CN1248101C - 产生多级随机数有效序列的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种产生多级随机数有效序列的方法及装置，产生“n^m+m-1”个n级随机数的有效序列且“m”个连续随机数各自的子序列具有不同图形，供信息记录介质使用，该方法包括以下步骤：根据初始值产生n级随机数的一个序列，每次产生一个数，确定一个子序列的图形是否“使用”，如果该子序列的图形“使用”，就为初始值设置一个不同值，如果该子序列的图形未被“使用”，就采纳新产生的数并且将上述图形标记为“使用”。重复所有步骤直至穷尽“n^m”个图形。如果该子序列的图形“使用”，新产生的数就会被拒绝，因此，该序列就是穷尽所有“n^m”个图形的最短序列。

Description

产生多级随机数有效序列的方法和装置

技术领域

本发明涉及到信息记录介质，具体涉及到一种存储多级随机数有效序列作为参考数据的信息记录介质，一种产生多级随机数有效序列的方法和装置，以及一种用来产生多级随机数有效序列的计算机程序。

背景技术

目前已经开发了能够在光盘上存储多级数据的光盘记录装置。有时在这种光盘中存储参考数据，让光盘记录装置能够校准写入对策并且精确地再生存储在光盘中的多级数据。

例如是在每个随机数有8级数并将三个连续随机数作为子序列考虑的情况下，就会有512(＝8³)个不同图形(patterns)。总共512个图形至少需要514(＝8³+3-1)个随机数。

要产生多级随机数的序列有多种方法。例如在国际公开专利申请W001/57857A1中公开了一种用移位寄存器电路产生这种参考数据的方法，它产生9位最大长度序列来校准光盘记录介质的写入对策。这种方法能通过将移位寄存器电路随机产生的每个9位数据变换成3位数据随机数而产生一个8级随机数序列。如此产生的序列能穷尽所有512个图形，并且如下所述还有冗余。

另一方面，参考数据还被用来再生用图形识别方法记录在光盘上的实际多级数据。在这种情况下，用光盘记录装置再生参考数据并且制备再生信号值的一个表。在再生存储在光盘上的实际多级数据时，用这个表将由实际多级数据再生的一个信号值与参考数据相比较。由光盘记录装置确定并输出再生信号值与再生实际数据最佳匹配的那个表的图形。

然而，在前一种常规现有技术的情况下，序列中包括512×3＝1536个随机数。512个序列(各自由三个连续随机数组成的)可以穷尽(这些序列的)所有512个随机图形。然而，如果还考虑到三个连续随机数从各个序列的第二或第三随机数开始，就会不只一次出现这三个连续随机数的图形。因此，1536个随机数的序列是冗余的。另外，由于这种技术采用了移位寄存器电路来产生最大长度序列，多级的数仅限于2的幂次方，如4、8和16。

在后一种常规现有技术的情况下，参考数据中的冗余仍是个问题。另外，由于参考数据不完全是随机的，再生信号中可能包括特定的频率成分，会影响光盘记录装置伺服机构的性能。

发明内容

本发明的主要目的是为产生一种多级随机数的有效(最短)序列提供一种全新而有用的方法和装置，具体要提供一种产生多级随机数的有效(最短)序列的方法和装置，在其中序列的所有图形仅仅出现一次，但是多级数不仅限于2的幂次方。

本发明的另一目的是提供一种通过存储有效序列于信息记录介质来校准记录介质的方法，在信息记录介质中存储多级随机数的有效(最短)序列作为参考数据，其中，多级随机数的有效(最短)序列为“n^m+m-1”个n级随机数的有效序列，“m”个连续随机数每一个子序列具有不同图形，该多级随机数的有效(最短)序列记录在该信息记录介质的盘形记录区内。

为了实现上述目的，按照本发明产生“n^m+m-1”个n级随机数的有效序列(其“m”个连续随机数的每个序列具有不同图形)的一种方法，包括以下步骤，根据初始值产生n级随机数的一个序列，每次产生一个数，确定“m”个连续随机数的一个子序列的图形是否包括新产生的数，并且“使用”所产生的次序中的前“m-1”个数，如果“使用”上述子序列的上述图形，就为上述初始值设置一个不同值，如果不“使用”上述子序列的上述图形，就采纳新产生的数并且将上述图形标记为“使用”，并且重复所有步骤直至穷尽“m”个连续随机数的上述子序列的所有“n^m”个图形。

如果“m”个连续随机数的一个子序列的图形“使用”，新产生的数就会被拒绝，用这种方法获得的序列就会是最短序列，它包括穷尽序列中所有“n^m”个图形的“n^m+m-1”个n级随机数。

结合附图阅读以下的具体说明就能理解本发明的其他目的，特征和优点。

附图说明

图1的流程图表示按照本发明一个实施例用来产生多级随机数的有效序列的方法的一种算法；

具体实施方式

以下要参照附图解释本发明的最佳实施例。

图1的流程图表示按照本发明一个实施例用来产生多级随机数的有效(最短)序列的方法的一种算法。这种算法可以由计算机来执行。

在以下的具体说明中仅仅会描述n＝8和m＝3的情况。然而，“n”和“m”不仅限于这些值，“n”和“m”可以被设置为任何正整数。

例如是用一个随机数产生函数(C编辑器的程序库)产生从0到32767(＝2¹⁵-1)的一个伪随机数。用这一随机数产生函数就能产生8级随机数(0-7)。

将随机数产生函数的一个预定初始值提供给计算机的CPU，由它产生8级随机数(步骤S1)。

连续产生三个随机数(0-7)作为随机数的第一序列，并且立即采纳这三个随机数作为有效序列的数(步骤S2)。

如上所述，在三个8级随机数构成一个序列并且考虑随机数次序的情况下，总共有8³＝512种图形。对应着该序列的图形被标记为“使用”(步骤S3)。

产生另一个随机数(0-7)作为有效序列的下一个候选数(步骤S4)。

由前一序列中的第二和第三随机数和步骤S4中产生的随机数构成一个新序列。确定对应着这一新序列的图形是否已被标记为“使用”(步骤S5)。

如果对应该新序列的图形已被标记为“使用”，就为随机数产生函数(C编辑器的程序库)提供一个不同值作为初始值(步骤S10)。计算机返回到步骤S2并重复上述步骤。

如果对应该新序列的图形尚未被标记为“使用”，就采纳在步骤S4中产生的随机数作为有效序列中的新数(步骤S6)。

将对应着新序列的图形标记为“使用”(步骤S7)。

确定所有512种图形是否都已被标记为“使用”(步骤S8)。

如果还有剩余的图形没有被标记为“使用”，计算机就返回到步骤S4并重复上述步骡。

如果所有512种图形都已被标记为“使用”，计算机就停止产生随机数，并输出514(＝8³+3-1)个8级随机数构成的有效序列(步骤S9)。然后，计算机退出图1所示的程序。

按照上述算法，逐个产生范围为0-7的8级随机数并且按产生次序排列。将包括前两个随机数的顺序组作为产生次序中的第一和第二个数，并将新产生的随机数作为第三个数，而将最后一个数作为随机数的序列。

例如，第一序列包括第一、第二和第三随机数；第二序列包括第二、第三和第四随机数；而第三序列包括第三、第四和第五随机数。

新产生的随机数被采纳作为有序序列中的新数，而对应该序列的图形被标记为“使用”，除非该图形已经被标记为“使用”。这样就总共有512(＝8³)种图形。

一旦出现已经被标记为“使用”的图形，就放弃新产生的随机数，并且将随机数产生函数的初始值改变成不同值。

采用新的初始值重复上述的步骤直至穷尽所有512种图形，并采纳随机数的总数作为有效序列的数达到514(＝8³+3-1)。这514个随机数就是最短序列，在其中一个序列的每一种图形仅出现一次。

例如，如果按这一次序产生三个随机数“7”，“5”和“6”，“756”就是第一序列。将图形“756”标记为“使用”。

然后，例如是产生第四个随机数“2”。“562”就是第二序列。由于图形“562”尚未被标记为“使用”，就采纳第四个随机数“2”作为有效(最短)序列的一个新数。将图形“562”标记为“使用”。

照样产生另一个随机数，并且形成包括最后两个被采纳的随机数和新产生的随机数的一个新序列。确定对应着新序列的图形是否已被标记为“使用”。如果该图形尚未被标记为“使用”，就采纳新产生的随机数作为有效(最短)序列的一个新数。然后将对应着新序列的这一图形标记为“使用”。

如果对应着新序列的该图形已经被标记为“使用”，就放弃新产生的随机数和随机数产生函数根据该初始值将要产生的那些随机数。改变初始值用该函数产生随机数的一个新序列，并且重复上述步骤。

确定所有512种图形是否都已被标记为“使用”。如果仍有剩下的图形没有被标记为“使用”，计算机就产生下一个随机数(0-7)，并且确定能否采纳下一个随机数作为有效序列中的一个数。

如果同一种图形没有出现两次以上并且所有512种图形都已被标记为“使用”，计算机产生的序列就是包括514个随机数的有效(最短)序列，在其中对应着包括从每一个(第一)随机数开始的三个随机数的各序列的一种图形仅出现一次。

然后，计算机输出有效序列并且退出该程序。

以下是根据本发明实施例的方法产生的有效(最短)序列的一些例子。

[第一例]

756266331054343327727165666255236545

073542352536273025147201013476353560

405270161333457544314670615746205330

563647416644407760504712143211456167

737241406657745304367326320761771540

122655323014156743506233606300355711

363421037130714461024650516021621734

031637502740225413221531311551710442

624410672220232564116425015112614276

526017213570267174736117515200111075

762237312033510070550006034452243065

125733764600572643744704240045477700

206404631503032451370366074227231707

252123412475565346455546676612752420

4176753575

[第二例]

440570612362311470240053554141003033

704064153222075267674034477221561151

662065642712525063637340202657540430

545342324520013615052765244645720327

431654613742140173007161741677537501

445625131241227567261606653172351062

701521626046307455035422632016346022

371112056036605576471700225650230451

217514243573157145006073600047614667

037773566102127321330675746715551543

454413433523411301105117272353673332

666462116443655225774755336407663103

143724264323347256350705041763313253

027707762473760126224651771010721044

4204254744

[第三例]

257477715645427304767444160212202606

700175064722555457037561201675115404

371214242341002271110534710364006031

075334311451044056351237704621643501

374177546717245302752622130035575535

373677270514155205445210204267376276

607401572076327456641165560101131357

742033061332062005507266171326117066

337215162475732173403455134436250301

470124616361463032305716106532524023

363166527232413654746422360450244465

052264650414473174322243331406370714

342541277657644211251761531265150007

354307733565626346662352315256760040

7025366725

如以上的例子所示，序列(三个连续随机数)的每个图形仅出现一次。这样，这些序列就不是冗余的，并且是有效的而且最短。

以下要解释在其中存有多级随机数的上述有效序列的一种信息记录方法。在信息记录介质中存储“n^m+m-1”个n级(整数，n≥2)随机数的序列，在其中的n^m个不同图形当中，“m”(整数，m≥2)个连续随机数的每个图形仅出现一次。

在以下的具体说明中描述了作为信息记录方法的一个实施例的一种光盘。然而应该注意到本发明可以应用于这种光盘之外的任何信息记录介质。

存储在光盘中的多级随机数的有效序列可以作为参考数据来再生，提供一个用于图形识别的表。

以下要解释作为参考数据存储的多级随机数的有效序列在光盘记录区内的位置。

(1)多级随机数的有效序列被存储在光盘记录区的内径处的情况。

在许多情况下，光盘驱动器是从内径开始读出和写入。由于光盘的内径不易使光盘弯曲和变形，在内径处的读出和写入操作比在外径处更加稳定。因此，如果将有效序列存储在光盘记录区的内径处，就有可能提供可靠的表。因为需要在读出操作的初始阶段提供这个表，如果有效序列被存储在内径处，光盘驱动器的激光头需要在径向上移动的距离就能缩短。这样就能缩短起动读出操作所需的时间。

如上所述，由于多级随机数的有效序列被存储在光盘的内径处，参考数据不会受光盘弯曲和变形的影响，这样就能保持可靠的表。另外，由于光盘驱动器的激光头需要在径向上移动的距离被缩短了，读出操作初始化所需的时间得以缩短。

(2)多级随机数的有效序列被存储在光盘记录区的内径和外径处的情况。

由光盘驱动器再生的信号取决于光盘随设置在光盘上的记录材料的空间分布被访问的位置。来自内径和外径的信号质量有时会改变。因此，将参考数据存储在内径和外径处是有益的，并且对从内径和外径处获得的信号取平均值。

如上所述，由于有效序列(参考数据)被存储在内径和外径处，所提供的表能够反映再生信号随记录区中的位置的空间变化，并且改善实际再生数据的可靠性。

(3)有效序列被存储在光盘记录区的内径、中间半径和外径处的情况。

根据存储在中间半径处的参考数据获得的表被用来再生存储在内径和中间半径之间的实际数据。根据存储在内径和外径处的参考数据获得的表被用来再生存储在中间半径和外径之间的实际数据。

为了反映信号随记录区中位置的变化，在中间半径处提供参考数据是有益的，并且对从中间半径处获得的再生信号值和外径处的参考数据取平均值而产生表。

如上所述，在光盘记录区的内径、中间半径和外径处存储参考数据，这样能更精确地反映信号随记录区位置的变化。

(4)有效序列被存储在光盘记录区中提供的内径、外径处以及内径和外径之间多个位置处的情况，各个位置彼此相隔预定的距离。

根据内径的参考数据获得的表被用来再生存储在从内径到中间半径的记录区内的实际数据；根据中间半径的参考数据获得的表被用来再生存储在包括中间半径的记录区内的实际数据；而根据外径的参考数据获得的表被用来再生存储在包括中间半径的记录区以外的记录区内的实际数据。

将光盘的记录区分割成多个环形记录区是有益的，并且在各个环形记录区内记录有效序列作为参考数据，这样就能为各个环形记录区产生一个表来精确地再生实际数据。

如果将有效序列存储在光盘记录区中按预定距离彼此分开设置的内径处、外径处以及内径与外径之间的多个位置，就能更加精确地将用表反映再生信号随位置的变化。

(5)有效序列被存储在组成光盘电路的各个轨迹中的情况。

可以将有效序列(参考数据)存储在组成光盘电路的各个轨迹中，这样就能更加精确地将用表反映再生信号的变化。

(6)有效序列附属于预定量实际数据并且被记录在光盘记录区内的情况

有效序列分别可以附属于各个预定量的实际数据，并且作为参考数据记录在光盘记录区内。例如，参考数据可以随32KB的实际数据和差错检测和/或纠错码记录在各个扇区内。如果实际数据是以扇区为单位用多个光盘驱动器存储在光盘中的，任何光盘驱动器都能毫无问题地再生随参考数据记录的实际数据。

综上所述，按照本发明实施例的方法能够产生包括最少随机数的多级随机数的有效序列，这些序列能穷尽所有图形，而各个随机数的值不仅限于2的幂次方。

以上就是本发明的最佳实施例。本发明不非仅限于这些实施例，无需脱离本发明的范围还能有各种各样的变更和修改。

Claims (9)

1.一种产生多级随机数有效序列的方法，产生“n^m+m-1”个n级随机数的有效序列且“m”个连续随机数的每一个子序列具有不同图形，该方法包括以下步骤：

根据初始值产生n级随机数的一个序列，每次产生一个数；

确定“m”个连续随机数的一个子序列的图形是否包括新产生的数，并且“使用”所产生的次序中的前“m-1”个数；

如果“使用”上述子序列的上述图形，就为上述初始值设置一个不同值；

如果不“使用”上述子序列的上述图形，就采纳新产生的数并且将上述图形标记为“使用”；并且

重复所有步骤直至穷尽“m”个连续随机数的上述子序列的所有“n^m”个图形。

2.一种通过存储权利要求1所述的有效序列于信息记录介质来校准记录介质的方法，其特征是将权利要求1所述的“n^m+m-1”个n级随机数的有效序列，记录在该信息记录介质的盘形记录区内作为该信息记录介质的参考数据，其中，“m”个连续随机数每一个子序列具有不同图形。

3.按照权利要求2的方法，其特征是将该有效序列记录在上述盘形记录区的内径处。

4.按照权利要求2的方法，其特征是将该有效序列记录在上述盘形记录区的内径和外径处。

5.按照权利要求2的方法，其特征是将该有效序列记录在上述盘形记录区的内径、中间半径和外径处。

6.按照权利要求2的方法，其特征是将该有效序列记录在上述盘形记录区的内径处、外径处以及上述内径与上述外径之间的互相隔开一定距离的多个位置处。

7.按照权利要求2的方法，其特征是将该有效序列记录在构成上述盘形记录区环路的各个轨迹中。

8.按照权利要求2的方法，其特征是将该有效序列附属于各个预定量的实际数据，并且记录在上述盘形记录区内。

9.一种产生多级随机数有效序列的装置，产生“n^m+m-1”个n级随机数的有效序列且“m”个连续随机数的每一个子序列具有不同图形，该装置包括：

随机数产生装置，用于根据初始值产生n级随机数的一个序列，每次产生一个数；

比较装置，用于确定“m”个连续随机数的一个子序列的图形是否包括新产生的数，并且“使用”所产生的次序中的前“m-1”个数；

赋值装置，如果“使用”上述子序列的上述图形，就为上述初始值设置一个不同值；

标记装置，如果不“使用”上述子序列的上述图形，就采纳新产生的数并且将上述图形标记为“使用”；并且

返回装置，用于重复所有步骤直至穷尽“m”个连续随机数的上述子序列的所有“n^m”个图形。