JP3803239B2 - 誤り訂正符号化及び復号装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤り訂正符号として複数の積符号を用いる誤り訂正符号化／復号方法、誤り訂正符号化／復号装置、およびそれらを用いた記憶／通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記憶媒体にデータを記憶する磁気テープ装置、磁気ディスク装置、光ディスク装置のような記憶装置や、通信回線あるいは無線を用いてデータを伝送する通信装置では、データの信頼性を確保するための技術として誤り訂正符号が用いられている。すなわち、例えば記憶装置では、原始データを誤り訂正符号化することによって記録データに冗長度を持たせることにより、データ中に幾らかの誤りが発生した場合であっても、再生データを誤り訂正（復号）することで原始データを無事に得ることができるようにしている。
【０００３】
以下、本明細書中では、１ビット、あるいは２ビット以上のビット群の、誤り訂正符号で扱うデータの所定のサイズの単位をバイトと称す。
【０００４】
誤り訂正符号の中で使用される「（ｎ，ｋ）符号」とは、固定サイズのｋバイトの原始データを固定サイズのｎバイトの符号語へと符号化するものである。また、「線形符号」とは、任意の２個の符号語の線形和が常に符号語となるものである。また、「組織符号」とは、原始データから冗長データを所定の方法により生成し、この冗長データを原始データに付加することで、原始データが符号語の特定の位置に含まれるように符号化するものである。
【０００５】
記憶媒体で発生する誤りには、通常、ランダム誤りとバースト誤りの２種類がある。ランダム誤りは、データのバイト位置に独立に発生する誤りであり、一方バースト誤りは、データ中の連続したバイトに発生する誤りである。ランダム誤りは、例えば、記憶媒体に存在する比較的小さく局部的な欠陥等で発生し、一方、バースト誤りは、記憶媒体に存在する比較的大きな傷や汚れ等で発生する。
【０００６】
上述したランダム誤りとバースト誤りの両方に対して良好な訂正能力を持つ誤り訂正符号として、積符号が知られている。図１７は、ｋＶ×ｋＨバイトの原始データを、（ｎＶ，ｋＶ）線形組織符号である符号Ｖと（ｎＨ，ｋＨ）線形組織符号である符号Ｈを用いた、ｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号によって符号化した積符号符号語の、データ配置および記録順を示す図である。この例では、符号Ｈの１個の符号語の冗長データはｒＨ＝ｎＨ−ｋＨバイトであり、符号Ｈは通常の訂正で最大ｒＨ÷２バイトの誤りを訂正できる。また符号Ｖの１個の符号語の冗長データはｒＶ＝ｎＶ−ｋＶバイトであり、符号Ｖは誤り位置が未知であれば通常訂正で最大ｒＶ÷２バイトの誤りを訂正でき、誤り位置が既知であれば消失訂正で最大ｒＶバイトの誤りを訂正できる。
【０００７】
以下、上述の積符号符号語を用いたデータの符号化／復号化および記録／再生について説明する。
【０００８】
データの記録時は、まず、ｋＶ×ｋＨバイトの原始データを、ｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列Ｄｓに配置する。次に、Ｄｓの縦方向、すなわちｋＶバイトから成る各列を符号Ｖで符号化し、各列に生成されるｒＶバイトの冗長データを付加する。こうして、ＤｓにｒＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列Ｖｓが付加され、２次元配列全体はｎＶバイト×ｋＨバイトとなる。次に、ＤｓおよびＶｓの横方向、すなわちｋＨバイトから成る各行を符号Ｈで符号化し、各行に生成されるｒＨバイトの冗長データを付加する。こうして、ＤｓおよびＶｓにｎＶバイト×ｒＨバイトの２次元配列ＨｓおよびＸｓが付加され、最終的に２次元配列全体はｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語となる。この各列は符号Ｖ符号語となり、各行は符号Ｈ符号語となる。（まずＤｓを符号Ｈで符号化してＨｓを付加し、それらを符号Ｖで符号化してＶｓおよびＸｓを付加しても、同じ積符号符号語となる。）
本明細書中では、記憶装置が、データを記録／再生する際に記憶媒体にアクセスするデータの所定のサイズの単位を、以下、ＥＣＣブロックと称す。
【０００９】
一般の記憶装置では、上述のように得られた積符号符号語をＥＣＣブロックとして、ｎＶ個存在する行を上段から順に記憶媒体に記録する。したがって、各行の符号語の記録においては、ｎＨ個存在するバイトを図中矢印の方向で順に記録する。
【００１０】
記憶装置においては一般に、図１８のように、上述した一行分ｋＨのデータであるセクタデータ１８０１は、ユーザデータ１８１１の他に、ＩＤ１８１２（アドレス）や制御情報１８１３、ユーザデータに対するＥＤＣ１８１４（ユーザデータに対する誤り検出符号の冗長データ）等から成っており、記憶装置はこれを符号化した上で、順に記憶媒体に記憶している。
【００１１】
又、他の記憶装置では、Ｄｓ内の幾つかの行にＩＤが存在し、記録の際にはまずＤｓおよびＨｓに横たわってｋＶ個存在する行のうち所定個数の行を上段から順に記録し、次にＶｓおよびＸｓに横たわってｒＶ個存在する行のうち所定個数の行を上段から順に記録、すなわちＤｓおよびＨｓの行とＶｓおよびＸｓの行を交互に記録するものもある。
【００１２】
後者の記録装置で記録すると、記憶媒体上のＥＣＣブロック中に複数存在するＩＤが所定間隔で存在することとなるため、データのシーク時にＩＤを参照する場合に、ＩＤを参照できるまでの最大待ち時間が比較的小さいという利点がある。
【００１３】
一方、データの再生時には、入力される再生データを図１７の積符号符号語枠に配置し、復号を行う。耐バースト誤りの復号としては、まず、符号Ｈの各符号語の通常訂正を行い、その結果、訂正不能となった符号語の全てのバイトに消失フラグを立てる。次に、この消失フラグを用いて符号Ｖの各符号語の消失訂正を行う。符号Ｖの各符号語は、それぞれ消失訂正によって最大ｒＶバイトの誤りを訂正できるため、ＥＣＣブロックとしては耐バースト誤り復号によって最大ｒＶ×ｎＨバイト程度の長さのバースト誤りを訂正可能である。この耐バースト誤り復号の他にも、積符号には、反復復号法等、信頼性を向上させるための様々な復号法が存在する。
【００１４】
なお、誤り訂正符号の詳細については、今井秀樹著「符号理論」（電子情報通信学会編、１９９０）等を参照されたい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した符号化／復号化方法を用いることによって、記憶媒体上に傷や埃が存在し、結果として再生データにバースト誤りが存在したとしても、その大きさがＥＣＣブロックが訂正可能なバースト誤りの最大長以下であれば、再生装置は原始データを無事に得ることができる。
【００１６】
しかしながら、例えば、記憶媒体の線密度が１００バイト／１ｍｍであり、ＥＣＣブロックの訂正可能バースト誤り最大長が５００バイトであれば、長さ５ｍｍを超える傷や埃が記憶媒体上に存在し、結果として、再生データに長さ５００バイトを超えるバースト誤りが発生した場合には、ＥＣＣブロックはそのバースト誤りについて訂正不能となり、再生装置は原始データを誤りなしに得ることができない。
【００１７】
このような場合、従来技術に示したように、図１７の積符号はｒＶ×ｎＨバイト程度の長さのバースト誤りを訂正可能である。したがって、この積符号をＥＣＣブロックとして訂正可能バースト誤り最大長を増大させるためには、符号Ｖの冗長データを増大すればよい。例えば、ｒＶのデータ量を２倍にすれば、ＥＣＣブロックの訂正可能バースト誤り最大長を２倍に増大することができる。
【００１８】
しかしながら、ｒＶを増大して訂正可能バースト誤り最大長を増大させると、ＥＣＣブロックの符号化率が減少してしまうという問題がある。すなわち、例えば記録装置であれば、記憶媒体のフォーマット効率が劣化してしまうという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、ＥＣＣブロックの符号化率を減少させず、すなわち従来の積符号と同程度の符号化率で、かつ積符号よりも訂正可能バースト誤り最大長が大きな、ＥＣＣブロックを生成／復号する誤り訂正符号化／復号方法を提供することにある。
【００２０】
さらなる本発明の目的は、複数のセクタのデータを原始データとして１個のＥＣＣブロックで扱う場合であって、ＥＣＣブロックが訂正不能となってしまうような誤りが発生した場合であっても、そのＥＣＣブロックに含まれる幾つかのセクタのデータは問題無く得ることができるような、ＥＣＣブロックを生成／復号する誤り訂正符号化／復号方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
係る課題を解決するために、本発明の誤り訂正符号化方法は、複数の積符号符号語を生成し、これら複数の積符号符号語の各行を１個ずつ、複数の積符号符号語について交互に出力する。
【００２２】
さらに、複数のセクタのデータをまとめて、１個のＥＣＣブロックとして符号化する。ランダム誤りが支配的に発生することが前提される場合には、同一セクタのデータは、１個の積符号符号語に含まれるようにデータ配置する。またバースト誤りが支配的に発生することが前提される場合には、出力において同一セクタのデータ中に他のセクタのデータを含まないようにデータ配置する。
【００２３】
さらに、原始データに複数のＩＤを含ませる場合に、ＥＣＣブロック中にＩＤが所定間隔で存在するように、各積符号符号語の各行を並び替えて出力する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、データの信頼性を確保するために誤り訂正の技術を用いる記憶装置および通信装置に共通して適用できるものであるが、以下では光ディスクを用いた記憶装置に適用した場合について説明する。なお、本明細書中のＥＣＣブロックの記録順を示す図では、行が上段から順に出力され、各行の出力においては図中の記録（送信）順の方向にバイトデータが出力される。
【００２５】
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２６】
図２は、本発明における誤り訂正符号化装置、および前記誤り訂正符号化装置を用いた記録装置の構成を示すブロック図である。記録装置２０１は、誤り訂正符号化装置２０２および信号記録系２０３から構成される。誤り訂正符号化装置は、データ配置部２１１、Ｖ符号化部２１２、およびＨ符号化部２１３から構成される。さらにデータ配置部２１１は、メモリ２１４を有する。信号記録系は、光ディスク２２１、信号変調部２２２、光学ヘッド２２３、および図示していないスピンドルモータから構成される。
【００２７】
図１は、本実施の形態の誤り訂正符号化装置２０２によって生成されるＥＣＣブロックのデータ配置および記録順を示す図である。
【００２８】
データ配置部２１１は、Ｎ×ｋＶ×ｋＨバイトの原始データを、Ｎ個のｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列Ｄｓ［０］，Ｄｓ［１］，…，Ｄｓ［Ｎ−１］に分割してメモリ内に配置し、さらにＤｓ［０］，Ｄｓ［１］，…，Ｄｓ［Ｎ−１］をＶ符号化部２１２およびＨ符号化部２１３へ送る。
【００２９】
次に、Ｄｓ［０］，Ｄｓ［１］，…，Ｄｓ［Ｎ−１］の各列に対してＶ符号化部２１２が（ｎＶ，ｋＶ）符号Ｖの符号化を行うとともに、各行に対してＨ符号化部２１３が（ｎＨ，ｋＨ）符号Ｈによる符号化を行い、その結果得られる冗長データをデータ配置部２１１へ送る。具体的には、０≦ｉ≦Ｎ−１の全てのｉについて、ｋＶバイト×ｋＨバイトのＤｓ［ｉ］に対して、Ｖ符号化部２１２が列方向の符号化によってｒＶバイト×ｋＨバイトの冗長データＶｓ［ｉ］を生成し、Ｈ符号化部２１３が行方向の符号化によってｋＶバイト×ｒＨバイトの冗長データＨｓ［ｉ］を生成し、ｒＶバイト×ｋＨバイトのＶｓ［ｉ］に対してＨ符号化部２１３が行方向の符号化によって、またはｋＶバイト×ｒＨバイトのＨｓ［ｉ］に対してＶ符号化部２１２が列方向の符号化によってｒＶバイト×ｒＨバイトの冗長データＸｓ［ｉ］を生成する。冗長データを受けたデータ配置部２１１は、冗長データをメモリ２１４内に配置し、結果としてＮ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語１０１，１０２，…，１０３を得る。その後、データ配置部２１１は、メモリ２１４内のＮ個の積符号符号語を、各積符号符号語の各行を１個ずつ、Ｎ個の積符号符号語について交互に、ＥＣＣブロックとして信号変調部２２２へ出力する。
【００３０】
以上により、（ｎＶ，ｋＶ）符号Ｖおよび（ｎＨ，ｋＨ）符号Ｈに基づく単一のｎＶ×ｎＨ積符号をＥＣＣブロックとする場合と比べて、符号化率は同程度で、訂正可能バースト誤り最大長はおよそＮ倍であるＥＣＣブロックを、誤り訂正符号化装置２０２は生成することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３２】
図４は、本実施の形態の誤り訂正符号化装置によって生成されるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を示した図である。なお、Ｌ×ｌ＝ｋＶであるとする。
【００３３】
まず、データ配置部２１１は、Ｌ×Ｎ個のｌ×ｋＨバイトのセクタＳｓ［０］，Ｓｓ［１］，…，Ｓｓ［Ｌ×Ｎ−１］から成るＮ×ｋＶ×ｋＨバイトの原始データを、Ｎ個のｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列に分割し、メモリ２１４内に配置する。ここで、データ配置部２１１は、ｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列１個がＬ個のｌバイト×ｋＨバイトのセクタの２次元配列から成るように配置する。さらにデータ配置部２１１は、これらＮ個のｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列をＶ符号化部２１２およびＨ符号化部２１３へ送る。
【００３４】
次に、Ｎ個のｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列の各列に対して、Ｖ符号化部２１２が（ｎＶ，ｋＶ）符号Ｖの符号化を行うとともに、Ｈ符号化部２１３が（ｎＨ，ｋＨ）符号Ｈの符号化を行い、得られる冗長データをデータ配置部２１１へ送る。冗長データを受けたデータ配置部２１１は、冗長データをメモリ２１４内に配置し、結果としてＮ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語４０１，４０２，…，４０３を得る。その後、データ配置部２１１は、メモリ２１４内のＮ個の積符号符号語を、各積符号符号語の各行を１個ずつ、Ｎ個の積符号符号語について交互に、ＥＣＣブロックとして信号変調部２２２へ出力する。
【００３５】
本実施の形態の例として、Ｎ＝２，ｋＶ＝１９２，ｎＶ＝２０８，ｋＨ＝１７２，ｎＨ＝１８２，Ｌ＝１６，ｌ＝１２である場合の、ＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を、図８に示す。この場合、ＥＣＣブロックは２個の積符号符号語８０１，８０２から成り、１セクタにつき２０６４バイトであり、３２個のセクタで１個のＥＣＣブロックを構成する。１セクタは、例えば、ユーザデータが２０４８バイト、ＩＤ（またはＩＤを所定の誤り訂正符号で符号化したもの）が６バイト、制御情報が６バイト、ＥＤＣが４バイトの計２０６４バイトで構成される。セクタＳｓ［ｉ］（０≦ｉ≦３１）の２０６４バイトのデータは、図８においてＤ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［２０６３］である。Ｖ１［ｉ］［ｊ］（０≦ｉ≦１７１，０≦ｊ≦１５）は、積符号符号語８０１の第ｉ＋１列に対する符号Ｖによる冗長データの第ｊ＋１バイトである。また、Ｈ１［ｉ］［ｊ］（０≦ｉ≦１９１，０≦ｊ≦９）は、積符号符号語８０１の第ｉ＋１行に対する符号Ｈによる冗長データの第ｊ＋１バイトである。また、Ｘ１［ｉ］［ｊ］（０≦ｉ≦１５，０≦ｊ≦９）は、積符号符号語８０１の第１９３＋ｉ行に対する符号Ｈによる冗長データの第ｊ＋１バイト（または、第１７３＋ｊ列に対する符号Ｖによる冗長データの第ｉ＋１バイト）である。同様にＶ２［ｉ］［ｊ］，Ｈ２［ｉ］［ｊ］，Ｘ２［ｉ］［ｊ］は積符号符号語８０２に対応するものである。
【００３６】
以上により、記憶媒体を介して発生する誤りがバースト誤りと比べてランダム誤りのほうが支配的に発生する場合に、再生時にＥＣＣブロック中の幾つかの積符号が訂正不能となりＥＣＣブロックとして訂正不能となった場合であっても、訂正不能とはならなかった積符号に含まれるセクタの原始データを無事に得ることができるようなＥＣＣブロックを、誤り訂正符号化装置２０２は生成することができる。
【００３７】
本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態における誤り訂正符号化装置２０２によって生成されるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を示す図である。ここで、Ｌ×ｌ＝ｋＶであるとする。
【００３９】
まずデータ配置部２１１は、Ｌ個のＮ×ｌ×ｋＨバイトのセクタＳｓ［０］，Ｓｓ［１］，…，Ｓｓ［Ｌ−１］のそれぞれを、Ｎ個のｌバイト×ｋＨバイトの２次元配列に、例えばＳｓ［０］をＳｓ'［０］［０］，Ｓｓ'［０］［１］，…，Ｓｓ'［０］［Ｎ−１］と分割し、それらのＮ個の分割を、Ｎ個のｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列に１個ずつ、メモリ２１４内に配置する。ここで、記録の際にそれぞれのセクタのデータ中に他のセクタのデータを含まないように配置する。さらにデータ配置部２１１は、これらＮ個のｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列をＶ符号化部２１２およびＨ符号化部２１３へ送る。次に、Ｎ個のｋＶバイト×ｋＨバイトの２次元配列の各列に対して、Ｖ符号化部２１２が（ｎＶ，ｋＶ）符号Ｖの符号化を行うとともに、Ｈ符号化部２１３が（ｎＨ，ｋＨ）符号Ｈの符号化を行い、得られる冗長データをデータ配置部２１１へ送る。冗長データを受けたデータ配置部２１１は、冗長データをメモリ２１４内に配置し、結果としてＮ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語５０１，５０２，…，５０３を得る。その後、データ配置部２１１はメモリ２１４内のＮ個の積符号符号語を、各積符号符号語の各行を１個ずつ、Ｎ個の積符号符号語について交互に、ＥＣＣブロックとして信号変調部２２２へ出力する。
【００４０】
本実施の形態の例として、Ｎ＝２，ｋＶ＝１９２，ｎＶ＝２０８，ｋＨ＝１７２，ｎＨ＝１８２，Ｌ＝３２，ｌ＝６の場合の、ＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を、図９に示す。この場合、ＥＣＣブロックは２個の積符号符号語９０１，９０２から成り、１セクタにつき２０６４バイトであり、３２個のセクタで１個のＥＣＣブロックを構成する。１セクタは、例えば、ユーザデータが２０４８バイト、ＩＤ（または、ＩＤを所定の誤り訂正符号で符号化したもの）が６バイト、制御情報が６バイト、ＥＤＣが４バイトの計２０６４バイトとして構成される。
【００４１】
セクタＳｓ［ｉ］（０≦ｉ≦３１）の２０６４バイトのデータは、図９においてＤ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［２０６３］である。Ｖ１［ｉ］［ｊ］（０≦ｉ≦１７１，０≦ｊ≦１５）は、積符号符号語９０１の第ｉ＋１列に対する符号Ｖによる冗長データの第ｊ＋１バイトである。また、Ｈ１［ｉ］［ｊ］（０≦ｉ≦１９１，０≦ｊ≦９）は、積符号符号語９０１の第ｉ＋１行に対する符号Ｈによる冗長データの第ｊ＋１バイトである。また、Ｘ１［ｉ］［ｊ］（０≦ｉ≦１５，０≦ｊ≦９）は、積符号符号語９０１の第１９３＋ｉ行に対する符号Ｈによる冗長データの第ｊ＋１バイト（または、第１７３＋ｊ列に対する符号Ｖによる冗長データの第ｉ＋１バイト）である。同様にＶ２［ｉ］［ｊ］，Ｈ２［ｉ］［ｊ］，Ｘ２［ｉ］［ｊ］は積符号符号語９０２のものである。
【００４２】
以上により、記憶媒体を介して発生する誤りがランダム誤りと比べてバースト誤りのほうが支配的に発生する場合に、再生時にＥＣＣブロックが訂正不能となった場合であっても、バースト誤りが発生しなかったセクタの原始データを無事に得ることができるようなＥＣＣブロックを、誤り訂正符号化装置２１１は生成することができる。
【００４３】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００４４】
図６は、本実施の形態の誤り訂正符号化装置によって生成されるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を示す図である。ここで、Ｍ×ｍｄ＝ｋＶ、Ｍ×ｍｒ＝ｒＶであるとし、０≦ｉ≦Ｎ−１のあるｉについて、図１のＤｓ［ｉ］にはｍｄ行毎にＩＤが存在するとする。
【００４５】
本実施の形態は、データ配置部２１１が図１のＮ個の積符号符号語１０１，１０２，…１０３を得るまでは、第１の実施の形態と同じである。
【００４６】
データ配置部２１１がＮ個の積符号符号語を得た後、データ配置部２１１は、０≦ｉ≦Ｎ−１の全てのｉについて、Ｄｓ［ｉ］およびＨｓ［ｉ］に横たわってｋＶ個存在する行と、Ｖｓ［ｉ］およびＸｓ［ｉ］に横たわってｒＶ個存在する行を、それぞれｍｄ個とｍｒ個ずつ行を交互に配置するようにメモリ２１４内を並び替え、Ｎ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語の並び替え６０１，６０２，…，６０３を得る。すなわち、データ配置部２１１は、ｋＶバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＤｓ［ｉ］とＨｓ［ｉ］との２次元配列を、Ｍ個のｍｄバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＤｓ'［ｉ］［０］とＨｓ'［ｉ］［０］との２次元配列，Ｄｓ'［ｉ］［１］とＨｓ'［ｉ］［１］との２次元配列，…，Ｄｓ'［ｉ］［Ｍ−１］とＨｓ'［ｉ］［Ｍ−１］との２次元配列に分割し、またｒＶバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＶｓ［ｉ］とＸｓ［ｉ］との２次元配列を、Ｍ個のｍｒバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＶｓ'［ｉ］［０］とＸｓ'［ｉ］［０］との２次元配列，Ｖｓ'［ｉ］［１］とＸｓ'［ｉ］［１］との２次元配列，…，Ｖｓ'［ｉ］［Ｍ−１］とＸｓ'［ｉ］［Ｍ−１］との２次元配列に分割し、これらｍｄバイト×ｎＨバイトの２次元配列とｍｒバイト×ｎＨバイトの２次元配列を交互に配置するようにメモリ２１４内のデータを並び替え、Ｎ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語の並び替えを得る。
【００４７】
その後、データ配置部２１１は、メモリ２１４内のＮ個の積符号符号語の並び替えを、各積符号符号語の並び替えの各行を１個ずつ、Ｎ個の積符号符号語の並び替えについて交互に、ＥＣＣブロックとして信号変調部へ出力する。
【００４８】
以上により、データのシーク時にＩＤを参照する場合に、ＩＤを参照できるまでの最大待ち時間が比較的小さいようなＥＣＣブロックを、誤り訂正符号化装置２１１は生成することができる。
【００４９】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。
【００５０】
図７は、本実施の形態の誤り訂正符号化装置によって生成されるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を示す図である。ここで、Ｎ×Ｍ×ｍｄ＝ｋＶ，Ｍ×ｍｒ＝ｒＶ，ｍｒ≦ｍｄであるとし、ｍｒ≦ｍｉ≦ｍｄのあるｍｉについて、０≦ｉ≦Ｎ−１の全てのｉ及び０≦ｊ≦Ｍ−１の全てのｊについて、図１のＤｓ［ｉ］の第ｍｄ×ｉ＋Ｎ×ｍｄ×ｊ＋ｍｉ行にはＩＤが存在するとする。
【００５１】
本実施の形態は、データ配置部２１１が図１のＮ個の積符号符号語１０１，１０２，…１０３を得るまでは、第１の実施の形態と同じである。データ配置部２１１がＮ個の積符号符号語を得た後、データ配置部２１１は、０≦ｉ≦Ｎ−１の全てのｉについて、Ｄｓ［ｉ］およびＨｓ［ｉ］に横たわってｋＶ個存在する行と、Ｖｓ［ｉ］およびＸｓ［ｉ］に横たわってｒＶ個存在する行を、それぞれｍｄ個とｍｒ個に分割し、ｎＶバイト×ｎＨバイトの２次元配列の中で所定間隔の行毎にＩＤが存在するように、ＥＣＣブロックの記録においても所定間隔でＩＤが存在するようにメモリ２１４内のデータを並び替え、Ｎ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語の並び替え７０１，７０２，…，７０３を得る。
【００５２】
すなわち、データ配置部２１１は、ｋＶバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＤｓ［ｉ］とＨｓ［ｉ］との２次元配列を、Ｎ×Ｍ個のｍｄバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＤｓ'［ｉ］［０］とＨｓ'［ｉ］［０］との２次元配列，Ｄｓ'［ｉ］［１］とＨｓ'［ｉ］［１］との２次元配列，…，Ｄｓ'［ｉ］［Ｎ×Ｍ−１］とＨｓ'［ｉ］［Ｎ×Ｍ−１］との２次元配列に分割し、またｒＶバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＶｓ［ｉ］とＸｓ［ｉ］との２次元配列を、Ｍ個のｍｒバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＶｓ'［ｉ］［０］とＸｓ'［ｉ］［０］との２次元配列、Ｖｓ'［ｉ］［１］とＸｓ'［ｉ］［１］との２次元配列，…，Ｖｓ'［ｉ］［Ｍ−１］とＸｓ'［ｉ］［Ｍ−１］との２次元配列に分割し、０≦ｊ≦Ｍ−１の全てのｊについて、ｍｄバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＤｓ'［ｉ］［Ｎ×ｊ＋ｉ］とＨｓ［ｉ］［Ｎ×ｊ＋ｉ］との２次元配列およびＤｓ'［ｉ］［Ｎ×ｊ＋ｉ＋１］とＨｓ［ｉ］［Ｎ×ｊ＋ｉ＋１］との２次元配列の間に、ｍｒバイト×ｎＨバイトの２次元配列であるＶｓ'［ｉ］［ｊ］とＸｓ'［ｉ］［ｊ］との２次元配列が隣接するようにメモリ２１４内のデータを並び替え、Ｎ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語の並び替えを得る。その後、データ配置部２１１は、メモリ２１４内のＮ個の積符号符号語の並び替えを、各積符号符号語の並び替えの各行を１個ずつ、Ｎ個の積符号符号語の並び替えについて交互に、ＥＣＣブロックとして信号変調部２２２へ出力する。
【００５３】
本実施の形態の例を、第２の実施の形態の例と合わせて説明する。
【００５４】
図１０は、第２の実施の形態の例を示す図８（Ｎ＝２、ｋＶ＝１９２、ｒＶ＝１６、ｎＶ＝２０８、ｎＨ＝１８２）において、本実施の形態の例でｍｄ＝６，ｍｒ＝１として各積符号符号語の各行を並び替えた場合の、ＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を示した図である。この場合、ＥＣＣブロックは２個の積符号符号語の並び替え１００１，１００２から成る。
【００５５】
データ配置部２１１は、０≦ｉ≦３１で偶数のｉに対しては、セクタＳｓ［ｉ］の２０６４バイトのデータＤ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［２０６３］のうち、Ｄ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［５］の６バイトとしてＩＤ（または、ＩＤを所定の誤り訂正符号によって符号化したもの）が存在するように、０≦ｉ≦３１で奇数のｉに対しては、セクタＳｓ［ｉ］の２０６４バイトのデータＤ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［２０６３］のうち、Ｄ［ｉ］［１０３２］，Ｄ［ｉ］［１０３３］，…，Ｄ［ｉ］［１０３７］の６バイトとしてＩＤ（または、ＩＤを所定の誤り訂正符号によって符号化したもの）が存在するように、原始データであらかじめ配置しておけばよい。そうすることで、このＥＣＣブロックでは、ＩＤは２２４６バイト毎に現れる。
【００５６】
また、本実施の形態の例を、第３の実施の形態の例と合わせて説明する。
【００５７】
図１１は、第３の実施の形態の例を示す図９（Ｎ＝２、ｋＶ＝１９２、ｒＶ＝１６、ｎＶ＝２０８、ｎＨ＝１８２）に第５実施例でｍｄ＝６、ｒ＝１として各積符号符号語の各行を並び替えた場合の、ＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録順を示す図である。この場合、ＥＣＣブロックは２個の積符号符号語の並び替え１１０１，１１０２から成る。
【００５８】
データ配置部２１１は、０≦ｉ≦３１で偶数のｉに対しては、セクタＳｓ［ｉ］の２０６４バイトのデータＤ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［２０６３］のうち、Ｄ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［５］の６バイトとしてＩＤ（または、ＩＤを所定の誤り訂正符号によって符号化したもの）が存在するように、０≦ｉ≦３１で奇数のｉに対しては、セクタＳｓ［ｉ］の２０６４バイトのデータＤ［ｉ］［０］，Ｄ［ｉ］［１］，…，Ｄ［ｉ］［２０６３］のうち、Ｄ［ｉ］［１７２］，Ｄ［ｉ］［１７３］，…，Ｄ［ｉ］［１７７］の６バイトとしてＩＤ（または、ＩＤを所定の誤り訂正符号によって符号化したもの）が存在するように、符号化前データであらかじめ配置する。このＥＣＣブロックでは、ＩＤは２２４６バイト毎に現れる。
【００５９】
以上により、データのシーク時にＩＤを参照する場合に、ＩＤを参照できるまでの最大待ち時間が比較的小さいようなＥＣＣブロックを、誤り訂正符号化装置２１１は生成することができる。
【００６０】
以上、第１から第５の実施の形態の説明では、データ配置部２１１は原始データや積符号符号語を２次元配列としてメモリ２１４内に配置するとして説明したが、メモリの形に関わらず、データ配置部２１１がＥＣＣブロックとすべきデータ配置を記録しておいて、それに基づいてメモリにアクセスしてもよい。
【００６１】
また、第４および５の実施の形態では、メモリ２１４内の積符号符号語の各行を並び替えるとしたが、データ配置部２１１がＥＣＣブロックのデータ配置の並び替えのパターンをあらかじめ記録し、その並べ替えの順にデータアクセスしてもよい。
【００６２】
さらに、第１から第５の実施の形態では、データ配置部２１１がデータをメモリ２１４内に２次元配列に配置した後に、Ｖ符号化部２１２およびＨ符号化部２１３による符号化を行うとしたが、これを、データ配置部２１１が原始データの一部を入手した時点で、これをＶ符号化部２１２およびＨ符号化部２１３へ送り、Ｖ符号化部２１２およびＨ符号化部２１３が符号化を開始するように実施することもできる。
【００６３】
また、データ配置部２１１がＮ個の積符号符号語を得た後に信号変調部２２２へ送るとしたが、これを、データ配置部２１１がＮ個の積符号符号語の一部を得た時点で信号変調部２２２への出力を開始するように実施することもできる。
【００６４】
図２の、第１から第５の実施の形態いずれかの誤り訂正符号化装置を用いた記録装置では、誤り訂正符号化装置２１１が出力するＥＣＣブロックに対して、信号変調部２２２はこれを記録に供する信号へと変調し、光学ヘッドへ送る。そうして光学ヘッドは、光ディスク上の目的の位置にこの信号を書き込む。こうして記録装置２０１は、（ｎＶ，ｋＶ）符号Ｖおよび（ｎＨ，ｋＨ）符号Ｈに基づく単一のｎＶ×ｎＨ積符号をＥＣＣブロックとする場合と比べて、符号化率は同等で、訂正可能バースト誤り最大長はおよそＮ倍であるＥＣＣブロックを記録ことができる。
【００６５】
図３は、本発明における誤り訂正復号装置、および前記誤り訂正復号装置を用いた再生装置の概略構成を示す該略図である。再生装置３０１は、誤り訂正復号装置３０２および信号再生系３０３から構成される。誤り訂正復号装置は、データ配置部３１１、Ｖ復号部３１２、およびＨ復号部３１３から構成される。さらにデータ配置部は、メモリ３１４を有する。信号再生系は、光ディスク３２１、信号復調部３２２、光学ヘッド３２３、および図示していないスピンドルモータから構成される。
【００６６】
第１から第５の実施の形態の誤り訂正符号化装置に対応する誤り訂正復号装置では、記憶媒体から得られる誤っているかもしれない長さＮ×ｎＶ×ｎＨバイトの再生データを、データ配置部３１１は、対応するＮ個のｎＶバイト×ｎＨバイトの積符号符号語枠にメモリ３１４内に配置し、さらにそれら積符号符号語枠をＶ復号部３１２およびＨ復号部３１３へ送る。次に、各積符号符号語枠に対して、一般の積符号の復号と同様にＨ復号部３１３およびＶ復号部３２２が連携して積符号の復号を行い、訂正結果をデータ配置部３１１へ送る。訂正結果を受けたデータ配置部３１１は、訂正結果に基づきメモリ３１４内の積符号符号語枠のデータを訂正し、結果として原始データを得る。
【００６７】
なお、データ配置部３１１は再生データを積符号符号語枠としてメモリ３１４内へ配置するとしたが、データ配置部３１１がＥＣＣブロックのデータ配置をあらかじめ記憶し、その記憶内容にしたがってメモリ３１４内のデータにアクセスしてもよい。なお、データ配置部３１２が積符号符号語枠に配置した後に復号を行うとしたが、これを、データ配置部３１１が再生データの一部を入手した時点で、これをＶ復号部３１２およびＨ復号部３１３へ送り、Ｖ復号部３１２およびＨ復号部３１３が復号を開始するように実施することもできる。
【００６８】
第２の実施の形態に対応する誤り訂正復号装置３０２では、ＥＣＣブロック中の幾つかの積符号が訂正不能となりＥＣＣブロックとして訂正不能となった場合であっても、記憶媒体を介して発生する誤りはバースト誤りと比べてランダム誤りのほうが支配的に発生する場合に、訂正不能とはならなかった積符号に含まれるセクタの原始データを無事に得ることができたと見なすことができる。
【００６９】
第３の実施の形態に対応する誤り訂正復号装置３０２では、ＥＣＣブロック中の幾つかの積符号が訂正不能となりＥＣＣブロックとして訂正不能となった場合であっても、記憶媒体を介して発生する誤りはランダム誤りと比べてバースト誤りのほうが支配的に発生する場合に、それぞれのセクタのデータに誤り（バースト誤り）が存在しているかどうかを符号Ｈによって、またはＥＤＣを用いて検査し判断することができ、その検査で問題無しとなったセクタの原始データを無事に得ることができたと見なすことができる。
【００７０】
第１から第５の実施の形態に対応する誤り訂正復号装置３０２を用いた再生装置３０１では、光学ヘッドは、光ディスク上の目的の位置から信号を読み出し信号復調部３２２へ送り、信号復調部３２２は、その信号に対して等価や復調等を行い、再生されたデータをＥＣＣブロックへ出力する。
【００７１】
第４あるいは５の実施の形態に対応する誤り訂正復号装置３０２、およびこれを用いた再生装置３０１では、光ディスク上の目的の位置をシークするためにＩＤを参照する場合、ＩＤはＥＣＣブロック中に所定の間隔で存在するため、ＩＤを参照できるまでの最大待ち時間が比較的小さい。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態について、光ディスクを用いた記憶装置に適用した例を挙げて説明したが、本発明は、磁気ディスク記憶装置や磁気テープ記憶装置等の一般の記憶装置に適用することができる。また、本発明は、図１２のように、アンテナ１２１１と信号変調部１２１２を備える信号送信系１２０２および誤り訂正符号化装置２０２から構成される送信装置１２０１や、図１３のように、アンテナ１３１１と信号復調部１３１２を備える信号受信系１３０２および誤り訂正復号装置３０２から構成される受信装置１３０１のような無線通信装置や、通信回線を用いる有線通信装置にも適用することができる。さらに本発明では、誤り訂正符号化装置と誤り訂正復号装置の機能を合わせ持った誤り訂正符号化復号装置を、記憶装置においては記録装置と再生装置の機能を合わせ持った記録再生装置を、通信装置においては送信装置と受信装置の機能を合わせ持った送信受信装置とすることもできる。
【００７３】
具体的には、図１４のように、図示していないケーブルまたはコネクタを介してホスト１４０２とのインタフェースを行うＩ／Ｆ１４１１、ＥＣＣブロックの生成／復号を行う誤り訂正符号化復号装置１４１２、および記憶媒体に対して信号の記録／再生を行う信号記録再生系１４１３から構成される、一般にコンピュータの外部メモリとして使用される、ホストデータ記憶装置１４０１として本発明を適用できる。
【００７４】
また、図１５のように、誤り訂正符号化復号装置１４１２および信号記録再生系１４１３、およびテレビジョン放送を受信してディジタル動画像データに変換する放送受信部１５１１、ディジタル動画像データを圧縮／復元する動画像圧縮復元装置１５１２、およびディジタル動画像データをオーディオビジュアル信号に変換し図示してないケーブルまたはコネクタを介してモニタ１５０２へその信号を送るＡＶ信号出力部１５１３から構成される、テレビジョン放送記憶装置１５０１としても本発明を適用できる。
【００７５】
さらに、図１６のように、マイク１６１１、アンプ１６１２、Ａ／Ｄ１６１３、および送信装置１２０１により、音声をディジタル信号に変換して誤り訂正符号化して送信し、受信装置１３０１、Ｄ／Ａ１６２２、アンプ１６２３、およびスピーカ１６２４により、受信した音声ディジタル信号を復号して音として出力する、音声通信システム１６０１にも本発明を適用できる。さらに、レンズ、受光部、マイク、アンプ、Ａ／Ｄ、モニタ、動画像圧縮復元装置、誤り訂正符号化復号装置等から構成される、携帯ビデオ記録再生装置にも本発明を適用できる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の内容を逸脱しない範囲で変更して実施し得ることは言うまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、積符号と同程度の符号化率で、積符号よりも訂正可能バースト誤り最大長が大きな、ＥＣＣブロックを生成／復号することが可能となる。また、複数のセクタのデータをまとめて１個のＥＣＣブロックで扱う場合であって、ＥＣＣブロックが訂正不能となってしまうような誤りが発生した場合であっても、そのＥＣＣブロックに含まれる幾つかのセクタのデータは再生することが可能となる。さらに、ＥＣＣブロック中に含まれるＩＤを参照する場合にＩＤを参照できるまでの最大待ち時間が比較的小さなＥＣＣブロックを生成／復号することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＥＣＣブロックのデータ配置および記録（送信）順を示す図である。
【図２】本発明における誤り訂正符号化装置、および誤り訂正符号化装置を用いた記録装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明における誤り訂正復号装置、および誤り訂正復号装置を用いた再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録（送信）順を示す図である。
【図５】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録（送信）順を示す図である。
【図６】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロックの記録（送信）順を示す図である。
【図７】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロックの記録（送信）順を示す図である。
【図８】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録（送信）順の例を示す図である。
【図９】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録（送信）順の例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録（送信）順の例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例におけるＥＣＣブロック中のセクタのデータ配置、およびＥＣＣブロックの記録（送信）順の例を示す図である。
【図１２】本発明における誤り訂正符号化装置を用いた送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明における誤り訂正復号装置を用いた受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の一実施例におけるホストデータ記憶装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の一実施例におけるテレビジョン放送記憶装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の一実施例における音声通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】従来のＥＣＣブロックのデータ配置および記録（送信）順を示す図である。
【図１８】セクタ中のデータ配置を示す図である。
【符号の説明】
２０１…記録装置、２０２…誤り訂正符号化装置、２１１…データ配置部、２１２…Ｖ符号化部、２１３…Ｈ符号化部、２１４…メモリ、３０１…再生装置、３０２…誤り訂正復号装置、３１１…データ配置部、３１２…Ｖ復号部、３１３…Ｈ復号部、３１４…メモリ、１２０１…送信装置、１３０１…受信装置。

Claims (5)

1. 複数のセクタのデータを原始データとして、当該原始データを、所定のサイズ毎に符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化してＥＣＣブロックとなし、複数の前記ＥＣＣブロックについて、前記ＥＣＣブロックの行を上段から順に記録又は送信する誤り訂正符号化方法であって、
   記録又は送信する順に、第１のＥＣＣブロックと第２のＥＣＣブロックとを配置すると仮定したとき、前記所定のサイズの原始データを２つに分けて、１つを前記第１のＥＣＣブロックに配置し、残りを前記第２のＥＣＣブロックに配置することとし、
   前記２つに分けた所定のサイズの原始データのうち１つについて、符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化して前記第１のＥＣＣブロックとなし、
   前記２つに分けた所定のサイズの原始データのうち残りについて、符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化して前記第２のＥＣＣブロックとなし、
   前記第１のＥＣＣブロックと前記第２のＥＣＣブロックとを記録又は送信する順に配置して、当該２つのＥＣＣブロックにまたがって、それらの行を上段から順に記録又は送信することにより、当該記録又は送信に係るデータに存在する同一セクタのデータの間には、他のセクタのデータが存在しないことを特徴とする誤り訂正符号化方法。
2. 請求項１記載の誤り訂正符号化方法により記録又は送信された入力データを、所定のサイズ毎に前記第１のＥＣＣブロックおよび前記第２のＥＣＣブロックへ交互に分配し、
   前記各ＥＣＣブロックに対して、一般の積符号復号法によって復号を行うことで原始データを得ることを特徴とする誤り訂正復号方法。
3. 複数のセクタのデータを原始データとして、当該原始データを、所定のサイズ毎に符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化してＥＣＣブロックとなし、複数の前記ＥＣＣブロックについて、前記ＥＣＣブロックの行を上段から順に記録又は送信する誤り訂正符号化装置であって、
   記録又は送信する順に、第１のＥＣＣブロックと第２のＥＣＣブロックとを配置すると仮定したとき、前記所定のサイズの原始データを２つに分けて、１つを前記第１のＥＣＣブロックに配置し、残りを前記第２のＥＣＣブロックに配置する手段と、
   前記２つに分けた所定のサイズの原始データのうち１つについて、符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化して前記第１のＥＣＣブロックとなし、前記２つに分けた所定のサイズの原始データのうち残りについて、符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化して前記第２のＥＣＣブロックとなし、前記第１のＥＣＣブロックと前記第２のＥＣＣブロックとを記録又は送信する順に配置して、当該２つのＥＣＣブロックにまたがって、それらの行を上段から順に記録又は送信する手段とを有することにより、当該記録又は送信に係るデータに存在する同一セクタのデータの間には、他のセクタのデータが存在しないことを特徴とする誤り訂正符号化装置。
4. 請求項３記載の誤り訂正符号化装置により記録又は送信された入力データを、所定のサイズ毎に前記第１のＥＣＣブロックおよび前記第２のＥＣＣブロックへ交互に分配する手段と、
   前記各ＥＣＣブロックに対して、一般の積符号復号法によって復号を行うことで原始データを得る手段とを有することを特徴とする誤り訂正復号装置。
5. 複数のセクタのデータを原始データとして、当該原始データを、所定のサイズ毎に符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化してＥＣＣブロックとなし、複数の前記ＥＣＣブロックについて、前記ＥＣＣブロックの行を上段から順に記録するディスク媒体であって、
   記録する順に、第１のＥＣＣブロックと第２のＥＣＣブロックとを配置すると仮定したとき、前記所定のサイズの原始データを２つに分けて、１つを前記第１のＥＣＣブロックに配置し、残りを前記第２のＥＣＣブロックに配置することとし、
   前記２つに分けた所定のサイズの原始データのうち１つについて、符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化して前記第１のＥＣＣブロックとなし、
   前記２つに分けた所定のサイズの原始データのうち残りについて、符号Ｖおよび符号Ｈに基づく積符号によって符号化して前記第２のＥＣＣブロックとなし、
   前記第１のＥＣＣブロックと前記第２のＥＣＣブロックとを記録する順に配置して、当該２つのＥＣＣブロックにまたがって、それらの行を上段から順に記録することにより、当該記録に係るデータに存在する同一セクタのデータの間には、他のセクタのデータが存在しないことを特徴とするディスク媒体。

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