JPH0771008B2 - 2進データの符号化方法 - Google Patents

2進データの符号化方法

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JPH0771008B2
JPH0771008B2 JP3336452A JP33645291A JPH0771008B2 JP H0771008 B2 JPH0771008 B2 JP H0771008B2 JP 3336452 A JP3336452 A JP 3336452A JP 33645291 A JP33645291 A JP 33645291A JP H0771008 B2 JPH0771008 B2 JP H0771008B2
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三三男 加藤
泰治 〆木
宏司 松島
宏壮 武内
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Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2進データを符号化
(復号化)する方法であって、2進データを磁気テープ
や磁気ディスクのような記録媒体に記録(記録媒体から
再生)する装置などに利用できる。
【0002】
【従来の技術】従来から2進データを符号化して磁気テ
ープあるいは磁気ディスクのような記録媒体に記録する
際に、表2に示すようなさまざまな符号化方式が提案さ
れている。これらの符号化方式は、記録媒体上の記録密
度を向上させることを目的としている。
【0003】
【表2】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に磁気記録媒体に
記録する場合、符号化方式の性能比較は、主に最小磁化
反転間隔Tmin と最大磁化反転間隔Tmax および磁化反
転間隔の識別に必要な検出窓幅Tw に基づいて行われ
る。磁気記録再生波形は、磁化反転に対応した再生波形
の重ね合せとして表現されるが、高密度の記録再生を可
能にするために、最小の磁化反転間隔を狭くすると、磁
化反転を磁気ヘッドなどの再生素子で読み取った再生信
号の相互干渉が大きくなり、このために再生信号のピー
ク値あるいは振幅の変動が大きくなって検出エラーが増
大する。
【0005】したがって、同一記録密度で比較した場
合、最小磁化反転間隔Tmin が大きい方が再生波形の相
互干渉が少なくなる。このことは、同一の波形の品質を
有する装置において、最小磁化反転間隔Tmin のより大
きな符号化方式を採用することで、記録密度を向上させ
ることが可能となることを意味している。すなわち、最
小磁化反転間隔Tmin の大きい符号化方式の方が高密度
化にとって適していると言える。
【0006】また、磁化反転間隔を識別するのに必要な
検出窓幅Tw が大きいと、再生信号の相互干渉によるピ
ーク位置のずれ(ピークシフト)を許容する範囲が広く
なり、機器ノイズや媒体ノイズ等に起因する誤りの発生
頻度は減少する。さらに、クロックは再生されたデータ
から抽出しているが、再生されたクロック信号の周期が
最大磁化反転間隔Tmax に比べて大きいと、このクロッ
クを正確に抽出することが難かしくなる傾向にある。
【0007】高密度にデータを記録し再生する装置等に
適用される符号化方式として望まれる性能としては最小
磁化反転間隔Tmin が大きく、検出窓幅Tw が大きく、
最大磁化反転間隔Tmax が小さいことがあげられる。そ
こで、高密度化に適した符号の選択の指標としてTw ×
Tminの値を考えてみる。表2の各符号化方式のTw ×
Tmin を参照すると、NRZ・NRZIが1でいちばん
大きく、続いて3PM,2/4M,4/8NRZI,H
DM−1,HDM−2が0.75であることがわかる。
【0008】前者のNRZ・NRZIはTmax が最悪∞
(無限大)となり、クロック再生が難かしいという欠点
を有していて、従来は後者の3PM,2/4M,4/8
NRZI,HDM−1,HDM−2を磁気テープ,磁気
ディスク装置の符号化方式として採用している例が多か
った。ところが、近年の情報量の増大はさらに高密度化
の可能な符号化方式を要望している。この要望を満たす
符号化方式をさぐる上で方向を与える指標として前出の
Tw ×Tmin を考えると、検出窓幅Tw ,最小磁化反転
間隔Tmin をバランスよく大きくする符号化方式の提案
が望まれる。
【0009】表2中のHDM−3はそういう意味でTmi
n =2Tとしたユニークな符号化方式として注目され
る。しかし、Tw =0.33Tであり、結局Tw ×Tmin =
0.67となり、前出の3PMのような0.75の符号化方式に
対して劣っていると言わざるを得ない。ここで、HDM
−3の符号化アルゴリズムを表3および表4を使って説
明する。HDM−3は表3の(イ) 基本変換表に示すよう
に、4ビットの2進データを12ビットの符号語に変換
する方式である。
【0010】この際、変換された符号語列の“1”のビ
ットとつぎの“1”のビットとの間の“0”のビットの
連続する個数の最小が5であって、さらに12ビットの
符号語の接続点において、この条件を満足しない場合、
表4の(ロ) 接続点での変換一般則,(ハ) No.10 との接続
の特殊変換(10-α) を使用して変換するのである。これ
らのアルゴリズムにより、符号語列の“1”のビットと
つぎの“1”のビットとの間の“0”のビットの連続す
る最大個数は24と制限され、表2に示した性能を有し
ている。
【0011】
【表3】
【0012】
【表4】
【0013】この発明は高密度にデータの記録再生が可
能な2進データの符号化方法を提供することを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明の2進データの
符号化方法は、2進データを2ビットのデータ毎に区切
って各々5ビットの符号語に変換する2進データの符号
化方法であって、符号化すべき2ビットのデータの前後
のデータおよび前記5ビットの符号語の前の符号語を参
照し、表1の変換表に示される符号化アルゴリズムに従
って変換し、変換された5ビットの符号語の列の“1”
のビットとつぎにくる“1”のビットとの間の“0”の
ビットの連続する個数の最小を4とし最大を所定値、例
えば22以下とすることを特徴とする。
【0015】
【作用】この発明の構成によれば、HDM−3のもつT
min =2Tという性能と同一で、検出窓幅Tw を0.33T
から 0.4Tに向上させてTw ×Tmin =0.8 とし、従来
の3PM,2/4M,4/8NRZI,HDM−1,H
DM−2より高密度にデータの記録再生を可能とする。
【0016】
【実施例】表5にこの発明による符号化アルゴリズムの
一例を示す。この発明の2進データの符号化方法は、2
ビットの2進データを5ビットの符号語に変換する基本
的なアルゴリズムを有する。2ビットの2進データ(以
後、元データと呼ぶ)を5ビットの符号語(以後、変換
コードと呼ぶ)に変換する際、変換コード列の“1”の
ビットとつぎの“1”のビットの間の“0”のビットの
連続する個数の最小値が4で最大値が22以下となるよ
うに変換すべき元データの前後のデータおよび前に変換
された変換コードを参照にして元データに対応する変換
コードを決定している。
【0017】表5中の「Y」は、前の変換コードの下位
4ビットが“0000”の時は“1”とし、“000
0”でない時は“0”とする。また、α1 ,α2 ,……
は、変換される元データ列において、1,2,……個後
の元データを示す。同様に、α-1,α-2,……は、変換
される元データ列において、1,2,……個前の元デー
タを示す。
【0018】たとえば、元データ列が“11 00 1
0 01 00”であり、変換すべき元データが“1
0”であるとき、α-1,α-2,α1 ,α2 はそれぞれα
-1=“00”,α-2=“11”,α1 =“01”,α2
=“00”を意味する。また同様に、β1 ,β2 ,……
は、変換された変換コード列において、1,2……個後
の変換コードを示す。β-1,β-2……も変換された変換
コード列において、1,2……個前の変換コードを示
す。
【0019】
【表5】
【0020】表6に復号化のアルゴリズムの一例を示
す。これにより、変換コードは元データに一義的に復号
化される。この発明の実施例によると、Tw = 0.4T
(Tは元データのビット周期),Tmin =2T,Tmax =
9.2Tとなる。
【0021】
【表6】
【0022】図1に表5に示したこの発明による符号化
アルゴリズムの一例に従った符号化回路の実施例を示
す。図1において、1はデータ入力端子で元データが逐
次入力される。2はクロック入力端子で元データに同期
したクロックが入力される。3は12ビットシリアル・
パラレルシフトレジスタで元データを逐次シフトする。
4はこの発明による符号化アルゴリズムの一例に基づい
た変換コードを発生させる符号器である。
【0023】5はコード同期入力端子で、変換コードの
同期信号が入力される。6はクロック入力端子で変換コ
ードに同期したクロックが入力される。7は5ビットパ
ラレル・シリアルシフトレジスタで、5ビットのパラレ
ル入力の変換コードをクロックに同期してシリアル出力
する。8は10ビットシリアル・パラレルシフトレジス
タで変換コードを逐次シフトする。9は条件判定回路で
表5の符号化アルゴリズムの条件に従った判定を行い条
件信号を出力する。10は変換コードの出力端子で5ビ
ットの変換コードが逐次出力される。
【0024】つぎに、図2の波形を用いて図1の符号化
回路の動作を説明する。図1に示したデータ入力端子1
には図2の50に示した2進データが入力され、クロッ
ク入力端子2には51に示す50の2進データに同期し
たクロックが入力される。そして、12ビットシリアル
・パラレルシフトレジスタ3のデータ入力端子Dに50
の波形の2進データが、クロック入力端子CKには51
の波形のクロックがそれぞれ入力される。
【0025】12ビットシリアル・パラレルシフトレジ
スタ3のパラレル出力端子Q1 〜Q 12には、50に示し
た2進データが51のクロックに同期して逐次出力され
ることになる。符号器4では、12ビットシリアル・パ
ラレルシフトレジスタ3の出力端子Q1 〜Q12から出力
される2進データを12ビットの入力端子(符号器4中
の1〜12)で受け、表5に示した符号化アルゴリズム
に基づいて5ビット変換コードを発生させ、5ビットの
出力端子(符号器4中のA〜E)に出力する。
【0026】ここで、変換コードの発生に際し、条件判
定回路9(動作は後述する)の出力端子Q1 ,Q2 から
の信号を利用する。一例を示すならば、出力端子Q1
2 からの出力信号を入力した場合、表5に示すように
元データ“11”は変換コード“01000”に変換さ
れるのである。符号器4は変換コードを発生させるた
め、たとえばリードオンリメモリ(ROM)のような記
憶素子で形成することが可能である。
【0027】つぎに、符号器4から出力される5ビット
の変換コードは、5ビットパラレル・シリアルシフトレ
ジスタ7に入力される。この5ビットパラレル・シリア
ルシフトレジスタ7のパラレル・シリアル入力端子P/
Sおよびクロック入力端子CKには、それぞれコード同
期入力端子5より入力された図2に示した53の5ビッ
トのコード同期信号,52のクロックが入力される。
【0028】5ビットパラレル・シリアルシフトレジス
タ7の出力端子Q5には、以上の動作により、54の変
換コード列が出力され、同時に10ビットシリアル・パ
ラレルシフトレジスタ8のデータ入力端子D,変換コー
ド出力端子10へと送られる。また、10ビットシリア
ル・パラレルシフトレジスタ8のクロック入力端子CK
には、クロック入力端子6から52のクロックが入力さ
れ、前に変換された10ビットの変換コードをたくわえ
ている。条件判定回路9では、10ビットシリアル・パ
ラレルシフトレジスタ8にたくわえられた10ビットの
変換コードを参照して条件信号Q1 ,Q2 を出力する。
なお、55の波形は記録媒体上の記録波形を示してい
る。
【0029】ここで、条件判定回路9について説明す
る。表5の符号化アルゴリズムに従えば、前に変換され
たコード列を参照する必要がある。たとえば、変換すべ
き元データが“11”の場合、“11”の前の元データ
列α-2,α-1が“1110”で、かつ後の元データ列α
1 ,α2 が“1110”でない時、前に変換された変換
コード列β-2, β-1が“0100001000”または
“0000000000”または“000000100
0”のいずれかに一致するかあるいは一致しないかを判
定する必要がある。
【0030】条件判定回路9は表5に基づいて条件信号
をQ1 ,Q2 から出力する。この信号を受けて前述のよ
うに符号器4では元データに対応する変換コードが発生
する。つぎに、図3に表6の復号化アルゴリズムに従っ
た復号化回路の実施例を示す。11は再生コードの入力
端子で、たとえば磁気テープのような記録媒体に記録さ
れた変換コード列が、再生素子を介して再生され、再生
コード列となって入力される。12は再生クロック入力
端子で、再生コード列より抽出された再生クロックが入
力される。
【0031】13は30ビットシリアル・パラレルシフ
トレジスタで入力された再生コードが逐次シフトされ、
パラレル出力される。14は復号器で表6の復号アルゴ
リズムに基づいて再生コードを元の2ビットのデータ
(ここでは再生データと呼ぶ)に逆変換する。15は2
ビットパラレル・シリアルシフトレジスタで、パラレル
入力の2ビットの再生データをシリアル出力する。16
はパラレル・シリアル信号入力端子で2ビットの再生デ
ータの同期信号が入力される。17はクロック入力端子
で再生データに同期したクロックが入力される。18は
データ出力端子で2進データが出力される。
【0032】つぎに図4に示した波形図を用いて図3に
示した復号化回路の動作を説明する。再生された図4の
波形57に示す変換コード列は、再生コード入力端子1
1に入力され、同時に、再生コード列より抽出された5
8の再生クロックが再生クロック入力端子12に入力さ
れる。これらの再生コード,再生クロックは、30ビッ
トシリアル・パラレルシフトレジスタ13のデータ入力
端子D,クロック入力端子CKにそれぞれ入力される。
【0033】30ビットシリアル・パラレルシフトレジ
スタ13では、再生コード列を再生クロックに同期して
シフトし、出力端子Q1 からQ30に逐次出力する。復号
器14では、表6の復号化アルゴリズムに基づいて、入
力端子1から30に入力された30ビットの再生コード
列より2ビットの再生データが発生し、出力端子A,B
に出力し、そして、再生データは2ビットパラレル・シ
リアルシフトレジスタ15に入力される。
【0034】2ビットパラレル・シリアルシフトレジス
タ15のパラレル・シリアル信号入力端子P/S,クロ
ック入力端子CKにはそれぞれパラレル・シリアル信号
入力端子16に入力された図4に示した波形60の信号
およびクロック入力端子17に入力された波形59のク
ロックが入力される。そして、2ビットパラレル・シリ
アルシフトレジスタ15の出力端子Q2 から61の再生
データが出力され、データ出力端子18より2進データ
として出力される。なお、56は記録媒体上の記録波形
を示している。
【0035】以上に発明の実施例を示したが、表5およ
び表6の符号化および復号化のアルゴリズムならびに図
1,図3の符号化および復号化回路は、この発明による
一例であり、この発明の意味するところであれば他の例
もこの発明より考えられる。
【0036】
【発明の効果】この発明によれば、2ビットの2進デー
タを5ビットの変換コードに変換し、符号化方式の性能
を示す検出窓幅Tw ,最小磁化反転間隔Tmin がそれぞ
れTw= 0.4T,Tmin =2Tであり、高密度化の指標
であるTw ×Tmin が0.8 となって、従来例である3P
M,2/4M,4/8NRZI,HDM−1,HDM−
2,HDM−3のいずれよりも大きく、しかも最大磁化
反転間隔Tmax が制限されている(実施例ではTmax =
9.2T)ので、再生信号からクロック抽出することがN
RZ・NRZIに比べて容易にでき、したがって磁気テ
ープや磁気ディスクのような記録媒体に2進データを記
録・再生する装置に利用することにより、従来に比べて
高密度に記録・再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に基づく符号化回路の実施例を示すブ
ロック図である。
【図2】図1の動作を説明するための波形図である。
【図3】この発明に基づく復号化回路の実施例を示すブ
ロック図である。
【図4】図3の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 データ入力端子 2 クロック入力端子 3 12ビットシリアル・パラレルシフトレジスタ 4 符号器 5 コード同期入力端子 6 クロック入力端子 7 5ビットパラレル・シリアルシフトレジスタ 8 10ビットシリアル・パラレルシフトレジスタ 9 条件判定回路 10 出力端子 11 再生コード入力端子 12 再生クロック入力端子 13 30ビットシリアル・パラレルシフトレジスタ 14 復号器 15 2ビットパラレル・シリアルシフトレジスタ 16 パラレル・シリアル信号入力端子 17 クロック入力端子 18 データ出力端子
フロントページの続き (72)発明者 武内 宏壮 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−50309(JP,A) 特開 昭57−50310(JP,A) 特開 昭59−70061(JP,A) 特公 昭63−4269(JP,B2) 特公 昭63−4270(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2進データを2ビットのデータ毎に区切
    って各々5ビットの符号語に変換する2進データの符号
    化方法であって、符号化すべき2ビットのデータの前後
    のデータおよび前記5ビットの符号語の前の符号語を参
    照し、下記の変換表に示される符号化アルゴリズムに従
    って変換し、変換された5ビットの符号語の列の“1”
    のビットとつぎにくる“1”のビットとの間の“0”の
    ビットの連続する個数の最小を4とし最大を所定値以下
    とすることを特徴とする2進データの符号化方法。 【表1】 ただし、上記変換表において、「Y」は前の変換コード
    の下位4ビットが“0000”のときは“1”とし、
    “0000”でないときは“0”とする。また、α1
    α2 ,α 3は、変換させる元データ列において、それぞ
    れ1個後,2個後,3個後の元データを示す。α-1,α
    -2は、変換される元データ列において、それぞれ1個
    前,2個前の元データ列を示す。β-1,β-2は変換され
    た変換コード列において、1個前,2個前の変換コード
    を示す。
JP3336452A 1991-12-19 1991-12-19 2進データの符号化方法 Expired - Lifetime JPH0771008B2 (ja)

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JPS5750309A (en) * 1980-09-05 1982-03-24 Mitsubishi Electric Corp Encoding and decoding system for binary data
JPS5750310A (en) * 1980-09-05 1982-03-24 Mitsubishi Electric Corp Encoding and decoding system for binary data

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