專利名稱:數字數據的錯誤校正器件的制作方法
本發(fā)明一般地涉及數字信號的校正，而且更具體地，是針對數字音頻信號中的錯誤的校正，該等信號是，例如，記錄在磁帶或類似的東西上的。
用于數字數據傳輸或為記錄和復現(xiàn)，眾所周知的辦法是使用將數字數據信號變換成錯誤可校正碼結構的所謂交叉隔行掃描(cross-interleave)技術。當使用交叉隔行掃描技術時，通常的做法是使用模2加法器以產生二個奇偶系列P和Q，分別以二種不同排列方式代表預定的數據字的數目。因為數字數據信號的各字將被包括在二個奇偶系列中，尤其是當校正處理重復地進行時，這種公知的交叉隔行掃描技術提供了一種實在的錯誤校正能力。
在使用交叉隔行掃描技術的錯誤校正系統(tǒng)中，在一般PCM(脈碼調制)帶式記錄器，例如所謂的8毫米數字音頻信號VTR(磁帶錄象機)中，如果藉檢測這種系列的字錯誤指示字僅發(fā)現(xiàn)一個錯誤字存在P或Q系列中，則這單個錯誤字被校正。然而，在所有其他情形中，即，當不存在錯誤字因此不需要校正時，或者當存在二個或多個錯誤而因此不能校正時，則字錯誤指示字僅被讀出而不進行錯誤校正處理。于是，當不存在錯誤字或者當存在二個或多個錯誤字時，讀出字錯誤指示字所需的時間被浪費掉了。
當使用交叉隔行掃描技術時，能被校正的錯誤字數目增加了，以致通過增加對P和Q系列重復進行的錯誤校正處理的次數，改善了錯誤校正能力。然而，因為錯誤校正處理可利用的總時間通常被限制在預定的時間間隔內，前述當沒有或不能進行錯誤校正時，為讀出字錯誤指示字所需而浪費的時間，必定要限制在這種有限的時間間隔內能進行校正處理的重復的次數。因此，校正能力的提高就到限制。
因而，本發(fā)明的一個目的是提供這樣一種錯誤校正系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中增加了在有限的可利用時間內有效校正處理能重復的次數，從而改進了錯誤校正的能力。
根據本發(fā)明，通常在錯誤校正系統(tǒng)中，數字數據被變換成錯誤可校正碼結構，該結構包括第一和第二錯誤校正碼，而校正處理由第一和第二錯誤校正碼交替地進行，設置了一存儲器用于存儲指示在各第一錯誤校正碼系列中存在或不存在一錯誤的第一系列錯誤指示字，并且還設置了一存儲器用于存儲指示在各第二錯誤校正系列中存在或不存在一錯誤的第二系列錯誤指示字，而第一或第二系列錯誤指示字是在由相應系列的第一或第二錯誤校正碼執(zhí)行錯誤校正處理之前從各自的存儲器中被讀出的，同時對于由各自的第一或第二系列錯誤指示字指示為沒有錯誤的各系列的校正處理則被省去。
應該知道，在研究中借助指示出在形成各自系列的字中，一錯誤的存在或不存在的系列錯誤指示字，有可能省去讀出為確定校正處理是否能夠或甚至需要進行的字錯誤指示字。當校正處理重復進行時，待校正的錯誤字數逐漸減少，以致沒有錯誤的系列數目增加。這樣，根據本發(fā)明，浪費在存取沒有包括錯誤的系列的字錯誤指示字的時間急劇地減少，從而增加了在有限時間內能校正的錯誤字數目。
閱讀以下本發(fā)明的詳細敘述和附圖，將會明白本發(fā)明的上述的和其他的目的、特點與優(yōu)點。
圖1A是示意說明數據的排列，和其與已使用在記錄PCM音頻信號中的奇偶系列的關系;
圖1B是示意地表示在根據本發(fā)明實施例的錯誤校正器件中，用作存儲奇偶系列錯誤指示字的隨機存取存儲器(RAM)的容量;
圖2是示意說明本發(fā)明可應用的數據組;
圖3是說明根據本發(fā)明實施例的錯誤校正器件的方框圖;以及圖4和5是說明根據本發(fā)明實施例的錯誤校正器件操作的流程圖。
以下將敘述本發(fā)明一個實施例應用于由一般或標準8毫米VTR記錄或復現(xiàn)的PCM音頻信號的錯誤校正。在這種8毫米VTR中，具有8毫米寬度的磁帶被繞在有221°纏繞角的旋轉鼓的外部圓周表面上。在這纏繞角內，180°的范圍是用作視頻信號的記錄區(qū)，而36°的范圍是用作PCM音頻信號的記錄區(qū)。一對旋轉磁頭附于鼓上，兩者之間有180°角距離，而鼓依幀頻旋轉。旋轉磁頭傾斜地跨在磁帶上，以滑動接觸方式移動以便沿著連續(xù)的斜線或斜跡走。一個字段(field)的視頻信號供給旋轉磁頭之一，以便由此在掃描視頻信號記錄區(qū)同時被記錄在各自的磁跡中。在已經以錯誤校正碼編碼，和受到適當的時基壓縮之后，一個字段的PCM音頻信號被加到磁頭中的一個，以便由此在掃描PCM信號記錄區(qū)同時被記錄在各自的磁跡中。
在8毫米VTR中，錯誤校正的編碼和譯碼處理，是以用作一個單元的一個字段的PCM音頻信號來執(zhí)行的，例如象在美國專利第4，562，578中詳細公開的那樣(該專利與本申請有同一個受讓人)這種單元包括132個字組，而各組包括數字音頻數據W0-W7的8個字和奇偶數據P與Q的二個字。用于誤差檢測的循環(huán)冗余碼校驗(CRC)碼被加于各組的數據上，而各組在其記錄之前，另外已經加上如圖1A和2上所表示的一組同步信號與一組地址信號。如果第一組的數據從上下文中取出而分別地加以檢驗，它將呈現(xiàn)為如圖2中所示的那樣，應當明白，在這第一組之后，將跟著第二組，第三組，……直至第132組，在圖1A中從左至右移動。
在圖1A中所示的二維或矩陣排列的數據單元中，132組的每一個組包括8個數據字橫向地相繼排列，即，在數據單元中有1056個字。在美國國家電視制式委員會(NTSC)系統(tǒng)中一個字段的數字音頻信號是由各字包括8個位的1056個字組成。因此，適合于控制數據的6個字是與一個字段的右和左頻道的音頻PCM信號一道包括在數據單元中。在圖1A中，各組的數據是以垂直列的方式排列，而按照Q，W0，W1，W2，W3，P，W4，W5，W6和W7給出標志的各水平延伸線，是由數據的132字組成。
第一奇偶系列(P系列)是由取自音頻數據系列W0-W7的9個字組成，而奇偶系列P在橫向14組或15組的這些字之間有一距離，并且包括在這奇偶系列P中的字在圖1A上以實心圈作為符號。第二奇偶系列Q，是由圖1A中以空心圈作為符號的10個字構成，而這些字取自音頻數據系列W0至W7，第一奇偶系列P和第二奇偶系列Q在鄰近符號之間有12組的距離。從圖1A和2可以明白，第一奇偶系列P希望定位于各自組的中央，而第二奇偶系列Q定位在組的一端。
如上所指出的，各數據字系列W0-W7和各奇偶系列P和Q以圖1A的矩陣方式排列在各自的水平線中，在各自的系列中有132個字。所以，P和Q的各碼元能用數字n(n＝0至131)來標志。
根據本發(fā)明，如下文詳細敘述的，設有一隨機存取存儲器(RAM)11，以存儲奇偶系列P的1位錯誤指示字，以及同樣地設有一隨機存取存儲器(RAM)12，以存儲奇偶系列Q的1位錯誤指示字。因為在各奇偶系列P和Q中有132個碼元或字，各個系列錯誤指示字隨機存取存儲器11和12，如圖1B所示，具有132位的容量。
眾所周知，在各組中錯誤的存在或不存在，是由各自的CRC碼檢測。因為采用簡單的奇偶，如果CRC校驗確定僅單個錯誤字在P或Q系列中存在，則單個錯誤字能被校正。而且，對P和Q系列，重復進行編碼或錯誤校正處理，能改善錯誤校正能力。為大家所熟知的，就PCM音頻信號來說，不能由錯誤校正碼校正的錯誤數據是由在未校正的錯誤數據的以前和以后存在的校正數據的平均值來竄改或置換。
現(xiàn)參閱圖3，將看到在說明本發(fā)明的實施例中，施加于輸入端1的復現(xiàn)的或接收到的PCM數據和奇偶數據，被存儲或寫入數據RAM2中，由地址產生器3所確定的地址上。在被存儲入RAM2之前，這些復現(xiàn)數據受到由CRC算術運算電路(未畫出)進行的錯誤檢測，該電路提供指示在各字中是否有一個錯誤被檢測到的1位字錯誤指示字。字錯誤指示字被施加于輸入端4，且由此被寫入字指示字RAM5。數據RAM2具有適合存儲一個字段的復現(xiàn)數據的容量，該字段如前面指出的，在各個132組中包括PCM數據的10個字和奇偶數據。因此，數據RAM2具有足夠的容量，以存儲1320字的數據。另一方面，字指示字RAM5有1320位的容量，以便能存儲包括在一個數據字段中的各個字的1位字錯誤指示字。字錯誤指示字被寫入字指示字RAM5中的地址，也是由地址產生器3確定。存儲在數據RAM2中的數據和存儲在字指示字RAM5中的字錯誤指示字，通過轉換電路6被施加到校正電路7和計數器8。
為了進行P系列的校正處理，指示構成第一P系列的9個字的9個字錯誤指示字，從字指示字RAM5中讀出，且經過轉換電路6傳至計數器8。如果僅對應于一個字錯誤的一個字錯誤指示字被計數器8檢測到，后者使校正電路7校正對應的單個錯誤字，隨后校正過的數據或字被寫入數據RAM2代替錯誤字，而在同時，對應于校正過的錯誤字的字錯誤指示字，從字指示字RAM5中被清除。如果檢測不到錯誤字，或者二個或多個錯誤字在對應于第一P系列的9個字錯誤指示字中間被檢測到或計數到，則不執(zhí)行校正處理，即，校正電路7是不起校正任何在RAM2中數據的作用。上述運行對于132個P系列的每一個重復進行，并且對于132個Q系列的每一個也是一樣。
當計數器8沒有檢測或計數到錯誤字時，或者當一個錯誤字已被校正電路7校正時，校正完成脈沖產生電路9工作，為下面詳細敘述的目的產生一個校正完成脈沖。
設置有一個定時脈沖產生器10，以產生用于控制地址產生器3、轉換電路6和校正電路7的工作的適合的定時脈沖。當字錯誤指示字正從字指示字RAM5被讀出，待由計數器8計數時，和當在錯誤字校正后，在RAM5中的字錯誤指示字被消除時，轉換電路6是被置于圖3所示的情形，即，字指示字RAM5由轉換電路6連接至校正電路7和計數器8。另一方面，當在數據RAM2中的一個錯誤字要被一個校正過的字置換時，轉換電路6被轉換成將RAM2與校正電路7相連接。
如前面指出的，1位P系列錯誤指示字和1位Q系列錯誤指示字是存儲在P和Q系列指示字RAM11和RAM12中。奇偶系列錯誤指示字RAM11和RAM12共同被地址產生器13根據來自產生器10的定時脈沖進行編址。如早先指出的，每一個P和Q系列包括132個系列，而各自的1位系列錯誤指示字被分別地存儲在RAM11和RAM12的132個相應的地址中。各個奇偶系列錯誤指示字可有邏輯電平或數值“1”，以指示在有關的奇偶系列中存在一個錯誤字，而系列錯誤指示字有數值“0”，以指示在有關的系列中不存在錯誤字。所有的系列錯誤指示字最初被設定在高數值“1”，而當在有關的奇偶系列中不存在錯誤字時，和當單個錯誤字已被校正時，各個系列錯誤指示字被消除或改變?yōu)榈蛿抵怠?”。
轉換電路14設置成交替地將P和Q系列錯誤指示字RAM11和RAM12連接至指示字清除電路15以及指示字鑒別電路或檢測器16。指示字清除電路15被連接至產生器9，用以接收來自產生器9的校正完成脈沖，指示字清除電路15響應該校正完成脈沖，起作用將P或Q系列的沒有錯誤的有關系列的指示字清除或回到“0”。換言之，其中錯誤字被電路7校正的P或Q系列的P或Q系列錯誤指示字被清除至“0”。指示字鑒別電路16分別地鑒定在RAM11或RAM12中編址的P或Q系列錯誤指示字是“0”還是“1”，而定時脈沖產生器10是根據這檢測或鑒別被激勵。
如圖3所示，轉換電路14的轉換操作，也是由來自定時脈沖產生器10的定時脈沖控制的。最后，P和Q系列錯誤指示字RAM11和RAM12適合于接收例如來自一適合的P、Q譯碼電路(未畫出)的在輸入端17和18上的相應的系列錯誤指示字。應當懂得，在Q系列校正期間，Q系列錯誤指示字RAM12由轉換電路14以圖示的情形，連接至指示字清除電路15和指示字鑒別電路16。另一方面，在P系列校正期間，轉換電路14被轉換成將P系列錯誤指示字RAM11連接至電路15和電路16。
在本發(fā)明應用于8毫米VTR時，有二套數據RAM2、錯誤字指示字RAM5、P系列錯誤指示字RAM11和Q系列錯誤指示字RAM12，用于處理交替的字段的PCM信號。因此，在一個該PCM信號正被寫入上述一套中，而且在其上正進行錯誤校正操作的字段期間，以前校正的PCM信號和字錯誤指示字正從另一套中被讀出。
上述本發(fā)明實施例中的錯誤校正，將參照圖4和5中的流程圖來敘述。第一校正處理在圖4中說明，而就P系列中的一個例子來作敘述。
在步驟(1)中，P系列的132個系列的數n被預置為“0”。在步驟(2)中，由n＝0給以標志的、構成P系列的9個字的字錯誤指示字，從字錯誤指示字RAM5讀出。在步驟(3)中，由計數器8確定，由n＝0給以標志的構成P系列的9個字中間是否沒有錯誤字。當然，在步驟(2)和(3)期間，轉換電路6保持在圖3所示的位置上，用以連接字錯誤指示字RAM5和計數器8。如果圖4中對判定框(3)的答案是“否”即，在對應于由n＝0給以標志的P系列的9個字錯誤指示字中間被計數器8計數出有一個或多個錯誤字，然后程序移至步驟(4)，在這步驟中決定是否只有一個錯誤字。
另一方面，如果對判定框(3)的答案是“是”，即，由n＝0給以標志的構成P系列的9個數據字中間，如果沒有檢測到錯誤時，則程序跳至步驟(6)，在這步驟中，校正完成脈沖產生器9，使指示字清除電路15清除存儲在P系列錯誤指示字RAM11中、在由n＝0給以標志的P系列的地址中的系列錯誤指示字。當然，在這種清除系列錯誤指示字的時候，轉換電路14被轉換至將RAM11與指示字清除電路15相連接。
如果對判定框(4)的答案是“是”，即，如果在步驟(4)中檢測到一個錯誤字，這種錯誤字在步驟(5)中被校正，而然后程序前進至步驟(6)，在這步驟中產生器9提供一校正完成脈沖，以使指示字清除電路15去清除在RAM11中對應于由n＝0給以標志的P系列的地址中的系列錯誤指示字。當然，在這種校正一個錯誤字期間，轉換電路6被轉換至將數據RAM2與校正電路7相連接。
另一方面，如果對判定框(4)的答案是“否”，即，在由n＝0給以標志的構成P系列的9個數據字中間，如果已被檢測到二個或多個錯誤字時，則校正處理不或不能進行，即，程序從步驟(4)跳越至步驟(7)，在這一步驟(7)中P系列數n增加(+1)，即，為n＝1。類似地在由n＝0給以標志的P系列的系列錯誤指示字被清除的步驟(6)完成時，程序也移至步驟(7)，在這步驟中，P系列的標志數n被增加。程序從步驟(7)移至步驟(8)，在這步驟(8)中，確定P系列的132個系列的第一校正處理是否都已經進行。換言之，步驟(8)確定是否n＝132。如果發(fā)現(xiàn)n＝132，則P系列的第一校正處理操作被終止。然而，在步驟(8)中如果發(fā)現(xiàn)n小于132，則程序返回至步驟(2)。在對P系列已經完成第一校正處理之后，對于Q系列也同樣地執(zhí)行第一校正處理。
如前指出的，關于P系列和Q系列的校正處理操作，是要求重復的。現(xiàn)在將參照圖5對第二和各接著的校正處處理操作進行敘述，圖5中對應于上述參照圖4的步驟，是用相同的參考數字標志的。并再一次參照P系列中的一例子，對圖5中說明的校正處理操作作具體的敘述。
在第二或其后的校正處理操作中，標志P系列的系列的數n，在步驟(1)中最初被設定為n＝0。然后，將轉換電路14轉換至將RAM11與指示字鑒別或檢測電路16相連接，程序前進至步驟(9)，在該步驟中，存儲在n＝0的地址中的1位P系列錯誤指示字，從RAM11中讀出。在步驟(10)，中指示字鑒別電路16檢測從RAM11中讀出的P系列錯誤指示字是否是“1”，即，一個錯誤字是否被包括在數據的9個字中，該數據構成由n＝0標志的P系列的系列。如果判定框(10)的答案是“是”，即，如果從RAM11讀出的P系列錯誤指示字是“1”，則程序從步驟(10)移至步驟(2)，在這步驟中指示字鑒別電路16起動定時脈沖產生器10，使對應于構成由n＝0標志的P系列的系列的數據字的字錯誤指示字從RAM讀出。在下一個步驟(4)中，計數器8鑒定從RAM5讀出的字錯誤指示字，是否在組成P系列的9個字中間存在一個錯誤字。如果在被考慮的P系列中僅有一個錯誤字被檢測到，程序移至步驟(5)，在這步驟中，單個錯誤字被校正電路7校正，此后，校正完成脈沖產生器9和指示字清除電路15操作，將存儲在RAM11中對應于由n＝0標志的P系列的地址中的系列錯誤指示字清除至“0”。如果有二個或多個錯誤字在步驟(4)中被計數器8檢測到，則省去錯誤校正步驟(5)和系列錯誤指示字清除步驟(6)，從而程序前進至步驟(7)。同樣地如果從RAM11中對應于n＝0的地址中讀出的1位P系列錯誤指示字是“0”，即，如果在步驟(10)中檢測到的系列錯誤指示字不是“1”，由此可以得出在構成被考慮的P系列的9個數據字中不存在錯誤字，則程序跳越步驟(2)、(4)、(5)和(6)，而直接前進至步驟(7)。在步驟(7)中，標志被考慮的P系列的系列的數n增加1，然后程序前進至步驟(8)，在這步驟中，鑒定是否n＝132。如果n是小于132，則程序返回至步驟(9)，反之，如果n＝132，則程序被終止。換言之，對于各個P系列，在圖5中所說明的第二或其后的校正處理操作是重復進行的。對于Q系列，同樣進行第二和接著的校正處理操作。
應該知道，根據本發(fā)明的錯誤校正，不限于已由交叉隔行掃描技術變換成錯誤可校正碼結構的數字數據，而是能同樣地應用于以垂直和水平方向的兩維數據排列方式，進行錯誤校正編碼處理的乘積碼。此外，所用的錯誤校正碼不限于敘述過的例子中使用的簡單奇偶碼，然而其他的碼，例如，里德-所羅門碼(Reed-Solomon Code)或類似的碼也能使用。
應該理解，在根據本發(fā)明的校正錯誤中，通過用二個或多個校正系列，和對每一個系列重復進行校正處理的方法中，對任何這種沒有錯誤的系列，校正處理被省去。因此，對于每個系列在規(guī)定時間內所能完成的校正處理的重復數目，和一般的錯誤校正系統(tǒng)比起來可以增加，在一般的錯誤校正系統(tǒng)中，對于不包含錯誤的諸系列，校正處理也是同樣的進行的。
已經敘述了本發(fā)明的說明性實施例，應該明白，本發(fā)明不限于該一明確的實施例，本技術領域：
的專業(yè)人員，在不偏離所附權利要求
限定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，能對其中的內容作出各種改變和改進。
權利要求
1.一種用于校正在接收到的具有奇偶系列和CRC碼的數字數據信號中的錯誤的器件，其特征在于它包括字錯誤指示字存儲器裝置，用于存儲根據被包括在所說接到收的數字信號中的CRC碼產生的字錯誤指示字；奇偶系列錯誤指示字存儲器裝置，用于存儲所說接到收的數字信號的預定奇偶系列的系列錯誤指示字；用于從所說字錯誤指示字存儲器裝置中，讀出所說預定奇偶系列的所說字錯誤指示字的裝置；計數裝置，用于確定從所說字錯誤指示字存儲器裝置讀出的、表示錯誤字的所說字錯誤指示字有多少；當從所說字錯誤指示字存儲器裝置讀出的所說字錯誤指示字中僅有一個表示一個錯誤字時，用于校正包括在所說預定奇偶系列的所說接收是到的數字信號中的錯誤的裝置；用于從所說奇偶系列錯誤指示字存儲器裝置清除錯誤已校正的系列的系列錯誤指示字的裝置。
2.根據權利要求
1的器件，其特征在于，還包括指示字鑒別裝置，用于檢驗存儲在所說奇偶系列錯誤指示字存儲器裝置中的系列錯誤指示字;并且當檢驗的系列錯誤指示字顯示沒有錯誤時進行工作，以檢驗下一個系列錯誤指示字，而不從所說字錯誤指示字存儲器裝置讀出對應的字錯誤指示字。
3.根據權利要求
1的器件，其特征在于，在所說奇偶系列錯誤指示字存儲器裝置中所有的所說系列錯誤指示字是在一錯誤校正操作的開始，設定在所說接收到的數字數據的一預定總數上的。
4.根據權利要求
1的器件，其特征在于，當所說計數裝置顯示在對應于讀出的字錯誤指示字的字中沒有錯誤時，所說清除裝置也清除對應的系列錯誤指示字。
5.一種用于校正在接收到的具有奇偶系列和CRC碼的數字數據信號中的錯誤的方法，其特征在于該方法包括下列步驟存儲根據包括在所說接收到的數字信號中的CRC碼產生的字錯誤指示字;存儲接收到的數字信號的預定的奇偶系列的系列錯誤指示字;讀出存儲的所說預定奇偶系列的字錯誤指示字;確定被讀出的表示錯誤字的所說字錯誤指示字有多少;當僅有一個錯誤字由被讀出的字錯誤指示字表示時，校正包括在所說預定奇偶系列的接收到的數字信號中的錯誤;清除對應于錯誤已校正系列的存儲的系列錯誤指示字。
6.根據權利要求
5的方法，其特征在于，還包括下列步驟檢驗存儲的系列錯誤指示字中的一個，以及當檢驗的系列錯誤指示字顯示在任何對應的字中沒有錯誤時，檢驗下一個系列錯誤指示字而不讀出存儲的字錯誤指示字。
7.根據權利要求
5的方法，其特征在于，其中所有的所說系列錯誤指示字是在錯誤校正操作的開始設定在所說接收到的數字數據的預定總數上的。
8.根據權利要求
5的方法，其特征在于，還包括當被讀出的字錯誤指示字表示沒有字錯誤時，也清除對應的系列錯誤指示字。
專利摘要
一種錯誤校正系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中接收到的數字數據受到交替地由第一和第二錯誤校正碼的校正處理。該系統(tǒng)中設有存儲器以存儲多個第一和第二錯誤校正碼的系列的第一和第二系列錯誤指示字，而且這種第一和第二系列錯誤指示字被讀出以確定哪些系列沒有錯誤，于是對無錯誤系列，省去第一和第二錯誤校正碼的校正處理。結果，在有限的時間內能重復的有效校正處理的次數增加，從而實質上改善了校正能力。
文檔編號G11B20/18GK87100569SQ87100569
公開日1987年8月12日 申請日期1987年2月2日
發(fā)明者森脇久芳 申請人:索尼公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan