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

Реферат

 

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.

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 кодировани