專利名稱：帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域和通信領(lǐng)域。具體涉及當(dāng)將二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在矩形格子組成的平面上，無論是在水平方向還是在垂直兩個(gè)方向上，在連續(xù)數(shù)據(jù)” 1”之間，數(shù)據(jù)“0” 的游程長(zhǎng)度最少等于1，最多不超過3的編解碼器及使用方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代存儲(chǔ)技術(shù)和通信技術(shù)中，通道由于內(nèi)在的物理特性，會(huì)對(duì)穿越通道的信號(hào)產(chǎn)生具有某種形式的約束限制。為降低通道對(duì)信號(hào)的影響，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)可靠性，解決這一問題的辦法之一就是用約束編碼技術(shù)，約束編碼又稱調(diào)制編碼。(d，k)游程長(zhǎng)度受限約束(RLL)是這類約束的一個(gè)典型代表。這里d表示在連續(xù)數(shù)據(jù)“1”之間，“0”的游程長(zhǎng)度最小值，k表示其最大值。著名的Miller碼，即改進(jìn)型調(diào)頻碼MFM(美國(guó)專利號(hào) 3，108，沈1，公布日1963年10月22日)，就是其中的一個(gè)代表。在MFM碼中，相鄰數(shù)據(jù)“ 1” 之間，“0”的游程長(zhǎng)度至少等于1，最多不超過3，因此MFM碼有時(shí)候又稱為一維(1，3)RLL 碼。隨著技術(shù)的發(fā)展，近些年出現(xiàn)了將數(shù)據(jù)以二維頁(yè)面方式進(jìn)行存儲(chǔ)的新型存儲(chǔ)器， 比如全息存儲(chǔ)器和二維光盤等。這類存儲(chǔ)器和目前主流存儲(chǔ)器的一個(gè)最大不同之處在于 數(shù)據(jù)每次按照二維頁(yè)面的方式存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)上，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，也是按照整頁(yè)整頁(yè)的方式進(jìn)行。圖1描述了在全息存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的這種二維布局示意。在上述二維存儲(chǔ)器中，以圖1為例，若不考慮邊界的影響，每位比特信息都有4個(gè)比特信息和它本身直接相鄰(即通常所說的上、下、左和右)。比較而言，在一維情形下，數(shù)據(jù)的布局如圖2所示。從圖1和圖2可以看出，在二維存儲(chǔ)中，二進(jìn)制數(shù)據(jù)陣列在水平和垂直兩個(gè)方向上都有約束限制要求。這樣前面提到的改進(jìn)型調(diào)頻碼(MFM)，數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在約束條件會(huì)因空間尺度從一維轉(zhuǎn)到二維而發(fā)生相應(yīng)變化，原先在一維條件下滿足的約束限制在二維情形下就不再有效。因此尋求新的二維約束編解碼方法，保證數(shù)據(jù)在水平和垂直兩個(gè)方向上能同時(shí)滿足新型二維存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展和需求就顯得非常有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器及使用方法，本發(fā)明的編解碼方法和裝置能解決由“0”和“1”構(gòu)成的二維數(shù)據(jù)陣列在兩個(gè)方向上均滿足(1，3)RLL約束的二維(1，3)RLL的技術(shù)問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器，包括編碼器和解碼器，所述編碼器包括數(shù)據(jù)緩沖及分組模塊，該模塊在緩沖接收一維數(shù)據(jù)流的同時(shí)，根據(jù)二維數(shù)據(jù)頁(yè)的大小，將數(shù)據(jù)劃分成若干個(gè)長(zhǎng)度相等的分組；二維碼字生成模塊，該模塊根據(jù)編解碼規(guī)則表，將2比特的一維數(shù)據(jù)生成2X2的二維約束碼字；二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊，該模塊將二維數(shù)據(jù)頁(yè)劃分成若干個(gè)2X2的二維數(shù)據(jù)子陣列組成的二維字單元頁(yè)；二維碼字寫入陣列模塊，該模塊將2X2的二維約束碼字，沿著二維字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行逐行寫入到二維數(shù)據(jù)陣列中；保護(hù)字填充模塊，該模塊依據(jù)二維碼字生成模塊所選編解碼規(guī)則表選取相應(yīng)的二維保護(hù)字，并沿二維字單元頁(yè)斜線方向的偶數(shù)行順序，將二維保護(hù)字逐行填入到二維數(shù)據(jù)陣列；上述五個(gè)模塊依次連接，最后通過其中的保護(hù)字填充模塊輸出給二維數(shù)據(jù)記錄裝置；所述解碼器包括二維數(shù)據(jù)緩沖模塊，該模塊暫時(shí)存放從二維數(shù)據(jù)記錄裝置讀取的二維數(shù)據(jù)陣列；二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊，該模塊將二維數(shù)據(jù)陣列劃分成由2X2的二維數(shù)據(jù)子陣列為最小讀取單元的二維字單元頁(yè)；一維數(shù)據(jù)字譯碼模塊，該模塊將2X2的二維約束碼字，根據(jù)相應(yīng)的編解碼規(guī)則表譯碼成大小等于2比特的一維數(shù)據(jù)字；一維數(shù)據(jù)流組裝模塊，該模塊將一維數(shù)據(jù)字按照產(chǎn)生的先后順序組裝成一維數(shù)據(jù)流；上述五個(gè)模塊依次連接，最后通過其中的一維數(shù)據(jù)流組裝模塊輸出。所述的帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器的使用方法，是通過編碼器實(shí)現(xiàn)編碼過程，依次包括以下步驟S101)首先根據(jù)二維數(shù)據(jù)記錄裝置的存儲(chǔ)大小，將大小為2NX2M的二維數(shù)據(jù)頁(yè)以 2 X 2的字單元為一組，劃分成包含NXM個(gè)大小相同的二維數(shù)據(jù)字單元的數(shù)據(jù)頁(yè)，然后判斷該數(shù)據(jù)頁(yè)中可編碼的位數(shù)；S102)數(shù)據(jù)緩沖及分組模塊將輸入的二進(jìn)制一維數(shù)據(jù)流均勻地劃分成若干一維數(shù)據(jù)字塊，每個(gè)數(shù)據(jù)字塊包含數(shù)目等于一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)中可編碼位數(shù)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)每塊中的數(shù)據(jù)按2比特一組劃分成若干一維數(shù)據(jù)字，并將數(shù)據(jù)字輸入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)暫存；S103) 二維碼字生成模塊從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀取一個(gè)數(shù)據(jù)字塊，選取編解碼規(guī)則表將當(dāng)前數(shù)據(jù)字塊中的所有一維2比特?cái)?shù)據(jù)字轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的2X2 二維約束碼字；S104) 二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊將二維數(shù)據(jù)頁(yè)劃分成若干個(gè)以2X2的二維數(shù)據(jù)子陣列為最小讀取單元的二維字單元頁(yè)，與步驟Sioi得到的數(shù)據(jù)頁(yè)相對(duì)應(yīng)；S105) 二維碼字寫入陣列模塊將步驟S103)得到的2X 2 二維約束碼字以步驟 S104得到的二維字單元頁(yè)的字單元行為基準(zhǔn)，沿二維字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行，從右上角到左下角依次將二維數(shù)據(jù)字寫入大小等于2X2的字單元中，直至該行的字單元全部被寫入為止；S106)判斷是否有下一個(gè)斜線方向的奇數(shù)行尚未寫入，若有轉(zhuǎn)至步驟S105 ；若二維字單元頁(yè)奇數(shù)行的所有字單元被寫滿二維數(shù)據(jù)字，則進(jìn)入下一步；S107)保護(hù)字填充模塊根據(jù)步驟S10;3)選取的編解碼規(guī)則表，選取對(duì)應(yīng)的二維保護(hù)字，沿二維字單元頁(yè)斜線方向的偶數(shù)行，從右上角到左下角依次將該二維保護(hù)字填充到
6字單元中，直至該行的所有字單元全部被填滿為止；S108)判斷是否有下一個(gè)斜線方向的偶數(shù)行尚未填滿，若有轉(zhuǎn)至步驟S107 ；若所有偶數(shù)行的二維字單元被填滿二維保護(hù)字，進(jìn)入下一步；S109)判斷是否還有未編碼的一維數(shù)據(jù)字塊，若有轉(zhuǎn)至步驟S103 ；否則結(jié)束編碼過程。所述的帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器的使用方法，是通過解碼器實(shí)現(xiàn)解碼過程，依次包括以下步驟S201)將從二維數(shù)據(jù)記錄裝置讀取的二維數(shù)據(jù)陣列暫時(shí)存放在二維數(shù)據(jù)緩沖模塊中；S202) 二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊讀取大小為2NX2M的二進(jìn)制數(shù)據(jù)陣列，將該二維數(shù)據(jù)陣列以2X2為最小讀取單元進(jìn)行均勻劃分，形成大小等于NXM的二維字單元頁(yè)；S203) 一維數(shù)據(jù)字譯碼模塊以該二維字單元頁(yè)的字單元行為基準(zhǔn)，沿字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行，依據(jù)編碼器編碼順序，從右上角到左下角依次讀取字單元數(shù)據(jù)，根據(jù)編解碼表譯碼出相應(yīng)的一維2比特?cái)?shù)據(jù)字；S204)判斷是否有下一個(gè)斜線方向的奇數(shù)行尚未譯碼，若有轉(zhuǎn)至步驟S203 ；若二維字單元頁(yè)的奇數(shù)行所有字單元被譯碼，進(jìn)入下一步；S205) 一維數(shù)據(jù)流組裝模塊將得到的一維2比特?cái)?shù)據(jù)字按照相應(yīng)的譯碼先后次序進(jìn)行組裝，獲取對(duì)應(yīng)的一維二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊；S206)判斷是否還有尚未解碼的二維數(shù)據(jù)陣列，若有轉(zhuǎn)至步驟S202 ；否則將上述步驟得到的一維二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊按照先后順序合并成一維數(shù)據(jù)流輸出，譯碼結(jié)束。本發(fā)明的技術(shù)效果如下所述1)編碼器是狀態(tài)無關(guān)的。編碼器狀態(tài)數(shù)是評(píng)價(jià)編碼器性能的一個(gè)重要指標(biāo)。狀態(tài)無關(guān)的編碼器是設(shè)計(jì)編碼器的最佳選擇。在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)在編碼和譯碼過程中，都是分塊獨(dú)立的，數(shù)據(jù)無論是在編碼和譯碼過程中，都和相鄰數(shù)據(jù)無關(guān)，即編碼器是狀態(tài)無關(guān)的。2) 二維碼字編解碼規(guī)則表構(gòu)造簡(jiǎn)單。在本發(fā)明中，2X2的二維約束碼字和一維2 比特?cái)?shù)據(jù)是一一對(duì)應(yīng)的，通過簡(jiǎn)單的編解碼規(guī)則方程，即可實(shí)現(xiàn)一維2比特?cái)?shù)據(jù)到2X2的二維約束碼字的編碼過程，反之，通過查找2X2陣列的特定數(shù)據(jù)比特，即可實(shí)現(xiàn)一維2比特?cái)?shù)據(jù)的譯碼。3) 二維保護(hù)字是和編解碼規(guī)則一一對(duì)應(yīng)的。在本發(fā)明中，所述二種編解碼規(guī)則，分別對(duì)應(yīng)于不同的二維保護(hù)字，即對(duì)指定的編解碼規(guī)則表，其所需的二維保護(hù)字是唯一的，不同的編解碼規(guī)則，對(duì)應(yīng)不同的二維保護(hù)字，二者不可替代。


圖1是二維數(shù)據(jù)記錄格式示意圖(全息存儲(chǔ)器)。圖2是一維數(shù)據(jù)光盤記錄格式示意圖。圖3是滿足二維2D_(1，3)RLL約束的二維數(shù)據(jù)陣列示意圖。圖4是4個(gè)方形格子構(gòu)成的二維字單元。圖5是二維陣列(6X6)劃分成二維字單元頁(yè)(3X;3)示意圖。圖6是兩種編碼解碼規(guī)則表；圖6 (a)表示第一種編碼解碼規(guī)則表；圖6 (b)表示第
7二種編碼解碼規(guī)則表。圖7是二維字單元行序編號(hào)示意圖。圖8是編碼器原理框圖。圖9是解碼器原理框圖。圖10是基于圖6 (a)編解碼規(guī)則的二維陣列構(gòu)造造實(shí)施例。圖11是基于圖6(a)編解碼規(guī)則的二維陣列譯碼實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明適用于將數(shù)據(jù)按照二維陣列(即頁(yè)面)形式記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。系統(tǒng)典型代表有全息全息存儲(chǔ)器及二維光盤等二維新型存儲(chǔ)器。本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供兩種二維游程長(zhǎng)度受限約束的編碼方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供兩種二維游程長(zhǎng)度受限約束的解碼方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供相應(yīng)的編碼和解碼裝置。針對(duì)背景技術(shù)提出的問題，本發(fā)明給出了兩種二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼方法，即采取本發(fā)明給出的編碼方法，能夠保證二進(jìn)制數(shù)據(jù)陣列，無論是在水平還是垂直方向上，在連續(xù)數(shù)據(jù)“1”之間，“0”的游程長(zhǎng)度最少是1，最多不超過3的約束限制。我們將本發(fā)明給出的這種編解碼方法二維(U)游程長(zhǎng)度受限約束碼，記為2D-(1，;3)RLL碼?；诒景l(fā)明給出的方法，因存在二維保護(hù)字，所述編碼器的碼率等于1/4，譯碼器在譯碼階段不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤傳播，譯碼錯(cuò)誤僅限于一個(gè)數(shù)據(jù)字即2bits數(shù)據(jù)，即當(dāng)前數(shù)據(jù)的譯碼錯(cuò)誤不會(huì)對(duì)后繼數(shù)據(jù)的譯碼造成影響。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，二維(1，3)RLL約束編碼方法，包括下述步驟第一步首先將大小等于2NX2M的二維數(shù)據(jù)頁(yè)以2X2為一組，劃分成NXM個(gè)大小相同的二維字單元頁(yè)，然后轉(zhuǎn)步驟二 ；第二步將輸入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流均勻地劃分成數(shù)目等于頁(yè)面大小的若干塊，然后對(duì)每塊中的數(shù)據(jù)，按兩兩一組劃分成大小等于2的若干一維數(shù)據(jù)字，每個(gè)字可以是如下4個(gè)值中的任意一個(gè)00，01，10，11，并將這些一維數(shù)據(jù)字輸入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)暫存，轉(zhuǎn)步驟三；第三步從緩沖區(qū)讀取一維數(shù)據(jù)字，按照?qǐng)D6所示編解碼規(guī)則表對(duì)當(dāng)前一維數(shù)據(jù)字進(jìn)行編碼并轉(zhuǎn)化成2X 2的二維約束碼字，然后將該2X 2的二維約束碼字以字單元行為基準(zhǔn)，沿二維字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行，從右上角到左下角依次將該2X2的二維約束碼字寫入大小等于2 X 2的字單元中，轉(zhuǎn)步驟四；第四步重復(fù)第三步，直至奇數(shù)行的所有字單元被寫滿2X2的二維約束碼字為止；轉(zhuǎn)步驟五；第五步順序沿著二維字單元頁(yè)斜線方向的偶數(shù)行，從右上角到左下角，依次將和第三步所選編解碼規(guī)則表對(duì)應(yīng)的二維保護(hù)字填充到字單元中，直至該行的字單元全部被填滿為止；第六步重復(fù)第五步，直到編碼結(jié)束。解碼步驟如下第一步讀取大小等于2NX 2M的二進(jìn)制數(shù)據(jù)陣列，將數(shù)據(jù)陣列按照2 X 2 二維子陣列的方式進(jìn)行均勻劃分，形成以2X2為基本讀取單位，大小等于NXM的二維字單元頁(yè)；
第二步沿著NXM的二維字單元頁(yè)的斜線方向，從右上角到左下角，依次讀取奇數(shù)行的二維字單元數(shù)據(jù)，根據(jù)編碼過程所選的編解碼規(guī)則表，譯碼出相應(yīng)的2比特一維數(shù)據(jù)字；第三步重復(fù)第二步，直至二維陣列被譯碼完成；第四步將第二步得到的2比特一維數(shù)據(jù)字按照譯碼的先后次序進(jìn)行組裝，產(chǎn)生相應(yīng)的一維二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊，轉(zhuǎn)步驟五；第五步判斷是否輸入下一個(gè)2NX2M的二維數(shù)據(jù)陣列，若是轉(zhuǎn)步驟一；否則將上述步驟得到的一維二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊按照先后順序合并成一維數(shù)據(jù)流并輸出，譯碼結(jié)束。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)編碼方法的編碼器，包括數(shù)據(jù)緩沖及分組模塊，該模塊在緩沖一維數(shù)據(jù)流的同時(shí)，根據(jù)二維陣列的大小，將數(shù)據(jù)劃分成若干個(gè)長(zhǎng)度相等的一維數(shù)據(jù)分組；二維碼字生成模塊，該模塊根據(jù)圖6描述的編解碼規(guī)則表，生成相應(yīng)的二維約束碼字，并輸入到二維字單元模塊；二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊，該模塊將二維數(shù)據(jù)頁(yè)劃分成若干個(gè)2X2的二維數(shù)據(jù)子陣列組成的二維字單元頁(yè)；二維碼字寫入陣列模塊，該模塊將2X2的二維約束碼字，沿著二維字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行逐行寫入到二維數(shù)據(jù)陣列中；保護(hù)字填充模塊，該模塊依據(jù)圖6編解碼規(guī)則表，依據(jù)上述二維碼字生成模塊所選編解碼規(guī)則，選取相應(yīng)的保護(hù)字，沿著二維字單元頁(yè)斜線方向，如圖7所示二維字單元頁(yè)的偶數(shù)行順序，從右上角到左下角，將二維保護(hù)字逐行填入到2NX2M的二維數(shù)據(jù)陣列。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)解碼方法的編碼器，包括二維數(shù)據(jù)緩沖模塊，該模塊主要用于暫時(shí)存放從二維數(shù)據(jù)記錄裝置讀取的二維數(shù)據(jù)陣列；二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊，該模塊主要用于將2NX2M的二維數(shù)據(jù)陣列劃分成由 2X2為最小讀取單元的NXM的二維字單元頁(yè)；一維數(shù)據(jù)字譯碼模塊，該模塊主要用于將2X2的二維字單元，根據(jù)相應(yīng)的編解碼規(guī)則表，譯碼成大小等于2比特的一維數(shù)據(jù)字；—維數(shù)據(jù)流組裝模塊，該模塊主要用于將大小等于2比特的一維數(shù)字按照產(chǎn)生的先后順序組裝成一維數(shù)據(jù)流。總之，本發(fā)明能將一維數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化成滿足參數(shù)指定的游程長(zhǎng)度受限的二維數(shù)據(jù)陣列。所述二維游程長(zhǎng)度受限約束編碼方法包括將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分割成特定大小的分組；然后按照對(duì)應(yīng)的編碼規(guī)則將2比特的一維數(shù)據(jù)字轉(zhuǎn)化成2X2的二維約束碼字；最后將生成的 2 X 2的二維約束碼字和相應(yīng)的二維保護(hù)字根據(jù)預(yù)先指定方法進(jìn)行寫入，最終達(dá)到上述由數(shù)據(jù)“0”和“1”構(gòu)成的二維數(shù)據(jù)陣列在水平和垂直兩個(gè)方向上都滿足約束條件，即數(shù)據(jù)“0”的游程長(zhǎng)度無論是在水平還是在垂直方向上，都滿足最小為1，最多等于3的要求。本發(fā)明設(shè)計(jì)了兩種編解碼規(guī)則及其對(duì)應(yīng)的編解碼器，兩種編碼器的碼率均等于1/4。本發(fā)明給出的編解碼器是狀態(tài)無關(guān)的編碼器，因此不會(huì)因譯碼錯(cuò)誤而導(dǎo)致誤碼的災(zāi)難性傳播，即當(dāng)前數(shù)據(jù)譯碼錯(cuò)誤不會(huì)對(duì)后繼數(shù)據(jù)的譯碼造成任何負(fù)面影響，譯碼錯(cuò)誤僅局限于當(dāng)前2比特?cái)?shù)據(jù)。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明如圖3所示，描述本發(fā)明產(chǎn)生的二維數(shù)據(jù)陣列，該陣列無論是在水平方向還是在垂直方向上，在相鄰數(shù)據(jù)“1”之間，數(shù)據(jù)“0”的游程長(zhǎng)度都滿足最小等于1，最多不超過3的約束條件。如圖4所示，由2X2個(gè)方形格子構(gòu)造的二維字單元，是編解碼二維陣列的基本單位數(shù)據(jù)。如圖5所示，將大小等于6X6的二維陣列，轉(zhuǎn)化為大小等于3X3的二維字單元頁(yè)，用這種方式可完成將一維數(shù)據(jù)流寫入到滿足2D-(1，3)RLL約束限制的二維數(shù)據(jù)陣列中。如圖6所示，圖6(a)給出的是第一種編解碼規(guī)則表以及相應(yīng)的保護(hù)字，在該編解碼規(guī)則中，00，01，10和11這四個(gè)數(shù)據(jù)分別用大小等于2X 2的二維約束碼字來代替，同時(shí)在編碼過程中，為了滿足相應(yīng)的約束限制，需要一個(gè)特殊的二維陣列來保護(hù)這4個(gè)二維約束
碼字，該特殊的二維陣列稱為二維保護(hù)字，在第一種編碼規(guī)則中，這個(gè)二維保護(hù)字為=。如
圖6(a)所示，在該編解碼規(guī)則表中，一維數(shù)據(jù)字用X= [X1 X2]表示，二維約束碼字如下所
示
權(quán)利要求
1.帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器，其特征在于包括編碼器和解碼器， 所述編碼器包括數(shù)據(jù)緩沖及分組模塊，該模塊在緩沖接收一維數(shù)據(jù)流的同時(shí)，根據(jù)二維數(shù)據(jù)頁(yè)的大小， 將數(shù)據(jù)劃分成若干個(gè)長(zhǎng)度相等的分組；二維碼字生成模塊，該模塊根據(jù)編解碼規(guī)則表，將2比特的一維數(shù)據(jù)生成2X2的二維約束碼字；二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊，該模塊將二維數(shù)據(jù)頁(yè)劃分成若干個(gè)2X2的二維數(shù)據(jù)子陣列組成的二維字單元頁(yè)；二維碼字寫入陣列模塊，該模塊將2X2的二維約束碼字，沿著二維字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行逐行寫入到二維數(shù)據(jù)陣列中；保護(hù)字填充模塊，該模塊依據(jù)二維碼字生成模塊所選編解碼規(guī)則表選取相應(yīng)的二維保護(hù)字，并沿二維字單元頁(yè)斜線方向的偶數(shù)行順序，將二維保護(hù)字逐行填入到二維數(shù)據(jù)陣列；上述五個(gè)模塊依次連接，最后通過其中的保護(hù)字填充模塊輸出給二維數(shù)據(jù)記錄裝置； 所述解碼器包括二維數(shù)據(jù)緩沖模塊，該模塊暫時(shí)存放從二維數(shù)據(jù)記錄裝置讀取的二維數(shù)據(jù)陣列； 二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊，該模塊將二維數(shù)據(jù)陣列劃分成由2X2的二維數(shù)據(jù)子陣列為最小讀取單元的二維字單元頁(yè)；一維數(shù)據(jù)字譯碼模塊，該模塊將2X2的二維約束碼字，根據(jù)相應(yīng)的編解碼規(guī)則表譯碼成大小等于2比特的一維數(shù)據(jù)字；一維數(shù)據(jù)流組裝模塊，該模塊將一維數(shù)據(jù)字按照產(chǎn)生的先后順序組裝成一維數(shù)據(jù)流； 上述五個(gè)模塊依次連接，最后通過其中的一維數(shù)據(jù)流組裝模塊輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器的使用方法， 其特征在于通過編碼器實(shí)現(xiàn)編碼過程，依次包括以下步驟5101)首先根據(jù)二維數(shù)據(jù)記錄裝置的存儲(chǔ)大小，將大小為2NX2M的二維數(shù)據(jù)頁(yè)以2X2 的字單元為一組，劃分成包含NXM個(gè)大小相同的二維數(shù)據(jù)字單元的數(shù)據(jù)頁(yè)，然后判斷該數(shù)據(jù)頁(yè)中可編碼的位數(shù)；5102)數(shù)據(jù)緩沖及分組模塊將輸入的二進(jìn)制一維數(shù)據(jù)流均勻地劃分成若干一維數(shù)據(jù)字塊，每個(gè)數(shù)據(jù)字塊包含數(shù)目等于一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)中可編碼位數(shù)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)每塊中的數(shù)據(jù)按2 比特一組劃分成若干一維數(shù)據(jù)字，并將數(shù)據(jù)字輸入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)暫存；5103)二維碼字生成模塊從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀取一個(gè)數(shù)據(jù)字塊，選取編解碼規(guī)則表將當(dāng)前數(shù)據(jù)字塊中的所有一維2比特?cái)?shù)據(jù)字轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的2X2 二維約束碼字；5104)二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊將二維數(shù)據(jù)頁(yè)劃分成若干個(gè)以2X2的二維數(shù)據(jù)子陣列為最小讀取單元的二維字單元頁(yè)，與步驟SlOl得到的數(shù)據(jù)頁(yè)相對(duì)應(yīng)；5105)二維碼字寫入陣列模塊將步驟S103)得到的2X2 二維約束碼字以步驟S104得到的二維字單元頁(yè)的字單元行為基準(zhǔn)，沿二維字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行，從右上角到左下角依次將二維數(shù)據(jù)字寫入大小等于2X2的字單元中，直至該行的字單元全部被寫入為止；5106)判斷是否有下一個(gè)斜線方向的奇數(shù)行尚未寫入，若有轉(zhuǎn)至步驟S105;若二維字單元頁(yè)奇數(shù)行的所有字單元被寫滿二維數(shù)據(jù)字，則進(jìn)入下一步；5107)保護(hù)字填充模塊根據(jù)步驟S10;3)選取的編解碼規(guī)則表，選取對(duì)應(yīng)的二維保護(hù)字， 沿二維字單元頁(yè)斜線方向的偶數(shù)行，從右上角到左下角依次將該二維保護(hù)字填充到字單元中，直至該行的所有字單元全部被填滿為止；5108)判斷是否有下一個(gè)斜線方向的偶數(shù)行尚未填滿，若有轉(zhuǎn)至步驟S107；若所有偶數(shù)行的二維字單元被填滿二維保護(hù)字，進(jìn)入下一步；5109)判斷是否還有未編碼的一維數(shù)據(jù)字塊，若有轉(zhuǎn)至步驟S103；否則結(jié)束編碼過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器的使用方法， 其特征在于通過解碼器實(shí)現(xiàn)解碼過程，依次包括以下步驟5201)將從二維數(shù)據(jù)記錄裝置讀取的二維數(shù)據(jù)陣列暫時(shí)存放在二維數(shù)據(jù)緩沖模塊中；5202)二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊讀取大小為2NX2M的二進(jìn)制數(shù)據(jù)陣列，將該二維數(shù)據(jù)陣列以2X2為最小讀取單元進(jìn)行均勻劃分，形成大小等于NXM的二維字單元頁(yè)；5203)一維數(shù)據(jù)字譯碼模塊以該二維字單元頁(yè)的字單元行為基準(zhǔn)，沿字單元頁(yè)斜線方向的奇數(shù)行，依據(jù)編碼器編碼順序，從右上角到左下角依次讀取字單元數(shù)據(jù)，根據(jù)編解碼表譯碼出相應(yīng)的一維2比特?cái)?shù)據(jù)字；5204)判斷是否有下一個(gè)斜線方向的奇數(shù)行尚未譯碼，若有轉(zhuǎn)至步驟S203；若二維字單元頁(yè)的奇數(shù)行所有字單元被譯碼，進(jìn)入下一步；5205)一維數(shù)據(jù)流組裝模塊將得到的一維2比特?cái)?shù)據(jù)字按照相應(yīng)的譯碼先后次序進(jìn)行組裝，獲取對(duì)應(yīng)的一維二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊；5206)判斷是否還有尚未解碼的二維數(shù)據(jù)陣列，若有轉(zhuǎn)至步驟S202；否則將上述步驟得到的一維二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊按照先后順序合并成一維數(shù)據(jù)流輸出，譯碼結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述編解碼表見下表
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述編解碼表見下表
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶保護(hù)字的二維游程長(zhǎng)度受限約束的編解碼器及其使用方法，該編解碼器包括編碼器和解碼器，所述編碼器包括數(shù)據(jù)緩沖及分組模塊、二維碼字生成模塊、二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊、二維碼字寫入陣列模塊、保護(hù)字填充模塊，上述五個(gè)模塊依次連接，最后通過其中的保護(hù)字填充模塊輸出給二維數(shù)據(jù)記錄裝置；所述解碼器包括二維數(shù)據(jù)緩沖模塊、二維字單元頁(yè)構(gòu)造模塊、一維數(shù)據(jù)字譯碼模塊、一維數(shù)據(jù)流組裝模塊，上述五個(gè)模塊依次連接，最后通過其中的一維數(shù)據(jù)流組裝模塊輸出。本發(fā)明的編解碼方法和裝置能解決由“0”和“1”構(gòu)成的二維數(shù)據(jù)陣列在兩個(gè)方向上均滿足(1，3)RLL約束的二維(1，3)RLL的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)G11B27/031GK102298953SQ201110148840
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者劉繼斌 申請(qǐng)人:武漢紡織大學(xué)