JP3729129B2

JP3729129B2 - 符号化方法、符号化装置及び記録方法

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Publication number: JP3729129B2
Application number: JP2001398679A
Authority: JP
Inventors: 淳速水
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003198376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は符号化方法、符号化装置及び記録方法に係り、特にディジタル入力データを記録媒体に記録あるいは伝送媒体を介して伝送するために適する符号語に変換するための符号化方法、符号化装置及び変換した符号語を記録媒体に記録する記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁気記録媒体、光ディスク等の光記録媒体にディジタル情報を記録するための符号化方法として、ランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たす符号語列を得る符号化方法が用いられている。ここで、ランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ、ｋ）は、符号語中の論理値「１」と「１」との間の論理値「０」の数が最小でｄ個であり、符号語中の論理値「１」と「１」との間の論理値「０」の数が最大でｋ個である規則を示している。
【０００３】
このランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすようにディジタル情報を符号化する方法には、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に採用されているＥＦＭＰｌｕｓ等のブロック符号化と、磁気記録でよく用いられてきたＲＬＬ（１，７）に代表される可変長符号化がある。
【０００４】
前者は８ビットのデータビットに対して１６ビットの符号語が必ず割り当て可能な符号化テーブルを用いて符号化を行うもので、符号化の際にはＲＬＬ（ｄ、ｋ）制限を満たすための例外はあるものの、８ビットのデータは１６ビットに必ず変換が可能である。一方、後者は２ビットデータを３ビット符号語に変換するのが基本であるが、ＲＬＬ（ｄ、ｋ）制限を満足するために４ビットを６ビット、さらに６ビットを９ビットのように入力ビットパターンによって符号化の拘束長が異なる変換をすることが一般的に用いられてきた。
【０００５】
例えば、特開平９−２３２９６３号公報では可変長符号の効果的な符号化方法について提案がなされている。すなわち、この従来の符号化方法は、基本データ長がｍビットのデータを基本符号長がｎビットの可変長符号に変換するに際し、連続したときランが無限大となる符号の所定の位置のビットを不確定ビットとすると共に、最下位ビットから上位ビット側に連続する所定の数の０又は１を有する符号であって、その０又は１の数と、次に続く符号の最上位ビットから下位ビット側に連続する０又は１の数の最大値との和が、最大ランｋより大きくなる符号の、最下位ビットから上位ビット側に連続する０又は１の所定の位置のビットを不確定ビットとして、前記基本データ長がｍビットのデータを、前記基本符号長がｎビットの可変長符号に変換するステップと、変換された可変長符号において連続する数が最小ランｄ以上にならない連続する０又は１を検出するステップとを備える方法であり、不確定ビットを含む符号と不確定ビットを含まない符号とを同様に取り扱うことができるようにした方法である。
【０００６】
また、特開平１１−３４６１５４号公報では、最大拘束長が８ビット（２ビットを符号化単位とすると拘束長は４）のＲＬＬ（１，７）について提案がなされ、更にその符号化方法について明示されている。すなわち、この従来の符号化方法では、データ列の要素内の「１」の数と、変換される符号語列の要素内の「１」の数を、２で割った時の余りが、どちらも１又は０で一致するような変換規則、最小ランｄの連続を有限回数以下に制限する第１の置き換えコード、及びラン長制限を守るための第２の置き換えコードを有する変換テーブルで変換処理を行うことにより、少ない冗長度でＤＳＶ（Digital Sum Value）制御を行うことができるようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、特開平９−２３２９６３号公報記載の従来の符号化方法によれば、変換された符号語に不確定な要素を含むため、不確定ビットの処理とに拘束長の判別をしながら符号化を行わなければならなく、符号化器が複雑になるという問題を有している。また、特開平１１−３４６１５４号公報記載の従来の符号化方法によれば、可変長符号によるための拘束長判定を行わなければならない等の処理を必要とする。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、拘束長が異なる可変長符号に対して、ブロック符号の符号化器のように常に同一の符号ビットを出力が可能で、拘束長が異なる符号に対しても簡単な符号化アルゴリズムで符号化が可能な符号化方法、符号化装置及び記録方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の符号化方法は、入力ビット系列に対して、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）で表される所定のランレングス制限規則を満たす符号語列を可変長符号による符号化規則に従って得るために、符号化の際の最大拘束長がＮ（Ｎは２以上の整数）の可変長符号規則で入力ビット系列の可変長符号化を行うに際し、可変長符号規則に従い予め定めたＭ個（Ｍは２以上の整数）の符号化テーブル要素を用意すると共に、これらＭ個の符号化テーブル要素を参照して入力ビット系列のｍビット（ｍは３以上の整数）を符号化テーブル要素に入力し、所定のｎビット（ｎはｍより小なる２以上の定数）毎の符号語ビットを符号化テーブル要素から選択し、出力符号語列として拘束長を検出することなく、可変長符号化を行い、所定のフレーム区切りで予め所定のパターンの同期語を挿入する際、出力符号語の長さを完結させ、所定のデータ入力ビット間隔でＤＳＶ制御ビットが挿入され、ＤＳＶ制御ビットによって出力符号語のＤＳＶ制御を行うことを特徴とすることを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、本発明の符号化方法は、Ｍ個の符号化テーブル要素の各々は、一又は二以上のｍビットの入力ビットに対応して、ｎビットの出力符号語と、符号語の間を直接結合しても、所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用する、Ｍ個の符号化テーブル要素のうちの一の符号化テーブル要素を特定する状態情報とが対応付けられて格納された構成とされ、入力ビット系列のｍビットをｐビット（ｐはｍより小なる整数）毎にシフトしながら符号化テーブルに入力し、符号化テーブル要素のうち状態情報が示す符号化テーブル要素を参照しシフトする毎に入力ビットのｐビットを所定のｎビット毎の符号語に変換し、出力符号語の長さを完結させるために、ｍビットの入力ビットに対するｎビットの出力符号語と、符号語と同期語との間を結合したときに、所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用するＭ個の符号化テーブル要素のうちの所定の符号化テーブル要素を選択する状態情報とが対応付けられたターミネートテーブルを用いることを特徴とする。
【００１２】
この発明では、Ｍ個の符号化テーブル要素のうち状態情報が示す符号化テーブル要素を参照して入力ビットのｐビットを所定のｎビット毎の符号語に変換し、また、出力符号語の長さを完結させるために、上記の符号化テーブル要素と同様の構成のターミネートテーブルを使用するようにしたため、拘束長を判断することなく、ブロック符号の符号化器のように常に同一のｎビットの符号語ビットを出力してもＲＬＬ（ｄ，ｋ）制限を満足する可変長符号化された符号語を得ることができると共に、ターミネートテーブルを使用することで、拘束長を判断することなく符号語の終端ができる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、本発明の符号化装置は、入力ビット系列に対して、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）で表される所定のランレングス制限規則を満たす符号語列を可変長符号による符号化規則に従って得るために、符号化の際の最大拘束長がＮ（Ｎは２以上の整数）の可変長符号規則で入力ビット系列を可変長符号化する符号化装置において、可変長符号規則に従い予め定めたＭ個（Ｍは２以上の整数）の符号化テーブル要素を用意すると共に、これらＭ個の符号化テーブル要素の各々は、一又は二以上のｍビット（ｍは３以上の整数）の入力ビットに対応して、ｎビット（ｎはｍより小なる２以上の定数）の出力符号語と、符号語の間を直接結合しても、所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用する、Ｍ個の符号化テーブル要素のうちの一の符号化テーブル要素を特定する状態情報とが対応付けられて格納された構成とされ、これらＭ個の符号化テーブル要素のうち状態情報が示す符号化テーブル要素を参照して入力ビットのｐビット（ｐはｍより小なる整数）を所定のｎビット毎の符号語に変換する符号化手段と、符号化手段から出力される符号語の所定のフレーム区切りで所定のパターンの同期語を挿入すると共に、その同期語挿入の際に、直前の符号語の長さを完結させる同期語挿入手段と、同期語が挿入された符号語列に対し、所定のデータ入力ビット間隔でＤＳＶ制御ビットを挿入した後、ＤＳＶ制御ビットによって符号語のＤＳＶ制御を行うＤＳＶ制御手段とを有する構成としたものである。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、本発明の記録方法は、入力ビット系列に対して、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）で表される所定のランレングス制限規則を満たす符号語列を可変長符号による符号化規則に従って得るために、符号化の際の最大拘束長がＮ（Ｎは２以上の整数）の可変長符号規則で入力ビット系列の可変長符号化を行い、得られた符号語列を記録媒体に記録するに際し、可変長符号規則に従い予め定めたＭ個（Ｍは２以上の整数）の符号化テーブル要素を用意すると共に、これらＭ個の符号化テーブル要素の各々は、一又は二以上のｍビット（ｍは３以上の整数）の入力ビットに対応して、ｎビット（ｎはｍより小なる２以上の定数）の出力符号語と、符号語の間を直接結合しても、所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用する、Ｍ個の符号化テーブル要素のうちの一の符号化テーブル要素を特定する状態情報とが対応付けられて格納された構成とされており、これらＭ個の符号化テーブル要素のうち状態情報が示す符号化テーブル要素を参照して入力ビットのｐビット（ｐはｍより小なる整数）を所定のｎビット毎の符号語に変換し、変換した符号語の所定のフレーム区切りで所定のパターンの同期語を挿入すると共に、その同期語挿入の際に、直前の符号語の長さを完結させ、同期語が挿入された符号語列に対し、所定のデータ入力ビット間隔でＤＳＶ制御ビットを挿入した後、ＤＳＶ制御ビットによって符号語のＤＳＶ制御を行い、ＤＳＶ制御された符号語列を記録媒体に記録することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる符号化装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図において、入力データは１７符号化部１１に供給され、ここで同期語付加、ＤＳＶ制御等の処理が施されると共に、後述する符号化テーブル１１１を基にして、ランレングス制限規則ＲＬＬ（１，７）による符号化がなされ、入力データの１１ビット毎にその上位２ビットを３ビットに変換した符号語が出力される。
【００１７】
１７符号化部１１より取り出された符号語は、ＮＲＺＩ変換回路１２でＮＲＺＩ変換されることにより、ランレングス制限規則ＲＬＬ（１，７）を満足する最小ラン長１で、最大ラン長７の符号語列（記録データ）とされた後、出力バッファ１３に送出される。その後、レーザ駆動回路によって記録媒体の一例の光ディスクに記録されたり、磁気ヘッド駆動回路によって磁気記録媒体に記録される（いずれも図示せず）。勿論、出力バッファ１３からの記録データは、更に伝送路符号化がなされて、伝送媒体を介して伝送されてもよい。
【００１８】
図２は図１中の１７符号化部の一実施の形態のブロック図を示す。図２において、入力データは、図示せぬビット同期クロックで駆動されるシフトレジスタ１１０を経由して、符号化テーブル１１１に入力される。符号化テーブル１１１は、状態情報（テーブル要素）Ｓｋが”０”から”５”までの６つの状態の符号化テーブル部から構成される。符号化テーブル１１１の構成についての詳細は後述する。
【００１９】
符号化テーブル１１１へはシフトレジスタ１１０に蓄えられたビットパターンと共に、符号化テーブル１１１から出力される状態情報Ｓｋが入力され、状態情報Ｓｋによって定まる状態の符号化テーブル要素のビットパターンとの比較がなされ、３ビットの出力情報と共に次に選択される状態情報Ｓｋ＋１が出力される。シフトレジスタ１１０はこの実施の形態では２ビット毎のシフトがなされる。
【００２０】
次に、符号化テーブル１１１の構成例について、図３の符号化規則に従って構成した例をとって図４乃至図８と共に詳細に説明する。まず、符号化テーブル１１１の前提である図３に示す符号化規則について説明する。図３は、前述した特開平１１−３４６１５４号公報に記載されているＲＬＬ（１，７）符号の変換規則（変換テーブル）を示しており、同期語、あるいはターミネーションテーブル等、本発明に直接係らない部分は省略してあるが、ターミネーション部分についても本発明によって実現は可能である。
【００２１】
なお、ここでは一例として符号化規則の変換テーブルとして上記の公報記載のものを例にとって説明するが、これ以外の変換規則であっても、以後説明をする実施の形態と同様の考え方により符号語に変換することは可能であることは明らかである。
【００２２】
図３に示す変換テーブルは、変換コードとしてそれがないと変換処理ができない基礎コード（データ”１１”から”００００００”までのコード）と、それが無くても変換処理は可能であるが、それがあると、より効果的な変換処理が可能となる置き換えコード（データ”１１０１１１”、”００００１００００”、”００００００００”のコード）及び符号を任意の位置で終端させるための終端コード（データ”００”、”００００”のコード）を含んでいる。また、この変換テーブルには同期信号も規定されている。
【００２３】
また、図３に示す変換テーブルは、最小ランｄ＝１、最大ランｋ＝７で、基礎コードの要素に不確定符号（＊を含む符号）を含んでいる。不確定符号は、直前及び直後の符号語列の如何によらず、最小ランｄ＝１と最大ランｋ＝７を守るように”０”か”１”に決定される。例えば、変換する２ビットが”１１”であった場合、その直前の符号語列の１チャンネルビットが”１”である場合、最小ランｄ＝１を守るため、２ビットのデータ”１１”は符号語”０００”に変換され、直前の符号語列の１チャンネルビットが”０”である場合、最大ランｋ＝７を守るため、２ビットのデータ”１１”は符号語”１０１”に変換される。
【００２４】
更に、入力データが”１１０１１１”であるときには、更に後に続く符号語列を参照して”０１０”であるときには、このデータは”００１００００００”に変換され、後に続く符号列が”０１０”以外のときには、入力データは２ビット単位（”１１”、”０１”、”１１”）で符号語に変換されるので、符号語＊０＊、”０１０”、＊０＊に変換される。
【００２５】
この図３に示す変換テーブルによれば、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）制限において、ｄ＝１、ｋ＝７で符号化レートが２／３の符号化規則の下で、データビットの１の偶奇性と符号ビットの偶奇性とが等しい符号化が可能であり、ｄ＝１、すなわち記録データで２Ｔの繰り返しを制限可能な符号化を行うことが可能である。
【００２６】
次に、図３において、拘束長が１の場合は表１のように表される。
【表１】

【００２７】
これらの符号語のうち、＊０＊は前述したように、直前の符号ビットが”０”の場合は”１０１”に、”１”の場合は”０００”と定められている。そこで、テーブル要素０（状態Ｓｋ＝０）を直前の符号ビットが”０”の場合、テーブル要素１（状態Ｓｋ＝１）を直前の符号ビットが”１”の場合とすると、図４に示すような２つのテーブル要素（状態Ｓｋ）を持つ符号化テーブルが拘束長１の符号語について構成できる。
【００２８】
図４において、Ｄｋは入力データビットを示し、Ｃｋは出力符号語であって、左の数値が１０進数、右の数値が２進数の表記を示し、またＳｋ＋１は符号語の間を直接結合しても、所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（１，７）を満たすような次の出力符号語を得るために次の入力データビットを変換するのに使用するテーブル要素（状態情報）を示す（後述する他の図５〜図８も同様）。
【００２９】
次に、図３において、拘束長が２の場合は表２のように表される。
【表２】

【００３０】
表２に示すように、拘束長が２の符号語は３種類あり、これは前のビットに拘らず、データが”００１Ｘ”（Ｘは不定；以下同じ）の場合には、データ”００”に対する符号ビットが”０１０”で与えられ、”０００１”の場合は符号ビットが”０００”になることを表している。そこで、図４に更にテーブル要素を加えて図５の符号化テーブルが構成される。
【００３１】
図５において、Ｓｋ＝２は拘束長が２の場合に遷移する状態であって、例えば、Ｓｋ＝０でＤｋ＝００が入力された後、Ｄｋ＝１０が入力された場合、最初の入力データ２ビットのＤｋ＝００はＳｋ＝０のテーブル要素０に無いので、続く入力データ２ビットのＤｋ＝１０をみると、上位３ビットが「００１」であるので、図５のＳｋ＝０のテーブル要素中のＤｋが「００１Ｘ」に対応した出力符号語Ｃｋである「０１０」が出力される。
【００３２】
続いて、Ｓｋ＝０のテーブル要素中のＤｋが「００１Ｘ」に対応した次の状態Ｓｋ＋１が２であるので、Ｓｋ＝２の状態のテーブル要素２に遷移をする。次に、入力データＤｋ「００」に続く入力データＤｋが「１０」であるので、Ｓｋ＝２の状態のテーブル要素２中のＤｋが「１０ＸＸ」に対応した出力符号語Ｃｋである「０００」が出力された後、「１０ＸＸ」に対応した次の状態Ｓｋ＋１が０であるので、またＳｋ＝０の状態のテーブル要素０に遷移する。
【００３３】
一方、図５において、例えば、Ｓｋ＝０でＤｋ＝００が入力された後、Ｄｋ＝０００又は００１が入力された場合、最初の入力データ２ビットのＤｋ＝００はＳｋ＝０のテーブル要素０に無いので、続く入力データ３ビットのＤｋ＝０００又は００１をみると、上位４ビットの「００００」も図５のテーブル要素には存在しない。この場合は、次に説明する拘束長３の符号化テーブルにより、Ｄｋの２ビットに対して出力符号語Ｃｋ＝１００が出力され、次の状態Ｓｋ＋１としてテーブル要素３に遷移をする。すなわち、拘束長が３の符号語は、図３から表３のように表される。
【００３４】
【表３】

【００３５】
表３に示すように、拘束長が３の符号語は４種類あり、これを満足するには、図５に更にテーブル要素を加えて図６に示すような符号化テーブルが構成できる。例えば、図６において、Ｓｋ＝０で、Ｄｋ＝００が入力された後、Ｄｋ＝００１が入力された場合、まず、Ｓｋ＝０のＤｋ＝００００１から符号語Ｃｋ＝０００が出力された後、状態２のテーブル要素２に遷移し、次のＤｋ＝００１の上位２ビットに対してＤｋ＝００１ＸＸから符号語Ｃｋ＝１００が出力されて、この符号の拘束長が２より大であって、次の状態としてＳｋ＝３に遷移をする。
【００３６】
ここで、次の入力データＤｋが「１０」であれば、テーブル要素３（Ｓｋ＝３）のテーブルから符号語Ｃｋとして「０００」を出力して状態Ｓｋ＝０のテーブル要素０に遷移する。従って、このときの入力ビット系列「００００１０」に対して、出力される符号語Ｃｋは「０００１０００００」となり、図３に示した符号化規則に則っていることがわかる。
【００３７】
図６の符号化テーブルにおいて、Ｓｋ＝３のテーブル要素３中、入力データ語の順序が「００ＸＸＸ」より「００００Ｘ」の方が上に配置されているのは、Ｄｋ＝００００Ｘに対する判定を先に行う必要があるためで、同様に「１０００Ｘ」の判定を「１０ＸＸＸ」より先に行う。すなわち、本テーブルは上から順にデータ語の比較を行って符号語を出力する配置をなしている。なお、Ｓｋ＝３に含まれるＳｋ＋１＝４については、拘束長が４になる場合のテーブル要素４であり、これについては次に説明する。
【００３８】
拘束長が４の符号語は、図３から表４のように表される。
【表４】

【００３９】
表４に示すように、拘束長が４の符号語は２種類あり、これを満足するには、図６に更にテーブル要素４を加えて図７に示すような符号化テーブルが構成できる。例えば、Ｓｋ＝０で、拘束長が４のデータ系列Ｄｋ＝００００１０００が入力された場合の動作は表５に示すようになる。
【００４０】
【表５】

すなわち、上記の入力データ系列に対して、図７に示す符号化テーブルの使用により出力符号語Ｄｋとして、「０００１００１００１００」が出力される。これは、図３に示した符号化規則と等しい結果が得られていることがわかる。
【００４１】
さて、入力データＤｋとして「１１０１１１」という例外条件が入ってきた場合を満足するには、図７の符号化テーブルでは満足ができない。そのため、例外条件を付加すると、図８のような符号化テーブルが構成される。例えば、「１１０１１１０００００」なるデータ系列Ｄｋが、Ｓｋ＝０の状態で入力されたとすると、その場合の入力データと出力符号語と次に使用するテーブル要素（Ｓｋ＋１）とは、図８の符号化テーブルを使用して、表６に示すように、入力データ２ビット毎に対応して３ビットの符号語が得られる。
【００４２】
【表６】

この表６からわかるように、図８に示す符号化テーブルを使用して得られる符号語は、図３に示した符号化規則と等しい結果が得られる。
【００４３】
以上のように、図２の符号化テーブル１１１は、図８に示すテーブル要素０（Ｓｋ＝０）から５（Ｓｋ＝５）までの６つのテーブル要素を備えた符号化テーブル部で構成することができ、図２のシフトレジスタ１１０は、１１ビットのシフトレジスタで構成され、１１ビットの比較によって符号化テーブルのＤｋの上位２ビットが符号語の３ビットに変換されると共に、次に遷移をする状態Ｓｋ＋１を出力する。
【００４４】
すなわち、本実施の形態によれば、１７符号化部１１は１１ビットのシフトレジスタ１１０に蓄えられた入力ビット系列のうち、上位２ビットの入力ビットに対して３ビットの固定長出力符号語を得ることができる。更に、次に符号化をする符号化テーブル要素を状態情報Ｓｋ＋１として出力し、Ｓｋ＋１に対応するテーブル要素で次の入力ビットを符号化していくことによって図３に示した可変長符号であっても、ブロック符号と同様な符号化が可能であることがわかる。
【００４５】
以上、本発明による基本変換のための符号化テーブルと符号化の基本的な部分の説明をした。
【００４６】
さて、本発明で扱う符号化は可変長符号であるために、図９に示すように所定の長さの同期語２１と符号語列２２から構成される同期フレーム化をする際には、符号語列の後端では符号語がターミネートされずに拘束長が次のビットにまで及んだ場合、同期語の挿入によってランレングス制限が満たされなくなり、最終フレームでデータ復号ができない等の不都合を生じる。このため同期フレームの後端ではターミネート処理を施すことが知られている（例えば前出の特開平１１−３４６１５４号公報）。
【００４７】
すなわち、上記の特開平１１−３４６１５４号公報記載の符号化方法では、入力データ”００”に対しては符号”０００”に変換し、入力データ”００００”に対しては符号”０１０１００”に変換する終端テーブルを拘束長が所定の場合に用いると共に、同期信号パターンの先頭の１ビットを接続用ビットとし、その値を終端テーブルを用いたときは”１”、用いないときは”０”とすることにより、同期信号を挿入するときに、その直前のデータを符号に変換することができなくなることを防止するようにしている。
【００４８】
これに対し、本発明では、図８の符号化テーブルと同様な構成の図１０に示す符号化テーブル構成のターミネートテーブル（終端テーブル）を、ターミネート処理のために用いる。次に、本発明におけるターミネート処理について説明する。
【００４９】
本実施の形態の符号化方法では、２データビット単位で符号化を行い、これをシンボルと呼ぶ。ターミネート処理では同期語または符号化するデータブロックの最終シンボルが「００」で終了する場合、最終シンボルとその一つ前が「００００」で終了する場合にそれぞれ「０００」、「０１０１００」なる符号語に変換をして符号語の終端を行う。
【００５０】
すなわち、本発明による符号化方法では、ターミネート処理において、図１０に示す符号化テーブル（ターミネートテーブル）を用い、「００」でデータが終了する場合に「０００」を出力し、また、「００００」でデータが終了する場合に「０１０」を出力した後Ｓｋ＋１＝４を出力し、図８のテーブル要素４の符号化テーブルに遷移して「１００」を出力してターミネートをする。なお、図１０において、入力データ「００」の際のＳｋ＋１＝ＸはＳｋ＋１を定める必要がないことを示す。
【００５１】
ターミネートがなされる時は、拘束長に従った符号化が終了して、「００００」または「００」がデータシンボルとして入力される場合であるから、Ｓｋ＝０，Ｓｋ＝１で符号化がなされる場合に限定される。それ以外はターミネートする必要がなく、図８の符号化テーブルに従って通常の符号化が可能である。
【００５２】
次に、ターミネートの処理動作を図１１のフローチャートに従って詳細に説明する。なお、図１１のフローチャートは下方向矢印がすべて判断で”ＹＥＳ”の分岐、横方向が”ＮＯ”の分岐となっている。
【００５３】
本実施の形態の１７符号化部１１は、まず、入力シンボルが最終シンボルの１シンボル前か最終シンボルであるか判定し（ステップＳ１、Ｓ２）、いずれでもないときには通常の処理を行い（ステップＳ３）、最終シンボルの一つ前の場合には、Ｓｋ＝０又は１であるか判定する（ステップＳ４）。Ｓｋ＝０及びＳｋ＝１のいずれでもないときには、通常の処理を行い（ステップＳ３）、Ｓｋ＝０又はＳｋ＝１であれば、入力シンボルが「００００ＸＸＸＸＸＸＸ」かどうかの判定を行う（ステップＳ５）。
【００５４】
ステップＳ５の判定がＹＥＳであれば図１０のターミネートテーブルに従い、最初の入力シンボル２ビットに対して符号語Ｃｋ「０１０」を出力し（ステップＳ６）、更にそのターミネートテーブルから次の符号化テーブル状態情報Ｓｋ＋１＝４を得て、図８に示したテーブル要素４の符号化テーブルに基づき、次の入力シンボル「００」に対して符号語Ｃｋ「１００」を出力し（ステップＳ７）、以上の結果、最終的に「０１０１００」なる符号語を得る。
【００５５】
また、最終シンボルの場合も、Ｓｋ＝０又は１であるか判定する（ステップＳ８）。Ｓｋ＝０及びＳｋ＝１のいずれでもないときには、通常の処理を行い（ステップＳ３）、Ｓｋ＝０又はＳｋ＝１であれば、入力シンボルが「００ＸＸＸＸＸＸＸＸＸ」かどうかの判定を行う（ステップＳ７）。ステップＳ７の判定がＹＥＳであれば図１０のターミネートテーブルに従い、最初の入力シンボル２ビットに対して符号語Ｃｋ「０００」を出力する（ステップＳ１０）。
【００５６】
すなわち、図１１の破線内に示すステップＳ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０の処理がターミネートテーブルによって行われる。ステップＳ７又はＳ１０の処理の後、同期語を付加して（ステップＳ１１）、ターミネート処理を終了する。なお、ステップＳ５及びＳ９の判定が否であれば、通常の処理が行われる（ステップＳ３）。
【００５７】
次に、本発明の符号化装置の他の実施の形態について説明する。図１２は本発明になる符号化装置の他の実施の形態の要部のブロック図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１２に示す符号化装置は、図１の１７符号化部１１に対応する部分の装置で、前記実施の形態と同様の符号化を行うと共に、ＤＳＶ制御ビットによるＤＳＶ制御を行う点に特徴があり、特開平１１−３４６１５４公報のＤＳＶ制御を例に取って動作の一例について説明をする。
【００５８】
入力データは、値が０又は１である１ビットのＤＳＶ制御ビットと共に選択器１１３に入力される。一方、タイミング制御部１１２は、所定のデータ入力ビット間隔でＤＳＶ制御ビットを挿入するタイミングに従って、選択器１１３を制御して入力データ中にＤＳＶ制御ビットを挿入させてシフトレジスタ１１０へ出力する。なお、タイミング制御部１１２は、図示せぬビット同期クロックをマスタクロックとして駆動されている。また、シフトレジスタ１１０は、１１ビットのシフトレジスタで、ビット同期クロックで駆動される。
【００５９】
符号化テーブル１１１を用いて、１１ビットのシフトレジスタ１１０に蓄えられた、選択器１１３からのＤＳＶ制御ビットが挿入された入力ビット系列のうち、上位２ビットの入力ビットに対して３ビットの固定長出力符号語を出力する符号化あるいは前述のターミネート処理が行われる。
【００６０】
符号化テーブル１１１から出力される符号語は選択器１１５に供給され、これによりＤＳＶ制御ビット０が付加された系列については第１の符号メモリ１１６に供給されて蓄えられ、ＤＳＶ制御ビット１が付加された系列については第２の符号メモリ１１７に供給されて蓄えられる。２系列の符号語の符号化は、例えば時分割処理等によって行うことが可能である。ここで、符号語メモリ１１６、１１７には、過去に出力符号語を出力した時点以降に入力された符号語列が蓄積される。
【００６１】
一方、選択器１１５から出力された２系列の符号語は、ＤＳＶ演算部１１８にもそれぞれ入力され、ここで第１の符号メモリ１１６に蓄えられる符号語のＤＳＶ値と、第２の符号メモリ１１７に蓄えられる符号語のＤＳＶ値とが演算され、更にそれらのＤＳＶ値の絶対値が大小比較される。メモリ制御部１１９は、ＤＳＶ演算部１１８によるＤＳＶ値の絶対値の大小比較の比較結果を受け、符号語メモリ１１６及び１１７のうち、ＤＳＶ値の小さい方の符号語列が蓄えられている方の符号語メモリからの符号語列を、タイミング制御部１１２からのタイミング信号に同期して、例えば図１のＮＲＺＩ変換回路１２へ出力する。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、ＤＳＶ制御を行いながら符号化を行うに際し、図８に示した符号化テーブル１１１を用いて固定長の符号化ができるので、符号語の拘束長を判断する必要がなく、効果的に符号化を行うことが可能であり、符号化の簡素化が図れるという特長がある。
【００６３】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、他の可変長符号についても以上の説明と同様な考えに基づいて、ブロック符号のように符号化テーブルを構成することが可能であり、本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。また、本発明には、上記したような符号化方法をコンピュータプログラムにより、実現させる符号化プログラムを含むものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ｍ個の符号化テーブル要素を参照して入力ビット系列のｍビットに対して所定のｎビット毎の符号語ビットを出力符号語として符号化し、更に同期語を挿入する際には出力符号語の長さを完結させて同期語を挿入した後、ＤＳＶ制御することにより、ブロック符号化器のように常に同一のｎビットの符号語ビットを出力できると共にＤＳＶ制御もできるようにしたため、ブロック符号の符号化と同様な符号化テーブルによって可変長符号化され、かつ、ＤＳＶ制御された、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）制限を満足する符号語を得ることができる。
【００６５】
また、本発明によれば、拘束長に縛られることなく、データビットパターンと状態情報とであたかも固定長符号化の如く符号化が可能な符号化方法及び符号化装置を実現できる。
【００６６】
更に、本発明によれば、ブロック符号の符号化テーブルと同様の構成のターミネートテーブルを使用して符号語の終端を行うようにしたため、拘束長を判断することなく、同期語の挿入点あるいはデータ終了点での符号語の終端ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の符号化装置の一実施の形態のブロック図である。
【図２】図１中の符号化部の一実施の形態のブロック図である。
【図３】特開平１１−３４６１５４号公報記載のＲＬＬ（１，７）符号の符号化規則である。
【図４】本発明で用いる符号化テーブル作成過程を説明するための図（その１）である。
【図５】本発明で用いる符号化テーブル作成過程を説明するための図（その２）である。
【図６】本発明で用いる符号化テーブル作成過程を説明するための図（その３）である。
【図７】本発明で用いる符号化テーブル作成過程を説明するための図（その４）である。
【図８】本発明で用いる符号化テーブルの一例を示す図である。
【図９】同期フレームの説明図である。
【図１０】本発明におけるターミネートテーブルの一例の構成を示す図である。
【図１１】本発明におけるターミネート処理の一例のフローチャートである。
【図１２】本発明になる符号化装置の他の実施の形態の要部のブロック図である。
【符号の説明】
１１１７符号化部
１２ＮＲＺＩ変換回路
１３出力バッファ
１４光ディスク
１５伝送路符号化部
１１０シフトレジスタ
１１１符号化テーブル
１１２タイミング制御部
１１３、１１５選択器
１１６、１１７符号メモリ
１１８ＤＳＶ演算部
１１９メモリ制御部

Claims

入力ビット系列に対して、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）で表される所定のランレングス制限規則を満たす符号語列を可変長符号による符号化規則に従って得るために、符号化の際の最大拘束長がＮ（Ｎは２以上の整数）の可変長符号規則で前記入力ビット系列の可変長符号化を行うに際し、
前記可変長符号規則に従い予め定めたＭ個（Ｍは２以上の整数）の符号化テーブル要素を用意すると共に、これらＭ個の符号化テーブル要素を参照して前記入力ビット系列のｍビット（ｍは３以上の整数）を前記符号化テーブル要素に入力し、
所定のｎビット毎（ｎはｍより小なる２以上の定数）の符号語ビットを前記符号化テーブル要素から選択し、
出力符号語列として拘束長を検出することなく、可変長符号化を行い、
所定のフレーム区切りで予め所定のパターンの同期語を挿入する際、前記出力符号語の長さを完結させ、
所定のデータ入力ビット間隔でＤＳＶ制御ビットが挿入され、
前記ＤＳＶ制御ビットによって前記出力符号語のＤＳＶ制御を行うことを特徴とする符号化方法。
前記Ｍ個の符号化テーブル要素の各々は、一又は二以上の前記ｍビットの入力ビットに対応して、前記ｎビットの出力符号語と、符号語の間を直接結合しても、前記所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用する、前記Ｍ個の符号化テーブル要素のうちの一の符号化テーブル要素を特定する状態情報とが対応付けられて格納された構成とされ、
前記入力ビット系列のｍビットをｐビット（ｐはｍより小なる整数）毎にシフトしながら符号化テーブルに入力し、
前記符号化テーブル要素のうち前記状態情報が示す符号化テーブル要素を参照しシフトする毎に前記入力ビットのｐビットを前記所定のｎビット毎の符号語に変換し、
前記出力符号語の長さを完結させるために、前記ｍビットの入力ビットに対する前記ｎビットの出力符号語と、符号語と前記同期語との間を結合したときに、前記所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用する前記Ｍ個の符号化テーブル要素のうちの所定の符号化テーブル要素を選択する状態情報とが対応付けられたターミネートテーブルを用いることを特徴とする請求項１記載の符号化方法。
前記所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）の最小ラン長ｄは１であり、最大ラン長ｋは７、前記ｐ＝２、ｎ＝３であることを特徴とする請求項２記載の符号化方法。
入力ビット系列に対して、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）で表される所定のランレングス制限規則を満たす符号語列を可変長符号による符号化規則に従って得るために、符号化の際の最大拘束長がＮ（Ｎは２以上の整数）の可変長符号規則で前記入力ビット系列を可変長符号化する符号化装置において、
前記可変長符号規則に従い予め定めたＭ個（Ｍは２以上の整数）の符号化テーブル要素を用意すると共に、これらＭ個の符号化テーブル要素の各々は、一又は二以上のｍビット（ｍは３以上の整数）の入力ビットに対応して、ｎビット（ｎはｍより小なる２以上の定数）の出力符号語と、符号語の間を直接結合しても、前記所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用する、前記Ｍ個の符号化テーブル要素のうちの一の符号化テーブル要素を特定する状態情報とが対応付けられて格納された構成とされ、これらＭ個の符号化テーブル要素のうち前記状態情報が示す符号化テーブル要素を参照して前記入力ビットのｐビット（ｐはｍより小なる整数）を前記所定のｎビット毎の符号語に変換する符号化手段と、
前記符号化手段から出力される符号語の所定のフレーム区切りで所定のパターンの同期語を挿入すると共に、その同期語挿入の際に、直前の前記符号語の長さを完結させる同期語挿入手段と、
前記同期語が挿入された符号語列に対し、所定のデータ入力ビット間隔でＤＳＶ制御ビットを挿入した後、前記ＤＳＶ制御ビットによって前記符号語のＤＳＶ制御を行うＤＳＶ制御手段と
を有することを特徴とする符号化装置。
前記所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）の最小ラン長ｄは１であり、最大ラン長ｋは７、前記ｐ＝２、ｎ＝３であることを特徴とする請求項４記載の符号化装置。
入力ビット系列に対して、ＲＬＬ（ｄ，ｋ）で表される所定のランレングス制限規則を満たす符号語列を可変長符号による符号化規則に従って得るために、符号化の際の最大拘束長がＮ（Ｎは２以上の整数）の可変長符号規則で前記入力ビット系列の可変長符号化を行い、得られた符号語列を記録媒体に記録するに際し、
前記可変長符号規則に従い予め定めたＭ個（Ｍは２以上の整数）の符号化テーブル要素を用意すると共に、これらＭ個の符号化テーブル要素の各々は、一又は二以上のｍビット（ｍは３以上の整数）の入力ビットに対応して、ｎビット（ｎはｍより小なる２以上の定数）の出力符号語と、符号語の間を直接結合しても、前記所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）を満たすような次の出力符号語を得るために次のｍビットの入力ビットを変換するのに使用する、前記Ｍ個の符号化テーブル要素のうちの一の符号化テーブル要素を特定する状態情報とが対応付けられて格納された構成とされており、
これらＭ個の符号化テーブル要素のうち前記状態情報が示す符号化テーブル要素を参照して前記入力ビットのｐビット（ｐはｍより小なる整数）を前記所定のｎビット毎の符号語に変換し、
変換した前記符号語の所定のフレーム区切りで所定のパターンの同期語を挿入すると共に、その同期語挿入の際に、直前の前記符号語の長さを完結させ、
前記同期語が挿入された符号語列に対し、所定のデータ入力ビット間隔でＤＳＶ制御ビットを挿入した後、前記ＤＳＶ制御ビットによって前記符号語のＤＳＶ制御を行い、
前記ＤＳＶ制御された符号語列を前記記録媒体に記録することを特徴とする記録方法。
前記所定のランレングス制限規則ＲＬＬ（ｄ，ｋ）の最小ラン長ｄは１であり、最大ラン長ｋは７、前記ｐ＝２、ｎ＝３であることを特徴とする請求項６記載の記録方法。