DVD機糾錯與檢錯技術(shù)

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：DVD機糾錯與檢錯技術(shù)具體內(nèi)容是：1．糾錯、檢錯的原因在光盤記錄信號時，經(jīng)常發(fā)生隨機性誤碼或數(shù)碼丟失；盤面?zhèn)刍蛉睋p，也造成突發(fā)性誤碼。還有，使用光盤時，由于不慎會使盤面帶有指紋、油污或傷痕，也造成重放時產(chǎn)生錯誤數(shù)碼。這些情況將引起重放…

來源：日期：2014-1-26 15:58:00 人氣：標簽：

　　1．糾錯、檢錯的原因
　　
　　在光盤記錄信號時，經(jīng)常發(fā)生隨機性誤碼或數(shù)碼丟失；盤面?zhèn)刍蛉睋p，也造成突發(fā)性誤碼。還有，使用光盤時，由于不慎會使盤面帶有指紋、油污或傷痕，也造成重放時產(chǎn)生錯誤數(shù)碼。這些情況將引起重放信噪比變壞，甚至無法播放。為了防止發(fā)生這些問題，應(yīng)當(dāng)采取措施，對那些隨機性錯誤和較長時間突發(fā)性錯誤，要進行檢查、糾正和補償；要針對各種誤碼情況加入一些適當(dāng)?shù)募m錯碼，要不斷糾正隨機誤碼，又要能夠消除成群的誤碼。這些措施稱為糾錯檢錯技術(shù)，自動對錯碼進行糾正和補償，以便正常重放信號。
　　
　　2．糾錯方法
　　
　　模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息碼時，數(shù)碼流是由一個一個的包組成，它包括視頻包和音頻包，每個包又是由若干個字節(jié)組成。通常，每個字節(jié)由若干位(bit)組成。
　　
　　例如，視頻信號每字節(jié)由8位(bit)組成，音頻每字節(jié)則由16位(bit)組成。為了鑒別數(shù)碼是否正確，檢測錯誤碼出在何處，往往在原有數(shù)碼基礎(chǔ)上，以一定規(guī)則再另外添加l位或幾位多余的碼位，使原數(shù)碼序列中不相關(guān)的位變成相關(guān)碼。于是，每個字節(jié)是由信息碼和檢錯碼兩部分組成，每個字節(jié)作為一個糾錯單元，兩種碼的位(bit)數(shù)加起來，就構(gòu)成了每個字節(jié)的總位數(shù)。利用不同的規(guī)則添加檢驗碼，就形成了不同的糾錯方法。
　　
　　由信息碼和冗余性的檢錯碼組成的數(shù)碼信號，可以記錄（存儲）起來；在重放時，信息碼和冗余碼也應(yīng)遵守一定規(guī)則，并根據(jù)此規(guī)則進行檢測，在發(fā)生誤碼時，能自動糾正誤碼，這就是糾錯的基本思路。
　　
　　在光盤上記錄數(shù)據(jù)信息時，可把盤面?zhèn)麚p等造成的群錯碼分解、打亂，把成片的誤碼轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⒌碾S機誤碼。常用的糾錯方法主要有三種：“奇偶檢驗法”、“循環(huán)冗余檢驗(crc)法”和“交叉交織里德索羅門碼(circ)法”。其中，奇偶檢驗法是根據(jù)字節(jié)中二進制數(shù)位中，1、0的個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，來進行檢驗的方法。而“循環(huán)冗余檢驗法”是把記錄的信息作為一個數(shù)，將數(shù)模2相加，再除以一個固定的數(shù)，所得余數(shù)稱為循環(huán)冗余檢驗碼；在重放時，又用同樣方法產(chǎn)生這種碼，且對這兩種碼進行比較，從而辨別和校正誤碼。“交叉交織里德索羅門碼法”至少設(shè)置兩個檢驗位，且檢驗位與信息位按規(guī)定的算法模式運算后，至少產(chǎn)生兩個校ie算子：在記錄時，校正算子的值為o，在重放時，根據(jù)校正算子是否為o來判斷有無誤碼，并經(jīng)過反運算來確定誤碼的位置和進行糾正。為了將群誤碼變成隨機誤碼，并加以糾錯，再將該碼按交叉交織形式排列，它就是circ碼。該碼具有很強的隨機誤碼糾錯能力，它糾錯處理的核心是交織處理。它使用外設(shè)有的或者內(nèi)藏的集成的ram，由ram完成數(shù)據(jù)交織處理，按照嚴格的規(guī)定格式對地址進行寫入／讀出，從而起到檢錯、糾錯作用。
　　
　　在cd、vcd中，廣泛使用交叉交織里德索羅門碼，即circ碼。circ的綜合糾錯能力完全勝任cd、vcd系統(tǒng)的糾錯要求。實際上，在dvd系統(tǒng)中，使用了更為先進的里德索羅門乘積碼(縮寫詞為rspc)作為糾錯碼。
　　
　　rspc是在rs編碼方式基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，它比增強的circ(circplus)編碼方法的糾錯能力又提高了近一倍。但rspc的糾錯碼長度變短了，由增強的circ的784字節(jié)，縮短為308字節(jié)。這樣一來，可以騰出更多空間用于存儲用戶的聲像信息，使dvd碟片的實際存儲空間有較多增加。dvd的糾錯碼容量很大，達到32kb，即使糾錯前的誤碼率為1%，在糾錯后也會降到10(-20)以下；而在同樣前提條件下，cd、vcd采用的circ糾錯方式僅能達到10(-6)水平。rspc碼的糾錯水平可完全使用于計算機的記錄設(shè)備。至此，當(dāng)dvd產(chǎn)品應(yīng)用于電影和計算機等不同用途時，可以簡單地使用同一規(guī)格的糾錯碼，可以使用通用的大規(guī)模集成電路完成糾錯解碼功能。
　　
　　3．幾種補錯方法
　　
　　在重放系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)后，還可以通過以下一些方法對錯碼、漏碼予以補正。第一種稱“靜噪法”，如下圖(a)所示。發(fā)現(xiàn)差錯數(shù)據(jù)后，有關(guān)電路可使出現(xiàn)差錯的地方自動停止輸出數(shù)據(jù)，即用“靜噪法”掩蓋差錯。通常，僅在連續(xù)發(fā)生差錯的地方使用這種方法，在糾錯過程中實行靜噪。第二種稱為“保持前面值法”，如下圖(b)所示。在重放系統(tǒng)中設(shè)置大容量ram，它對傳送的數(shù)據(jù)進行一個短暫的連續(xù)記憶，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個可疑數(shù)據(jù)時，ram輸出靠近它的前面的數(shù)據(jù)來代替它。利用前面數(shù)據(jù)來代替可疑數(shù)據(jù)，可能存在一些誤差，但因傳輸碼率和數(shù)據(jù)量化比特率很高，這種誤差可以忽略。第三種是“線性內(nèi)插法”，見下圖(c)。它是取差錯數(shù)據(jù)前面和后面兩個數(shù)據(jù)的平均值，以該平均值代替錯碼。在圖中l(wèi)2數(shù)據(jù)有誤，可近似認為ll到l3之間的數(shù)據(jù)是連續(xù)線性變化的，則可取為：l2=1/2(li+l3)，這種糾錯方法的精度相當(dāng)高。