JPH11215003A - 符号分割方法および符号変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明の目的は、８／１０変換ＤＣフリー
符号以外の符号について、必要な変換符号語数を削減す
る。 【解決手段】 例えば、互いに独立した７／８変換ＤＣ
フリー符号と９／１０変換ＤＣフリー符号とを組合わせ
ることによって１６／１８変換ＤＣフリー符号を構成す
る等、互いに独立した２つの符号を組合わせて固定長変
換符号を構成するようにした符号分割方法を行う。この
際に、符号の始点・終点の状態数を３以上とし、また、
固定長変換符号の符号語長を１１ビット以上とする。こ
れにより、８／１０変換符号以外の符号に対しても符号
分割方法を行うことが可能となる。このような符号分割
方法は、全部で１６ビットの並列入力データに基づいて
動作する７／８変換回路１０、９／１０変換回路１１，
およびこれらが出力する符号の終点の状態を判定する８
ビット状態判定回路１２、１０ビット状態判定回路１３
を備える構成によって実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンピューター
用ハードディスクドライブ、コンピューター用データカ
ートリッジドライブ等の磁気記録再生装置、あるいは光
磁気ディスクドライブ等の光磁気記録再生装置等の記録
再生装置や各種通信装置に用いられる固定長変換符号に
係る符号分割方法および符号変換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ語長をｍ，符号語長をｎとした
時、ｍ／ｎ符号として表される固定長変換符号の一つと
してＤＣフリー符号が従来から使用されている。ＤＣフ
リー符号は、ディジタル伝送信号の符号化および変調に
おいて系の低周波帯域の雑音を低減させることが可能で
あり、非常に有効な符号であることが一般的に知られて
いる。

【０００３】かかるＤＣフリー符号は、ＤＳＶ(Digital
Sum Value) 、すなわち符号系列の直流累積電荷（Runn
ing Digital Sum,以下、ＲＤＳと表記する）の振幅値を
有限に制限することによって、周波数軸上での符号スペ
クトルのＤＣ成分がヌルとなるように設計された符号で
ある。ＤＣフリー符号としては、これまでに８／９変
換、８／１０変換等が実用化されている。ここで、これ
らのＤＣフリー符号の最大ランレングス、すなわちＮＲ
ＺＩ変調前のデータ'0' の最大連続数は、最小の場合、
８／９変換で１２、８／１０変換で２である。また、そ
のＤＳＶ値は、最小の場合、８／９変換で２５、８／１
０変換で５である。

【０００４】例えばアジマス記録を行うテープ系磁気記
録再生システムにおいては、たとえパーシャルレスポン
スクラス４等化のような信号スペクトルの直流成分を抑
圧する等化方式を使用したとしても、ＤＣフリー符号を
用いること無しに、そのクロストークノイズを充分に抑
圧することは困難である。

【０００５】このため、従来から、例えばディジタルオ
ーディオテープレコーダ（Ｒ−ＤＡＴ）ディジタルデー
タストレージシステム（ＤＤＳ），８ｍｍアドバンスト
インテリジェントテープシステム（ＡＩＴ）等、多くの
テープ系ストレージシステムにおいては、ＤＳＶが６、
最大ランレングスが３に各々制限された、８／１０変換
ＤＣフリー符号が広く用いられている。

【０００６】図３６に、一般的な記録再生装置のディジ
タル信号処理のためのブロック図の一例を示す。入力デ
ータは、ｍ／ｎ変換符号化器１０１によってｍ：ｎの比
に変換された符号とされる。ここで、ｍは符号化前のデ
ータビット長、ｎは符号化後のデータビット長である。
ｍ／ｎ変換符号化器１０１から出力される符号は、Ｄ／
Ａ変換器１０２によって記録矩形波に変換され、記録再
生回路１０３に供給される。記録再生回路１０３は、磁
気ヘッド、あるいは光ピックアップ等（図示せず）を駆
動して磁気ディスク、あるいは光磁気ディスク等の記録
媒体（図示せず）に対する記録を行う。

【０００７】一方、磁気ヘッド、あるいは光ピックアッ
プ等によって記録媒体から再生された再生波は、アナロ
グ等化器１０４によって所定の目標等化特性に等化され
た後、Ａ／Ｄ変換器１０５によってディジタル信号に変
換される。そして、符号検出器１０６によって符号検出
された後、ｎ／ｍ変換復号器１０７によってｎ：ｍの比
で出力データ変換される。ここで、アナログ等化器１０
４による等化が充分でない場合には、Ａ／Ｄ変換器１０
５と符号検出器１０６との間にディジタル等化器が設け
られる場合もある。また、近年では、エラーレート低減
のため、等化にはパーシャルレスポンス等化方式や、判
定帰還等化方式を用いると共に、符号検出器１０６とし
て最尤検出器が使用されることが多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】符号においては、ＤＳ
Ｖや最大・最小ランレングス等の符号性能が仮に同等で
あれば、符号化効率ｍ／ｎが高い程、記録系、再生系、
伝送系等の信号対雑音比（ＳＮＲ）の向上に有効である
ことが一般的に良く知られている。例えば、１バイト
（８ビット）単位での符号変換が可能な最も符号化効率
の高い符号変換は、８／９変換であり、８／９変換ＤＣ
フリー符号については、過去にＹｏｓｈｉｄａらによっ
て検討された例(H.Yoshida,T.Shimada,Y.Hashimoto,"8-
9 Block Code:A DC-Free Channel Code for Digital Ma
gnetic Recording,"SMPTE Journal,pp.918-922.Sep.198
3)等がある。

【０００９】しかしながら、この８／９変換は、８／１
０変換に比較してその符号化効率が高いものの、ＤＳＶ
や最大ランレングス等の性能は、８／１０変換に比較し
て大きく劣るものであった。また、パーシャルレスポン
スクラス１等化による最尤検出方式とＤＣフリー符号と
を組合わせる場合には、符号においてデータ'1' の連続
数を有限とすることが望ましいが、８／９符号において
は９ビットの'1' の連続符号（１０進数で５１１）を使
用する必要があるため、データ'1' の連続数に制限を課
すことが困難であるという問題があった。

【００１０】また、８／９変換ＤＣフリー符号の作成が
可能であれば、１６／１８変換ＤＣフリー符号を構成す
ることによって、そのＤＳＶおよび最大ランレングスの
性能の向上を図れることが期待される。但し、これま
で、具体的に１６／１８変換ＤＣフリー符号の構成が検
討された例は無いという問題があった。かかる問題は、
８／９変換であれば８ビット、すなわち２⁸ ＝２５６ワ
ード分の符号変換で済むのに対し、１６／１８変換の場
合、１６ビット、すなわちその２５６倍である２ ¹⁶＝６
５５３６ワード分の符号化が必要なため、符号化回路が
複雑なものとなり、低コストでの実用化が困難であるこ
とに起因すると考えられる。

【００１１】１６ビット変換を実際に行った例として
は、米国特許第５，６３５，９３３号に開示されたよう
に、１６／１７変換符号を２つの８／８変換と１ビット
の付加とによって行うことによって符号変換を簡略化し
た例がある。但し、かかる符号変換方法は、この１６／
１７変換が単純なランレングス制限のみが付加された符
号であるためにこのような簡略化が達成されるものであ
る。従って、ＤＳＶが制限された１６／１８変換ＤＣフ
リー符号にかかる符号変換方法と同様の方法を適用して
も、その符号変換を大きく簡略化することは困難であ
る。また、かかる符号変換方法における２つの８／８変
換は、各々完全に独立した符号変換となっているわけで
はないので、必要な符号語数は、６５５３６ワードより
も小さくなってはいない。

【００１２】必要な変換符号語数が実際に削減された例
としては、Ｗｉｄｍｅｒらによる符号分割方法（A.Widm
er and P.Franaszec,"A DC-Balanced,Partitioned-Bloc
k,8B/10B Transmission code,"IBMJ.Res.Develop.,Vol.
27,No.5,Sep.1983) がある。かかる符号分割方法の特徴
は、符号の始点・終点の状態数を２として、８／１０変
換ＤＣフリー符号を２つの完全に独立した３／４変換と
５／６変換に符号分割することによって、必要な必要な
変換符号語数を２５６ワードから２³ ＋２⁵ ＝４０ワー
ドに（従って、約８４％分）削減するというものであっ
た。

【００１３】但し、Ｗｉｄｍｅｒらの報告は、符号の始
点・終点の状態数が３のものについては、ＤＳＶ＝１０
を許容した場合に最大ランレングス２で符号化効率０．
８の符号構成が可能であるという点が述べられたにとど
まっている。これは、かかる符号によれば、符号変換の
複雑さが著しく増して実用的でないとの理由による。こ
のため、より具体的な符号の検討や、状態数が３である
場合の符号変換を行う符号変換装置の簡略化方法の検討
は全く行われていない。

【００１４】また、８／１０変換ＤＣフリー符号以外の
符号について、このような符号分割方法が具体的に検討
された例は無いという問題があった。さらに、必要な変
換符号語数を実質的に削減する方法としてこれまでに提
案されているものは、上述した符号分割による方法のみ
である。

【００１５】従って、この発明の目的は、８／１０変換
ＤＣフリー符号以外の符号、特に符号化効率がより高い
符号８／９変換またはそれと同等の符号化効率を有する
変換符号について、必要な変換符号語数を削減する符号
分割方法および符号変換方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、符号
の始点・終点の状態数が制限されてなる固定長変換符号
を複数の独立した変換符号に分割するようにした符号分
割方法において、符号の始点・終点の状態数が３以上で
あり、固定長変換符号の符号語長が１１ビット以上であ
ることを特徴とする符号分割方法である。

【００１７】請求項１１の発明は、符号の始点・終点に
おいて符号のとり得る状態が３状態、すなわちＮＲＺＩ
変調前の状態で表現されるところのＲＤＳ＝０，プラス
マイナス２、マイナスプラス２の３状態であるＤＣフリ
ー符号の符号変換方法において、「ＲＤＳ＝０のみを始
点とすることが可能な符号語」を使用せず、「ＲＤＳ＝
０，プラスマイナス２、マイナスプラス２の全ての状態
を始点とすることが可能な符号語」、「ＲＤＳ＝０，プ
ラスマイナス２の２つの状態を始点とすることが可能な
符号語」、「ＲＤＳ＝０，マイナスプラス２の２つの状
態を始点とすることが可能な符号語」、「ＲＤＳ＝プラ
スマイナス２のみを始点とすることが可能な符号語」、
および「ＲＤＳ＝マイナスプラス２のみを始点とするこ
とが可能な符号語」の５種類の符号語のみを使用するこ
とによって、符号選択の状態数が３でありながら、必要
な符号選択の種類を一部符号の先頭ビット反転のみによ
って構成可能な２種類に削減することを特徴とする符号
分割方法である。

【００１８】請求項１２の発明は、入力データ語長ｍビ
ット、符号語長をｎビットとした時、ｍ／ｎで表される
変換符号の符号変換方法において、２以上の値をとるα
について（ｍ−α）／（ｎ−α）変換符号の符号変換を
予め行ってｎ−αビット符号を生成し、ｎ−αビット符
号に、２種類以上のαビット符号の内から所定の方法で
選択したものを接続することによってｎ／ｍ変換符号の
符号変換を行うことを特徴とする符号変換方法である。

【００１９】以上のような発明によれば、８／１０変換
以外のＤＣフリー符号、特に符号語長が１１ビット以上
であるＤＣフリー符号に対して、符号分割方法を適用す
ることが可能となる。

【００２０】また、この発明を１６／１８変換ＤＣフリ
ー符号に適用した場合には、従来の８／９変換ＤＣフリ
ー符号の符号化効率を保ったまま、そのＤＳＶおよび最
大ランレングスの低減を図ると共に、直接的な１６／１
８変換に比較して、必要な符号語数を９９％以上削減す
ることが可能となる。

【００２１】さらに、この発明による３状態符号の符号
変換方法は、符号選択の状態数が３でありながら、必要
な符号選択の種類を、一部符号の先頭ビットの反転のみ
によって構成することが可能な２種類に削減することを
可能とする。

【００２２】よりさらに、この発明による符号変換方法
は、実質的に必要な変換符号語数を１／２に削減するこ
とを可能とし、また、かかる符号変換方法を符号分割方
法と組合わせた場合には、分割された少なくとも１種類
の符号において、その専用の符号化回路および復号化回
路の両方を不要とすることを可能とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明による符号分割方
法および符号変換方法について具体的な実施形態を挙げ
て説明する。説明は、まずこの発明による符号分割方
法、次にこの発明による符号変換方法、さらに、この発
明による符号分割方法とこの発明による符号変換方法を
組合わせてなる符号変換方法の組合わせの順に行う。

【００２４】まず、符号分割方法についての一般的な理
論について以下に説明する。この理論は、ＤＣフリー符
号だけでなくあらゆる符号に適用することが可能であ
る。ｍ／ｎ変換符号を複数の独立した変換符号に分割す
る場合、分割された符号の出力ビット数がその入力ビッ
ト数以下であることは不可能なため、分割できる可能性
がある最大の符号分割数はｎ−ｍ個である。従って、ｍ
／ｎ変換符号をＷ個のｍ_x ／ｎ_x 変換（ここで、Ｗは
（ｎ−ｍ）以下）に分割した時に、全てのｍ_x ／ｎ_x 変
換が独立した符号変換となるためには、該符号を生成す
るための状態遷移図に従うｎ_x ビット長の総符号語長を
Ｐ（ｎ_x ）とした時、全てのｘについて、次の式（１）
が成り立てば良い。

【００２５】

【数１】

【００２６】但し、ここでｎ，ｍが以下の条件を満た
す。

【００２７】

【数２】

【００２８】

【数３】

【００２９】また、この際に必要な総符号語数Ｎは次式
によって計算される。

【００３０】

【数４】

【００３１】従って、例えばＷ＝２の時にＮを最小とす
るためには、（ｍ₂ −ｍ₁ ）が最小となるようにｎ₁ 、
ｎ₂ 、ｍ₁ 、ｍ₂ の各値を選択すれば良い。

【００３２】１６／１８変換符号の場合には、ｎ−ｍ＝
２なので、上述した符号分割の条件を満足する可能性の
ある（ｍ₁ ／ｎ₁ ，ｍ₂ ／ｎ₂ ）変換の全ての組合わせ
は（１／２，１５／１６），（２／３，１４／１５），
（４／５，１２／１３），（５／６，１１／１２），
（６／７，１０／１１），（７／８，９／１０），（８
／９，８／９）の８通りである。これらの組合わせはＤ
Ｃフリー符号に限らず、１６／１８変換符号について一
般的なものである。

【００３３】従来の符号分割された８／１０変換ＤＣフ
リー符号は、ＤＳＶ＝６で，且つ、符号語の始点・終点
の状態数を２とするものであった。これに対し、ここで
は、ＤＳＶが８以上で、且つ、符号語の始点・終点の状
態数が３以上の場合についての、１６／１８変換ＤＣフ
リー符号に対する符号分割方法の適用可能性について調
べてみる。

【００３４】図１に、この発明において用いられる符号
の構成を説明するための１２状態の状態遷移図の一例を
示す。かかる状態遷移図はＮＲＺＩ変調を前提とし、Ｄ
ＳＶが１２となるものである。図１において、符号のＤ
ＳＶを８としたい場合には、状態９、１０、１１、１２
を各々削除すれば良い。また、符号のＤＳＶを１０とし
たい場合には状態１１、１２を各々削除すれば良い。但
し、このような状態番号の割付け方法は、図１のものに
限られるものではない。また、この発明に係る符号を、
ＮＲＺ変調を前提として構成することも可能であること
は明らかである。また、以下の説明においては、状態４
のＲＤＳをプラスマイナス２と表記し、状態５のＲＤＳ
をマイナスプラス２と表記する。

【００３５】図２は、ＤＳＶ＝８で、且つ、符号語の始
点・終点の状態数が３である２分割１６／１８符号の全
ての組合わせについて、その実現可能性を調べた結果で
ある。但し、ｎ₁ およびｎ₂ が偶数の場合には、符号語
の始点・終点の状態を状態１、４、５としている。ま
た、ｎ₁ およびｎ₂ が奇数の場合には、ｍ₁ ／ｎ₁ 変換
については符号語の始点を状態１、４、５とし、終点を
状態２、３、６とすると共に、ｍ₂ ／ｎ₂ 変換について
は符号語の始点を状態２、３、６とし、終点を状態１、
４、５としている。このような各組合わせについて、生
成可能な符号語数Ｐ（ｎ₁ ）およびＰ（ｎ₂ ）を調べ
た。この際の各々の始点・終点の選択は、符号語の始点
・終点の状態数が３である場合について、生成可能な符
号語数が最も多くなるように選択されたものである。

【００３６】図２中で、○はその符号変換が可能である
ことを示し、×はその符号変換が不可能であることを示
している。但し、符号分割が可能であるためには、（ｍ
₁ ／ｎ₁ 、ｍ₂ ／ｎ₂ ）変換の両方について、その符号
変換が可能でなければならない。図２から，ＤＳＶ＝８
で、且つ符号語の始点・終点の状態数が３である場合に
は、２分割可能な１６／１８変換の構成は（７／８，９
／１０）変換のみであることがわかる。

【００３７】次に、図３は、ＤＳＶ＝１０で、且つ符号
語の始点・終点の状態数が３である２分割１６／１８変
換ＤＣフリー符号の全ての組合わせについて、その実現
可能性を調べた結果である。ここで、Ｐ（ｎ₁ ）および
Ｐ（ｎ₂ ）の計算条件は、図２を作成する際の計算と同
様である。図３においても、各符号変換の可能／不可能
に対応して符号○／×をそれぞれ付した。図３から，Ｄ
ＳＶ＝１０で、且つ符号語の始点・終点の状態数が３で
ある場合には、２分割可能な１６／１８変換の構成は
（４／５，１２／１３）、（５／６，１１／１２）、
（７／８，９／１０）変換の３通りであることがわか
る。これらの内で、必要な変換符号が最も少ないのは
（７／８，９／１０）変換である。

【００３８】次に、図４は、ＤＳＶ＝１２で、且つ符号
語の始点・終点の状態数が３である２分割１６／１８変
換ＤＣフリー符号の全ての組合わせについて、その実現
可能性を調べた結果である。ここで、Ｐ（ｎ₁ ）および
Ｐ（ｎ₂ ）の計算条件は、図２を作成する際の計算と同
様である。図４においても、各符号変換の可能／不可能
に対応して符号○／×をそれぞれ付した。図４から，Ｄ
ＳＶ＝１２で、且つ符号語の始点・終点の状態数が３で
ある場合には、２分割可能な１６／１８変換の構成は
（２／３，１４／１５）、（３／４，１３／１４）、
（４／５，１２／１３）、（５／６，１１／１２）、
（７／８，９／１０）変換の５通りであることがわか
る。これらの内で、必要な変換符号が最も少ないのは
（７／８，９／１０）変換である。

【００３９】さらに、符号語の始点・終点の状態数が４
の場合について、以下、同様に調べてみる。図５は、Ｄ
ＳＶ＝８で、且つ符号語の始点・終点の状態数が４であ
る２分割１６／１８変換ＤＣフリー符号の全ての組合わ
せについて、その実現可能性を調べた結果である。但
し、ｎ₁ およびｎ₂ が偶数の場合には、符号語の始点・
終点の状態を状態２、３、６、７としている。また、ｎ
₁ およびｎ₂ が奇数の場合には、ｍ₁ ／ｎ₁ 変換につい
ては符号語の始点を状態１、４、５、８とし、終点を状
態２、３、６、７とすると共に、ｍ₂ ／ｎ₂ 変換につい
ては符号語の始点を状態２、３、６、７とし、終点を状
態１、４、５、８としている。このような各組合わせに
ついて、生成可能な符号語数Ｐ（ｎ₁ ）およびＰ
（ｎ₂ ）を調べた。この際の各々の始点・終点の選択
は、符号語の始点・終点の状態数が３である場合につい
て、生成可能な符号語数が最も多くなるように選択され
たものである。

【００４０】図５から、ＤＳＶ＝８で、４状態を始点・
終点とする符号では、１６／１８変換ＤＣフリー符号を
２つの独立した変換符号に符号分割することは不可能で
ある。但し、この場合、１６／１８変換符号自体の構成
はＤＳＶ＝８でも可能であり、この際に使用可能な符号
語数は７６８７５である。この中から、適当な６５５３
６個の符号語を選ぶことにより、直接的な１６／１８変
換ＤＣフリー符号を構成することができる。

【００４１】次に、図６は、ＤＳＶ＝１０で、且つ符号
語の始点・終点の状態数が４である２分割１６／１８変
換ＤＣフリー符号の全ての組合わせについて、その実現
可能性を調べた結果である。ここで、Ｐ（ｎ₁ ）および
Ｐ（ｎ₂ ）の計算条件は、図５を作成する際の計算と同
様である。図６から，ＤＳＶ＝１０で、且つ符号語の始
点・終点の状態数が３である場合には、２分割可能な１
６／１８変換の構成は（５／６，１１／１２）、（７／
８，９／１０）変換の２通りであることがわかる。これ
らの内で、必要な変換符号が最も少ないのは（７／８，
９／１０）変換である。

【００４２】次に、図７は、ＤＳＶ＝１２で、且つ符号
語の始点・終点の状態数が４である２分割１６／１８変
換ＤＣフリー符号の全ての組合わせについて、その実現
可能性を調べた結果である。ここで、Ｐ（ｎ₁ ）および
Ｐ（ｎ₂ ）の計算条件は、図５を作成する際の計算と同
様である。図７から，ＤＳＶ＝１０で、且つ符号語の始
点・終点の状態数が３である場合には、２分割可能な１
６／１８変換の構成は（１／２，１５／１６）、（２／
３，１４／１５）（３／４，１３／１４）、（４／５，
１２／１３）、（５／６，１１／１２）、（７／８，９
／１０）変換の６通りであることがわかる。これらの内
で、必要な変換符号が最も少ないのは（７／８，９／１
０）変換である。

【００４３】但し、ＤＳＶを１４以上とすれば，（６／
７，１０／１１）の符号分割も可能である。図２〜図７
を参照した上述の説明から、ＤＳＶを８以上１２以下の
何れの値として場合にも必要な変換符号語が最も少なく
なる２分割１６／１８変換ＤＣフリー符号の構成は、
（７／８，９／１０）変換である。

【００４４】ＤＳＶの値を１３以上としても、図１のよ
うに符号のＲＤＳを１ビットセル単位で積算した場合
は、１６／１８変換ＤＣフリー符号を（８／９，８／
９）変換に分割することは不可能である。但し、符号の
ＲＤＳを１／２ビットセル単位で積算し、且つ符号のＤ
ＳＶを２５以上とすれば、上述した、符号語の始点・終
点の状態数が１６の８／９変換のＤＣフリー符号の構成
が可能である。

【００４５】すなわち、この発明による符号分割方法
は、第２図においてＤＳＶが８以上で、且つ３状態以上
の状態を始点・終点とする２つのＤＣフリー符号を交互
に用いる、２つの独立した変換符号によって１６／１８
変換されてなることを特徴とする。この発明による符号
分割方法は、ＤＳＶが８以上のＤＣフリー符号について
適用できる。以下、ＤＳＶ＝８で、且つ１６／１８変換
ＤＣフリー符号が２つの独立した７／８変換ＤＣフリー
符号および９／１０変換ＤＣフリー符号によって構成さ
れてなる場合について、この発明による符号分割方法を
適用したこの発明の一実施形態について説明する。図８
は、かかる場合の１６／１８変換ＤＣフリー符号の構成
を、ＲＤＳ遷移を示すトレリス線図によって説明した図
である。ここで、白抜きおよび黒塗りの正方形は、各
々、符号極性の生負を示すもので、この種のトレリス線
図のごく一般的な表示法に従ったものである。

【００４６】図９〜図２０に、図１において状態９、１
０、１１、１２を各々削除することにより、ＤＳＶ＝８
とした時の状態遷移図を満たす全ての符号語を１０進数
で示した。これらの符号語は、この発明の一実施形態の
１６／１８変換に用いることのできるものである。ここ
で、図９は、状態１、４、５の全ての状態を始点とする
ことが可能な、１６２個の１０ビット符号語である。ま
た、図１０は、状態１、４、の２つの状態を始点とする
ことが可能な、２３４個の１０ビット符号語である。ま
た、図１１は、状態１、５の２つの状態を始点とするこ
とが可能な、２３４個の１０ビット符号語である。ま
た、図１４は、状態１のみを始点とすることが可能な、
２０個の１０ビット符号語である。

【００４７】また、図１３は、状態４のみの状態を始点
とすることが可能な、１２９個の１０ビット符号語であ
る。また、図１４は、状態５のみを始点とすることが可
能な、１２９個の１０ビット符号語である。また、図１
５は、状態１、４、５の全ての状態を始点とすることが
可能な、５４個の８ビット符号語である。また、図１６
は、状態１、４の２つの状態を始点とすることが可能
な、６２個の８ビット符号語である。また、図１７は、
状態１、５の２つの状態を始点とすることが可能な、６
２個の８ビット符号語である。また、図１８は、状態１
のみを始点とすることが可能な、２個の８ビット符号語
である。また、図１９は、状態４のみを始点とすること
が可能な、２９個の８ビット符号語である。また、図２
０は、状態５のみを始点とすることが可能な、２９個の
８ビット符号語である。

【００４８】但し、この発明において使用する符号にお
いては、状態数が３のため符号変換の際に選択すべき符
号語の種類が３種類となり、例えば従来ＤＡＴ(Digital
Audio Tape)等において実用化されている８／１０変換
符号における２種類（２状態）と比較して多くなってし
まうという問題がある。本発明者は、この問題について
鋭意検討した結果、以下のような解決法を見いだした。
すなわち、図９〜図２０に示された符号語の内、図１２
および図１８に示される、「状態１のみを始点とするこ
とが可能な符号語」を、符号変換の際に使用しないよう
にすることにより、符号変換の際に、選択すべき状態が
３状態でありながら、実際に選択すべき符号語の種類を
２種類に削減できる。

【００４９】すなわち、この発明の一実施形態における
符号変換方法は、「状態１のみ（ＲＤＳ＝０）を始点と
することが可能な符号語」を使用せず、「状態１、４、
５（ＲＤＳ＝０、プラスマイナス２、マイナスプラス
２）の全ての状態を始点とすることが可能な符号語」、
「状態１、４（ＲＤＳ＝０、プラスマイナス２）の２つ
の状態を始点とすることが可能な符号語」、「状態１、
５（ＲＤＳ＝０、マイナスプラス２）の２つの状態を始
点とすることが可能な符号語」、「状態４（ＲＤＳ＝プ
ラスマイナス２）のみを始点とすることが可能な符号
語」、「状態５（ＲＤＳ＝マイナスプラス２）のみを始
点とすることが可能な符号語」の５種類の符号語のみを
使用することを特徴とする。

【００５０】図９〜図２０からわかるように、状態１を
始点とすることが可能な符号語の数は、状態４あるいは
５を始点とすることが可能な符号語の数よりも多い。こ
のため、状態１のみを始点とすることが可能な符号語を
使用符号から除去したとしても、状態１を始点とするこ
とが可能な符号語の内の過剰分が除去されただけであ
る。従って、最終的に使用できる符号語の数は、７／８
変換について１４５個存在し、また、９／１０変換につ
いて５２５個存在することになり、その数が減ることは
ないので、特に問題を生じることは無い。

【００５１】但し、このような符号化方法によって大半
の符号変換を簡略化した際に、例えば同期信号符号等の
一部の符号について、状態１のみを始点とすることが可
能な符号語をも使用するようにしても、符号変換の全体
に対して複雑さを大きく上昇させるものではない。従っ
て、そのような符号化方法がこの発明の技術的範囲に含
まれることは明らかである。

【００５２】また、このように分類することによって
「状態１、４（ＲＤＳ＝０，プラスマイナス２）の２つ
の状態を始点とすることが可能な符号語」、および「状
態４（ＲＤＳ＝プラスマイナス２）のみを始点とするこ
とが可能な符号語」は、それぞれ、「状態１、５（ＲＤ
Ｓ＝０，マイナスプラス２）の２つの状態を始点とする
ことが可能な符号語」、および「状態５（ＲＤＳ＝マイ
ナスプラス２）のみを始点とすることが可能な符号語」
の先頭ビットの'0'-'1' 反転のみで構成することが可能
なため、その符号変換は著しく容易である。

【００５３】次に、図２１を参照して、この発明の一実
施形態である１６／１８変換方法による符号化を実現す
る１６／１８変換符号化器の構成について説明する。入
力データは、１６ビットの並列データとして入力する。
この内、前半の７ビットａｂｃｄｅｆｇが７／８符号化
回路１０に入力されて８ビット符号ＡＢＣＤＥＦＧＨに
符号化される。また、後半の９ビットｈｉｊｋｌｍｎｏ
ｐが９／１０符号化回路１１に入力されて１０ビット符
号ＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲに符号化される。ここでは、１
６ビットの並列データの前半７ビットおよび後半９ビッ
トがそれぞれ７／８符号化回路１０および９／１０符号
化回路１１に入力する構成としたが、１６ビット中の任
意の７ビットを７／８符号化回路１０に入力し、他の９
ビットを９／１０符号化回路１１に入力するように構成
しても良い。

【００５４】７／８符号化回路１０が出力する８ビット
符号は、磁気テープ等の情報記録媒体に記録するための
記録信号を生成する等の処理を行う後段の信号処理系に
供給されると共に、８ビット用状態判定回路１２に供給
される。８ビット用状態判定回路１２は、供給される８
ビット符号について符号終点の３状態の何れかを表す２
ビット符号Ｘ’Ｙ’を生成して９／１０符号化回路１１
に供給する。

【００５５】一方、９／１０符号化回路１１が出力する
１０ビット符号も、後段の信号処理系に供給されると共
に１０ビット用状態判定回路１３に供給される。１０ビ
ット用状態判定回路１３は、供給される１０ビット符号
について符号終点の３状態の何れかを表す２ビット符号
ＸＹを生成して８／９符号化回路１０に供給する。７／
８符号化回路１０および９／１０符号化回路１１は、２
ビット符号ＸＹおよびＸ’Ｙ’を参照して適切な符号化
を行うようになされる。以上のようにして、１６／１８
変換符号化方法が実現される。

【００５６】次に、図２２を参照して、上述した符号化
方法によって生成された符号を復号する復号化器の構成
について説明する。かかる符号は、１８ビットの並列デ
ータとして入力する。この内、前半の８ビットＡＢＣＤ
ＥＦＧＨが８／７復号化回路２０に入力されて７ビット
データａｂｃｄｅｆｇに復号され、また、後半の１０ビ
ットＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲが１０／９復号化回路２１に
入力されて９ビットデータｈｉｊｋｌｍｎｏｐに復号さ
れる。このようにして、１８ビット符号が１６ビットデ
ータに復号化される。但し、８／７復号化回路２０およ
び１０／９復号化回路２１に入力する８ビットおよび１
０ビットは、１６／１８符号化回路の構成に対応してい
れば良く、必ずしも１８ビットの並列データ中で順に並
んでいなくても良い。

【００５７】次に、符号分割方法以外の符号変換方法
（後述するように、重複符号変換法と表記される符号変
換方法）について説明する。本発明者は、上述したよう
な符号分割方法による方法以外に符号変換を簡略化する
新しい符号化方法について鋭意検討した結果、ｍ／ｎ変
換符号について２以上の値をとる整数αについて（ｍ−
α）／（ｎ−α）変換符号の符号変換を予め行っておく
ことにより、実質的に必要な符号語数を最大５０％まで
削減できることを見いだした。より具体的には、２以上
の値をとるαについて（ｍ−α）／（ｎ−α）変換符号
の符号変換を予め行った後、２種類以上のαビット符号
を（ｎ−α）ビット符号に接続することによってｎビッ
ト符号を生成する方法である。このような符号化方法を
用いることによって実質的に削減される符号数につい
て、以下に説明する。但し、以下の説明はＤＣフリー符
号だけでなく、あらゆる符号に適用できる。

【００５８】ｍ＜ｎの場合、ｍ／ｎ＞（ｍ−α）／（ｎ
−α）が常に成り立つ。すなわち、ｍ／ｎ変換符号の符
号化率は（ｍ−α）／（ｎ−α）変換符号の符号化率よ
り、常に大きい。このため、多くの場合、ｍ／ｎ変換符
号の構成が可能であれば（ｍ−α）／（ｎ−α）変換符
号の構成が可能となる。この際、全ての（ｎ−α）ビッ
ト符号の終点に接続可能な、すなわち符号終点に接続し
ても符号のとりえる始点状態が変化しないαビット符号
の数をεとおくと、実質的に必要な変換符号語数Ｎ_eff
は、次式のようになる。

【００５９】

【数５】

【００６０】但し、Ｔは以下のようになる。

【００６１】

【数６】

【００６２】すなわち、ｍ／ｎ変換符号を直接行った場
合に必要な変換符号語数Ｎ＝２^m 個に比較して、必要な
変換符号語数はＴ倍となる。従って、ε＞１であればＴ
＜１となるので、必要な変換符号語数を必ず削減するこ
とができる。

【００６３】ここで、図１の状態遷移図（ＤＳＶ＝１
２）に従うＮＲＺＩ変調を前提とした符号の場合、例え
ばα＝２の時には、とりえるεの最大値は３であるた
め、Ｎ_eff ／Ｎ（すなわち上述のＴ）の最小値は式
（６）にα＝２、ε＝３を代入することによって、０．
５と算出できる。さらに、α＝４、６、８に対して、ε
の最大値はそれぞれ９、３０、１０５であるため、Ｎ
_eff ／Ｎの最小値はそれぞれ０．５，０．５，０．５４
７，０．５９８と求められる。また、ＤＳＶ＝８で、ま
た、符号の始点・終点の状態数が３の時には、α＝２、
４、６、８の時にとり得るεの各値は、３、９、２７、
８１である。Ｎ_eff ／Ｎの最小値、すなわちＮ_eff／Ｎ
＝１／２を得るためには、α＝２あるいはα＝４とすれ
ば良い。

【００６４】例えばＮＲＺＩ変調を前提としたｎビット
長のＤＣフリー符号において、α＝２とおいた場合に
は、図１の状態遷移図、あるいは図８のトレリス線図よ
り、上述のε＝３を満たす次の各法則が確認できる。

【００６５】〔ｎ−２ビット符号に対する２ビット符号
接続法則１〕全てのｎ−２ビット符号において、その終
点に２ビット符号'11'を接続しても、符号終点の状態は
変化せず、且つ、符号のとり得る始点状態は変化しな
い。例えば、状態１、４、５の全ての状態を始点とする
ことが可能なｎ−２ビット符号の終点に２ビット符号'1
1'を接続した場合、そのｎビット符号は、やはり、状態
１、４、５の全ての状態を始点とすることが可能であ
る。

【００６６】〔ｎ−２ビット符号に対する２ビット符号
接続法則２〕全てのｎ−２ビット符号において、その終
点に２ビット符号'01'を接続しても、符号終点の状態は
変化するが、符号のとり得る始点状態は変化しない。例
えば、状態１、４、５の全ての状態を始点とすることが
可能なｎ−２ビット符号の終点に２ビット符号'01'を接
続した場合、そのｎビット符号は、やはり、状態１、
４、５の全ての状態を始点とすることが可能である。

【００６７】〔ｎ−２ビット符号に対する２ビット符号
接続法則３〕全てのｎ−２ビット符号において、その最
終ビットを'0'-'1' 反転させ、且つその終点に２ビット
符号'10'を接続しても、符号終点の状態は変化せず、且
つ符号のとり得る始点状態は変化しない。例えば、状態
１、４、５の全ての状態を始点とすることが可能なｎ−
２ビット符号の最終ビットを'0'-'1' 反転させ、且つそ
の終点に２ビット符号'10'を接続した場合、そのｎビッ
ト符号は、やはり、状態１、４、５の全ての状態を始点
とすることが可能である。

【００６８】従って、予め（ｍ−２）／（ｎ−２）変換
を行っておくことによって、その符号終点に２ビット符
号'11'、'01'あるいは'10'を接続する（但し、符号'10'
を接続した場合には符号最終ビットを'0'-'1' 反転させ
る）という非常に簡単な付加回路を用いる構成によっ
て、ｍ／ｎ変換に必要な変換符号語数の３／４の符号変
換を行うことができる。残りの１／４については、別個
に符号変換を行う必要があるが、（ｍ−２）／（ｎ−
２）変換に必要な変換符号語数は、ｍ／ｎ変換において
必要な変換符号語数の１／４であるので、実質的に必要
な変換符号語数は、計１／２に削減される。

【００６９】上述した符号変換方法は、ある変換符号に
ついてその（ｎ−α）ビット部分の重複した符号につい
て予めまとめて符号変換を行っておくものである。そこ
で、上述の符号変換方法を、重複符号変換法と表記す
る。この重複符号変換法と、上述した符号分割方法とを
組合わせることにより、回路規模を削減する効果を更に
高めることができる。

【００７０】このような重複符号変換法を、ｍ＝９であ
る９／１０変換ＤＣフリー符号に対して適用した、この
発明の他の実施形態について以下に説明する。例えばα
＝２とすると、（ｍ−α）／（ｎ−α）変換符号は７／
８変換となる。図２３は、１２８符号語分の７／８変換
について、具体的に符号を割り当てた符号変換表の一例
である。ここで、入力の欄には入力される７ビットデー
タを１０進数で表現したものを記載し、また、出力の欄
には入力データに対応する符号語としての８ビットデー
タを２進数で表現したものを記載した。

【００７１】図２３中の符号語は、データ'0' の最大連
続数が符号先頭から数えた時に４個（例えば、入力デー
タが「２４」の時等）となるように選択されている。ま
た、符号後端から数えた時には３個（例えば入力データ
が「２６」の時等）、さらに、符号途中に数えた時には
５個（例えば入力データが「４８」の時等）と各々なる
ように選択されている。但し、図２３中の符号語は、全
て、図１５、図１７および図２０中の要素となってい
る。そして、その内の前半６４語は図１の状態遷移図に
おいて少なくとも状態５を始点とし得る符号語であり、
また、後半６４語は少なくとも状態１、５を始点とし得
る符号語となるように各符号語が割当てられている。

【００７２】従って、適切な符号変換を行うためには、
図２３中において前半６４語については状態１、４の両
方を始点とすることが可能な符号語を、後半６４語につ
いては少なくとも状態４を始点とすることが可能な符号
語を、各々さらに割り当てるための符号変換表が必要で
あるが、上述したように、このための符号変換表は、適
切な論理に従った図２３の各符号語の先頭ビットの'0'
-'1' 反転のみで構成することができる。

【００７３】図２３の符号語の内の一部について、先頭
ビットの'0'-'1' 反転を行うための論理式の一例につい
て説明する。符号の状態を表す２ビット符号’ＸＹ’に
ついては、状態１、４、５に対して、それぞれ、'0
0'、'01'、'10'をそれぞれ割当てることにする。但
し、’ＸＹ’に対する２ビットの割当て方は、４！＝２
４通り存在し、上述の割当て方はその内の一例であっ
て、これに限定されるものでは無い。

【００７４】この時、入力データの先頭ビットａと、前
回符号化された符号の符号終点の状態' ＸＹ' とを参照
して、図２４に示す真理値表に従って１ビットパリティ
符号ｑを出力する。すなわち、ブール代数表示によれ
ば、以下のようにｑが出力される。

【００７５】

【数７】

【００７６】この際、ｑ＝１である場合には、入力デー
タの先頭ビットａと、符号化データの先頭ビットＡと
を、両方'0'-'1' 反転する。すなわち、ブール代数表示
によれば、次式のように表される。

【００７７】

【数８】

【００７８】

【数９】

【００７９】以上のような論理に従ってｑ＝１の場合に
出力される１２８符号語分の７／８符号変換表を図２５
に示す。図２５中の符号語は、全て第１３、１４、１７
表中の要素となっており、その前半６４語は少なくとも
状態１、４の両方を始点とし得る符号語で、後半６４語
は少なくとも状態４を始点とし得る符号語となるように
各符号語が割当てられている。上述したように、式
（７）によってｑ＝１が出力された時に、式（８）およ
び式（９）に従って、図２３に示した入力データと符号
語の対応から、図２５に示した入力データと符号語の対
応を導き出すことができる。

【００８０】従って、図２３に示した入力データと符号
語の対応を実現する構成を符号化回路内に設けておけ
ば、図２５に示した入力データと符号語の対応を実現す
る構成を別に設ける必要は無い。入力データと符号語の
対応を実現する構成としては、例えば、論理回路、ＰＬ
Ａ(Plogramable Logical Array) あるいはＲＯＭ(Read
Only Memory)等を用いることができる。また、図２５に
示した入力データと符号語の対応を行うための構成を符
号化回路内に設けて、式（７）〜式（９）とは逆の論理
式に従って図２３に示した入力データと符号語の対応を
導き出すようにしても良い。従って、図２３に示した対
応を実現する論理回路等と、図２５に示した対応を実現
する論理回路等との何れか一方を備えるようにすれば良
い。

【００８１】ここで、９／１０変換を行うにあたって、
図２３（または図２５）に示した７／８変換表を選択す
るか否かを表す１ビット符号Ｚを、９ビット入力データ
ａｂｃｄｅｒｆｇｈｉの後端２ビットｈｉを用いて、図
２６の真理値表に従って出力する。すなわち、ブール代
数表示によれば、Ｚは次式のように出力される。

【００８２】Ｚ＝ｈｉ （１０） Ｚ＝０が出力された時には、図２３（または図２５）に
示した７／８変換表を用いて８ビット符号ＡＢＣＤＥＦ
ＧＨを出力し、９／１０変換を行うために必要な１０ビ
ット出力の内の残りの２ビットの出力ＩＪを、図２７の
真理値表に従って出力する。すなわち、ブール代数表示
によれば、Ｉ，Ｊは次式のように出力される。

【００８３】

【数１０】

【００８４】

【数１１】

【００８５】但し、上述したように、ＩＪ＝'10'の時
は、８ビット符号の最終ビットを'0'-'1' 反転させる必
要がある。すなわち、８ビット符号の最終ビットＨは次
式のように出力される。

【００８６】

【数１２】

【００８７】以上のようにして、９／１０変換に必要な
５１２個の符号語の内、１２８×３＝３８４個の符号割
当てが完了したことになる。さらに、残りの１２８符号
語について、新たに７／１０変換として符号割当てを行
えば良い。

【００８８】図２８は、１２８符号語分の７／１０変換
について、具体的に符号を割当てた符号変換表の一例で
ある。但し、図２８中の符号語は、全て図９、図１１お
よび図１４の要素となっており、前半６４語は少なくと
も状態５を始点とすることが可能な符号語で、後半６４
語は少なくとも状態１、５の両方を始点とすることが可
能な符号語となるように、各符号語が割当てられてい
る。

【００８９】また、入力データ０〜１２７は、図２３に
おいてすでに割当てたため、図２８における入力データ
は、１２８〜２５５とされている。これらの入力データ
は、図２３中の入力データ（７ビットデータ）の先頭に
１ビットデータ'1' を付加してなるものなので、実質的
には７／１０変換に相当する。但し、図２８中の符号語
は、データ'0' の最大連続数が符号先頭から数えた時に
５個となる（例えば入力データが「１３８」の時）。ま
た、符号後端から数えた時には４個（例えば入力データ
が「１６８」の時）となり、さらに符号途中で数えた時
には５個（例えば入力データが「１５４」の時）と各々
なる。さらに、かかる符号語は、データ'1' の最大連続
数が符号先頭から数えた時に８個となる（例えば入力デ
ータが「１９８」の時）。また、符号後端から数えた時
には７個（例えば入力データが「１９７」の時）とな
り、さらに符号途中で数えた時には７個（例えば入力デ
ータが「１３７」の時）と各々なるように選択されたも
のである。

【００９０】図２９は、１２８符号語分の７／１０変換
について、具体的に符号を割当てた符号変換表の他の一
例である。但し、図２９中の符号語は、全て図９、図１
０および図１３中の要素となっており、その前半６４語
が少なくとも状態４を始点とすることが可能な符号語と
なり、後半６４語は少なくとも状態４を始点とすること
が可能な符号語となるように、各符号語が割当てられて
いる。ここで、図２３の符号変換から図２５の符号変換
を導出する（または逆に図２５の符号変換から図２３の
符号変換を導出する）ための上述した変換法則と全く同
様な変換法則によって図２８から図２９を導出する（ま
たは逆に図２９の符号変換から図２８の符号変換を導出
する）ことができる。従って、この場合も図２８と図２
９との内の何れかに一方に従って入力データと符号語の
対応を行う、例えば論理回路等の構成を設ければ良い。

【００９１】以上のような論理に従って構成される９／
１０変換符号化器について、図３０を参照して説明す
る。図３０においては状態判定回路の図示を省略した。
８／８符号化回路３０は、図２３に示した７／８変換を
行って前半１２８語を生成し、さらに、図２８に示され
てなる７／１０変換における各符号語の先頭から８ビッ
ト分を後半１２８語として生成するように構成された８
／８変換回路である。また、６／２符号化回路３１は、
図２８に示されてなる７／１０変換における各符号語の
後端から２ビット分を生成するための７／２変換の内、
先頭から３２符号語分および６５番目から３２符号語分
の計６４符号語を生成するように構成された６／２変換
回路である。

【００９２】ここで、図２８において、３３番目から３
２符号語分および９６番目から３２符号語分には各符号
語の後端から２ビットが全て'00'となるように割当てて
いるため、３３番目から３２符号語分および９６番目か
ら３２符号語分については、７／２変換を行う必要がな
い。この分だけ、６／２符号化回路３１の構成を簡略化
されたものとすることができる。図３０において、８／
８符号化回路３０と、６／２符号化回路３１とを除く付
加回路は、アンド回路およびオア回路を１ゲートと仮定
し、エクスクルーシブオア回路を３ゲートと仮定して回
路規模を見積もると、わずか２２ゲートとなる。以上の
説明により、９／１０変換回路が実質的に１２８符号語
分の７／８変換回路と、１２８語分の７／１０変換回路
とによって構成されることが可能であり、かかる構成に
よって９／１０変換符号化に必要な変換符号語数を半分
とすることが可能であることが示された。

【００９３】次に、この発明による符号分割方法と、同
じくこの発明による重複符号変換法とを組合わせてなる
符号変換方法を１６／１８ＤＣフリー符号に適用した、
この発明のさらに他の実施形態について説明する。図３
０等を参照して上述した９／１０変換符号化器に含まれ
る１２８語分の７／８変換回路は、符号分割方法につい
ての上述の説明（図２１参照）における７／８変換回路
と全く同一であることが容易に推察される。すなわち、
１６／１８ＤＣフリー符号変換において、この発明によ
る符号分割方法と、同じくこの発明による重複符号変換
法とを組合わせた場合には、７／８変換回路の構成が９
／１０変換回路の構成に含まれる。

【００９４】このため、７／８変換回路を９／１０変換
回路と別個に設ける必要が無いことがわかる。すなわ
ち、１６／１８ＤＣフリー符号変換において、上述の符
号分割方法によって６５５３６符号語から５１２＋１２
８＝６４０符号語に削減された変換符号語数は、符号分
割方法と重複符号変換法とを組合わせてなる変換方法を
用いることにより、さらに１２８＋１２８＝２５６符号
語に実質的に削減されることになる。

【００９５】このような変換方法を実現する１６／１８
変換符号化器について、図３１を参照して説明する。図
３１において、入力データとしては、７ビットおよび９
ビットの並列データが交互に供給される。そして、入力
データとして９ビットデータａｂｃｄｅｆｇｈｉが入力
される時には、かかる９ビットデータが９／１０符号化
回路４０よって１０ビットデータＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ
に変換される。一方、入力データとして７ビットデータ
ａｂｃｄｅｆｇが入力される時には、ｈｉ＝'10'が強制
的に割当てられて、９／１０符号化回路４０に供給され
るものとする。

【００９６】このような操作により、７ビットデータが
送られてくる際の１０ビット出力符号の後端２ビットと
してはＩＪ＝'11'が出力されるが、これは無視すれば良
い。従って、９／１０符号化回路４０は、実質的には７
／８符号化回路としての動作も行うことになる。９／１
０変換された１０ビット符号は、磁気テープ等の情報記
録媒体に記録するための記録信号を生成する等の処理を
行う後段の信号処理系に供給されると共に、１０ビット
用状態判定回路４１に供給される。１０ビット用状態判
定回路４１は、供給される１０ビット符号の符号終点の
３状態の何れかの状態を表す２ビット符号ＸＹを出力す
る。

【００９７】ここで、入力データが７ビットの時にはＩ
Ｊ＝'11'が出力されるが、上述した〔ｎ−２ビット符号
に対する２ビット符号接続法則１〕によれば、この１０
ビット符号の符号終点の状態は、先頭から８ビット分の
符号の符号終点の状態と全く同じとなる。従って、１０
ビット用状態判定回路４１は、７ビットデータが入力さ
れる時と、９ビットデータが入力される時とで、全く同
じものを共有することができる。

【００９８】このような符号変換方法によって生成され
た１６／１８変換符号を復号する１８／１６変換復号化
器について図３２を参照して説明する。図３２におい
て、入力データとしては、８ビットおよび１０ビットの
並列データが交互に供給される。そして、入力データと
して１０ビットデータＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪが入力され
る時には、かかる１０ビットデータＡＢＣＤＥＦＧＨＩ
Ｊが１０／９復号化回路５０によって９ビットデータａ
ｂｃｄｅｆｇｈｉに復号される。一方、入力データとし
て８ビットデータＡＢＣＤＥＦＧＨが入力される時に
は、上述したように、ＩＪ＝'01'若しくは'11'が強制的
に割当てられている。このため、８ビットデータが入力
される際の９ビット出力データの後端２ビットはｈｉ
＝'00'あるいは'10'が出力されるが、これは無視すれば
良い。

【００９９】以上のような、この発明による符号分割方
法と同じくこの発明による重複符号変換法とを組合わせ
てなる１６／１８変換符号を符号化および復号化する、
符号化器および復号化器を構成した場合について、その
論理回路による回路規模を見積もってみたところ、約９
５０ゲートであった。

【０１００】〔比較例１〕図３３は、ＤＳＶ＝１２であ
り、また、符号語の始点・終点の状態数が２である２分
割１６／１８変換符号の全ての組合わせについて、その
実現可能性を調べた結果である。但し、ｎ₁ およびｎ₂
が偶数の場合には、符号語の始点・終点の状態を状態
２、３としている。また、ｎ₁ およびｎ₂ が奇数の場合
には、ｍ₁ ／ｎ₁ 変換については符号語の始点を状態
１、４として、各々について生成可能な符号語数Ｐ（ｎ
₁ ）およびＰ（ｎ₂ ）を調べた。この際の各々の始点・
終点の選択は、符号語の始点・終点の状態数が２である
場合について、生成可能な符号語数が最も多くなるよう
に選択されたものである。

【０１０１】また、図３３中でも、図２等と同様に各符
号変換の可能／不可能に対応して符号○／×をそれぞれ
付した。図３３から、２状態数を始点・終点とする符号
では、ＤＳＶ＝１２としても１６／１８変換を２つの独
立した変換符号に符号分割することは不可能である。こ
の状況は、ＤＳＶを１２より大きくしても同様である。
但し、２状態数を始点・終点とする符号においては、１
６／１８変換符号自体の構成はＤＳＶ＝８でも可能であ
り、この時に使用可能な符号語数は７６８７５である。
この中から、適当な６５５３６符号語を選ぶことによ
り、直接的な１６／１８変換符号を構成することが可能
である。

【０１０２】このように符号分割できない場合の直接的
な１６／１８変換符号を生成する１６／１８変換符号化
器の構成について、図３４を参照して説明する。図３４
において、入力データとしては、１６ビットの並列デー
タａｂｃｄｅｆｇｈｉｊｋｌｍｎｏｐが供給される。こ
の１６ビットデータが９／１０符号化回路６０によって
１８ビットデータＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰＱ
Ｒに変換される。１６／１８変換された１８ビット符号
は、磁気テープ等の情報記録媒体に記録するための記録
信号を生成する等の処理を行う後段の構成に供給される
と共に、１８ビット用状態判定回路６１に供給される。
１８ビット用状態判定回路５１は、供給される１８ビッ
ト符号の符号終点の２状態の何れかの状態を表す１ビッ
ト符号Ｘを出力する。

【０１０３】また、上述したような符号分割できない場
合の１６／１８変換符号を復号する１８／１６変換復号
化器について図３５を参照して説明する。図３５におい
て、入力データとしては、１８ビットの並列データＡＢ
ＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲが供給される。かか
る１８ビットデータが１８／１６復号化回路６２によっ
て１６ビットデータａｂｃｄｅｆｇｈｉｊｋｌｍｎｏｐ
に復号される。

【０１０４】以上のように、１６／１８変換符号を直接
的に符号化および復号化する、符号化器および復号化器
を構成した場合について、その論理回路による回路規模
を見積もってみたところ、約６５００ゲートであった。

【０１０５】〔比較例２〕図１の状態遷移図において、
ＲＤＳが＋４あるいは−４となる遷移を削除する、すな
わち符号のＤＳＶが７となるように制限して、状態１、
４、５を始点・終点とする符号の数を調べると、各々１
８ビット符号で６１３９０ワードしか存在しない。従っ
て、ＤＳＶが７以下の符号では、１６／１８変換符号を
構成することは不可能であることがわかる。

【０１０６】以上、この発明による１６／１８変換ＤＣ
フリー符号の符号分割方法および符号変換方法の構成の
具体的実施例を示したが、次にその特徴について説明す
る。この発明による符号分割された１６／１８変換ＤＣ
フリー符号では、信号検出時のバーストエラー長削減の
効果もある。すなわち、符号分割を行わない１６／１８
変換ＤＣフリー符号では、符号化された信号を検出する
際の１ビット分のエラーが復号時には１６ビット分のバ
ーストエラーとして検出されるのに対して、この発明に
よる符号分割方法によって符号化された１６／１８変換
ＤＣフリー符号では、それが７ビットあるいは９ビット
分のバーストエラーに削減されるという利点がある。

【０１０７】また、７／８変換および９／１０変換を用
いる順番はどのように入れ替えても良いが、何れの場合
にも、それらを交互あるいは２個単位で、且つ同数用い
ることが望ましい。例えば、９／１０変換→７／８変換
→９／１０変換→７／８変換→・・・のように交互に用
いる場合だけでなく、９／１０変換→７／８変換→７／
８変換→９／１０変換→・・・のように２個単位で用い
たとしても１６ビット、すなわち２バイト単位での符号
化・復号化が可能であるが、例えば、９／１０変換→９
／１０変換→７／８変換→７／８変換→７／８変換→・
・・のように用いた場合には、２バイト単位での符号化
・復号化は困難である。

【０１０８】さらに、この発明の一実施形態において使
用された９／１０変換ＤＣフリー符号は、これを８個単
位で使用することによって７２／８０変換ＤＣフリー符
号として用いることも可能である。この場合、９バイト
が入力データの構成単位となるため、１６／１８変換を
用いた場合よりもデータ処理回路が複雑となるが、符号
化効率は１６／１８＝０．８８９から９／１０＝０．９
に向上させることが可能となる。

【０１０９】この発明において使用される図１の状態遷
移図を満たす符号は、自動的に最大ランレングスがＤＳ
Ｖ−１に制限されるが、例えばＤＳＶ＝８の場合には、
図９〜図２０において、ランレングスが７となる符号を
取除くことによって最大ランレングスを６に制限するこ
と、さらに、ランレングスが６となる符号を取除くこと
によって最大ランレングスを５に制限することが各々可
能である。但し、ＤＳＶ＝８の符号において、最大ラン
レングスを４以下にすることは不可能である。また、例
えばＤＳＶを１２まで許容しても、最大ランレングスを
４以下にすることは不可能である。符号の最大ランレン
グスを小さくすれば、符号の低域雑音抑圧効果がより大
きくなると考えられる。

【０１１０】また、このような最大ランレングスの制限
において、使用可能な符号語の数を減少させること無
く、符号接続点におけるランレングスを制限するための
有効な手段の一つとして、例えば図９〜図２０に示され
た符号語の内、図１１および図１７に示される、「状態
１、５の２つの状態を始点とすることが可能な符号語」
の内で、符号始点から数えたランレングスが４、あるい
は４および３のものについて、状態１で終結した符号に
接続せず、状態５のみを始点とする符号語として使用す
る方法が考えられる。

【０１１１】すなわち、この発明による符号変換方法
は、「状態１、５（ＲＤＳ＝０，マイナスプラス２）の
２つの状態を始点とすることが可能な符号語」の内、符
号始点から数えたランレングスが４、あるいは４および
３のものについて、状態１（ＲＤＳ＝０）で終結した符
号に接続せず、状態５（ＲＤＳ＝マイナスプラス２）の
みを始点とする符号語として使用することを特徴とす
る。

【０１１２】この方法は、符号が状態５で終結した場合
の符号終点から数えた最大ランレングスの方が、状態１
（ＲＤＳ＝０）で終結した場合のそれよりも短いことを
利用した方法であり、使用可能な符号語を減少させるこ
と無しに符号を有効に活用することを可能とする。ま
た、このように状態１、５の２つの状態を始点とするこ
とが可能な符号語について、状態１を始点としなかった
としても、元々、状態１を始点とすることが可能な符号
語の数は、状態４あるいは５を始点とすることが可能な
符号語の数よりも多く、この過剰分の符号の一部が除去
されただけであるため、最終的に使用できる符号語の数
は、やはり、７／８変換で１４５個、９／１０変換で５
２５個各々存在し、その数が減ることは無いので、問題
は生じない。

【０１１３】このように、最大ランレングスを、ＤＳＶ
制限のための状態遷移図によって自動的に制限される値
よりも短く制限することによって、ランレングス６、ま
たは、ランレングス６の連続、または、ランレングス７
を含む符号を、１符号語長（１８ビット）以下の特殊符
号として例えば同期信号に用いることが可能となる。

【０１１４】また、図１の状態遷移図を満たす符号は、
データ'1' の連続数が制限されていないが、例えばこの
符号をパーシャルレスポンスクラス１に等化し、最尤信
号検出を行う場合には、パスメモリを有限とするため
に、データ'1' の連続を有限とし、且つ、その最大連続
数をできるだけ少なくすることが望ましい。例えばこの
発明の一実施形態である１６／１８変換ＤＣフリー符号
の場合、符号語の数の減少を最低限に抑えるためには、
１０ビットの連続がオール'1' となる符号だけを取除く
方法を用いれば良い。

【０１１５】かかる方法によれば、データ'1' の最大連
続数を２６に制限することが可能である。さらに、デー
タ'1' が連続する符号を削除することによってデータ'
1' の最大連続数をＤＳＶ＝８の場合には最小で１０に
制限することができ、また、ＤＳＶ＝１０および１２の
場合には最小で７に制限することができる。さらに、こ
のようにデータ'1' の連続数を制限することによって、
連続数が８以上１８以下のデータ'1' を含む符号を、１
符号語長（１８ビット）以下の特殊符号として同期信号
に用いることも可能である。

【０１１６】因みに、この発明の一実施形態における１
６／１８変換ＤＣフリー符号においては、最大ランレン
グスが６に制限され、データ'1' の最大連続数が１２に
制限され、且つ、１５ビットデータ'100000010000001'
の発生が禁止されている。このため、かかる１５ビット
データを含む符号を１ワードの同期信号として用いるこ
とができる。

【０１１７】この発明によるＤＣフリー符号は、積分等
化、パーシャルレスポンスクラス１等化、パーシャルレ
スポンスクラス４等化、エクステンディッドパーシャル
レスポンスクラス４等化等の一般的に用いられる等化方
式の何れにも適用されることが可能である。従って、最
尤信号検出も当然行われることができる。

【０１１８】この発明は、例えばコンピューター用ハー
ドディスクドライブ、コンピューター用データカートリ
ッジドライブ等の磁気記録再生装置、あるいは光磁気デ
ィスクドライブ等の光磁気記録再生装置等の記録再生装
置、および各種の通信装置に用いられる、固定長変換符
号に対して適用することができる。

【０１１９】

【発明の効果】上述したように、この発明は、符号の始
点・終点の状態数が制限されてなる固定長変換符号を複
数の独立した変換符号に分割することによって符号変換
装置の簡略化を図る符号分割方法において、符号の始点
・終点の状態数を３以上とし、また、固定長変換符号の
符号語長を１１ビット以上とするようにしたものであ
る。このため、８／１０変換符号以外の符号に対しても
適用可能な符号分割方法を行うことが可能となる。

【０１２０】例えば、互いに独立した７／８変換ＤＣフ
リー符号と９／１０変換ＤＣフリー符号とを組合わせる
ことによって１６／１８変換ＤＣフリー符号を構成する
等、互いに独立した２つの符号を組合わせて固定長変換
符号を構成するようにした符号分割方法を行うことがで
きる。このように構成した１６／１８変換ＤＣフリー符
号においては、従来の８／９変換ＤＣフリー符号の符号
化効率を保ったまま、ＤＳＶおよび最大ランレングスの
特性を著しく改善することができる。さらに、かかる１
６／１８変換ＤＣフリー符号の構成方法は、必要な変換
符号数を９９％以上削減することを可能とする効果をも
有する。

【０１２１】また、この発明は、（ｍ−α）／（ｎ−
α）変換符号の符号変換を予め行って（ｎ−α）ビット
符号を生成し、生成した（ｎ−α）ビット符号に、２種
類以上のαビット符号の内から所定の方法で選択したも
のを接続することによってｎ／ｍ変換符号の符号変換を
行うようにした重複符号変換法を行うものである。例え
ば９／１０変換を行うに際し、７／８変換を予め行って
得られる８ビットの符号語に、かかる８ビットの符号語
の状態に基づいて選択される２ビットを接続することに
よって１０ビットの符号語を得るものである。これによ
り、実質的に必要な変換符号語数を１／２に削減するこ
とができるので、符号化回路および復号化回路の構成を
簡略化することができる。

【０１２２】また、この発明による符号分割方法と、同
じくこの発明による重複符号変換法とを組合わせた場合
には、分割された少なくとも１種類の符号において、そ
の専用の符号化回路および復号化回路の両方を不要とす
ることを可能とする。

【０１２３】この発明による以上のような効果の結果と
して、例えば磁気記録システム等において、低コスト
で、従来よりも高い記録密度での信号の記録／再生を可
能とすることができ、その工業的価値は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明において使用される符号の構成につい
て説明するための、ＤＳＶが１２となる、ＮＲＺＩ変調
を前提とした１２状態の状態遷移図である。

【図２】ＤＳＶ＝８で、符号語の始点・終点の状態数が
３である２分割１６／１８変換符号のための全ての組合
わせに対して、実現可能性について説明するための略線
図である。

【図３】ＤＳＶ＝１０で、符号語の始点・終点の状態数
が３である２分割１６／１８変換符号のための全ての組
合わせに対して、実現可能性について説明するための略
線図である。

【図４】ＤＳＶ＝１２で、符号語の始点・終点の状態数
が３である２分割１６／１８変換符号のための全ての組
合わせに対して、実現可能性について説明するための略
線図である。

【図５】ＤＳＶ＝８で、符号語の始点・終点の状態数が
４である２分割１６／１８変換符号のための全ての組合
わせに対して、実現可能性について説明するための略線
図である。

【図６】ＤＳＶ＝１０で、符号語の始点・終点の状態数
が４である２分割１６／１８変換符号のための全ての組
合わせに対して、実現可能性について説明するための略
線図である。

【図７】ＤＳＶ＝１２で、符号語の始点・終点の状態数
が４である２分割１６／１８変換符号のための全ての組
合わせに対して、実現可能性について説明するための略
線図である。

【図８】この発明による１６／１８変換ＤＣフリー符号
分割方法について説明するための、ＲＤＳ遷移を示すト
レリス線図である。

【図９】状態１、４、５の全ての状態を始点とすること
が可能な１６２個の１０ビット符号について説明するた
めの略線図である。

【図１０】状態１、４の２つの状態を始点とすることが
可能な２３４個の１０ビット符号について説明するため
の略線図である。

【図１１】状態１、５の２つの状態を始点とすることが
可能な２３４個の１０ビット符号について説明するため
の略線図である。

【図１２】状態１のみを始点とすることが可能な２０個
の１０ビット符号について説明するための略線図であ
る。

【図１３】状態４のみを始点とすることが可能な１２９
個の１０ビット符号について説明するための略線図であ
る。

【図１４】状態５のみを始点とすることが可能な１２９
個の１０ビット符号について説明するための略線図であ
る。

【図１５】状態１、４、５の全ての状態を始点とするこ
とが可能な５４個の８ビット符号について説明するため
の略線図である。

【図１６】状態１、４の２つの状態を始点とすることが
可能な６２個の８ビット符号について説明するための略
線図である。

【図１７】状態１、５の２つの状態を始点とすることが
可能な６２個の８ビット符号について説明するための略
線図である。

【図１８】状態１のみを始点とすることが可能な２個の
８ビット符号について説明するための略線図である。

【図１９】状態４のみを始点とすることが可能な２９個
の８ビット符号について説明するための略線図である。

【図２０】状態５のみを始点とすることが可能な２９個
の８ビット符号について説明するための略線図である。

【図２１】この発明の一実施形態である、符号分割方法
による１６／１８変換符号化を実現する１６／１８変換
符号化器の構成について説明するためのブロック図であ
る。

【図２２】この発明の一実施形態である、１６／１８変
換符号化に対応する復号化を実現する１８／１６変換復
号化器の構成について説明するためのブロック図であ
る。

【図２３】この発明の他の実施形態である、重複符号変
換法による９／１０変換符号化において、１２８符号語
分の７／８変換を行うための符号変換表の一例を示す略
線図である。

【図２４】この発明の他の実施形態において、符号先頭
ビットの反転の有無を判定するために使用される符号割
当て表の一例を示す略線図である。

【図２５】この発明の他の実施形態において、１２８符
号語分の７／８変換を行うための符号変換表の他の一例
を示す略線図である。

【図２６】この発明の他の実施形態において、７／８変
換を行うための符号変換表を選択するか否かを判定する
ために使用される符号割当て表の一例を示す略線図であ
る。

【図２７】この発明の他の実施形態において、７／８変
換を行うための符号変換表を選択した時に残りの２ビッ
トを出力するために使用する真理値表の一例を示す略線
図である。

【図２８】この発明の他の実施形態において使用される
１２８符号語分の７／１０変換について、具体的に符号
を割当てた符号変換表の一例を示す略線図である。

【図２９】この発明の他の実施形態において使用される
１２８符号語分の７／１０変換について、具体的に符号
を割当てた符号変換表の他の一例を示す略線図である。

【図３０】この発明の他の実施形態である、重複符号変
換法による９／１０変換符号化を実現する９／１０変換
符号化器について説明するためのブロック図である。

【図３１】この発明のさらに他の実施形態である、符号
分割方法と重複符号変換法とを組合わせてなる１６／１
８変換符号化を実現する、１６／１８変換符号化器につ
いて説明するためのブロック図である。

【図３２】この発明のさらに他の実施形態である、符号
分割方法と重複符号変換法とを組合わせてなる１６／１
８変換符号化に対応する復号化を実現する、１８／１６
変換復号化器について説明するためのブロック図であ
る。

【図３３】ＤＳＶ＝１２で符号語の始点・終点の状態数
が２である２分割１６／１８変換符号を生成するための
全ての組合わせに対して、実現可能性について説明する
ための略線図である。

【図３４】符号分割できない場合に、１６／１８変換符
号化を行う１６／１８変換符号化器（比較例）について
説明するための略線図である。

【図３５】符号分割できない場合に行われる１６／１８
変換符号化に対応する復号化を行う１８／１６変換復号
化器について説明するためのブロック図である。

【図３６】一般的な記録再生装置における信号処理につ
いて説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１０・・・７／８符号化回路、１１・・・９／１０符号
化回路、１２・・・８ビット状態判定回路、１３・・・
１０ビット状態判定回路、３０・・・８／８符号化回
路、３１・・・６／２符号化回路、４０・・・９／１０
符号化回路

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号の始点・終点の状態数が制限されて
   なる固定長変換符号を複数の独立した変換符号に分割す
   るようにした符号分割方法において、 符号の始点・終点の状態数が３以上であり、 固定長変換符号の符号語長が１１ビット以上であること
   を特徴とする符号分割方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記固定長変換符号は、 符号の直流累積電荷（ＲＤＳ）の振幅（ＤＳＶ）が有限
   に制限されてなるＤＣフリー符号であることを特徴とす
   る符号分割方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 上記ＤＣフリー符号の直流累積電荷の振幅の上限値は、 ８以上であることを特徴とする符号分割方法。
4. 【請求項４】 請求項３において、 上記ＤＣフリー符号は、 １６／１８変換ＤＣフリー符号であり、 符号分割数が２であることを特徴とする符号分割方法。
5. 【請求項５】 請求項３において、 符号分割された変換符号が７／８変換ＤＣフリー符号お
   よび９／１０変換ＤＣフリー符号によって構成されてな
   ることを特徴とする符号分割方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、 上記ＤＣフリー符号の最大ランレングス（ＮＲＺＩ変調
   前のデータ'0' の連続数）が６以下であることを特徴と
   する符号分割方法。
7. 【請求項７】 請求項５において、 上記ＤＣフリー符号のＮＲＺＩ変調前のデータ'1' の最
   大連続数が２６以下であることを特徴とする符号分割方
   法。
8. 【請求項８】 請求項６において、 ランレングス６、ランレングス６の連続またはランレン
   グス７を含む符号を、同期信号として用いることを特徴
   とする符号分割方法。
9. 【請求項９】 請求項７において、 ８以上１８以下のデータ'1' の連続を含む符号を、同期
   信号として用いることを特徴とする符号分割方法。
10. 【請求項１０】 請求項２において、 上記ＤＣフリー符号は、 ８個の９／１０変換ＤＣフリー符号から分割構成されて
    なる７２／８０変換ＤＣフリー符号であることを特徴と
    する符号分割方法。
11. 【請求項１１】 符号の始点・終点において符号のとり
    得る状態が３状態、すなわちＮＲＺＩ変調前の状態で表
    現されるところのＲＤＳ＝０，プラスマイナス２、マイ
    ナスプラス２の３状態であるＤＣフリー符号の符号変換
    方法において、 「ＲＤＳ＝０のみを始点とすることが可能な符号語」を
    使用せず、 「ＲＤＳ＝０，プラスマイナス２、マイナスプラス２の
    全ての状態を始点とすることが可能な符号語」、「ＲＤ
    Ｓ＝０，プラスマイナス２の２つの状態を始点とするこ
    とが可能な符号語」、「ＲＤＳ＝０，マイナスプラス２
    の２つの状態を始点とすることが可能な符号語」、「Ｒ
    ＤＳ＝プラスマイナス２のみを始点とすることが可能な
    符号語」、および「ＲＤＳ＝マイナスプラス２のみを始
    点とすることが可能な符号語」の５種類の符号語のみを
    使用することによって、符号選択の状態数が３でありな
    がら、必要な符号選択の種類を一部符号の先頭ビット反
    転のみによって構成可能な２種類に削減することを特徴
    とする符号分割方法。
12. 【請求項１２】 入力データ語長ｍビット、符号語長を
    ｎビットとした時、ｍ／ｎで表される変換符号の符号変
    換方法において、 ２以上の値をとるαについて（ｍ−α）／（ｎ−α）変
    換符号の符号変換を予め行ってｎ−αビット符号を生成
    し、 上記ｎ−αビット符号に、２種類以上のαビット符号の
    内から所定の方法で選択したものを接続することによっ
    てｎ／ｍ変換符号の符号変換を行うことを特徴とする符
    号変換方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 α＝２あるいはα＝４であることを特徴とする符号変換
    方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、 上記ｎ／ｍ変換符号および上記（ｍ−α）／（ｎ−α）
    変換符号の各々が符号分割方法によって符号分割されて
    なる変換符号の内の一つであることを特徴とする符号変
    換方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、 ｍ＝９，ｎ＝１０，α＝２であることを特徴とする符号
    変換方法。