JPH06176497A - ディジタル信号の記録符号化方法 - Google Patents

ディジタル信号の記録符号化方法

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JPH06176497A
JPH06176497A JP4329152A JP32915292A JPH06176497A JP H06176497 A JPH06176497 A JP H06176497A JP 4329152 A JP4329152 A JP 4329152A JP 32915292 A JP32915292 A JP 32915292A JP H06176497 A JPH06176497 A JP H06176497A
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JP
Japan
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bit
code
word
bits
rule
Prior art date
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Application number
JP4329152A
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English (en)
Inventor
Hirotake Ishii
裕丈 石井
Masuo Umemoto
益雄 梅本
Hidehiko Sawamura
秀彦 澤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】ランレングス制限の妨げとなる一つのデータ語
に割り当てる複数の符号語のCDSの値を等しいあるい
は近い値とする規則をデータ語の全レベル数から映像信
号レベルのみに適用することにより、最大ランレングス
を短く制限する。 【効果】一つのデータ語に複数の符号語を割り当てる符
号化には、直流成分の効果を落とすことなくランレング
スを短く制限でき、一つのデータ語に一つの符号語を割
り当てる記録符号化では直流成分の効果的な低減ができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号を磁気テ
ープや磁気ディスク等の記録媒体へ記録するための記録
符号化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル信号を磁気テープあるいは磁
気ディスクなどへ記録する際に、記録システムの特性に
適合するようにディジタル信号を変換する技術は記録符
号化と呼ばれる。磁気テープ,磁気ヘッドを用いた磁気
記録再生系では、磁化反転間隔が小さくなり指数関数的
に記録再生特性が低下する性質がある。また、ディジタ
ルVTRでは回転トランスを用いるため信号の直流及び
低周波成分は記録再生できない。従って、信号の直流成
分は少ないことが望ましい。ディジタル信号において直
流成分を表すパラメータとしてDSV(Digital Sum Var
iation)がある。DSVとはビット“1”を電荷+1,
ビット“0”を−1としたときの符号系列における累積
電荷である。
【0003】最小の磁化反転間隔が元のビット間隔に比
べて大きく、信号の直流成分を低減できる方法が特開平
4−199942 号に記載されている。mビットのデータ語を
nビットの符号語にNRZL則で変換することを前提と
し、mビットのデータ語を0あるいは1が必ず2個以上
連続するようにnビットの符号語に変換を行い、実際に
媒体上に記録する最短の記録波長を長くする。符号化効
率を高めるためnの値を小さくし符号語の先頭ビットあ
るいは最終ビットまたは双方に1ビットの孤立ビットを
持つものも使用し、一つのデータ語に対して複数(最大
4個)の符号語を用意しておき、前後の符号語を参照し
て適応的に符号語を選択し順次接続していく方法であ
る。さらに画像信号のようなデータ語間に相関性がみら
れる信号において直流成分を低減できるワードインバー
ジョンを発展させた手法を適用させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、Tmin
=1.33Tb(Tb:元のビット間隔)とするm=8ビ
ット,n=12ビット,d=2ビットの場合、符号系列
における同一ビットの連続数の最大値は16ビットであ
り、最大磁化反転間隔Tmax=10.7Tb という問題が
ある。Tmaxが大きいとセルフクロッキングを行う際に
PLL(Phase LockedLoop)へ送る位相情報が不十分に
なり、安定したクロックが得られない。
【0005】
【課題を解決するための手段】アナログ映像信号を8ビ
ットで量子化する場合、256レベル全てを映像信号レ
ベルとして使用するとは限らない。例えば、ハイビジョ
ンスタジオ規格BTA−S001では16から240ま
での225レベルを映像信号として使用する。映像信号
以外のレベルは誤り訂正符号のパリティで必要である。
パリティの値はほぼランダムに発生するためデータ語間
に相関性はみられない。したがって、映像信号の相関性
を利用して信号の直流成分を低減するワードインバージ
ョンでは16から240までの225レベル以外は直流
成分低減の効果が期待できない。
【0006】一つのデータ語に複数の符号語を割り当て
る記録符号にワードインバージョンを適用する場合、複
数の符号語のCDSを等しいあるいは近い値にしなけれ
ばいけないため、符号語の組み合わせ数が減少する。従
って、8ビットのデータ語に対応させるためには最大ラ
ンレングスを大きくするものまで使用せざるをえない。
【0007】そこで、ランレングス制限の妨げとなる一
つのデータ語に割り当てる複数の符号語のCDSの値を
等しいあるいは近い値とする規則をデータ語の全レベル
数から映像信号レベルのみに適用することにより、最大
ランレングスを短く制限する。
【0008】
【作用】一つのデータ語に複数の符号語を割り当てる記
録符号化において、一つのデータ語に割り当てる複数の
符号語のCDSを等しいあるいは近い値としデータ語に
対しCDSの値の順に割り当てる規則はランレングス制
限にとってトレードオフの関係にある。この規則に従う
レベル数を少なくすると符号系列における最大ランレン
グスを小さくすることができる。相関性が期待できない
に対してはこの規則を無くし、相関性がみられる映像信
号レベルのみに適用することにより直流成分低減の性能
を落とすことなく最大のランレングスを短く制限でき
る。
【0009】
【実施例】具体的な実施例としてTmin=1.33Tb と
するm=8ビット,n=12ビット,d=2ビットの場
合について説明する。
【0010】12ビットの符号語を図2に示すように符
号語の左端にて同一ビットが連続するブロックを先頭
部,右端にて同一ビットが連続するブロックを最終部、
先頭部と最終部の間のブロックを中間部の三つのブロッ
クに分割する。なお、各部の大きさは符号語によってそ
れぞれ異なる。k1,k3は先頭部,最終部におけるラ
ンレングスの値である。k2は中間部での最大のランレ
ングスの値である。符号系列における最大ランレングス
をkとしたとき、本方式は、12ビットで構成できる4
096個のビットパターンの中から以下に示す数1,数
2,数3を満足するものを符号語の候補とする。
【0011】
【数1】1≦k1≦k/2
【0012】
【数2】2≦k2≦k
【0013】
【数3】1≦k3≦k/2 次に以上の条件を満たす符号語の候補を図3に示すA,
B,C,Dの四つのグループに分類する。
【0014】Aグループは符号語内が必ず2ビット以上
連続する。Bグループは符号語の先頭部におけるランレ
ングスk1が1ビットである。Cグループは最終部にお
けるランレングスk3が1ビットである。Dグループは
先頭部,最終部におけるランレングスk1,k3ともに
1ビットである。
【0015】B,C,Dグループは、符号語の先頭ある
いは最終に1ビットの孤立ビットがあり、符号語を接続
する際に孤立ビットが生じる可能性がある。そのため一
つのデータ語に複数(最大4個)の符号語を割り当て、
前後の符号語に応じて2ビット以上連続するような符号
語を適応的に選択する。Bグループは先頭ビットの極性
が異なる2種類の符号語を組み合わせ、直前の符号語の
最終ビットを参照し、直前の符号語の最終ビットの極性
と等しい先頭ビットを持つ符号語を選択する。Cグルー
プは最終ビットの極性の異なる2種類の符号語を組み合
わせ、直後のデータ語に属する符号語群のなかの任意の
符号語の先頭ビットを参照し、参照した先頭ビットの極
性と等しい最終ビットを持つ符号語を選択する。さら
に、Cグループは過去に遡って符号語を再変換すること
を防ぐため、先頭ビットの極性が等しいものを組み合わ
せる。Dグループは先頭ビットと最終ビットが異なる4
種類の符号語を組み合わせ、直前の符号語の最終ビッ
ト、直後のデータ語に属する符号語群のなかの任意の符
号語の先頭ビットを参照し、直前の符号語の最終ビット
の極性と等しい先頭ビットを持ち、参照した先頭ビット
の極性と等しい最終ビットを持つ符号語を選択する。
【0016】また、1符号語おきに符号語のビット全て
を反転させるワードインバージョンを行うため、組合せ
を作成する際に符号語内のビット“1"を+1,ビット
“0"を−1の電荷として加え合わせたCDS(Codewor
d Digital Sum)が同一のものを選ぶ。ここで、CDS
が同一のものを組み合わせる規則を表1に示す映像信
号、すなわち16から240までのレベル域(225レ
ベル)のみにあてはめ、他のレベルに対してはCDSに
関する規則に従わず組み合わせを行う。
【0017】
【表1】
【0018】次にA,B,C,Dグループに属する符号
語の組合せをCDSの絶対値が小さいものから順に22
5個以上選び抜く。次に符号語の組合せをCDSの小さ
い順に並べ、これらの符号語の組合せをデータ語に10
進値の16から順に対応させ、他のレベルはCDSの規
則に従わない符号語の組み合わせを対応させ、CODE1,C
ODE2,CODE3,CODE4に割り当てる。な
お、ここでは符号語の組み合わせをCDSの小さい順に
データ語に対応させたが大きい順でも良い。
【0019】符号語の割り当ては次のように行う。
【0020】Aグループは一つの符号語をCODE1,
CODE2,CODE3,CODE4のすべてに割り当
てる。
【0021】Bグループは、先頭ビットが“0”である
符号語をCODE1とCODE2に割り当て、先頭ビッ
トが“1”である符号語をCODE3とCODE4に割
り当てる。
【0022】Cグループは、最終ビットが“0”である
符号語をCODE1とCODE3に割り当て、最終ビッ
トが“1”である符号語をCODE2とCODE4に割
り当てる。
【0023】Dグループは、先頭ビットが“0”,最終
ビットが“0”である符号語をCODE1,先頭ビット
が“0”,最終ビットが“1”である符号語をCODE
2,先頭ビットが“1”,最終ビットが“0”である符
号語をCODE3,先頭ビットが“1”,最終ビットが
“1”である符号語をCODE4に割り当てる。
【0024】以上の方法により作成したコードブックを
表2〜表3に示す。
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】図4にワードインバージョンによる符号語
の選択方法を示す。ここで、直前の符号語の最終ビット
の値をpとし、直後の符号語(仮の選択でもよい)の先
頭ビットをfとする。符号語の選択は反転の有無で選択
する符号語を入れ替える。図4に示すようにp=
“0”,f=“0”の時、反転しない場合はCODE1
を選択し、反転する場合はCODE4を選択し反転す
る。またp=“0",f=“1"の時、反転しない場合は
CODE2を選択し、反転する場合はCODE3を選択
し反転する。p=“1”,f=“0”の時、反転しない
場合はCODE3を選択し、反転する場合はCODE2
を選択し反転する。p=“1”,f=“1”の時、反転
しない場合はCODE4を選択し、反転する場合はCO
DE1を選択し反転する。このように符号語を選択する
ことにより反転しても符号語を接続する際に1ビットの
孤立ビットとなる不連続な部分が発生することはない。
【0028】符号語の選択方法をデータ語が10(10
進法)の場合について詳しく説明する。なお、データ語
の10はDグループであるため4種類のCODEはすべ
て異なる。
【0029】まず、直前の符号語の最終ビットpが
“0”,直後の符号語の先頭ビットfが“0”の場合を
考えると通常はCODE1の1854(10進法) p 符号語 f 0−“011100111110”−0 を選択する。反転する場合にはこの符号語をそのまま反
転したのでは符号語を接続する際に1ビットの不連続な
部分が発生する。したがって、反転処理を行う場合には
CODE4の “100011000001” を選択し、次のように反転し接続する。
【0030】 p 符号語 f 0−“011100111110”−0 このように符号語を選択することにより全てのグループ
について同じ選択方法で行える。
【0031】
【発明の効果】本発明による方式では、符号系列におけ
る最大ランレングスが12ビットを実現できる。n=1
2ビット、k=12ビットにおいて複数の符号語(最大
4個)のCDSが等しいあるいは近い値としデータ語に
対しCDSの値の順に割り当てる規則を適用しない場
合、符号語の組み合わせ数は265個できる。しかし、
CDSに関する規則を適用した場合の組み合わせ数は2
30個と激減する。これをm=8ビットの256個のデ
ータ語に対応させるためにはkを15ビットとすると可
能である。そこで、相関性がみられないレベル域にはC
DSに関する規則を適用せず、映像信号のみに適用させ
ることにより直流成分低減の性能を落とすことなく符号
系列における最大ランレングスを15ビットから12ビ
ットに短くすることができ、Tmax=8Tbとなる。
【0032】なお、一つのデータ語に複数の符号語を割
り当てる記録符号化について実施例を示したが、一つの
データ語に一つの符号語を割り当て、ワードインバージ
ョンを行う記録符号化にも適用できる。一つのデータ語
に一つの符号語を割り当てる場合はランレングスの制限
ではなく、直流成分の効果的な低減が行える。映像信号
以外のレベルに対してCDSの絶対値の小さいものを対
応させ、映像信号レベルに対してCDSの小さいあるい
は大きい順に対応させることにより、データ語の全レベ
ルに対して直流成分の効果的な低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるCDSに関する規則に
従うレベル数の限定を示す説明図。
【図2】符号語の各部の定義を示した説明図。
【図3】符号語の分類を示す説明図である。
【図4】ワードインバージョンによる符号語の選択方法
を示す説明図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】mビットの一つのデータ語に対して少なく
    とも一つ以上のnビットの符号語を割り当て、mビット
    のデータ語の系列をnビットの符号語に、順次、変換し
    接続することにより符号系列を得るディジタル信号の記
    録符号化において、一つのデータ語に対して複数の符号
    語を組み合わせる際に、ビット“1”を電荷+1,ビッ
    ト“0”を電荷−1としたときの符号語内の電荷総和C
    DSが等しい符号語の値を等しくしデータ語のレベルに
    対して符号語の組み合わせをCDSの値の順に対応させ
    る規則をデータ語の全レベル数より少ないレベル数に適
    用し、相関性の強い周期に関して一つおきに極性を反転
    することを特徴とするディジタル信号の記録符号化方
    法。
  2. 【請求項2】mビットの一つのデータ語に対して少なく
    とも一つ以上のnビットの符号語を割り当て、mビット
    のデータ語の系列をnビットの符号語に、順次、変換し
    接続することにより符号系列を得るディジタル信号の記
    録符号化において、一つのデータ語に対して複数の符号
    語を組み合わせる際に、ビット“1”を電荷+1,ビッ
    ト“0”を電荷−1としたときの符号語内の電荷総和C
    DSが近い符号語の値を等しくしデータ語のレベルに対
    して符号語の組み合わせをCDSの値の順に対応させる
    規則をデータ語の全レベル数より少ないレベル数に適用
    し、相関性の強い周期に関して一つおきに極性を反転す
    ることを特徴とするディジタル信号の記録符号化方法。
JP4329152A 1992-12-09 1992-12-09 ディジタル信号の記録符号化方法 Pending JPH06176497A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100871848B1 (ko) * 2002-05-30 2008-12-03 삼성전자주식회사 광기록매체상의 데이터 변조 방법 및 장치

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