CN101981624A - 再现信号质量评价装置以及方法 - Google Patents

Abstract

在再现信号质量评价装置(18)中，模式检测器(181)从由PRML解码获得的代码序列，检测包括由PRML解码过程的PR均衡获得的再现信号序列的零交叉点相当部分的规定模式。距离差运算器(182)利用与所检测出的模式相对应的运算式运算再现信号序列的所检测出的模式对应部分的采样点、即在所检测出的模式后的代码序列的均衡期待值中相对较大地进行了加权的代码所对应的采样点的值，来计算再现信号序列分别与再现信号序列的两个理想的迁移序列各自的距离差。偏差运算器(183)计算所计算出的距离差的偏差。

Description

再现信号质量评价装置以及方法

技术领域

本发明涉及对从光盘读出且被最大似然解码的信号的质量进行评价的装置以及方法。

背景技术

在进行下一代DVD这样的高密度记录的光盘装置中，因为再现信号中包含的码间干扰增大，进一步SN比降低，所以需要提高装置可靠性。为此，在光盘装置中也采用硬盘驱动中广泛使用的PRML(Partial ResponseMaximum Likelihood：局部响应最大似然)解码。

在PRML解码中，通过选择最可能的状态迁移列来解码记录代码序列。具体而言，与再现时钟同步地对再现信号进行采样，根据再现信号序列与代码序列的均衡期待值之间的欧氏距离(euclidean distance)，进行最大似然解码。因此，与采用比较器来进行按位的判别的以往方式不同，在PRML解码中，不仅比较器的检测脉冲变化的附近，所采样的全部再现信号都影响解码结果。例如，即使再现信号的抖动值(jitter value)相同，也有不发生PRML解码的错误的情况。因此，以再现信号的抖动为指标，预测采用了PRML解码的光盘装置的错误率是困难的，渴望适于PRML解码的错误率的测定方法。

以往，有如下的技术：选择能够取得在PRML解码中最容易产生错误的两个路径(即，两个路径间的欧氏距离最小)的状态迁移的组合，根据这样的两个路径的似然(likelihood)的差的绝对值，评价光盘再现信号的质量(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利第3926688号公报

近年来，光盘装置的高倍速化得到发展，对于CD可以用52倍速以上进行数据读取，对于DVD可以用16倍速以上进行数据读取。今后，对于下一代DVD装置，也预测需要记录再现的高倍速化。但是，在以往的再现信号评价装置中，按照最大似然解码结果使求取欧氏距离的电路高速且低耗电地工作中存在限制。

此外，在今后进行更加高密度记录再现的光盘装置中，可考虑采用进一步容许码间干扰的高次PR均衡。在该情况下，必须从由解码获得的代码序列检测更多的模式(pattern)，并按照这些模式的每一个来计算累积值，而使该处理高速且低耗电地进行时也存在限制。而且，在实现高密度记录的光盘中，因为也会有由波形失真引起的错误率为支配性的情况，所以对于有波形失真的再现信号也必须能够正确地评价其质量。

发明内容

鉴于上述问题，本发明以用更少的计算量来评价光盘再现信号的质量为课题。

为了解决上述课题，通过本发明采取如下手段。即，本发明的一个方式的对光盘的再现信号的质量进行评价的装置或方法，具备：从由PRML解码获得的代码序列检测规定的模式的模式检测器或步骤，该规定的模式包括由PRML解码过程的PR均衡获得的再现信号序列的零交叉点相当部分；利用与检测出的模式相应的运算式运算再现信号序列的所检测出的模式对应部分的采样点、即与所检测出的模式后的代码序列的均衡期待值中相对较大地进行了加权的代码对应的采样点的值，来计算再现信号序列分别与再现信号序列的两个理想的迁移序列各自的距离差的距离差运算器或步骤；和计算所计算出的距离差的偏差的偏差运算器或步骤。

据此，集中在对所检测出的模式后的代码序列的均衡期待值起支配性的采样点，计算再现信号序列分别与两个理想的迁移序列的每一个的距离差。因此，能够较高地保持所计算出的距离差的精度，并且能够与以往相比降低该算出所涉及的计算量。

优选两个理想的迁移序列都是与在PRML解码中能够选择的路径相关的序列。由此，通过进一步减少距离差计算所涉及的运算对象，从而能够进一步降低计算量。

发明效果

根据本发明，能够在较高地保持光盘再现信号的质量评价的精度/可靠性的情况下，与以往相比降低该评价所涉及的计算量。由此，即使是今后的更高密度记录再现或更高次的PR均衡等，也能够以高速且低耗电地进行光盘再现信号的质量评价。

附图说明

图1是包括本发明的一个方式的再现信号质量评价装置的光盘装置的构成图。

图2是第1实施方式的再现信号质量评价装置的构成图。

图3是列举了在PR(1，2，2，1)均衡中与零交叉电平交叉的两个路径的图。

图4是第2实施方式的再现信号质量评价装置的构成图。

图5是第3实施方式的再现信号质量评价装置的构成图。

图6是摘录了在PR(1，2，2，2，1)均衡中与零交叉电平交叉的两个路径的图。

符号说明：

181模式检测器

182距离差运算器

183偏差运算器。

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的优选方式。图1示出包括本发明的一方式的再现信号质量评价装置的光盘装置的构成。在光盘装置100中，通过光头10从光盘101读出的再现信号通过前置放大器11而放大并AC耦合之后，输入AGC12。在AGC12中调整增益，使得后段的波形均衡器13的输出成为一定振幅。从AGC12输出的再现信号通过波形均衡器13进行波形整形。波形整形后的再现信号输入PLL电路14和A/D变换器15。PLL电路14从再现信号提取再现时钟。A/D变换器15以从PLL电路14输出的再现时钟对再现信号进行采样。采样值输入自适应滤波器16。自适应滤波器16用规定的PR均衡特性对所输入的信号的频率特性进行补正。维特比(viterbi)电路17对从自适应滤波器16输出的再现信号序列进行最大似然解码从而生成二值化数据，即，代码序列。

再现信号质量评价装置18对光盘101的再现信号的质量进行评价。在再现信号质量评价装置18中，模式检测电路181根据从维特比电路17输出的代码序列，检测规定的模式，该规定的模式包括再现信号序列的零交叉(zero cross)点相当部分。所谓零交叉点，是指用比较器使再现信号序列二值化时比较器的输出发生变化的点。

距离差运算器182利用与该检测出的模式相应的运算式，计算从自适应滤波器16输出的再现信号序列的该检测出的模式对应部分的采样点的值，即，在该检测出的模式后的代码序列的均衡期待值中与相对较大地进行了加权的代码序列对应的采样点的值。由此，距离差运算器182计算再现信号序列与再现信号序列的两个理想的迁移序列各自的距离差。所谓距离差，是指设两个理想的迁移序列为路径A以及路径B时，各采样点的值和与路径A有关的各均衡期待值之距离的累积值Pa、和各采样点的值和与路径B有关的各均衡期待值之距离的累积值Pb的差(|Pa-Pb|)。另外，为了使模式检测器181的模式检测时刻与向距离差运算器182的再现信号序列输入时刻一致，从自适应滤波器16输出的再现信号序列由未图示的延迟电路进行延迟处理之后输入距离差运算器182。

具体而言，距离差运算器182与自适应滤波器16或维特比电路17等同步，利用全部运算式预先计算所输入的再现信号序列，在由模式检测器181检测到规定模式时，输出与该模式相应的运算式的结果。

偏差运算器183计算从距离差运算器182输出的距离差|Pa-Pb|的偏差。具体而言，偏差运算器183至少计算距离差|Pa-Pb|的标准偏差σ，进而根据需要，计算距离差|Pa-Pb|的平均值Pave。根据这些值能够求出再现信号的错误率。例如，设d_min为两个路径的最小距离，能够将用下式表示的错误率P(σ，Pave)作为评价再现信号质量的指标。

[数1]

$P(\mathrm{\σ},\mathrm{Pave})=\mathrm{erfc}\left(\frac{d_{\min }+\mathrm{Pave}}{\mathrm{\σ}}\right)$

其中 $\mathrm{erfc}\left(z\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\∫}_z^{\∞}\exp (-\frac{u^2}{2})\mathrm{du}$

此外，将平均值Pave假设为“0”时，能够将用下式定义的MLSE(Maximum Likelihood Sequence Error)作为评价再现信号质量的指标。

[数2]

$\mathrm{MLSE}=\frac{\mathrm{\σ}}{2\·d_{\min }^2}[\%]$

下面，对再现信号质量评价装置18的几个构成例及其工作进行说明。另外，在光盘101中，设记录有最小极性反转间隔为2的RLL(1，7)代码。

(第1实施方式)

图2示出第1实施方式的再现信号质量评价装置18的构成。这里，在距离差运算器182中，输入PR(1，2，2，1)均衡后的再现信号序列。在PR(1，2，2，1)均衡的情况下，代码序列的均衡期待值取0～6这7个值的任一个。在本实施方式中，均衡期待值“3”相当于零交叉电平。模式检测器181从所输入的代码序列，检测(00x11)、(11x00)、(00x10)以及(11x01)这四个5位模式，作为包括再现信号序列的零交叉点相当部分的规定模式。“x”是任意的1位值。在再现信号序列被PR(1，2，2，1)均衡时，各模式的第4位以及第5位的代码都在检测出的模式后的代码序列的均衡期待值中用“2”进行了加权。即，这两个代码是对于检测出的模式后的代码序列的均衡期待值起支配性的代码。因此，距离差运算器182根据与各模式的第4位以及第5位的代码对应的再现信号序列的两个采样点的值y_k-2以及y_k-1，计算距离差。

图3列举了在PR(1，2，2，1)均衡中与零交叉电平交叉的两个路径(路径对)。属于I组的四个路径对对应于模式(00x11)。在检测出模式(00x11)时，两个采样点的均衡期待值以“1”→“3”推移(路径A)或者以“3”→“5”推移(路径B)。属于II组的四个路径对对应于模式(11x00)。在检测出模式(11x00)时，两个采样点的均衡期待值以“3”→“1”推移(路径A)或者以“5”→“3”推移(路径B)。属于III组的两个路径对对应于模式(00x10)。在检测出模式(00x10)时，两个采样点的均衡期待值以“1”→“2”推移(路径A)或者以“3→“4”推移(路径B)。属于IV组的两个路径对对应于模式(11x01)。在检测出模式(11x01)时，两个采样点的均衡期待值以“3”→“2”推移(路径A)或者以“5”→“4”推移(路径B)。属于任意一个组的路径对，相互距离d_min都是√(2²+2²)。

返回图2，距离差运算器182利用与由模式检测器181检测出的模式相应的运算式计算两个采样点的值，计算再现信号序列与两个理想的迁移序列各自的距离差|Pa-Pb|。所检测出的模式和运算式的对应关系如下所示。

(1)模式(00x11)时(B_k-2-D_k-2)+(D_k-1-F_K-1)...运算式I

(2)模式(11x00)时(D_k-2-F_k-2)+(B_k-1-D_K-1)...运算式II

(3)模式(00x10)时(B_k-2-D_k-2)+(C_k-1-E_K-1)...运算式III

(4)模式(11x01)时(D_k-2-F_k-2)+(C_k-1-E_K-1)...运算式IV

其中，B_j＝(y_j-1)²、C_j＝(y_j-2)²、D_j＝(y_j-3)²、E_j＝(y_j-4)²、F_j＝(y_j-5)²。例如，设检测出模式(11100)，再现信号序列的两个采样点的值为“4.7”、“2.7”时，距离差运算器182用运算式II如下所示地计算这些值

Pa-Pb＝(4.7-3.0)²-(4.7-5.0)²+(2.7-1.0)²-(2.7-3.0)²＝5.6

算出“5.6”作为距离差|Pa-Pb|。

以上，根据本实施方式，在采用PR(1，2，2，1)均衡的光盘装置中，能够用比以往少的计算量对从光盘再现的信号的质量进行评价。通过使采样点为一个，从而能够进一步降低计算量。此外，使PR均衡一般化，作为使a以及b为正数的PR(a，b，b，a)均衡，也能够获得同样的效果。

(第2实施方式)

图3所示的路径中属于III组的路径A以及属于IV组的路径B，是在最小极性反转间隔为2的RLL(1，7)代码这一条件下的PRML解码中不被选择的路径。即，在III组中一定选择路径B，在IV组中一定选择路径A。在第1实施方式中，将不会由PRML解码选择的路径作为产生了1位错误的假设路径来考虑，由此能够检测出在I组或II组中不能检测到的、相当于在光盘101的记录面形成的最短坑(pit)或最短标记的反复的模式(00110)或(11001)。由此，对于再现信号序列的全部零交叉点，能够进行再现信号的质量评价。但是，若计算出在PRML解码中最容易产生错误的两个路径的似然的差，则也可以不考虑假设路径。即，也可以从距离差运算器182的运算对象中排除属于III组以及IV组的路径。

图4示出第2实施方式的再现信号质量评价装置18的构成。模式检测器181从输入的代码序列仅检测图3所示的I组以及II组涉及的两个5位模式(00x11)以及(11x00)。距离差运算器182根据由模式检测器181检测出的模式，选择运算式I以及运算式II的任意一个来计算距离差|Pa-Pb|。如此，根据本实施方式，能够用比第1实施方式少的计算量来评价光盘再现信号的质量。

(第3实施方式)

图5示出第3实施方式的再现信号质量评价装置18的构成。这里，在距离差运算器182中输入PR(1，2，2，2，1)均衡后的再现信号序列。在PR(1，2，2，2，1)均衡时，代码序列的均衡期待值取0～8这9个值中的任一个。在本实施方式中均衡期待值“4”相当于零交叉电平。模式检测器181从输入的代码序列检测(00x11)以及(11x00)这两个5位模式，作为包括再现信号序列的零交叉点相当部分的规定模式。在再现信号序列被PR(1，2，2，2，1)均衡的情况下，各模式的第5位的代码在检测出的模式后的代码序列的均衡期待值中用“2”进行了加权。即，该代码是对于检测出的模式后的代码序列的均衡期待值起支配性的代码。因此，距离差运算器182根据与该代码对应的再现信号序列的采样点的值y_k-2计算距离差。

图6示出在PR(1，2，2，2，1)均衡中与零交叉电平交叉的两个路径(路径对)中与模式(00x11)对应的路径对。检测出模式(00x11)时的路径对，如图6所示，总共是9个，采样点的均衡期待值是“3”(路径A)或者“5”(路径B)(I组)。此外虽然省略了图示，但是检测出模式(11x00)时的路径对也总共是9个，采样点的均衡期待值为“3”(路径A)或者“5”(路径B)(II组)。属于任意一个组的路径对，相互的距离d_min都是“2”。

返回图5，距离差运算器182利用与由模式检测器181检测出的模式对应的运算式计算采样点的值，计算再现信号序列与两个路径各自的距离差|Pa-Pb |。在本实施方式的情况下，不论是I组还是II组，采样点的均衡期待值相同，所以检测出模式(00x11)以及模式(11x00)的任一个时，距离差运算器182，作为运算式，适用C_k-2-E_k-2。其中，C_j＝(y_j-3)²、E_j＝(y_j-5)²。

以上，根据本实施方式，在采用PR(1，2，2，2，1)均衡的光盘装置中，能够用比以往少的计算量对从光盘再现的信号的质量进行评价。使PR均衡一般化，作为使a、b以及c为正数的PR(a，b，c，b，a)均衡，也能够获得同样的效果。此外，通过使采样点增加到两个或三个、或者与第1实施方式同样地考虑假设路径，能够提高距离差的偏差运算的精度。

另外，各实施方式涉及的再现信号质量评价装置18可以用单一的半导体芯片构成，此外可以分散于多个半导体芯片来构成。在由单一的半导体芯片构成的情况下，还可以进一步包括自适应滤波器16或维特比电路17。

此外，在各实施方式中，将距离差运算器182中的平方计算置换为乘法以及加法的方法是公知的(例如，参照专利文献1)。通过该该置换，能够简化距离差运算器182的电路构成。

本发明的一个方式的再现信号质量评价装置18能够用于改善光盘装置100的可靠性的控制。例如，在图1中，通过一边使波形均衡器4的频率特性变化，一边根据从偏差运算器182输出的标准偏差来求取信号质量指标，设定表示最小值的频率特性，从而能够改善光盘装置100的可靠性。此外，按照从偏差运算器182输出的平均值成为0的方式、或者根据从偏差运算器183输出的标准偏差求出信号质量指标并使该指标值成为最小的方式，控制记录功率或记录补偿量，在光盘装置100和光盘101的组合中进行记录参数的最佳化，由此能够改善光盘装置100的可靠性。此外，上述信号质量指标还可以用于光头10的伺服控制的调整。例如，聚焦伺服、跟踪伺服、盘倾斜控制、透镜球面像差补正控制等。

产业上的可利用性

本发明的再现信号质量评价装置能够用更少的计算量进行光盘再现信号的质量评价，所以作为对由蓝光光盘装置或DVD装置等光盘装置再现的信号的质量进行评价的装置等，是有用的。

Claims (16)

1.一种再现信号质量评价装置，对光盘的再现信号的质量进行评价，其特征在于，具备：

模式检测器，其从由PRML解码获得的代码序列检测规定的模式，该规定的模式包括由PRML解码过程的PR均衡而获得的再现信号序列的零交叉点相当部分；

距离差运算器，其用与检测出的所述模式相对应的运算式运算所述再现信号序列的所述检测出的模式对应部分的采样点、即检测出的所述模式后的所述代码序列的均衡期待值中相对较大地进行了加权的代码所对应的采样点的值，来计算所述再现信号序列分别与所述再现信号序列的两个理想的迁移序列各自的距离差；和

偏差运算器，其计算所计算出的所述距离差的偏差。

2.根据权利要求1所述的再现信号质量评价装置，其特征在于，

所述两个理想的迁移序列都是与在PRML解码中能够选择的路径相关的序列。

3.根据权利要求2所述的再现信号质量评价装置，其特征在于，

所述PR均衡是设a以及b为正数的PR(a、b、b、a)均衡。

4.根据权利要求3所述的再现信号质量评价装置，其特征在于，

所述距离差运算器根据与用所述整数b进行了加权的代码对应的一个或者两个采样点的值，计算所述距离差。

5.根据权利要求2所述的再现信号质量评价装置，其特征在于，

所述PR均衡是设a、b以及c为正数的PR(a、b、c、b、a)均衡。

6.根据权利要求5所述的再现信号质量评价装置，其特征在于，

所述距离差运算器根据与用所述整数c进行了加权的代码对应的采样点的值，计算所述距离差。

7.根据权利要求1所述的再现信号质量评价装置，其特征在于，

所述偏差运算器至少计算所计算出的所述距离差的标准偏差。

8.根据权利要求7所述的再现信号质量评价装置，其特征在于，

所述偏差运算器计算所计算出的所述距离差的平均值。

9.一种再现信号质量评价方法，是对光盘的再现信号的质量进行评价的方法，其特征在于，具备以下步骤：

从由PRML解码获得的代码序列检测规定的模式的步骤，该规定的模式包括由PRML解码过程的PR均衡而获得的再现信号序列的零交叉点相当部分；

用与检测出的所述模式相对应的运算式运算所述再现信号序列的所述检测出的模式对应部分的采样点、即检测出的所述模式后的所述再现信号序列的均衡期待值中相对较大地进行了加权的代码所对应的采样点的值，来计算所述再现信号序列分别与所述再现信号序列的两个理想的迁移序列各自的距离差的步骤；和

计算所计算出的所述距离差的偏差的步骤。

10.根据权利要求9所述的再现信号质量评价方法，其特征在于，

所述两个理想的迁移序列都是与在PRML解码中能够选择的路径相关的序列。

11.根据权利要求10所述的再现信号质量评价方法，其特征在于，

所述PR均衡是设a以及b为正数的PR(a，b，b，a)均衡。

12.根据权利要求11所述的再现信号质量评价方法，其特征在于，

在计算所述距离差的步骤中，根据与用所述整数b进行了加权的代码对应的一个或两个采样点的值，计算所述距离差。

13.根据权利要求10所述的再现信号质量评价方法，其特征在于，

所述PR均衡是设a、b以及c为正数的PR(a，b，c，b，a)均衡。

14.根据权利要求13所述的再现信号质量评价方法，其特征在于，

在计算所述距离差的步骤中，根据与用所述整数c进行了加权的代码对应的采样点的值，计算所述距离差。

15.根据权利要求9所述的再现信号质量评价方法，其特征在于，

在计算所述偏差的步骤中，至少计算所计算出的所述距离差的标准偏差。

16.根据权利要求15所述的再现信号质量评价方法，其特征在于，

在计算所述偏差的步骤中，计算所计算出的所述距离差的平均值。

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