JPH01221919A - 可変長符号変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル信号の伝送または記録に適用される
可変長符号変換方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ディジタル信号を光ディスク、磁気ディスク等に記録再
生する際に用いられ名符号変換方法は、記録の高密度化
に伴い種々の方法が開発されて来た。この符号に要求さ
れる性質として、特に以下の３点が挙げられる。

（１）最小磁化反転間隔Ｔ　ｍ　ｌ　ｎ記録再生系の帯
域制限の影響を受けにくくするためにはＴ　ｍ　Ｉ　ｍ
は大であることが望ましい。

（２）最大磁化反転間隔Ｔ６．８ セルフクロック機能を得るためにはクロック情報を抽出
するために、Ｔ□、８は小であるこ左が望ましい。

（３）検出窓幅Ｔｗ 再生信号のジッタや波形干渉によるピークシフト等の時
間軸変動に対する余裕度を表わし、大であることが望ま
しい。

（１）、（３）よりＴ、、１．ｘ’ｌ”Ｗが大きいほど
良いとする評価の仕方もある。

ｍビットのデータ語をｎビットの符号語に変換するとき
、符号語中の“１”と“１”の間の０”のラン数の最小
値をｄ、最大値をｋとすると、これらは次のように表わ
される。

Ｔ、、１．＝　（ｄ＋１）’ｒｗ Ｔ□、＝　（ｋ＋１）Ｔ。

ＴＷ　＝（ｍ／ｎ）Ｔ （Ｔ：データ語の１ビット長） 従来、上記観点から種々の符号変換方法が考案されてお
り、代表的なものとしてＭＦＭ、（２゜７）ＲＬＬが挙
げられる。これらは次のような値を持つ符号変換方法で
ある。尚これ以後、便宜上Ｔで規格化して表わす。

ＭＦＭ Ｔ７．　　＝１．　　ＯＴ、、、　　　　　　　＝２．
　　ＯＴｗ　　　＝０．　５　　　　’ｒｍｌｆｉ　　
Ｘ’Ｉ’ｗ＝Ｑ、５（２，７）ＲＬＬ Ｔｆｆｉ、、＝１．　５　　　　Ｔ□、　　　　　　　
＝４．ＯＴｗ　　　＝０．５　　　　Ｔ７．ＸＴＷ＝０
．７５〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしな
がら、記録の高密度化が進み、最小磁化反転間隔Ｔ１１
、あるいは’ｒ＋＋ｎ　ｘ’ｌ’、のより大きい符号変
換方法が必要になってきた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は最小データ長ｍ＝２、最小符号語長ｎ＝６、符
号語長数ｒ、、、＝４、変換後の符号語同士を接続した
二進符号語列の“１”と“１”の間の“０”のラン数の
最小値ｄ＝５、最大値に＝１６なる可変長符号を実現し
たものであり、Ｔ　ｍ　Ｉ　ｎ；２．０、Ｔ、、、＝５
．６７、Ｔｗ＝０．３３という特徴を持つ。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。可変
長符号において符号語として使用できるための条件はｎ
ビットの符号語のパターンを示す図である。第１図にお
いて （１）一つの符号語内で（ｄ、ｋ）制限を満たす。

（２）符号語同士を接続しても（ｄ、ｋ）制限を満たす
。

（３）符号語の境界を正しく判別でき、−意に復号可能
である。

次にこれらの条件を満たす符号語の構成法について述べ
る。但し、説明の都合上（１）を満たす符号語を（ｄ、
ｋ）制限符号語、（１）と（２）を満たす符号語を有効
符号語、（１）、（２）。

（３）全てを満たす符号語をユニークな符号語と呼ぶこ
とにする。

Ｄ、Ｔ、Ｔａｎｇ　ａｎｄ　ＩＬ、Ｒ，Ｂａｈｌ、　”
　Ｂｌｏｃｋ　Ｃｏｄｅｓ　ｆｏｒＣｌａｓｓ　ｏｆ　
Ｃｏｎ５ｔｒａｉｎｅｄ　Ｎｏ１ｓｅｌｅｓｓ　Ｃｈａ
ｎｎｅｌｓ　”　。

Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｖ
ｏｌ、１７．１９７０によると長さｎビットの（ｄ、ｋ
）制限符号の符号語数Ｎ　（ｎ）は次式で求まることが
証明されている。

Ｎ（ｎ）＝ｎ＋１　　　　　　　（１≦ｎ≦ｄ＋１）Ｎ
（ｎ）＝Ｎ　　（ｎ−１）＋Ｎ　　（ｎ−ｄ−１）（ｄ
＋１＜ｎ≦ｋ） Ｎ（ｎ）＝　　（ｄ＋に＋１−ｎ） ＋Ｎ（ｎ−ｉ−１） （ｋｉｎ≦ｄ＋ｋ） Ｎ（ｎ）＝Ｎ　　（ｎ−ｉ−１）　　　（ｎ＞ｄ＋ｋ）
但し、 Ｎ（ｎ）＝Ｏ（ｎ＜０） Ｎ（０）＝１ とする。

これにより、第１図のｎビットの（ｄ、ｋ）制限符号パ
ターンの総数が計算できる。

また、条件（２）を満たすためにはＬブロックの長さｐ
１Ｒブロックの長さｑが次式を満足すればよい。

ｄＯ≦ｐ≦ｋＯ ｄ１≦ｑ≦ｋ１ （ｄＯ＋ｄｌ　＝ｄ、ｋ０＋ｋ１　＝ｋ）このようにし
て構成された有効符号語は符号語同士の接続によっても
（ｄ、ｋ）制限が破れることはない。

このｎビットの有効符号語はｄＯ、ｄｉ　、　ｋｏ。

ｋｌを適当に与えてＲブロック及びＬブロックがこの条
件を満たす符号語を（ｄ、ｋ）制限符号から選択するこ
とによって得られる。

次にユニークな符号語の選択剤について説明する。第２
図に示すように２ｎビットの符号語Ａとｎビットの符号
語ＢとＣを接続したものが等しい場合、−意に復号出来
なくなる。従って、このような符号語Ａはユニークな符
号語ではない。一般にｒｎビットのユニークな符号語は
ｒｎビットの有効符号語から、ｒｎビットより小なるユ
ニークな符号語の接続によって得られるｒｎビットの有
効符号語を除くことによって得られる。ｒｎビットの有
効符号語数をＮｒ、ユニークな符号語数をＶｒとすると
、 ｒ＝１の場合は有効符号語が全てユニークな符号語にな
る。符号語数は Ｖｌ　＝Ｎ１ ｒ＝２の場合は第３図（ａ）に示すようにｎビットのユ
ニークな符号語を接続して得られる２ｎビットの有効符
号語を除（。符号語数はＶ２　＝Ｎ２−Ｖｌ　ｘＶｌ ｒ＝３の場合は第３図（ｂ）に示すようにｎビット及び
２ｎビットのユニークな符号語の接続によって得られる
３ｎビットの有効符号語を除く。

符号語数は　− Ｖ３＝Ｎ３−（Ｖｌ”＋ＶＩ　ＸＶ２”＋Ｖ２　ＸＶＩ
２）ｒ＝４の場合も同様である。

ｄＯ＝０、ｄ１＝５、ｋＯ＝６、ｋｌ＝１０の場合につ
いて、このようにして求めた符号語を第１表に、符号語
数を第２表に示す。

第　　　１　　　表 （１１０１００）　　００００１０００００１００００
ＣｊＯＯ（’）　　　　　　　　１０００００００００
０００１００００００００００第　　２　　表 次にこのようにして求められた符号語にデータ語を割り
当てる。ｒ＝１の場合、データ語は２ビットであるから
、必要とする６ビットのユニークな符号語数（以後、必
要語数と呼ぶ）は４個である。しかし、第２表よりユニ
ークな符号語数は１個であるため、例えば“００”のみ
割り当てる。

符号語は３個不足することになる。

ｒ＝２の場合、ｒ＝１において割り当てられなかった３
個のデータ語“０１”、“１０”、“１１″のあとに２
ビット付加してできる、４ビットのデータ語１２個を１
２ビットのユニークな符号語に割り当てるが、これは６
個しかないため６個不足する。

ｒ＝３の場合も同様にｒ＝２において割り当てられなか
った６個のデータ語のあとに２ビット付加して得られる
。６ビットのデータ語２４個を１８ビットのユニークな
符号語に割り当てる。これは１５個しかないため９個不
足する。

ｒ＝４の場合は、必要語数３６個に対し、符号語数が４
０個となりデータ語を全て割り当てられる。第１表中の
括弧内が割り当てられたデータ語の一例である。４０個
から３６個を選択する基準として、ここでは平均磁化反
転間隔が小さくなるように符号語中の“１”の数の多い
ものから優先して選んでいる。

第４図は本発明の一実施例を実現するための符号化回路
の一例を示す図である。入力データばット列は１２ビッ
トのシフトレジスターに取り込まれ、ラッチ回路に送ら
れる。さらに、この１２ビットは符号変換回路に送られ
る。符号変換回路では、１２ビットのうち、先頭から２
ｒ（１≦ｒ≦４）ビットが第１表の２ｒビットのデータ
語のいずれかに等しいときに、対応する符号語を並直変
換回路へ送る。シリアル変換された符号語はＮＲＺＩ変
調回路に送られ、ＮＲＺＩ変調される。マツチしたデー
タビット列のビット数だけ、さらにシフトレジスタにデ
ータ列を取り込み、同様に繰り返す。

第５図は第４図の符号化回路によって符号化された信号
を復号化するための復号化回路の一例を示したものであ
る。入力符号語ビット列は２４ビットのシフトレジスタ
に取り込まれ、ラッチ回路に送られる。さらに、この２
４ビットは符号逆変換回路に送られる。符号逆変換回路
では２４ビットのうち、先頭から６ｒ（１≦ｒ≦４）ビ
ットが第１表の６ｒビットの符号語のいずれかに等しい
ときに、対応するデータ語を並直変換回路へ送る。但し
、このときは符号語長の長いものから優先してマツチン
グをとってゆく。つまり、最初に２４ビットの符号語か
どうかを調べ、次に１８ビットの符号語かどうかを調べ
、最後に６ビットの符号語かどうかを調べる。第１表の
符号語のいずれかに等しければ、対応するデータ語を並
直変換回路へ送る。マツチした符号語のビット数だけ、
さらにシフトレジスタに符号語ビット列を取り込み、同
様に繰り返す。

〔他の実施例〕

以下のパラメータについてもｒ□、＝４で符号語が構成
できる。これらは全て同じ特徴を持つ。

（ａ）ｃ１０＝ｏ、ｄ１＝５、ｋＯ＝　５、ｋｌ＝１１
（ｂ）ｄＯ＝１、ｄｌ　＝４、ｋＯ＝　　６、ｋ！＝１
０（ｃ）　ｄ　Ｏ＝　１、ｄｌ　＝４、ｋｏ＝７、ｋｌ
　＝　　９（ｄ）ｄＯ・２、ｄｌ　＝３、ｋＯ＝　　７
、ｋｌ　＝　　９（ｅ）ｄｏ＝２、ｄｌ　＝３、ｋＯ＝
　　８、ｋｌ　＝　　８（ｆ）ｄｏ＝３、ｄｌ　；２、
ｋＯ＝　　８、ｋｌ　；　　８（ｇ）ｄｏ・３、ｄｌ　
＝２、ｋＯ＝　　９、ｋｌ　；　　７（ｈ）ｄＯ・４、
ｄｌ　＝１、ｋｏ＝９、ｋｌ　＝　　７（ｉ）ｄｏ＝４
、ｄｌ　＝１、ｋＯ＝１０、ｋｌ＝６（ｊ）ｄＯ＝５、
ｄｉ　　＝０．ｋＯ＝１０．ｋｌ　　＝　　　６（ｋ）
ｄＯ・５、ｄｌ　＝０、ｋｏ＝１１、ｋｌ　＝　　５〔
発明の効果〕 以上説明したように、本発明の可変長符号変換方法は符
号語の始端及び終端における“０”のラン数を制限し、
かつ−意に復号可能な符号語を選択することにより、従
来の（２，７）ＲＬＬ符号に比べてＴ　ｍｉｎが１．３
３倍、ＭＦＭに比べて２倍大きい符号が得られた。この
ため、高密度ディジタル記録あるいは高速伝送等におい
て波形干渉を減じることができ、実用効果は非常に高い
。

【図面の簡単な説明】

第１図はｎビットの符号語のパターンを示す図。第２図
は一意に復号不可能な符号語を説明する図。第３図（ａ
）、（ｂ）はユニークでない符号語を説明する図。第４
図は符号化回路のブロック図の７例を示す図。第５図は
復号化回路のブロック図の一例を示す図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）最小データ語長を２ビット、最小符号語長を６ビ
   ットとするとき、１≦ｒ≦４なるｒに対して、２ｒビッ
   トのデータ語を６ｒビットの符号語に変換する可変長符
   号変換方法において、変換後の符号語同士の接続によっ
   て生じる２進符号ビット列の“１”と“１”の間の“０
   ”のラン数を５以上１６以下に制限するために、ｄ０、
   ｄ１、ｋ０、ｋ１をｄ０＋ｄ１＝５、ｋ０＋ｋ１＝１６
   を満たす非負の整数とするとき、１つの符号語の始端の
   “０”のラン数ｐをｄ０≦ｐ≦ｋ０、終端における“０
   ”のラン数ｑをｄ１≦ｑ≦ｋ１と制限することを特徴と
   する可変長符号変換方法。
2. （２）符号語の中の“１”のラン数の多いものから優先
   してデータ語に割り当てることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の可変長符号変換方法。