Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА, СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА, СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА, СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для использования в устройствах для кодирования и декодирования цифрового сигнала посредством добавления кода с исправлением ошибок. Осуществляют перемежение выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавление к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, удаляют перемежение в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавляют к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности. Первый контроль по четности получают путем использования, по меньшей мере, первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, а второй - с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых их множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ. Расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи. Техническим результатом является обеспечение возможности исправления ошибок при увеличении объема данных. 5 с. и 25 з.п. ф-лы, 19 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2158970
Класс(ы) патента: G11B20/18
Номер заявки: 95121738/28
Дата подачи заявки: 28.02.1995
Дата публикации: 10.11.2000
Заявитель(и): СОНИ КОРПОРЕЙШН (JP)
Автор(ы): Дзун ЕНЕМИЦУ (JP); Риуити ИВАМУРА (JP); Ясуси ФУДЗИНАМИ (JP); Катсудзи ИГАРАСИ (JP); Есиюки АКИЯМА (JP)
Патентообладатель(и): СОНИ КОРПОРЕЙШН (JP)
Описание изобретения: Область техники
Настоящее изобретение относится к способу кодирования цифрового сигнала и устройству для его осуществления, носителю записи цифрового сигнала и способу декодирования цифрового сигнала и устройству для его осуществления, и применимо в устройствах для кодирования и декодирования цифровых сигналов посредством добавления кода с исправлением ошибок.
Характеристика известного УРОВНЯ техники
До настоящего времени в компакт-диске (CD) аудиосигнал преобразуется в цифровой сигнал, с тем чтобы закодировать и записать этот сигнал согласно стандарту CD. Формат сигнала CD показан на фиг. 14. Один кадр (блок данных) содержит однобитовый субкод, реальные данные длиной 24 бита и 4-х битовый код C1 с исправлением ошибок и 4-х битовый код C2 с исправлением ошибок (CIRC (перекрестно-перемежающийся код Рида-Соломона)), всего 33 бита. Кроме того к заголовку каждого кадра добавляется сигнал синхронизации кадра. Таким образом доля кодов с исправлением ошибок, которую они занимают в общем объеме данных, исключая субкоды, а именно избыточность, составляет 8 бит/32 бит, или 25%.
Кроме того в случае использования формата сигнала CD, показанного на фиг. 15, один блок формируется из 98 кадров и называется сектором. Объем реальных данных в одном таком секторе составляет 2352 бит. В субкоде длиной в два кадра в заголовке каждого сектора записываются специальные кодовые комбинации, обозначенные как S0 и S1, с тем чтобы можно было различать заголовок сектора. В данном случае код с исправлением ошибок CIRC объединяет две ступени кодов Рида-Соломона, а именно C1 и C2 коды с перемежением.
Структура такого устройства кодирования/декодирования CD показана на фиг. 16. Вначале в устройстве кодирования блок шести выборок каждого канала L и R, или 24 бита, образует один блок цифровых аудиоданных, для того чтобы ввести эти данные в схему CIRC кодирования 1. Схема CIRC кодирования 1 включает схему, показанную на фиг. 17. Конкретно, схема задержки выборок с четным номером 21 и схема скремблирования 22 задерживают двухкадровые части данных выборок с четными номерами соответственно для изменения их расположения. Это делается для интерполирования искаженной части данных, которая не может быть скорректирована с помощью соседних данных, и для скрытия данных при акустическом распознавании, если ошибка не может быть скорректирована.
Кроме того блок кодирования C2 кода 23 рассчитывает 4 бита контроля по четности C2 для добавления к 24 бит первоначального кода. Перемежитель 24 дает возможность перемежений с максимальной задержкой, распространяющейся на 108 кадров. Блок кодирования C1 кода 25 рассчитывает 4 бита контроля по четности C1 для добавления к 28 битам данных, включая первоначальный код и контроль по четности C2, так что общая длина данных составляет 32 бит.
Схема задержки символов с нечетными номерами 26 задерживает еще на один кадр только нечетные (с нечетными номерами) символы. Необходимость такой задержки состоит в том, что, если случайная ошибка генерируется по 2 битам, то она повлияет только на один символ в одной последовательности C1 кодов. Инвертор 27 инвертирует знак контроля по четности для предотвращения вывода о том, что ошибка не сгенерирована, если ошибка во всех данных станет нулевой.
Схема добавления субкода 2 добавляет однобитовый субкод к результату CIRC кодирования, полученного для каждого из 32 бит. Здесь в качестве субкодов добавляются также вышеупомянутые коды S0 и S1, индицирующие заголовок сектора. Эти коды модулируются посредством схемы EFM (модуляция "восемь/четырнадцать") модуляции 3 и синхросигнал кадра добавляется к заголовку кадра в схеме добавления синхросигнала кадра 4 для подачи в устройство записи 5. Устройство записи 5 создает оригинал фонограммы для производства диска 6, на который записывается цифровой аудиосигнал в соответствии со стандартом CD.
С другой стороны, устройство декодирования выполняет процесс, противоположный процессу кодирования, для декодирования сигналов. В частности, сигнал, считываемый с диска 6, и прошедший через усилитель 7 высоких частот (ВЧ) выделяется с помощью схемы обнаружения и выделения синхросигнала кадра 8 посредством обнаружения синхросигнала кадра. Далее схема EFM демодуляции 9 демодулирует сигнал, а схема обнаружения и выделения субкода 10 обнаруживает и выделяет субкод в заголовке кадра для ввода в схему CIRC декодирования 11. Схема обнаружения и выделения субкода 10 распознает заголовок сектора посредством обнаружения кодов S0 и S1. Эта схема CIRC декодирования 11 включает схему, показанную на фиг. 18, обеспечивающую ввод части кадра, состоящей из 32 бит.
Схема задержки четных (с четными номерами) символов 31 задерживает на один кадр четный символ из 32 бит. Последующая схема инвертирования контроля по четности 32 инвертирует контроль по четности. Схема декодирования C1 кода 33 использует C1 код для исправления ошибок. Это дает возможность передать данные длиной 28 бит, исключая C1 контроль по четности, на последующий обращенный перемежитель (то есть, средство снятия перемежения) 34 для обратного перемежения. Блок декодирования C2 кода 35 использует C2 код для исправления ошибок. Это дает возможность передать 24 бита, исключая контроль по четности C2, на последующую схему дескремблирования 36 для выполнения дескремблирования. Схема задержки нечетных выборок 37 задерживает на два кадра нечетные выборки дескремблированных данных, выдавая на выход часть кадра, состоящий из 24 бит данных.
Здесь объяснение связей между кодовой последовательностью C1, кодовой последовательностью C2 и данными, действительно записанными на диск, производится с использование фиг. 18 и 19. В горизонтальном направлении на фиг. 19 показана кодовая последовательность C1, в которой ошибка исправляется с помощью C1 - кода в таком порядке. Предположив, что данные записываются в порядке D0, D1 и D2 в составе реальных данных, вначале данные D0, D1, D2 ... вводятся параллельно в схему задержки четных символов 31. В схеме задержки четных символов 31, поскольку четные символы, такие как D1, D3, D5 ... задерживаются на один кадр, на входе блока декодирования C1 кода 33 в определенный момент времени, один кадр символов в C1 кодовой последовательности, показанной в горизонтальном направлении на фиг. 19, например, D32, D1, D34, D3 ... D29, D62 и D31 вводятся параллельно. Следовательно, связи между данными, считываемыми с диска, и C1 кодовой последовательностью имеют зигзагообразный вид, как показано на фиг. 19. Связи могут быть описаны следующим выражением. Пусть "i" обозначает номер C1 кодовой последовательности, "j" - номер символа в C1 коде. Пусть "k" обозначает разряд символа, записываемого на диск. Тогда символ обозначается как "Dk". При этом (ij) могут быть представлены следующими выражениями:
i = (k/32) + (k mod 2)
j = k mod 32 ... (1)
При этом дроби, меньшие, чем десятичная точка, при делении округляются. Кроме того, символ "mod" в вышеприведенных выражениях обозначает остаток при делении. В последующих выражениях используются те же самые обозначения.
С другой стороны, в обращенном перемежителе 34, поскольку выходные данные блока декодирования C1 кода 33 задерживается самое большее на 108 кадров, на входе блока декодирования C 2 кода 35 последовательность символов, выбираемая по одному символу для каждых четырех C1 кодовых последовательностей, вводится в виде C2 кодовой последовательности, как показано на фиг. 19 пунктирной стрелкой. Следовательно, если ошибка исправляется посредством использования C2 кода, с диска должны считываться символы в 108 кадрах в C1 кодовой последовательности. В данном случае в настоящем изобретении кадр C1 кодовой последовательности, необходимый для исправления ошибки в C2 кодовой последовательности, называется фиксированной длиной перемежения. Применительно к CD фиксированная длина перемежения составляет 108 кадров.
Кстати, как упоминалось выше, CIRC, используемый в CD, представляет собой код с исправлением ошибок, являющийся эффективным как для случайных, так и для пакетных ошибок. Однако его способность исправления ошибок ограничена. Если цифровой сигнал должен быть записан с высокой плотностью, часто случается так, что ошибка не может быть исправлена. Вдобавок, если на диск необходимо записать больший объем данных, доля кода с исправлением ошибок в общем объеме данных, или избыточность уже задана. Таким образом объем данных, который может быть записан на диск, ограничен.
Кроме того в стандарте CD отсутствует информация, различающая порядковый номер кадра. Таким образом проблема, заключается в том, что, если какой-то кадр не может быть связно считан вследствие пакетной ошибки, то невозможно определить количество искаженных кадров, в результате чего код C2 не может быть скорректирован и исправление ошибок вообще не может быть выполнено.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на устранение вышеуказанной проблемы и имеет своей задачей создание способа кодирования цифрового сигнала и устройства для его осуществления, носителя записи цифрового сигнала и способа декодирования цифрового сигнала и устройства для его осуществления, которые способны повысить возможности исправления ошибок и уменьшить избыточность при простой структуре, когда цифровой сигнал кодируется и декодируется путем добавления кода с исправлением ошибок.
Для решения этой задачи согласно настоящему изобретению способ кодирования цифрового сигнала для кодирования цифрового сигнала путем добавления кода с исправлением ошибок включает этапы перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности, таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи.
Кроме того, длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения может быть больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска. Вторая кодовая последовательность исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности, может включать свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
Один формат выбирается из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения и кодируют информацию идентификации для идентификации выбранного формата.
Идентификационный номер добавляется к каждой из первых кодовых последовательностей.
Устройство кодирования цифрового сигнала для кодирования цифрового сигнала путем добавления к нему кода с исправлением ошибок, содержащее средство для перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, средство для добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования кодифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, средство для удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, средство для добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и средство для упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности, таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи.
Также длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска.
Вторая кодовая последовательность включает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности и исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
Устройство может содержать средство для кодирования идентификационной информации для идентификации формата, выбранного из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения; средство для добавления идентификационного номера к каждой из первых кодовых последовательностей соответственно.
В носителе записи цифрового сигнала, предназначенном для записи кодированного цифрового сигнала, причем упомянутый кодированный цифровой сигнал генерируется путем перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи; длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска; вторая кодовая последовательность исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности и включает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
Идентификационная информация записана для различения формата, выбранного из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения, причем идентификационный номер добавлен к каждой из первых кодовых последовательностей.
В способе декодирования цифрового сигнала для декодирования кодированного цифрового сигнала, упомянутый кодированный цифровой сигнал сформирован путем перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи, при этом упомянутый способ включает этапы осуществления в кодированном цифровом сигнале первого исправления ошибок в направлении второй кодовой последовательности с использованием второго контроля по четности для формирования первого исправленного сигнала, перемежения выборок первого исправленного сигнала для формирования исправленного сигнала с перемежением, осуществления в исправленном сигнале с перемежением второго исправления ошибок в направлении первой кодовой последовательности с использованием первого контроля по четности для формирования второго исправленного сигнала и удаления перемежения во втором исправленном сигнале для формирования декодированного сигнала. В частных случаях выполнения носителя предусмотрены аналогичные вышеуказанным параметры кодовых последовательностей.
Возможно обнаружение идентификационной информации для различения формата, выбираемого из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения, и управление процессом исправления ошибок производят на основе идентификационной информации, а также обнаружение идентификационного номера, соответственно добавленный к первой кодовой последовательности, и управление процессом исправления ошибок производят на основе идентификационного номера.
Кроме того в устройстве декодирования цифрового сигнала для декодирования кодированного цифрового сигнала, упомянутый кодированный цифровой сигнал сформирован путем перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования, по меньшей мере, первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи, при этом упомянутое устройство содержит средство для осуществления в кодированном цифровом сигнале первого исправления ошибок в направлении второй кодовой последовательности с использованием второго контроля по четности для формирования первого исправленного сигнала, средство для перемежения выборок первого вправленного сигнала для формирования исправленного сигнала с перемежением, средство для осуществления в исправленном сигнале с перемежением второго исправления ошибок в направлении первой кодовой последовательности с использованием первого контроля по четности для формирования второго исправленного сигнала и средство для удаления перемежения во втором вправленном сигнале для формирования декодированного сигнала. В частных случаях выполнения носителя предусмотрены аналогичные вышеуказанным параметры кодовых последовательностей.
Возможно обнаружение идентификационной информации для различения формата, выбираемого из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения, и управление процессом исправления ошибок производят на основе идентификационной информации, а также обнаружение идентификационного номера, соответственно добавленный к первой кодовой последовательности, и управление процессом исправления ошибок производят на основе идентификационного номера.
Если цифровой сигнал кодируется путем добавления кода с исправлением длина кода, разрядность контроля по четности с исправлением ошибок и фиксированная длина перемежения возрастают до уровня, который превышает стандарт компакт-диска. Следовательно, по сравнению со стандартом компакт-диска избыточность уменьшается, что позволяет увеличить объем данных, который может быть записан, так что возможности исправления ошибок могут быть улучшены при простой структуре, а избыточность может быть исключена, если цифровой сигнал кодируется и декодируется путем добавления кода с исправлением ошибок.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематическое представление структуры одного кодового отрезка C1 кода согласно способу для кодирования и декодирования цифрового сигнала в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 - схема, объясняющая перемежение в L формате.
Фиг. 3 - схема, объясняющая перемежение в S формате.
Фиг. 4 - схема, поясняющая структуру сектора согласно способу для кодирования и декодирования цифрового сигнала в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 5 (A) и 5 (B) - схематическое представление порядка записи на диск и структуры C1 кода.
Фиг. 6 - схематическое представление порядка записи на диск и структуры C1 кода.
Фиг. 7 - блок-схема устройства кодирования цифрового сигнала согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.
Фиг. 8 - блок-схема, показывающая структуру части процесса кодирования с исправлением ошибок в L формате в устройстве кодирования цифрового сигнала на фиг. 7.
Фиг. 9 - блок-схема, показывающая структуру части процесса кодирования с исправлением ошибок в S формате в устройстве кодирования цифрового сигнала на фиг. 7.
Фиг. 10 - блок-схема устройства декодирования цифрового сигнала согласно одному варианту настоящего изобретения.
Фиг. 11 - диаграмма, объясняющая процесс исправления пакетной ошибки.
Фиг. 12 - блок-схема, раскрывающая структуру средств декодирования кода с исправлением ошибок в L формате в устройстве декодирования цифрового сигнала на фиг. 10.
Фиг. 13 - блок-схема, раскрывающая структуру средств декодирования кода с исправлением ошибок в S формате в устройстве декодирования цифрового сигнала на фиг. 10.
Фиг. 14 - схема, показывающая структуру одного кодового отрезка C1 кода в известном компакт-диске.
Фиг. 15 - схема, показывающая структуру сектора в известном компакт-диске.
Фиг. 16 - блок-схема, показывающая устройство кодирования и декодирования известного компакт-диска.
Фиг. 17 - блок-схема, показывающая структуру средств кодирования с исправлением ошибок в устройстве кодирования известного компакт-диска.
Фиг. 18 - блок-схема, показывающая структуру средств декодирования кода с исправлением ошибок в устройстве декодирования известного компакт-диска.
Фиг. 19 - схематическое представление порядка записи на диск и порядка C1 кода в известном компакт-диске.
Наилучший вариант реализации изобретения
Вначале до описания варианта реализации настоящего изобретения будет объяснено назначение перемежения. Перемежение необходимо для распределения пакетных ошибок, охватывающих несколько символов на диске, таким образом чтобы пакетные ошибки могли проявляться как случайные ошибки в направлении C2. Кстати, в настоящем варианте, как будет описано ниже, длина кодовой C1 последовательности принята равной 136 символов, что существенно больше, чем 32 символа компакт- диска. Поскольку в компакт-диске 32 символа C1 кодовой последовательности, символы берутся для каждых четырех кадров C1 кодовой последовательности для образования C2 кодовой последовательности, как было описано выше, чтобы получить вышеупомянутый результат. Таким образом, если C1 кодовая последовательность расположена в горизонтальном направлении, угол, образованный C1 кодовой последовательностью и C2 кодовой последовательностью, соответствует режиму "глубокое перемежение", если этот угол большой. В настоящем изобретении, поскольку C1 кодовая последовательность длинная, вышеуказанный результат может быть достигнут без осуществления глубокого перемежения.
Вначале достаточно неглубоко выполняется перемежение в CIRC, используемом в CD. Затем положим, что C2 кодовая последовательность образует C2' кодовую последовательность, показанную на фиг. 19. В таком случае C2' кодовая последовательность является перемежением, таким, что 33 символа вставлены между соседними символами, a D0 расположено в ее заголовке, как показано на фиг. 19. При такой структуре из каждой следующей друг за другом C1 кодовой последовательности берется один символ. В рассматриваемом здесь варианте, поскольку C1 кодовая последовательность длинная, промежуток между каждым из символов в C2' кодовой последовательности в действительности длиннее и вышеуказанная цель может быть достигнута так же, как при глубоком перемежении CD. При выполнении такого перемежения D0 и D1, D66 и D67 и т.п. составляют символы, которые располагаются по соседству друг с другом в C2' кодовой последовательности, а также по соседству друг с другом на диске. То же самое можно сказать, даже если C1 кодовая последовательность длинная. Исходной целью перемежения является распределение ошибок, занимающих несколько символов в C2 кодовой последовательности. Таким образом, не нужно, чтобы порядок символов на диске соответствовал порядку символов в C2' коде, иначе ухудшится способность исправления ошибок кода C2'. В вариантах, которые будут описаны далее, порядок символов на диске не соответствует порядку символов в коде C2'.
Ниже будет детально описан пример выполнения настоящего изобретения со ссылками на чертежи.
(1) Способ кодирования цифрового сигнала
В способе для кодирования цифрового сигнала согласно настоящему изобретению формат, в котором фиксированная длина перемежения увеличена и улучшена способность исправления пакетной ошибки, называется L форматом, а формат, в котором фиксированная длина укорочена и способность исправления пакетной ошибки снижена до необходимого уровня с целью повышения скорости обработки данных, называется S форматом.
В способе для кодирования цифрового сигнала используется показанный на фиг. 1 C1 код в целом, в котором длина кода составляет 136 символов, данные содержат 116 символов, 8 символов в конце образуют контроль по четности C1 и 12 символов в центре образуют контроль по четности C2. В заголовке кода располагается синхросигнал для обнаружения синхронизации, и вслед за синхросигналом располагается, например, однобитовый формат ID. Этот формат ID содержит описание одного из двух форматов, L формата или S формата. Одна кодовая длина кода C1 называется здесь и далее одним кадром. Кадр ID располагается в одном символе в заголовке данных, следующих за форматом ID. Здесь кадр ID включен в код C1. Тогда с помощью кода C1 ошибка может быть исправлена.
Перемежение в L формате показано на фиг. 2. В этом L формате код C2 имеет кодовую длину 128 символов, и 128 символов кода C1 перемежаются. Если ошибка исправляется путем использования символа суммы контроля по четности с помощью C2 кода, ошибка в 12 символах в коде C2 может быть исправлена. Это соответствует 12 C1 кодам, так что могут быть исправлены пакетные ошибки в 1632 символах.
Перемежение согласно S формату с этой точки зрения показано на фиг. 3. C1 код точно такой, как в L формате. C2 код имеет кодовую длину 128 символов, как и L формат. C2 код перемежается и может быть свернут с помощью 43-го C1 кода. Его фиксированная длина составляет одну треть L формата. Если возможно исправить ошибку в 12 символах в C2 коде подобно L формату, то может быть исправлена пакетная ошибка в четырех частях C1 кода, а именно, 544 символа.
Избыточность в этом формате составляет 14.7% по сравнению 25% в CD. Вдобавок в CD коды C1 и C2 имеют четыре символа контроля по четности. Однако в этом формате коды C1 и C2 имеют соответственно 8 и 12 символов контроля по четности. Поскольку эти коды являются так называемыми LDC - кодами (дистанционные коды), способность исправления ошибок может быть значительно улучшена по сравнению с CD.
Структура сектора в этом формате показана на фиг. 4. Восемнадцать C1 кодов образуют один сектор. Часть, относящаяся к данным, исключая контроль по четности, содержит 2088 символов. Из 2088 символов кадр ID содержит 18 символов, заголовок сектора содержит 18 символов, код обнаружения ошибок (EDC) содержит 4 символа. Остальные 2048 символов составляют реальные данные. Другими словами, если один символ содержит один бит, то один сектор содержит 2k бит. Числа записываются в кадр ID в порядке 0, 1, 2, ..., 17 от кадра заголовка сектора. Это повторяется для каждого сектора.
Здесь будет описан вариант, при котором нечетный символ задерживаются при кодировании, так что расположение символов в C2 кодовой последовательности цифрового сигнала в этом варианте реализации не соответствуют расположению символов на диске. На фиг. 5(A) показана связь между C1 кодовой последовательностью, C2 кодовой последовательностью и данными, действительно записываемыми на диск, согласно настоящему варианту изобретения. Данные считываются в горизонтальном направлении, так чтобы скорректировать C1 код. Как и на ранее рассмотренной фиг. 19, порядковый номер C1 кода обозначается символом "i", порядковый номер символа в C1 коде обозначается символом "j", а символ на диске обозначается "Dk". Символы "i" и "j" представлены следующим выражением:
i = (k/136)+(k mod 2)
j = 68·(k mod 2) + ((k mod 136)/2) ... (2)
В частности, нечетный символ, в котором "k" четное число, располагается в первой половине C1 кода, в то время как четный символ, в котором "k" нечетное число, располагается в другой половине следующего C1 кода. При такой задержке порядок расположения данных на диске не соответствует порядку данных кода C2, так что влияние пакетной ошибки может быть сведено к минимуму. Такая задержка может быть реализована с помощью блока задержки 306, показанного на фиг. 8, который будет описан ниже. В этом примере символы размещаются посредством операции деления на два C1 кода. Однако деление не ограничено делением на две части. Например, код может быть разделен на четыре части, как показано на фиг. 6. В этом случае "i" и "j" представляются следующими выражениями:
i = (k/36)+(k mod 2)
j = 34·(k mod 4)+((k mod 136)/4) ...(3)
При такой организации возможно создать структуру, где порядок данных на диске не соответствует порядку C2 кода.
Кроме того, на фиг. 5(A) нечетный символ задерживается, а четный символ может быть задержан. Связи между C1 кодовой последовательностью, C2 кодовой последовательностью и данными, действительно записываемыми на диск, показаны на фиг. 5(B).
Если задерживается нечетный символ, как показано на фиг. 5(A), остается часть, в которой соседние символы в C2 кодовой последовательности соответствуют расположению символов на диске (например, D 270 и D 271). В варианте по фиг. 5(B), при котором задерживается четный символ, нет такого явления, в результате чего способность исправления ошибок может быть улучшена. В данном случае, согласно варианту, показанному на фиг. 5(B), (i,j) могут быть представлены следующим выражением:
i = (k/136)-(k mod 2)+1
j = 68·(k mod 2)+((k mod 136)/2) ...(4)
(2) Устройство кодирования цифрового сигнала и устройство декодирования цифрового сигнала
Теперь будет описан вариант устройства кодирования цифрового сигнала, реализующего способ кодирования вышеуказанного цифрового сигнала, и вариант устройства декодирования цифрового сигнала, соответствующего устройства кодирования цифрового сигнала. Структура устройства кодирования цифрового сигнала согласно настоящему изобретению показана на фиг. 7. Это устройство кодирования цифрового сигнала отбирает либо L формат, либо S формат с помощью сигнала переключения формата. Данные, которые добавляются в заголовок кадра, вводятся для ввода формата.
Вначале входной сигнал вводится в память 101. Либо код C1, либо код C2 пересылается в схему исправления ошибок 102 в этом порядке и код с исправлением ошибок добавляется и записывается снова в память 101. Затем код посылается в схему EFM модуляции 104. Генерирование адреса записи и адреса считывания в этих запоминающих устройствах управляется в соответствии с форматом, выделенным с помощью сигнала переключения формата посредством блока управления памяти 103.
На фиг. 8 показан вариант, при котором входные данные обрабатываются памятью 101 и схемой исправления ошибок 102 для случая L формата на фиг. 5(A). Входные данные обрабатываются таким образом, что 116 символов от a0 до a115 собираются в одну группу. Вначале четный символ задерживается на одну кодовую длину в блоке задержки 301. Затем символы перемежаются с помощью перемежителя 302, так что символы перегруппировываются в порядке кода C2 на фиг. 2, и в блоке кодирования C2 кода 303 рассчитываются и добавляются биты контроля по четности с исправлением ошибок.
Затем, после того как символы приводятся к первоначальному порядку с помощью обращенного перемежителя 304 и в блоке кодирования C1 кода 305 рассчитывается и добавляется контроль по четности с исправлением ошибок C1, нечетный символ задерживается в блоке задержки 306. После этого, только символы контроля по четности с исправлением ошибок кодов C1 и C2 инвертируются в инверторе 307, для того чтобы вывести 136 символов от b0 до b135. Символы записываются на диск 107 в порядке b0, b1, b2 ... В данном случае может быть реализован L формат на фиг. 5(b) путем обеспечения блока задержки 306 на стороне b1, b3, b5 ... b133, b135 вместо обеспечения аналогичного блока 306 на стороне b0, b2, b4 ... b132, b134 на фиг. 8.
На фиг. 9 показан вариант для S формата, подобный выше рассмотренному случаю. Вариант, показанный на фиг. 9, отличаются от выше рассмотренного случая для L формата только перемежителем 402 и обращенным перемежителем 404. Блок задержки 401 имеет такую же структуру, что и блок задержки 301. Блок кодирования C2 кода 403 имеет ту же структуру, что блок кодирования C2 кода 303. Блок кодирования C1 кода 405 имеет ту же структуру, что и блок кодирования C1 кода 305. Блок задержки 406 имеет ту же структуру, что и блок задержки 306. Инвертор 407 имеет ту же структуру, что и инвертор 307. Величина задержки g(x) перемежителя 402 и величина задержки f(x) обращенного перемежителя 403 представляются следующими выражениями.
f(x) = x mod 43
g(x) = 42-f(127-x) ... (5)
Это обеспечивает порядок C2 кода, показанный на фиг. 3.
Данные, посылаемые из памяти 101 в схему EFM модуляции 104, соответствующим образом модулируются, и синхросигнал и формат ID выбранного формата добавляется в схеме сложения синхросигнала/формата ID 105. Затем данные посылаются в устройство записи 106 для изготовления диска 107.
Поскольку способ кодирования цифрового сигнала в настоящем изобретении основан на предположении, что цифровой сигнал используется для записи и воспроизведения компьютерных данных, сжатых данных или т.п., можно считать, что часть сигнала, где ошибка не может быть исправлена, не является настолько протяженной, что ошибка не может быть скорректирована. Код C2 добавляется с помощью перемежителя так, что данные записываются на диск 107 в своем первоначальном порядке, а именно в порядке с a0 до a115. После этого данные приводятся к первоначальному порядку посредством обращенного перемежителя. Кроме того предусмотрен блок задержки 301, обеспечивающий то, что величина задержки четного символа делается равной величине задержки нечетного символа.
Вариант реализации поясняется со ссылками на фиг. 8. Символ a0 задерживается на 127 кадров с помощью перемежителя 302 и затем задерживается еще на один кадр блоком задержки 306. Следовательно, если символ a0 выводится как b0, разряд данных задерживается всего на 128(= 127 + 1) кадров. Кроме того разряд данных a2 задерживается на 126 кадров с помощью перемежителя 302 и затем задерживается еще на один кадр в обращенном перемежителе 304. Этот же символ еще раз задерживается на один кадр в блоке задержки 306. Таким образом, когда символ a2 выводится как b2, этот символ задерживается в итоге на 128(= 126 +1+1) кадров. То же самое проделывается с другими символами, а именно, a4, a6, . . . , a112 и a114. Величина задержки нечетного символа, представленного четным номером на фиг. 8, составляет 128 кадров в соответствующих случаях.
С другой стороны, четный символ, представленный нечетным номером на фиг. 8, задерживается следующим образом. Если блок задержки 301 не предусмотрен, символ a1 задерживается на 57 кадров с помощью перемежителя 302. Далее символ a1 задерживается еще на 70 кадров с помощью обращенного перемежителя 304. Следовательно, если символ a1 выводится как b5, он задерживается в итоге на 127(= 57+70) кадров. Далее символ a3 задерживается на 56 кадров с помощью перемежителя 302. Символ a3 задерживается еще на 1 кадр с помощью обращенного перемежителя 304. Следовательно, когда символ a3 выводится как b7, этот символ задерживается в итоге на 127 (=56+71) кадров. То же самое имеет место для других символов, а именно, a5, a7 ..., a113 и a115. Величина задержки четного символа составляет в этих случаях 127 кадров.
Разница в величине задержки между нечетным символом и четным символом составляет один кадр. Для поглощения этой величины задержки предусмотрен блок задержки 301. Если блок задержки построен таким образом, первоначальный порядок данных соответствует порядку данных, записываемых на диск. Таким образом, можно избежать расширение нескорректируемого блока данных, по сравнению со случаем, когда первоначальный порядок данных перетасовывается, как в CD.
Однако блок задержки 301 может не быть предусмотрен. В этом случае порядок данных, записываемых на диск, согласуется с порядком данных C1 кодовой последовательности. Хотя порядок данных, записываемых на диск, полностью не совпадает с первоначальным порядком данных, первоначальный порядок данных в какой-то степени выдерживается по сравнению со случаем, когда первоначальный порядок данных перетасовывается как в CD. Таким образом можно избежать расширения нескорректируемого блока данных. В данном случае само собой разумеется, что блок задержки 507 не предусмотрен на стороне декодера, если блок задержки 301 не предусмотрен на стороне кодера.
С другой стороны, устройство декодирования цифрового сигнала выполнено так, как показано на фиг. 10. Сигнал, считываемый с диска 107, проходит через RF усилитель (усилитель высокой частоты) 201 для обнаружения и выделения синхросигнала и формата ID с помощью схемы обнаружения и выделения 202. Затем производится распознавание сигнала, чтобы определить, в каком он формате, L или S. Затем сигнал различения формата подается в контроллер памяти 206 на заднюю колонку. Данные, лишенные синхросигнала и формата ID в схеме обнаружения и выделения 202, демодулируются с помощью схемы EFM демодуляции и вводятся в память 204.
Контроллер памяти 206, используя выходной сигнал различения формата от схемы обнаружения и выделения 202 синхроимпульса/формата ID, определяет, в каком формате, L или S, поступили данные. В соответствии с результатом определения контроллер памяти 206 управляет адресами записи и считывания памяти. Данные, введенные в память 204, перегруппировываются в порядок C1 кодов и посылаются в схему исправления ошибок 205. Затем скорректированный код снова записывается в память 204. Код, который был подвергнут C1 кодовой коррекции, считывается в порядке C2 кода. Далее код корректируется с помощью схемы исправления ошибок 205 таким же образом и снова записывается в память 204. Данные, которые были подвергнуты исправлению ошибок, выводятся из памяти 204. Эти операции выполняются под управлением контроллера памяти 206.
Ниже обсуждаются контрмеры, предлагаемые в случае, когда следующие по порядку номеров кадры теряются при пакетной ошибке. Когда код после C1 кодовой коррекции записывается в память 204, кадр ID в заголовке кода выводится в контроллер памяти 206. Контроллер памяти 206 контролирует непрерывность кадра ID. На фиг. 11 показано, как код после C1 кодовой коррекции записывается в память 204. Кадр, имеющий 1 в качестве кадра ID, здесь и далее обозначен как кадр 1. Предположим, что кадры 4, 5, 6 и 7 записываются в память, а затем следующие четыре кадра теряются при пакетной ошибке, так что C1 код не может быть скорректирован и тот же самый C1 код не может быть снова скорректирован с помощью кадра 12.
В этом случае, если кадр 12 записывается сразу после кадра 4 в памяти 204, C2 код зависает на 4 символа, так что код не сможет быть скорректирован. Для предотвращения этого предлагаются следующие контрмеры. А именно, если рассчитывается различие между кадром 7, идущим непосредственно перед пакетной ошибкой, и кадром 12, идущим сразу после пакетной ошибки, то можно определить, что число потерянных кадров составляет 4 кадра. Кадр ID, охваченный скобкой на фиг. 11, представляет кадры, потерянные при пакетной ошибке.
Затем части из четырех кадров организуются в зоне памяти, так что кадр 12 будет записываться от 5-го кадра. При такой организации четырехсимвольная ошибка может быть сгенерирована и исправлена в C2 коде. В этом случае контроллер памяти 20 непрерывно контролирует кадр ID, чтобы соответствующим образом переключать адрес, по которому записывается C1 код, с тем чтобы C2 код можно было скорректировать, даже если при пакетной ошибке теряется несколько кадров.
На фиг. 12 показан процесс, при котором данные в L формате, показанном на фиг. 5 (A), обрабатываются в памяти 204 и схеме исправления ошибок 205. Что касается входных данных, 136 символов от b0 до b135 обрабатываются как одна группа. Вначале биты контроля по четности C1 и контроля по четности C2 инвертируются с помощью инвертора 501, а четный символ задерживается на длину одного кода в блоке задержки 502. После этого в блоке декодирования 503 C1 кода C1 код корректируется и перемежается с помощью перемежителя 504. Затем C2 код корректируется в блоке декодирования 505 C2 кода.
После этого код подвергается обращенному перемежению с помощью обращенного перемежителя 506. Затем нечетный символ задерживается на длину одного кода с помощью блока задержки 507 для получения выходов с a0 по a115. Здесь перемежитель 504 является таким же, что и перемежитель 302, а обращенный перемежитель 506 такой же, как обращенный перемежитель 304. В данном случае L формат, показанный на фиг. 5(B), может быть реализован, если предусмотреть блок задержки 502 на стороне b0, b2, b4, ..., b132 и b134 вместо аналогичного блока на стороне b1, b3, b5, ..., b133 и b135 на фиг. 12.
На фиг. 13 показан вариант для S формата в том же случае, что рассмотрен выше. S формат отличается от L формата только перемежителем 604 и обращенным перемежителем 606. Инвертор 601, такой же как инвертор 501. Блок задержки 602 такой же, как блок задержки 502. Блок декодирования 603 C1 кода такой, же как блок декодирования 503 C1 кода. Блок декодирования 605 C2 кода такой же, как блок декодирования 505 C2 кода. Блок задержки 607 такой же как блок задержки 507. Вдобавок величина задержки g(x) перемежителя 604 такая же как у аналогичного перемежителя 402. Величина задержки f(x) обращенного перемежителя 606 такая же, как у аналогичного обращенного перемежителя 404.
В данном случае процесс обработки в каждом блоке задержки и каждом перемежителе, показанных на фиг. 8 и 9, может быть действительно реализован, если контроллер памяти
управляет адресом записи, адресом считывания, синхронизацией записи и синхронизацией считывания памяти 101. Аналогичным образом процесс обработки в каждом блоке задержки и каждом обращенном перемежителе, показанными на фиг. 12 и 13, могут быть действительно реализованы, если контроллер памяти 206 управляет адресом записи, адресом считывания, синхронизацией записи и синхронизацией считывания памяти 204. Например, если данные D0, D2, D3, ..., воспроизводимые с диска 107, хранятся соответственно в позициях, соответствующих (i, j) на фиг. 5 (A), в качестве адресов записи памяти и последовательно считываются в горизонтальном направлении, а именно, если данные D136, D138 ... ... D270, D1, D3 ... ...D133 и D135, что соответствует i = 1, считываются, четный символ в блоке задержки 502 на фиг. 12 подвергается задержке. Вдобавок переключение L формата и S формата может быть реализовано посредством переключения способа управления контроллера памяти 103 и контроллера памяти 206.
В рассмотренной выше структуре способность исправления ошибок может быть значительно улучшена по отношению к случайным ошибкам и пакетным ошибкам путем увеличения длины кода и разрядности контроля по четности с исправлением ошибок и удлинения фиксированной длины перемежения по сравнению со стандартом CD. Кроме того количество данных, которое может быть действительно записано, можно увеличить путем уменьшения избыточности по сравнению со стандартом CD. Таким образом, если цифровой сигнал кодируется и декодируется путем добавления кода с исправлением ошибок, способность исправления ошибок может быть улучшена, а избыточность уменьшена при простой структуре.
Кроме того в выше рассмотренной структуре форматы, имеющие одну и ту же кодовую длину, и одну и ту же разрядность контроля по четности с исправлением ошибок и разную фиксированную длину перемежения, формируются так, что эти форматы различаются между собой с помощью формата ID. Следовательно, рассмотренная выше структура может соответствовать множеству форматов без усложнения устройства кодирования и устройства декодирования. При различении форматов с помощью формата ID на диске может смешиваться, записываться и воспроизводиться несколько форматов.
Кроме того в рассмотренной выше структуре величина задержки нечетного символа и четного символа подобрана так, что порядок C2 кода не согласуется с порядком данных на диске, что предотвращает ухудшение способности исправления пакетных ошибок. Кроме того путем добавления кадра ID, если несколько последовательных кадров теряются при пакетной ошибке, их количество может быть точно определено, так что ошибка в C2 коде может быть исправлена без всяких проблем.
(3) Другие варианты реализации
В рассмотренных выше вариантах длина C1 кода, а именно, длина одного кадра установлена в 136 символов, а контроль по четности C1 и контроль по четности C2 установлен соответственно в 8 символов и в 12 символов. Фиксированная длина перемежения установлена в 128 символов. Однако длина одного кадра, длина контроля по четности и фиксированная длина перемежения этим не ограничены. Эти длины могут быть выбраны в соответствии с потребностями. Например, если фиксированная длина перемежения S формата составляет половину аналогичной длины L формата, будет достигнут тот же эффект, что и в выше рассмотренных вариантах. Кроме того в рассмотренных вариантах контроль по четности C1 размещается в конце кода, а контроль по четности C2 - в центре кода, но такое расположение этим не ограничивается. Контроль по четности может располагаться в коде где угодно.
Например, в L формате длина C1 кода, а именно, один кадр, может быть установлена в 170 символов, а контроль по четности C1 и контроль по четности C2 могут быть установлены соответственно в 8 символов и 14 символов. Фиксированная длина перемежения может быть установлена в 138 кадров. Контроль по четности C1 и контроль по четности C2 могут быть размещены в конце кода.
Кроме того в выше рассмотренном варианте L формат и S формат могут выбираться. Формат ID предусмотрен для распознавания выбранного формата, но L формат и S формат могут присутствовать независимо друг от друга. Таким образом, в объем настоящего изобретения включается любой из двух принятых форматов. В этом случае формат ID не потребуется.
В упомянутом выше варианте описывается случай, когда формат ID добавляется к одному биту вслед за синхросигналом. Расположение формата ID этим не ограничивается. Например, формат ID может быть предусмотрен внутри заголовка сектора. Кроме того, кадр ID может быть установлен таким образом, что он будет циклически повторяться в блоке одного сектора. Вместо этого кадр ID может циклически повторяться в блоке из нескольких секторов. Как вариант, кадры, например, от 0 до 255, могут повторяться независимо от секторов.
В рассмотренном выше варианте описывается случай, при котором в качестве носителя записи цифрового сигнала предполагается использование только считываемого оптического диска, например, компакт-диска или т.п. Настоящее изобретение этим не ограничивается. Настоящее изобретение предпочтительно применимо к способу кодирования цифрового сигнала, и устройству для его осуществления, носителю записи цифрового сигнала, и способу декодирования цифрового сигнала и устройству для его осуществления, в которых используются приспособленные для записи носители, такие как магнитооптические диски, магнитные диски или магнитные ленты.
Как было сказано выше, настоящее изобретение обеспечивает способ кодирования цифрового сигнала и устройство для его осуществления, носитель записи цифрового сигнала и способ декодирования цифрового сигнала и устройство для его осуществления, которые могут улучшить способность исправления ошибок по отношению к случайным ошибкам и пакетным ошибкам и уменьшить избыточность по сравнению со стандартом CD, что увеличивает объем данных, которые можно действительно записать, посредством увеличения длины кода, разрядности контроля по четности с исправлением ошибок и удлинения фиксированной длины перемежения по сравнению со стандартом CD.
Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает способ кодирования цифрового сигнала и устройство для его осуществления, носитель записи цифрового сигнала и способ декодирования цифрового сигнала и устройство для его осуществления, которые приспособлены к нескольких форматов без усложнения устройства кодирования и устройства декодирования путем построения форматов, имеющих одну и ту же длину кода и разрядность контроля по четности с исправлением ошибок и разную фиксированную длину перемежения, и распознавания форматов с помощью формата ID и которые способны смешивать несколько форматов на одном носителе для записи и воспроизведения посредством распознавания форматов с помощью формата ID.
Кроме того, согласно настоящему изобретению предотвращается ухудшение способности исправления пакетных ошибок путем организации устройства таким образом, что порядок кода C2 не соответствует порядку данных на диске посредством подбора величины задержки нечетных символов. Кроме того, согласно настоящему изобретению обеспечивается способ кодирования цифрового сигнала и устройство для его осуществления, носитель записи цифрового сигнала и способ декодирования цифрового сигнала и устройство для его осуществления, которые способны обнаруживать набор кадров и корректировать ошибки в C2 коде без всяких проблем, даже если при пакетной ошибке потеряно несколько последовательно поступающих кадров, путем добавления кадра ID.
Промышленное применение
Способ цифрового кодирования и устройство для его осуществления, соответствующие настоящему изобретению могут быть использованы для устройств записи на цифровой видеодиск ЦВД. Кроме того способ декодирования цифрового сигнала и устройство для его осуществления, соответствующие настоящему изобретению, могут быть использованы в устройствах воспроизведения с ЦВД. Кроме того, носитель цифровой записи, соответствующий настоящему изобретению, может быть использован в качестве ЦВД.
Формула изобретения: 1. Способ кодирования цифрового сигнала для кодирования цифрового сигнала путем добавления к нему кода с исправлением ошибок, включающий этапы перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи.
2. Способ кодирования цифрового сигнала по п.1, отличающийся тем, что длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска.
3. Способ кодирования цифрового сигнала по п.1, отличающийся тем, что вторая кодовая последовательность исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
4. Способ кодирования цифрового сигнала по п.1, отличающийся тем, что вторая кодовая последовательность включает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
5. Способ кодирования цифрового сигнала по п.1, отличающийся тем, что один формат выбирается из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения и кодируют информацию идентификации для идентификации выбранного формата.
6. Способ кодирования цифрового сигнала по п.1, отличающийся тем, что идентификационный номер добавляется к каждой из первых кодовых последовательностей.
7. Устройство кодирования цифрового сигнала для кодирования цифрового сигнала путем добавления к нему кода с исправлением ошибок, содержащее средство для перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, средство для добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, средство для удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, средство для добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и средство для упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи.
8. Устройство кодирования цифрового сигнала по п.7, отличающееся тем, что длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска.
9. Устройство кодирования цифрового сигнала по п.7, отличающееся тем, что вторая кодовая последовательность включает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
10. Устройство кодирования цифрового сигнала по п.7, отличающееся тем, что вторая кодовая последовательность исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
11. Устройство кодирования цифрового сигнала по п.7, отличающееся тем, что содержит средство для кодирования идентификационной информации для идентификации формата, выбранного из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения.
12. Устройство кодирования цифрового сигнала по п.7, отличающееся тем, что содержит средство для добавления идентификационного номера к каждой из первых кодовых последовательностей соответственно.
13. Носитель записи цифрового сигнала, предназначенный для записи кодированного цифрового сигнала, причем упомянутый кодированный цифровой сигнал генерируется путем перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи.
14. Носитель записи цифрового сигнала по п.13, отличающийся тем, что длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска.
15. Носитель записи цифрового сигнала по п.13, отличающийся тем, что вторая кодовая последовательность исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
16. Носитель записи цифрового сигнала по п.13, отличающийся тем, что вторая кодовая последовательность включает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
17. Носитель записи цифрового сигнала по п.13, отличающийся тем, что идентификационная информация записана для различения формата, выбранного из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения.
18. Носитель записи цифрового сигнала по п.13, отличающийся тем, что идентификационный номер добавлен к каждой из первых кодовых последовательностей.
19. Способ декодирования цифрового сигнала для декодирования кодированного цифрового сигнала, причем упомянутый кодированный цифровой сигнал сформирован путем перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи, при этом упомянутый способ включает этапы осуществления в кодированном цифровом сигнале первого исправления ошибок в направлении второй кодовой последовательности с использованием второго контроля по четности для формирования первого исправленного сигнала, перемежения выборок первого исправленного сигнала для формирования исправленного сигнала с перемежением, осуществления в исправленном сигнале с перемежением второго исправления ошибок в направлении первой кодовой последовательности с использованием первого контроля по четности для формирования второго исправленного сигнала и удаления перемежения во втором исправленном сигнале для формирования декодированного сигнала.
20. Способ декодирования цифрового сигнала по п.19, отличающийся тем, что длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска.
21. Способ декодирования цифрового сигнала по п.19, отличающийся тем, что вторая кодовая последовательность исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
22. Способ декодирования цифрового сигнала по п.19, отличающийся тем, что вторая кодовая последовательность включает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
23. Способ декодирования цифрового сигнала по п.19, отличающийся тем, что обнаруживают идентификационную информацию для различения формата, выбираемого из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения, и управление процессом исправления ошибок производят на основе идентификационной информации.
24. Способ декодирования цифрового сигнала по п.19, отличающийся тем, что обнаруживают идентификационный номер, соответственно добавленный к первой кодовой последовательности, и управление процессом исправления ошибок производят на основе идентификационного номера.
25. Устройство декодирования цифрового сигнала для декодирования кодированного цифрового сигнала, причем упомянутый кодированный цифровой сигнал сформирован путем перемежения выборок входного цифрового сигнала для генерирования входного цифрового сигнала с перемежением, добавления к входному цифровому сигналу с перемежением первого контроля по четности для формирования модифицированного сигнала с перемежением, причем первый контроль по четности получают путем использования по меньшей мере первой кодовой последовательности входного цифрового сигнала с перемежением, удаления перемежения в упомянутом модифицированном сигнале с перемежением для формирования промежуточного сигнала, добавления к упомянутому промежуточному сигналу второго контроля по четности, получаемого с использованием второй кодовой последовательности, которая соответствует множеству символов, выбираемых из множества смежных первых кодовых последовательностей путем сдвига символов на один символ и упорядочения входного цифрового сигнала, к которому добавлены первый и второй контроль по четности таким образом, что расположение символов во второй кодовой последовательности не соответствует последовательности символов в том виде, как они записаны на носителе записи, при этом упомянутое устройство содержит средство для осуществления в кодированном цифровом сигнале первого исправления ошибок в направлении второй кодовой последовательности с использованием второго контроля по четности для формирования первого исправленного сигнала, средство для перемежения выборок первого исправленного сигнала для формирования исправленного сигнала с перемежением, средство для осуществления в исправленном сигнале с перемежением второго исправления ошибок в направлении первой кодовой последовательности с использованием первого контроля по четности для формирования второго исправленного сигнала и средство для удаления перемежения во втором исправленном сигнале для формирования декодированного сигнала.
26. Устройство декодирования цифрового сигнала по п.25, отличающееся тем, что длина кода первой и второй кодовых последовательностей, первого контроля по четности, второго контроля по четности и фиксированная длина перемежения больше, чем соответствующие стандартные значения для компакт-диска.
27. Устройство декодирования цифрового сигнала по п.25, отличающееся тем, что вторая кодовая последовательность исключает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
28. Устройство декодирования цифрового сигнала по п.25, отличающееся тем, что вторая кодовая последовательность включает свертку по отношению к предварительно определенному числу разрядов первой кодовой последовательности.
29. Устройство декодирования цифрового сигнала по п.25, отличающееся тем, что содержит средство для обнаружения идентификационной информации для различения формата, выбираемого из множества форматов с одной и той же кодовой длиной и длиной контроля по четности и с разной фиксированной длиной перемежения, и средство для управления процессом исправления ошибок на основе идентификационной информации.
30. Устройство декодирования цифрового сигнала по п.25, отличающееся тем, что содержит средство обнаружения идентификационного номера, соответственно добавленного к первой кодовой последовательности, и средство для управления процессом исправления ошибок на основе идентификационного номера.