JPS6112417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は自己クロツキング・コードに関し、一
般的にはコード読取りの手法に関する。更に具体
的には、本発明はF2F及び移相（phase shift）
コードとして知られる自己クロツキング・コード
に関し、またこのようなコード波形を解読する方
法に関する。 磁気的、光学的、電気的信号波形におけるF2F
または移相形式の自己クロツキング・バー推移
（transition）信号コードを解読するために、既に
多くの手法及び装置が開発されている。これらの
波形を解読する手法は、使用されるシステム形式
に従つて様々である。 多くの先行技術の手法では、クロツク信号、同
期情報、データ等を引出すために、コードに含ま
れた特別の信号乃至距離を測定乃至検知するステ
ツプが含まれる。特定のバー・コードを解読する
１つの方法では（これは一般的なコード読取り手
法に応用できる。）コード・ストリームにおける
バーについて前縁から前縁までまたは後縁から後
縁までを測定し、各コード文字に含まれる基準距
離に比較した場合の測定値の相対的大きさに従つ
て、そのコードのデータ内容を決定するこのよう
な手法は例えば米国特許第3723710号に見出され
る。しかしこの手法は、基準距離が各コード・ビ
ツト・ストリング（即ち各文字）に組込まれてい
ることを必要とする。更にコード・ストリームま
たは各文字における全てのスペースが測定されね
ばならず、どのスペースが基準値であるかを決定
するために比較されねばならない。次いで、残余
の測定値が基準値と比較され、前縁から前縁まで
の距離を基準値との関係で分類し、後縁から後縁
までの距離を基準値との関係で分類し、コードが
解読されることになる。 これは有効な手法であるが、若干の望ましくな
い特徴を有する。第１に、コード推移の全体のシ
ーケンス（それがどのように長くても）が走査さ
れかつ測定されねばならない。即ち基準スペース
（即ち測定値）は１群の測定値の中から取出され
ねばならない。また残余の測定値は基準値との関
係で分類されねばならない。またデータは発見さ
れた相対的な測定値に従つて解読される。この手
法は基本信号入力に加速的また他の周波数偏りを
受けやすく、データ・ビツトの長いストリングの
間に、推移またはスペーシングの相対的大きさが
偏りを受け、基準値と比較される実際の大きさに
混乱が生じ、更には基準スペースそれ自体にも混
乱が生じる。第２にこの手法では、全てのスペー
スが先ず測定され、そしてそれが後に処理される
ことを要する。もし１つの推移（transition）が
たまたま看過されると、その不存在は処理段階に
至るまでは検知されない。エラーが生じると直ち
にビツト・レベルまたはパルス・レベルで検知す
ることが有利であり、信号ストリーム中のエラー
を検知するのが望ましい。 解読用に供された信号ストリーム中の個々のパ
ルスを取出す多くの手法が開発されており、先行
技術にはこれを達成する回路及び手法について多
くの例がある。概略的に述べると、これらの手法
では、適当な時間に探索ゲートを設定し、そのゲ
ート内でパルスが生じたかどうかを調べ、そのゲ
ートによつてビツト・セルのデータ内容を表示さ
せる。このような手法は有効であるが、解読され
るコードに制限される。例えば、米国特許第
3723710号、第3708748号、第3886521号、第
3947662号、第3969613号、第3959626号、第
3978319号などがこの種のものである。 先行技術におけるコード読取り手法の或るもの
は、データ・ビツトの個々のストリングが生じる
前に基準値または文字または１群の推移を使用し
ており、探索ゲートの設定及び各種の自己クロツ
キング・コード・ストリームの解読手法に多くの
配慮を加えている。 本発明の目的は、正から正への、または負から
負への信号推移スペーシングをコード内容の表示
として使用する。F2F及び移相コードのための自
己クロツキング・コード読取り方法を提案するこ
とである。 本発明の手法は、解読用に供されたF2Fまたは
移相信号ストリーム中の正への（又は負への）移
行信号を検知するステツプを含む。このステツプ
の次に、同じ極性を有する信号を検知するステツ
プが続く。次いで２個の同じ極性を有するパルス
間の距離が、コード・ストリーム中で生じる最
小、中間、最大のスペーシングに関連ずけて特性
化される。即ち、推移は１記号幅だけ離れている
か、1.5記号幅だけ離れているか、2.0記号幅だけ
離れているかである。最後に、２個の同極性のパ
ルスによつて区切られた信号ストリーム部分のデ
ータ内容が、上記２つのパルス間の相対的大きさ
に従つて解読される。 次に本発明の最適実施例及びそれをF2Fまたは
移相波形へ適用した場合を詳細に説明する。しか
し最初に、米国特許第3978319号について一言し
ておく。この特許は、F2Fまたは同様のコード・
ストリームにおいて、各目的セル（即ち1F推移
から1F推移までの幅）の1.0倍、1.5倍、2.0倍の
スペースで生じるパルスを取出すタイミング出力
を与える復調回路を開示している。本発明に対し
ては同様な他の装置または回路も有効である。本
発明を実施するに際してはこのような装置が設け
られており、コード・ストリームはこの装置によ
つて分析されるものと仮定する。また本発明にお
いて、コード・ストリーム中のパルスがどこで生
じるかの表示を与えられるものと仮定する。（即
ちビツトのセル幅、または記号幅として知られる
通常の1F信号推移スペースＴの１倍、1.5倍、2.0
倍のところで同極性パルスが生じるものとす
る。） 1F、2F、セル幅等の用語はF2F符号化及び解
読手法の技術分野において周知であり、これら用
語の意味を示す典型的な例が第１図に示される。
第１図において、通常の約束で符号化されたF2F
データが１及び０のストリームとして示され、こ
のストリームは1F推移時間（時には2F周波数）
で生じる信号推移を表わしている。第１図のコー
ド・ストリームにおいて、バーまたはスペースの
前縁または後縁にある同極性パルス間の時間は
Ｔ、1.5T、2Tだけ離れている。コード・ストリ
ームで1F及び2F信号推移を使用する場合にこれ
らの時間のみが許される。 第１図の信号ストリームの上方に、ビツト・セ
ルのデータ内容が示してある。コード・ストリー
ムの上方のビツト・セルは、記号（またはセル）
境界によつて区切られた均一な幅Ｔより成る一連
の波形部分として示される。第１図の波形の下方
に、Ａ行及びＢ行としてコード内容が示されてい
る。これらは後述する約束に従い、本発明を使用
して解読される。 第１図のF2F信号のストリームは、正信号への
推移地点に矢印をつけられている。米国特許第
3978319号に示されるような、適当な復調回路が
設けられているものと仮定し、また信号がそのよ
うな回路から受取られて、第１図に示されるよう
な連続した同極性信号間に存在する時間（即ち距
離）を解読器に教える。（上記同極性信号はＴ、
1.5T、2.0Tのいずれかの間隔で生じ、ＴはF2F
データ・ストリームにおける名目的なセル（また
はビツト）幅である。） 本明細書で使用される「復調」と「解読」の用
語は明確に区別されねばならない。「復調」と
は、入来する信号波形を検査して、それから有意
の要素（elememts）、発生の頻度（またはスペー
ス）、極性等を出力として取出すプロセスを言
う。「解読」とは、復調器の出力表示からデータ
の意味を解釈するプロセスを言う。 次の第１表は、連続する同極性推移間の間隔が
Ｔ、1.5T、2Tのいずれであるかに従つて、本発
明において実現される解読器データ出力、及び解
読器がおかれる状態（モード）を示している。ま
た第２表は他の解読約束に従つて実現される同様
の事項を示したものである。第１表の論理マトリ
クスは、第１図のＡ行に示されるデータ内容を解
読するのに使用される解読約束を示し、第２表の
論理マトリクスは第１図のＢ行に示されるデータ
内容を解読するのに使用される解読約束を示す。

【表】

【表】 第１図に例示されるF2Fビツト・ストリームが
与えられた場合に、或る種の偏り（distortion）
があるとデータの解読過程で問題を生ずる。その
ような偏りは、印刷され媒体については「印刷伝
播」（print spread）として知られている。印刷
伝播は、所与の幅を有する黒色バーが媒体上で印
刷された時にインキがバー領域の外へ拡がる現象
である。従つて印刷されたバー及びスペースより
成るF2Fコード・ストリームにおいて、バーの前
縁及び後縁が大きくなると、バーの幅は増加し中
間のスペースは縮小する。この伝播による偏り
は、時間と共に変化する波形の全ての前縁及び後
縁へ一定の増加幅を加えることになる。 前述した米国特許第3723710号において、比較
的に一定の伝播が生じると、１つの前縁から次の
前縁まで（または１つの後縁から次の後縁まで）
の距離は、印刷伝播を生じない不偏波形の距離と
同じであることが認識されている。故にもしデー
タがF2F波形に含まれ、前縁間（または後縁間）
の距離のみを用いて解読されるならば、伝播によ
る偏りは何の影響も及ぼさず、これを無視するこ
とができる。 本発明は、波形中で測定された前縁から前縁ま
で（または後縁から後縁まで）の距離のみを用い
て、任意のF2F波形を解読する手法を明らかにし
たものである。全ての前縁（第１図の矢印で示さ
れる。）は正への推移信号であると仮定するが、
負への推移信号であつてもよい。印刷されたF2F
コードの上で定速走査がなされると仮定すると
（即ち、定速入力信号が復調器へ与えられるもの
と仮定すると）、連続する正推移間の最短時間は
Ｔであり、これはF2Fコードに固有のセル幅（即
ち、ビツト幅または記号幅）である。第１図の例
では最短時間Ｔは１ビツトに対応し、２つの1F
周波数推移の間に１つの2F周波数推移が介在す
る場合がある。連続する正推移間の距離が最小ス
ペースＴの２倍であれば、通常の約束に従つて１
対のゼロ・ビツトが表示される。この事は、２つ
の1F推移の間に2F推移が無ければ、ゼロ・ビツ
トとして解読されることを示す。もし２つの正推
移間の時間が1.5Tであれば、次の２つの場合が
示される。 １ １つのゼロ・ビツト及び１ビツトの半分が表
示されるか、または１ビツトの半分及び１つの
ゼロ・ビツトが表示される。表示の順序が重要
である。どの表示を解釈するかの規則を定めね
ばならない。 本発明によれば、もし最後の正推移が1F推
移地点（記号境界）以外のところで生じれば、
１つのゼロ・ビツト及び１ビツトの半分が表示
されるものとする。 ２ もし最後の正推移が1F推移地点で生じれ
ば、１ビツトの半分及び１つのゼロ・ビツトが
出力されるものとする。 ２つの同じ推移間の時間が1.5Tの場合、上記
のいずれであつてもよいので、２つの解読状態を
とるものとする。これらの解読状態は状態及び
状態と呼ばれ、次のように定義される。 状態に入る場合は、正推移が記号境界上（第
１図の1F推移地点）で生じた時である。状態
に入る場合は、正推移が記号境界の中間で生じた
時である。第１表及び第２表には、状態別及び推
移時間別に、解読及び状態入出の約束が要約され
ている。 第２図は、波形中の連続する同極性パルス（信
号）間の時間間隔に従つて、F2F波形へ適用され
る解読規則を示したものである。 第１表では、解読動作において状態の時に
1.5Tの時間スペースを検知すると、ビツト01が
発生されるものとし、状態の時に1.5Tの時間
スペースを検知するとビツト０が発生されるもの
とした。第２表には他の約束が示され、状態で
1.5T時間スペースを検知すると、ビツト０が発
生され、状態で1.5T時間スペースを検知する
と、ビツト10が発生されるものとした。第１図の
Ａ行及びＢ行で示されるように、いずれの約束も
第１図の最上部に示される情報を正しく解読す
る。第１図の例に示されるF2Fコードは、同極性
推移間に存在する既知の時間スペースのみを使用
して正確に解読されることができる。この場合上
記同極性推移は適当な検知器によつて検知され復
調され解読器へ与えられる。 第３図は検知器乃至復調器から与えられた信号
に従つてF2Fデータを解読する回路を例示する。
前述した如く復調器は、名目的時間間隔（ビツ
ト・スペース）の１倍、1.5倍、2.0倍のところで
生じる同極性推移について検知情報を与える。 第３図への入力は、例えば米国特許第3978319
号に示されるような、検知及び取出し回路を有す
る適当な復調器から来るものと仮定する。上記米
国特許は、同極性パルスの発生がF2Fコード・ス
トリームにおける名目的ビツト・スペースの１
倍、1.5倍、2.0倍のところで起るものとしてい
る。 第３図は第１表の出力解読パターンを再生する
F2F解読器の実施例を示す。線１，２，３上の入
来信号は復調兼信号検知器（例えば、適当なスキ
ヤナまたは受信器など）から来る時間表示信号で
ある。上記復調兼信号検知器は同極性推移間の信
号時間を1T、1.5T、2.0Tとして分類したものと
する。（ここでＴはF2F記号の基本幅であり、
F2F信号ストリーム中の２つの1F信号推移間の
最小幅である。）1T、1.5T、2Tで出力信号を与
えるこの種の装置は、前記米国特許第3978319号
に説明されているが、F2F信号ストリームにおけ
る信号推移の極性を検知し、２つの同極性推移間
の間隔を前記の時間増分（距離）のいずれかに等
しいものとして分類する他の回路も、第３図の解
読器の線１，２，３上へ上記入力信号を与える限
り適当と言えよう。 線１上の入力（２つの同極性推移間の間隔を
1Tに等しいものとして示す。）は、インバータ４
へ印加され、該インバータは負の出力を生じ、こ
の出力はラツチ５をセツトする。ラツチ５の正出
力は２つの信号推移間に含まれるデータ・ビツト
が１であることを示す。（1TはF2F信号ストリー
ム中の２つの1F推移間の最小間隔に等しい。）更
にインバータ４からの負出力は、ラツチ６をリセ
ツトしラツチ７をセツトする。ラツチ６のリセツ
トは、唯一つのデータ・ビツトが利用装置に対す
る出力として存在することを示す。ラツチ７のセ
ツトは、出力が存在すること、従つて利用装置は
ラツチ５，６，７をストローブしてそれまでに解
読されたビツトの数を決定しかつそのビツト値を
決定することが可能である。 1.5T間隔信号が生じると、それは線２上を二
重ANDゲート８，１２へ印加される。これら
ANDゲートは後述するように状態条件ラツチ１
１から他の入力を受けて能動化される。 状態条件ラツチ１１は、例えば第１表に示され
るような状態または状態のいずれにおいて解
読動作が遂行されるかを決定する。通常解読動作
が開始されると、リセツト信号がラツチ１３へ印
加され、ANDゲート１４への出力が正にされ
る。ANDゲート１４への他の入力はANDゲート
８または１２から来るが、これらANDゲートの
双方は、線２または３上に入来信号が無い時に正
出力を有し、かくてANDゲート１４を完全に条
件ずける。しかしリセツト線はラツチ１３へ印加
されて、二重ANDゲート１４の半分のみを出力
条件へセツトするので、ラツチ１１は状態へセ
ツトされる。従つて、新しいデータ・ストリーム
の読取り開始時に、リセツト・パルスがラツチ
７，１３，１５へ与えられ、新しく読取られるデ
ータ・ストリーム上で動作を開始するように解読
器を準備する。 ANDゲート８からの出力が負になる場合に存
在する条件を考えると、ラツチ１３及びANDゲ
ート１４の入力が負になることが分る。ANDゲ
ート８からラツチ１３への入力が負になると、ラ
ツチ１３がセツトされる。ANDゲート８からの
入力を有するANDゲート１４は、線２から来る
タイミング・パルスの終りまでは、部分的に能動
化されるが全体的には能動化されない。線２上を
入来するタイミング・パルスの終りになると、
ANDゲート８からの出力は正へ戻り、ANDゲー
ト１４が完全に条件ずけられ、ラツチ１１を状態
へセツトする出力が生じる。これは第１表の解
読マトリクスと一致する。ラツチ１３の入力に印
加された信号の正レベルは、ラツチの状態を変え
ることはない。何故ならば、それをセツトするに
は負信号を必要とするからである。 状態ラツチ１１は状態になり、その結果
ANDゲート８は無能化され、ANDゲート１２は
能動化される。もしパルスが線２上に現われる
と、ANDゲート１２は完全に条件ずけられ、出
力（負信号）がラツチ１３及びANDゲート１４
へ印加される。線２から印加されつつあるパルス
の終りに、状態ラツチ１１は状態へリセツトさ
れる。 ANDゲート１２がラツチ１１によつて条件ず
けられている間にパルスが線３上に現われるよう
な場合は許されない解読条件であり、エラー信号
がANDゲート１２の出力に生じ、この出力はラ
ツチ７及びラツチ１５へ印加されて、出力が存在
してもエラーが生じていることを示す。従つて利
用装置（図示されない。）は適当な動作をとるこ
とができる。 ANDゲート８及びANDゲート１２からの通常
の出力は、適当なラツチに対して１、01、00、０
を発生する条件及び解読状態または解読状態
への変化を指示する。 第３図の信号条件線１６，１７，１８は解読器
の動作についての代表的タイミング・チヤートで
ある。線１６は、Ｔ信号が線１８上で存在する時
間に上昇する「出力存在」の条件を示す。「出力
存在」信号は線１７上の負の「装置認識」信号に
よつて線１８上の次のＴ信号の前に終了されねば
ならない。「装置認識」信号は、最後のデータ・
ビツトが受取られたことを表わす認識信号の１つ
として、利用装置からフイードバツクされる。
「装置認識」信号は次のＴ信号の前に生じる負パ
ルスの形式をとる。線１７上のこの信号は、例え
ば利用装置によつて与えられるが、線１６上の
「出力存在」信号をカツト・オフするためこの信
号を発生する、他の適当なクロツク装置が設けら
れてもよい。線１７上の負信号はラツチ７及び１
５をリセツトするために利用される。線１８上の
信号はF2Fコードを走査するスキヤナによつて発
生されるＴ信号であるが（後に復調される）、こ
のＴ信号はスキヤナの速度条件に基づいて可変の
時間スペースで現われることに注意されたい。 第４図を参照して、F2Fコードと移相二周波数
コードとの比較を行ない、かつこの種の位相コー
ドを解読する解読約束（第５図参照）を説明す
る。後に、この種の位相コード用に使用される解
読器であつて、F2Fコードの場合と同じ解読方法
を利用するものを説明することとする。 第４図には、F2Fコードと類似しているが、信
号の位相変化を利用する他のコード形式が示され
る。第４図のＡ行にはこの信号ストリームの記号
（セル）境界が示され、その中間に位相コードで
通常使用される約束に従つたデータ内容が書かれ
ている。Ｂ行にはＡ行の位相コード・データを符
号化した波形が示されるが、セル境界の中間にお
ける上方から下方への、または下方から上方への
レベル推移はデータを表わしていることが分る。
Ｂ行の約束として、各セルの中央における上方か
ら下方への推移（下方移行信号）はゼロを示し、
下方から上方への推移（上方移行信号）は１を示
す。Ｃ行は、本発明に従つてこのコードを解読す
る場合の状態パターンの解読変化を示す。Ｄ行
は、本発明の解読方法を使用した場合に生じる解
読データを示すが、そのデータはＡ行に含まれる
データと同じであることが分る。（Ｂ−１）行
は、Ｂ行に存在する推移間の間隔を示すが、その
間隔からＤ行の解読データが生じる。 第５図は、本発明の方法を利用した場合の解読
状態図及び解読データ出力規則を示す。第６図
は、位相符号化データを解読するため、第５図の
規則に従うように作られた回路である。第６図の
回路の構成及び動作は、F2Fコードに使用される
第３図の回路と類似しているが、ANDゲート８
Ａ及び１２Ａが増加されている。 第６図において、各種の構成素子及び信号線は
第３図のそれと対応しているが、サフイツクスＡ
を付されている。動作は第３図のそれと同様であ
り、第６図自体から容易に理解できよう。第３図
と同じように、各種のラツチから生じる最終出力
は、ビツト数と１または０のビツト値を示す。ビ
ツト値の約束は任意に定めてよく、正レベルは１
ビツトを示し負レベルはゼロ・ビツトを示すもの
とする。 第７図は、若干異なつた符号化約束で符号化さ
れた位相コードを示すが、このコードも本発明の
方法に従つて解読することができる。 第７図において、Ａ行はＢ行の正推移間の時間
間隔を示す。Ｂ行は復調及び解読用に受取られる
位相符号化波形である。アスタリスク＊で示され
るＡ行の部分は、記号（セル）境界の位置であ
る。Ｃ行は、本発明を使用してＢ行を解読するの
に必要な状態と状態との間の解読状態変化を
示す。 Ｄ行は、本発明を使用して解読されたデータを
示すが、Ｂ行の位相コードは次の約束で解読され
る。 即ちＢ行において、もしＡ行のアスタリスク＊
で限定されるセルの上方から下方へ、または下方
から上方への電圧レベル変化が直前のセルと同じ
であれば、そのセルはゼロを示すものとし、セル
の電圧レベル変化が直前のセルと同じでなけれ
ば、そのセルは１を示すものとする。 第８図は、第７図と関連したデータ出力及び状
態変化を示し、かつそこで使用される解読方法の
約束を示す。第７図と第４図とを比較すれば分る
ように、同じデータが異なつた波形で表現されて
いるが、等しく本発明の方法を用いて解読するこ
とができる。即ち、同極性パルス間の時間がＴ、
1.5T、2Tのいずれであるかが決定され、解読器
の解読状態に従つて、データ・ビツト出力が決定
されてよい。 本明細書において、前縁から前縁への推移距離
（または後縁から後縁への推移距離）のみを使用
して、F2Fまたは移相波形を解読する方法が説明
された。この方法はF2Fコードにおける印刷伝播
の影響を受けず、単一チヤネル（即ち、単一極性
パルス）を必要とするのみであるから、最小限の
論理回路を用いて解読動作を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常の約束に従つて符号化されている
F2Fデータの例を示す。1F周波数地点間で生じ
る推移はデータ・ビツト１を示し、そのような推
移の不在はデータ・ビツト０を示す。セル（記
号）境界である推移地点はアスタリスクで示さ
れ、セルのデータ内容も示されている。第２図は
第１図の波形を解読する場合の状態図であり、状
態と状態との間の状態変化を示す。第３図は
本発明に従つてデータ信号を解読する解読回路の
実施例を示す。第４図は移相コード化信号の例を
示す。第５図は本発明を使用して移相二周波数コ
ードを解読する場合の解読及び状態変化の約束を
示す。第６図は第４図及び第５図に従つて移相形
式で符号化されたデータを解読する解読回路の実
施例を示す。第７図は移相符号化及び解読手法の
他の例を示す。第８図は第７図の解読手法に対す
る解読状態図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 隣接する２つの同極性推移間の時間間隔が
   Ｔ、1.5T又は2T（Ｔはセル幅）であるデータ・
   ストリームのデータ内容を解読する方法であつ
   て、同極性推移がセル境界上にあるかセル境界間
   にあるかに応じて前記Ｔ、1.5T及び2Tに対応す
   る解読値を各々出力し得る２種類の解読モードを
   有する解読器を準備し、前記データ・ストリーム
   から前記同極性推移を順次に検出して隣接する２
   つの同極性推移間の時間間隔が前記Ｔ、1.5T及
   び2Tの何れであるかを示す識別信号を発生し、
   該識別信号を前記解読器に与えて前記隣接する２
   つの同極性推移間のデータ内容を前記識別信号及
   び前記解読器の現在の解読モードに基いて解読さ
   せ、前記識別信号が1.5Tの時間間隔を示してい
   た場合には前記現在の解読モードを他方の解読モ
   ードに切替えることを特徴とするデータ解読方
   法。