(57)【要約】【課題】簡単な回路構成によって、磁力の低下した磁気記録媒体などからもノイズの影響を受けることなく確実にデータを読み取ることができるようにする。【解決手段】微分回路を用いて磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成し、このデジタル信号に基づいて記録データを復元する読み取り方法において、デジタル信号における二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、現在のインターバルの長さを第１の閾値と比較することにより、少なくとも現在のインターバルに対応するビットを推定する推定処理と、現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第２の閾値を比較し、後続のインターバルの長さが第２の閾値を下回るときに後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、ノイズと判定した場合に、このノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、を実行する。【選択図】図４
2019032915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドを用いて磁気再生波形を取得し、前記磁気再生波形を微分回路に入力することにより前記磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成し、前記デジタル信号における前記二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続する前記インターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて前記磁気記録媒体における記録データを復元する読み取り方法において、
現在のインターバルの長さを第１の閾値と比較することにより、少なくとも前記現在のインターバルに対応する前記記録データにおけるビットを推定する推定工程と、
前記現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第２の閾値を比較し、前記後続のインターバルの長さが前記第２の閾値を下回るときに前記後続のインターバルをノイズと判定する判定工程と、
前記判定工程においてノイズと判定した場合に、当該ノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル工程と、
を有することを特徴とする、読み取り方法。
【請求項２】
前記推定工程において、
前記現在のインターバルの長さが前記第１の閾値以上であるときに前記現在のインターバルが前記記録データでのビット“０”に対応するインターバルであると推定し、
前記現在のインターバルの長さが前記第１の閾値未満であるときに前記現在のインターバルと前記後続のインターバルが前記記録データでのビット“１”に対応するインターバルであると推定する、請求項１に記載の読み取り方法。
【請求項３】
前記ノイズキャンセル工程において、前記推定工程での推定結果によらず、少なくとも前記現在のインターバルと前記後続のインターバルとが前記記録データでのビット“０”を構成するものとする、請求項２に記載の読み取り方法。
【請求項４】
前記ノイズキャンセル工程において、前記現在のインターバルと前記後続のインターバルとの長さの和が第３の閾値未満であるときは、前記現在のインターバルと前記後続のインターバルと前記後続のインターバルの次のインターバルとが記録データでのビット“０”を構成するものとし、前記和が前記第３の閾値以上であるときは、前記現在のインターバルと前記後続のインターバルとが前記記録データでのビット“０”を構成するものとする、請求項３に記載の読み取り方法。
【請求項５】
前記ノイズキャンセル工程によりビット“０”を構成するものとされたインターバルの長さの和に関して直前のビットセル長からの変化率を求めてジッタチェックを行う、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の読み取り方法。
【請求項６】
前記第１の閾値は、直前のビットセル長、平均のビットセル長、及び規格で定めるビットセル長のいずれか１つの７０％である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の読み取り方法。
【請求項７】
前記第２の閾値は、直前のビットセル長、平均のビットセル長、及び規格で定めるビットセル長のいずれか１つの２５％である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の読み取り方法。
【請求項８】
磁気記録媒体から記録データを読み取る読取装置であって、
前記磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドで得られた磁気再生波形が入力する微分回路と、
前記微分回路の出力に基づき、前記磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成する信号生成回路と、
前記デジタル信号における前記二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続する前記インターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて前記磁気記録媒体における前記記録データを復元する演算部と、
を有し、
前記演算部は、
現在のインターバルの長さを第１の閾値と比較することにより、少なくとも前記現在のインターバルに対応する前記記録データにおけるビットを推定する推定処理と、
前記現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第２の閾値を比較し、前記後続のインターバルの長さが前記第２の閾値を下回るときに前記後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、
前記判定処理においてノイズと判定した場合に、当該ノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、
を実行する読取装置。
【請求項９】
前記演算部は、前記推定処理において、前記現在のインターバルの長さが前記第１の閾値以上であるときに前記現在のインターバルが前記記録データでのビット“０”に対応するインターバルであると推定し、前記現在のインターバルの長さが前記第１の閾値未満であるときに前記現在のインターバルと前記後続のインターバルが前記記録データでのビット“１”に対応するインターバルであると推定する、請求項８に記載の読取装置。
【請求項１０】
前記演算部は、前記ノイズキャンセル処理において、前記推定処理での推定結果によらず、少なくとも前記現在のインターバルと前記後続のインターバルとが前記記録データでのビット“０”を構成するものとする、請求項９に記載の読取装置。
【請求項１１】
前記演算部は、前記ノイズキャンセル処理において、前記現在のインターバルと前記後続のインターバルとの長さの和が第３の閾値未満であるときは、前記現在のインターバルと前記後続のインターバルと前記後続のインターバルの次のインターバルとが記録データでのビット“０”を構成するものとし、前記和が前記第３の閾値以上であるときは、前記現在のインターバルと前記後続のインターバルとが前記記録データでのビット“０”を構成するものとする、請求項１０に記載の読取装置。
【請求項１２】
前記演算部は、前記ノイズキャンセル処理によりビット“０”を構成するものとされたインターバルの長さの和に関して直前のビットセル長からの変化率を求めてジッタチェックを行う、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項１３】
前記信号生成回路は、前記微分回路の出力に接続されたコンパレータによって構成されている、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項１４】
前記信号生成回路は、前記微分回路の出力に接続された第１のコンパレータと、前記磁気再生波形が入力する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレータの出力信号での二値のレベル間での切り替わりのタイミングにおいて前記第２コンパレータの出力信号のレベルに変化する信号を出力するタイミング発生器と、によって構成されている、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項１５】
磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドで得られた磁気再生波形が入力する微分回路と、前記微分回路の出力に基づき、前記磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成する信号生成回路とを有して前記磁気記録媒体から記録データを読み取る読取装置に設けられ、デジタル信号における前記二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続する前記インターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて前記磁気記録媒体における前記記録データを復元するコンピュータに、
現在のインターバルの長さを第１の閾値と比較することにより、少なくとも前記現在のインターバルに対応する前記記録データにおけるビットを推定する推定処理と、
前記現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第２の閾値を比較し、前記後続のインターバルの長さが前記第２の閾値を下回るときに前記後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、
前記判定処理においてノイズと判定した場合に、当該ノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気カードなどの磁気記録媒体からデータを読み取る読み取り方法及び読取装置並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気カードなどの磁気記録媒体では、磁気ストライプにおける磁化の方向を使用して“０”及び“１”の二値のビットからなるビット列が記録されている。磁気ストライプにおけるビット列データの記録方法としてＦＭ変調方式が広く知られており、その１つにＦ２Ｆ変調方式がある。Ｆ２Ｆ変調方式では、磁気ストライプにおいて１ビット分のデータが記録される領域をビットセルとして、（ａ）隣接するビットセルの境界では磁化の方向を反転させる、（ｂ）“０”に対応するビットセルの内部では磁化の方向を反転させない（すなわちＦ信号）、（ｃ）“１”に対応するビットセルについてはそのほぼ中央の位置で磁化の方向を反転させる（すなわち２Ｆ信号）、の条件を満たすように記録を行う。そしてこのように記録が行われた磁気ストライブに対して磁気ヘッドを相対的に摺動させると、磁化の反転がある位置でピークとなるような信号が磁気ヘッドから出力されるから、この信号を復調することにより、磁気ストライプに記録されていたビット列データが再生されることになる。磁気ヘッドから出力されるこのような信号を磁気再生波形という。
【０００３】
磁気再生波形の復調には、特許文献１あるいは特許文献２に記載されるように、微分回路から構成されるピーク検出回路が一般に用いられる。磁気再生波形は、理想的には、磁化方向の反転があったときにピークとなり、次の磁化方向の反転まで単調に変化する信号である。この信号をピーク検出回路すなわち微分回路を通しさらにコンパレータに通してデジタル化することにより、磁気ストライプでの磁化の方向に対応して二値のいずれかをとるデジタル信号が得られる。そこで、このデジタル信号からビットセルに相当する時間間隔を抽出するとともに抽出された時間間隔において極性の反転があるかどうかを判別することにより、“０”及び“１”からなる元のビット列が復元される。しかしながら、磁気ストライプに傷があったり、磁気ストライプにおける磁力が低下していたり、あるいは、磁気ストライプに対するデータ記録が不完全なものであったりする場合には、磁気ヘッドから出力される信号にこぶ状のノイズが重畳して微分回路がこのノイズを正規の極性反転であると誤認識し、その結果、誤ったデータを復元することがある。このような誤認識を防ぐために特許文献３は、微分回路の代わりに積分回路を用いることや、微分回路から得られる結果と積分回路から得られる結果とに基づいて記録データを復元することを開示している。微分回路あるいは積分回路を用いて得られるデジタル信号において、一方のレベル（例えばローレベル）と他方のレベル（例えばハイレベル）との間での切り替わりの間隔は、磁化の方向の反転の間隔を表わすはずである。特許文献３には、二値のレベル間での切り替わりの間隔が本来予測される時間間隔とは異なる場合に、エラーとして検出することも記載されている。
【０００４】
特許文献４には、ノイズ除去の基準となるクロックを生成する発振部を設け、クロックに基づき、デジタルデータ中の予め決められたパルス幅の成分をノイズとして除去するとともに、デジタルデータの途中の予め決められた幅以内の変動を、連続性があるように修正することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３５０３４号公報
【特許文献２】特開２０１５−４９９１４号公報
【特許文献３】特開２００７−９５１１７号公報
【特許文献４】特開平８−１７２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
積分回路にはノイズ成分も含めて波形全体を滑らかにする効果がある。そのため、特許文献３に記載されるように積分回路を使用すると、磁力が弱まって磁気再生波形の振幅がもともと小さい磁気記録媒体の読み取りを行なう際に、磁気再生波形の振幅がさらに小さくなって、良好な読み取りを行なえなくなるおそれがある。また、微分回路と積分回路を併用する場合には、これらの両方の回路を実装しなければならず、回路構成が複雑となる。従来の磁気記録媒体読取装置には、積分回路を備えずに微分回路を有するものも多いが、このような読取装置においてもノイズの影響を受けることなく確実にデータの読み取りを行なえることが求められている。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な回路構成によって、磁力の低下した磁気記録媒体などからもノイズの影響を受けることなく確実にデータを読み取ることができる磁気記録媒体の読み取り方法と読取装置とそのような読み取り方法を実行するためのプログラムとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の磁気記録媒体の読み取り方法は、磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドを用いて磁気再生波形を取得し、磁気再生波形を微分回路に入力することにより磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成し、デジタル信号における二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続するインターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて磁気記録媒体における記録データを復元する読み取り方法において、現在のインターバルの長さを第１の閾値と比較することにより、少なくとも現在のインターバルに対応する記録データにおけるビットを推定する推定工程と、現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第２の閾値を比較し、後続のインターバルの長さが第２の閾値を下回るときに後続のインターバルをノイズと判定する判定工程と、判定工程においてノイズと判定した場合に、そのノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の読取装置は、磁気記録媒体から記録データを読み取る読取装置であって、磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドと、磁気ヘッドで得られた磁気再生波形が入力する微分回路と、微分回路の出力に基づき、磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成する信号生成回路と、デジタル信号における二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続するインターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて磁気記録媒体における記録データを復元する演算部と、を有し、演算部は、現在のインターバルの長さを第１の閾値と比較することにより、少なくとも現在のインターバルに対応する記録データにおけるビットを推定する推定処理と、現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第２の閾値を比較し、後続のインターバルの長さが第２の閾値を下回るときに後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、判定処理においてノイズと判定した場合に、そのノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、を実行する。
【００１０】
本発明のプログラムは、磁気記録媒体に対して相対的に摺動する磁気ヘッドと、磁気ヘッドで得られた磁気再生波形が入力する微分回路と、微分回路の出力に基づき、磁気再生波形での増減に応じて二値のいずれか一方をとるデジタル信号を生成する信号生成回路とを有して磁気記録媒体から記録データを読み取る読取装置に設けられ、デジタル信号における二値の間の切り替わりの間隔をインターバルとして、連続するインターバルを処理してそれぞれのインターバルの長さに基づいて磁気記録媒体における記録データを復元するコンピュータに、現在のインターバルの長さを第１の閾値と比較することにより、少なくとも現在のインターバルに対応する記録データにおけるビットを推定する推定処理と、現在のインターバルに引き続く後続のインターバルの長さを第２の閾値を比較し、後続のインターバルの長さが第２の閾値を下回るときに後続のインターバルをノイズと判定する判定処理と、判定処理においてノイズと判定した場合に、このノイズをキャンセルする処理を実行するノイズキャンセル処理と、を実行させる。
【００１１】
磁気再生波形に対してこぶ状のノイズが重畳する場合、微分回路を用いてこの磁気再生波形から記録データを復元しようとすると誤認識を起こすことがあるが、本発明によれば、積分回路を設けることなく、例えばＦ２Ｆ波形であるデジタル信号に対する処理だけでノイズを除去することが可能になる。また、デジタル信号に対する処理であるので、従来からのハードウェア構造に対して変更を加えることなく、ソフトウェアの変更だけでノイズの除去を実現できる。特に、本発明の読取装置において信号生成回路は、微分回路の出力に接続されたコンパレータによって構成することができ、あるいは、微分回路の出力に接続された第１のコンパレータと、磁気再生波形が入力する第２のコンパレータと、第１のコンパレータの出力信号での二値のレベル間での切り替わりのタイミングにおいて第２コンパレータの出力信号のレベルに変化する信号を出力するタイミング発生器と、によって構成することができる。このような本発明の読取装置は、従来からの簡単な構成の回路を用いて、磁気再生波形に重畳するノイズの影響を除去することができる。
【００１２】
本発明では、記録データにおけるビットを推定する際に、現在のインターバルの長さが第１の閾値以上であるときに現在のインターバルが記録データでのビット“０”に対応するインターバルであると推定し、現在のインターバルの長さが第１の閾値未満であるときに現在のインターバルと後続のインターバルが記録データでのビット“１”に対応するインターバルであると推定することができる。このようにして本発明によれば、Ｆ２Ｆ変調方式によって記録された磁気記録媒体から、ノイズの影響を受けずに記録データの復元を行うことができる。
【００１３】
本発明では、ノイズキャンセルを行う際に、記録データでのビットを推定したときの推定結果によらず、少なくとも現在のインターバルと後続のインターバルとが記録データでのビット“０”を構成するものとすることができる。Ｆ２Ｆ変調方式の場合、ノイズの影響はビット“０”に対応するインターバルに特徴的であるので、ノイズキャンセルの処理において少なくとも現在のインターバルと後続のインターバルとが記録データでのビット“０”を構成するものとすることにより、ビット“０”に対応するインターバルにおけるノイズの影響をより確実に除去することができる。どのインターバルによってビット“０”や“１”が構成されているかを推定することは、ビットセルに属するインターバルを推定することでもある。特に本発明では、ビットセルに属するインターバルが適切に推定されて後続するビットの判定を適切に行えるように、ノイズキャンセルの処理において、現在のインターバルと後続のインターバルとの長さの和が第３の閾値未満であるときは、現在のインターバルと後続のインターバルと後続のインターバルの次のインターバルとが記録データでのビット“０”を構成するものとし、和が第３の閾値以上であるときは、現在のインターバルと後続のインターバルとが記録データでのビット“０”を構成するものとすることが好ましい。このように構成することにより、ノイズの影響を直接受けたインターバルとそのインターバルに隣接するインターバルを含めて連続性があるように修正でき、ノイズの影響を排除して正確に記録データを復元できるようになる。
【００１４】
本発明では、ノイズキャンセルの処理によりビット“０”を構成するものとされたインターバルの長さの和に関して直前のビットセル長からの変化率を求めてジッタチェックを行うことが好ましい。ジッタチェックを行うことによって、ノイズキャンセルの処理により誤読や誤修正がなされた場合であっても、ノイズキャンセルの処理の妥当性を判断することが可能になる。
【００１５】
本発明において、第１の閾値は、例えば、直前のビットセル長、平均のビットセル長、及び規格で定めるビットセル長のいずれか１つの７０％に設定され、第２の閾値は、例えば、直前のビットセル長、平均のビットセル長、及び規格で定めるビットセル長のいずれか１つの２５％に設定される。実際のビットセル長に基づいてこれらの閾値を設定することにより、搬送速度に応じた判定が可能になり、規格で定めるビットセル長に基づいてこれらの閾値を設定することによって、規格に基づいた判定を行うことが可能になる。特に第２の閾値に関し、ビットセル長の２５％に設定すると、これは２Ｆ信号に対するインターバルの許容規格よりも大きいので、誤判定の危険を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、磁気カードなどの磁気記録媒体からのデータの読み取りを行う際に、簡単な回路構成によって、磁力の低下した磁気記録媒体などからもノイズの影響を受けることなく確実にデータを読み取ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の一形態の読取装置の構成を示すブロック図である。
【図２】別の実施形態の読取装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ノイズと復元されるデータとの関係を示す波形図である。
【図４】本発明に基づく読み取り方法における処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態の読取装置の構成を示している。図示される読取装置は、磁気記録媒体として磁気カード１０から記録データを読み取るものであり、磁気カード１０を搬送するモータ１１と、モータ１１によって搬送される磁気カード１０の磁気ストライプ（不図示）に対して相対的に摺動する磁気ヘッド１２と、磁気ヘッド１２で得られる磁気再生波形から記録データを復元する読取回路２１とを備えている。
【００１９】
読取回路２１は、微分回路２４を有する一般的に用いられている回路であり、磁気ヘッド１２からの磁気再生波形から所望の周波数成分を抽出する帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）２２と、帯域通過フィルタ２２を通過した磁気再生波形を増幅する増幅器２３とを備え、増幅器２３で増幅された磁気再生波形が微分回路２４に入力する。さらに読取回路２１は、微分回路２４の出力の極性を判別して二値レベルで表わされるデジタル信号を出力するコンパレータ２５と、コンパレータ２５から出力されるデジタル信号に基づいて記録データを復元する処理を実行する演算部２６とを備えている。演算部２６での処理については後述する。磁気再生波形において瞬時値が減少するように変化しているときには微分回路２４の出力値は負であるのでコンパレータ２５の出力はローレベルであり、磁気再生波形において瞬時値が増大するように変化しているときには微分回路２４の出力値は正であるのでコンパレータ２５の出力はハイレベルである。したがって、微分回路２４の出力は、磁気再生波形でのピークに対応してゼロクロス点を有する。磁気再生波形での正方向及び負方向のピークに対応してコンパレータ２５の出力は、ハイレベルからローレベルへ、あるいはローレベルからハイレベルへと切り替わる。このようなコンパレータ２５が出力するデジタル信号をＦ２Ｆ波形と称する。
【００２０】
図２は、本発明に基づく読取装置の別の形態を示している。図２に示す読取装置が図１に示す読取装置と異なっている点は、読取回路２１の内部構成である。図２に示す読取回路２１は、図１に示す読取回路２１に、さらに、増幅器２３と並列に設けられて帯域通過フィルタ２２の出力する磁気再生波形が入力するもう１つの増幅器２７と、増幅器２７の出力が入力するコンパレータ２８と、タイミング発生器２９と、を設けたものである。図２に示した読取回路２１も、例えば特許文献１の図１７や特許文献２の図１、特許文献３の図１１に示されているように、微分回路２４を有して一般的に用いられているものである。コンパレータ２８は、磁気再生波形そのものの極性に応じたデジタル信号を出力する。タイミング発生器２９は、コンパレータ２５の出力信号におけるハイレベルとローレベルとの間での切り替わりのタイミングにおいてコンパレータ２８の出力信号のレベルに変化するような信号をＦ２Ｆ波形として出力される。微分回路２４の出力の正負だけでなく、磁気再生波形自体の正負にも基づいてＦ２Ｆ波形を生成するので、図２に示す読取装置は、図１に示す読取装置に比べ、ノイズに対する耐性が向上している。同じ磁化再生波形が与えられたとして、図２に示す読取回路２１によって得られるＦ２Ｆ波形は、基本的には図１に示す読取回路２１によって得られるＦ２Ｆ波形を論理反転したものである。本発明に基づく読み取り方法は、Ｆ２Ｆ波形におけるローレベルとハイレベルとの間の切り替わりのタイミングのみに基づいて記録データを復元するものであるから、どちらの読取回路を用いたとしても、記録データの復元のための処理に実質的な違いが出てくるわけではない。
【００２１】
次に、図１あるいは図２に示す読取装置を用いた場合におけるノイズの影響について、図３を用いて説明する。図３は、ビット列“１１０１０１”を記録データとして記録した磁気ストライプから得られる磁気再生波形とこの磁気再生波形から得られるＦ２Ｆ波形を示している。Ｆ２Ｆ波形におけるハイレベルとローレベルとの間での切り替わりから次の切り替わりまでの区間をＦ２Ｆインターバルと呼ぶ。誤解のおそれがないときは、Ｆ２Ｆインターバルを単にインターバルと呼ぶ。Ｆ２Ｆ変調方式を使用しているので、ノイズ等の影響がなければ、データ“０”に対応するビットセルはＦ信号に対応する１つのＦ２Ｆインターバルで構成され、データ“１”に対応するビットセルは２Ｆ信号に対応する連続する２つのＦ２Ｆインターバルで構成されることになる。ここでは、図１に示す読取装置を使用したものとして、増幅器２３の出力を磁気再生波形として示し、コンパレータ２５の出力をＦ２Ｆ波形として示している。
【００２２】
図３に示されるように、磁気再生波形の正方向及び負方向のピークの位置でＦ２Ｆ波形でのローレベルとハイレベルとの間の切り替わりが起こっている。ここで記録データにおける５ビット目（“０”のビット）では、図においてＸで示すように、磁気再生波形に対してこぶ状のノイズが重畳している。このビットは“０”であるのでＦ信号であり、本来はビットセルの期間中はＦ２Ｆ波形におけるレベルの切り替わりは起こらないはずのものである。しかしながらノイズＸを微分することにより、Ｆ２Ｆ波形におけるレベルの切り替わりが発生し、本来のＦ信号の区間に対応するＦ２Ｆインターバルが、比較的長いインターバルＡと、インターバルＡとは異レベルで極端に短いインターバルＢと、インターバルＡと同レベルのインターバルＣとに分割されることになる。ノイズＸが重畳したビットの次のビットが“１”であるとすると、インターバルＣに引き続くＦ２ＦインターバルＤは、ビットセルの長さの約半分であるから、インターバルＡよりは短いがインターバルＢやインターバルＣよりは長くなる。
【００２３】
従来の読み取り方法では、現在のＦ２Ｆインターバルの長さが直前のビットセルの長さによって定まるビット判定閾値すなわち第１の閾値と等しいかこれよりも長ければ、現在のＦ２Ｆインターバルが記録データにおけるビット“０”に対応し、ビット判定閾値未満であれば、現在のＦ２Ｆインターバルと、それに引き続く後続のＦ２Ｆインターバルとがビット“１”に対応すると判定する。ビット判定閾値は例えば直前のビットセル長さの７０％である。このようなビット判定のやり方をビット追従方式と呼ぶ。ビット追従方式を図３に示すＦ２Ｆ波形に適用すると、インターバルＡが単独でビット“０”を表わし、インターバルＢとインターバルＣとがビット“１”を表わすと誤認識したり、あるいは、インターバルＡとインターバルＢとでビット“１”を表わし、インターバルＣとインターバルＤとでビット“１”を表わすと誤認識することになる。
【００２４】
こぶ状のノイズが磁気再生波形に重畳することによるこのような誤認識は、磁気再生波形での変化がなだらかな場合、すなわち、磁化方向の反転によるピークとピークとの間が比較的長い場合に起こるものであり、記録ビットが“０”であるときに特徴的に発生するものである。図２に示した読取装置は、図１に示した読取装置よりもノイズ耐性が高まっているものの、磁気再生波形での信号レベルが０に近い位置でこぶ状のノイズが重畳した結果、ノイズの近傍での磁気再生波形の正負が変化するような場合には、上述した誤認識の発生を防止することができない。
【００２５】
そこで本発明に基づく読み取り方法では、誤認識を引き起こす上述したＦ２Ｆ波形の特徴に基づき、直前のビットセルの長さよりも極端に短いＦ２Ｆインターバルを検出した場合には、図１または図２に示す読取装置の演算部２６が、そのＦ２Ｆインターバルはノイズによるものであると判断して、ノイズをキャンセルする処理を行なう。演算部２６は、ノイズをキャンセルした上で、ビット追従方式に基づいて記録データの復元を行なう。Ｆ２Ｆ波形においてノイズによって発生する極端に短いＦ２Ｆインターバルは、上述したように“０”である記録ビットすなわちＦ信号に特徴的なものであるから、ノイズをキャンセルする処理では、極端に短いインターバル（図３の例ではインターバルＢ）とその前後のインターバル（図３の例ではインターバルＡとインターバルＣ）とが記録ビット“０”を構成するものと判定する。極端に短いＦ２Ｆインターバルであるかどうかは、第２の閾値であるノイズ判定閾値を用いて判定する。ノイズ判定閾値は、本来の記録ビット“１”（すなわち２Ｆ信号）における正常なＦ２Ｆインターバルをノイズと誤認しないように設定する必要がある。ＪＩＳ  Ｘ６３０２−２及び−６において、記録ビット“１”でのＦ２Ｆインターバルの許容誤差が±２０％と規定されていることに鑑み、この許容誤差に若干のマージンを加えた平均ビットセル長の２５％をノイズ判定閾値として使用することができる。平均ビットセル長は、直前の数ビットについてのビットセル長の平均である。あるいは、直前の１ビット分のビットセル長の例えば２５％をノイズ判定閾値として用いてもよく。磁気記録媒体へのデータ書き込みについての規格値に定めるビットセル長の２５％をノイズ判定閾値として用いてもよい。
【００２６】
以上説明した処理により、こぶ状のノイズに起因する誤認識を防止し、このノイズを含む部分を記録ビット“０”に対応するものと推定することができる。しかしながらこの処理によっては磁気データの読み取りに対して変則性が加わることとなり、ノイズのキャンセルを行なったインターバル以降のＦ２Ｆインターバルにおいて誤認識が発生する恐れがある。そこで、ノイズのキャンセルの対象となった極端に短いインターバルＢとその前後のインターバルＡ及びインターバルＣとの長さの和を求め、この和に関し、直前のビットセルの長さに対する変化率（すなわち、ビット間ジッタ（ＢＢＪ）：Bit to Bit Jitter）を求め、各種のばらつきを含めて想定される範囲（例えば±４０％）内にＢＢＪにあるかどうかの判定するいわゆるジッタチェックを行うようにしてもよい。ジッタチェックでは、想定される範囲内にＢＢＪがあれば正常と判断し、そうでなければ誤認識の可能性ありとして警報を発生する。あるいは、ビットセルに属するインターバルが適切に推定されて後続するビットの判定を適切に行えるように、ノイズのキャンセルの対象となった極端に短いインターバルＢとその直前のインターバルＡとの長さの和が所定のビットセル判定閾値（すなわち第３の閾値）以上である場合には、極端に短いインターバルＢに引き続くインターバルＣについてはノイズのキャンセルの処理の対象とはしない、すなわちインターバルＣは後続のビットセルに属するものとするようにしてもよい。この処理は、インターバルＣが現在のビットセルに属するのか後続にビットセルに属するのかを判定する処理出るから、ビットセル判定と呼ばれる。ビットセル判定閾値には、例えば、平均ビットセル長を用いてもよいし、Ｆ信号について規格で定める長さをそのまま使用してもよい。
【００２７】
以上、演算部２６で実行する処理を概要を説明したが、以下に、演算部２６が行う処理の一例について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。あるビットセルまでの処理が完了してそのビットセルまでのデータが復元されたとする。演算部２６は、未処理のＦ２Ｆインターバルのうち先頭のものを現在のＦ２Ｆインターバルとして、ステップ１０１において、現在のＦ２Ｆインターバルの時間長さをＴ１とし、ステップ１０２においてＴ１がビット判定閾値以上であるか否かを判定する。ビット判定閾値は、第１の閾値として、上述したように、Ｆ２ＦインターバルがＦ信号に対応するものか、２Ｆ信号に対応するものかを判別する閾値である。ビット判定閾値は、例えば、直前のビットセル長の７０％、平均ビットセル長の７０％、あるいは、Ｆ信号の長さとして規格で定められた値の７０％として定めることができる。ここで直前の１ビット分のビットセル長に基づいてビット判定閾値を定めると、読取装置における磁気カード１０の搬送速度のばらつきに合わせた判定を行うことができる。平均ビットセル長に基づいてビット判定閾値を定めると、直前の１ビット分のビットセルの長さが突発的に異常値となった場合であっても、磁気カード１０の搬送速度を加味しながら異常値による誤判定を避けることができる。規格で定められた長さに基づいたビット判定閾値を用いる場合には、規格に対する判定を行うことができる。なお、規格においては２Ｆ信号のＦ２Ｆインターバルの許容誤差が±２０％となっているが、２Ｆ信号の長さを基準とせずにビットセル長を基準とすることにより、２Ｆ信号における長さのばらつきが規格の上限に達しているような場合であっても、精度よくビット判定を行うことができる。
【００２８】
ステップ１０２においてＴ１がビット判定閾値を下回る場合は、従来のビット追従方式によれば、現在のＦ２Ｆインターバルと後続のＦ２Ｆインターバル（すなわち現在のＦ２Ｆインターバルの次のＦ２Ｆインターバル）とが“１”である記録ビットを構成すると判定される場合である。本実施形態においても、ノイズの影響を受けない場合であれば現在のＦ２Ｆインターバルと後続のＦ２Ｆインターバルとが記録データでのビット“１”に対応するインターバルであるものと推定している。演算部２６は、ステップ１１１において後続のＦ２Ｆインターバルの長さをＴ２とし、ステップ１１２において、Ｔ２が上述したノイズ判定閾値以上であるかどうかを判定する。ノイズ判定閾値は第２の閾値であって、Ｔ２がノイズ判定閾値以上である場合は、後続のＦ２Ｆインターバルがノイズではなく正規のＦ２Ｆインターバルであると判断される場合であるので、ステップ１１３において、ビット追従方式に基づき、現在のＦ２Ｆインターバルと後続のＦ２Ｆインターバルとが“１”の記録ビットを構成すると判定して、処理を終了する。
【００２９】
一方、ステップ１１２においてＴ２がノイズ判定閾値以下である場合には、ステップ１１４において、後続のＦ２Ｆインターバルがノイズであると判定する。ノイズであると判定した場合、上述したように、現在のＦ２Ｆインターバル（図３の例ではインターバルＡ）、後続のＦ２Ｆインターバル（図３の例ではインターバルＢ）及び後続の次のＦ２Ｆインターバル（図３の例ではインターバルＣ）が“０”の記録ビットを構成すると直ちに推定してもよい。後続の次のＦ２Ｆインターバルとは、後続のインターバルの次に引き続くＦ２Ｆインターバルのことである。しかしながら図４に示した処理では、上述したビットセル判定を取り入れており、ステップ１１５において演算部２６は、Ｔ１とＴ２の和が、第３の閾値である上述したビットセル判定閾値以上であるかどうかを判定する。Ｔ１とＴ２の和がビットセル判定閾値未満である場合には、ステップ１１６において、現在のＦ２Ｆインターバルと後続のＦ２Ｆインターバルと後続の次のＦ２Ｆインターバルとが“０”の記録ビットに対応するものと推定して、処理を終了する。一方、ステップ１１５においてＴ１とＴ２の和がビットセル判定閾値以上である場合には、後続の次のＦ２Ｆインターバルをノイズのキャンセルの対象とすることが不適切な場合であるので、演算部２６は、ステップ１１７において、現在のＦ２Ｆインターバル及び後続のＦ２Ｆインターバルによって“０”の記録ビットが構成されると推定して、処理を終了する。
【００３０】
ステップ１０２においてＴ１がビット判定閾値以上である場合は、従来のビット追従方式によれば、現在のＦ２Ｆインターバルが“０”の記録ビットを構成すると判定される場合である。本実施形態においても、ノイズの影響を受けない場合であれば現在のＦ２Ｆインターバルが記録データでのビット“０”に対応するインターバルであるものと推定している。ここで演算部２６は、ステップ１２１において後続のＦ２Ｆインターバルの長さをＴ２とし、ステップ１２２においてＴ２が、第２の閾値である上述したノイズ判定閾値以上であるかどうかを判定する。Ｔ２がノイズ判定閾値以上である場合は、後続のＦ２Ｆインターバルがノイズではなく正規のＦ２Ｆインターバルであると判断される場合であるので、ステップ１２３において、ビット追従方式に基づき、現在のＦ２Ｆインターバルが“０”の記録ビットを構成すると判定して、処理を終了する。
【００３１】
一方、ステップ１２２においてＴ２がノイズ判定閾値以下である場合には、ステップ１２４において、後続のＦ２Ｆインターバルがノイズであると判定する。ノイズであると判定した場合、上述のステップ１１５〜１１７の処理と同様に、ステップ１２５において演算部２６は、Ｔ１とＴ２の和が上述したビットセル判定閾値以上であるかどうかを判定する。Ｔ１とＴ２の和がビットセル判定閾値未満である場合には、ステップ１２６において、現在のＦ２Ｆインターバルと後続のＦ２Ｆインターバルと後続の次のＦ２Ｆインターバルとが“０”の記録ビットに対応するものと推定して、処理を終了する。一方、ステップ１２５においてＴ１とＴ２の和がビットセル判定閾値以上である場合には、後続の次のＦ２Ｆインターバルをノイズのキャンセルの対象とすることが不適切な場合であるので、演算部２６は、ステップ１２７において、現在のＦ２Ｆインターバル及び後続のＦ２Ｆインターバルによって“０”の記録ビットが構成されると推定して、処理を終了する。
【００３２】
［効果］
本実施形態の読み取り方法では、積分回路を設けることなく簡単な回路構成で、ノイズの影響を受けることなく磁気記録媒体から確実にデータを読み取ることができる。特に図１及び図２を用いて説明したように、本実施形態での読取回路２１は、そのハードウェア構成としては、微分回路を有する従来から知られている読取回路と同様のものであり、演算部２６での処理のみが従来のものと異なっている。Ｆ２Ｆ波形に基づいて記録データの復元を行う演算部２６は、専用のハードウェア回路を用いて構成することもできるが、近年ではマイクロプロセッサやマイクロコンピュータなどで実現されることが一般的である。したがって、本実施形態の読み取り方法は、演算部２６におけるソフトウェア処理によって実行することができ、このソフトウェア処理によって、磁気再生波形上のこぶ状のノイズ成分の影響を除去できる。このソフトウェア処理は、図４に示したように、比較的小規模なものである。このように本実施形態の読み取り方法は、既存の読取装置に含まれる演算部のソフトウェアを上述した処理を実行するものに置き換えることによって実現することができ、本発明に基づく読取装置は、既存の読取装置におけるソフトウェアの改修だけで実現できる。
【符号の説明】
【００３３】
１０…磁気カード；１２…磁気ヘッド；２１…読取回路、２２…帯域通過フィルタ；２３，２７…増幅器；２４…微分回路；２５，２８…コンパレータ；２６…演算部；２９…タイミング発生器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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