(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記トレリス符号語を、NRZI変調する変調手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記データ語は、１６ビットであり、前記トレリス符号語は、２０ビットである
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項３】
前記生成手段により生成される前記トレリス符号語は、前記トレリス符号語の、先頭符号から４つ以下のゼロが連続し、前記トレリス符号語の途中において、６つ以下のゼロが連続し、かつ、前記トレリス符号語の最終符号まで、３つ以下のゼロが連続する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項４】
少なくとも１個以上の前記データ語に、１つの前記トレリス符号語が割り当てられる
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項５】
前記生成手段は、トレリス削除法により、前記準破滅的符号系列を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項６】
前記生成手段により生成された前記トレリス符号語の始点の状態および終点の状態の、直流累積電荷が、−２あるいは＋２の範囲であり、交流累積電荷が、０である
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項７】
前記直流累積電荷の最大値と最小値の差が１０以上で、かつ、前記交流累積電荷の最大値と最小値の差が８以上である
ことを特徴とする請求項６に記載の符号化装置。
【請求項８】
前記直流累積電荷の最大値と最小値の差が１０で、かつ、前記交流累積電荷の最大値と最小値の差が８である
ことを特徴とする請求項６に記載の符号化装置。
【請求項９】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理で生成された前記トレリス符号語を、NRZI変調する変調ステップと
を含むことを特徴とする符号化方法。
【請求項１０】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理で生成された前記トレリス符号語を、NRZI変調する変調ステップと
を含むことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項１１】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出により前記トレリス符号語を検出する検出手段と、
検出された前記トレリス符号語の最終符号を参照せずに前記トレリス符号語を前記データ語に復号する復号手段と
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項１２】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出により前記トレリス符号語を検出する検出ステップと、
検出された前記トレリス符号語の最終符号を参照せずに前記トレリス符号語を前記データ語に復号する復号ステップと
を含むことを特徴とする復号方法。
【請求項１３】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出により前記トレリス符号語を検出する検出ステップと、
検出された前記トレリス符号語の最終符号を参照せずに前記トレリス符号語を前記データ語に復号する復号ステップと
を含むことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項１４】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語であって、有限状態遷移図に基づいて、始点の状態を複数の状態とすることができるトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出により前記トレリス符号語を検出する検出手段と、
検出された前記トレリス符号語が、前記始点の状態を複数の状態とすることができない場合、前記トレリス符号語の先頭符号を参照せずに前記トレリス符号語を前記データ語に復号する復号手段と
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項１５】
前記復号手段は、前記有限状態遷移図に基づいて、検出された前記トレリス符号語が前記始点の状態を複数の状態とすることができる重複符号語であるか否かを判定し、前記重複符号語でないと判定した場合、前記先頭符号を推定し、推定した前記先頭符号と、検出された前記トレリス符号語から前記先頭符号を除いた符号とに基づいて復号する
ことを特徴とする請求項１４に記載の復号装置。
【請求項１６】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語であって、有限状態遷移図に基づいて、始点の状態を複数の状態とすることができるトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出により前記トレリス符号語を検出する検出ステップと、
検出された前記トレリス符号語が、前記始点の状態を複数の状態とすることができない場合、前記トレリス符号語の先頭符号を参照せずに前記トレリス符号語を前記データ語に復号する復号ステップと
を含むことを特徴とする復号方法。
【請求項１７】
入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語であって、有限状態遷移図に基づいて、始点の状態を複数の状態とすることができるトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出により前記トレリス符号語を検出する検出ステップと、
検出された前記トレリス符号語が、前記始点の状態を複数の状態とすることができない場合、前記トレリス符号語の先頭符号を参照せずに前記トレリス符号語を前記データ語に復号する復号ステップと
を含むことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項１８】
ｍビットのデータ語が符号化されたｎビットのトレリス符号語であって、前記データ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語がNRZI変調されて連続的に記録されている
ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号化装置および方法、復号装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、簡単な構成で、符号化処理および復号処理を実行することができるようにした符号化装置および方法、復号装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の記録再生装置１の構成例を示している。なお、この記録再生装置１においては、特願平10-207372により開示されている、AIT2(Advanced Intelligent Tape System 2)テープストリーマシステム（ソニー社製テープストリーマドライブシステム）において実用化されている、符号化率が１６／２０のトレリス符号化処理が行われる。
【０００３】
符号化器１１には、メディア２に記録される、例えば、ビデオデータやオーディオデータが、ｍ（＝１６）ビット単位で入力される。符号化器１１は、入力された１６ビットのデータ語を、符号長ｎ（＝２０）ビットの符号語に変換（符号化）し、D/A変換器１２に出力する。D/A変換器１２は、符号化器１１から入力される符号語を、NRZ(non-return to zero) 変調して（符号語がそのまま記録（転送）波形に対応する変調をして）、記録矩形波に変換した後、記録再生器１３に出力する。
【０００４】
記録再生器１３は、磁気ヘッドまたは光ピックアップ等で構成されており、D/A変換器１２から入力された記録矩形波を、メディア２上に記録させる。記録再生器１３はまた、メディア２上に記録されている信号を再生し、再生した信号（再生波）を、アナログ等化器１４に出力する。
【０００５】
アナログ等化器１４は、記録再生器１３から入力された再生波を、所定の目標等化特性に等化した後、その等化波を、A/D変換器１５に出力する。A/D変換器１５は、アナログ等化器１４から入力された等化波を、デジタル信号に変換し、符号検出器１６に出力する。なお、アナログ等化器１４による等化が十分でないと想定される場合、A/D変換器１５と符号検出器１６との間にデジタル等化器を設けるようにすることもできる。
【０００６】
符号検出部１６は、最尤検出器により構成され、A/D変換器１５から入力された等化信号から、尤度を算出し、その算出結果（最尤）に基づいて、２０ビットの符号語を検出し、復号器１７に出力する。
【０００７】
なお、この例の場合、出力データの誤り訂正器（ECC(error correcting code)）は、省略されている。
【０００８】
復号器１７は、符号検出器１６から入力された２０ビットの符号語を、１６ビットのデータ語に復号し、外部に出力する。
【０００９】
図２は、符号化器１１の構成例を示している。符号化回路２１は、入力される１６ビットのデータ語を、符号長２０ビットの符号語に変換し、状態検出回路２２および符号語変換回路２５に出力する。なお、この例の場合、ここで、符号化回路２１において変換された符号語は、下記に示す第１乃至第７の７つの制約を満たす、符号系列の累積直流電荷（RDS（running digital sum））と累積交流電荷（ADS（alternating digital sum）を取るようになされている。
【００１０】
第１の制約は、「ADSが、０乃至１０の範囲であり、すなわちRDSの振幅（DSV(digital sum variation)）が１０であり、かつ、ADSが、０乃至１０の範囲であり、すなわちADSの振幅値（ADSV(alternating digital sum variation) ）が１０であること」である。
【００１１】
第２の制約は、「図３の有限状態遷移図（後述）において、始点の状態および終点の状態は、状態（３，３）、状態（３，７）、状態（７，３）、および状態（７，７）でなければならない」である。なお、図３の有限状態遷移図において、各状態は、状態（ADS，RDS）と示される。
【００１２】
第３の制約は、「（１）時刻０にADSが３である状態からスタートしたパスは、時刻７にADSが０である状態およびADSが２である状態を通過してはならない。
（２）時刻０にADSが７である状態からスタートしたパスは、時刻７にADSが８である状態およびADSが１０である状態を通過してはならない。」である。
【００１３】
第４の制約は、「（１）時刻０にRDSが３である状態からスタートしたパスは、
（ａ）時刻３にRDSが０である状態を通過しない、
（ｂ）時刻７にRDSが１０である状態を通過しない、
（ｃ）時刻５におけるRDSが０である状態から、RDSが１ずつ増加して、時刻１５におけるRDSが１０である状態に遷移しない、
（ｄ）時刻７におけるRDSが０である状態から、RDSが１ずつ増加して、時刻１７におけるRDSが１０である状態に遷移しない
の４つを満足しなければならない。
【００１４】
（２）時刻０にRDSが７である状態からスタートしたパスは、
（ａ）時刻３にRDSが１０である状態を通過しない、
（ｂ）時刻７にRDSが０である状態を通過しない、
（ｃ）時刻５におけるRDSが１０である状態から、RDSが１ずつ減少して、時刻１５におけるRDSが０である状態に遷移しない、
（ｄ）時刻７におけるRDSが１０である状態から、RDSが１ずつ減少して、時刻１７におけるRDSが０である状態に遷移しない
の４つを満足しなければならない。」である。
【００１５】
第５の制約は、「（１）符号化回路２１で符号化される符号の始点が状態（３，３）である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、時刻６でのADSが３かつ時刻７でのADSが４かつ時刻８でのADSが３であるパスは、いずれの時刻にもRDSが７になってはならない。
【００１６】
（２）符号化回路２１で符号化される符号の始点が状態（３，７）である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、時刻６でのADSが３かつ時刻７でのADSが４かつ時刻８でのADSが３であるパスは、いずれの時刻にもRDSが３になってはならない。
【００１７】
（３）符号化回路２１で符号化される符号の始点が状態（７，３）である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、時刻６でのADSが７かつ時刻７でのADSが６かつ時刻８でのADSが７であるパスは、いずれの時刻にもRDSが７になってはならない。
【００１８】
（４）符号化回路２１で符号化される符号の始点が状態（７，７）である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、時刻６でのADSが７かつ時刻７でのADSが６かつ時刻８でのADSが７であるパスは、いずれの時刻にもRDSが３になってはならない。」である。
【００１９】
第６の制約は、「（１）符号化回路２１で符号化される符号の始点のRDSが３である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、時刻３でのRDSが６であるパスは、いずれかの時刻にRDSが７とならなければならない。
【００２０】
（２）符号化回路２１で符号化される符号の始点のRDSが７である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスのうち、時刻３でのRDSが４であるパスは、いずれかの時刻にRDSが３とならなければならない。」である。
【００２１】
そして第７の制約は、「（１）符号化回路２１で符号化される符号の始点のRDSが３である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスは、
（ａ）時刻２でのRDSが１かつ時刻３でのRDSが２かつ時刻４でのRDSが１かついずれかの時刻にRDSが７以上とならない、
（ｂ）時刻４でのRDSが１かつ時刻５でのRDSが２かつ時刻６でのRDSが１かつ時刻１４でのRDSが９かつ時刻１５でのRDSが８かつ時刻１６でのRDSが９にならない、
（ｃ）時刻６でのRDSが１かつ時刻７でのRDSが２かつ時刻８でのRDSが１かつ時刻１６でのRDSが９かつ時刻１７でのRDSが８かつ時刻１８でのRDSが９にならない、
（ｄ）時刻６でのRDSが９かつ時刻７でのRDSが８かつ時刻８でのRDSが９にならない
を満足しなければならない。
【００２２】
（２）符号化回路２１で符号化される符号の始点のRDSが７である場合、時刻０にこの状態からスタートしたパスは、
（ａ）時刻２でのRDSが９かつ時刻３でのRDSが８かつ時刻４でのRDSが９かついずれかの時刻にRDSが３以下とならない、
（ｂ）時刻４でのRDSが９かつ時刻５でのRDSが８かつ時刻６でのRDSが９かつ時刻１４でのRDSが１かつ時刻１５でのRDSが２かつ時刻１６でのRDSが１にならない、
（ｃ）時刻６でのRDSが９かつ時刻７でのRDSが８かつ時刻８でのRDSが９かつ時刻１６でのRDSが１かつ時刻１７でのRDSが２かつ時刻１８でのRDSが１にならない、
（ｄ）時刻６でのRDSが１かつ時刻７でのRDSが２かつ時刻８でのRDSが１にならない
を満足しなければならない。」である。
【００２３】
以上のように、RDSおよびADSが制約されている。
【００２４】
次に、上述した７つの制約のうち、第１の制約、第３の制約、および第４の制約について説明する。
【００２５】
はじめに、第１の制約について説明する。近年、各種記録再生装置や通信装置において、デジタル伝送信号の符号誤り率を低減させるための有効な手法の１つとして、トレリス符号化変調の研究開発が行われている。このトレリス符号化変調は、図１の符号化器１１における符号化規則を、符号検出器１６における尤度計算に利用して、最尤を検出する方法である。この方法により、最尤検出が行われることより、最小ユークリッド距離が上昇し、符号誤り率が低減する。
【００２６】
トレリス符号化変調に用いられる符号の１つとして、RDSのDSVおよびADSのADSVの両方を有限値に制約し、周波数軸上の符号スペクトルのヌルポイントと等化信号スペクトルのヌルポイントが一致するMSN（matched spectral null）符号が知られている。
【００２７】
このMSN符号には、例えば、DSVを一定の値以下に制御し、すなわち、DSVを有限化して、符号スペクトルの直流成分をヌルとすることにより（直流成分を除去することより）、（１＋Ｄ）（Ｄは、周波数軸上で１ビット分の遅延を表す遅延演算子）の等化特性を有するダイコードチャネル等化が適用される。
【００２８】
また、ADSVを一定の値以下に制御し、すなわち、ADSVを有限化し、符号スペクトルのナイキスト周波数成分をヌルとすることにより（ナイキスト周波数成分を除去することより）、（１＋Ｄ）の等化特性を有する、デュオバイナルチャネル、すなわちPR1(partial response class-I) チャネル（以下、PR1等化と称する）または（１＋Ｄ）2 の等化特性をもつPR２(partial response class-II) チャネル（以下、PR2等化と称する）が、MSN符号に適用される。
【００２９】
また、符号を１ビット毎にインタリーブし、その符号に、符号スペクトルの直流成分およびナイキスト周波数成分の両方にヌルを持たせるようにすることより、（１−Ｄ）（１＋Ｄ）の等化特性を有するPR4(partial response class-IV) チャネル（以下、PR4等化と称する）が、MSN符号に適用される。なお、PR１、PR2、またはPR4のようなパーシャルレスポンス方式のクラス分類は、Kretzmer によるものであり、その内容は、論文 [3] E.R.Kretzmer, "Generalization of a Technique for Binary Data Communication," IEEE Trans. on com. Tech., pp.67-68, Feb. 1966. に示されている。
【００３０】
ところで、PR1等化またはPR２等化など、その等化特性が（１＋Ｄ）x（xは、自然数）の多項式で示される等化チャネルは、PR4等化またはEPR4(extended PR4) 等化など、その等化特性が（１−Ｄ）（１＋Ｄ）x の多項式で示される等化チャネルに比べ、信号スペクトルの高域抑圧効果が大きく、そのことより、トラック幅が同一である場合、より高い線記録密度が得られる。
【００３１】
PR1等化およびPR２等化についてさらに説明を進めると、上述したように、PR１等化またはPR2等化においては、符号スペクトルのナイキスト周波数が除去されているが、実際にこれらを利用する場合、PR1等化およびPR2等化には、等化信号スペクトルの直流成分が存在することから、符号スペクトルの直流成分も除去する必要がある。
【００３２】
等化信号スペクトルの直流成分が存在する等化チャネル（PR１等化およびPR2等化）と、符号スペクトルの直流成分が除去されていない記録信号とが組み合わされて用いられると、例えば、記録再生装置１が磁気記録再生系の装置である場合（メディア２が、例えば、磁気ディスクや磁気テープである場合）、直流成分が伝達されないにもかかわらず、等化信号スペクトルが直流成分を必要とするため、アナログ等化器１４におけるアナログ等化処理において、直流成分付近での雑音増幅が非常に大きなり、その結果、信号対雑音比が著しく劣化する。また、記録再生装置１が光記録再生系の装置である場合（メディア２が、例えば、光ディスクや光磁気ディスクである場合）、直流成分は伝達されるが、記録符号が符号スペクトルの直流成分が除去されていないことより、再生信号の低周波数成分が変動し、基準レベルがふらつき、その結果、位相同期回路PLL(Phase Locked Loop)が誤動作したり、また、サーボ信号が正確に出力されなくなる。
【００３３】
このような理由から、PR１等化またはPR2等化をMSN符号に適用する場合、符号スペクトルの直流成分（記録符号の直流成分）を遮断（除去）する必要がある。すなわち、直流成分およびナイキスト周波数成分が除去された符号（以下、DC／ナイキストフリー符号と称する）を用いる必要がある。
【００３４】
符号スペクトルの直流成分およびナイキスト周波数成分を共にヌルにする（除去する）方法は、（１）DSVを有限とする有限状態遷移図に基づいて符号語を生成し、生成した符号語を、１ビット毎にインターリーブする方法と、（２）DSVとADSVの両方を有限とする有限状態遷移図に基づいて符号語を生成する方法とがあるが、（１）の方法は、インターリーブ後のDSVが、インタリーブ前のDSVの２倍となり、またインタリーブ後のADSVも、インタリーブ前のDSVの２倍となり、例えば、符号を連続的に観測して符号を検出するPR1等化の場合は、符号を１ビットおきに観測して符号を検出するPR4等化の場合に比べ、その符号検出時の状態数が２倍となる。
【００３５】
（２）の方法は、符号を連続的に観測したDSVやADSVの値を、容易に、小さく制限することができる。そこで、この例の場合、（２）の方法が採用され、第１の制約により、RDSを、０乃至１０の範囲内として、DSVを１０（有限）とし、かつ、ADSを、０乃至１０の範囲内として、ADSVを１０（有限）にした、図３の有限状態遷移図に基づいて符号が生成されるようになされている。すなわち、第１の制限が設けられることより、符号語から、符号スペクトルの直流成分およびナイキスト周波数成分が除去される。
【００３６】
図３の有限状態遷移図はまた、５７個の状態が存在し、その状態から出力される”０” または”１”は、D/A変換器１２において、符号語がNRZ変調されることより、NRZ符号出力を示している。すなわち、この有限状態遷移図は、NRZ変調をを前提として構成されている。
【００３７】
また、この有限状態遷移図において、各状態でのRDSおよびADSそれぞれは、RDSとADSの差が、偶数（０を含む）（RDSとADSが、共に偶数かまたは奇数）となるようになされている。なお、RDSとADSの差が奇数になるようにしても、有限状態遷移図を描くことができるが、この場合、その有限状態遷移図に基づく符号化処理は、生成できる符号語数が、図３の有限状態遷移図に基づく符号化処理における場合に比べ、通常、少ないことが多いため用いられない。
【００３８】
また、図３の有限状態遷移図におけるShannon capacityは、0.8962である。Shannon capacity とは、ある有限状態遷移図の制約条件を満たす符号において達成される、符号変換効率の理論上の最大値である。
【００３９】
なお、図３の有限状態遷移図のように、DSVとADSVの両方が有限とされ、NRZ変調を前提とした有限状態遷移図の構成法に関しては、例えば、論文 [4] L. J. Fredrickson, "On the Shannon Capacity of DC- and Nyquist-Free Codes," IEEE Trans. on Info. Theory, Vol.37, No.3, May 1991. 等に開示されている。
【００４０】
次に、第３の制約について説明する。MSN符号を利用するためには、さらに符号検出器１６における最尤検出時に推定信号の確定ができない可能性のある符号系列、すなわち準破滅的符号系列（以下、QCS（quasi-catastrophic sequence）と称する）を、その符号系列の中から予め全て除去しておく必要がある。MSN符号においてQCSを除去するための有効な手法の一つとして、時変トレリス（time-varying trellis）法があり、この時変トレリス法には、トレリス削除法（pruned trellis）、状態並べ替え法（state permutation）、セットパーティショニング法（set-patitioning）等、幾つかの方法がある。この例の場合、セットパーティショニング法が適用される。
【００４１】
セットパーティショニング法によれば、第２の制約で示した、状態（３，３）、状態（３，７）、状態（７，３）、および状態（７，７）のいずれかを始点とする符号のうち、ADSが３の状態を始点とする符号語は、いずれか１つの時刻にADSが３以下にならず、ADSが７の状態を始点とする符号語は、同じいずれか１つの時刻にADSが７以上にならないようにする必要があり、この例の場合、このような制限を受ける時刻を、時刻７とした。すなわち、第３の制限が設けられることより、、セットパーティショニング法によってQCSが除去される。なお、各種時変トレリス法の具体的内容は、たとえば、論文 [1] L. Fredrickson, et al., "Improved trellis- coding for partial-response channels," IEEE Trans. on Magn., vol.31, No.2, pp.1141-1148, Mar.1995 に開示されている。また本発明者も、新しいトレリス削除法による QCS 除去方法を既に考案しており、その詳細は論文 [2]  M. Noda, "High-Rate Matched Spectral Null Code," IEEE Trans. on Magn., Vol. 34, No. 4, pp. 1946- 1948, 1998. （あるいは特願平09-347649）に開示されている。
【００４２】
また、トレリス線図（後述）においては、最小ユークリッド距離を累積する最大ビット長（以下、TD(trancation depth)と称する）は、符号検出器１６において必要とされるパスメモリーの最小長さを示す。QCSが全て除去された符号に対応するトレリス線図におけるTDは、有限となるので、符号検出器１６は、その分のパスメモリーを有することになるが、QCSが全て除去されない場合、そのトレリス線図におけるTDは、無限大となり、符号検出器１６は無限大のパスメモリが必要となる。つまり、このような符号検出器１６は存在しないので、トレリス符号においては、QCSが必ず除去されている必要がある。
【００４３】
また、TDが有限とされる場合であっても、符号検出器１６がその分のパスメモリーを有する必要があることから、符号検出器１６の構成を簡単にするためには、TDは短い方がよいとされる。
【００４４】
例えば、QCSが除去されていない符号に対して有限長のパスメモリを有する符号検出器が用いられたり、または、QCSが除去された符号であっても、TDより短いパスメモリを有する符号検出器が用いられた場合、符号検出後のエラーレートが劣化する。
【００４５】
次に、第４の制約について説明する。図３の有限状態遷移図において、同一ビットが最も長く連続するのは、RDSが１ずつ増加し、RDSの最小値からRDSの最大値に遷移する場合と、RDSが１ずつ減少し、RDSの最大値からRDSの最小値に遷移する場合である。すなわち、同一ビットが最も長く連続する長さ（以下、最大連続長Ｔmaxと称する）は、１０T（T＝クロック時間間隔）となる。
【００４６】
最大連続長Tmaxが大きいと、例えば、磁気記録再生における重ね書き（オーバーライト）時の消去率が低下し、オーバーライト雑音が増大して、等化信号の信号対雑音比が劣化したり、またアジマス記録時に、隣接トラックからのクロストークが大きくなり、データが適切に再生されなくなる。またPLLにおいて、同期をとるための情報（位相誤差情報）が減少し、誤動作しやすくなる。このような理由により、最大連続長Ｔmaxは、短い方が良いとされる。
【００４７】
そこで、図３の有限状態遷移図において、RDSが０である状態を出発して１０回の状態遷移で、RDSが１０である状態に到達することを禁止するとともに、RDSが１０である状態を出発して１０回の状態遷移で、RDSが０である状態に到達することを禁止することより、最大連続長Tmax が10T となる可能性のある符号語が全て除去され、最大連続長Ｔmaxが９Tとなる。すなわち、第４の制約が設けられることより、最大連続長Tmaxが１０Tとなる符号語が全て除去されて、最大連続長Tmaxが、９Tとなる。
【００４８】
図２に戻り、状態検出回路２２は、符号化回路２１から入力された符号語の終点の状態を検出し、今回符号化される符号語の終点の仮状態として終点状態修正回路２３に出力する。状態検出回路２２はまた、入力された符号語の型を検出し、検出した符号語の型を示す符号語型パリティを符号語変換回路２５に出力する。
【００４９】
終点状態修正回路２３は、入力される状態検出回路２２からの状態（終点の仮状態）と、レジスタ２４に格納されている、符号語変換回路２５から今回出力される符号語の始点の状態（符号語変換回路２５から前回出力された符号語の終点の状態）に基づいて、符号語変換回路２５から今回出力される符号語の終点の状態を演算し、レジスタ２４に出力する。
【００５０】
符号語変換回路２５には、符号化回路２１から出力される符号語、状態検出回路２２から出力される符号語型パリティ、およびレジスタ２４から出力される状態が入力される。符号語変換回路２５は、符号化回路２１から入力される符号語を、状態検出回路２２から入力される符号語型パリティに示される符号語の型に基づいて、レジスタ２４からの状態を始点とする符号語に変換する。
【００５１】
次に、符号化器２１における符号化処理の概要を説明する。図３の有限状態遷移図において、第２の制約を満たす符号語は、124416個存在する。そのうち、始点の状態を状態（７，３）とし、第３の制限（この場合、（２））を満たす符号語は、82944個存在し、また始点の状態を状態（３，７）とし、第３の制限（この場合、（１））を満たす符号語も、82944個存在するが、これらの符号語は、互いに全反転符号関係にある。すなわち、一方の符号語の”０”を”１”に、また”１”を”０”に変換する（以下、全反転操作と称する）と他方の符号語になる。
【００５２】
また第２の制約を満たす符号語（124416個の符号語）のうち、始点の状態を状態（７，７）とし、第３の制約（この場合、（２））を満たす符号語は、88992個存在し、始点の状態を状態（３，３）とし、第３の制約（この場合、（１））を満たす符号語も、88992個存在するが、これらも互に全反転符号関係にある。
【００５３】
そのため、例えば、始点の状態を状態（７，３）に固定して符号化した符号語を、始点の状態を状態（３，７）とする符号語に変換することは、全反転操作により、容易に行われる。同様に、始点の状態を状態（７，７）に固定して符号化した符号語を、始点の状態を状態（３，３）とする符号語に変換することも、容易に行われる。
【００５４】
しかしながら、図３の有限状態遷移図において、始点の状態を状態（７，３）とし、第３の制約を満たす符号語と、始点の状態を状態（７，７）とし、第３の制約を満たす符号語は、互いに全反転符号関係にない。同様に、始点の状態を状態（３，３）とし、第３の制約を満たす符号語と、始点の状態を状態（３，７）とし、第３の制約を満たす符号語も、全反転符号関係にはない。
【００５５】
そのため、始点の状態を状態（７，３）に固定して符号化した符号語を、始点の状態を状態（７，７）とする符号語に変換すること、また始点の状態を状態（３，３）に固定して符号化した符号語を、始点の状態を状態（３，７）とする符号語に変換することは、容易ではない。そこで、この例の場合、２ビット単位での部分反転を行うことより、第２の制約を満たす124416個の符号語のうち、全ての始点の状態に対応できる、70773 個が符号語とされる。
【００５６】
また、第４の制約により、これらの符号語（70773個の符号語）のうちから、最大連続長Tmax が10T となる可能性のある符号語が全て除去され、結局、残った符号語から、任意の65536（＝２16）個の符号語がさらに選択され、データ語に割り当てられる。
【００５７】
以上のようにして、符号化処理が行われる。
【００５８】
図４は、復号器１７の構成例を示している。状態検出回路３１には、符号検出器１６により検出された２０ビットの符号語が入力される。状態検出回路３１は、入力された符号語から、その符号語の始点の状態（RDSおよびADSの合計２ビット）を検出し、今回復号される符号語の始点の仮状態として、符号修正回路３２に出力する。状態検出回路３１はまた、入力された符号語からその型を検出し、検出した型を示す符号語型パリティを、符号語修正回路３２に出力する。
【００５９】
符号語修正回路３２には、状態検出回路３１から、始点の仮状態および符号語型パリティが入力される他、符号検出器１６から、符号語が直接入力される。符号語修正回路３２は、状態検出回路３１から入力された始点の仮状態および符号語型パリティに示される符号語の型に基づいて、符号検出器１６から入力された符号語を修正し、復号回路３３に出力する。復号回路３３は、符号修正回路３２から入力された符号語を復号し、１６ビットのデータ語を生成し、外部の装置に出力する。
【００６０】
図５は、PR1等化を適用したMSN符号を検出する場合に用いられるADSトレリス線図を示している。このADSトレリス線図においては、最小自乗ユークリッド距離が４であり、選択され得る状態の最大の数が１４個となっている。なお、図５中、四角形の印は、各状態を示し、その四角形の印に付されている白色および黒色は、記録符号の各状態における極性（正負）を表している。
【００６１】
この例の場合、符号の始点の状態または終点の状態は、セットパーティショニング法に対応して選択され、このトレリス線図の条件を満たす符号語においては、QCSが全て除去されている。つまり、最小ユークリッド距離を累積するまでの最大ビット長を示すTDは、有限値であり、この場合、３３ビットである。つまり、符号検出器１６が必要とするパスメモリの最小ビット数は33 ビットである。
【００６２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、記録再生装置１において、符号化処理および復号処理が行われるが、例えば、符号化処理において、上述したように、最大連続長Ｔmaxは、９Tであり、比較的大きく、PLLが不安定になったり、等化信号の信号対雑音比が劣化したり、またはアジマス記録時に、隣接トラックからのクロストークが大きくなる課題があった。
【００６３】
また、復号処理においても、図５のADSナイキスト線図における、取り得る状態の最大数は、１４個と多く、例えば、さらに高密度記録のためには、その数を少なくする必要がある課題があった。
【００６４】
さらに、TDも、図５のADSトレリス線図によれば、３３ビットであり、パスメモリも３３ビット以上必要となり、また、選択され得る状態の最大の数が１４個と大きい。そのため、装置（符号検出器１６）が大型化し、消費電力が大きくなる課題があった。
【００６５】
以下に、コンシューマー用のデジタルオーディオシステム規格の一つであるDAT(digital audio tape recoder)若しくはテープストリーマー規格の一つであるDDS（digital data storage system）、またはAIT1 等において実用化されている、通常のDC フリー符号（直流成分が除去されている符号）の８／１０の符号の場合と、この例における１６／２０の符号（AIT2において実用化されている１６／２０のMSN符号）の場合における特性をいくつか示す。
【００６６】
符号化率      Tmax   最大状態数  "01"/"10"連続数  TD    検出器利得
８／１０        4T         2        14            14      +3 dB
１６／２０      9T        14         9            33      +6 dB
検出器利得は、ビットバイビット検出時の利得を０dBとした場合の符号検出器１６における白色雑音に対する理論上の利得を示している。
【００６７】
また、"01"/"10"連続数は、NRZ符号における”０１”または”１０”が連続する最大数であり、この数が大きいと、PR1等化、PR2等化、またはPR4等化等の、伝達関数のナイキスト周波数成分がヌルとなるパーシャルレスポンス等化方式が適用された場合、等化信号において”０”が長く連続し、PLLが不安定となったり、また、パスが確定するまでに時間がかかるなどの問題が発生する。すなわち、この場合、最大状態数Tmax だけでなく "01"/"10"連続数も短い方がよい。しかしながら、ADSを有限とし、符号スペクトルのナイキスト周波数成分をヌルとしたMSN符号においては、"01"/"10"連続数は、（ADSV−１）以下の数となるので、特に問題はない。
【００６８】
また、復号時に符号検出の誤りを訂正すれば、復号時のデータ誤り率を改善することができるが、このような誤り訂正を実行する装置等が開示されておらず、そのような誤り訂正を実行することができない課題があった。
【００６９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、高い記録密度で信号を記録したり、復号時のデータ誤り率を改善することができるようにするものである。
【００７０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の符号化装置は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語を生成する生成手段と、生成手段により生成されたトレリス符号語を、NRZI変調する変調手段とを備えることを特徴とする。
【００７１】
データ語を、１６ビットに、トレリス符号語を、２０ビットにすることができる。
【００７２】
トレリス符号語の、先頭符号から４つ以下のゼロが連続し、トレリス符号語の途中において、６つ以下のゼロが連続し、そして、トレリス符号語の最終符号まで、３つ以下のゼロが連続するようにすることができる。
【００７３】
少なくとも１個以上のデータ語に、１つのトレリス符号語を割り当てることができる。
【００７４】
生成手段は、トレリス削除法により、準破滅的符号系列を除去することができる。
【００７５】
生成手段により生成されたトレリス符号語の始点の状態および終点の状態の、直流累積電荷が、−２あるいは＋２の範囲であり、交流累積電荷が、０であるようにすることができる。
【００７６】
直流累積電荷の最大値と最小値の差が１０以上で、かつ、交流累積電荷の最大値と最小値の差が８以上であるようにすることができる。
【００７７】
直流累積電荷の最大値と最小値の差が１０で、かつ、交流累積電荷の最大値と最小値の差が８であるようにすることができる。
【００７８】
請求項９に記載の符号化方法は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語を生成する生成ステップと、生成ステップの処理で生成されたトレリス符号語を、NRZI変調する変調ステップとを含むことを特徴とする。
【００７９】
請求項１０に記載の記録媒体は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語を生成する生成ステップと、生成ステップの処理で生成されたトレリス符号語を、NRZI変調する変調ステップとを含むことを特徴とする。
【００８０】
請求項１に記載の符号化装置、請求項９に記載の符号化方法、および請求項１０に記載の記録媒体においては、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語が生成され、生成されたトレリス符号語が、NRZI変調される。
【００８１】
請求項１１に記載の復号装置は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語を検出する検出手段と、検出されたトレリス符号語の最終符号を参照せずにトレリス符号語をデータ語に復号する復号手段とを備えることを特徴とする。
【００８２】
請求項１２に記載の復号方法は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語を検出する検出ステップと、検出されたトレリス符号語の最終符号を参照せずにトレリス符号語をデータ語に復号する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００８３】
請求項１３に記載の記録媒体は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語を検出する検出ステップと、検出されたトレリス符号語の最終符号を参照せずにトレリス符号語をデータ語に復号する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００８４】
請求項１１に記載の復号装置、請求項１２に記載の復号方法、および請求項１３に記載の記録媒体においては、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語が検出され、検出されたトレリス符号語の最終符号を参照せずにトレリス符号語がデータ語に復号される。
【００８５】
請求項１４に記載の復号装置は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語であって、有限状態遷移図に基づいて、始点の状態を複数の状態とすることができるトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語を検出する検出手段と、検出されたトレリス符号語が、始点の状態を複数の状態とすることができない場合、トレリス符号語の先頭符号を参照せずにトレリス符号語をデータ語に復号する復号手段とを備えることを特徴とする。
復号手段は、有限状態遷移図に基づいて、検出されたトレリス符号語が始点の状態を複数の状態とすることができる重複符号語であるか否かを判定し、重複符号語でないと判定した場合、先頭符号を推定し、推定した先頭符号と、検出されたトレリス符号語から先頭符号を除いた符号とに基づいて復号することができる。
【００８６】
請求項１６に記載の復号方法は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語であって、有限状態遷移図に基づいて、始点の状態を複数の状態とすることができるトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語を検出する検出ステップと、検出されたトレリス符号語が、始点の状態を複数の状態とすることができない場合、トレリス符号語の先頭符号を参照せずにトレリス符号語をデータ語に復号する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００８７】
請求項１７に記載の記録媒体は、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語であって、有限状態遷移図に基づいて、始点の状態を複数の状態とすることができるトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語を検出する検出ステップと、検出されたトレリス符号語が、始点の状態を複数の状態とすることができない場合、トレリス符号語の先頭符号を参照せずにトレリス符号語をデータ語に復号する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００８８】
請求項１４に記載の復号装置、請求項１６に記載の復号方法、および請求項１７に記載の記録媒体においては、入力されるデータ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語であって、有限状態遷移図に基づいて、始点の状態を複数の状態とすることができるトレリス符号語をNRZI変調した信号から、最尤検出によりトレリス符号語が検出され、検出されたトレリス符号語が、始点の状態を複数の状態とすることができない場合、トレリス符号語の先頭符号を参照せずにトレリス符号語がデータ語に復号される。
【００８９】
請求項１８に記載の記録媒体は、ｍビットのデータ語が符号化されたｎビットのトレリス符号語であって、データ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語がNRZI変調されて連続的に記録されていることを特徴とする。
【００９０】
請求項１８に記載の記録媒体において、ｍビットのデータ語が符号化されたｎビットのトレリス符号語であって、データ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語がNRZI変調されて連続的に記録される。
【００９１】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明を適用した記録再生装置５０の構成例を示している。なお、図中、図１における場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明を適宜省略する。符号化器５１には、１６ビットのデータ語が入力される。符号化器５１は、後述する図８の有限状態遷移図に基づいて、入力された１６ビットのデータ語を、符号長２０ビットの符号語に変換（符号化）し、D/A変換器１２に出力する。D/A変換器１２は、この例の場合、符号化器５１から入力される符号語を、NRZI(non-return to zero on one) 変調して（符号語のビットが１の時に記録（転送）波形のビットを反転する変調をして）、記録矩形波に変換した後、記録再生器１３に出力する。
【００９２】
図７は、符号化器５１の構成例を示している。符号化回路６１は、図８に示すような、ADSおよびRDSの制約を表す有限状態遷移図に基づいて構成されており、入力される１６ビットのデータ語を、符号長２０ビットの符号語に変換し、変換した２０ビットの符号語の先頭の１ビット（先頭符号）を、先頭仮符号A0として、状態検出回路６２および先頭符号修正回路６５に出力する。符号化回路６１はまた、変換した２０ビットの符号語のうち、その先頭符号が除かれた１９ビットの符号Aを状態検出回路６２およびD/A変換器１２に出力する。
【００９３】
符号化回路６１において符号化される符号語は、下記に示す第１乃至第４の４つの制約を満たすようになされている。
【００９４】
第１の制約は、「RDSが、−５乃至＋５の範囲であり、すなわちDSVが１０であり、かつ、ADSが、−４乃至＋４であり、すなわちADSVが１０であること」である。
【００９５】
第２の制約は、「図８の有限状態遷移図のRDS軸およびADS軸が、RDSおよびADSのそれぞれにNRZI変調後の符号極性 (polarity) p（pは、＋１あるいは−１である）が乗算されたRDS*（＝RDS×ｐ）およびADS*（＝ADS×ｐ）に対応する軸に変換されていること」である。
【００９６】
第３の制約は、「図８の有限状態遷移図において、始点の状態および終点の状態は、状態４または状態５でなければならない」である。なお、図８の有限状態遷移図における各状態には、各状態番号が付されている。
【００９７】
第４の制約は、「符号語の先頭からの連続して並ぶ”０”の数が４つ以下、符号語の途中において連続して並ぶ”０”の数が６つ以下、そして符号語終点まで連続して並ぶ”０”が３つ以下であること」である。
【００９８】
第１の制約について説明する。第１の制約を満たすために、符号語は、DSVおよびADSVを共に有限値とした有限状態遷移図（図８）に基づいて符号語が生成される（図８の有限状態遷移図に基づいた２０回の状態遷移よりなるパス（状態遷移の連なり）から選択されて符号語が生成される）。これにより、符号語からは、符号スペクトルの直流成分およびナイキスト周波数成分が除去される。すなわち、第１の制約が設けられることより、符号語から、符号スペクトルの直流成分およびナイキスト周波数成分が除去され、符号語がDC／ナイキストフリー符号となる。すなわち、この例では、MSN符号が適用される。
【００９９】
次に、第２の制約について説明する。図８の有限状態遷移図は、第１の制約に対応して、DSVおよびADSVが共に有限値とされているとともに、RDS軸およびADS軸が、第２の制約に従って、NRZI変調後の符号極性p が乗算されたRDS*およびADS*に対応する軸に変換されている。つまり、存在する４０個の状態は、RDS*およびADS*により決定される。第２の制約が設けられることより、各状態が、RDS*およびADS*により決定される、規則的な構成を有する有限状態遷移図（図８）が生成される。
【０１００】
また、この有限状態遷移図における各状態から出力される、”０”または”１”は、D/A変換器１２において、符号語がNRZI変調されることより、NRZI符号出力を示している。つまり、この有限状態遷移図は、NRZI変調を前提として構成されている。図中、○印は、各状態を示し、その○印内に付されている番号は、その状態番号を示す。
【０１０１】
なお、RDSとADSのそれぞれに、符号極性pの正負によって場合分けした値により状態を決定するようにしても、NRZI変調を前提とした有限状態遷移図を生成することができる。しかしながら、この場合、その有限状態遷移図は、図８の有限状態遷移図に比べると、その構成が著しく複雑になる。
【０１０２】
次に、第４の制約について説明する。図８の有限状態遷移図において、第３の制約を満たす符号語、すなわち、始点の状態および終点の状態が、状態４または状態５である符号語は、それぞれ71949個ずつ存在するが、その符号語からそのまま、任意の符号語を65536（＝２16）個を選択し、データ語に割り当ているようにして符号化を行うと、その最大連続長Ｔmaxは、１０Tとなる。そこで、第３の制約を満たす符号語（71949個の符号語）から、第４の制約を満たす符号語を選択し、選択した符号語（この例の場合、65732個の符号語）から、任意の符号語を65536（＝２16）個さらに選択し、それらをデータ語に割り当ているようにすることより、最大連続長Ｔmaxが７Tとなる。すなわち、第４の制約が設けられることより、最大連続長Tmaxは、７Tとなる。
【０１０３】
以上のような制約が設けられている。
【０１０４】
ところで、図８の有限状態遷移図において、RDS*およびADS*のそれぞれは、各状態の状態番号に対応するRDS*およびADS*の値を示す図９に示すように、RDS*とADS*の差が偶数（０を含む）（RDS*とADS*が、共に偶数かまたは奇数）となっており、そのShannon capacityは 0.8733 である。一方、図１０に示す有限状態遷移図のように、RDS*とADS*の値を、図１１に示すように、RDS*とADS*の差が奇数（RDS*とADS*のいずれか一方が偶数で、他方が奇数）となるようにすることもできる。しかしながら、この場合、Shannon capacityは0.8721 となり、図８の有限状態遷移図におけるそれよりも、小さくなる。すなわち、生成できる符号語数は、図８の有限状態遷移図を用いた場合よりも、少ない（符号語の始点の状態および終点の状態の取り方によっては、その数が多くなることもあるが、希である）。そこで、この例の場合、符号化回路６１を、図１０の有限状態遷移図（RDS*とADS*の差が奇数の有限状態遷移図）ではなく、図８の有限状態遷移図（RDS*とADS*の差が偶数の有限状態遷移図）に基づいて構成するようにした。
【０１０５】
また、符号長が４０ビット以下の符号化処理により生成される符号語のうち、状態４（図９より、RDS*＝＋２，ADS*＝０）および状態５（RDS*＝-２，ADS*＝０）を始点および終点とする符号語の数は、図１２に示す通りである。なお、RDSおよびADSが共に制約されている符号においては、通常、４ビット単位で元の状態に戻るので、図１２では、符号語が４ビット単位で区分され、その区分毎に、符号語の数が示されている。
【０１０６】
図１２に示すように、符号長が４０ビット以下の符号化においては、３０／３６の符号化率が0.833で最も高いが、例えば、コンピュータ等における演算処理は、通常、バイト（８ビット）単位で行われるので、符号化器５１の回路の簡略化、およびエラー伝播の低減のためには、符号長が、８の倍数であることが望ましい。そこで、この例の場合、符号化回路６１は、符号長が８の倍数となる符号化の中で、最も符号化率が高い１６／２０の符号化を実行するものとした。
【０１０７】
図７に戻り、符号化回路６１は、論理回路若しくはPLA(programmable logic array) 、また特願平10-281086に開示されているような、符号語数減算器の直列回路により構成されている。なお、特願平10-281086に開示されているような符号語数減算器の直列回路により符号化回路６１を構成することより、この例の場合のように、データ語が１６ビットと大きいとき、符号化回路６１の構成を、より簡単にすることができる。
【０１０８】
状態検出回路６２は、符号化回路６１から先頭仮符号A0および１９ビットの符号Aに基づいて、符号語の終点の仮状態Xを検出し、終点状態修正回路６３に出力する。状態検出回路６２はまた、符号化回路６１から出力された符号語が、複数の状態（この例の場合、状態４および状態５）を始点とすることができる符号語（重複符号語）であるか否かを判定し、その判定結果に対応した重複符号語検出パリティQを、終点状態修正回路６３および先頭符号修正回路６５に出力する。なお、以下において、重複符号語でない符号語を、否重複符号語と称する。
【０１０９】
この例の場合、始点の状態および終点の状態を状態４または状態５とすることができる符号語は、それぞれ71949個ずつ存在し、状態４を始点とする符号語は全て、その先頭符号が、”０”であった場合に”１”に、または”１”であった場合に”０”に変換（以下、この変換を符号の反転操作と称する）されると、状態５を始点とする符号語になる。またこの場合とは逆に、状態５を始点とする符号語の先頭符号が反転操作されると、状態４を始点とする符号語となる。したがって、状態４を始点とすることができる符号語と状態５を始点とすることができる符号語は、NRZI変調後において全反転符号関係がある。
【０１１０】
また、状態４（あるいは状態５）を始点とすることができる符号語の先頭符号が反転操作されると、状態５（あるいは状態４）を始点とすることができる符号語となると同時に、状態４（あるいは状態５）を始点とする他の符号語となる符号語が存在する。すなわち、状態４を始点とすることができる71949個の符号語と、状態５を始点とすることができる71949個の符号語との一部は重複しており、それらの符号語は、状態４と状態５の両方を始点とすることができる重複符号語であり、27126個存在する。下記に示す符号語Ａおよび符号語Ｂは、このような重複符号語の符号語例である。
【０１１１】
符号語Ａ  00010000010000010001
符号語Ｂ  10010000010000010001
例えば、符号語Ａの先頭符号”０”を反転させて”１”とすると符号語Ｂとなり、そしてその逆も当然成立するが、これらの符号語は、状態４および状態５の両方を始点とすることができる重複符号語であるため、１つのデータ語に対してそれぞれ割り当てることができる。一方、残りの44823（＝71949-27126）個の符号語については、それらを用いる場合、少なくとも２つの符号語を、１つのデータ語に対して割り当てる必要がある。
【０１１２】
状態検出回路６２は、RDS（またはRDS*）をビット単位でカウントするアップダウンカウンタ、または特願平10-118651に開示されているような、有限状態遷移図に基づいた、数ビット単位で動作する変換回路などにより構成される。なお、特願平10-118651に開示されている変換回路により、状態検出回路６２を構成することより、その構成をより簡単にすることができる。
【０１１３】
終点状態修正回路６３には、状態検出回路６２からの終点の仮状態Xおよび重複符号語検出パリティQの他、レジスタ６４から入力される前回符号化された符号語の終点の状態Zが入力される。終点状態修正回路６３は、入力された終点の仮状態Xおよび前回符号化された符号語の終点の状態Zに基づいて、今回符号化される符号語の終点の状態Yを決定し、レジスタ６４に出力する。
【０１１４】
レジスタ６４は、終点状態修正回路６３から入力される状態Yを保持するとともに、保持した状態Yを、前回符号化された符号語の終点の状態Zとして、終点状態修正回路６３および先頭符号修正回路６５に出力する。
【０１１５】
先頭符号修正回路６５は、符号化回路６１からの先頭仮符号A0、状態検出回路６２からの重複符号語検出パリティQ、およびレジスタ６４からの状態Z（終点の状態）に基づいて、先頭符号A1を算出し、D/A変換器１２に出力する。
【０１１６】
次に、符号化器５１の動作について説明する。符号化回路６１に１６ビットのデータ語が入力されると、符号化回路６１は、状態４または状態５のいずれか一方を始点に固定して、入力された１６ビットのデータ語を、２０ビットの符号語に変換する。
【０１１７】
この例の場合、第３の制約を満たす符号語のうち、上述したように、状態４を始点とすることができる符号語と状態５を始点とすることができる符号語がそれぞれ、71949個ずつ存在し、そのうち、状態４および状態５の両方を始点とすることができる重複符号語が、27126個存在する。この例の場合、詳細は後述するが、この重複符号語は、復号時において区別されるので、重複符号語は、１対１の関係で、データ語に割り当てられる。
【０１１８】
一方、状態４のみを始点とする、44823（＝71949-27126）個の符号語、および状態５のみを始点とする、44823（＝71949-27126）個の符号語は、それぞれ異なる符号語であるので、それぞれ対応する、状態４のみを始点とする符号語と状態５のみを始点とする符号語の２つの符号語が、１つのデータ語に割り当てられる。すなわち、符号化回路６１は、はじめに、71949（＝44823×２÷２＋27126）個の符号語を選択する。
【０１１９】
次に、符号化回路６１は、先に選択した71949個の符号語のうち、第４の制約を満たす、65732個の符号語を選択し、そしてそのうちの任意の65536（＝２16）の符号語の１つを、入力されたデータ語に割り当てる。
【０１２０】
このように、第４の制約を満たす符号語を、データ語に割り当てるのようにして、符号化を行うようにしたので、符号化回路６１により変換される符号語の最大連続長Tmax は7T となる。図１３は、状態５が始点として固定されて符号化された場合に選択された符号語のうち、小さい順から３２個のデータ語に、１対１の関係で割り当てられた符号語を示している。図１３中、データ語および符号語は、それぞれ２進法で示されている。
【０１２１】
なお、最大連続長Ｔmaxを、６Tとすると、必要な分の符号語が得られなくなるので、最大連続長Ｔmaxを、６T以下にすることはできない。
【０１２２】
また、上述の第４の制約を満たす65732個の符号語のうち、７Tの連続、すなわち２進数で、”100000010000001”を（符号語接続点も含めて）発生する可能性のある符号語は全部で 167 個存在し、これらを全て取り除いた65565 個の符号語を用いることより、本実施の形態の１６／２０の符号において、７Tの連続を含む任意の符号語を同期信号として用いることができる。
【０１２３】
以上のようにして、符号化回路６１は、入力された１６ビットのデータ語を、２０ビットの符号語に変換した後、変換した符号語の先頭符号（１ビット）を、先頭仮符号A0として、状態検出回路６２および先頭符号修正回路６５に出力し、１９ビットの符号A（先頭符号を除く符号）を、状態検出回路６２およびD/A変換器１２に出力する。
【０１２４】
符号化回路６１から、先頭仮符号A0および１９ビットの符号Aが入力されると、状態検出回路６２は、ADS*およびRDS*を、１９ビットの符号Aの最後の符号（ビット）まで求め、最後に求められたADS*およびRDS*を、符号語の終点の仮状態Xとして、終点状態修正回路６３に出力する。
【０１２５】
状態検出回路６２はまた、符号化回路６１から入力された符号語が重複符号語であるか否かを判定し、判定結果を示す重複符号語検出パリティQを、終点状態修正回路６３および先頭符号修正回路６５に出力する。
【０１２６】
具体的には、この重複符号語は、始点の状態のRTS（またはRDS*）を”０”とした時の、符号語内でのRDS（またはRDS*）の最大値と最小値との差（最大値−最小値）、すなわち、C-DSV(codeword digital sum variation) が、６以下となるので、このC-DSVが６以下であるか否かが確認されることにより、符号化回路６１からの符号語が重複符号語であるか否かが判定される。なお、符号語のRDSおよびADSが、この例の場合のように、共に制約されているDC／ナイキストフリー符号の場合、符号語の重複符号語であるか否かの判定は、符号語の終点のRDS*およびADS*（RDSおよびADS）の両方を調べる必要があると推定されるが、この例の場合、重複符号語の終点のADS*は、必ず”０”であるので、このようにRDS*のみについてのC-DSVを確認することにより、重複符号語であるか否かの判定が可能となる。
【０１２７】
状態検出回路６２は、上述したように、符号語の終点の状態を検出する場合においても、入力された符号語が重複符号語であるか否かを判定する場合においても、符号語のRDS（または  RDS*）を算出する。すなわち、RDS（または、RDS*）を算出するための構成（回路）は、両方の処理が実行される際に共用される。
【０１２８】
終点状態修正回路６３には、状態検出回路６２から出力された終点の仮状態Xおよび重複符号語検出パリティQ、並びにレジスタ６４からの前回符号化された符号語の終点の状態Zが入力される。終点状態修正回路６３は、状態検出回路６２から入力された終点の仮状態Xと、レジスタ２４に格納されている前回符号化された符号語の終点の状態Zとを比較し、それらが異なり、かつ、状態検出回路６２から、重複符号語であると判定したことを示してい重複符号語検出パリティQが入力された場合、状態検出回路６２から供給された終点の仮状態Xを入れ替え（仮状態Xが状態４であれば、状態５に、また仮状態Xが状態５であれば、状態４に替え）、レジスタ６４に出力する。レジスタ６４は、それを保持する。
【０１２９】
このように、状態検出回路６２により検出された符号語の終点の仮状態Xと、前回符号化された符号語の終点の状態Zに基づいて、終点を修正するようにしたので、重複符号語は、１対１の関係でデータ語に割り当てられる。
【０１３０】
先頭符号修正回路６５には、符号化回路６１から出力された先頭仮符号A0、状態検出回路６２から出力された重複符号語検出パリティQ、およびレジスタ６４からの前回符号化された符号語の終点の状態Zが入力される。先頭符号修正回路６５は、符号化回路６１からの先頭仮符号A0と、レジスタ６４からの状態Z（前回符号化された符号語の終点の状態）とを比較し、先頭仮符号A0により仮定される始点の状態と状態Zが異なっており、かつ、状態検出回路６２から、否重複符号語であると判定したことを示す重複符号語検出パリティQが入力された場合、符号化回路６１から出力された先頭仮符号A0を反転し、D/A変換器１２に出力する。
【０１３１】
一方、先頭仮符号A0により仮定される始点の状態と状態Zが同一である場合、または状態検出回路６２から、重複符号語であると判定したことを示す重複符号語検出パリティQが入力された場合、先頭符号修正回路６５は、符号化回路６１から入力された先頭仮符号A0を、そのまま、D/A変換器１２に出力する。すなわち、符号化回路６１により変換された符号語が、そのままD/A変換器１２に供給される。
【０１３２】
このように、否重複符号語の仮定された始点の状態と、前回符号化した符号語の終点が異なる場合、否重複符号語の先頭を反転するようにしたので、符号化回路６１においては、状態４または状態５のいずれか一方を始点の状態とする符号化が行われる。これにより、符号化回路６１の構成が簡単になる。
【０１３３】
次に、図１４に示す、NRZ変調を前提とした有限状態遷移図に基づく符号化と、上述したNRZI変調を前提とする有限状態遷移図（図８）に基づく符号化との違いを説明する。
【０１３４】
図１４の有限状態遷移図は、RDSが、−５乃至＋５の範囲内であり、すなわちDSVが１０とされ、かつ、ADSが、−４乃至+４の範囲内であり、すなわちADSVが８とされ、４９個の状態が存在する。また、この有限状態遷移図は、NRZ変調を前提としているので、各状態から出力される”０”または”１”は、NRZ符号出力を示している。このShannon capacityは、図８のそれと同じで、0.8733 である。各状態の状態番号に対応するRDSおよびADSの各値は、図１５に示す通りである。
【０１３５】
この有限状態遷移図において、符号語の始点および終点の状態を、状態２６（RDS=＋２で、かつ、ADS＝０）または状態２４（RDS＝−２、かつ、ADS＝０）となる２０ビットの符号語は、それぞれ71949個ずつ存在し、かつ、それらの符号語は互いに全反転符号関係にある。また、状態２４または状態２６を始点とすることができる符号語のうちの27126 個の符号語は、状態２４および状態２６の両方を始点の状態とすることができる重複符号語である。
【０１３６】
通常、個々の記録再生装置における再生信号の極性を全て管理することは、その煩雑さから行われていないため、NRZ変調を前提とした符号を用いる場合、信号再生時に符号語が極性反転していても、同じデータ語が復号されるように、１つのデータ語に対して、全反転符号関係にある２種類の符号語が割り当てられる。従って、例えば、重複符号語であっても、NRZ変調を前提とした場合、１つのデータ語に対しては全反転符号関係にある２種類の重複符号語を割り当てる必要がある。
【０１３７】
符号語Ｃおよび符号語Ｄは、このような重複符号語の符号語例である。
【０１３８】
符号語Ｃ  00011111100000111110
符号語Ｄ  11100000011111100001
この符号語Ｃおよび符号語Ｄは、前述した符号語Ａあるいは符号語ＢをNRZI変調した符号語に相当し、状態２４および状態２６の両方を始点とでき、かつ全反転符号関係にある２つの符号語である。しかしながら、NRZ変調の場合、データ復号時にデータ語を区別するためには、これらの符号語は、１つのデータ語に対して２つとも割り当てられる必要がある。従って、結局、符号語が割り当てられるデータ語の数は、58386(＝71949-27126÷2）個となり、入力されるデータ語の全体の数である65536（＝２16）に満たない。つまり、図１４の有限状態遷移図（NRZ変調を前提として構成された有限状態遷移図）に基づく符号化は、本発明において実施された、DSVが１０で、かつ、ADSVが８であり、符号語の始点および終点の状態のRDSが＋２または−２で、かつ、ADS が０となる１６／２０の符号化は行われない。
【０１３９】
図１６は、復号器５２の構成例を示している。状態検出回路８１には、符号検出器１６により検出された符号語のうち、先頭符号B0（１ビット）および最終の符号（１ビット）を除く、１８ビットの符号Bが入力される。
【０１４０】
状態検出回路８１は、図７の状態検出回路６２と同様に、符号語のRDS*についてのC-DSVが６以下であるか否かを確認して、復号器５２に入力されてきた符号語が重複符号語であるか否重複符号語であるかを判定し、判定結果を示す重複符号語検出パリティQを、先頭符号選択回路８２に出力する。
【０１４１】
なお、状態検出回路８１は、図７の状態検出回路６２とは異なり、符号語の終点の状態を検出しないので、状態検出回路８１には、符号語の最終の符号が入力されない。
【０１４２】
状態検出回路８１にはまた、先頭符号B0も入力されないが、その理由を以下に説明する。図８の有限状態遷移図では、RDS*= 0 となっている状態において、”０”、また”１”のいずれが出力されても、次の遷移において、状態がRDS*＝＋１の状態に移動する（遷移する）。このことより、状態検出回路８１は、予め２ビット目の符号の状態のRDS*を”+1”にし、すなわち符号語の始点の状態のRDS*を”０”に仮定して、RDS*についてのC-DSVを求め、それが６以下であるか否かを判定し、そのC-DSVが６以下であれば、重複符号語であると判定し、またC-DSVが６より大きければ否重複符号語であると判定する。このように、符号語が重複符号語であるか否かの判定において、先頭符号B0は用いられないので、状態検出回路８１には、先頭符号B0が入力されない。
【０１４３】
状態検出回路８１は、復号器５２に入力された符号語が、否重複符号語であると判定いた場合、その先頭符号を推定し、先頭仮符号B1として、先頭符号選択回路８２に出力する。具体的には、状態検出回路８１は、先頭仮符号B1を”０”または”１”のどちらか一方に固定（仮定）し、符号語が、第１の制約を満たすか否か（例えば、DSV＝１０となっているか否か）を判定し、満足している場合、仮定した値を先頭仮符号B1とし、また満たさないと判定した場合、仮定した値でない方の値を先頭仮符号B1とし、先頭符号選択回路８２に出力する。
【０１４４】
この例の場合のように、DSVおよびADSVの両方が制限されている DC／ナイキストフリー符号の場合、そのDSVおよびADSVの制約規則について調べる必要があると考えられるが、始点および終点の状態において、ADS*は、”０”にしかなり得ないので、DSV*（DSV)のみの制約規則（DSV＝１０）を満たしているか否かを判定することによって、上述したように、先頭仮符号B1の推定が可能となる。
【０１４５】
状態検出回路８１は、RDS（または、RDS*）をビット単位でカウントするアップダウンカウンタ、または特願平10-118651に開示されているような、図８の状態遷移図に基づいて、数ビット単位で動作する変換回路で構成されている。特願平10-118651に開示されているような変換回路で構成するこより、状態検出回路８１の構成を、より簡単にすることができる。
【０１４６】
先頭符号選択回路８２には、状態検出回路８１から、重複符号語検出パリティQおよび先頭仮符号B1が、そして符号検出器１６から、復号器５２に入力された符号語の先頭符号BOが入力される。先頭符号選択回路８２は、状態検出回路８１から、否重複符号語であると判定したことを示す重複符号語検出パリティQが入力された場合、そのタイミングで、状態検出回路８１から入力される先頭仮符号B1を選択し、復号回路８３に出力する。先頭符号選択回路８２はまた、状態検出回路８１から、重複符号語であると判定したことを示す重複符号語検出パリティQが入力された場合、そのタイミングで入力される符号検出器１６からの先頭符号BOを選択し、復号回路８３に出力する。
【０１４７】
復号回路８３には、先頭符号選択回路８２から、先頭符号B0または先頭仮符号B1が入力され、そして符号検出器１６から、先頭符号B0および最終符号を除く１８ビットの符号Bが入力される。復号回路８３は、入力された１８ビットの符号Bと、先頭符号選択回路８２から入力された先頭符号B0または先頭仮符号B1に基づいて、１６ビットのデータ語を生成（復号）し、外部の装置に出力する。
【０１４８】
復号回路８３は、論理回路若しくはPLA、または特願平10-281086に開示されているような、符号語数加算器の直列回路により構成される。なお、特願平10-281086に開示される符号語数加算器の直列回路により構成することより、復号回路８３の回路をより簡単にすることができる。
【０１４９】
このように、先頭符号選択回路８２は、状態検出回路８１からの重複符号語検出パリティQに基づいて、先頭符号を選択することより、復号回路８３に入力される符号語の始点の状態が、単一の状態に固定される。
【０１５０】
なお、復号回路８３において、始点の状態の異なる符号語も復号されるようにすることより、状態検出回路８１および先頭符号選択回路８２を省略し、先頭符号B0を、直接復号回路８３に入力することができる。
【０１５１】
ところで、先頭符号選択回路８２においては、符号語の先頭符号B0の内容に基づかずに、先頭符号が選択された。すなわち、このことは、先頭符号選択回路８２における先頭符号の選択誤り（検出誤り）は、復号におけるデータ誤りとはならないことを意味する。例えば、65536 個の符号語のうちの27126 個の重複符号語が全て、データ語に割り当てられた場合、全てのデータ語の発生確率が等しいとき、全体の５８．６（＝100×(1-27126/65536)）% の先頭符号誤りが訂正される。なお、先頭符号および最終符号を除く１８ビット符号が誤っていた場合、先頭符号に誤りが伝播する可能性があるが、この場合、符号語自体が誤っているので、この伝播は、特に問題とはならない。
【０１５２】
すなわち、本発明において、複数の状態を始点とすることができる重複符号語をデータ語に復号する復号器方法において、符号語の先頭ビットが参照されていない。
【０１５３】
なお、重複符号語が存在しない場合、データ語に割り当てられる符号語の数は、NRZ変調と同様の数となるが、始点の状態の異なる符号同士の全ての先頭符号を反転して符号語を生成することより、先頭符号の検出誤りが、復号時に訂正される確率は、58.6 % から 100 % となる。
【０１５４】
図１７は、上述した、記録再生装置５０における符号化率１６／２０の符号化と、PR1等化方式と組み合わせた場合のADSトレリス線図を示している。この場合、最小自乗ユークリッド距離は４となり、選択され得る状態の最大数は、８である。また、図１７中、四角形の印は、各状態を示し、四角形の印に付されている白色または黒色は、NRZI変調後の記録符号の正負の極性を示している。また、各状態から出力される実線は、NRZI変調前の出力が”１”であることを示し、点線は、NRZI変調前の出力が”０”であることを示している。
【０１５５】
図１７のトレリス線図は、トレリス削除法により、全てのQCSが除去されており、TD、すなわち必要なパスメモリの最小ビット数は、24ビットとなっている。
【０１５６】
すなわち、図５に示した、NRZ変調を前提として、図３の有限状態遷移図に基づく１６／２０の符号化処理に対応するADSトレリス線図においては、TDが、３３ビットであった対して、この例の場合、TDが、２４ビットとなり、復号器５２の構成がより簡単になる。
【０１５７】
なお、図１７のトレリス線図は、符号検出が、１ビット単位で行われる場合に対応しているが、符号検出回路１６の動作速度を向上させるため、符号検出を複数ビット単位で行い、それらを並列処理することもできる。
【０１５８】
図１８は、記録再生装置５０における符号化率１６／２０の符号化と、PR2等化方式とを組み合わせた場合のADSのトレリス線図である。この場合、最小自乗ユークリッド距離は６となり、選択され得る状態の最大数は、１６である。図１８中、円および四角形の印は、各状態を示し、円および四角形の印に付されている白色または黒色は、１ビット前のNRZI変調後の記録符号の正負の極性を示している。また、各状態から出力される実線は、NRZI変調前の出力が”１”であることを示し、点線は、NRZI変調前の出力が”０”であることを示している。
【０１５９】
MSN符号にPR2等化を適用した場合のADSトレリス線図に関しては、EMM (even-mark modulation) 符号を用いた、取り得る状態の最大数が５つの場合のトレリス線図は、開示されているが、図１８のトレリス線図のような、多状態のADSに対応できる規則的なトレリス線図は、開示されていない。一般的に、PR2等化方式は、PR1等化方式に比較して、高線記録密度領域（高周波数帯域）の雑音抑圧効果が高く、高線記録密度達成が可能となる。
【０１６０】
図１９は、記録再生装置５０における１６／２０の符号に用いられるRDSトレリス線図を示す。図中、白抜きおよび黒塗りの四角形は、各状態のNRZI変調後の記録符号の正負の極性を示し、各状態から出力される実線は、NRZI変調前の出力が”１”であることを示し、点線は、NRZI変調前の出力が”０”であることを示している。なお、図１９のトレリス線図においては、QCSが除去されていないので、このトレリス線図は、符号検出に用いられない。
【０１６１】
ところで、NRZI変調を前提とした、複数の状態（この例では、状態４および状態５）を始点および終点とする重複符号語を、１対１の関係で、データ語に割り当てることは、従来から知られていた。例えば、上述した、DAT、DDS、AIT１システムにおいて実用化されている符号化率８／１０の符号化においても、NRZI変調を前提として符号化が行われ、１つの重複符号語が１つのデータ語に割り当てられるようになされている。
【０１６２】
ところが、MSN符号においては、これまでNRZ変調を前提としての符号化のみが行われており、全反転符号関係にある２の符号語が１つのデータ語に割り当てられるようになされていた。これは、NRZI変調を前提とする、DSVおよびADSVを共に制限する状態遷移図が明らかになっていなかったためであり、また、QCSが除去されたMSN符号においては、複数の状態を始点とする符号語は、全て異なる符号語とされ、重複符号語が存在しないものとされており、重複符号語が存在する場合に対応した有限状態遷移図が明らかになっていなかったためと考えられる。
【０１６３】
このため、従来のMSN符号においては、有限状態遷移図が、NRZ変調を前提として構成されており、NRZI変調を前提として構成されたとしても、NRZ変調を前提とした場合と同様の符号語数が、データ語に割り当てられるようになされ、本発明のような、MSN符号をNRZI変調によって実現する装置等は、開示されていなかった。
【０１６４】
そこで、本発明においては、NRZI 変調を前提とした、RDSおよびADSに符号極性を乗算したRDS*およびADS*に基づいて符号状態を決定する、規則的な構成の有限状態遷移図（図８）に従って、符号化を実行し、また、DSVおよびADSVが共に有限値とされたMSN符号において、DSVまたはADSVの一方のみの制限を利用したトレリス線図に対してトレリス削除法を用いた場合においても、QCS が除されたMSN符号に重複符号語が発生する原理を利用して、QCS の除去されたNRZI変調を前提とするMSN 符号において、NRZ変調を前提とする場合に比べ、より多くの符号語がデータ語に割り当てられた。
【０１６５】
ただし、本実施の形態のように復号後のデータが符号極性の反転の有り無しに全く影響されないという現象は、I-NRZI(interleaved NRZI)変調を前提とした符号においても全く同様である。また以上の説明より、本発明によってなる符号化方法に従って符号化された MSN 符号が記録された記録媒体を用いれば、従来の符号化方法に従って符号化された MSN 符号が記録されている記録媒体と比較して、再生装置の回路がより簡単になる。すなわち本発明は、ｍビットのデータ語を変換する事によって得られたn ビットの符号語において、トレリス削除法によって QCS が除去された DC／ナイキストフリー符号がNRZI 変調されて連続的に記録される。
【０１６６】
また、NRZI変調を PR1 等化方式と組み合わせる場合、NRZI変調は 1/(1+D)、すなわち PR1等化のプリコーディング操作に相当するため、エラー伝播のビット数が小さく抑えられる。すなわち、プリコーディング操作の行われたパーシャルレスポンスチャネルにおけるエラー伝播ビット数は、エラーが発生した時の信号検出時の自乗ユークリッド距離と同じであるので、PR1等化が適用されたMSN 符号を、NRZI 変調を前提として行うことより、エラー伝播ビット数が減少する。
【０１６７】
なお、以上においては、符号語の始点および終点が、 RDS*が＋２、ADS*が０、またはRDS*が−２、ADS*が０である場合を例として説明したが、他の状態を始点および終点とする符号語の場合にも適用される。
【０１６８】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム格納媒体からインストールされる。
【０１６９】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する記録再生装置について説明する。
【０１７０】
図２０の記録再生装置１０１は、例えばコンピュータで構成される。CPU（Central Processing Unit）１１１にはバス１１５を介して入出力インタフェース１１６が接続されており、CPU１１１は、入出力インタフェース１１６を介して、ユーザから、キーボード、マウスなどよりなる入力部１１８から指令が入力されると、例えば、ROM（Read Only Memory）１１２、ハードディスク１１４、またはドライブ１２０に装着される磁気ディスク１３１、光ディスク１３２、光磁気ディスク１３３、若しくは半導体メモリ１３４などの記録媒体に格納されているプログラムを、RAM（Random Access Memory）１１３にロードして実行する。さらに、CPU１１１は、その処理結果を、例えば、入出力インタフェース１１６を介して、LCD（Liquid Crystal Display）などよりなる表示部１１７に必要に応じて出力する。なお、プログラムは、ハードディスク１１４やROM１１２に予め記憶しておき、記録再生装置１０１と一体的にユーザに提供したり、磁気ディスク１３１、光ディスク１３２、光磁気ディスク１３３，半導体メモリ１３４等のパッケージメディアとして提供したり、衛星、ネットワーク等から通信部１１９を介してハードディスク１１４に提供することができる。
【０１７１】
なお、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。
【０１７２】
【発明の効果】
請求項１に記載の符号化装置、請求項９に記載の符号化方法、および請求項１０に記載の記録媒体によれば、トレリス符号語をNRZI変調するようにしたので、例えば、NRZ変調した場合に比べ、より多くの符号語をデータ語に割り当てることができる。
【０１７３】
請求項１１に記載の復号装置、請求項１２に記載の復号方法、および請求項１３に記載の記録媒体によれば、最終符号を参照せずに復号するようにしたので、復号後の符号の極性の反転に影響されずに復号することができる。
【０１７４】
請求項１４に記載の復号装置、請求項１６に記載の復号方法、および請求項１７に記載の記録媒体によれば、始点の状態を複数の状態にすることができるトレリス符号語を、その先頭符号を参照せずに復号するようにしたので、復号後の符号の極性の反転に影響されずに復号することができる。
【０１７５】
請求項１８に記載に記録媒体によれば、ｍビットのデータ語が符号化されたｎビットのトレリス符号語であって、データ語から、符号スペクトルの、直流成分およびナイキスト周波数成分が共に除去され、かつ、最尤検出されるとき、準破滅的符号系列が除去されているトレリス符号語をNRZI変調するようにしたので、例えば、再生装置の構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の記録再生装置１の構成例を示すブロック図である。
【図２】  図１の符号化器１１の構成例を示すブロック図である。
【図３】  有限状態遷移図である。
【図４】  図１の復号器１７の構成例を示すブロック図である。
【図５】  トレリス線図である。
【図６】  本発明を適用した記録再生装置５０の構成例を示すブロック図である。
【図７】  図６の符号化器５１の構成例を示すブロック図である。
【図８】  他の有限状態遷移図である。
【図９】  図８の有限状態遷移図の各状態のRDS*およびADS*を示す図である。
【図１０】  他の有限状態遷移図である。
【図１１】  図１０の有限状態遷移図の各状態のRDS*およびADS*を示す図である。
【図１２】  符号長が４０ビット以下の符号化により生成される符号語の数を示す図である。
【図１３】  データ語に割り当てられた符号語の例を示す図である。
【図１４】  他の有限状態遷移図である。
【図１５】  図１４の有限状態遷移図の各状態のRDS*およびADS*を示す図である。
【図１６】  図６の復号器５２の構成例を示すブロック図である。
【図１７】  他のトレリス線図である。
【図１８】  他のトレリス線図である。
【図１９】  他のトレリス線図である。
【図２０】  媒体を説明する図である。
【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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【図２０】
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