CN101414472A - 数字信息再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数字信息再生方法。利用用来获得超过光学分辨率的更高记录密度的超级分辨率效果的光盘遭受由包括在再生信号中的正常分辨率成分所造成的信号质量降低。为了解决这个问题，提供了一种数据再生方法。在该方法中，识别特征错误模式并且使用与行程长度受限代码相一致的奇偶校验码来执行高效且可靠的错误校正。由正常分辨率串扰所引起的错误模式位于长间隔之后的标记的前沿处以及长标记的后沿处。通过使用奇偶校验码来确定数据中是否存在错误模式。当发生错误时，通过考虑到边缘偏移方向从上述模式中选择最可能发生错误的模式，并且随后校正其中的错误。

Description

数字信息再生方法
优先权主张
本申请主张在2007年10月18日在日本国申请的日本申请JP 2007-271587的优先权，其整体内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种通过在记录介质上形成记录标记以从记录有信息的光盘介质再生信息的数字信息再生方法，该记录标记具有与记录介质的其余部分不同的物理性能。
背景技术
存在有各种类型的光盘介质，诸如CD-R/RW、DVD-RAM、DVD±R/RW、蓝光光盘(在下文中简称为BD)以及HDDVD。包括具有双数据层的光盘介质的这些光盘介质被广泛地用于通用用途。广泛使用并且支持这些光盘介质的光盘装置被称为DVD超级多驱动器，其能够使用CD-R/RW、DVD-RAM以及DVD±R/RW来执行记录/再生。在可以预见的未来，支持BD或HDDVD的更先进的驱动器将会变得很流行。
一些已经提出的关于下一代大容量光盘的技术包括超级分辨率技术以及固体浸没透镜(SIL)。在日本专利申请公开No.2006-107588中公开了超级分辨率技术的例子。根据所公开的技术，利用在凹坑中掩埋的相位改变记录膜来执行超级分辨率再生。当膜被熔化时，在这里所使用的相位改变记录膜改变其光学特性。此外，记录标记彼此之间在空间上相互间隔以降低记录标记之间的热干扰并且降低超级分辨率区域的波动。根据这种配置，可以得到较高的线密度和较高的磁道密度，从而可以获得光盘的记录容量的显著提高。此外，数据凹坑之间的区域的较大透光率(transmittance)有助于整个数据表面获得较大的平均透光率。相应地，可以获得较高的光使用效率。当光盘被制作为多层光盘时，如此配置的光盘是有优势的。在下文中，上述类型的光盘将会被称为三维凹坑选择类型。一种可用于在凹坑中掩埋记录膜的目的的装置是在日本专利申请公开No.2005-100526中说明的一种相位改变刻蚀方法(一种利用晶体材料与非晶形材料之间的刻蚀速度差的方法)。用于这个目的的另一可利用方法是物理抛光处理方法，诸如化学机械抛光(CMP)方法。
Technical Digest of Optical Data Storage 2007，TuC3报告了超级分辨率光盘的再生信号包括超级分辨率信号成分和正常的分辨率信号成分。这篇文献提出了一种仿真方法以及一种利用两种信号成分之间的频带差的维特比(Viterbi)解码方法。
同时，来自包括超级分辨率光盘在内的光盘介质的信息再生不可避免地涉及由于各种原因造成的在数字数据中可能发生的错误。一种经常使用的用来校正这些错误的方法是使用由理德-所罗门(Reed-Solomon)代码所代表的错误校正码的方法。例如，在理德-所罗门校正中，数字数据以字节方式作为符号值来处理。相应地，众所周知的是，理德-所罗门代码非常适用于发生突发错误的应用。然而，对于每个符号都执行使用理德-所罗门代码的错误校正，以至于对于具有不成比例的高频率的特定位模式在光盘介质中发生错误的情况下利用这种方法不能执行高效率的错误校正。一种非常适用于对于特定位模式集中发生错误的情况的错误校正方法是使用奇偶校验位的方法，并且TechnicalDigest of Optical Storage 2003，TuB4说明了这种方法的一个例子。
当涉及本发明所关注的维特比解码方法时，Japanese Journal of AppliedPhysics，2006年第45卷第2B期，第1213-1218页说明了一种根据行程长度受限编码对于所有的边缘模式计算边缘偏移量的方法。
发明内容
Technical Digest of Optical Data Storage 2003，TuB4涉及不具有行程长度受限编码(最短长度＝1T)的代码。当发生NRZ位{0，1，0，0，1，0}被NRZ位{1，1，0，0，0，0}替换的错误时，在Technical Digest of Optical Data Storage 2003，TuB4中错误模式被通过奇偶校验码表现为{+000-0}。报告总结具有最大错误概率的模式为{+-+-}或{-+-+}。
如下所示，基于在Technical Digest of Optical Data Storage 2007，TuC3中说明的在蓝光光盘中所使用的利用行程长度受限编码(最短长度＝2T)的仿真方法研究了高分辨率光盘的再生信号中发生的错误模式。该研究揭示了特定情况的错误模式的存在。错误模式位于长的标记的前沿处以及在经过长间隔的标记的后沿处。此外，边缘偏移的方向也是特别的。现在，根据在Technical Digestof Optical Data Storage 2003，TuB4中说明的方式来表达结果，我们得到{+}或{-}。这是与所报告的错误模式完全不同的一种错误模式。此外，由于在Technical Digest of Optical Data Storage 2003，TuB4中所使用的代码不是行程长度受限的，因此可以使用任何的位串作为奇偶校验码。与此相对比，为了如在蓝光光盘等中广泛使用的一样对于行程长度受限的代码RLL(1，7)使用奇偶校验码，奇偶校验码必须也是行程长度受限的。
正如已经所说明的一样，本发明所要解决的挑战是找到对应于使用行程长度受限编码的超级分辨率光盘的错误模式，并且提供符合行程长度受限编码的规则的奇偶校验码。通过解决这些挑战，可以获得对于超级分辨率光盘的信号错误的降低以及光盘的可靠性的提高。这些都是本发明所提出的一些发明目的。
现在，将会给出关于三维凹坑选择类型的超级分辨率光盘的错误模式的特点的说明。
图2是三维凹坑选择类型的超级分辨率光盘的再生信号的示意图。图2示出了小于光盘分辨率的标记对于正常分辨率的信号成分具有零幅值，而对于具有小于超级分辨率的信号成分的光学分辨率的标记可获得大的信号幅值。通过两种类型的信号成分的相加可获得超级分辨率光盘的再生时的信号。另一方面，在诸如三维凹坑选择类型的光盘的通过使用热能来获得超级分辨率效果的介质的例子中，在超级分辨率信号中发生等于热响应所影响的延迟的延迟(由图2中的Δ表示如此造成的延迟，并且该延迟在这之后将被称为NR_Delay)。从通过相加在幅值和相位上彼此不同的两个信号来获得再生信号几乎不可能得到有利的数据再生。在这里，对超级分辨率信号的关注会使我们将正常分辨率信号视为串扰。现在，假定超级分辨率信号的幅值是Ss并且正常分辨率信号的幅值是Sn。则幅值比Sn/Ss将会被称为正常分辨率串扰(NRCT)。
为了检查对于超级分辨率信号和正常分辨率信号的信号幅值的标记长度依赖性，通过时域有限差分法(FDTD)来执行电磁计算。在Technical Digest ofOptical Data Storage 2007，TuC3中给出了一种出于此目的而使用的光盘结构。根据统一地熔融在最靠近光束点的中心的记录标记中的相位改变记录膜的模型，可获得在高功率情况下的再生信号(超级分辨率信号成分+正常分辨率信号成分)的幅值。此外，假定所有的记录标记都处于结晶相位，可获得在低功率情况下的再生信号(正常分辨率信号成分)的幅值。图3示出了重复信号的标记长度与信号幅值之间关系的计算结果。通过从在高功率情况下的再生信号中减去在低功率情况下的再生信号可获得图3中所示的超级分辨率信号的幅值。当使用RLL(1，7)调制码时，最短的标记长度(2T)使得120mm直径的光盘具有大约25GB的记录容量。另一方面，三维凹坑选择类型的光盘的使用实现了是先前情况中所获得的容量的四倍大的100-GB容量。换句话说，甚至37.5nm的最短的标记长度也可实现2T信号的幅值。这里，在这个例子中，最长的标记8T具有150nm的标记长度。此外，在150nm的标记长度中，正常分辨率信号的幅值高于超级分辨率信号的幅值大约6dB。
由于与计算所需时间以及内存相关的问题的缘故，FDTD方法不能被用来计算来自具有大于百万T长度的代码数据信号(随机模式信号)的位错误率。现在，根据在Technical Digest of Optical Data Storage 2007，TuC3中所说明的计算方法来对随机模式信号执行计算。对于正常分辨率信号，随机模式再生信号可通过利用公知的线性衍射计算方法获得脉冲响应并随后执行脉冲响应与RLL(1，7)代码的二进制数据串的卷积运算来计算得到。对于超级分辨率信号，再生信号可通过图4中所示的计算模型来计算得到。在这里，假定熔融发生在处于光束点的中心附近的并且具有高密度(半径＝Rm)的区域覆盖记录标记的区域处，并且假定处于熔融状态下的区域具有与其它位置处的区域不同的反射率。通过求由高斯分布近似得到的光束点的密度分布与关于熔融状态的区域的反射率响应的积分来计算超级分辨率信号成分。
维特比解码方法带来了在再生信号的S/N比方面的有效改善。这种出色的二进制化方法在光盘装置、HDD等中被广泛地实际应用。在维特比解码方法中，基于PR类(class)定义的脉冲响应通过二进制化的位串的卷积运算来得到目标信号。通过选择所有的二进制位串中对再生信号给出最接近的目标信号的之一作为概率最高的位串来确定二进制值。出于这个原因，在维特比解码方法中所期望的是PR类的选择，通过这种选择来可能获得接近再生信号的目标信号。值得注意的是，如上所述，来自超级分辨率光盘的再生信号包括具有较高分辨率的超级分辨率信号成分以及具有较低分辨率的正常分辨率信号成分。通过即为NRCT值的正常分辨率串扰量来确定两种成分的比例。通过诸如再生功率的波动、散焦、介质的灵敏度的不均衡性的因素来增大或是减小NRCT值。相应地，必须选择对于超级分辨率光盘所使用的维特比解码方法的PR类，从而获得对于在尽可能宽的范围内的NRCT值的有利的位错误率。值得注意的是，当NRCT值改变时，再生信号的形式也随之改变。出于这个原因，通过比较各种PR类来找到对于超级分辨率光盘的优选的PR类。
图5示出了随机模式信号的计算结果。这里使用的光学系统是在蓝光光盘中使用的光学系统。此外，波长是405nm，并且数值孔径是0.85。这里使用的代码是同样在蓝光光盘中所使用的17PP代码。检测窗口具有T＝50nm(等同于35GB的容量)的宽度。诸如激光噪声的白噪声被设定为超级分辨率信号的幅值的-20dB，而在正常分辨率信号中出现的光盘噪声被设定为-20dB。正常分辨率串扰NRCT被设定为+9dB，而正常分辨率信号的相位延迟NR-Delay被设定为-1T。图5示出了随机模式的原始(raw)信号以及由PR(1，2，1)、PR(1，2，2，1)和PR(1，2，2，2，1)类的维特比解码器再生的信号，其中该维特比解码器配置有15抽头的自动均衡器。图5清楚地示出了对于每个PR类自动均衡后的信号。
图6总结了在NRCT值被分别设定为+6dB、+9dB以及+12dB的情况下对于PR(1，2，1)类发生位错误的模式和频率。在图6中，根据在Technical Digest ofOptical Data Storage 2003，TuB4中说明的方式来表达模式。图6表明了位错误率随着NRCT值增大也随之增大，另一方面，图6还表明了错误模式不均匀地位于{+}或{-}，这代表了边缘偏移。
同样地，图7和图8总结了分别对于PR(1，2，2，1)类和PR(1，2，2，2，1)类的模式和频率的结果。各附图示出了随着NRCT值增大，除了{+}或{-}的模式之外的其它模式也发生位错误，并且还示出了具有最大频率的错误模式是{+}或{-}，这代表了边缘偏移。
如在图5的情况下，图9总结了分别关于PR(1，2，2，1)类、PR(1，3，3，1)类、PR(1，4，4，1)类以及PR(1，5，5，1)类的结果。图9表明了根据PR类的改变来执行自动均衡，以使关于在图9底部位置处所示的类的2T信号的分辨率高于在顶部位置处所示的类的2T信号的分辨率。
图10总结了在NRCT值被分别设定为+6dB、+9dB以及+12dB的情况下关于PR(1，2，2，1)类、PR(1，3，3，1)类、PR(1，4，4，1)类以及PR(1，5，5，1)类的位错误率。在通用光盘中使用理德-所罗门错误校正码的情况下对于随机位错误的校正限制大约为10-4的位错误率。如图10所示，无论使用哪种类，在NRCT值被设定为+9dB的每种情况下，位错误率都不小于10-2。这意味着错误校正变得不可能并且对于这些情况都会发生再生错误。
图11示出了关于如上所述的每种PR类的NRCT值与位错误率之间的关系。关于检测窗口的宽度、白色噪声、光盘噪声以及NR延迟的值都与如上所述的相同。图11示出了当NRCT值处于从6dB到9dB的范围内时，位错误率对于所有的类都超过了10-4。在这里所检查的所有PR类当中，PR(1，2，1)具有最小的位错误率，并且接下来位错误率以PR(1，5，5，1)类、PR(1，4，4，1)类、PR(1，3，3，1)类、PR(1，2，2，1)类、PR(1，2，2，2，1)类的次序逐渐增大。如图5和图9所示，这个次序对应于从最大幅值依次下降的关于2T信号的分辨率的幅值的次序。对此的一个可行的解释是如图6到图8所示的错误模式的频率所表示，受到具有不同分辨率和偏移的正常分辨率信号的影响而导致的主要错误模式是边缘偏移。此外，在诸如PR(1，2，1)类和PR(1，5，5，1)类的对于2T信号具有较高分辨率的PR类的情况中，边缘部分与在边缘部分的前面以及后面处的目标信号水平之间的差别是很大的。相应地，在这些情况中，不太可能发生由边缘偏移所导致的错误。换句话说，在错误模式位于边缘偏移的再生信号的情况下，一个边缘偏移的相对较大的欧几里得(Euclidean)距离使得错误不太可能发生。
上述说明中很清楚的是边缘偏移是关于使用行程长度受限编码的超级分辨率光盘的再生信号的主要错误模式。理德-所罗门类型的错误错误校正码的使用导致了用来校正这种类型的位错误的效率低下的性能。原因如下。如上面所说明的一样，当使用理德-所罗门类型的错误错误校正码时，在具有它们各自的受限行程长度的代码的解码之后，对符号的字节执行算术运算(所有的普通光盘都要经过这个步骤)。在这种情况下，通常同时执行用来释放交错操作(interleaving)的处理。相应地，当执行理德-所罗门类型的错误校正处理时，已经擦除了在光盘上连续地形成的具有标记或间隔的模式的信息。在这个例子中优选的是使用在Technical Digest of Optical Data Storage 2003，TuB4中所说明的奇偶校验码。在使用奇偶校验码的错误校正处理中，在对数据的算术运算的结果与由对应的奇偶校验码所表达的结果之间核对匹配关系。随后，在发生不匹配的情况下，可通过从数据中提取高错误频率的模式来执行校正处理。
通过本发明的实施例将会给出如何选择数据模式的方法以及与行程长度受限编码相一致的奇偶检验码的实际例子。
根据本发明的数字信息再生方法，当从诸如三维凹坑选择类型的超级分辨率光盘中再生数据时，根据错误发生的频率来执行高效率的位错误校正。
附图说明
图1是示出了用来实现本发明的数字信息再生方法的配置的方框图；
图2是示出了超级分辨率光盘的再生信号的示意图；
图3是示出了对于标记长度与重复信号的信号幅值之间的关系由FDTD方法计算的结果的示意图；
图4是示出了关于本发明的光盘介质的光学运算的模型的示意图；
图5是经过维特比解码器的处理之后的超级分辨率光盘的再生信号的波形的示意图；
图6是示出了关于超级分辨率光盘的错误模式的仿真结果的示意图；
图7是示出了超级分辨率光盘的错误模式的仿真结果的示意图；
图8是示出了超级分辨率光盘的错误模式的仿真结果的示意图；
图9是示出了已经经过维特比解码器处理后的超级分辨率光盘的再生信号的波形的示意图；
图10是示出了超级分辨率光盘的位错误的仿真结果的示意图；
图11是示出了正常分辨率串扰量与位错误率之间的关系的仿真结果的示意图；
图12是示出了在用于计算的数据中包括的各模式的个数的示意图；
图13是示出了超级分辨率光盘的边缘偏移的位错误模式和方向的计算结果的示意图；
图14是示出了超级分辨率光盘的边缘偏移的位错误模式和方向的计算结果的示意图；
图15是示出了超级分辨率光盘的边缘偏移的位错误模式和方向的计算结果的示意图；
图16A至图16C是示出了本发明的奇偶校验码的配置的示意图；
图17是示出了本发明的错误校正方法的流程图；
图18是示出了表示在位错误率方面的本发明效果的计算结果的示意图；
图19是示出了表示在位错误率方面的本发明效果的计算结果的示意图；
图20是示出了表示在位错误率方面的本发明效果的计算结果的示意图；
图21是示出了光盘装置的配置例子的原理图；
图22A和图22B是示出了PR类或位错误率与欧几里得距离之间的关系的示意图；
图23是示出了V-SEAT的计算模型的示意图；以及
图24是示出了与自适应PRML兼容的V-SEAT的计算模型的示意图。
具体实施方式
下面将会通过实施例来说明用来实现本发明的数字信息再生方法的技术的更详细内容。内容包括：(1)错误模式的细节，(2)与行程长度受限编码相一致的奇偶校验码的提供，(3)电路配置和再生处理流程的细节，(4)本发明的使用奇偶校验码的错误校正方法的效果的描述。
第一，将会给出错误模式的详细说明。
图12示出了用于仿真的记录数据模式的细节。数据等于根据17PP调制的64kB大小的用户数据。之后，通过数字值“1”来代表在光盘上物理形成的记录标记或凹坑，而通过数字值“0”来代表间隔部分。图12总结了在记录标记的前沿(leading edge)和后沿(trailing edge)处的数据中包括的各模式的个数。对于记录标记的前沿，通过m代表各记录标记的长度，并且通过s代表各记录标记之前的间隔的长度，在图12中示出了m和s分别是2T、3T、4T5T或更长的共16种情况。同样，对于记录标记的后沿，通过m代表各记录标记的长度，并且通过s代表各记录标记之后的间隔的长度，在图12中示出了与对于前沿的分类情况的相同方式分类的16种情况。以这种方式，如图12所示可以表达出所有的边缘。
图13示出了当使用PR(1，2，1)类时发生位错误的频率的仿真结果。在图13中所示的结果被分类为图12中所示的模式。在与上述例子中使用的条件相同的条件下执行计算。这里使用的光学系统是用于蓝光光盘的光学系统。此外，波长是405nm，并且数值孔径是0.85。这里使用的代码是用于蓝光光盘的17PP代码。检测窗口具有T＝50nm的宽度。诸如激光噪声的白噪声被设定为-20dB，而光盘噪声被设定为-20dB。正常分辨率串扰NRCT被设定为+9dB，而正常分辨率信号NR-Delay的相位延迟被设定为-1T。图13中所示的错误被分类为两种不同的情况——一种情况的错误是每个错误都是通过将记录标记的前沿或后沿向左侧偏移(术语中被称为“前向偏移”)而导致的，并且另一种情况的错误是每个错误都是通过将记录标记的前沿或后沿向右侧偏移(术语中被称为“后向偏移”)而导致的。基于记录模式在这里示出了错误频率。错误频率是对于图12中所示的所有模式的错误发生比率。
对于通过设计图13而示出的模式，也就是说，在对于记录标记的前沿而言各记录标记之前的间隔是5T或更长以及对于记录标记的后沿而言各记录标记是5T或更长的两种情况下，所观察到的错误都是仅由将边缘向左侧的偏移所导致的错误。在这些错误模式中，边缘偏移的方向都与正常分辨率信号发生相位延迟的方向相同。这可能是由于正常分辨率信号的强烈影响所造成的，由于对于长间隔之后的记录标记以及长记录标记之后的间隔符号间干扰会变得更强。在本发明中，如上所述仅关注部分错误模式，并且边缘偏移的方向受到限制。结果，可以高准确度地执行错误模式的选择。
图14和图15分别示出了对于PR(1，2，2，1)类和PR(1，2，2，2，1)类与在图13中执行的计算相似的计算各个结果。在PR(1，2，2，1)类的情况下的结果(在图14中示出的)正是在图13中所示的情况下的结果。具体的，主要错误模式是对于记录标记的前沿都具有5T或更长的在前间隔的错误模式以及对于记录标记的后沿都具有5T或更长的记录标记的错误模式。对于这两种边缘，都是通过将边缘向左侧偏移而导致错误。另一方面，在PR(1，2，2，2，1)类的情况的结果中(在图15中示出的)，可观察到对于更多模式的位错误的发生。然而，对于位错误的发生只能观察到极少的主要模式。此外，在使用PR类的情况下会发生向左侧的边缘偏移。
这些PR类之间在位错误率和发生模式方面的差异主要来自于边缘偏移的欧几里得距离的差。图22A和图22B示出了PR类或位错误率与边缘偏移的欧几里得距离之间的关系。在这里，代表PR类的参数是a，分别对PR(1，a，1)类、PR(1，a，a，1)类、以及PR(1，a，a，a，1)类作出比较。图22A示出了参数a与边缘偏移的欧几里得距离之间的关系。图22B示出了欧几里得距离与位错误率之间的关系的计算结果。如图22B所示，与类无关，随着欧几里得距离的增大，位错误率都会变小。这个结果反映的事实是：由于超级分辨率光盘的位错误位于边缘偏移处，较大的边缘偏移的欧几里得距离获得较小的错误率。
当随后将会说明本发明的数字信息再生方法的效果时，将会给出关于具有最小的位错误率的PR(1，2，1)类的详细说明。然而，对于其它一些光盘介质，PR(1，2，2，2，1)类是更合适的。这里示出的仿真结果是基于图4中所示的计算模型的，从而与标记长度无关，超级分辨率信号成分的幅值实质上是恒定的。然而，其它一些光盘介质结构也可导致热干扰和热响应延迟，这可能又随着标记长度变得更短而减小超级分辨率信号成分的幅值。在这种情况下，具有对于2T信号的高分辨率的PR类的使用需要由于均衡器的使用而变得更大的2T信号的提升(boost)量，其中，PR(1，2，1)是这样的PR类的例子。这导致噪声量在高频范围内的同步增大，因此S/N比率在整体上减小。出于这个原因，诸如PR(1，2，2，2，1)类的具有2T信号的零幅值的PR类在这种情况下更合适。顺便提及的是，本发明的一个本质特征是在超级分辨率光盘中发生的位错误集中在特定的边缘模式处的事实的发现。结果，从基于磁盘介质的类型以及基于PRML类来确定的位错误模式中，通过确定作为发生错误的主要原因的模式可有利地执行位错误校正。这是本发明的另一本质特征。必须根据出于这个目的使用的光盘介质的特点来正确地选择对于再生所使用的PRML类。可以根据如上所述的实施例来执行PRML类的选择以及位错误的特征模式的提取。
接下来，将会说明根据行程长度受限编码的奇偶校验码的实施例。
图16A至图16C是用于示出设定奇偶校验码的方法以及根据本发明实施例的奇偶校验码的模式的示例性示意图。最短的行程长度被假定为2T。在这里，光盘上形成的位串被分割为都具有L位的块，并且对于每个块都加入P位的奇偶校验码。出于这个目的的最简便方法是使用在每个L-位数据(校验和)中包括的数字值“1”作为奇偶校验码所使用的信息。如图16C所示，使用4位的位串作为奇偶校验码，并且使用“X00Y”和“X11Y”来分别对应于其中校验和是偶数以及校验和是奇数的情况。在这里，每位“X”和“Y”都具有“1”或“0”的值，而“X”是在前一数据块中的最后一个的数字值并且“Y”是在后一数据块中的第一个数字值。以这种方式，可以通过使奇偶校验码与前一和后一数据块结合在一起来满足对于2T的最短行程长度的限制。同样地，通过使用“X000Y”和“X111Y”作为奇偶校验码可以获得与具有3T的最短行程长度的代码的一致性。在这个实施例中，以最简化的情况示出了校验和的使用。可选地，如在Technical Digest of Optical Data Storage 2003，TuB4中所示出的一样，例如，可以使用通过生成多项式g(x)＝1+x+x2+x4得到的4位数据作为代表奇偶校验码的数据。在这里将不给出这些细节，但是这些技术与在格式化光盘中使用的错误检测码(EDC)的技术相类似。相应地，相关技术领域的技术人员应该熟悉生成方法、校验方法等。
接下来将会说明的是本发明的数字信息再生方法的处理流程。将会利用流程图和电路方框图来给出说明。
图17是示出了本发明的数字信息再生方法的处理流程的流程图。首先，对于包括图16B中所示的数据和奇偶校验码的块，计算关于数据块的校验和。随后，执行所得到的校验和是否与奇偶校验码所示的结果相匹配的校验。当校验和不匹配奇偶校验码所示的结果时，从图13所示的数据模式中执行查询具有在预定方向(注意的是，由于错误使边缘向左侧偏移，因此从再生数据中检测到的边缘偏移量是向右侧的)上的边缘偏移以及具有边缘偏移的幅值是最大的模式。当发现满足这些条件的模式时，可以唯一地识别其中最可能发生错误的位，随后校正由此识别出的位。重复这种处理直到结束对于最后数据块的处理。以这种方式，利用高准确度的模式检测来执行出色的奇偶校验，即利用高度可靠的校正。
图1是示出了优选地用来实现本发明的数字信息再生方法的电路配置的方框图。在图1中，通过再生信号处理电路20中的维特比解码器21将再生信号51转换为二进制数据串52。根据图17中所示的流程，奇偶校验电路22校验数据块的内容与奇偶校验码的内容的匹配，并且发送结果到校正器27。边缘检测器23检测来自二进制数据串52的记录标记的前沿和后沿，并且向边缘偏移评估器24通知边缘位置。边缘偏移评估器24计算在所通知的每个边缘位置处的边缘偏移量，并且发送结果到模式确定单元25。模式确定单元25识别二进制数据串52的记录标记的每个前沿和后沿具有图13中所示的哪种模式。此外，模式确定单元25提取错误发生的高频率的模式，并且确定边缘偏移量的记号。当模式确定单元25确定了待确定的模式是错误发生的高频率的模式时，模式确定单元25发送边缘位置和边缘偏移量到最大边缘偏移选择器26。最大边缘偏移选择器26从特别预定模式中选择使得边缘偏移量为来最大值的边缘位置，其中，在该特别预定模式中在非常可能引起错误的方向上产生边缘偏移。结果被发送到校正器27。基于奇偶校验电路22的确定结果，在校正器27确定了需要校正并且同时最大边缘偏移选择器26选择了有效的模式的情况下，校正器27校正等待校正的边缘的位值。在这个方面，本发明假定使用在Japanese Journal of Applied Physics的第45卷，第2B期，2006年，第1213-1218页中说明的V-SEAT作为根据数据模式并且以基于维特比解码形式的边缘偏移量的确定方法。可利用所谓的抖动值或其它评估指标来自然地确定边缘偏移量。
在这里，将会给出关于V-SEAT的定义的补充说明。V-SEAT是关于自适应目标的基于虚拟状态的顺序错误的缩写。出于简化的目的，这里给出的说明局限于PRML的固定目标水平的情况。
如下是在V-SEAT中的边缘偏移的测量概念。关于正确的二进制位模式以及从正确的位模式偏移一位的二进制位模式的在再生信号与目标波形之间测量欧几里得距离。可以通过在每个时间点加入再生信号与目标信号之间的差的平方值来执行欧几里得距离的计算。
图23示出了V-SEAT的计算模型。在图23中，由“W”代表记录标记，由“T”代表正确的目标标记，并且由“L”和“R”分别代表从正确的目标标记向左侧和向右侧偏移1T的标记。在这里，距离“W→T”对应于边缘偏移量并且通过距离“L→T”或“R→T”正常化，该“L→T”或“R→T”对应于检测窗口的宽度。根据PRML方法计算这些距离作为欧几里得距离。因此计算得到的距离被称为扩展的边缘偏移D，通过如下的方程式来定义该扩展的边缘偏移D。
D ( t n ) = SE ( W , L , t n ) - SE ( W , R , t n ) 2 - - - ( 1 )
在上面的方程式中，tn是对应于第n个边缘的时间点，并且SE是顺序错误，通过如下的方程式来计算得到SE。
SE ( W , L , t ) = ED ( W , L , t n ) - ED ( W , T , t n ) - ED ( L , T , t n ) 2 × ED ( L , T , t n ) - - - ( 2 )
SE ( W , R , t ) = ED ( W , R , t n ) - ED ( W , T , t n ) - ED ( R , T , t n ) 2 × ED ( R , T , t n ) - - - ( 3 )
在上面的方程式中，W，T，L，R代表各记录标记的再生波长或目标波长。ED代表欧几里得距离，并且通过如下的方程式来计算得到ED。
ED ( A , B , t n ) = Σ i ( A [ t n + i ] - B [ t n + i ] ) 2 - - - ( 4 )
可以与普通时间方向上的边缘偏移相似的方式来处理扩展的边缘偏移D，通过时间间隔分析仪等测量扩展的边缘偏移D。相应地，可以如下的方程式来计算得到平均边缘偏移和抖动。
V - SEAT . Shift : Δ = Σ n = 1 N D ( t n ) N - - - ( 5 )
V - SEAT . Jitter : σ = Σ n = 1 N ( D ( t n ) - Δ ) 2 N - - - ( 6 )
该方法是以同时使用两个目标L和R为特征的。这些包括不受到行程长度限制(在这个例子中，为1T)影响的虚拟状态。
V-SEAT还与自适应PRML相兼容，其中，PRML的目标水平自适应地跟随再生信号。在本发明中示出了只具有固定的目标水平的PRML的计算结果，但是相似的处理也适用于使用自适应PRML的情况。在这种情况下，优选地，V-SEAT还与可变目标水平相兼容。在使用自适应PRML的情况下，以如下的方式来计算目标信号水平。图24是在V-SEAT与自适应PRML相兼容的情况下的计算模型。在1-7调制的情况下，在图24中，位模式“R”包括具有1T的虚拟状态。在PRML解码器中不存在直接对应于这样的位模式“R”的目标水平，但是如图24所示，该目标水平可以被计算作为受到行程长度限制影响的两个位模式“T0”和“T2”的平均水平。这种观点是基于PRML的基本概念的，其中，通过PR类与位模式的线性卷积来计算得到目标信号水平。
接下来将会说明的是本发明的数字信息再生方法的一些效果。
图18示出了表示根据本发明的数字信息再生方法指示减小位错误率的效果的计算结果。在这里，使用了图16A至图16C中所示的数据块和奇偶校验码的配置。各数据块都具有单位长度L＝69位，而P＝4位的各个奇偶校验码都被加入到数据块中。在如上所述的计算中使用的相同条件下来执行计算。对于PR(1，2，1)类来评估NRCT值与位错误率的关系。通过如上所述的相同方法来执行奇偶校验和校正。根据本发明的方法，可以对于NRCT值得到大约1.8dB的增益。
图19示出了与图18所示的计算相同的计算的结果，但是在T＝25nm(等同于75GB的容量)的检测窗口的宽度的条件下执行上述计算。当在图19和图18中的情况下位错误率都相同时，图19中的NRCT值大于图18中的对应值。这是由于较高密度使得正常分辨率信号成分仅在长标记中出现并且相对地不易受到影响的缘故。另外，在这种情况下，根据本发明的方法，对于NRCT值可以得到大约1.6dB的增益。
图20示出了白噪声与位错误率之间的关系的计算结果。如同在图19中的计算，在使用T＝25nm的条件下执行计算，但是对NRCT值＝+6dB来执行这里的计算。注意的是，白噪声的增长对于边缘偏移具有随机偏移影响。在这个方面，本发明的方法具有减小位错误率的效果，并且对于白噪声值可以得到大约1.0dB的增益。
作为本发明的最后一部分，将会说明适用于实现本发明的优选光盘装置的配置。图21是在其上使用本发明的数字信息再生方法的光盘装置的配置例子的示意图。通过主轴电机160来旋转已经被插入该装置的光盘介质100。在再生期间，当经由激光头110中的激光驱动器116通过激光功率/脉冲控制器120来控制向半导体激光二极管112提供的电流时，生成激光光束114。作为这种控制的结果，激光光束114的密度变为由CPU 140所指令的密度，通过物镜111聚光激光光束114并且在光盘介质100上形成光束点101。光电检测器113经由物镜111检测来自光束点101的反射光115。光电检测器113包括被分割为多个单元的光电检测元件。读取信号预处理器130使用通过激光头110检测到的信号并且再生光盘介质100中记录的信息。在系统控制电路200中安装有图1中所示的作为实现本发明的电路模块。因此，具有上述配置的本发明的光盘装置可再生来自超级分辨率光盘的数据。
本发明涉及一种利用超级分辨率效果的大容量光盘介质的数据再生方法，并且被用于支持这种类型的光盘介质的光盘装置。

Claims (5)

1.一种数字信息再生方法，该数字信息具有交替排列的一组长度为L的信息位以及一组长度为P的奇偶校验位，信息位以及奇偶校验位都满足行程长度受限编码的规则，并且奇偶校验位代表通过对于相对应的信息位执行的预定算数运算而得到的校验信息，所述方法包括下列步骤：
在再生信息的过程中，校验通过对于信息位执行所述算数运算而得到的结果与由奇偶校验位所代表的校验信息之间的匹配；以及
从信息位中提取具有最大概率的错误的位模式，并且随后在所述结果与所述校验信息不匹配的情况下校正所提取到的位模式；
其中，待校正的位模式是信息位中的边缘部分，即“1”与“0”之间的切换部分，
所述提取具有最大概率的错误的位模式的步骤还包括：
从信息位提取边缘部分；
基于在边缘部分之前和之后的连续“0”的数目和连续“1”的数目来识别位模式；
测量各边缘部分的边缘偏移量；
校验所提取的位模式与预定注册的位模式之间的匹配；
在所提取的位模式与所注册的位模式之一相匹配的情况下，确定边缘偏移量的记号是否与用来定义各个注册的位模式的注册的边缘偏移的记号的其中之一相匹配；以及
当信息位中的边缘偏移量的记号被确定为与所述注册的边缘偏移的记号相同时，通过保持位模式的位置以及信息位中的边缘偏移量的绝对值，从信息位提取具有边缘偏移量的最大绝对值的位模式的位置。
2.根据权利要求1所述的数字信息再生方法，其中，
根据行程长度受限边缘的规则，最短的行程长度是2T，其中，T是检测窗口的宽度，以及
当X代表与在奇偶校验位之前的信息位的最后一个位值相等的数字值并且Y代表与在奇偶校验位之后的信息位的第一个位值相等的数字值时，根据包括在奇偶校验位之前的信息位中的“1”的数目是偶数还是奇数的信息，奇偶校验位使用任意的“X00Y”和“X11Y”。
3.根据权利要求1所述的数字信息再生方法，其中，
信息位“1”和“0”形成为在信息存储介质中的物理上可分辨的标记和间隔，以及
注册的位模式是长于最短行程长度的标记的前沿以及在长于最短行程长度的间隔之前的标记的后沿。
4.根据权利要求1所述的数字信息再生方法，其中，
信息位“1”和“0”形成为在信息存储介质中的物理上可分辨的标记和间隔，以及
注册的位模式是如下所代表的模式：
比最短行程长度长3T或更多的标记的前沿，或
在比最短行程长度长3T或更多的间隔之前的标记的后沿，
其中，T是检测窗口的宽度。
5.根据权利要求1所述的数字信息再生方法，其中，
对于各个注册的位模式定义的所有注册的边缘偏移代码都相同。
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