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JPH06503197A - Media, methods and devices for information storage and retrieval - Google Patents

Media, methods and devices for information storage and retrieval

Info

Publication number
JPH06503197A
JPH06503197A JP5500681A JP50068193A JPH06503197A JP H06503197 A JPH06503197 A JP H06503197A JP 5500681 A JP5500681 A JP 5500681A JP 50068193 A JP50068193 A JP 50068193A JP H06503197 A JPH06503197 A JP H06503197A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
symbol
symbols
information
signal
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5500681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ゴールドバーグ、ポール・ロイ
マンデル、ダグラス・エバン
リチャーズ、マルチン・ジョン
Original Assignee
ドルビーラボラトリーズ・ライセンシングコーポレーション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US1992/000898 external-priority patent/WO1992014239A1/en
Application filed by ドルビーラボラトリーズ・ライセンシングコーポレーション filed Critical ドルビーラボラトリーズ・ライセンシングコーポレーション
Priority claimed from PCT/US1992/004778 external-priority patent/WO1992022057A1/en
Publication of JPH06503197A publication Critical patent/JPH06503197A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 情報記憶及び検索用の媒体、方法、及び装置技術分野 本発明は概して、ディジタル情報を表す記号を伝送する媒体、ディジタル情報を 表す記号の媒体からの復元、及びかかる記号によって表されるディジタル情報の 確定に関する。本発明には多くの用途があるが、ここでは、とりわけ、記号が、 うす巻き、同心円、平行、若しくは[a線状のトラック中に記号を配列するテー プ及びディスクを基本とする記憶媒体から復元され、同媒体によって伝送される 、好ましい実施例に関して叙述している。[Detailed description of the invention] Media, methods and devices for information storage and retrieval technical field The present invention generally relates to a medium for transmitting symbols representing digital information; Recovering from a medium the symbols it represents and the digital information represented by such symbols. Concerning confirmation. The invention has many uses, but here, among other things, the symbol A tape that arranges symbols in thinly wound, concentric, parallel, or [a-line] tracks. restored from and transmitted by a tape- and disk-based storage medium. , which describes the preferred embodiment.

背景技術 ディジタル・コンピュータとディジタル処理の用途の拡大に伴い、記憶媒体から のディジタル情報をより効塩的に検索するための方法及び装置を発見することへ の関心が高まってきた。情報記憶の検索をより効率的にすることには、情報記憶 容量の増大、情報アクセス時間の短縮、装置及び媒体費用の低減のような技術に おける進歩が含まれる。Background technology With the expansion of applications for digital computers and digital processing, storage media To discover methods and devices for searching digital information more efficiently. interest has increased. To make information storage retrieval more efficient, information storage technologies that increase capacity, reduce information access time, and reduce equipment and media costs. includes progress in

一般に用いられている記憶技法では、テープ及びディスクを基本とする記憶媒体 上にディジタル情報を記憶、検索するのに磁気及びレーザ光技術を利用する。デ ィジタル情報は媒体上で通常、2道値記号の直線状の列又は「トラック]中に配 列される。例えば、磁気テープでは、ディジタル情報を、テープの長さに沿うか 、若しくはテープの幅を対角線状に横切るかのどちらかの形で配列される1つ又 はそれ以上のトラック内での磁束変化として記憶することができる。磁気ディス クでは一般に、ディジタル情報を、ディスクの中心の周りの同心円の形に配列さ れるトラック内での磁束変化として記憶する。レーザ光ディスクでは一役に、デ ィジタル情報を、ディスクの中心に向かってうず巻き状になっているトラック内 に配列される、ディスクの周辺の反射性の区域に対して浮き出すか、若しくは面 一かの何れかの形の反射スポットとして記憶する。Commonly used storage techniques include tape- and disk-based storage media. It utilizes magnetic and laser light technology to store and retrieve digital information. De Digital information is usually arranged on a medium in linear columns or "tracks" of binary symbols. lined up. For example, magnetic tape stores digital information along the length of the tape. , or diagonally across the width of the tape. can be stored as magnetic flux changes within the further tracks. magnetic disc discs typically arrange digital information in concentric circles around the center of the disc. It is stored as the magnetic flux change within the track. Laser optical discs play an important role, Digital information is stored in tracks that spiral toward the center of the disc. raised or surfaced against reflective areas around the disc, arranged in It is memorized as a reflective spot of either shape.

記憶媒体の情報記憶容量は、媒体の寸法と、媒体によって伝送される記号の密度 とで確定される。記号の密度は、トラック内での隣接の記号間の間隔と、隣接の トラック間の間隔とで確定される。1つのうず巻き形のトラックのみしか有しな い光記憶媒体では、隣接のトラックとはうず巻きの隣接の巻き分を意味すると考 えられる。The information storage capacity of a storage medium is determined by the dimensions of the medium and the density of symbols transmitted by the medium. It is confirmed with. Symbol density is the spacing between adjacent symbols within a track and the The distance between tracks is determined. It has only one spiral track. For optical storage media, adjacent tracks are considered to mean adjacent turns of the spiral. available.

トラックの「幅」は隣接のトラック間の間隔とは区別されるが、それと関連する 。すなわち、トラックの幅はトラックの長さに交差してトラックを横切る寸法を 表す。The "width" of a track is distinct from, but related to, the spacing between adjacent tracks. . That is, the width of the track is the dimension across the track that intersects the length of the track. represent.

殆どの用途において、トラックの幅は隣接のトラック間の間隔よりも小さく、こ れによって、情報を記憶するのに用いられない[保護バンドjが隣接のトラック 間に得られる。In most applications, the track width is less than the spacing between adjacent tracks; This prevents the guard band j from being used for storing information [if the guard band j obtained in between.

情報記憶容量の増大は概して、トラック内に配列される記号間の間隔を縮小する こ々と、隣接のトラック間の間隔を縮小することによって達成されてきた。した がって、大容量記憶媒体は、互いに接近して配置される、極めて多数の、非常に 狭いトラックで構成される傾向となる。Increased information storage capacity generally reduces the spacing between symbols arranged in tracks. This has been achieved by reducing the spacing between adjacent tracks. did Accordingly, a mass storage medium consists of a very large number of very large They tend to consist of narrow tracks.

このように情報記憶容量を増大させることによって、多くの場合、情報を記憶、 検索するのに用いられる装置の費用が増大する。何故ならば、この形式の大容量 記憶媒体では、情報を記憶、検索するのに用いられる電気・機械装置の精度及び 速度に対して非常に強い要件が課せられるからである。装置が媒体上に情報を記 憶若しくは検素すべくめられる際には、電気・機械アクチュエータによって、磁 気「ヘッド」又は光「ピックアップ」センサが特定のトラックの幅の中にセンサ を配置すべく、上置正確に移動されなければならない。これは、トラックの幅が 狭くなればなる程、困難になる。By increasing the information storage capacity in this way, in many cases, information can be stored, The cost of equipment used for searching increases. This is because the large capacity of this format Storage media depend on the accuracy and accuracy of the electrical and mechanical devices used to store and retrieve information. This is because very strong requirements are placed on speed. The device records information on the media. When the memory or test is to be performed, the magnetic An optical “head” or optical “pick-up” sensor is located within a specific track width. must be moved accurately in order to position it. This means that the width of the track is The narrower the space, the more difficult it becomes.

これに加えて、このように情報記憶容量を増大させることによって、しばしばア クセス時間が長くなる。センサを正確に配置するのに必要な時間は「シーク・タ イム」と呼ばれるが、これは、ヘッドを移動させなければならないトラックの距 離又は数、センサが配置されなければならない精度、及びセンサの質量を含む多 数の要因によって不利な影響を受ける。接近して配置されるトラックの数が多い ために、大容量の磁気媒体に降して低いシーク・タイムを達成するのは困難であ るが、それにも増して一響多くのトラックを持ち、トラック間隔がより一層接近 しているレーザ光媒体に関しては、低いシーク・タイムを達成するのはとりわけ 困難である。In addition to this, increasing information storage capacity in this way often access time becomes longer. The time required to accurately position the sensor is determined by This is the distance of the track the head must move. There are many variables including the distance or number, the precision with which the sensor must be placed, and the mass of the sensor. adversely affected by a number of factors. Large number of trucks placed close together Therefore, it is difficult to achieve low seek times on high-capacity magnetic media. However, it has more tracks than that, and the track spacing is even closer. Achieving low seek times is particularly important for laser optical media that Have difficulty.

更に、レーザ光ピックアップは磁気ヘッドよりも数等大きな質量を持つ。何故な らば、レーザ光ピックアップは典型的に、レーザ、レンズ系、1つ又はそれ以上 の光検出器、及び回折格子で構成されるからである。このより大きな質量によっ て、ピックアップを迅速、かつ正確に1つのトラックから別のトラックに移動さ せることが一層困難になる。Furthermore, the laser optical pickup has a mass that is several times larger than the magnetic head. Why? Laser optical pickups typically include a laser, a lens system, one or more This is because it is composed of a photodetector and a diffraction grating. This larger mass to quickly and accurately move the pickup from one truck to another. It becomes more difficult to do so.

不都合なことに、記憶密度の増大は必ずしも同等の情報記憶容量の増大を獲得す ることにはならない。何故ならば、記憶密度を高めた結果を補償するのに必要な 、制御及びタイミング情報、又は「フラッグ」を記憶するてめに成る程度の記憶 空間を使用しなければならないからである。Unfortunately, increases in storage density do not necessarily result in equivalent increases in information storage capacity. It doesn't matter. This is because the amount of energy needed to compensate for the increased storage density , control and timing information, or "flags"; This is because space must be used.

フラッグには、(1)記憶媒体を横切る時間と距離の関係を確定し、(2)ディ ジタル情報のセグメントを識別し、(3)ディジタル情報を記憶できる構造を確 定する情報が含まれる。これらのフラッグのある種の例には、クロック・パルス 又はタイミング情報、トラック索引、及びトラック位置情報が含まれる。Flags must (1) establish the relationship between time and distance across the storage medium, and (2) identify segments of digital information; and (3) establish structures that can store digital information. Contains information that specifies the Some examples of these flags include clock pulses. or timing information, track index, and track location information.

トラック位置情報は閉ループ龜サーボ位置制御において用いられる。閉ループ・ サーボ位(I@御が必要である。Track position information is used in closed loop head servo position control. Closed loop・ Servo position (I@ control is required.

何故ならば、媒体の振動及び熱的伸縮のような幾つかの要因によって、トラック 間の間隔の程度の距離までトラックの絶対位置が変位し得るからである。磁気媒 体においては、トラック位置情報はしばしば、他のディスクに機械的に連携する サーボ情報に専用される別個のディスク上に記憶されるか、若しくはトラックの 各々に隣接して1つのディスク上に記憶される、「サーボ」情報として記号のブ ロックの間に記憶される。レーザ光媒体においては、閉ループ・サーボamには 、トラック内に記憶される「索引」情報に加えて、トラック間の保護バンドの反 射表面がしばしば利用される。Because, due to several factors such as vibration and thermal expansion and contraction of the medium, the track This is because the absolute position of the track can be displaced by a distance on the order of the spacing between. magnetic medium In the body, track position information is often mechanically linked to other disks. Stored on a separate disk dedicated to servo information or on a track. Blocks of symbols as "servo" information stored on one disk adjacent to each other. Memorized during lock. In the laser optical medium, closed loop servo am has , in addition to the "index" information stored within the tracks, the anti-protective bands between tracks Projection surfaces are often used.

トラック内の記号を正確に復元するには正確なタイミング情報が必要であり、先 行技術の装置では記号が記憶媒体上で検出される時刻に正確なタイミング情報を 確定すべく図られている。記号を正確に解釈するには、記号復元過程によって、 各記号が記憶されている場所と各記号で表される値とが正確に確定されることが 必要である。Accurately recovering symbols in a track requires accurate timing information and Advanced technology devices provide precise timing information at the time a symbol is detected on a storage medium. It is intended to be confirmed. In order to accurately interpret symbols, through the symbol reconstruction process, The location where each symbol is stored and the value represented by each symbol can be determined accurately. is necessary.

各記号の位置は各記号が媒体に書き込まれた精密な時刻によって決定されるが、 書込み及び読出しの両過程にある時間の不安定さ又は「ジッタ」によって、この タイミング情報を正確に確定することが困難になる。ジッタによって、ディジタ ル記号で表される値に、雑音によって引き起こされる不確実性に類似する不確実 性がもたらされる。The position of each symbol is determined by the precise time each symbol was written on the medium; This can be caused by time instability or "jitter" during both the write and read processes. It becomes difficult to accurately determine timing information. Jitter causes digital An uncertainty similar to the uncertainty caused by noise in the value represented by the symbol sex is brought about.

ジッタは、テープの「ワウ」及び「フラッタ」、若しくはディスクの回転速度変 動のような、記憶媒体駆動機構の速度変動と、媒体への書込み及び媒体からの読 出j。Jitter is caused by the "wow" and "flutter" of the tape, or changes in the rotational speed of the disk. Variations in the speed of the storage media drive, such as Out.

を制御するのに用いられる、「クロック」又はタイミング信号の変位とを含む、 多くの要因によって生じる。蜜庭用ビデオ・カセット・テープ・レコーダのよう な装置でのジッタは、テープ対ヘッドの接触におけるテープ表面の不規則性、テ ープ表面を叩く回転ヘッドによって発生されるテープ表面に沿って広がる衝撃波 、及びビデオ信号への追随を試みるテープ・キャブズタン・サーボによって生じ るテープ駆動機構の変動といった、追加的な要因によっても生じ得る。displacement of a "clock" or timing signal used to control the Caused by many factors. Like a video cassette tape recorder for honey garden Jitter in standard equipment is caused by irregularities in the tape surface at the tape-to-head contact, Shock waves spreading along the tape surface generated by a rotating head striking the tape surface , and caused by the tape cab's tongue servo attempting to follow the video signal. It can also be caused by additional factors, such as variations in the tape drive mechanism.

一役的に言って、ジッダが除去される程度に十分安定な記憶媒体駆動機構を実現 しようとすると費用が余りにも高(なり過ぎるが、適度に安定な駆動機構で、残 留ジッダの補償が可能である程度にまでジッタを低減することはできる。当技術 分野では、ジッダを補償すべく幾つかの方法が用いられてきたが、これらの方法 は、完全には効果的ではないか、或いは記憶容量を低下させるものかの何れかで ある。1つの方法では、2進値記号間の遷移が、ジッダによってもたらされる時 間不確実性と比較して長い、数倍の時間に制限される。この方法では、記号間の 間隔が増し、情報記憶密度が低くなる。In part, we have achieved a storage medium drive mechanism that is stable enough to eliminate jitter. The cost would be too high (too much) to try, but with a reasonably stable drive mechanism, the remaining It is possible to reduce jitter to the extent that it is possible to compensate for residual jitter. This technology Several methods have been used in the field to compensate for jeddah; are either not fully effective or reduce storage capacity. be. In one method, when a transition between binary symbols is effected by compared to the inter-certainty, which is limited to several times the time. In this method, between symbols Spacing increases and information storage density decreases.

第2の方法では、媒体上に記憶される記号と共にクロック・パルスが記憶される が、これによって、情報記憶容量は大幅に低下する。何故ならば、クロック・パ ルスを記憶するためには著しい量の空間を必要とするからである。In the second method, clock pulses are stored along with the symbols stored on the medium. However, this significantly reduces information storage capacity. The reason is that the clock pattern This is because a significant amount of space is required to memorize the ruses.

第3の方法では、タイミング情報が、媒体から復元される逆の2道値記号間の遷 移での位相誤差を最小化すべく周波数を調整する電圧1llIIl型発振器から 成る位相同期回路(P L L )から発生される。遷移誤差が生じていない時 、発振器は後続の遷移に自身が同期できるまで、最後に習熟した周波数及び位相 で「慣性発振」する。この方法では、クロック・パルスを記憶するための間接費 を一切招来しないが、遷移を有しない記号の長い列、すなわち同一の値を有する 記号の長い列に対しては良好に動作しない。In the third method, the timing information is from a voltage 1llllllll type oscillator whose frequency is adjusted to minimize the phase error at the It is generated from a phase-locked circuit (PLL) consisting of: When no transition error occurs , the oscillator uses the last learned frequency and phase until it can synchronize itself to subsequent transitions. "Inertial oscillation" occurs. This method eliminates the overhead of storing clock pulses. , but a long sequence of symbols with no transitions, i.e. with the same value It does not work well for long strings of symbols.

第4の方法では、ここでもまたPLLが用いられるが、遷移なしで生じ得る記号 列の長さを制約する「チャネル符号」に従って、記憶された情報が符号化される 。PI、■、によって発生されるクロックの精度は改善されるが、チャネル符号 を記憶するための間接費を招来する。In the fourth method, again a PLL is used, but the symbols that can occur without transitions Stored information is encoded according to a "channel code" that constrains the length of the column. . Although the accuracy of the clock generated by PI,■, is improved, the channel code Incurs overhead costs for storing information.

記憶帯間の増大と情報アクセス時間の低減とが組み合わされて、より速いデータ 伝送速度が情報検索過程に課せられる。とりわけ、記号復元過程では、記号が媒 体上で検出されるにつれて、タイミング情報を復元し、記号誤りを訂正する能力 がなければならない。情報記憶容量が増大し、アクセス時間が低減するにつれて 、タイミング情報を復元することが困難となる。何故ならば、処理すべき情報の 量が増加し、これらの機能を実行するのに利用できる時間量が減少するからであ る。Increased storage space and reduced information access times combine to deliver faster data Transmission speed is imposed on the information retrieval process. In particular, in the process of symbol restoration, symbols are Ability to recover timing information and correct symbol errors as they are detected on the body There must be. As information storage capacity increases and access times decrease , it becomes difficult to restore timing information. This is because the information to be processed as the amount of time available to perform these functions decreases. Ru.

かくして、磁気テープ又はディスク、或いはレーザ光ディスクのような大容量の ディジタル記憶媒体は、接近隔置された、狭い、多数のトラックから構成される 。かかる記憶媒体からの情報の効率的な検索には、(1)センサの位置を制御す る正確な電気・機械装置、(2)ジッタを最少化する安定な駆動機構、(3)ト ラック位置情報やクロック復元情報のようなフラッグを記憶する記憶間接費、及 び(4)より速いデータ伝送速度で記号を復元するためにタイミング情報を提供 する迅速な記号復元過程が必要である。Thus, large-capacity disks such as magnetic tapes or disks, or laser-optical disks Digital storage media consists of a large number of closely spaced, narrow tracks . Efficient retrieval of information from such storage media requires (1) controlling the position of the sensor; (2) stable drive mechanism that minimizes jitter; (3) Storage overhead for storing flags such as rack position information and clock recovery information; and (4) provide timing information to recover symbols at faster data transmission rates. A rapid symbol recovery process is needed.

発明の開示 本発明の目的は、記号が記憶媒体から受け取られるにつれて実行されなければな らない記号復元過程に課せられる要件を低くすることである。Disclosure of invention The object of the present invention is that the symbols must be carried out as they are received from the storage medium. The aim is to lower the requirements placed on the symbol recovery process, which is not necessary.

本発明のもう1つの目的は、データ・タイミング又はクロック情報を復元するこ とにのみ用いられる情報を記憶するのに必要な間接費を低減することによって、 記憶媒体の正味容量を増大させることである。Another object of the invention is to recover data timing or clock information. By reducing the overhead required to store information that is only used for The goal is to increase the net capacity of the storage medium.

本発明の更にもう1つの目的は、ヘッドとピックアップの位置をSaする電気・ 機械アクチュエータの精度に低い要件を課す、大容量の情報記憶媒体を提供する ことである。Yet another object of the present invention is to provide electrical and Provide a high-capacity information storage medium that imposes low requirements on the accuracy of mechanical actuators That's true.

本発明の更なる目的は、電気・機械記憶媒体駆動機構の速度安定性に低い要件を 課す、大容量の情報記憶媒体を提供することである。A further object of the invention is to place lower requirements on the speed stability of electro-mechanical storage media drives. The objective is to provide a large-capacity information storage medium.

本発明の最も広い面では、ディジダル情報を表現する能力があり、記憶媒体によ って2つ又はそれ以上の次元で伝送される能力があり、或いは、記憶媒体から2 つ又はそれ以上の次元の表現に再構築される能力がある、あらゆる区別可能な記 号を伝送できる総ての記憶媒体の使用が企図されている。本発明をより高次元の 媒体に適用することができるが、以下では、とりわけ、当明細書中では2次元記 憶媒体と呼ぶ記憶媒体に関して親達する。In its broadest aspect, the present invention has the ability to represent digital information on a storage medium. can be transmitted in two or more dimensions, or can be transmitted in two or more dimensions from a storage medium. Any distinguishable notation that has the ability to be reconstructed into a representation of one or more dimensions. It is contemplated that all storage media capable of transmitting signals may be used. This invention can be applied to higher dimensions. In the following, inter alia, two-dimensional notation is used in this specification. Become familiar with storage media called storage media.

2次元記憶媒体の例には、テープ、紙、及びディスクのような磁気記憶媒体と、 紙、ディスク、及びフィルムのような光記憶媒体とが含まれる。Examples of two-dimensional storage media include magnetic storage media such as tape, paper, and disks; and optical storage media such as paper, discs, and film.

本発明の教示に従い、ディジタル記号を記憶媒体から復元するための装置によっ て、記号を表す信号が受け取られ、受は取られた信号が標本化され、信号のイメ ージ表現がサンプルから誘導され、イメージ表現から記号によって表される値が 復元される。In accordance with the teachings of the present invention, an apparatus for recovering digital symbols from a storage medium is provided. A signal representing a symbol is received by the receiver, and the received signal is sampled and an image of the signal is obtained. An image representation is derived from the sample, and from the image representation the value represented by the symbol is derived. will be restored.

また、本発明の教示に従い、情報記憶媒体は1つ又はそれ以上の記号のトラック から成り、各トラックによって2つ又はそれ以上の記号がトラックの幅を横切っ て伝送され、記号はトラックの各々の中で2次元的に符号化される。Also, in accordance with the teachings of the present invention, an information storage medium has one or more tracks of symbols. with each track having two or more symbols running across the width of the track. The symbols are encoded two-dimensionally within each track.

当明細書中で記号に関して用いられる「2次元的に符号化される」又は「2次元 的符号化」というような用語は、記号によって表される情報を、記号に固有の区 別可能な特性と、1つの記号に対する他の記号相互、或いは1つの記号に対する 媒体上の他の何らかの基準との2次元的配置とからによってのみ決定することが できることを意味する。媒体それ自身に関して、記号或いは記号の配置に関する フラッグは一切必要としない。記号に固有の区別可能な特性には、光学的反射率 又は透過率、形状、色、寸法、及び配向が含まれる。区別可能な特性と相対的配 置又は位置特性との組み合わせを、当明細書中では区別可能位置特性と呼ぶ。"Two-dimensionally encoded" or "two-dimensionally encoded" as used herein with respect to symbols A term such as ``physical encoding'' refers to the information represented by a symbol that is Distinguishable properties and the relationship between one symbol and another, or one symbol with respect to another It can only be determined from the two-dimensional arrangement with some other reference on the medium. It means that you can. relating to a symbol or arrangement of symbols with respect to the medium itself No flags are required. Distinguishable characteristics unique to symbols include optical reflectance or transmittance, shape, color, size, and orientation. Distinguishable characteristics and relative locations The position or combination with a positional characteristic is referred to herein as a distinguishable positional characteristic.

本発明は、とりわけ、配置又は位置、及び記号の区別可能な特性が統計的変数の 対象となる、すなわち、これらが均一でない、実際の記憶媒体で用いる際に有利 である。区別可能位置特性の変動は、媒体それ自身の歪みによってか、或いは記 号の媒体への印加における一貫性の欠如によって生じ得る。The present invention provides, inter alia, that the placement or position and distinguishable characteristics of symbols are of statistical variables. This is advantageous when used with actual storage media, i.e. they are non-uniform. It is. Variations in distinguishable positional characteristics may be due to distortions in the medium itself or due to This can be caused by a lack of consistency in the application of the signal to the medium.

2次元の記憶媒体によって伝送される記号を表現する信号は、少な(とも1次元 分オーバーサンプリングされる。オーバーサンプリングとは、ナイキスト・サン プリング・レートよりも高いレートでサンプリングすることである。好ましい実 施例においては、隣接する2つの記号によってデータの完全な1周期が構成され るので、ナイキスト・サンプリングよりも高いレートでのサンプリングハ、正確 に記号当たり1回より高いレートでのサンプリングを意味する。記号は、記号に 関する位置・タイミング情報が不確実である各次元に関してオーバーサンプリン グされる。これについては、以下において更に詳しく論考する。The number of signals representing symbols transmitted by a two-dimensional storage medium is small (also one-dimensional). minutes oversampled. Oversampling is the Nyquist Sun sampling at a rate higher than the pulling rate. favorable fruit In the example, two adjacent symbols constitute one complete period of data. sampling at a higher rate than Nyquist sampling is less accurate. means sampling at a rate higher than once per symbol. A symbol becomes a symbol Oversampling for each dimension for which the relative position and timing information is uncertain be logged. This is discussed in more detail below.

記憶媒体によつて伝送される記号の表現は、記号を2次元でサンプリングするこ とによって作り出されるサンプルから誘導される。記憶媒体によって伝送される この記号の表現により、記憶媒体によって伝送される記号の区別可能位置特性を 伝える2次元のイメージ表現が構成される。The representation of a symbol transmitted by a storage medium involves sampling the symbol in two dimensions. derived from the sample produced by and. transmitted by a storage medium This symbol representation allows us to identify distinguishable positional properties of the symbol transmitted by the storage medium. A two-dimensional image representation is constructed to convey the message.

再構築−波又はイメージ増強の性質を有する2次元での濾波を、2次元イメージ 表現の分解能を改善するために、必要に応じて適用し、2次元イメージ表現が、 記号を探り当て、記号によって表現されるディジタル情報のディジタル値を望ま しい精度の範囲内で決定するのに適するようにすることができる。本発明を実施 する装置の実現にとって再構築浦波は重要ではあるが、かかる−波は本発明の部 分を形成するものではなく、当明細書中では詳細に論考しない。Reconstruction - filtering in two dimensions with the properties of waves or image enhancement to create a two-dimensional image In order to improve the resolution of the representation, the two-dimensional image representation is Find the symbol and desire the digital value of the digital information represented by the symbol. can be adapted to be determined within a certain range of accuracy. carrying out the invention Although reconstructed ura waves are important for the realization of a device that and will not be discussed in detail herein.

各記号によって表現されるディジタル情報のディジタル値を当明細書中では「記 号値」と呼ぶが、これはイメージ表現の区別可能位置特性を検証することによっ てイメージ表現から復元される。区別可能特性は1つ又はそれ以」二の基準値と 比較される。すなわち、例えば、光学的特性は光透過又は反射1.きい値と比較 される。位置特性は1つ又はそれ以上の基準値、すなわち、例えば、1組の予期 される相対的な記号位置と比較される。In this specification, the digital value of digital information expressed by each symbol is This is determined by examining the distinguishable positional characteristics of the image representation. is restored from the image representation. The distinguishable characteristic has one or more reference values and be compared. That is, for example, optical properties may include light transmission or reflection1. Compare with threshold be done. The location characteristic has one or more reference values, i.e. a set of expectations, e.g. relative symbol position.

本発明によって、記憶媒体によって伝送される小さな記号の高重量に充填された アレイの復元、及び記号によって表現されるディジタル情報の決定が、完全に電 気・光学及び電子的方法によって精密な配置技法を要せずに可能となる。記憶媒 体によって伝送される記号は、感知装置の感知範囲内にあることだけしか要求さ れない。According to the present invention, the high weight of small symbols transmitted by a storage medium is The reconstruction of the array and the determination of the digital information represented by the symbols are completely electronic. Pneumatic, optical and electronic methods make this possible without the need for precise placement techniques. storage medium The symbols transmitted by the body only need to be within the sensing range of the sensing device. Not possible.

記憶媒体と感知装置との間の密接な整列への要件はなく、また、記憶媒体の密接 な同期、クロック同期、或いは追随の何れについての要件もない。タイミング情 報又はフラッグが記憶媒体によって伝送される必要はない。There is no requirement for close alignment between the storage medium and the sensing device, and there is no requirement for close alignment between the storage medium and the sensing device. There are no requirements for proper synchronization, clock synchronization, or tracking. timing information There is no need for the information or flag to be transmitted by a storage medium.

何故ならば、記号の復元は、記号と既知の基準との間の距離を確定するか、或い は2つの記号の間の距離を確定することに依存するからである。正確なタイミン グ情報は、確定した記号の距離と既知の予想された距離との間の比較から誘導さ れる。正確なタイミング情報を誘導するこの過程を当明細書中では「クロック復 元」又は「タイムベース訂正」と呼ぶ。記号復元の過程を単純化することに加え て、クロック又はタイミング情報が不在であることによって、記憶媒体のより多 くの情報伝送領域が他の目的のために利用可能乏なる。This is because symbol reconstruction either establishes the distance between the symbol and a known reference, or depends on determining the distance between the two symbols. accurate timing The mapping information is derived from a comparison between the determined symbol distance and the known expected distance. It will be done. This process of deriving accurate timing information is referred to herein as ``clock recovery.'' This is called the ``original'' or ``timebase correction.'' In addition to simplifying the process of symbol restoration, Therefore, the absence of clock or timing information makes the storage medium more This reduces the amount of information transmission area available for other purposes.

本発明は、とりわけ、記憶媒体が光ディスクである実施例に関して叙述されてい る。光デイスク記憶媒体に関して以下に説明される本発明の特徴と教示は、テー プ或いはシートのような他の形式を有し、写真、印舅、磁気・光、位相変化、染 色ポリマ、アブラテイヴ(abla−Nve) 、射出成型プラスチック、及び その他の同類のマーキング技法によって適用される光マーキングを利用する光媒 体に対j2て直接適用可能である。The invention has been described with particular reference to embodiments in which the storage medium is an optical disc. Ru. The features and teachings of the invention described below with respect to optical disc storage media are It has other formats such as tape or sheet, and can be used for photographic, stamp, magnetic/optical, phase change, dyeing. colored polymers, abla-Nve, injection molded plastics, and Optical media utilizing optical markings applied by other similar marking techniques It is directly applicable to the body j2.

光ディスクに関する好ましい実施例において、ディジダル情報を表現する記号は 、ディスクによって、記号の2次元ブロックの形式の一連の離散(、たセグメン トの形で伝送される。原理的に、かかるセグメントは、都合の良い長さ又は規模 のもので良い。この情報は、ブロックを2次元的にオーバーサンプリングし、記 号の各ブロックの2次元イメージ表現を誘導し、ブロック中の各記号によって表 されるディジタル値を決定することによって読み出される。In a preferred embodiment for optical discs, the symbols representing digital information are , a set of discrete (,segments) in the form of two-dimensional blocks of symbols, by disk. It is transmitted in the form of In principle, such segments can be of any convenient length or size. Something like this is fine. This information is recorded by oversampling the block two-dimensionally. A two-dimensional image representation of each block of the code is derived and represented by each symbol in the block. is read by determining the digital value that is

本発明の基本的な原理によって、ディスクの光センサに関する特別な整列若しく は同期についての醗格な要件は一切なく、また、ディスク上の情報のクロック同 期成いは追随についての要件もない。記号のブロックのイメージ表現は、記号に よって表されるディジタル値の決定を記号の光学的特性及び位置を基にしてタイ ミング又はフラッグに無関係に行うことを可能にする、2次元イメージ表現であ る。The basic principles of the invention provide for special alignment or does not have any strict requirements for synchronization, and does not require the information on disk to be clocked at the same time. There is also no requirement for follow-up. The image representation of the block of symbols is The determination of the digital value represented by the symbol is based on the optical properties and position of the symbol. It is a two-dimensional image representation that allows Ru.

光ディスクに関する1つの実施例において、記号のブロックは、はぼ矩形の形状 のものである。ブロックの各々は記号を捜し出すのを助けるべく1つ又はそれ以 上の整列パターン又は基準を有していても良いが、整列パターン又は基1は必要 ではない。整列パターン又は基準の使用によって、より少ない処理能力を用いて 記号の位置を決定することが可能になる。In one embodiment relating to an optical disc, the block of symbols is rectangular in shape. belongs to. Each block contains one or more symbols to help locate the symbol. Alignment pattern or base 1 may have the above alignment pattern or reference, but alignment pattern or base 1 is required. isn't it. Using less processing power by using alignment patterns or standards It becomes possible to determine the position of the symbol.

「整列パターン」及び「パターン」という用語は、当明細書中では、情報を伝送 する記号の整列・捜出しを助けるべく用いることのできるあらゆる基準を意味す るように用いられる。したがって、これらの用語を、「パターン」という語句に よって暗示される制限を含むものと理解すべきではない。The terms "alignment pattern" and "pattern" herein refer to means any criteria that can be used to assist in arranging and locating the symbols that It is used as if Therefore, we have changed these terms to the phrase “pattern.” They should not be construed as including any implied limitations.

もし整列パターンを用いるとすれば、パターンがそれ自身に一致しない時に低い 自動相関値が生じるように、整列パターンに望ましくは自動相関性を具えさせる べきであろう。相乗バーカー・コードを用いても良い。1つの実施例において、 整列パターンは記号の各ブロックの各角に配置される。以下に叙述する処理にお いては単純化のために4つの整列パターンは同等であるが、原理的にはそれぞれ 互いに異なっていても良い。If you use an aligned pattern, the lower the value when the pattern does not match itself The alignment pattern preferably has autocorrelation so that an autocorrelation value occurs. We should. A synergistic Barker code may also be used. In one embodiment, An alignment pattern is placed at each corner of each block of symbols. The process described below For simplicity, the four alignment patterns are equivalent, but in principle each They may be different from each other.

光ディスクに関する1つの実施例において、記号は、記号の中心によってディス ク中心を通過する放射状の線とディスク中心の回りの同心円の円弧との交点から 形成される格子が決定されるような方法で、互いに配置される。本発明では、記 号の相対的配置をかかる形態に制限してはいない。例えば、記号を、記号の中心 によって均等に隔置される線を存する直交格子の交点が決定されるような方法で 、配置しても良い。In one embodiment for optical discs, the symbol is separated by the center of the symbol. From the intersection of a radial line passing through the disc center and a concentric arc around the disc center are arranged with respect to each other in such a way that the lattice formed is determined. In the present invention, The relative arrangement of the numbers is not limited to this form. For example, the center of the symbol in such a way that the intersections of a rectangular grid with lines equally spaced are determined by , may be placed.

磁気テープからのディジタル情報を検索するための装置の1つの実施例において 、ディジダル情報を表す記号は、テープによって、テープの幅を直角に横切って 走る一連の並列のトラック中で伝送される。この情報は、記号を各トラックの長 さに沿ってサンプリングし、2次元イメージ表現を、m導し、イメージ中の各記 号によって表されるディジタル値を決定することによって、読み出される。In one embodiment of an apparatus for retrieving digital information from magnetic tape. , symbols representing digital information are drawn across the width of the tape at right angles. It is transmitted in a series of running parallel tracks. This information determines the length of each track. The two-dimensional image representation is obtained by sampling along the is read by determining the digital value represented by the symbol.

本発明の基本的な原理によって、テープ上の情報のクロック同期若しくは追随に ついての厳格な要件はない。The basic principles of the invention allow clock synchronization or tracking of information on tape. There are no strict requirements regarding this.

記号のイメージ表現は、記号によって表されるディジタル値の決定を記号の磁気 特性及び位置を基にしてタイミング又はフラッグに無関係に行うことを可能にす る、2次元イメージ表現である。The image representation of a symbol determines the digital value represented by the symbol. Allows you to do things based on characteristics and location, independent of timing or flags. It is a two-dimensional image representation.

本発明による1つの装置では、タイミングの安定性が通常貧弱な、家庭用ビデオ ・カセット・テープ・レコーダのような従来の記録装置にディジタル情報を記憶 し、同記録装置からディジタル情報を検索する。何故ならば、本発明は、記録・ 再生機構の帯域幅と、信号トラックに対するヘッドの通常の追随精廣とのみに依 存しているからである。この装置では、ディジタル系で通常要求される、低いジ ッダ、若しくはテープ速度の長期安定性を要求しない。One device according to the invention uses home video, which typically has poor timing stability. -Storing digital information on conventional recording devices such as cassette tape recorders Then, digital information is retrieved from the recording device. This is because the present invention enables recording and Depends only on the bandwidth of the playback mechanism and the normal tracking accuracy of the head to the signal track. This is because it exists. This device provides the low power that is normally required in digital systems. does not require long-term stability of data or tape speed.

上述のように、本発明は、好ましい実施例以外の、用途、媒体、及び記憶技法に 適用可能である。例えば、本発明を利用して、光学的又は磁気的に区別可能な記 号を用いる紙からの情報を、静電気付着のトナー、又は磁気インクをそれぞれに 用いることによって、記憶及び検索することができる。文書、音楽、音声、ビデ オ映像、或いはディジタル・データのような極めて大量の情報を、紙の上に記憶 し、普通の非干渉光を用いて簡単かつ安価に読み出すこともできょう。As noted above, the invention is susceptible to applications, media, and storage techniques other than the preferred embodiments. Applicable. For example, the present invention can be used to create optically or magnetically distinguishable marks. The information from the paper is transferred using electrostatic toner or magnetic ink. It can be used to store and retrieve information. documents, music, audio, video Storing extremely large amounts of information such as video images or digital data on paper However, it could also be easily and inexpensively read out using ordinary incoherent light.

11旦!!ユ五j 第1図は、本発明の1つの面による、記号ブロックのトラックを伝送するディス ク形式の光記憶媒体の図である。11th day! ! Yugoj FIG. 1 illustrates a disk carrying tracks of symbol blocks in accordance with one aspect of the invention. 1 is a diagram of an optical storage medium in the form of a disk.

第2図は、記号ブロックの更に詳細な図である。FIG. 2 is a more detailed diagram of the symbol block.

第3図は、本発明の1つの面を組み入れる装置の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of an apparatus incorporating one aspect of the present invention.

第4図は、本発明の1つの面を組み入れる装置のビデオ・プロセッサ部分の機能 ブロック図である。FIG. 4 illustrates the functionality of the video processor portion of a device incorporating one aspect of the present invention. It is a block diagram.

第5図は、本発明の1つの面を組み入れる装置のイメージ・プロセッサ部分の機 能ブロック図である。FIG. 5 illustrates the functionality of the image processor portion of an apparatus incorporating one aspect of the present invention. FIG.

第6図は、本発明の1つの面による、ディジタル情報を伝送するのに用いられる ビデオ信号の部分に対応する画像領域の区域を示すテレビジラン・スクリーンの 図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a method used to transmit digital information according to one aspect of the invention. of a televised screen showing the area of the picture area corresponding to the part of the video signal It is a diagram.

発明を実施するための望ましい形態 A、媒体 第1図を参照すると、ディジタル情報を表す記号を伝送する記憶媒体が、光ディ スク2の形式で示されている。Preferred form for carrying out the invention A. Medium Referring to Figure 1, the storage medium that transmits symbols representing digital information is optical digital. It is shown in the form of screen 2.

ディジタル情報を、ディスクの中心を中心とする多数からなる同心円状トラック 4中に配列するか、若しくは、本発明の範囲を逸脱することなく、隣接する同心 円状トラック間の間隔と類似するピッチを有する単一のうず巻状トラック中に配 列することができる。更に詳しく言うと、第1図には光ディスクが表現されてい るが、本発明の1つの面は、媒体によって伝送される記号の2次元的オーバーサ ンプリングに適合するその他の媒体に適用可能である。Digital information is stored in a number of concentric tracks centered around the center of the disk. 4 or adjacent concentric lines without departing from the scope of the invention. arranged in a single spiral track with a pitch similar to the spacing between circular tracks. can be lined up. To be more specific, Figure 1 shows an optical disc. However, one aspect of the invention is to provide two-dimensional oversizing of symbols transmitted by a medium. It is applicable to other media compatible with sampling.

第1図の一部には、ディスク2上のトラック4中に伝送されるディジタル情報を 表す2次元の記号アレイ又はブロック6が示されている。第2図には、記号のプ ロ・ツクが更に詳細に示されている。A portion of FIG. 1 shows the digital information transmitted in track 4 on disk 2. A representative two-dimensional symbol array or block 6 is shown. Figure 2 shows the symbols Ro-tsuku is shown in more detail.

第1図に示される光記憶媒体は、類似の記憶容量の先行技術の光媒体よりも多く の記号を各々が伝送する、より少数のトラックから成ることが分かるであろう。The optical storage medium shown in FIG. It will be seen that it consists of fewer tracks, each carrying a symbol.

この図に示される各記号は、黒又は白の何れかの矩形によって表現されている。Each symbol shown in this figure is represented by either a black or white rectangle.

原理的には、これらの記号は、記憶媒体上での情報の記憶・検索を可能にする区 別可能な特性及び形状の便利なものの何を採っても良いが、この図では嵐に表現 を容易にするために黒又は白の矩形として表しである。光記憶の用途に関しては 、記号は基本的に円形の反射及び無反射のスポットとして実現されることが期待 されるが、これは要件ではない。以下の論考のために、この図中で示される媒体 上での記号とその他の区域は、黒になっている部分が無反射区域を表すと仮定し 、白の記号と区域は反射区域を表すと仮定する。In principle, these symbols represent zones that allow information to be stored and retrieved on a storage medium. You can use any convenient thing with distinguishable characteristics and shape, but in this figure, it is expressed as a storm. Represented as a black or white rectangle to facilitate. Regarding the uses of optical memory , the symbol is expected to be realized as an essentially circular reflective and non-reflective spot. However, this is not a requirement. For the following discussion, the medium shown in this diagram The symbols and other areas above assume that the black areas represent non-reflective areas. , assume that the white symbols and areas represent reflective areas.

これらの図に関して、媒体2のトラック4中に伝送される記号のブロック6を示 す第1図の一部には、白い帯と点線とが隣接トラック間に示されている。この白 い帯と点線は、トラック内の記号ブロックに対して注意を引−くことだけを意図 したものである。本発明ではトラック間に格別な境界を必要とせず、隣接トラッ ク中の記号ブロックは互いに隣接しても良い。With respect to these figures, block 6 of symbols transmitted in track 4 of medium 2 is shown. In a portion of FIG. 1, white bands and dotted lines are shown between adjacent tracks. this white The strips and dotted lines are only intended to draw attention to the block of symbols within the track. This is what I did. In the present invention, there is no need for special boundaries between tracks, and adjacent tracks can be Symbol blocks in a block may be adjacent to each other.

各形式の記号によって表される2′Is値は、随意である。The 2'Is value represented by each type of symbol is arbitrary.

論考の目的のために、黒又は無反射の記号によって値0が表現され、白又は無反 射の記号によって値1が表現されるものとする。For purposes of this discussion, the value 0 will be represented by a black or non-reflective symbol, and a white or non-reflective symbol will represent the value 0. Assume that the value 1 is expressed by the morphism symbol.

各ブロック中に示されている記号の数は、本発明の実施に対して決定的ではない が、多くの実施例では各次元の中で50から100の記号から成るブロックを用 いることを見通してそれを示しているだけのことである。The number of symbols shown in each block is not critical to the implementation of the invention However, many implementations use blocks of 50 to 100 symbols in each dimension. It is simply a matter of foreseeing that there is a situation and showing it.

各記号の大きさは、所与の領域中で伝送できる記号の数に反比例の関係になる。The size of each symbol is inversely related to the number of symbols that can be transmitted in a given area.

他の変化がない時に、ディジタル・データ・レートを記号の大きさを低減するこ とによって増加させることができるが、記号の大きさを低減することにより記号 によって表されるディジタル情報を正確に決定する能力が損なわれる。例えば、 より小さな記号は媒体表面の損傷の影響を受け易く、また光感知装置では焦点誤 差による影響を受け易い。更に、使用可能な記号の最小の大きさは記号の締での 回折効果によって制約される。The digital data rate can be reduced by symbol size when no other changes are made. and can be increased by reducing the symbol size by reducing the symbol size. The ability to accurately determine the digital information represented by is impaired. for example, Smaller symbols are more susceptible to damage to the media surface and are more susceptible to focus errors in optical sensing equipment. Easily affected by differences. Additionally, the minimum size of the symbol that can be used is Limited by diffraction effects.

図には、未使用領域又は「保護バンド」が記号ブロックの間に示さねている。保 護バンドは、本発明の実施に対して必須ではないが、以下で論考するように、こ れがあることによって各記号ブロックの正確な位置を捜し出す過程を単純化する ことができる。The figure does not show unused areas or "guard bands" between symbol blocks. Protection Although the protection band is not essential to the practice of the invention, it can be used as discussed below. This simplifies the process of finding the exact location of each symbol block. be able to.

図にはまた、記号の中心によって、ディスクの中心を通る1組の放射状の線とデ ィスク中心を中心とする同心円に沿って拡がる1組の円弧との交点から形成され る格子の交点が決定される方法で、互いに隣接して置かれる記号のブロックも示 さねている。これらの記号は、隣接している必要はなく、互いに、或いは他の位 置基部に対して記号位置を確定する都合の良い如何なるパターンであっても良い 。The diagram also shows a set of radial lines passing through the center of the disk and the symbol by the center of the symbol. It is formed from the intersection with a set of circular arcs extending along concentric circles centered on the disk center. It also shows blocks of symbols placed adjacent to each other in the way the intersection points of the grid are determined. I'm nestling. These symbols do not have to be adjacent, but can be used with each other or in other positions. Any convenient pattern for determining the symbol position relative to the base may be used. .

各記号の正確な中心の捜し出しを支援することのできる1つ又はそれ以上の基準 を確定することは可能である。one or more criteria that can assist in locating the exact center of each symbol It is possible to determine.

これらの基準は、フィールドに対して外在的のものか、或いは、フィールド内の 1つ又はそれ以上の記号から成るもので良い。これらの基準を、当明細書中では 、[整列パターン (”aHgn曽ent pattern’) Jと呼ぶ。整 列パターンは本発明の実現に対して必要ではないが、これにより記号の位置を捜 し出すのに必要な処理の量を大幅に減少させることができる。These criteria are either external to the field or internal to the field. It may consist of one or more symbols. These standards are referred to in this specification. , [Alignment pattern ("aHgnent pattern')" is called J. Although the column pattern is not necessary for the implementation of the invention, it does allow for locating the symbol. This can significantly reduce the amount of processing required to

整列パターンを記号の各ブロックの4つの角の各々に置くことができる。4つ未 満のパターンが、特定の用途、媒体によって伝送されるデータの帯間、及び記号 復元装置の処理能力に応じて、動作可能である。これに替えて、記号のブロック の縁に隣接する保護バンドを、記号を捜し出し、これらのディジタル値を決定す る助けとして用いることができる。An alignment pattern can be placed at each of the four corners of each block of symbols. 4 not yet A complete pattern is defined for a specific application, the frequency of data transmitted by the medium, and the symbology. Operation is possible depending on the processing capacity of the restoration device. Instead of this, block of symbols Find the symbols and determine their digital values. It can be used as an aid.

もし整列パターンを用いるのであれば、1つ又はそれ以上の整列パターンの各々 は、良好な自動相関特性を有する記号のアレイで構成されなければならない。7 ×7アレイが図に示される実施例では用いられている。整列パターンの自動相関 特性は、パターンがそれ自身に一致しない時に低い自動相関値が生じるような特 性である。If alignment patterns are used, each of the one or more alignment patterns must consist of an array of symbols with good autocorrelation properties. 7 A x7 array is used in the embodiment shown. Auto-correlation of alignment patterns The characteristic is such that low autocorrelation values occur when the pattern does not match itself. It is gender.

相乗7ビツト・バーカー・コード(cross−vulNpHed?−bit  Barker code)の(111001,02)によって、望ましい自動相 関特性は満足される。もし1つを超える整列パターンを用いるきすると、整列パ ターンの総てに幾つかの記号のアレイが含まれ、整列パターンの総てが記号のブ ロックの各角に置かれていることが好ましい。Synergistic 7-bit Barker code (cross-vulNpHed?-bit Barker code) (111001,02), the desired autophase relationship characteristics are satisfied. If you use more than one alignment pattern, the alignment pattern Every turn contains an array of several symbols, and every alignment pattern contains a block of symbols. Preferably placed at each corner of the lock.

好ましい実施例においては、不透明の記号の帯が整列パターンの2つの内側の縁 に置かれ、整列パターンと不透明の記号の帯とによって記号の8×87レイが形 成される。In a preferred embodiment, bands of opaque symbols are aligned on the two inner edges of the pattern. The alignment pattern and the opaque band of symbols form an 8x87 ray of symbols. will be accomplished.

B、装置 第3図は、本発明の好ましい実施例を組み込むvtllの高次のブロック図であ る。光センサ100により、光記憶媒体によって伝送される2次元に符号化され た情報が光学的に走査され、この情報に応答1−でビデオ信号が発生される。ビ デオ・プロセッサ120により、光センサ100の走査速度が制御され、ビデオ 信号に応答して2次元のイメージ表現を形成するディジタル信号が発生される。B. Equipment FIG. 3 is a high-level block diagram of a VTLL incorporating a preferred embodiment of the present invention. Ru. The optical sensor 100 generates a two-dimensionally encoded image transmitted by an optical storage medium. The received information is optically scanned and a video signal is generated in response to this information. B A video processor 120 controls the scanning speed of the optical sensor 100 and A digital signal forming a two-dimensional image representation is generated in response to the signal.

イメージ・プロセッサ140により、2次元イメージ表現の解像間を改善すべく 2次元イメージ表現が濾波され、光記憶媒体によって伝送される光学的に符号化 された情報の値に対応するディジタル情報が発生される。The image processor 140 is used to improve the resolution of two-dimensional image representations. optically encoded where a two-dimensional image representation is filtered and transmitted by an optical storage medium Digital information corresponding to the value of the information is generated.

情報プロセッサ160により、検索されたディジタル情報がこの装置の企図され る用途に従って処理される。Information processor 160 processes the retrieved digital information into Processed according to its intended use.

1、光センサ 光センサ100により、記号の光学的に区別可能な特性が検出される。この光学 的感知装置の特定の実施は、本発明の実現に対しては重要ではない。実施例は媒 体及び用途によって変化するであろう。線形CCDは概して、比較的安価で、小 型で、かつ耐衝撃性を有するので、好ましい光センサであるが、原理的には、他 の形式の光センサも走査速度及び解像間の要件の下に用いることもできる。1. Optical sensor Optical sensor 100 detects optically distinguishable characteristics of the symbol. this optics The particular implementation of the target sensing device is not important to the implementation of the invention. Examples are medium It will vary depending on the body and use. Linear CCDs are generally relatively inexpensive and small. It is a preferred optical sensor because it is compact and has impact resistance, but in principle, other Optical sensors of the type can also be used subject to the requirements between scanning speed and resolution.

照明の光源もまた本発明の実現に対しては重要ではないが、照明光源及び光セン サは共に光記憶媒体表面の2次元オーバーサンプリングを行うべく動作しなけれ ばならない。Although the source of illumination is also not critical to the realization of the invention, the source of illumination and the light sensor are The sensors shall operate together to provide two-dimensional oversampling of the surface of the optical storage medium. Must be.

回転式の光デイスク媒体に関しては、照明光源及び光センサは、ディスクの中心 に対する感知装置の放射線方向の位置を制御するアクチュエータによって駆動さ れるレバー又はアームに物理的に取り付けられることが想定される。光ディスク は回転して、これにより、ディスク上で伝送される記号が感知装置に対して移動 させる。感知装置自身によって、センサに対する記号の相対的移動−の横断方向 に1次元のサンプリングが行われる。このサンプリングを、当明細書では、水平 方向サンプリングと呼ぶ。ディスクが回転するにつれての感知装置によるサンプ ルの列によって、センサに対する記号の相対的移動に平行の、当明細書中で垂直 方向サンプリングと呼ぶ、第2の次元でのサンプリングが行われる。For rotating optical disk media, the illumination source and optical sensor are located at the center of the disk. driven by an actuator that controls the radial position of the sensing device relative to the It is envisaged that the device will be physically attached to the lever or arm that is used. optical disk rotates, which causes the symbol transmitted on the disk to move relative to the sensing device. let Transverse direction of relative movement of the symbol to the sensor by the sensing device itself One-dimensional sampling is performed. In this specification, we refer to this sampling as horizontal This is called directional sampling. Sampling by a sensing device as the disc rotates parallel to the relative movement of the symbol to the sensor, in this specification perpendicular Sampling in a second dimension, called directional sampling, takes place.

CCD光センサを用いる実施例に関しては、記号は、1つを超えるCCD素子又 はピクセル上での各記号をイメージ化することによって水平方向に光学的にオー バーサンプリングされ、記号がCCDアレイに対して移動するにつれて1記号当 たり1回を超える速度でCCDアレイを読み出すことによって垂直方向に光学的 にオーバーサンプリングされる。この水平方向のオーバーサンプリング速度は、 記号の大きさ、光学的倍率、及びCCDアレイのビクセルの大きさの関数である 。この垂直方向のオーバーサンプリング速度は、記号の大きさ、ディスク回転角 速度、及びCCDの線走査速度の関数である。For embodiments using CCD light sensors, the symbol may include more than one CCD element or optically scans horizontally by imaging each symbol on a pixel. bar sampled, one symbol per symbol as it moves relative to the CCD array. optically in the vertical direction by reading out the CCD array at a rate greater than once per is oversampled. This horizontal oversampling rate is is a function of symbol size, optical magnification, and CCD array vixel size. . This vertical oversampling rate is determined by the symbol size, disk rotation angle speed and the line scan speed of the CCD.

本発明において、特定の記号とCCDアレイのピクセルとの間のあらゆる固定的 関係についての要件はない。In the present invention, any fixed symbol between a particular symbol and a pixel of the CCD array There are no requirements for relationships.

光ディスクに関しては、例えば、ディスクが感知機構の下で回転するにつれて、 記号のブローlり中の特定の水平方向の記号位置はCCDアレイの同一のピクセ ルによって読み出される必要はない。実際に、特定の記号位置は、センサの位置 決め機構の誤差許容度、ディスクの軸上での不正確な中心位置決め、及びディス ク上のトラックの誤差許容度により、CCDアレイの同一のピクセルによって読 み出され得ないことがある。センサ位置決め機構の機能に追随するトラックは、 先行技術の機構で要求されていたのと同程度の精度で動作する必要はない。For optical discs, for example, as the disc rotates under the sensing mechanism, A particular horizontal symbol position during a symbol blow is located at the same pixel of the CCD array. It does not need to be read by the file. In fact, the specific symbol position is the sensor position error tolerance of the locating mechanism, inaccurate centering of the disk on its axis, and Due to the error tolerance of the tracks on the There are some things that cannot be revealed. The track that follows the function of the sensor positioning mechanism is It is not necessary to operate with the same degree of precision as was required with prior art mechanisms.

センサ位置決めでの大きな誤差は、センサが、放射状方向に移動し、なおかつ光 感知装置の感知領域又は視野内に存在することが可能であるように、CCDアレ イをその末端でオーバースキャニングすることによって、許容される。A large error in sensor positioning is when the sensor moves in a radial direction and A CCD array such that it can be within the sensing area or field of view of the sensing device. is allowed by overscanning the y at its end.

「オーバースキャニング」とはフィルムを記号のブロックの境界を超えて走査す ることであるが、これを、ナイキスト・サンプリング・レートよりも速いレート でサンプルを採ることである「オーバーサンプリング」と混同し、ではならない 。``Overscanning'' refers to scanning the film beyond the boundaries of a block of symbols. However, this can be done at a rate faster than the Nyquist sampling rate. It should not be confused with "oversampling," which is taking a sample at .

ディスクのひずみの結果として、CCDアレイに対するフィルム上の記号の線の 静間のねじれが育り得るが、かかるねじれをCCDアレイを捩ることで補償する 必要はない。これは、以下で更に叙述するように、ディンタル情報がフィルムか ら2次元イメージ表現を駆動することによって復元されるからである。As a result of the distortion of the disk, the line of the symbol on the film relative to the CCD array Although static torsion may develop, such torsion is compensated for by twisting the CCD array. There's no need. This is because, as discussed further below, the dyntal information is This is because the image is restored by driving the two-dimensional image representation.

垂直方向の光学的なオーバーサンプリングは、1記号当たり1回を超えて光セン サを走査することによって達成される。この走査速度は、光学的なエイリアスが 最少なるように選ばれるべきである。垂直方向の光学的サンプリング・レート及 び光学的エイリアスは、ピクセル対記号の相対的な開口から生じる光学的なフィ ルタ効果とCODの線走査速度との間の相互作用の関数である。Vertical optical oversampling means that the optical sensor is This is achieved by scanning the This scanning speed reduces optical aliasing. should be chosen to be the least. Vertical optical sampling rate and Optical aliasing is the optical filtration that results from the relative aperture of pixels versus symbols. It is a function of the interaction between the Luther effect and the line scan speed of the COD.

垂直方向の光学的サンプリング・レートは水平方向の光学的サンプリング・レー トはど遠い必要はない。何故ならば、ディスクの回転で記号が「滲まされ」たり 引き伸ばされたりする傾向があり、これによって、記号の高調波情報成分が減少 するからである。The vertical optical sampling rate is the horizontal optical sampling rate. It doesn't have to be far off. This is because the symbols are "smeared" by the rotation of the disk. tend to be stretched, which reduces the harmonic information content of the symbol. Because it does.

ディスクの回転はCCDアレイの走査と協同12て、系で要求される走査の2つ の方向の1つが与えられる。CCDの正確な走査速度は、ディスクの回転速度の 短期及び長期の変化に追随すべく変更することができる。光ディスクの動作では 著しい変化は生じ難いが、本発明では、磁気テープ駆動機構、或いは磁気ストリ ップ媒体の半走査のような種々の装置で遭遇し得る、短期及び長期の速度変化を 実質的に許容する。本発明のこの面に関しては以下で更に詳細に叙述する。The rotation of the disk cooperates with the scanning of the CCD array12, resulting in two types of scanning required by the system. One of the directions is given. The exact scanning speed of the CCD depends on the rotational speed of the disk. It can be modified to follow short-term and long-term changes. In the operation of optical discs Although significant changes are unlikely to occur, in the present invention, the magnetic tape drive mechanism or magnetic strip short-term and long-term velocity changes that can be encountered in various devices, such as semi-scanning of top media. Substantially allowed. This aspect of the invention is described in further detail below.

2、ビデオ拳プロセッサ 第4図は、CCr)光センサとビデオ・プロセッサ120の実施例との相互接続 を示す機能ブロック図である。2. Video fist processor FIG. 4 shows the interconnection of an embodiment of a CCr optical sensor and a video processor 120. It is a functional block diagram showing.

CCDアレイ30の出力、したがって光センサ1. OQの出力は、広帯域幅の ビデオ信号状のパルス振幅変調されたアナログ信号である。この信号は反エイリ アス低域フィルタ40をJI、て受け渡され、この信号の黒レベルは、各走査の 後にDCケランプ42中で、テレビジン受信機中でテレビジン信号に為されるの と同様な方法でDCにクランプされる。CCr)アレイは、各走査の最後に黒レ ベル信号を与えるために、オーバークロックされなければならない。クランプさ れたビデオ信号は、CCDアレイ30によって与えられる光学的サンプルを電気 的に標本化する8ビツトのADC44に受け渡される。ADC44によって発生 される8ビツトのサンプルは等速呼用記憶装置(RAM)52中に記憶される。The output of the CCD array 30 and therefore the optical sensor 1. The output of the OQ is a wide bandwidth It is a pulse amplitude modulated analog signal like a video signal. This signal is The black level of this signal is passed through the low-pass filter 40 for each scan. Later, in the DC Kelamp 42, the Telezine signal was converted into the Telezine receiver. is clamped to DC in a similar manner. CCr) array is black red at the end of each scan. In order to give a bell signal, it must be overclocked. clamped The video signal provided by the CCD array 30 electrically converts the optical sample provided by the CCD array 30. The signal is passed to an 8-bit ADC 44, which samples the signal. Generated by ADC44 The 8-bit samples generated are stored in constant speed memory (RAM) 52.

ディスクの回転とAI)C44による電気的な標本化で取り出される走査された CCDアレイ30によって、RAM52中に、光ディスクによって伝送される記 号の2次元でのイメージ表現のオーバーサンプリングされたディジタル信号が与 えられる。Scanned images taken out by rotation of the disk and electrical sampling by AI) C44 The CCD array 30 stores in the RAM 52 the records transmitted by the optical disk. An oversampled digital signal of a two-dimensional image representation of a signal is given. available.

光学的サンプルのAT)C44による電気的な標本化又は再標本化は、光学的サ ンプルをディジタル領域での次の処理に適する形式に変換するための実際的な要 件である。Ar)C44からの電気的な再標本化サンプルによって、アナログの 光学的サンプリング情報がディジタル処理に適する8ビツト・バイトでの256 の分散レベルとして表現される。Electrical sampling or resampling of optical samples by AT) C44 The practical requirements for converting a sample into a format suitable for further processing in the digital domain. This is a matter. Electrical resampling samples from Ar) C44 The optical sampling information is 256 in 8-bit bytes suitable for digital processing. is expressed as the dispersion level of

上で手垢に言及したように、CCDアレイ30の線走査速度は、光学的走査で短 期的及び長期的変化が許容されるように、ディスクの回転角速度の変化に従って 変化させることができる。記憶媒体の好ましい実施例に隣接の記号ブロック間の 保護バンドを具えさせることによって、角速度の目安が、CCDアレイ30によ って発生されるビデオ信号状の信号から獲得可能となる。この信号の優勢な低い 周波数成分は、保護バンドに応答して発生される信号である。この優勢な低い周 波数成分は、光ディスクの現状の回転角速度の直接の目安となる。As mentioned above, the line scanning speed of the CCD array 30 is shorter than the optical scanning speed. According to the changes in the rotational angular velocity of the disk, so that both periodic and long-term changes are allowed. It can be changed. between adjacent symbol blocks in a preferred embodiment of the storage medium. By providing a protective band, the angular velocity can be determined by the CCD array 30. can be obtained from a video signal-like signal generated by This signal predominates low A frequency component is a signal generated in response to a guard band. This dominant low circumference The wave number component is a direct measure of the current rotational angular velocity of the optical disc.

CCDアレイ30の走査速度とAr)C44のクロック速度とをディスク回転角 速度に追随させる、可変若しくはプログラム化可能なりロック機構は、帯域通過 フィルタ46、位相同期回路(P 1. I、)比較器48、及び周波数分割器 50によって提供される。帯域通過フィルタ46は、保護バンドが光学的感知機 構を通過する名目上の速度に中心を置いている。P T、 L比較器48によっ て、フィルタ46から受け取られる信号が、PLT、出力信号を周波数分割器5 0によって分割することから誘導される基準信号と比較される。PT、L48の 出力は、クロック同期信号としてCCDアレイ30とADC44とに印加される 。かくして、CCDアレイ及びADCの走査速度は光ディスクの回転角速度の変 化に密接に追随する。The scanning speed of the CCD array 30 and the clock speed of the Ar) C44 are expressed as the disk rotation angle. Variable or programmable locking mechanism to follow speed, band pass Filter 46, phase locked circuit (P1.I,) comparator 48, and frequency divider Provided by 50. The bandpass filter 46 has a guard band that is an optical sensor. centered on the nominal velocity through the structure. By P T, L comparator 48 Then, the signal received from the filter 46 is sent to the PLT, and the output signal is sent to the frequency divider 5. It is compared with a reference signal derived from dividing by zero. PT, L48 The output is applied to the CCD array 30 and ADC 44 as a clock synchronization signal. . Thus, the scanning speed of the CCD array and ADC depends on the change in the rotational angular velocity of the optical disk. closely follows the development.

上で言及したように、本発明の特徴は、記憶媒体駆動速度の大きな変動が予期さ れる他の実施例において、とりわけ重要である。As mentioned above, a feature of the present invention is that large variations in storage media drive speeds are not expected. This is especially important in other embodiments.

CCDアレイ30及びADC44を同一のプログラム化可能なりロックにクロッ ク同期させることによって、それぞれの標本化機能が相互に同期して走り、これ により、非同期の動作であったならば生じ得る好ましくない人工物の発生が抑制 される傾向となる。CCD array 30 and ADC 44 can be clocked to the same programmable lock. By synchronizing the sampling functions, each sampling function runs in synchronization with each other. This reduces the occurrence of undesirable artifacts that would otherwise occur if the operation were asynchronous. There is a tendency to

3、イメージ・プロセッサ 第5図は、RAM52中に記憶されるイメージ表現の解像度を改善し、光記憶媒 体によって伝送される光学的に符号化された情報の値に対応するディジタル情報 を発生する、イメージ・プロセッサ140の好ましい実施例を示す機能ブロック 図である。パターン・アラインメント(pattern align■ent)  60によってイメージ表現内の1つ又はそれ以上の整列パターンの位置が決定 されることにより、再構築フィルタ62によってアップサンプリングされ(up sa■pled) なければならないイメージ表現内の領域を制約することで処 理要件が下げられる。適応的等化64によってイメージ表現が更に一波され、記 号間妨害の影響が低減される。適応的しきい値66によって、イメージ表現内の ディジタル情報に対応する2!l!値データが発生される。すなわち、上で述べ た光記憶媒体の好ましい実施例に関しては、1が各透明記号に応答して発生され 、0が各不透明記号に応答して発生される。3. Image processor FIG. 5 shows an improved resolution of the image representation stored in RAM 52 and an optical storage medium. digital information corresponding to the value of optically encoded information transmitted by a body Functional blocks illustrating a preferred embodiment of an image processor 140 that generates It is a diagram. Pattern alignment 60 determines the position of one or more alignment patterns within the image representation. is upsampled by the reconstruction filter 62 (up processing by constraining the area within the image representation that must be management requirements are lowered. The image representation is further processed by adaptive equalization 64 and recorded. The effects of inter-signal interference are reduced. The adaptive threshold 66 allows the Responding to digital information 2! l! Value data is generated. That is, as stated above For the preferred embodiment of the optical storage medium, a 1 is generated in response to each transparent symbol. , 0 are generated in response to each opaque symbol.

誤り検出・訂正(Er)C)68によって2進値データ中で検出される訂正可能 な誤りが正される。Correctable errors detected in binary data by Error Detection and Correction (Er) C) 68 errors are corrected.

1つの実施例においては、再構築フィルタ62によって2次元フィルタが、ビデ オ・プロセッサ120により発生されるイメージ表現に対I7て、光記憶媒体に より伝送される記号の2次元イメージ表現の解像度を改善すべく適用される。こ の2次元の一波は、当明細書では時に「アップサンプリング じupsampl ing”)」と呼ばれるが、再構築−波又はイメージ強化の性質を持つ。In one embodiment, reconstruction filter 62 provides a two-dimensional filter for video The image representation generated by the optical processor 120 is stored on an optical storage medium. It is applied to improve the resolution of two-dimensional image representations of transmitted symbols. child In this specification, a two-dimensional wave of ing”), which has the property of reconstruction-wave or image enhancement.

この実施例ではまた、適応的等化64により、記号間妨害が、アップサンプリン グされたイメージを適応釣線2次元フィルタで一波することによって低減され、 適応的しきい値66により、等化されたイメージに応答して記号の2進値表現が 発生される。適応的等化64及び適応的しきい値66の出力は、等化フィルタ係 数を適応させるべく用いられる。適応的しきい値66によって、そのしきい値が 適応的等化64の出力の統計的特性に応答して適応される。This embodiment also uses adaptive equalization 64 to reduce intersymbol disturbances from upsampling. The filtered image is reduced by passing it through an adaptive fishing line two-dimensional filter. An adaptive threshold 66 determines the binary representation of the symbol in response to the equalized image. generated. The outputs of adaptive equalization 64 and adaptive threshold 66 are equalization filter coefficients. Used to adapt numbers. Adaptive threshold 66 allows the threshold to It is adapted in response to the statistical characteristics of the output of adaptive equalizer 64.

解命度を向上させるための再構築−波を行い、記号間妨害を低減するための等化 濾波を行う処理要件は、記号のオーバーサンプリングの量と逆の関係となる。オ ーバーサンプリングの速度を十分速くすることによって、解像度及び記号間妨害 の問題を減少させ、取り除(こともできる。実際の系では、電気光学及び電子装 置の費用と入手し易さとにより、系の設計者には、記号の復元及びイメージ強化 に必要な処理能力に対してオーバーサンプリングの量の釣り合いを取ることが要 求される。Restructuring to improve resolving power - wave and equalization to reduce intersymbol interference The processing requirements for filtering are inversely related to the amount of symbol oversampling. O By making the oversampling speed sufficiently fast, resolution and intersymbol interference can be reduced. problems can be reduced or even eliminated. In practical systems, electro-optical and electronic Due to the cost and availability of equipment, system designers have the ability to restore symbols and enhance images. It is necessary to balance the amount of oversampling with the processing power required for required.

本発明の1つの実施例においては、記号の中心によって、ディスクの中心を通る ll1lNの放射状の線とディスク中心を中心とする同心円の円弧との交点から 形成される格子の交点が決定される。2つ又はそれ以上の記号の位置をフィール ド内で決定することによって、1組の位置基準が確立され、これにより、当該フ ィールド内の他の総ての記号の位置を決定するのに必要な処理の量が大幅に低減 される。本発明を実現するために整列パターンは必要ないが、好ましい実施例で は、整列パターンを各記号ブロックの各角に利用して、位置基準を決定するのに 必要な処理の量を低減している。各整列パターンの正確な位置を2次元イメージ 表現で決定することによって、イメージ表現での各記号中心の予期される位置を 妥当な正確さで確立し得る。イメージ表現での記号中心が一旦確立されると、記 号中心で記号により伝送される光のレベルは、2進値1若しくは2進値0がイメ ージ表現中の各記号によって表現されているかどうかを判定すべく、基鴬値又は しきい値に対して比較される。これらの機能を行う際、イメージ・プロセッサ1 40は、光センサ100から受け取られる信号に応答してビデオ・プロセッサ1 20によって発生されるフィールドの2次元イメージ表現上で作用する。In one embodiment of the invention, the center of the symbol passes through the center of the disk. From the intersection of the radial line of ll1lN and the concentric arc centered on the disk center The intersection points of the grid to be formed are determined. Field the position of two or more symbols A set of positional references is established by determining within the Significantly reduces the amount of processing required to determine the position of all other symbols in the field be done. Although an alignment pattern is not required to implement the invention, the preferred embodiment uses an alignment pattern at each corner of each symbol block to determine the position reference. It reduces the amount of processing required. 2D image showing the exact position of each alignment pattern The expected position of each symbol center in the image representation by determining in the representation can be established with reasonable accuracy. Once the semiotic center in the image representation is established, the notation The level of light transmitted by the symbol at the center of the symbol is an image of a binary value of 1 or a binary value of 0. In order to determine whether each symbol in the page expression is represented by Compared against a threshold. When performing these functions, image processor 1 40 causes video processor 1 to operate in response to signals received from optical sensor 100. 20 operates on a two-dimensional image representation of the field generated by 20.

イメージ・プロセッサ140では、記号により伝送される情報の2進値表現が、 イメージ表現内の記号の位置を決定し、記号が反射性か非反射性かを判定すべく 各記号によって伝送される光の値を検証し、反射性記号であるか或いは非反射性 記号であるかに応答1.てそれぞれ1或いは0を発生することによって、発生さ れる。In image processor 140, the binary representation of the information conveyed by the symbol is To determine the location of a symbol within an image representation and determine whether the symbol is reflective or non-reflective. Verify the value of light transmitted by each symbol and determine whether it is a reflective or non-reflective symbol. Response 1. generated by generating 1 or 0 respectively. It will be done.

フィールドの各々の角の整列パターンを捜し出した後、フィールド内の総ての記 号の中心に合致する位置基準の格子を決定することができる。実際の実施例にお いては、捩れのような記憶媒体の変形によって格子の歪みが生じ得る。記号のブ ロックの4つの角の各々に1つずつある4つの整列パターンを用い、格子線の位 置を整列パターン間に線形に内挿することによって、本発明ではあらゆる線形の 歪みをも取り扱うことができる。After finding the alignment pattern for each corner of the field, all records in the field are A grid of positional references that coincides with the center of the number can be determined. Actual example In some cases, distortion of the lattice can occur due to deformation of the storage medium, such as twisting. Symbol block Use four alignment patterns, one on each of the four corners of the lock, to position the grid lines. By linearly interpolating the position between alignment patterns, we can solve any linear It can also handle distortion.

もしパターン−アラインメント60によって特定の整列パターンを捜し出すこと ができなければ、不明の整列パターンの位置を、所与のフィールド内に位置する 他の整列パターンの位置に対して割り出すことができる。If searching for a specific alignment pattern by pattern-alignment 60 If not possible, locate the unknown alignment pattern within the given field. It can be determined relative to the position of other alignment patterns.

1つ又はそれ以上の整列パターンの位置が決定された後、再構築フィルタ62で は、各記号の近辺のイメージ表現の解像度が、2次元の内挿又は再構築フィルタ が予期される各記号中心でのイメージに対して適用されることによって増大され る。記号が反射性であるか非反射性であるかを記号中心で反射される光の量を検 証することによって判定することが望ましい。オーバーサンプリングの速度が低 いことにより、一般的に記号中心ではサンプルは獲得されていないであろう。し かし、再構築フィルタをイメージの解像度を増大すべく用いることによって、記 号中心でのサンプルがもし実際に獲得されていたならば、それが如何なるもので あったかを予測することが可能である。After the location of one or more alignment patterns is determined, a reconstruction filter 62 The resolution of the image representation in the vicinity of each symbol is determined by a two-dimensional interpolation or reconstruction filter. is applied to the image at each expected symbol center. Ru. Test whether a symbol is reflective or non-reflective by measuring the amount of light reflected at the center of the symbol. It is desirable to judge based on evidence. Oversampling speed is slow Because of this, samples will generally not have been acquired at the symbol center. death However, by using a reconstruction filter to increase the resolution of the image, If the sample at the center of the issue had actually been obtained, what would it be? It is possible to predict whether

この予測は、イメージ表現をアップサンプリングする2次元再構築フィルタによ って達成される。サンプルの実質上の4次のアップサンプリングは、予期された 記号中心に至近のイメージ表現中のサンプルからの値を内挿することによって達 成される。実質上のアップサンプリングによって、サンプルがたまたま獲得され た何れかの位置ではなく、記号が中心を置いている位置に至近のサンプルが得ら れる。This prediction is performed using a two-dimensional reconstruction filter that upsamples the image representation. is achieved. Effective fourth-order upsampling of the sample is expected Achieved by interpolating values from samples in the image representation closest to the symbol center. will be accomplished. Effective upsampling allows samples to be obtained by chance. The closest sample is obtained at the location where the symbol is centered, rather than at any location. It will be done.

これに替えて、別の実施例では、水平及び垂直方向の両次光に十分な速度でオー バーサンプリングを行うことによって再構築濾波を回避することが可能である。Alternatively, in other embodiments, the optical It is possible to avoid reconstruction filtering by performing bar sampling.

しかし、結果としてのイメージを平活化するために何らかの一波を行うことは依 然として望ましい。However, it is important to do some kind of wave to normalize the resulting image. Naturally desirable.

上で論考したように、記号が反射的であるか非反射的であるかについての正確な 判定は、記号間妨害によって妨げられる。適応的等化64によって、記号間妨害 を低減するか、或いは理想的に除去し得る、追加的なディジタル濾波又は「等化 」が行われる。As discussed above, the precise nature of whether a sign is reflective or non-reflexive Decisions are hampered by intersymbol interference. Adaptive equalization 64 eliminates intersymbol interference. Additional digital filtering or “equalization” can reduce or ideally eliminate ” will be held.

RAM52中のイメージ表現が、再構築フィルタ62及び適応的等化64によっ て強化された後、しきい値66によって、記号中心で又はその近辺で反射される 光の量が、記号が反射的であるか非反射的であるかを判定すべく、しきい値と比 較される。実際に、適応的しきい値66によって、記号中心でのイメージ表現内 のグレイの階調を表す8ビツト値が2進値表現に翻訳される。これは、1つ又は それ以上のしきい値を選択し、これらのしきい値を8ビツト値に対して適用する ことによって行われる。かかるしきい値は、光ディスクの反射率、照明の輝度、 記号の密度、及びその他の光学的変量に追随するように動的に変更することがで きる。The image representation in RAM 52 is processed by reconstruction filter 62 and adaptive equalization 64. reflected at or near the symbol center by a threshold 66. The amount of light is compared to a threshold to determine whether the symbol is reflective or non-reflective. compared. In fact, the adaptive threshold 66 allows The 8-bit value representing the shade of gray is translated into a binary representation. This is one or Select higher thresholds and apply these thresholds to 8-bit values It is done by Such a threshold value depends on the reflectance of the optical disc, the brightness of the illumination, Can be dynamically changed to track symbol density and other optical variables. Wear.

再構築濾波、等化、及び適応的しきい値適用は本発明の部分を形成するものでは なく、当明細書では詳細については叙述しない。Reconstruction filtering, equalization, and adaptive thresholding do not form part of the invention. Therefore, details will not be described in this specification.

EDC68によって、記号復元過程の間に受ける誤りの検出及び訂正が行われる 。、ED技法は当業界では周知であり、当明細書では論考しない。The EDC 68 provides detection and correction of errors incurred during the symbol recovery process. . , ED techniques are well known in the art and are not discussed herein.

C,ビデオ信号中のディジダル記憶 ビデオ信号、例えばテレビジラン信号を記憶するための記憶媒体には、レーザ・ ビデオ・ディスク、及び家庭用記録済みビデオ・カセット・テープのような磁気 テープが含まれる。これらの媒体上に記憶される情報はアナログ信号の形式のも のである。C. Digital storage in video signals A storage medium for storing a video signal, for example a televised signal, may include a laser or Magnetic discs such as video discs and home recorded video cassette tapes Tape included. The information stored on these media can also be in the form of analog signals. It is.

本発明の1つの面は、従来のビデオ記憶の技法及び装置と協同してディジタル情 報をビデオ信号中に記憶すべく動作する。再生の間、ディジタル情報は、ディジ タル情報を表す記号の2次元イメージを光媒体に関して上で論考したのと同様な 方法で構築することによって、媒体から構成される装置及び媒体には、ディジタ ル情報を表すために用いられる記号を記録するのに十分な帯域幅及び信号対雑音 比(SNR)を具えていると仮定されている。One aspect of the invention is to store digital information in conjunction with conventional video storage techniques and devices. It operates to store information in the video signal. During playback, digital information is A two-dimensional image of a symbol representing digital information can be created in the same way as discussed above regarding optical media. By constructing a digital sufficient bandwidth and signal-to-noise to record the symbols used to represent the file information. It is assumed that the signal has the same ratio (SNR).

本発明の好ましい実施例を組み込む家庭用ビデオ・カセット・テープ・レコーダ では、2道値の記号を表すビデオ状の信号はビデオ・ストリーム中に挿入される 。例えばNTSCテレビジヲン信号のためのレコーダに関しては、これらの記号 は各525走査線の画像の最初の75本と最後の75木の走査線に対応する信号 部分中に記録される。Home Video Cassette Tape Recorder Incorporating Preferred Embodiments of the Invention In this case, a video-like signal representing binary symbols is inserted into the video stream. . For example, for recorders for NTSC television signals, these symbols are the signals corresponding to the first 75 and last 75 scan lines of each 525 scan line image. recorded during the section.

第6図には、NTSCテレビジヲン画僚200の滋−フレームの2次元の表現が 示されている。各画像フレームの最初の75本六最後の75本の走査線は、区域 220及び222によってそれぞれ表現されている。この画像を伝送するフレー ムの部分は、領域210によって表現されている。再生の間、最初の75本と最 後の75本の走査線に対する境界を作り出すビデオ信号をテレビジラン受信機に 伝送して一層受は入れ易い映像スクリーンを提供することもできる。Figure 6 shows a two-dimensional representation of the Shigeru frame of NTSC Television Studio 200. It is shown. The first 75 and last 75 scan lines of each image frame are 220 and 222, respectively. The frame that transmits this image The portion of the frame is represented by area 210. During playback, the first 75 and the most The video signal that creates the border for the next 75 scan lines is sent to the TVIL receiver. It is also possible to provide a video screen that is easier to transmit and accept.

論考を単純化するために、ディジタル情報を伝送する最初の75本と最後の75 木の走査線を「ディジダル走査線」と呼ぶ。To simplify the discussion, we will introduce the first 75 and last 75 lines that transmit digital information. The tree scan lines are called "digital scan lines."

ビデオ信号を記録・再生するのに用いられる機器では、典型的にかなりのジッダ がビデオ信号中に持ち込まれる。Equipment used to record and playback video signals typically has significant jitter. is introduced into the video signal.

各走査線の開始の時期、及び各走査線の期間はかなりの量才で変動し得るので、 ディジダル情報の復元は、当該信号のタイムベースに対する成る種の訂正なしで は難しい。Because the timing of the start of each scan line and the duration of each scan line can vary considerably, The digital information can be recovered without any kind of correction to the time base of the signal. is difficult.

本発明では、ビデオ信号を記録・再生するのに用いられる機器に高度の時間的安 定性を要求しない。各ディジタル走査線を表す信号は受け取られ、オーバーサン プリングされる。各ディジタル走査線に関するサンプルによって、RAM中に構 築される2次元イメージの単一の行が表現される。2次元イメージが構築された 後、タイムベース訂正を適用することもできる。すなわち、イメージ中の各行の 発端を互いに整列させ、各行の期間を確定することもできる。各記号の中心に関 する位置は、各行の確定された長さの中で内挿することによって見積もられる。The present invention provides a high degree of time stability for equipment used to record and playback video signals. Does not require qualification. A signal representing each digital scan line is received and oversampled. pulled. The samples for each digital scan line are stored in RAM. A single row of the constructed two-dimensional image is represented. A 2D image was constructed Afterwards, timebase corrections can also be applied. That is, for each row in the image You can also align the starting points with each other to determine the duration of each row. The center of each symbol The location of each row is estimated by interpolating within the determined length of each row.

各行の1次元濾波又はアップサンプリングを行うことによって、予期される記号 中心でのサンプル値の見積が得られる。By performing one-dimensional filtering or upsampling of each row, the expected symbol An estimate of the sample value at the center is obtained.

記号の整列パターン又は特別の列を、各ディジタル走査線の発端及び終端に挿入 してタイムベース訂正を支援することができるが、これは必ずしも必要ではない 。第6図を再び参照すると、区域232及び236によって、各ディジタル走査 線の発端及び終端での整列パターンがそれぞれ表現されている。区域234によ って、ディジタル情報を表す記号を伝送する各走査線の部分が表現されている。Insert alignment patterns or special columns of symbols at the beginning and end of each digital scan line can assist in timebase correction, but this is not always necessary. . Referring again to FIG. 6, areas 232 and 236 define each digital scan. The alignment patterns at the beginning and end of the line are respectively expressed. To area 234 Thus, the portion of each scan line that carries symbols representing digital information is represented.

特表十6−503197 (11) フロントページの続き (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。Special Table 16-503197 (11) Continuation of front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE.

DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、MC,NL、SE)、AU、CA 、Fl、JP、KR,No、U(72)発明者 マンデル、ダグラス・エバンア メリカ合衆国、カリフォルニア州 94114、サン・フランシスコ、トウニンティース・ストリート4408 (72)発明者 リチャーズ、マルチン・ジョンアメリカ合衆国、カリフォルニ ア州 94062、レッドウッド・シティ−、サークル・ロード 28DK, ES, FR, GB, GR, IT, LU, MC, NL, SE), AU, CA , Fl, JP, KR, No, U (72) Inventor Mandel, Douglas Evanor California, United States 4408 Towninteeth Street, San Francisco, 94114 (72) Inventor Richards, Martin John California, USA a state 28 Circle Road, Redwood City, 94062

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.媒体によって伝送される記号で表されるディジタル値を復元するための装置 であって、 該記号を表す該媒体からの信号を受け取るための受信装置と、 サンプルを生成すべく該信号を標本化するための標本化装置であって、該標本化 の速度が該信号中の記号表現の到着の速度の2倍以上の速度である装置と、該サ ンプルから該記号の表現を誘導するための誘導装置と、 該表現に応答する、該記号によって表されるディジタル値を復元するための検出 器装置 とから成る、装置。1. device for recovering digital values represented by symbols transmitted by a medium And, a receiving device for receiving a signal from the medium representing the symbol; A sampling device for sampling the signal to generate samples, the sampling device comprising: the speed of arrival of symbolic representations in said signal is at least twice the speed of arrival of symbolic representations in said signal; a guiding device for guiding the expression of the symbol from the sample; detection responsive to the representation to recover the digital value represented by the symbol; equipment A device consisting of. 2.請求項1記載の装置であって、前記誘導装置によって前記記号のイメージ表 現が誘導される装置。2. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the guiding device generates an image table of the symbol. A device through which reality is guided. 3.請求項1又は2の何れかに記載の装置であって、前記信号が記号の多重次元 構造に対応し、前記標本化装置によって、該信号が該多重次元構造の1つ又はそ れ以上の次元に対応する該信号中の記号表現の到着の速度の2倍以上の速度で標 本化される装置。3. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the signal comprises multiple dimensions of symbols. structure, the sampling device causes the signal to be one or more of the multidimensional structures. the target at a rate more than twice the rate of arrival of symbolic representations in the signal corresponding to dimensions greater than or equal to The device to be made into a book. 4.請求項1、2、又は3の何れかに記載の装置であって、前記検出器装置によ って前記記号のタイム・ベースが前記表現に応答して確定される装置。4. 4. The apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the detector device and a time base of said symbol is determined in response to said representation. 5.1つ又はそれ以上の記号のトラックを有する記憶媒体から成る情報伝送媒体 であって、該トラックの各々によって2つ又はそれ以上の記号がトラックの幅を 横切って伝送され、該記号が該トラックの各々の中で2次元的に符号化される装 置。5. Information transmission medium consisting of a storage medium having one or more tracks of symbols and each of the tracks has two or more symbols extending the width of the track. a system in which the symbols are encoded two-dimensionally within each of the tracks; Place. 6.請求項5記載の情報伝送媒体であって、前記トラックが2次元的に符号化さ れた記号のブロックから成る媒体。6. 6. The information transmission medium according to claim 5, wherein the track is two-dimensionally encoded. A medium consisting of blocks of symbols.
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