JP3698983B2 - デジタル情報符号化装置およびデジタル情報復号化装置 - Google Patents
デジタル情報符号化装置およびデジタル情報復号化装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等のデジタル情報記憶媒体にデータを記録し、これらからデータを再生するためのデジタル情報記録装置およびデジタル情報再生装置に関し、特に、リードソロモン符号等の誤り訂正符号を用いてデータを記録し再生するためのデジタル情報符号化装置およびデジタル情報復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ用の記録媒体として、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等が使用されている。コンピュータにおいて使用されるデータには誤りの許されることが少ないので、こうした記録媒体に記録されるデータは誤り訂正符号を用いて記録され、再生時にこの誤り訂正符号を用いて誤り訂正が行なわれる。
【０００３】
以下、代表的な誤り訂正符号であるＲＳ（Reed-Solomon）積符号を用いたデジタル情報記録再生装置の一例について説明を行なっていく。
【０００４】
図１５を参照して、最近普及してきたＤＶＤ（Digital Video Disc）で使用されているＲＳ積符号の構成を示す。図１５に示されるように、このＲＳ積符号の１データブロック３５０は、約３２ｋ（キロ）バイトのユーザが使用可能なユーザデータとＣＩ、ＣＯパリティとを含む。この１データブロックを１クラスタと呼ぶ。１データブロックは１６個のセクタ（サブブロック）を含む。各セクタはユーザデータ１７２バイトと１０バイトのＣＩパリティ３５６とを含む。１セクタは１２行のデータを含んでいる。そして１データブロック３５０はさらに、縦方向のユーザデータ量１９２（＝１６×１２行）バイトに対し、１６バイトのＣＯパリティ３５４を含む。
【０００５】
図１６に、図１５のデータブロック３５０で示されるデジタルデータの誤り訂正符号を算出してデータブロック３５０に付加し、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶し、さらにそうした記録媒体から誤り訂正符号が付加されたデジタルデータを読出して誤り訂正処理を行なうための、デジタル情報記録再生装置の従来の例を示す。図１６を参照して、このデジタル情報記録再生装置３７０は、図１５に示されるようなユーザデータを２次元配列的に記憶するためのメモリ１３０と、メモリ１３０との間でデータを入出力するためのメモリインタフェース回路１３２と、メモリインタフェース回路１３２から出力されるユーザデータに対して誤り訂正符号（パリティ）を付加するための誤り訂正符号器３７２と、誤り訂正符号器３７２から出力される、パリティが付加されたデジタルデータを並べ替えて、バースト誤りに対しても誤り訂正能力を高めるためのインタリーブ回路１３８と、インタリーブ回路１３８から与えられるデジタルデータを、光または磁気により、ディスク、テープ等の図示しない記録媒体に記録し再生するための記録再生系回路１４０とを含む。
【０００６】
デジタル情報記録再生装置３７０はさらに、記録媒体から記録再生系回路１４０によって読出されたデータに対し、インタリーブ回路１３８による並べ替えと逆の並べ替え処理を行なうことによってデータを元の順番に戻すためのデインタリーブ回路１４２と、デインタリーブ回路１４２から出力されるデジタルデータに対して、誤り訂正符号器３７２によって付加されていたパリティを用いて誤り訂正処理を行なうための誤り訂正復号器３７４とを含む。
【０００７】
なおメモリ１３０は、ＳＤＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の、高速かつ大容量の記憶装置からなる。また記録再生系回路１４０は、記録媒体への記録の際には、データをより検出しやすくするためにデータを加工（変調）し、また読出す際にはこのように加工されたデータを復調してデジタルデータを出力するための変復調回路を含んでいる。
【０００８】
図１７を参照して、誤り訂正符号器３７２は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロックの各列ごとに誤り訂正用パリティＣＯを付加するＣＯ符号器１５４と、各行ごとに誤り訂正用パリティＣＩを付加するＣＩ符号器１５６とを含む。
【０００９】
図１８を参照して、誤り訂正復号器３７４は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロックの各列ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＯにより、ユーザデータの列方向の誤り訂正を行なうＣＯ復号器１６６と、各行ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＩにより、ユーザデータの行方向の誤り訂正を行なうＣＩ復号器１６４とを含む。
【００１０】
図１９に、この従来の装置におけるセクタ３８０の構成を示す。図１９を参照して、１セクタ３８０は１７２バイトのユーザデータ３８２と、１０バイトのＣＩパリティ３８４とを含んでいる。
【００１１】
図１５および図１９を参照して、誤り訂正回路によりディスク上に記録される１データブロック３５０の構成単位は固定されている。たとえば、文書ファイル等の比較的少量のデータを扱うコンピュータ用記録媒体では、１データブロック３５０は５１２バイトまたは１ｋバイトからなることが多く、ＤＶＤ等動画像データを扱うコンピュータ用記録媒体では１データブロック３５０は３２ｋバイトとなっていることが多い。またいずれの規格においてもＣＯパリティ、ＣＩパリティの大きさは固定されており、したがって誤り訂正能力も固定されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように誤り訂正能力が固定されている場合、次のような不都合が生じる。文書ファイル等では、文字化け等の不都合がないように、高信頼性が要求される。一方、画像用データの場合、完全に誤りが訂正できなくても、周辺画素を用いた補間処理等により、誤りを目立たなくすることができる。そのため画像用データではそれほどの高信頼性は要求されない。
【００１３】
そのため、同じ誤り訂正能力の回路を用いて、画像用データと文書ファイルとを同じ記録媒体に記録する場合、次のような問題点がある。
【００１４】
（１） 誤り訂正能力を高信頼性を要求されるデータに合せると、信頼性が落ちてもよい画像データ等を記録するときにも、余分な誤り訂正符号（パリティ）を付加する必要がある。そのため同じユーザデータを記録するために必要な媒体の量および回路のデータ処理量が不必要に多くなり無駄な処理を行なわなければならない。
【００１５】
（２） 誤り訂正能力を、信頼性が落ちてもよい画像データ等に合わせると、パリティは少なくてすむので同じユーザデータを記録するために必要な媒体の量および回路のデータ処理量は少なくなる。しかし、高信頼性を要求されるデータを記録するときには訂正能力が不足し、そのためデータ自体の信頼性が低下してしまう。
【００１６】
それゆえにこの発明の目的は、必要に応じてユーザデータに対し最適な訂正能力を発揮することができる誤り訂正符号化装置および誤り訂正復号化装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の局面に係るデジタル情報符号化装置は、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックを記憶するための記憶手段と、この記憶手段に接続され、データブロックを構成するサブブロックに、サブブロック単位で誤り訂正符号を付加するサブブロック単位誤り訂正符号付加手段と、記憶手段およびサブブロック単位誤り訂正符号付加手段の出力にそれぞれ接続された第１および第２の入力と、制御信号が与えられる第３の入力とを有し、第３の入力に与えられる制御信号の値に基づいて、第１の入力に入力されるデジタルデータまたは第２の入力に入力されるデジタルデータのいずれかを選択して出力するための選択手段と、選択手段の出力に接続され、選択手段の出力する論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックに対して、第１の方向および第２の方向に沿ってそれぞれ算出される第１および第２の誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加手段とを含む。
【００１８】
好ましくは、サブブロック単位誤り訂正符号付加手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を付加するための手段を含む。
【００１９】
さらに好ましくは、誤り訂正符号を付加するための手段は、２次元配列を斜め方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を付加するための手段を含む。
【００２０】
デジタル情報符号化装置はさらに、サブブロック単位で、予め定められた条件に従って制御信号を生成して選択手段の第３の入力に与えるための手段を含んでもよい。
【００２１】
さらに好ましくは、サブブロック単位誤り訂正符号付加手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を算出し、サブブロック内の複数箇所に分散して、算出された誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号分散付加手段を含む。
【００２２】
デジタル信号は、信号の再生時に必要とされる、所定長の同期信号を含み、誤り訂正符号分散付加手段は、分散されてサブブロック内に配置される誤り訂正符号の間の間隔が、同期信号の所定長と予め定める関係にあるように誤り訂正符号を配置してもよい。
【００２３】
この発明の他の局面に係る誤り訂正符号復号装置は、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に論理的に２次元配列され、かつ第１の方向および第２の方向に沿って算出された誤り訂正符号が付加されたデジタルデータのデータブロックを記憶するための記憶手段を含む。データブロックの各々は複数個のサブブロックを含み、かつサブブロックの少なくとも一部にはサブブロック単位で算出された誤り訂正符号が付加されていることがある。このデジタル情報復号化装置はさらに、記憶手段に接続され、サブブロックに付加された誤り訂正符号を用いてサブブロック単位で誤り訂正処理を行なうためのサブブロック単位誤り訂正手段と、記憶手段およびサブブロック単位誤り訂正手段の出力にそれぞれ接続された第１および第２の入力と、制御信号が与えられる第３の入力とを有し、第３の入力に与えられる制御信号の値に基づいて、第１の入力に入力されるデジタルデータまたは第２の入力に入力されるデジタルデータのいずれかを選択して出力するための選択手段と、選択手段の出力に接続され、選択手段の出力する論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックに付加された第１の方向および第２の方向への第１および第２の誤り訂正符号を用いて、データブロックの誤り訂正を行なうための誤り訂正手段とを含む。
【００２４】
好ましくは、サブブロック単位誤り訂正手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して、サブブロックに付加された誤り訂正符号を用いてサブブロック単位で誤り訂正を行なうための手段を含む。 さらに好ましくは、誤り訂正を行なうための手段は、２次元配列を斜め方向に沿って選択したデジタルデータに対して、サブブロックに付加された誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行なうための手段を含む。
【００２５】
さらに好ましくは、デジタル情報復号化装置は、サブブロック単位で、予め定められた条件に従って制御信号を生成して選択手段の第３の入力に与えるための手段を含む。
【００２６】
また、サブブロックに付加された誤り訂正符号は、サブブロック内の複数箇所に分散して配置されてもよく、デジタル情報復号か装置のサブブロック単位誤り訂正手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して、サブブロック単位で、かつサブブロック内の複数箇所に分散して配置された誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行なうための分散誤り符号による誤り訂正手段を含んでもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るデジタル情報符号化装置および復号化装置の一実施の形態について説明するが、それに先立って、本発明の背景をなす基本的技術思想について説明する。
【００２８】
一例として、ディスク上に記録される１データブロック（ＲＳ積符号）構成として、１クラスタ３２ｋバイトを想定し、さらに１サブブロック（１セクタ）２ｋバイトで定義した場合について考える。本発明では、高信頼性を要求されるユーザデータを記録する場合には、１セクタ約２ｋバイトのユーザデータの一部を後述する斜め走査したＣＮパリティに置換える。これにより、行方向のパリティであるＣＩパリティとＣＮパリティとの二重のパリティチェックを行なうことによって、誤り訂正能力を高める。
【００２９】
さらに信頼性を高めたい場合、本発明では、ＣＮパリティの数を増やしたり、ＣＮパリティをセクタ内で分散させて記録させることにより、ユーザデータの信頼性を高める。このようにＣＮパリティの数を増やしたり、分散させて記録したりすることによって、バーストエラーまたはデータの再生時に必要とされる所定長（本例の場合には９１バイト）の１同期パターン（以下「シンク」と呼ぶ）単位でデータが読取れなくなる、いわゆるシンク抜けに強くなる。
【００３０】
本発明では、このように１セクタ単位で誤り訂正能力を強化することができる。そのため文書ファイル等、ユーザデータ総量が１セクタ未満に収まるようなデータを記録する場合にも、１クラスタ全部にＣＮパリティを付加する必要がない。そのためユーザデータを無駄にすることがない。さらに、手動（ユーザ）または自動（マイクロコンピュータ制御）により、必要な信頼性に応じてデータ長を異ならせたファイルをディスク上に記録することができる。また、系の誤りが多い場合には誤り訂正能力を強化することができる。さらに、１セクタ単位で誤り訂正能力を強化できるため、少量のデータを多数記録する場合でも不要なパリティを付加する必要がなく、記憶領域を節約できる。このように本願発明によればさまざまな効果を達成することができる。
【００３１】
図１を参照して、本願発明の一実施の形態に係るデジタル情報符号化装置および復号化装置の一例であるデジタル情報記録再生装置が用いるＲＳ積符号構成について説明する。図１に示すように１データブロックを、１６セクタからなる１クラスタ（３２ｋバイト）、１サブブロックを１セクタ（２ｋバイト）として定義する。横方向のユーザデータ１００のデータ量１７２バイトに対し、１０バイトのＣＩパリティ１０４を付加し、縦方向のユーザデータ量１９２（１２×１６）バイトに対し、１６バイトのＣＯパリティ１０２を付加する。ここまでのデータ構成は図１５に示す従来のものと同様である。
【００３２】
本願発明ではさらに、たとえば図１のナンバー２〜ナンバー４セクタに示されるように、誤り訂正能力を強化したいセクタのみ、ユーザデータ量を１７２バイトから減らし、その分だけ、後述するようにユーザデータを斜め方向に走査して作成したＣＮパリティを付加する。
【００３３】
図２に、一例として、１セクタのユーザデータの横方向の大きさが１５４バイト、縦方向の大きさが１２バイトとした場合、上に述べた斜め走査方式で作成したＣＮパリティを１８バイト×１２だけ付加するための方法を図示する。従来はまず縦方向のユーザデータ１９２バイトに対して１６バイトのＣＯパリティを付加した後、横方向のユーザデータ１７２バイトに対して１０バイトのＣＩパリティを付加する。それに対して本実施の形態のＲＳ積符号構成では、ＣＯパリティの付加に先立って、まず、斜め走査方式で作成したＣＮパリティを以下に述べるように付加する。たとえば図１に示すナンバー２〜ナンバー４セクタについては、図２に示すように横方向１５４バイト×縦方向１２バイト分のユーザデータに対して、以下の式（１）で計算されるＣＮコード（ＲＳ（１７２，１５４，１９））で計算されるＣＮパリティを付加する。
【００３４】
【数１】
【００３５】
ただしｉ′、ｉおよびｊは次のような組合せで変化する。
【００３６】
【表１】
【００３７】
次に従来と同様に縦方向のデータ量１９２バイトに対して、１６バイトのＣＯパリティ１０２を付加する。最後に、横方向のデータ量１７２バイトに対し、１０バイトのＣＩパリティ１０４を付加する。
【００３８】
順番としては、ＣＮ→ＣＯ→ＣＩパリティの順にパリティを付加する。しかしこの順番はこれに限らず、ＣＮパリティが最初であれば、ＣＯパリティとＣＩパリティとの符号化手順を逆にしてもよい。ＣＮ→ＣＩ→ＣＯパリティの順番にパリティを付加しても、ＣＩ、ＣＯパリティが重なった斜線部分（図１の領域１０６）の内容は同じとなるためである。
【００３９】
なお、上のようにして付加したＣＮ、ＣＩ、ＣＯパリティをもとにして、ユーザデータに対し誤り訂正をするための手順としては、ＣＮ→ＣＩ→ＣＯパリティ（またはＣＮ→ＣＯ→ＣＩパリティ）とする方法と、ＣＩ→ＣＯ→ＣＮパリティ（またはＣＯ→ＣＩ→ＣＮパリティ）とする方法との２つが考えられる。
【００４０】
上記した１番目の訂正方法では、後述するようにＣＩパリティで誤り訂正する前に、バーストエラーまたはシンクの同期が外れるいわゆるシンク抜けを先に補正することかできる。また２番目の方法のようにＣＮパリティを最後に用いて誤り訂正する場合は、ＣＩ、ＣＯパリティでは補正しきれなかった誤りを最後に訂正することができるという効果がある。
【００４１】
図３に、本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置１２０の構成を示す。ここでは符号化の手順はＣＮ→ＣＯ→ＣＩパリティ、復号化の手順はＣＮ→ＣＩ→ＣＯパリティであることを想定している。
【００４２】
図３に示す本実施の形態のデジタル情報記録再生装置１２０が図１６に示す装置３７０と異なるのは、図１６の誤り訂正符号器３７２、３７４に代えて、ＣＮパリティを使用した誤り訂正符号化および復号化がそれぞれ可能な誤り訂正符号器１３４および誤り訂正復号器１４４を含むことと、ＣＮパリティの付加およびＣＮパリティを用いた誤り訂正を行なうか否かを示す制御信号をセクタ単位で誤り訂正符号器１３４および誤り訂正復号器１４４４にそれぞれ与えるためのマイクロコンピュータ（マイコンと省略して呼ぶ）１３６をさらに含んでいる点とである。図３において、図１６と同一の部品には同一の参照符号および名称を付してある。それらの機能も同一である。したがってここではそれらについての詳しい説明は繰返さない。
【００４３】
図４を参照して、誤り訂正符号器１３４は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロック（ＲＳ積符号）の各列ごとに誤り訂正パリティＣＯを付加するためのＣＯ符号器１５４と、ＣＯ符号器１５４の出力に対して各行ごとに誤り訂正用パリティＣＩを付加するためのＣＩ符号器１５６と、図３に示すメモリインタフェース回路１３２から与えられるデジタルデータに対して、１セクタ２ｋバイト単位で斜め方向の誤り訂正用パリティＣＮを付加する処理を行なうためのＣＮ符号器１５０と、メモリインタフェース回路１３２の出力を受ける第１の入力と、ＣＮ符号器１５０の出力を受ける第２の入力と、マイコン１３６からの制御信号を受ける制御信号端子とを有し、制御信号に従って第１の入力から入力されるデジタルデータと第２の入力から入力されるデジタルデータとのいずれかを選択してＣＯ符号器１５４の入力に与えるための、ＣＮ符号器１５０を使用するかどうかを切換えるためのスイッチ１５２とを含む。
【００４４】
図５を参照して、誤り訂正復号器１４４は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロック（ＲＳ積符号）の各列ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＯにより、ユーザデータの列方向の誤り訂正を行なうためのＣＯ復号器１６６と、各行ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＩによりユーザデータの行方向の誤り訂正を行なってＣＯ復号器１６６に与えるためのＣＩ復号器１６４と、１セクタ２ｋバイト単位で斜め方向に付加された誤り訂正用パリティＣＮにより１セクタ単位でユーザデータの誤り訂正を行なうためのＣＮ復号器１６０と、デインターリーブ回路１４２から与えられるデジタルデータを受ける第１の入力と、ＣＮ復号器１６０から出力されるデジタルデータを受ける第２の入力と、マイコン１３６からの制御信号を受ける制御信号とを有し、制御信号にしたがって、第１の入力から入力されるデジタルデータまたは第２の入力から入力されるデジタルデータのいずれかを選択してＣＩ復号器１６４の入力に与えるための、ＣＮ復号器１６０を使用するか否かを切換えるためのスイッチ１６２とを含む。
【００４５】
図３〜図５に示される構成を有するデジタル情報記録再生装置１２０の一般的動作は以下のとおりである。メモリ１３０に記録されたユーザデータはメモリインタフェース回路１３２を介して誤り訂正符号器１３４に与えられる。マイコン１３６は、ＣＮ符号を付加する場合にはスイッチ１５２が第２の入力を選択するように、そうでない場合にはスイッチ１５２が第１の入力を選択するようにスイッチ１５２に対してセクタ単位で制御信号を与える。ＣＮパリティを用いる場合、ＣＮ符号器１５０が、入力されたユーザデータに対してＣＮパリティを付加してＣＯ符号器１５４に与える。ＣＮパリティを使用しない場合には、メモリインタフェース回路１３２からのユーザデータはそのままＣＯ符号器１５４に与えられる。
【００４６】
ＣＯ符号器１５４は１クラスタ３２ｋバイトのデータブロックの各列ごとに誤り訂正用パリティＣＯを付加しＣＩ符号器１５６に与える。ＣＩ符号器１５６は、各行ごとに誤り訂正用パリティＣＩを付加しインタリーブ回路１３８に与える。
【００４７】
インタリーブ回路１３８は、このように誤り訂正用パリティが付加されたユーザデータのデータブロックをインタリーブし、さらに記録再生系回路１４０に与える。記録再生系回路１４０は、与えられたデータに対して、磁気または光学による記録再生に適した信号形態となるように変調を行なって、図示しない記録媒体にこのデータを記録する。
【００４８】
再生時には、記録再生系回路１４０は図示しない記録媒体から、記録された情報を読出し、記録時に行なわれた変調に対応する復調を行なってデインタリーブ回路１４２にこのデータを与える。デインタリーブ回路１４２は、インタリーブ回路１３８により行なわれたインタリーブと逆のデータの並べ替えを行ない、誤り訂正復号器１４４に与える。
【００４９】
図５を参照して、マイコン１３６は、再生されたデータにＣＮパリティが付加されている場合には第２の入力を選択するように、それ以外の場合には第１の入力を選択するように、セクタ単位でスイッチ１６２に対する制御信号を与える。したがってＣＮパリティが付加されているセクタについては、ＣＮ復号器１６０によってＣＮパリティを用いた誤り訂正が行なわれＣＩ復号器１６４に与えられる。ＣＮパリティが付加されていないセクタは、デインタリーブ回路１４２から与えられた出力がそのままＣＩ復号器１６４に与えられる。
【００５０】
ＣＩ復号器１６４は、各行ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＩによりユーザデータの行方向の誤り訂正を行なってＣＯ復号器１６６に与える。ＣＯ復号器１６６は、データブロックの各列ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＯによりユーザデータの列方向の誤り訂正を行ない、結果をメモリインタフェース回路１３２に与える。
【００５１】
メモリインタフェース回路１３２はこのようにして誤り訂正処理されたユーザデータメモリ１３０に書込む。
【００５２】
以下、図４および図５に示す誤り訂正符号器１３４および誤り訂正復号器１４４の動作について図６〜図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
最初に記録時における誤り訂正符号器１３４とマイコン１３６の動作について説明する。なお以下の説明ではＣＮパリティを１データブロック（１クラスタ）（＝１６セクタ、３２ｋバイト）内のすべてのセクタに対して付加する場合を想定する。各セクタごとにＣＮパリティを付加するか否かを選択する方法についても当業者であれば容易に実現することができる。
【００５４】
なお、図３および図１６では図を簡単にするために特に示してはいないが、メモリインタフェース回路１３２は、インタリーブ回路１３８、デインタリーブ回路１４２、ＣＯ符号器１５４、ＣＩ復号器１６４、ＣＮ復号器１６０とも接続されており、各回路の出力は一旦メモリ１３０に書込まれてから次の回路の入力に与えられる。
【００５５】
図６を参照して、まず最初にこれから記録するべきデータが、文書ファイル等の高信頼性を要求されるものであるか否かについての判定を行なう（１７０）。この判定は、ユーザによる指定にしたがったものでもよいし、データの種類を自動的に判別することにより行なってもよい．高信頼性を要求されるものでない場合には１９２行×１７２列の２次元配列からなるユーザデータをメモリ１３０に記録し後のステップ１７６に進む。高信頼性を要求されるデータの場合には、ユーザデータ（１９２行×１５４列）をメモリ１３０に記憶した後、ＣＮパリティの計算および付加処理を行なう（１７２）。このＣＮパリティ処理の詳細については図７を参照して後述する。
【００５６】
ステップ１７２でＣＮパリティが付加されたユーザデータまたはステップ１７４でメモリ１３０に記憶されたデータに対しては、続いてＣＯパリティ、ＣＩパリティの付加処理と、図示しない記録媒体への記録処理とが行なわれる（１７６）。この処理の内容は図１６を参照して説明した従来のデジタル情報記録再生装置におけるものと同じである。したがってここではその詳細については繰返さない。
【００５７】
図７を参照して、図６のステップ１７２で行なわれるＣＮパリティ付加処理の詳細について説明する。まず、ＣＮパリティを付加するセクタ番号を管理情報としてメモリに記憶する（１８０）。続いて、図示しない他の回路（たとえばファイル管理用マイコン）から指示があったユーザデータ（１行〜１９２行、１列〜１５４列）をメモリ１３０に記憶する処理が行なわれる（１８２）。続いて変数Ａを初期値０に設定する（１８４）。以下、Ａ＝０〜１５までの繰返し処理である。
【００５８】
続いて変数Ｌ＝１２×Ａ＋１を計算する。さらに、式（１）に従って、図２に示されるように斜め方向に１２行×１２列を１つの単位とする合計１５４バイトごとのデータに対して１８バイト分のＣＮパリティの計算を１２回行なう（１８８）。こうして計算されたＣＮパリティを、メモリ１３０の１５５列〜１７２列およびＬ行〜Ｌ＋１２行の位置にメモリインタフェース回路１３２を介して記憶させる。続いてＡ＝１５か否かを判定しＡ＝１５であればＣＮパリティ処理を終了し、Ａ＝１５でなければＡに１を加算して（１９４）ステップ１８８の処理に戻る。
【００５９】
こうして、すべてのセクタに対してＣＮパリティの計算が行なわれる。
図８を参照して、図６のＣＯパリティおよびＣＩパリティの付加処理は以下のようにして行なわれる。まず変数Ｎに初期値として１を設定する（２００）。続いてユーザデータとＣＮパリティとを含んだ１列〜１７２列および１行〜１９２行のデータのうち、Ｎ番目に相当する１列（１９２バイト）分のデータをメモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０から読出し、ＤＶＤ規格で定められているごとくにＣＯパリティの計算を行なう（２０２）。このようにして計算されたＣＯパリティを、メモリ１３０のＮ列目の１９３行〜２０８行の位置にメモリインタフェース回路１３２を経由して書込む（２０６）。続いてＮが１７２か否かを判定し（２０８）、Ｎが１７２でなければＮに１を加算して（２０４）、再び制御をステップ２０２に戻す。Ｎが１７２であれば制御は次のステップ２１０に進む。
【００６０】
続いて変数Ｍに初期値である１を代入する（２１０）。メモリ１３０の１列〜１７２列および１行〜１９２行のデータのうちＭ番目の１行（１７２バイト分）のデータをメモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０から読出し、ＤＶＤ規格によって定められているごとくにＣＩパリティを計算する（２１２）。このようにして計算されたＣＩパリティを、メモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０のＭ行目の１７３列〜１８２列に記憶しておく（２１４）。続いて変数Ｍの値が２０８となっているか否かを判定し（２１６）、２０８になっていなければＭに１を加算し（２２２）制御をステップ２１２に戻す。Ｍが２０８であれば制御はステップ２１８に進む。
【００６１】
続いて、１行（１８２バイト）単位に、データをメモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０から読出しながら、１２行ごとに１行のＣＯパリティを挿入（インタリーブ）していく（２１８）。データ１行（１８２バイト）の半分である９１バイト単位で同期信号を付加しながら記録再生系回路１４０を経由して図示されない記録媒体に記録していく（２２０）。すべてデータを記録したらこの処理は終了する。なお、ＣＮパリティをどのセクタに付加したか、についての情報は、別途管理情報として図示しない記録媒体の別領域に記録する。
【００６２】
このようにして記録されたデジタル情報の再生時のデジタル情報記録再生装置１２０の動作について説明する。図９を参照して、最初に管理情報を記録媒体から記録再生系回路１４０を介して読出す（２３０）。読出された管理情報に従って、処理対象となるセクタが、ＣＮパリティの付加されたセクタか否かを判断する（２３２）。ＣＮパリティが付加されていない場合には制御はステップ２３６に進む。ＣＮパリティが付加されているセクタの場合には次に述べるステップ２３４の処理が行なわれる。
【００６３】
ステップ２３４で行なわれるＣＮパリティを用いたセクタの誤り訂正処理については図１０を参照して説明する。このＣＮパリティ処理が終了すると制御はステップ２３６に進む。
【００６４】
ステップ２３６では、ＣＩパリティを用いた誤り訂正処理およびＣＯパリティを用いた誤り訂正処理を行なう。この結果誤り訂正されたユーザデータがメモリ１３０に書込まれる。続いてステップ２３８で、メモリ１３０に記憶されたユーザデータを他の回路（たとえばファイル管理用マイコン）へ転送する処理を行ない再生動作を終了する。
【００６５】
図９のステップ２３４で行なわれるＣＮパリティ処理について図１０を参照して説明する。まずステップ２４０において、データ１行（１８２バイト）の半分である９１バイト単位で図示されない記録媒体上に記録されているデータを、記録再生系回路１４０を経由して同期信号を削除しながら再生し、メモリ１３０に記憶する処理を行なう。続いて１行（１８２バイト）単位にデータをメモリ１３０からメモリインタフェース回路１３２を経由して読出しながら、１２行ごとに１行付加されているＣＯパリティを元の位置に戻す（デインタリーブ）処理を行なう（２４２）。そしてユーザデータと、このようにしてデインタリーブされたパリティ（１行〜２０８行、１列〜１８２列）とを再度メモリ１３０に記録する処理を行なう（２４４）。
【００６６】
続いて変数Ａに初期値０を設定する（２４６）。変数Ｌ＝１２×Ａ＋１を計算する（２４８）。
【００６７】
さらに、式（１）に従ってメモリ１３０から読出したデータのうちのユーザデータに対し、図２の矢印１１０および１１２によって示される斜め方向に走査し、１２行１２列単位で計１５４バイトのデータに対して１８バイト付加されているＣＮパリティにより誤り訂正を行なう処理を１２回繰返す。この結果１２×１５４＝１８４８バイト分のユーザデータに対して誤り訂正が行なわれる（２５２）。こうしてＣＮパリティを使用した誤り訂正が終了したデータは、メモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０の１列〜１５４列およびＬ行〜Ｌ＋１２行の位置に記憶される（２５４）。続いて変数Ａの値が１５か否かを判定し、１５でなければＡに１を加算する処理（２５０）を行なった後、制御はステップ２４８に戻る。Ａ＝１５であればこの処理を終了する。
【００６８】
こうしてＡ＝０〜１５までステップ２４８〜２５６の処理を繰返すことにより、すべてのセクタについてＣＮパリティを用いた誤り訂正処理が完了する。
【００６９】
図１１を参照して、図９に示すＣＩ、ＣＯパリティ復号処理の詳細について説明する。まず変数Ｍに初期値１を設定する（２６０）。続いてメモリ１３０に記憶されている１列〜１８２列および１行〜２０８のデータのうちＭ番目の１行（１８２バイト）分のデータを読出し、ＣＩパリティを用いた誤り訂正処理を行なう（２６４）。この誤り訂正処理は従来から用いられている方式に従って行なわれる。
【００７０】
ＣＩパリティを用いた誤り訂正後のデータは、メモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０のＭ行、１列〜１７２列の位置に記憶される（２６６）。続いてＭの値が２０８か否かを判定する（２６８）。Ｍが２０８でなければＭに１を加算し（２６２）、制御はステップ２６４に戻る。Ｍが２０８に等しければ制御はステップ２７０に進む。
【００７１】
ステップ２７０では変数Ｎに初期値である１が設定される（２７０）。続いてメモリ１３０の１列〜１８２列および１行〜２０８行のデータのうち、Ｎ番目の１列（２０８バイト）分のデータをメモリインタフェース回路１３２を介して読出し、ＣＯパリティを用いた誤り訂正を行なう（２７０）。誤り訂正後のデータを、メモリインタフェース回路１３２を介して、メモリ１３０のＮ列、１行〜１９２行の位置に記憶する（２７６）。このＣＯパリティを用いた誤り訂正処理も従来から行なわれている方法をそのまま用いることができる。
【００７２】
続いてＮの値が１８２と等しいか否かについて判定し（２７８）、１８２と等しくなければＮに１を加算し（２７２）制御はステップ２７４に戻る。Ｎの値が１８２と等しければメモリ１３０に記憶されたユーザデータを、図示しない他の回路（たとえばファイル管理用マイコン）に転送する処理を行なう（２８０）。転送が終了すればこの処理は終了である。
【００７３】
上の動作の説明では、すべてのセクタについてＣＮパリティを付加する場合について説明した。しかし既に述べたように、セクタごとにマイコン１３６から出力される制御信号の値を適宜変えることにより、所望のセクタのみについてＣＮパリティを付加する処理を行ない、他のセクタについてはＣＮパリティを付加せず符号化することができることは言うまでもない。
【００７４】
このように本発明によれば、高信頼性を要求されるデータの場合にはＣＮパリティを用いた誤り訂正処理を行ない、高信頼性が要求されない場合にはＣＮパリティを付加しない符号化処理を行なうことができる。そのため、データの性質に合せて適切な計算量で適切なレベルの誤り訂正能力で誤り訂正を行なうことができる。セクタごとにＣＮパリティを付加することができるので、データ量の少ないもの、たとえば文書データ等についても記憶媒体の領域を効率的に使用して信頼性高く記録することができる。
【００７５】
上に述べた実施の形態の装置では、ＣＮパリティの大きさを一定とし、さらに予め定められた場所に記憶することとしていた。しかし本発明はこのような実施の形態には限定されない。実施の形態１の場合と同様に各セクタごとに斜め方向のＣＮパリティを先に求めるようにしながら、ＣＮパリティを増やすこと、および／またはＣＮパリティの記録場所を分散させることにより、バースト誤りやシンク抜けにも強い誤り訂正処理を行なうことができる。
【００７６】
図１２に、上に説明した実施の形態１におけるセクタ２９０の構成について図示する。このセクタ２９０は、１５４バイトのユーザデータ２９２と、１８バイトのＣＮパリティ２９４と、１０バイトのＣＩパリティ２９６とを含んでいる。この図１２に示す方法よりもさらにユーザデータの信頼性を高めるためには次のような方法が考えられる。
【００７７】
（Ａ） ＣＮパリティ２９４の大きさを１８バイトからたとえば３２バイトに増加させる。こうすることによりユーザデータの誤り訂正能力が強化され、ここに述べた例の場合には誤り訂正能力が最大９バイトから１６バイトに向上する。
【００７８】
（Ｂ） ユーザデータのＣＮパリティを１８バイトから３２バイトに増やした上、図１３に示されるようにセクタ３００内の２ヵ所３０４、３０８に分散させる。図１３を参照して、このセクタ３００は、７０バイトからなる第１のユーザデータ３０２と、１６バイトからなる第１のＣＮパリティ３０４と、７０バイトからなる第２のユーザデータ３０６と、１６バイトからなる第２のＣＮパリティ３０８と、１０バイトからなるＣＩパリティ３１０とを含む。このような構成とすることにより、バースト誤り、シンク抜けにも強い誤り訂正を行なうことができる。たとえばこの例で１シンクである９１バイト分が記憶媒体から再生不可能であった場合でも、エラー箇所は図１３の丸印で示すように横方向に７ヵ所ＣＮパリティの計算経路を横切るだけである。したがって１シンク抜けだけであればＣＮパリティを用いてすべて誤り訂正することができる。同様の理由で、バースト誤りに対しても強くなる。
【００７９】
（Ｃ） さらに、図１４に示すようにＣＩパリティを記録媒体上の２ヵ所に分散して記録することもできる。図１４に示される例では、このセクタ３２０は、７０バイトからなる第１のユーザデータ３２２と、１６バイトからなる第１のＣＮパリティ３２４と、５バイトからなる第１のＣＩパリティ３２６と、７０バイトからなる第２のユーザデータ３２８と、１６バイトからなる第２のＣＮパリティ３３０と、５バイトからなる第２のＣＩパリティ３３２とを含む。
【００８０】
この図１４に示されるような構成にすることにより、シンク抜け等でＣＩパリティが半分駄目になったとしても、消失訂正可能となる。したがって上に述べたものよりもさらにシンク抜けに強いデータ構成となる。なお、ＣＩパリティを記録媒体上に記録するときには図１４に示すフォーマットとなるが、メモリ１３０に記憶して誤り訂正の準備が完了するまでには図１３に示されるような構成に戻す必要がある。
【００８１】
以上のように本発明の実施の形態によれば、セクタごとにＣＩパリティ、ＣＯパリティと異なる斜め走査方式の誤り訂正符号を付加することにより、高信頼性を要求されるデータとそうでないデータとを混在して、かつ記録媒体の領域上を効率よく利用して記録することができる。上の実施の形態ではＣＮパリティとして斜め走査方式を用いているので、シンク抜けやバースト誤りにも強くなる。斜め走査方式の誤り訂正回路のＣＮパリティ数をＣＩまたはＣＯパリティと同じにすれば回路を共通で使用できる。そのためスイッチ等の簡単な回路を付加するだけで誤り訂正能力を強化することができる。
【００８２】
また上の構成ではスイッチに対する制御信号を操作することによってＣＮパリティを各セクタに付加するか否かを選択できる。そのためユーザが文書データ以外に、動画、音声データの信頼性を高めたい場合でも誤り訂正能力を強化するような処理を行なうことができる。さらに、誤り率が高い装置または記録媒体に対しても、誤り訂正能力を高めるような処理を行なうことができる。
【００８３】
なお、以上述べてきた実施の形態の装置では、デジタル情報記憶媒体として光ディスクを想定したが、他のディスク状の記録媒体、たとえば持ち運び可能なハードディスク、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等に対しても本発明を適用することができる。さらにディスク状記録媒体でない磁気テープ等の場合でも、デジタル的にデータを記録するものであれば本発明は適用することができる。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係るデータブロック構成を示す図である。
【図２】 ＣＮパリティの付加方法を示すための模式図である。
【図３】 本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明の一実施の形態の装置における誤り訂正符号器の構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の一実施の形態に係る装置の誤り訂正復号器の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置においてユーザデータを記録する場合の動作フローを示すフローチャートである。
【図７】 ＣＮパリティ付加処理のフローチャートである。
【図８】 本発明の一実施の形態におけるＣＯ、ＣＩパリティ付加処理のフローチャートである。
【図９】 本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置においてユーザデータを再生する場合の動作フローを示すフローチャートである。
【図１０】 ＣＮパリティ誤り訂正処理のフローチャートである。
【図１１】 ＣＩ、ＣＯパリティ誤り訂正処理のフローチャートである。
【図１２】 本発明の一実施の形態におけるセクタの構成を示す図である。
【図１３】 本発明の他の実施の形態におけるセクタ構成を示す図である。
【図１４】 本発明のさらに他の実施の形態におけるセクタ構成を示す図である。
【図１５】 従来のデジタル情報記録再生装置におけるデータブロックの構成を示す図である。
【図１６】 従来のデジタル情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】 従来のデジタル情報記録再生装置の誤り訂正符号器の構成を示すブロック図である。
【図１８】 従来のデジタル情報記録再生装置の誤り訂正復号器の構成を示すブロック図である。
【図１９】 従来のデジタル情報記録再生装置におけるセクタのデータ構成を示す図である。
【符号の説明】
１００ ＣＮパリティ、１０２ ＣＯパリティ、１０４ ＣＩパリティ、１２０ デジタル情報記録再生装置、１３０ メモリ、１３２ メモリインタフェース回路、１３４ 誤り訂正符号器、１３６ マイコン、１３８ インタリーブ回路、１４０ 記録再生系回路、１４２ デインタリーブ回路、１４４ 誤り訂正復号器、１５０ ＣＮ符号器、１５２ スイッチ、１５４ ＣＯ符号器、１５６ＣＩ符号器、１６０ ＣＮ復号器、１６２ スイッチ、１６４ ＣＩ復号器、１６６ ＣＯ復号器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等のデジタル情報記憶媒体にデータを記録し、これらからデータを再生するためのデジタル情報記録装置およびデジタル情報再生装置に関し、特に、リードソロモン符号等の誤り訂正符号を用いてデータを記録し再生するためのデジタル情報符号化装置およびデジタル情報復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ用の記録媒体として、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等が使用されている。コンピュータにおいて使用されるデータには誤りの許されることが少ないので、こうした記録媒体に記録されるデータは誤り訂正符号を用いて記録され、再生時にこの誤り訂正符号を用いて誤り訂正が行なわれる。
【０００３】
以下、代表的な誤り訂正符号であるＲＳ（Reed-Solomon）積符号を用いたデジタル情報記録再生装置の一例について説明を行なっていく。
【０００４】
図１５を参照して、最近普及してきたＤＶＤ（Digital Video Disc）で使用されているＲＳ積符号の構成を示す。図１５に示されるように、このＲＳ積符号の１データブロック３５０は、約３２ｋ（キロ）バイトのユーザが使用可能なユーザデータとＣＩ、ＣＯパリティとを含む。この１データブロックを１クラスタと呼ぶ。１データブロックは１６個のセクタ（サブブロック）を含む。各セクタはユーザデータ１７２バイトと１０バイトのＣＩパリティ３５６とを含む。１セクタは１２行のデータを含んでいる。そして１データブロック３５０はさらに、縦方向のユーザデータ量１９２（＝１６×１２行）バイトに対し、１６バイトのＣＯパリティ３５４を含む。
【０００５】
図１６に、図１５のデータブロック３５０で示されるデジタルデータの誤り訂正符号を算出してデータブロック３５０に付加し、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶し、さらにそうした記録媒体から誤り訂正符号が付加されたデジタルデータを読出して誤り訂正処理を行なうための、デジタル情報記録再生装置の従来の例を示す。図１６を参照して、このデジタル情報記録再生装置３７０は、図１５に示されるようなユーザデータを２次元配列的に記憶するためのメモリ１３０と、メモリ１３０との間でデータを入出力するためのメモリインタフェース回路１３２と、メモリインタフェース回路１３２から出力されるユーザデータに対して誤り訂正符号（パリティ）を付加するための誤り訂正符号器３７２と、誤り訂正符号器３７２から出力される、パリティが付加されたデジタルデータを並べ替えて、バースト誤りに対しても誤り訂正能力を高めるためのインタリーブ回路１３８と、インタリーブ回路１３８から与えられるデジタルデータを、光または磁気により、ディスク、テープ等の図示しない記録媒体に記録し再生するための記録再生系回路１４０とを含む。
【０００６】
デジタル情報記録再生装置３７０はさらに、記録媒体から記録再生系回路１４０によって読出されたデータに対し、インタリーブ回路１３８による並べ替えと逆の並べ替え処理を行なうことによってデータを元の順番に戻すためのデインタリーブ回路１４２と、デインタリーブ回路１４２から出力されるデジタルデータに対して、誤り訂正符号器３７２によって付加されていたパリティを用いて誤り訂正処理を行なうための誤り訂正復号器３７４とを含む。
【０００７】
なおメモリ１３０は、ＳＤＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の、高速かつ大容量の記憶装置からなる。また記録再生系回路１４０は、記録媒体への記録の際には、データをより検出しやすくするためにデータを加工（変調）し、また読出す際にはこのように加工されたデータを復調してデジタルデータを出力するための変復調回路を含んでいる。
【０００８】
図１７を参照して、誤り訂正符号器３７２は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロックの各列ごとに誤り訂正用パリティＣＯを付加するＣＯ符号器１５４と、各行ごとに誤り訂正用パリティＣＩを付加するＣＩ符号器１５６とを含む。
【０００９】
図１８を参照して、誤り訂正復号器３７４は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロックの各列ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＯにより、ユーザデータの列方向の誤り訂正を行なうＣＯ復号器１６６と、各行ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＩにより、ユーザデータの行方向の誤り訂正を行なうＣＩ復号器１６４とを含む。
【００１０】
図１９に、この従来の装置におけるセクタ３８０の構成を示す。図１９を参照して、１セクタ３８０は１７２バイトのユーザデータ３８２と、１０バイトのＣＩパリティ３８４とを含んでいる。
【００１１】
図１５および図１９を参照して、誤り訂正回路によりディスク上に記録される１データブロック３５０の構成単位は固定されている。たとえば、文書ファイル等の比較的少量のデータを扱うコンピュータ用記録媒体では、１データブロック３５０は５１２バイトまたは１ｋバイトからなることが多く、ＤＶＤ等動画像データを扱うコンピュータ用記録媒体では１データブロック３５０は３２ｋバイトとなっていることが多い。またいずれの規格においてもＣＯパリティ、ＣＩパリティの大きさは固定されており、したがって誤り訂正能力も固定されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように誤り訂正能力が固定されている場合、次のような不都合が生じる。文書ファイル等では、文字化け等の不都合がないように、高信頼性が要求される。一方、画像用データの場合、完全に誤りが訂正できなくても、周辺画素を用いた補間処理等により、誤りを目立たなくすることができる。そのため画像用データではそれほどの高信頼性は要求されない。
【００１３】
そのため、同じ誤り訂正能力の回路を用いて、画像用データと文書ファイルとを同じ記録媒体に記録する場合、次のような問題点がある。
【００１４】
（１） 誤り訂正能力を高信頼性を要求されるデータに合せると、信頼性が落ちてもよい画像データ等を記録するときにも、余分な誤り訂正符号（パリティ）を付加する必要がある。そのため同じユーザデータを記録するために必要な媒体の量および回路のデータ処理量が不必要に多くなり無駄な処理を行なわなければならない。
【００１５】
（２） 誤り訂正能力を、信頼性が落ちてもよい画像データ等に合わせると、パリティは少なくてすむので同じユーザデータを記録するために必要な媒体の量および回路のデータ処理量は少なくなる。しかし、高信頼性を要求されるデータを記録するときには訂正能力が不足し、そのためデータ自体の信頼性が低下してしまう。
【００１６】
それゆえにこの発明の目的は、必要に応じてユーザデータに対し最適な訂正能力を発揮することができる誤り訂正符号化装置および誤り訂正復号化装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の局面に係るデジタル情報符号化装置は、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックを記憶するための記憶手段と、この記憶手段に接続され、データブロックを構成するサブブロックに、サブブロック単位で誤り訂正符号を付加するサブブロック単位誤り訂正符号付加手段と、記憶手段およびサブブロック単位誤り訂正符号付加手段の出力にそれぞれ接続された第１および第２の入力と、制御信号が与えられる第３の入力とを有し、第３の入力に与えられる制御信号の値に基づいて、第１の入力に入力されるデジタルデータまたは第２の入力に入力されるデジタルデータのいずれかを選択して出力するための選択手段と、選択手段の出力に接続され、選択手段の出力する論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックに対して、第１の方向および第２の方向に沿ってそれぞれ算出される第１および第２の誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加手段とを含む。
【００１８】
好ましくは、サブブロック単位誤り訂正符号付加手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を付加するための手段を含む。
【００１９】
さらに好ましくは、誤り訂正符号を付加するための手段は、２次元配列を斜め方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を付加するための手段を含む。
【００２０】
デジタル情報符号化装置はさらに、サブブロック単位で、予め定められた条件に従って制御信号を生成して選択手段の第３の入力に与えるための手段を含んでもよい。
【００２１】
さらに好ましくは、サブブロック単位誤り訂正符号付加手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を算出し、サブブロック内の複数箇所に分散して、算出された誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号分散付加手段を含む。
【００２２】
デジタル信号は、信号の再生時に必要とされる、所定長の同期信号を含み、誤り訂正符号分散付加手段は、分散されてサブブロック内に配置される誤り訂正符号の間の間隔が、同期信号の所定長と予め定める関係にあるように誤り訂正符号を配置してもよい。
【００２３】
この発明の他の局面に係る誤り訂正符号復号装置は、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に論理的に２次元配列され、かつ第１の方向および第２の方向に沿って算出された誤り訂正符号が付加されたデジタルデータのデータブロックを記憶するための記憶手段を含む。データブロックの各々は複数個のサブブロックを含み、かつサブブロックの少なくとも一部にはサブブロック単位で算出された誤り訂正符号が付加されていることがある。このデジタル情報復号化装置はさらに、記憶手段に接続され、サブブロックに付加された誤り訂正符号を用いてサブブロック単位で誤り訂正処理を行なうためのサブブロック単位誤り訂正手段と、記憶手段およびサブブロック単位誤り訂正手段の出力にそれぞれ接続された第１および第２の入力と、制御信号が与えられる第３の入力とを有し、第３の入力に与えられる制御信号の値に基づいて、第１の入力に入力されるデジタルデータまたは第２の入力に入力されるデジタルデータのいずれかを選択して出力するための選択手段と、選択手段の出力に接続され、選択手段の出力する論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックに付加された第１の方向および第２の方向への第１および第２の誤り訂正符号を用いて、データブロックの誤り訂正を行なうための誤り訂正手段とを含む。
【００２４】
好ましくは、サブブロック単位誤り訂正手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して、サブブロックに付加された誤り訂正符号を用いてサブブロック単位で誤り訂正を行なうための手段を含む。 さらに好ましくは、誤り訂正を行なうための手段は、２次元配列を斜め方向に沿って選択したデジタルデータに対して、サブブロックに付加された誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行なうための手段を含む。
【００２５】
さらに好ましくは、デジタル情報復号化装置は、サブブロック単位で、予め定められた条件に従って制御信号を生成して選択手段の第３の入力に与えるための手段を含む。
【００２６】
また、サブブロックに付加された誤り訂正符号は、サブブロック内の複数箇所に分散して配置されてもよく、デジタル情報復号か装置のサブブロック単位誤り訂正手段は、第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して、サブブロック単位で、かつサブブロック内の複数箇所に分散して配置された誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行なうための分散誤り符号による誤り訂正手段を含んでもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るデジタル情報符号化装置および復号化装置の一実施の形態について説明するが、それに先立って、本発明の背景をなす基本的技術思想について説明する。
【００２８】
一例として、ディスク上に記録される１データブロック（ＲＳ積符号）構成として、１クラスタ３２ｋバイトを想定し、さらに１サブブロック（１セクタ）２ｋバイトで定義した場合について考える。本発明では、高信頼性を要求されるユーザデータを記録する場合には、１セクタ約２ｋバイトのユーザデータの一部を後述する斜め走査したＣＮパリティに置換える。これにより、行方向のパリティであるＣＩパリティとＣＮパリティとの二重のパリティチェックを行なうことによって、誤り訂正能力を高める。
【００２９】
さらに信頼性を高めたい場合、本発明では、ＣＮパリティの数を増やしたり、ＣＮパリティをセクタ内で分散させて記録させることにより、ユーザデータの信頼性を高める。このようにＣＮパリティの数を増やしたり、分散させて記録したりすることによって、バーストエラーまたはデータの再生時に必要とされる所定長（本例の場合には９１バイト）の１同期パターン（以下「シンク」と呼ぶ）単位でデータが読取れなくなる、いわゆるシンク抜けに強くなる。
【００３０】
本発明では、このように１セクタ単位で誤り訂正能力を強化することができる。そのため文書ファイル等、ユーザデータ総量が１セクタ未満に収まるようなデータを記録する場合にも、１クラスタ全部にＣＮパリティを付加する必要がない。そのためユーザデータを無駄にすることがない。さらに、手動（ユーザ）または自動（マイクロコンピュータ制御）により、必要な信頼性に応じてデータ長を異ならせたファイルをディスク上に記録することができる。また、系の誤りが多い場合には誤り訂正能力を強化することができる。さらに、１セクタ単位で誤り訂正能力を強化できるため、少量のデータを多数記録する場合でも不要なパリティを付加する必要がなく、記憶領域を節約できる。このように本願発明によればさまざまな効果を達成することができる。
【００３１】
図１を参照して、本願発明の一実施の形態に係るデジタル情報符号化装置および復号化装置の一例であるデジタル情報記録再生装置が用いるＲＳ積符号構成について説明する。図１に示すように１データブロックを、１６セクタからなる１クラスタ（３２ｋバイト）、１サブブロックを１セクタ（２ｋバイト）として定義する。横方向のユーザデータ１００のデータ量１７２バイトに対し、１０バイトのＣＩパリティ１０４を付加し、縦方向のユーザデータ量１９２（１２×１６）バイトに対し、１６バイトのＣＯパリティ１０２を付加する。ここまでのデータ構成は図１５に示す従来のものと同様である。
【００３２】
本願発明ではさらに、たとえば図１のナンバー２〜ナンバー４セクタに示されるように、誤り訂正能力を強化したいセクタのみ、ユーザデータ量を１７２バイトから減らし、その分だけ、後述するようにユーザデータを斜め方向に走査して作成したＣＮパリティを付加する。
【００３３】
図２に、一例として、１セクタのユーザデータの横方向の大きさが１５４バイト、縦方向の大きさが１２バイトとした場合、上に述べた斜め走査方式で作成したＣＮパリティを１８バイト×１２だけ付加するための方法を図示する。従来はまず縦方向のユーザデータ１９２バイトに対して１６バイトのＣＯパリティを付加した後、横方向のユーザデータ１７２バイトに対して１０バイトのＣＩパリティを付加する。それに対して本実施の形態のＲＳ積符号構成では、ＣＯパリティの付加に先立って、まず、斜め走査方式で作成したＣＮパリティを以下に述べるように付加する。たとえば図１に示すナンバー２〜ナンバー４セクタについては、図２に示すように横方向１５４バイト×縦方向１２バイト分のユーザデータに対して、以下の式（１）で計算されるＣＮコード（ＲＳ（１７２，１５４，１９））で計算されるＣＮパリティを付加する。
【００３４】
【数１】
ただしｉ′、ｉおよびｊは次のような組合せで変化する。
【００３６】
【表１】
次に従来と同様に縦方向のデータ量１９２バイトに対して、１６バイトのＣＯパリティ１０２を付加する。最後に、横方向のデータ量１７２バイトに対し、１０バイトのＣＩパリティ１０４を付加する。
【００３８】
順番としては、ＣＮ→ＣＯ→ＣＩパリティの順にパリティを付加する。しかしこの順番はこれに限らず、ＣＮパリティが最初であれば、ＣＯパリティとＣＩパリティとの符号化手順を逆にしてもよい。ＣＮ→ＣＩ→ＣＯパリティの順番にパリティを付加しても、ＣＩ、ＣＯパリティが重なった斜線部分（図１の領域１０６）の内容は同じとなるためである。
【００３９】
なお、上のようにして付加したＣＮ、ＣＩ、ＣＯパリティをもとにして、ユーザデータに対し誤り訂正をするための手順としては、ＣＮ→ＣＩ→ＣＯパリティ（またはＣＮ→ＣＯ→ＣＩパリティ）とする方法と、ＣＩ→ＣＯ→ＣＮパリティ（またはＣＯ→ＣＩ→ＣＮパリティ）とする方法との２つが考えられる。
【００４０】
上記した１番目の訂正方法では、後述するようにＣＩパリティで誤り訂正する前に、バーストエラーまたはシンクの同期が外れるいわゆるシンク抜けを先に補正することかできる。また２番目の方法のようにＣＮパリティを最後に用いて誤り訂正する場合は、ＣＩ、ＣＯパリティでは補正しきれなかった誤りを最後に訂正することができるという効果がある。
【００４１】
図３に、本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置１２０の構成を示す。ここでは符号化の手順はＣＮ→ＣＯ→ＣＩパリティ、復号化の手順はＣＮ→ＣＩ→ＣＯパリティであることを想定している。
【００４２】
図３に示す本実施の形態のデジタル情報記録再生装置１２０が図１６に示す装置３７０と異なるのは、図１６の誤り訂正符号器３７２、３７４に代えて、ＣＮパリティを使用した誤り訂正符号化および復号化がそれぞれ可能な誤り訂正符号器１３４および誤り訂正復号器１４４を含むことと、ＣＮパリティの付加およびＣＮパリティを用いた誤り訂正を行なうか否かを示す制御信号をセクタ単位で誤り訂正符号器１３４および誤り訂正復号器１４４４にそれぞれ与えるためのマイクロコンピュータ（マイコンと省略して呼ぶ）１３６をさらに含んでいる点とである。図３において、図１６と同一の部品には同一の参照符号および名称を付してある。それらの機能も同一である。したがってここではそれらについての詳しい説明は繰返さない。
【００４３】
図４を参照して、誤り訂正符号器１３４は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロック（ＲＳ積符号）の各列ごとに誤り訂正パリティＣＯを付加するためのＣＯ符号器１５４と、ＣＯ符号器１５４の出力に対して各行ごとに誤り訂正用パリティＣＩを付加するためのＣＩ符号器１５６と、図３に示すメモリインタフェース回路１３２から与えられるデジタルデータに対して、１セクタ２ｋバイト単位で斜め方向の誤り訂正用パリティＣＮを付加する処理を行なうためのＣＮ符号器１５０と、メモリインタフェース回路１３２の出力を受ける第１の入力と、ＣＮ符号器１５０の出力を受ける第２の入力と、マイコン１３６からの制御信号を受ける制御信号端子とを有し、制御信号に従って第１の入力から入力されるデジタルデータと第２の入力から入力されるデジタルデータとのいずれかを選択してＣＯ符号器１５４の入力に与えるための、ＣＮ符号器１５０を使用するかどうかを切換えるためのスイッチ１５２とを含む。
【００４４】
図５を参照して、誤り訂正復号器１４４は、１クラスタ３２ｋバイトのデータブロック（ＲＳ積符号）の各列ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＯにより、ユーザデータの列方向の誤り訂正を行なうためのＣＯ復号器１６６と、各行ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＩによりユーザデータの行方向の誤り訂正を行なってＣＯ復号器１６６に与えるためのＣＩ復号器１６４と、１セクタ２ｋバイト単位で斜め方向に付加された誤り訂正用パリティＣＮにより１セクタ単位でユーザデータの誤り訂正を行なうためのＣＮ復号器１６０と、デインターリーブ回路１４２から与えられるデジタルデータを受ける第１の入力と、ＣＮ復号器１６０から出力されるデジタルデータを受ける第２の入力と、マイコン１３６からの制御信号を受ける制御信号とを有し、制御信号にしたがって、第１の入力から入力されるデジタルデータまたは第２の入力から入力されるデジタルデータのいずれかを選択してＣＩ復号器１６４の入力に与えるための、ＣＮ復号器１６０を使用するか否かを切換えるためのスイッチ１６２とを含む。
【００４５】
図３〜図５に示される構成を有するデジタル情報記録再生装置１２０の一般的動作は以下のとおりである。メモリ１３０に記録されたユーザデータはメモリインタフェース回路１３２を介して誤り訂正符号器１３４に与えられる。マイコン１３６は、ＣＮ符号を付加する場合にはスイッチ１５２が第２の入力を選択するように、そうでない場合にはスイッチ１５２が第１の入力を選択するようにスイッチ１５２に対してセクタ単位で制御信号を与える。ＣＮパリティを用いる場合、ＣＮ符号器１５０が、入力されたユーザデータに対してＣＮパリティを付加してＣＯ符号器１５４に与える。ＣＮパリティを使用しない場合には、メモリインタフェース回路１３２からのユーザデータはそのままＣＯ符号器１５４に与えられる。
【００４６】
ＣＯ符号器１５４は１クラスタ３２ｋバイトのデータブロックの各列ごとに誤り訂正用パリティＣＯを付加しＣＩ符号器１５６に与える。ＣＩ符号器１５６は、各行ごとに誤り訂正用パリティＣＩを付加しインタリーブ回路１３８に与える。
【００４７】
インタリーブ回路１３８は、このように誤り訂正用パリティが付加されたユーザデータのデータブロックをインタリーブし、さらに記録再生系回路１４０に与える。記録再生系回路１４０は、与えられたデータに対して、磁気または光学による記録再生に適した信号形態となるように変調を行なって、図示しない記録媒体にこのデータを記録する。
【００４８】
再生時には、記録再生系回路１４０は図示しない記録媒体から、記録された情報を読出し、記録時に行なわれた変調に対応する復調を行なってデインタリーブ回路１４２にこのデータを与える。デインタリーブ回路１４２は、インタリーブ回路１３８により行なわれたインタリーブと逆のデータの並べ替えを行ない、誤り訂正復号器１４４に与える。
【００４９】
図５を参照して、マイコン１３６は、再生されたデータにＣＮパリティが付加されている場合には第２の入力を選択するように、それ以外の場合には第１の入力を選択するように、セクタ単位でスイッチ１６２に対する制御信号を与える。したがってＣＮパリティが付加されているセクタについては、ＣＮ復号器１６０によってＣＮパリティを用いた誤り訂正が行なわれＣＩ復号器１６４に与えられる。ＣＮパリティが付加されていないセクタは、デインタリーブ回路１４２から与えられた出力がそのままＣＩ復号器１６４に与えられる。
【００５０】
ＣＩ復号器１６４は、各行ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＩによりユーザデータの行方向の誤り訂正を行なってＣＯ復号器１６６に与える。ＣＯ復号器１６６は、データブロックの各列ごとに付加された誤り訂正用パリティＣＯによりユーザデータの列方向の誤り訂正を行ない、結果をメモリインタフェース回路１３２に与える。
【００５１】
メモリインタフェース回路１３２はこのようにして誤り訂正処理されたユーザデータメモリ１３０に書込む。
【００５２】
以下、図４および図５に示す誤り訂正符号器１３４および誤り訂正復号器１４４の動作について図６〜図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
最初に記録時における誤り訂正符号器１３４とマイコン１３６の動作について説明する。なお以下の説明ではＣＮパリティを１データブロック（１クラスタ）（＝１６セクタ、３２ｋバイト）内のすべてのセクタに対して付加する場合を想定する。各セクタごとにＣＮパリティを付加するか否かを選択する方法についても当業者であれば容易に実現することができる。
【００５４】
なお、図３および図１６では図を簡単にするために特に示してはいないが、メモリインタフェース回路１３２は、インタリーブ回路１３８、デインタリーブ回路１４２、ＣＯ符号器１５４、ＣＩ復号器１６４、ＣＮ復号器１６０とも接続されており、各回路の出力は一旦メモリ１３０に書込まれてから次の回路の入力に与えられる。
【００５５】
図６を参照して、まず最初にこれから記録するべきデータが、文書ファイル等の高信頼性を要求されるものであるか否かについての判定を行なう（１７０）。この判定は、ユーザによる指定にしたがったものでもよいし、データの種類を自動的に判別することにより行なってもよい．高信頼性を要求されるものでない場合には１９２行×１７２列の２次元配列からなるユーザデータをメモリ１３０に記録し後のステップ１７６に進む。高信頼性を要求されるデータの場合には、ユーザデータ（１９２行×１５４列）をメモリ１３０に記憶した後、ＣＮパリティの計算および付加処理を行なう（１７２）。このＣＮパリティ処理の詳細については図７を参照して後述する。
【００５６】
ステップ１７２でＣＮパリティが付加されたユーザデータまたはステップ１７４でメモリ１３０に記憶されたデータに対しては、続いてＣＯパリティ、ＣＩパリティの付加処理と、図示しない記録媒体への記録処理とが行なわれる（１７６）。この処理の内容は図１６を参照して説明した従来のデジタル情報記録再生装置におけるものと同じである。したがってここではその詳細については繰返さない。
【００５７】
図７を参照して、図６のステップ１７２で行なわれるＣＮパリティ付加処理の詳細について説明する。まず、ＣＮパリティを付加するセクタ番号を管理情報としてメモリに記憶する（１８０）。続いて、図示しない他の回路（たとえばファイル管理用マイコン）から指示があったユーザデータ（１行〜１９２行、１列〜１５４列）をメモリ１３０に記憶する処理が行なわれる（１８２）。続いて変数Ａを初期値０に設定する（１８４）。以下、Ａ＝０〜１５までの繰返し処理である。
【００５８】
続いて変数Ｌ＝１２×Ａ＋１を計算する。さらに、式（１）に従って、図２に示されるように斜め方向に１２行×１２列を１つの単位とする合計１５４バイトごとのデータに対して１８バイト分のＣＮパリティの計算を１２回行なう（１８８）。こうして計算されたＣＮパリティを、メモリ１３０の１５５列〜１７２列およびＬ行〜Ｌ＋１２行の位置にメモリインタフェース回路１３２を介して記憶させる。続いてＡ＝１５か否かを判定しＡ＝１５であればＣＮパリティ処理を終了し、Ａ＝１５でなければＡに１を加算して（１９４）ステップ１８８の処理に戻る。
【００５９】
こうして、すべてのセクタに対してＣＮパリティの計算が行なわれる。
図８を参照して、図６のＣＯパリティおよびＣＩパリティの付加処理は以下のようにして行なわれる。まず変数Ｎに初期値として１を設定する（２００）。続いてユーザデータとＣＮパリティとを含んだ１列〜１７２列および１行〜１９２行のデータのうち、Ｎ番目に相当する１列（１９２バイト）分のデータをメモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０から読出し、ＤＶＤ規格で定められているごとくにＣＯパリティの計算を行なう（２０２）。このようにして計算されたＣＯパリティを、メモリ１３０のＮ列目の１９３行〜２０８行の位置にメモリインタフェース回路１３２を経由して書込む（２０６）。続いてＮが１７２か否かを判定し（２０８）、Ｎが１７２でなければＮに１を加算して（２０４）、再び制御をステップ２０２に戻す。Ｎが１７２であれば制御は次のステップ２１０に進む。
【００６０】
続いて変数Ｍに初期値である１を代入する（２１０）。メモリ１３０の１列〜１７２列および１行〜１９２行のデータのうちＭ番目の１行（１７２バイト分）のデータをメモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０から読出し、ＤＶＤ規格によって定められているごとくにＣＩパリティを計算する（２１２）。このようにして計算されたＣＩパリティを、メモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０のＭ行目の１７３列〜１８２列に記憶しておく（２１４）。続いて変数Ｍの値が２０８となっているか否かを判定し（２１６）、２０８になっていなければＭに１を加算し（２２２）制御をステップ２１２に戻す。Ｍが２０８であれば制御はステップ２１８に進む。
【００６１】
続いて、１行（１８２バイト）単位に、データをメモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０から読出しながら、１２行ごとに１行のＣＯパリティを挿入（インタリーブ）していく（２１８）。データ１行（１８２バイト）の半分である９１バイト単位で同期信号を付加しながら記録再生系回路１４０を経由して図示されない記録媒体に記録していく（２２０）。すべてデータを記録したらこの処理は終了する。なお、ＣＮパリティをどのセクタに付加したか、についての情報は、別途管理情報として図示しない記録媒体の別領域に記録する。
【００６２】
このようにして記録されたデジタル情報の再生時のデジタル情報記録再生装置１２０の動作について説明する。図９を参照して、最初に管理情報を記録媒体から記録再生系回路１４０を介して読出す（２３０）。読出された管理情報に従って、処理対象となるセクタが、ＣＮパリティの付加されたセクタか否かを判断する（２３２）。ＣＮパリティが付加されていない場合には制御はステップ２３６に進む。ＣＮパリティが付加されているセクタの場合には次に述べるステップ２３４の処理が行なわれる。
【００６３】
ステップ２３４で行なわれるＣＮパリティを用いたセクタの誤り訂正処理については図１０を参照して説明する。このＣＮパリティ処理が終了すると制御はステップ２３６に進む。
【００６４】
ステップ２３６では、ＣＩパリティを用いた誤り訂正処理およびＣＯパリティを用いた誤り訂正処理を行なう。この結果誤り訂正されたユーザデータがメモリ１３０に書込まれる。続いてステップ２３８で、メモリ１３０に記憶されたユーザデータを他の回路（たとえばファイル管理用マイコン）へ転送する処理を行ない再生動作を終了する。
【００６５】
図９のステップ２３４で行なわれるＣＮパリティ処理について図１０を参照して説明する。まずステップ２４０において、データ１行（１８２バイト）の半分である９１バイト単位で図示されない記録媒体上に記録されているデータを、記録再生系回路１４０を経由して同期信号を削除しながら再生し、メモリ１３０に記憶する処理を行なう。続いて１行（１８２バイト）単位にデータをメモリ１３０からメモリインタフェース回路１３２を経由して読出しながら、１２行ごとに１行付加されているＣＯパリティを元の位置に戻す（デインタリーブ）処理を行なう（２４２）。そしてユーザデータと、このようにしてデインタリーブされたパリティ（１行〜２０８行、１列〜１８２列）とを再度メモリ１３０に記録する処理を行なう（２４４）。
【００６６】
続いて変数Ａに初期値０を設定する（２４６）。変数Ｌ＝１２×Ａ＋１を計算する（２４８）。
【００６７】
さらに、式（１）に従ってメモリ１３０から読出したデータのうちのユーザデータに対し、図２の矢印１１０および１１２によって示される斜め方向に走査し、１２行１２列単位で計１５４バイトのデータに対して１８バイト付加されているＣＮパリティにより誤り訂正を行なう処理を１２回繰返す。この結果１２×１５４＝１８４８バイト分のユーザデータに対して誤り訂正が行なわれる（２５２）。こうしてＣＮパリティを使用した誤り訂正が終了したデータは、メモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０の１列〜１５４列およびＬ行〜Ｌ＋１２行の位置に記憶される（２５４）。続いて変数Ａの値が１５か否かを判定し、１５でなければＡに１を加算する処理（２５０）を行なった後、制御はステップ２４８に戻る。Ａ＝１５であればこの処理を終了する。
【００６８】
こうしてＡ＝０〜１５までステップ２４８〜２５６の処理を繰返すことにより、すべてのセクタについてＣＮパリティを用いた誤り訂正処理が完了する。
【００６９】
図１１を参照して、図９に示すＣＩ、ＣＯパリティ復号処理の詳細について説明する。まず変数Ｍに初期値１を設定する（２６０）。続いてメモリ１３０に記憶されている１列〜１８２列および１行〜２０８のデータのうちＭ番目の１行（１８２バイト）分のデータを読出し、ＣＩパリティを用いた誤り訂正処理を行なう（２６４）。この誤り訂正処理は従来から用いられている方式に従って行なわれる。
【００７０】
ＣＩパリティを用いた誤り訂正後のデータは、メモリインタフェース回路１３２を経由してメモリ１３０のＭ行、１列〜１７２列の位置に記憶される（２６６）。続いてＭの値が２０８か否かを判定する（２６８）。Ｍが２０８でなければＭに１を加算し（２６２）、制御はステップ２６４に戻る。Ｍが２０８に等しければ制御はステップ２７０に進む。
【００７１】
ステップ２７０では変数Ｎに初期値である１が設定される（２７０）。続いてメモリ１３０の１列〜１８２列および１行〜２０８行のデータのうち、Ｎ番目の１列（２０８バイト）分のデータをメモリインタフェース回路１３２を介して読出し、ＣＯパリティを用いた誤り訂正を行なう（２７０）。誤り訂正後のデータを、メモリインタフェース回路１３２を介して、メモリ１３０のＮ列、１行〜１９２行の位置に記憶する（２７６）。このＣＯパリティを用いた誤り訂正処理も従来から行なわれている方法をそのまま用いることができる。
【００７２】
続いてＮの値が１８２と等しいか否かについて判定し（２７８）、１８２と等しくなければＮに１を加算し（２７２）制御はステップ２７４に戻る。Ｎの値が１８２と等しければメモリ１３０に記憶されたユーザデータを、図示しない他の回路（たとえばファイル管理用マイコン）に転送する処理を行なう（２８０）。転送が終了すればこの処理は終了である。
【００７３】
上の動作の説明では、すべてのセクタについてＣＮパリティを付加する場合について説明した。しかし既に述べたように、セクタごとにマイコン１３６から出力される制御信号の値を適宜変えることにより、所望のセクタのみについてＣＮパリティを付加する処理を行ない、他のセクタについてはＣＮパリティを付加せず符号化することができることは言うまでもない。
【００７４】
このように本発明によれば、高信頼性を要求されるデータの場合にはＣＮパリティを用いた誤り訂正処理を行ない、高信頼性が要求されない場合にはＣＮパリティを付加しない符号化処理を行なうことができる。そのため、データの性質に合せて適切な計算量で適切なレベルの誤り訂正能力で誤り訂正を行なうことができる。セクタごとにＣＮパリティを付加することができるので、データ量の少ないもの、たとえば文書データ等についても記憶媒体の領域を効率的に使用して信頼性高く記録することができる。
【００７５】
上に述べた実施の形態の装置では、ＣＮパリティの大きさを一定とし、さらに予め定められた場所に記憶することとしていた。しかし本発明はこのような実施の形態には限定されない。実施の形態１の場合と同様に各セクタごとに斜め方向のＣＮパリティを先に求めるようにしながら、ＣＮパリティを増やすこと、および／またはＣＮパリティの記録場所を分散させることにより、バースト誤りやシンク抜けにも強い誤り訂正処理を行なうことができる。
【００７６】
図１２に、上に説明した実施の形態１におけるセクタ２９０の構成について図示する。このセクタ２９０は、１５４バイトのユーザデータ２９２と、１８バイトのＣＮパリティ２９４と、１０バイトのＣＩパリティ２９６とを含んでいる。この図１２に示す方法よりもさらにユーザデータの信頼性を高めるためには次のような方法が考えられる。
【００７７】
（Ａ） ＣＮパリティ２９４の大きさを１８バイトからたとえば３２バイトに増加させる。こうすることによりユーザデータの誤り訂正能力が強化され、ここに述べた例の場合には誤り訂正能力が最大９バイトから１６バイトに向上する。
【００７８】
（Ｂ） ユーザデータのＣＮパリティを１８バイトから３２バイトに増やした上、図１３に示されるようにセクタ３００内の２ヵ所３０４、３０８に分散させる。図１３を参照して、このセクタ３００は、７０バイトからなる第１のユーザデータ３０２と、１６バイトからなる第１のＣＮパリティ３０４と、７０バイトからなる第２のユーザデータ３０６と、１６バイトからなる第２のＣＮパリティ３０８と、１０バイトからなるＣＩパリティ３１０とを含む。このような構成とすることにより、バースト誤り、シンク抜けにも強い誤り訂正を行なうことができる。たとえばこの例で１シンクである９１バイト分が記憶媒体から再生不可能であった場合でも、エラー箇所は図１３の丸印で示すように横方向に７ヵ所ＣＮパリティの計算経路を横切るだけである。したがって１シンク抜けだけであればＣＮパリティを用いてすべて誤り訂正することができる。同様の理由で、バースト誤りに対しても強くなる。
【００７９】
（Ｃ） さらに、図１４に示すようにＣＩパリティを記録媒体上の２ヵ所に分散して記録することもできる。図１４に示される例では、このセクタ３２０は、７０バイトからなる第１のユーザデータ３２２と、１６バイトからなる第１のＣＮパリティ３２４と、５バイトからなる第１のＣＩパリティ３２６と、７０バイトからなる第２のユーザデータ３２８と、１６バイトからなる第２のＣＮパリティ３３０と、５バイトからなる第２のＣＩパリティ３３２とを含む。
【００８０】
この図１４に示されるような構成にすることにより、シンク抜け等でＣＩパリティが半分駄目になったとしても、消失訂正可能となる。したがって上に述べたものよりもさらにシンク抜けに強いデータ構成となる。なお、ＣＩパリティを記録媒体上に記録するときには図１４に示すフォーマットとなるが、メモリ１３０に記憶して誤り訂正の準備が完了するまでには図１３に示されるような構成に戻す必要がある。
【００８１】
以上のように本発明の実施の形態によれば、セクタごとにＣＩパリティ、ＣＯパリティと異なる斜め走査方式の誤り訂正符号を付加することにより、高信頼性を要求されるデータとそうでないデータとを混在して、かつ記録媒体の領域上を効率よく利用して記録することができる。上の実施の形態ではＣＮパリティとして斜め走査方式を用いているので、シンク抜けやバースト誤りにも強くなる。斜め走査方式の誤り訂正回路のＣＮパリティ数をＣＩまたはＣＯパリティと同じにすれば回路を共通で使用できる。そのためスイッチ等の簡単な回路を付加するだけで誤り訂正能力を強化することができる。
【００８２】
また上の構成ではスイッチに対する制御信号を操作することによってＣＮパリティを各セクタに付加するか否かを選択できる。そのためユーザが文書データ以外に、動画、音声データの信頼性を高めたい場合でも誤り訂正能力を強化するような処理を行なうことができる。さらに、誤り率が高い装置または記録媒体に対しても、誤り訂正能力を高めるような処理を行なうことができる。
【００８３】
なお、以上述べてきた実施の形態の装置では、デジタル情報記憶媒体として光ディスクを想定したが、他のディスク状の記録媒体、たとえば持ち運び可能なハードディスク、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等に対しても本発明を適用することができる。さらにディスク状記録媒体でない磁気テープ等の場合でも、デジタル的にデータを記録するものであれば本発明は適用することができる。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係るデータブロック構成を示す図である。
【図２】 ＣＮパリティの付加方法を示すための模式図である。
【図３】 本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明の一実施の形態の装置における誤り訂正符号器の構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の一実施の形態に係る装置の誤り訂正復号器の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置においてユーザデータを記録する場合の動作フローを示すフローチャートである。
【図７】 ＣＮパリティ付加処理のフローチャートである。
【図８】 本発明の一実施の形態におけるＣＯ、ＣＩパリティ付加処理のフローチャートである。
【図９】 本発明の一実施の形態に係るデジタル情報記録再生装置においてユーザデータを再生する場合の動作フローを示すフローチャートである。
【図１０】 ＣＮパリティ誤り訂正処理のフローチャートである。
【図１１】 ＣＩ、ＣＯパリティ誤り訂正処理のフローチャートである。
【図１２】 本発明の一実施の形態におけるセクタの構成を示す図である。
【図１３】 本発明の他の実施の形態におけるセクタ構成を示す図である。
【図１４】 本発明のさらに他の実施の形態におけるセクタ構成を示す図である。
【図１５】 従来のデジタル情報記録再生装置におけるデータブロックの構成を示す図である。
【図１６】 従来のデジタル情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】 従来のデジタル情報記録再生装置の誤り訂正符号器の構成を示すブロック図である。
【図１８】 従来のデジタル情報記録再生装置の誤り訂正復号器の構成を示すブロック図である。
【図１９】 従来のデジタル情報記録再生装置におけるセクタのデータ構成を示す図である。
【符号の説明】
１００ ＣＮパリティ、１０２ ＣＯパリティ、１０４ ＣＩパリティ、１２０ デジタル情報記録再生装置、１３０ メモリ、１３２ メモリインタフェース回路、１３４ 誤り訂正符号器、１３６ マイコン、１３８ インタリーブ回路、１４０ 記録再生系回路、１４２ デインタリーブ回路、１４４ 誤り訂正復号器、１５０ ＣＮ符号器、１５２ スイッチ、１５４ ＣＯ符号器、１５６ＣＩ符号器、１６０ ＣＮ復号器、１６２ スイッチ、１６４ ＣＩ復号器、１６６ ＣＯ復号器。
Claims (13)
- 第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向に論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックを記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段に接続され、前記記憶手段に格納されているデータの種類に応じて、前記データブロックを構成するサブブロックに、サブブロック単位で誤り訂正符号を付加するサブブロック単位誤り訂正符号付加手段と、
前記記憶手段および前記サブブロック単位誤り訂正符号付加手段の出力にそれぞれ接続された第１および第２の入力と、前記誤り訂正符号を用いた誤り訂正を行なうか否かを示す制御信号が与えられる第３の入力とを有し、前記第３の入力に与えられる制御信号の値に基づいて、前記第１の入力に入力されるデジタルデータまたは前記第２の入力に入力されるデジタルデータのいずれかを選択して出力するための選択手段と、
前記選択手段の出力に接続され、前記選択手段の出力する前記論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックに対して、前記第１の方向および第２の方向に沿ってそれぞれ算出される第１および第２の誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号付加手段と、
前記誤り訂正符号が付加されたデータブロックを特定するための管理情報を出力する出力手段とを含む、デジタル情報符号化装置。 - 前記サブブロック単位誤り訂正符号付加手段は、前記データブロックを構成するサブブロックを前記誤り訂正符号に置換する、請求項１に記載のデジタル情報符号化装置。
- 前記出力手段は、前記管理情報を前記デジタルデータに関連付けて記録する記録手段を含む、請求項１または２に記載のデジタル情報符号化装置。
- 前記サブブロック単位誤り訂正符号付加手段は、前記第１の方向および前記第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を付加する選択付加手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のデジタル情報符号化装置。
- 前記選択付加手段は、前記２次元配列を斜め方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を付加するための手段を含む、請求項４に記載のデジタル情報符号化装置。
- さらに、サブブロック単位で、予め定められた条件に従って前記制御信号を生成して前記選択手段の前記第３の入力に与えるための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデジタル情報符号化装置。
- 前記サブブロック単位誤り訂正符号付加手段は、前記第１の方向および前記第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して誤り訂正符号を算出し、前記サブブロック内の複数箇所に分散して、算出された前記誤り訂正符号を付加するための誤り訂正符号分散付加手段を含む、請求項１に記載のデジタル情報符号化装置。
- 前記デジタル信号は、信号の再生時に必要とされる、所定長の同期信号を含み、
前記誤り訂正符号分散付加手段は、分散されてサブブロック内に配置される前記誤り訂正符号の間の間隔が、前記同期信号の前記所定長と予め定める関係にあるように前記誤り訂正符号を配置する、請求項７に記載のデジタル情報符号化装置。 - 第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向に論理的に２次元配列され、かつ前記第１の方向および第２の方向に沿って算出された誤り訂正符号が付加されたデジタルデータのデータブロックを記憶するための記憶手段と、前記データブロックの各々は複数個のサブブロックを含み、かつ前記サブブロックの少なくとも一部にはサブブロック単位で算出された誤り訂正符号が付加されていることがあり、
前記誤り訂正符号が付加されているサブブロックを特定する管理情報を読み出す読出手段と、
前記管理情報に基づいて、前記データブロックが前記サブブロック単位で誤り訂正処理 を行なう対象であるか否かを判断する判断手段と、
前記記憶手段に接続され、前記判断手段による判断の結果に基づいて、サブブロックに付加された前記誤り訂正符号を用いてサブブロック単位で誤り訂正処理を行なうためのサブブロック単位誤り訂正手段と、
前記記憶手段および前記サブブロック単位誤り訂正手段の出力にそれぞれ接続された第１および第２の入力と、前記誤り訂正符号を用いた誤り訂正を行なうか否かを示す制御信号が与えられる第３の入力とを有し、前記第３の入力に与えられる制御信号の値に基づいて、前記第１の入力に入力されるデジタルデータまたは前記第２の入力に入力されるデジタルデータのいずれかを選択して出力するための選択手段と、
前記選択手段の出力に接続され、前記選択手段の出力する前記論理的に２次元配列されたデジタルデータのデータブロックに付加された前記第１の方向および第２の方向への第１および第２の誤り訂正符号を用いて、前記データブロックの誤り訂正を行なうための誤り訂正手段とを含む、デジタル情報復号化装置。 - 前記サブブロック単位誤り訂正手段は、前記第１の方向および前記第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して、サブブロックに付加された前記誤り訂正符号を用いてサブブロック単位で誤り訂正を行なうための手段を含む、請求項９に記載のデジタル情報復号化装置。
- 前記誤り訂正を行なうための前記手段は、前記２次元配列を斜め方向に沿って選択したデジタルデータに対して、前記サブブロックに付加された前記誤り訂正符号を用いてサブブロック単位で誤り訂正を行なうための手段を含む、請求項１０に記載のデジタル情報復号化装置。
- さらに、サブブロック単位で、予め定められた条件に従って前記制御信号を生成して前記選択手段の前記第３の入力に与えるための手段を含む、請求項９〜１１のいずれかに記載のデジタル情報復号化装置。
- 前記サブブロックに付加された前記誤り訂正符号は、前記サブブロック内の複数箇所に分散して配置されており、前記サブブロック単位誤り訂正手段は、前記第１の方向および前記第２の方向のいずれとも異なる方向に沿って選択したデジタルデータに対して、前記サブブロック単位で、かつサブブロック内の複数箇所に分散して配置された誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行なうための分散誤り符号による誤り訂正手段を含む、請求項９に記載のデジタル情報復号化装置。
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