高密度光盘用RLL(2,12;8,15)编解码方法技术

一种高密度光盘的游程长度（２，１２）的８／１５调制编码和解码方法，从符合游程长度（２，１２）的限制的１５位长的４００个码字中，选取最低有效位为０的码字，共２７３种，再从中选出２６５种合适码字构成码表，当产生级联冲突时，对前面码字的最低有效位做变换（０变为１），同时根据冲突的不同种类变换附近的比特位；解码时首先根据冲突标志位确定是否修改最高有效位部分，然后通过判断最低有效位是否为１可以确定是否有冲突产生－ｄ冲突或者ｋ冲突，区分这两种冲突需要前视下一个码字，然后根据冲突的具体情况对当前码字的低有效位部分作变换，并设置冲突标志位；对变换后的码字在码表中查询，得到其在码表中地址，取地址的低８个有效位作为解码的数据。本方案采用单一码表，码表结构紧凑，简单。比现有的ＥＦＭ－ＰＬＵＳ调制码的代码密度高出６．６７％。

【技术实现步骤摘要】
,12)的8/15调制编码和解码方法
本专利技术属于光盘存储
，具体涉及光盘数据格式的设计，可以在高密度光存储设备中应用。
技术介绍
目前光存储中的调制编码都是采用游程长度受限码(Run-length limited code)，通常表示为RLL(d，k)。RLL(d，k)编码器产生的序列具有如下特点在两个连续‘1’之间‘0’的个数至少有d个，最多有k个。参数d控制了最高传输频率，参数k则确保了读出时钟同步信号的稳定。RLL(d，k，m，n)把m位周期为T0的数据序列转换成n位周期为T纪录序列。数据传输频率f0＝1/T0，纪录序列的时钟频率f＝(n/m)f0最小翻转间隔Tmin＝(m/n)(d+1)T0最大翻转间隔Tmax＝(m/n)(k+1)T0针对每种RLL(d，k，m，n)都可以设计出相应的编码器和解码器，由于性能，效率和实现难易程度上的限制，很多的RLL(d，k，m，n)调制编码都没有实用价值。目前投入商业使用的几种光盘调制编码为CD采用EFM(Eight to Fourteen Modulation)码，RLL(2，10)，把8位长的数据变成14位长的纪录序列，然后两个14位纪录序列之间加上3位的连接位，来控制直流分量。DVD采用的是EFM+(Eight to Fourteen Modulation plus)码，RLL(2，10)，采用与CD的EFM码相同的游程长度限制，不过把3位的连接位减少至2位，同时把这2位加入到编码码字，即为8位数据直接变成16位纪录序列。蓝光光盘(Blu-ray Disc)可写光盘采用17PP码，RLL(1，7)。对CD-ROM和DVD-ROM系统而言，由于受母盘制作和模压精度的影响，调制码方案选择和优化需要考虑的主要因素是系统光学分辨率的限制(λ/2NA)和最小信息符长度。而对采用相变材料作为记录层的高密度可写存储，还存在另外一个影响因素在旧的信息斑点上直接重写时，原来的结晶区域与非结晶区域之间不同的光学吸收率和热力特性的不同，将对新的信息斑点造成畸变。这实际是增大了系统的抖晃(Jitter)值。对于CD和DVD的可写格式来说，由于系统裕度较大，还可以忽略；对高密度的Blue-ray系统的设计可写格式，就必须考虑这种影响了。因此提出了17PP码。只读光盘采用EFMCC(EFCombi-Codes)，组合码是指每一个源码字对应着两套码字C1和C2，编码时根据DC控制的需要按照一定的规则在连续若干个C1后选择一个C2；由控制码字流的极性变化而控制DSV的变化，从而达到直流平衡和降低低频分量的目的。HD-DVD采用ETM码，RLL(1，10)，把8位数据转换为12位记录序列。上述几种调制编码的主要性能参数如表1所示。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进EFM，EFM-PLUS等码的容量上的不足，提供，12)的8/15调制编码和解码方法，该调制编码具有高的编码效率，以使光盘具有较大的有效存储容量。本专利技术的技术方案是，12)的8/15调制编码和解码方法，其特征在于从符合游程长度(2，12)的限制的15位长的400个码字中，选取最低有效位为0的码字，共273种，去除级联处理较复杂的8种，得到265种级联处理较容易的码字构成码表，当产生级联冲突时，对前面码字的最低有效位做变换(0变为1)，同时根据冲突的不同种类变换附近的比特位；解码时首先根据冲突标志位确定是否修改最高有效位部分，然后通过判断最低有效位是否为1可以确定是否有冲突产生——d冲突或者k冲突，区分这两种冲突需要前视下一个码字，然后根据冲突的具体情况对当前码字的低有效位部分作变换，并设置冲突标志位；对变换后的码字在码表中查询，得到其在码表中地址，取地址的低8个有效位作为解码的数据。本专利技术的原理是符合RLL(2，12)限制的15位长的码字总共有400种，这些码字本身是符合游程长度限制的，但是两个码字连接的时候可能会有冲突(d的冲突和k的冲突)。d，k冲突的解决编码时直接改变连接时出现冲突的码字，修改码字的特定的比特位，解码时检测这个特定比特位，还原成原始的码字，然后查询码表解码。解决冲突采用了这样的方法在400种候选码字中选取最低有效位为0的码字，共273种，去除级联处理较复杂的8种，得到265种级联处理较容易的码字构成码表，当产生级联冲突时，对前面码字的最低有效位做变换(0变为1)，同时根据冲突的不同种类变换附近的比特位。解码时首先根据冲突标志位确定是否修改最高有效位部分，然后通过判断最低有效位是否为1可以确定是否有冲突产生(d冲突或者k冲突)，区分这两种冲突需要前视下一个码字，然后根据冲突的具体情况对当前码字的低有效位部分作变换，并设置冲突标志位。对变换后的码字在码表中查询，得到其在码表中地址，取地址的低8个有效位作为解码的数据。对于RLL(2，12)的序列，其理论最大码率为0.5472，则对于8/15的调制码率为0.5333，小于0.5472，是可以实现的，而且其编码效率DR为8/15*(2+1)＝1.6，要比CD，DVD，HD-DVD等的编码效率要高。与DVD相比，容量要提高6.67％。其自同步能力p＝(12+1)/(2+1)＝4.33，在可接受范围内。本专利技术的有益效果是本专利技术的码字符合游程长度(2，12)的限制，编码过程中采用前视一个码字，采用较高的码率8/15，有效提高容量；8/15调制码使用单一码表，码字仅265种，有效的减小了码表的大小。具有比DVD高的编码效率1.6，提高存储容量，满足高清视频节目(分辨率1920×1080i)的要求。同时，自同步能力，直流分量的控制都在可接受的范围内。附图说明图1，是现有技术的几种RLL调制编码的主要性能参数表——表1。图2，是本专利技术实施例的码表——表2。图3，是本专利技术实施例的编码器框图。图4，是本专利技术实施例的解码器框图。图5，是本专利技术实施例的编码流程图。图6，是本专利技术实施例的解码流程图。具体的实施方式按照本专利技术的方法，符合RLL(2，12)限制的15位长的码字总共有400种，这些码字本身是符合游程长度限制的，但是两个码字连接的时候可能会有冲突(d的冲突和k的冲突)。d，k冲突的解决编码时直接改变连接时出现冲突的码字，修改码字的特定的比特位，解码时检测这个特定比特位，还原成原始的码字，然后查询码表解码。解决冲突采用了这样的方法在400种候选码字中选取最低有效位为0的码字，共273种，去除级联处理较复杂的8种，得到265种级联处理较容易的码字构成码表，当产生级联冲突时，对前面码字的最低有效位做变换(0变为1)，同时根据冲突的不同种类变换附近的比特位。解码时首先根据冲突标志位确定是否修改最高有效位部分，然后通过判断最低有效位是否为1可以确定是否有冲突产生(d冲突或者k冲突)，区分这两种冲突需要前视下一个码字，然后根据冲突的具体情况对当前码字的低有效位部分作变换，并设置冲突标志位。对变换后的码字在码表中查询，得到其在码表中地址，取地址的低8个有效位作为解码的数据。从273种中去掉的8个码字为0x4002010000000000000100x0004000000000000001000x0008000000000000010000x001000000000000010本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度光盘的游程长度（２，１２）的８／１５调制编码和解码方法，其特征在于：从符合游程长度（２，１２）的限制的１５位长的４００个码字中，选取最低有效位为０的码字，共２７３种，去除级联处理较复杂的８种，得到２６５种级联处理较容易的码字构成码表，当产生级联冲突时，对前面码字的最低有效位做变换（０变为１），同时根据冲突的不同种类变换附近的比特位；解码时首先根据冲突标志位确定是否修改最高有效位部分，然后通过判断最低有效位是否为１可以确定是否有冲突产生－ｄ冲突或者ｋ冲突，区分 这两种冲突需要前视下一个码字，然后根据冲突的具体情况对当前码字的低有效位部分作变换，并设置冲突标志位；对变换后的码字在码表中查询，得到其在码表中地址，取地址的低８个有效位作为解码的数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡迪青，谢长生，马斌武，
申请(专利权)人：华中科技大学，查黎，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]