JPH01221924A - 可変長符号逆変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル信号の伝送または記録に適用される
可変長符号逆変換装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ディジタル信号を光ディスク、磁気ディスク等に記録再
生する際に用いられる記録符号は、記録の高密度化に伴
い種々の方法が開発されて来た。

これは記録すべき情報データビット列を記録に適した形
式に変換するもので、以下の性質が要求される。

（１）最小磁化反転間隔Ｔ　ｍ　Ｉ　ａ記録再生系の帯
域制限の影響を受けに（くするためにはＴ１．、は大で
あることが望ましい。

（２）最大磁化反転間隔Ｔ□、Ｘ セルフクロック機能を得るためにはクロック情報を抽出
するためにＴ１．８は小であることが望ましい。

（３）検出窓幅ＴＷ 再生信号のジッタや波形干渉によるピークシフト等の時
間軸変動に対する余裕度を表わし、大であることが望ま
しい。

通常、記録符号としてはランレングスリミテッド（以下
、ＲＬＬと略す）符号が用いられることが多い。ＲＬＬ
符号は変換後の符号ビット列内の“１″と“１″の間の
“０”のラン数の最小値をｄ１最大値をに１基本データ
語長をｎ１基本符号語長をｍ１符号語長数をｒ　ｍａｎ
として、（ｄ。

ｋ　＋　ｎ　９ｍ　＋　　ｒ　ｍｍｘ　）符号と呼ばれ
る。これらのパラメータを用いると、 Ｔ、、、＝　（ｄ＋１）−Ｔｗ Ｔ、、＝　（ｋ＋１）−Ｔｗ ＴＷ　＝　（ｍ／ｎ）　　・Ｔ （Ｔ：データ語の１ビツト長） と表わせる。このＲＬＬ符号のなかでも可変長符号は固
定長符号に比べてより少ない符号語長及び符号語数で同
程度の性能を実現できるなど高密度化に適している。

記録符号を用いるためには符号語をデータ語に逆変換す
る復号化装置が必要となるが、この実現方法としてはゲ
ート回路の組み合せで構成する方法と、入力符号語ビッ
ト列をアドレス信号とし、データ語ビット列を書き込ん
だＲＯＭにアクセスする方法がある。（ｄ、に、ｍ、ｎ
＋　　ｒｍ、。）符号の場合、ＲＯＭを用いると、その
容量Ｖは■＝２ｒ・・・°ｎ ・ｒｍａｘ　　・ｍビットとなる。尚、可変長符号にお
いてはワード同期をとるために何ビットの符号語を逆変
換したかの情報が必要となり、通常これもＲＯＭに書き
込んでお（が、このメモリー量は除いて考えることにす
る。例えば、以下の第１表にデータ語と符号語の対応表
を示す（４，１９，２，５，６）符号の場合、従来の復
号化回路は第２図のように構成され必要なＲＯＭ容量は
Ｖ　＝　２　”・１２ビツトとなる。

〔発明が解決しようとしている問題点〕一般に、符号語
長ｎを大きくするとＴｍ１ｍ＋７’ｆｆｉ、、、Ｔｗの
いずれかを改善できる。上述のように、可変長符号にお
いても高密度化を計るためにより性能の良い符号を求め
ると、その符号語長、符号語数共に大きくなってしまう
。このため、ＲＯＭを用いて復号化回路を構成するとそ
の容量が増し実用的ではないという不具合が生じる。

〔問題点を解決するための手段（及び作用）〕本発明は
前記問題点を解決するために、（ｄ。

ｋ、ｍ、ｎ＋　　ｒｍａｘ　）符号の復号化装置に用い
られるＲＯＭの容量を減らすことを目的としたものであ
る。

一般に、可変長符号の基本符号語数が基本符号長である
ｎビットで表わされる２連符号数よりはるかに小さい。

つまり、２進ｎビツトでは２個の符号を表現できるが、
ＲＬＬ符号に於いては符号語中の“１″と“ｌ”の間の
““０”のラン数が最小値（ｄ）、最大値（ｋ）共に制
限されることから、例えば以下の第１表に示した（４，
１９゜２．５．６）符号では第２表に示した６個が基本
符号語となる。この符号はｎ＝５であり３２個の符号を
表わせるわけであるから、その分冗長性を持っているこ
゛とになる。ここで、基本符号語パターン数をｐとし、
ｑをｐ＜２’を満たす最小の整数とすれば、このｑビッ
トで基本符号語パターンの中のどれかを一意に指定する
ことができる。

従って、入力符号語を直接にアドレス信号とせずに、ｎ
ビットの各ブロック毎にｑビットのコードに仮復号する
。そして、仮復号した結果の合計ｒ０．８　・ｑビット
をアドレス信号としてＲＯＭにアクセスし最終復号すれ
ば、復号化に必要なＲＯＭの容量Ｖは、 Ｖ＝２ｒ・・・°ｑ ・ｒｍ＊ｘ”ｍビット となり、２−ｒ“”−（ｎ−Ｑ）に減らすことが出来る
。

〔実施例〕

以下、本発明を実現するための構成を（４゜１９．２，
５．６）符号を例にとり、図面に基づいて説明する。

この符号は基本データ語長ｍ＝２、基本符号語長ｎ＝５
、符号語長数ｒ−＊ｘ＝６であり、Ｔ、１゜＝２．０、
Ｔｆｆｉ、、＝８．０．Ｔ、＝０．４なる可変長符号で
ある。第１図は復号化回路のブロック図を示す。入力符
号語ビット列は３０ビツトの入力シフトレジスターに取
り込まれ、ラッチ回路に送られる。さらに、この３０ビ
ツトは仮復号化回路に送られる。仮復号化回路は６個の
同じ回路より成っており、５ビツトのブロック毎に基本
符号語を仮復号する。仮復号の方法及び最終復号に用い
るＲＯＭの内容について第１表をもとに説明する。第１
表は（４，１９，２，５，６）符号のデータ語−符号語
対応表である。

第　　　１　　　表 （４，１９，２，５，６）符号のデータ語−符号語対応
表データ語　　　　　　符号語 （Ｇｏ）　　　　　　　　１００００ （１１１０１０１１１０）　　’　　　０１００００１
００００１０００００１０００００００（１１１０１１
０１０１）　　　　　０１００ＯＯ１００ＯＯＯ１００
ＯＯＯＯＯＯＯＯＱＯ（１１１０１１０１１１）　　　
　　ｏｔｏｏｏｏｉｏｏｏｏｏｏｉｏｏｏｏｏｌｏｏｏ
ｏ。

（１１１０１１１０００）　　　　　０１００００１０
０００００１０００（＋０００００００（０１０１１１
１１１）　　　　０１００００（ＩＩＱ（１０００１０
０００１００００００（１１１１０００００１）　　　
　　０１０００００１０００００１０００００．０００
０００（１１１１０００１０１）　　　　　０１．００
００００１００００１０００００１０００００（１１１
１０００１１０）　　　　　Ｑ１００ＯＯＯＯ１００Ｏ
Ｏ１００ＯＯＯＯＯＯＯＯＯ（１１１１０００１１１）
　　　　　　　０１００００００１００００口１０００
０１０００００（１１１１００１０１１）　　、　　、
　　０１０００００００１０００００００００００００
００（１１１１０（Ｈｌｌｌ）　　　　　００１０００
０１００００１００００００１０００００（１１１１０
１００１０）、　　　　００１００００１０００００１
０００００１０００００（１１１１０１００１１）　　
　　　０Ｏ１００００１０００’００１０００００００
００００（１１１１１０１０１１０１）　　　、０１０
０００１００００１００００１０００００１０００００
００（１１１１１０１１０１０１）　　　　０１０００
．０１００００１０００００００１００００１００００
０（１１１１１０１１０１１１）　　　　０ｊ００００
１０００００１００００１０００００１００００００（
１１１１１０１１１０００）　　　０１００００１．０
００００１００００１００００００１０００００（１１
１１１１００１０１０）、　　　０１０００００１００
０００１００００１０００００００００００（１１１１
１１００１０１１）、　　　０１０００００１００００
０１０００００１００００１０００００（１１１１１１
０口１１００）　　　　　０１０００００１０００００
１０００００１００００００００００（１１１１１１０
１００１１）　　　　０ＩＯＱＯＯＯＯ１００ＯＯ１０
０ＯＯＯ１００ＯＯＯＯＯＯＯＯ（１１１１１１０１１
１０１）　　　　０Ｏ１００ＯＯ１００ＯＯ１００ＯＯ
Ｏ１００ＯＯＱ１００ＯＯＯ（１１１１１１１１１０１
１）’　　　０００．０１００００１００００１０１１
００１００００００００００（１１１１１１１１１１１
１）　　　　Ｏｉ０００００１００００１０００００１
０００００００００００ｔｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ
ｏｏｏｏｏｏｉｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｉｏｏｏｏｏｏｏ
ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｔｏｏｏｏｏｏｏｏ第　　　
２　　　表 基本符号語　　　　（仮符号語） 第　　　３　　　表 データ語　　　　　　仮符号語 第　　４　　表 符号語　　　　データ語 ｔｏｏｏｏ　ｏｏｏｏｏ　　　　　　ｏｔｏ。

１ｏｏｏｏ　ｏｏｏｏｏ　ｏｏｏｏｏ　　　　　ｔｏｏ
ｉｏ。

第　　　５　　　表 ア　　ド　　し　ス　　　　　　　　　　　　デ　−　
　タ（ａ）　００１０００００００００００１０００・
＝００１０００００００００００１１１１１１１０１０
１１００００（ｂ）　００１００００００００００００
０００・・・００１００００００１１１１１１１１１１
００１００００００００（但し、（ａ）のアドレスは除
く） （Ｃ）　００１０００００００００００００００・００
１０００１１１１１１１１１１１１　０１００００００
００００（但し、（ａ）、　（ｂ）のアドレスは除（）
（ｄ）　００１０００００００００００００００・・・
００１１１１１１１１１１１１１１１１　００００００
００００００（但し、（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）のア
ドレスは除く）まず、第２表に示した６種類の基本符号
語に３ビツトのコードを割り当てる。８種類の３ビツト
のコードをどのように割り当てるかは任意であるが、こ
こでは第２表にしたがう。仮復号化回路はこの対応に従
つてブロック毎に３ビツトのコードを出力する。第１表
の符号語を５ビツトずつに区切り、第２表に従って置き
換えれば、仮復号語とデータ語との対応表が得られる。

その一部を第３表に示す。次に、これらの１８ビツトの
仮復号ビット列をアドレス信号としてＲＯＭにアクセス
するが、第３表のデータ語をどのアドレスへお（かを説
明する。

第１表を見て分かるように、ｒ２＞ｒｌ　とした場合、
５ｒ＋　ビットの符号語が５ｒ２ビツトの符号語の先頭
から５ｒ、ビットと等しい場合がある。例として、先頭
の５ビツトが“１００００”である符号語を選んで第４
表に示す。このように入力シフトレジスタ内の先頭の５
ビツトが’　１００００”（対応する仮復号語は“００
１”。実際にはこれがＲＯＭの入力となる）の場合に即
座に１００００　”と復号するわけにはいかず、語長の
長い符号語を優先する必要がある。これをＲＯＭ内のデ
ータの配置で実現するには次のようにする。

例えば、９ビツトの仮復号語に対するデータは、先頭の
９ビツトがその仮復号語である１８ビツトのアドレス２
”＝５１２ワード全てに、対応するデータ語の後ろに全
体で１２ビツトとなるように６個のＯを付加して置く。

但し、ｒ＞３なる３ｒビツトの仮復号語についても同様
にアドレスを割りふった結果、重複するアドレスがあれ
ば、語長の長い仮復号語のデータを優先して置（。この
ようにして作成したメモリーマツプの一部を第５表に示
す。これは仮復号語の先頭の３ビツトが“００１”の場
合である。他の場合も同様にして求められる。更には、
何ビットの符号語を復号したかの情報もＲＯＭ内に記憶
しておく。

このようにして、必要となるＲＯＭ容量を２−′２にま
で減らすことができる。一般の可変長符号の場合にはｒ
−ｑビット仮復号語に対するデータは、先頭のｒ−ｑビ
ットがその仮復号語であるｒ　ｅａ＊ｘ　　・ｑビット
のアドレス２　（ｒ“°“−ｒ）°９ワード全てに、対
応するデータ語の後ろに全体でｒｅａｌｍ・ｍビットと
なるように、ｍφ（ｒｌｍａｘ　　　ｒ）個のＯを付加
して置（ことになる。アドレスが重複した場合は語長の
長い符号語に対するデータを優先する。

次に、ＲＯＭから出力される１２ビツトの信号（全ての
ビットがデータ語とは限らない）は１２ビツトの出力用
シフトレジスタへ送られる。同時に、ＲＯＭからは何ビ
ットの符号語を復号したかの情報がラッチ信号発生回路
へ送られ、これに（ｒ、、、−ｒ）、ｑ　　より例えば
１０ビツトの符号語を変換したときには、入力用シフト
レジスタに更に新しく１０ビツト入力されたときに、次
のラッチ信号が発生される。出力用シフトレジスタに送
られた符号語はシリアル変換され１ビツトずつ出力され
る。但し、第１図には示していないが、出力用シフトレ
ジスタには入力用シフトレジスタ及び（ｒ−、、−ｒ）
・ｑ　ラッチ信号発生回路の２７５倍のクロツクが供給
されており、入力用シフトレジスタが１０ビツトシフト
する間に出力用シフトレジスタは４ビツトシフトするよ
うに構成されている。

〔他の実施例〕

次に（５，１６，２，６，４）符号に適用する。この符
号は基本データ語長ｍ＝２、基本符号語長ｎ＝６、符号
語長数ｒ□８＝４であり、Ｔ、、、＝２．０、Ｔｆｆｉ
、、＝５．７、Ｔ、＝０．３３なる可変長符号である。

第６表にデータ語と符号語の対応表を示す。復号化装置
の構成は第１図において、入力用シフトレジスタが２４
ビツト、出力用シフトレジスタが８ビツトとなる。又、
第１図の１３の仮復号化回路は４個となる。基本符号語
数は７個であり、これはｑ＝３で仮復号化可能である。

この基本符号語と仮復号語の対応は第７表に示すものと
する。従って、仮復号語と出力データ語の対応表（一部
）は第８表のとおりになる。第９表は仮復号語の先頭３
ビツトが“１００”（対応する基本符号語は“０００１
００”）の場合のメモリーマツプであり、アドレスの重
複はない。

他の場合も同様にして求められる。この符号ではＲＯＭ
容量は２−１２に低減できる。回路動作は（４，１９，
２，５，６）符号での説明と同様である。

第　　　６　　　表 （３，１６，２，６，４）符号のデータ語−符号語対応
表データ語　　　　　　　　符号語 （，０１１１）　　　　　　　　００００１０００００
００（１０１１１１）　　　　　　　ｏｏ１ｏｏｏｏｏ
ｏｏｔｏｏｏｏ６ｏ。

（１１０００１）　　　　””０００１０００００１０
０００００００第　　　７　　　表 基本符号語　　　　　　（仮復号語） ００００００　　　　　　　　　　（ＯＯＱ）第　　　
８　　　表 データ語　　　　　　　　仮復号語 １０ＱＩ　　　　　　　　　　０（１０（１０１第　　
　９　　　表 アドレス　　　　　　　　　　　　　データ（ａ）　１
００１００１０００００　　　　　　　　　　１１１１
１０１０（ｂ）　１００１００００００００・・・１０
０１０００００１１１　　１１０００１００１００１０
１００００００・・・１００１０１０００１１１　　１
１００１０００１００１１０００００００・・・１００
１１００００１１１　　１１００１１００（ｃ）　１０
００００００００００　・１０００００１１１１１１　
　０１１０００００〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は可変長ＲＬＬ符号の復号
化装置において、ｎビットの基本符号語数がｎビットで
表わし得る符号語数より小さいことを利用し、復号化を
仮復号化と最終復号化に分けることにより、回路に要す
るＲＯＭの容量を大幅に減らすことができた。このため
、記録の高密度化が進み記録符号の規模が大きくなって
も、小さなＲＯＭ容量で復号化回路を構成でき、その実
用的価格は非常に高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図。 第２図は従来のＲＯＭを用いた復号化装置の構成を示す
ブロック図。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基本データ語長をｍビット、基本符号語長をｎビ
   ットとするとき１≦ｒ≦ｒ＿ｍ＿ａ＿ｘなる整数ｒに対
   して、ｒ・ｍビットのデータ語をｒ・ｎビットの符号語
   に変換し、変換後の符号語同士の接続によって生じる２
   進符号ビット列の“１”と“１”の間の“０”のラン数
   をｄ以上ｋ以下に制限する可変長ＲＬＬ（ランレングス
   リミテッド）符号の各符号語をそれに対応するデータ語
   に逆変換する復号化装置において、入力符号語を各ｎビ
   ットのｒ＿ｍ＿ａ＿ｘ個のブロックに分割する手段と、
   各ブロック毎にｑビットに仮復号化する手段と、仮復号
   化した結果のｒ＿ｍ＿ａ＿ｘ・ｑビットを最終復号化す
   る手段とを具備することを特徴とする可変長符号逆変換
   装置。
2. （２）基本符号語長であるｎビットの基本符号語数をｐ
   とし、前記仮復号化手段が各ｎビットのブロック毎にそ
   のｐ種のパターンに応じたｑビットのコードを出力する
   とき、ｑがｐ＜２＾ｑを満たす最小の整数であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変長符号逆変
   換装置。
3. （３）最終復号化手段が仮復号化手段より出力される合
   計ｒ＿ｍ＿ａ＿ｘ・ｑビットのコードによって一意に指
   定されるｒ＿ｍ＿ａ＿ｘ・ｍビットのデータ語パターン
   を出力することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の可変長符号逆変換装置。
4. （４）仮復号化手段がメモリーあるいはゲート回路、最
   終復号化手段がメモリーによって構成されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の可変長符号逆変換装
   置。