數位訊號編碼方法及裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法及裝置的製作方法
2023-05-11 14:27:41
專利名稱：數位訊號編碼方法及裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及數位訊號編碼方法及裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法及裝置，特別適用於對數位訊號附加糾錯碼的編碼和解碼。
背景技術：
過去，在小型盤(CD)中，把音頻信號數位化後使用與CD格式對應的編碼方法進行編碼並記錄下來。CD信號的格式示於
圖14。1幀由1位元組的子碼、24位元組的數據碼和各4位元組的C1、C2糾錯碼(CIRC(Cross Interleave Read-Solomon Code即，交叉交錯裡德一所羅門碼))共33個字節構成。此外，在1幀的起始還附加幀同步信號。由此，除子碼之外，糾錯碼在整個數據量中所佔的比例、即冗佘長度就變成為8位元組/32位元組＝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。1個扇區的數據為2352位元組。此外，在1個扇區的開頭2幀的子碼中記錄著稱為S0、S1的固有模式，由此來判別扇區的開頭位置。再有，糾錯碼CIRC是將2級裡德-所羅門(Read-Solomon)碼、即C1、C2交錯結合而成的。
該CD的編碼/解碼裝置的構成示於圖16。在編碼裝置中，數位化音頻信號的數據以L、R通道的各6個採樣點即24個字節作為1個單位輸入到CIRC編碼電路1中。該CIRC編碼電路1由圖17所示那樣的電路構成。即偶數採樣點延遲電路21、量化電路22將偶數採樣點的數據分別延遲2幀並進行數據的序列變換。這是為了當出現不能修正時用相鄰的數據對不能修正的遺留部分進行內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奇偶校驗的4個字節並加到原來的24位元組的碼上。交錯器24進行最大延遲達到108個幀的交錯。C1碼編碼部分25算出4位元組的C1奇偶校驗並加到包含了原來的碼和C2奇偶校驗的28個字節上，其結果是整個數據長度成為32個字節。
奇數符號延遲電路26隻將序號是奇數的符號進一步延遲1幀。延遲的理由是為了當橫跨2個字節出現隨機錯誤時使其在1個C1碼系列上只影響1個符號。反相器27使奇偶校驗的極性反轉以便防止當所有的數據由於錯誤而變成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個字節附加1位元組的子碼。在這裡，上述表示扇區開頭的碼S0、S1也作為子碼被附加上去。而且在下一級EFM(8-14調製)調製電路3中進行EFM調製，在幀同步信號附加電路4中對幀的開頭附加同步信號，然後送到刻紋裝置5中。通過刻紋裝置5進行環規校對，這樣就製造出按CD格式記錄了數字音頻信號的盤6。
在解碼裝置中，作為編碼的逆處理進行解碼。即，從盤6讀出的信號經RF放大器7、通過幀同步信號檢出分離電路8檢出並分離幀同步信號。接著利用EFM解調電路9進行EFM解調，用子碼檢出分離電路10檢出並分離1幀開頭的子碼，輸入到CIRC解碼電路11。在該子碼檢出分離電路10中，通過檢出S0、S1碼來判別扇區的開頭。該CIRC解碼電路11由圖18所示那樣的電路構成，每一幀包含32個字節。
即，偶數符號延遲電路31使1幀32位元組中的偶數序號的符號延遲1幀。下面的奇偶極性反轉電路32使奇偶極性反轉。C1碼解碼部分33利用C1碼進行糾錯處理。由此，除C1奇偶校驗之外的28個字節被送到下面的反交錯器34進行反交錯。C2碼解碼部分35利用C2碼進行糾錯處理。由此，除C2奇偶校驗之外的24個字節被送到下面的反量化電路36進行反量化。奇數採樣點延遲電路37將反量化了的數據中的奇數序號的採樣點延遲2幀，這樣，便輸出1幀24位元組的數據。
這裡，使用圖18和圖19來說明C1碼系列、C2碼系列和實際記錄在盤上的數據的關係。圖19中橫方向是C1碼系列，根據C1碼按照該順序進行糾錯。假定在實際的盤上數據是按D0、D1、D2的順序記錄的，首先，D0、D1、D2……並行輸入到偶數符號延遲電路31。由於在偶數符號延遲電路31中，偶數序號的符號即D1、D3、D5……被延遲1幀，因而在某一時刻的C1碼解碼部分33的入口處，並行輸入圖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，從盤上讀出的數據與C1碼系列的關係則如圖19所示那樣呈鋸齒形。如果用數學式來表示這一關係則如下所示。設i為C1碼系列的序號，j為C1碼內符號的序號。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 mod2)j＝k mod32(1)式中，除法運算將小數點後的尾數含去。此外，mod表示餘數。這些定義在以下的各式中也同樣適用。
在交錯器34中，由於相對於C1碼解碼部分33的輸出產生最大達到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碼解碼部分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，當想要高密度地記錄數位訊號時，容易產生不能糾錯的情況。此外，當想要用盤來記錄大量的數據時，由於在整個數據量中糾錯碼所佔的比例即冗餘長度已經決定，所以，可以記錄的數據量也受到限制。
還有，在CD格式中，沒有區別幀的順序的信息。因而，在成組出錯而連續幾幀不能讀出時，無法知道丟失的幀數究竟是多少，其結果不能進行C2碼糾錯，存在最終不能糾錯的問題。
發明的公開本發明是考慮以上幾點而提出的，本發明提出了在對數位訊號附加糾錯碼後進行編碼、解碼時能夠以簡易的結構提高糾錯能力並減少冗餘長度的數位訊號編碼方法和裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法和裝置。
在為了解決有關課題的本發明中，在對數位訊號附加糾錯碼後進行編碼的數位訊號編碼方法方面，將至少使用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上，將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到輸入數位訊號上，將附加了第1和第2奇偶校驗的輸入數位訊號排列成使第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致。
在本發明中，在對數位訊號附加糾錯碼後進行編碼的數位訊號編碼裝置方面，設有將至少使用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上的附加裝置；將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到輸入數位訊號上的附加裝置；將附加了第1和第2奇偶校驗的輸入數位訊號排列成使第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。
在本發明中，在把對數位訊號附加糾錯碼後再編碼的編碼數位訊號記錄下來的數位訊號記錄媒體方面，編碼數位訊號是如下生成的即將至少用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將附加了第1和第2奇偶校驗的輸入數位訊號排列成使第2碼系列的符號序列與數位訊號記錄媒體上的符號序列不一致。
在本發明中，編碼數位訊號通過將至少使用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將附加了第1和第2奇偶校驗的輸入數位訊號排列成使第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位訊號進行解碼的數位訊號解碼方法方面，對由傳送線路供給的編碼數位訊號進行序列變換，對該已序列變換了的編碼數位訊號用第1奇偶校驗在第1碼系列的方向上進行第1錯誤校正，對已序列變換了的編碼數位訊號用第2奇偶校驗在第2碼系列的方向上進行第2錯誤校正。
在本發明中，編碼數位訊號通過將至少使用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開並各取出一個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將附加了第1和第2奇偶校驗的輸入數字排列成使第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位訊號進行解碼的數位訊號解碼裝置方面，設有將從傳送線路供給的編碼數位訊號進行序列變換的變換裝置；對已序列變換了的編碼數位訊號用第1奇偶校驗在第1碼系列的方向上進行第1錯誤校正的裝置；對已序列變換了的編碼數位訊號用第2奇偶校驗在第2碼系列的方向上進行第2錯誤校正的裝置。
在對數位訊號附加糾錯碼後再編碼時，通過將碼長度、校正奇偶校驗的個數、交錯約束長度在小型盤格式的基礎上增加後再編碼，與小型盤的格式相比可以減少冗餘長度、增加可記錄的數據量，總之，在對數位訊號附加糾錯碼後再編碼和解碼時，可以用簡易的結構提高糾錯能力和減少冗佘長度。
圖1為示出按照本發明的數位訊號編碼及解碼方法的C1碼的1個碼長的構成的簡略圖。
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為供說明按照本發明的數位訊號編碼及解碼方法的扇區構造的簡略圖。
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為示出本發明的數位訊號編碼裝置的一實施例的方框圖。
圖8為示出圖7的數位訊號編碼裝置中L格式的糾錯碼編碼處理部分的構成框圖。
圖9為示出圖7的數位訊號編碼裝置中S格式的糾錯編碼處理部分的構成框圖。
圖10為示出本發明的數位訊號解碼裝置的一實施例的方框圖。
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的數位訊號解碼裝置中L格式的糾錯解碼處理部分的構成框圖。
圖13為示出圖10的數位訊號解碼裝置中S格式的糾錯碼解碼處理部分的構成框圖。
圖14為示出先有的小型盤中的C1碼的1個碼長的構成的簡略圖。
圖15為示出現有技術的小型盤中扇區構造的簡略圖。
圖16為示出現有技術的小型盤的編碼解碼裝置的方框圖。
圖17為示出現有技術的小型盤的編碼裝置的糾錯碼編碼處理部分的構成框圖。
圖18為示出現有技術的小型盤的解碼裝置的糾錯碼解碼處理部分的構成框圖。
圖19為示出現有技術的小型盤中盤上的記錄順序平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調製電路、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解調電路、10……子碼檢出分離電路、11……CIRC解碼電路、21……偶數採樣點延遲電路、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……奇數採樣點延遲電路、27、32、307、407、501、601……反相器、31……偶數符號延遲電路、33、503、603……C1碼解碼部分、34、304、404、506、606……反交錯器、35、505、605……C2碼解碼部分、36……解密電路、37……奇數採樣點延遲電路、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。
實施發明的最佳形式在詳述實施例之前首先就交錯的目的進行說明。交錯是將盤上的幾個符號連續的成組錯誤分散開來，以便在C2方向能看成是隨機錯誤。但是，在本實施例中，如後面所述那樣將C1碼系列的長度定為與CD的32個符號相比長出很多的136個符號。由於CD的C1碼系列是32個符號、比較短，為了達到上述目的，如上所述那樣從C1碼系列中每4幀抽出1個符號作為C2碼系列。這樣，當將C1碼系列沿橫方向排列時，把C1碼系列與C2碼系列所成的夾角大的情況稱為深交錯。在本實施例中，由於C1碼系列長，所以即使不進行深交錯也能達到上述目的。
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，從連續各C1碼系列中各取出1個符號。下面所示的實施例中，由於C1碼系列長，所以實際上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到上述目的。
但是，當進行這樣的交錯時，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。因為交錯的本來目的就是要使幾個符號連續的錯誤在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明的一實施例。(1)數位訊號的編碼方法在該實施例的數位訊號的編碼方法中，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。
在該數位訊號的編碼方法中，圖1示出了C1碼的整體結構，碼長為136個符號，數據為116個符號，末尾的8個符號為C1奇偶校驗，中央的12個符號為C2奇偶校驗。在碼的起始部分配置同步檢出用的標誌，繼標誌之後配置例如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之後在數據起始的1個符號內配置幀識別符(ID)。這裡，幀識別符ID包含在C1碼內，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符號內進行交錯。如果在C2碼中用全部奇偶校驗符號來校正時，可以對C2碼中的12個符號糾錯。這相當於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的冗餘長度為25％相比，該格式的冗餘長度為14.7％。而且在CD中，奇偶校驗符號數C1、C2都是4個符號，但在該格式中則分別為8和12個符號，由於是所謂的LDC(長距離碼)，所以糾錯能力比CD大有提高。
圖4示出該格式中扇區的構造。由18個C1碼構成一個扇區。除去奇偶校驗符號的數據部分為2088個符號。其中幀識別符ID 18個符號，扇區標題18個符號，錯誤檢出用代碼(EDC(ErrorDetection Code))4個符號，剩下的2048個符號是實數據。即，當1個符號為1個字節時，1個扇區是2K字節。幀識別符ID從扇區開頭的幀開始記錄0、1、2、……、17的序號。該序號在每個扇區反覆使用。
下面，敘述編碼時將奇數序號的符號延遲使該實施例的數位訊號的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)示出本實施例中C1代碼系列、C2代碼系列和實際盤上記錄的數據的關係。在橫方向上讀出數據並進行C1碼校正。與上述圖19一樣，C1碼序號用i、C1碼內的符號的順序用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為偶數的奇數序號的符號排在C1碼的前半部分，將K為奇數的偶數序號的符號排在下一個C1碼的後半部分。通過進行這樣的延遲，盤上的數據順序和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後述圖8中設置延遲部分306來實現。在本例中，將C1碼分成兩個部分對符號進行排列，但不限於分成兩份，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，可以使盤上數據的順序與C2碼的符號順序不一致。
在圖5(A)中，使奇數序號的符號延遲，但也可以使偶數序號的符號延遲。這時，C1碼系列、C2碼系列和實際盤上記錄的數據的關係如圖5(A)所示。
在使奇數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碼系列內相鄰的符號與盤上的符號排列一致(例如D270、D271)，但在使偶數符號延遲的圖5(B)中，由於不會出現這樣的情況，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)數位訊號的編碼裝置及解碼裝置這裡說明實現上述數位訊號編碼方法的數位訊號編碼裝置和與此對應的數位訊號解碼裝置的實施例。首先用圖7表示該實施例的數位訊號編碼裝置的構成。在該數位訊號編碼裝置中，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)的數據。
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並附加糾錯碼，再重新寫入存儲器101中。其次送到EFM調製電路104。存儲器控制部分103根據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生等進行控制。
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中處理輸入數據的過程。輸入數據從a0～a115的116個符號作為一個數據塊來處理。首先偶數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校正奇偶校驗並附加到輸入數據上。
而且，由反交錯器304恢復到原來的順序，由C1碼編碼部分305計算C1校正奇偶校驗並附加到輸入數據上後由延遲部分306延遲奇數序號的符號。其後，由反相器307隻對C1及C2的校正奇偶校驗符號進行反相後再輸出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、b134一側改設到b1、b3、b5、……b133、b135一側就可以實現。
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都是相同的結構。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調製電路104輸送的數據，經EFM調製在後面的同步/格式ID附加迴路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而製作出盤107。
該實施例的數位訊號的編碼方法，考慮到以能用於除計算機數據之外的圖象壓縮數據等的記錄和重現為前提，因而當發生不能糾錯的情況時使其不能糾錯的部分不再擴大範圍。即，進行通過交錯器後附加C2碼、然後由反交錯器使其恢復成原來的順序的處理使數據可以按原來的數據順序，即a0～a115的順序記錄在盤107上。進而，設置延遲部分301使偶數符號和奇數符號的延遲量相同。
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，圖中用偶數表示的奇數序號的符號的延遲量分別為128幀。
另一方面，圖中用奇數表示的偶數序號的符號，假如沒有延遲部分301，則a1通過交錯器302延遲57幀，進而通過反交錯器304延遲70幀。因此，當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，偶數序號的符號的延遲量分別為127幀。
最終奇數序號的符號和偶數序號的符號的延遲量相差1幀，為了吸收該延遲量因而設置延遲部分301。當這樣來構成時，由於原來數據的順序和盤上記錄數據的順序一致，因而，與CD那樣將原來數據的順序倒換的情況相比，可以防止不能糾錯部分的擴大。
但是，也可以沒有延遲部分301。這時，盤上記錄數據的順序與C1碼系列的數據順序一致，與原來數據的順序不完全一致，但是，與CD那樣將原來數據的順序倒換的情況相比，由於在某種程度上保持了原來的數據順序，因而可以防止不能糾錯部分的擴大。此外，當在編碼器一側不設延遲部分301時，當然在解碼器一側也不設延遲部分507。
數位訊號解碼裝置如圖10所示那樣構成，從盤107上讀出的信號，經RF放大器201，由同步/格式ID檢出分離電路202檢出並分離同步和格式ID。而且，根據格式ID區別是L格式還是S格式，再將格式判別信號送到後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的數據由EFM解調電路203解調然後送入存儲器204。
存儲器控制部分206根據同步/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，與此對應來控制存儲器的讀寫地址。送入存儲器204的數據變成C1碼的順序再送到糾錯電路205，校正後的碼再寫入存儲器204。經C1碼校正結束後的碼按C2碼的順序讀出來，同樣在糾錯電路205進行校正，再寫入存儲器204。糾錯完了以後的數據從存儲器204輸出，存儲器控制部分206進行這些控制。
下面，說明因成組錯誤而丟失連續幾幀情況下的對策。當把C1碼校正後的碼寫入存儲器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監視幀識別符ID的連續性。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順序寫入，接下來的4幀因成組錯誤而丟失不能進行C1碼校正，從幀12開始可以再進行校正。
在此，假如將幀4下面的幀12繼續寫入存儲器204上，則C2碼少了4個符號而不能進行校正。為了防止這一現象採取下面的對策。即，只要計算成組錯誤之前的幀7和成組錯誤之後的幀12的差分就可以知道丟失的幀數為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幀的存儲器區域空下來，從第5幀開始寫入幀12。這樣C2碼上則出現4個符號的錯誤因而可以進行校正。這樣存儲器控制部分20始終監視幀識別符、適當地切換寫入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格式情況下的數據在存儲器204和糾錯電路205中的處理過程。輸入數據b0～b135的136個符號作為1個數據塊來處理。首先由反相器501使C1和C2的奇偶極性反相，由延遲部分502將偶數序號的符號延遲1個符號長度。其後，由C1碼解碼部分503進行C1碼校正，由交錯器504進行交錯處理，由C2碼解碼部分505進行C2碼校正。
此後，由反交錯器506進行反交錯處理，在延遲部分507將奇數序號的符號延遲1個符號長度後得到輸出a0～a115。這裡交錯器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、b135一側改設到b0、b2、b4、……b132、b134一側來實現。
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碼解碼部分603和C1碼解碼部分503、C2碼解碼部分605和C2碼解碼部分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、讀出時序來實現。同樣，圖12、圖13的各延遲部分及交錯器中的處理實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、讀出時序來實現。例如，將從盤107上重現的數據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的位置上，如果把它們沿橫方向順次讀出來，例如，讀出與i＝1對應的D136、D138、……D270、D1、D3、……D133、D135，則在圖12的延遲部分502中進行偶數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的控制方法來實現。
如果按照以上的結構，由於與CD規格相比，增加了碼長及糾錯奇偶校驗個數，加長了交錯約束長度，由此能夠大大提高對隨機錯誤和成組錯誤的糾錯能力，此外，由於與CD格式相比冗餘長度減少了，所以能夠增加實際能記錄的數據量，總之，在對數位訊號附加糾錯碼後再編碼解碼時，能夠以簡易的結構提高糾錯能力，同時還能削減冗餘長度。
如果按照上述結構，通過採用碼長和糾錯奇偶校驗個數相同、只是交錯約束長度不同的格式、由格式識別符ID對此進行識別，可以在不使編碼裝置、解碼裝置複雜化的情況下與多種格式對應。此外，通過由格式識別符進行的識別，還可以在1張盤上混合存在多種格式的情況下進行記錄和重現。
如果按照上述結構，由於適當設計奇數序號或偶數序號的符號延遲量使C2碼順序與盤上數據的順序不一致，因此可以防止成組錯誤糾錯能力的下降。進而，由於通過附加幀識別符ID，即使在因成組錯誤造成丟失連續幾幀的情況下，也能準確地知道丟失的幀數，所以可以毫無障礙地進行C2碼校正從而進行糾錯。(3)其他實施例在上述實施例中，C1碼的1個碼長即1幀長為136個符號，C1奇偶校驗和C2奇偶校驗分另別為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、奇偶校驗長度、交錯約束長度不局限於此，根據需要可作種種選定，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現與上述實施例同樣的效果。還有，C1奇偶校驗配置在碼的末尾，C2奇偶校驗配置在碼的中央，但是，奇偶校驗的配置不局限於此，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奇偶校驗和C2奇偶校驗分別為8個符號和14個符號，交錯約束長度為138個符號，C1奇偶校驗和C2奇偶校驗配置在碼的末尾。
在上述實施例中，L格式和S格式可以選擇，設置了格式識別符ID用於識別選中的格式，但是，L格式和S格式能夠分別獨立存在，從開始就只採用其中之一的方式也包含在本發明的範圍之內。還有，這種情況不需要格式識別符ID。
在上述實施例中，就繼同步之後附加1比特的格式識別符(ID)的情況進行了敘述，但格式ID的配置不局限於此，例如也可以在扇區標題內配設格式ID。此外，幀ID是以1個扇區單位周期性地循環使用，但也可以用n個扇區單位周期循環，或者也可以與扇區無關例如從0到255進行周期循環。
在上述實施例中，就以將小型盤那樣的讀出專用的光碟作為數位訊號的記錄媒體為前提的情況進行了描述，但是，本發明不局限於此，本發明也廣泛地、很好地適用於使用光磁碟、磁碟和磁帶那樣可寫入媒體的數位訊號編碼方法和裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法和裝置。
如果按照上述那樣的本發明，通過與小型盤的格式相比增加碼長和糾錯奇錯性個數、增長交錯約束長度，可以實現能提高對隨機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餘長度、能夠增加實際可記錄的數據量的數位訊號編碼方法和裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法和裝置。
如果按照本發明，可以實現這樣一種數位訊號編碼方法和裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法和裝置，即通過採用碼長和改正奇偶校驗個數相同只是交錯約束長度不同的格式並用格式ID進行識別，能夠在不使編碼裝置和解碼裝置複雜化的情況下與多種格式相應；通過由格式ID進行識別能夠在1個媒體上混合存在多種格式的情況下進行記錄和重現。
如果按照本發明，可以實現這樣一種數位訊號編碼方法和裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法和裝置，即通過適當設計奇數符號的延遲量使C2碼順序與盤上數據的順序不一致，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幾幀也能夠檢出其幀數而毫無障礙地進行C2碼校正並進行糾錯。
工業上利用的可能性本發明的數位訊號編碼方法及裝置可以應用於DVD(數字視盤)的記錄裝置中。此外，本發明的數位訊號解碼方法及裝置可以應用於DVD的重現裝置中。還有，本發明的數位訊號記錄媒體可以作DVD來使用。
權利要求
1.一種數位訊號編碼方法，其特徵在於在對數位訊號附加糾錯碼後再編碼的數位訊號編碼方法中，將至少使用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上，將使用與從相鄰的多個上述第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到上述輸入數位訊號上，將附加了上述第1和第2奇偶校驗的上述輸入數位訊號排列成使上述第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致。
2.權利要求1中記載的數位訊號編碼方法，其特徵在於上述第1和第2碼系列的碼長、上述第1奇偶校驗、上述第2奇偶校驗、以及交錯約束長度分別比小型盤的格式長。
3.權利要求1中記載的數位訊號編碼方法，其特徵在於上述第2碼系列對於指定個數的上述第1碼系列不包含折返。
4.權利要求1中記載的數位訊號編碼方法，其特徵在於上述第2碼系列對於指定個數的上述第1碼系列包含折返。
5.權利要求1中記載的數位訊號編碼方法，其特徵在於從碼長和奇偶校驗個數相同、交錯約束長度不同的多個格式中選擇1個，將用於識別上述選定的格式的識別信息編碼。
6.權利要求1中記載的數位訊號編碼方法，其特徵在於對上述第1碼系列分別附加識別序號。
7.一種數位訊號編碼裝置，其特徵在於在對數位訊號附加糾錯碼後再編碼的數位訊號編碼裝置中，設有將至少使用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上的附加裝置；將使用與從相鄰的多個上述第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到上述輸入數位訊號上的附加裝置；將附加了上述第1和第2奇偶校驗的上述輸入數位訊號排列成使上述第2碼系列的符號序列與記錄媒體上的符號序列不一致的排列裝置。
8.權利要求7中記載的數位訊號的編碼裝置，其特徵在於上述第1和第2碼系列的碼長、上述第1奇偶校驗、上述第2奇偶校驗以及交錯約束長度分別比小型盤的格式長。
9.權利要求7中記載的數位訊號編碼裝置，其特徵在於上述第2碼系列對於預定個數的上述第1碼系列包含折返。
10.權利要求7中記載的數位訊號編碼裝置，其特徵在於上述第2碼系列對於預指定個數的上述第1碼系列不包含折返。
11.權利要求7中記載的數位訊號編碼裝置，其特徵在於，具有對用於從碼長和校正奇偶校驗個數相同而交錯約束長度不同的多個格式中所選擇的格式進行識別的識別信息進行編碼的裝置。
12.權利要求7中記載的數位訊號編碼裝置，其特徵在於具有對上述第1碼系列分別附加識別序號的裝置。
13.一種數位訊號記錄媒體，其特徵在於在記錄了已附加了糾錯碼並已被編碼的編碼數位訊號的該數位訊號記錄媒體中，上述編碼數位訊號是通過將至少用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將使用與從相鄰的多個上述第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到上述輸入數位訊號上、將附加了上述第1和第2奇偶校驗的上述輸入數位訊號排列成使上述第2碼系列的符號序列與上述數位訊號記錄媒體上的符號序列不一致來生成的。
14.權利要求13中記載的數位訊號記錄媒體，其特徵在於上述第1碼系列的碼長、上述第1奇偶校驗、上述第2奇偶校驗以及交錯約束長度分別比小型盤格式長。
15.權利要求13中記載的數位訊號記錄媒體，其特徵在於上述第2碼系列對於預定個數的上述第1碼系列不包含折返。
16.權利要求13中記載的數位訊號記錄媒體，其特徵在於上述第2碼系列對於預定個數的上述第1碼系列包含折返。
17.權利要求13中記載的數位訊號記錄媒體，其特徵在於記錄了用於從碼長和改正奇偶校驗個數一樣而交錯約束長度不同的多個格式中所選定的格式進行識別的識別信息。
18.權利要求13中記載的數位訊號記錄媒體，其特徵在於對上述第1碼系列分別附加了識別序號。
19.一種數位訊號解碼方法，其中，編碼數位訊號通過將至少使用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將使用與從相鄰的多個上述第1碼系列分別錯開並各取出1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到上述輸入數位訊號上、將附加了上述第1和第2奇偶校驗的上述輸入數位訊號排列成使上述第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位訊號進行解碼的數位訊號解碼方法中，該數位訊號解碼方法的特徵在於，對由上述傳送線路供給的編碼數位訊號進行序列變換，對上述已序列變換了的編碼數位訊號用上述第1奇偶校驗在上述第1碼系列方向上進行第1錯誤改正，對上述已序列變換了的編碼數位訊號用上述第2奇偶校驗在上述第2碼系列方向上進行第2錯誤改正。
20.權利要求19中記載的數位訊號解碼方法，其特徵在於上述第1和第2碼系列的碼長、上述第1奇偶校驗、上述第2奇偶校驗以及交錯約束長度分別比小型盤的格式長。
21.權利要求19中記載的數位訊號解碼方法，其特徵在於上述第2碼系列對於預定的上述第1碼系列不包含折返。
22.權利要求19中記載的數位訊號解碼方法，其特徵在於上述第2碼系列對於預定個數的上述第1碼系列包含折返。
23.權利要求19中記載的數位訊號解碼方法，其特徵在於檢出用於識別從碼長和奇偶校驗個數相同、交錯約束長度不同的多個格式中所選定格式的識別信息，根據上述識別信息控制糾錯處理。
24.權利要求19中記載的數位訊號解碼方法，其特徵在於檢出對上述第1碼系列分別附加的識別序號，根據上述識別序號控制糾錯處理。
25.一種數位訊號解碼裝置，其中，編碼數據信號通過將至少用輸入數位訊號的第1碼系列求出來的第1奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將使用與從相鄰的多個第1碼系列分別錯開並取出各1個符號而形成的多個符號相當的第2碼系列求出來的第2奇偶校驗附加到輸入數位訊號上、將附加了第1和第2奇偶校驗的輸入數位訊號排列成使第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位訊號進行解碼的數位訊號解碼裝置中，該數位訊號解碼裝置的特徵在於設有將從上述傳送線路供給的編碼數位訊號進行序列變換的變換裝置；對上述已序列變換了的編碼數位訊號用上述第1奇偶校驗在上述第1碼系列的方向上進行第1錯誤校正的裝置；對上述已序列變換了的編碼數位訊號用上述第2奇偶校驗在上述第2碼系列的方向上進行第2錯誤校正的裝置。
26.權利要求25中記載的數位訊號解碼裝置，其特徵在於上述第1和第2碼系列的碼長、上述第1奇偶校驗、上述第2奇偶校驗以及交錯約束長度分別比小型盤的格式長。
27.權利要求25中記載的數位訊號解碼裝置，其特徵在於上述第2碼系列對於預定個數的上述第1碼系列不包含折返。
28.權利要求25中記載的數位訊號解碼裝置，其特徵在於上述第2碼系列對於預定個數的上述第1碼系列包含折返。
29.權利要求25中記載的數位訊號解碼裝置，其特徵在於具有檢出用於識別從碼長和奇偶校驗個數相同、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、和根據上述識別信息控制糾錯處理的裝置。
30.權利要求25中記載的數位訊號解碼裝置，其特徵在於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、和根據上述識別序號控制糾錯處理的裝置。
全文摘要
在本發明的數位訊號編碼方法及裝置、數位訊號記錄媒體、數位訊號解碼方法及裝置中，當對數位訊號附加糾錯碼再編碼解碼時，以簡易的結構提高糾錯能力和減少冗餘長度。當對數位訊號附加糾錯碼再編碼時，通過使碼長、校正奇偶校驗個數、交錯約束長度比小型盤的格式長來進行編碼，與小型盤的格式相比可以減少冗餘長度、增加可記錄的數據量。
文檔編號H04N7/24GK1124062SQ95190147
公開日1996年6月5日 申請日期1995年2月28日 優先權日1994年3月1日
發明者米滿潤, 巖村隆一, 藤波靖, 五十嵐勝治, 秋山義行 申請人:索尼公司