JP3963643B2

JP3963643B2 - 磁気記録データのデータ復調方法

Info

Publication number: JP3963643B2
Application number: JP2000338901A
Authority: JP
Inventors: 真也両角; 宏中村; 満雄横沢
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP2002150717A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気カード等の各種磁気記録媒体に書き込まれた磁気記録データの復調を行う磁気記録データのデータ復調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁気カード等の磁気記録媒体を取り扱う各種記録再生装置では、例えば図１０に示されているように、磁気カード等の磁気記録媒体１に書き込まれた２種類の周波数（Ｆ，２Ｆ）の組合せからなる磁気記録データ情報（図１１（ａ）参照）を、磁気ヘッド２によりアナログ信号として再生し、そのアナログ再生信号を、２系統の増幅器３，３に通した後の信号（図１１（ｂ）参照）のうちの一方側を、コンパレータ４で波形成形して２値化データ（図１１（ｅ）参照）を得るとともに、上述したアナログ再生信号の磁気反転位置に生じているピーク位置を、微分回路や積分回路等を備えたピーク検出回路５により検出しておき（図１１（ｃ）参照）、それをコンパレータ６で波形成形して２値化したピーク間隔信号（図１１（ｄ）参照）に従って、タイミング発生回路７から、上記アナログ再生信号のピーク出力に対応したタイミング信号（図１１（ｆ）参照）を発生させ、更にそれを、データ弁別回路又はＣＰＵ８に用いて、隣接するピーク位置どうしの間の時間間隔を計時し、それによって得た間隔データに基づいて前記磁気記録データの復調を行うようにしている。
【０００３】
このとき、上記データ弁別回路又はＣＰＵ８では、間隔データＴに関して基準時間αＴを設定しておき、その基準時間αＴ内における信号極性の反転の有無を検出することにより２値判定を行って復調データを得るようにしている。このようしてデータ復調を行うにあたっては、特に、マニュアル方式の記録再生装置において、磁気カード等の磁気記録媒体を手動で搬送させるようにした場合の搬送速度の変動に対応し得るように、例えば図１２のようなビット追従方式が従来から提案されている。このものでは、現在復調の対象となっているビットの間隔データＴk（ｋ＝１，２，・・・）に対して、その直前の間隔データＴk-1 を用いて基準時間αＴk-1（１／２＜α＜１）を設定し、それらの値の大小比較を行っている。このビット追従方式によれば、搬送速度の変動が生じて上記再生信号のビット時間間隔に多少の変動を生じても、直前のビットから基準信号を算出することによって、誤読の発生が防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気カード等の磁気記録媒体の通過速度が急変したり停止してしまった場合には、上述したビット追従方式における直前の間隔データＴk-1 の読込速度と、現在の間隔データＴk の読込速度とが大幅に異なってしまうことから、それら両データどうしの比較できなくなってしまい、正確な復調が不可能になることがある。
【０００５】
そこで本発明は、簡易な構成で、磁気記録媒体の搬送速度が急変したり停止したりした場合においても、正確な復調を行うことができるようにした磁気記録データのデータ復調方法を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１記載の磁気記録データのデータ復調方法では、磁気記録媒体に書き込まれた磁気記録データを再生し、その磁気記録データの再生信号におけるピーク位置どうしの間の時間間隔を計時して得たピーク間隔に基づいて、広いピーク間隔で表される「０」信号及び狭いピーク間隔で表される「１」信号からなる磁気データ情報を復調するようにした磁気記録データのデータ復調方法において、前記ピーク間隔を構成する狭いピーク間隔及び広いピーク間隔を取得順に並べ、前記狭いピーク間隔に対する広いピーク間隔の倍率を前記狭いピーク間隔の各値に乗算して倍数演算値を求め、その倍数演算値を元のピーク間隔値に重ね合わせることにより形成される連続曲線を用いて前記ピーク間隔の推移分布を正規化し、該正規化により速度変動分を除去した後のピーク間隔の推移分布を用いて、前記「０」「１」信号からなる磁気データ情報を復調するようにしており、このような構成を有する請求項１にかかる磁気記録データのデータ復調方法によれば、ピーク間隔を正規化することによって、そのピーク間隔の元の検出データから変動分が除かれることなり、当該正規化されたデータに基づいて、磁気データ情報が正確に復調されるようになっている。
【０００８】
また、請求項２にかかる磁気記録データのデータ復調方法では、前記請求項１記載の狭いピーク間隔に対する広いピーク間隔の倍率が「２」に設定されており、正規化における倍率計算が、ピーク間隔どうしの間の比率によって容易に設定されるようになっている。
【０００９】
さらに、請求項３にかかる磁気記録データのデータ復調方法では、前記請求項１記載の正規化を行うにあたっては、前記連続曲線を形成している各点におけるピーク間隔値どうしの間の移動平均を求め、その移動平均の値を用いて、上記連続曲線の各点における元のピーク間隔値を除算するようにしており、このように正規化を行うにあたって、ピーク間隔値どうしの間の移動平均を用いれば、バラツキを相殺したピーク間隔値によって、より正確な演算が可能となる。
【００１０】
一方、請求項４にかかる磁気記録データのデータ復調方法では、前記請求項１記載の磁気記録媒体は、走行移動される磁気カードであるとともに、前記ピーク間隔の変動量の推移分布が、上記磁気カードの走行移動時の速度変動に対応しており、このように本発明は、走行移動速度が変動する磁気カードに対して良好に適用することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を磁気カードの読取に用いた場合の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図１に示されているように、磁気記録媒体としての磁気カード１１に書き込まれた磁気記録データ（図１１（ａ）参照）は、当該磁気カード１１が図示を省略した走行通路内を手動又は自動で搬送される際における磁気ヘッド１２との相対移動によってアナログ信号（ＡＭＰ信号）として再生される。このアナログ再生信号（ＡＭＰ再生信号）は、従来と同様な構成を有する通常のピーク検出部１３内に配置されたＦ２Ｆ生成回路及びＦ２Ｆ波形判定間隔計測回路に用いられて、隣接するピーク位置どうしの間の間隔が計測され、得られたピーク間隔検出信号（図１１（ｆ）参照）が出力されるようになっている。
【００１２】
このようにして得られたアナログ再生信号（ＡＭＰ再生信号）は、データ復調部１４に入力されて、「０」「１」信号からなる磁気データ情報に復調され、その磁気データ情報は、適宜のデータ使用部１５において外部表示又は外部送信される。
【００１３】
上記データ復調部１４においては、本発明にかかるピーク間隔の正規化処理、タイムパターンマッチング処理、及びエラーキャラクタの推定処理が順次行われるが、まず、本発明にかかるピーク間隔の正規化処理の一実施形態について説明する。
【００１４】
上述した磁気記録データ（図１１（ａ）参照）のアナログ再生信号（ＡＭＰ再生信号）は、例えば図２に示されているようなピーク間隔の推移分布を呈している。このピーク間隔の推移分布は、取得されたデータ番号（図２の横軸がデータ番号）の順に、それぞれに対応するピーク間隔値（図２の縦軸）をプロットしていくことにより得られたものであるが、当該ピーク間隔の推移分布から、「１」信号を構成する狭いピーク間隔の集合体である狭ピーク間隔曲線Ａ、及び「０」信号を構成する広いピーク間隔の集合体である広ピーク間隔曲線Ｂがそれぞれ求められる。なお、これら広狭の両ピーク間隔曲線Ａ，Ｂは、説明を解り易くするために一旦求めるように記載しているが、実際には、これらの両曲線Ａ，Ｂを求めることなく、不連続の各データそのものを用いて以下の処理を行うようにしている。
【００１５】
本実施形態では、Ｆ，２Ｆの周波数でデータを形成していることから、基本的に広いピーク間隔は、狭いピーク間隔の２倍の倍率となるものであり、広いピーク間隔の１個で「０」信号が表されているとともに、狭いピーク間隔の２個で「１」信号が表される。このとき、上述した狭ピーク間隔曲線Ａ、及び広ピーク間隔曲線Ｂを構成する各ピーク間隔値のそれぞれには、前述した磁気カード１１の移動走行時における速度変動に対応したバラツキが存在しており、そのような速度変動に対応して、同図に表されたような変動量の推移分布が得られる。
【００１６】
次いで、このようなピーク間隔の変動量の推移分布を有する狭ピーク間隔曲線Ａ、及び広ピーク間隔曲線Ｂを構成する各ピーク間隔値を用いてデータの正規化処理が行われる。この正規化処理を行うにあたっては、まず図３に示されているように、上記狭ピーク間隔曲線Ａを構成する各点のピーク間隔値に対する、広ピーク間隔曲線Ｂにおける各点のピーク間隔の倍率、つまり本実施形態では、「２倍」の倍率を、上述した両ピーク間隔曲線Ａ及びＢを構成する各ピーク間隔値に対してそれぞれ乗算して掛け合わせることによって、図中の×印で示された倍数演算値が求められる。
【００１７】
そして、理解を解り易くするように説明すれば、上述した倍数演算値に基づいて、狭ピーク間隔倍数曲線Ｃ、及び広ピーク間隔倍数曲線Ｄが各々求められることとなるが、実際には、これらの両曲線Ｃ，Ｄを求めることなく、不連続の各データそのものを用いて次の処理が行われる。すなわち、上記狭ピーク間隔倍数曲線Ｃを構成する倍数演算値が、前記広ピーク間隔曲線Ｂを構成する各ピーク間隔値に重ね合わせられ、それによって連続曲線（Ｂ＋Ｃ）が形成される。要するに、結果的にこの連続曲線（Ｂ＋Ｃ）が形成されればよく、予め、上述した各曲線Ｂ，Ｃ等を求めておく必要はない。
【００１８】
次に、このようにして得られた連続曲線（Ｂ＋Ｃ）を形成している各点におけるピーク間隔値どうしの間の移動平均が求められる。本実施形態では、演算の中心となる点の前後各２箇所、計５箇所の平均値が算出されることによって移動平均値になされ、その演算結果として、図４に示されているような移動平均曲線Ｅが得られる。この移動平均曲線Ｅは、上述した元の狭ピーク間隔曲線Ａ、及び広ピーク間隔曲線Ｂにおける各ピーク間隔の変動量を表した分布曲線になっている。
【００１９】
従って、上述した移動平均曲線Ｅ上の各点の値により、元の狭ピーク間隔曲線Ａ、及び広ピーク間隔曲線Ｂ上の各点のピーク間隔値を除算する演算が行われることによって、図５に示されているような正規化されたピーク間隔の推移分布が得られることとなる。すなわち、この正規化された推移分布を構成している各点の値は、前述した磁気カード１１に書き込まれた磁気記録データのピーク間隔を表す「１」又は「０．５」となっているか、或いはそれらの極く近傍の値となっており、これらの各値を用いることによって良好な再生状態が得られる。
【００２０】
このように本実施形態では、検出された元のピーク間隔のデータを正規化処理することによって、元のピーク間隔の検出データから、磁気カード１１の速度変動分が除去されることなり、その正規化されたピーク間隔データに基づいて、磁気データ情報が正確に復調されることとなる。なお、正規化処理は、上述したような「２倍」するものに限定されることはなく、他の基準に合わせるような処理も採用可能である。
【００２１】
さらに本実施形態では、上述した正規化処理を、狭いピーク間隔と、広いピーク間隔に関する倍数計算によって行うこととしていることから、正規化処理に関する演算を迅速かつ正確に行うことができる。またこのとき、本実施形態では、正規化処理における倍数計算を、ピーク間隔どうしの間の倍率によって容易に設定可能としているとともに、正規化処理を行うにあたって、ピーク間隔値どうしの間の移動平均を用いていることから、バラツキを相殺したピーク間隔値によって、より正確な演算が可能となっており、走行移動速度が変動したり停止したりし易い磁気カード１１に対しても極めて良好な復調を行うことができる。
【００２２】
このようにしてピーク間隔の正規化処理が、データ復調部１４において行われた後には、当該正規化処理されたピーク間隔データに基づいて、装置内に予め準備されているＡ，Ｂ，Ｃなどの文字等の各種キャラクタを用いてタイムパターンマッチング処理が行われ、それによって上記ピーク間隔データの読取が行われるとともに、エラー状態となったキャラクタの推定処理が行われ、読み取れなかったピーク間隔データに基づくキャラクタの推定が行われる。以下、そのエラーキャラクタの推定処理について説明する。
【００２３】
まず、図６に示されているようなピーク間隔列がある場合において、そのピーク間隔列の文字区切りが同図中のようにあり、区間Ａにおけるピーク間隔列がキャラクタ「Ｎ」（０１１１０１１）を表し、区間Ｂのピーク間隔列がキャラクタ「Ｅ」（１０１００１０）を表しているとする。それらの各区間において図６中の左端側に存在しているピーク間隔が、それぞれの先頭ピーク間隔である。このとき、各キャラクタ中に含まれるピーク間隔の個数は、キャラクタ毎に異なっているため（キャラクタ「Ｎ」では１２個、キャラクタ「Ｅ」では１０個）、直前のキャラクタが権定しない限り次のキャラクタの先頭ピーク間隔は解らない。つまり、図６の場合には、仮に区間Ａの復調に失敗して、そこがエラーキャラクタ状態になると、次の区間Ｂの先頭に当たるピーク間隔が、どのピーク間隔となるのかが決定できなってしまう。このような場合において、下記のフローにしたがった処理を行うことによって、上述したエラーキャラクタにおけるピーク間隔数を決定している。
【００２４】
図７に表されたピーク間隔列をプロットした図８は、同図中の区間Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれに、キャラクタ「７」，「８」，「９」を読み込んだ結果のものであるが、例えば、区間Ａの番号「７６」に対応するピーク間隔の読み込み中に、磁気カードが停止してしまったために、該当番号のピーク間隔の正規化が正常に行われなかったなどの原因によって、上述した区間Ａは、エラーキャラクタになったものとする。
【００２５】
この場合、その区間Ａのエラーキャラクタに対して、図９に示されているようなエラーキャラクタの推定処理が行われて、次の区間Ｂの先頭ピーク間隔が探知される。
まず、図９における最初のステップ１（ＳＴ１）において、エラーキャラクタの推定ピーク間隔数を「１」にセットする。この段階においては、次のステップ２（ＳＴ２）におけるエラーキャラクタの推定間隔数は最大値となっていないことから、更に次のステップ３（ＳＴ３）に移行して、上記区間Ａの先頭ピーク間隔である番号「７４」から、上記推定ピーク間隔数「１」だけずらしたピーク間隔番号「７５」を区間Ｂの先頭ピーク間隔とする。
【００２６】
そして、ステップ４（ＳＴ４）において、ピーク間隔番号「７５」よりタイムパターンマッチング処理を行い、そのタイムパターンマッチング処理の結果、ステップ５（ＳＴ５）において相関の高いキャラクタを見つける事が出来なかった場合には、ステップ６（ＳＴ６）に移行して、この場合における推定ピーク間隔数「１」、及び正常キャラクタ数「０」を記録する。
【００２７】
次のステップ７（ＳＴ７）において、エラーキャラクタの推定ピーク間隔数を「２」とした上で、上述したステップ２（ＳＴ２）を通してステップ３（ＳＴ３）に戻り、区間Ｂの先頭ピーク間隔をピーク間隔番号「７６」とする。そして、その位置より、ステップ４（ＳＴ４）のタイムパターンマッチング処理を再度行う。
【００２８】
タイムパターンマッチング処理の結果、ステップ５（ＳＴ５）において、相関の高いキャラクタを見つける事が出来なかった場合には、次のステップ６（ＳＴ６）において、そのときの推定ピーク間隔数「２」と、正常キャラクタ数「０」とを記録する。このように推定ピーク間隔数を１ずつ増加させていき、区間Ｂの先頭ピーク間隔を順にずらしながらタイムパターンマッチング処理を繰り返していく。
【００２９】
そして、例えば推定ピーク間隔数が「７」になるまでタイムパターンマッチング処理を繰り返しても正常キャラクタ数が最大「１」であった場合には、推定ピーク間隔数を「８」にして区間Ｂの先頭ピーク間隔をピーク間隔番号「８２」に設定する。そして、その位置からタイムパターンマッチング処理を行った結果、ステップ５（ＳＴ５）において、区間Ｂ及び区間Ｃのような相関の高いキャラクタが見つかり、そのような相関の高いキャラクタが、再びエラーキャラクタとなるか又はポストアンブルの位置まで続いた場合には、ステップ８（ＳＴ８）において、推定ピーク間隔数「８」の正常キャラクタ数をカウントし、見つけることができた相関の高いキャラクタの個数をセットする。
【００３０】
次いで、ステップ９（ＳＴ９）において、推定ピーク間隔数を「９」から再び１つずつ増加させていき、最大値１２（トラック２のキャラクタの最大ピーク間隔数＋２）まで同様にチェックしていく。そして、全てのピーク間隔数におけるチェックが終了したら、再びステップ２（ＳＴ２）に戻って、それぞれのピーク間隔数での正常キャラクタ数を比較し、その正常キャラクタ数が最大のものである場合には、ステップ１０（ＳＴ１０）において、正常キャラクタ数が既定値以上となっているものを探す。本例では、ピーク間隔数「８」がそれにあたっていることから、ステップ１１（ＳＴ１１）において、エラーキャラクタのピーク間隔数を８に決定する。
【００３１】
なお、正常キャラクタ数が既定値以上となっているものがない場合には、ステップ１２（ＳＴ１２）において、一番相関の高かったキャラクタのピーク間隔数を採用するとともに、ステップ１３（ＳＴ１３）において、採用したピーク間隔数をエラーキャラクタのピーク間隔数として、処理を終了する。
【００３２】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１にかかる磁気記録データのデータ復調方法は、ピーク間隔の元の検出データの正規化を、狭いピーク間隔と広いピーク間隔に関する倍数計算により迅速かつ正確に行うことによって、ピーク間隔の元の検出データから変動分を除去し、その正規化されたデータに基づいて磁気データ情報を正確に復調させるようにしたものであるから、簡易な構成で、磁気記録媒体の搬送速度が急変したり停止したりした場合においても、迅速かつ正確な復調を行うことができ、データ復調の信頼性を高めることができる。
【００３５】
また、請求項２にかかる磁気記録データのデータ復調方法は、正規化における倍数計算を、ピーク間隔どうしの間の倍率によって容易に設定可能としたものであるから、正規化に関する演算をより迅速かつ正確に行うことができ、上述した効果をより一層高めることができる。
【００３６】
さらに、請求項３にかかる磁気記録データのデータ復調方法は、正規化を行うにあたってピーク間隔値どうしの間の移動平均を用いることにより、バラツキを相殺したピーク間隔値によって正確な演算を可能としたものであるから、正規化に関する演算を更に迅速かつ正確に行うことができ、上述した効果を更に向上させることができる。
【００３７】
一方、請求項４にかかる磁気記録データのデータ復調方法は、走行移動速度が変動し易い磁気カードに対して本発明を適用したものであり、特に顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる磁気記録データのデータ復調装置の一実施形態を表したブロック図である。
【図２】検出されたピーク間隔の推移分布の一例を表した線図である。
【図３】図２におけるピーク間隔曲線を２倍した状態を表した線図である。
【図４】図３におけるピーク間隔曲線の移動平均曲線を表した線図である。
【図５】図４におけるピーク間隔曲線の移動平均曲線に基づいて、元のピーク間隔の推移分布を正規化した状態を表した線図である。
【図６】ピーク間隔列とキャラクタとの関係の一例を表した線図である。
【図７】エラーキャラクタとなるピーク間隔値の一例を表した表である。
【図８】図７におけるピーク間隔値に基づくピーク間隔列を表した線図である。
【図９】エラーキャラクタのピーク間隔数決定処理の手順を表したフローである。
【図１０】従来における磁気記録データのデータ復調方法を実施するための装置例を表したブロック線図である。
【図１１】従来における磁気記録データのデータ復調方法の実行手順を表したタイミング関係図である。
【図１２】信号極性の反転の有無をビット追従方式によって検出する場合の例を表した線図である。
【符号の説明】
１１磁気記録媒体（磁気カード）
１２磁気ヘッド
１３ピーク検出回路
１４データ復調部
１５データ使用部

Claims

磁気記録媒体に書き込まれた磁気記録データを再生し、その磁気記録データの再生信号におけるピーク位置どうしの間の時間間隔を計時して得たピーク間隔に基づいて、広いピーク間隔で表される「０」信号、及び狭いピーク間隔で表される「１」信号からなる磁気データ情報を復調するようにした磁気記録データのデータ復調方法において、
前記ピーク間隔を構成する狭いピーク間隔及び広いピーク間隔を取得順に並べ、前記狭いピーク間隔に対する広いピーク間隔の倍率を前記狭いピーク間隔の各値に乗算して倍数演算値を求め、その倍数演算値を元のピーク間隔値に重ね合わせることにより形成される連続曲線を用いて前記ピーク間隔の推移分布を正規化し、
該正規化により速度変動分を除去した後のピーク間隔の推移分布を用いて、前記「０」「１」信号からなる磁気データ情報を復調するようにしたことを特徴とする磁気記録データのデータ復調方法。
前記狭いピーク間隔に対する広いピーク間隔の倍率が「２」に設定されていることを特徴とする請求項１記載の磁気記録データのデータ復調方法。
前記正規化を行うにあたっては、前記連続曲線を形成している各点におけるピーク間隔値どうしの間の移動平均を求め、その移動平均の値を用いて、上記連続曲線の各点における元のピーク間隔値を除算するようにしたことを特徴とする請求項１記載の磁気記録データのデータ復調方法。
前記磁気記録媒体は、走行移動される磁気カードであるとともに、前記ピーク間隔の変動量の推移分布が、上記磁気カードの走行移動時の速度変動に対応していることを特徴とする請求項１記載の磁気記録データのデータ復調方法。