JP2004281043A - 情報信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 冗長度を増やさずに比較的簡単に最大バーストエラー訂正長を長くした信号処理を行う情報信号処理方法を提供する。
【解決手段】 各データセクタについて、第１の分割データセクタの１行目、前記第１の分割データセクタの１行目に対するインナーパリティ、第２の分割データセクタの１行目、前記第２の分割データセクタの１行目に対するインナーパリティというように、前記第１の分割データセクタの１行目から前記２の分割データセクターのＭ行目に対するインナーパリティまでを順次出力し、次に、１番目のデータセクタからＫ番目のデータセクタまで繰り返して出力するに際して、前記各データセクタの出力毎に、前記Ｋ個の分割データセクタから生成した第１のアウターパリティと第２のアウターパリティとの何れか一方を交互に挿入して出力可能なように信号処理を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は特に高密度記録媒体の信号処理に好適な情報信号処理方法に関する。

近年、情報記録媒体の高密度化が進み、例えばＤＶＤ(Digital Versatile Disk)ではＣＤ（compact Disk）に比べて最短マーク長が短く、トラック線密度もトラックピッチが０．７４μｍとＣＤのそれぞれ１／２以下であり、ユーザの記録容量は片面一層ディスクで４．７ＧＢである。

さらに、現在の赤レーザを用いた世代に対し、次世代のバイオレットレーザ（ＧａＮ）を使用した超高密度光ディスクが各社で検討されており、そのユーザの記録容量は２０ＧＢを超えるといわれている。当然、最短マーク長及びトラックピッチも小さくなり、それらの値はＤＶＤに比べて約１／２程度になるといわれている。このような状況では、ディスク成型上または、使用中の埃や傷などで光ディスクにディフェクトが生じると、データ長から相対的に見た場合ディフェクトはＤＶＤの２倍の大きさとなる。

例えば、ＤＶＤでは、図１３（Ａ）に示すように、１９２行×１７２列のデータを一組として、各行に対しＰＩパリティを１０列、各列に対しＰＯパリティ１６行を生成する積符号化を施し、２０８行×１８２列のＥＣＣ（エラーコレクションコード）ブロックを構成している。また、図１３（Ｂ）に示すように、ＰＯパリティはデータ１２行に対し、次の行にＰＯパリティ１行が挿入されるインターリーブを行っている。

また、ＤＶＤには、図１４に模式的に示すように、上記のＥＣＣブロックは、１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の１行目から２０８行目までが順番に記録されてから２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の１行目から２０８行目までが順番に記録され、以下同様にして順番に記録される。

この方法ではＰＯパリティによるイレージャ訂正を行った場合、最大１６行まで訂正可能である。これは、ディスク上の連続する６ｍｍまでのディフェクトによるデータエラーが訂正可能である。このような連続するエラーを一般にバーストエラーというが、このようなフォーマットのもとで線密度を１／２にした場合、訂正できるディフェクトは３ｍｍまでとなってしまう。また、ＰＩパリティでは通常５シンボル（バイト）の訂正が可能であり、ランダムエラーが無いと仮定した場合、訂正可能なバーストエラー長はＤＶＤで最大約１０μｍである。従って、線密度を１／２にした場合、ＰＩパリティで訂正できるディフェクトは最大約５μｍとなってしまう。

従って、上記の従来のディジタル信号処理方法及び情報記録媒体では、ランダムエラーが発生する状況下では、ＰＩパリティ及びＰＯパリティで訂正できるバーストエラー長は一層短くなる。なお、ＤＶＤのＰＯ行のインターリーブはセクタ内のパリティの含める割合を一定に保つもので、バーストエラーの分散をさせるものでなく訂正長を増やす効果はない。

このような問題を解決するには、パリティ数を増やし訂正長を大きくする方法があるが、ＥＣＣブロックに対するパリティの冗長度が増し、高密度記録に不利である。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、冗長度を増やさずに比較的簡単に最大バーストエラー訂正長を長くした信号処理を行う情報信号処理方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、比較的小規模なバーストエラーを分散させて、データの線密度を高密度化した信号処理を行う情報信号処理方法を提供することにある。

上記した課題を解決するために、本発明は、下記の構成になるた情報信号処理方法を提供する。
入来するディジタル情報信号を所定数のワード単位で分割し、Ｍ行×Ｎ列よりなる連続するＫ個のデータセクタを形成すると共に、前記Ｋ個のデータセクタを夫々列方向に２つに分割することにより、夫々Ｍ行×Ｎ／２列よりなる第１及び第２の分割データセクタを得て、前記各分割データセクタの行単位で生成したインナーパリティ及び前記各分割データセクタをＫ個列方向に配列して生成したアウターパリティと共に出力可能なように信号処理を行う情報信号処理方法であって、
前記各データセクタについて、第１の分割データセクタの１行目、前記第１の分割データセクタの１行目に対するインナーパリティ、第２の分割データセクタの１行目、前記第２の分割データセクタの１行目に対するインナーパリティというように、前記第１の分割データセクタの１行目から前記２の分割データセクターのＭ行目に対するインナーパリティまでを順次出力し、
次に、１番目のデータセクタからＫ番目のデータセクタまで繰り返して出力するに際して、前記各データセクタの出力毎に、前記Ｋ個の分割データセクタから生成した第１のアウターパリティと第２のアウターパリティとの何れか一方を交互に挿入して出力可能なように信号処理を行うことを特徴とする情報信号処理方法。

本発明によれば、冗長度を増やさずに比較的簡単に最大バーストエラー訂正長を長くして情報を記録、再生する情報記録方法、情報再生方法を提供することができ、また、比較的小規模なバーストエラーを分散させて、データの線密度を高密度化した信号処理を行う情報信号処理方法を提供することができる。

本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は情報記録媒体の第１の形態のデータの配置を示す。この第１の形態は、記録媒体上に積符号化方式によるＥＣＣ符号化された符号化データを離散させるインターリーブ方式において、図１に示すように、連続する２個の積符号化されたＥＣＣブロックＥＢ１及びＥＢ２を１組として、１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の１行目の次に２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の１行目、続いて１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の２行目の次に２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の２行目というように、１番目のＥＣＣブロックＥＢ１のｒ行目の次に２番目のＥＣＣブロックＥＢ２のｒ行目を配置し、行単位でデータのインターリーブを行う。

つまり、第１の形態では、行単位で２つのＥＣＣブロックＥＢ１及びＥＢ２のデータが交互に配置される。なお、２つのＥＣＣブロックＥＢ１及びＥＢ２の構成は、図１３に示した積符号ブロックである。また、ＤＶＤと同じように、予めデータ１２行に対しＰＯパリティ１行を挿入して１セクタ中のパリティの含める割合を一定に保っておくものとする。

ここで、第１の形態において、図１に示すように例えばＥＣＣブロック１８行の大きなバーストエラーが発生したものとすると、再生時にデインターリーブした後の各ＥＣＣブロックに含まれるエラー分布は図２（Ｂ）に示すように、１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の９行と２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の９行にエラーが分散して生じる。

これに対し、図１４に示した従来の記録媒体において図１４に示したように、上記と同じ１８行のバーストエラーが１番目のＥＣＣブロックＥＢ１に発生したものとすると、再生時にデインターリーブした後の各ＥＣＣブロックに含まれるエラー分布は図２（Ａ）に示すように、ＥＣＣブロックＥＢ１の連続する１８行にエラーが発生する。

図２（Ａ）及び同図（Ｂ）を比較すると分かるように、バーストエラーの行における発生始めと終りの位置によりエラーの分散率は若干変わるが、おおよそ同図（Ｂ）に示す第１の形態の方が同図（Ａ）に示す従来に比べてエラーが１／２に分散される。すなわち、第１の形態では、各行ではエラーの分散はなく訂正長を長くする効果はないが、各列が含むエラー行数は従来の１／２に減ることになる。

この場合、図２（Ａ）に示した従来ではＰＯパリティによりイレージャ訂正を行おうとしても訂正限度である１６行のエラーを越えているため訂正不能である。これに対し、第１の形態では図２（Ｂ）に示すように、各ＥＣＣブロックのエラー行数が９行であり、訂正限度である１６行のエラーを越えていないため訂正可能である。また、記録線密度をＤＶＤの１／２とした場合、従来方式では１６行分約３ｍｍがバーストエラー訂正限度であるが、本方式ではＤＶＤ線密度と同じ約６ｍｍまでのバーストエラー訂正が可能であり、記録線密度をＤＶＤと同じ線密度とした場合では約１２ｍｍのバーストエラー訂正が可能となる。つまり、冗長度を変えずに訂正長を２倍にすることができる。

なお、図示しないが連続するｎ個（ｎ≧２）の積符号ブロック（ＥＣＣブロック）を１組として１番目からｎ番目までの各ＥＣＣブロックのｒ行目をそれぞれ順番に順次配置するようにしてもよく、この場合は大きなバーストエラーは、ｎ個のＥＣＣブロックに分散され、１ＥＣＣブロックに含まれるエラーは、従来方式に比べて約１／ｎとなり、長大バーストエラー訂正長はｎ倍にすることができる。

次に、情報記録再生装置について説明する。図３は情報記録再生装置の形態のブロック図を示す。この形態はＤＶＤ記録再生装置に適用したもので、まず、記録系の構成及び動作について説明するに、ＭＰＥＧエンコーダ１１により映像情報及び音声情報が、公知のＭＰＥＧ方式に基づいて圧縮符号化され、メインデータとしてスタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）１２に供給される。

また、下位３バイトのセクタアドレスと上位１バイトのディスクインフォメーションデータからなる計４バイトのＩＤがＩＥＤエンコーダ１３に供給され、ここで２バイトのＩＤエラー訂正用パリティＩＥＤが付加された後ＳＲＡＭ１２に供給される。ＩＥＤは、ＲＳ（６，４，３）で生成される。ここで、ＲＳ（ａ，ｂ，ｃ）は、符号語長ａ、情報点数ｂ、最小符号間距離ｃであるリードソロモン符号を意味する。

ＳＲＡＭ１２は上記のメインデータ、ＩＤ及びＩＥＤと、６バイトのコピープロテクト情報ＣＰとが入力されてこれらを一旦蓄積し、メインデータ２０４８バイトに対して上記のＩＤ、ＩＥＤ及びＣＰを付加した計２０６０バイトを単位として読み出してＥＤＣエンコーダ１４に供給し、ここでエラー検出パリティ（ＥＤＣ：error detection code）を生成させる。ＥＤＣの生成にはＣＲＣ（CyclicRedundancy Code:巡回符号）が使用される。生成されたＥＤＣは、ＳＲＡＭ１２に書き込まれる。

また、ＥＤＣエンコーダ１４で生成されたＥＤＣと前記２０６０バイトのデータからなる計２０６４バイトは、メインデータスクランブラ１５に供給され、セクタアドレスを使用してメインデータ部分２０４８バイトだけが乱数化される。ここではスクランブルの方法についての詳細説明は省略する。この乱数化されたメインデータ、すなわち、スクランブルドメインデータ２０４８バイトは、ＳＲＡＭ１２に書き込まれる。なお、このときのＳＲＡＭ１２上のメモリマップは、図４（Ａ）に示したマッピングになるようにアドレッシングされるものとする。このとき、後の処理で生成されるＥＣＣパリティの領域は空けておくものとする。

上記の２０６４バイトのデータは、ＤＶＤではデータセクタと呼ばれ、図５に示すように、１７２列（バイト）×１２行からなる。先頭の４バイトのＩＤの下位３バイトであるセクタアドレスは、連続するデータセクタに対して＋１ずつ加算されていくものとする。なお、図５中、「ＣＰＲ＿ＭＡＩ」は、前記のコピープロテクト情報ＣＰを示す。また、「Ｍ０」、「Ｍ１」及び「Ｍ２０４７」は、メインデータの第１、第２及び第２０４８バイト目をそれぞれ示す。

ＳＲＡＭ１２には、上記のデータセクタ単位で図４（Ａ）に示すように、交互に配置される。これにより、インターリーブ後のＤＲＡＭ１９のメモリマップ上のセクタ番号、すなわち、ディスク上に書き込まれるデータのセクタ番号は順序良く並べられる。こうすることで、後述の再生時に、ディフェクトなどで一部のセクタアドレスが読み取れなくても、セクタアドレスの連続性を確認することで読み取れなかったアドレスの予想が可能である。データセクタのアドレスは、この後で生成されるＥＣＣブロックの先頭が再生時に判別できるように、図４（Ａ）中、ＥＣＣブロック１のデータセクタ１のセクタアドレスの下位５ビットは必ず"０００００Ｂ"であるようにする。

このようにして、３２セクタのデータセクタがＳＲＡＭ１２に蓄積されると、奇数番目のデータセクタからなる、計１６データセクタ、すなわち１７２列（バイト）×１９２行のデータが、図４（Ａ）のＳＲＡＭマッピングの列方向にアクセスされて、ＥＣＣ ＰＯエンコーダ１６に供給され、ここでＲＳ（２０８，１９２，１７）で１６バイトのＰＯパリティ(アウターパリティ)が生成され、生成されたＰＯパリティがＳＲＡＭ１２のＰＯパリティ領域に書き込まれる。これが１７２列分行われ、ＳＲＡＭ１２の図４（Ａ）のメモリマップにＩで示したＰＯパリティ領域に蓄積される。

次に、図４（Ａ）のＳＲＡＭマッピングの行方向に１７２バイトのデータがアクセスされて、ＥＣＣ ＰＩエンコーダ１７に供給され、ここでＲＳ（１８２，１７２，１１）で１０バイトのＰＩパリティ(インナーパリティ)が生成され、生成されたＰＩパリティがＳＲＡＭ１２のＰＩパリティ領域に書き込まれる。これが２０８行（＝１９２行＋１６行）分行われ、ＳＲＡＭ１２の図４（Ａ）のメモリマップにIIで示したＰＩパリティ領域に蓄積される。この１８２列×２０８行がＥＣＣブロック１を構成する。

同様にして、ＳＲＡＭ１２に蓄積された３２セクタのデータセクタのうち、偶数番目のデータセクタからなる、計１６データセクタ、すなわち１７２列（バイト）×１９２行のデータに対しても、積符号であるＰＯパリティ及びＰＩパリティが生成されてＳＲＡＭ１２に書き込まれ、ＳＲＡＭ１２のメモリマップ上には図４（Ａ）に示すように、１８２列×２０８行のＥＣＣブロック２が蓄積される。なお、上記のような積符号を使用している場合、ＰＩパリティを１９２行分先に生成して、その後ＰＯパリティを１８２列分生成するようにしてもよい。

次に、インターリーブ処理部１８は、光ディスク２３に実際に記録されるデータ並び順でＳＲＡＭ１２のデータをアクセスし、つまりインターリーブしながらデータを読み出してＤＲＡＭ１９に書き込む。すなわち、インターリーブ処理部１８は、ＳＲＡＭ１２から一つ目のＥＣＣブロック１の１行目の１８２バイトを読み出した後、二つ目のＥＣＣブロック２の１行目の１８２バイトを読み出し、次に一つ目のＥＣＣブロック１の２行目の１８２バイトを読み出した後、二つ目のＥＣＣブロック２の２行目の１８２バイトを読み出し、以下、同様にして二つのＥＣＣブロックの各行を交互に読み出す。

なお、二つのＥＣＣブロックのＰＯパリティの各行は、それぞれのＥＣＣブロックのセクタ毎に１行読み出される。例えば、二つ目のＥＣＣブロック２の最初の１セクタの最終行（つまり、１２行目）が読み出された後、一つ目のＥＣＣブロック１のＰＯパリティの１行目が読み出され、次に二つ目のＥＣＣブロック２のＰＯパリティの１行目が読み出される。このように、各セクタの読み出し後に１行のＰＯパリティを二つのＥＣＣブロックから順次に読み出す。

このようにインターリーブ処理部１８で読み出されたＳＲＡＭ１２からのデータ及びパリティは、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）１９に書き込まれる。従って、ＤＲＡＭ１９のメモリマップは、図４（Ｂ）に示すものとなる。これにより、図１に示したディスク上のデータ配置と同じ順序でＤＲＡＭ１９上にデータが蓄積される。

なお、ＤＲＡＭ１９は、ＭＰＥＧエンコーダ１１から送られてくるデータの転送レートと、光ディスク２３への書き込みの転送レートが異なる場合の転送レート差の吸収用である。この場合、光ディスク２３への書き込みの転送レートは、ＭＰＥＧエンコーダ１１から送られてくるデータの転送レートより大きく設定する。このようにすることで、ＤＲＡＭ１９に書き込む転送レートよりＤＲＡＭ１９から読み出す転送レートの方が低くなるため、ＤＲＡＭ１９がフル状態になることがなく、ＭＰＥＧエンコーダ１１から送られてくるデータを捨てることはない。

ドライブはＤＲＡＭ１９が空になれば光ディスク２３への書き込み（ＤＲＡＭ１９からの読み出し）を停止し、ＤＲＡＭ１９内にデータが蓄積されるのを待てばよい。一般には、ドライブはスチル状態（光ディスク２３を回転する図示しないスピンドルモータの１回転に一回の割合で１トラックバックジャンプ）となり、ＤＲＡＭ１９にある程度のデータが蓄積されれば、光ディスク２３への書き込みを停止した続きから記録を再開する。

以上のようにＤＲＡＭ１９に蓄積されたデータ及び各種パリティを、変調及びフレームシンク付加部２０は、図４（Ｂ）の左から右方向に、かつ、上から下方向に順番に読み出して変調（ＤＶＤの場合、８／１６変調）し、更に再生時のデータ同期用のフレームシンクを９１バイト間隔に付加してＮＲＺＩ変換部２１に供給する。

ＮＲＺＩ変換部２１は入力信号をＮＲＺＩ変換（１で反転）してピックアップ２２に供給し、ピックアップ２２内のレーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変調し、その変調レーザ光を、図示しないスピンドルモータにより回転している光ディスク（ここでは書き込み可能なＤＶＤ）２３に照射して記録する。従って、光ディスク２３には、図１で示したように、二つのＥＣＣブロックＥＢ１及びＥＢ２の各行が交互に記録されることになる。なお、ＥＣＣブロックＥＢ２に続いては、ＥＢ３とＥＢ４の各行が交互に記録され、以下同様にして連続する２つのＥＣＣブロックの各行が交互に記録される。

なお、インターリーブはＳＲＡＭ１２の読み出し時に行ったが、ＤＲＡＭ１９への書き込み時に行ってもよく、またＳＲＡＭ１２への書き込み時にインターリーブを行い、ＥＤＣ生成やＥＣＣ生成はデインターリーブしながらデータを読み出してもよい。

また、ＳＲＡＭ１２及びＤＲＡＭ１９の二つのメモリを用いたが、ＤＲＡＭだけでもよい。この場合、インターリーブは、一つのＤＲＡＭへの書き込み又は読み出し時に行えばよい。例えば、図４（Ｂ）のＤＲＡＭマッピングになるようにデータを書き込み、ＥＤＣ、スクランブル、ＥＤＣ処理をＤＲＡＭをアクセスしながら生成した後、データを第１行目から順番に読み出し、光ディスク２３に書き込めばよい。

次に、再生系の構成及び動作について説明する。図示しないスピンドルモータにより回転している光ディスク２３に対してピックアップ２２から強度一定のレーザ光が照射され、これにより光ディスク２３の信号記録面から反射した反射光がピックアップ２２に入射して光電変換され、得られた読取信号が信号処理部２４に供給されてＲＦ増幅、波形整形、ビットＰＬＬなどの信号処理が施される。ビットＰＬＬで抽出されたビットクロックは、ＮＲＺ変換及びシンク検出部２５に供給され、そのビットクロックに基づいてＮＲＺ変換され、更にフレームシンクを検出して各データバイトの区切りを見つけ出す（すなわち、フレーム同期をとる）。

後述するが、ＮＲＺ変換及びシンク検出部２５によるフレーム同期に際しては、フレーム同期をとった後セクタ同期をとる。このように、フレーム同期、セクタ同期が取られた再生信号は、復調器２６に供給されて復調（ここでは８／１６復調）された後、ＩＤ検出部２７及びデインターリーブ処理部２８に供給される。ここで、復調器２６の出力信号中のＩＤには３ビットのセクタアドレスが含まれており、そのセクタアドレスは１６セクタから構成されているＥＣＣブロックの１セクタ毎にアドレス値が１増加するようになされており、かつ、ＥＣＣブロック単位で変化する。

ＩＤ検出部２７は再生信号中のＩＤを検出し、そのＩＤ中のセクタアドレスをサーボ制御部３６へ供給し、ドライブのシーク動作に使用させる。再生信号が光ディスク２３のユーザ所望のセクタアドレスからのものでなければ、サーボ制御部３６はピックアップ２２を光ディスク２３の所望のセクタアドレス位置にまで移送して再生させるシーク動作を行い、所望のセクタアドレスであれば、デインターリーブ処理部２８でデインターリーブしながら再生信号をＳＲＡＭ２９に書き込む。

デインターリーブ処理部２８は、ＩＤ検出部２７からのセクタアドレスに基づいて、復調器２６からの復調信号のＥＣＣブロックの先頭（ＥＣＣブロックシンク）とそのＥＣＣブロックが連続する２つのＥＣＣブロックのどちらのＥＣＣブロックかを検出して、図４（Ａ）のメモリマップと同じになるようにアドレッシング（デインターリーブ）しながらＳＲＡＭ２９に書き込む。

ただし、２つのＥＣＣブロックの先頭のＥＣＣブロックの先頭セクタからＳＲＡＭ２９に書き込むことにする。なぜなら、連続する２つのＥＣＣブロックが揃わなければ、ＥＣＣブロックが完結せず、エラー訂正ができないからである。この２つのＥＣＣブロックの先頭セクタは、セクタアドレスの下位５ビットが"０００００Ｂ"であることで判定できる。

ＥＣＣ ＰＩ訂正部３０は、ＳＲＡＭ２９に少なくとも１行分（１８２バイト）のデータが蓄積される毎に、ＳＲＡＭ２９から行方向にデータを読み出し、ＰＩパリティを用いてエラー訂正を行い、訂正後のデータをＳＲＡＭ２９に書き込む。また、ＥＣＣ ＰＯ訂正部３１は、連続する２つのＥＣＣブロックのすべての行のＰＩ訂正が行われ、訂正後のデータがＳＲＡＭ２９に書き込まれてからＰＯ訂正を開始する。

ＰＯ訂正はＳＲＡＭ２９からメモリマップの列方向に一つのＥＣＣブロックの２０８バイトのデータを読み出し、ＰＯパリティを用いて行う。すべての列、すなわち１８２バイトのＰＯ訂正が行われた後、ＩＤ検出部３２及びデスクランブラ３３は、１つ目のＥＣＣブロックのセクタデータ、すなわち、ＩＤとＩＥＤとＣＰとメインデータとＥＤＣパリティを合わせた２０６４バイトを順次アクセスしてＳＲＡＭ２９からデータを読み出す。

ＩＤ検出部３２はＳＲＡＭ２９から読み出したデータからＩＤを再び検出し、そのセクタアドレスをデスクランブラ３３へ供給する。デスクランブラ３３はＩＤ検出部３２から入力されたセクタアドレスを使用して、ＳＲＡＭ２９から読み出したデータ中のメインデータ２０４８バイトのスクランブルを解く。デスクランブラ３３によりデスクランブルされたデータは、ＥＤＣエラー検出部３４に供給されてＥＤＣによりエラーがないかどうか判断される。

ＥＤＣエラー検出部３４は、エラー無しとの検出結果をＤＲＡＭ３５に入力してデスクランブラ３３によりデスクランブルされたデータをＤＲＡＭ３５に書き込ませ、エラーがあるときは、エラー有りとの検出結果をＤＲＡＭ３５に入力してＤＲＡＭ３５の書き込みを停止し、かつ、再び同じデータを光ディスク２３から読み出すようにサーボ制御部３６に命令を送る。サーボ制御部３６は、再び所望のセクタアドレスをアクセスするように、ピックアップ２２を移動させる。このような動作は一般にリトライと呼ばれる。

実際には、ＥＤＣでエラーを検出した時点では、既にＤＲＡＭ３５内にデスクランブルされた１セクタ分のデータが書き込まれているので、エラーがあった場合は、ＤＲＡＭ３５の書き込みアドレスポインタを１セクタ分戻す必要がある。ＤＲＡＭ３５に書き込まれたデータは、ＭＰＥＧデコーダ３７により順次読み出され、ここでＭＰＥＧ方式に基づいて伸長処理されることにより、映像信号及び音声信号とされる。なお、デインターリーブはＳＲＡＭ２９の読み出し後に行うようにしてもよい。

ここでは、ＥＣＣブロックは複数のデータセクタによって構成したが、後述するが、一つのデータセクタを分割して２つのＥＣＣブロックに配分してもよい。図７（Ａ）に示すように、１つのデータセクタを６行×３４４列とし、それを列方向に１／２に分けた場合、つまり、図５に示した１２行×１７２列のデータセクタを図７（Ａ）に示すように、奇数行のみからなる６行×１７２列の第１の分割データセクタ（ｉ番目のデータセクタではｉ＿１）と、偶数行のみからなる６行×１７２列の第２の分割データセクタ（ｉ番目のデータセクタではｉ＿２）とに分割して、それらを２列にする。

このうち、左側の分割データセクタは、ＥＣＣブロック１を構成し、右側の分割データセクタは、ＥＣＣブロック２を構成するようにする。前述の例に合わせるならば、図８（Ａ）のように配置する。このようにした場合、図４（Ｂ）とデータセクタの配置が異なるが、メモリアドレス配置は同じである。この場合、データセクタの配置は図９（Ｂ）に示すようになる。また、このときのインターリーブ前のメモリマップは図９（Ａ）に示される。

図９（Ｂ）の例では２つの分割データセクタを共に１２行（＝２×６行）出力する毎に、２つのＥＣＣブロック１及び２のＰＯパリティを１行ずつ出力する。こうすることによって、記録媒体上にはメインデータが順序良く並ぶことにより、再生時のメモリアクセスが容易になる。

これは、データセクタをＭ行Ｎ列で与えた場合、データセクタを列方向に１／２に分けて各々Ｍ行（Ｎ／２）列の第１の分割データセクタと第２の分割データセクタに分割し、２つのＥＣＣブロックを構成し、第１の分割データセクタと第２の分割データセクタの各（Ｍ×２）行毎（２データセクタ毎）に両方のＥＣＣブロックのＰＯ行１行を挿入するといったインターリーブを行うことである。言い換えれば、Ｒ行（＝Ｍ×２）Ｃ列（＝Ｎ／２）で与えられるデータセクタを奇数行からなる（Ｒ／２）行Ｃ列の第１の分割データセクタと偶数行からなるＲ／２）行Ｃ列の第２の分割データセクタに分割し、２つのＥＣＣブロックを構成し、第１の分割データセクタと第２の分割データセクタの各Ｒ行毎（２データセクタ毎）に両方のＥＣＣブロックのＰＯ行１行を挿入するといったインターリーブを行うことである。

次に、フレームシンクの記録再生方法について更に説明する。ＮＲＺ変換及びシンク検出部２５によるフレームシンク検出では、正常に検出できたフレームシンクから次のフレームシンクのくる位置をビット数をカウントすることにより予測し、予測されたビット数の前後数ビット以内に次のフレームシンクが来なければ、擬似的にフレームシンクを予測した地点に挿入することによって、フレームシンクがディフェクトなどで読み取れない場合への対処を行う。

ここで、例えば、２つの連続したフレームシンクが検出できたとする。その場合、フレーム同期がとれたとして、次にセクタ同期を行う。従来のＤＶＤでは、各セクタの最初のフレームシンクには他のフレームシンクとは異なるユニークなコードを採用している。このフレームシンクをＳＹ０と呼ぶ。このＳＹ０が現れるのは、２６シンクフレームの一定間隔である。ＮＲＺ変換及びシンク検出部２５は、再生時に正常に検出できたＳＹ０から次にＳＹ０がくる位置を予測する。これは、簡単にはフレームシンク周波数で２６カウントし、そこに次のＳＹ０が来るかどうかを判断すればよい。前述した通り、ＳＹ０の間隔は２６シンクフレーム一定であるので、簡単なカウンタで予測が可能である。

ところが、前述の形態では、図４（Ｂ）に示したようなＤＲＡＭ１９のメモリマップに従い、連続する２つのＥＣＣブロックの各行が１行単位で交互に光ディスク２３に記録がされているので、ＤＶＤと同じように１セクタの先頭フレームのみユニークなシンクＳＹ０を採用した場合、光ディスク２３に記録される信号の物理セクタは図６に示すように、ＳＹ０の発生周期が一定でなくなってしまう。ただし、シンクコード自体はＤＲＡＭ１９には記憶されず、変調及びフレームシンク付加部２０において、９１バイト間隔で付加された後光ディスク２３に記録される。

すなわち、この方法では図６に示すように、２つのＥＣＣブロックの先頭から保護を行う場合、最初は４１で示すデータセクタ１の先頭のシンクフレームＳＹ０の後、２シンクフレーム後に４２で示すデータセクタ２の先頭のシンクフレームＳＹ０が位置し、続いて５０シンクフレーム後に４３で示すデータセクタ３の先頭のシンクフレームＳＹ０の後、２シンクフレーム後に４４で示すデータセクタ３の先頭のシンクフレームＳＹ０が位置し、以下同様に、ＳＹ０の間隔が２シンクフレームと５０シンクフレームと交互となる。

この場合、２つのＥＣＣブロックのどちらのＳＹ０かの判断は、最初に正常にＳＹ０を検出した後、同時に２つのカウンタにより２シンクフレーム先と５０シンクフレーム先の両方に予測値を設け、どちらに次のＳＹ０がくるかで判断すればよい。しかし、この方法は回路が複雑になる。

そこで、この形態では、図７（Ａ）に示したメモリマッピングになるように、メインデータ、ＩＤ、ＩＥＤ及びＣＰからなる２０６０バイトを、図３のＳＲＡＭ１２に書き込んだ後、読み出して４バイトのＥＤＣをＥＤＣエンコーダ１４で生成してＳＲＡＭ１２に書き込む。ここで、図７（Ａ）に示すように、１つのデータセクタは６行×３４４列であり、それを列方向に１／２に分け、後で行われるＥＣＣ ＰＩパリティ生成のためのＳＲＡＭ領域を開けておくものとする。

つまり、図５に示した１２行×１７２列のデータセクタを図７（Ａ）に示すように、奇数行のみからなる６行×１７２列の第１の分割データセクタ（ｉ番目のデータセクタではｉ＿１）と、偶数行のみからなる６行ラ１７２列の第２の分割データセクタ（ｉ番目のデータセクタではｉ＿２）とに分割して、それらを２列にする。このうち、左側の分割データセクタは、ＥＣＣブロック１を構成し、右側の分割データセクタはＥＣＣブロック２を構成する。

図７（Ａ）のＳＲＡＭマッピングに示すように、１９２行３２セクタ（＝１９２行、１６セクタ×２）が揃った後、前述の例と同様に、スクランブラ１５によりメインデータは乱数化され、ＳＲＡＭ１２に書き込まれる。次に、ＥＣＣ ＰＯエンコーダ１６によりＳＲＡＭ１２から列方向に１９２行（バイト）のデータを読み出し、１０バイトのＰＯパリティを生成してＳＲＡＭ１２のＰＯパリティ領域に書き込む。これを３４４列（＝１７２列×２）分行う。続いて、図７（Ａ）に示すように、ＥＣＣ ＰＩエンコーダ１７によりＳＲＡＭ１２から行方向に１７２列（バイト）のデータを読み出し、１０バイトのＰＩパリティを生成してＳＲＡＭ１２のＰＩパリティ領域に書き込む。これを４１６行（＝２０８行×２）分行う。

これにより、ＳＲＡＭ１２には、図７（Ａ）のメモリマップに示すように、左半分の第１のＥＣＣブロック１と右半分の第２のＥＣＣブロックの計２つのＥＣＣブロックが生成できたことになる。セクタアドレスは、前記の例と同様に、連続するデータセクタに対して＋１ずつ加算されていくものとする。

次に、ＳＲＡＭ１２から読み出されたデータが、図７（Ｂ）に示すように、ＤＲＡＭ１９にインターリーブ処理部１８でインターリーブされながら書き込まれる。インターリーブは前述したように、１つ目のＥＣＣブロックの１行目を読み出した後、２つ目のＥＣＣブロックの１行目を読み出し、次に１つ目のＥＣＣブロックの２行目を読み出した後、２つ目のＥＣＣブロックの２行目を読み出すように、ＥＣＣブロックの各行を交互に加算していくものとする。また、２つのＥＣＣブロックのＰＯ行は、１データセクタ１２行（６行×２）毎に片側のＰＯ行一行（１８２バイト）を挿入する。

これにより、ＤＲＡＭ１９のメモリマップ上には、図７（Ｂ）に示すようにデータが蓄積される。なお、図７（Ａ）と同図（Ｂ）とは、一見すると殆ど同じであり、ＳＲＡＭ１２のデータとＤＲＡＭ１９のデータとではインターリーブが行われていないように見えるが、ここでいうインターリーブとは、ＥＣＣブロックと光ディスク２３に書き込まれるデータとの関係であり、ＥＣＣブロックをまたいで書き込まれるのでインターリーブしているといえる。

図７のメモリマップを表現を代えてインターリーブを理解し易く図示したものが図８であり、両者は同じことを表している。図８（Ａ）はＳＲＡＭ１２のメモリマップで、６行１７２列の第１の分割データが全部で３２セクタと、ＰＯパリティ１６行１７２列と、ＰＩパリティ２０８行１０列からなる、全部で２０８行１８２列により第１のＥＣＣブロックを構成し、同様に第２の分割データセクタの３２セクタを含む２０８行１８２列により第２のＥＣＣブロックを構成している。内容は図７（Ａ）と同じである。これをＤＲＡＭ１９のメモリマップ上で、図８（Ｂ）に示すようにインターリーブされる。図８（Ｂ）は図７（Ｂ）と同一である。

ＤＲＡＭ１９から順次に読み出されたインターリーブ後のデータは、前記と同様にして変調及びフレームシンクが９１バイト間隔で付加され、更にＮＲＺＩ変換された後、光ディスク２３に記録される。

これにより、光ディスク２３に記録されたデータ及びフレームシンクからなる物理セクタを図示すると、図１０に示すようになり、セクタの先頭のフレームシンクＳＹ０は、５１、５２、５３で示すように、２６シンクフレームの等間隔で配置される。なお、図１０中、Ｆｎは相対フレームＮｏ.を示す。また、データセクタ１−１ａ、１−１ｂは図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示すデータセクタ１−１の前半の９１列（バイト）、後半の８１列（バイト）とＰＩパリティ１０バイトとを示す。他も同様である。このように、シンクフレームＳＹ０を等間隔で記録再生することができるので、再生時のセクタ同期が簡単な回路で行うことができる。

この場合の再生動作は前述した図６の構成の場合と同様であるので、ごく簡単に説明する。図３のＥＣＣ ＰＩ訂正部３０は、ＳＲＡＭ２９に少なくとも１行分（１８２バイト）のデータが蓄積される毎に、ＳＲＡＭ２９から行方向にデータを読み出し、ＰＩパリティを用いてエラー訂正を行い、訂正後のデータをＳＲＡＭ２９に書き込む。また、ＥＣＣ ＰＯ訂正部３１は、連続する２つのＥＣＣブロックのすべての行のＰＩ訂正が行われ、訂正後のデータがＳＲＡＭ２９に書き込まれてからＰＯ訂正を開始する。

ＰＯ訂正はＳＲＡＭ２９からメモリマップの列方向に２０８バイトのデータを読み出し、ＰＯパリティを用いて、２ＥＣＣブロックすべての列、すなわち３６４列（＝１８２列×２）のＰＯ訂正が行われる。この後、２つのＥＣＣブロックにまたがったセクタデータ、すなわち、ＩＤとＩＥＤとＣＰとメインデータとＥＤＣパリティを合わせた２０６４バイトを順次アクセスしてＳＲＡＭ２９からデータを読み出す。

以上は図７（Ａ）に示す１２行１７２列のデータセクタを例としたが、データセクタをＭ行Ｎ列で与えた場合、データセクタを列方向に１／２に分けて各々Ｍ行（Ｎ／２）列の第１の分割データセクタと第２の分割データセクタとに分割し、２つのＥＣＣブロックを構成し、第１の分割データセクタと第２の分割データセクタの各Ｍ行毎（１データセクタ毎）に片方のＥＣＣブロックのＰＯ行１行を挿入するといったインターリーブを行えばよい。言い換えれば、Ｒ行（＝Ｍ×２）Ｃ列（＝Ｎ／２）で与えられるデータセクタを奇数行からなるＲ／２行Ｃ列の第１の分割データセクタと偶数行からなるＲ／２行Ｃ列の第２の分割データセクタとに分割し、２つのＥＣＣブロックを構成し、第１の分割データセクタと第２の分割データセクタの各（Ｒ／２）行毎（１データセクタ毎）に片方のＥＣＣブロックのＰＯ行１行を挿入するといったインターリーブを行うことである。

図１１は情報記録媒体の第２の形態のデータの配置を示す。この第２の形態は、記録媒体上に積符号化方式によるＥＣＣ符号化された符号化データを離散させるインターリーブ方式において、図１１に示すように、連続する２個の積符号化されたＥＣＣブロックＥＢ１及びＥＢ２を１組として、１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の１行目の１バイト目の次に２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の１行目の２バイト目、続いて１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の１行目の３バイト目の次に２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の１行目の４バイト目というように、１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の１行目の奇数バイト目の次に２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の１行目の偶数バイト目を配置することを１行目の終りまで繰り返す。図１１では、このデータの組合せをEB1_1(EB2_1)行で示す。

前述したように、１つのＥＣＣブロックは各行１８２列（バイト）で、２０８行（バイト）からなるので、１番目のＥＣＣブロックＥＢ１の１行目の１８１バイト目に続いて２番目のＥＣＣブロックＥＢ２の１行目の１８２バイト目が配置される。続いて、今度はＥＢ２の１行目の１バイト目が配置され、次にＥＢ１の１行目の２バイト目が配置され、以下同様にしてＥＢ２の奇数バイト目の次にＥＢ１の偶数バイト目を配置することが１行目の終りまでバイト単位で繰り返される。図１１では、このデータの組合せをEb2_1(EB1_1)行で示す。

次に、ＥＢ１及びＥＢ２の２行目についても上記と同様に、ＥＢ１及びＥＢ２のうちの一方のＥＣＣブロックのｋバイト目を配置した後、他方のＥＣＣブロックの（ｋ＋１）バイト目を配置するというようにバイト単位で２行目の終りまで繰り返してデータ配置が行われる。このようなデータ順序の配置がＥＢ１及びＥＢ２のすべての行について行われる。

なお、第１の形態と同様に、２つのＥＣＣブロックのＰＯパリティの各行はそれぞれのＥＣＣブロックのセクタ毎に１行読み出す。例えば、一つ目のＥＣＣブロックＥＢ１の最初の１セクタの最終行の最終バイト、つまり１８２バイト目が読み出された後、１つめのＥＣＣブロックＥＢ１のＰＯパリティの１行目の１バイト目が読み出され、次に二つ目のＥＣＣブロックＥＢ２のＰＯパリティの１行目の２バイト目が読み出されるようにする。以上のようにして、図１１に示した光ディスク上のデータ配列と同じ順序で情報記録再生装置の記録系のメモリ（図３のＤＲＡＭ１９）にデータが書き込まれる。

この例では、インターリーブをＳＲＡＭの読み出し時に行ったが、これに限定されるものではなく、ＤＲＡＭへの書き込み時でもよい。また、ＳＲＡＭへの書き込み時に行い、ＥＤＣ生成やＥＣＣ生成はデインターリーブしながらデータを読み出して行ってもよい。

なお、第２の形態の光ディスクの再生系におけるＰＩ訂正に際しては、２つのＥＣＣブロックの両方の１行（１８２バイト×２）がメモリ（図３のＳＲＡＭ２９に相当）に書き込まれ終る毎に、ＰＩエラー訂正処理が２回（２つのＥＣＣブロックの各１行分）行われる。ＰＯ訂正は、２つのＥＣＣブロックのすべての行のＰＩ訂正が終了した後、第１の形態と同様にして行われる。

ここで、第２の形態の光ディスクの再生時に比較的小さいバーストエラーが３箇所で起こったとする。それぞれ図１１に６１で示す位置で発生した８バイトエラー、６２で示す位置で発生した５バイトエラー、６３で示す位置で発生した１０バイトエラーとする。

この場合の再生時のデインターリーブされたデータのエラー分布を図１２に示す。記録時に偶数データの入れ替えをしない場合ではエラーはそのまま各行に残るが、第２の形態ではバーストエラーは２つのＥＣＣブロックに分散され、一つ目のＥＣＣブロックＥＢ１にはそれぞれ４バイト、２バイト、５バイト、二つ目のＥＣＣブロックにはそれぞれ４バイト、３バイト、５バイトと分散される。ここで、２０行目に生じた５バイトバーストエラーのようにバーストエラーが奇数データ長の場合は、どちらかのＥＣＣブロックのエラー長が１バイト分長くなる。なお、図１１及び図１２中、Ｄｎは各行内の相対データNo.ｎのデータを示す。

前述のように、ＤＶＤのＰＩパリティは１０バイトであり、通常５シンボル（バイト）の訂正が可能であるため、記録時に偶数データの入れ替えをしない従来の場合では、５バイトのエラーは訂正可能であるが残りの８バイトのエラーと１０バイトのエラーは訂正することができない。これに対し、第２の形態では、比較的小さなバーストエラー長に対し、各々の１つのＥＣＣブロックの行内に含まれるエラーを約１／２にすることができるため、上記の８バイトのエラーと１０バイトのエラーは、２つのＥＣＣブロックにエラーが４バイトずつ、あるいは５バイトずつに分散され、よってすべて訂正可能である。

この第２の形態では、比較的小さなバーストエラー長に対し、各々の１つのＥＣＣブロックの行内に含まれるエラーを約１／２にすることができる。前述したように、ランダムエラーが無いと仮定した場合、従来のＤＶＤフォーマットで訂正可能なバーストエラー長はＤＶＤで最大約１０μｍであり、線密度を１／２にした場合、ＰＩで訂正されるディフェクトは最大約５μｍである。それに対し、第２の形態ではおおよそその２倍のバーストエラー訂正が可能であるため、線密度を１／２にした場合でも、ＰＩで訂正されるディフェクトは最大約１０μｍである。ＤＶＤ線密度の場合では約２０μｍまでのバーストエラーがＰＩで訂正可能となる。

なお、２つのＥＣＣブロックで同一行に比較的小さなエラーが発生した場合、バーストエラー長は第２の形態を用いた場合、その行内のエラー数は平均化されるため、訂正不能になる確率を下げることにもなる。

また、この第２の形態では、２つのＥＣＣブロックのＰＯパリティの各行はそれぞれのＥＣＣブロックのセクタ毎に１行読み出すようにしたが、前述の図７（Ａ）に示すように、１つのデータセクタ６行×３４４列を、第１の分割データセクタと第２の分割データセクタに分割し、２つのＥＣＣブロックを構成し、２データセクタ１２行（第１の分割データセクタ１２行と第２の分割データセクタ１２行）毎に両方のＥＣＣブロックのＰＯ行１行（＝１８２バイト×２）を挿入するといったインターリーブを施した後に、第２の形態で示したインターリーブを行ってもよい。こうすることによって、第２の形態でも、媒体上にはメインデータが順序良く並ぶことにより、再生時のメモリアクセスが容易になる。

更に、前述の図７（Ａ）に示すように、１つのデータセクタ６行×３４４列を、第１の分割データセクタと第２の分割データセクタに分割し、２つのＥＣＣブロックを構成し、１データセクタ１２行（第１の分割データセクタ６行と第２の分割データセクタ６行）毎に片側のＥＣＣブロックのＰＯ行１行（＝１８２バイト×２）を挿入するといったインターリーブを施した後に、第２の形態で示したインターリーブを行ってもよい。こうすることによって、第２の形態でも、物理セクタの先頭のユニークなフレームシンクＳＹ０を一定周期で記録することができる。

なお、本発明は以上の形態に限定されるものではなく、例えば以上の形態では積符号はＰＩパリティとＰＯバリティの２種類としたが、３種類以上の積符号を用いる場合にも適用できる。

また、第２の形態では、２つの積符号ブロック（ＥＢ１及びＥＢ２）の同一行を１バイト毎に交互に切り替えているが、１行１８２バイトの素数である２バイト単位、１３バイト単位、１４バイト単位又は９１バイト単位で交互に切り替えてもよい。ただし、単位バイト数が少ないほど、比較的小さなエラーに対して訂正能力を向上できる。また、各実施の形態でインターリーブした後のディジタル信号は、無線や有線で伝送したり、インターネットを介して配信することも可能である。

情報記録媒体の第１の形態のデータの配置図である。 図１４と図１の場合の再生時のデインターリーブ後のＥＣＣブロックのエラー分布図である。 情報記録再生装置の一形態のブロック図である。 図３中の記録系のインターリーブ前とインターリーブ後の二つのメモリのメモリマップの一例を示す図である。 ＤＶＤのデータセクタの構成を示す図である。 図３による物理セクタの一例の構成図である。 図３中の記録系のインターリーブ前とインターリーブ後の二つのメモリのメモリマップの他の例を示す図である。 図７の二つのメモリのメモリマップを別の表現方法で示す図である。 図３中の記録系のインターリーブ前とインターリーブ後の二つのメモリのメモリマップの更に他の例を示す図である。 図７及び図８による物理セクタの一例の構成図である。 情報記録媒体の第２の形態のデータの配置図である。 図１１の場合の再生時のデインターリーブ後のＥＣＣブロックのエラー分布図である。 従来におけるＥＣＣブロック構成図である。 従来の情報記録媒体上での一例のデータの配置図である。

符号の説明

１１ ＭＰＥＧエンコーダ
１２、２９ スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）
１４ ＥＤＣエンコーダ
１５ メインデータスクランブラ
１６ ＥＣＣ ＰＯエンコーダ
１７ ＥＣＣ ＰＩエンコーダ
１８ インターリーブ処理部
１９、３５ ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）
２０ 変調及びフレームシンク付加部
２１ ＮＲＺＩ変換部
２２ ピックアップ
２３ 光ディスク
２５ ＮＲＺ変換・シンク検出部
２６ 復調器
２７、３２ ＩＤ検出部
２８ デインターリーブ処理部
３０ ＥＣＣ ＰＩ訂正部
３１ ＥＣＣ ＰＯ訂正部
３３ デスクランブラ
３４ ＥＤＣエラー検出部
３６ サーボ制御部
３７ ＭＰＥＧデコーダ
I ＰＯパリティ領域
II ＰＩパリティ領域

Claims (1)

1. 入来するディジタル情報信号を所定数のワード単位で分割し、Ｍ行×Ｎ列よりなる連続するＫ個のデータセクタを形成すると共に、前記Ｋ個のデータセクタを夫々列方向に２つに分割することにより、夫々Ｍ行×Ｎ／２列よりなる第１及び第２の分割データセクタを得て、前記各分割データセクタの行単位で生成したインナーパリティ及び前記各分割データセクタをＫ個列方向に配列して生成したアウターパリティと共に出力可能なように信号処理を行う情報信号処理方法であって、
   前記各データセクタについて、第１の分割データセクタの１行目、前記第１の分割データセクタの１行目に対するインナーパリティ、第２の分割データセクタの１行目、前記第２の分割データセクタの１行目に対するインナーパリティというように、前記第１の分割データセクタの１行目から前記２の分割データセクターのＭ行目に対するインナーパリティまでを順次出力し、
   次に、１番目のデータセクタからＫ番目のデータセクタまで繰り返して出力するに際して、前記各データセクタの出力毎に、前記Ｋ個の分割データセクタから生成した第１のアウターパリティと第２のアウターパリティとの何れか一方を交互に挿入して出力可能なように信号処理を行うことを特徴とする情報信号処理方法。
   

Images