JP2675621B2 - ディジタルデータ記録方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ディジタル信号化されたビデオデータ或
はオーディオデータ等の記録に好適なディジタルデータ
記録方式に関する。

［従来の技術］ ディジタル信号化されたオーディオデータを、光ディ
スク等の記録媒体に記録する変調方式としてよく知られ
るものに、EFM変調方式がある。しかしながら、EFM変調
方式は、データビットからチャンネルビットに符号変換
するさいに用いる冗長ビット数が多く、しかもデータ再
生時の時間変動に対する余裕を支配する検出窓幅Twinが
ビット間隔Ｔの8/17倍と小さく、このためオーディオデ
ータのような転送レートの低いデータの記録方式として
はよいが、ビデオデータのような高い転送レートが要求
されるデータの記録には適しておらず、用途に応じて変
調方式を使い分けるのが普通であった。

一般に、ディジタル信号化されたビデオデータを記録
する場合、ビデオデータを符号圧縮によりデータ長を短
縮したり、画像の動きに合わせて圧縮モードを切り替え
るなどの方法が用いられ、例えば１フィールドの画像を
複数のブロックに分解し、各ブロックをマトリクス状に
区画して得られる複数の画素ごとに、指定されたモード
に応じた量子化ビット数をもって標本化したのち、量子
化モードに応じて２ビットから５ビットまで幅をもって
変化するビデオデータにモードデータを付加し、１バイ
ト（８ビット）を単位にシンボル化する。次に、こうし
て得られ１複数のバイトデータは、8/10変換回路におい
て２ビットの冗長ビットを付加し、チャンネルビットに
符号変換したのち、NRZI符号化して記録する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の8/10変調符号を用いるディジタルデータ記
録方式によれば、例えば8/10変換回路において、８ビッ
トデータにパリティビットを付加して９ビットデータと
し、得られた９ビットデータを所定の変換テーブルに従
って10ビットデータに変換することで、DCフリー特性を
もち、かつまたRLLC則を満たす10ビットデータを得るこ
とができる。しかし、この種の記録方式は、512個のア
ドレスをもつ変換ROM内に主副一対の変換テーブルを格
納し、DSV積算回路により積算される変換データの直流
成分が零に近付くよう、主変換テーブル又は副変換テー
ブルを適宜選択する必要があり、また最小符号反転間隔
Tminが0.8Tと比較的小さいために、高密度記録に適さな
い等の課題を抱えていた。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決したものであり、複数バ
イトのディジタルデータに、データの属性を示すバイト
単位の照合データを付加してデータビット列を形成し、
データビット１（又は０）に対しては、後続データビッ
トが１（又は０）であることを条件にチャンネルビット
01に、またデータビット00（又は11）,10（又は01）,01
0（又は101）,011（又は100）については、それぞれ一
義的にチャンネルビット1010,0010,000100,100100に符
号変換し、チャンネルビットに符号変換されたデータビ
ット列の先頭にバイト単位のシンクデータを付加するこ
とでシンクブロックを形成し、NRZI符号化して記録デー
タとすることを特徴とするものである。

［作用］ この発明は、複数バイトのディジタルデータに、デー
タの属性を示すバイト単位の照合データを付加してデー
タビット列を形成し、チャンネルビットに連続して現れ
る非符号反転ビットを、隣接チャンネルビットとの接続
部分を含め１から５の範囲に押さえ、しかもNRZI符号化
したときのチャンネルビットの直流成分を個々に零とす
る1,5符号変換を施し、さらにチャンネルビットに符号
変換されたデータビット列の先頭にバイト単位のシンク
データを付加することでシンクブロックを形成し、NRZI
符号化して記録データとすることにより、ビット間隔と
同じ最小符号反転間隔とビット間隔の３倍の最大符号反
転間隔をもち、直流成分が例外なく零であるチャンネル
ビットを得、かつまた誤り伝搬を４ビット以下に抑え
る。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図ないし第９
図を参照して説明する。第１図は、この発明のディジタ
ルデータ記録方式を適用したディジタルデータ記録装置
の一実施例を示す回路構成図、第2,3図は、それぞれ第
１図に示した1,5符号器の一実施例を示す回路図及び回
路各部の信号波形図、第４図は、第２図に示した変換回
路において変換されるデータビットとチャンネルビット
の対応関係を示す図である。

第１図中、ディジタルデータ記録装置１は、ディジタ
ル信号化されたｎバイトのデータに、記録データの属性
を示す２バイトの照合データを付加する照合データ付加
回路２と、この照合データ付加回路２に接続され、デー
タビットを1,5符号変換によりチャンネルビットに変換
する1,5符号器３と、この1,5符号器３の出力の先頭部に
２バイトのシンクデータを付加し、（ｎ＋４）バイトの
シンクブロックを形成するシンクデータ付加回路４と、
複数のシンクブロックを逐次NRZI符号化するNRZ/NRZI符
号化回路５からなり、NRZI符号化されたデータは、磁気
テープ又は光ディスク等の記録媒体に記録される。

実施例では、ディジタルデータとしてビデオデータ又
はオーディオデータを扱うため、照合データに与えられ
るID0からID15までの16ビットの内訳は、以下の通りで
ある。ID0とID1は、00がビデオデータを、01がオーディ
オデータを表し、10と11についてはこれ以外のデータを
指定するために残してある。また、ID2とID3は、IDコー
ドの種別を表し、未使用時00である以外はユーザサイド
に開放されている。また、ID4とID5は、00〜11が第０番
から第３番までの４種類のフィールド番号を表し、さら
にID6とID7は、00〜11が第０番から第３番までの４種類
のトラック番号を表す。そして、ID8からID15までの16
ビットは、00000000から11111111までのシンクブロック
アドレスを表すと定めてある。

ところで、シンクブロックの先頭に配置される同期信
号としては、16進数で（F348）_Ｈすなわち111100110100
1000なるデータビットを用いる。このデータビットは、
1,5符号変換により、XXXX010010100100000100000100101
0なるチャンネルビットに変換される。ただし、Ｘは、
直前のデータビットの末尾２ビットに応じて変わる不定
データを意味する。このシンクデータは、16ビット中14
ビットに対応するチャンネルビットが一様に定まり、必
ず末尾ビットでビット切り分けることができるため、再
生時に後続の照合データとの混合は起こりえず、しかも
最小符号反転間隔Tmin（＝Ｔ）と最大符号反転間隔Tmax
（＝3T）を含むため、周波数成分は広帯域に分散してお
り、再生途中で仮にビットシフトが発生しても、復号誤
りに結び付きにくい等の優れた特長を有する。

1,5符号器３は、第２図に示したように、８ビットの
データビットをまずＤフリップフロップ回路からなるラ
ッチ回路６にてラッチし、ラッチされたデータを続く並
・直列変換回路７にてシリアルデータに変換する。シリ
アルデータに変換されたデータビットは、シフトレジス
タ回路８にて２段階のシフト処理を受けたのち、変換回
路９に送り込まれ、第３図に示した対応関係に従って、
データビットからチャンネルビットに符号変換される。
符号変換により得られたチャンネルビットは、変換回路
９に接続した判定回路10によりシフト／ロード制御され
る並・直列変換回路11にて、シリアルデータに変換され
たのち、シンクデータ付加回路４に送り出される。

なお、この実施例では、並・直列変換回路７やシフト
レジスタ回路８等のクロック信号CK1を43MHzとし、並・
直列変換回路11のクロック信号CK2をその２倍の86MHz
に、さらにラッチ回路６のラッチクロック信号CK3と並
・直列変換回路７のシフトクロック信号CK4をCK1/8に設
定してある。

ところで、変換回路９は、２段階シフト処理を行うシ
フトレジスタ回路８から、各シフト段の出力Qa,Qb,Qcを
供給され、個々のデータをインバータ21にて反転すると
ともに、計６種類の非反転データと反転データを適宜組
み合わせ、５個のアンドゲート回路22〜26による論理判
断を通じて変換態様を決定する。ここでは、データビッ
トとチャンネルビットの間に、第４図に示す５種類の対
応関係が成立するよう、５個のアンドゲート回路22〜26
が５種類の場合分けを行うことになる。すなわち、アン
ドゲート回路22〜26は、それぞれデータビットが11,00,
10,010,011であることを判別する役割を担っており、変
換出力側に設けた並・直列変換回路11のＡ〜Ｆまでの入
力端子のうち、接地した入力端子E,Fを除くＡ〜Ｄに
は、アンドゲート回路23,26の出力を受けるオアゲート
回路27,アンドゲート回路22,アンドゲート回路23,24の
出力を受けるオアゲート回路28,アンドゲート回路25,26
の出力を受けるオアゲート回路29が接続してある。

ただし、データビット１に関しては、後続データビッ
トが１である場合に限り、チャンネルビット01に符号変
換することで、チャンネルビット間の接続整合性が保さ
れるよう配慮しており、第４図のデータビット欄におい
て、１（１）と後続ビットを括弧内に示したのは、先頭
ビットだけを後続ビット１という条件付きでチャンネル
ビットに変換することを示すためである。

一方、判定回路10は、アンドゲート回路23,24の出力
論理和をとるオアゲート回路30と、アンドゲート回路23
〜26の出力論理和を否定するノアゲート回路31を、同期
カウンタ32のＡ入力端子とＢ入力端子にそれぞれ接続
し、同期カンウンタ32の出力が10であることを示すQb出
力を、インバータ33にて反転してロード入力端子に供給
するとともに、クロック信号をインバータ34にて反転し
た信号をゲート信号とするアンドゲート回路35を介し
て、並・直列変換回路11のシフト入力端子に供給する構
成をとる。すなわち、同期カウンタ32は、ロード信号を
受けた時点でＡ入力端子とＢ入力端子に与えられたデー
タを初期値としてロードされ、その後与えられるクロッ
ク信号とともに計数値をカウントアップするため、デー
タビットのビット数1,2,3に対応して初期値が10,01,00
のごとく異なる。すなわち、並・直列変換回路11は、変
換回路９がデータビット１（１）を変換するときは、同
期カウンタ32が計数値を１だけカウントアップするまで
シフト指令を与えられ、またデータビット00又は10につ
いては、計数値を２だけカウントアップするまで、さら
にデータビット010,011については、計数値を３だけカ
ウントアップするまで、それぞれシフト指令を与えられ
る。

このため、並・直列変換回路11は、データビットが１
（１）のときは、２ビットパラレルデータを１単位とし
て変換動作を行い、またデータビットが00,10のときは
４ビットパラレルデータを１単位として、さらにデータ
ビットが010,011のときは、６ビットパラレルデータを
１単位として、それぞれ変換動作を行うことになる。

ところで、第４図に示した５種類のチャンネルビット
は、ビット接続部分を含め、ブロックとして現れる非符
号反転ビット０の個数が、最小で１最大で５の範囲にあ
り、しかもチャンネルビットをNRZI符号化したときに、
その直流成分（DSV）はいずれも零である。

並・直列変換回路11に接続されるNRZ/NRZI符号化回路
５は、第１図に示したように、ラッチ回路5aのラッチ出
力データを、入力データとの排他的論理和をとるエクス
クルーシブオアゲート回路5bを介してデータ入力端子に
帰還する構成であり、そのラッチ出力データ（記録デー
タ）は、第３図（Ｏ）に示した通り、DCフリーでチャン
ネルビット個々にDSVが零であるNRZI符号となる。このN
RZI符号の最小符号反転間隔Tminはビット間隔Ｔであ
り、最大符号反転間隔Tmaxは3Tであり、検出窓幅Twinは
0.5Tである。

一方、記録媒体から読み出されたデータ（NRZIチャン
ネルビット）は、シンクデータとともにシンクブロック
ごとに切り離され、逐次NRZI/NRZ符号化回路41内のラッ
チ回路42にラッチされ、さらにエクスクルーシブオアゲ
ート回路43において、ラッチ出力データと入力データと
の排他的論理和をとることで、NRZ符号化される。NRZ符
号に戻されたチャンネルビットは、続く1,5復号器44内
のシフトレジスタ回路45にて５段階のシフト処理を受け
たのち、逆変換回路46に送り込まれ、第７図に示した対
応関係に従って、チャンネルビットからデータビットに
逆符号変換される。逆符号変換により得られたデータビ
ットは、逆変換回路46に接続した判定回路47によりシフ
ト／ロード制御される並・直列回変換回路48にて、シリ
アルデータに変換される。そして、シリアルデータに変
換されたデータビットは、続く直・並列変換回路49にて
８ビットパラレルデータに変換され、さらにＤフリップ
フロップ回路からなるラッチ回路50にてラッチされたの
ち、データビットとして出力される。

なお、使用するクロック信号は、CK1が43MHz,CK2が86
MHz、CK3がCK1/8に設定してある。

ところで、逆変換回路46は、５段階シフト処理を行う
シフトレジスタ45から、各シフト段の出力Qa〜Qfを供給
され、個々のデータをインバータ51にて反転するととも
に、Qc〜Qfまでの４種類の非反転データに６種類の反転
データを適宜組み合わせ、５個のアンドゲート回路52〜
56による論理判断を通じて変換態様を決定する。ここで
は、チャンネルビットとデータビットの間に、第７図に
示す５種類の対応関係が成立するよう、５個のアンドゲ
ート回路52〜56が５種類の場合分けを行うことになる。
すなわち、アンドゲート回路52〜56は、それぞれチャン
ネルビットが0101,10,0100,0010,000100であることを判
別する役割を担っており、変換出力側に設けた並・直列
変換回路48のＡ〜Ｃまでの入力端子のうち、接地した入
力端子Ｃを除くA,Bには、アンドゲート回路52,54,55の
出力を受けるオアゲート回路57とアンドゲート回路54,5
5の出力を受けるオアゲート回路58が接続してある。

一方、判定回路47は、アンドゲート回路54,55の出力
論理和をとるオアゲート回路59と、アンドゲート回路5
4,55,56の出力論理和を否定するノアゲート回路60を、
同期カウンタ61のＡ入力端子とＢ入力端子にそれぞれ接
続し、同期カウンタ61の出力が10であることを示すQb出
力を、並・直列変換回路48のシフト入力端子に供給する
とともに、インバータ62にて反転して自身のロード入力
端子に帰還させる構成としてある。すなわち、同期カウ
ンタ61は、ロード信号を受けた時点でＡ入力端子とＢ入
力端子に与えられたデータを初期値としてロードされ、
その後与えられるクロック信号CK1とともに計数値をカ
ウントアップするため、チャンネルビットのビット構成
に応じて初期値が10,01,00のごとく異なる。すなわち、
チャンネルビット0101を逆変換するときは、計数値を１
だけカウントアップするまでシフト指令を与え、またチ
ャンネルビット0100か0010を逆変換するときは、計数値
を２だけカウントアップするまでシフト指令を与え、さ
らにチャンネルビット000100をデータビットに逆変換す
るときは、計数値を３だけカウントアップするまで、シ
フト指令を与え続ける。ただし、チャンネルビット10に
関しては、シフト指令は一切出力されない。

従って、並・直列変換回路48は、チャンネルビットが
01（01）又は10のときは、１ビットパラレルデータを１
単位として変換動作を行い、またチャンネルビットが01
00,0010のときは２ビットパラレルデータを１単位とし
て、さらにチャンネルビットが000100のときは、３ビッ
トパラレルデータを１単位として、それぞれ逆変換動作
を行うことになる。

ところで、データビット010,11を、正規のチャンネル
ビット000100,0100に変換した筈が、チャンネルビット0
01000,0100のごとく、アンダライン部が符号反転されて
再生されてしまったとする。この場合、再生データから
は、データビットとして10,010のごとく誤ったデータビ
ットが復号されることになる。しかし、本方式では、こ
うした符号化と復号化の過程で生ずるビット誤りは、最
大４ビットまでであり、誤り伝搬は常に４ビット以下に
抑えることができる。

なお、上記実施例において、符号変換と逆符号変換に
おけるデータビットとチャンネルビットの対応関係は、
第4,7図に示すデータビットの全ビットを反転した第8,9
図に示す対応関係に従って符号変換或は逆符号変換を行
うことも可能である。また、シンクデータも、上記実施
例に示したシンクデータの全ビットを反転したデータビ
ットである1111001101001000に対応するチャンネルビッ
トを用いることもできる。さらに、照合データは、２バ
イトに限らず、１バイトでもよく、或は３バイト以上で
あってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、複数バイトのディ
ジタルデータに、データの属性を示すバイト単位の照合
データを付加してデータビット列を形成し、データビッ
ト１（又は０）に対し後続データビットが１（又は０）
であることを条件にチャンネルビット01に変換し、デー
タビット00（又は11）,10（又は01）,010（又は101）,0
11（又は100）をそれぞれ一義的にチャンネルビット101
0,0010,000100,100100に符号変換し、さらにチャンネル
ビットに符号変換されたデータビット列の先頭にバイト
単位のシンクデータを付加することでシンクブロックを
形成し、NRZI符号化して記録データとするようにしたか
ら、チャンネルビットに連続して現れる非符号反転ビッ
トを、隣接チャンネルビットとの接続部分を含め１から
５の範囲に押さえ、しかもNRZI符号化したときのチャン
ネルビットの直流成分を個々に零とすることができ、こ
れによりデータビット間隔と同じ最小符号反転間隔とビ
ット間隔の３倍の最大符号反転間隔をもち、直流成分が
例外なく零であるチャンネルビットを得ることができ、
しかも後続ビットが１（又は０）であるという条件付き
データビット１（又は０）以外は、無条件で倍ビット数
チャンネルビットに変換することができ、かつまたいか
なる場合もDCフリー特性が得られ、また条件付きデータ
ビットについても、後続ビットとの接続整合性を考慮し
て選択するだけであるため、DSV監視のための特別な工
夫は不要であり、５種類の対応関係を規定する回路又は
変換表を用いて、きわめて能率良く所定の符号変換が可
能であり、さらに復号過程では、チャンネルビット01を
後続チャンネルビットが01であることを条件にデータビ
ット１（又は０）に変換し、他のチャンネルビット10,0
100,0010,000100を、それぞれデータビット０（又は
１）,11（又は00）,10（又は01）,010（又は101）に変
換するというように、５通りの対応関係に従ってチャン
ネルビットからデータビットへの逆変換が可能であり、
しかも誤り伝搬を４ビット以下に抑えることができ、こ
れによりオーディオデータは勿論、転送レートの高いビ
デオデータ等を、磁気テープ或はディスク等の記録媒体
に記録するのに適したデータ記録方式を提供することが
できる等の優れた効果を奏する。

また、シンクデータとして、２バイトのデータビット
1111001101001000（又は0000110010110111）に対応する
チャンネルビット例えばXXXX010010100100000100000100
1010のごとく、直前のデータビットの末尾２ビットに応
じて変わる不定データＸを除く16ビット中14ビットにつ
いて、対応チャンネルビットを一様に定めることがで
き、また再生時に必ずシンクデータの末尾ビットで区切
ることができるため、再生時に後続の照合データとの混
同は起こり得ず、しかも１個のシンクデータのなかに最
小符号反転間隔と最大符号反転間隔を含むため、周波数
成分は広帯域に分散しており、再生途中で仮にビットシ
フトが発生しても、復号誤りに結び付きにくく、シンク
ブロックの特定が正確かつ容易に可能である等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のディジタルデータ記録方式を適用
したディジタルデータ記録装置の一実施例を示す回路構
成図、第2,3図は、それぞれ第１図に示した1,5符号器の
一実施例を示す回路図及び回路各部の信号波形図、第４
図は、第２図に示した変換回路において変換されるデー
タビットとチャンネルビットの対応関係を示す図、第5,
6図は、それぞれ1,5復号器の一実施例を示す回路構成図
及び回路各部の信号波形図、第７図は、第５図に示した
逆変換回路において逆変換されるチャンネルビットとデ
ータビットの対応関係を示す図、第8,9図は、それぞれ
符号変換と逆符号変換におけるデータビットとチャンネ
ルビットの異なる対応関係を示す図である。 １……ディジタルデータ記録装置,2……照合データ付加
回路,3……1,5符号器,4……シンクデータ付加回路,5…
…NRZ/NRZI符号化回路。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数バイトのディジタルデータに、データ
   の属性を示すバイト単位の照合データを付加してデータ
   ビット列を形成し、データビット１に対しては、後続デ
   ータビットが１であることを条件にチャンネルビット01
   に、またデータビット00,10,010,011については、それ
   ぞれ一義的にチャンネルビット1010,0010,000100,10010
   0に符号変換し、チャンネルビットに符号変換されたデ
   ータビット列の先頭にバイト単位のシンクデータを付加
   することでシンクブロックを形成し、NRZI符号化して記
   録データとするディジタルデータ記録方式。
2. 【請求項２】前記シンクデータは、２バイトのデータビ
   ット1111001101001000に対応覆するチャンネルビットで
   あることを特徴とする請求項１記載のディジタルデータ
   記録方式。
3. 【請求項３】複数バイトのディジタルデータに、データ
   の属性を示すバイト単位の照合データを付加してデータ
   ビット列を形成し、データビット０に対しては、後続デ
   ータビットが０であることを条件にチャンネルビット01
   に、またデータビット11,01,101,100については、それ
   ぞれ一義的にチャンネルビット1010,0010,000100,10010
   0に符号変換し、チャンネルビットに符号変換されたデ
   ータビット列の先頭にバイト単位のシンクデータを付加
   することでシンクブロックを形成し、NRZI符号化して記
   録データとするディジタルデータ記録方式。
4. 【請求項４】前記シンクデータは、２バイトのデータビ
   ット0000110010110111に対応するチャンネルビットであ
   ることを特徴とする請求項３記載のディジタルデータ記
   録方式。