JPS58224412A - デイジタル情報信号記録方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタル情報信号記録方式に係り、ランダム
化されたディジタル信号を生成するための特定の法則を
もつ符号系列として、ディジタル信号中の同期信号と同
じパターンを生じさせない符号系列を用いることによシ
、再生時にディジタル信号中の情報データが全て「０」
又は「１」のときに生ずることがある誤った同期パター
ンに同期することを低減し得るディジタル情報信号記録
方式を提供することを目的とする。

オーディオ信号やビデオ信号などのアナログ情報信号を
ディジタル変調し、これによりディジタルデータを所定
区間毎に区切り、かつ、各区間信号の夫々に同期信号と
誤り検出符号と誤り訂正符号とを夫々付加して１フレー
ムを構成し、このフレーム信号が時系列的に合成された
ディジタル信号を、円盤状記録媒体（以下「ディスク」
という）にピットの有無として記録することが従来より
知られている。このディスクが特に静電容量変化読取型
である場合は、再生帯域が広く１６ビツトのディジタル
情報を４チヤンネル伝送できる客数を確保することがで
きる。また充分な伝送帯域も得られるため、ドロップア
ウトやレベル変動に強い周波数変調を行なうのがデータ
伝送上有利となる。

周波数変調で記録する場合のデータ形式としては、ＮＲ
Ｚ（メン・リターン・ツウ・ゼロ）が帯域利用上有利で
あるが、伝送される情報によっては「０」又は「１」の
ビットが多くなり、１フレームの信号ビットがすべて「
０」又は「１」のとき、又はこれに近い状態のときには
安定なりロック再生が困難となり、ビット同期がとれな
い場合も生ずる。他方、セルフクロック可能なデータに
変調して記録することも考えられるが、この場合は周波
数スペクトラムが高域に集中していて周波数復調の雑音
スペクトラムは３角雑音と呼ばれて高い周波数成分はど
雑音が多くなるので復調信号の高域の４比の悪化の影響
が、・、大、であり、また・・−ドウエアが犬である等
の欠点があった。

そこで、本出願人は先に特願昭５６−１２０３５１１号
にてＮＲＺ信号をランダム化して記録する方式を提案し
た。第１図はこの提案になるディジタル情報信号記録方
式によシ記録されたディスクの再生装置の一例のブロッ
ク系統図を示す。同図中、ディスク１からピックアップ
回路２によシピックアップ再生された信号は、ランダム
化されたディジタル信号で搬送波を周波数変調して得た
被周波数変調波信号であり、ＦＭ復調回路３に供給され
てＦＭ復調された後データ及びクロック再生回路４に供
給される。

データ及びクロック再生回路４はＦＭ復調された信号か
らランダム化されたディジタル信号（データ）を所要の
矩形波として取シ出す一方、そのエツジ部分を検出して
得た信号からクロック信号の再生を行ない、その再生ク
ロック信号を同期検出保護回路５、ランダム符号系列制
御回路６及びランダム符号系列発生回路７に夫々供給す
る。また再生されたディジタル信号は同期検出保護回路
５に供給され、ことで１フレーム中の同期（１を検出し
、かつ、１フレーム中の情報データ中ＫｆｉＭ期信号と
同一パターンが存在してもこれを誤って検出しないよう
にされ、更にドロップアウト等で信号が欠落した場合に
備え、同期信号が連続して成る数取上得られなかった場
合はデータが棄却される。この同期検出保護回路５から
取り出された同期信号検出信号はランダム符号系列制御
回路Ｏに供給され、ここで制御信号とされた後ランダム
符号系列発生回路γに供給され、これより同期信号の後
のデータ入来期間、記録時と同一のランダム符号系列を
発生させる。このランダム符号系列と再生されたディジ
タル信号とは夫々排他的論理和回路８に供給され、ここ
で２を法とする加算（モジュロ２の加算）を行なわれて
もとのディジタル信号（ＮＲＺ信号）に復元されて出力
端子８へ出力される。

ここで、クロック及び再生回路４により再生されて取り
出されたランダム化ディジタル信号系列中の情報データ
が、ディジタルオーディオデータであってその情報が無
音である場合、又は情報データが音楽信号の付加的情報
として再生される静止画データである場合は成る期間再
生される第１の静止画データと次に再生される第２の静
止画データとの間の静止画データ非伝送期間のデータで
ある場合（第１の静止画データの再生期間が長いほどこ
のデータ非伝送期間は通常長くなる）は、情報データが
全て「０」又は「１」であるため、２を法とする加算に
よってランダム化するのでランダム符号系列がそのまま
現われる。従って、このような場合に、ランダム符号系
列として同期信号と同じパターンを有する符号系列を用
いると、第２図（Ａ）に斜線で示す位置で伝送される真
の同期信号以外に、同じフレーム内に破線で示す如く偽
の同期信号が周期的に現われる（第２図（Ａ）では偽の
同期信号は同じフレーム内で１個所現われるが、ランダ
ム符号系列の選定によっては２個所以上現われることも
ある。）。

上記の周期的な偽の同期信号は、通常は前記した如く同
期検出保護回路５によシ自己相関を用いて棄却され、第
２図（ロ）に示す如く真の同期信号に位相同期した検出
信号が得られるのでビット同期を安定にとることはでき
るが、例えばドロツプアウド等により信号が一部欠落し
て同期がはずれ、その後ドロップアウトが消失して同期
引込み動作に入った場合、そのタイミングによっては上
記の周期的な偽の同期信号が同期信号として検出され、
第２図（０）に示す信号が同期信号検出信号として同期
検出保護回路５より出力させることがあった。

このように、上記の本出願人の提案になる゛記録方式で
は、データ中に疑似同期パターンが現われやすいランダ
ム符号系列を使用すると、疑似同期信号を誤って検出し
、ランダム化されたディジタル信号をもとのディジタル
信号に復元することが正常に行ない得ず、データを棄却
する時間が長くなり（同期回復時間が長くなり）、有効
なデータ伝送が行なえず効率が悪くなる場合があるとい
う問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決したもので、第３図以下の
図面と共にその一実施例について説明する。

第３図は本発明方式の一実施例のブロック系統図を示す
。本実施例は前記した本出願人の先の提案になるディジ
タル情報信号記録方式と同一のブロック構成であるが、
データスクランブル回路２２の出力ランダム符号系列と
、同期信号発生器２１の出力同期信号とを夫々所定のパ
ターンに選定した点が人なる。またこの実施例で記録さ
れる記録媒体は一例として、針案内溝を形成することな
（、主要情報信号が螺旋状の主トラツクに記録されて′
ｊ？シ、また主要情報信号の記録周波数帯域よ如も低域
周波数で、互いに相異なる周波数で、かつ、バースト状
の第１及び第２のトラッキング制御用参照信号（以下「
トラッキング信号」という）ｆ　及びｆｐ２が夫々ディ
スクの１回転周期毎に交１ 互に切換えられて相隣る主トラツクの各トラック中心線
間の略中間部分に副トラツクを形成して記録されており
、良にｆｐｌ及びｔｐ２の切換接続部分にｉ′ｉｅａの
トラッキング信号’ｐｉが主要情報信号に影響を与えな
いよう主トラツクに所定レベル以下のレベルで記録され
ている電極機能をもったディスクを例にとって説明する
。

ここでは、上記主要情報信号は４チヤンネルすべてオー
ディオ信号でもよいが、３チヤンネルのオーディオ信号
と１チヤンネルの静止画像信号であるものとする。すな
わち、入力端子１１，１２及び１３には夫々３チヤンネ
ルのオーディオ信号が各別に入来し、入力端子１４には
静止画像信号が入来する。入力端子１１〜１３に夫々入
来したオーディオ信号はＡＤ変換器１５〜１７によ如夫
々例えば標本化周波数４４．１　ｋＨｚで標本化され、
かつ、量子化されて量子化数１６ビツトＣ高忠実度再生
のためには１４〜１６ビツト必要である）のディジタル
オーディオ信号（ＰＯＭオーディオ信号）に変換された
後信号処理回路１轡に供給される。一方、入力端子１４
に入来した静止画像信号はＡＤ変換器１８に供給され、
ここで例えば１０．７ＭＨｚの標本化周波数で標本化さ
れ、かつ量子化されて量子化数８ビット程度のディジタ
ルビデオ信号に変換された後、ランダムアクセスメモリ
及び制御回路（図示せず）により時間軸を伸ばして標本
化周波数８８．２　ｋＨ２、量子化数日ビット（これは
標本化周波数４４．ｉ　ｋｉｓｓ、量子化数１６ビツト
と等価である）とされた後信号処理回路１ｇに供給され
る。

信号処理回路Ｉｌｌはこれらの１６ビツト４チヤンネル
の入力ディジタル信号を夫々所定区間毎に区切シ、再生
時のバースト誤りに対してもより大なる訂正率を実現で
きるようにするため、それを複数フレーム周期で分散配
置するインターリーブを行ない、更にディスクｈの塵や
ほこシにより生ずるドロップアウトや他の原因により発
生する符号誤りを訂正するための誤シ訂正符号を生成し
、かつ、上記所定区間毎の４チヤンネルの入力ディジタ
ル信号データと誤り訂正符号とが伝送時に誤如が生じた
か否かを判定する誤り検出符号（０ＲＯＯ）とアドレス
データ情報とを生成して、これらを時分割多重した信号
を発生する。この時分割多重信号はフレーム信号生成回
路２０にて同期信号発生器２１よシの固定イ（ターンの
同期信号ビットが付加されてフレー入信号を構成する。

第４図はフレーム信号生成回路２０により生成され之各
フレーム信号中の１フレーム（１ブロツり）を模式的に
示す図で、日ＹＮＯはフレーム信号の始めを示す８ビツ
トの固定パターンの同期信号の存在領域を示す。８ビツ
トの好ましい同期パターンとしては、文献（猪瀬博編：
ＰＯＭ通信の基礎と新技術、２８６頁、産報〕に示され
ているように、日進表示でｒ３３Ｊ、ｒ３５Ｊ、ｒｚγ
」などがある。この原符号に対して相補符号、逆符号、
逆相補符号は夫々原符号と等価であるので、例えば日進
表示の「３５」の逆符号を同期パターンとすると、「１
０１１１０００」となり、その波形は第５図に示す如く
になる。

次に第４図に示す０ｈ−１〜０ｈ−５は夫々前記３チヤ
ンネルの１６ビツトのディジタルオーディオ信号の各チ
ャンネルデータ存在領域、０ｈ−４は上記１６ビツトの
デイジメルビデオ・１」号（静止画）のデータ存在領域
を夫々示し、またＰ、Ｑは夫々例えば次式で生成される
１６ビツトの誤シ訂正符号の存在領域を示す。

たたし、上式中ｗ１．　ｗ、　ｗ！、　ｗ４は０ｈ−１
〜ｏｈ−４の１６ビツトの各ディジタル信号（通常は夫
々互いに異なるフレームに幹けるディジタル信号〕、Ｔ
は所定の多項式の補助マトリクス、■は夫々対応するビ
ット毎の２を法とする加算を示す。なを、上式は一例で
ある。

更に第４図中、ＯＲＯは２３ビツトの誤ｐ検出符号の存
在領域を示し、この誤り検出符号は例えば同じフレーム
に配列される０ｈ−１〜ｏｈ−４，ｐ。

Ｑの各ワードを例えばＸ　　十ｘ　十ｘ　＋Ｘ＋１なる
生成多項式で除したときに得られる２３ビツトの剰余で
ある。また更に第４図中Ａｄｒｉ′ｉアドレス情報ビッ
トの存在領域を示し、１フレ一ム信号中に１ビツト伝送
され、例えば１８６フレームによりアドレス情報の全ビ
ットが伝送される（すなわち、アドレス情報はｌ１１６
ビツトより構成される）。そして最後のびで示す、２ビ
ツトはユーザーズビットと呼称される予備のためのビッ
トでおる。

上記の５ＹＮＯから■までの計１３０ビットで１フレー
ムを構成するディジタル信号（これは’ＮＲＺ信号であ
る）は、その繰υ返し周波数が例えば標本化周波数と同
じ４４１ｋＨｚで、伝送ビットレート５、７３３　Ｍｂ
／ｓでフレーム単位毎に順次時系列的にフレーム信号生
成回路２０から取ｐ出され、データスクランブル回路２
２に供給され、ここで同期信号を除くフレーム信号部分
がランダム化される（これをスクランブルというものと
する）。なお、フレーム信号全体をスクランブルしても
よい。

データスクランブル回１賂２２において、スクランブル
処理に用いるランダム符号系列としては、記録される信
号をランダム化するのが目的であるので、Ｍ系列等のラ
ンダム系列を用いるのが一般的である。１フレーム１３
０ビツトのデータをランダム化するには、１２７＜−２
−１）で完結する７次のランダム符号系列を用いること
ＶＣＪＩデータをはシランダム化することができる。７
次のランダム符号系列としては などの周期が１２７である系列がある。

ここで、前記したように複数の音楽プログラムをディス
クに順次に記録するような場合は曲間で無音が続くと２
の補数表示ではオール「０」又はオール「１」のデータ
が続くので、このようなデータをスクランブルする場合
は、ランダム符号系列の選定には充分な考慮が必要とな
る。同期パターンを前記したようにｒｔｏｔｔｔａｏｏ
」なるパターンを用いた場合、１フレ一ム中同期信号を
除く他の信号が全て「０」又は「１」のときに同期パタ
ーンと同一のパターンを生じない符号系列を選ぶ必要が
ある。同期信号を除くデータにスクランブルを行なう場
合、１フレーム１３０ビツトのうち１２２ビツトにわた
りスクランブルを行なうことになるが、本実施例は特に
第４図の第８ビツト目から第１０４ビツト目までのデー
タワード及び鴎ｐ訂正符号よシなる！ｔ８６ビツトのデ
ータ系列にわたり同期パターンと同一パターンを発生し
ないランダム符号系列を第６図に示す回路により発生す
るものである。

第６図中、３０ａ〜３０ｇは夫々Ｄ型フリツプフロツブ
で、フリップフロップ３０１Ｌ〜３０ｄは縦続接続され
ており、フリップフロップ３０ｄのＱ出力端子が２人力
排他的論理和回路３１の一方の入力端子に接続されてい
る。また排他的論理和回路３１の出力は縦続接続された
フリップフロップ３０８〜３０ｇを介して出力端子３４
、フリップフロップ３０ａのデータ入力端子Ｄ１及び排
他的論理和回路３１の他方の入力端子に夫々接続されて
いる。入力端子３２には第７図（Ａ）　Ｋ示すクロック
パルスａが入来し、フリップフロップ３０ａ〜３０ｇに
夫々供給される。他方、入力端子３３に入来した第１図
中〕に示す制御信号すはフリップフロップ３０ａ〜３０
ｇのプリセット端子に印加される。制御信号すがＨレベ
ルになると、クロックパルスａの立上りでフリップフロ
ップ３０ａ〜３０ｇのＣ１力が夫々Ｌレベル（論理「０
」）になり、次のクロックパルスａの立、上９入来時点
でフリップフロップ３０θのＱ出力のみｉＥＨレベル（
論理「１」）となる。そして更に次のクロックパルスａ
の立上り入来時点でフリップフロップ３０θと３０ｆの
各Ｑ出力がＨレベルとなす、次の（４回目の）クロック
パルスａの立上シ入来時点でフリップフロップ３００〜
３０ｇのＱ出力がＨレベルとなる。以下、クロックパル
スａの立上り入来時点が、５回目ではフリップフロップ
３０ｆ。

３０ｇ及び３０ａのＱ出力がＨレベル、６回目では３０
ｇ、　３０ａ及び、１０ｂのＱ出力がＨレベル、１回目
では３０ａ〜３００のＱ出力がＨレベル、６回目では３
０ｂ〜３０θのＱ出力がＨレベル、８回目では３００゜
３０ｄ及び３０ｆのｑ出力が夫々Ｈレベルとなる。

以下、上記と同様にしてクロックパルスａの立上り入来
毎にフリップフロップ３０ａ〜３０ｇの出力が変化し、
Ｘ十Ｘ−１−１の生成多項式に従った第７図（０）に示
すＭ系列符号０が出力端子３４ヘシリアルに出力される
。このＭ系列符号０は排他的論理和回路（図示せず）の
一方の入力端子に印加され、ここで記録すべき第４図の
フレーム構成のディジタル信号と対応する″ピット毎に
２を法とする加算が行なわれて、スクランブル化された
ディジタル信号が得られる。

ここで、仮に上記排他的論理和回路の入力ディジタル信
号のａｈ−１〜０ｈ−４及びｐ、Ｑの全９６ビツトがす
べて「０」であるときは、排他的論理和回路の出力には
Ｍ系列符号Ｃがそのまま現われる。

この場合の排他的論理和回路の出力ディジタル信号（す
なわちＭ系列符号Ｃ）の値は第８図に示す如くになる。

同図中、縦方向はビット配列を示し、一番上がＭｓＢ（
モーストシグニフイカントビット）、一番下がＬＳＢ（
リーストシグニフイカントビット）を夫々示し、更に横
方向は各ワードを示す。上記の出力ディジタル信号は、
Ｏｈ、−１のＭＳＢの値「０」からＬＳＢＯ値「０」ま
で縦方向にシリアルに出力され、次に０ｈ−２のＭＳＢ
の値「１」からＬＳＢＯ値「１」まで縦方向にシリアル
に出力され、以下同様にしてシリアルに出力され最後の
８Ｃ番目のビット出力は誤り訂正符号ＱのＬＳＢの値「
１」とな・る。

第８図かられかるように、上記のＭ系列符号ｑは、ｏｂ
−ｔ〜０ｈ−４及びＰ、Ｑの各データがすべて「０」（
すべで１１」のときも同様である）のときは、同期パタ
ーンｒｌｏｔｔｔｏｏｏ」と同一のパターンを存在させ
ない。

このようにして、同期信号と同じパターンを生じさせな
いＭ系列符号０によってランダム化されたディジタル信
号は、第３図に示す周波数変調回路２３に供給され、こ
こで周波数変調された後公知の第３図に示した信号記録
不を経てディスク２１１に記録される。すなわち、被周
波数変調波信号は混合器２４に供給され、ここで入力端
子２５よｐの第３のトラッキング信号ｆｐｉと混合され
た後記録装置２６に主要情報信号として供給される。

記録装置２６は上記主要情報信号を例えば光変調器（図
示せず）に印加してレーザー光を変調して被変調光ビー
ムに変換し、これを一定回転数で同期回転している円盤
状記録原盤上に塗布された感光剤に来光せしめ、周知の
現像処理工程を経て主要情報信号の繰り返し周波数に応
じて断続するピット列とされた主トラツクを形成する。

従って４つのチャンネルの各ディジタル信号は夫々同じ
主トラツクに記録されることになる。なお、前記トラッ
キング信号ｆ　　、ｆ　　は入力端子２７．２１１ｐｉ
　　　　　ｐ２ よし上記とは別の光変調器（図示せず）に入力端子２５
よシの第３のトラッキング信号ｆｐ５により切換えられ
て記録原盤１回転毎に交互に印加され、同様にレーザー
光を変調して被変調光ビームに変換された後断続するピ
ット列の前記副トラツクを前記主トラツクと同時に形成
する。記録原盤から周知の製蓋工程を経てディスク２Ｂ
が複製される。

なお、本発明において発生するランダム符号系列として
は、情報データがすべて「０」又は「１」のときに同期
パターンと同一のパターンが現われない符号系列であれ
ばよいから、上記の実施例に限定されるものではなく、
従って同期パターンが上記と同じｒｌｏｌｌｌｏｏｏＪ
であったとしても、例えばＸ’十Ｘ’＋１　　、Ｘ’十
Ｘ５十Ｘ２＋Ｘ＋１　　、Ｘ’十に’２ 十Ｘ十Ｘ十ｉ　、Ｘ＋Ｘ＋Ｘ＋Ｘ＋Ｘ＋Ｘ＋１　＊Ｘ＋
Ｘ＋Ｘｉ−、ｘ十Ｘ＋１　　、Ｘ’十Ｘ’＋！’＋４２
十１　　＃Ｘ７＋　Ｘ　＋１　；””ｚ７＋ｘ６＋ｘ５
＋ｘ２＋、１、で示される生成多項式、及びそれらの相
補符号を得る生成多項式のうちの−の生成多項式に従っ
て生成された符号系列でもよい。

上述の如く、本発明になるディジタル情報信号記録方式
は、アナログ情報信号をディジタル変調して得た信号を
所定区間毎に区切り、各区間信号の夫々に同期信号、誤
如訂正符号及び誤り検出符号を夫々付加して構成された
１フレームの信号の全部又は同期信号を除くフレーム信
号部分と、別途発生せしめたランダム符号系列とを夫々
２を法とする加算を行なってランダム化されたディジタ
ル信号を生成するに際し、ランダム符号系列はフレーム
信号中の少なくとも上記区間信号及び誤り訂正符号がす
べて「０」又は「１」のときに、ランダム化されたディ
ジタル信号中の上記区間信号及び誤ｐ訂正符号に同期信
号と同一パターンが存在しない特定の符号系列に選定し
てランダム化を行ない、ランダム化されたディジタル信
号を周波数変ｎ１４シた後記録媒体に記録するよりにし
たため、この記録媒体を再生した場合、情報データが曲
間の無音のディジタルオーディオデータ、又は静止画デ
ータ非伝送期間のデータの如く、情報データが全て「０
」又は「１」であるデータが成る期間継続するときに、
ドロップアウト等によシ信号が一部欠落しても、従来の
如く偽の同期信号に同期してデータを棄却する期間が長
くなる確率を減少することができ、有効１．ｒデータ伝
送を行なうことができ、更に従来に比し同期検出保護回
路も簡略化することができる等の特長を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はディスク再生装置の一例を示すブロック系統図
、第２図（Ａ）〜（０〕は夫々第１図の動作説明用タイ
ムチャート、第３図は本発明方式の一実施例を示すブロ
ック系統図、第４図は本発明方式で記録されるべきディ
ジタル信号の１フレームの構成の一例を模式的に示す図
、第５図は同期信号の波形の一例を示す図、第６図は本
発明方式の要部の一実施例を示す回路図、第７図（Ａ）
〜（０）は夫々第６図の動作説明用タイムチャート、第
８図は本発明方式により記録されるディジタル信号の値
の一例を示す図である。 １．２９・・ディスク、８．３１・・・排他的論理和回
路、１１〜１４・・入力端子、１５〜１８・・・ＡＤ変
換器、１９・・・信号処理回路、２０・・・フレーＡ信
号生成回路、２１・・同期信号発生器、２２・・データ
スクランブル回路、２３・・・周波数変調回路、２６・
・記録装置。 第７図 一昨間 第８図 第１頁の続き ０発　明　者　植野昭治 横浜市神奈用区守屋町３丁目１２ 番地日本ビクター株式会社内 手続補正書 昭和５７年７月２７日 １、事件の表示 昭和５７年特　許　願第　１０７３８９号２、発明の名
称 ディジタル情報信号記録方式 ３、補正をする者 特　　　許　出願人 住　所　　Ｉｔ　２２］　　神奈川県横浜市神奈用区守
屋町３丁目１２番地名称　（４３２）　　日本ビクター
株式会社代表者　取締役社長　宍　道　−部 ４、代理人 ５、補正命令の日付 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ７、補正の内容 明細書中、第１１頁第２０行のＩＴ２−Ｗ＋ｊを［Ｔ２
　・Ｗ３Ｊと補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アナログ情報信号をディジタル変調して得り信号を所定
   区間毎に区切〕、各区間信号の夫々に同期信号、誤シ訂
   正符号及び誤シ検出符号を夫々付加して構成された１フ
   レームの信号の全部又は該同期信号を除くフレーム信号
   部分と、別途発生せしめたランダム符号系列とを夫々２
   を法とする加算を行なってランダム化されたディジタル
   信号を生成するに際し、ランダム符号系列はフレーム信
   号中の少なくとも上記区間信号及び誤り訂正符号がすべ
   て「０」又は「１」のときに、ランダム化されたディジ
   タル信号中の該区間信号及びｉｂ訂正符号に該同期信号
   と同一パターンが存在しない特定の符号系列に選定して
   ランダム化を行ない、該ランダム化されたディジタル信
   号を周波数変調した後記録媒体に記録することを特徴と
   するディジタル情報信号記録方式。