JPH01221922A - 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る符号変換方法は、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、 記録再生系の帯域制限の影響を受けにく（するためには
Ｔ　ｆｆ１ｌ　ｎは大であることが望ましい。

（２）最大磁化反転間隔Ｔ　ｍ　＠　Ｋ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
４．８は小であることが望ましい。

（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Ｔｌａ　Ｘ７’、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時、
符号語中の“１”と“１５の間の“０”のラン数の最小
値をｄ１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 Ｔｆｆｉ、ｘ＝　（ｋ＋１）　・Ｔｗ 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 Ｔ、、、＝１．ＯＴ□、＝２．０ Ｔｗ　　　＝０．　５　　　　　Ｔｏ、　　ｘＴ、＝Ｑ
、　５（２，７）ＲＬＬ Ｔ１．＝１．　５　　　　７．、、＝４．　０ＴＶ　　
　＝０．　５　　　　　Ｔ、、＋、　　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Ｔ１
０、検出窓幅ＴＷあるいはＴ　ｍ　Ｉ　ｎ×ＴＷ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＝３、符
号語長数ｒ＝３、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＝１、最大値に＝８なる可変長符号を実現したもので
あり、Ｔ１７＝１．３３、Ｔ、、、、＝６．０ＳＴｗ＝
０．６６７、’ｒ１．ｘＴｗ　＝０．８８９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　Ｌ、　Ｒ，Ｂａｈｌ、
　”Ｂｌｏｃｋ　Ｃｏｄｅｓ　ｆｏｒＣｌａｓｓ　ｏｆ
　Ｃｏｎ５ｔｒａｉｎｅｄ　Ｎｏ１ｓｅｌｅｓｓ　Ｃｈ
ａｎｎｅｌｓ”。

Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ、　
　Ｖｏｌ、　　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）＝０　　　　　　　（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
ＳＲブロックの長さｑが次式を満足すればよい。

ｄＯ≦９５ｋ。

ｄ１≦ｑ≦ｋ１ （ｄｏ　＋ｄｌ　＝ｄ、ｋＯ＋ｋｌ　＝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ｄ　０、ｄ　１．　ｋ　０
、ｋ　１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（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ｒ”ｎビットのユニークな符号語
はｒ”ｎビットの有効符号語から、ｒ”ｎ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ｒ−ｎビ
ットの有効符号語を除くことによって得られる。ｒ’ｎ
ビットの有効符号語数をＮｒ、ユニークな符号語数をＶ
ｒ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
号語を除く。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ビットおよ
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”＋Ｖ１　ｘＶ２”＋Ｖ２　ｘＶｌ
２）ｄｏ＝ｏ、ｄｉ　＝１　、ｋｏ　＝２　、ｋｌ　＝
６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 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３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
号語は２個しか存在しないため、例えば“００”と“０
１”のみ割り当てる。符号語は２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２
個のデータ語“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８個を６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
２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２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８個を９ビットのユニークな符号語
に割り当てる。これは８個あるためデータ語を全て割り
当ることが出来る。

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。

ここでは、必要語数と符号語数がｒ＝３において一致し
たが、符号語数が多い場合は符号語を選択する基準とし
て、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割り当てる。

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。入力データビット列は６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６ビットは符号変換回路に送られる。

符号変換回路では、６ビットのうち、先頭から２・ｒ（
１≦ｒ≦３）ビットが第１表の２・ｒ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、ＮＲＺ　Ｉ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９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９
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９ビットのうち、先頭から３・ｒ（１≦ｒ≦３）ビッ
トが第１表の３・ｒ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。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９ビットの符号語かど
うかを調べ、次に６ビットの符号語かどうかを調べ、最
後に３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□、８−３で符号語が構
成できる。これらは全て同じ特徴を持つ。

（ａ）　ｄＯ＝０、ｄ１＝１、ｋＯ＝５、ｋ１＝３（ｂ
）　　ｄｏ＝１、ｄｌ　＝０、ｋＯ＝６、ｋｌ　＝２（
ｃ）　　ｄ　Ｏ＝１、ｄｌ　＝０、ｋＯ＝３、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、少
ない符号語数まで、従来の（２，７）ＲＬＬ符号に比べ
てＴＷが１．３３倍、Ｔ、、、、１１×Ｔｗが１．１９
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時間軸変動の影響を減
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一例を示す図。第５図は復
号化回路のブロック図の一例を示す図。 １０．２０・・・・・・・・シフトレジスタ１１．２１
・・・・・・・・・・ラッチ回路１２・・・・・・・・
・・・・符号変換回路２２・・・・・・・・・・・符号
逆変換回路１．２．２３・・・・・・・・・並直変換回
路１４・・・・・・・・・・ＮＲＺＩ変調回路そ２０ 口］［＝丁Ｔ］

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３ビッ
   トとするとき、１≦ｒ≦３なる整数ｒに対して、２・ｒ
   ビットのデータ語を３・ｒ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１以上８以下に制限するために、ｄ
   ０、ｄ１、ｋ０、ｋ１をｄ０＋ｄ１＝１、ｋ０＋ｋ１＝
   ８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。