HU223894B1

HU223894B1 - Eljárás többszavas információ kódolására szószerű összesorolás és hibavédelem alkalmazásával, eljárás az ilyen információ dekódolására, eszköz az ilyen információ kódolására és/vagy dekódolására és az abban lévő adathordozó

Info

Publication number: HU223894B1
Application number: HU0100551A
Authority: HU
Inventors: Ludovicus M.G.M. Tolhuizen; Marten E. Van Dijk; Constant P.M.J. Baggen
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N.V.
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2005-03-29
Also published as: KR20000075856A; AU1501199A; IL131627A; HUP0100551A2; HUP0100551A3; CN1253674A; AR014200A1; CN1126271C; EP0965173A1; MY126409A; ID24253A; TR199902089T1; KR100583360B1; CA2282305C; JP2001515641A; BR9807633B1; WO1999034271A2; BR9807633A; ZA9811897B; AU766901B2

Abstract

Eljárás többszavas információ kódolására, az információ egyadathordozót illetően viszonylagos szomszédosságban elhelyezkedő több-bites karaktereken alapszik, az eljárás során szószerű összesorolástés szószerű hibavédelmi kódot hoznak létre. Ezáltal hibahely-meghatározó kulcsot biztosítanak a többszavas csoportok számára,amelyek alacsony védelmű célszavakra irányított nagy védelműkulcsszavakból származnak. A kulcsszavak első azonos méretűek és elsőazonos távolságra helyezkednek el. A célszavak második azonos méretűekés második azonos távolságra helyezkednek el. Célszerűen aberendezésben optikai tárolóeszközt alkalmaznak. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás többszavas információ kódolására szószerű összesorolás és hibavédelem alkalmazásával, hibahely-meghatározó kulcsokkal, amelyek nagy védelmű szavakból származnak, és alacsony védelmű szavakra irányulnak, eljárás az ilyen információ dekódolására, eszköz az ilyen információ kódolására és/vagy dekódolására, és az abban lévő adathordozó.

A találmány tárgya egyrészt az 1. szabadalmi igénypont bevezetőjében megfogalmazott eljárás. Az US 4559625 és az US 5299208 számú szabadalmi leírások ismertetik az összesorolt és hibavédett információs szavak dekódolását, ahol egy első szóban talált hibaminta kulcsot adhat egy ugyanolyan szócsoport másik szavában a hiba helyének meghatározásához. Az említett szabadalmi leírásokban egy szabványformátumot és hibasablont használnak, amely különböző szavakon keresztül többkarakteres hibabörsztöket tartalmaz. Egy adott szóban előforduló hiba jelzi, hogy a hiba nagy valószínűséggel előfordul egy megfelelő karakterhelyen a következő szóban vagy szavakban. Ez a művelet gyakran növeli a kijavított hibák számát. A feltalálók felismerték ennek az elvnek a hiányosságát, azt, hogy a kulcs csak akkor megfelelő, amikor a kulcsszó teljes egészében ki van javítva.

Ebből adódóan a találmány egyik célja egy olyan kódformátum biztosítása, ahol a kulcsszavakat nagyobb bizonyossággal lehet pontosan dekódolni, mint egy célszót. A találmány erre vonatkozó jellemzőit az 1. igénypont jellemző része tartalmazza. A talált kulcs egy törlésjelet eredményezhet, vagy egy törlésjelet jelölhet ki. Az ilyen kijelöléssel a hibajavítás hatékonyabb módon végezhető. Valójában sok kód legfeljebb t hibát javít ki, amikor nincs ismert hibahely-meghatározó jelzés. A törléshelyeket megadva általában nagyobb számú e>t törlést lehet kijavítani. Ugyanakkor a börsztök kombinációja és a véletlen hibák elleni védelem javul. A törléshelyek kijelöléséhez csak kevés tünetjel használata szükséges, így egyszerűsödik a számítás. Általában a találmány egyaránt használható tárolás és átvitel esetén is.

A találmány másik célja az így kódolt információ dekódolására szolgáló eljárás, az eljárás során alkalmazott kódoló- és/vagy dekódoló berendezés, és az ilyen kódolással és/vagy dekódolással előállított információt tartalmazó adathordozó. A találmány más előnyös szempontjait az aligénypontok tartalmazzák.

A találmány előnyös megvalósítását a csatolt ábrák alapján ismertetjük.

Az 1. ábra a kódolót, az adathordozót és a dekódolót tartalmazó berendezés.

A 2. ábra egy kódformátumelv.

A 3. ábra egy egymás mellé írt kód formátuma.

A 4. ábra egy nagy távolságú kód börsztérzékeléssel.

Az 5. ábra egy picket kód és börsztjelző alkod.

A 6. ábra egy börsztjelző alkódformátum.

A 7. ábra egy picket kód és az egymás mellé írt alkódja.

A 8. ábra annak különböző további aspektusai.

A 9. ábra egy formátumváltozat.

A 10. ábra az összesorolás egy részlete.

Az 1. ábra a találmány szerinti berendezést mutatja, amely tartalmaz egy kódolót, egy adathordozót és egy dekódolót. A berendezés alkalmas kódolásra, tárolásra és végül egy audio- vagy videojelből vagy adatból származó mintasorozatok vagy több-bites jelek dekódolására. A jelsorozat, amely példánkban nyolc bitből áll, a 20 terminálon keresztül érkezik. A 22 elágazó ismétlődően és ciklikusan továbbítja a kulcsszónak szánt első jeleket a 24 kódolóhoz. A 22 elágazó az összes többi jelet a 26 kódolóhoz továbbítja. A 24 kódolóban a kulcsszavakat a kapcsolt adatoknak egy első többkarakteres hibajavító kód kódszavaivá kódolásával hozzuk létre. Ez a kód lehet egy Reed-Solomon-kód, egymás mellé írt kód, egy összesorolt kód vagy ezeknek a kombinációja. A 26 kódolóban a célszavakat egy második többkarakteres hibajavító kód kódszavaivá kódolásával hozzuk létre. Az előnyös megvalósításban a kódszavak azonos hosszúságúak, de ez nem szigorú követelmény. Célszerűen mindkét kód Reed-Solomon-kód, ahol az első kód a második kódnak az alkódja. Amint az a 2. ábra ismertetéséből világosan fog látszani, a kulcsszavak általában sokkal nagyobb fokú hibavédelemmel rendelkeznek, és viszonylag kevesebb nem redundáns karaktert tartalmaznak.

A 28 blokkban az így kialakított kódszavakat egy vagy több kimenethez továbbítjuk, amelyeknek száma az ábrán tetszőleges úgy, hogy egy hordozón, amelyet később ismertetünk, az elosztás egyenletes legyen. A 30 blokk magát a hordozót jelöli, amelyre a kódolt adatokat felvisszük. A felvitel valójában lehet közvetlen beírás egy megfelelő írószerkezet és adathordozó kombinációjával végezve. Egy más változatban az adathordozó lehet egy rendszerkódolt adathordozó másolata, például egy lenyomat. Előnyösen a tároló egy szériagyártású optikai tárolóeszköz, de más megoldás is elképzelhető. A 32 blokkban a különböző szavakat újra leolvassuk az adathordozóról. Azután az első kód kulcsszavait továbbítjuk a 34 dekódolóhoz, és a bennük lévő redundanciák alapján dekódoljuk azokat. Továbbá, ahogy azt majd a 2. ábra alapján ismertetjük, az ilyen dekódolás ezeken a kulcsszavakon kívül más hibahelyek kulcsait is megadhatja. A 35 keret ezeket a kulcsokat fogadja, és tartalmaz egy programot egy vagy több különböző stratégia használatára, amelyekkel ezeket a kulcsokat átalakítjuk törléshelyekké. A célszavakat a 36 dekódolóban dekódoljuk. A törléshelyek ellenőrzésével a célszavak hibavédelmét elfogadható szintre emeljük. Végül az összes dekódolt szót az eredeti formátumnak megfelelően demultiplikáljuk a 38 alkatrész segítségével, és a 40 kimenethez továbbítjuk azokat. Összefoglalva, a különböző alrendszerek egymáshoz való csatolásának mechanikus konfigurációját elhagytuk.

A 2. ábra egy viszonylag egyszerű kódformátumot mutat. A kódolt információt képzeletben 16 sorból és 32 oszlopból álló blokkban rendezzük el, amely 512 karaktert tartalmaz. Az adathordozón való tárolás oszloponként, sorban történik, a bal oldali oszlop tetején kezdve. A vonalkázott terület ellenőrző karaktereket tartalmaz, a 0, 4, 8 és 12 szavak mindegyike nyolc ellenőrző karaktert tartalmaz, és kulcsszavakat képez.

HU 223 894 Β1

A többi szó négy ellenőrző karaktert tartalmaz, és célszavakat képez. Az egész blokk 432 információs karaktert és 80 ellenőrző karaktert tartalmaz. Az utóbbiakat elhelyezhetjük úgy, hogy többfelé osztjuk a nekik megfelelő szavakon. Az információs karakterek egy része üres karakter lehet. A Reed-Solomon-kód lehetővé teszi, hogy mindegyik kulcsszót négy karakterhibáig javítsuk ki. Az aktuális karakterhibákat ikszek jelölik. Következésképpen mindegyik kulcsszót hibátlanul dekódolhatjuk, mivel soha nem tartalmaznak négynél több hibát. Megjegyzendő, hogy a 2 és 3 szavakat nem lehet dekódolni csak a saját redundáns karaktereinek alapján. A 2. ábrán minden hiba, kivéve a 62, 66 és 68, hibasorozatot jelöl. De csak az 52 és 58 sorozatokat, amelyek legalább három egymást követő kulcsszón áthaladnak, vehetjük hibabörsztnek, úgyhogy legalább mindegyik középső karakterhely kap egy törlésjelzést. A börszt első kulcsszó hibája előtt elhelyezkedő célszavak és a börszt utolsó kulcsszó hibáját közvetlenül követő célszavak a követett stratégiától függően kaphatnak egy törlésjelet az adott helyen. Az 54 sorozat nem tekinthető börsztnek, mivel túlságosan rövid.

Ennek következtében a 4 szóban lévő két hiba egy törlésjelet hoz létre mindkét megfelelő oszlopban. Ettől a 2 és 3 szavak mindegyike egyetlen hibakarakterrel és két törléskarakterrel javíthatóvá válik. De sem a 62, 68 véletlen hibák, sem az 54 sorozat nem képez kulcsot az 5, 6 és 7 szavak számára, mert mindegyikük csak egyetlen kulcsszót tartalmaz. Bizonyos esetekben egy törlés nulla hibamintát eredményezhet, mivel egy nyolcbites karakterben egy tetszőleges hiba 1/256 valószínűséggel okoz újra hibátlan karaktert. Hasonlóan, egy hosszú börszt, amely egy adott kulcsszót keresztez, létrehozhat benne egy hibátlan karaktert. Ugyanannak a börsztnek a megelőző és rákövetkező kulcskarakterei közötti áthidalóstratégiával a hibátlan karaktert beépítjük a börsztbe, hasonló módon, mint ahogy a hibás kulcskaraktereket átalakítjuk törlésértékekké a megfelelő célkarakterek számára. Az előnyös megvalósítás módosítható a dekódolás elvének megfelelően, amelyet más paraméterek alapján végzünk.

A továbbiakban egy gyakorlati formátumot ismertetünk. A 3. ábra egy egymás mellé írt kód formátumát mutatja. A szavak vízszintesen és függőlegesen vannak elhelyezve, a paritás vonalkázott. A 4. ábra egy úgynevezett nagy távolságú kódot mutat egy speciális börsztérzékeléssel a felső néhány szóban, amelyekben több a paritás. A találmány egy úgynevezett picket kódot alkalmaz, amelyet a 3. és a 4. ábra elveinek kombinációjából alakítunk ki. Az írás minden esetben a

3. és a 4. ábrán látható nyilak mentén sorban történik.

A találmány előnyös megvalósításában egy újabb digitális optikai tárolóeszközt alkalmazunk. Célszerűen a hordozó leolvasásához a felső áteresztőréteg száz mikron vastagságú. A csatornabitek 0,14 mikron méretűek, úgyhogy az adatbájt 2/3 csatornaarány esetében csak 1,7 mikron hosszúságú lesz. A sugár átmérője a felső felületen 125 mikron. A lemezen egy caddy vagy boríték csökkenti a nagy börsztök valószínűségét. Bár a nem megfelelő, 50 mikronnál kisebb alkotórészek rövid zavarokat okozhatnak. A feltalálók többek között használtak egy zavarmodellt, ahol az ilyen zavarok hibaterjedésen keresztül 200 mikronos börsztökhöz vezethetnek, amelyek 120 bájtnak felelnek meg. A feltalálók célszerűen egy fix méretű, 120 B hibamodellt használtak, amely véletlenszerűen 2,6-10^-5 valószínűséggel indul bájtonként, vagy átlagban 32 kB blokkonként egy börszt keletkezik. A találmány előnyös megvalósítása során optikai lemezt használtunk tárolóeszközként, de más tárolóeszköz is alkalmas lehet, például többsávos szalag vagy mágneses és magnetooptikai tárolóeszköz.

Az 5. ábra egy picket kódot és egy börsztjelző alkódot mutat. Egy picket kód két, A és B alkodból áll. A börsztjelző alkod (BIS) tartalmazza a kulcsszavakat. A formátumot tekintve ez egy nagyon mélyen összesorolt nagy távolságú kód, amely lehetővé teszi a többszörös börszthibák helyének megállapítását. Az így talált hibamintákat feldolgozzuk, hogy megkapjuk a törlésinformációt a célszavak számára, amelyek ebben a megvalósításban egymás mellé írt alkodként (PS) vannak kialakítva. Az egymás mellé írt alkod kijavítja a többszörös börsztök kombinációit és a véletlenszerű hibákat úgy, hogy a börsztjelző alkodból kapott törlésjeleket használjuk.

A következő formátumot javasoljuk: a 32 kB-os blokk 16 DVD kompatibilis szektort tartalmaz, mindegyik szektor 2064=2048+16 bájt adatot tartalmaz,

ECC kódolás után mindegyik szektor 2368 bájtot tartalmaz, ezért a kódolási arány 0,872, a blokkban 256 szinkronblokkot formatálunk a következő módon:

minden szektor 16 szinkronblokkot tartalmaz, mindegyik szinkronblokk 4 csoport 37 B-ból áll, mindegyik 37 B-os csoport tartalmaz 1 B mélyen összesorolt börsztjelző alkódot és további 36 B egymás mellé írt alkódot.

Ahogy azt az 5. ábrán mutatjuk, a sorokat egymás után olvassuk le a lemezről, az előző szinkronmintával kezdve. Minden sor 4 B bevonalkázott résszel jelölt BIS-t tartalmaz, amelyek folyamatosan vannak számozva, és 36 másik bájttal vannak elválasztva. Tizenhat sor alkot egy szektort, és 256 sor alkot egy szinkronblokkot.

A 6. ábra kizárólagosan egy börsztjelző alkódformátumot mutat, amely ugyanolyan, mint az 5. ábra szektoronkénti 64 számú bájtjai, és a következőképpen van kialakítva:

sor van, mindegyikkel egy [64, 32, 33] RS kód, ahol t=16, az oszlopok a lemezről sorban következnek, ahogy a nyíl mutatja úgy, hogy egyetlen szektorból négyes oszlopcsoport ered a gyors címzéshez, a BIS mindegyike legalább tizenhat 592 B-os (-1 mm) börsztöt jelölhet, a BIS szektoronként 32 B adatot, négy BIS oszlopot, célszerűen 16 B DVD-fejlécet, a fejlécen 5 B paritást, hogy lehetővé tegyük a gyorscím-kiolvasást, és 11 B felhasználói adatot tartalmaz.

HU 223 894 Β1

A 7. ábra egy picket kódot és annak egymás mellé írt alkódját mutatja, amely a célszóból épül fel. Az egymás mellé írt alkod bájtjai olyan sorrendben vannak számozva, ahogy a lemezről leolvassuk azokat, miközben a BIS bájtokat figyelmen kívül hagyjuk.

A 8. ábra az egymás mellé írt alkod megvalósításának különböző módjait mutatja. Célszerűen az egymás mellé írt alkod a Reed-Solomon-kód [256,228,29] [144,143,2] egymás mellé írt alkódja. Az adatbájtok száma 228-143=32 604, azaz tizenhatszor (2048+11) felhasználói bájt plusz 12 tartalék bájt.

A 9. ábra a 8. ábra formátumának változatát mutatja, ahol a vízszintes Reed-Solomon-kódot kihagytuk. A vízszintes blokk mérete 36 bájt (egynegyede a 7. ábra szerintinek), és egy [256,224,33] Reed-Solomon-kódot használ. Mindegyik szektorban 2368 bájt van, és üres bájtok nem szükségesek.

Az első oszlopban a kódot két lépésben alakítjuk ki. Mindegyik szektorból először a 16 fejlécbájtot kódoljuk egy [20,16,5] kóddal, hogy lehetővé tegyük a gyorscím-visszakeresést. A maradék 20 bájt plusz további 32 felhasználói bájt szektoronként alkotja az adatbájtokat és ezeket a továbbiakban együtt kódoljuk. Egy K2 szektor adatkarakterei lehetnek fizikailag csak egy szektorban, ahogy a következőkben ismertetjük. A [256,224,33] kód mindegyik oszlopa 2K szektoronként 8 paritáskaraktert tartalmaz. Továbbá mindegyik [256,208,49] kódnak 2K szektoronként 12 paritáskaraktere és a [20,16,5] kódnak 4 paritáskaraktere van, hogy megkapjuk a [256,208,49] kódot a 48 redundáns bájttal.

A 10. ábra az összesorolást részletesen mutatja. Itt a a fejlécbájtokat, a „?” a [20,16] kód paritását, a „?” a 32 további adatbájtokat és a [256,208] kód 12 paritásbájtját jelenti.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás többszavas információ kódolására, az információ egy adathordozót illetően viszonylagos szomszédosságban elhelyezkedő több-bites karaktereken alapszik, az eljárás során szószerű összesorolást és szószerű hibavédelmi kódot hozunk létre, amellyel hibahely-meghatározó kulcsot biztosítunk a többszavas csoportok számára, azzal jellemezve, hogy ezeket a kulcsokat alacsony védelmű célszavakra irányított nagy védelmű kulcsszavakból származtatjuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kulcsszavak első azonos méretűek és első azonos távolságra helyezkednek el a célszavakat illetően, amelyek második azonos méretűek és második azonos távolságra helyezkednek el.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adathordozó optikai adathordozó.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kulcsszavak a hozzájuk tartozó szektorok fejléc-információit tartalmazzák egy blokkon belül, amely tartalmazza a kódokat, és a fejléc-információkat a hozzájuk tartozó szektorok elrendezésének megfelelő sorrendben visszük fel az adathordozóra.
5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kódokon kívül a fejléc-információk szektoronként kiegészítő hibavédelemmel rendelkeznek.
6. Eljárás többszavas információ dekódolására, az információ egy adathordozót illetően viszonylagos szomszédosságban elhelyezkedő több-bites karaktereken alapszik, az eljárás során szószerű szétsorolást végzünk, és dekódoljuk a hibavédelmi kódot, beleértve a többszavas csoportok hibahely-meghatározó kulcs értékelését, azzal jellemezve, hogy ezeket a kulcsokat alacsony védelmű célszavakra irányított nagy védelmű kulcsszavakból származtatjuk.
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kulcsszavak első azonos méretűek és első azonos távolságra helyezkednek el, és a célszavak második azonos méretűek és második azonos távolságra helyezkednek el.
8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adathordozó optikai adathordozó.
9. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kulcsszavakban kijavított karakterek megfelelő kulcsokat biztosítanak, és a kapott információsorozatban az egymást követő kulcsok együttesen szolgáltatják a célszó közbenső karakterei számára a törlésjelzéseket.
10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sorozatokban a közbenső módosítatlan kulcsszókarakterhez egy elképzelt kulcsot rendelünk.
11. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kulcsszavak a hozzájuk tartozó szektorok fejléc-információit tartalmazzák egy blokkon belül, amely tartalmazza a kódokat, és a fejléc-információkat a hozzájuk tartozó szektorok elrendezésének megfelelő sorrendben olvassuk le az adathordozóról.
12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kódokon kívül a fejléc-információkon szektoronként hibavédelmet hajtunk végre.
13. Berendezés többszavas információ kódolására, az információ egy adathordozót illetően viszonylagos szomszédosságban elhelyezkedő több-bites karaktereken alapszik, a berendezés tartalmaz összesoroló eszközt a szószerű összesorolás biztosítására, kódolóeszközt a szószerű hibavédelmi kód létrehozására, és hozzárendelő eszközt, amely a többszavas csoportok hibahely-meghatározó kulcsát biztosítja, azzal jellemezve, hogy a hozzárendelő eszköz úgy van kialakítva, hogy ezek a kulcsok alacsony védelmű célszavakra irányuló nagy védelmű kulcsszavakból vannak létrehozva.
14. A 13. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az összesoroló eszköz alkalmas az első azonos méretű és első azonos távolságra elhelyezkedő kulcsszavak összesorolására a célszavakat illetően, amelyek második azonos méretűek és második azonos távolságra vannak elhelyezve.
15. Berendezés többszavas információ dekódolására, az információ egy adathordozót illetően viszonylagos szomszédosságban elhelyezkedő több-bites karaktereken alapszik, a berendezés tartalmaz egy szétsoroló eszközt szószerű szétsorolás elvégzésére, egy dekódoló eszközt a hibavédelmi kód dekódolására, és egy értékelőeszközt a többszavas csoportok hibahely4

HU 223 894 Β1 meghatározó kulcsának értékelésére, azzal jellemezve, hogy az értékelőeszköz úgy van kialakítva, hogy ezek a kulcsok alacsony védelmű célszavakra irányított nagy védelmű kulcsszavakból vannak származtatva.
16. A 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jelle- 5 mezve, hogy a kulcsszavak első azonos méretűek és első azonos távolságra helyezkednek el, és a célszavak második azonos méretűek és második azonos távolságra helyezkednek el.
17. Adathordozó, amely az 1. igénypont szerinti eljárásnak megfelelően van kialakítva, az adathordozó tartalmazza az összesorolt kulcsszavak és célszavak sorozatát, a kulcsszavak a célszavaknál magasabb szintű hibavédelemmel vannak ellátva.
18. A 17. igénypont szerinti adathordozó, azzal jellemezve, hogy a kulcsszavak első azonos méretűek és első azonos távolságra helyezkednek el, és a célszavak második azonos méretűek és második azonos távolságra helyezkednek el.
19. A 17. igénypont szerinti adathordozó, azzal jellemezve, hogy optikai adathordozó.
20. A 17. igénypont szerinti adathordozó, azzal jellemezve, hogy leolvasásra alkalmas.
21. A 17. igénypont szerinti adathordozó, azzal jellemezve, hogy a kulcsszavak a hozzájuk tartozó szektorok fejléc-információit tartalmazzák egy blokkon belül, amely tartalmazza a kódokat, amelyeket a hozzájuk tartozó szektorok elrendezésének megfelelő sorrendben visszük fel az adathordozóra.
22. A 21. igénypont szerinti adathordozó, azzal jellemezve, hogy a kódokon kívül a fejléc-információk szektoronként hibavédelemmel rendelkeznek.