(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータの記録方法において、
入力デジタルデータを所定の複数のバイトを単位としてブロック化して各バイトを変調符号化する段階と、
前記変調符号化されたブロック単位の入力データに対してブロック単位でマージンビットを割り当てる段階と、
前記データブロックがいくつのバイトを単位としてまとめて処理されたのかを表すバイト単位情報を前記変調符号化後マージンビットが付加されたデータと一緒に記録する段階と
を備えることを特徴とするデジタルデータの記録方法。
【請求項２】
前記入力データブロックは３ないし７バイトを１単位として変調符号化及び復号化処理されることを特徴とする請求項１に記載したデジタルデータの記録方法。
【請求項３】
前記マージンビットはＲＤＳ値が最小であってなおかつランレングス制限条件に違反しないように３ビットのマージンビットの中から選択されることを特徴とする請求項１に記載したデジタルデータの記録方法。
【請求項４】
デジタルデータの再生方法において、
入力デジタルデータを所定の複数のバイトを単位としてブロック化して各バイトを変調符号化する段階と、
前記変調符号化されたブロック単位の入力データに対してブロック単位でマージンビットを割り当てる段階と、
前記データブロックがいくつのバイトを単位としてまとめて処理されたのかを表すバイト単位情報を前記変調符号化後マージンビットが付加されたデータと一緒に記録する段階と
を備え、前記記録されたバイト単位情報を利用して該当のブロックに対するデータを復号することにより前記デジタルデータの再生を行うことを特徴とするデジタルデータの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルデータを変調する方法に関する。
本発明はデジタルデータを記録または再生することができる記録／再生媒体にデジタルデータを記録するための変調及び復調方法に関する。
特に本発明は一つの光記録媒体に高密度または低密度でデジタルデータを記録するのに適したデータ変換方法を含む、光記録媒体のためのデータ変換方法及びこれを利用した記録再生方法と変調データが記録された光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルデータを符号化して記録するための方法としてＥＦＭ（８／１７変調）符号化方法がある。ＥＦＭあるいはＥＦＭプラスなどのような系列のデジタルデータ変調方法が特に光記録媒体（ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤなど）にデータを記録する方法に適用されている。
【０００３】
デジタルデータを光記録媒体などの記録媒体に記録する時に考慮しなければならない事項として重要なものが記録容量である。同じディスク上にデータを記録する際に、高密度で記録できればより多くの情報を収録することができる。したがって、変調方法によってデジタルデータの記録密度が左右される。
【０００４】
デジタルデータをＣＤ系の光記録媒体上に記録するために使われているＥＦＭ変調はランレングス制限（Run Length Limited：ＲＬＬ）条件がｄ＝２、ｋ＝１０で、符号率（code rate)がＲ＝８／１７に相当する変調方法である。ＥＦＭ符号を利用した符号化方法を検討すると、８ビットのソース符号（データ語）が１４ビットの符号語に変換されて、この１４ビット符号語にマージンビットとしての３ビットを挿入する。３ビットのマージンビットは最小及び最大ランレングスが満足されるようにエンコーダによって選択されるが、このような最大及び最小ランレングスが満足される固有符号が唯一には決まらない。またマージンビットは低周波数でパワー密度が最小化されるように選択される。
【０００５】
図１はマージンビットを付加するプロセスに対する例を現わした図面であり、８個のデータビット（data bit）がルックアップテーブルを利用して１４個のチャンネルビット（channel bit)に変換されて、１４個のビット後にはランレングス条件を満足する３個のマージンビットＸＭＭが付け加えられる。
【０００６】
二つの「１」間に最小二つの「０」が存在しなければならないという条件によって、上記の例の場合、一番目のマージンビット位置は「０」でなければならない。そのため、可能なマージンビットは「０００」、「０１０」、「００１」の３種である。この時、エンコーダは新しい符号語の終りでＲＤＳ（running digital sum)の一番低い絶対値を持つマージンビットを選択する。したがって、上記の場合には「０００」を選択することになる。ＣＤに対する実験では二つのマージンビットを使った場合、低周波数成分の抑制（ＤＣ抑制能力）が十分に效率的ではなかった。マージンビットの数を３個に増加すると、マージンビットでの遷移設定または省略する余裕がより大きく増加した。
【０００７】
概して、低周波数成分に対する良い抑制方法は、ＣＤシステムに対する決まった標準がなくても補完されたマージン方法によって得ることができる。例えば、短い項での低周波数成分に対する最小化がより長い項の最小化に影響を及ぼさないという理由によって、ルック−アヘッド（look-ahead）方法によって抑制させることができる。この場合、６〜１０ｄＢの性能の改善が行われると報告されている。
【０００８】
一方、  ＤＶＤ系として利用されているＥＦＭプラス符号は、符号率は８／１６で、ＲＬＬ条件が（２、１０）であるが、低周波数成分の抑制が可能なスライディングブロック（sliding block)符号になっている。ＥＦＭプラス符号は既存のＥＦＭ符号より符号率が６％程度高いという長所があって、８／１７代りに８／１６の符号率を使ってＥＦＭ符号を設計し、３個のマージンビットの代りに２個のマージンビットを持つＥＦＭ符号である。前記したようにオーディオ、ＭＰＥＧビデオ及びその他多くのデジタル情報を記憶するのに非常に有用な媒体としてＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｖなどが提案されている。
【０００９】
しかし、６８０Ｍバイト程度の保存容量ではグラフィック中心のコンピューター応用及び高画質デジタルビデオプログラムを記憶するには不十分である。ＣＤ系列の拡張であると見られるＤＶＤは一般的なＣＤに比べて７倍以上の多くの保存容量を持った新しい光記録媒体である。多くの保存容量の増加は光源及び対物レンズの質的向上によって改善してきた。これとともに、ＤＶＤの保存容量の増加は、より力強くなったＲＳ−ＰＣやＥＦＭプラスという記録符号を使ってディスクの論理的な形式を設計することにも負っている。ＥＦＭプラス符号は符号率が８／１６で、（ｄ、ｋ）＝（２、１０）で低周波数成分を抑制させるスライディング−ブロック符号で成り立っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はデジタルデータを記録媒体、例えば光記録媒体に記録する時に重要な問題として台頭してきたデータの高密度記録及びその信頼度に影響を与える符号率とＤＣ抑制能力（DC compression）を改善するためのより進んだ手段を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した目的を解決するためになされたもので、入力デジタルデータを所定の複数のバイトを単位としてブロック化する段階と、その入力されたデータのブロックの各バイトを符号変換テーブルを利用して変調符号化する段階と、変調符号化されたブロック単位の入力データに対してブロック単位でマージンビットを割り当てる段階を備えることを特徴とするデジタルデータ変換方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は一つの入力データブロックをｍバイトを１単位として８／１５変調符号化すると同時に符号化したブロックが持つＲＤＳを生成する段階と、その符号化したブロックのＲＤＳと以前のブロックのＲＤＳを考慮してマージンビットを選択する段階と、選択されたマージンビットを出力した後、その符号化されたブロックを出力する段階と、次の順番のブロックのマージンビット選択のためにＲＤＳを更新する段階を備えることを特徴とするデジタルデータ変換方法を提供する。
【００１３】
さらに、本発明は入力デジタルデータを所定の複数のバイトを単位としてブロック化して各バイトを変調符号化する段階と、変調符号化されたブロック単位の入力データに対してブロック単位でマージンビットを割り当てる段階と、データブロックがいくつのバイトを単位としてまとめて処理されたのかを現わすバイト単位情報を変調符号化後にマージンビットが付加されたデータと一緒に記録する段階と、記録されたバイト単位情報を利用して該当のブロックに対するデータを復号する段階を備えることを特徴とするデジタルデータ記録及び再生方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のデジタルデータ変換方法は、入力デジタルデータを所定の複数のバイトを単位としてブロック化する段階と、入力されたデータのブロックの各バイトを符号変換テーブルを利用して変調符号化する段階と、変調符号化されたブロック単位の入力データに対してブロック単位でマージンビットを割り当てる段階を備えることを特徴とするデジタルデータ変換方法である。
【００１５】
また本発明のデジタルデータ変換方法は入力データブロックが３バイトないし７バイト単位でブロック化されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明のデジタルデータ変換方法はブロック単位に割り当てられるマージンビットが３ビットで構成されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明のデジタルデータ変換方法は入力データブロックの変調符号化が８／１５変換テーブルによって１５ビット長の符号語に符号化されることを特徴とする。
【００１８】
また本発明のデジタルデータ変換方法は、現在の入力データブロックのＲＤＳと以前の入力データブロックのＲＤＳを比べて現在の入力データブロックが生成された時ＲＤＳ値が最小であってなおかつランレングス制限条件に違反しないようにマージンビットを選択することを特徴とする。
【００１９】
また本発明のデジタルデータ変換方法は、選択されたマージンビットを先に出力した後、符号化された現在の入力データブロックの出力と同時に、現在のブロックまでのＲＤＳを更新してその次のブロックのマージンビット選択を準備することを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、一つの入力データブロックをｍ（３≦ｍ≦７）バイトを１単位として８／１５変調符号化すると同時に、その符号化したブロックが持つＲＤＳを生成する段階と、その符号化したブロックのＲＤＳと以前のブロックのＲＤＳを考慮してマージンビットを選択する段階と、選択されたマージンビットを出力した後その符号化されたブロックを出力して、次の順番のブロックのマージンビット選択のためにＲＤＳを更新する段階を備えることを特徴とするデジタルデータ変換方法である。
【００２１】
また本発明は入力デジタルデータを所定の複数のバイトを単位としてブロックにして各バイトを変調符号化する段階と、変調符号化されたブロック単位の入力データに対してブロック単位でマージンビットを割り当てる段階と、データブロックがいくつのバイトを単位としてまとめて処理されたのかを現わすバイト単位情報を変調符号化後にマージンビットが付加されたデータと一緒に記録する段階と、記録されたバイト単位情報を利用して該当のブロックに対するデータを復号する段階を備えることを特徴とするデジタルデータ記録及び再生方法である。
【００２２】
また本発明のデジタルデータ記録及び再生方法は入力データブロックが３ないし７バイトを１単位として変調符号化及び復号化処理されることを特徴とする。
【００２３】
また本発明のデジタルデータ記録及び再生方法は、マージンビットが、ＲＤＳ値が最小であってなおかつランレングス制限条件に違反しないように３ビットのマージンビットの中から選択されることを特徴とする。
【００２４】
以下、本発明を添付された図示の実施形態に基づいてより詳細に説明する。
【００２５】
図２は本発明のデジタルデータ変調方法を説明するための図である。
本発明ではブロック単位でマージンビットを添加するので、最初に、本発明のブロックを次のように定義する。
【００２６】
一つの入力データブロック２０１はｍバイトを１単位としたブロックと定義する。
ここでｍは最小２バイト、望ましくは３〜７バイト単位で入力データをまとめることを意味する。
【００２７】
入力されたデータのブロックの各バイトは変調／エンコーダ２０２に入力されて８／１５変換テーブル（図４Ａ〜４Ｆ参照）を利用して１５ビット長の符号語に符号化される。
【００２８】
符号化の結果はｍ×１５ビット長の符号化されたデータブロック（ｋ番目のブロック）を形成する。
【００２９】
前記８／１５変換テーブルを利用して入力データを変換する時８／１５変換テーブルはＲＤＳの変化が出来る限り一番小さく構成される。
【００３０】
前で説明したように入力されたデータのブロックの各バイトを符号化すると同時に、ｋ番目のブロックが持つＲＤＳ１（running digital sum １）を生成する。このようなｋ番目のブロックのＲＤＳ１とそのブロックの前のブロックであるｋ−１番目のブロックのＲＤＳ０を比べてマージンビット選択部２０３によってマージンビットが選択される。
【００３１】
すなわち、ｋ番目のブロックのＲＤＳ１とｋ−１番目のブロックのＲＤＳ０を比べてｋ番目のブロックが生成された時、ＲＤＳ値が最小でありながらランレングス条件（ＲＬＬ）が制限條件（run-length costraints)に違反しないようにマージンビットを０００、００１、０１０、１００の中から選択する。
【００３２】
ここでは３ビットのマージンビットを使っており、利用されるマージンビットは現在のブロックと次のブロックのＲＤＳを考慮して選択する。
【００３３】
このようにして選択されたマージンビットを先に出力した後に、符号化されたｋ番目のブロックを出力データブロック２０４として出力すると同時にｋ番目のブロックまでのＲＤＳを更新してｋ＋１番目のブロックのマージンビット選択を準備する。
このような一連の過程を繰り返して変調されたデジタルデータを求める。
【００３４】
変調されたデジタルデータは、入力データを最小２バイト単位でブロック化し、この入力ブロックにチャンネルデータブロック単位でマージンビットを付け加えて変調されたデータである。
【００３５】
ここで入力データは望ましくは３ないし７バイト単位でまとめたブロック単位のマージンプロセスを実施することができる。それによって入力データのブロック大きさ（３ないし７バイト）によって０．５ないし０．５１８５の符号率を持つ変調符号を得ることができるようになる。
【００３６】
図３は１ブロックの単位ｍを３から７まで変化させた時それによるＤＣ制御能力を描いたグラフである。３バイトの入力（２４ビット）を８／１５変調符号化して（４５ビット）、それに３ビットのマージンビットを添加した結果（４５：３マージン）であり、０．０００１ｆｃの周波数で−３２ｄＢ程度の性能を持つことを示している。
【００３７】
図４のＡからＦは図２に示した本発明のデジタルデータ変調方法で使った８／１５（２、１５）変調テーブルの例を示した図であり、２５６種類の入力（１バイト）に対して一つの変換テーブルを使っているし、状態数は４個である。
【００３８】
前で説明したようにブロック単位でマージンビットを添加してデジタルデータを変調することでＤＣ抑制能力の向上と符号率の改善を図ることができた。
【００３９】
このようにブロック単位でマージンビットを添加してデジタルデータを変調する時に、一つのブロックとして３ないし７バイトで構成することが望ましいと説明した。その数値に限定されるわけではないが、何バイトで１ブロックを構成させるか、データ処理の環境に相応しいバイト数でブロックを定義するのが必要である。その際、一つのブロックがいくつのバイトで構成されているか、すなわち、マージンビットがいくつのバイトからなるデータのブロックごとに添加されているかを現わす情報を変調データ記録の時に一緒に記録しておく必要がある。この記録された情報を利用することで、復号する時に該当のブロックに対して正確なマージンプロセスでデータを復号することができるようになる。
【００４０】
すなわち、デジタルデータを変調符号化して記録する時、ｎ（ｎは２以上の定数；例えば３〜７）バイト単位の処理内容（情報）を一緒に記録して、デコーダーがそのブロック単位情報を利用して該当のブロックがいくつのバイトで成り立っているかを判断することができるようにし、それに相応しいデータ符号化及び再生を実施することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明はいくつかの入力データをまとめてブロックを定義し、そのブロックを単位としてマージンビットを添加するようにしたので、デジタルデータを変調する際の符号率とＤＣ抑制能力を改善することがでた。
【００４２】
本発明のデジタルデータ変換方法によれば入力データのブロック大きさ（３ないし７バイト）によって０．５ないし０．５１８５の符号率を持つ変調符号を得ることができる。
【００４３】
また本発明は説明されたような実施形態にその権利範囲が限定されるのではなく、本実施形態を越える一定な発明思想の範囲を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＦＭ符号化でマージンプロセスを実施する例を示した図である。
【図２】本発明によるデジタルデータ変調方法を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明によって１ブロックの単位ｍを３から７まで変化させた時それによるＤＣ−抑制能力を現わしたグラフである。
【図４Ａ】〜
【図４Ｆ】本発明によるデジタルデータ変調符号テーブルである。
【符号の説明】
２０１  ：  入力データブロック
２０２  ：  変調／エンコーダ
２０３  ：  ビット選択部
２０４  ：  出力データブロック
【図１】
0003856700.tif 000002
【図２】
0003856700.tif 000003
【図３】
0003856700.tif 000004
【図４Ａ】
0003856700.tif 000005
【図４Ｂ】
0003856700.tif 000006
【図４Ｃ】
0003856700.tif 000007
【図４Ｄ】
0003856700.tif 000008
【図４Ｅ】
0003856700.tif 000009
【図４Ｆ】
0003856700.tif 000010