TWI223190B - Method of generating an efficient sequence of multi-level random numbers used for an information recording medium - Google Patents

Description

1223190 ⑴ 玖、發明說明 發明所屬之技術領域： 本發明係關於一種資訊記錄媒體，更明確地說，本發 明係關於一種將有效系列之多値亂數儲存做爲基準資料的 資訊記錄媒體、有效系列之多値亂數的產生方法、以及用 以產生有效系列之多値亂數的電腦程式。 先前技術： 能夠將多値資料儲存於光碟中之光碟記錄裝置被發 展，基準資料有時候被儲存在這樣的光碟中，使得光碟記 錄裝置能夠校正寫入策略，並且準確地再生光碟中所儲存 之多値資料。 舉例來說，在各個亂數爲一 8-値數並且三個連續的 亂數被當作是一子-系列的情況中，有512(= 8 3)個不同的 圖樣，至少需要514(=83+3 - 1)個亂數來用盡所有512 個圖樣。

有許多方法產生一系列的多値亂數，舉例來說，國際 公告專利申請案第WO 0 1 /5 7 8 5 7 A1號揭示一種使用移位暫存器電路來產生 這種基準資料的方法，此移位暫存器電路產生9-位元最 大-長度系列來校正光碟記錄裝置的寫入策略。此方法能 夠藉由將由暫存器電路所隨機產生之各9-位元資料轉變 成三個3 -位元資料亂數來產生一系列的8-値亂數，如此 所產生之系列能夠用盡所有5 ] 2個圖樣，但是當此系列將 -5- (2) (2)1223190 在稍後做敘述時，其係多餘的。 另一方面，使用圖樣辨識方法，基準資料也被用來再 生記錄於光碟中之真正的多値資料。在此情況中，光碟記 錄裝置再生基準資料，並且準備一再生訊號値表。當儲存 於光碟中之真正的多値資料被再生時，從真正的多値資料 中所再生之訊號値使用該表而和基準資料的値做比較，光 碟記錄裝置決定並輸出該表的圖樣，而該表的再生訊號値 和所再生之真正資料的値最爲匹配。 但是，在前者習知技術的情況中，系列包含5 1 2 X 3 = 1，536個亂數，512個子系列（各子系列係由三個連續 的亂數所組成的）能夠用盡（子系列的）所有5 1 2個圖樣。 但是，如果三個連續的亂數（以各子系列之第二或第三個 亂數開始）也被考慮進去，則此三個連續的亂數之圖樣出 現不止一次，因此，1，5 3 6個亂數之系列係多餘的。除此 之外，因爲此技術使用移位暫存器電路來產生最大-長度 系列，所以多値的數目被限定爲2的冪次，例如4，8，及 16。 在後者習知技術的情況中，基準資料中的冗餘也關係 重要。除此之外，因爲基準資料不夠隨機，所以再生訊號 可以包含一特別的頻率元件，此頻率元件影響光碟記錄裝 置之伺服機構的性能。 發明內容： 因此，本發明之一般目的在於提供一種新穎且有效之 -6- (3) (3)1223190 有效（最短）系列多値亂數的產生方法，更明確地說，本發 明之目的在於提供一種有效（最短）系列之多値亂數的產生 方法，其中，所有系列的圖樣僅出現一次，但多値的數目 並不被限定爲2的冪次。 本發明之另一目的在於提供一種資訊記錄媒體，其 中’有效（最短）系列之多値亂數被儲存做爲基準資料。 爲了達成上述任一目的，依據本發明的有效系列 之” nm + m - 1” η-値亂數的產生方法，其各子系列之” m”個 連續的亂數具有不同的圖樣，包含步驟：根據初始値來產 生η-値亂數的系列，一次產生一個數字；判定”m”個連續 亂數之子系列的圖樣係”經使用過的”，該”m”個連續亂數 包含最近所產生之數字及”m - 1”個先前數字（按照其產生 的順序），如果該子系列之該圖樣係”經使用過的”，則將 不同的値設定爲該初始値，如果該子系列之該圖樣不是” 經使用過的”，則接受最近所產生之數字，並且將該圖樣 標示爲”經使用過的”，而且其中，重複所有的步驟，直到 該子系列之”m”個連續亂數的所有”nm”個圖樣都被用盡爲 因爲如果子系列之”m”個連續亂數的圖樣係”經使用過 的”，則最近所產生之數字被拒絕，所以使用此方法所獲 得到之系列變成最短的系列，其包含” n m + m - 1 ” η -値亂 數，其中，諸子系列之所有的”nm”個圖樣被用盡。 當配合伴隨之圖形來閱讀時，從下面詳細的說明中， 本發明的其他目的、特徵、及優點將變得更加明顯。 (4) (4)1223190 實施方法： 將參照附圖來說明本發明之較佳實施例。 圖1爲一流程圖，其顯示依據本發明實施例之有效 (最短）系列多値亂數產生方法的演算法，藉由電腦來執行 此演算法。 在下面詳細的說明中，僅敘述η = 8及m = 3的情 況。但是，”η”及”m”並非僅限定於這些値，而且任何的正 整數可以被設定爲” η”及” m”。 舉例來說，一亂數產生函數（C編譯程式的程式館）被 用來產生從〇到3 2767(= 215 — 1 )個虛擬-亂數，使用此亂 數產生函數，能夠產生8-値亂數（0-7)。 將亂數產生函數之預定的初始値給予電腦的CPU，使 其產生8-値亂數（步驟S1)。 三個亂數（0-7)被連續產生當作亂數的第一子系列， 並且立即接受這三個亂數做爲有效系列的數目（步驟S2)。 如上所述，在三個8 -値亂數構成一子系列，並且考 慮亂數的順序之情況中，總共有8 3 = 5 1 2個圖樣，對應於 該子系列的圖樣被標示爲”經使用過的”（步驟S 2 )。 另一個亂數（0 · 7 )被產生當作有效系列的下一個候選 人（步驟S4)。 在先則之子系列中的第二及第三個亂數和在步驟s 4 中所產生的亂數形成一新的子系列，判定一對應於此新的 子系列之圖樣是否被標示爲，，經使用過的”（步驟S 5 )。 -8- (5) (5)1223190 如果對應於新的子系列之該圖樣已經被標示爲”經使 用過的，，，則將一不同的値給予亂數產生函數（c編譯程式 的程式館）做爲初始値（步驟s 1 0)。電腦回到步驟S 2，並 且重複上面的步驟。 如果對應於新的子系列之該圖樣尙未被標示爲”經使 用過的，，，則在步驟S 4中所產生的亂數被接受當作有效系 列的數目（步驟S 6)。 對應於新的子系列之該圖樣已經被標示爲”經使用過 的”（步驟S7)。 判定是否所有的5 1 2個圖樣被標示爲”經使用過的” (步驟S 8 )。 如果還有未被標示爲”經使用過的”之圖樣’則電腦 回到步驟S4，並且重複上面的步驟（步驟S 7)。 如果所有的5 1 2個圖樣都已經被標示爲”經使用過 的”，則電腦停止產生亂數，並且輸出包含5 1 4(二83 + 3 — 1)個8-値亂數的有效系列（步驟S9)。然後，電腦離開在圖 1中所示的程序。 依據上面的演算法，範圍從〇到7的8-値亂數一個 接著一個地被產生，並且按照產生的順序來予以排列。一 有序集合被當作是一子系列的亂數，而該有序集合包含當 作按照其產生順序之第一個及第二個數的兩個先前的亂 數，以及當作第三個及最後一個數之最近所產生的亂數。 舉例來說，第一子系列包含第一個、第二個、及第三 個亂數；第二子系列包含第二個、第三個、及第四個亂 -9- (6) (6)1223190 數；以及第三子系列包含第三個、第四個、及第五個亂 數。 最近所產生的亂數被接受當作有效系列的新的數目， 並且對應於該子系列之圖樣被標示爲”經使用過的”，除非 該圖樣被標示爲”經使用過的”，總共有512(= 83)個圖 樣。 一旦一圖樣已經被標示爲”經使用過的”，最近所產生 的亂數就被捨棄，而且亂數產生函數的初始値被改變成不 同的數値。 使用新的初始値，重複上面的步驟直到所有5 1 2個圖 樣被用盡爲止，並且被接受當作有效系列之數目之亂數的 總數到達5 1 4( = 83 + 3 - 1 )，此5 1 4個亂數爲子系列之各 圖樣僅出現一次的最短系列。 在三個亂數”7”，“5”，及“6”依此順序被產生的情況 中，舉例來說，” 7 5 6”變成第一子系列，此圖樣” 7 5 6”被標 示爲”經使用過的”。 然後，第四個亂數，“2”，被產生，舉例來說，” 5 62”變 成第二子系列。因爲圖樣” 562”尙未被標示爲”經使用過 的”，所以第四個亂數“2”被接受當作有效（最短）系列之新 的數目，此圖樣” 5 62”被標示爲”經使用過的”。 同樣地，另一個亂數被產生，並且包含前兩個被接受 之亂數及最近所產生之亂數的新的亂數被形成。判定對應 於新的子系列之圖樣是否被標示爲”經使用過的”，如果該 圖樣尙未被標示爲”經使用過的”，則最近所產生的亂數被 -10- (7) (7)1223190 接受當作有效（最短）系列的新的數目。然後，對應於新的 子系列之圖樣被標示爲”經使用過的”。 如果對應於新的子系列之圖樣已經被標示爲”經使用 過的”，則最近所產生的亂數和那些將會根據初始値由亂 數產生函數所產生的亂數被捨棄。改變初始値，使得該函 數產生一新系統的亂數，並且重複上面的步驟。 判定是否所有5 1 2個圖樣都已經被標示爲”經使用過 的”，如果仍然還有未被標示爲”經使用過的”之圖樣，則 電腦產生下一個亂數（0-7)，並且判定下一個亂數是否能 夠被接受當作有效系列的數目。 如果相同的圖樣並未出現過兩次或兩次以上，並且所 有5 1 2個圖樣都已經被標示爲”經使用過的”，則由電腦所 產生之系列變成有效（最短）系列，其包含514個亂數，其 中，對應於包含開始每一個（第一）亂數之三個連續亂數的 各系列之圖樣僅出現一次。 然後，電腦輸出此有效系列，並且離開此程序。 在此爲根據本發明實施例之方法所產生之有效（最短） 系列的一些例子。 (8) (8)1223190 [第一例] 756266331054343327727165666255236545 073542352536273025147201013476353560 405270161333457544314670615746205330 563647416644407760504712143211456167 737241406657745304367326320761771540 122655323014156743506233606300355711 363421037130714461024650516021621734 031637502740225413221531311551710442 624410672220232564116425015112614276 526017213570267174736117515200111075 762237312033510070550006034452243065 125733764600572643744704240045477700 2〇6404631503032451370366074227231707 252123412475565346455546676612752420 4176753775 [第二例] 440570612362311470240053554141003033 704064153222075267674034477221561151 662065642712525063637340202657540430 545342324520013615052765244645720327 431654613742140173007161741677537501 445625131241227567261606653171351062 701521626046307455035422632016346022 371112056036605576471700255650230451 217514243573157145006073600047614667 037773566102127321330675746715551543 (9) (9)1223190 454413433523411301105117272353673332 666462116443655225774755336407663103 143724264323347256350705041763313253 027707762473760126224651771010721044 4204254744 [第三例] 257477715645427304767444160212202606 700175064722555457037561201675115404 371214242341002271110534710364006031 075334311451044056351237704621643501 3741775467172453027526221300 35575535 373677270514155205445210204267376276 607401572076327456641165560101131357 742033061332062005507266171326117066 337215162475732173403455134436250301 470124616361463032305716106532524023 363166527232413654746422360450244605 052264650414473174322243331406370714 342541277657644211251761531265150007 354307733565626346662352315256760040 7025366725 (10) (10)1223190 如上面的例子所顯示的，各子系列圖樣（二個連續的 亂數）僅出現一次。因此，這些系列並非冗餘的，而且係 有效且最短的。 接著，將敘述資訊記錄媒體，在此資訊記錄媒體中， 上面之有效系列的多値亂數被儲存於其中，資訊記錄媒體 將一系列的”nm + m - 1”個η-値（一整數，η - 2)亂數儲存於 其中，其中，在nm個不同的圖、樣中，各圖樣之” m”（一整 數，m - 2)個連續亂數僅出現一次。 在下面的詳細敘述中，光碟被敘述爲資訊記錄媒體之 實施例。但是，注意到，本發明可以被應用於除了光碟以 外的任何資訊記錄媒體。 儲存在光碟中之有效系列的多値亂數能夠被再生做爲 基準資料，以提供一被使用於圖樣辨識的表。 將敘述光碟之記錄區域中的位置，而在此光碟中，有 效系列的多値亂數被儲存做爲基準資料。 (1)在有效系列的多値亂數被儲存於光碟之記錄區域 的內半徑處之情況中。 在許多情況中，光碟機從內半徑開始讀和寫。因爲光 碟的內半徑係較不易受到傷害而使光碟彎曲或變形，所以 在內半徑處的讀和寫操作比在外半徑處的讀和寫操作相對 更加穩定。因此，如果有效系列被儲存於光碟之記錄區域 的內半徑處，則有可能提供一可靠的表，因爲此表需要被 提供於讀操作的初始階段，如果有效系列被儲存於內半徑 處，則能夠使光碟機之光學讀取需要在徑向方向上移動的 -14 (11) (11)1223190 距離減小。因此，能夠使啓動讀操作所需要的時間減少。 如上所述’因爲有效系列的多値亂數被儲存於光碟的 內半徑處，所以基準資料不受光碟的彎曲或變形所影響， 而結果，此表變得可靠。除此之外，因爲減小了光碟機之 光學讀取需要在徑向方向上移動的距離，所以能夠減少初 始化讀操作所需要的時間。 (2)在有效系列的多値亂數被儲存於光碟之記錄區域 的內半徑及外半徑兩處之情況中。 由於設置於光碟上之記錄材料的空間散佈，所以由光 碟機所再生的訊號取決於光碟正在存取的位置，來自內半 徑及外半徑的訊號有時候會改變。因此，最好將基準資料 儲存在內半徑及外半徑兩處，並且藉由平均獲得自內半徑 及外半徑的訊號來製備該表。 如上所述，因爲有效系列（基準資料）被儲存在內半徑 及外半徑兩處，所以有可能提供一表並改善所再生之真正 資料的可靠度，而該表反映了取決於記錄區域中之位置之 再生訊號的空間改變。 (3 )在有效系列被儲存於光碟之記錄區域的內半徑、 中間半徑、及外半徑處之情況中。 根據儲存在中間半徑處之基準資料所獲得到的表被用 來再生儲存在內半徑與中間半徑之間的真正資料，根據儲 存在內半徑及外半徑處之基準資料所獲得到的表被用來再 生儲存在中間半徑與外半徑之間的真正資料。 爲了反映取決於記錄區域中之位置之訊號的改變’最 -15- (12) (12)1223190 好提供在中間半徑處的基準資料，並且藉由平均獲得自中 間半徑處之基準資料及外半徑處之基準資料的再生訊號値 來產生該表。 如上所述，有儲存在光碟上之記錄區域之內半徑中、 中間半徑中、及外半徑中的基準資料，取決於記錄區域中 之位置之訊號的改變被更準確地反映。 (4)在有效系列被儲存於設置在光碟之記錄區域中的 內半徑處、外半徑處、及內半徑與外半徑之間的多個位置 處，各個位置彼此間隔一段預定的距離的情況中。 根據儲存在內半徑處之基準資料所獲得到的表被用來 再生儲存在記錄區域中從內半徑一直到中間半徑的真正資 料；根據儲存在中間半徑處之基準資料所獲得到的表被用 來再生儲存在包含中間半徑之記錄區域中的真正資料·，以 及根據儲存在外半徑處之基準資料所獲得到的表被用來再 生儲存在比包含中間半徑之記錄區域更外面之記錄區域中 的真正資料。 最好將光碟的記錄區域分成多個甜甜圈（donut)形狀的 記錄區域，並且將當作基準資料的有效系列記錄於各個甜 甜圈形狀的記錄區域中，使得能夠爲各個甜甜圈形狀的記 錄區域產生一表，以便準確地再生真正的資料。 如果有效系列被儲存於設置在光碟之記錄區域中的內 半徑處、外半徑處、及內半徑與外半徑之間的多個位置 處，各個位置彼此間隔一段預定的距離，則取決於位置之 再生訊號的改變能夠被更精確地反映到該表。 -16- (13) (13)1223190 (5) 在有效系列被儲存於製作光碟之電路的每一個磁 軌中之情況中。 有效系列（基準資料）可以被儲存於製作光碟之電路的 每一個磁軌中，以使再生訊號的改變能夠被更精確地反映 到該表。 (6) 在有效系列被附加於各個預定量的真正資料上並 被記錄於光碟之記錄區域中的情況中。 有效系列可以被附加於各個預定量的真正資料上，並 且被記錄於光碟之記錄區域中做爲基準資料。舉例來說， 基準資料可以被記錄於各個扇形區中，而各個扇形區具有 3 2 KB的真正資料和錯誤偵測及/或錯誤修改碼。在藉由 當作光碟中之單位的扇形區而使用多個光碟機來儲存真正 的資料的情況中，如此記錄有基準資料的真正資料能夠被 再生，而沒有因任何的光碟機所造成之問題。 槪括地說，如上所述，依據本發明之實施例的方法能 夠產生一有效系列的多値亂數，其包含最少的亂數，其 中，子系列用盡所有的圖樣，並且各亂數的數値不限於2 的冪次。 本發明之較佳實施例係如上所敘述的，本發明並非僅 限於這些實施例，而是可以做成各種的改變及修正而沒有 違離本發明的範疇。 本發明係根據在2002年3月8日所申請之日本優先 權專利申請案第2002-063725號及在2003年1月31日所 申請之日本優先權專利申請案第2003 -023 2 1 7號，他們的

AT (14) (14)1223190 整個內容在此被倂入當作參考資料。 圖式簡單說明： 圖1係一流程圖，其顯示依據本發明實施例之有效系 列多値亂數產生方法的演算法。 -18-

Claims (1)

1223190 r 拾 申請專利範圍 附件2·· 第92 1 04698號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國93年5月 1日修正 1 ·—種有效系列之”nm + m — 1 ”個η-値亂數的產生方 法’其各子系列之”m”個連續的亂知具有不同的圖樣，該 方法包含步驟：

根據初始値來產生一系列的η-値亂數，一次產生一 個數字； ... '： cn I 判定子系列之”m”個連續亂數的圖樣是否係，，經使用過 的” ’該”m”個連續亂數包含最近所產生之數字及”1’ 個先前的數字，按照其產生的順序； 如果該子系列之該圖樣係”經使用過的”，則將不同的 値設定給該初始値；

如果該子系列之該圖樣不是”經使用過的，，，則接受最 近所產生之數字，並且將該圖樣標示爲，，經使用過的”；以 及 其中，重複所有的步驟，直到該子系列之” m”個連續 亂數的所有”nm”個圖樣都被用盡爲止。 2. 一種電腦可讀取記錄媒體，其中儲存有一電腦程 式’該電腦程式致使電腦產生一有效系列之”+ m -厂 個心値亂數，其各子系列之” m”個連續的亂數具有不同的 圖樣，包含步驟： 根據初始値來產生一系列的η-値亂數，一次產生一 1223190 個數字； 判定子系列之”m”個連續亂數的圖樣是否係”經使用過 的”，該”m”個連續亂數包含最近所產生之數字及”m - 1” 個先前的數字，按照其產生的順序； 如果該子系列之該圖樣係，，經使用過的”，則將不同的 値設定給該初始値； ：.w '： iU ·*· ri 如果該子系列之該圖樣不是”經使用過的”，則接受最 近所產生之數字，並且將該圖樣標示爲”經使用過的”；以 及 其中，重複所有的步驟，直到該子系列之”個連續 亂數的所有”nm ”個圖樣都被用盡爲止。 第 圍 範 利 專 請 串 如 系記 子訊 各資 其爲 ， 做 數錄 己 亂 -I 直被，^ 0 中 圖 其Ms的 ，r同 體 I 不 媒m有 錄m+具 記5,η數 訊的亂 資列的 種系續 3有Μ 之 項之 列錄 料 資 的 中 域 區 錄 記 形 碟 之 澧 媒 中 其 體 媒 錄 記 訊 資 之 項 3 第 圍 範 利 專 請 丰 如 系 效 有 系 效 有 5 0 記 ^三口 _ 被ΐ被 列$列 的資或 域之Si 區項 錄 3 記 形 碟 該 在 錄 錄 3記 第形 圍碟 範該 利在 專錄 內訊 的 ， 兩 中徑 其半 ， 外 。 體及 處媒徑 徑錄半 半記內 處 中徑 其半 ’ 間 體中 媒、 錄徑 記 半 訊內 資的 之域 項區 3 錄 記 形 碟 該 在 錄 記 被 列 6.系 效 有 第 圍 範 利 專 請 串 如 及外半徑處。 7.如申請專利範圍第3項之資訊記錄媒體，其中， 1223190

年月 Q 有效系列被記錄在該碟形記錄區域的內半徑處、外半徑 處' 及該內半徑與該外半徑之間的多個位置處，各個位置 彼此等距離間隔。 8*如申請專利範圍第3項之資訊記錄媒體，其中， 有效系列被記錄在製作該碟形記錄區域之電路的每一個磁 軌中。 9 .如申請專利範圍第3項之資訊記錄媒體，其中，有 效系列被被附加於各個預定量的真正資料上，並且被記錄 在資訊記錄媒體之該碟形記錄區域中。