(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セクタとして第１の単位があり、１つのセクタは１２行からなり、最初の行の先頭には、セクタＩＤが含まれており、３２セクタを集合させた第２の単位があり、この３２セクタのうち偶数セクタ１６個を集めた第１のサブブロックがあり、奇数セクタ１６個を集めた第２のサブブロックがあり、
前記第１のサブブロックの各セクタＩＤ、第２のサブブロックの各セクタＩＤは、それぞれ、オリジナルのＬＳＢが先頭に配置変えされることで、第１と第２のサブブロックのいずれのセクタに属するかを判別できるようになっており、
前記第１のサブブロックに対して、第１のサブブロック用の内符号パリティー及び１６行の外符号パリティーが付され、
前記第２のサブブロックに対して、第２のサブブロック用の内符号パリティー及び１６行の外符号パリティーが付され、
前記第１のサブブロック用の１６行の外符号パリティーは、その１行づつが、前記１６個の偶数セクタの各最終行に配置され、
前記第２のサブブロック用の１６行の外符号パリティーは、その１行づつが、前記１６個の奇数セクタの各最終行に配置され、
ぞれぞれ１３行単位となった偶数側と奇数側とのブロックで互いの対応する行が、バイト単位で昇順に交互に配置され記録用の第１と第２の記録ブロックとして形成されている
ことを特徴とする記録データ生成方法。
【請求項２】
前記第１と第２の記録ブロックの各先頭には、ぞれぞれ同期データが付加され、前記同期データは、Ｙ０〜Ｙ７の８種類が用いられることを特徴とする請求項１記載の記録データ生成方法。
【請求項３】
前記偶数セクタ側の前記第１行から第１３行の記録ブロックと、前記奇数側の前記第１行から第１３行の記録ブロックの各先頭に付される同期データの配列は、
前記偶数セクタ側の前記第１行の先頭にのみ、同期データＹ０が配置されて、第２番目から第５番目の行の先頭に同期データＹ１、Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４が配置され、第６番目から第９番目の行の先頭にも同期データＹ１、Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４が配置され、第１０番目から第１３番目の行の先頭にも同期データＹ１、Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４が配置され、
前記奇数セクタ側の第１番目から第５番目の行の先頭に同期データＹ５がそれぞれ配置され、第６番目から第９番目の行の先頭に同期データＹ６がそれぞれ配置され、第１０番目から第１３番目の行の先頭に同期データＹ７がそれぞれ配置される、
ことを特徴とする請求項２記載の記録データ生成方法。
【請求項４】
記録媒体の記録データを読み取り処理するデータ再生装置において、
前記記録データは、セクタとして第１の単位があり、１つのセクタは１２行からなり、最初の行の先頭には、セクタＩＤが含まれており、３２セクタを集合させた第２の単位があり、この３２セクタのうち偶数セクタ１６個を集めた第１のサブブロックがあり、奇数セクタ１６個を集めた第２のサブブロックがあり、前記第１のサブブロックのセクタＩＤ、第２のサブブロックのセクタＩＤは、それぞれ、オリジナルのＬＳＢが先頭に配置変えされることで、第１と第２のサブブロックのいずれのセクタに属するかを判別できるようになっており、
前記第１のサブブロックに対して、第１のサブブロック用の内符号パリティー及び１６行の外符号パリティーが付され、前記第２のサブブロックに対して、第２のサブブロック用の内符号パリティー及び１６行の外符号パリティーが付され、前記第１のサブブロック用の１６行の外符号パリティーは、その１行づつが、前記１６個の偶数セクタの各最終行に配置され、前記第２のサブブロック用の１６行の外符号パリティーは、その１行づつが、前記１６個の奇数セクタの各最終行に配置されぞれぞれ１３行単位となった偶数側と奇数側とのブロックで互いの対応する行が、バイト単位で昇順に交互に配置され記録用の第１と第２の記録ブロックとして形成されており、
前記第１と第２の記録ブロックの各先頭には、ぞれぞれ同期データが付加され、前記同期データは、Ｙ０〜Ｙ７の８種類が用いられ、
前記偶数セクタ側の前記第１行から第１３行の記録ブロックと、前記奇数側の前記第１行から第１３行の記録ブロックの各先頭に付される同期データの配列は、前記偶数セクタ側の前記第１行の先頭にのみ、同期データＹ０が配置されて、第２番目から第５番目の行の先頭に同期データＹ１、Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４が配置され、第６番目から第９番目の行の先頭にも同期データＹ１、Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４が配置され、第１０番目から第１３番目の行の先頭にも同期データＹ１、Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４が配置され、前記奇数セクタ側の第１番目から第５番目の行の先頭に同期データＹ５がそれぞれ配置され、第６番目から第９番目の行の先頭に同期データＹ６がそれぞれ配置され、第１０番目から第１３番目の行の先頭に同期データＹ７がそれぞれ配置される構造であり、
前記装置は、前記記録データを読み取る手段と、
前記記録データから、内符号パリティー及び１６行の外符号パリティーを有した状態の第１のサブブロックと第２のサブブロックを再現し、それぞれの誤り訂正を行う手段と、
前記誤り訂正された第１、第２のサブブロックのデータを、セクタＩＤを参照して昇順の１つの系列に合成する合成手段と、
を具備したことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項５】
前記同期データＹ０−Ｙ７のパターンを検出して、セクタの境界を検出する手段を有することを特徴とする請求項４記載のデータ再生装置。
【請求項６】
前記第１のサブブロックと第２のサブブロックの誤り訂正を行う手段は、第１と第２のサブブロックのために並列に設けられていることを特徴とする請求項４記載のデータ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像や音声などのデータのための記録再生システムに係り、特にある記録密度に対応した基準フォーマットと互換性を持ち高密度記録に対応した拡張フォーマットによる記録データの生成方法と、これら両フォーマットの記録データの再生が可能なデータ再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体や磁気記録媒体を用いてディジタルデータの記録を行うディジタル記録装置では、様々な要因によって再生データに発生するエラーの対策が重要な技術となる。エラーの発生原因には、記録媒体に存在する欠陥や、記録あるいは再生の過程で混入するノイズによる影響が挙げられる。高密度の記録を行う場合には、これらのエラーがある程度の頻度で発生することは避けられない。
【０００３】
そこで、一般にディジタル記録装置では、再生データに発生したエラーを検出あるいは訂正するために、記録すべきデータに対して誤り訂正符号化を行い、検査パリティを付加した誤り訂正符号を記録している。一方、データ再生時には検査パリティを利用して誤り訂正復号化を行い、誤り訂正を行っている。
【０００４】
誤り訂正符号の例として、リードソロモン符号（以下、ＲＳ符号という）を二つ組み合わせた積符号を図１８に示す。図１８の積符号は、以下の手順の誤り訂正符号化によって生成される。
【０００５】
まず、記録すべきデータをＡ×Ｂバイトのブロック状に配列する。このブロックの縦方向のＢバイトのデータに対して外符号の符号化を行い、検査パリティとしてＣバイトの外符号パリティを付加する。次に、横方向のＡバイトのデータに対して内符号の符号化を行い、検査パリティとしてＤバイトの内符号パリティを付加する。
【０００６】
リードソロモン符号の符号化／復号化および積符号については、今井秀樹著「符号理論」に詳しい。一般に、リードソロモン符号は（ａ，ｂ）ＲＳ符号の形で表記されることが多い。ａは符号の長さ、ｂはデータの長さである。この表記法に従うと、図１８の誤り訂正符号は（Ａ＋Ｄ，Ａ）ＲＳ符号と（Ｂ＋Ｃ，Ｂ）ＲＳ符号を組み合わせた積符号と表現できる。この積符号は１行ずつ順に１本のデータ系列として、記録媒体上に記録される。
【０００７】
データ再生時には、記録媒体から再生される図１８の積符号に対して以下の手順で復号化を行う。まず、１本のデータ系列として得られた再生データを符号化時の積符号の形態に再配置する。その積符号に対して、まず横方向に内符号の復号化を行う。（Ａ＋Ｄ，Ａ）ＲＳ符号は、最大［Ｄ／２］バイトまでのエラーを訂正することができる。ただし、［ｎ］はｎ以下の最大の整数である。内符号の復号化において符号が誤り訂正不能と判定された場合には、エラーフラグを出力する。
【０００８】
次に、縦方向に外符号の復号化を行う。外符号の復号化では、内符号の復号化によって出力されたエラーフラグを利用して誤り訂正能力を向上させることができる。エラーフラグが出力された行に含まれるデータの位置を消失位置情報として利用すると、（Ｂ＋Ｃ，Ｂ）ＲＳ符号は最大Ｃバイトまでのエラーフラグが付加されたエラーを訂正することができる。
【０００９】
内符号および外符号の復号化によりエラー訂正を行うと、積符号全体で最大Ｃ行までのエラーを訂正することができる。この積符号は１つの行が連続して記録されているので、１積符号当たり最大Ｃ行、つまり（Ａ＋Ｄ）×Ｃバイトまでの連続したエラーを訂正することができる。再生データ系列上において連続して発生するエラーをバーストエラーと呼ぶ。このバーストエラーは、記録媒体の欠陥や再生信号の同期外れによって発生する。
【００１０】
積符号の誤り訂正能力は、使用する誤り訂正符号の長さや、誤り訂正符号に付加される検査パリティの数によって異なる。ＲＳ符号の場合、データの長さが同じであれば検査パリティの数が多いほど訂正能力が高く、検査パリティの数が同じであればデータの長さが短いほど訂正能力が高いといえる。実際にＲＳ符号の積符号をディジタル記録装置に採用する場合には、再生信号のＳ／Ｎ、記録媒体の記録特性、媒体に発生する欠陥の大きさやその発生頻度等から、その記録装置に最適な組み合わせを設計する必要がある。
【００１１】
特に、光ディスクのように交換できる記録媒体を用いる記録装置の場合には、媒体の互換性を維持するために、記録するデータの構造や誤り訂正符号を仕様、すなわち記録フォーマットとして定義する必要がある。一度記録フォーマットを固定すると、記録密度や誤り訂正能力も固定化されてしまう。しかし、記録装置に対する要求の変化や技術の進展に伴い、記録容量の増大、データレートの高速化の要求は常に存在しており、記録フォーマットを固定するとその要求に対応できなくなる。
【００１２】
ところで、記録容量を増大させるべく高密度記録を実現するためには、媒体の記録性能、記録された信号の検出能力を向上させると共に、信号処理面では記録フォーマット自体が持つ誤り訂正能力を高める必要がある。記録媒体上に同じ大きさの欠陥や傷が発生した場合でも、記録密度が高いとエラーとなるデータ量は相対的に大きくなってしまうので、高密度記録を実現するためには特にバーストエラーに対する誤り訂正能力を上げる必要がある。
【００１３】
バーストエラーに対する誤り訂正能力を向上させ、より高密度記録に対応した記録フォーマット（以下、拡張フォーマットという）を実現する方法の一つとして、外符号の検査パリティの数を増やす方法がある。
【００１４】
図１９に、図１８の誤り訂正符号の外符号の検査パリティ数を２倍にした誤り訂正符号を示す。こうすると、外符号訂正ではエラーフラグを利用することにより２×Ｃ個の誤りが訂正可能となる。一つの積符号では最大２×Ｃ行までのエラーを訂正することができるため、最大２×（Ａ＋Ｄ）×Ｃバイトのバーストエラーまで訂正することが可能となる。
【００１５】
しかし、このように検査パリティ数を増加させて拡張フォーマットを実現する方法では、誤り訂正能力は向上するが、積符号に占める主データの比率が高密度化前の記録フォーマット（以下、基準フォーマットという）における（Ａ×Ｂ）／（（Ａ＋Ｄ）×（Ｂ＋Ｃ））から、（Ａ×Ｂ）／（（Ａ＋Ｄ）×（Ｂ＋（２×Ｃ）））に減少するため、データの記録効率が低下する。記録容量を増大させる目的からすると、記録効率の低下は望ましくない。
【００１６】
また、検査パリティ数を増やして拡張フォーマットを実現する方法では、より長いバーストエラーを訂正することが可能となるが、短いバーストエラーに対しては誤り訂正能力向上の効果が小さい。
【００１７】
さらに、一般に検査パリティ数が多いＲＳ符号は、誤り訂正能力は高いものの、誤り訂正符号を復号する復号回路の回路規模および処理時間が著しく大きくなる欠点がある。上記のような拡張フォーマットの誤り訂正符号は、外符号の検査パリティ数が２倍となっているため、基準フォーマットの誤り訂正符号のための復号回路と比較して、大規模回路または高速回路からなる専用の誤り訂正回路が必要となってしまい、高密度化と同時に高速化も達成するためには、大規模でかつ高速のデータ処理回路が必要となってしまう。
【００１８】
さらに、高密度化した拡張フォーマットでデータが記録された媒体のみでなく高密度化する前の基準フォーマットでデータが記録された媒体からのデータを再生できる互換性を持ったデータ再生装置を実現するためには、検査パリティ数を増やして拡張フォーマットを実現する方法では、誤り訂正回路として基準フォーマット用と拡張フォーマット用の両方を持っている必要がある。しかし、両方の誤り訂正回路は同時に動作させることはないため、このような互換性を持ったデータ再生装置を実現しようとすると回路構成が冗長となってしまう。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、検査パリティ数を増やして誤り訂正能力を向上させる拡張フォーマットでは、記録データ中に占める有効なデータ量が減少してデータの記録効率が低下するとともに、データ再生時に大規模な誤り訂正回路を含むデータ処理を必要とし、さらに基準および拡張両フォーマットで記録されたデータを再生できる互換性を持つデータ再生装置を実現しようとすると、それぞれのフォーマットのための専用のデータ処理回路を必要として回路構成が冗長となり、装置コストが高くなるという問題があった。
【００２０】
本発明の目的は、ある基準フォーマットの記録データに対して高速かつ高密度の記録に対応した誤り訂正能力のより高い拡張フォーマットの記録データをデータの記録効率を落とすことなく生成でき、しかもデータ再生時に各々のフォーマット専用のデータ処理回路を必要としない記録データ生成方法を提供することにある。
【００２１】
また、本発明の他の目的は、これら基準フォーマットおよび拡張フォーマットで記録されたデータの再生を各々フォーマット専用のデータ処理回路を用いることなく、できるだけ小さな回路規模で実現できるデータ再生装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明では、セクタとして第１の単位があり、１つのセクタは１２行からなり、最初の行の先頭には、セクタＩＤが含まれており、３２セクタを集合させた第２の単位があり、この３２セクタのうち偶数セクタ１６個を集めた第１のサブブロックがあり、奇数セクタ１６個を集めた第２のサブブロックがあり、前記第１のサブブロックの各セクタＩＤ、第２のサブブロックの各セクタＩＤは、それぞれ、オリジナルのＬＳＢが先頭に配置変えされることで、第１と第２のサブブロックのいずれのセクタに属するかを判別できるようになっており、前記第１のサブブロックに対して、第１のサブブロック用の内符号パリティー及び１６行の外符号パリティーが付され、前記第２のサブブロックに対して、第２のサブブロック用の内符号パリティー及び１６行の外符号パリティーが付され、前記第１のサブブロック用の１６行の外符号パリティーは、その１行づつが、前記１６個の偶数セクタの各最終行に配置され、前記第２のサブブロック用の１６行の外符号パリティーは、その１行づつが、前記１６個の奇数セクタの各最終行に配置され、ぞれぞれ１３行単位となった偶数側と奇数側とのブロックで互いの対応する行が、バイト単位で昇順に交互に配置され記録用の第１と第２の記録ブロックとして形成されていることを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をディジタルビデオディスクに適用した実施形態について説明する。ディジタルビデオディスクとは、映像信号および音声信号をディジタル処理により圧縮符号化して記録した光ディスクなどのディスク状記録媒体をいう。本実施形態では、このディジタルビデオディスクに記録する基準フォーマットおよび拡張フォーマットの記録データの生成手順と、記録されたデータを再生し再生データを処理するデータ再生装置について述べる。
【００３４】
（基準フォーマットについて）
本発明における基準フォーマットの記録データ生成手順では、入力データ系列について所定の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行って得られた誤り訂正ブロックから所定の記録密度に対応した基準フォーマットの記録データを生成する。具体的には、入力データ系列について所定の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行って得られる誤り訂正ブロックをｍバイト（ｍは１以上の整数）単位に分割して第１のデータブロックを生成し、該第１のデータブロックに同期パターンを付加して基準フォーマットの記録データの単位となる第１の同期ブロックを生成する。
【００３５】
さらに詳しくは、入力データ系列について第１のデータ単位で分割したデータセクタにセクタを識別するためのセクタＩＤを付加して論理セクタを生成し、ｋ個（ｋは２以上の整数）の該論理セクタを含む第２のデータ単位毎に所定の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行って得られる誤り訂正ブロックをｍバイト（ｍは１以上の整数）単位で分割して第１のデータブロックを生成し、該第１のデータブロックに同期パターンを付加して基準フォーマットの記録データの単位となる第１の同期ブロックを生成する。
【００３６】
以下、図１に示すフローチャートを用いて本実施形態による基準フォーマットの記録データ生成手順を説明する。
【００３７】
記録すべき映像信号と音声信号に対して、それぞれ映像エンコーダと音声エンコーダによりデータ圧縮、付加情報の多重などのエンコード処理を行う（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。次に、圧縮された映像データと音声データを多重化して１つの入力データ系列（ビットストリーム）を生成し（ステップＳ１０３）、この入力データ系列を２０４８バイト単位のデータセクタに分割し（ステップＳ１０４）、このデータセクタからさらに１７８×１２バイトの論理セクタを生成する（ステップＳ１０５）。
【００３８】
図２に示すように、論理セクタ１１はステップＳ１０４で得られたデータセクタである２０４８バイトの主データ１２と、セクタを識別するための４バイトのＩＤ部と、このＩＤ部に発生した誤りをチェックするための検査パリティである２バイトのＩＥＣと、将来のための予備情報領域である６バイトのＲＳＶと、２０４８バイトのデータセクタと、論理セクタ１１に発生した誤りをチェックするための４バイトのＥＤＣとで構成される。
【００３９】
ＩＤ部には、少なくとも２４ビットのセクタＩＤを記録する。セクタＩＤは再生データ系列中における論理セクタ１１の位置を特定するために使用され、入力データ系列の時系列に従って昇順に、すなわち論理セクタ１１を時系列に並べた論理セクタ系列に対して昇順に発生させた２４ビットのセクタ番号を記録する。このセクタＩＤに対して（６，４）ＲＳ符号の符号化を行い、生成された検査パリティをＩＥＣ部に記録する。ＲＳＶ部には例えば「０」を記録しておく。さらにＩＤ、ＩＥＣ、ＲＳＶおよびデータセクタに対して３２次の巡回ハミング符号の符号化を行い、それにより生成された３２ビットの検査パリティをＥＤＣ部に記録する。
【００４０】
２０４８バイトの主データ１２の部分には、ＥＤＣの生成後にスクランブル処理を行う。スクランブル処理に使用するパターンにはランダムデータ系列、例えばＭ系列を使用する。このランダム系列は、例えば以下の手順で生成することができる。
【００４１】
まず、１５ビットのシフトレジスタを用意し、その最上位ビットと最上位から５番目のビットの出力の排他的論理和をとり、その結果を最下位ビットの入力に接続する。スクランブルデータは、このシフトレジスタの下位側の８ビットの出力を使用する。スクランブルデータを取り出す毎に、このシフトレジスタを８回上位方向へシフトさせ、次のスクランブルデータを取り出す。以上の手順で生成されたスクランブルデータと主データ１２との排他的論理和をビット毎にとることによって、スクランブル処理を行うことができる。この場合、シフトレジスタの初期値を変えることによって、生成するスクランブルデータ列を切り替えることができる。初期値の切り替えは、例えばセクタＩＤの内容に応じて行う。
【００４２】
次に、図２に示した論理セクタ１１を縦方向にｋ＝１６個積み重ね、その１６個の論理セクタ１１の集合を誤り訂正符号化のデータ単位として誤り訂正符号化を行って検査パリティを付加し、図３に示す誤り訂正ブロック１３を生成する（ステップＳ１０６）。ここで、誤り訂正符号にはリードソロモン符号の２重積符号を使用する。
【００４３】
すなわち、まず積み重ねたｋ＝１６個の論理セクタ１１の縦方向の１９２バイトのデータに対して符号化（外符号化）を行い、１６バイトの外符号パリティ１４を生成する。外符号は、（２０８，１９２）ＲＳ符号である。積み重ねた１６個の論理セクタ１１の全ての列（１７２列）に対して、同様の外符号化を繰り返す。次に、積み重ねた１６個の論理セクタ１１の横方向の１７２バイトのデータに対して符号化（内符号化）を行い、１０バイトの内符号パリティ１５を生成する。内符号は、（１８２，１７２）ＲＳ符号である。積み重ねた１６個の論理セクタ１１の全ての行、つまり外符号パリティ１４を含む２０８行に対して、同様の内符号化を繰り返す。
【００４４】
次に、ステップＳ１０６で生成された誤り訂正ブロック１３に対して、記録データの片寄りをなくすために、行単位のデータ並べ替えを行う（ステップＳ１０７）。このデータ並べ替えは、図４に示すように積み重ねた１６個の論理セクタ１１の境界部分に１６行の外符号パリティ１４を１行分１４ａずつ挿入することによって行う。
【００４５】
次に、ステップＳ１０７で得られた図４に示すデータ並べ替え後の誤り訂正ブロック１６を１３行毎に１６等分し、図５に示すように１８２×１３バイト単位の記録セクタ１７に分割する（ステップＳ１０８）。記録セクタ１７は、図５に示されるように論理セクタ１１と１行分の外符号パリティ１４ａおよび内符号パリティ１５によって構成される。記録セクタ１７の先頭には、セクタＩＤが配置されている。このセクタＩＤは、連続する記録セクタ１７に対して昇順に並ぶことになる。
【００４６】
次に、図６を用いて記録セクタ１７から記録データの最小単位である同期ブロックを生成する手順を説明する。
まず、図６（ａ）に示すように記録セクタ１７から１行分のデータ１７ａを取り出し、そのデータ１７ａをさらに図６（ｂ）に示すようにｍ＝９１バイト単位に分割して、第１のデータブロックである基準フォーマットの記録ブロック１８を生成する（ステップＳ１０９）。この場合、図５に示す記録セクタ１７の最初の１行分のデータ１７ａに対応する図６（ｂ）の左側に示す記録ブロック１８のみに、セクタＩＤが記録される。すなわち、セクタＩＤは記録セクタ１７の先頭に対応する記録ブロック１８に記録されている。
【００４７】
次に、ステップＳ１０９で得られた記録ブロック１８のデータに対して、記録再生系の記録媒体および信号伝送特性に合わせたデータ変換、つまり変調を行う（ステップＳ１１０）。記録媒体の記録密度をできるだけ下げるためには、記録信号の最高周波数が低いことが望ましく、信号伝送の点からは低い周波数成分が望ましい。これら二つの要求を考慮して、ステップＳ１１０での変調方式には、一般に周波数成分が中域に集中する方式を用いる。ここでは、変調方式として８ビットのデータ（１シンボル）を１６ビットに変換する８／１６変調を用いるものとする。記録ブロック１８を構成する９１バイトのデータに８／１６変調処理を施すと、１４５６ビットとなる。
【００４８】
記録されたデータを再生する場合には、記録ブロック１８の境界が判定できなければ元のデータを再構成できない。そこで、次に図６（ｃ）に示すように、変調後の各記録ブロック１９の先頭に３２ビットの同期パターン２０を付加して、１４８８ビット長の同期ブロック２１を生成する（ステップＳ１１１）。この同期ブロック２１が基準フォーマットの記録データの単位であり、これを図示しない記録回路に出力して記録媒体（光ディスク）上にデータを記録する（ステップＳ１１２）。
【００４９】
同期パターン２０は、記録データ系列中から容易に検出可能で、かつ誤って検出されないパターンを選択することが望ましい。同期パターン２０として用いられる同期パターン系列は、ＳＹ０〜ＳＹ７の８種類が用意されている。これらの同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７から、変調後の記録セクタ１７′内における記録ブロック１９の位置に応じて一つの同期パターン２０が選択される。図７に、同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７と記録ブロック１９との対応を示す。
【００５０】
記録媒体に記録されたデータを再生する場合には、連続して再生された再生データ中の同期ブロック２１の同期パターン２０が同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７のうちのどれかを判定することにより、変調後の記録セクタ１７′の先頭に対する同期ブロック２０の相対位置を判定することができる。
【００５１】
次に、図８を用いて、基準フォーマットでデータが記録された光ディスクからデータを再生するデータ再生装置について説明する。
【００５２】
図８において、光ディスク１０１には予め上述した手順によって生成された基準フォーマットの記録データが記録されている。データの再生時には、光ディスク１０１をスピンドルモータ１０２によって所定の速度で回転させながら、光ディスク１０１上に記録されている信号が光ピックアップ１０３によって読み出される。光ピックアップ１０３は、例えば半導体レーザから出射されたレーザビームを光ディスク１０１のデータ記録面上に対物レンズによって微小スポットとして照射し、その反射光を多分割光検出器に導いて検出する構成となっている。
【００５３】
光ピックアップ１０３の多分割光検出器から出力される複数の出力信号は、アナログ演算回路１０４に入力され、ここで光ディスク１０１上に記録されているデータに対応した再生信号と、フォーカスサーボ、トラッキングサーボのためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号と、スピンドルモータ１０２の回転速度制御のための速度制御信号が生成される。フォーカスサーボは、光ピックアップ１０３における対物レンズの焦点を光ディスク１０１上のデータ記録面に一致させるための制御であり、トラッキングサーボは、光ピックアップ１０３によって光ディスク１０１上に照射される光ビームを光ディスク１０１上のトラックに追従させるための制御である。フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号は、サーボ回路１０７に供給される。
【００５４】
一方、アナログ演算回路１０４で生成された再生信号は、二値化回路１０５により二値信号に変換された後、同期検出回路１０６および復調回路１０８に入力される。同期検出回路１０６では、再生信号中の前述した同期ブロック２１の先頭に付加された同期パターン２０の検出、具体的には同期パターンの位置およびパターンの検出を行う。
【００５５】
再生信号には光ディスク１０１の媒体欠陥やノイズの影響によって発生したビット誤りが含まれているため、同期検出回路１０６において同期パターン２０が検出されるべき位置で検出できなかったり、本来の同期パターンと異なる位置で誤って同期パターンが検出される場合がある。同期検出回路１０６は、これらの影響を考慮した上で、同期パターン２０の位置を正しく検出する機能を持っている。また、同期検出回路１０６は同期パターン２０の検出位置信号に加えて、同期パターン２０が同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７のうちのどれであるかを示す同期パターン検出信号を合わせて用いて、復調シンボル、記録ブロック１９、変調後の記録セクタ１７′の各々の境界を判定する。
【００５６】
同期検出回路１０６の出力は、サーボ回路１０７と復調回路１０８に入力される。サーボ回路１０７では、アナログ演算回路１０４からの各エラー信号および同期検出回路１０６からの同期パターン検出信号に基づいて対物レンズ等を制御するサーボ制御信号を生成し、先のフォーカスサーボおよびトラッキングサーボ制御と回転速度制御を行う。
【００５７】
復調回路１０８では、二値化回路１０５からの二値信号を復調シンボルの境界を基準として１６ビットのデータに分割した後、先に説明した変調と逆の手順で１６／８復調を行って８ビットのデータに変換し、再生データを出力する。
【００５８】
復調回路１０８からの再生データは、データ処理部１０９におけるメモリコントロール部１１０に入力される。データ処理部１０９は、メモリコントロール部１１０とこれにより制御されるメモリ１１１および誤り訂正処理部１１２によって構成される。メモリコントロール部１１０では、まず復調回路１０８からの再生データに対して記録セクタ１７の先頭を基準としてＩＤの抽出を行い、次に抽出したＩＤに対してＩＥＣにより誤りのチェックを行う。さらに、メモリコントロール部１１０は前述のように連続する記録セクタ１７のセクタＩＤが昇順に並んでいる規則性を利用して、信頼性の保護を行うべく、セクタの先頭とセクタＩＤを基準として順次メモリ１１１に対し再生データの書き込みを行う。
【００５９】
メモリコントロール部１１０は、一つの誤り訂正ブロック１６を構成している１６個の記録セクタ１７の再生データがメモリ１１１に書き込まれると、メモリ１１１から内符号データを読み出して誤り訂正処理部１１２に転送する。誤り訂正処理部１１２は、これを受けて内符号の誤り訂正を行い、内符号の誤り訂正能力を越えた誤りが存在している場合には、誤り訂正不能と判断してエラーフラグを生成する。そして、誤り訂正された後のデータとエラーフラグをメモリ１１１に書き込む。
【００６０】
誤り訂正処理部１１２において誤り訂正ブロック１６内の全ての内符号の誤り訂正が終了すると、メモリコントロール部１１０は次にメモリ１１１から外符号データを読み出して、同様に誤り訂正処理部１１２に転送する。誤り訂正処理部１１２は外符号の誤り訂正を行う。また、メモリコントロール部１１０は外符号データの読み出しと平行して、内符号の誤り訂正時に生成したエラーフラグを読み出す。誤り訂正処理部１１２では、このエラーフラグを利用して消失訂正を行う。そして、内符号の誤り訂正の場合と同様に、誤り訂正後のデータとエラーフラグをメモリ１１１に書き込む。
【００６１】
さらに、メモリコントロール部１１０では、メモリ１１１内の誤り訂正されたデータを読み出し、記録データを生成するときにスクランブルされたデータを元に戻すデスクランブル処理を行う。デスクランブル処理は、スクランブルの場合と同じランダムデータ系列と誤り訂正後のデータとの排他的論理和をとることにより行う。
【００６２】
メモリ１１１から読み出されデスクランブル処理されたデータは、映像デコーダ１１３および音声デコーダ１１４に入力される。映像デコーダ１１３および音声デコーダ１１４では、多重化されたデータから映像データ部分および音声データ部分をそれぞれ抽出し、元の映像信号と音声信号を出力する。
【００６３】
（拡張フォーマットについて）
次に、基準フォーマットに対して記録密度および再生速度を約２倍とした高密度・高速再生に対応させた拡張フォーマットの記録データ生成手順について、基準フォーマットの記録データ生成手順と比較しながら説明する。
【００６４】
本発明における拡張フォーマットの記録データ生成手順では、入力データ系列を所定のデータ単位で複数チャネルに分割し、各チャネル毎に前記基準フォーマットと同一の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行って誤り訂正ブロックを生成し、各チャネルの誤り訂正ブロックを合成し、合成した誤り訂正ブロックから基準フォーマットより高い記録密度に対応した拡張フォーマットの記録データを生成する。より具体的には、入力データ系列を所定のデータ単位でｎチャネル（ｎは２以上の整数）に分割し、各チャネル毎に基準フォーマットと同一の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行って誤り訂正ブロックを生成し、各チャネルの誤り訂正ブロックを合成し、合成した誤り訂正ブロックをｎ×ｍバイト単位で分割して第２のデータブロックを生成し、該第２のデータブロックに同期パターンを付加して拡張フォーマットの記録データの単位となる第２の同期ブロックを生成する。
【００６５】
さらに詳しくは、入力データ系列を第１のデータ単位で分割したデータセクタにセクタを識別するためのセクタＩＤを付加して論理セクタを生成し、該論理セクタをセクタ単位でｎチャネル（ｎは２以上の整数）に分割し、各チャネル毎にｋ個（ｋは２以上の整数）の該論理セクタを含む第２のデータ単位毎に基準フォーマットと同一の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行って誤り訂正ブロックを生成し、各チャネルの誤り訂正ブロックを合成し、合成した誤り訂正ブロックをｎ×ｍバイト単位で分割して第２のデータブロックを生成し、該第２のデータブロックに同期パターンを付加して拡張フォーマットの記録データの単位となる第２の同期ブロックを生成する。
【００６６】
図９は、本実施形態における拡張フォーマットの記録データ生成手順を示すフローチャートである。なお、図９において二重枠で囲んだ処理が拡張フォーマットの記録データ生成に特有の処理である。
【００６７】
まず、基準フォーマットの記録データ生成手順と同様に、記録すべき映像信号と音声信号に対して、データ圧縮、付加情報の多重などのエンコード処理を行う（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。拡張フォーマットでは高密度・高速再生が可能であるため、エンコード処理後のデータレートとして基準フォーマットの場合よりも高いものが許容できることから、入力する映像信号には高精細映像信号等が適している。また、複数チャネルの映像信号を入力して多重化することも可能である。
【００６８】
次に、エンコード後の映像データおよび音声データを多重化して、一つの入力データ系列（ビットストリーム）を生成する（ステップＳ２０３）。この入力データ系列のデータレートは、基準フォーマットと拡張フォーマットの再生速度の比に応じて、基準フォーマットの場合の約２倍のレートとなる。次に、この入力データ系列を基準フォーマットの場合と同じ手順で２０４８バイト単位のデータセクタに分割する（ステップＳ２０４）。
【００６９】
データレートが基準フォーマットに対して約２倍の拡張フォーマットのデータを処理する場合には、データ再生装置のデータ処理回路にも約２倍の処理速度が要求される。そこで、本実施形態ではデータ処理回路でｎ＝２チャネルの並列処理を行うことを想定し、２チャネルの並列処理を容易に行うことができるようにするため、入力データ系列を後述するように論理セクタ単位で偶数セクタからなるチャネルＡと、奇数セクタからなるチャネルＢの２チャネルに分割するものとする。
【００７０】
次に、各チャネルＡ，Ｂにおいて後述するようにセクタＩＤのビット入れ替えを行い（ステップＳ２０５）、この後データセクタから基準フォーマットにおける論理セクタの生成手順と同様の手順で、図２に示したような１７８×１２バイトの論理セクタ１１を生成する（ステップＳ２０６）。ただし、後述するように拡張フォーマットではセクタＩＤのビット割り当てを一部拡張している。
【００７１】
図１０に、ステップＳ２０５の拡張フォーマットにおけるセクタＩＤのビット入れ替えを含むセクタＩＤの生成方法を示す。
まず、基準フォーマットの場合と同様に、入力データ系列の時系列に従って昇順に、すなわち論理セクタ１１を時系列に並べた論理セクタ系列に対して昇順に発生させた２４ビットのセクタ番号を図１０（ａ）に示すように、上位２３ビットの拡張セクタ番号とＬＳＢ（最下位ビット）である１ビットのチャネル識別ビットとに分割する。このようにして得られるセクタ番号をチャネルＡ，Ｂに分割すると、一方のチャネルＡには偶数のセクタ番号のセクタＩＤが割り当てられたデータセクタが並び、他方のチャネルＢには奇数のセクタ番号セクタＩＤが割り当てられたデータセクタが並ぶ。
【００７２】
次に、図１０（ｂ）に示すように各セクタ番号の最下位ビット（ＬＳＢ）をセクタＩＤの最上位ビット（ＭＳＢ）にチャネル識別ビットとして配置し、さらにセクタ番号からＬＳＢを取り除いた２３ビットを拡張セクタ番号として、セクタＩＤの下位側に配置する。その結果、チャネル分割後のセクタＩＤはチャネルＡ，Ｂ毎に昇順に並ぶように生成される。
【００７３】
図１１を用いて、拡張フォーマットにおけるセクタＩＤの生成手順をさらに詳しく説明する。なお、セクタ番号３１は実際には２４ビットであるが、図１１では説明を簡単にするため、セクタ番号３１を５ビットとしている。まず、図１１（ａ）に示すように、入力データ系列の時系列に従って「１」〜「３２」の昇順に並べたセクタ番号３１を生成する。次に、図１１（ａ）のセクタ番号系列を図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、偶数番目「０」「２」「４」…の系列のチャネルＡと、奇数番目「１」「３」「５」…の系列のチャネルＢに分割する。そして、チャネルＡ，Ｂのセクタ番号系列のＬＳＢをセクタＩＤのＭＳＢに配置すると、セクタＩＤ３２は図１１（ｄ），（ｅ）に示すようにチャネルＡでは「０」「１」「２」…「３０」、チャネルＢでは「１６」「１７」「１８」…「３１」のように、いずれも昇順に並ぶことになる。
【００７４】
このようにすると、チャネル識別ビットが“０”であればチャネルＡ、“１”であればチャネルＢであることが分かると共に、各チャネルＡ，ＢともにセクタＩＤ３２が先に説明した基準フォーマットの場合と同様に、昇順に並んでいることにより、セクタＩＤ３２の生成を基準フォーマットの場合と同様の手順で行うことができる。
【００７５】
なお、ＩＥＣ、ＲＳＶ、ＥＤＣの付加とスクランブル処理は基準フォーマットの場合と同じとする。
【００７６】
このように、拡張フォーマットにおける論理セクタの生成手順は、基準フォーマットにおける論理セクタの生成手順に対して、セクタＩＤのビット入れ替え手順を追加するだけで実現可能なため、簡単な切り替え手段の導入によって、両フォーマットに対応できる共通の論理セクタ生成手順を容易に作成することが可能となる。
【００７７】
図９に説明を戻すと、ステップＳ２０５でセクタＩＤの入れ替えを行い、ステップＳ２０６で論理セクタを生成した後、次に論理セクタをセクタ単位でＡ，Ｂの２チャネルに分割する（ステップＳ２０７）。そして、各チャネルＡ，Ｂの論理セクタに対して誤り訂正符号化を行い、誤り訂正ブロックを生成する（ステップＳ２０８）。この拡張フォーマットにおける誤り訂正ブロックの生成方法について説明する。
【００７８】
まず、分割されたチャネルＡ，Ｂ毎に、基準フォーマットにおける誤り訂正ブロック１３を生成する場合と同様、図３に示したようにそれぞれ論理セクタ１１を縦方向に１６個積み重ね、その１６個の論理セクタ１１の集合を誤り訂正符号化のデータ単位として誤り訂正符号化を行って検査パリティ（外符号パリティ、内符号パリティ）を付加し、２つのサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂを生成する。そして、図１２に示すようにチャネルＡ，Ｂ各１つのサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂを横方向に並べ、拡張フォーマットの誤り訂正ブロック２３を生成する。
【００７９】
図１２に示されるように、拡張フォーマットの誤り訂正ブロック２３は、基準フォーマットの誤り訂正ブロック１３に対して２倍の数の連続する３２個の論理セクタ１１により構成される。そして、各サブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂ毎に、誤り訂正のための検査パリティである外符号パリティ１４Ａ，１４Ｂおよび内符号パリティ１５Ａ，１５Ｂの生成を行う。このとき誤り訂正符号、つまり検査パリティの生成に使用する内符号および外符号としては、基準フォーマットで用いた誤り符号と同じもの（ここではリードソロモン符号の２重積符号）を使用する。
【００８０】
このように図３に示した基準フォーマットの誤り訂正ブロック１３と、図１２に示した拡張フォーマットの誤り訂正ブロック２３を構成するサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂは全く同一構造であるため、基準フォーマットの誤り訂正ブロック１３の生成手順をチャネル数（ｎ）だけ並列に用意することにより、拡張フォーマットの誤り訂正ブロック２３の生成手順を容易に作成することが可能となる。
【００８１】
次に、このようにして生成された拡張フォーマットの誤り訂正ブロック２３に対して、記録データの片寄りをなくすための行単位のデータ並べ替えを行う（ステップＳ２０９）。図１２に示したように、拡張フォーマットの誤り訂正ブロック２３は図３に示した基準フォーマットの誤り訂正ブロック１３に対して、１行の長さが２倍となっているが、行数は同じであるため、基準フォーマットの場合と同じ形態で行単位のデータ並べ替えが可能である。
【００８２】
次に、こうして行単位のデータ並べ替えを行った誤り訂正ブロックを１３行単位で１６等分する。すなわち、この誤り訂正ブロック１３を図１３に示すような１８２×１３×２バイトからなる拡張フォーマットの記録セクタ２７に分割する（ステップＳ２１０）。この拡張フォーマットの記録セクタ２７は、図５に示した基準フォーマットの記録セクタ１７と同一構造のサブ記録セクタ２７Ａ，２７Ｂが横方向に並列チャネル数ｎである２個分並んだ構造となる。すなわち、サブ記録セクタ２７Ａ，２７ＢはそれぞれチャネルＡ，Ｂに対応している。
【００８３】
次に、図１４を用いて拡張フォーマットの記録セクタ２７から記録データの最小単位である同期ブロックを生成する手順を説明する。
【００８４】
まず、図１４（ａ）に示すように、拡張フォーマットの記録セクタ２７から１行分のデータ２７ａを取り出す。すなわち、チャネルＡ，Ｂに対応したサブ記録セクタ２７Ａ，２７Ｂの１行分のデータをデータ２７ａとして合成（チャネル合成）して取り出す。次に、図１４（ｂ）に示すように、チャネル合成で得られたデータ２７ａを１行内の各チャネルの１８２バイトのデータ間で１バイト単位にデータの並べ替えを行って、ｎ×ｍ＝１８２バイト単位で分割し、第２のデータブロックである拡張フォーマットの記録ブロック２８を生成する。
【００８５】
以上の処理を図９のステップＳ２１１〜Ｓ２１２に示す。拡張フォーマットの記録セクタ２７の１行のデータ２７ａは、２個の内符号で構成されている。ステップＳ２１１では図１４（ｂ）に示すように、これら２個の内符号Ａ０，Ａ１，…，Ａ１８０，Ａ１８１およびＢ０，Ｂ１，…，Ｂ１８０，Ｂ１８１から１バイトずつ取り出し、各内符号のデータがＡ０，Ｂ０，Ａ１，Ｂ１，…，Ａ９０，Ｂ９０およびＡ９１，Ｂ９１，Ａ９２，Ｂ９２，…，Ａ１８１，Ｂ１８１のように交互に並ぶようにデータの並べ替えを行う。次に、ステップＳ２１２では図１４（ｂ）に示されるように、並べ替えられたデータを前半と後半の１８２バイトずつに、２個の拡張フォーマットの記録ブロック２８を生成する。その結果、拡張フォーマットの記録ブロック２８は、各サブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂに属するデータが１バイト毎に並んだ系列となり、基準フォーマットの記録ブロック１８の２倍の長さとなる。
【００８６】
このようにチャネル合成後の誤り訂正ブロック２７の１行分のデータ２７ａの各チャネルＡ，Ｂのｎ×ｍバイトのデータ間でデータの並べ替えを行うと、セクタＩＤ（Ａ０〜Ａ３，Ｂ０〜Ｂ３）は、図６（ｂ）に示した基準フォーマットの左側の記録ブロック１８と同様に、図１３の記録セクタ２７の最初の１行分のデータ２７ａに対応する図１４（ｂ）の左側の記録ブロック２８に集まる。すなわち、セクタＩＤは基本フォーマットの場合と同様にサブ記録セクタ２７Ａ，２７Ｂの先頭に対応する同期ブロック３０に記録されている。
【００８７】
ここで、ステップＳ２０９での行単位のデータ並べ替えは同一のアルゴリズムで処理可能であるため、拡張フォーマットの場合に１行内のデータ並べ替えを行う手順を追加するだけで、両フォーマットに対応できる共通の記録ブロックの生成手順を容易に作成することが可能となる。
【００８８】
次に、ステップＳ２１２で得られた拡張フォーマットの記録ブロック２８のデータに対して、記録再生系の媒体および信号伝送特性に合わせたデータ変換、つまり変調を行う（ステップＳ２１３）。拡張フォーマットの記録ブロック２８に対する変調方式は、基準フォーマットの記録ブロックに対する変調方式と同じ方式を用いる。例えば、先に示した８／１６変調処理を用いるものとすると、記録ブロック２８を構成する１８２バイトのデータは、２９１２ビットとなる。
【００８９】
そして、図１４（ｃ）に示すように、変調された各拡張フォーマットの記録ブロック２８の先頭に３２ビットの同期パターン３０を付加して、２９４４ビット長の同期ブロック３１を生成する（ステップＳ２１４）。この同期ブロック３１が拡張フォーマットの記録データの単位であり、これを図示しない記録回路に出力して記録媒体（光ディスク）上にデータを記録する（ステップＳ２１５）。
【００９０】
前述したように、基準フォーマットの同期ブロック２１では、同期パターン２０として変調後の記録セクタ１７′内の記録ブロック１９の位置に応じて８種類の同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７から選択したパターンを割り当てている。上述したように拡張フォーマットの変調後の記録セクタ２７′に対応する同期ブロック３１の数は、基準フォーマットの変調後の記録セクタ１７′に対応する同期ブロック２１の数と同じ（この例では２６個）であるため、両フォーマットに対して同一の同期パターンの割り当て方法を使用することができる。
【００９１】
図１５に、この場合の同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７と拡張フォーマットの記録ブロック２９との対応を示す。図１５に示されるように、基本フォーマットの場合と比較して同期パターン３０を付加する記録ブロック２９の大きさが２倍となっているだけで、同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７からの同期パターンの割り当て方法は同じであるため、基本フォーマットと拡張フォーマットとで同期パターンの検出や記録セクタの境界判定アルゴリズム等に同じ方式を使用することが可能となる。
【００９２】
また、変調後の記録セクタ１７′，２７′の先頭に対応する同期ブロック２０，３０に必ずセクタＩＤが記録されている点も、基準フォーマットおよび拡張フォーマットに共通であるため、両フォーマットに対応するセクタ番号の抽出処理を容易に共通化することが可能となる。
【００９３】
このように本実施形態によると、拡張フォーマットでは基準フォーマットの誤り訂正ブロック１３と同一構造のサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂをチャネル数ｎ（＝２）分並べたものを誤り訂正ブロック２３としている。すなわち、主データに対する検査パリティ数の比率は、基準フォーマットと拡張フォーマットとで共通であるため、同一の主データに対する検査パリティ数を増やした従来の拡張フォーマットの記録データに比較して、データ記録効率が基準フォーマットのそれより低下することはない。このように、本実施形態の拡張フォーマットによれば、データ記録効率を低下させることなく、バーストエラーに対する誤り訂正能力を高めることができる。
【００９４】
また、本実施形態による拡張フォーマットの記録データ生成手順では、基準フォーマットの記録データ生成手順に対して、（１）入力データ系列を論理セクタ単位でｎチャネルに分割する、（２）セクタＩＤのビット入れ替えを行う、（３）一つのチャネルの記録ブロックにセクタＩＤが集まるように記録セクタの１行内のデータ並べ替えを行う、（４）同期ブロック長（記録ブロック長）を切り替える、という手順の追加を行うのみで、誤り訂正符号の検査パリティの生成を中心とする大部分の処理を共通化することが可能になる。従って、両フォーマットに対応した共通のフォーマットの記録データ生成手順を容易に作成することが可能となる。
【００９５】
次に、この拡張フォーマットによると、前述した基本フォーマットおよび従来の拡張フォーマットに比較して特にバーストエラーに対する誤り訂正能力が改善される理由を詳細に説明する。
【００９６】
拡張フォーマットで記録された記録媒体は、基準フォーマットで記録された記録媒体に比較して記録密度が高くなっているために、データの誤りの発生頻度が高くなると考えられる。発生する誤りは、再生信号の雑音の影響などで発生するランダムエラーと、記録媒体の欠陥などで連続して発生するバーストエラーに分類できる。ランダムエラーの発生頻度が高くなる要因としては、再生信号の信号の出力が低下し、信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ）が劣化することが挙げられる。バーストエラーの発生頻度が高くなる要因としては、記録媒体上に同じ大きさの欠陥が存在しても、高密度化のために同時にエラーとなるビットが増えることが考えられる。
【００９７】
データの信頼性を維持するためには、拡張フォーマットの誤り訂正能力を基準フォーマットのそれよりも高くする必要がある。ランダムエラーに対しては、光ピックアップなどの再生デバイスの改善などでも補うことが可能であるため、拡張フォーマットの場合には、特にバーストエラーに対する訂正能力の改善が重要となる。
【００９８】
ここで、両フォーマットのバーストエラーに対する誤り訂正能力を比較する。まず、基準フォーマットの場合、バーストエラーが内符号の誤り訂正能力を越える場合にエラーフラグを生成し、外符号でエラーフラグを消失情報として利用すると、外符号では最大１６バイトの消失誤りまで訂正できる。従って、内符号と外符号を組み合わせることにより、最大で同期ブロック２１の３２個分までのバーストエラーを訂正することができる。基準フォーマットの同期ブロック２１は１４８８ビットであるため、最大４７６１６ビットまでのバーストエラーを訂正することができる。内符号単独でも最大５バイトまでのエラーを訂正することができるため、８０ビット以下のバーストエラーまでは内符号のみで訂正可能となる。
【００９９】
一方、拡張フォーマットの場合、同様に外符号で最大１６バイトの消失誤りまで訂正できる。また、２つのサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂ間で１行内のデータ並べ替えを行っているために、バーストエラーが２つのサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂに分散されるので、内符号と外符号を組み合わせることにより、最大で同期ブロック３１の３２個分までのバーストエラーを訂正することができる。拡張フォーマットの同期ブロック３１は２９４４ビットであるため、最大９４２０８ビットまでのバーストエラーを訂正することができることになる。内符号単独でも最大５バイトまでのエラーを訂正することができるため、１行内のデータ並べ替えを行っている結果、１６０ビット以下のバーストエラーまでは内符号のみで訂正可能となる。
【０１００】
このように本実施形態の拡張フォーマットによると、訂正可能なバーストエラーの長さの最大値が約２倍になり、バーストエラーに対する誤り訂正能力が向上する。また、この拡張フォーマットでは基準フォーマットと比較して８０ビット〜１６０ビットの大きさのバーストエラーを新たに内符号のみで訂正することが可能となる。すなわち、従来の検査パリティ数を増やして誤り訂正能力を高める方法では、比較的短いバーストエラーに対しては訂正能力が低いという問題があったが、本実施形態の拡張フォーマットでは上述のように比較的短いバーストエラーも訂正することができる。
【０１０１】
次に、図１６を用いて基準フォーマットでデータが記録された光ディスクと、拡張フォーマットでデータが記録された光ディスクの両方からデータを再生すること可能なデータ再生装置について、図８と相対応する要素に同一符号を付して説明する。
【０１０２】
図１６において、光ディスク１０１には予め上述した手順によって生成された基準フォーマットまたは拡張フォーマットの記録データが記録されている。スピンドルモータ１０２、光ピックアップ１０３、アナログ演算回路１０４、二値化回路１０５、同期検出回路１０６、サーボ回路１０７および復調回路１０８は、図８に示した基本フォーマット専用のデータ再生装置と基本的に同じ構成となっているが、高速化された拡張フォーマットに伴うデータレートの上昇に対応するために、回路系の高帯域化および広帯域化が図られている。
【０１０３】
フォーマット識別部１２０は、再生している光ディスク１０１が基準フォーマットで記録されたものか、拡張フォーマットで記録されたものか、すなわち再生データが基準フォーマットか拡張フォーマットかを識別する。その識別方法としては、一定速度で光ディスク１０１を回転させた場合の再生データのデータレート、同期パターン等の特定パターンの検出間隔から自動的に識別する方法や、外部からの指示による方法などが考えられる。
【０１０４】
フォーマット識別部１２０の識別結果は、同期検出回路１０６、サーボ回路１０７、チャネル分割部１２１およびチャネル合成部１２２において、基準フォーマットの再生データと拡張フォーマットの再生データに適合した信号処理の切り替えに使用される。
【０１０５】
同期検出回路１０６では、二値化された信号から同期ブロックの先頭に付加された同期パターンの検出を行うとともに、その検出結果より復調シンボル、記録ブロック、記録セクタの境界を判定する。ここで、基準フォーマットと拡張フォーマットとでは、同期ブロックの長さが前者は１４８８ビット、後者は２９４４ビットと異なっている。従って、正しく同期パターン２０または３０の検出処理を行うためには、再生している光ディスク１０１の記録フォーマットに応じて、検出する同期ブロック長を切り替える必要がある。この切り替えは、同期パターン２０または３０の検出間隔を計測するカウンタの値を切り替えることで、容易に実現することができる。一方、変調後の記録セクタ１７′および２７′内の同期パターン系列ＳＹ０〜ＳＹ７の構造は両フォーマットで同じであるため、記録セクタ１７または２７の境界の判定は両フォーマットにおいて全く同じアルゴリズムで行うことが可能である。
【０１０６】
復調回路１０８からの再生データは、チャネル分割部１２１に入力される。チャネル分割部１２１は、フォーマット識別部１２０の識別結果および同期検出回路１０６からの同期パターン検出信号より制御され、光ディスク１０１に記録されたデータが拡張フォーマットの場合に、再生データをＡ，Ｂの２チャネルに分割する。このチャネル分割は、記録データのフォーマット処理における１行内でのデータ並べ替えと逆の手順で行い、同期ブロックの境界を基準として１バイト単位でデータをＡ，Ｂの２チャネルに振り分けることにより行う。この１バイト単位での分割は、専用のメモリを必要とせず、８ビット単位のシリアル／パラレル変換器のような小規模の回路で実現できる。
【０１０７】
光ディスク１０１に記録されたデータが基準フォーマットの場合には、再生データはチャネル分割部１２１によりＡ，Ｂの２チャネルに分割されず、全てのデータが一方のチャネルに出力される。この場合、他方のチャネルへの出力を禁止するか、または一方のチャネルと同じデータを出力しても構わない。
【０１０８】
このチャネル分割後の拡張フォーマットの再生データ系列は、基準フォーマットの再生データ系列と全く同じ形態となる。しかも、拡張フォーマットの誤り訂正ブロックに含まれている２つのサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂが２つのチャネルＡ，Ｂに分けられており、これらのサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３Ｂは基準フォーマットの誤り訂正ブロック１３と同一構造であるため、以後のメモリコントロール、誤り訂正処理等の信号処理は、再生データのフォーマットを全く区別せずに行うことができる。
【０１０９】
チャネル分割後の再生データは、それぞれ図８に示した基準フォーマットの再生装置におけるデータ処理部１０９と同様に構成されたチャネルＡ，Ｂのデータ処理部１０９Ａ，１０９Ｂにおけるメモリコントロール部１１０Ａ，１１０Ｂに入力される。基準フォーマットの再生データを処理する場合には、再生データがチャネル分割部１２１により一方のチャネルにのみ出力されるため、データ処理部１０９Ａ，１０９Ｂは再生データが入力されるチャネルのみ処理を行い、他方のチャネルの処理は行わないか、または処理結果を使用しないだけでよい。
【０１１０】
以下、両フォーマットの相違点に着目して、両フォーマットの再生データを区別せずに処理できる理由を示す。基準フォーマットの誤り訂正ブロック１３におけるセクタＩＤの記録位置と、拡張フォーマットのサブ誤り訂正ブロック２３Ａ，２３ＢにおけるセクタＩＤの記録位置は、チャネル分割の結果等しくなっているため、セクタＩＤの抽出は両フォーマットで同じにすることができる。
【０１１１】
一方、セクタＩＤの生成方法は両フォーマットで異なっている。しかし、各チャネルに入力される記録セクタ１７，２７に付加されたセクタＩＤの変化に着目すると、いずれもセクタＩＤは入力される記録セクタに対して昇順に並んでいる（図１１参照）。従って、このセクタＩＤの規則性を利用した基準フォーマットのＩＤチェック方式は、拡張フォーマットのデータを処理する場合にも使用することができる。また、並列処理されるチャネルＡ，Ｂに対して平行して入力される記録セクタのＩＤに着目すると、セクタＩＤのＭＳＢが異なるだけなので、セクタＩＤに関係する設定データに関しても、並列処理チャネル分のデータを容易に、かつ同時に発生させることが可能となる。
【０１１２】
こうして抽出されたセタクＩＤとセクタの先頭を基準として、再生データがメモリ１１１Ａまたは１１１Ｂに書き込まれる。メモリ１１１Ａまたは１１１Ｂに書き込まれたデータに対して、誤り訂正およびデスクランブル処理が行われる。これらの処理も、基準フォーマットの誤り訂正ブロックと拡張フォーマットのサブ誤り訂正ブロックにおける誤り訂正符号の構造が等しいため、両フォーマットに対して全く同じ手順を用いることが可能である。
【０１１３】
拡張フォーマットの再生データを処理する場合には、デスクランブル処理が終わると、次にチャネルＡ，Ｂのメモリ部１１１Ａ，１１１Ｂから論理セクタ単位で再生データが読み出され、チャネル合成部１２２において１つのデータ系列へデータの合成が行われる。チャネル合成部１２２でのデータの合成は論理セクタ単位で、かつ出力される論理セクタのセクタＩＤのセクタ番号が昇順に連続するように行われる。
【０１１４】
メモリ部１１１Ａ，１１１Ｂからのデータの読み出し速度と、チャネル合成後の出力速度を等しくすることが可能である場合、チャネル合成部１２２に多重化のための専用のメモリを必要しない。すなわち、出力するセクタのセクタ番号に応じて各チャネルから交互にセクタ単位でデータを読み出すことにより、目的とするデータ系列を形成することができる。
【０１１５】
一方、メモリ部１１１Ａ，１１１Ｂのデータ読み出し速度が遅く、チャネル合成後の出力速度を満たさない場合には、次のようにメモリを利用してセクタ単位でデータの多重を行う。まず、各チャネルのメモリ部１１１Ａ，１１１Ｂから論理セクタ単位でデータを平行して読み出す。そのとき、平行して読み出す２つの論理セクタのセクタＩＤのＭＳＢのみが異なり、他のビットが一致するようにメモリコントロール部１１０Ａ，１１０Ｂを制御する。そして、メモリ部１１１Ａ，１１１Ｂから読み出したデータを一度多重用メモリに並列に書き込み、セクタのセクタ番号が昇順に連続するように、所定の出力速度で多重用メモリからデータを読み出す。基準フォーマットの場合には、再生データを入力した一方のチャネルのメモリ部から読み出したデータをそのまま出力する。
【０１１６】
こうして１つの系列となったデータは、映像デコーダ１１３および音声デコーダ１１４に入力される。映像デコーダ１１３および音声デコーダ１１４では、多重化されたデータから映像データ部分および音声データ部分をそれぞれ抽出し、元の映像信号と音声信号を出力する。
【０１１７】
また、サーボ回路１０ではアナログ演算回路１０４からのエラー信号および同期検出回路１０６からの同期パターン検出信号に基づいて対物レンズおよびスピンドル１０２等を制御するサーボ制御信号を生成し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボ制御とスピンドルモータ１０２の回転速度制御を行う。光ディスク１０１の回転速度の目標値が両フォーマットによって異なる場合、サーボ回路１０７はフォーマット識別部１２０の識別結果によって制御のパラメータを切り替え、それぞれのフォーマットに適した回転速度制御を行う。
【０１１８】
図１７は、図１６に示したデータ再生装置に対応させた拡張フォーマットの記録データ生成手順を示すフローチャートであり、チャネル毎に分割して、誤り訂正符号化／誤り訂正符号の生成ステップＳ２０８Ａ，Ｓ２０８Ｂ、１行単位のデータ並べ替えステップＳ２０９Ａ，Ｓ２０９Ｂ、および１８２バイト×１３バイトの記録セクタ分割ステップＳ２１０Ａ，Ｓ２１０Ｂの処理が実行される点が図９に示した手順と異なっている。
【０１１９】
このように本実施形態のデータ再生装置では、基準フォーマット用の信号処理回路に加えて、（１）フォーマット識別部１２０の識別結果を同期検出回路１０６、チャネル分割部１２１、チャネル合成部１２２およびサーボ回路１０７に供給し、（２）同期検出回路１０６で検出する同期パターンの間隔（同期ブロック長）を切り替える、（３）チャネル分割部１２１で再生データを分割する際のチャネル数ｎを切り替える、（４）チャネル合成部１２２でセクタを合成する際のチャネル数ｎを切り替える、（５）サーボ回路１０７による光ディスク１０１の回転速度などの制御パラメータを切り替える、（６）並列処理を行うチャネル数ｎだけ誤り訂正処理等を行うデータ処理部１０９Ａ，１０９Ｂを増設する、といった構成を追加するのみで、基準フォーマットの再生データに加えて拡張フォーマットの再生データにも対応することが可能となる。
【０１２０】
このデータ再生装置は、従来と比較して信号処理回路の主要な部分を構成する誤り訂正処理部１１２Ａ，１１２Ｂを含むデータ処理回路１０９Ａ，１０９Ｂが高速動作する必要がなく、基準および拡張フォーマットそれぞれに専用の特別な信号処理回路が不要となる。また、基準フォーマット用と同じデータ処理回路を並列に配置して実現しているため、さらなる高密度化、高速化への拡張を容易に行うことができる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば入力データ系列を複数チャネルに分割して、各チャネル毎に基準フォーマットの記録データ生成時と同一の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化を行い、各チャネルの誤り訂正ブロックを合成して拡張フォーマットの記録データを生成することにより、基準フォーマットに比較して検査パリティ数を増やすことなく、すなわちデータの記録効率を低下させることなく、バーストエラーに対する誤り訂正能力を向上させることができる。
【０１２２】
また、基準フォーマットおよび拡張フォーマットの記録データ生成時に同一の誤り訂正符号を用いているため、誤り訂正符号化のアルゴリズムを共通にすることができ、基準フォーマットの誤り訂正ブロックの生成手順をチャネル数（ｎ）だけ並列に用意することにより、拡張フォーマットの誤り訂正ブロックの生成手順を容易に作成することが可能となる。
【０１２３】
また、合成した誤り訂正ブロックをｎ×ｍバイト単位で分割する際に、各チャネルのデータ間でセクタＩＤが一つの同期ブロックに集まるようにデータの並べ替えを行うことにより、基準フォーマットおよび拡張フォーマット共に、セクタＩＤが記録セクタの先頭の同期ブロックに記録されるため、データ再生時におけるセクタＩＤの抽出処理が容易となる。
【０１２４】
また、拡張フォーマットの記録データ生成時に、第２のデータブロックを生成する際、セクタＩＤが各チャネル毎に第２のデータブロックの生成順序に対して昇順で並ぶように論理セクタにセクタＩＤを付加することにより、セクタＩＤの生成を基準フォーマットの場合と同様の手順で行うことができる。
【０１２５】
さらに、第１のデータブロックに付加する同期パターンと第２のデータブロックに付加する同期パターンを共通の同期パターン系列から選択して割り当てることとすれば、データ再生時に基本フォーマットと拡張フォーマットとで同期パターンの検出や記録セクタの境界位置判定アルゴリズムとして同一の方式を用いることができる。
【０１２６】
本発明によるデータ再生装置では、記録媒体から読み取られた再生データのフォーマットを識別し、その識別結果に基づいて再生データのチャネル分割および誤り訂正処理を含むデータ処理後のデータのチャネル合成を行うことにより、基準フォーマットおよび拡張フォーマットの両フォーマットの再生データを容易に処理でき、しかも基準フォーマットに対応したデータ処理回路を複数チャネル分用意することで基準フォーマットおよび拡張フォーマットの両フォーマットの再生データを処理することができ、拡張フォーマット専用の高速で複雑なデータ処理回路を必要としないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における基準フォーマットの記録データ生成手順を示すフローチャート
【図２】論理セクタの構成を示す図
【図３】基準フォーマットの誤り訂正ブロックの構成を示す図
【図４】行単位のデータ並べ替え後の基準フォーマットの誤り訂正ブロックの構成を示す図
【図５】基準フォーマットの記録セクタの構成を示す図
【図６】基準フォーマットの同期ブロック生成手順を示す図
【図７】基準フォーマットの同期パターン系列の割り当て方法を示す図
【図８】基準フォーマット用のデータ再生装置の構成を示すブロック図
【図９】同実施形態における拡張フォーマットの記録データ生成手順を示すフローチャート
【図１０】拡張フォーマットのセクタＩＤ生成手順を示す図
【図１１】拡張フォーマットのセクタＩＤ生成手順をさらに詳しく示す図
【図１２】拡張フォーマットの誤り訂正ブロックの構成を示す図
【図１３】拡張フォーマットの記録セクタの構成を示す図
【図１４】拡張フォーマットの同期ブロック生成手順を示す図
【図１５】拡張フォーマットの同期パターン系列の割り当て方法を示す図
【図１６】標準・拡張両フォーマット共用のデータ再生装置の構成を示すブロック図
【図１７】同実施形態における図１６に対応させた拡張フォーマットの記録データ生成手順を示すフローチャート
【図１８】従来技術による誤り訂正ブロックの構成を示す図
【図１９】従来技術による拡張フォーマットの誤り訂正ブロックの構成を示す図
【符号の説明】
１１，１１Ａ，１１Ｂ…論理セクタ
１２…主データ（データセクタ）
１３…基準フォーマットの誤り訂正ブロック
１４，１４Ａ，１４Ｂ…外符号パリティ
１５，１５Ａ，１５Ｂ…内符号パリティ
１６…データ並べ替え後の基準フォーマットの誤り訂正ブロック
１７…基準フォーマットの記録セクタ
１７′…基準フォーマットの変調後の記録セクタ
１８…基準フォーマットの記録ブロック
１９…基準フォーマットの変調後の記録ブロック
２０…同期パターン
２１…基準フォーマットの同期ブロック
２３…拡張フォーマットの誤り訂正ブロック
２３Ａ，２３Ｂ…サブ誤り訂正ブロック
２７…拡張フォーマットの記録セクタ
２７′…拡張フォーマットの変調後の記録セクタ
２７Ａ，２７Ｂ…サブ記録セクタ
２８…拡張フォーマットの記録ブロック
２９…拡張フォーマットの変調後の記録ブロック
３０…同期パターン
３１…拡張フォーマットの同期ブロック
１０１…光ディスク
１０２…スピンドルモータ
１０３…光ピックアップ
１０４…アナログ演算回路
１０５…二値化回路
１０６…同期検出回路
１０７…サーボ回路
１０８…復調回路
１０９，１０９Ａ，１０９Ｂ…データ処理回路
１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ…メモリコントロール部
１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ…メモリ
１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ…誤り訂正処理部
１１３…映像デコーダ
１１４…音声デコーダ
１２０…フォーマット識別部
１２１…チャネル分割部
１２２…チャネル合成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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