のヘッドの測定値は、3つのp(j)及び2つのq
(j)に対応するr(j′)曲線上の5つの点の値を与
え、r(y)の最大値の位置を補間によって計算するこ
とが可能である(図5c)。
オフセットdを知ることによって、その係数がオフセッ
トdに応じて決定されるフィルタh(k,d)(図6
a、6b)によってサンプルを濾波することによって、
幅方向にサンプルをシフトすることが可能である。
又はトラック幅が同一でない、より複雑な事例では、時
に、図4dに示される信号r(y)の全体が、トラック
の幅と位置を決定するために使用される。これは、テー
プ上のデータ記録フォーマットが決定されることを可能
にすると共に、一方では、個別ヘッドとトラックとの間
のオフセットを計算することを可能にし、他方では、テ
ープから読み取られたデータを復号化することを可能に
する。
を位置決定することを可能にする本発明による方法を説
明した。
システムを示している。
に接続され且つn個の個別磁気ヘッドを並行に読み取る
読取り回路3を含む。フィルタ回路4が、読取り回路3
から読取り信号のサンプルを受け取り、且つ、直流成分
を除去する。平方回路5が、濾波された個々の信号サン
プルを受け取り、それらを平方する。又はその代わり
に、回路5がそうした濾波された信号の絶対値を単に受
け入れるだけでもよい。積分回路6が、回路5からの信
号サンプルを時間Tにわたって積分する。その後で、回
路6が、図4bに示されるような信号p(y)を出力す
る。
に1つの回路を有し、これらの各回路が、受け取る信号
サンプルを加算する。それに続いて、回路8が各々の和
を絶対値に変換するか又は平方する。
9によって出力された信号を、インタリーブ配列の形で
記録する。最後に、処理回路41が、組合せ回路40内にお
いて、図4dに示されるような曲線における最大値を、
記録された値から検出し、更に、磁気テープの幅と最も
近接した磁気ヘッドへの距離dとに関して、最大値の幾
何学的位置を各々の最大値に関して検出する(図5
c)。
路50は磁気ヘッド読取り回路であり、回路51は図4dで
示される曲線r(j′)を計算し、回路52は距離d(図
5c)を計算する。自己適応制御回路53がこれらの回路
に加えられる。
(j′)から距離dを計算し、計算された距離dに基づ
いてフィルタ係数を修正する。
ットdが異なる場合には、全幅の各部分において上記の
計算を行うことと、その後で各ヘッドj毎にd(j)を
得るために補間することによって、十分な数の点でd
(y)を計算することが必要である。その後で、オフセ
ットフィルタh(k,d(j))の係数が、処理される
新たなサンプル毎に更新される(図9)。
応した関数t(j′)が選択される。その後で、トラッ
クのオフセットが上記のように修正される。
クのように、幅の広いトラックが含まれる場合には、そ
のトラックは、2以上のヘッド(例えば、e6〜e9)
により読み取りが行われる。このような場合には、論理
制御装置が、1つのトラックに関する全ての信号を用い
てオフセットdの計算を行う。関数t(j′)はトラッ
クの相対幅を規定するものであり、論理制御装置は、関
数t(j′)から上記計算に使用すべき信号を特定す
る。
ると、その信号が、1次元の場合(全てのトラックが同
一の幅を有している場合)と同じように処理される。
プの記録フォーマットを知らなくとも良い。その場合
に、上記のr(j′)数が、トラック形状の事前の知識
なしに決定される。この関数はt(j′)数に非常に類
似しており、未知の記録物理フォーマットを判定するた
めに、濾波後に使用されることが可能である。t
(j′)数が決定され、それに続いて、上記の処理を行
うことが可能である。
は、マルチトラック記録媒体がヘッド列を使用して読み
取られることを可能にする。これは、 − 個別読取りヘッドがトラックと位置合わせされない
場合にさえ、最良に分離された読取り信号を再生するこ
とと、 − テープの一方の縁部から他方の縁部にわたって様々
なオフセットを生じさせるテープの変形を修正すること
と、 − 記録フォーマットを自動的に認識すること を可能にする。
ック密度の記録装置において、トラックの追跡とテープ
変形の補正が問題になる時に、特に利益をもたらす。
格が未知であるか又は規格が非常に古い場合にもバック
アップコピーを読み取ることが可能である、例えばコン
ピュータ周辺機器(テープ駆動機構)のような多規格テ
ープ読取り装置(multi-stand ard tape reader )にも
使用可能である。
変形例が本発明の範囲内で可能である。特に、上記の説
明は磁気テープの読取りに係わるにすぎないが、これと
同様に、例えば他のあらゆるタイプのデータ記録媒体
(例えばディスクやカード)上に記録された、磁気デー
タ以外の全てのデータタイプの読取りに応用されること
が可能である。この場合も読取りヘッドの数は、読み取
られるべきトラックの数よりも多くなければならない。
例えば、ヘッド数はトラック数の約2倍であり得る。
示す説明図である。
フである。
フである。
ットを説明するためのグラフである。
ットを説明するためのグラフである。
Claims (14)
- 【請求項1】 データ記録媒体上に長手方向に記録され
た複数のデータトラックを有する記録データの読取りの
方法であって、 少なくとも1組の個別読取りヘッドが前記トラックの方
向に対して横断方向に配置され、これらの個別ヘッドの
数が前記トラックの数よりも多く、 前記の各個別ヘッドが、当該の個別ヘッドの前方を通過
する前記トラック上の全ての磁気データを読み取り、 第1の積分演算時に、前記各個別ヘッドによって出力さ
れる信号の絶対値が、前記各個別ヘッドにおいて積分さ
れ、 第2の積分演算時に、隣り合う前記個別ヘッドの各対を
なす2つの個別ヘッドによって出力される信号の総和の
絶対値が積分され、 前記第1の積分演算の結果の間に前記第2の積分演算の
結果が挿入されるように、上記の2つの積分演算の結果
が空間的に重ねられ、これが値の曲線を与え、 前記曲線における最大値が、前記個別ヘッドの位置に対
して検出され、且つ位置決定され、これにより、前記デ
ータ記録媒体上のトラックに対する前記個別ヘッドの相
対的位置の表示を許容することを特徴とする記録データ
の読取り方法。 - 【請求項2】 前記第1の積分演算が、前記個別ヘッド
の各々によって出力される信号値の平方に対して行われ
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記第2の積分演算が、隣り合う2つの
前記個別ヘッド毎に、当該の隣り合う2つの個別ヘッド
によって出力される信号の和の平方に対して行われるこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記第2の積分演算が、隣り合う2つの
前記個別ヘッド毎に、当該の隣り合う2つの個別ヘッド
によって出力される信号の積に対して行われることを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記データ記録媒体が磁気記録媒体であ
り、前記個別ヘッドが磁気読取りヘッドであることを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記データ記録媒体が磁気テープであ
り、前記トラックがこの磁気テープ上に長手方向に記録
されることを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 データ記録媒体上に長手方向に記録され
た複数のデータトラックを有するデータ記録媒体を読み
取るためのシステムであって、前記トラックの方向に対
して横断方向に配置された少なくとも1組の個別読取り
ヘッドを有する1つの読取りヘッドを備え、前記個別読
取りヘッドの数が前記データ記録媒体上の前記トラック
の数より多いことを特徴とする記録データの読取りシス
テム。 - 【請求項8】 長手方向に記録される複数のデータトラ
ックを有するデータ記録媒体を読み取るためのシステム
であって、前記トラックの移動方向に対して横断方向に
配置された少なくとも1組の個別読取りヘッドを有する
1つの読取りヘッドと、 前記個別読取りヘッド1つ当たり1つの積分回路によっ
て構成され、且つ、前記個別取りヘッドによって出力さ
れる信号の絶対値を積分する第1の積分回路グループ
と、 隣り合う2つの前記個別読取りヘッド毎に共通の1つの
積分回路によって構成され、且つ、隣り合う2つの前記
個別読取りヘッドによって出力される信号の絶対値の総
和を積分する第2の積分回路グループと、 前記データ記録媒体上のトラックの位置と幅とを決定す
るために、前記第1の積分回路グループからの積分結果
と前記第2の積分回路グループからの積分結果とを線形
的に組み合わせるための回路とを有することを特徴とす
る記録データの読取りシステム。 - 【請求項9】 前記個別読取りヘッドの数が前記トラッ
クの数の少なくとも2倍であることを特徴とする請求項
8に記載の読取りシステム。 - 【請求項10】 前記データ記録媒体上のトラックの位
置に応じて補間演算を行い、且つ、前記トラック各々上
に含まれるデータを得ることを可能にするフィルタを有
することを特徴とする請求項8に記載の読取りシステ
ム。 - 【請求項11】 前記第1の積分回路グループと前記第
2の積分回路グループとが平方を実行することを特徴と
する請求項8に記載の読取りシステム。 - 【請求項12】 前記第2の積分回路グループが、隣り
合う前記個別読取ヘッドの各対によって出力される信号
の積を実行することを特徴とする請求項8に記載の読取
りシステム。 - 【請求項13】 前記個別読取りヘッドと前記積分回路
との間に接続されたフィルタ回路と、前記データ記録媒
体上のトラックの位置を、組合せ回路から受け取り、そ
れに応じて前記フィルタ回路の特性を変更する自己適応
制御回路を含む請求項8に記載の読取りシステム。 - 【請求項14】 前記データ記録媒体が磁気媒体であ
り、前記個別読取りヘッドが磁気ヘッドであることを特
徴とする請求項7又は8に記載の読取りシステム。
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