JPH01221925A - 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、。

記録再生系の帯域制限の影響を受けに（（するためには
Ｔ　ｍ　Ｉ　ａは大であることが望ましい。

（２）最大磁化反転間隔Ｔ１．８ 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　ｍ　＠　Ｘ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Ｔ□、　ｘ’１”、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“ｌ”と“１”の間に“Ｏ”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、。＝　（ｄ＋１）Ｔ。

Ｔｏ、＝　（ｋ＋１）Ｔ、＃ Ｔｖ　　＝　（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 Ｔ１．＝１．ＯＴ□、＝２．０ ’ｒｗ＝ｏ、　　５　　　　　Ｔ１．ＸＴｗ＝０．５（
２，７）ＲＬＬ Ｔ１．＝１．　５　　　　７．、、＝４．　０ＴＶＦ　
　＝０．　５　　　　　　’ｒ０．ｘＴｖ　＝Ｑ、　　
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Ｔ　ｍ　
ｌ　ｎあるいはＴ１．ｘＴｗのより大きい符号変換方法
が必要になってきた。

ｃ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＝５、符
号語長数ｒ　ｍ　−ｘ　＝６、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＝４、最大値に＝１９なる可変長符号を
実現したものであり、Ｔ１．＝２．０、Ｔ、、、＝８．
０、Ｔｗ＝０．４０、Ｔ１．ｘＴｗ　＝０．８０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Ｍ
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よ呼ぶこ
とにする。

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

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） （ｋ＜ｎ≦（１＋ｋ） Ｎ（ｎ）＝Ｎ　　（ｎ−ｉ−１） （ｎ＞ｄ十ｋ） 但し、 Ｎ（ｎ）＝Ｏ（Ｎｅｏ） 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≦ｋ。

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則について説明する。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
効符合語数を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−ＶＩ　ＸＶＩ 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”＋Ｖ１　ｘＶ２２＋Ｖ２　ｘ
Ｖ１’）ｒ＝４以上の場合も同様である。

ｄＯ＝０、ｄ１＝４、ｋＯ＝４、ｋｌ＝１５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 （１０θ１１０）　　０１０００００１０００００００
（１０１１０１）　　００、００ＯＯＱＯＯＯＯＯＯＯ
（１１１１１０１０００）　　　　　０ＯＯ０、００Ｅ
Ｉ０、００Ｏ０、００Ｏ０、００ＯＯＯ（１１１１１１
０１００００）　　、　　０１００００００１００００
１００００１０００００１０００００（１１１１１１１
１１１００）　　　０１００００１０００’０００１０
００００１００００００００００（１１１１１１１１１
１１０）　　　　０１００ＯＯＯＩＯＪ）００１０００
０１００００００００００００ｏｏｏｔｏｏｏｏｏｏｏ
ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｉｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｉｏｏ
ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｔｏｏｏｏｏｏｏ０
１００００１００００１０ｄＯＯＯＯ０、００００００
０００００１００００１［１０００００１００００１０
００００００００００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５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“００ｎのみ
割り当てる。

守号語は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
０ビットのユニークな符号語に割り当てるが、これは５
個しかないため７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７個のデータ語のあとに２ビット付（４）して得ら
れる、６ビットのデータ語２８個を１５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ｉ１
３個不足する。

ｒ＝４以上についても同様に繰り返してゆ《と、ｒ＝６
において必要語数８４個に対し、符号語数が１１７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。１１７個から
８４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。入力データビット列は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≦６）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ＮＲＺ　Ｉ
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３０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３
０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３０ビットのうち、先頭から５ｒ（１≦ｒ≦６）ビ
ットが第１表の５ｒ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３０ビットの符号語か
どうかを調べ、次に２５ビットの符号語かどうかを調べ
、最後に５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ｒｆｆｉ、、＝６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＝ｏ、ｄｌ　＝４、ｋＯ＝　　５、ｋｌ＝１
４（ｂ）　　ｄｏ＝ｏ、ｄｌ　＝４、ｋｏ＝１１、ｋｌ
　＝　　８（ｃ）ｄｏ＝０、ｄｌ　＝４、ｋｏ＝１０、
ｋｌ　＝　　９（ｄ）ｄＯ・１、ｄｌ　＝３、ｋＯ＝　
　５、ｋｌ＝１４（ｅ）ｄｏ＝１、ｄｌ　＝３、ｋＯ＝
　　６、ｋｌ＝１３（ｆ）ｄＯ＝１、ｄｌ　＝３、ｋＯ
＝１１、ｋｌ＝８（ｇ）ｄＯ＝１、ｄｌ　＝３、ｋＯ＝
１２、ｋｌ　＝　　７（ｈ）ｄｏ＝２、ｄｌ　＝２、ｋ
Ｏ＝　　６、ｋｌ＝１３（ｉ）ｄｏ・２、ｄｌ　＝２、
ｋＯ＝　　７、ｋｌ＝１２（ｊ）ｄｏ＝２、ｄｌ　＝２
、ｋｏ＝１２、ｋｌ　＝　　７（ｋ）ｄｏ＝２、ｄｌ　
＝２、ｋｏ＝１３、ｋｌ　＝　　６（１）　　ｄｏ＝３
、ｄｌ　＝１、ｋｏ＝７、ｋｌ＝１２（ｍ）ｄｏ＝３、
ｄｌ　＝１、ｋＯ＝　　８、ｋｌ＝１１（ｎ）ｄＯ：３
、ｄｌ＝１、ｋＯ＝１３、ｋｌ＝６（ｏ）　　ｄΩ＝３
、ｄｉ　　＝１、ｋＯ＝１４、ｋｌ　＝　　５（ｐ）ｄ
ｏ＝４　、　ｄｌ　；０、ｋＯ＝　　８、　ｋｌ＝１１
（ｑ）ｄｏ・４、　ｄｌ−０、ｋＯ−９、ｋｌ＝１０（
ｒ）　　ｄＯ＝４、　ｄｉ　　＝０、ｋＱ＝１４、ｋｌ
　＝　　５（Ｓ）　　ｄＯ＝４、　ｄｌ　＝０、ｋＯ＝
１５、ｋｌ　；　　４〔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Ｔ１１．、が３３％太
きく、’ｒｍｌａ　ｘＴｗが６．７％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・俸・・・・・シフトレジスタ１１．２１・
・・−・・・ラッチ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）最小データ語長を２ビット、最小符号語調を５ビ
   ットとするとき、１≦ｒ≦６なるｒに対して、２ｒビッ
   トのデータ語を５ｒ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４以上１９以下に制限するために、ｄ０、
   ｄ１、ｋ０、ｋ１をｄ０＋ｄ１＝４、ｋ０＋ｋ１＝１９
   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。