JPS6137688B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は記録媒体に付着したゴミ等に起因する
ドロツプアウトによる誤りに対し高い訂正能力を
有するデイジタル信号記録方式に関する。 音声信号等をデイジタル符号に変換して記録再
生する場合、記録媒体に付着したゴミ、記録媒体
の傷、或は記録媒体の欠損が原因となるドロツプ
アウトの発生によつて、データの誤りが発生す
る。これをそのまま再生すると再生信号とは全く
無関係の雑音となつて聞える。一般的にはデータ
系列に誤り検出符号及び訂正符号を挿入し、訂正
可能なものは訂正し、不可能なものは演算による
補間操作を行い、ドロツプアウトの発生によるデ
ータの誤りに対しても、本来の再生信号に出来る
だけ近い信号が復元される。誤り検出符号及び訂
正符号の割合をデータに対し増せば、ドロツプア
ウトによる誤りに対する訂正能力は向上し、再生
信号はほぼ完全に復元される。しかし一方ではこ
のような誤り検出符号及び訂正符号の増加は記録
すべき信号系列の冗長度の増加となつて、記録再
生の面から高密度記録・短波長記録化が要求され
る。短波長記録化によるビツト誤り率の増加を考
えると冗長度の増加は必要最小限に留め、効率良
く訂正ができる記録パターンが要求される。 そこで従来において、訂正能力が高く効率的な
符号として第１図に示すマトリツクス状に組合せ
た誤り検出・訂正符号を設けたフオーマツトが考
案されている。第１図でD₁₁，D₁₂……Ｄ_noはデー
タワード、P₁，P₂，……Ｐ_o+1は検査（パリデ
イ）ワードＰ，Q₁，Q₂，…Ｑ_nは検査（パリデ
イ）ワードＱを示し相互の関係は次の(1)，(2)式に
示す通りである。

【表】 上述のパターンをテープ状の記録媒体に記録す
る場合、ｎ行方向がテープ走行方向、ｍ列方向が
テープ幅方向に対応させ、（ｍ＋１）個の記録ト
ラツクを用いて記録する。再生側ではデータワー
ド及び検査ワードＰ及びＱよりシンドロームワー
ドＳを生成する。 例えば

【表】 上述に於いて何れかのデータワードが誤れば対
応するシンドロームワードＳは「１」になる為、
符号誤りの発生したワードが発見され、該当ツト
の極性を反転し訂正が実行される。訂正可能な場
合としては、任意の行或いは列に関して１ワード
の誤りであれば訂正できるので全体で３ワード以
下の誤りが同時に発生する場合は如何なる誤り発
生パターンであつても行或いは列毎に訂正操作を
繰り返すと訂正できる。任意の４ワード以上の誤
りも同一行及び列に同時に２つ以上の誤りが発生
しない条件に於いては訂正可能となり、高い訂正
能力を有する。第１図の説明ではデータをワード
に区切つて説明したが、これをフレーム単位に処
理しても同様の考え方が適用される。即ちフレー
ムの末尾に巡回符号からなる誤り検出符号を設け
これをエラーポインタとして用いると同じ事がで
きる。 しかしながら前述した符号化方式を用いても、
記録媒体によつては予想されない大きなドロツプ
アウトが発生したり、その発生頻度においても著
しい差異を生じ訂正不能のケースが生まれる確率
が高くなる。一般的にドロツプアウトの発生確率
に関しては、同時に２ケ所でドロツプアウトが発
生する確率はその２ケ所の距離が短かい程、その
確率は高いと考えられ、実測データからも裏付け
られている。言い換えれば、パリテイワードを構
成するワードの距離は長ければ長い程、訂正能力
は高いと言える。更に図面を用い説明を続ける。
簡単にする為に今ドロツプアウト要因は記録媒体
の表面では均一に分巾していると仮定する。記録
媒体における平均的なドロツプアトの生起確率を
Pr(O)、引き続き距離ｌを離れた地点に同時にド
ロツプアウトが発生する確率をPr(l)とすると、
第２図に示す様なトラツクｉのＡ地点にドロツプ
アウトが発生した条件下で同時にトラツクｉの
Ｂ，トラツク（ｉ＋ｋ）のＣ，Ｄ地点にドロツプ
アウトが発生する確率は、各々Pr(O)・Pr(l)，Pr
(O)・Pr(l)′，Pr(O)・Pr(l)・Pr(l)′と考えられ、こ
の順序に従いドロツプアウトの発生確率は低くな
ることが理解される。 次に編集性という別の面からフオーマツトを考
えてみる。音楽信号等がデイジタル符号化されて
記録されたテープを電子的に編集接続する場合、
デイジタルデータを欠落無しに電子的にデータを
移し替えて接続する事は記録再生装置のテープ走
行系の時間軸変動の為、困難である。一般的には
IBG（Internal Blanking Gap）と呼ばれる空白
部分を設け、この区間で記録モード、データの切
替えを行う方法が有効と考えられている。この場
合、遍集精度はLBGの間隔で制約を受ける。前
述したパリテイワード組合せてもIBGを越える事
は出来ない。従つてドロツプアウトに対してはパ
リテイワード組合せは距離を大きくする程有利で
あるが、編集面から精度を得ようとすると制約が
生じる。また前述のIBG区間の幅は、テープの走
行速度偏差が十分カバーできる範囲に選ばれなけ
ればならないが、記録波長の短波長化を避ける為
には出来るだけ狭い方が望ましい。 本発明はこれまで述べた従来例の誤り訂正能力
を更に向上させ、電子編集時においてもデータの
欠落無しに編集接続でき、冗長度も出来るだけ低
く押えた効率の高い記録フオーマツトを提供する
ものである。 即ち本発明では、パリテイワード組合せを採る
べきワード間の距離を単にテープ長方向ばかりで
なく、第２図の説明からも理解される如く２次元
的に記録トラツク方向にも眼を向け、各ワード間
の距離を等しい条件で最大となるようにし、垂直
パリテイと組合せて訂正能力の向上を図ると共
に、、１ブロツク内にIBG区間を設け、その中に
前記トラツク長方向のパリテイワードを挿入し編
集接続可能なフオーマツトを実現するものであ
る。 以下に本発明の一実施例について第３図以降の
図面と共に説明する。 第３図は本発明の一実施例による記録フオーマ
ツトパターンを示す。説明図では一つの記録チヤ
ンネルに対しｉ，ｉ＋ｋ，ｉ＋2k，ｉ＋3kの４
つの記録トラツクを割当てた例を示している。第
４図は第３図に示された記録パターンの１フレー
ム部分の詳細な説明図である。第４図Ａに示す、
デイジタル符号化されたデータワードS₁，S₂，S₃
……S_3o，は今、時系列的にｉ番目、（ｉ＋ｋ）番
目、（ｉ＋2k）番目の各トラツクに分配される。
（ｉ＋3k）番目のトラツクには垂直方向のパリテ
イワードが配列される。それぞれの関係は次の(4)
式に示す。

【表】 またフレームの先頭にはフレーム同期符号FS
が設けられ、各データワードのビツト同期が得ら
れる。１フレームの末尾にはデータワードと同じ
ビツト数の巡回符号CRCC（Cyclic Redundancy
Check Code）と呼ばれる誤り検出符号が設けら
れ、１フレーム中のビツト誤りがデータワード数
以下の誤りなら100％、データワード数以上のバ
ースト状の誤りに対しても高い確率で検出でき
る。再生時においてはエラーポインタの役割りを
果たす。 以上のようなデータフレームD₁，D₂，……D₂₇
に対し、今第３図に示すように２フレーム隔てて
隣接する記録トラツクのフレームの各データワー
ドを順次組合せたパリテイワードQ₁，Q₂，……
Q₉に挿入する。式で示すと次の(5)式の様にな
る。

【表】 こゝでD₁（S₁）は第３図のD1フレームのデータ
ワードS1（第４図参照）を示す。Q₁，Q₂，……
Q₉フレームの詳細は第４図Ｂに示す如く、デー
タフレームとはフレーム同期符号FSが異なりＱ
パリテイ群の識別を可能にしている。更にフレー
ムの末尾には誤り検出符号が付加されたデータフ
レームと同様のフレーム構成をとる。Ｑパリテイ
フレームにおいても垂直方向のパリテイはデータ
フレームと同様に３ワード毎の組合せがとられて
トラツク（ｉ＋3k）に挿入される。以上のよう
な記録パターンを採用する事によつて、斜め方向
のパリテイ（Ｑパリテイ）組合せは互いにＫ本の
トラツクと２フレーム距離を保つ事ができ誤り訂
正能力を高める事ができる。またＫチヤンネルの
データを同時に記録する場合、記録トラツクへの
割り当てをＫ本の記録トラツクを隔てる事がで
き、垂直方向のパリテイ（Ｐパリテイ）の各ワー
ドの距離も最大にとれる。 次にこのような記録フオーマツトの誤り検出、
訂正の方法について述べる。今説明を簡単にする
為に着目するデータワードを限定して進めるが、
本発明の内容を限定するものではない。各フレー
ムのSiワードにいて上記(4)，(5)式より整理すると
次の(6)式の関係が得られる。

【表】 上記(6)式の各フレームにはエムーポインタとな
る巡回符号CRCCが付加されている故、誤まつた
ワードの位置は再生時巡回符号CRCCのチエツク
を行えば知ることができる。従つて先ずエラーポ
インタの組合せチエツクをデコーダによつて行つ
て訂正可能か否かを判別する。第５図に各フレー
ムの誤りの状態を示す。第５図Ａは各フレームの
配置を示し、同図Ｂ〜Ｈはこれに対応する。図中
〇印は誤り無し、×印は誤り有りを示す。第５図
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ順に３フムーム以下の同時誤
りの状態を示す例で、同一行（列）に２ケ所の誤
りがあつても列（行）には同時誤りがない為、列
方向（行方向）→行方向（列方向）と訂正操作を
繰り返す事によつて訂正が可能である。４ケ所以
上の誤りがあつてもこのアルゴリズムを適用でき
第５図Ｇの場合も訂正可能となる。４ケ所以上の
誤りがあつてしかも同一行及び列に同時に誤りが
ある第５図Ｈの場合は訂正不可能となり隣接ワー
ドの平均値演算による補間操作が実施される。実
際の訂正操作は上記(6)式で示された関係より再生
側で検査ワードを作成する。

【表】 エラーポインタによつて誤つたフレームは既知
であるから例えば第５図Ｂの場合ではD₁₂（s₁）が
誤つているとすれば

【表】 の演算を行つて正しいデータD′₁₂（s₁）が得られ
る。多数のワードが誤つた時にも基本的には上の
操作を繰り返せば良い。 次に第６図に本実施例のデイジタル信号記録方
式を実施する装置の構成を示す。入力デイジタル
信号はマルチブレクサ６０１によりワード単位で
記録トラツクに順次分配される。データは圧縮メ
モリ６０２により１ブロツク毎に時間軸が圧縮さ
れ同期符号FS，FS′，巡回符号CRCC′Qパリテイ
ワードを挿入するブランキング部を設ける。Ｐパ
リテイ発生回路６０３は３ワードの組合せより成
る垂直方向のパリテイ発生を行ない、Ｑパリテイ
発生回路６０４は同じく斜め方向のパリテイ発生
を行う。ミキサ６０５において混合されたデータ
及びパリテイワード列は巡回符号（CRCC）発生
回路６０６に入力され巡回符号CRCCがミキサ６
０８において付加される、この時同期発生回路６
０７よりフレーム同期符号FS及びFS′がミキサ６
０８を介して付加される。更に変調器６０９では
記録媒体に記録される信号波形への変換がなされ
る。変換器６０９の出力信号は記録増幅器（図示
せず）を介して媒体に記録される。再生された信
号は増幅・整形等の波形処理を経て復調器６１０
に入力される。復調器６１０で元のNRZ（Non
Return to Zero）信号に変換された後、同期分
離回路６１１で同期符号を分離、メモリ６１２に
入力される。メモリ６１２はフレーム単位で時間
軸変動の誤差除去が行なわれる。CRCCチエツク
回路６１３は巡回符号CRCCの検査によつて誤り
フレームの指定が行なわれる。Ｐパリテイ訂正回
路６１４ではエラーポインタの指示によつて訂正
可能フレームの指定、検査ワードの生成、誤りワ
ードと検査ワードの排他的論理和による誤り訂正
が、Ｐパリテイ、Ｑパリテイに関し交互に行なわ
れる。訂正処理後、伸長メモリ６１５では同期符
号、巡回符号、リテイワード等のデータ以外の部
分を除去する時間軸の伸長が行なわれ、デマルチ
プレクサ６１６で元の信号系列に変換される。更
に訂正不可能な場合については平均値補間回路６
１７において補正操作がなされ原信号に出来る限
り忠実な信号が得られる。 以上の実施例は４本の記録トラツクを用いた例
を示したが、本発明はこれら拘束されるものでは
ない。 次に編集接続時の動作説明を簡単に行う。電子
編集においては１本のテープの不要部分の除去も
一旦コピーテープを作成してから行う為、編集操
作としては２本のテープの接続に帰着される。そ
の場合、途中で再生モードから記録モードへ切替
えがスムーズに行なわれることが要求される。本
発明の実施例ではIBGを用いずＱパリテイ区間で
モードの切替えを行う方法を採る。走行時の時間
軸変動により切替えタイミングはワード単位の精
度で押える事は困難であるがフレーム内であれば
その変動は押える事ができる。記録モードへの切
替えにより１フレームの全トラツクには誤りが発
生するが、誤に訂正符号が入つている区間である
為、データの欠落は発生せず、誤り訂正能力が一
時的に低下する事で済ませることができる。以上
一実施例について述べたが、時に具体的な実施例
を第７図に示す。第７図の例は４チヤンネルのデ
ータをそれぞれ４本の記録トラツクを用いて記録
するフオーマツトを示し、各チヤンネルのデータ
は各々独立である。CH1にはA1，A2，A3，……
A42，の時系列データが、以下CH2にはB1，
B2，B3，……B42，CH3にはC1，C2，C3，……
C42，CH4にはD1，D2，D3……D42が対応し、
記録トラツクの選択は各チヤンネル同条件で連続
するワードは最大の距離を保つている。垂直方向
のＰパルテイはA1，A2，A3の各ワードのパルテ
イがP1に、以下B1，B2，B3はP1に、C1，C2，
C3はP″1に、D1，D2，D3はＰ１に生成され
る。Ｑパリテイに関しては例えばA1A8A15
A19A26A30A37＝Q2の関係を設け、同
一記録トラツク上べの隣接ワードの距離を各チヤ
ンネル、各トラツク等しい条件下で最大にしてい
る。上に述べた例は１ブロツクが60Hzに対応し、
アナログ・デイジタル（Ａ・Ｄ）変換する際のサ
ンプリング周波数が50.4KHzという汎用性の高い
場合に実現される具体的な記録フオーマツトであ
る。 以上述べた実施例はチヤンネル当り４トラツク
を用いた例であるが、この数は本発明を制約する
ものではなく複数トラツクを用いて記録する方式
であれば適用できるし、Ｑパリテイの組合せ方法
においても、記録トラツクの本数、１ブロツク中
に含まれるデータフレームの数、IBG担当区間に
含まれるＱパリテイフレームの数によつて、それ
ぞれ異なる組合せが実現できる。実施例ではデー
タ記録トラツク数は３本、同一記録トラツクでは
５フレーム及び８フレームの距離を隔てて組合せ
を示したが、要は組合せをとるワード相互の距離
が等しく記録媒体上で最大になり、かつ規則的で
ある事が実現されゝば本発明の思想は実現できる
ものである。 以上説明したように本発明のデイジタル信号記
録方式によれば次の２つの効果を得ることができ
る。先ず斜め方向にパリテイワード組合せを採る
事によつて組合せられるワード相互の距離を実効
的に大きくすることが出来、ドロツプアウトに強
いフオーマツトとする事ができる。更に複数チヤ
ンネルのデータを記録する際は、同一チヤンネル
の信号は出来るだけ離した記録トラツクに割当て
る方法を採ればより効果的である。 ２点目として電子編集接続を斜めパリテイ群で
行うことによりIBG（Internal Alanking Gap）
を用いずかつデータの欠落無しに編集を実施出
来、記録密度を下げつつ訂正能力を向上させる事
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデイジタル信号記録フオーマツ
トの説明図、第２図はドロツプアウト発生状態を
示す記録トラツクの模式図、第３図は本発明方式
の一実施例による記録フオーマツトの説明図、第
４図Ａ，Ｂは第３図に示された記録フオーマツト
の部分拡大図、第５図Ａ〜Ｈは誤りパターンの発
生状態を示す図、第６図は本発明方式の一実施例
を用いた装置の概略構成図、第７図は本発明の他
の実施例による記録フオーマツトの説明図であ
る。 Fs，Fs′……フレーム同期符号、CRCC……巡
回符号、Ｐ，Ｑ……パリテイワード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 時系列デイジタル信号を複数の記録トラツク
   を用いて記録媒体に記録するデイジタル信号記録
   方式において、前記時系列デイジタル信号はワー
   ド単位で複数個の記録トラツクに分配し、前記複
   数記録トラツクのデータワード群は先頭にフレー
   ム同期符号を有し、末尾に誤り検出符号を有する
   フレーム構成と成し、前記各フレームのデータワ
   ードに関し、記録トラツクを変えながらトラツク
   長方向に組合せるとともに記録媒体上の距離を等
   しく最大となした第１のパリテイワード群を、前
   記データフレームとは異なるフレーム構成として
   そのデータフレームの後方に連続して配置し、そ
   の連続する前記データフレーム群と第１のパリテ
   イフレーム群によりブロツクを構成し、更に前記
   複数個の記録トラツクに分配されたデータワード
   及び第１のパリテイワードに関し、記録トラツク
   に垂直な方向に組合せて成る第２のパリテイワー
   ドを前記データワード群及び第１のパリテイワー
   ド群と対応したフレーム構成と成して残りの記録
   トラツクに分配し記録することを特徴としたデイ
   ジタル信号記録方式。 ２ 複数のチヤンネルの時系列デイジタル信号を
   記録する場合、同一チヤンネルの連続するワード
   相互の関係は、記録媒体上の距離を等しく最大に
   する様に記録チヤンネルと記録トラツクを組合せ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   デイジタル信号記録方式。 ３ ３本の記録トラツクに順次デイジタル信号を
   分配し、第１のパリテイワードは、同一トラツク
   上の距離が全てのワードに関し等しくなるよう組
   合せ、第２のパリテイワードは他の１本の記録ト
   ラツクを用いる事を特徴とした特許請求の範囲第
   １項記載のデイジタル信号記録方式。