JP6898171B2 - Magnetic recording medium reading method, reading device and program - Google Patents
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Description
本発明は、磁気カードなどの磁気記録媒体からデータを読み取る読み取り方法及び読取装置並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a reading method, a reading device, and a program for reading data from a magnetic recording medium such as a magnetic card.
磁気カードなどの磁気記録媒体では、磁気ストライプにおける磁化の方向を使用して“0”及び“1”の二値のビットからなるビット列が記録されている。磁気ストライプにおけるビット列データの記録方法としてFM変調方式が広く知られており、その1つにF2F変調方式がある。F2F変調方式では、磁気ストライプにおいて1ビット分のデータが記録される領域をビットセルとして、(a)隣接するビットセルの境界では磁化の方向を反転させる、(b)“0”に対応するビットセルの内部では磁化の方向を反転させない(すなわちF信号)、(c)“1”に対応するビットセルについてはそのほぼ中央の位置で磁化の方向を反転させる(すなわち2F信号)、の条件を満たすように記録を行う。そしてこのように記録が行われた磁気ストライブに対して磁気ヘッドを相対的に摺動させると、磁化の反転がある位置でピークとなるような信号が磁気ヘッドから出力されるから、この信号を復調することにより、磁気ストライプに記録されていたビット列データが再生されることになる。磁気ヘッドから出力されるこのような信号を磁気再生波形という。 In a magnetic recording medium such as a magnetic card, a bit string consisting of binary bits of "0" and "1" is recorded using the direction of magnetization in the magnetic stripe. The FM modulation method is widely known as a method for recording bit string data in a magnetic stripe, and one of them is an F2F modulation method. In the F2F modulation method, the region in which one bit of data is recorded in the magnetic stripe is used as a bit cell, and (a) the direction of magnetization is reversed at the boundary between adjacent bit cells, and (b) the inside of the bit cell corresponding to “0”. Then, record so as to satisfy the conditions of not reversing the magnetization direction (that is, F signal) and (c) inverting the magnetization direction at a position approximately in the center of the bit cell corresponding to “1” (that is, 2F signal). I do. When the magnetic head is slid relative to the magnetic stripe recorded in this way, a signal that peaks at a position where the magnetization is reversed is output from the magnetic head. By demolating the above, the bit string data recorded on the magnetic stripe will be reproduced. Such a signal output from the magnetic head is called a magnetic reproduction waveform.
磁気再生波形の復調には、特許文献1あるいは特許文献2に記載されるように、微分回路から構成されるピーク検出回路が一般に用いられる。磁気再生波形は、理想的には、磁化方向の反転があったときにピークとなり、次の磁化方向の反転まで単調に変化する信号である。この信号をピーク検出回路すなわち微分回路を通しさらにコンパレータに通してデジタル化することにより、磁気ストライプでの磁化の方向に対応して二値のいずれかをとるデジタル信号が得られる。そこで、このデジタル信号からビットセルに相当する時間間隔を抽出するとともに抽出された時間間隔において極性の反転があるかどうかを判別することにより、“0”及び“1”からなる元のビット列が復元される。しかしながら、磁気ストライプに傷があったり、磁気ストライプにおける磁力が低下していたり、あるいは、磁気ストライプに対するデータ記録が不完全なものであったりする場合には、磁気ヘッドから出力される信号にこぶ状のノイズが重畳して微分回路がこのノイズを正規の極性反転であると誤認識し、その結果、誤ったデータを復元することがある。このような誤認識を防ぐために特許文献3は、微分回路の代わりに積分回路を用いることや、微分回路から得られる結果と積分回路から得られる結果とに基づいて記録データを復元することを開示している。微分回路あるいは積分回路を用いて得られるデジタル信号において、一方のレベル(例えばローレベル)と他方のレベル(例えばハイレベル)との間での切り替わりの間隔は、磁化の方向の反転の間隔を表わすはずである。特許文献3には、二値のレベル間での切り替わりの間隔が本来予測される時間間隔とは異なる場合に、エラーとして検出することも記載されている。 As described in Patent Document 1 or Patent Document 2, a peak detection circuit composed of a differentiating circuit is generally used for demodulation of the magnetically reproduced waveform. Ideally, the magnetically regenerated waveform is a signal that peaks when there is a reversal of the magnetization direction and changes monotonically until the next reversal of the magnetization direction. By digitizing this signal through a peak detection circuit, that is, a differentiating circuit, and further through a comparator, a digital signal having either binary value corresponding to the direction of magnetization in the magnetic stripe can be obtained. Therefore, the original bit string consisting of "0" and "1" is restored by extracting the time interval corresponding to the bit cell from this digital signal and determining whether or not there is polarity reversal in the extracted time interval. To. However, if the magnetic stripe is scratched, the magnetic force on the magnetic stripe is weakened, or the data recording on the magnetic stripe is incomplete, the signal output from the magnetic head is hump-like. The noise of the above may be superimposed and the differential circuit may mistakenly recognize this noise as a normal polarity inversion, and as a result, the wrong data may be restored. In order to prevent such misrecognition, Patent Document 3 discloses that an integrator circuit is used instead of the differentiating circuit, and that the recorded data is restored based on the result obtained from the differentiating circuit and the result obtained from the integrator circuit. doing. In a digital signal obtained using a differentiating circuit or an integrating circuit, the interval of switching between one level (for example, low level) and the other level (for example, high level) represents the interval of reversal of the direction of magnetization. Should be. Patent Document 3 also describes that when the interval of switching between binary levels is different from the time interval originally predicted, it is detected as an error.
特許文献4には、ノイズ除去の基準となるクロックを生成する発振部を設け、クロックに基づき、デジタルデータ中の予め決められたパルス幅の成分をノイズとして除去するとともに、デジタルデータの途中の予め決められた幅以内の変動を、連続性があるように修正することが開示されている。 Patent Document 4 is provided with an oscillator that generates a clock that serves as a reference for noise removal, and based on the clock, a component having a predetermined pulse width in the digital data is removed as noise, and a component in the middle of the digital data is removed in advance. It is disclosed to correct fluctuations within a defined range to be continuous.
積分回路にはノイズ成分も含めて波形全体を滑らかにする効果がある。そのため、特許文献3に記載されるように積分回路を使用すると、磁力が弱まって磁気再生波形の振幅がもともと小さい磁気記録媒体の読み取りを行なう際に、磁気再生波形の振幅がさらに小さくなって、良好な読み取りを行なえなくなるおそれがある。また、微分回路と積分回路を併用する場合には、これらの両方の回路を実装しなければならず、回路構成が複雑となる。従来の磁気記録媒体読取装置には、積分回路を備えずに微分回路を有するものも多いが、このような読取装置においてもノイズの影響を受けることなく確実にデータの読み取りを行なえることが求められている。 The integrator circuit has the effect of smoothing the entire waveform, including the noise component. Therefore, when an integrating circuit is used as described in Patent Document 3, the amplitude of the magnetically reproduced waveform becomes even smaller when reading a magnetic recording medium in which the magnetic force is weakened and the amplitude of the magnetically reproduced waveform is originally small. Good reading may not be possible. Further, when the differentiating circuit and the integrating circuit are used together, both of these circuits must be mounted, which complicates the circuit configuration. Many conventional magnetic recording medium readers do not have an integrator circuit but have a differentiating circuit, but even such a reader is required to be able to read data reliably without being affected by noise. Has been done.
本発明の目的は、簡単な回路構成によって、磁力の低下した磁気記録媒体などからもノイズの影響を受けることなく確実にデータを読み取ることができる磁気記録媒体の読み取り方法と読取装置とそのような読み取り方法を実行するためのプログラムとを提供することにある。 An object of the present invention is a reading method and a reading device for a magnetic recording medium capable of reliably reading data from a magnetic recording medium having a reduced magnetic force without being affected by noise by a simple circuit configuration. The purpose is to provide a program for executing the reading method.
本発明の磁気記録媒体の読み取り方法は、磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドを用いて磁気再生波形を取得し、磁気再生波形を微分回路に入力することにより磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成し、デジタル信号における二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続するインターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて磁気記録媒体における記録データを復元する読み取り方法において、現在のインターバルの長さを第1の閾値と比較することにより、少なくとも現在のインターバルに対応する記録データにおけるビットを推定する推定工程と、現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第2の閾値を比較し、後続のインターバルの長さが第2の閾値を下回るときに後続のインターバルをノイズと判定する判定工程と、判定工程においてノイズと判定した場合に、そのノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル工程と、を有することを特徴とする。 In the method for reading a magnetic recording medium of the present invention, a magnetic reproduction waveform is acquired by using a magnetic head that slides relative to the magnetic recording medium, and the magnetic reproduction waveform is input to a differential circuit to obtain a magnetic reproduction waveform. A digital signal that takes one of the two values according to the increase or decrease of is generated, and the interval of switching between the two values in the digital signal is used as an interval, and continuous intervals are processed based on the length of each interval. In a reading method for restoring recorded data on a magnetic recording medium, an estimation step of estimating bits in the recorded data corresponding to at least the current interval by comparing the length of the current interval with the first threshold, and the current estimation process. A determination step in which the length of the subsequent interval following the interval is compared with the second threshold value, and the subsequent interval is determined to be noise when the length of the subsequent interval is less than the second threshold value, and noise in the determination step. It is characterized by having a noise canceling step of executing a process of canceling the noise when it is determined.
本発明の読取装置は、磁気記録媒体から記録データを読み取る読取装置であって、磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドと、磁気ヘッドで得られた磁気再生波形が入力する微分回路と、微分回路の出力に基づき、磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成する信号生成回路と、デジタル信号における二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続するインターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて磁気記録媒体における記録データを復元する演算部と、を有し、演算部は、現在のインターバルの長さを第1の閾値と比較することにより、少なくとも現在のインターバルに対応する記録データにおけるビットを推定する推定処理と、現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第2の閾値を比較し、後続のインターバルの長さが第2の閾値を下回るときに後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、判定処理においてノイズと判定した場合に、そのノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、を実行する。 The reading device of the present invention is a reading device that reads recorded data from a magnetic recording medium, and is a differential input between a magnetic head that slides relative to the magnetic recording medium and a magnetic reproduction waveform obtained by the magnetic head. Interval between the signal generation circuit that generates a digital signal that takes either of two values according to the increase or decrease in the magnetic reproduction waveform based on the output of the circuit and the differential circuit, and the switching interval between the two values in the digital signal. It has a calculation unit that processes continuous intervals and restores the recorded data in the magnetic recording medium based on the length of each interval, and the calculation unit sets the length of the current interval as a first threshold value. The estimation process that estimates the bits in the recorded data corresponding to at least the current interval by comparing with the second threshold for the length of the subsequent interval following the current interval, and the length of the subsequent interval. A determination process for determining the subsequent interval as noise when is below the second threshold value and a noise cancellation process for executing a process for canceling the noise when the determination process determines that the noise is generated are executed.
本発明のプログラムは、磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドと、磁気ヘッドで得られた磁気再生波形が入力する微分回路と、微分回路の出力に基づき、磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成する信号生成回路とを有して磁気記録媒体から記録データを読み取る読取装置に設けられ、デジタル信号における二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続するインターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて磁気記録媒体における記録データを復元するコンピュータに、現在のインターバルの長さを第1の閾値と比較することにより、少なくとも現在のインターバルに対応する記録データにおけるビットを推定する推定処理と、現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第2の閾値を比較し、後続のインターバルの長さが第2の閾値を下回るときに後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、判定処理においてノイズと判定した場合に、このノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、を実行させる。 The program of the present invention is based on a magnetic head that slides relative to a magnetic recording medium, a differential circuit that inputs a magnetic reproduction waveform obtained by the magnetic head, and an output of the differential circuit, and uses a magnetic reproduction waveform. It is provided in a reading device that has a signal generation circuit that generates a digital signal that takes either of two values according to an increase or decrease and reads recorded data from a magnetic recording medium, and an interval of switching between the two values in the digital signal. To a computer that processes successive intervals and restores the recorded data on the magnetic recording medium based on the length of each interval, at least by comparing the length of the current interval with the first threshold. The estimation process for estimating the bits in the recorded data corresponding to the current interval is compared with the second threshold for the length of the subsequent interval following the current interval, and the length of the subsequent interval is less than the second threshold. Occasionally, a determination process for determining the subsequent interval as noise and a noise cancellation process for executing a process for canceling the noise when the determination process determines that the interval is noise are executed.
磁気再生波形に対してこぶ状のノイズが重畳する場合、微分回路を用いてこの磁気再生波形から記録データを復元しようとすると誤認識を起こすことがあるが、本発明によれば、積分回路を設けることなく、例えばF2F波形であるデジタル信号に対する処理だけでノイズを除去することが可能になる。また、デジタル信号に対する処理であるので、従来からのハードウェア構造に対して変更を加えることなく、ソフトウェアの変更だけでノイズの除去を実現できる。特に、本発明の読取装置において信号生成回路は、微分回路の出力に接続されたコンパレータによって構成することができ、あるいは、微分回路の出力に接続された第1のコンパレータと、磁気再生波形が入力する第2のコンパレータと、第1のコンパレータの出力信号での二値のレベル間での切り替わりのタイミングにおいて第2コンパレータの出力信号のレベルに変化する信号を出力するタイミング発生器と、によって構成することができる。このような本発明の読取装置は、従来からの簡単な構成の回路を用いて、磁気再生波形に重畳するノイズの影響を除去することができる。 When hump-like noise is superimposed on the magnetically reproduced waveform, erroneous recognition may occur when trying to restore recorded data from this magnetically reproduced waveform using a differentiating circuit. Noise can be removed only by processing a digital signal which is, for example, an F2F waveform without providing it. Further, since the processing is for a digital signal, noise can be removed only by changing the software without changing the conventional hardware structure. In particular, in the reader of the present invention, the signal generation circuit can be configured by a comparator connected to the output of the differential circuit, or a first comparator connected to the output of the differential circuit and a magnetic reproduction waveform are input. It is composed of a second comparator and a timing generator that outputs a signal that changes to the level of the output signal of the second comparator at the timing of switching between the binary levels of the output signal of the first comparator. be able to. Such a reader of the present invention can eliminate the influence of noise superimposed on the magnetic reproduction waveform by using a conventional circuit having a simple configuration.
本発明では、記録データにおけるビットを推定する際に、現在のインターバルの長さが第1の閾値以上であるときに現在のインターバルが記録データでのビット“0”に対応するインターバルであると推定し、現在のインターバルの長さが第1の閾値未満であるときに現在のインターバルと後続のインターバルが記録データでのビット“1”に対応するインターバルであると推定することができる。このようにして本発明によれば、F2F変調方式によって記録された磁気記録媒体から、ノイズの影響を受けずに記録データの復元を行うことができる。 In the present invention, when estimating the bits in the recorded data, it is estimated that the current interval is the interval corresponding to the bit "0" in the recorded data when the length of the current interval is equal to or greater than the first threshold value. Then, when the length of the current interval is less than the first threshold value, it can be estimated that the current interval and the subsequent interval are the intervals corresponding to the bit "1" in the recorded data. In this way, according to the present invention, it is possible to restore recorded data from a magnetic recording medium recorded by the F2F modulation method without being affected by noise.
本発明では、ノイズキャンセルを行う際に、記録データでのビットを推定したときの推定結果によらず、少なくとも現在のインターバルと後続のインターバルとが記録データでのビット“0”を構成するものとすることができる。F2F変調方式の場合、ノイズの影響はビット“0”に対応するインターバルに特徴的であるので、ノイズキャンセルの処理において少なくとも現在のインターバルと後続のインターバルとが記録データでのビット“0”を構成するものとすることにより、ビット“0”に対応するインターバルにおけるノイズの影響をより確実に除去することができる。どのインターバルによってビット“0”や“1”が構成されているかを推定することは、ビットセルに属するインターバルを推定することでもある。特に本発明では、ビットセルに属するインターバルが適切に推定されて後続するビットの判定を適切に行えるように、ノイズキャンセルの処理において、現在のインターバルと後続のインターバルとの長さの和が第3の閾値未満であるときは、現在のインターバルと後続のインターバルと後続のインターバルの次のインターバルとが記録データでのビット“0”を構成するものとし、和が第3の閾値以上であるときは、現在のインターバルと後続のインターバルとが記録データでのビット“0”を構成するものとすることが好ましい。このように構成することにより、ノイズの影響を直接受けたインターバルとそのインターバルに隣接するインターバルを含めて連続性があるように修正でき、ノイズの影響を排除して正確に記録データを復元できるようになる。 In the present invention, at least the current interval and the subsequent interval constitute bit "0" in the recorded data, regardless of the estimation result when the bits in the recorded data are estimated when performing noise cancellation. can do. In the case of the F2F modulation method, the influence of noise is characteristic of the interval corresponding to the bit “0”, so that at least the current interval and the subsequent interval form the bit “0” in the recorded data in the noise canceling process. By doing so, the influence of noise at the interval corresponding to the bit "0" can be more reliably removed. Estimating which interval constitutes the bits "0" and "1" is also estimating the interval belonging to the bit cell. In particular, in the present invention, in the noise canceling process, the sum of the lengths of the current interval and the subsequent interval is a third so that the interval belonging to the bit cell can be appropriately estimated and the subsequent bits can be appropriately determined. When it is less than the threshold value, the current interval, the subsequent interval, and the next interval of the subsequent interval shall constitute bit "0" in the recorded data, and when the sum is equal to or more than the third threshold value, It is preferable that the current interval and the subsequent interval constitute a bit "0" in the recorded data. With this configuration, it is possible to correct the interval so that it is continuous including the interval directly affected by noise and the interval adjacent to that interval, and it is possible to eliminate the influence of noise and restore the recorded data accurately. become.
本発明では、ノイズキャンセルの処理によりビット“0”を構成するものとされたインターバルの長さの和に関して直前のビットセル長からの変化率を求めてジッタチェックを行うことが好ましい。ジッタチェックを行うことによって、ノイズキャンセルの処理により誤読や誤修正がなされた場合であっても、ノイズキャンセルの処理の妥当性を判断することが可能になる。 In the present invention, it is preferable to perform a jitter check by obtaining the rate of change from the immediately preceding bit cell length with respect to the sum of the lengths of the intervals that constitute the bit “0” by the noise canceling process. By performing the jitter check, it is possible to judge the validity of the noise canceling process even if the noise canceling process causes misreading or erroneous correction.
本発明において、第1の閾値は、例えば、直前のビットセル長、平均のビットセル長、及び規格で定めるビットセル長のいずれか1つの70%に設定され、第2の閾値は、例えば、直前のビットセル長、平均のビットセル長、及び規格で定めるビットセル長のいずれか1つの25%に設定される。実際のビットセル長に基づいてこれらの閾値を設定することにより、搬送速度に応じた判定が可能になり、規格で定めるビットセル長に基づいてこれらの閾値を設定することによって、規格に基づいた判定を行うことが可能になる。特に第2の閾値に関し、ビットセル長の25%に設定すると、これは2F信号に対するインターバルの許容規格よりも大きいので、誤判定の危険を抑制することができる。 In the present invention, the first threshold value is set to 70% of any one of, for example, the immediately preceding bit cell length, the average bit cell length, and the standard bit cell length, and the second threshold value is, for example, the immediately preceding bit cell. It is set to 25% of any one of the length, the average bit cell length, and the bit cell length specified in the standard. By setting these thresholds based on the actual bit cell length, it is possible to make a judgment according to the transport speed, and by setting these thresholds based on the bit cell length specified in the standard, the judgment based on the standard can be made. It will be possible to do. In particular, when the second threshold value is set to 25% of the bit cell length, this is larger than the permissible standard of the interval for the 2F signal, so that the risk of erroneous determination can be suppressed.
本発明によれば、磁気カードなどの磁気記録媒体からのデータの読み取りを行う際に、簡単な回路構成によって、磁力の低下した磁気記録媒体などからもノイズの影響を受けることなく確実にデータを読み取ることができるようになる。 According to the present invention, when reading data from a magnetic recording medium such as a magnetic card, the simple circuit configuration ensures that the data can be reliably read from a magnetic recording medium having a reduced magnetic force without being affected by noise. You will be able to read it.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の一形態の読取装置の構成を示している。図示される読取装置は、磁気記録媒体として磁気カード10から記録データを読み取るものであり、磁気カード10を搬送するモータ11と、モータ11によって搬送される磁気カード10の磁気ストライプ(不図示)に対して相対的に摺動する磁気ヘッド12と、磁気ヘッド12で得られる磁気再生波形から記録データを復元する読取回路21とを備えている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a reading device according to an embodiment of the present invention. The reading device shown is for reading recorded data from a
読取回路21は、微分回路24を有する一般的に用いられている回路であり、磁気ヘッド12からの磁気再生波形から所望の周波数成分を抽出する帯域通過フィルタ(バンドパスフィルタ)22と、帯域通過フィルタ22を通過した磁気再生波形を増幅する増幅器23とを備え、増幅器23で増幅された磁気再生波形が微分回路24に入力する。さらに読取回路21は、微分回路24の出力の極性を判別して二値レベルで表わされるデジタル信号を出力するコンパレータ25と、コンパレータ25から出力されるデジタル信号に基づいて記録データを復元する処理を実行する演算部26とを備えている。演算部26での処理については後述する。磁気再生波形において瞬時値が減少するように変化しているときには微分回路24の出力値は負であるのでコンパレータ25の出力はローレベルであり、磁気再生波形において瞬時値が増大するように変化しているときには微分回路24の出力値は正であるのでコンパレータ25の出力はハイレベルである。したがって、微分回路24の出力は、磁気再生波形でのピークに対応してゼロクロス点を有する。磁気再生波形での正方向及び負方向のピークに対応してコンパレータ25の出力は、ハイレベルからローレベルへ、あるいはローレベルからハイレベルへと切り替わる。このようなコンパレータ25が出力するデジタル信号をF2F波形と称する。
The
図2は、本発明に基づく読取装置の別の形態を示している。図2に示す読取装置が図1に示す読取装置と異なっている点は、読取回路21の内部構成である。図2に示す読取回路21は、図1に示す読取回路21に、さらに、増幅器23と並列に設けられて帯域通過フィルタ22の出力する磁気再生波形が入力するもう1つの増幅器27と、増幅器27の出力が入力するコンパレータ28と、タイミング発生器29と、を設けたものである。図2に示した読取回路21も、例えば特許文献1の図17や特許文献2の図1、特許文献3の図11に示されているように、微分回路24を有して一般的に用いられているものである。コンパレータ28は、磁気再生波形そのものの極性に応じたデジタル信号を出力する。タイミング発生器29は、コンパレータ25の出力信号におけるハイレベルとローレベルとの間での切り替わりのタイミングにおいてコンパレータ28の出力信号のレベルに変化するような信号をF2F波形として出力される。微分回路24の出力の正負だけでなく、磁気再生波形自体の正負にも基づいてF2F波形を生成するので、図2に示す読取装置は、図1に示す読取装置に比べ、ノイズに対する耐性が向上している。同じ磁化再生波形が与えられたとして、図2に示す読取回路21によって得られるF2F波形は、基本的には図1に示す読取回路21によって得られるF2F波形を論理反転したものである。本発明に基づく読み取り方法は、F2F波形におけるローレベルとハイレベルとの間の切り替わりのタイミングのみに基づいて記録データを復元するものであるから、どちらの読取回路を用いたとしても、記録データの復元のための処理に実質的な違いが出てくるわけではない。
FIG. 2 shows another form of the reader according to the present invention. The difference between the reading device shown in FIG. 2 and the reading device shown in FIG. 1 is the internal configuration of the
次に、図1あるいは図2に示す読取装置を用いた場合におけるノイズの影響について、図3を用いて説明する。図3は、ビット列“110101”を記録データとして記録した磁気ストライプから得られる磁気再生波形とこの磁気再生波形から得られるF2F波形を示している。F2F波形におけるハイレベルとローレベルとの間での切り替わりから次の切り替わりまでの区間をF2Fインターバルと呼ぶ。誤解のおそれがないときは、F2Fインターバルを単にインターバルと呼ぶ。F2F変調方式を使用しているので、ノイズ等の影響がなければ、データ“0”に対応するビットセルはF信号に対応する1つのF2Fインターバルで構成され、データ“1”に対応するビットセルは2F信号に対応する連続する2つのF2Fインターバルで構成されることになる。ここでは、図1に示す読取装置を使用したものとして、増幅器23の出力を磁気再生波形として示し、コンパレータ25の出力をF2F波形として示している。
Next, the influence of noise when the reading device shown in FIG. 1 or 2 is used will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a magnetic reproduction waveform obtained from a magnetic stripe in which the bit string “110101” is recorded as recorded data, and an F2F waveform obtained from the magnetic reproduction waveform. The section from the switching between the high level and the low level in the F2F waveform to the next switching is called the F2F interval. When there is no risk of misunderstanding, the F2F interval is simply called an interval. Since the F2F modulation method is used, if there is no influence such as noise, the bit cell corresponding to the data "0" is composed of one F2F interval corresponding to the F signal, and the bit cell corresponding to the data "1" is 2F. It will consist of two consecutive F2F intervals corresponding to the signal. Here, assuming that the reader shown in FIG. 1 is used, the output of the
図3に示されるように、磁気再生波形の正方向及び負方向のピークの位置でF2F波形でのローレベルとハイレベルとの間の切り替わりが起こっている。ここで記録データにおける5ビット目(“0”のビット)では、図においてXで示すように、磁気再生波形に対してこぶ状のノイズが重畳している。このビットは“0”であるのでF信号であり、本来はビットセルの期間中はF2F波形におけるレベルの切り替わりは起こらないはずのものである。しかしながらノイズXを微分することにより、F2F波形におけるレベルの切り替わりが発生し、本来のF信号の区間に対応するF2Fインターバルが、比較的長いインターバルAと、インターバルAとは異レベルで極端に短いインターバルBと、インターバルAと同レベルのインターバルCとに分割されることになる。ノイズXが重畳したビットの次のビットが“1”であるとすると、インターバルCに引き続くF2FインターバルDは、ビットセルの長さの約半分であるから、インターバルAよりは短いがインターバルBやインターバルCよりは長くなる。 As shown in FIG. 3, switching between the low level and the high level in the F2F waveform occurs at the positions of the peaks in the positive and negative directions of the magnetic reproduction waveform. Here, at the fifth bit (“0” bit) in the recorded data, as shown by X in the figure, hump-like noise is superimposed on the magnetic reproduction waveform. Since this bit is "0", it is an F signal, and the level switching in the F2F waveform should not occur during the period of the bit cell. However, by differentiating the noise X, the level of the F2F waveform is switched, and the F2F interval corresponding to the original F signal interval is a relatively long interval A and an interval that is different from the interval A and extremely short. It will be divided into B and interval C at the same level as interval A. Assuming that the bit next to the bit on which the noise X is superimposed is "1", the F2F interval D following the interval C is about half the length of the bit cell, so that it is shorter than the interval A, but the interval B and the interval C Will be longer.
従来の読み取り方法では、現在のF2Fインターバルの長さが直前のビットセルの長さによって定まるビット判定閾値すなわち第1の閾値と等しいかこれよりも長ければ、現在のF2Fインターバルが記録データにおけるビット“0”に対応し、ビット判定閾値未満であれば、現在のF2Fインターバルと、それに引き続く後続のF2Fインターバルとがビット“1”に対応すると判定する。ビット判定閾値は例えば直前のビットセル長さの70%である。このようなビット判定のやり方をビット追従方式と呼ぶ。ビット追従方式を図3に示すF2F波形に適用すると、インターバルAが単独でビット“0”を表わし、インターバルBとインターバルCとがビット“1”を表わすと誤認識したり、あるいは、インターバルAとインターバルBとでビット“1”を表わし、インターバルCとインターバルDとでビット“1”を表わすと誤認識することになる。 In the conventional reading method, if the length of the current F2F interval is equal to or longer than the bit determination threshold determined by the length of the immediately preceding bit cell, that is, the first threshold, the current F2F interval is bit "0" in the recorded data. If it is less than the bit determination threshold value, it is determined that the current F2F interval and the subsequent F2F interval correspond to the bit “1”. The bit determination threshold is, for example, 70% of the immediately preceding bit cell length. Such a bit determination method is called a bit tracking method. When the bit tracking method is applied to the F2F waveform shown in FIG. 3, it is erroneously recognized that the interval A alone represents the bit “0” and the interval B and the interval C represent the bit “1”, or the interval A and It is erroneously recognized that the interval B represents the bit "1" and the interval C and the interval D represent the bit "1".
こぶ状のノイズが磁気再生波形に重畳することによるこのような誤認識は、磁気再生波形での変化がなだらかな場合、すなわち、磁化方向の反転によるピークとピークとの間が比較的長い場合に起こるものであり、記録ビットが“0”であるときに特徴的に発生するものである。図2に示した読取装置は、図1に示した読取装置よりもノイズ耐性が高まっているものの、磁気再生波形での信号レベルが0に近い位置でこぶ状のノイズが重畳した結果、ノイズの近傍での磁気再生波形の正負が変化するような場合には、上述した誤認識の発生を防止することができない。 Such misrecognition due to the hump-like noise superimposed on the magnetically reproduced waveform occurs when the change in the magnetically reproduced waveform is gentle, that is, when the peak and peak due to the reversal of the magnetization direction are relatively long. It occurs and is characteristically generated when the recording bit is "0". Although the reader shown in FIG. 2 has higher noise immunity than the reader shown in FIG. 1, noise is generated as a result of hump-like noise superimposed at a position where the signal level in the magnetic reproduction waveform is close to 0. When the positive / negative of the magnetically reproduced waveform changes in the vicinity, the occurrence of the above-mentioned erroneous recognition cannot be prevented.
そこで本発明に基づく読み取り方法では、誤認識を引き起こす上述したF2F波形の特徴に基づき、直前のビットセルの長さよりも極端に短いF2Fインターバルを検出した場合には、図1または図2に示す読取装置の演算部26が、そのF2Fインターバルはノイズによるものであると判断して、ノイズをキャンセルする処理を行なう。演算部26は、ノイズをキャンセルした上で、ビット追従方式に基づいて記録データの復元を行なう。F2F波形においてノイズによって発生する極端に短いF2Fインターバルは、上述したように“0”である記録ビットすなわちF信号に特徴的なものであるから、ノイズをキャンセルする処理では、極端に短いインターバル(図3の例ではインターバルB)とその前後のインターバル(図3の例ではインターバルAとインターバルC)とが記録ビット“0”を構成するものと判定する。極端に短いF2Fインターバルであるかどうかは、第2の閾値であるノイズ判定閾値を用いて判定する。ノイズ判定閾値は、本来の記録ビット“1”(すなわち2F信号)における正常なF2Fインターバルをノイズと誤認しないように設定する必要がある。JIS X6302−2及び−6において、記録ビット“1”でのF2Fインターバルの許容誤差が±20%と規定されていることに鑑み、この許容誤差に若干のマージンを加えた平均ビットセル長の25%をノイズ判定閾値として使用することができる。平均ビットセル長は、直前の数ビットについてのビットセル長の平均である。あるいは、直前の1ビット分のビットセル長の例えば25%をノイズ判定閾値として用いてもよく。磁気記録媒体へのデータ書き込みについての規格値に定めるビットセル長の25%をノイズ判定閾値として用いてもよい。
Therefore, in the reading method based on the present invention, when an F2F interval extremely shorter than the length of the immediately preceding bit cell is detected based on the above-mentioned characteristics of the F2F waveform that causes erroneous recognition, the reading device shown in FIG. 1 or FIG. The
以上説明した処理により、こぶ状のノイズに起因する誤認識を防止し、このノイズを含む部分を記録ビット“0”に対応するものと推定することができる。しかしながらこの処理によっては磁気データの読み取りに対して変則性が加わることとなり、ノイズのキャンセルを行なったインターバル以降のF2Fインターバルにおいて誤認識が発生する恐れがある。そこで、ノイズのキャンセルの対象となった極端に短いインターバルBとその前後のインターバルA及びインターバルCとの長さの和を求め、この和に関し、直前のビットセルの長さに対する変化率(すなわち、ビット間ジッタ(BBJ):Bit to Bit Jitter)を求め、各種のばらつきを含めて想定される範囲(例えば±40%)内にBBJにあるかどうかの判定するいわゆるジッタチェックを行うようにしてもよい。ジッタチェックでは、想定される範囲内にBBJがあれば正常と判断し、そうでなければ誤認識の可能性ありとして警報を発生する。あるいは、ビットセルに属するインターバルが適切に推定されて後続するビットの判定を適切に行えるように、ノイズのキャンセルの対象となった極端に短いインターバルBとその直前のインターバルAとの長さの和が所定のビットセル判定閾値(すなわち第3の閾値)以上である場合には、極端に短いインターバルBに引き続くインターバルCについてはノイズのキャンセルの処理の対象とはしない、すなわちインターバルCは後続のビットセルに属するものとするようにしてもよい。この処理は、インターバルCが現在のビットセルに属するのか後続にビットセルに属するのかを判定する処理出るから、ビットセル判定と呼ばれる。ビットセル判定閾値には、例えば、平均ビットセル長を用いてもよいし、F信号について規格で定める長さをそのまま使用してもよい。 By the process described above, it is possible to prevent erroneous recognition due to the hump-like noise and to estimate that the portion including the noise corresponds to the recording bit “0”. However, this process adds anomalous properties to the reading of magnetic data, and there is a risk that erroneous recognition will occur in the F2F interval after the noise cancellation interval. Therefore, the sum of the lengths of the extremely short interval B, which is the target of noise cancellation, and the intervals A and C before and after the interval B is obtained, and the rate of change (that is, bits) with respect to the length of the immediately preceding bit cell with respect to this sum. Inter-jitter (BBJ): Bit to Bit Jitter) may be obtained, and a so-called jitter check may be performed to determine whether or not the BBJ is within the expected range (for example, ± 40%) including various variations. .. In the jitter check, if the BBJ is within the expected range, it is judged to be normal, and if not, an alarm is generated as there is a possibility of erroneous recognition. Alternatively, the sum of the lengths of the extremely short interval B targeted for noise cancellation and the interval A immediately before it is calculated so that the interval belonging to the bit cell can be appropriately estimated and the subsequent bits can be appropriately determined. When it is equal to or higher than a predetermined bit cell determination threshold value (that is, a third threshold value), the interval C following the extremely short interval B is not subject to noise cancellation processing, that is, the interval C belongs to the subsequent bit cell. It may be assumed. This process is called bit cell determination because it determines whether the interval C belongs to the current bit cell or a subsequent bit cell. For the bit cell determination threshold value, for example, the average bit cell length may be used, or the length specified in the standard for the F signal may be used as it is.
以上、演算部26で実行する処理を概要を説明したが、以下に、演算部26が行う処理の一例について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。あるビットセルまでの処理が完了してそのビットセルまでのデータが復元されたとする。演算部26は、未処理のF2Fインターバルのうち先頭のものを現在のF2Fインターバルとして、ステップ101において、現在のF2Fインターバルの時間長さをT1とし、ステップ102においてT1がビット判定閾値以上であるか否かを判定する。ビット判定閾値は、第1の閾値として、上述したように、F2FインターバルがF信号に対応するものか、2F信号に対応するものかを判別する閾値である。ビット判定閾値は、例えば、直前のビットセル長の70%、平均ビットセル長の70%、あるいは、F信号の長さとして規格で定められた値の70%として定めることができる。ここで直前の1ビット分のビットセル長に基づいてビット判定閾値を定めると、読取装置における磁気カード10の搬送速度のばらつきに合わせた判定を行うことができる。平均ビットセル長に基づいてビット判定閾値を定めると、直前の1ビット分のビットセルの長さが突発的に異常値となった場合であっても、磁気カード10の搬送速度を加味しながら異常値による誤判定を避けることができる。規格で定められた長さに基づいたビット判定閾値を用いる場合には、規格に対する判定を行うことができる。なお、規格においては2F信号のF2Fインターバルの許容誤差が±20%となっているが、2F信号の長さを基準とせずにビットセル長を基準とすることにより、2F信号における長さのばらつきが規格の上限に達しているような場合であっても、精度よくビット判定を行うことができる。
The processing executed by the
ステップ102においてT1がビット判定閾値を下回る場合は、従来のビット追従方式によれば、現在のF2Fインターバルと後続のF2Fインターバル(すなわち現在のF2Fインターバルの次のF2Fインターバル)とが“1”である記録ビットを構成すると判定される場合である。本実施形態においても、ノイズの影響を受けない場合であれば現在のF2Fインターバルと後続のF2Fインターバルとが記録データでのビット“1”に対応するインターバルであるものと推定している。演算部26は、ステップ111において後続のF2Fインターバルの長さをT2とし、ステップ112において、T2が上述したノイズ判定閾値以上であるかどうかを判定する。ノイズ判定閾値は第2の閾値であって、T2がノイズ判定閾値以上である場合は、後続のF2Fインターバルがノイズではなく正規のF2Fインターバルであると判断される場合であるので、ステップ113において、ビット追従方式に基づき、現在のF2Fインターバルと後続のF2Fインターバルとが“1”の記録ビットを構成すると判定して、処理を終了する。
When T1 is lower than the bit determination threshold value in
一方、ステップ112においてT2がノイズ判定閾値以下である場合には、ステップ114において、後続のF2Fインターバルがノイズであると判定する。ノイズであると判定した場合、上述したように、現在のF2Fインターバル(図3の例ではインターバルA)、後続のF2Fインターバル(図3の例ではインターバルB)及び後続の次のF2Fインターバル(図3の例ではインターバルC)が“0”の記録ビットを構成すると直ちに推定してもよい。後続の次のF2Fインターバルとは、後続のインターバルの次に引き続くF2Fインターバルのことである。しかしながら図4に示した処理では、上述したビットセル判定を取り入れており、ステップ115において演算部26は、T1とT2の和が、第3の閾値である上述したビットセル判定閾値以上であるかどうかを判定する。T1とT2の和がビットセル判定閾値未満である場合には、ステップ116において、現在のF2Fインターバルと後続のF2Fインターバルと後続の次のF2Fインターバルとが“0”の記録ビットに対応するものと推定して、処理を終了する。一方、ステップ115においてT1とT2の和がビットセル判定閾値以上である場合には、後続の次のF2Fインターバルをノイズのキャンセルの対象とすることが不適切な場合であるので、演算部26は、ステップ117において、現在のF2Fインターバル及び後続のF2Fインターバルによって“0”の記録ビットが構成されると推定して、処理を終了する。
On the other hand, when T2 is equal to or less than the noise determination threshold value in
ステップ102においてT1がビット判定閾値以上である場合は、従来のビット追従方式によれば、現在のF2Fインターバルが“0”の記録ビットを構成すると判定される場合である。本実施形態においても、ノイズの影響を受けない場合であれば現在のF2Fインターバルが記録データでのビット“0”に対応するインターバルであるものと推定している。ここで演算部26は、ステップ121において後続のF2Fインターバルの長さをT2とし、ステップ122においてT2が、第2の閾値である上述したノイズ判定閾値以上であるかどうかを判定する。T2がノイズ判定閾値以上である場合は、後続のF2Fインターバルがノイズではなく正規のF2Fインターバルであると判断される場合であるので、ステップ123において、ビット追従方式に基づき、現在のF2Fインターバルが“0”の記録ビットを構成すると判定して、処理を終了する。
When T1 is equal to or greater than the bit determination threshold value in
一方、ステップ122においてT2がノイズ判定閾値以下である場合には、ステップ124において、後続のF2Fインターバルがノイズであると判定する。ノイズであると判定した場合、上述のステップ115〜117の処理と同様に、ステップ125において演算部26は、T1とT2の和が上述したビットセル判定閾値以上であるかどうかを判定する。T1とT2の和がビットセル判定閾値未満である場合には、ステップ126において、現在のF2Fインターバルと後続のF2Fインターバルと後続の次のF2Fインターバルとが“0”の記録ビットに対応するものと推定して、処理を終了する。一方、ステップ125においてT1とT2の和がビットセル判定閾値以上である場合には、後続の次のF2Fインターバルをノイズのキャンセルの対象とすることが不適切な場合であるので、演算部26は、ステップ127において、現在のF2Fインターバル及び後続のF2Fインターバルによって“0”の記録ビットが構成されると推定して、処理を終了する。
On the other hand, when T2 is equal to or less than the noise determination threshold value in
[効果]
本実施形態の読み取り方法では、積分回路を設けることなく簡単な回路構成で、ノイズの影響を受けることなく磁気記録媒体から確実にデータを読み取ることができる。特に図1及び図2を用いて説明したように、本実施形態での読取回路21は、そのハードウェア構成としては、微分回路を有する従来から知られている読取回路と同様のものであり、演算部26での処理のみが従来のものと異なっている。F2F波形に基づいて記録データの復元を行う演算部26は、専用のハードウェア回路を用いて構成することもできるが、近年ではマイクロプロセッサやマイクロコンピュータなどで実現されることが一般的である。したがって、本実施形態の読み取り方法は、演算部26におけるソフトウェア処理によって実行することができ、このソフトウェア処理によって、磁気再生波形上のこぶ状のノイズ成分の影響を除去できる。このソフトウェア処理は、図4に示したように、比較的小規模なものである。このように本実施形態の読み取り方法は、既存の読取装置に含まれる演算部のソフトウェアを上述した処理を実行するものに置き換えることによって実現することができ、本発明に基づく読取装置は、既存の読取装置におけるソフトウェアの改修だけで実現できる。
[effect]
In the reading method of the present embodiment, data can be reliably read from the magnetic recording medium without being affected by noise with a simple circuit configuration without providing an integrator circuit. In particular, as described with reference to FIGS. 1 and 2, the
10…磁気カード;12…磁気ヘッド;21…読取回路、22…帯域通過フィルタ;23,27…増幅器;24…微分回路;25,28…コンパレータ;26…演算部;29…タイミング発生器。 10 ... magnetic card; 12 ... magnetic head; 21 ... reading circuit, 22 ... bandpass filter; 23, 27 ... amplifier; 24 ... differentiating circuit; 25, 28 ... comparator; 26 ... arithmetic unit; 29 ... timing generator.
Claims (15)
現在のインターバルの長さを第1の閾値と比較することにより、少なくとも前記現在のインターバルに対応する前記記録データにおけるビットを推定する推定工程と、
前記現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第2の閾値を比較し、前記後続のインターバルの長さが前記第2の閾値を下回るときに前記後続のインターバルをノイズと判定する判定工程と、
前記判定工程においてノイズと判定した場合に、当該ノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル工程と、
を有することを特徴とする、読み取り方法。 By acquiring a magnetic reproduction waveform using a magnetic head that slides relative to the magnetic recording medium and inputting the magnetic reproduction waveform into a differential circuit, either of two values is obtained according to the increase or decrease in the magnetic reproduction waveform. A digital signal that takes one of them is generated, the interval of switching between the two values in the digital signal is set as an interval, the continuous intervals are processed, and recording in the magnetic recording medium is performed based on the length of each interval. In the reading method to restore data
An estimation step of estimating bits in the recorded data corresponding to at least the current interval by comparing the length of the current interval with the first threshold.
A determination step of comparing the length of the subsequent interval following the current interval with the second threshold value, and determining the subsequent interval as noise when the length of the subsequent interval is less than the second threshold value. ,
A noise canceling step of executing a process of canceling the noise when it is determined to be noise in the determination step,
A reading method, characterized in that it has.
前記現在のインターバルの長さが前記第1の閾値以上であるときに前記現在のインターバルが前記記録データでのビット“0”に対応するインターバルであると推定し、
前記現在のインターバルの長さが前記第1の閾値未満であるときに前記現在のインターバルと前記後続のインターバルが前記記録データでのビット“1”に対応するインターバルであると推定する、請求項1に記載の読み取り方法。 In the estimation process
When the length of the current interval is equal to or greater than the first threshold value, it is estimated that the current interval is the interval corresponding to the bit “0” in the recorded data.
Claim 1 that, when the length of the current interval is less than the first threshold value, it is estimated that the current interval and the subsequent interval are intervals corresponding to bit "1" in the recorded data. The reading method described in.
前記磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドで得られた磁気再生波形が入力する微分回路と、
前記微分回路の出力に基づき、前記磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成する信号生成回路と、
前記デジタル信号における前記二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続する前記インターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて前記磁気記録媒体における前記記録データを復元する演算部と、
を有し、
前記演算部は、
現在のインターバルの長さを第1の閾値と比較することにより、少なくとも前記現在のインターバルに対応する前記記録データにおけるビットを推定する推定処理と、
前記現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第2の閾値を比較し、前記後続のインターバルの長さが前記第2の閾値を下回るときに前記後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、
前記判定処理においてノイズと判定した場合に、当該ノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、
を実行する読取装置。 A reader that reads recorded data from a magnetic recording medium.
A magnetic head that slides relative to the magnetic recording medium,
A differentiating circuit to which the magnetic reproduction waveform obtained by the magnetic head is input, and
A signal generation circuit that generates a digital signal that takes either of two values according to the increase or decrease in the magnetic reproduction waveform based on the output of the differentiating circuit.
An arithmetic unit that processes the continuous intervals and restores the recorded data in the magnetic recording medium based on the length of each interval, with the switching interval between the binary values in the digital signal as an interval.
Have,
The calculation unit
An estimation process that estimates bits in the recorded data corresponding to at least the current interval by comparing the length of the current interval with the first threshold.
A determination process in which the length of the subsequent interval following the current interval is compared with the second threshold value, and when the length of the subsequent interval is less than the second threshold value, the subsequent interval is determined to be noise. ,
A noise canceling process that executes a process of canceling the noise when it is determined to be noise in the determination process,
A reader that runs.
現在のインターバルの長さを第1の閾値と比較することにより、少なくとも前記現在のインターバルに対応する前記記録データにおけるビットを推定する推定処理と、
前記現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第2の閾値を比較し、前記後続のインターバルの長さが前記第2の閾値を下回るときに前記後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、
前記判定処理においてノイズと判定した場合に、当該ノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、
を実行させるプログラム。 Based on the magnetic head that slides relative to the magnetic recording medium, the differential circuit that the magnetic reproduction waveform obtained by the magnetic head inputs, and the output of the differential circuit, depending on the increase or decrease in the magnetic reproduction waveform. A signal generation circuit that generates a digital signal that takes either of the two values is provided in a reading device that reads recorded data from the magnetic recording medium, and a switching interval between the two values in the digital signal is set. As an interval, a computer that processes the continuous intervals and restores the recorded data in the magnetic recording medium based on the length of each interval.
An estimation process that estimates bits in the recorded data corresponding to at least the current interval by comparing the length of the current interval with the first threshold.
A determination process in which the length of the subsequent interval following the current interval is compared with the second threshold value, and when the length of the subsequent interval is less than the second threshold value, the subsequent interval is determined to be noise. ,
A noise canceling process that executes a process of canceling the noise when it is determined to be noise in the determination process,
A program that executes.
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