專利名稱：數(shù)字信號編碼方法及裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號編碼方法及裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法及裝置，特別適用于對數(shù)字信號附加糾錯碼的編碼和譯碼。
背景技術(shù)：
過去，在小型盤(CD)中，把音頻信號數(shù)字化后使用與CD格式對應(yīng)的編碼方法進(jìn)行編碼并記錄下來。CD信號的格式示于

圖14。1幀由1字節(jié)的子碼、24字節(jié)的數(shù)據(jù)碼和各4字節(jié)的C1、C2糾錯碼(CIRC(Cross Interleave Read-Solomon Code即，交叉交錯里德—所羅門碼))共33個字節(jié)構(gòu)成。此外，在1幀的起始還附加幀同步信號。由此，除子碼之外，糾錯碼在整個數(shù)據(jù)量中所占的比例、即冗余長度就變成為8字節(jié)/32字節(jié)＝25％。
在CD信號的格式中，如圖15所示，由98幀形成1個塊，將它稱為1個扇區(qū)。1個扇區(qū)的數(shù)據(jù)為2352字節(jié)。此外，在1個扇區(qū)的開頭2幀的子碼中記錄著稱為S0、S1的固有模式，由此來判別扇區(qū)的開頭位置。再有，糾錯碼CIRC是將2級里德-所羅門(Read-Solomon)碼、即C1、C2交錯結(jié)合而成的。
該CD的編碼/譯碼裝置的構(gòu)成示于圖16。在編碼裝置中，數(shù)字化音頻信號的數(shù)據(jù)以L、R通道的各6個采樣點(diǎn)即24個字節(jié)作為1個單位輸入到CIRC編碼電路1中。該CIRC編碼電路1由圖17所示那樣的電路構(gòu)成。即偶數(shù)采樣點(diǎn)延遲電路21、量化電路22將偶數(shù)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)分別延遲2幀并進(jìn)行數(shù)據(jù)的序列變換。這是為了當(dāng)出現(xiàn)不能修正時用相鄰的數(shù)據(jù)對不能修正的遺留部分進(jìn)行內(nèi)插從而使聲音聽起來時，聽感不受到明顯的影響。
C2碼編碼部分23算出C2奇偶校驗(yàn)的4個字節(jié)并加到原來的24字節(jié)的碼上。交錯器24進(jìn)行最大延遲達(dá)到108個幀的交錯。C1碼編碼部分25算出4字節(jié)的C1奇偶校驗(yàn)并加到包含了原來的碼和C2奇偶校驗(yàn)的28個字節(jié)上，其結(jié)果是整個數(shù)據(jù)長度成為32個字節(jié)。
奇數(shù)符號延遲電路26只將序號是奇數(shù)的符號進(jìn)一步延遲1幀。延遲的理由是為了當(dāng)橫跨2個字節(jié)出現(xiàn)隨機(jī)錯誤時使其在1個C1碼系列上只影響1個符號。反相器27使奇偶校驗(yàn)的極性反轉(zhuǎn)以便防止當(dāng)所有的數(shù)據(jù)由于錯誤而變成0時判斷成沒有錯誤。
這樣得到的CIRC的編碼輸出由子碼附加電路2對每32個字節(jié)附加1字節(jié)的子碼。在這里，上述表示扇區(qū)開頭的碼S0、S1也作為子碼被附加上去。而且在下一級EFM(8-14調(diào)制)調(diào)制電路3中進(jìn)行EFM調(diào)制，在幀同步信號附加電路4中對幀的開頭附加同步信號，然后送到刻紋裝置5中。通過刻紋裝置5進(jìn)行環(huán)規(guī)校對，這樣就制造出按CD格式記錄了數(shù)字音頻信號的盤6。
在譯碼裝置中，作為編碼的逆處理進(jìn)行譯碼。即，從盤6讀出的信號經(jīng)RF放大器7、通過幀同步信號檢出分離電路8檢出并分離幀同步信號。接著利用EFM解調(diào)電路9進(jìn)行EFM解調(diào)，用子碼檢出分離電路10檢出并分離1幀開頭的子碼，輸入到CIRC譯碼電路11。在該子碼檢出分離電路10中，通過檢出S0、S1碼來判別扇區(qū)的開頭。該CIRC譯碼電路11由圖18所示那樣的電路構(gòu)成，每一幀包含32個字節(jié)。
即，偶數(shù)符號延遲電路31使1幀32字節(jié)中的偶數(shù)序號的符號延遲1幀。下面的奇偶極性反轉(zhuǎn)電路32使奇偶極性反轉(zhuǎn)。C1碼譯碼部分33利用C1碼進(jìn)行糾錯處理。由此，除C1奇偶校驗(yàn)之外的28個字節(jié)被送到下面的反交錯器34進(jìn)行反交錯。C2碼譯碼部分35利用C2碼進(jìn)行糾錯處理。由此，除C2奇偶校驗(yàn)之外的24個字節(jié)被送到下面的反量化電路36進(jìn)行反量化。奇數(shù)采樣點(diǎn)延遲電路37將反量化了的數(shù)據(jù)中的奇數(shù)序號的采樣點(diǎn)延遲2幀，這樣，便輸出1幀24字節(jié)的數(shù)據(jù)。
這里，使用圖18和圖19來說明C1碼系列、C2碼系列和實(shí)際記錄在盤上的數(shù)據(jù)的關(guān)系。圖19中橫方向是C1碼系列，根據(jù)C1碼按照該順序進(jìn)行糾錯。假定在實(shí)際的盤上數(shù)據(jù)是按D0、D1、D2的順序記錄的，首先，D0、D1、D2……并行輸入到偶數(shù)符號延遲電路31。由于在偶數(shù)符號延遲電路31中，偶數(shù)序號的符號即D1、D3、D5……被延遲1幀，因而在某一時刻的C1碼譯碼部分33的入口處，并行輸入圖19中橫方向所示的C1碼系列的1幀的符號，例如D32、D1、D34、D3……D29、D62、D31。從而，從盤上讀出的數(shù)據(jù)與C1碼系列的關(guān)系則如圖19所示那樣呈鋸齒形。如果用數(shù)學(xué)式來表示這一關(guān)系則如下所示。設(shè)i為C1碼系列的序號，j為C1碼內(nèi)符號的序號。k為記錄在盤上的符號的順序，將符號用DK來表示。則(i，j)如下式所示。
i＝(k/32)＋(k mod 2)j＝k mod 32 (1)式中，除法運(yùn)算將小數(shù)點(diǎn)后的尾數(shù)舍去。此外，mod表示余數(shù)。這些定義在以下的各式中也同樣適用。
在交錯器34中，由于相對于C1碼譯碼部分33的輸出產(chǎn)生最大達(dá)到108個幀的延遲，因此如圖19中用虛線的箭頭所示那樣，從C1碼系列中每隔4個系列取出1個符號所形成的符號系列作為C2碼系列輸入到C2碼譯碼部分35的入口處。因此，為了使用C2碼來糾錯，必須從盤上讀出C1碼系列的108個幀的符號。再者，在本發(fā)明中，將用C2碼系列糾錯所必要的C1碼系列的幀稱為交錯約束長度。在CD的情況下，交錯約束長度為108幀。
然而，雖然如上述那樣在CD上使用的CIRC是對隨機(jī)錯誤、成組錯誤兩者都是有效的糾錯碼，但其糾錯能力有限制，當(dāng)想要高密度地記錄數(shù)字信號時，容易產(chǎn)生不能糾錯的情況。此外，當(dāng)想要用盤來記錄大量的數(shù)據(jù)時，由于在整個數(shù)據(jù)量中糾錯碼所占的比例即冗余長度已經(jīng)決定，所以，可以記錄的數(shù)據(jù)量也受到限制。
還有，在CD格式中，沒有區(qū)別幀的順序的信息。因而，在成組出錯而連續(xù)幾幀不能讀出時，無法知道丟失的幀數(shù)究竟是多少，其結(jié)果不能進(jìn)行C2碼糾錯，存在最終不能糾錯的問題。
發(fā)明的公開本發(fā)明是考慮以上幾點(diǎn)而提出的，本發(fā)明提出了在對數(shù)字信號附加糾錯碼后進(jìn)行編碼、譯碼時能夠以簡易的結(jié)構(gòu)提高糾錯能力并減少冗余長度的數(shù)字信號編碼方法和裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法和裝置。
在為了解決有關(guān)課題的本發(fā)明中，在對數(shù)字信號附加糾錯碼后進(jìn)行編碼的數(shù)字信號編碼方法方面，將至少使用輸入數(shù)字信號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上，將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開并各取出1個符號而形成的多個符號相當(dāng)?shù)牡?碼系列求出來的第2奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上，將附加了第1和第2奇偶校驗(yàn)的輸入數(shù)字信號排列成使第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致。
在本發(fā)明中，在對數(shù)字信號附加糾錯碼后進(jìn)行編碼的數(shù)字信號編碼裝置方面，設(shè)有將至少使用輸入數(shù)字信號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上的附加裝置；將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開并各取出1個符號而形成的多個符號相當(dāng)?shù)牡?碼系列求出來的第2奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上的附加裝置；將附加了第1和第2奇偶校驗(yàn)的輸入數(shù)字信號排列成使第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致的排列裝置。
在本發(fā)明中，在把對數(shù)字信號附加糾錯碼后再編碼的編碼數(shù)字信號記錄下來的數(shù)字信號記錄媒體方面，編碼數(shù)字信號是如下生成的即將至少用輸入數(shù)字信號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開并各取出1個符號而形成的多個符號相當(dāng)?shù)牡?碼系列求出來的第2奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將附加了第1和第2奇偶校驗(yàn)的輸入數(shù)字信號排列成使第2碼系列的符號序列與數(shù)字信號記錄媒體上的符號序列不一致。
在本發(fā)明中，編碼數(shù)字信號通過將至少使用輸入數(shù)字信號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開并各取出1個符號而形成的多個符號相當(dāng)?shù)牡?碼系列求出來的第2奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將附加了第1和第2奇偶校驗(yàn)的輸入數(shù)字信號排列成使第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致來生成，在對這樣生成的編碼數(shù)字信號進(jìn)行譯碼的數(shù)字信號譯碼方法方面，對由傳送線路供給的編碼數(shù)字信號進(jìn)行序列變換，對該已序列變換了的編碼數(shù)字信號用第1奇偶校驗(yàn)在第1碼系列的方向上進(jìn)行第1錯誤校正，對已序列變換了的編碼數(shù)字信號用第2奇偶校驗(yàn)在第2碼系列的方向上進(jìn)行第2錯誤校正。
在本發(fā)明中，編碼數(shù)字信號通過將至少使用輸入數(shù)字信號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開并各取出一個符號而形成的多個符號相當(dāng)?shù)牡?碼系列求出來的第2奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將附加了第1和第2奇偶校驗(yàn)的輸入數(shù)字排列成使第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致來生成，在對這樣生成的編碼數(shù)字信號進(jìn)行譯碼的數(shù)字信號譯碼裝置方面，設(shè)有將從傳送線路供給的編碼數(shù)字信號進(jìn)行序列變換的變換裝置；對已序列變換了的編碼數(shù)字信號用第1奇偶校驗(yàn)在第1碼系列的方向上進(jìn)行第1錯誤校正的裝置；對已序列變換了的編碼數(shù)字信號用第2奇偶校驗(yàn)在第2碼系列的方向上進(jìn)行第2錯誤校正的裝置。
在對數(shù)字信號附加糾錯碼后再編碼時，通過將碼長度、校正奇偶校驗(yàn)的個數(shù)、交錯約束長度在小型盤格式的基礎(chǔ)上增加后再編碼，與小型盤的格式相比可以減少冗余長度、增加可記錄的數(shù)據(jù)量，總之，在對數(shù)字信號附加糾錯碼后再編碼和譯碼時，可以用簡易的結(jié)構(gòu)提高糾錯能力和減少冗余長度。
圖1為示出按照本發(fā)明的數(shù)字信號編碼及譯碼方法的C1碼的1個碼長的構(gòu)成的簡略圖。
圖2為供說明L格式交錯的簡略圖。
圖3為供說明S格式交錯的簡略圖。
圖4為供說明按照本發(fā)明的數(shù)字信號編碼及譯碼方法的扇區(qū)構(gòu)造的簡略圖。
圖5(A)和5(B)為示出盤上的記錄順序和C1碼順序的簡略圖。
圖6為示出盤上的記錄順序和C1碼順序的簡略圖。
圖7為示出本發(fā)明的數(shù)字信號編碼裝置的一實(shí)施例的方框圖。
圖8為示出圖7的數(shù)字信號編碼裝置中L格式的糾錯碼編碼處理部分的構(gòu)成框圖。
圖9為示出圖7的數(shù)字信號編碼裝置中S格式的糾錯編碼處理部分的構(gòu)成框圖。
圖10為示出本發(fā)明的數(shù)字信號譯碼裝置的一實(shí)施例的方框圖。
圖11為供說明成組錯誤的糾正處理的簡略圖。
圖12為示出圖10的數(shù)字信號譯碼裝置中L格式的糾錯譯碼處理部分的構(gòu)成框圖。
圖13為示出圖10的數(shù)字信號譯碼裝置中S格式的糾錯碼譯碼處理部分的構(gòu)成框圖。
圖14為示出先有的小型盤中的C1碼的1個碼長的構(gòu)成的簡略圖。
圖15為示出現(xiàn)有技術(shù)的小型盤中扇區(qū)構(gòu)造的簡略圖。
圖16為示出現(xiàn)有技術(shù)的小型盤的編碼譯碼裝置的方框圖。
圖17為示出現(xiàn)有技術(shù)的小型盤的編碼裝置的糾錯碼編碼處理部分的構(gòu)成框圖。
圖18為示出現(xiàn)有技術(shù)的小型盤的譯碼裝置的糾錯碼譯碼處理部分的構(gòu)成框圖。
圖19為示出現(xiàn)有技術(shù)的小型盤中盤上的記錄順序和C1碼順序的簡略圖。
符號的說明1……CIRC符號化電路、2……子碼附加電路、3、104……EFM調(diào)制電路、4……幀同步信號附加電路、5、106……刻紋裝置、6、107……盤、7、201……RF放大器、8……幀同步信號檢出分離電路、9、203……EFM解調(diào)電路、10……子碼檢出分離電路、11……CIRC譯碼電路、21……偶數(shù)采樣點(diǎn)延遲電路、22……加密電路、23、303、403……C2碼編碼部分、24、302、402、504、604……交錯器、25、305、405……C1碼編碼部分、26……奇數(shù)采樣點(diǎn)延遲電路、27、32、307、407、501、601……反相器、31……偶數(shù)符號延遲電路、33、503、603……C1碼譯碼部分、34、304、404、506、606……反交錯器、35、505、605……C2碼譯碼部分、36……解密電路、37……奇數(shù)采樣點(diǎn)延遲電路、101、204……存儲器、102、205……糾錯電路、103、206……存儲器控制部分、105……同步/格式ID附加電路、202……同步/格式ID檢出分離電路、301、306、401、406、502、507、602、607……延遲部分。
首先將CD所使用的CIRC的交錯單純地變淺一些，考慮將C2碼系列變成圖19所示的C2′碼系列。這時，C2′碼系列是如圖19所示與D0在開頭相鄰的符號的間隔為33個符號那樣的交錯，從連續(xù)各C1碼系列中各取出1個符號。下面所示的實(shí)施例中，由于C1碼系列長，所以實(shí)際上C2′碼系列的各符號的間隔比這要長，與CD的深交錯一樣可以達(dá)到上述目的。
但是，當(dāng)進(jìn)行這樣的交錯時，D0和D1、D66和D67等在C2′碼系列上相鄰，而且在盤上也是相鄰的符號。即使C1的碼系列再長可以說也是這樣的。因?yàn)榻诲e的本來目的就是要使幾個符號連續(xù)的錯誤在C2碼系列上分散開來，所以像這樣在盤上的符號順序與C2′碼系列上的符號順序一致不是所希望的，會降低C2′碼的糾錯能力。以下的實(shí)施例中，將使盤上的符號順序與C2′碼系列上的符號順序不一致。
下面參照附圖詳述本發(fā)明的一實(shí)施例。(1)數(shù)字信號的編碼方法在該實(shí)施例的數(shù)字信號的編碼方法中，把加長交錯約束長度使成組錯誤的校正能力提高的格式稱為L格式，把縮短約束長度使成組錯誤的校正能力保持在必要的最小限度而使處理速度提高的格式稱為S格式。
在該數(shù)字信號的編碼方法中，圖1示出了C1碼的整體結(jié)構(gòu)，碼長為136個符號，數(shù)據(jù)為116個符號，末尾的8個符號為C1奇偶校驗(yàn)，中央的12個符號為C2奇偶校驗(yàn)。在碼的起始部分配置同步檢出用的標(biāo)志，繼標(biāo)志之后配置例如1比特的格式識別符(ID)。由該格式識別符來表示是L格式還是S格式。下面，將C1碼的1個碼長稱作1幀。繼格式識別符ID之后在數(shù)據(jù)起始的1個符號內(nèi)配置幀識別符(ID)。這里，幀識別符ID包含在C1碼內(nèi)，可以由糾正C1碼來糾錯。
圖2示出L格式的交錯。在該L格式中，C2碼的碼長為128個符號，在128個C1符號內(nèi)進(jìn)行交錯。如果在C2碼中用全部奇偶校驗(yàn)符號來校正時，可以對C2碼中的12個符號糾錯。這相當(dāng)于12個C1碼，可以糾正直到1632個符號的成組錯誤。
與此相對，圖3示出S格式的交錯。C1碼與L格式完全相同。C2碼的碼長與L格式一樣為128個符號。但交錯是在到C1碼的第43號符號處往返進(jìn)行的，約束長度大約是L格式的1/3。如果與L格式一樣可以對C2碼中的12個符號糾錯，則可以糾正直到4個C1碼、即544個符號的成組錯誤。
與CD的冗余長度為25％相比，該格式的冗余長度為14.7％。而且在CD中，奇偶校驗(yàn)符號數(shù)C1、C2都是4個符號，但在該格式中則分別為8和12個符號，由于是所謂的LDC(長距離碼)，所以糾錯能力比CD大有提高。
圖4示出該格式中扇區(qū)的構(gòu)造。由18個C1碼構(gòu)成一個扇區(qū)。除去奇偶校驗(yàn)符號的數(shù)據(jù)部分為2088個符號。其中幀識別符ID 18個符號，扇區(qū)標(biāo)題18個符號，錯誤檢出用代碼(EDC(ErrorDetection Code))4個符號，剩下的2048個符號是實(shí)數(shù)據(jù)。即，當(dāng)1個符號為1個字節(jié)時，1個扇區(qū)是2K字節(jié)。幀識別符ID從扇區(qū)開頭的幀開始記錄0、1、2、……、17的序號。該序號在每個扇區(qū)反復(fù)使用。
下面，敘述編碼時將奇數(shù)序號的符號延遲使該實(shí)施例的數(shù)字信號的C2代碼系列的符號序列與盤上的符號序列不一致的情況。圖5(A)示出本實(shí)施例中C1代碼系列、C2代碼系列和實(shí)際盤上記錄的數(shù)據(jù)的關(guān)系。在橫方向上讀出數(shù)據(jù)并進(jìn)行C1碼校正。與上述圖19一樣，C1碼序號用i、C1碼內(nèi)的符號的順序用j、盤上的符號用DK來表示。i、j表示為下式。
i＝(K/136)＋(K mod 2)j＝68·(K mod 2)＋((K mod 136)/2)……(2)即，將K為偶數(shù)的奇數(shù)序號的符號排在C1碼的前半部分，將K為奇數(shù)的偶數(shù)序號的符號排在下一個C1碼的后半部分。通過進(jìn)行這樣的延遲，盤上的數(shù)據(jù)順序和C2碼的符號順序就會不一致，可以減小成組錯誤的影響。這樣的延遲可以通過在后述圖8中設(shè)置延遲部分306來實(shí)現(xiàn)。在本例中，將C1碼分成兩個部分對符號進(jìn)行排列，但不限于分成兩份，也可以例如像圖6所示分成四份。這時，i、j如下式。
i＝(K/136)＋(K mod 2)j＝34·(K mod 4)＋((K mod 136)/4)……(3)這樣，與圖5(A)的情況一樣，可以使盤上數(shù)據(jù)的順序與C2碼的符號順序不一致。
在圖5(A)中，使奇數(shù)序號的符號延遲，但也可以使偶數(shù)序號的符號延遲。這時，C1碼系列、C2碼系列和實(shí)際盤上記錄的數(shù)據(jù)的關(guān)系如圖5(A)所示。
在使奇數(shù)序號的符號延遲的情況下，如圖5(A)所示那樣，還有一部分C2碼系列內(nèi)相鄰的符號與盤上的符號排列一致(例如D270、D271)，但在使偶數(shù)符號延遲的圖5(B)中，由于不會出現(xiàn)這樣的情況，所以圖5(B)的情況能夠提高糾錯能力。再有，圖5(B)情況的(i、j)可以用下式來表示。
i＝(K/136)－(K mod 2)＋1j＝68·(K mod 2)＋((K mod 136)/2)……(4)(2)數(shù)字信號的編碼裝置及譯碼裝置這里說明實(shí)現(xiàn)上述數(shù)字信號編碼方法的數(shù)字信號編碼裝置和與此對應(yīng)的數(shù)字信號譯碼裝置的實(shí)施例。首先用圖7表示該實(shí)施例的數(shù)字信號編碼裝置的構(gòu)成。在該數(shù)字信號編碼裝置中，通過格式切換信號來選擇L格式或S格式。在輸入端輸入在幀開頭附加了幀識別符(ID)的數(shù)據(jù)。
輸入信號首先輸入到存儲器101，按C1或C2碼的順序送到糾錯電路102并附加糾錯碼，再重新寫入存儲器101中。其次送到EFM調(diào)制電路104。存儲器控制部分103根據(jù)格式切換信號選擇的格式對這些存儲器的寫入和讀出地址的產(chǎn)生等進(jìn)行控制。
圖8示出在圖5(A)的L格式的情況下在存儲器101和糾錯電路102中處理輸入數(shù)據(jù)的過程。輸入數(shù)據(jù)從a0～a115的116個符號作為一個數(shù)據(jù)塊來處理。首先偶數(shù)序號的符號在延遲部分301延遲1個碼長。其次由交錯器302進(jìn)行交錯處理，將其序列改變成圖2所示的C2碼的順序，由C2碼編碼部分302計算C2校正奇偶校驗(yàn)并附加到輸入數(shù)據(jù)上。
而且，由反交錯器304恢復(fù)到原來的順序，由C1碼編碼部分305計算C1校正奇偶校驗(yàn)并附加到輸入數(shù)據(jù)上后由延遲部分306延遲奇數(shù)序號的符號。其后，由反相器307只對C1及C2的校正奇偶校驗(yàn)符號進(jìn)行反相后再輸出b0～b135的136個符號。按照b0、b1、b2、……的順序記錄到盤107上。再有，圖5(B)的L格式，通過將圖8中的延遲部分306從b0、b2、b4、……b132、b134一側(cè)改設(shè)到b1、b3、b5、……b133、b135一側(cè)就可以實(shí)現(xiàn)。
圖9與上述一樣示出S格式的情況。與L格式不同之處只是交錯器402和反交錯器404。延遲部分401和延遲部分301、C2碼編碼部分403和C2碼編碼部分303、C1碼編碼部分405和C1碼編碼部分305、延遲部分406和延遲部分306、反相器407和反相器307都是相同的結(jié)構(gòu)。交錯器402的延遲量g(x)、反交錯器403的延遲量f(x)如下式，f(x)＝x mod 43
g(x)＝42－f(127－x)……(5)由此，能夠得到如圖3所示那樣的C2碼順序。
從存儲器101向EFM調(diào)制電路104輸送的數(shù)據(jù)，經(jīng)EFM調(diào)制在后面的同步/格式ID附加回路105中附加上同步和選擇了格式的格式ID。接著送到刻紋裝置106而制作出盤107。
該實(shí)施例的數(shù)字信號的編碼方法，考慮到以能用于除計算機(jī)數(shù)據(jù)之外的圖象壓縮數(shù)據(jù)等的記錄和重現(xiàn)為前提，因而當(dāng)發(fā)生不能糾錯的情況時使其不能糾錯的部分不再擴(kuò)大范圍。即，進(jìn)行通過交錯器后附加C2碼、然后由反交錯器使其恢復(fù)成原來的順序的處理使數(shù)據(jù)可以按原來的數(shù)據(jù)順序，即a0～a115的順序記錄在盤107上。進(jìn)而，設(shè)置延遲部分301使偶數(shù)符號和奇數(shù)符號的延遲量相同。
若以圖8為例來說明，a0通過交錯器302延遲127幀，再通過延遲部306延遲1幀。因而，當(dāng)a0作為b0輸出時，共計延遲了128(127＋1)幀。此外，a2通過交錯器302延遲126幀，通過反交錯器延遲1幀，再通過延遲部分306延遲1幀。因此，當(dāng)a2作為b2輸出時，共計延遲了128(126＋1＋1)幀。a4、a6、……a112、a114也是一樣，圖中用偶數(shù)表示的奇數(shù)序號的符號的延遲量分別為128幀。
另一方面，圖中用奇數(shù)表示的偶數(shù)序號的符號，假如沒有延遲部分301，則a1通過交錯器302延遲57幀，進(jìn)而通過反交錯器304延遲70幀。因此，當(dāng)a1作為b5輸出時，共計延遲127(＝57＋70)幀。還有a3通過交錯器302延遲56幀，通過反交錯器304延遲71幀。因此，當(dāng)a3作為b7輸出時，共計延遲127(＝56＋71)幀。a5、a7、……a113、a115也是一樣，偶數(shù)序號的符號的延遲量分別為127幀。
最終奇數(shù)序號的符號和偶數(shù)序號的符號的延遲量相差1幀，為了吸收該延遲量因而設(shè)置延遲部分301。當(dāng)這樣來構(gòu)成時，由于原來數(shù)據(jù)的順序和盤上記錄數(shù)據(jù)的順序一致，因而，與CD那樣將原來數(shù)據(jù)的順序倒換的情況相比，可以防止不能糾錯部分的擴(kuò)大。
但是，也可以沒有延遲部分301。這時，盤上記錄數(shù)據(jù)的順序與C1碼系列的數(shù)據(jù)順序一致，與原來數(shù)據(jù)的順序不完全一致，但是，與CD那樣將原來數(shù)據(jù)的順序倒換的情況相比，由于在某種程度上保持了原來的數(shù)據(jù)順序，因而可以防止不能糾錯部分的擴(kuò)大。此外，當(dāng)在編碼器一側(cè)不設(shè)延遲部分301時，當(dāng)然在譯碼器一側(cè)也不設(shè)延遲部分507。
數(shù)字信號譯碼裝置如圖10所示那樣構(gòu)成，從盤107上讀出的信號，經(jīng)RF放大器201，由同步/格式ID檢出分離電路202檢出并分離同步和格式ID。而且，根據(jù)格式ID區(qū)別是L格式還是S格式，再將格式判別信號送到后級的存儲器控制部分206。在同步/格式1D檢出分離電路中除去了同步/格式1D的數(shù)據(jù)由EFM解調(diào)電路203解調(diào)然后送入存儲器204。
存儲器控制部分206根據(jù)同步/格式1D檢出分離電路202輸出的格式判別信號，知道是L格式還是S格式，與此對應(yīng)來控制存儲器的讀寫地址。送入存儲器204的數(shù)據(jù)變成C1碼的順序再送到糾錯電路205，校正后的碼再寫入存儲器204。經(jīng)C1碼校正結(jié)束后的碼按C2碼的順序讀出來，同樣在糾錯電路205進(jìn)行校正，再寫入存儲器204。糾錯完了以后的數(shù)據(jù)從存儲器204輸出，存儲器控制部分206進(jìn)行這些控制。
下面，說明因成組錯誤而丟失連續(xù)幾幀情況下的對策。當(dāng)把C1碼校正后的碼寫入存儲器204時，碼起始的幀識別符ID輸出到存儲器控制部分206。存儲器控制部分206監(jiān)視幀識別符ID的連續(xù)性。圖11示出已完成了C1碼校正的碼寫入存儲器204中的情況。以下將以1作為其幀識別符ID的幀作為幀1。幀4、5、6、7順序?qū)懭耄酉聛淼?幀因成組錯誤而丟失不能進(jìn)行C1碼校正，從幀12開始可以再進(jìn)行校正。
在此，假如將幀4下面的幀12繼續(xù)寫入存儲器204上，則C2碼少了4個符號而不能進(jìn)行校正。為了防止這一現(xiàn)象采取下面的對策。即，只要計算成組錯誤之前的幀7和成組錯誤之后的幀12的差分就可以知道丟失的幀數(shù)為4幀。圖中用括弧括起來的幀識別符ID表示因成組錯誤而缺損的幀。
而且，將該4幀的存儲器區(qū)域空下來，從第5幀開始寫入幀12。這樣C2碼上則出現(xiàn)4個符號的錯誤因而可以進(jìn)行校正。這樣存儲器控制部分20始終監(jiān)視幀識別符、適當(dāng)?shù)厍袚Q寫入C1碼中的地址，使得即使因成組錯誤而丟失幾幀也不會破壞C2碼的校正。
圖12示出圖5(A)的L格式情況下的數(shù)據(jù)在存儲器204和糾錯電路205中的處理過程。輸入數(shù)據(jù)b0～b135的136個符號作為1個數(shù)據(jù)塊來處理。首先由反相器501使C1和C2的奇偶極性反相，由延遲部分502將偶數(shù)序號的符號延遲1個符號長度。其后，由C1碼譯碼部分503進(jìn)行C1碼校正，由交錯器504進(jìn)行交錯處理，由C2碼譯碼部分505進(jìn)行C2碼校正。
此后，由反交錯器506進(jìn)行反交錯處理，在延遲部分507將奇數(shù)序號的符號延遲1個符號長度后得到輸出a0～a115。這里交錯器504和交錯器302、反交錯器506和反交錯器304是一樣的。再有，圖5(B)的L格式可以通過將圖12中延遲部502從b1、b3、b5、……b133、b135一側(cè)改設(shè)到b0、b2、b4、……b132、b134一側(cè)來實(shí)現(xiàn)。
圖13與上述一樣示出S格式的情況。與L格式所不同的只是交錯器604和反交錯器606。交錯器601和交錯器501、C1碼譯碼部分603和C1碼譯碼部分503、C2碼譯碼部分605和C2碼譯碼部分505、延遲部分607和延遲部分507都是一樣的。此外，交錯器604的延遲量g(x)與交錯器402的延遲量、反交錯器606的延遲量f(x)與反交錯器404的延遲量分別相同。
圖8、圖9的各延遲部分及交錯器中的處理實(shí)際上可以通過存儲器控制部分103控制存儲器101的寫入地址、讀出地址、寫入時序、讀出時序來實(shí)現(xiàn)。同樣，圖12、圖13的各延遲部分及交錯器中的處理實(shí)際上可以通過存儲器控制部分206控制存儲器204的寫入地址、讀出地址、寫入時序、讀出時序來實(shí)現(xiàn)。例如，將從盤107上重現(xiàn)的數(shù)據(jù)D0、D2、D3、……分別以圖5(A)所示的(i、j)作為存儲器的寫入地址存到存儲器相應(yīng)的位置上，如果把它們治橫方向順次讀出來，例如，讀出與i＝1對應(yīng)的D136、D138、……D270、D1、D3、……D133、D135，則在圖12的延遲部分502中進(jìn)行偶數(shù)序號的符號延遲處理。此外，L格式和S格式的切換也可以通過切換存儲器103和存儲器206的控制方法來實(shí)現(xiàn)。
如果按照以上的結(jié)構(gòu)，由于與CD規(guī)格相比，增加了碼長及糾錯奇偶校驗(yàn)個數(shù)，加長了交錯約束長度，由此能夠大大提高對隨機(jī)錯誤和成組錯誤的糾錯能力，此外，由于與CD格式相比冗余長度減少了，所以能夠增加實(shí)際能記錄的數(shù)據(jù)量，總之，在對數(shù)字信號附加糾錯碼后再編碼譯碼時，能夠以簡易的結(jié)構(gòu)提高糾錯能力，同時還能削減冗余長度。
如果按照上述結(jié)構(gòu)，通過采用碼長和糾錯奇偶校驗(yàn)個數(shù)相同、只是交錯約束長度不同的格式、由格式識別符ID對此進(jìn)行識別，可以在不使編碼裝置、譯碼裝置復(fù)雜化的情況下與多種格式對應(yīng)。此外，通過由格式識別符進(jìn)行的識別，還可以在1張盤上混合存在多種格式的情況下進(jìn)行記錄和重現(xiàn)。
如果按照上述結(jié)構(gòu)，由于適當(dāng)設(shè)計奇數(shù)序號或偶數(shù)序號的符號延遲量使C2碼順序與盤上數(shù)據(jù)的順序不一致，因此可以防止成組錯誤糾錯能力的下降。進(jìn)而，由于通過附加幀識別符ID，即使在因成組錯誤造成丟失連續(xù)幾幀的情況下，也能準(zhǔn)確地知道丟失的幀數(shù)，所以可以毫無障礙地進(jìn)行C2碼校正從而進(jìn)行糾錯。(3)其他實(shí)施例在上述實(shí)施例中，C1碼的1個碼長即1幀長為136個符號，C1奇偶校驗(yàn)和C2奇偶校驗(yàn)分別為8個符號和12個符號，交錯約束長為128個符號，但是，1幀長度、奇偶校驗(yàn)長度、交錯約束長度不局限于此，根據(jù)需要可作種種選定，例如，S格式的約束長度定為L格式的約束長度的一半也能實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例同樣的效果。還有，C1奇偶校驗(yàn)配置在碼的末尾，C2奇偶校驗(yàn)配置在碼的中央，但是，奇偶校驗(yàn)的配置不局限于此，配置在碼的任何位置都可以。
例如，在L格式中，也可以是，C1碼碼長即1幀長為70個符號，C1奇偶校驗(yàn)和C2奇偶校驗(yàn)分別為8個符號和14個符號，交錯約束長度為138個符號，C1奇偶校驗(yàn)和C2奇偶校驗(yàn)配置在碼的末尾。
在上述實(shí)施例中，L格式和S格式可以選擇，設(shè)置了格式識別符ID用于識別選中的格式，但是，L格式和S格式能夠分別獨(dú)立存在，從開始就只采用其中之一的方式也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。還有，這種情況不需要格式識別符ID。
在上述實(shí)施例中，就繼同步之后附加1比特的格式識別符(ID)的情況進(jìn)行了敘述，但格式ID的配置不局限于此，例如也可以在扇區(qū)標(biāo)題內(nèi)配設(shè)格式ID。此外，幀ID是以1個扇區(qū)單位周期性地循環(huán)使用，但也可以用n個扇區(qū)單位周期循環(huán)，或者也可以與扇區(qū)無關(guān)例如從0到255進(jìn)行周期循環(huán)。
在上述實(shí)施例中，就以將小型盤那樣的讀出專用的光盤作為數(shù)字信號的記錄媒體為前提的情況進(jìn)行了描述，但是，本發(fā)明不局限于此，本發(fā)明也廣泛地、很好地適用于使用光磁盤、磁盤和磁帶那樣可寫入媒體的數(shù)字信號編碼方法和裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法和裝置。
如果按照上述那樣的本發(fā)明，通過與小型盤的格式相比增加碼長和糾錯奇錯性個數(shù)、增長交錯約束長度，可以實(shí)現(xiàn)能提高對隨機(jī)錯誤和成組錯誤的糾錯能力、同時與小型盤的格式相比能夠減少冗余長度、能夠增加實(shí)際可記錄的數(shù)據(jù)量的數(shù)字信號編碼方法和裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法和裝置。
如果按照本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)這樣一種數(shù)字信號編碼方法和裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法和裝置，即通過采用碼長和改正奇偶校驗(yàn)個數(shù)相同只是交錯約束長度不同的格式并用格式ID進(jìn)行識別，能夠在不使編碼裝置和譯碼裝置復(fù)雜化的情況下與多種格式相應(yīng)；通過由格式ID進(jìn)行識別能夠在1個媒體上混合存在多種格式的情況下進(jìn)行記錄和重現(xiàn)。
如果按照本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)這樣一種數(shù)字信號編碼方法和裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法和裝置，即通過適當(dāng)設(shè)計奇數(shù)符號的延遲量使C2碼順序與盤上數(shù)據(jù)的順序不一致，可以防止成組錯誤糾錯能力的下降；通過附加幀ID，即使因成組錯誤而丟失連續(xù)幾幀也能夠檢出其幀數(shù)而毫無障礙地進(jìn)行C2碼校正并進(jìn)行糾錯。
工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的數(shù)字信號編碼方法及裝置可以應(yīng)用于DVD(數(shù)字視盤)的記錄裝置中。此外，本發(fā)明的數(shù)字信號譯碼方法及裝置可以應(yīng)用于DVD的重現(xiàn)裝置中。還有，本發(fā)明的數(shù)字信號記錄媒體可以作DVD來使用。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字信號譯碼方法，其中，編碼數(shù)字信號通過將至少使用輸入數(shù)字信號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將使用與從相鄰的多個上述第1碼系列分別錯開并各取出1個符號而形成的多個符號相當(dāng)?shù)牡?碼系列求出來的第2奇偶校驗(yàn)附加到上述輸入數(shù)字信號上、將附加了上述第1和第2奇偶校驗(yàn)的上述輸入數(shù)字信號排列成使上述第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致來生成，在對這樣生成的編碼數(shù)字信號進(jìn)行譯碼的數(shù)字信號譯碼方法中，該數(shù)字信號譯碼方法的特征在于，對由上述傳送線路供給的編碼數(shù)字信號進(jìn)行序列變換，對上述已序列變換了的編碼數(shù)字信號用上述第1奇偶校驗(yàn)在上述第1碼系列方向上進(jìn)行第1錯誤改正，對上述已序列變換了的編碼數(shù)字信號用上述第2奇偶校驗(yàn)在上述第2碼系列方向上進(jìn)行第2錯誤改正。
2.權(quán)利要求1中記載的數(shù)字信號譯碼方法，其特征在于上述第1和第2碼系列的碼長、上述第1奇偶校驗(yàn)、上述第2奇偶校驗(yàn)以及交錯約束長度分別比小型盤的格式長。
3.權(quán)利要求1中記載的數(shù)字信號譯碼方法，其特征在于上述第2碼系列對于預(yù)定的上述第1碼系列不包含重疊。
4.權(quán)利要求1中記載的數(shù)字信號譯碼方法，其特征在于上述第2碼系列對于預(yù)定個數(shù)的上述第1碼系列包含重疊。
5.權(quán)利要求1中記載的數(shù)字信號譯碼方法，其特征在于檢出用于識別從碼長和奇偶校驗(yàn)個數(shù)相同、交錯約束長度不同的多個格式中所選定格式的識別信息，根據(jù)上述識別信息控制糾錯處理。
6.權(quán)利要求1中記載的數(shù)字信號譯碼方法，其特征在于檢出對上述第1碼系列分別附加的識別序號，根據(jù)上述識別序號控制糾錯處理。
7.一種數(shù)字信號譯碼裝置，其中，編碼數(shù)據(jù)信號通過將至少用輸入數(shù)字信號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開并取出各1個符號而形成的多個符號相當(dāng)?shù)牡?碼系列求出來的第2奇偶校驗(yàn)附加到輸入數(shù)字信號上、將附加了第1和第2奇偶校驗(yàn)的輸入數(shù)字信號排列成使第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致來生成，在對這樣生成的編碼數(shù)字信號進(jìn)行譯碼的數(shù)字信號譯碼裝置中，該數(shù)字信號譯碼裝置的特征在于設(shè)有將從上述傳送線路供給的編碼數(shù)字信號進(jìn)行序列變換的變換裝置；對上述已序列變換了的編碼數(shù)字信號用上述第1奇偶校驗(yàn)在上述第1碼系列的方向上進(jìn)行第1錯誤校正的裝置；對上述已序列變換了的編碼數(shù)字信號用上述第2奇偶校驗(yàn)在上述第2碼系列的方向上進(jìn)行第2錯誤校正的裝置。
8.權(quán)利要求7中記載的數(shù)字信號譯碼裝置，其特征在于上述第1和第2碼系列的碼長、上述第1奇偶校驗(yàn)、上述第2奇偶校驗(yàn)以及交錯約束長度分別比小型盤的格式長。
9.權(quán)利要求7中記載的數(shù)字信號譯碼裝置，其特征在于上述第2碼系列對于預(yù)定個數(shù)的上述第1碼系列不包含重疊。
10.權(quán)利要求7中記載的數(shù)字信號譯碼裝置，其特征在于上述第2碼系列對于預(yù)定個數(shù)的上述第1碼系列包含重疊。
11.權(quán)利要求7中記載的數(shù)字信號譯碼裝置，其特征在于具有檢出用于識別從碼長和奇偶校驗(yàn)個數(shù)相同、交錯約束長度不同的多個格式中所選定格式的識別信息的裝置、和根據(jù)上述識別信息控制糾錯處理的裝置。
12.權(quán)利要求7中記載的數(shù)字信號譯碼裝置，其特征在于具有檢出分別附加在上述第1碼系列上的識別序號的裝置、和根據(jù)上述識別序號控制糾錯處理的裝置。
全文摘要
在本發(fā)明的數(shù)字信號編碼方法及裝置、數(shù)字信號記錄媒體、數(shù)字信號譯碼方法及裝置中,當(dāng)對數(shù)字信號附加糾錯碼再編碼譯碼時,以簡易的結(jié)構(gòu)提高糾錯能力和減少冗余長度。當(dāng)對數(shù)字信號附加糾錯碼再編碼時,通過使碼長、校正奇偶校驗(yàn)個數(shù)、交錯約束長度比小型盤的格式長來進(jìn)行編碼,與小型盤的格式相比可以減少冗余長度、增加可記錄的數(shù)據(jù)量。
文檔編號H04N7/24GK1332442SQ0112075
公開日2002年1月23日 申請日期1995年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月1日
發(fā)明者米滿潤, 巖村隆一, 藤波靖, 五十嵐勝治, 秋山義行 申請人:索尼公司