JPS59215013A - エラ−訂正のための符号化方法 - Google Patents

エラ−訂正のための符号化方法

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JPS59215013A
JPS59215013A JP58089589A JP8958983A JPS59215013A JP S59215013 A JPS59215013 A JP S59215013A JP 58089589 A JP58089589 A JP 58089589A JP 8958983 A JP8958983 A JP 8958983A JP S59215013 A JPS59215013 A JP S59215013A
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  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

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」 この発明は1例えばオーディオP CM信号を回転ヘッ
ドにより磁気テープQこ記録するのに適用ぎれるエラー
訂正のための符号化方法に関する。
[背景技術とその問題点」 マトリクス状に配されたディジタル情報データの縦方向
及び横方向の夫々にエラー検出又はエラー訂正符号の符
号化を行なう方法が知られている。
この符号を各列毎に伝送し、受信側で復号を行なう場合
のひとつの方法として、各列毎に第1のエラー検出符号
によってエラー検出を行ない、その結果のポインタを形
成し、また、各列のデータ及びポインタをメモリに記憶
し1次に、このポインタを参照して第2のエラー訂正符
号によって各行毎にエラー訂正を行なうことが考えられ
る。
ところで、オーディオPCM信号の量子化ビット数は、
オーディオPCM信号記録再生装置の使用目的などによ
って変化することがある。即ち、高品質のオーディオ信
号の記録再生を行なう場合には、サンプリング周波数f
sが48KHz 、量子化ビット数が16ビツトとぎれ
、会議などの音声を記録再生する場合には、サンプリン
グ周波数fsが32KT(z 、量子化ビット数が12
ビツトとされる。
こnは、サンプリング周波数が低い時には9回転1 ヘッド及び磁気テープの速度をヲとして記録及び再生を
可能とし、磁気テープの消費量を減少させるうえで有効
である。
前述のようなエラー検出及びエラー訂正を行なうエンコ
ーダ及びデコーダは、複数の量子化ビット数に対して共
通のハードウェアであって、伺わの場合でも、同等のエ
ラー補正能力を有するものであることが望ましい。
「発明の目的」 この発明は、複数の量子化ビット数に対応することがで
きる汎用性のあるエラー訂正のための符号化方法の提供
を目的とするものである。
また、この発明は、エラー訂正符号の訂正能力をこえる
エラーが発生した場合に、量子化ビット数の違いによっ
て無駄にデータが失なわれる問題を生じない符号化方法
を提案するものである。
「発明の概要」 この発明は、複数個のシンボルからなるブロックを複数
個並べたディジタル情報データに対して複数の方向の夫
々に対してエラー検出又はエラー訂正のための符号化を
行なうエラー訂正のための符号化方法に関し3デイジタ
ル情報データのシンボル長をl!+ 、 12.・・・
・・・lnの複数種類とするときに、(#、、A2.・
・・・・ln)の最小公倍数の整数倍に複数の符号化の
うちのひとつの符号化の1系列の長さを定め、この1系
列の最小公倍数の単位にディジタル情報データの隣接す
るシンボルが含まれるようにするものである。
「実施例」 この発明の一実施例は、オーディオPCM信号を回転ヘ
ッドにより磁気テープに記録するものであり、第1図は
1回転ヘッドの1回の走査で形成される1セグメントに
記録されるオーディオPCM信号及びエラー訂正符号の
冗長データの符号構成を示すものである。
第1図において、縦方向の各列が1ブロツクであり9M
ブロックが横方向に配列される。■ブロック内のオーデ
ィオPCM信号がNワードで、全てで(NXMワード)
のオーディオPCM信号が配列される。このオーディオ
PCM信号の2次元配列の縦方向の各ブロック毎にエラ
ー検出符号C1が施され、その横方向Oこ対してエラー
訂正符号C2が施されている0このエラー検出符号C1
のnワードのチェックコードPが各ブロックGこ含まれ
エラー訂正符号C2のmワードのチェックコードQに対
してもエラー検出符号C1の符号イヒカタなされている
上述のエラー訂正符号は、第0番目のプロ゛ンクから順
番に磁気テープに記録される0そして、磁気テープから
再生された信号は、まず、ブロック毎にエラー検出符号
C7によるエラー検出7!l(なされ、ブロック単位で
エラー検出がなされる。この検出の結果、ブロック毎に
エラーの有無を示すホ。
インタが発生される。例えば第2図Gこおし)で斜線図
示のように、0番目のブロック及び1番目のブロックが
エラー有と検出される。このポインタで示されるエラー
ロケーションを用いて、水平方向にエラー訂正符号C2
【こよるエラー訂正カダなされる。
上述のエラー検出符号C1の1ブロツクのワード数Nは
、オーディオPCMデータの語長がl□ビット例えば1
6ビツトの場合である。また、オーディオPCMデータ
の語長が12ビツト例えば12ビツトの場合にも同様の
エラー訂正符号化の処理を行なうようにされている。こ
の場合、C1及びC2の符号化がされる2次元子面の大
きさが語長が11及び12の両者で等しいものとされる
。そして、エラー検出符号C1の1個の符号系列である
lブロックのデータは、(Nx11)ビットの長さとな
る。この1ブロツクの長ぎを語長11及び12の最小公
倍数りの整数倍にとる。
つまり、第3図Aに示すように1例えば最小公倍数りの
3倍に符号系列の長さを選ぶようになす016ビツト及
び12ビツトの場合、(L=4.8ビツト)となり、1
6ビツトの語長のワードが1ブロツクに9ワード含まれ
、12ビツトの語長のワードが1ブロツクに12リード
含まt”t /Soまた。
この最小公倍数りに含まれる3ワード又は4ワードとし
て、オーディオPCMデータの隣接するものを配する。
今、第1図に示T2次元配列のオーディオPCMデータ
を元の順序に従って1個のデータ系列に展開した場合に
おいて、0番目のブロックがエラー1′− 検出符号C1よりエラーとして検出された場合を考える
。このエラーとして検出されたデータは。
第3図Bにおいて斜線で示すような分布を有する。
つまり1語長が16ビツトの場合には、連続する3ワー
ドのかたまりを単位とするエラーとなり。
語長が12ビツトの場合には、連続する4ワードのかた
まりを単位とするエラーとなる。第3図Cは、この1単
位を拡大して示すもので1語長が16ビツトの連続する
3ワードW。+ Wl 、W2がエラーワードであって
、これと対応して語長が12ビツトの連続する4ワード
Wo、W;、W、、。
W3′がエラーワードとなる。
したがって、O番目のブロックがエラーとして検出され
、然も、エラー訂正ができない場合が16ビツト及び1
2ビツトの時に同様に生じたとすると、9ワード及び1
2ワードのデータが使用できなくなり、補間の必要性が
生じる。より一般的には9語長が11 ビットの時に使
用できなくなるワード数に対し3語長が12ビツトの時
に使用この発明と異なり、第1図に示す2次元配列の第
1番目の行から順番に連続するPCMデータを配したと
すると、エラー検出符号C1の1個の符号系列に含まれ
る複数ワードは、連続したものとならない。例えば第1
行から横方向にW。、W□。
W21・・・・・・と順番にPC’Mデータを配すると
、0番目のブロックには+  (Wo 、 WM 、W
2M・・・・・)のワードが含まれる。したがって、上
述と同様に。
0番目のブロックがエラーとして検出されると。
このエラーワードは、第3図りに示すように、1ワード
を単位として分散したものとなる。エラー検出符号C1
のエラー検出が8ビツトを単位としてなされていると、
同様のエラーが生じる時Gこ第3図り及び第3図Eから
明かなように1語長が12ビツトの場合には、2ワード
エラーとして検出さワることになる。例えば1ワードW
。のエラーワードと対応して、Wo′及びW、′の2ワ
ードがエラーワードと検出される。つまり1語長がl。
ビットの時に使用できなくなるワード数の2倍のワード
数のPCMデータが使用できなくなってしまう。勿論、
各語長毎に、エラー検出符号C1のシンボル長を変えれ
ば、上記のような問題は生じないが、その場合には、エ
ンコーダ及びデコーダを共通の構成とすることができな
くなる。
更に、この発明の一実施例のより具体的な例について説
明する。2チヤンネルオ一デイオ信号のLチャンネル及
びRチャンネルの各々が48KHzのサンプリング周波
数でサンプリングされ、1ワード16ビツトのワードL
工及びR1が形成される。
そして+ Lo 〜L?19の720ワードとR8−R
719の720ワードとが1セグメントと対応する2次
元配列とざnる。
この配列の方法について第4図を参照して説明する。第
4図は、1チヤンネル例えばLチャンネルの配列を示し
、また、ワード番号0〜719が1中に記載きれている
。ブロック数が48ブロツクで、各ブロックに対して、
0〜47のブロック番号が付加されており、各ブロック
には、15ワードずつが挿入される。磁気テープには、
0番目のブロックから順番に記録される。
記録再生時のエラーによって生じたエラーワードのうち
で訂正できないものは1前後に位置する正しいワードに
よって補間するようになされる。
この補間を有効に行なうためGこ、各チャンネルのPC
Mデータの偶数番目のものとその奇数番目のものとの記
録位置を離丁ことが好ましい。そこで。
ブロック番号の(0〜23)の24ブロツクには。
偶数番目のデータL。+ L 2 t L 4 ・・・
・・・L7□8が配され、ブロック番号の(24〜47
)の24ブロツクには、奇数番目のデータL+  + 
Ls 、R5・・・・・ R71,が配される。
この偶数番目のデータ系列の中で隣接する3ワードを単
位として、PCMデータが(0〜23)の各ブロックに
分散され、また、奇数番目のデータ系列の中で隣接する
3ワードを単位として、PCMデータが(24〜47)
の各ブロックに分散される。偶数番目のデータをi>i
i 1.1とる!二、(Lo。
L2 、 L4 )の3ワードがO査のノ′ロックに配
され+  (L6 、L6 * LIO)の3ワードが
1番のブロックGこ配ぎれ、以下、同様Qこデータの振
り分けが行なわれ+  (L13s、L+4o、 ■−
142)の3ワードが23番のブロックに配される。次
に+  (’144+L+46+ LII48 )の3
ワードが再び0番のブロックに配される。この操作を繰
り返すことによって。
(LO””L718)の計360ワードの偶数番目のP
CMデータが配列される。また、奇数番目のP CMデ
ータも、上述と同様に隣接する3ワードずつを単位とす
る西己列を有するものとぎれる。このような配列では、
各ブロックの3ワードは、隣接したものとなり、3ワー
ドの組同士では、離れたものとできる。
また、他方のRチャンネルについても、第4図と同様の
配列とぎれる。更に、この発明の一実施例では、8ビツ
トを1シンボルとして符号化の処理が行なわれるので、
1ワードを−に1位8ビツトと下位8ビツトに分割して
いる。第5図A及び第5図Bは、第4図に示す基本的配
列を有するRチヤンネル及びRチャンネルのPCMデー
タとエラー検出符号C4及びエラー訂正符号C2の夫々
のチェックコードとを含む全体の符号構成を示T。第5
図(こおい−て、サフィックスAは、」二位8ビットの
シンボルを表わし、サフツクスBは、下位8ビツトのシ
ンボルを表わしている。
一般に1回転ヘッド形のテープレコーダでは。
磁気テープと回転ヘッドとが摺接を開始する端部及び摺
接を終了する端部において、ヘッドと磁気テープとの当
りが悪いことなどに起因してエラーレートが高くなる。
そこで、こわらの端部に対応する(0〜15)(第5図
A)のブロックアドレスと(112〜127)  (第
5図B)のブロックアドレスとに夫々エラー訂正符号C
2のチェックコードシンボルQ及びこ11に対するエラ
ー検出符号C1のチェックコードシンボルPを配し、中
央部に対応する(16〜111)のブロックアドレスに
オーディオPCMデータ及びこnに対するチェックコー
ドシンボルPを配している。
エラー検出符号C1は、(32,30)の0F(2)上
のリードソロモン符号で、符号系列は。
ブロックアドレスのエラーを確実に検出するために、2
ブロツク完結のインターリーブをとる。例えばブロック
アドレスO及び1の夫々の偶数番目17)フロック内ア
ドレスに位置する30シンボル(Qoo・QO2・QO
4・Qoa・°°°“” Qo 28・Q029・Qo
+、Qos・・・・・・Qo2h+Qo27)に対して
エラー検出符号C。
の符号化がなぎれ、POI及びP。2のチェックコード
シンボルが付加される。ブロックアドレス16及び17
についても同様に、夫々の偶数番目のブロック内アドレ
スに位置する32シンボル(TJOAI LoB、L2
A、L2B・・・・・・L2GOA−r L290 B
 +L2g2 A −L2’(12E・°°°”°L5
8OA・L5 B OB・R180・Pte+)によっ
てエラー検出符号C7の1符号系列が形成される。また
、ブロックアドレス16及び17の奇数番目のブロック
内アドレスに位置する32シンボル(F(OA * R
OB・・・・”  R29OA + R2[10B 、
・・・・・R580A r R5aoB 、 PI70
 、 PI71 )によってエラー検出符号C1の1符
号系列が形成される。
この例から分かるようGこ、第5図に示す符号構成では
、エラー検出符号C1の同一の符号系列に同一のワード
を構成する2シンボルが含まれるようになサワる。これ
は、この符号系列がエラーとして検出され、然も、エラ
ー訂正符号C2により訂正できない場合Oこ、15ワー
ドの補間ですませるためである。
また、エラー検出符号C0の符号系列には、2つのチャ
ンネルのデータの一方のチャンネルのデータが集中して
いる。しかし、2つのチャンネルの互いに対応するシン
ボル番号のシンボルは、交互に記録されるので、記録時
に一方のチャンネルにだけエラーが集中して発生するこ
とは、殆ど生じない。
エラー検出符号C1のHマトリックスの一例を下記に示
す。
エラー検出符号C,のデコードは、2個のパリティシン
ボルを含む32個のシンボルの再生データの系列のマト
リックスを■とし、その転置行列を■“とすると、 H
・■の演算により2個のシンドロームを形成することで
なぎれる。こ第1らのシンドロームが共に0の時は、エ
ラーが無いことを意味し、これ以外の時は、エラーが有
ることを意味する。エラー検出符号c1は9本来、1重
エラーの訂正が可能で2重板−Lのエラー検出が可能な
符号である。
また、128個のブロックが4ブロツクごとに32個に
分割され、各4ブロツクから取り出された32個のシン
ボルによってエラー訂正符号c2の符号系列が形成され
る。このエラー訂正符号C2は、(32,24)の()
F(2)J二のリードソロモン符号であり、ブロックア
ドレスが(16〜1ll)  の96個のブロックの4
ブロツクごとのブロック(例えlfl 6,20.24
・・ 。
104.108のブロックアドレス)の計24個のシン
ボルに対する8個のチェックコードシンボルが形成され
、このチェックコードシンボルが4ブロツクごとのアド
レス(例えば0,4.8.] 2゜112.116,1
20,124のブロックアドレス)に配される。
つまり、エラー訂正符号C2について、4ブロツクのイ
ンターリーブが施キワでおり、ブロックアドレスが(0
〜15)及び(112〜127)の32ブロツクには、
エラー訂正符号C2のチェックコードシンボルが位置す
る。但し、ブロック内アドレスの30及び31には、こ
のチェックコードシンボルに対するエラー検出符号C工
のチェックコードシンボルが配さnでいる。
エラー訂正符号C2は、4重エラーの訂正が可能で、ポ
インタを用いたイレージヤ訂正を行なう時に8重エラー
の訂正が可能である。エラー訂正符号C2のHマトリッ
クスの一例を下記に示す。
このようCに、符号C1,C2は、共に符号長が32シ
ンボルと等しいものとぎれており・ハードウェアを簡単
なものとできる。また、デコード時ニハ、エラー検出符
号C1によって、エラー検出を行ない、エラーが有る時
には、その符号系列にポインタを立て1次に、エラー訂
正符号C2によってエラー訂正を行なう。このエラー訂
正は、ブロック内アドレスのO〜29の各々についてな
さn、30回のデコード動作がなされる。
第5図A及び第5図Bに示す配列の各ブロックは、第6
図Aに示すデータフォーマットとされる。
つtす、先sに8ビツト(1シンボル)のブロック同期
信号が付加され1次に、各8ビツトのセグメントアドレ
ス及びブロックアドレスが付加ぎワ。
このセグメントアドレス及びブロックアドレスのエラー
検出用のCRCコード(8ビツト)カ付加される。ブロ
ックアドレスのMSRは、データのブロックアドレスと
サブコードのブロックアドレスとを区別するために用い
られる。更に、このCRCコードの後に30シンボルの
データ (オーデイオデータ又はエラー訂正符号C2の
チェックコードシンボルQ)が配さn、最後にエラー検
出符号C1の2個のチェックコードシンボルPが配され
る。
また1回転ヘッドによって形成サワる1セグメントのデ
ータは、第6図Bに示すデータフォーマットとぎれる。
この一実施例では、直径30mmのテープ案内ドラムに
84.8°Gこわたって巻付けられた磁気テープの斜め
方向に1本のセグメントが回転ヘッドにより形成される
。このセグメントの両端部と中央部とに、自動トラック
追従用のパイロット信号ATFが3°の区間にわたって
記録される。3箇所にパイロット信号を記録しているの
は。
ドロップアウトによりパイロット信号を再生できなくな
るおそれを防止するためである。このパイロット信号A
TFの再生出力によって、トラッキングエラーが検出さ
れ、この検出に基いて回転ヘッドを支持する圧電素子を
ドライブし、トラッキングエラーを除去するようになさ
れる。
また、第5図Aに示す(0〜63)のブロックアドレス
のデータが29.7°の範囲にわたって順次記録2 r
bる。更に、タイムコ−F’ 、 表示データなどの4
ブロツクのサブコードが中央部のパイロット信号ATF
の前後に2重書きされている。そして、゛第5図Bに示
す(64〜127)のブロックアドレスのデータが29
.7の範囲にわたって順次記録されている。また、第6
図BGこおいて、斜線を付した夫々1゜5°の区間は、
データの記録を行なわないインターブロックギャップで
、この区間ニハ、一定周波数のパルス信号が記録されて
いる。
第7図は、この発明の一実施例の記録回路及び再生回路
の構成を示し、1で示す入力端子にアナログオーディオ
信号が供給される。このアナログオーディオ信号がA/
Dコンバータ2によってディジタル化される。A/Dコ
ンバータ2からのオーディオPC’M信号がデータバス
3を介してRAM4のデータ入力とされる。RAM4は
、エラー訂正符号の符号化を行なう単位(上述の例では
2880シンボル)のデータを記憶できるメモリ容量の
ものである。
また、5は、エラー検出符号C1及びエラー訂正符号C
2のエンコーダを示し、このエンコーダ5に対してRA
M4から読出ぎれたデータが供給される06は、アドレ
ス発生回路を示し9発生したアドレスデータがアドレス
バス7を介してRA M4に供給される。このアドレス
データは、PCM7’−夕の順序をもとのものと変更す
るインターリーブを行なえるものである。インターリー
ブされたデータがRA、M4から読出されてエンコーダ
5に供給され、エラー検出符号C1及びエラー訂正符号
C2のチェックコードシンボルが形成ぎワ。
このチェックコードシンボルがRAM4に書込まれる。
そして、チェックコードシンボルの形成が終了すると、
このチェックコードシンボルを含むデータがブロック毎
に)tA、M4から読出ぎれ、ディジタル変調回路9に
供給される。
図示せずも、ブロックアドレス、セグメントアドレス及
びブロック同期信号の付加の処理がされる。ディジタル
変調回路9の出力端子10には。
記録アンプ及び回転トランスを介して回転ヘッドが接続
される。
また1回転ヘッドにより磁気テープから再生された信号
が回転トランス及び再生アンプを介してディジタル復調
回路12に供給さね、復調後のデータがデータバス3を
介してRA、M4に書込まれる0このR,AM4から読
出されたデータがデコーダ13に供給され、エラー検出
及びエラー訂正の処理をうける。このデコーダ13によ
り処理されたデータがRAM4Gこ書込まれ、RA、M
4から元の順序にディンターリーブされたPCMデータ
が読出され。
D/Aコンバータ14に供給され、再生オーディオ信号
が出力端子15に取り出される。
この再生時のRAM4に対するアドレスデータも、アド
レス発生回路6で形成ざnる。記録及び再生時の上述の
処理の制御に必要なりロックパルス、゛タイミング信号
は、水晶発振器を内蔵するクロックタイミング発生回路
8により形成される。
また、サンプリング周波数が32KHzで量子化ビット
数が12ビツトとぎれる時には、サンプリング周波数が
48KHzの時に比べて、磁気テープの走行速度及び回
転ヘッドの回転数が1のものにぎnる0これによって、
記録密度を一定として。
例えば1巻のカセットテープに記録できる時間を2倍と
できる。量子化ビット数が12ビツトの場合でも、第5
図A及び第5図Bと同様に、PCMデータが配列される
。但し、各チャンネルで960ワードのPCMデータが
存在し、また、エラー検出符号C1の符号化の単位は、
4ワードとされる。
「応用例」 この発明は、第8図に示すように、縦方向にエラー訂正
符号C□の符号化がなされると共に、横方向にエラー訂
正符号C2の符号化がなされた2次元構造のブロックの
N個に対し、各ブロックの対応する位置のN個のワード
に・対してエラー検出符号C3の符号化を行なう場合に
適用することができる。例えば、エラー訂正符号C工及
びC2として、(15,13)のリードソロモン符号が
用エラれ、エラー検出符号c3としてCRCコードが用
いられる。語長が8ビツト、12ビツト。
16ビツトの3種類の場合には、これらの最小公倍数の
48ビツトの整数倍の144ビツトにエラー検出符号C
3の1符号系列の長ぎが選ばれる。
また、この発明は、ディジタルビデオ信号などのディジ
タルオーディオ信号以例のディジタル情報を伝送する場
合にも適用できる。勿論1回転ヘッド形記録装置以外の
磁気ディスク記録装置などを用いる場合にもこの発明を
適用することができる0 「発明の効果」 この発明は、複数の量子化ビット数に対して。
エラー訂正符号化の処理を共通とすることができ。
汎用性のあるエンコーダを実現することができる。
また、この発明では、エラー訂正符号の訂正能力をこえ
るエラーが発生する場合に、使用できなくなるデータ量
が量子化ビット数が違うために2倍のように増加するこ
とがない利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明の一実施例の符号構成を示
す路線図、第3図はこの発明の一実施例のエラー訂正動
作の説明に用いる路線図、第4図及び第5図はこの発明
の一実施例のより具体的な符号構成を示す路線図、第6
図はこの発明の一実施例における記録データのフォーマ
ットを示す路線図、第7図はこの発明の一実施例のブロ
ック図。 第8図はこの発明の他の実施例の説明に用いる路線図で
ある。 210169.A/′Dコンバータ、3・・・印データ
バス。 4・・・・・’RAM、5・・・・・・エラー検出符号
及びエラー訂正符号のエンコーダ、7・・・・・・アド
レスバス。 13・・・・・・エラー検出符号及びエラー訂正符号の
デコーダ。 代理人  杉 浦 正 知 伽I ロ 罠1 A) OvM 84−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数個のシンボルからなるブロックを複数個並べたディ
    ジタル情報データに対して複数の方向の夫々に対してエ
    ラー検出又はエラー訂正のための符号化を行なうエラー
    訂正のための符号f上方法において。 上記ディジタル情報データのシンボル長を11 。 12+  ・・・lnの複数種類とするときに、C1,
    。 12+・・・・・ln)の最小公倍数の整数倍に上記複
    数の符号化のうちのひとつの符号化の1系列の長ぎを定
    め、この1系列の上記最小公倍数の単位に上記ディジタ
    ル情報データの隣接するシンボルが含まれるようにする
    ことを特徴とするエラー訂正のための符号化方法。
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