DVD机纠错与检错技术

　　1．纠错、检错的原因
　　
　　在光盘记录信号时，经常发生随机性误码或数码丢失；盘面伤痕或缺损，也造成突发性误码。还有，使用光盘时，由于不慎会使盘面带有指纹、油污或伤痕，也造成重放时产生错误数码。这些情况将引起重放信噪比变坏，甚至无法播放。为了防止发生这些问题，应当采取措施，对那些随机性错误和较长时间突发性错误，要进行检查、纠正和补偿；要针对各种误码情况加入一些适当的纠错码，要不断纠正随机误码，又要能够消除成群的误码。这些措施称为纠错检错技术，自动对错码进行纠正和补偿，以便正常重放信号。
　　
　　2．纠错方法
　　
　　模拟信号转变为数字信息码时，数码流是由一个一个的包组成，它包括视频包和音频包，每个包又是由若干个字节组成。通常，每个字节由若干位(bit)组成。
　　
　　例如，视频信号每字节由8位(bit)组成，音频每字节则由16位(bit)组成。为了鉴别数码是否正确，检测错误码出在何处，往往在原有数码基础上，以一定规则再另外添加l位或几位多余的码位，使原数码序列中不相关的位变成相关码。于是，每个字节是由信息码和检错码两部分组成，每个字节作为一个纠错单元，两种码的位(bit)数加起来，就构成了每个字节的总位数。利用不同的规则添加检验码，就形成了不同的纠错方法。
　　
　　由信息码和冗余性的检错码组成的数码信号，可以记录（存储）起来；在重放时，信息码和冗余码也应遵守一定规则，并根据此规则进行检测，在发生误码时，能自动纠正误码，这就是纠错的基本思路。
　　
　　在光盘上记录数据信息时，可把盘面伤损等造成的群错码分解、打乱，把成片的误码转变为分散的随机误码。常用的纠错方法主要有三种：“奇偶检验法”、“循环冗余检验(CRC)法”和“交叉交织里德索罗门码(CIRC)法”。其中，奇偶检验法是根据字节中二进制数位中，1、0的个数是奇数还是偶数，来进行检验的方法。而“循环冗余检验法”是把记录的信息作为一个数，将数模2相加，再除以一个固定的数，所得余数称为循环冗余检验码；在重放时，又用同样方法产生这种码，且对这两种码进行比较，从而辨别和校正误码。“交叉交织里德索罗门码法”至少设置两个检验位，且检验位与信息位按规定的算法模式运算后，至少产生两个校iE算子：在记录时，校正算子的值为O，在重放时，根据校正算子是否为O来判断有无误码，并经过反运算来确定误码的位置和进行纠正。为了将群误码变成随机误码，并加以纠错，再将该码按交叉交织形式排列，它就是CIRC码。该码具有很强的随机误码纠错能力，它纠错处理的核心是交织处理。它使用外设有的或者内藏的集成的RAM，由RAM完成数据交织处理，按照严格的规定格式对地址进行写入／读出，从而起到检错、纠错作用。
　　
　　在CD、VCD中，广泛使用交叉交织里德索罗门码，即CIRC码。CIRC的综合纠错能力完全胜任CD、VCD系统的纠错要求。实际上，在DVD系统中，使用了更为先进的里德索罗门乘积码(缩写词为RSPC)作为纠错码。
　　
　　RSPC是在RS编码方式基础上发展起来的新技术，它比增强的CIRC(CIRCplus)编码方法的纠错能力又提高了近一倍。但RSPC的纠错码长度变短了，由增强的CIRC的784字节，缩短为308字节。这样一来，可以腾出更多空间用于存储用户的声像信息，使DVD碟片的实际存储空间有较多增加。DVD的纠错码容量很大，达到32KB，即使纠错前的误码率为1%，在纠错后也会降到10(-20)以下；而在同样前提条件下，CD、VCD采用的CIRC纠错方式仅能达到10(-6)水平。RSPC码的纠错水平可完全使用于计算机的记录设备。至此，当DVD产品应用于电影和计算机等不同用途时，可以简单地使用同一规格的纠错码，可以使用通用的大规模集成电路完成纠错解码功能。
　　
　　3．几种补错方法
　　
　　在重放系统中发现错误数据后，还可以通过以下一些方法对错码、漏码予以补正。第一种称“静噪法”，如下图(a)所示。发现差错数据后，有关电路可使出现差错的地方自动停止输出数据，即用“静噪法”掩盖差错。通常，仅在连续发生差错的地方使用这种方法，在纠错过程中实行静噪。第二种称为“保持前面值法”，如下图(b)所示。在重放系统中设置大容量RAM，它对传送的数据进行一个短暂的连续记忆，当发现某个可疑数据时，RAM输出最靠近它的前面的数据来代替它。利用前面数据来代替可疑数据，可能存在一些误差，但因传输码率和数据量化比特率很高，这种误差可以忽略。第三种是“线性内插法”，见下图(c)。它是取差错数据前面和后面两个数据的平均值，以该平均值代替错码。在图中L2数据有误，可近似认为Ll到L3之间的数据是连续线性变化的，则可取为：L2=1/2(LI+L3)，这种纠错方法的精度相当高。

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