TW578392B - Coding method and device - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 發明背景 本發明是有關於一種方法與裝置用於將一系列m位元 資訊子元（m為整數）編碼成為一系列η位元編碼字元（η為大 於m之整數）而用於隨後接著之調變。 習知技術說明 運作長度受限碼（run length limited code)通常稱為（d， k)碼，已經廣泛且成功地應用於現代磁性與光學錄製系統 中。此種碼與用於執行該碼的裝置定在由K.A. Schouhamer Immink所著標題為 “Codes for Mass Data Storage System” (ISBN 90-74249-23-X，1999)的書中說明。 運作長度受限碼是較早先之“不回歸零記錄碼”之延 伸，而所錄製之二進制零是代表在記錄介質磁通管中沒有 改變，而所錄製之二進制一是代表由一磁通量方向轉變成 相反方向。 在本發明之（d，k)碼中維持以上的錄製規則而具有另 外的限制··在連續二進制1之間至少錄製d個二進制零，並 且在連續二進制一之間不能錄製超過k個二進制零。 此第一限制之產生是避免當連續錄製一系列二進制一 時，避免由於再製轉換之脈衝擁擠（pulse crowding of reproduced transitions)所造成之符號間干擾。此第二限制 之產生是藉由將“相位閂鎖迴路，，鎖住於再生轉換而從再生 資料中恢復時脈。如果此連續二進制零之未中斷之串太長 而沒有插於中間的二進制一的話，則時脈再生相位鎖住迴 路將失去同步性。

五、發明說明（2) 在例如（1 ’ 7)碼中，在所記錄的二進制一之間至少有 一個二進制零，而在所記錄的二進制一之間沒有超過七個 經錄製之連續二進制零。 此經編碼位元序列經由模式2整合運算而被轉換至相 對應之（由位元單元所形成具有高低信號值）調變信號，二 進制“1”位兀代表在調變信號中由高信號值改變成低信號 值或反之亦然。二進制“〇，，代表調變信號沒有變化。 此调變信號連續轉換之間之最小距離為d+1位元之間 隔’並且此調變信號連續轉換之間最大距離為k+1位元間 隔。 此外’應將此調變信號之低頻成份保持儘可能的小， 並且尤其其直流（dc)成份應該為零； 使用此種沒有直流（dc-free)信號之第一原因為所使用 之錄製頻道在正常情況下不對低頻與直流成份響應。當從 光學兄錄載體（信號是錄製在其上之軌道中）讀取信號時， 抑制此#號中之低頻成份是非常有利的，因為可以作連續 之軌道控制而不會被所錄製的信號干擾。此信號低頻成份 良好之抑制導致具有較少可聽見干擾雜音之改善之軌道控 制。 使用此種信號在光學或磁性光學記錄載體上錄製或讀 取聲頻信號之第一例可以在US-A-4,501，000中找到。該案 說明 8至 14位元調變（EFM: Eight-to-Fourteen Modulation) 系統，其被使用於在光碟（CD)或迷你光碟（MD)上錄製資 訊0 6 578392 五、發明說明（3) 此EFM調變信號是藉由將一系列8位元資訊字元轉變 成一系列14位元代碼字元且在連續代碼字元之間插入3個 合併位元而製得。 此14位元之各編碼字元符合此（d，k)限制，其中d=2 且k=10。這即是說至少2個且至多10個二進制“零”是設置介 於兩個連續的二進制“一 ”之間。為了滿足在兩個編碼字元 之間之（d，k)限制，使用了位元之合併或耦合連接字元。 此編碼之比例為參數而為其效率之量測，它是在資訊 字元中位元數目與代表該資訊字元所須位元數目之商。在 EFM碼中，將8位元資訊字元翻譯成14+3 = 17位元（包括合併 字元），以致於EFM碼之比例等於8/17。 此使用此種方法在光學或磁性光學記錄載體上錄製與 讀取無直流（dc-free)信號之第二例可以在US-A-5,917,857 中找到。該案是關於一種方法用於將一系列之m-位元資訊 字元轉變成經調變之信號。此方法經常稱為EFMPlus。 EFM轉換使用單一靜態轉換表EFMPlus轉換是在每一 次資料字元呈現用於轉換時根據特殊的規則從數個可供使 用的轉換表中選擇一個轉換表，並且使用此經選擇的轉換 表將資料字元轉換成編碼字元。請注意此特殊單一轉換表 之使用是稱為相對應此轉換表之“狀態”(“state”）。 在EFMPlus中總共有八個表，根據四個狀態（編碼狀態 1至4)編成組，各狀態與兩個表相關（主表與替代表）。各主 轉換表包括··可以由八位元1256個資訊字元）所表示之所有 資訊字元，與相對應於此等資訊字元每一個以及四個編碼 7 五、發明說明（4) 器狀態每-個的16位元編碼字元。各替代轉換表包括從 〇〇〇〇〇〇〇〇至01010111(以二進制方式表示）之88個資訊字 π，以及對應於各纽字元與各四個編碼^狀態之16位元 編碼字元。此主與替代表均包括具有值14之下—個狀態 顯示器’其顯示在下—個轉換中所使用編碼器之狀態。以 下概略說明在每次提供資訊字元時從人個轉換表選出編碼 字元之方法。 假設目前編碼器的狀態等於S，與待轉換之資訊字元 等於1。如果此待轉換資訊字元是在〇〇〇〇〇〇〇〇五〇ι〇ι〇1 Η⑺ ㈣）的範圍中’則相對應之編碼字元可以從主表或替 代表選出，這取決於那—個編碼字元達成相對應調變信號 之低頻成份之最大抑制。如果此待轉換之f訊字S不在以 上的範圍内（即i> 87)，則必須使用主轉換表，且無法在低 頻率最大抑制的基礎上作選擇。此等在主表與替代表中編 碼字元是代表位於G<I<88|^中之資訊字元，其對於在 經凋變彳s號中低頻成份具有實質上不同的效應。 在EFMPlus之八個編碼表中有編碼字元其只對應一資 訊字元。此等編碼字元被稱為第一形式之編碼字/在此 第—形式之編碼字元與相對應之資訊字元之間有一對一之 對應關係。第：組的編碼字元是稱為第二形式之編瑪字 疋’其對應於兩個資訊字元’即兩個不同的資訊字元被翻 譯成相同的編碼字元。其意義之模糊可以電解碼器以以下 的方式解決。 此第二形式之編碼字元組是跟隨著狀態2之編碼字元 五、發明說明（5) =3广:_。然而，屬於編碼狀態2與3之編碼字元 °疋不目父’即’它們沒有相同的編碼字元。因此， 1):=以藉由觀察目前的編碼字元與即 態2子疋，並且特別藉由確定下一個編碼字元所屬之狀 S則蜀特地建立與目前編碼字元相關之資訊字元。 _家^在狀態2與3中之編碼字元以此方式編譯，使得藉由 觀察屬於此等狀態2編碼字元之第一與第十三位元，而可以 被使用於建立該編碼字元之相關狀態。因此，與此 =編碼字材關之資訊字元可以藉由觀察目前的編碼ϋ 與下一個編碼字元之第1與13位元而被獨特地解碼。 "美國專利案號υ8-Α·5,79〇,〇56說明一種改良方法用於 從八個編碼表中選出編碼字元。在該專利揭示中所描述之 發明所根據之觀念是，當下一個編碼字元是在狀態2或3中 時:解碼器必須觀察下一個編碼字元。如果下一個編碼字 疋是^狀態1或4中，則解碼器不須要觀察下-個編碼字元。 、當編碼H是在狀態丨中時’如果所傳送之編碼字元與前 -人:傳送之編碼字元滿足所指定（d，k)的限制的話，則與 所給定資訊字元有關之來自狀態1絲態4之編碼字元可以 被傳送。以類似的方式，當編碼器是在狀態4中，如果此所 傳送之編碼字元與前次所傳送之編碼字元滿足所指定的限 制（d k) ’則與所、給定資訊字元有關之來自狀態^或狀態4 、、扁馬子元可以被傳送。此所謂的狀態1 -4交換方法提供選 擇編碼字元較大的自由度用於將經調變信號之低頻成份最 小化。 9 578392 五、發明說明（〇 雖然在US-A-5,917,857中所描述之EFMpius與在 A_5,79M56中所描述之編财法均提供對於Em轉換 方法17/16因數之改善，此項改善是有關於可達成之錄製密 度與對低頻成份足夠之抑制，然而它們須要過多的儲存容 量用於儲存主與替代轉換表。 發明槪要

根據本發明之第一觀點而提供一種方法，用於將一系 列之資料字元轉換成輸出字元流（stream)其包含一系列之 編碼字元’以上是藉由使用編碼字元表與有關的下一個狀 態值而達成；並且其巾對於各資料字元此表提供編碼字元 以及對於各多個現有狀態值之有關之下―個狀態值。此等 編碼字元是第-形式其只對應於_資料字元或是第二形式 其對應於多於料字元，此與第二形式之各編碼字元有 關之下—個狀態值是屬於第—狀態組之—。此下—個狀態 值確保此根據下-個狀態值所選出之相鄰的編碼字元滿足 !作長度限制，並且其中屬於第-狀態組之編碼字元可以 稭由獨特位元結構而辨識，此方法包括以下步驟： a•檢索取出資料字元； b.對於各多個目前狀態值對應於資料字元選出編碼 字元其符合運作長度限制，如果目前狀態值屬於第一狀態 組’其亦匹配目前狀態值之獨特位元結構； 、從此由步驟b中選出之編碼字元選擇碼字元其將造 成輸出位元流之直流成份最接近於零；以及 d•將此從步驟C中選出之編碼字元置於輸出位元流 10 五、發明說明（7) 之中。 根據本發明之第二觀點，此用於將一系列資料字元轉 換成包括-系列編碼字元之輸出位元流之編碼器包括·· a•資料字元輪入用於接收資料字元； b•第一記憶體用於儲存編碼字元表與有關的下一個 狀態值，且其中對於各資料字元此表提供編碼字元與對於 各多個目前狀態值之有關的下一個狀態值。此編碼字元是 第一形式其只對應於一個資料字元或是第二形式其對應: 多於-個資料字元。此與第二形式各編碼字材關的^ 個狀態值是屬於第-狀態組之一。此下一個狀態值確保此 等根據下-個狀態值所選出之相鄰編碼字元滿足運作長度 限制’並且其中此屬於第_狀態組的編碼字元可以 特位元結構而辨識； ㈢ C.選擇器，用於從多#目前狀態值的其他值中選出對 應於資料字元之編碼字元其符合運作長度限制，以及如果 目前狀態值屬於第一狀態組，其亦匹配目前狀態值之獨特 位元結構； d·第二記憶體用於儲存於步驟c中選出之編碼字元； e·運作數位加總電路，用於決定輸出位元流與儲存於 第二記憶體中各編碼字元之運作數位總和； f·選擇器，用於從第二記憶體選出編碼字元，其在步 驟d中具有最低的運作數位總和；以及 g·編碼字元輸出，用於將編碼字元置人輸出位元流 中0

578392 五、發明說明（s) 因此’本發明提供一種方法與裝置，用於將一系列之 輸入資料字元編碼成為輸出位元流適合用於在記憶介質上 錄製（例如是數位多功能光碟（DVD、Digital Versatile Disc)) ’其可以達成輸出位元流之如成份之高度抑制且無 須儲存替代表。有利的是，不須要改變解碼器設備，因為 使用根據本發明的方法所編碼之位元流與現有的解碼器保 持相容可用。 在較佳實施例中，目前狀態值與下一個狀態值的數目 是4 ’且典型地此等值是在1至4的範圍中。 此外，當目前狀態與下一個狀態值是在丨至4之範圍中 時，此第一狀態組在正常情況下包括目前狀態與下一個狀 態值2與3。在此情況中，此對應於目前狀態與下一個狀態 值2或3之編碼字元之獨特位元結構是至少兩個位元具有預 先設定值。較佳的是，此對應於目前狀態2之編碼字元之獨 特位元結構為其第一與第十三位元為零。同樣地，此對應 於目前狀態值3之編碼字元之獨特位元結構較佳為至少第 一與第十三位元之一不為零。 一型地’此 > 料子元的長度為8位元且編碼字元的長度 為16位7〇。 此運作長度限制如同參考習知技術所說明者正常情況 下為（d，k)限制。這即是說此運作長度限制正常情況下為 在輸出位元流之各二進制“丨，，之間至少有第一數目的二進 制零’並且有不超過第二數目之二進制零。典型地，此第 數目為2且此弟二數目為1〇。 12 五、發明說明（9) 在較佳實施例中，藉由計算輸出位元流與符合運作長 度限制之所有編碼字元之運作數字總和，以選出會造成輸 出位元流之直流成份最接近於零之編碼字元，並且如果目 前狀態值屬於第一狀態組，則此編碼字元匹配符合目前狀 態值之獨特位元結構。 可以使用一種記錄介質以承載根據本發明第一觀點所 轉換之位元流。合適之錄製介質包括光碟（CD)、數位多功 能光碟（DVD : Digital Versatile Disc)以及迷你光碟（MD)。 編碼器之運作數位加總電路可以包括：記憶體其儲存 查看表（look up table)，於其中儲存用於各編碼字元之個別 運作數位總和；記憶體用於儲存輸出位元流之目前運作數 位總和；方向旗標用於顯示此運作數位總和是在增加或減 少；以及加法/減法器用於根據方向旗標將編碼字元之個別 運作數位總和加至輸出位元流之目前運作數值總和、或由 輸出位元流之目前運作數位總和減去個別運作數位總 和° 典型地，此記憶體亦儲存用於各編碼字元之方向改變 旗標。在此情形中，如果此方向改變旗標被設定，則此方 向旗標反轉，否則此方向旗標保持不變。 以替代的方式，此運作數位加總電路可以包括增/減 (up/down)二進制計數器，有偵測到二進制一之後計數的方 向改變，藉由彳貞測到二進制一或零此計數值適當地增加或 減少。 現在將參考所附圖式說明根據本發明之編碼器與編碼 13 578392 五、發明說明（ίο) 方法之例，其中： 圖式之簡單說明 第1圖顯示編碼器之例； 第2A-D圖顯示編碼表，其中建立資訊字元與編碼字元 之間的關係； 第3圖顯示運作數位加總電路之第一實施形式；以及 第4圖顯示運作數位加總電路之第二實施形式。 較佳實施例之說明 第1圖顯示編碼器，用於將.位元資訊字元轉換成n_ 位元編碼字元，此編碼器包括轉換器5〇被連接至寬度為m 位元之匯流排51而用於接收ni-位元資訊字元，且連接至寬 度為η位元之匯流排52用於傳送經轉換之卜位元編碼字 元。在此例中，m為8且η為16。 此外，轉換器50連接至寬度為s_位元之匯流排53用於 接收編碼器目前狀態值其顯示瞬間編碼狀態，並且連接至 寬度為s-位元之匯流排55以傳送編碼器之下一個狀態值。 在此例中，可能的編碼器狀態之數目為4，因此8為2。 此s·位元之目前狀態值是由緩衝記憶體54所儲存，其 例如包括s正反器（flip-fi〇p)。此緩衝記憶體54連接至匯流 排55用於接收來自轉換器5〇之下一個狀態值，且連接至匯 流排53用於傳送目前儲存於緩衝記憶體54中之目前狀態 值。 〜 為了能夠對於一給定之資訊字元選擇傳送4 n_位元編 碼字元之那一個字元，亦將轉換器5〇經由匯流排71與72而

578392 五、發明說明（11) 連接至計算與選擇裝置70。如同以下將說明，此計算與選 擇裝置70決定此4個η-位元編碼字元之那一個應被傳送至 η-位元之匯流排52。 轉換器50將η-位元之編碼字元輸出至匯流排52上且將 s-位元之下一狀態值輸入至匯流排55上，其對應於在匯流 排5 1上之m-位元資訊字元，在匯流排53上之s-位元之目前 狀態值以及在匯流排71上之選擇值。為了如此作，此轉換 若50可以包括組合（combinatorial)邏輯電路，用於從m-位 元資訊字元與s-位元目前狀態值而產生所須之η-位元編碼 字元與s-位元之下一狀態值輸出。 以替代的方式，轉換器50包括可由匯流排51，53以及 71所定址之唯讀記憶體（ROM)且包含資訊字元與下一狀態 值。實質上，此在轉換器50中之ROM包含於第2圖中顯示 表之内容。以此方式，當資訊字元，目前狀態值以及選擇 值各自出現於匯流排51，53以及57上時，此ROM可以擷取 相關的資訊字元與下一狀態值且各將它們置於匯流排52與 55上。 匯流排52被連接至並聯一至一串聯轉換器56之並聯輸 入，其將經由匯流排52而從轉換器50所接收之編碼字元轉 換成一系列位元流經由信號線57供應至調變電路58。此將 位元流轉變成經調變之信號而在線60上傳送。 典型地，調變器58將此在信號線57上所接收之位元流 以傳統的方式轉變成不歸零（NRZ : non-return to zero)碼。 如此，此調變電路58可以例如是模（mldulo)-2積分器。

15 五、發明說明（12) 為了實施作業同步之目的，此在p圖中所 包括時脈產生電路（未圖示）用於產生時脈信號以控制並聯 /串聯轉換器58並且以控制緩衝記憶體“之裝載。 各資訊字元對應於四個編碼字元與四個下一個狀態 j。使用此目前狀態值而從四的集合選出—編碼字元與下 —個狀態值。然而如果符合某些限制的話，此轉換器可以 供應對應於資訊字元之其他三個編碼字元之一。 這些限制是運作長度限制與位元結構限制。此運作長 度限制典型的是(d，k)限制，其已經參考習知技術說明過。 此位元結構限制之產生是由於須要能夠在屬於狀態2 與3之編碼字几之間區別，而此將在隨後說明。在此情況 中，這是藉由檢視編碼字元之第一與第十三位元而達成。 屬於狀態2之編碼字元具有其第一與第十三位元均設為 零，而屬於狀態3之編碼字元之第—與第十三位元之至少一 個等於一。 ^因此如果想要以其他狀態之編碼字元以取代在狀態2 或3中的編碼字元，則必須符合位元結構限制。因而，此替 ^、4碼字疋之第一與第十三位元必須等於零以取代屬於狀 態之編碼字元，並且此替代編碼字元之第一與第十三位元 之至少之一必須等於丨以取代屬於狀態3之編碼字元。 此在合適編碼字元之間之最後選擇是在直流電（dc)控 制的基礎上作決定。這即是說將選擇編碼字元其造成此在 信號線60上之經調變位元流之直流電成份最接近於零。 為了在運作長度限制，字元結構限制以及直流電控制 578392 13 發明說明 的基礎上在編碼字元之間選擇的目的而使用計算與選擇裝 置70。當經由匯流排51接收到資訊字元時，轉換器％將^ 應於=貝訊予元之所有四個編碼字S與目前狀態值經由匯流 排72傳送至計算與選擇裝置7()。此計算與選擇裝置％將這 些儲存於局部記憶體中。 5 计算與選擇裝置7〇包括裝置用於決定此四個編碼字元 組之每一個符合此運作長度限制，以及如果合適的話是否 符合位元結構限制。 典型地，此用於決定是否符合運作長度限制的裝置包 括組合式邏輯電路，以計數在各四個編碼料之開始與前 一個字兀結束之二進制零的整個數目，且如果此整個數目 是在此運作長度範圍之内，，符合此(d，k)限制的話， 則提供預先設定之輸出。 此用於決定是否符合位元結構限制的裝置典型地包括 另-個組合邏輯電路。例如，若且唯若此編碼字元之第一 與第十二位70均為二進制零的話，則可以設計1^〇汉閘以產 生二進制1的輸出。 對於那些符合運作長度限制與字元結構限制之編碼字 元，此計算與邏輯裝置70然後決定對於每一個之低頻成 份，並且選擇此編碼字元其最會造成在信號線6()上經調變 位元流最接近於零。在此計算裝置之較佳實施例中，使用 此運作數位總和用於建立此經調變信號之低頻成份。 可以以許多方式以決定此運作數位總和。第一種實施 方式是使用如同於第3圖中所顯示之二進制增/減(up-·) 17 五、發明說明（14 ) 計數器100。將此編碼字元之位元提供給計冑器1〇〇作為具 有最重要位元在最先之連續位元流。如果此增/減計數器 在此位元流巾_到三㈣—或㈣此計數值合適地 增加或減少，並且如果此增/減計數器刚在位元流中偵測 到二進制…則在此計數值被適當地增加或減少之後將此 計數的方向反I此用於顯示此運作數位總和正在增加或 減少之運作數位總和與方向旗標是儲存於累加㈣4。如 果此方向旗標—此運作數位總和正在增加収用加法 器/減法器102將對於提供給此增/減計數器之每一個編碼 字元而由此計數輯產生計難加至運作數㈣和。替代 式地，如果此方向旗標顯示此運作數位總和正在減少，則 藉由加法器/減法器1〇2將對於提供給此增/減計數器之每 -個編碼以而由此計數㈣產生之計數餘此運作數位 總和中減去。此項加或減的結果則儲存於暫存器1〇3中。當 已經選擇了編碼字元時，則使用來自暫存器1〇3適當的結果 以更新具有新運作數位總和之累加器1 〇 1。 另-個實施方式是如同在第4圖中所示使用記憶體ιι〇 以取代增/減計數器100。此記憶體11〇在查看表（1⑽k叩 tab⑷中儲存㈣每一編號字元之個別運作數位總和與方 向改變旗標（flag)。如同先前，此用於顯示運作數總和是在 增加或在減少之運作數位總和與方向旗標是儲存於累加器 101中。如果此方向旗標顯示此運作數位總和正在增加，則 使用加法器/減法器102,將對於提供給記憶體11〇之各編碼 字元由此記憶體所提供之個別運作數位總和加至運作數位 578392

五、發明說明（is)

總和。替代式地，如果此方向旗標顯示此運作數位總和正 在減少，則藉由加法器/減法器102將對於提供給記憶體11〇 之各編碼字70而由此記憶體所提供之個別運作數位總和從 運作數位總和減去。此加或減的結果是儲存於暫存器103 中。當已經選擇了編碼字元時，則使用來自暫存器103之適 田結果以更新具有新運作數位總和之累加器101。如果與所 選擇編碼字元有關的方向改變旗標被設定，則此方向旗標 之值反轉。因此，此運作數位總和是增加或減少是取決於 方向旗標與方向改變旗標之目前值。 此經選出之編碼字元經由匯流排73提供給轉換器50， 且如同已經說明，轉換器50將此編碼字元與下一個狀態值 各自輸出至匯流排52與55上。

第2A至D圖顯示由轉換器5〇所使用之表，以決定對於 各、位元資訊字元與目前狀態值提供那一個16_位元編碼 子元與新狀態值。須指定編碼字元與下一個狀態值使其符 口預先5又定之運作長度限制（d，k)。因此，如果選擇編碼 字元如同只由資訊字元與下一個狀態值所顯示，則此編碼 位元流將符合運作長度限制，雖然這將不可能控制直流（電） 之成伤然而，與此資訊字元有關之經調變字元之差異在 實質上相對的，因此當由不同狀態來替代編碼字元時，此 在運作數位總和上的效應是重要的。 此查看表包括攔位200用於以字典中的順序以儲存2m 或256個可能的8·位元資訊字元、以及-對欄位201a-d、 d其包含用於各目前狀態值203a-d之相對應編碼字元 19 578392 五、發明說明（16 與下一個狀態值。 存在有單獨對應於資訊字元之編石馬字元，其為人所知 為第一形式之編碼字元，以及被重覆且對於相同之目前狀 態值重覆出現。這些是第二形式之編碼字元。然而，此下 一個狀態值總是在此等重覆編碼字元之間不同。例如，由 第2圖可以看出在攔位2〇la中，對於資訊字元6與7之編碼字 元是相同，但是下一個狀態值是各為3與2而不同。 此等狀態可以被分為兩組，狀態丨與4屬於第一狀態組 而狀態2與3屬於第二狀態組。此第二狀態組是由下一個狀 態值所組成，它在當解碼時被要求以決定此重覆之編碼字 元對應於那一個資訊字元。因此，以以上所給之例子是可 以藉由確定以下之編號字元是屬於狀態2與3而決定此資訊 字元是6或7。這是如同已經說明是藉由此等狀態之獨特唯 一的位元結構而決定。 當每一次進行資訊字元之轉換時，（給定此編碼器是在 狀態1或4中），此由四個編碼字元所選出特定的編碼字元是 對應於此資訊字元其與先前寫入之編碼字元滿足所指定之 運作長度（d , k)限制，且對此限制此運作數位總和最接近 於零。以此方式將此經調變信號之直流（DC)電壓位準保持 在接近於零之實質上恆定之位準，且將低頻成份保持儘可 能的小。 當編碼器是在狀態1或4中時，此在進入此狀態立即之 前被轉換之編碼字元是屬於第一形式。根據定義在解碼期 間此狀態1或4編碼字元並無須遵守單獨地建立與先前編碼 20 578392 五、發明說明（η) 字元有關之資訊字元。因此，編碼器可以從與所給定資訊 字元有關之四個編碼字元之任一個選擇，只要它滿足此運 作長度或（d，k)限制。 以下的例子澄清此編碼與選擇程序。假設此編碼器狀 態為1(或4)，且假設此先前傳送編碼字元之後面跟隨之二 進制零的數目是5。如果此資訊位元，i=0，則與此位元組 (byte)i=0有關之所有四個編碼字元（即 ， 000001001000000、0100000100100000、0100100001001000 以及0100000100100000(請參考第2圖）可以與所有的編碼 字元（其先前之編碼字元未違反d=2與k=10之運作長度限制 者）被收集入選擇集合S中。 如果，另一方面，此先前的編碼字元之後面跟隨的零 之數目為7，則只有三個編碼字元0100000100100000、 010010000100100、以及 0100000100100000被收集入選擇集 合s中，因為編碼字元0000010010000000違反k=10之限制， 由於其連續二進制零之數目（7個後面二進制零與5個前面 的二進制零）超過10。 如果選擇集合S之組成成份之數目大於1，則此編碼字 元選擇器從在此選擇集合中可供使用之編碼字元選擇其對 於低頻成份最有利之編碼字元。如果此選擇集合只包含一 個組成成份，則沒有其他的選擇只好傳送此單一的編碼字 元。 須將在狀態2與3中之編碼字元編譯使得觀察屬於狀態 2與3之編碼字元之第一與第十三位元，即足以建立該編碼

21 578392 五、發明說明（is) 字元之相關狀態。 尤其是，在狀態2中之編碼字元之第一與第十三位元均 等於零，而在狀態3中之編碼字元第一與第十三位元並不均 為零。第二種形式之編碼字元總是跟隨著第二狀態組（即狀 態2或3)之編碼字元。因此，與第二形式編碼字元有關之資 訊字元可以藉由觀察目前的編碼字元與下一個編碼字元之 第一與第十三位元而獨特地解碼。 當每一次進行資訊字元之轉換時，（給定此編碼器是在 狀態2中），此由與資訊字元有關的四個編碼字元所選出特 定之編碼字元其與先前寫入之編碼字元是滿足所指定（d， k)限制與位元結構限制，這即是其第一與第十三位元等於 零且對於此編碼字元此運作數位總和最接近於零。 同樣的，當每一次進行資訊字元之轉換時，（給定此編 碼器是在狀態3中），此由與資訊字元有關的四個編碼字元 所選出特定之編碼字元與先前寫入之編碼字元滿足所指定 (d，k)限制與位元結構限制，這即是其第一與第十三位元 均不為零且對於此編碼字元此運作數位總和最接近於零。 以下的例子澄清編碼與選擇程序。假設編碼器的狀態 等於2，且假設此先前傳送之編碼字元之後面跟隨零的數目 為5。如果此資訊字元i=0，則與i=0有關之所有四個編號字 元，即：0000010010000000 、 0100000100100000 、 0100100001001000、以及 0100000100100000(請參閱第 2圖） 滿足此情形即其與先前之編碼字元不違反此d=2與k= 10之 限制。

22 五、發明說明（l9) 由於目前的狀態等於2,候選之編碼字元之第一與第十 三位元必須均為零。因此選擇集合s包括兩個組成成份，即 0000010010000000與0100000100100000 。 如果此選擇集合之組成成份數目超過1，則此編碼字元 選擇器從此選擇集合中之組成成份中選擇對低頻成份最有 利之編碼字元。如果此選擇集合只包含一個組成成份，則 除了將單一的編碼字元傳送之外沒有其他的選擇。 雖然此選擇集合之大小取決於運作長度限制，這意指 對於各資訊字元並非在所有情況下均可有大於一個編碼字 元的選擇集合，然而可能會影響運作數位總和，實際上這 顯得足以確保在經調變的信號中沒有低頻成份。 在此編碼字元集合中較佳包括與資訊字元有關之編碼 字元對（pair)，對於此等字元對而言其在運作數位總和中所 造成之改變最大，即，編碼字元對其相關之調變信號具有 相對的不一致（opposite disparity)，而此不一致被界定為在 經調變信號中二進制零與二進制一之間數目之差。 23 578392 五、發明說明（2〇) 元件標號對照 50…轉換器 51…匯流排 52…匯流排 53…匯流排 54…緩衝記憶體 55…匯流排 56…轉換器 57…信號線 5 8…調變電路 60…線 70…計算與選擇裝置 71…匯流排 7 2…匯流排 100…計數器 101…累加器 102…加法器/減法器 103…暫存器 110…記憶體 24

Claims (1)

1. 力、申請專利範圍 第91121642號申請案申請專利範圍修正本92111〇. •一種用於將―系列資料字元轉換成包括-系列編碼字 元之輸出位元流的方法，而此為使用編碼字元表與相關 之下-狀_值所達成，並且其巾對於各資料字元此表提 供編碼字元以及對各多個目前狀態值有關的下一個狀 態值，此編碼字元是：只對應於-個資料字it的第-形 式、或是對應於-個以上資料字元的第二形式，此與第 一形式之各編碼字元有關之下—個狀態值是屬於第-狀態組’此下-狀態值確保此等根據下—狀態值所選擇 之相鄰編碼字元滿足運作長度限制，並且其中此等屬於 第-狀態組之編碼字元可以藉由獨特之位元結構而辨 識，該方法包括以下步驟： a·檢索取出資料字元； 〜b.對於各夕個目前狀態值對應於資料字元選出編 竭字元其符合運作長度限制，如果目前狀態值屬於第-狀態組’其亦匹配目前狀態值之獨特位元結構； —e·從在㈣b中所選出之此等編碼字元選出編碼 子疋’其造成輸出位元流之直流（de)成份最接近於零； 以及 d. 元流中 將此於步驟c中所選出 之編碼字元置入輸出位 目前狀態值與下 此目前狀態值與 2. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中 一狀態值之數目為4。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中 、申請專利範圍 下—健隸是在…的範圍中。 4. 如申請專利範圍第3項 θ _ 、又方法，其中，第一狀態組包括 目則狀4值與下—狀態值2與3。 5. 如申請專利範圍第4項 態值⑷之編碼其中，此對應於目前狀 日各 I獨特位元結構為至少兩個位元 具有預先設定之值。 如申請專利範圍第5項之 ^ 心万决，其中，此對應於目前狀 =2之編碼字元之獨特位元結構為其第—與第三位元 均為零。 10 六 6. 7. ^請專利範圍第5或6項之方法，其中，此對應於目前 L值3之編碼字元之獨特位元結構為其第一與第十三 位元均不為零。 8·=請專利範圍第1之方法，其中，資料字元之長度為8 9· ^申請專利範圍第β之方法，其中，資料字元之長度 為16位元。 10·如申請專利範圍第1項 "之方法，其中，此運作長度限制 為：在此輸出位元流之各二進制一之間至少有第一數目 之二進制零與不超過第二數目之二進制零。 U·如申請專利範圍第Η)項之方法，其中，此第_數目為2 且此第二數目為10。 12.如申請專利範圍第！項之方法，其中，編碼字元之選擇 (其造成輸出位元流之直流(dc)成份最接近於零）是包括 計算輸出位元流以及符合運作長度限制之所有編碼字 26 六、申請專利範圍 兀之運作數位總和，並且如果目前狀態值是屬於第一狀 態組，則匹配此目前狀態值之獨特位元結構。 種裝載經轉換位凡流之記錄媒體，其中該位元流係使 用以下方法轉換而得；亦即於該方法中，一系列之資料 子元被轉換成包括-系列編碼字^之輸出位元流，而此 為使用編碼字元表與相關之下_狀態值所達成，並且其 2對於各資料字元此表提供編碼字元以及對各多個目 刚狀態值有關的下-個狀態值，此編碼字元是··只對應 於一個資料字元的第-形式、或是對應於_個以上資料 字元的第二形式，此與第二形式之各編碼字元有關之下 一個狀態值是屬於第-狀態組，此下_狀態值確保此等 根據下-狀態值所選擇之相鄰編碼字元滿足運作長度 限制’並且其中此等屬於第-狀態組之編碼字元可以藉 由獨特之位元結構而辨識，該方法包括町步驟··曰 a. 檢索取出資料字元； b. 對於各多個目前狀態值對應於資料字元選出編 碼字元其符合運作長度限制，如果目前狀態值屬於第一 狀態組，其亦匹配目前狀態值之獨特位元結構； 一 C.從在步驟b中所選出之此等編碼字元選出編碼 子疋，其造成輸iiMi元流之直流（de)成份最接近於 以及 、， d•將此於步驟^所選出之編碼字元置入輸出位 元流中。 此記錄媒體 14.如申請專利範圍第13項之記錄媒體，其中 578392 六、申請專利範圍 是光碟（CD)、數位多功能光碟①VD)或迷你光碟。 15. -種用於將-系列資料字元轉變成包括—系列編碼字 元之輸出位元流之編碼器，其包括： a·資料字元輸入用於接收資料字元； b·第一記憶體用於儲存編碼字元與有關下一個狀 態值之表，並且其中對於各資料字元此表提供對於各多 個目前狀隸之編碼字元與有_下—狀態值；此編碼 字兀是第一形式其只對應於一資料字元、或是第二形式 其對應於-個以上之資料字元；此與帛二料各編碼字 兀有關之下一個狀態值是屬於第一狀態組之一，此下一 狀態值確保此根據下-個狀態值所選出之相鄰編碼字 70滿足運作長度限制，並且其中屬於第—狀態組之編碼 字元可以由獨特之位元結構辨識； C·選擇H，用於從多個目前狀態值之其他值選出 對應於資料字元之編碼字元其符合運作長度限制並 且’如果目前狀態值屬於第一狀態組，其亦匹配目前狀 態值之獨特位元結構； d.第二記憶體用於儲存於步驟c中所選出之編碼 字元； ' _ e·運作數位加總電路，用於確定此輸出位元流與 儲存於第二記憶體中各編碼字元之運作數位總和； f·選擇器，用於從第二記憶體選擇編碼字元，其 在步驟d中具有最低之運作數位總和； g·編碼字元輸出，用於將編碼字元置入輸出位元 六、申請專利範圍 流中。 16. 如申請專利範圍第15項之編碼器，其令，此運作數位加 總電路包括增/減二進u 4 g 疋市ht數益，在偵測到二進制一之 :麦其計數之方向改變’且藉由_到二進制一 數值作適當地增加或減少。 文汁 17. 如申請專利範圍第15項之編碼器，其中，此運作數位加 總電路包括記憶體其儲存查看表（look_up table)，其具 有用於各編碼字元之個別運作數位總和。 、 18·如申請專利範圍第17項之編碼器，其中，此查看表亦具 有用於各編碼字元之方向改變旗標。