JP4679345B2 - 誤り訂正処理装置及び誤り訂正処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、デジタル情報系列に誤り訂正用の符号化処理を施す誤り訂正処理装置及び誤り訂正処理方法の改良に関する。

周知のように、例えば映像及び音声等に対応したデジタル情報系列を、ディスクやテープ等の情報記録媒体に記録再生するシステムでは、記録するデジタル情報系列にＥＣＣ（error correcting code）パリティを付加し、その後、記録再生系の要求に応じるための変調処理、例えばゼロが一定長以上続かないようにする処理を施すようにしている。

これに対し、近年では、非特許文献１にも示されるように、記録するデジタル情報系列に記録再生系の要求に応じるための第１の変調処理を施してＥＣＣパリティを付加し、その後、付加したＥＣＣパリティに対して記録再生系の要求に応じるための第２の変調処理を施す符号化手段（リバースＥＣＣと称される場合がある）が開発されている。

しかしながら、この非特許文献１に記載されるような符号化手段では、本来のデジタル情報系列に対する第１の変調処理と、そのＥＣＣパリティに対する第２の変調処理との２回の変調処理を行なう必要があるため、構成が複雑化するとともに、記録するデータのビット数も多くなるという不都合を有している。
IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY，VOL．44，NO．4，JULY 1998．

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、デジタル情報系列及びそれに付加する誤り訂正用のパリティビット系列に対して、記録再生系の要求に応じた形態への変換処理を簡易な構成で行なうことができ、しかも記録するデータ長も短くし得る誤り訂正処理装置及び誤り訂正処理方法を提供することを目的とする。

この発明に係る誤り訂正処理装置は、デジタル情報系列に対して、記録再生系の要求に応じた形態に変換するための変調処理とダミービットを付加する処理とを施す処理手段と、処理手段により変調処理が施されダミービットが付加されたデジタル情報系列に対して誤り訂正用のパリティビット系列を算出し付加する符号化手段と、符号化手段で付加されたパリティビット系列が記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの値を変更し、その変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換える制御手段とを備えるようにしたものである。

また、この発明に係る誤り訂正処理方法は、デジタル情報系列に対して、記録再生系の要求に応じた形態に変換するための変調処理とダミービットを付加する処理とを施す第１の工程と、第１の工程により変調処理が施されダミービットが付加されたデジタル情報系列に対して誤り訂正用のパリティビット系列を算出し付加する第２の工程と、第２の工程で付加されたパリティビット系列が記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの値を変更し、その変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換える第３の工程とを備えるようにしたものである。

上記した発明によれば、付加されたパリティビット系列が記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの値を変更し、その変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換えるようにしたので、デジタル情報系列及びそれに付加する誤り訂正用のパリティビット系列に対して、記録再生系の要求に応じた形態への変換処理を簡易な構成で行なうことができ、しかも記録するデータ長も短くすることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。この実施の形態に係る光ディスク装置は、図１及び図２に示すような構成を有している。ここで、光ディスク１１としては、ユーザデータを記録（または書き替え）可能な光ディスク、あるいは読み出し専用の光ディスクが対象となるが、この実施の形態では記録（または書き替え）可能な次世代ＤＶＤ（digital versatile disk）を含む光ディスクとして説明を行なう。

記録または書き替え可能な光ディスク１１としては、例えば、波長４０５ｎｍ前後の青色系レーザ光を用いた次世代ＤＶＤ−ＲＡＭ（random access memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（rewritable）、ＤＶＤ−Ｒ（recordable）等や、あるいは波長６５０ｎｍ前後の赤色系レーザ光を用いた現世代ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ等がある。

光ディスク１１の表面には、スパイラル状にランドトラック及びグルーブトラックが形成されている。この光ディスク１１は、スピンドルモータ１２によって回転駆動される。このスピンドルモータ１２は、モータ制御回路１３によってその回転速度が制御されている。

光ディスク１１に対する情報の記録及び再生は、ピックアップ１４によって行なわれる。ピックアップ１４は、スレッドモータ１５とギアを介して連結されている。このスレッドモータ１５は、データバス１６に接続されるスレッドモータドライバ１７により制御される。スレッドモータ１５の固定部には、図示しない永久磁石が設けられており、図示しない駆動コイルが励磁されることにより、ピックアップ１４が光ディスク１１の半径方向に移動する。

ピックアップ１４には、図２に示すように対物レンズ１８が設けられている。対物レンズ１８は、駆動コイル１９の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、また、駆動コイル２０の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能であって、レーザ光のビームスポットを移動することで、トラックジャンプを行なうことができる。

変調回路２１は、詳細は後述するが、情報記録時にホスト装置２２からインタフェース回路２３を介して供給されるユーザデータに対して、例えばランレングス符号化処理のような、この光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態の圧縮変調処理（例えばゼロが一定長以上続かないようにする変調処理）を施しＥＣＣパリティを付加する。レーザ制御回路２４は、情報記録時（マーク形成時）に、変調回路２１から供給された符号化データに基づいて、書き込み用信号を半導体レーザダイオード２５に提供する。

また、レーザ制御回路２４は、情報読み取り時には書き込み信号より小さい読み取り用信号を半導体レーザダイオード２５に提供する。

半導体レーザダイオード２５は、レーザ制御回路２４から供給される書き込み用信号に応じてレーザ光を発生する。半導体レーザダイオード２５から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ２６、ハーフプリズム２７、光学系２８、対物レンズ１８を介して光ディスク１１上に照射される。光ディスク１１からの反射光は、対物レンズ１８、光学系２８、ハーフプリズム２７、集光レンズ２９を介して、光検出器３０に導かれる。

光検出器３０は４分割の光検出セルからなり、信号Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤをＲＦ（radio frequency）アンプ３１に供給する。ＲＦアンプ３１は、例えばプッシュプル方式を採用して（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）に対応するトラッキングエラー信号ＴＥをトラッキング制御部３２に供給し、例えば非点収差法を採用して（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）に対応するフォーカスエラー信号ＦＥをフォーカシング制御部３３に供給する。

さらに、ＲＦアンプ３１は、例えば前記の（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）に対応するウォブル信号ＷＢをウォブルＰＬＬ部／アドレス検出部３４に供給し、（Ａ＋Ｄ）＋（Ｂ＋Ｃ）に対応するＲＦ信号をデータ再生部３５に供給する。

一方、フォーカシング制御部３３の出力信号は、フォーカシング方向の駆動コイル１９に供給される。これにより、レーザ光が光ディスク１１の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなる制御がなされる。また、トラッキング制御部３２は、トラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラック駆動信号を生成し、トラッキング方向の駆動コイル２０に供給している。

上記フォーカシング制御及びトラッキング制御がなされることで、光検出器３０の光検出セルの出力信号の和信号ＲＦは、記録情報に対応して光ディスク１１のトラック上に形成されたピット等からの反射率の変化が反映される。この信号は、データ再生部３５に供給される。

データ再生部３５は、ＰＬＬ回路３６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。また、データ再生部３５は信号ＲＦの振幅を測定する機能を有し、該測定値はＣＰＵ（central processing unit）３７によって読み出される。

上記トラッキング制御部３２によって対物レンズ１８が制御されているとき、対物レンズ１８が光ディスク１１の最適位置となるように、スレッドモータ１５が制御されることで、ピックアップ１４が制御される。

モータ制御回路１３、レーザ制御回路２４、フォーカシング制御部３３、トラッキング制御部３２、データ再生部３５、ＰＬＬ回路３６等は、サーボ制御回路として１つのＬＳＩ（large scale integration circuit）チップ内に構成することができる。

また、これらの回路部は、バス１６を介してＣＰＵ３７によって制御される。ＣＰＵ３７は、インタフェース回路２３を介してホスト装置２２から提供される動作コマンド、または、図示しない操作部からの操作情報に基づいて、この光ディスク装置を総合的に制御している。

さらに、ＣＰＵ３７は、ＲＡＭ３８を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ（read only memory）３９に記録されたプログラムにしたがって所定の動作を行なう。

そして、上記データ再生部３５で再生されたデータは、エラー訂正処理回路４０によってエラー訂正処理が施された後、映像、副映像及び音声等の再生に供される。

この場合、エラー訂正処理が施された後の複数のデジタル音声データは、音声ミクシング処理部４１に供給されてミクシングされ、この光ディスク装置の外部に出力可能となっている。

図３は、上記変調回路２１の詳細を示している。すなわち、情報記録時にホスト装置２２からインタフェース回路２３を介して供給されるユーザデータは、入力端子２１ａを介して変調処理部２１ｂに供給される。

この変調処理部２１ｂは、入力されたデジタル情報系列に対して、例えばランレングス符号化処理のような、この光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態の圧縮変調処理、例えばゼロが一定長以上続かないようにする変調処理を施している。

そして、この変調処理部２１ｂで変調処理の施されたデジタル情報系列は、ダミービット付加部２１ｃに供給される。このダミービット付加部２１ｃは、入力されたデジタル情報系列に対して、後段の符号化処理部２１ｄにおける入力可能なビット数に合わせるためにダミービットを付加する。

なお、このダミービットの付加処理は、変調処理部２１ｂにおける変調処理の前であっても後であっても良いが、前である場合には、符号化処理部２１ｄに入力されるデジタル情報系列の中のダミービットの位置が予め判明している必要がある。

その後、上記ダミービット付加部２１ｃによりダミービットの付加されたデジタル情報系列は、符号化処理部２１ｄに供給される。この符号化処理部２１ｄは、入力されたデジタル情報系列に対して、例えばリードソロモン符号に基づいたＥＣＣパリティを算出して付加する。

そして、上記符号化処理部２１ｄでＥＣＣパリティビット系列の付加されたデジタル情報系列は、判別制御部２１ｅに供給される。この判別制御部２１ｅは、入力されたデジタル情報系列に含まれるＥＣＣパリティビット系列が、この光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態、例えばゼロが一定長以上続かない形態となっているか否かを判別する。

そして、この判別制御部２１ｅは、ＥＣＣパリティビット系列がこの光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていると判断した場合、符号化処理部２１ｄから供給されたＥＣＣパリティビット系列が付加されたデジタル情報系列をそのまま出力端子２１ｆから出力させ、前記レーザ制御回路２４に供給させる。

また、上記判別制御部２１ｅは、入力されたＥＣＣパリティビット系列がこの光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていないと判断した場合、ダミービットの値を変更し、その変更されたダミービットの値に基づいたＥＣＣパリティを新たに算出する。

そして、判別制御部２１ｅは、変調されたデジタル情報系列に、変更されたダミービットと、そのダミービットに基づいて新たに得られたＥＣＣパリティビット系列とを付加して出力端子２１ｆから出力させ、前記レーザ制御回路２４に供給させる。

ここで、符号化処理部２１ｄによって最初に算出されたＥＣＣパリティビット系列が、この光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていない確率は、実際上非常に小さいものである。

このため、判別制御部２１ｅで、最初に算出されたＥＣＣパリティビット系列がこの光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていない場合、ダミービットの値を変更して新たに算出されたＥＣＣパリティビット系列も、この光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていない可能性は極めて低くなる。つまり、新規に算出されたＥＣＣパリティビット系列を使用することは、現実的に見て何ら問題のないことである。

図４は、上記した変調回路２１の処理動作をまとめたフローチャートを示している。この処理動作は、上記変調処理部２１ｂに図５（ａ）に示すようなユーザデータであるデジタル情報系列が供給されることにより開始（ステップＳ１）される。

すると、この変調処理部２１ｂは、ステップＳ２で、入力されたデジタル情報系列に対して、図５（ｂ）に示すように、この光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態とするための変調処理、例えばゼロが一定長以上続かないようにする変調処理を実行する。この場合、変調処理後のデータ長は、変調前のデータ長よりも長くなる。

その後、ダミービット付加部２１ｃは、ステップＳ３で、変調後のデジタル情報系列に対して、図５（ｃ）に示すように、後段の符号化処理部２１ｄにおける入力可能なビット数に合わせるためにダミービットを付加する。

そして、符号化処理部２１ｄは、ステップＳ４で、ダミービットの付加された変調後のデジタル情報系列に対して、図５（ｄ）に示すように、例えばリードソロモン符号に基づいたＥＣＣパリティを算出し、そのＥＣＣパリティビット系列を付加する。

その後、判別制御部２１ｅは、ステップＳ５で、付加されたＥＣＣパリティビット系列が、光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態、例えばゼロが一定長以上続かない形態となっているか否かを判別する。

そして、ＥＣＣパリティビット系列がこの光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていると判断された場合（ＹＥＳ）、判別制御部２１ｅは、符号化処理部２１ｄから供給されたＥＣＣパリティビット系列が付加されたデジタル情報系列をそのまま出力端子２１ｆから出力させて、処理を終了（ステップＳ７）する。

また、上記ステップＳ５でＥＣＣパリティビット系列がこの光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていないと判断された場合（ＮＯ）、判別制御部２１ｅは、ステップＳ６で、ダミービットの値を変更してＥＣＣパリティを新たに算出し、図５（ｅ）に示すように、変調されたデジタル情報系列に、変更されたダミービットと、そのダミービットに基づいて新たに得られたＥＣＣパリティビット系列とを付加して出力端子２１ｆから出力させて、処理を終了（ステップＳ７）する。

上記した実施の形態によれば、所定のダミービットの値に基づいて生成されたＥＣＣパリティビット系列が、光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態となっていない場合、ダミービットの値を変更して新たに生成されたＥＣＣパリティビット系列に置き換えるようにしている。

このため、現状のように、付加されたＥＣＣパリティビット系列を、光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態に変換するための２回目の変調処理を行なう必要がなくなり、構成を簡易化することができる。また、ＥＣＣパリティビット系列を変調処理しないため、記録するデータ長を短くすることが可能となる。

ここで、ダミービットの値を変更した場合、その変更されたダミービットに対応するＥＣＣパリティビット系列は、変更したダミービットを符号化処理部２１ｄに供給することにより得ることができる。

また、別の手法として、ダミービットの変更前のＥＣＣパリティビット系列と、予め生成されたパターンとを論理演算することにより得ることができる。例えば、ダミービットの変更前のＥＣＣパリティビット系列と、変調後のデジタル情報系列のビット値が全て“０”で、ダミービットの値が“１”のときのＥＣＣパリティビット系列との排他的論理和を演算することにより容易に得ることができる。

具体的には、ダミービットが１ビットで、その値が“０”のときのＥＣＣパリティビット系列が、光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態になっていないとすると、ダミービットの値を変更した、つまり、ダミービットの値を“１”としたときのＥＣＣパリティビット系列は、ダミービットの値が“０”のときのＥＣＣパリティビット系列と、変調後のデジタル情報系列のビット値が全て“０”で、ダミービットの値が“１”のときのＥＣＣパリティビット系列との排他的論理和を演算することにより得ることができる。

また、ダミービットの値が“１”のときのＥＣＣパリティビット系列が、光ディスク装置における記録再生系の要求に応じた形態になっていない場合には、ダミービットの値を“０”としたときのＥＣＣパリティビット系列は、ダミービットの値が“１”のときのＥＣＣパリティビット系列と、変調後のデジタル情報系列のビット値が全て“０”で、ダミービットの値が“１”のときのＥＣＣパリティビット系列との排他的論理和を演算することにより得ることができる。

ダミービットの値を変更した場合に、その変更されたダミービットに対応するＥＣＣパリティビット系列は、ダミービットが複数ビットある場合にも、上記と同様の演算を行なうことにより得ることが可能である。

さらに、ダミービットのビット数に応じて、ダミービットの取り得るいくつかまたは全ての値についてＥＣＣパリティビット系列を生成しておき、最初に設定されたダミービットの値に対応するＥＣＣパリティビット系列が記録再生系の要求に応じた形態になっていない場合に、ダミービットの他の値に対応するＥＣＣパリティビット系列に置き換えるようにすることも可能である。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、光ディスク装置を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における光ディスク装置のピックアップを説明するために示す図。 同実施の形態における光ディスク装置の変調回路の詳細を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における光ディスク装置の変調回路の処理動作を説明するために示すフローチャート。 同実施の形態における光ディスク装置の変調回路の処理動作を説明するために示す図。

符号の説明

１１…光ディスク、１２…スピンドルモータ、１３…モータ制御回路、１４…ピックアップ、１５…スレッドモータ、１６…バス、１７…スレッドモータドライバ、１８…対物レンズ、１９，２０…駆動コイル、２１…変調回路、２２…ホスト装置、２３…インタフェース回路、２４…レーザ制御回路、２５…半導体レーザダイオード、２６…コリメータレンズ、２７…ハーフプリズム、２８…光学系、２９…集光レンズ、３０…光検出器、３１…ＲＦアンプ、３２…トラッキング制御部、３３…フォーカシング制御部、３４…ウォブルＰＬＬ／アドレス検出部、３５…データ再生部、３６…ＰＬＬ回路、３７…ＣＰＵ、３８…ＲＡＭ、３９…ＲＯＭ、４０…エラー訂正回路、４１…音声ミクシング処理部。

Claims (13)

1. デジタル情報系列に対して、記録再生系の要求に応じた形態に変換するための変調処理とダミービットを付加する処理とを施す処理手段と、
   前記処理手段により変調処理が施されダミービットが付加されたデジタル情報系列に対して誤り訂正用のパリティビット系列を算出し付加する符号化手段と、
   前記符号化手段で付加されたパリティビット系列が前記記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの値を変更し、その変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換える制御手段とを具備することを特徴とする誤り訂正処理装置。
2. 前記制御手段は、変更されたダミービットの値を前記符号化手段に供給して、変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列を得ることを特徴とする請求項１記載の誤り訂正処理装置。
3. 前記制御手段は、変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列を、ダミービットの変更前のＥＣＣパリティビット系列と、予め生成されたパターンとを論理演算することにより得ることを特徴とする請求項１記載の誤り訂正処理装置。
4. 前記制御手段は、変更前のダミービットの値に対応するパリティビット系列と、前記処理手段で変調されたデジタル情報系列のビット値が全て“０”で、ダミービットの値が“１”のときに対応するパリティビット系列との排他的論理和を演算して得ることを特徴とする請求項１記載の誤り訂正処理装置。
5. 前記制御手段は、ダミービットの取り得るいくつかまたは全ての値に対応するパリティビット系列を生成し、前記符号化手段で付加されたパリティビット系列が前記記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの他の値に対応して生成されたパリティビット系列に置き換えることを特徴とする請求項１記載の誤り訂正処理装置。
6. 前記制御手段は、前記符号化手段で付加されたパリティビット系列が前記記録再生系の要求に応じた形態に対応するか否かを判別し、対応しない場合にダミービットの値を変更してその変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換え、対応する場合に、前記符号化手段で付加されたパリティビット系列をそのまま出力することを特徴とする請求項１記載の誤り訂正処理装置。
7. デジタル情報系列が入力される入力手段と、
   前記入力手段で入力されたデジタル情報系列に対して、記録再生系の要求に応じた形態に変換するための変調処理とダミービットを付加する処理とを施す処理手段と、
   前記処理手段により変調処理が施されダミービットが付加されたデジタル情報系列に対して誤り訂正用のパリティビット系列を算出し付加する符号化手段と、
   前記符号化手段で付加されたパリティビット系列が前記記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの値を変更し、その変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換える制御手段と、
   前記制御手段の出力を情報記録媒体に対して記録再生する記録再生手段とを具備することを特徴とする記録再生装置。
8. デジタル情報系列に対して、記録再生系の要求に応じた形態に変換するための変調処理とダミービットを付加する処理とを施す第１の工程と、
   前記第１の工程により変調処理が施されダミービットが付加されたデジタル情報系列に対して誤り訂正用のパリティビット系列を算出し付加する第２の工程と、
   前記第２の工程で付加されたパリティビット系列が前記記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの値を変更し、その変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換える第３の工程とを具備することを特徴とする誤り訂正処理方法。
9. 前記第３の工程は、前記第２の工程を用いて、変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列を得ることを特徴とする請求項８記載の誤り訂正処理方法。
10. 前記第３の工程は、変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列を、ダミービットの変更前のＥＣＣパリティビット系列と、予め生成されたパターンとを論理演算することにより得ることを特徴とする請求項８記載の誤り訂正処理方法。
11. 前記第３の工程は、変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列を、変更前のダミービットの値に対応するパリティビット系列と、前記第１の工程で変調されたデジタル情報系列のビット値が全て“０”で、ダミービットの値が“１”のときに対応するパリティビット系列との排他的論理和を演算して得ることを特徴とする請求項８記載の誤り訂正処理方法。
12. 前記第３の工程は、ダミービットの取り得るいくつかまたは全ての値に対応するパリティビット系列を生成し、前記第３の工程で付加されたパリティビット系列が前記記録再生系の要求に応じた形態に対応しない場合に、ダミービットの他の値に対応して生成されたパリティビット系列に置き換えることを特徴とする請求項８記載の誤り訂正処理方法。
13. 前記第３の工程は、前記第２の工程で付加されたパリティビット系列が前記記録再生系の要求に応じた形態に対応するか否かを判別し、対応しない場合にダミービットの値を変更してその変更されたダミービットの値に対応するパリティビット系列に置き換え、対応する場合に、前記第３の工程で付加されたパリティビット系列をそのまま出力することを特徴とする請求項８記載の誤り訂正処理方法。

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