(57)【要約】【課題】この発明は、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号化のために開発された種々の高速符号化アルゴリズムを適用して、情報ビット列の奇数パリティＬＤＰＣ符号への符号化処理を簡易な構成で迅速かつ容易に行なうことができるようにした誤り訂正処理装置及び誤り訂正処理方法を提供することを目的としている。【解決手段】情報ビット列に対してＬＤＰＣ符号による誤り訂正用の符号化処理を施す誤り訂正処理装置であって、検査行列（Ｈ）と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語（ｃ１）と、検査行列（Ｈ）と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語（ｃ）とを排他的論理和演算する符号化手段（１６）を備える。【選択図】      図２
2008140462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報ビット列に対してＬＤＰＣ符号による誤り訂正用の符号化処理を施す誤り訂正処理装置であって、
検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語と、前記検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語とを排他的論理和演算する符号化手段を具備することを特徴とする誤り訂正処理装置。
【請求項２】
前記符号化手段は、
前記検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語を取得する取得手段と、
前記検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語を生成する生成手段と、
前記取得手段で取得された符号語と前記生成手段で生成された符号語とを排他的論理和演算する加算手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の誤り訂正処理装置。
【請求項３】
前記取得手段は、全零の前記情報ビット列を奇数パリティ符号化することにより、前記検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語を得ることを特徴とする請求項２記載の誤り訂正処理装置。
【請求項４】
入力された情報ビット列に対してＬＤＰＣ符号による誤り訂正用の符号化処理を施して情報記録媒体に記録する情報記録装置であって、
検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語と、前記検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語とを排他的論理和演算する符号化手段と、
前記符号化手段で符号化処理の施された情報ビット列を前記情報記録媒体に記録する記録手段とを具備することを特徴とする情報記録装置。
【請求項５】
情報ビット列に対してＬＤＰＣ符号による誤り訂正用の符号化処理を施す誤り訂正処理方法であって、
検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語と、前記検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語とを排他的論理和演算することを特徴とする誤り訂正処理方法。
【請求項６】
前記検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語を取得する第１の工程と、
前記検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語を生成する第２の工程と、
前記第１の工程で取得された符号語と前記第２の工程で生成された符号語とを排他的論理和演算する第３の工程とを具備することを特徴とする請求項５記載の誤り訂正処理方法。
【請求項７】
前記第１の工程は、全零の前記情報ビット列を奇数パリティ符号化することにより、前記検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語を得ることを特徴とする請求項６記載の誤り訂正処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、情報ビット列に誤り訂正用の符号化処理を施す誤り訂正処理装置及び誤り訂正処理方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えばハードディスクや光ディスク等の情報記録媒体に対して情報ビット列を記録再生する場合、記録時には、情報ビット列に誤り訂正用の符号化処理を施して記録し、再生時には、情報記録媒体から読み取った情報ビット列に、誤り訂正符号に基づく誤り訂正処理を施して元の情報ビット列を復元するようにしている。
【０００３】
ところで、記録する情報ビット列に施す誤り訂正用の符号化処理には、現在、ＬＤＰＣ（low density parity check）符号が多く採用されている。このＬＤＰＣ符号は、情報ビット列ｕに生成行列Ｇを乗算して得るもので、通常、検査行列Ｈと乗算して０となるｃを符号語として定義している。
【０００４】
すなわち、乗算結果が０になるということは、検査行列Ｈの各行が偶数パリティ方程式を構成していると考えることができる。そして、このような偶数パリティを満たす符号語ｃ（以下、偶数パリティＬＤＰＣ符号という）は、線形符号であって、その取り扱いが便利であることから、高速符号化のための種々の手法が開発されている。
【０００５】
一方、ＬＤＰＣ符号では、検査行列Ｈと乗算して１となる符号語ｃも定義可能である。この場合、検査行列Ｈの各行は、奇数パリティ方程式を構成していることになる。しかしながら、このような奇数パリティを満たす符号語ｃ（以下、奇数パリティＬＤＰＣ符号という）は、非線形符号であるため、偶数パリティＬＤＰＣ符号に比べて取り扱いが不便であることから、符号化のための開発が積極的に行なわれていないのが現状である。
【０００６】
特許文献１には、ＬＤＰＣ符号の生成行列を用いた演算で検査ビット列を求める検査ビット演算手段と、各検査ビットに対して３ビット中に１ビットの反転ビットを含む変換符号を割り当てる符号割り当て手段とを備え、各変換符号を情報語列に挿入して出力することが開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、入力汎用パリティチェック行列の列に対応するＮビットの集合の全パリティを表わす、３つの異なるビットの補助集合を形成し、補助集合Ｓのビットの２を法とする和をＸｓとした場合、Ｘｓ＝０が集合Ｓのビットの和が偶数であり、Ｘｓ＝１が集合Ｓのパリティが奇数であることが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−０７８６８７
【特許文献２】特開２００４−２７４７０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号化のために開発された種々の高速符号化アルゴリズムを適用して、情報ビット列の奇数パリティＬＤＰＣ符号への符号化処理を簡易な構成で迅速かつ容易に行なうことができるようにした誤り訂正処理装置及び誤り訂正処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る誤り訂正処理装置は、情報ビット列に対してＬＤＰＣ符号による誤り訂正用の符号化処理を施すものを対象としている。そして、検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語と、検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語とを排他的論理和演算する符号化手段を備えるようにしたものである。
【００１０】
また、この発明に係る誤り訂正処理方法は、情報ビット列に対してＬＤＰＣ符号による誤り訂正用の符号化処理を施す方法を対象としている。そして、検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語と、検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語とを排他的論理和演算するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記した発明によれば、検査行列と乗算して“１”となる奇数パリティを満たす１つの符号語と、検査行列と乗算して“０”となる偶数パリティを満たす符号語とを排他的論理和演算するようにしたので、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号化のために開発された種々の高速符号化アルゴリズムを適用して、情報ビット列の奇数パリティＬＤＰＣ符号への符号化処理を簡易な構成で迅速かつ容易に行なうことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明する情報記録再生装置であるＨＤＤ（hard disk drive）１１の概略を示している。すなわち、このＨＤＤ１１は、外部のホスト装置１２との間で情報の授受を行なうためのホストＩ／Ｆ（interface）１３を備えている。
【００１３】
ここで、上記ホスト装置１２は、例えばＰＣ（personal computer）等である。このホスト装置１２は、例えば所定のアプリケーションソフトウエアを実行する際に、ＨＤＤ１１を利用して情報の書き込み及び読み出しを実行するとともに、最終的に得られた情報の保存先としてもＨＤＤ１１を利用することができる。
【００１４】
この場合、ホスト装置１２は、ＨＤＤ１１に対して情報の書き込みや情報の読み出しを要求するコマンドを発生している。これらのコマンドは、ホストＩ／Ｆ１３を介して主制御部１４に供給され解析される。この主制御部１４は、ＣＰＵ（central processing unit）を内蔵し、ＨＤＤ１１が実行する各種の動作を統括的に制御している。
【００１５】
例えば、ホスト装置１２から書き込み要求コマンドが供給された場合、その書き込み要求コマンドは、ホストＩ／Ｆ１３を介して主制御部１４に供給され解析される。これにより、主制御部１４は、変調処理部１５及び符号化処理部１６を駆動するとともに、ディスクＩ／Ｆ１７を介してハードディスク１８を書き込み状態に制御する。
【００１６】
また、書き込むべき情報ビット列は、ホストＩ／Ｆ１３を介して変調処理部１５に供給される。この変調処理部１５は、入力された情報ビット列に対して、例えばランレングス変調処理のような、このＨＤＤ１１における記録再生系の要求に応じた形態の圧縮変調処理（例えばゼロが一定長以上続かないようにする変調処理）を施している。
【００１７】
この変調処理部１５で変調処理の施された情報ビット列は、符号化処理部１６に供給される。この符号化処理部１６は、詳細は後述するが、入力された情報ビット列に対して、ＬＤＰＣ符号による誤り訂正用の符号化処理を施している。この場合、符号化処理部１６は、奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号化を行なうように動作している。
【００１８】
そして、符号化処理部１６により誤り訂正用の符号化処理が施された情報ビット列は、ディスクＩ／Ｆ１７を介してハードディスク１８に書き込まれ、ここに、ホスト装置１２からの書き込み要求に基づいた、ハードディスク１８への情報ビット列の書き込み処理が実行される。
【００１９】
また、ホスト装置１２から読み出し要求コマンドが供給された場合、その読み出し要求コマンドは、ホストＩ／Ｆ１３を介して主制御部１４に供給され解析される。このため、主制御部１４は、復号化処理部１９及び復調処理部２０を駆動するとともに、ディスクＩ／Ｆ１７を介してハードディスク１８を読み出し状態に制御する。
【００２０】
そして、ハードディスク１８から読み出された、誤り訂正用の符号化処理が施された情報ビット列は、ディスクＩ／Ｆ１７を介して復号化処理部１９に供給される。この復号化処理部１９は、入力された情報ビット列に対して奇数パリティＬＤＰＣ符号に対応した誤り訂正処理を施している。
【００２１】
この復号化処理部１９により誤り訂正処理が施された情報ビット列は、復調処理部２０に供給される。この復調処理部２０は、入力された情報ビット列に対して施されている例えばランレングス変調処理のような圧縮変調に対して復調処理を施し、元の情報ビット列を復元している。
【００２２】
そして、この復調処理部２０によって復調処理が施された情報ビット列は、ホストＩ／Ｆ１３を介してホスト装置１２に出力され、ここに、ホスト装置１２からの読み出し要求に基づいた、ハードディスク１８からの情報ビット列の読み出し処理が実行されることになる。
【００２３】
ここで、上記した符号化処理部１６におけるＬＤＰＣ符号化処理について説明する。すなわち、ＬＤＰＣ符号による符号化は、情報ビット列ｕに生成行列Ｇを乗算して符号語ｃを生成するもので、
【数１】
2008140462.tif 000003
【００２４】
のように表わされる。
【００２５】
そして、通常、符号語ｃは、検査行列Ｈと乗算して０となるように、つまり、
【数２】
2008140462.tif 000004
【００２６】
と定義される。すなわち、乗算結果が０になるということは、検査行列Ｈの各行が偶数パリティ方程式を構成していると考えられる。そして、このような偶数パリティを満たす符号語ｃ（偶数パリティＬＤＰＣ符号）は、線形符号であるため取り扱いが便利であり、その高速符号化処理を実現するための種々の手法が開発されている。
【００２７】
一方、ＬＤＰＣ符号では、検査行列Ｈと乗算して１となる符号語ｃ、つまり、
【数３】
2008140462.tif 000005
【００２８】
も定義可能である。この場合、検査行列Ｈの各行は、奇数パリティ方程式を構成していることになる。ところで、このような奇数パリティを満たす符号語ｃ（奇数パリティＬＤＰＣ符号）は、非線形符号であるため、偶数パリティＬＤＰＣ符号に比べて符号化処理が困難になる。
【００２９】
そこで、この実施の形態では、以下のようにして、奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号化を実現するようにしている。まず、
【数４】
2008140462.tif 000006
【００３０】
を満足するような符号語ｃ１を見つけ出す。
【００３１】
また、上記（３）式は、
【数５】
2008140462.tif 000007
【００３２】
のように変形することができる。
【００３３】
上記（５）式において、符号語ｃ及びｃ１は、いずれも奇数パリティを満たす符号語であり、それらの差ｃ−ｃ１が、上記（２）式に示した偶数パリティを満たす符号語ｃに一致していることを意味している。
【００３４】
このため、上記（１）式に示したＬＤＰＣ符号の符号化式において、符号語ｃが偶数パリティを満たすものであるとすると、その符号語ｃは、奇数パリティを満たす符号語ｃ及びｃ１の差ｃ−ｃ１として表わすことができる。
【００３５】
つまり、偶数パリティを満たす符号語ｃをｃ（偶数）、奇数パリティを満たす符号語ｃ及びｃ１をそれぞれｃ（奇数）及びｃ１（奇数）と表わすとすると、偶数パリティＬＤＰＣ符号を生成する上記（１）式は、
【数６】
2008140462.tif 000008
【００３６】
と変形され、
【数７】
2008140462.tif 000009
【００３７】
と表わされる。
【００３８】
これにより、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃに、１つの既知の奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ１を加算する、つまり、排他的論理和演算するという非常に簡易な手法によって、容易に奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃを得ることが可能となることがわかる。
【００３９】
また、上記の手法では、通常の偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃを生成するため、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号化のために開発された種々の高速符号化アルゴリズムをそのまま適用することが可能となり、ユーザにとっての取り扱いの自由度を大幅に高めることができる。
【００４０】
図２は、上記したＬＤＰＣ符号化処理を実現するための符号化処理部１６の構成を示している。すなわち、前記変調処理部１５から出力された情報ビット列は、入力端子２１を介して奇数パリティ符号化処理部２２及び偶数パリティ符号化処理部２３にそれぞれ供給される。
【００４１】
このうち、この奇数パリティ符号化処理部２２は、入力された情報ビット列に対して奇数パリティを用いたＬＤＰＣ符号化処理を施し、１つの奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ１を見つけ出して取得するものである。
【００４２】
また、上記偶数パリティ符号化処理部２３は、入力された情報ビット列に対して偶数パリティを用いたＬＤＰＣ符号化処理を施し、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ（＝ｕ・Ｇ）を生成している。
【００４３】
そして、上記偶数パリティ符号化処理部２３で生成された偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ（＝ｕ・Ｇ）に、加算部２４により、奇数パリティ符号化処理部２２で見つけ出された奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ１を排他的論理和演算して、奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃを生成し、出力端子２５を介して前記ディスクＩ／Ｆ１７に出力している。
【００４４】
図３は、上記した符号化処理部１６におけるＬＤＰＣ符号化処理動作をまとめたフローチャートを示している。すなわち、処理が開始（ステップＳ１）されると、符号化処理部１６は、ステップＳ２で、上記奇数パリティ符号化処理部２２により１つの奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ１を見つけ出させる。
【００４５】
そして、符号化処理部１６は、ステップＳ３で、上記偶数パリティ符号化処理部２３により、入力情報ビット列から偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃを生成させた後、ステップＳ４で、加算部２４により、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃに奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ１を排他的論理和演算させて、処理を終了（ステップＳ５）する。
【００４６】
ここで、上記（３）式を満たす符号語ｃ１の見つけ方について説明する。この符号語ｃ１については、例えば、検査行列Ｈに対して、ガウス消去法を用いて下三角行列化した後、最下行から順に奇数パリティを満たすようにパリティビットを特定することにより見つけることができる。
【００４７】
そして、この見つけ方を採用すれば、任意の情報ビット列を奇数パリティＬＤＰＣ符号に符号化することは可能になるが、パリティビットを逐次的に求めていくために多大な時間を要することになる。
【００４８】
これに対し、上記した偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃに奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃ１を排他的論理和演算して奇数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃを得る手法では、通常の偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号語ｃを生成するため、偶数パリティＬＤＰＣ符号の符号化のために開発された種々の高速符号化アルゴリズムをそのまま適用することが可能となり、符号化処理の高速化を図ることができる。
【００４９】
また、上記（３）式を満たす符号語ｃ１は、全零の情報ビット列を奇数パリティ符号化することによって求めれば、排他的論理和演算を行なう部分がパリティ部にのみ発生するため、組織符号化が可能となるとともに、排他的論理和演算を行なうための演算素子の数も少なくすることができる。
【００５０】
そして、上記した実施の形態に示した手法で得られた奇数パリティＬＤＰＣ符号は、基本的に、通常の偶数パリティＬＤＰＣ符号と同等の誤り訂正能力を持つ上に、パリティ方程式を構成する各ビットのうち、少なくとも１つには“１”が立っていることが保証されるため、ラン長制限符号等との組み合わせも容易にできるようになる。
【００５１】
なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の実施の形態を示すもので、ＨＤＤの概略を説明するために示すブロック構成図。
【図２】同実施の形態におけるＨＤＤに内蔵された符号化処理部の一例を説明するために示すブロック構成図。
【図３】同実施の形態における符号化処理部の処理動作の一例を説明するために示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５３】
１１…ＨＤＤ、１２…ホスト装置、１３…ホストＩ／Ｆ、１４…主制御部、１５…変調処理部、１６…符号化処理部、１７…ディスクＩ／Ｆ、１８…ハードディスク、１９…復号化処理部、２０…復調処理部、２１…入力端子、２２…奇数パリティ符号化処理部、２３…偶数パリティ符号化処理部、２４…加算部、２５…出力端子。
【図１】
2008140462.tif 000010
【図２】
2008140462.tif 000011
【図３】
2008140462.tif 000012