JPH05284034A

JPH05284034A - 符号化装置

Info

Publication number: JPH05284034A
Application number: JP8062092A
Authority: JP
Inventors: Masao Okabe; 雅夫岡部; Tetsuya Mizushima; 哲也水島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はディジタルデータの記録再生の為の
変調回路に関するものであり、変調回路の縮小化もしく
は回路動作の高速化と、処理速度の制約緩和を目的とす
る。【構成】生成される（Ｌ＋１）ビットの符号語の各ビ
ットは、制御ビットの極性に依存するビット群と前ワー
ドの変調出力に依存するビット群に分けることができ
る。この性質を利用して、反転成分抽出回路１０４と共
通成分抽出回路１０５が前記２つのビット群毎に周波数
成分を抽出して、差分演算回路１０６が出力としてなり
得る２種類の変調出力間の成分差を１つの変調パターン
のデータから簡単な演算により算出し、その差分合計の
符号によってビット反転回路１０８が最終的な変調出力
を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はディジタルＶＴＲ等高
密度記録符号化方法に使用して有効な符号化装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、高画質と長時間記録を目的として
ディジタルＶＴＲの研究が進められている。情報量が大
きい映像信号を長時間記録するのに不可欠な高密度記録
に寄与するものにディジタルパイロットトーンと呼ばれ
る手法がある。これはトラッキングのための特定の周波
数を、記録データそのものが発生するように記録符号化
を行うことで、実用上誤り率を劣化させることなくトラ
ッキング精度を非常に高め、同時にトラッキング情報専
用の記録領域を省き記録密度を向上させるものである。

【０００３】例えば、周波数ｆ１，ｆ２にノッチ（その
周波数成分が抑制されている）を形成する変調をＦ０変
調、周波数ｆ１にパイロット、周波数ｆ２にノッチを形
成する変調をＦ１変調、周波数ｆ１にノッチ、周波数ｆ
２にパイロットを形成する変調をＦ２変調と呼ぶことと
し、連続するトラックをＦ１変調、Ｆ０変調、Ｆ２変
調、Ｆ０変調というように変調パターンを繰り返し変化
させて記録して行くとする。再生時は、ヘッドがＦ０変
調されたトラックを走査する場合、隣接するＦ１変調さ
れたトラックからの周波数ｆ１のパイロット成分のクロ
ストークと隣接するＦ２変調されたトラックからの周波
数ｆ２のパイロット成分のクロストークを比較してトラ
ッキングする。

【０００４】つまり、ヘッドがＦ０変調されたトラック
を完全にトレースしなければならないのにＦ１変調され
たトラック側に寄っている時は、隣接するＦ１変調トラ
ックからの周波数ｆ１のパイロット成分のクロストーク
量が、隣接するＦ２変調トラックからの周波数ｆ２のパ
イロット成分のクロストーク量よりも大きくなる（磁気
記録の場合、アジマス記録を行っていても周波数が低け
れば、この成分はアジマス損失の影響を受けにく
い。）。よって、周波数ｆ１の成分を抽出する帯域通過
フィルタと、周波数ｆ２の成分を抽出する帯域通過フィ
ルタを備え、両方の出力を比較することでヘッドが本来
の位置からどちら側にづれているかを判別できる。

【０００５】また、ノッチは隣接トラックからのクロス
トークを検出する際、この周波数成分が少ないために、
信号成分が雑音としてクロストーク検出を妨害すること
が少ない。この結果を用いて、圧電素子上にとりつけた
ヘッドの高さを圧電素子に印加する電圧で制御したり、
テープの送り速度を調整することでトラック上を正しく
トレースできる。

【０００６】図８に従来の符号化装置の構成図を示す。
この符号化装置は図９に示すように２４ビットのデータ
の先頭（ＬＳＢ）に１ビットの制御ビットを付加し、２
５ビットのデータ毎にインターリーブドＮＲＺＩ変調を
行い、制御ビットの極性を（０または１）を適当に選択
することで、直流成分の抑制や周波数ｆ１，ｆ２にパイ
ロットやノッチを形成するものである。以下、２５ビッ
ト単位のデータを１ワードと呼び、変調された２５ビッ
トのデータを変調データと呼ぶこととする。

【０００７】図８において、０付加回路８０１、１付加
回路８０２は各々制御ビットに０、１を付加し、プリコ
ーダ８０３は０付加回路８０１からのビット列を、プリ
コーダ８０４は１付加回路８０２からのビット列をイン
ターリーブドＮＲＺＩ変調する回路である。インターリ
ーブドＮＲＺＩ変調とは図１０（ａ）に示すように時刻
ｋＴにおける入力ａ_kに対して、

【０００８】

【数１】

【０００９】で与えられる記録系列｛ｂ_k｝を生成する
方式である。ここで、

【００１０】

【外１】

【００１１】は排他的論理和である。図１０（ｂ）に具
体的なプリコーダ８０３，８０４のブロック図を示す。
プリコーダは２５個の排他的論理和回路から構成され、
排他的論理和回路９０１には１ワード前の変調出力の上
位から２番目のビットと制御ビットが入力される。排他
的論理和回路９０２には１ワード前の変調出力の最上位
ビットと入力データの第１ビットが入力される。排他的
論理和回路９０３には排他的論理和回路９０１の出力と
データの第２ビットが、排他的論理和回路９０４には排
他的論理和回路９０２の出力とデータの第３ビットが各
々入力され、排他的論理和回路９０５から９２５も同様
にして１ワードのデータを一括して変調する。排他的論
理和回路９０１から９２５の出力がプリコーダより出力
される変調データである。

【００１２】パイロットデータ生成回路８０５は変調出
力に発生させたいパイロット成分の目標波形であるパイ
ロットデータを生成する回路であり、例えば周波数ｆ１
にパイロットを発生させる場合は周波数ｆ１、振幅±α
の矩形波を発生する。成分抽出回路８０６，８０７はプ
リコーダ８０３，８０４が出力する制御ビットが０の時
と１の時の各々の変調データの周波数成分からパイロッ
トデータ生成回路８０５の出力するパイロットデータの
周波数成分を減算し、既に制御ビットの選択が確定して
いる変調出力の周波数成分（以降、確定成分と呼ぶ。）
を加算して、変調出力の周波数成分を抽出する回路であ
り、２乗回路８０８，８０９は成分抽出回路８０６，８
０７の各々が出力する抽出成分の２乗値を求める回路で
ある。成分抽出回路と２乗回路は直流成分、周波数ｆ１
の正弦成分と余弦成分、周波数ｆ２の正弦成分と余弦成
分の計５種類の成分を抽出するため、同構成の回路を５
面持つ構成となっている。

【００１３】図１１（ａ）に具体的な成分抽出回路８０
６，８０７のブロック図を示す。成分検出回路９２６は
変調データの各ビットが０の場合は（−１．０）、１の
場合には（＋１．０）の値に変換し、検波データとの積
を累積加算し変調データの周波数成分を検出する。同様
に、成分検出回路９２７はパイロットデータ生成回路８
０５の出力するパイロットデータと検波データとの積を
累積加算しパイロットデータの周波数成分を検出する。
直流成分の抽出回路では検波データは＋１．０の一定値
である。周波数ｆ１の正弦成分、余弦成分の抽出回路の
検波データは各々周波数ｆ１のＳＩＮ波、ＣＯＳ波であ
り、周波数ｆ２の正弦成分、余弦成分の抽出回路の検波
データは各々周波数ｆ２のＳＩＮ波、ＣＯＳ波である。
減算回路９２８で変調データの検出成分からパイロット
データの検出成分を減算し、加算回路９２９で既に確定
した変調出力の確定成分を加算して抽出成分出力とす
る。ここで、各々の成分検出は図１１（ｂ）に示すよう
に変調データ波形からパイロットデータ波形を減算し、
ＳＩＮ波形等の検波データを乗じて積分することと等価
であり、いわゆるフーリエ変換の正弦成分、余弦成分、
直流成分を求めている。

【００１４】総和回路８１０，８１１は各々制御ビット
の極性に対応した変調出力の前記５種類の抽出成分の２
乗値の総和を求める回路であり、比較回路８１２は総和
回路８１０，８１１の総和結果を比較しその値の小さい
方を検出し選択回路８１３，８１５に出力する回路、選
択回路８１３は比較出力に基づきプリコーダ８０３，８
０４の変調データを選択する回路である。

【００１５】保持回路８１４は選択された変調データを
一時的に保持する回路であり、その上位２ビットがプリ
コーダ８０３，８０４での次ワードの変調に用いられる
ビットである。また、保持回路８１４の出力が変調出力
である。選択回路８１５は選択結果に基づき制御ビット
に対応する抽出成分出力を選択する回路、保持回路８１
６は選択された抽出成分を一時的に保持する回路であ
り、その出力が成分抽出回路８０６，８０７での次ワー
ドの成分抽出に用いる確定成分である。

【００１６】以上のように構成された符号化装置の動作
について、周波数ｆ１にパイロットを形成させ、周波数
ｆ２にノッチを形成させる場合を例に説明する。第（Ｎ
−１）ワードまでの変調出力は確定しており、第Ｎワー
ドの制御ビットの極性を決定する場合を説明する。

【００１７】まず、制御ビットの極性に対応した第Ｎワ
ードの変調データを生成する。保持回路８１４には第
（Ｎ−１）ワードの変調結果が保持されており、その上
位２ビットを使ってプリコーダ８０３が制御ビットが０
の場合の変調データを、プリコーダ８０４が制御ビット
が１の場合の変調データを生成する。

【００１８】次に、第（Ｎ−１）ワードまでの変調出力
に第Ｎワードの前記２種類の変調データを付け加えた２
種類の変調出力系列の周波数成分を抽出する。この時、
パイロットデータ生成回路８０５は目標とするパイロッ
トデータとして周波数ｆ１、振幅±０．０４の矩形波を
出力し、成分抽出回路８０６，８０７で前記のように変
調データからパイロットデータを減算してフーリエ変換
の各成分値を求める。このことは変調出力の成分とパイ
ロット成分との誤差成分を求めていることを意味する。
そして、確定成分と加算することによって既に確定した
変調出力も含めた変調出力全体をフーリエ変換の対象と
して成分抽出する。最後に、２種類の変調出力に関して
算出された５種類の成分の２乗値の総和を算出し、その
小さい方の変調データを選択して変調出力とする。

【００１９】以上のように、１ワード毎に変調出力の各
成分を抽出し、その２乗値の総和の小さい方を順次選択
して行く。２乗値の総和の大小で判定することは各周波
数成分を均等に評価し、どの成分もなるべく小さくなる
変調データを選択して行くことになる。つまり、ある成
分が特に大きな値になってしまう変調データは選択せ
ず、各成分値を０に収束させる働きを持っている。具体
的には周波数ｆ１の成分を持ち直流成分と周波数ｆ２の
成分を持たないパイロット成分との誤差を０に収束させ
る働きをするから、変調出力の周波数ｆ１にはパイロッ
トデータの周波数成分が残留する。その結果、周波数ｆ
１にパイロットが形成され、同時に直流成分の抑制と周
波数ｆ２のノッチ形成が実現される。パイロットデータ
生成回路８０５で周波数ｆ２のパイロットデータを生成
した場合、周波数ｆ１にノッチ、周波数ｆ２にパイロッ
トが形成され、パイロットデータを０にすれば周波数ｆ
１、ｆ２ともノッチが形成される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、成分抽出回路が直流成分と周波数ｆ１，
ｆ２についてのフーリエ変換を行っているため、成分抽
出回路の回路規模は非常に大きく、制御ビットに０を挿
入したときの成分抽出回路と１を挿入したときの成分抽
出回路の２つを持つため、符号化装置のほとんどをこの
成分抽出回路が占めている。特に、複数のチャンネルで
記録するようなシステムにおいてはチャンネル数の２倍
の成分抽出回路が必要となる。

【００２１】また、プリコーダは１ワード前の変調出力
のビットが必要であるため、次のワードの変調を行うま
でに０を付加した変調出力か１を付加した変調出力かを
決定しなくてはならず、成分抽出するための処理時間も
制約を受ける。符号化装置の回路規模を小さくするた
め、０を挿入したときと１を挿入したときの成分抽出や
複数チャンネルの成分抽出を時間多重により１つの成分
抽出回路で兼用しようとした場合や、複数の周波数の成
分抽出を時間多重で兼用しようとした場合、成分抽出回
路の処理時間が長いために時間多重が困難となる課題を
有している。

【００２２】また、抽出成分の２乗値の単純な総和を比
較する構成となっているため、ノッチの形成より直流成
分の抑制を強化するなどの調整ができない等の問題を有
している。

【００２３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、第１に小さな回路規模で高速に成分抽出を行い、第
２に処理時間の制約を緩和し、第３に抽出する各成分間
に重み付けを加えられる符号化装置を提供することを目
的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の符号化装置は、Ｌビットのデータに所定の極
性の制御ビットを付加し、インターリーブドＮＲＺＩ変
調によって（Ｌ＋１）ビットの変調データを得る変調手
段と、制御ビットの極性によって出力ビットの極性が互
いに反転する第１のビット群と前ワードの変調出力によ
って出力ビットの極性が互いに反転する第２のビット群
に分け、各ビット群で別々にＭ個の周波数成分及び直流
成分を抽出する成分抽出手段と、考えられる２通りの変
調出力間の周波数成分の２乗値の差分を求める差分演算
手段と、前記変調データの一部のビットの極性を反転さ
せて出力する変調データ出力手段を有し、前記成分抽出
手段はＮ値の階段状波形で近似したＳＩＮ波形、ＣＯＳ
波形で各成分を抽出し、各抽出成分に重み付けを加える
構成を有している。

【００２５】

【作用】本発明は上記の構成により、制御ビットを０か
１のどちらか片方の変調データの各周波数成分及び直流
成分を抽出するだけで考えられる２通りの変調出力間の
各周波数成分及び直流成分の２乗値の差分を算出し、変
調データの選択判断においては所定の成分の大小関係を
支配的に評価し、成分抑制量（ノッチの大きさ）が周波
数成分毎に異なる変調出力を生成する。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例におけ
る符号化装置のブロック図である。図１において、０付
加回路１０１は制御ビットに０を付加し、プリコーダ１
０２は０付加回路１０１からのビット列をインターリー
ブドＮＲＺＩ変調し、パイロットデータ生成回路１０３
は変調出力に発生させたいパイロット成分の目標波形で
あるパイロットデータを生成する回路であり、従来例と
同一構成を有する。反転成分抽出回路１０４はプリコー
ダ１０２の出力する変調データの中で制御ビットの極性
により互いに反転する第１のビット群の周波数成分（以
降、反転成分と呼ぶ。）を抽出する回路である。また、
共通成分抽出回路１０５はプリコーダ１０２の出力する
変調データの中で制御ビットによらず一定である第２の
ビット群の周波数成分から前記パイロットデータの周波
数成分を減算し、既に制御ビットの選択が確定している
変調出力の周波数成分を加算して、制御ビットに依存し
ない周波数成分（以降、共通成分と呼ぶ。）を抽出する
回路である。

【００２７】図２（ａ），（ｂ）に具体的な反転成分抽
出回路、共通成分抽出回路のブロック図を示す。変調デ
ータの各々のビットは従来例と同様に０の場合は（−
１．０）、１の場合には（＋１．０）の値に変換し、検
波データとの積を累積加算（積分）し成分検出する。従
来例と同様にいわゆるフーリエ変換の正弦成分、余弦成
分、直流成分を求める構成である。

【００２８】差分演算回路１０６は反転成分に共通成分
を乗じ、制御ビットを０とした時の変調出力成分の２乗
値から制御ビットを１とした時の変調出力の成分の２乗
値を減算した差分を計算する回路である。反転成分、共
通成分抽出回路と差分演算回路は直流成分、周波数ｆ１
の正弦成分と余弦成分、周波数ｆ２の正弦成分と余弦成
分の計５種類の成分の差分を同一回路で時分割で演算す
る構成となっている。

【００２９】総和回路１０７は順次計算される各成分の
差分値の総和を求め、その値の正負符号を出力する回路
であり、ビット反転回路１０８は総和回路１０７の出力
する正負符号が負の場合には前記第１のビット群をその
ままとし、正の場合に反転させる回路である。確定成分
演算回路１０９は前記正負符号が負の場合には共通成分
と反転成分を加算し、正の場合には共通成分から反転成
分を減算して出力確定分の周波数成分を求める回路であ
る。保持回路１１０はその確定成分を一時的に保持する
回路であり、その出力が次ワードの共通成分抽出に用い
られる。また、保持回路１１１は第１のビット群の極性
が確定した変調データを一時的に保持する回路であり、
その出力が変調出力である。また、その上位２ビットが
プリコーダ１０２での次ワードの変調に用いられるビッ
トである。

【００３０】以上のように構成された符号化装置の動作
について説明する。まず、制御ビットが０の場合の変調
データを生成する。保持回路１１１には１ワード前の変
調結果が保持されており、その上位２ビットを使ってプ
リコーダ１０２が制御ビットが０の場合の変調データを
生成する。次に、制御ビットが０の場合の変調データの
みから制御ビットが０の場合の変調出力の周波数成分の
２乗値から制御ビットが１の場合の変調出力の周波数成
分の２乗値を減算した差分を算出する。

【００３１】図３に制御ビットが０のときの変調データ
と１のときの変調データの関係を示す。これは１ワード
前の変調出力の上位２ビットが’０１’で終わってお
り、ある２４ビットのデータの先頭に制御ビットを付加
してインターリーブドＮＲＺＩ変調したときの制御ビッ
トが０のときと１のときの各々の変調データである。図
３からわかるように、２５ビットの変調データの先頭か
ら１ビットおきに１３ビットは制御ビットが０のときと
１のときで互いに反転している。また、前記１３ビット
以外の１２ビットは制御ビットが０の場合でもまた１の
場合でも全く同じビット列である。従って、前記１３ビ
ットの周波数成分は制御ビット０の場合と１の場合では
大きさが等しく符号（正，負）が反対となる。また、前
記１２ビットの周波数成分は制御ビットが０のときも１
のときも等しくなる。この性質を利用して制御ビットが
０の場合の変調出力と１の場合の変調出力の周波数成分
の差分を算出する。

【００３２】制御ビットを０とした第Ｎワードの変調デ
ータの前記１３ビットの周波数成分をＰ_odd ^(N)、前記１
２ビットの周波数成分をＰ_even ^(N)、パイロットデータ
の周波数成分をＰ_plt ^(N)、前ワードまでの出力が確定し
た周波数成分をＰ_old ^(N-1)とすると制御ビットが０の場
合の変調出力の周波数成分Ｐ₀ ^(N)は、

【００３３】

【数２】

【００３４】となり、制御ビットが１の場合の変調出力
の周波数成分Ｐ₁ ^(N)は、

【００３５】

【数３】

【００３６】となる。Ｐ_odd ^(N)を反転成分Ｐ_inv ^(N)と
し、Ｐ_even ^(N)とＰ_plt ^(N)とＰ_old ^(N-1)の合計を共通成
分Ｐ_com ^(N)とおくと、制御ビットが０の場合の周波数成
分の２乗値から制御ビットが１の場合の周波数成分の２
乗値を減算した差分値Ｐ_dif ^(N)は、

【００３７】

【数４】

【００３８】となる。ここで、定数４は全成分に共通の
係数であり省略して良い。

【００３９】制御ビットの選択は各周波数成分の２乗値
合計の小さい方を選択するのであるから、直流成分と周
波数ｆ１，ｆ２の正弦成分、余弦成分に関して前記差分
値を計算しその総和の正負符号を調べればどちらの２乗
値合計が小さいか判別できる。つまり、負の場合には制
御ビットが０の方が２乗値合計が小さく、正の場合には
制御ビットが１の方が２乗値合計が小さいことになる。
よって、前記差分値の総和が負の場合には制御ビットが
０の場合で生成された前記変調データの前記１３ビット
の極性をそのまま出力し、総和が正の場合には制御ビッ
トが０の変調データの前記１３ビットは反転させて出力
する。以上の処理により従来例と同一の変調出力を得る
ことができる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、１ワード
の変調データを制御ビットにより互いに反転するビット
群と制御ビットによって変化しないビット群に分類し、
各々個別に周波数成分を抽出して制御ビットが０の場合
の成分と１の場合の成分の差分を算出することにより、
制御ビットが０かあるいは１の場合のどちらか一方の変
調データの成分を抽出するだけで制御ビットに０を付加
した変調出力か１を付加した変調出力かを選択すること
ができるものである。

【００４１】次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照しながら説明する。図４は本発明の第２の実施例
における符号化装置のブロック図である。図４におい
て、０付加回路４０１は制御ビットに０を付加し、プリ
コーダ４０２は０付加回路４０１からのビット列をイン
ターリーブドＮＲＺＩ変調する回路であり、従来例と異
なり、前ワードの変調出力の上位２ビットに相当する入
力は常時’００’として変調する。また、パイロットデ
ータ生成回路４０３は変調出力に発生させたいパイロッ
ト成分の目標波形であるパイロットデータを生成する回
路であり、従来例と同一構成を有する。

【００４２】反転成分抽出回路４０４はプリコーダ４０
２の出力する変調データの中で制御ビットの極性により
互いに反転する第１のビット群の周波数成分（以降、反
転成分と呼ぶ。）を抽出する回路であり、第１の実施例
と同一構成を有する。また、共通成分抽出回路４０５，
４０６は前記変調データの中で制御ビットには依存せず
前ワードの変調出力の最上位ビットの極性によって互い
に反転する第２のビット群の周波数成分から前記パイロ
ットデータの周波数成分を減算し、前ワードまでの変調
出力の周波数成分を加算して、制御ビットに依存しない
周波数成分（以降、共通成分と呼ぶ。）を抽出する回路
であり、共通成分抽出回路４０５は前ワードの変調出力
の最上位ビットが０になる場合を、共通成分抽出回路４
０６は前ワードの変調出力の最上位ビットが１になる場
合を想定して共通成分を各々算出する。差分演算回路４
０７，４０８は反転成分に共通成分を乗じ、制御ビット
を０としたときの変調出力の成分の２乗値から制御ビッ
トを１としたときの変調出力の成分の２乗値を減算した
差分を計算する回路であり、差分演算回路４０７は前ワ
ードの変調出力の最上位ビットが０になる場合を、差分
演算回路４０８は前ワードの変調出力の最上位ビットが
１になる場合を想定して差分を算出する。

【００４３】総和回路４０９，４１０は直流成分、周波
数ｆ１，ｆ２の正弦、余弦成分の各成分の差分の総和を
求め、その値の正負符号を出力する回路であり、選択回
路４１１は前ワードの変調出力の最上位ビットの極性に
従って総和回路４０９，４１０の出力する正負符号を選
択し、ビット反転回路４１２は前ワードの変調出力の最
上位ビットの極性によって前記第２のビット群の極性を
反転させる回路であり、ビット反転回路４１３は選択回
路４１１で選択された正負符号に従って前記第１のビッ
ト群の極性を反転させる回路である。

【００４４】保持回路４１４はビット反転回路４１３で
各ビットが確定した変調データを一時的に保持する回路
であり、この出力の最上位ビットの極性がビット反転回
路４１２でのビット反転条件となる。また、この出力が
変調出力である。確定成分抽出回路４１５は前ワードの
変調出力の最上位ビットの極性にしたがって前記２種類
の共通成分を選択し、反転成分を加算或いは減算して、
次ワードの共通成分抽出時の確定成分を予め算出してお
く回路であり、まだ確定していない変調データの最上位
ビットが０になる場合と１になる場合の双方の場合の確
定成分を算出しておく回路である。保持回路４１６，４
１７は確定成分抽出回路４１５が最上位ビットが０にな
る場合と１になる場合を想定して先行算出した確定成分
を各々一時的に保持する回路であり、その各々の出力が
次ワードの共通成分抽出に使われる確定成分である。

【００４５】以上のように構成された符号化装置の動作
について、第Ｎワードの変調出力を決定する処理を例に
説明する。まず、制御ビットが０の場合の第Ｎワードの
変調データを生成する。この時点では第（Ｎ−１）ワー
ドの変調出力はまだ確定しておらず、その変調出力を使
って変調することは不可能である。よって、プリコーダ
４０２は常に１ワード前の変調出力の最上位ビットを’
００’と仮定して変調データを生成する。次に、上記変
調データから第（Ｎ−１）ワードの変調出力の最上位ビ
ットが０に確定する場合と１に確定する場合に分けて、
取り得る変調出力間の周波数成分の差分を算出する。

【００４６】図５は、ある２４ビットデータの先頭に制
御ビットを付加してインターリーブドＮＲＺＩ変調した
場合に変調データが取り得る全パターンを示すものであ
る。２５ビットの変調データのＬＳＢから１ビットおき
に１３ビットのデータは制御ビットの極性と１ワード前
の変調出力の上位から２番目のビットＬ２の極性によっ
て図５に示すような２通りの値にしかなり得ず、その両
者は互いにビット反転した関係になる。それ以外の１２
ビットのデータも同様に１ワード前の変調出力の最上位
ビットＬ１の極性によって２通りの値にしかなり得ず、
その両者は互いにビット反転した関係である。従って、
各々のビット群の２つのパターンの周波数成分は大きさ
が等しく符号（正，負）が反対となる。この性質を利用
して１ワード前の変調出力の最上位ビットが０になる場
合に取り得る２通りの変調出力と、１になる場合に取り
得る２通りの変調出力間の周波数成分の差分を算出す
る。

【００４７】第（Ｎ−１）ワードの変調出力の最上位ビ
ットが０に確定する場合に取り得る第Ｎワードの変調出
力は、前記１２ビットが仮に生成した変調データと同じ
パターンになり、前記１３ビットが仮に生成した変調デ
ータと同じパターンになるか反転するかの２通りであ
る。また、第（Ｎ−１）ワードの変調出力の最上位ビッ
トが１に確定する場合に取り得る第Ｎワードの変調出力
は、前記１２ビットが仮に生成した変調データの反転パ
ターンになり、前記１３ビットが仮に生成した変調デー
タと同じパターンになるか反転するかの２通りである。

【００４８】ここで、仮に生成した第Ｎワードの変調デ
ータの前記１３ビットの周波数成分をＰ_odd ^(N)、前記１
２ビットの周波数成分をＰ_even ^(N)、第Ｎワードのパイ
ロットデータの周波数成分をＰ_plt ^(N)とし、第（Ｎ−
１）ワードの最上位ビットが０に確定するときの変調出
力の確定成分をＰ(0)_old ^(N-1)、第（Ｎ−１）ワードの
最上位ビットが１に確定するときの変調出力の確定成分
をＰ(1)_old ^(N-1)とすると、第（Ｎ−１）ワードの最上
位ビットが０に確定した場合で、前記１３ビットのデー
タが仮に生成した変調データと同じパターンになる場合
の変調出力の周波数成分Ｐ(0)_tと、前記１３ビットのデ
ータが仮に生成した変調データの反転パターンになる場
合の変調出力の周波数成分Ｐ(0)_iは、

【００４９】

【数５】

【００５０】となる。

【００５１】同様に、第（Ｎ−１）ワードの最上位ビッ
トが１に確定し、前記１３ビットのデータが仮に生成し
た変調データと同じパターンになる場合の変調出力の周
波数成分Ｐ(1)_tと、前記１３ビットのデータが仮に生成
した変調データの反転パターンになる場合の変調出力の
周波数成分Ｐ(1)_iは、

【００５２】

【数６】

【００５３】となる。よって、反転成分Ｐ_inv ^(N)を

【００５４】

【数７】

【００５５】とおき、共通成分Ｐ_com ^(N)を

【００５６】

【数８】

【００５７】とおくと、第（Ｎ−１）ワードの最上位ビ
ットが０に確定する場合の２種類の変調出力間の成分差
Ｐ(0)_dif ^(N)は、

【００５８】

【数９】

【００５９】となる。同様に反転成分Ｐ_inv ^(N)を

【００６０】

【数１０】

【００６１】とおき、共通成分Ｐ_com ^(N)を

【００６２】

【数１１】

【００６３】とおくと、第（Ｎ−１）ワードの最上位ビ
ットが１に確定する場合の２種類の変調出力間の成分差
Ｐ(1)_dif ^(N)は、

【００６４】

【数１２】

【００６５】となる。反転成分抽出回路４０４が前記Ｐ
_inv ^(N)の算出を、共通成分抽出回路４０５，４０６が各
々Ｐ(0)_com ^(N)，Ｐ(1)_com ^(N)の算出を行い、差分演算回
路４０７，４０８がそれぞれＰ(0)_dif ^(N)，Ｐ(1)_dif ^(N)
の算出を行う回路に相当する。

【００６６】最後に、制御ビットの選択は各周波数成分
の２乗値合計の小さい方を選択するのであるから、直流
成分と周波数ｆ１，ｆ２の正弦成分、余弦成分に関して
前記差分値を計算しその総和の正負符号を調べれば、ど
ちらの２乗値合計が小さいか判別できる。本実施例では
第（Ｎ−１）ワードの変調出力の最上位ビットが０にな
る場合と１になる場合の前記正負符号を算出しておき、
第（Ｎ−１）ワードの最上位ビットが確定した段階で前
記２種類の正負符号を選択し、第Ｎワードの変調出力を
最終的に決定する。

【００６７】つまり、最終的な第Ｎワードの変調出力
は、まず第（Ｎ−１）ワードの変調出力の最上位ビット
が確定した時点でその極性が０ならば仮に生成した第Ｎ
ワードの変調データの前記１２ビットをそのままの極性
とし、逆に１に確定したならば前記１２ビットを反転さ
せる。つぎに、前記最上位ビットの極性によって前記正
負符号を選択し、それが負の場合には仮に生成した第Ｎ
ワードの変調データの前記１３ビットをそのままの極性
とし、逆に正の場合には前記１３ビットを反転させて出
力する。

【００６８】また、本実施例では第Ｎワードの変調出力
が確定するまでに第（Ｎ＋１）ワードの処理が開始され
るため、第（Ｎ＋１）ワードの共通成分の抽出に必要な
第Ｎワードまでの確定成分を第Ｎワードの変調出力の最
上位ビットが０になる場合と１になる場合に分け予め予
測計算しておく。例えば最終的な変調出力の最上位ビッ
トが０になる場合は２通りあり、１つはプリコーダで仮
に生成した変調データの最上位ビットが０で、前記正負
符号が負となって変調出力の前記１３ビットを反転させ
なくて良い場合であり、もう１つはプリコーダで仮に生
成した変調データの最上位ビットが１で、前記正負符号
が正となって変調出力の前記１３ビットを反転させる場
合である。同様に、最終的な変調出力の最上位ビットが
１になる場合は逆の関係になる。よって、第Ｎワードの
変調出力の最上位ビットが０となる場合の確定成分Ｐ
(0)_old ^(N)、最上位ビットが１となる場合の確定成分Ｐ
(1)_ol _d ^(N)は、仮に生成した変調データの最上位ビット
が０のときは、

【００６９】

【数１３】

【００７０】となり、逆に１のときは、

【００７１】

【数１４】

【００７２】となる。ただし、Ｐ(SEL)_com ^(N)は第（Ｎ
−１）ワードの変調出力が確定し、その最上位ビットに
よってＰ(0)_com ^(N)とＰ(1)_com ^(N)のどちらかを選択した
値を意味する。確定成分抽出回路４１５がこの確定成分
の予測算出を行うものである。

【００７３】以上のように本実施例によれば、１ワード
の変調データを制御ビットにより互いに反転するビット
群と前ワードの最上位ビットによって変化するビット群
に分類し、各々個別に周波数成分を抽出し、前ワードの
変調出力の最上位ビットが０になる場合と１になる場合
の各々に取り得る２つの変調出力間の成分差を算出する
ことにより、変調出力が確定しなくても次のワードの変
調処理を開始することができ、しかも制御ビットが０か
あるいは１の場合のどちらかで且つ前ワードの変調出力
に無関係に変調した１通りの変調データの成分を抽出す
るだけで最終的な変調出力を決定できるものである。

【００７４】次に、本発明の第３の実施例について図面
を参照しながら説明する。本実施例は第１，第２の実施
例で用いる周波数ｆ１，ｆ２の正弦成分、余弦成分の抽
出を、ＳＩＮ波、ＣＯＳ波を乗じて積分するフーリエ変
換に替わって、ＳＩＮ波、ＣＯＳ波を３値（＋１，０，
−１）の矩形波で近似して各成分を抽出して、第１，第
２の実施例と同様にして変調出力を選択して行く符号化
装置である。

【００７５】簡単化のため、第１，第２の実施例と同様
の構成部分は省略する。図６は本発明の第３の実施例に
おける符号化装置の成分抽出回路のブロック図であり、
データ変換回路６０１は検波データが０の区間では変調
データが０でも１でも（０．０）に変換し、検波データ
が１の区間では変調データが０のときは（−１．０）に
１のときは（＋１．０）に変換し、検波データが−１の
区間では逆に変調データが０のときに（＋１．０）、１
のときに（−１．０）に変換する回路であり、積分回路
６０２は変換結果を累積加算する回路である。検波デー
タは周波数ｆ１にパイロットを生成するＦ１変調時は周
波数ｆ１のＳＩＮ波ＣＯＳ波を±１／３を閾値として３
値化し、周波数ｆ２のＳＩＮ波ＣＯＳ波を±１／２を閾
値として３値化したものを用いる。また、周波数ｆ２に
パイロットを生成するＦ２変調時は周波数ｆ１のＳＩＮ
波、ＣＯＳ波は±１／２を閾値として３値化し、周波数
ｆ２のＳＩＮ波、ＣＯＳ波は±１／３を閾値として３値
化したものを用いる。３値化した検波データを用いるこ
とにより、変調データと検波データとの乗算は（＋１）
か（−１）をかけるものとなり、乗算は符号反転のみを
行うものとなる。よって、乗算器は必要なくなり、加算
器で成分抽出回路は構成されている。

【００７６】以上のように構成された符号化装置の動作
について説明する。基本的動作は従来例や第１，第２の
実施例と同様であるので成分抽出について詳しく説明す
る。本実施例ではパイロット周波数の検波データを±１
／３の閾値で３値化し、他の周波数の検波データを±１
／２で３値化することによって検波データの０の区間を
変化させている。検波データの０の区間の変調データは
成分抽出に無関係なため、検波データの０の区間を変化
させることにより成分抽出値の増減値が制限される結果
となる。つまり、パイロット周波数以外の検波データの
０区間を増加することにより、その周波数の成分抽出値
の増減幅がパイロット周波数の成分抽出値の増減幅より
小さくなるため、抽出成分の２乗値の総和の大小はパイ
ロット周波数の２乗値の大小が支配的になる。よって、
目標とするパイロットデータへの追従性がより強く働く
ものである。

【００７７】以上のように本実施例によれば、３値の階
段状波形の検波データを用いることで、乗算器がなくて
も成分抽出を行うことができ、周波数毎に異なる閾値で
３値化することによって変調データ選択の際に特定の周
波数の抽出成分の大小を支配的に評価することができる
ものである。しかも、ＳＩＮ波形、ＣＯＳ波形をバイナ
リー表現するのに必要なビット数に比較し矩形波は少な
いビット数で表現可能であり、差分演算などを少ないビ
ット数の演算回路で実現できる。

【００７８】なお、本実施例では３値波形を用いたが２
値やＮ値の階段状波形を用いても良い。また、データ変
換回路６０１、積分回路６０２の計算は変調データの
０，１の個数差を求めても実現してもよい。例えば＋１
の区間では１の個数と０の個数の差がそのまま成分抽出
値となり、−１の区間ならその個数差に−１をかけた、
つまり正負反転した値が成分抽出値となる。

【００７９】次に、本発明の第４の実施例について図面
を参照しながら説明する。簡単化のため前記実施例と共
通する構成は説明を省略する。図７は本発明の第４の実
施例における符号化装置の成分抽出回路のブロック図で
ある。前記実施例と異なるのは算出された各成分の２乗
値の差分値を定数倍（ｋ倍）する定数倍回路７０１を付
加した点である。反転成分抽出回路７０２、共通成分抽
出回路７０３、差分演算回路７０４は前記実施例と同構
成のものである。

【００８０】以上のように構成された符号化装置の動作
について説明する。基本動作は前記実施例と同様である
ので、定数倍回路による重み付け評価について詳しく説
明する。まず、周波数ｆ１，ｆ２にノッチを形成させる
Ｆ０変調時には直流成分の２乗値差分結果を定数倍係数
をｋ＝４とし、周波数ｆ１，ｆ２の正弦成分、余弦成分
の各々の定数倍係数をｋ＝１と設定する。また、周波数
ｆ１にパイロットを形成させるＦ１変調時は直流成分の
定数倍係数をｋ＝４とし、周波数ｆ１の正弦、余弦成分
の定数倍係数をｋ＝２、周波数ｆ２の正弦、余弦成分の
定数倍係数をｋ＝１と設定する。また、周波数ｆ２にパ
イロットを形成させるＦ２変調時にはＦ１変調時と逆に
周波数ｆ２の各成分の定数倍係数をｋ＝２とし、周波数
ｆ１の各成分の定数倍係数をｋ＝１に設定する。

【００８１】これにより、Ｆ０変調時には直流成分の２
乗値の差分が４倍の値となり、差分値合計の正負符号は
直流成分の差分値が支配的となる。つまり、直流成分の
抑制が周波数ｆ１，ｆ２のノッチ形成よりも強く働き直
流成分が大きく抑制される。同様に、Ｆ１変調，Ｆ２変
調時にはパイロット周波数の差分値がノッチ周波数の差
分値より大きく評価されることより、差分値合計の正負
符号はノッチ周波数の差分値よりパイロット周波数の差
分値がより支配的となる。つまり、パイロット形成がノ
ッチ形成より強く働き、不必要なノッチ形成を抑制し安
定したパイロット形成が実現される。

【００８２】以上のように本実施例によれば、各周波数
成分の差分値に重み付けを加えることによって特定の周
波数の抑制量（ノッチの大きさ）を制御が可能となるも
のである。

【００８３】なお、本実施例では差分値に係数ｋを乗じ
て重み付けを加えたが、図７の点Ａ，Ｂ，Ｃに示す箇所
に定数倍回路を挿入し、変調データの振幅や検波データ
の振幅を定数倍したり、抽出成分を定数倍して重み付け
を行っても良い。また、従来例のように、抽出した成分
の２乗値を算出し、その大小を比較する場合でも同様の
方法で重み付けを行っても良い。

【００８４】

【発明の効果】以上のように本発明は、制御ビットに依
存する第１のビット群と前ワードの最上位ビットに依存
する第２のビット群の各周波数成分を個別に抽出する成
分抽出手段を設けることにより、制御ビットと前ワード
の最終ビットのデータに所定の値を用いた一種類の変調
データのみの周波数成分を抽出するだけで変調出力とな
り得る全てのパターンの周波数成分を比較することがで
き、次ワードの変調処理開始までに変調出力を決定しな
くても変調出力を正しく選択することが可能である。ま
た、フーリエ変換を階段状波形で近似する成分抽出手段
を設けることによって処理を簡単化し、少ないハードウ
ェアで高速に処理することが可能となる。そのため大き
な記録レートのシステムにおいても容易に実現でき、ま
た、複数チャンネルの周波数成分抽出回路を兼用するこ
とも可能である。また、階段状波形の近似方法を周波数
毎に変化させることによってパイロット生成、ノッチ生
成を制御することができる。そのうえ抽出成分に重み付
けを行うことによって成分抑制量を各周波数成分間で容
易に制御することができるものである。

【００８５】このように本発明は、狭トラック記録の不
可欠なディジタルＶＴＲのような高密度記録機器に実際
に用いることによって大きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における符号化装置の構
成を示すブロック図

【図２】同第１の実施例の反転成分、共通成分抽出回路
の内部構成を示すブロック図

【図３】同第１の実施例における変調データの出力例を
示す模式図

【図４】本発明の第２の実施例における符号化装置の構
成を示すブロック図

【図５】同第２の実施例における変調出力となり得る全
パターンのデータ例を示す模式図

【図６】本発明の第３の実施例における符号化装置の成
分抽出回路の内部構成を示すブロック図

【図７】本発明の第４の実施例における符号化装置の成
分抽出回路の内部構成を示すブロック図

【図８】従来例の符号化装置の構成を示すブロック図

【図９】同従来例における制御ビットの付加方式を示す
模式図

【図１０】同従来例におけるプリコーダの内部構成を示
す詳細ブロック図

【図１１】従来例の成分抽出回路の内部構成を示す詳細
ブロック図

【符号の説明】

１０１０付加回路１０２プリコーダ１０３パイロットデータ生成回路１０４反転成分抽出回路１０５共通成分抽出回路１０６差分演算回路１０７総和回路１０８ビット反転回路１０９確定成分抽出回路１１０，１１１保持回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｌビットのデータ毎に１ビットの制御ビッ
トを付けＮＲＺＩ変調を行う符号化装置であって、Ｌビットのデータ毎に所定極性の制御ビットを付け、イ
ンターリーブドＮＲＺＩ変調によって１種類の（Ｌ＋
１）ビットの変調データを生成する変調手段と、前記変調データを、制御ビットの極性が０の場合と１の
場合で変調データの極性が互いに反転する第１のビット
群と、制御ビットに関わらず極性が変化しない第２のビ
ット群に分類する分類手段と、前記第１，第２のビット群の直流成分を含むＭ種類の周
波数の正弦成分、余弦成分を抽出する成分抽出手段と、前記各ビット群の周波数成分から、制御ビットの極性が
０の場合の変調出力の周波数成分の２乗値と、制御ビッ
トの極性が１の場合の変調出力の周波数成分の２乗値の
差分を算出する差分演算手段と、各成分の前記差分値に基づき前記変調データの一部のビ
ットを反転するか否かを選択して出力する変調データ出
力手段とを有する符号化装置。
【請求項２】差分演算手段は、各周波数成分毎に、既に
選択出力された変調出力系列の周波数成分と第２のビッ
ト群の周波数成分を加算し、その加算結果に第１のビッ
ト群の周波数成分を乗算して２乗値の差分を求める請求
項１記載の符号化装置。
【請求項３】変調データ出力手段は、各周波数成分の差
分の総和を求める総和演算手段を有し、少なくとも其の
総和値の正負によって変調データの第１のビット群を反
転するか否かを選択して変調出力とする請求項１記載の
符号化装置。
【請求項４】Ｌビットのデータ毎に１ビットの制御ビッ
トを付けた（Ｌ＋１）ビットのデータを１ワードとして
インターリーブドＮＲＺＩ変調を行う符号化装置であっ
て、所定極性の制御ビットを用いて且つ１ワード前の変調出
力と無関係にインターリーブドＮＲＺＩ変調を行い、一
種類の（Ｌ＋１）ビットの変調データを生成する変調手
段と、前記変調データを、制御ビットの極性によって互いにビ
ット反転する第１のビット群と、制御ビットには依存せ
ず１ワード前の変調出力によって互いにビット反転する
第２のビット群に分類する分類手段と、前記第１，第２のビット群の直流成分を含むＭ種類の周
波数の正弦成分、余弦成分を抽出する成分抽出手段と、制御ビットの極性が０と１の場合に対応する２通りの変
調出力が有する周波数成分の２乗値の差分を、変調デー
タの前記第２のビット群の極性が反転しない条件で前記
第１，第２のビット群の周波数成分から算出する第１の
差分演算手段と、変調データの前記第２のビット群の極性が反転する条件
で前記第１，第２のビット群の周波数成分から算出する
第２の差分演算手段と、１ワード前の変調出力に基づいて前記第２のビット群の
極性を反転させるか否かを選択し、１ワード前の変調出
力と前記第１，第２の差分に基づいて前記第１のビット
群の極性を反転するか否かを選択して出力する変調デー
タ出力手段とを有する符号化装置。
【請求項５】第１の差分演算手段は、既に選択出力され
た変調出力系列の周波数成分と前記第２のビット群の周
波数成分を加算し、その加算結果に前記第１のビット群
の周波数成分を乗算して２乗値の差分を求め、第２の差分演算手段は、既に選択出力された変調出力系
列の周波数成分と前記第２のビット群の周波数成分を減
算し、その減算結果に前記第１のビット群の周波数成分
を乗算して２乗値の差分を求める請求項４記載の符号化
装置。
【請求項６】変調データ出力手段は、各成分毎の前記第
１，第２の差分の総和を求める総和手段を有し、１ワー
ド前の変調出力により、変調データの前記第２のビット
群を反転するか否かを選択するとともに、前記第１の差
分の総和か前記第２の差分の総和を選択し、少なくとも
その正負によって前記変調データの第１のビット群を反
転するか否かを選択し出力する請求項４記載の符号化装
置。
【請求項７】Ｌビットのデータに１ビットの制御ビット
を付け、制御ビットが０のインターリーブドＮＲＺＩ変
調による変調出力か制御ビットが１のインターリーブド
ＮＲＺＩ変調による変調出力かを、その２種類の変調出
力系列の直流成分とＭ種類の周波数の正弦成分、余弦成
分の大小によって選択する符号化装置であって、変調出力にＳＩＮ波、ＣＯＳ波を乗じて積分するいわゆ
るフーリエ変換による成分抽出演算を、Ｎ値の階段状の
波形に近似したＳＩＮ波、ＣＯＳ波を用いて行う成分抽
出手段を有する符号化装置。
【請求項８】成分抽出手段はＳＩＮ波、ＣＯＳ波を周波
数によって異なる閾値でＮ（Ｎ＝３〜９の整数）値の階
段状波形に近似して成分抽出する請求項７記載の符号化
装置。
【請求項９】Ｌビットのデータに１ビットの制御ビット
を付け、制御ビットが０のインターリーブドＮＲＺＩ変
調による変調出力か制御ビットが１のインターリーブド
ＮＲＺＩ変調による変調出力かを選択し出力する符号化
装置であって、変調出力系列の直流成分とＭ種類の周波数の正弦成分、
余弦成分の２乗値の総和演算に関して、成分毎に所定の
重み付けを行った後に総和をする重み付け総和手段を有
し、少なくともその総和値の大小によって２種類の変調
出力を選択し出力する符号化装置。