JP3664091B2 - 変調方法、変調装置、復調方法、復調装置、情報記録媒体に記録する方法、情報伝送方法および情報伝送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、変調方法、変調装置、復調方法、復調装置、情報記録媒体に記録する方法、情報伝送方法および情報伝送装置に関し、特にディジタル情報信号を、(1,k)ラン・レングス・リミテッド(以下、「(1,k)RLL」と記す)制限で、k=7以上で12以下の何れかなる制限をもつ記録符号系列によって光ディスクや磁気ディスクなどの記憶媒体に記録するためにディジタル情報信号を、(1,k)ラン・レングス・リミテッド(以下、「(1,k)RLL」と記す)制限で、k=7以上で12以下の何れかなる制限をもつ情報符号系列を変調、復調、記録、伝送するのに好適な変調方法、変調装置、復調方法、復調装置、情報記録媒体に記録する方法、情報伝送方法および情報伝送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、光ディスクあるいは磁気ディスクなどの記録媒体に、一連のディジタル情報信号を記録するための記録変調方式としては、(1,7)RLLがよく使われている。しかし従来から使われている(1,7)RLLでは、直流(DC)付近の信号成分抑圧が困難であり、ビットパタンによっては大きなDC成分を生じ、例えば、サーボ信号帯域に情報信号成分のスペクトルが混入し、サーボ性能に悪影響が及ぶ問題が生ずる事が予想される。
【0003】
これに対して、特開平6−195887号公報「記録符号変調装置」では、特定ビットパタンの繰り返しを防止する事で、DC成分の抑圧を図るための提案がなされている。また、特開平10−340543号公報「エンコード装置、デコード装置、エンコード方法、及びデコード方法」では、(1,7)RLL規則を乱さないように冗長ビットを挿入することで、DC成分の抑圧を図るための提案がなされている。
【0004】
あるいは、特開2000−105981公報「データ変換方式および装置」によれば、(1,8)RLL規則による8/12変調を用いて、最大ラン長を(1,7)RLL規則に比べ符号語数に余裕を持たせ、この余裕分をDC成分の抑圧制御に用いる提案がなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、特開平6−195887号公報によると、ビット反転や、ランダマイズ等の手段によって特定パタンの繰り返しの低減は図れるものの、十分にDC成分の抑圧をすることは困難である。また、特開平10−340543号公報によれば、DC成分の抑圧は前者に比べれば大きいものの、冗長ビットの挿入による記録容量の低下が生じてしまう。特開2000−105981公報によれば、DC成分の抑圧が冗長ビット無しに図れるものの、12ビットの符号化テーブルを複数必要とし、符号化規則が複雑になる。更に、最短ビットの反転が連続する場合では、復調のための位相同期をかかりにくくするという問題点を有していた。
【0006】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、冗長ビットを用いること無しに(1、k)RLL規則で、k=7以上で12以下の何れかの制限下におけるDC成分の抑圧を4ビットを6ビットに変換可能な符号化テーブルを用いて達成すると共に、最短ビット反転の連続を阻止し復調時に用いるクロック抽出のための位相同期をかかり易くしようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した問題点を解決するために4ビット単位の複数の入力データ語を前記複数の入力データ語に対応する6ビット単位の複数の出力符号語に符号化するための変換をする際に、前記各入力データ語に対応する前記各出力符号語と、次の前記入力データ語を符号化するために使用される符号化テーブルを指定する符号化テーブル指定情報とを含む複数の符号化テーブルを用いて、前記各出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列が(1,k)RLL(ラン・レングス・リミテッド)規則で7≦k≦12を満足するDSV制御を行う変調方法において、前記出力符号語列の中に前記各入力データ語に対応する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語が2回以上連続して含まれる場合に、連続する前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換を行い、前記長周期ビット出力符号語に続く出力符号語を前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換を行うことを特徴とする変調方法を提供する。
【0008】
また、本発明は上述した問題点を解決するために4ビット単位の複数の入力データ語を前記複数の入力データ語に対応する6ビット単位の複数の出力符号語に符号化するための変換をする際に、前記各入力データ語に対応する前記各出力符号語と、次の前記入力データ語を符号化するために使用される符号化テーブルを指定する符号化テーブル指定情報とを含む複数の符号化テーブルを用いて、前記各出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列が(1,k)RLL(ラン・レングス・リミテッド)規則で7≦k≦12を満足するDSV制御を行う変調装置において、前記出力符号語列の中に前記各入力データ語に対応する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語が2回以上連続して含まれる場合に、連続する前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換する置換手段を有し、前記長周期ビット出力符号語に続く出力符号語を前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換を行う変換手段を有することを特徴とする変調装置を提供する。
【0009】
また、本発明は上述した問題点を解決するために6ビット単位の複数の出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列から4ビット単位の複数の入力データへの復号化を行う際、前記出力符号語列の中に前記各出力符号語に対応する前記各入力データ語と次の前記出力符号語を復号化するために使用される復号テーブルを指定する復調テーブル指定情報とを含む複数の復号テーブルを用いて行う復調方法において、連続する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換され、2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語に続く出力符号語が前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換されている場合に、前記長周期ビット出力符号語を検出し、前記長周期ビット出力符号語の次の符号語が前記復号テーブル中に存在するか否かを判別し、存在する場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記長周期ビット出力符号語で指定される前記復号テーブルの中の出力符号語に対応する入力データ語に復号し、存在しない場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語に対応する入力データ語に復号することを特徴とする復調方法を提供する。
【0010】
また、本発明は上述した問題点を解決するために6ビット単位の複数の出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列から4ビット単位の複数の入力データへの復号化を行う際、前記出力符号語列の中に前記各出力符号語に対応する前記各入力データ語と次の前記出力符号語を復号化するために使用される復号テーブルを指定する復調テーブル指定情報とを含む複数の復号テーブルを用いて行う復調装置において、連続する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換され、2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語に続く出力符号語が前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換されている場合に、前記長周期ビット出力符号語を検出する検出手段と、前記長周期ビット出力符号語の次の符号語が前記復号テーブル中に存在するか否かを判別する判別手段と、前記判別手段により前記長周期ビット出力符号語の次の符号語が前記復号テーブル中に存在するとして判別された場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記長周期ビット出力符号語で指定される前記復号テーブルの中の出力符号語に対応する入力データ語に復号し、存在しない場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語に対応する入力データ語に復号する復号手段とを有することを特徴とする復調装置を提供する。
【0011】
また、本発明は上述した問題点を解決するために4ビット単位の複数の入力データ語を前記複数の入力データ語に対応する6ビット単位の複数の出力符号語に符号化するための変換をする際に、前記各入力データ語に対応する前記各出力符号語と、次の前記入力データ語を符号化するために使用される符号化テーブルを指定する符号化テーブル指定情報とを含む複数の符号化テーブルを用いて、前記各出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列が(1,k)RLL(ラン・レングス・リミテッド)規則で7≦k≦12を満足するDSV制御を行うことによって変調された信号を情報記録媒体に記録する方法において、前記出力符号語列の中に前記各入力データ語に対応する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語が2回以上連続して含まれる場合に、連続する前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換し、前記長周期ビット出力符号語に続く出力符号語を前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換した信号を情報記録媒体に記録する方法を提供する。
【0012】
また、本発明は上述した問題点を解決するために上述した変調方法を用いて符号化がなされた符号語を伝送情報として情報伝送を行う事を特徴とする情報伝送方法を提供する。
【0013】
また、本発明は上述した問題点を解決するために上述した変調装置を用いて符号化がなされた符号語を伝送情報として情報伝送を行う事を特徴とする情報伝送装置を提供する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図9を参照して、本発明の変調に関する実施形態を説明する。図1は本発明の変調装置の基本構成図、図2は本発明の変調装置のブロック構成図、図3は図2に示す符号化部周辺のブロック構成図、図4は図2に示す変調装置の符号化動作を説明するためのフローチャート、図5は本発明の変調装置によるRLL(1,7)規則を満たすためのDSV制御を説明するためのフローチャート、図6は発明の変調装置によるRLL(1,8)規則を満たすためのDSV制御を説明するためのフローチャート。図8は本発明の変調装置に用いられる4つの符号化テーブル” S(k)=0”〜” S(k)=3”の各内容を表す図であり、S(k)はテーブルの状態、D(k)は入力データ語、C(k)は出力符号語であり、デシマルとバイナリの表記をしてある。またS(k+1)は次にとるテーブルを示す状態である。
【0015】
さて、(1,7)RLLあるいは(1,8)RLL制限を満足する6ビット単位の出力符号語の種類は図7のようになる。この符号語種類を基にした符号化テーブルの一例としては、図8に示すような4つの符号化テーブル(符号化テーブル番号S(k)=”0”〜”3”)が構成できる。S(k)=”0”〜S(k)=”3”は、4つの符号化テーブルにそれぞれ割り当てられた符号化テーブル選択番号を表す。また、図8中のS(k+1)は、次の符号化を行うために用いる符号化テーブルを選択する符号化テーブル選択番号を表す。なお、データ語D(k)と符号語C(k)との割り当ては符号化規則を乱さずかつ復調に支障をきたさないよう配置を変えることは可能である。例えば、図15に示す符号化テーブルは図8のテーブルのデータ語D(k)と符号語C(k)の割り当てを換えた配置をしており、このようにデータ語D(k)と符号語C(k)との割り当てを符号化規則を乱さないよう配置換えが可能であり、本発明の実施は図8の符号化テーブルの構成以外でも本発明は有効である。
【0016】
また、本発明によるDSVの制御則を満たしながら、例えば8ビットのデータ語を12ビットの符号語ビットに割り当てるように、4の整数倍のビットからなるデータ語を6の整数倍の符号ビットに変換する符号化テーブルの構成は、本発明から容易に類推ができ、本発明に含まれる事は明らかである。
【0017】
まず図1を用いて、本発明の変調装置1について説明をする。変調がなされるべき画像、音声等を図示せぬ離散化手段によってバイナリ系列に変換されたディジタル情報信号はフォーマット部11で誤り訂正符号の付加やセクタ構造化等のいわゆるフォーマット化がなされたのち4ビットごとのソースコード系列となり4−6変調器12に加えられる。
【0018】
4−6変調器12は一例として図8に示した符号化テーブル13を用いて後述の符号化処理を行うとともに所定の同期語を付加したのち、NRZI変換回路14にてNRZI変換して記録信号として記録駆動回路15に送出し、記録媒体(記憶媒体)2伝送符号化手段31にて伝送符号化がなされ伝送媒体3に送出される。
【0019】
図2は図1の4−6変調部12について、より詳細に動作を説明するための構成例を示したブロック図である。入力データ語(ソースコード)D(k)は符号語選択肢有無検出回路121と符号化テーブルアドレス演算部122、同期語生成部123にそれぞれ加えられる。符号語選択肢有無検出回路121ではD(k)と状態S(k)を用いてDSV極性の異なる符号語候補があるかどうかを検出する。この検出結果とD(k)とを基に符号化テーブルアドレス演算がなされ複数の符号化テーブル13から符号化候補をC(k)0、C(k)1として前者を符号語メモリ「0」124、後者を符号語メモリ「1」125に送出する。
【0020】
符号語メモリ「0」124、符号語メモリ「1」125にはDSV演算メモリ「0」126、DSV演算メモリ「1」127が接続され、符号語C(k)0,C(k)1が符号語メモリ「0」124、符号語メモリ「1」125に入力される毎にCDSの計算を行い記憶されているDSV値を更新する。ここで、符号語選択肢有無検出回路121によって選択肢があるソースコードD(k)が検出された場合、絶対値比較部128によって、DSVメモリ「0」126、DSVメモリ「1」127に蓄えられているDSVの絶対値が比較され、メモリ制御部129でDSVの絶対値が小さい符号語メモリに蓄えられた符号語を選択し出力符号語として外部出力するとともに選択されなかった符号語メモリ、DSV演算メモリの内容を、選択した符号語メモリ、DSV演算メモリの内容に入れ替える。
【0021】
図3が図2の符号化テーブル周辺を詳細に示した図であり、図4が以上述べた内容を詳細に示すフローチャートである。なお、本説明では符号語メモリを2つにし、符号語選択肢有無検出回路121で選択肢をもつD(k)が検出された場合、すぐに出力符号語を出す場合について説明をしたが、符号語メモリは2つに限られたものではなく、選択肢をもつD(k)が検出された場合、すぐに出力符号語を出す必要はなく、さらに何個かのメモリをもち、選択可能なソースコードをいくつか見て一番DSVの小さな符号語列を選択出力する方法でも本発明は有効である。図3において、最大ラン長設定130は、(1,7)RLLに制限をするかあるいはkを8以上に制限をするかの制御信号を、符号語選択肢有無検出回路に出力する手段であり、動作の詳細は後述する。また、同図において、最小ラン繰り返し検出131は最短反転の繰り返し数を監視する手段であり、動作の詳細は後述する。
【0022】
つぎに図8、図9を用いて4ビット単位の入力データ語D(k)を(1,7)RLL制限による符号化する場合について具体的に説明する。入力データ語D(k)、D(k+1)・・・として「4,5,6,7,8(デシマル)」を例として用いる。符号化の初期状態では、説明を省略する同期語の挿入などの操作によって、符号化テーブルの初期選択番号を決定し、例えば、符号化テーブルS(k)=”0”が選択される。この符号化テーブルS(k)=”0”に、入力データ語D(k)=4を入力すると、出力符号語C(k)=18(デシマル)が出力され、また、次の符号化テーブル選択番号S(k+1)=”1”が選択される。次に、選択された符号化テーブルS(k)=”1”に、入力データ語D(k)=5を入力すると、出力符号語C(k)=2(デシマル)が出力され、また、次の符号化テーブル選択番号S(k+1)=”2”が選択されることになる。以下同様に、符号化テーブルS(k)=”2”に入力データ語D(k)=6を入力すると、出力符号語C(k)=18が出力され、符号化テーブル選択番号S(k+1)=”3”が選択され、次に符号化テーブルS(k)=”3”に入力データ語D(k)=7を入力すると、出力符号語C(k)=21が出力され、符号化テーブル選択番号S(k+1)=”0”が選択され、そして、符号化テーブルS(k)=”0”に入力データ語D(k)=8を入力すると、出力符号語C(k)=21が出力され、符号化テーブル選択番号S(k+1)=”1”が選択されることになる。
【0023】
この結果、入力データ語D(k)として「4,5,6,7,8(デシマル)」は出力符号語C(k)として「010010,000010,010010,010101,010101(バイナリ)」に符号化されて順次出力される。従って、前記した5つの出力符号語C(k)を順次直接結合した一連の出力符号語列は、
010010000010010010010101010101
となり、(1,7)RLLの制限を満足する出力符号語列を得ることができる。
【0024】
この例では選択肢が存在するソースコードが出現をしていないがこのように、図1から図3に示した変調装置によって、図8になる符号化テーブルを用いることで4ビットごとのソースコードD(k)とひとつ前の符号語を出力した際に出力されたS(k+1)を1ワード(ソースコードでの4ビット長)遅延させたS(k)とによって、(1,7)RLL制限を満足する符号語列を順次直接結合する事によって得ることができる。
【0025】
つぎに図5を用いて符号語選択肢有無検出回路121の動作について詳細に説明をする。図5が(1,7)RLLの場合の選択肢有無演算回路121がなす動作についてフローチャートに示したものである。ステップ201の条件1についてみると、ひとつ前に符号化がなされた符号語C(k-1)のLSB側のゼロランを検出し4の場合(ステップ201でYesの場合)、すなわち図8の符号化テーブルでC(k-1)がバイナリで010000のとき、S(k)=3で、D(k)が0〜3の場合(条件1−1、ステップ202でYesの場合)にはC(k)0としてS(k)=3のテーブルから符号語を選択し、C(k)1としてS(k)=1の符号語を選択して“選択肢有り”という検出信号を選択肢有無検出回路121から出力する(ステップ206)。S(k)=2でD(k)が7以上の時(条件1−2、ステップ203でYesの場合)、C(k)0としてS(k)=2のテーブルから符号語を選択し、C(k)1としてS(k)=1の符号語を選択して“選択肢有り”という検出信号を選択肢有無検出回路121から出力する(ステップ207)。ステップ201、ステップ202およびステップ203でそれぞれNoの場合は、C(k)0 、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし“(ステップ208)として判断を終了する。
【0026】
同様に、条件2(ステップ204)では、C(k−1)のLSB側のゼロランが5のとき、あるいは条件3(ステップ205)ではC(k−1)のLSB側のゼロランが1か2の時にも図5のフローチャートに従った判断によって選択肢があるかどうかを検出する。
【0027】
ステップ204の条件2についてみると、ひとつ前に符号化がなされた符号語C(k-1)のLSB側のゼロランを検出し5の場合(ステップ204でYesの場合)、すなわち図8の符号化テーブルでC(k-1)がバイナリで100000のとき、S(k)=3で、D(k)が0〜1の場合(条件2−1、ステップ209でYesの場合)にはC(k)0としてS(k)=3のテーブルから符号語を選択し、C(k)1としてS(k)=1の符号語を選択して“選択肢有り”という検出信号を選択肢有無検出回路121から出力する(ステップ210)。S(k)=2でD(k)が10以上の時(条件2−2、ステップ211でYesの場合)、C(k)0としてS(k)=2のテーブルから符号語を選択し、C(k)1としてS(k)=1の符号語を選択して“選択肢有り”という検出信号を選択肢有無検出回路121から出力する(ステップ212)。ステップ204、ステップ209およびステップ211でそれぞれNoの場合は、C(k)0 、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし“(ステップ208)として判断を終了する。
【0028】
ステップ205の条件3についてみると、ひとつ前に符号化がなされた符号語C(k-1)のLSB側のゼロランを検出し1か2の場合(ステップ205でYesの場合)、すなわち図8の符号化テーブルでC(k-1)がバイナリで010010、010100、000010、000100,001010,100100,101010あるいは100010のとき、S(k)=2で、D(k)が0〜1の場合(ステップ213でYesの場合)にはC(k)0としてS(k)=2のテーブルから符号語を選択し、C(k)1としてS(k)=0の符号語を選択して“選択肢有り”という検出信号を選択肢有無検出回路121から出力する(ステップ214)。ステップ205およびステップ213でそれぞれNoの場合は、C(k)0 、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし“(ステップ208)として判断を終了する。
【0029】
ステップ215の条件4についてみると、ひとつ前に符号化がなされた符号語C(k-1)のLSB側のゼロランを検出し、1の場合(ステップ215でYesの場合)、010010、000010、001010,101010あるいは100010のとき、S(k)=2でD(k)が12か13すなわちバイナリで101010のとき(ステップ216でYesの場合)、次に接続される符号語のMSB(最上位ビット)が1の場合(ステップ217でYesのとき)にはC(k)0としてS(k)=2の符号語、C(k)1としてS(k)=0の符号語を選択して“選択肢有り”という検出信号を選択肢有無検出回路121から出力する(ステップ218)。ステップ215、ステップ216およびステップ217でそれぞれNoの場合は、C(k)0 、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし“(ステップ208)として判断を終了する。
【0030】
さて、C(k-1)が010000でS(k)=3でD(k)が3以下の場合、S(k)=1の符号語と交換が可能で有る事はどちらを選んでも最大の0の連続が7に収まり、(1,7)RLL規則を乱すことがないことが明らかであり、また、C(k-1)が010000の場合は次に取る符号語がS(k)=2または3で符号化がなされることが符号化テーブル13によって限定されており、かつS(k)が1,2,3の符号化テーブル13に含まれる符号語は各々独立しているすなわち同じ符号語が存在していないことから復号時に問題が生じることはない。
【0031】
同様に、C(k-1)が100000すなわちLSB側のゼロランが5のときも同様に(1,7)RLL規則を乱すことがなく、さらに復号時の問題は生じない。
【0032】
C(k−1)のLSB側のゼロランが1か2の符号語は次にS(k)=1または2または3を取る符号語であり、S(k)=0の符号化テーブルに含まれる符号語はS(k)=2または3に含まれる符号語と同じ符号語が存在している。しかし、S(k)=0の符号語のうち、D(k)=0または1の符号語である000001は他のテーブルに存在しないユニークな符号語であり、S(k)=2の符号語と交換をしても復号時の問題は生じない。
【0033】
同様に、C(k−1)のLSB側のゼロランが1の符号語は次にS(k)=1または2または3を取る符号語であり、S(k)=0の符号化テーブルに含まれる符号語はS(k)=2または3に含まれる符号語と同じ符号語が存在している。しかし、S(k)=0の符号語のうち、D(k)=12または13の符号語である000000は他のテーブルに存在しないユニークな符号語であり、かつつぎの符号語の最上位ビットが1であれば、k=7が維持でき、S(k)=2の符号語と交換をしても復号時の問題は生じない。
【0034】
以上説明をしたように、図5に従った符号語の交換によってDSVの制御ができることは交換される符号語に含まれる1の偶奇が異なることから説明ができる。すなわち、C(k−1)が010000で、S(k)=3でD(k)=0だった場合、C(k)0は101001であり、C(k)1は001001である。NRZI変換する際の直前の極性が1だったとすると、前者は001111であり、最終ビットが1なので0となる一方、後者は111000であり最終ビットが1なので1になる。図10にこの様子を示す。a)が前者でありb)が後者である。上段がC(k−1)、C(k),C(k+1)であり、下段がNRZI変換後の符号語である。図10から明らかなように、C(k)を交換することでNRZI変換後の極性が変わりDSV値が変化をする。よってDSVの小さくなるようなパタンを選択することによってDC成分の抑圧ができるのである。
【0035】
次に図6を用いて(1,8)RLL制限を持つ符号語の変調法について説明を行う。(1,7)RLLか(1,8)RLLかは図3の最大ラン長設定130によって決められるかあるいは初期設定からどちらかに決めておく。また、(1,8)RLLの場合の符号化テーブルは図8の(1,7)RLLと同様の符号化テーブルが使用できる。
【0036】
さて、(1,8)RLLの場合は最大ラン長が(1、7)RLLより1ビット長く許されているので条件が図5と比較をして異なってくる。図6中、条件1ではC(k-1)のLSB側のゼロランが4か5の時(ステップ301でYesの場合)、S(k)=3のテーブルが選択され、かつD(k)が0〜3の場合(条件1−1、ステップ302でYesの場合)、C(k)0にS(k)=3の符号語、C(k)1にS(k)=1の符号語が選択可能である(ステップ303)。また、LSB側のゼロランが4か5の時(ステップ301でYesの場合)、S(k)=2のテーブルが選択され、かつD(k)が7以上の場合(条件1−2、ステップ304でYesの場合)、C(k)0にS(k)=2の符号語、C(k)1にS(k)=1の符号語が選択可能である(ステップ305)。ステップ301、ステップ302およびステップ304でそれぞれNoの場合は、C(k)0 、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし“(ステップ306)として判断を終了する。
【0037】
同様に、条件2ではC(k-1)のLSB側のゼロランが1の時(ステップ307でYesの場合)、S(k)=2が選択された場合、D(k)=12か13であれば(ステップ308でYesの場合)、C(k)0にはS(k)=2の符号語、C(k)1にはS(k)=0の符号語が選択可能である(ステップ309)。ステップ307およびステップ308でそれぞれNoの場合は、C(k)0 、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし“(ステップ306)として判断を終了する。
【0038】
また、条件3ではC(k-1)のLSB側のゼロランが3以下のとき(ステップ310でYesの場合)、S(k)=2でD(k)が0または1の時(ステップ311でYesの場合)、C(k)0にはS(k)=2の符号語、C(k)1にはS(k)=0の符号語が選択可能である(ステップ312)。テップ310およびステップ311でそれぞれNoの場合は、C(k)0 、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし“(ステップ306)として判断を終了する。
【0039】
条件4ではC(k−1)のLSB側のゼロランが2のとき(ステップ313でYesの場合)、S(k)=2でD(k)が12か13の場合(ステップ314でYesの場合)、次に選択される符号語のMSBが1の場合(ステップ315でYesの場合)、C(k)0にはS(k)=2の符号語、C(k)1にはS(k)=0の符号語が選択可能である(ステップ316)。ステップ313、314および315で何れかNoの場合にはC(k)0、C(k)1ともD(k)、S(k)で選択された符号語“選択肢なし”(ステップ306)として判断を終了する。
【0040】
以上説明をしたように図6の条件判断に従えば、(1,8)RLL規則を満たしたDC成分の抑圧がなされた符号語の生成が可能である。
【0041】
k=9の(1,9)RLL規則の符号化の場合には、ステップ301の判断にゼロランが6の場合が加わり、k=9が満足される場合、ステップ303、ステップ305が実行される。また、ステップ315の判断が不要になり、つぎの符号語がいずれの場合でもC(k)0にはS(k)=2の符号語、C(k)1にはS(k)=0の符号語が選択可能になる。
【0042】
k=10の(1,10)RLL規則の符号化の場合には、図6のステップ301の判断にゼロランが6の場合が加わり、さらにステップ313で、ゼロランが3も選択が可能になり、ステップ315の判断が不要になり、つぎの符号語がいずれの場合でもC(k)0にはS(k)=2の符号語、C(k)1にはS(k)=0の符号語が選択可能になる。
【0043】
k=11の(1,11)RLL規則の符号化場合にはさらにステップ313で、ゼロランが4の場合も選択が可能になり、ステップ315の判断が不要になり、つぎの符号語がいずれの場合でもC(k)0にはS(k)=2の符号語、C(k)1にはS(k)=0の符号語が選択可能になる。
【0044】
k=12の(1,12)RLL規則の場合にはさらにステップ313で、ゼロランが5の場合も選択が可能になり、ステップ315の判断が不要になり、つぎの符号語がいずれの場合でもC(k)0にはS(k)=2の符号語、C(k)1にはS(k)=0の符号語が選択可能になる。
【0045】
さて、以上説明したように、本発明になる符号化テーブルを用いることによって(1,7)RLL制限あるいはk=8以上で12以下のいずれかのRLL制限を持つ符号生成可能な変調方法、あるいは変調装置を実現が可能である。
【0046】
なお、以上述べたDSV制御を踏まえて、4ビットのデータ語を6ビットの符号語に変換する変調方法あるいは変調装置はあらかじめ選択可能なビットパタンを複数備え、例えば8ビットのデータ語を12ビットの符号語あるいは4の整数倍のビットからなるデータ語を6の整数倍ビットからなる符号語に変換する符号化テーブルを構成することは容易であり、本発明に含まれる。
【0047】
つぎに図2乃至図4を用いてDSV制御の方法について上述した符号語の選択をふまえた説明を加える。説明では図5に示した(1,7)RLLの変調過程を用いるが、k=8以上で12以下のいずれかのRLL制限の符号語でも図6に示したように選択肢があるかどうかの判断をすることによって同様にDSV制御が可能である。
【0048】
まず、図4において、初期テーブル設定(ステップ101)は符号語に付加される同期語等の後続のS(k)を決定することで設定が可能である。次に4ビットのソースコードD(k)を入力し(ステップ102)、S(k)とD(k)とによって図8の符号化テーブルに従って符号化を行う。この過程でひとつ前に符号化したC(k−1)を見てLSB側のゼロラン長を演算し、符号語の選択肢があるかどうかを図5の条件に従って判断をする(ステップ103)。なお、図2、図3ではC(k−1)が符号出力の手段から入力されているが、ひとつ前の入力データと、状態S(k)を保持することによって求めることも可能である。
【0049】
符号化テーブルに選択可能符号語が存在しない場合(ステップ103で「しない」場合)は符号語メモリ「0」124、符号語メモリ「1」125に符号化テーブルから出力された符号語をC(k)0,C(k)1として(ステップ107)それぞれ符号語メモリ「0」124,符号語メモリ「1」125に付加してCDSを演算し、DSVメモリ126、DSVメモリ127を更新する(ステップ108)。
【0050】
符号化テーブルに選択可能符号語が存在する場合(ステップ103で「する」場合)、選択肢が存在することを示す信号を符号語選択肢有無検出回路121から出力し、DSVメモリ0,1の絶対値を絶対値演算回路によって演算をし、符号語メモリから絶対値の小さい符号系列を出力手段から出力する(ステップ104)。その後、選択した符号語系列に選択しなかった符号語メモリの内容を入れ替えると同時にDSV演算メモリを採用した値に採用しなかった値を入れ替える(ステップ105)。その後、図5、図6の説明で述べたように、符号語候補として選択が可能な符号語をS(k)で決定される一方の符号化テーブルと他方の符号化テーブルから選択をしC(k)0,C(k)1として出力する(ステップ106)。その後、符号語メモリ「0」124、符号語メモリ「1」125に符号化テーブルから出力された符号語をC(k)0,C(k)1として(ステップ107)<符号語候補C(k)0,C(k)1それぞれについてCDSを計算し、DSVメモリ「0」、「1」を更新し、符号語メモリ「0」、「1」にC(k)0,C(k)1を付加し、DSVメモリ126、DSVメモリ127を更新する(ステップ108)。
【0051】
以上の操作を符号化の終了(ステップ109)まで行うことによってDC成分が抑圧された符号語の生成が終了する。
【0052】
次に本発明になる最短ビットの反転が連続した場合のビット操作について説明をする。最短ビットの反転は伝送路の周波数特性が低い時に位相同期をかかりにくくする場合があり、このような伝送路について、本発明では次に述べるような手段によって最短ビット反転の連続を阻止することが可能である。
【0053】
図8の符号化テーブルによれば、最短ビット反転の連続は010101の繰り返しまたは101010の繰り返しとによって発生する。010101の繰り返しはS(k)=0またはS(k)=3ののち、D(k)=7が連続した場合に生じる。このときは、最小ラン繰り返しカウントによってS(k)=0で、D(k)=7ののち、例えばD(k+1)=7、D(k+2)=7の場合、D(k+1)=13を選択する。本来この符号語はS(k+2)=3の符号語であるので、C(k+1)=000000の後、RLL規則を乱さないようにS(k)=1の符号語を選ぶことで010101の繰り返しが発生したことを検出し、復号することが可能である。
【0054】
例えばk=9から12の場合には、S(k)=0で、D(k)=7ののち、例えばD(k+1)=7、D(k+2)=7となる場合、D(k+1)=13を選択して(C(k)=000000を選択して)S(k+2)=1を出力する。このとき、D(k+2)は7なのでC(k+2)=4すなわちバイナリで000100が出力される。復号時は000000ののち、000100を検出した場合に最小ランの繰り返し制限による符号語の入れ替えが生じた事を認識し、D(k+1),D(k+2)とも正常に復号することが可能である。k=8の場合には、例えば,D(k+2)を10から15の何れかにかえ同様に復号することが可能である。
【0055】
さて、101010の繰り返しの場合はS(k)=2でD(k)=12のとき、符号語は101010で、S(k+1)=2となり、その後、D(k+1)=12の時、符号語は101010でS(k+2)=2でD(k+2)=12で101010の符号語が出力される。この場合はS(k+1)を0に変えることによって101010を000000に交換することができ、後に述べる復調方法によって問題なく復調することが可能である。以上述べたように、本発明によれば、最小反転の繰り返しを阻止することが可能である。
【0056】
図3を用いて以上の動作を再度説明する。最小ラン繰り返し監視131はS(k)とD(k)を監視しながら最小反転の繰り返しが起こるD(k)とS(k)の繰り返しをカウント(最小ラン繰り返しカウント)をする。この情報を符号語選択肢有無検出回路に送出し、最小ランの繰り返しを上述の手段によって阻止する。
【0057】
さらに、符号語選択肢有無検出回路には最大ラン長設定130が接続されており、最大ランの設定すなわち(1,7)RLLの変調を行うか、あるいはk=8以上12以下のうち、何れかの変調を行うかの設定をする。この設定は図示せぬシステムコントローラ等の手段によって切り替えることが可能である。
【0058】
つぎに本発明による復調方法と復調装置について説明をする。図11は本発明に好適な復調装置の実施の一例である。入力符号語のビット列はNRZI復調手段501でNRZI復調され、同期検出回路502によって同期語が検出され、NRZI復調された信号および同期語はパラレル6ビットに変換するためのタイミング信号であるワードクロックによってシリアル/パラレル変換器503によって6ビットごとの符号列C(k)に構成される。こののちワードレジスタ504に入力され1ワード遅延がなされた符号語C(k−1)は符号語の判定情報の検出装置505に入力され後述の判定情報が演算出力される。判定情報と入力符号語Ckは状態演算器506に入力され4つの符号化テーブルのうちどの符号化テーブルによって符号化がなされたかを示す状態S(k)を出力し、アドレス生成部507にてC(k−1)とS(k)とに指定されるアドレスにより例えば図13に示す復号テーブル508から出力データ語が出力される。
【0059】
判定情報は図12に示すように0,1,2の3つの場合わけがなされLSB側のゼロラン長によって次の符号語がどの符号化テーブルによって符号化がなされるのかを示すものである。すなわち、ひとつ前の符号語C(k−1)と現在の符号語がどの符号化テーブルで符号化がなされているのかを知ることによってC(k−1)がD(k−1)に復調される。
【0060】
(式1)
if(判定情報==0)[
if(C(k)が0の符号化テーブルにある符号語)
S(k)=0;
elseif(C(k)が1の符号化テーブルにある符号語)
S(k)=1;]
if(判定情報==1)[
if(C(k)が1の符号化テーブルにある符号語)
S(k)=1;
elseif(C(k)が2の符号化テーブルにある符号語)
S(k)=2;
elseif(C(k)が3の符号化テーブルにある符号語|| 1 )
S(k)=3;
elseif (C(k)==0&& C(k-1)==32)
S(k)=3;
elseif(C(k)==0&& C(k-1)==42)
S(k)=2;]
if(判定情報==2)[
if(C(k)が3の符号化テーブルにある符号語||9||5||2)
S(k)=3;
elseif(C(k)が2の符号化テーブルにある符号語||10||8)
S(k)=2;
elseif (C(k)==21)
S(k)=0;]
if(D(k-1)==2)[
if(C(k)が4)
D(k-1)は7;
]
式1がC(k)と判定情報とからS(k)を求めるための演算であり、C言語によって記述されている。本演算によれば、判定情報とC(k)、C(k−1)とからS(k)が求まり、図13の復号テーブルによってCk-1をDk-1に復号可能である。なお、本演算では(1,7)RLLの場合、k=8から12の場合さらに、k=9より大の最小ラン長の制限を設けた場合についてすべての復号演算を含んでいる。このため、(1,7)RLLでもk=8から12の場合についてもDSVの制御方法すなわち図5、図6のいずれを選んだ場合でも復調装置は同一のもので正常に復調がなされる。
【0061】
たとえば、図14のように010000 001001 000001 000101 010001 なる符号語列が図11に示す復調装置に入力された時、C(k−1)=010000の判定情報はLSB側のゼロラン長が4である事から図12のように、判定情報は2である。また、次の符号語C(k)が001001(デシマルで9)と続いており、式1の最初の条件判定に当てはまるからS(k)は3であることがわかる。よって図13の復号テーブルのC(k−1)で、010000の行のS(k)が3であることから、D(k−1)として15と求まる。すなわち、k時点のC(k)が生成された符号化テーブルの状態情報(番号)S(k)からk−1時点のC(k−1)に対応するD(k−1)が復号されるのである。同様にして001001は判定情報が0であり、続く符号語の000001は符号化テーブルのS(k)=0にあるため、図13の復号テーブルによってD(k−1)は0と求まる。同様にして000001はD(k−1)が1、000101はD(k−1)が2と求まる。なお、001001はDSV制御のために図5の条件1−1で交換がなされた符号語であるが、正常に復号ができていることが以上の説明によって明らかである。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、連続する2進数のデータ系列を4ビット単位の入力データ語に変換した後に、(1,7)RLL規則またはk=8以上12以下の何れかのRLL規則を満足する6ビット単位の出力符号語列に変換が可能であり、また、出力符号語列に冗長ビットを加えることなくDSV制御が可能であるから、出力符号語列のDC成分の効果的な抑圧が可能である変調装置とその復調装置を提供することができると共に、最短ビット反転の連続を阻止し復調時に用いるクロック抽出のための位相同期をかかり易くできるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の変調装置の基本構成図である。
【図2】 本発明の変調装置のブロック構成図である。
【図3】 図2に示す符号化部周辺のブロック構成図である。
【図4】 図2に示す変調装置の符号化動作を説明するためのフローチャートである。
【図5】 本発明の(1,7)RLLの場合のDSV制御を示すフローチャートである。
【図6】 本発明の(1,8)RLLの場合のDSV制御を示すフローチャートである。
【図7】 4ビット単位のデシマル入力データ語に対応する6ビット単位のバイナリ出力符号語を表す図である。
【図8】 本発明の変調装置に用いられる4つの符号化テーブルS(k)=0〜S(k)=3の各内容を表す図である。
【図9】 本発明の変調装置における符号化過程を説明する図である。
【図10】 本発明の変調装置の動作を説明するための図である。
【図11】 本発明の復調装置の実施例のブロック図である。
【図12】 本発明の復調装置に用いられる判定情報を示す図である。
【図13】 本発明の復調装置に用いられる復号テーブルを示す図である。
【図14】 本発明の復調装置の動作を説明するための図である。
【図15】 本発明の符号化テーブルの他の例を示す図である。
Claims (7)
- 4ビット単位の複数の入力データ語を前記複数の入力データ語に対応する6ビット単位の複数の出力符号語に符号化するための変換をする際に、前記各入力データ語に対応する前記各出力符号語と、次の前記入力データ語を符号化するために使用される符号化テーブルを指定する符号化テーブル指定情報とを含む複数の符号化テーブルを用いて、前記各出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列が(1,k)RLL(ラン・レングス・リミテッド)規則で7≦k≦12を満足するDSV制御を行う変調方法において、
前記出力符号語列の中に前記各入力データ語に対応する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語が2回以上連続して含まれる場合に、連続する前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換を行い、
前記長周期ビット出力符号語に続く出力符号語を前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換を行うことを特徴とする変調方法。 - 4ビット単位の複数の入力データ語を前記複数の入力データ語に対応する6ビット単位の複数の出力符号語に符号化するための変換をする際に、前記各入力データ語に対応する前記各出力符号語と、次の前記入力データ語を符号化するために使用される符号化テーブルを指定する符号化テーブル指定情報とを含む複数の符号化テーブルを用いて、前記各出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列が(1,k)RLL(ラン・レングス・リミテッド)規則で7≦k≦12を満足するDSV制御を行う変調装置において、
前記出力符号語列の中に前記各入力データ語に対応する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語が2回以上連続して含まれる場合に、連続する前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換する置換手段を有し、
前記長周期ビット出力符号語に続く出力符号語を前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換を行う変換手段を有することを特徴とする変調装置。 - 4ビット単位の複数の入力データ語を前記複数の入力データ語に対応する6ビット単位の複数の出力符号語に符号化するための変換をする際に、前記各入力データ語に対応する前記各出力符号語と、次の前記入力データ語を符号化するために使用される符号化テーブルを指定する符号化テーブル指定情報とを含む複数の符号化テーブルを用いて、前記各出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列が(1,k)RLL(ラン・レングス・リミテッド)規則で7≦k≦12を満足するDSV制御を行うことによって変調された信号を情報記録媒体に記録する方法において、
前記出力符号語列の中に前記各入力データ語に対応する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語が2回以上連続して含まれる場合に、連続する前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換し、
前記長周期ビット出力符号語に続く出力符号語を前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換した信号を情報記録媒体に記録する方法。 - 6ビット単位の複数の出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列から4ビット単位の複数の入力データへの復号化を行う際、前記出力符号語列の中に前記各出力 符号語に対応する前記各入力データ語と次の前記出力符号語を復号化するために使用される復号テーブルを指定する復調テーブル指定情報とを含む複数の復号テーブルを用いて行う復調方法において、
連続する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換され、2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語に続く出力符号語が前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換されている場合に、
前記長周期ビット出力符号語を検出し、前記長周期ビット出力符号語の次の符号語が前記復号テーブル中に存在するか否かを判別し、存在する場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記長周期ビット出力符号語で指定される前記復号テーブルの中の出力符号語に対応する入力データ語に復号し、存在しない場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語に対応する入力データ語に復号することを特徴とする復調方法。 - 6ビット単位の複数の出力符号語を直接結合して得られた2進数の出力符号語列から4ビット単位の複数の入力データへの復号化を行う際、前記出力符号語列の中に前記各出力符号語に対応する前記各入力データ語と次の前記出力符号語を復号化するために使用される復号テーブルを指定する復調テーブル指定情報とを含む複数の復号テーブルを用いて行う復調装置において、
連続する最短で反転したビット列からなる前記最短ビット出力符号語のうち、前記最短ビット出力符号語に続く次の最短ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語が含まれる符号化テーブル中の2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語で置換され、2以上のビットで反転する長周期ビット出力符号語に続く出力符号語が前記複数の符号化テーブルのうち前記長周期ビット出力符号語が指定する以外の符号化テーブルの中のいずれかの入力データ語に対応する出力符号語で変換されている場合に、前記長周期ビット出力符号語を検出する検出手段と、
前記長周期ビット出力符号語の次の符号語が前記復号テーブル中に存在するか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記長周期ビット出力符号語の次の符号語が前記復号テーブル中に存在するとして判別された場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記長周期ビット出力符号語で指定される前記復号テーブルの中の出力符号語に対応する入力データ語に復号し、存在しない場合には、前記長周期ビット出力符号語を前記最短ビット出力符号語に対応する入力データ語に復号する復号手段とを有することを特徴とする復調装置。 - 請求項1に記載の変調方法を用いて符号化がなされた符号語を伝送情報として情報伝送を行う事を特徴とする情報伝送方法。
- 請求項2に記載の変調装置を用いて符号化がなされた符号語を伝送情報として情報伝送を行う事を特徴とする情報伝送装置。
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