JP3476014B2 - データ処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタルオーデ
ィオ信号やデジタルビデオ信号などのように、データ間
で相関性を有する連続データの処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばハードディスク装置やフレキシブ
ルディスク装置、また光磁気ディスク装置などのコンピ
ュータ用データ記憶装置にデータを記録再生する場合
や、このデータ記憶装置から他のコンピュータにデータ
を伝送する場合においては、セクタと呼ばれるデータブ
ロック（例えば５１２バイト）単位毎にエラー訂正符号
化してデータ伝送（記録再生を含む）する。この種のデ
ータ伝送方法として、種々の方法が提案されているが、
一般にある大きさ以上のデータエラーが発生すると、エ
ラー訂正符号ではエラー訂正が不可能となり、１セクタ
全部がデータとして使用不能になり、交替処理あるいは
再送信要求などの処理を行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、コン
ピュータで、オーディオ信号やビデオ信号など、いわゆ
るマルチメディアをハンドリングしようという要求があ
る。この場合でも、データ処理のハンドリング単位は、
１セクタとなるが、オーディオ信号やビデオ信号の場
合、連続データであるので、１セクタ単位のデータにエ
ラー訂正できないエラーが発生すると、その１セクタ単
位のオーディオデータやビデオデータの交替処理や再送
信が困難である。

【０００４】また、オーディオ信号やビデオ信号の相関
性を利用して、時間的に前後のデータから補間すること
が考えられるが、例えばＣＤ−ＲＯＭの１セクタ単位で
ある２３５２バイトは、比較的長いデータであるので、
元データに対する補間後のデータの品質の劣化が大きい
欠点がある。

【０００５】この発明は、以上の点にかんがみ、オーデ
ィオデータやビデオデータ等の連続データをコンピュー
タで扱う場合において、エラー訂正能力の関係で、１セ
クタのデータがすべてエラーとなった場合においても、
品質劣化を小さくすることができるデータ処理方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明によるデータ処理方法は、所定量のデータ
毎にバッファメモリを用いてエラー検出用符号およびエ
ラー訂正用符号を付加するようにするデータ処理方法に
おいて、前記所定量のデータを縦方向の複数個と横方向
の複数個からなるマトリクス状に配列したときに、前記
縦方向または前記横方向の一方の方向を読み出し／書き
込み方向として前記バッファメモリに対して前記所定量
のデータの読み出し／書き込みを行うと共に、前記読み
出し／書き込み方向に沿って、所定の複数個のデータ毎
にエラー検出用符号を付加してデータブロックを形成し
て、前記所定量のデータについて複数個のデータブロッ
クを形成し、前記マトリクス状に配列したときに前記縦
方向または前記横方向のうちの他方の方向における前記
複数個のデータブロック内のデータに対してエラー訂正
用符号を生成し、前記生成したエラー訂正用符号のデー
タを２個に分割し、前記分割したエラー訂正用符号のデ
ータのそれぞれを、前記他方の方向において隣接する２
つのデータブロック間、および前記２つのデータブロッ
ク間と離間した他の隣接した２つのデータブロック間に
配置することを特徴とする。

【０００７】上記の構成のこの発明によれば、エラー訂
正用符号を生成する単位（例えばセクタ）より小さいデ
ータブロック毎にエラー検出用符号が付加されている。
そして、データを縦方向の複数個と横方向の複数個から
なるマトリクス状に配列したときに、バッファメモリに
対する読み出し／書き込み方向でない方向における複数
個のデータブロック内のデータに対してエラー訂正用符
号が生成される。

【０００８】このため、バースト状のエラーが発生した
ときにも、エラー訂正用符号により、データがエラー訂
正される確率が高くなる。

【０００９】また、エラー訂正用符号で訂正できない程
度のエラーが発生したときであっても、エラー検出用符
号により前記データブロック単位でエラー検出ができ、
どのデータブロックがエラーであるか検知される。この
エラーの発生が検知されたデータブロックは、そのデー
タブロックの隣接ブロックにより補間することができ
る。

【００１０】また、データブロック単位でインターリー
ブされていれば、補間処理のための隣接ブロックがバー
ストエラーにより同時に誤る確率が小さくなり、よりデ
ータの補間処理能力が高くなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明によるデータ処理
方法の実施の形態を、コンピュータの外部記憶装置の一
例のディスク記録再生装置に適用した場合を例に取って
説明する。以下に示す例は、ＣＤ−ＲＯＭの１セクタ分
である２３５２バイトをコンピュータでハンドリングす
ることを想定したもので、処理対象は、デジタルオーデ
ィオ信号の場合の例である。

【００１２】［ディスク記録再生装置の例の説明］図４
は、この例のディスク記録再生装置の一実施例のブロッ
クである。図４において、１は光ディスクで、この例で
は、書き換え可能な光ディスク例えば光磁気ディスクで
ある。この光ディスク１は、スピンドルモータ２により
回転駆動されるが、スピンドルモータ２は、サーボ回路
５からのサーボ信号を受けて、光ディスク１を例えば角
速度一定（ＣＡＶ）で回転駆動する。

【００１３】光ディスク１の一面側には、光学ヘッド３
が設けられている。また、光ディスク１の光学ヘッド３
と対向する面とは反対側の面と対向する位置には、磁気
ヘッド６が設けられている。光学ヘッド３と磁気ヘッド
６とは、同期して光ディスク１の半径方向に沿って移動
するように構成されている。

【００１４】光学ヘッド３は、レーザ光源及び光ディテ
クタを備え、レーザ光源はレーザ駆動回路４からの駆動
信号により駆動され、光ディテクタはディスク１からの
反射光を受け、再生情報をこれより得る。レーザ駆動回
路４は、また、光学ヘッド３のレーザ光源の出力パワー
を制御し、記録時には再生時より大きなパワーのレーザ
光をレーザ光源から発生させるようにする。また、光学
ヘッド３には、サーボ回路５からのサーボコントロール
信号が供給され、これによりフォーカス制御やトラッキ
ング制御がなされる。

【００１５】光学ヘッド３で光ディスク１から再生され
たＲＦ信号（高周波信号）は、ヘッドアンプ１１を介し
てサーボ回路５に供給される。サーボ回路５は、このＲ
Ｆ信号からフォーカスエラー、トラッキングエラー等を
形成し、これより光学ヘッド３及びスピンドルモータ２
に供給するサーボ制御信号を形成する。

【００１６】そして、１２は変調／復調回路で、記録デ
ータの変調を行い、また、再生データの復調を行う。復
調の前段には、ＮＲＺ２値検出回路やパーシャルレスポ
ンス３値検出回路などの信号検出回路を含む。１３は記
録データ及び再生データを処理するためにデータを一時
蓄えるためのＲＡＭである。また、１４は、このＲＡＭ
１３への記録データの書き込み及び再生データの読み出
しを制御するＲＡＭコントローラである。記録データ及
び再生データと他の部位、例えばパーソナルコンピュー
タとのやり取りは、この例の場合にはＳＣＳＩインター
フェイスにより行われる。１５はそのＳＣＳＩインター
フェイスのためのＳＣＳＩコントローラである。この例
の場合には、ＲＡＭコントローラ１４及びＳＣＳＩコン
トローラ１５の回路ブロックは、エラー訂正エンコード
及びデコード処理、データ補間処理などを行うことがで
きるように構成されている。

【００１７】記録は、次のようになされる。すなわち、
ＳＣＳＩインターフェイスからの記録オーディオデータ
は、ＳＣＳＩコントローラ１５及びＲＡＭコントローラ
１４により、後述するようなデータフォーマットの形式
となるようにエンコードされてＲＡＭ１３に書き込ま
れ、一時蓄えられる。そして、システムコントローラ１
０からの指示により適宜読み出されて、変調／復調回路
１２に供給されて変調がなされ、磁気ヘッド駆動回路１
６に供給される。磁気ヘッド駆動回路１６は、記録デー
タに応じた変調磁界を光ディスク１に印加するように磁
気ヘッド６を駆動して記録を行う。

【００１８】再生においては、光学ヘッド３の光ディテ
クタから得られた再生ＲＦ信号は、ヘッドアンプ１１を
通じて変調／復調回路１２に供給されて復調され、その
復調データがＲＡＭ１３に蓄積される。そして、ＲＡＭ
コントローラ１４及びＳＣＳＩコントローラ１５により
エラー訂正、補間などのデコード処理が行われた後、Ｓ
ＣＳＩインターフェイスを介してパーソナルコンピュー
タなどの再生データ処理部に転送される。

【００１９】 図１は、この発明の基本的な考え方を説
明するためのデータフォーマットを示すものである。実
際の処理に当たっては、データバッファ用のＲＡＭ１３
に、例えば１バイト／１サンプル単位の左右２チャンネ
ルのシリアルオーディオデータの２３５２バイトが、後
述するように、例えば６組のデータブロックとして書き
込まれ、エラー訂正エンコード処理が行われ、そのデー
タがＲＡＭ１３から順次読み出されディスクに記録され
る。このデータフォーマットのデータの、ＲＡＭ１３で
の読み出し／書き込み（Ｒ／Ｗ）方向は、矢印で示すよ
うに縦方向である。なお、図において、１Ｂ，９Ｂ，５
４ＢなどのＢはバイト（８ビット）の略である。

【００２０】このデータフォーマットにおいては、シリ
アルに入力されてくるユーザデータ、すなわち左右２チ
ャンネルのオーディオデータＬ，Ｒのそれぞれは、所定
量毎に、この例では、２３５２÷６÷２＝１９６バイト
毎にブロック化され、このブロック単位のデータに、１
６バイトのコントロールデータが付加され、さらに、エ
ラー検出用符号（エラー検出符号だけでなく、エラー検
出及び訂正符号を含む）として、例えば４バイトのＣＲ
Ｃコードが付加されて、ＲＡＭ１３に書き込まれる。こ
のコントロールデータ及びＣＲＣコードが付加されたデ
ータブロックは、図１に示すように、横×縦＝９バイト
×２４行＝２１６バイトで構成され、矩形状の領域を構
成する。

【００２１】このとき、この例では、補間処理を、より
有効に行えるようにするため、前記データブロックの単
位で、ディスク上の記録位置を一定の規則を持ってばら
ばらにして、時間的に隣接するデータブロックがディス
ク上で隣接した記録位置とならないようにするインター
リーブ処理を行っている。すなわち、前記データブロッ
クの左右２チャンネル分を一組として、オーディオデー
タの６組の左右チャンネルのデータブロックを、時間系
列順に、Ｌ6n，Ｒ6n，Ｌ6n+1，Ｒ6n+1，Ｌ6n+2，Ｒ6n+
2，Ｌ6n+3，Ｒ6n+3，Ｌ6n+4，Ｒ6n+4，Ｌ6n+5，Ｒ6n+5
（n は０以上の整数）とすると、各データブロックは、
図１に示すようなメモリ位置に書き込まれる。

【００２２】すなわち、先ず、左チャンネルの最初のデ
ータブロックＬ6nを、図１に示すように、縦方向に１バ
イトづつ順次書き込み、続いてコントロールデータを付
加し、さらにＣＲＣコードを生成してその後に付加す
る。次に、この左チャンネルのデータブロックＬ6nに続
けて右チャンネルの最初のデータブロックＲ6nを、同様
にして縦方向に書き込み、コントロールデータを付加
し、ＣＲＣコードを付加する。そして、次の左チャンネ
ルのデータブロックＬ6n+1は、組の左右チャンネルのデ
ータブロックの２組分と、後述のエラー訂正用符号のパ
リティデータのメモリ領域分だけ離れた位置からデータ
の書き込みが開始される。右チャンネルのデータブロッ
クＲ6n+1は、左チャンネルのデータブロックＬ6n+1の次
から書き込みが開始される。こうして、時間的に一つお
きのデータブロックの組Ｌ6n，Ｒ6n，Ｌ6n+2，Ｒ6n+2，
Ｌ6n+4，Ｒ6n+4は、パリティデータの左側に、残りの一
つおきのデータブロックの組Ｌ6n+1，Ｒ6n+1，Ｌ6n+3，
Ｒ6n+3，Ｌ6n+5，Ｒ6n+5は、パリティデータの右側に、
書き込まれ、インターリーブされるものである。

【００２３】以上のようにして、前記データブロックの
左右２チャンネル分を一組として、６組集められたデー
タに対して、エラー訂正用符号（エラー訂正符号だけで
なく、エラー検出及び訂正符号を含む）を生成し、その
結果生成されたパリティデータをＲＡＭ１３に書き込
む。

【００２４】この場合、エラー訂正用符号としては、Ｌ
ＤＣ（ロング・ディスタンス・コード）が用いられる。
この例の場合には、マトリクス状配列のデータの各１行
の１０８バイトのデータについて、例えばＧＦ（２8 ）
上の（１２４，１０８，１７）リード・ソロモン符号を
生成し、各１行について、それぞれ１６バイトのパリテ
ィデータを生成する。書き込み／読み出し方向と直交す
る行方向に、エラー訂正用符号を生成するので、各エラ
ー訂正符号系列に含まれるバイト単位のデータは、ディ
スク上では２４バイト離れた位置のものとなる。

【００２５】以上のようにして形成されたパリティデー
タは、２４行分で３８４バイトとなる。この例では、図
１に示すように、このパリティデータは、行方向の中央
部に配置される。このように、パリティデータの書き込
み位置を中央に配置したのは、補間距離をかせぐためで
ある。つまり、このパリティデータの分だけ、データブ
ロック単位のインターリーブの距離が長くなるものであ
る。この図１の例の場合の全体のデータは合計２９７６
バイトになる。

【００２６】ディスクへの記録時には、ＲＡＭ１３から
は図１のデータフォーマットの左側から順に、１バイト
づつ読み出されて、記録されて行くので、記録トラック
上では、隣接するデータブロックは、この例の場合には
（５４＋１６）×２４バイトだけ、離れた位置になる。
したがって、この長さのバーストエラーがディスク上で
発生しても、隣接データブロックはエラーになる確率が
低くなり、エラーとなったデータブロックを補間処理に
より復元することができる。

【００２７】前記リードソロモン符号の生成多項式は、

【数１】 となる。また、前記ＣＲＣコードは、

【数２】 となり、これはリード・ソロモン符号（距離５）として
働く。

【００２８】以上のようなデータフォーマットとして、
オーディオデータがディスクに記録され、再生されるの
で、データブロック単位では常にエラー検出用符号によ
りエラーの検出ができる。このため、エラー訂正用符号
ではエラー訂正できないようなバーストエラーが発生し
ても、データブロック単位ではエラーの発生を検出する
ことができ、このデータブロック単位でデータ補間が可
能になる。

【００２９】なお、各データブロックは時系列的に連続
するサンプルでなく、例えばデータブロックＬ6n，Ｒ6
n，Ｌ6n+2，Ｒ6n+2，Ｌ6n+4，Ｒ6n+4のそれぞれは、偶
数番目のサンプルデータのみで構成し、Ｌ6n+1，Ｒ6n+
1，Ｌ6n+3，Ｒ6n+3，Ｌ6n+5，Ｒ6n+5のそれぞれは、奇
数番目のサンプルデータで構成するようにしてもよい。
その場合には、例えばデータブロックＬ6nがエラーとな
ったときでも、データブロックＬ6n+1が正しければ、単
に平均値補間によりデータブロックＬ6nを再現すること
ができる。

【００３０】 図１の例において、各データブロックに
付加されているコントロールデータは、必要でない場合
が多く、その場合には空き領域となるので、空間的使用
効率が悪い。そこで、次に説明する例では、図２に示す
ように、図１の例のコントロールデータを削除して、デ
ータをそれぞれ詰めるようにする。このようにすると、
図１の例に比べて１９２バイト分のデータの削減が可能
になる。

【００３１】この例の場合には、図２から明らかなよう
に、データブロック単位では矩形領域は形成されず、デ
ータブロックの先頭バイト位置が列方向に順次ずれる。
ただし、３組のデータブロックでは、５０バイト×２４
行の矩形領域を形成することができる。そこで、この例
では、各１行のデータについて、（１１６，１００，１
７）リード・ソロモン符号を生成し、各１行にそれぞれ
１６バイトのパリティデータを生成する。この例におい
ても、パリティデータは、行方向の中央に配置され、補
間距離をできるだけ、長くするようにしている。図２の
例の構成の場合の全データ数は、２７８４バイトとな
る。また、この例においては、エラー訂正用パリティの
右側の３組のデータブロックＬ6n+1，Ｒ6n+1と、Ｌ6n+
3，Ｒ6n+3と、Ｌ6n+5，Ｒ6n+5とは、左チャンネルのデ
ータブロックと、右チャンネルのデータブロックの書き
込み位置が、図１の例とは逆転するようにしている。

【００３２】図１の例の場合には、一つのエラー訂正用
符号系列には、左右チャンネルのデータの同じ時点のサ
ンプルデータが含まれるが、この例の場合には、前述し
たように、データブロック単位のデータの先頭位置がず
れるので、一つのエラー訂正用符号系列には、左右チャ
ンネルのデータの同じ時点のサンプルデータは含まれる
ことはない。したがって、この例の場合には、横１行の
データがすべてエラーとなっても、左チャンネルと右チ
ャンネルの同じ時点のサンプルデータがエラーとなるこ
とはなく、いずれか一方のチャンネルのサンプルデータ
は生きる。

【００３３】また、この図２の例においても、データブ
ロックＬ6n，Ｒ6n，Ｌ6n+2，Ｒ6n+2，Ｌ6n+4，Ｒ6n+4の
それぞれは、偶数番目のサンプルデータのみで構成し、
Ｌ6n+1，Ｒ6n+1，Ｌ6n+3，Ｒ6n+3，Ｌ6n+5，Ｒ6n+5のそ
れぞれは、奇数番目のサンプルデータで構成することが
できる。その場合、エラー訂正用パリティの右側の３組
のデータブロックＬ6n+1，Ｒ6n+1，Ｌ6n+3，Ｒ6n+3，Ｌ
6n+5，Ｒ6n+5は、上述のように、左チャンネルのデータ
ブロックと、右チャンネルのデータブロックの書き込み
位置が、図１の例とは逆転しているので、横１行のデー
タがすべてエラーとなっても、偶数番目のデータと、奇
数番目のデータの、ほぼ同じ時点のサンプルデータがエ
ラーとなることはなく、いずれか一方のサンプルデータ
は生きる。したがって、その一方がサンプルデータによ
り、他方を容易に補間することができる。

【００３４】 ［この発明の実施形態］ 図３は、この発明の実施形態のデータフォーマットであ
る。書き込み／読み出し方向は、この例の場合も縦方向
である。この例では、２３５２バイトの左右２チャンネ
ルのオーディオデータＬ，Ｒのそれぞれは、３組のデー
タブロックに分割する。そして、この例では、パリティ
データを２分割して、３組のデータブロックの間に配置
して、離れた位置にするようにする。

【００３５】すなわち、左右２チャンネルのオーディオ
データＬ，Ｒのそれぞれは、２３５２÷３÷２＝３９２
バイト毎にブロック化する。この３９２バイトのブロッ
クデータに４バイトのエラー検出用のＣＲＣコードを生
成して、ブロックデータに付加する。

【００３６】この１ブロックのデータとＣＲＣコードか
らなる１データブロックでは、矩形領域を構成しない
が、左右２チャンネル分を一組とすれば、その１組で矩
形領域を形成する。図３の例においては、オーディオデ
ータの３組の左右チャンネルのデータブロックを、時間
系列順に、Ｌ3n，Ｒ3n，Ｌ3n+1，Ｒ3n+1，Ｌ3n+2，Ｒ3n
+2としたとき、各１組の左右チャンネルのデータブロッ
クＬ3n，Ｒ3nと、Ｌ3n+1，Ｒ3n+1と、Ｌ3n+2，Ｒ3n+2
は、３３バイト×２４列の矩形領域を構成するように連
続して配列する。

【００３７】そして、この例では、各１行のデータにつ
いて、（１１５，９９，１７）リード・ソロモン符号を
生成し、各１行について１６バイト、２４行で３８４バ
イトのパリティデータを生成する。そして、このパリテ
ィデータを２分割して、それぞれ８バイト×３３行の形
にする。そして、１組のデータブロックと他の１組のデ
ータブロックとの間に、その分割されたパリティデータ
を図３のように配置する。この場合、中央の１組のデー
タブロックＬ3n+1，Ｒ3n+1は、左右のチャンネルで逆転
している。このようにする理由は、前述の図２の例と同
様である。

【００３８】この実施形態によれば、分割データ群の間
に、分割されたエラー訂正用符号のデータが挿入される
ので、データブロック単位のインターリーブ長を長くす
ることができるとともに、パリティデータも分割されて
分散されるため、バーストエラーに対して、より強くな
るという効果がある。

【００３９】なお、この例の場合においても、各データ
ブロックは時系列的に連続するサンプルでなく、時系列
的に１つおきのデータブロックは、偶数番目のサンプル
データのみ、残りの１つおきのデータブロックは、奇数
番目のサンプルデータのみで構成するようにしてもよ
い。

【００４０】なお、この発明は、以上説明したディスク
状記録媒体にデータを記録する場合に限らず、例えばカ
ード状記録媒体等、その他の記録媒体に記録再生する場
合や、コンピュータ間でデータ伝送する場合にも適用可
能である。

【００４１】また、この発明は、上述の例のオーディオ
データの記録再生やデータ伝送に限らず、ビデオデー
タ、その他、時系列的に相関を有する連続データの記録
再生やデータ伝送に適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、エラー訂正用符号が生成されるブロック単位で、エ
ラー訂正できないエラーが発生しても、前記ブロックサ
イズよりも小さいデータブロック単位でエラー検出用符
号が生成付加されているので、このエラー検出できるデ
ータブロック単位で補間処理をすることができる。した
がって、オーディオデータやビデオデータをコンピュー
タで取り扱う場合に、非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるデータ処理方法を説明するため
のデータフォーマットを示す図である。

【図２】この発明によるデータ処理方法を説明するため
のデータフォーマットを示す図である。

【図３】この発明によるデータ処理方法の実施形態を説
明するためのデータフォーマットを示す図である。

【図４】この発明によるデータ伝送方法が実施されるデ
ィスク装置の一例のブロック図である。

【符号の説明】 １…光磁気ディスク、３…光学ヘッド、６…磁気ヘッ
ド、１３…ＲＡＭ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定量のデータ毎にバッファメモリを用い
   てエラー検出用符号およびエラー訂正用符号を付加する
   ようにするデータ処理方法において、 前記所定量のデータを縦方向の複数個と横方向の複数個
   からなるマトリクス状に配列したときに、前記縦方向ま
   たは前記横方向の一方の方向を読み出し／書き込み方向
   として前記バッファメモリに対して前記所定量のデータ
   の読み出し／書き込みを行うと共に、 前記読み出し／書き込み方向に沿って、所定の複数個の
   データ毎にエラー検出用符号を付加してデータブロック
   を形成して、前記所定量のデータについて複数個のデー
   タブロックを形成し、 前記マトリクス状に配列したときに前記縦方向または前
   記横方向のうちの他方の方向における前記複数個のデー
   タブロック内のデータに対してエラー訂正用符号を生成
   し、 前記生成したエラー訂正用符号のデータを２個に分割
   し、 前記分割したエラー訂正用符号のデータのそれぞれを、
   前記他方の方向において隣接する２つのデータブロック
   間、および前記２つのデータブロック間と離間した他の
   隣接した２つのデータブロック間に 配置することを特徴
   とするデータ処理方法。
2. 【請求項２】前記エラー検出用符号が付加されたデータ
   ブロック単位で並べ変えを行い、 並べ変えた状態の複数個のデータブロックに対して前記
   エラー訂正用符号を生成するようにしたことを特徴とす
   る請求項１に記載のデータ処理方法。