JP3696134B2 - 高密度dvdにおける短バストエラー訂正のためのインターリービング方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度DVD(Digital Versatile Disk)技術に係り、さらに詳しくは高密度DVDにおいて短バーストエラー訂正能力を向上させるためにエラー訂正ブロックを構成してインターリービングする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、DVDは再生専用と記録及び再生可能な二種のタイプに大別されるが、再生専用の光ディスクに情報を記録する方法はディスクにピットと呼ばれる溝を刻んでピットの存する部分を“0”に、ピットの存しない部分(ランド)を“1”に対応させ、再生時はディスクのトラックに沿って光を照射した後光の反射量の違いにより“1”、“0”を判断する。
【0003】
記録/消去の可能な相変化光ディスクはディスクの記録膜がレーザーの熱により結晶(crystalline)と非晶質(amorphous)状態間に構造変化を引き起こす。これら二つの状態の反射率には相当な違いがあり、それぞれに1と0を対応させる。記録時レーザーのパワーを調節して記録膜を結晶と非晶質状態のうち一つを選択的に付することが可能である。
【0004】
DVDディスクから生ずるエラーは全てのチャネルから生ずるランダムエラーと、埃などによる短バーストエラー(short burst error)、スクラッチ(scratch)によるロングバーストエラー(long burst error)がある。従来のDVDエラー訂正システムにおいてはこのようなエラーを訂正するためにリードソロモン積符号(Reed-Solomon Product Code)を使用する。すなわち、4.7GBのDVDRエラー訂正ブロックではデータブロックの隣接データ間の相関性(correlation)を減らすためにスクランブリング(scrambling)を行い、図2に示した通り、16個のセクターを12×172サイズに累積して192×172サイズのデータブロックを作った後列方向にRS(208、192、17)符号化を行って16行のPO(Parity Out)を求め、行方向にRS(182、172、11)を行って10列のPI(Parity In)を求めて208×182エラー訂正ブロックを構成する。
【0005】
そして、このようなエラー訂正ブロックを求めた後、PO部分を図3に示した通り、各セクターの最後の12番目の行の次に一行ずつ挿入して行インターリービングを行う。このような従来のインターリービング方法はデータの均一な伝送を可能にするが、エラー訂正はエラー訂正コアであるPI、PO、RSコーデックに全く依存している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、高密度DVDを具現する場合はDVDのレーザースポットが従来に比べて約1/2ほど小さくなり、レンズの開口部(NA;Numerical Aperture)が大きくなるのでレーザー入射面の透明膜の厚さを薄くすべきである。このような理由により短バーストエラーを引き起こす埃などの汚物やロングバーストエラーを引き起こすスクラッチの相対的なサイズが大きくなって従来のエラー訂正システムで処理できない問題点があった。
【0007】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、高密度DVDにおいてエラー訂正能力を向上させうるインターリービング方法を提供するところにその目的がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明の高密度DVDシステムのエラー訂正方法は、所定サイズのエラー訂正ブロックを複数個横に結合して結合されたエラー訂正ブロックを形成する段階と、前記新たに形成されたエラー訂正ブロックを複数の行単位にバッファに貯蔵する段階と、前記バッファに貯蔵されたデータを所定単位に束ねて所定規則に基づきインターリービングする段階とを含むことを特徴とする。
【0009】
このとき、本発明に係るインターリービング規則は2個のエラー訂正ブロックを行に連結して新たなエラー訂正ブロックを生成し、該エラー訂正ブロックを2行単位にインターリービングする場合、インターリービング前のデータ配列が図6のようになるとき、インターリービング後のデータ配列は図7のようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施例を詳述する。
図1は本発明が適用されうる一般のDVD−RAMの概略構成図である。図1を参照すれば、DVD−RAMはディスク110にピックアップ108を通して記録するための部分がフォーマッタ101、スクランブラ102、ECC符号器103、変調器104、NRZI符号器105、記録波形生成部106、LD駆動部107、記録用PLL109とからなり、ディスク110からピックアップ108に再生するための部分が高周波増幅器(RF AMP)111、AGC部112、前置等化器(PRE−EQ)113、決定器114、再生用PLL115、A/D変換器116、等化器(EQ)117、ビタビー検出器118、同期及びID検出器119、復調器120、ECC復号器121、デスクランブラ122、デフォーマッタ123とから構成される。
【0011】
フォーマッタ101はMPEG2エンコーダやデータソースからデータストリームを入力され所定フォーマットのデータを形成し、ECC符号器103はリードソロモン積符号(RS−PC)を用いたエラー訂正符号化を行う。本発明に係るECC符号器103は、後述する通り、従来のエラー訂正ブロックの2個を横に結合した新たなエラー訂正ブロックを構成した後4バイト単位にインターリービングしてエラー訂正能力を向上させたものである。変調器104は限られたランレングス符号化(run-length encoding)を行って直流成分を除去し、NRZI符号器105は変調器104の出力をNRZI符号に符号化する。NRZI符号化された信号は記録波形生成部106で記録波形に生成された後、LD駆動部107を駆動してピックアップ108を通してディスク110に信号を記録する。記録時のレーザー出力は再生時のレーザー出力より大きくてディスクの相を換えることができ、記録用PLL109はディスクに記録されたウォブル(wobble)ピット信号を用いて記録のためのクロックを提供する。
【0012】
ディスク110に記録された信号はピックアップ108により読み取られて高周波増幅器(RF AMP)111で増幅され、AGC部112で利得が制限された後、A/D変換器116でディジタル信号に変換され等化器117を経る。このとき、AGC部112の出力は前置等化器113と決定器114、再生用PLL115でクロックに再生され、ビタビー(Viterbi)検出器118を介してデータが再生される。同期及びID検出器119でデータフレームの同期を確立し、復調器120は再生された信号を復調する。復調器120の動作は変調器104の動作と逆に行われる。復調器120の出力はECC復号器121でエラー訂正された後デスクランブラ122とデフォーマッタ123を経てデータストリームに出力される。再生部で各部の動作は記録部の動作を逆に行う。
【0013】
図4は高密度DVDにおいてデータフィールド構成を処理する手続を示した図である。図4を参照すれば、段階401では4バイトのデータIDに2バイトのIDエラー検出コード(IED)を付加し、段階402では段階401で構成された構造に6バイトの留保バイト(RSV)と2048バイトのメインデータ(Main Data)を追加する。段階403においては、段階402で形成された構造に4バイトのエラー検出コード(EDC)を追加してデータフレームを完成し、段階404では構成されたデータフレームについてスクランブルを行う。段階401ないし段階403は図1のフォーマッタ101で行われ、段階404はスクランブラ102で行われる。
【0014】
次いで、段階405では16個のスクランブルされたデータフレームについてリードソロモン積符号(RS−PC)を行って16個のPOと10個のPIを追加して1個のECCブロック(208×182)を構成する。次いで、段階406では2個のECCブロックを合して本発明に係る1個の結合されたECCブロック(208×364)を構成し、段階407では1個の結合されたECCブロック(208×364)に対して2行単位に本発明に係る4バイトインターリービングを行う。
【0015】
インターリービングが完了した後、208×364のインターリービングされたブロックはそれぞれ13×182のサイズを有する32個の記録フレーム(recording frame)で構成され、このようなデータがディスクに記録されたフォーマットは、図9に示した通り、各状態に該当する同期コードを有するフレームで構成される。
【0016】
図5は高密度DVDにおいて本発明に係るエラー訂正ブロックの構造を示した図である。本発明に係るエラー訂正ブロックは、図1のような従来のエラー訂正ブロックの2個を横に結合して形成された208×364バイトのサイズを有する。
【0017】
図5を参照すれば、第1行のB0,0からB0,171、第192行のB191,0からB191,171に至る192×172データマトリックスについて列と行方向にリードソロモン符号化を行ってPOとPIを求めた後、付加して208×182のECCブロックを求め、同様な方式で求めたECCブロックを横に付加してB0,0からB0,363、B207,0からB207,363に至る新たなECCブロックを形成する。
【0018】
そして、このように形成されたECCブロックについて図6に示した通り、最初B0,0からB0,363、B1,0...B1,363に至る2行のデータ(2×364)をバッファに貯蔵してから4バイトずつ束ねてこれらを順番に0〜181のインデックス値を付する。そしてこれらを図7のように該当データをバッファ内でインデックス単位にインターリービングして再配置する。すなわち、インターリービング前に付加されたインデックスをmとし、インターリービング後に付加されるインデックスをkとするとき、これらの関係を数式で表現すれば次の数式1及び数式2の通りである。
【0019】
数式1
1)t=0において
k=2m (m=2tの場合)
2)t=1、2、...、22において
k=2m (m=2tの場合)
k=2(m−1)+94 (m=2t−1の場合)
3)t=23、24、...、45において
k=2(m−45)+1 (m=2t−1の場合)
k=2(m−46)+93 (m=2tの場合)
【0020】
数式2
4)t=46、47、...、68において
k=2(m−92)+2 (m=2tの場合)
k=2(m−91)+92 (m=2t−1の場合)
5)t=69、70、...、90において
k=2(m−137)+3 (m=2t−1の場合)
k=2(m−138)+95 (m=2tの場合)
6)t=91において
k=2(m−137)+3 (m=2t−1の場合)
【0021】
前記数式1に表示された3個の式と前記数式2に表示された3個の式において、‘t’はmとkの関係を説明するために使用した91以下の0を含む正の整数である。
【0022】
図6及び図7を参照すれば、0、1、...、181のインデックスが付された一つのセルは4バイト単位のデータであり、図5のように形成されたECCブロックにおいて2行に対するインターリービング前の順序は図6のように一番目行が0から90まで順次に付され、次いで二番目行が91から181まで順次に付される。このようなデータ配列は本発明に係るインターリービングにより再配置されれば図7に示した通り、最初に付されたインデックスが混ざることが分かる。
【0023】
インターリービングにより再配置された図7のデータ順序を図6と比較して見れば、一番目の行において最初四つのセルに初期値が0、45、92、137に付された後これに2ずつ増える関係であることが分かる。すなわち、0、45、92、137に次いで2、47、94、139、4、49、96、141、...に繋がれて最後に44、89、136、181であり、181は二番目行の一番目セルに位置することが分かる。次いで、二番目行においても初期値が91、46、1、138に付された後2ずつ増えることが分かる。すなわち、91、46、1、138に次いで93、48、3、140、95、50、5、142、...であり、最後に43、180、135、90に終わる。
【0024】
次いで、最初2行のインターリービングが完了されれば元々のECCブロックに再挿入し、次の2行に当るB2,0からB3,363についても同様な方式でインターリービングを行う。このような一連の過程を全体的に104回インターリービングを行ってバイト併合インターロウインターリービング(Byte Merged Inter-Row Interleaving)を完了する。
【0025】
図8は高密度DVDにおいて記録フレームのフォーマットの例であって、インターリービングが完了した後208×364サイズのインターリービングされたブロックは13×182サイズを有する32個の記録フレーム(recording frame)に区分される。そして、32レコーディングフレームに26個の同期フレーム(SY0〜SY7)が付加され変調した後、図9に示したようなフォーマットに記録される。
【0026】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明によれば高密度DVDにおいて問題となっている長い短バーストエラーを上下左右に分配して効率よく訂正できるのみならず、インターリービングをECCブロック全体で行わず一部単位で行うことによりインターリービングのためのバッファメモリのサイズを減らせる。また、1バイト単位のインターリービングの代りに4バイト単位のインターリービングを使用するため、インターリービングのためにメモリのアドレスを参照する回数がそれだけ減り、インターリービングを多数個のバッファを設けて処理する場合、インターリービング速度をアップすることができる長所がある
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用されうる一般のDVDの概略構成図である。
【図2】 DVDにおいて従来のエラー訂正ブロックの構造を示した図である。
【図3】 DVDにおいて従来の行インターリービング概念を示した図である。
【図4】 高密度DVDにおいて本発明によりデータフレームを処理する順序を示した図である。
【図5】 高密度DVDにおいて本発明に係るエラー訂正ブロックの構造を示した図である。
【図6】 図5に示したエラー訂正ブロックにおいて本発明に係るインターリービング時2行単位に付したインターリービング前のデータ順序を示す説明図である。
【図7】 図6のデータを本発明によりインターリービングした場合のインターリービングされたデータ順序を示した図である。
【図8】 高密度DVDにおいて記録フレームのフォーマットの例を示す説明図である。
【図9】 高密度DVDにおいて記録されたデータフィールドの構造である。
【符号の説明】
101 フォーマッタ
102 スクランブラ
103 ECC符号器
104 変調器
105 NRZI符号器
106 記録波形生成部
107 LD駆動部
108 ピックアップ
109 記録用PLL
110 ディスク
111 高周波増幅器(RF AMP)
112 AGC部
113 前置等化器(PRE−EQ)
114 決定器
115 再生用PLL
116 A/D変換器
117 等化器(EQ)
118 ビタビー検出器
119 同期及びID検出器
120 復調器
121 ECC復号器
122 デスクランブラ
123 デフォーマッタ
Claims (1)
- 高密度DVDシステムのエラー訂正方法において、
所定サイズのエラー訂正ブロックの複数個を横に結合して結合されたエラー訂正ブロックを形成する段階と、
前記形成されたエラー訂正ブロックを所定数の行単位にバッファに貯蔵した後所定単位に束ねて所定のインターリービング規則に基づきインターリービングする段階とを含み、
かつ、前記エラー訂正ブロックの2個を横に結合して新たなエラー訂正ブロックを形成し、該エラー訂正ブロックを2行単位に束ねてインターリービングする場合、インターリービング前バッファに貯蔵された順序のインデックスをmとし、インターリービング後再配置された配列をkとし、tは91以下の0を含む正の整数とするとき、前記所定のインターリービング規則は、
次の数式
1)t=0において
k=2m (m=2tの場合)
2)t=1、2、...、22において
k=2m (m=2tの場合)
k=2(m−1)+94 (m=2t−1の場合)
3)t=23、24、...、45において
k=2(m−45)+1 (m=2t−1の場合)
k=2(m−46)+93 (m=2tの場合)
4)t=46、47、...、68において
k=2(m−92)+2 (m=2tの場合)
k=2(m−91)+92 (m=2t−1の場合)
5)t=69、70、...、90において
k=2(m−137)+3 (m=2t−1の場合)
k=2(m−138)+95 (m=2tの場合)
6)t=91において
k=2(m−137)+3 (m=2t−1の場合)
を満たすことを特徴とする高密度DVDにおける短バーストエラー訂正のためのインターリービング方法。
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