JP3409788B2 - 符号化方法 - Google Patents

符号化方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、データを記録媒体
にデジタル的に記録する場合に用いて好適な符号化方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば磁気記録システムにおいては、一
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。
【0003】このような記録符号の中にブロック符号が
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。
【0004】例えば光ディスクや磁気ディスクにおいて
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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の符号は、このよ
うに最小反転間隔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
は最小反転間隔をより大きくすることが望まれている。
【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、最小反転間隔をより大きくすることができ
るようにするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の符号化方法は、
デジタルデータを、デジタルデータの間隔をTとすると
き、最小反転間隔Tminが2.0T以上であり、かつ、
同一シンボルの連続する最小の長さdが4である可変長
符号に変換する複数のテーブルを記憶する記憶ステップ
と、デジタルデータの拘束長rを判定する判定ステップ
と、判定ステップの判定結果に対応して、記憶ステップ
の処理により記憶された複数のテーブルのいずれかを選
択する選択ステップとを含むことを特徴とする。
【0008】前記可変長符号の符号長の最後の5ビット
は、デジタルデータの拘束長rが1である場合を除き、
0であるようにすることができる。
【0009】前記デジタルデータの基本データ長mは
2,4,6,8または10であり、可変長符号の基本符
号長nは5,10,15,20または25であるように
することができる。
【0010】上記構成の符号化方法においては、例えば
可変長符号の最小反転間隔Tminが2.0Tとされ、か
つ、0の連続する最小の長さdが4とされ、デジタルデ
ータを可変長符号に変換する複数のテーブルが記憶さ
れ、デジタルデータの拘束長rが判定される。また、判
定結果に対応して、記憶された複数のテーブルのいずれ
かが選択される。従って、高密度の記録が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明を応用した可変長符
号(4,22;2,5;5)について説明する。
【0012】即ち、この実施例においては、2ビットの
基本データ長を有するデータ語を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6種類の基本符号が用いられる。即ち、
この6種類の基本符号を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。
【0013】
【表1】
【0014】表2は、この基本符号を用いて得られる有
効符号数を示している。即ち、拘束長rを1,2,3,
4,5と順次増加させていくと、必要な符号語の数Nは
4,8,16,28,32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2,4,
9,20,34と変化する。従って、その差D(=N−
M)は、2,4,7,8,−2と変化する。即ち、拘束
長rが5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。
【0015】
【表2】
【0016】表3および表4は、表1に示した基本符号
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。この表3および表4に示すよう
に、2ビットの基本データ長のデジタルデータが5ビッ
トの基本符号長の符号語に変換される。例えばデータ
‘11’は符号‘00000’に変換され、データ‘1
0’は符号‘10000’に変換される。そして、以下
同様にして、4,6,8,10の各ビット長のデータ
が、10,15,20,25の符号長を有する符号語に
変換される。
【0017】
【表3】
【0018】
【表4】
【0019】表3に示すように、デジタルデータが‘1
1’であるとき、符号語は‘00000’となる。従っ
て、特別の規則を設けない場合、デジタルデータの論理
(シンボル)として1が連続すると、符号語としては論
理0が連続することになる。この場合、符号語は(4,
∞;2,5;5)となり、拘束長rを変化させた場合に
得られる符号語の数Nは、表5に示すように変化する。
論理0が無限に連続すると、セルフクロックを検出する
ことが困難になる。そこで本実施例においては、デジタ
ルデータの論理が6ビット連続して1であるとき、符号
は‘000010000100000’に変換されるよ
うになされている。
【0020】
【表5】
【0021】表3および表4に示した符号語の最小反転
間隔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)、TminとTwの積お
よびTmaxとTminの比は、表6の4Zの欄に示すように
なる。ここでTは、デジタルデータの間隔である。表6
にはこの他、dの値を3にした場合(3Z)、およびE
FMの場合の値も示されている。これらの値と比較して
明らかなように、本実施例においては、最小反転間隔T
minが2.0Tとなり、3ZおよびEFMの場合に較
べ、大きくなっていることが判る。
【0022】
【表6】
【0023】図1は、MTFと規格化空間周波数(NA
/λ)との関係を示している。同図に示すように、規格
化空間周波数が大きくなる(周波数が高くなる)につれ
て、MTFが小さくなることが判る。そして図1には、
EFM、3Zおよび4Zの方式により、同じ密度で符号
を記録した場合における規格化空間周波数の範囲を示し
ている。EFMの場合、規格化空間周波数が0.43か
ら1.57の範囲に渡っているのに対し、4Zの場合、
0.24から1.1の範囲に収まっている。従って、同
じ記録密度を実現するのに、4Zの場合の方がEFMに
較べて、より低い周波数で済むことになる。換言すれ
ば、より高密度の記録が可能となる。尚、図1の括弧に
示す倍率(3.0倍)は、通常のCD(コンパクトディ
スク)の線密度に対する倍率である。
【0024】図2は、本発明の符号化装置の一実施例の
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、エンコーダ2に供給され、そこにおいて
拘束長rが判定されるようになされている。またエンコ
ーダ2は、シフトレジスタ1より供給されたデジタルデ
ータをセレクタ3に出力するようになされている。
【0025】セレクタ3は、エンコーダ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、エンコ
ーダ2の出力する拘束長rの判定結果に対応して、RO
M4−1乃至4−6のいずれかに供給するようになされ
ている。ROM4−1には、表3に示す2ビットのデー
タを5ビットの符号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、ROM4−2乃至4−5には、
それぞれ4,6,8または10ビットのデータ長のデジ
タルデータを、10,15,20または25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。さらにR
OM4−6には、入力されたデジタルデータの論理が6
ビット連続して1である場合における変換テーブルが記
憶されている。
【0026】マルチプレクサ5は、ROM4−1乃至4
−6の出力を合成し、バッファ6に出力している。バッ
ファ6より読み出されたデータは、さらにフォーマッタ
7に供給されている。クロック発生回路8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6に供給するようになされている。
【0027】次に、その動作について説明する。エンコ
ーダ2は、シフトレジスタ1に記憶されている10ビッ
トのデータから、その拘束長rを判定する。そして、そ
の判定結果に対応してセレクタ3を制御し、入力された
デジタルデータをROM4−1乃至4−6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、その
2ビットのデータはROM4−1に供給される。このデ
ータは、‘11’または‘10’である。デジタルデー
タ‘11’は、ROM4−1に記憶されているテーブル
に従って符号‘00000’に変換され、デジタルデー
タ‘10’は、符号‘10000’に変換される。
【0028】また、例えば入力されたのがデジタルデー
タ‘0111’であるとき、拘束長rは2と判定され、
このデータはROM4−2に供給される。そして、そこ
に記憶されているテーブルに対応して、符号‘0100
000000’に変換される。
【0029】以下同様にして、表3および表4に示すデ
ジタルデータが対応する符号に変換される。
【0030】図3は、この変換例を示している。いま、
入力されたデジタルデータが16進数で表して18D2
(図3(a))であるとき、そのバイナリデータ(図3
(b))は‘0001100011010010’とな
る。エンコーダ2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3には存在しない。そこで、それ
に続く2ビットのデータを付加した合計4ビットのデー
タ‘0001’がテーブルに存在するか否かが判定され
る。表3に示すように、このデータもテーブルには存在
しない。
【0031】そこでさらに2ビット増やして、6ビット
のデータ‘000110’がテーブル中に存在するか否
かが判定される。このデータも表3に示すテーブルには
存在しないため、さらに2ビットのデータが付加され
る。8ビットのデータ‘00011000’は、表3の
拘束長r=4のテーブル中に存在するデータである。そ
こでr=4と判定され、セレクタ3は、このデータ‘0
0011000’をROM4−4に供給する。そして、
このデジタルデータはROM4−4に記憶されているテ
ーブルに従って、符号語‘0100001000000
0100000’に変換される(図3(c))。
【0032】続く2ビットのデータ‘11’は、表3に
示す拘束長r=1のデータとして判定されるため、RO
M4−1に供給され、符号語‘00000’に変換され
る(図3(c))。
【0033】さらにその後に続く2ビットのデータ‘0
1’は、表3には存在しないため、さらに2ビットのデ
ータが付加される。データ‘0100’は、表3の拘束
長r=2のデータとして検出されるため、ROM4−2
に供給される。そして、符号語‘000010000
0’に変換される(図3(c))。
【0034】続くデータ‘10’は、拘束長r=1とし
て検出されるため、ROM4−1に供給され、符号語
‘10000’に変換される(図3(c))。
【0035】このようにしてROM4−1乃至4−6に
より変換された符号語は、マルチプレクサ5に供給さ
れ、連続し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20ビット、次の5ビッ
ト、その後の10ビット、さらにその後の5ビットに存
在することになる(図3(d))。
【0036】マルチプレクサ5により合成された符号語
は、チャンネルクロック(図3(f))に同期してバッ
ファ6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7に供給される。フォーマッタ7
は、バッファ6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3(e))が生成さ
れる。この記録信号が、磁気ディスク、光磁気ディスク
などの記録媒体に記録されることになる。
【0037】図4は、本発明の復号化装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。記録媒体より再生された
符号語は、セレクタ22に供給されるようになされてい
る。変換長判定回路21は、この符号語の変換長を判定
し、セレクタ22を制御するようになされている。セレ
クタ22は、変換長判定回路21の出力に対応して、入
力された符号語を、ROM23を構成するROM23−
1乃至23−6のいずれかに供給する。ROM23−1
乃至23−6には、表3および表4に示したテーブルと
逆のテーブルが記憶されている。即ち、表3および表4
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。
【0038】マルチプレクサ24は、ROM23−1乃
至23−6より読み出されたデータを合成し、バッファ
25に出力するようになされている。バッファ25より
読み出されたデータは、デフォーマッタ26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。
【0039】基準クロック発生回路27は、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25
と同期検出回路28に出力している。同期検出回路28
は、基準クロック発生回路27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ROM23に供給するよう
になされている。
【0040】次に、その動作について説明する。変換長
判定回路21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22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ROM23−
1に供給され、10ビットの符号語はROM23−2に
供給される。以下同様にして、基本符号長が15ビッ
ト、20ビットまたは25ビットの符号語は、それぞれ
ROM23−3乃至23−5に供給される。また、入力
された符号語が‘000010000100000’の
15ビットの符号長を有する場合においては、ROM2
3−6に供給される。
【0041】ROM23−1乃至23−6は、入力され
た符号語を、記憶されているテーブルに従って元のデジ
タルデータに復号する。ROM23−1乃至23−6に
より復号されたデジタルデータは、マルチプレクサ24
により合成され、バッファ25に書き込まれる。そして
バッファ25より読み出されたデータは、デフォーマッ
ト26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。
【0042】
【発明の効果】以上の如く本発明の符号化方法によれ
ば、デジタルデータを、最小反転間隔が2.0T以上で
あり、同一シンボルの連続する最小の長さが4の可変長
符号である可変長符号に変換する複数のテーブルを記憶
し、デジタルデータの拘束長rを判定し、判定結果に対
応して、記憶された複数のテーブルのいずれかを選択す
ようにしたので、従来の場合に較べて、より高密度の
記録が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した符号化方法と従来の符号化方
法を比較する図である。
【図2】本発明を適用した符号化装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。
【図3】図2の実施例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。
【図4】本発明を適用した復号化装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 シフトレジスタ, 2 エンコーダ, 3 セレク
タ, 4 ROM,5 マルチプレクサ, 6 バッフ
ァ, 7 フォーマッタ, 8 クロック発生回路,
21 変換長判定回路, 22 セレクタ, 23 R
OM, 24マルチプレクサ, 25 バッファ, 2
6 デフォーマッタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 俊之 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特公 昭53−21257(JP,B1) P.A.Franaszek,Seq uence−state Method s for Run−length−l imited Coding,IBM Journal of researc h and development, 米国,IBM Corp.,1970年 7 月,Vol.14,No.4,pp.376 −383 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/14 G11B 20/14 341

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタルデータを可変長符号に符号化す
    る符号化方法において、 前記デジタルデータを、前記デジタルデータの間隔をT
    とするとき、最小反転間隔Tminが2.0T以上であ
    り、かつ、同一シンボルの連続する最小の長さdが4で
    ある前記可変長符号に変換する複数のテーブルを記憶す
    る記憶ステップと、 前記デジタルデータの拘束長rを判定する判定ステップ
    と、 前記判定ステップの判定結果に対応して、前記記憶ステ
    ップの処理により記憶された複数のテーブルのいずれか
    を選択する選択ステップと を含む ことを特徴とする符号
    化方法。
  2. 【請求項2】 前記可変長符号の符号長の最後の5ビッ
    トは、前記デジタルデータの拘束長rが1である場合を
    除き、0であることを特徴とする請求項1に記載の符号
    化方法。
  3. 【請求項3】 前記デジタルデータの基本データ長mは
    2,4,6,8または10であり、前記可変長符号の基
    本符号長nは5,10,15,20または25であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の符号化方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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P.A.Franaszek,Sequence−state Methods for Run−length−limited Coding,IBM Journal of research and development,米国,IBM Corp.,1970年 7月,Vol.14,No.4,pp.376−383

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