CN103548084A - 光信息再现装置和光信息再现方法 - Google Patents

Abstract

获得在全息图的解码处理中计算有效的可靠度的方法。利用全息图再现信息的光信息再现装置，包括：图像获取部，其从全息光盘再现二维数据；图像均衡部，其将上述二维数据均衡化为具有目标PR特性的目标数据；软输出解码部，其基于上述PR特性进行上述图像均衡部输出数据的解码，输出具有可靠度的解码结果；纠错部，其根据上述解码结果进行数据纠错。

Description

光信息再现装置和光信息再现方法

技术领域

本发明涉及使用全息图从光信息记录介质再现信息的装置和方法。

背景技术

现有技术中，通过使用蓝紫色半导体激光器的Blu-ray Disc（BD）规格或High Definition Digital Versatile Disc（HD-DVD：高清晰度数字通用光盘）规格等，在民用领域中具有50GB左右记录密度的光盘的商品化也变得可能。

今后光盘中与100GB～1TB的所谓HDD（Hard Disc Drive：硬盘驱动器）容量同样程度的大容量化也将实用化。

然而，为了在光盘中实现这样超高密度，需要与至今以来的各种基于短波长化和物镜高NA化的传统高密度技术的趋势不同的新存储技术。

在进行下一代的光存储技术相关的研究中，利用全息图来记录数字信息的全息记录技术正在得到关注。

作为全息记录技术，例如有日本特开2004-272268号公报（专利文献1）。在该公报中记载了所谓角度复用记录方式：在将信号光束通过透镜聚光到光信息记录介质上的同时照射平行光束的参考光而干涉，进行全息图的记录，进一步地，在改变参考光对光记录介质的入射角度的同时，在空间光调制器中显示不同的页数据，进行复用记录。进一步地，在该公报中记载了如下技术：通过利用透镜对信号光进行聚光并在其光束腰（Beam Waist）处配置开口（空间滤波器），能够缩短邻接的全息图的间隔，相比现有的角度复用记录方式增大了记录密度/容量。

此外，作为全息记录技术，例如有WO2004-102542号公报（专利文献2）。在该公报中记载了使用如下的移位（Shift）复用方式的例子：在一个空间光调制器中，以来自内侧像素的光作为信号光，以来自外侧的环状像素的光作为参考光，利用同一透镜将两束光束聚光在光记录介质中，使信号光与参考光在透镜的焦平面附近发生干涉，记录全息图。

作为如上所述的全息图的再现方法，例如有日本特开2009-48727号公报（专利文献3）。在该公报中记载了：配备维特比解码电路，该电路基于对二维调制后的页数据的二维再现信号中包含解码对象行的多行的网格（Trellis）状态的迁移，通过计算路径度量（Path Metric）进行维特比解码，该二维维特比解码电路基于表示对上述包含解码对象行的多行的网格状态的迁移的位图案和上述二维调制的图案来除去该网格状态的迁移，进行维特比解码。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-272268号公报

专利文献2：WO2004-102542号公报

专利文献3：日本特开2009-48727号公报

发明内容

发明要解决的课题

对由专利文献1或专利文献2记载的方法记录在光记录介质中的全息图的再现，专利文献3中记载的解码方法是有效的，但由于其输出值为0和1的二值，无法获得使用软判定解码等所需的可靠度。

因此，本发明的目的是提供全息图的解码处理中计算有效的可靠度的方法。

用于解决课题的方案

上述问题通过权利要求书的范围中记载的发明解决。举其一例为：本发明的利用全息图再现信息的光信息再现装置，包括：图像获取部，其从全息光盘再现二维数据；图像均衡部，其将上述二维数据均衡化为具有目标PR特性的目标数据；软输出解码部，其基于上述PR特性进行上述图像均衡部输出数据的解码，输出具有可靠度的解码结果；和纠错部，其根据上述解码结果进行数据纠错。

发明效果

通过本发明，能够在全息图的解码处理中计算有效的可靠度，能够应用软判定解码，由此能够提供纠错能力。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的光信息记录再现单元的结构图。

图2是本发明的第一实施方式中的拾取器的结构图。

图3是本发明的第一实施方式中表示动作步骤的流程图。

图4是本发明的第一实施方式中的信号生成单元的结构图。

图5是本发明的第一实施方式中的信号处理单元的结构图。

图6是表示每个图案的似然分布和合成的似然分布的图。

图7是表示每个图案的归一化似然分布和合成的归一化似然分布的图。

图8是表示本发明的第一实施例中的软输出解码单元的结构图。

图9是本发明的第一实施例中的存储器结构图。

图10是说明本发明的第一实施例中的软输出解码的网格（Ttrellis）图。

图11是表示说明本发明的第一实施方式的软输出解码的波形的图。

图12是表示本发明的第一实施方式中的似然更新步骤的流程图。

图13是表示本发明的第二实施方式中的软输出解码单元的结构图。

图14是本发明的第二实施例中的存储器结构图。

图15是表示本发明的第二实施方式中的似然更新步骤的流程图。

图16是表示本发明的第三实施方式中的软输出解码单元的结构图。

图17是表示本发明的第三实施方式中的似然更新步骤的流程图。

图18是表示每个图案的似然分布和合成的似然分布的图。

图19是表示本发明的第四实施方式中的软输出解码单元的结构图。

图20是说明本发明的第四实施例中的软输出解码的网格图。

图21是说明本发明的第四实施例中的软输出解码的网格图。

图22是利用PR（1,2,2,2,1）的维特比算法的状态迁移图。

图23是表示最大似然波形、误差波形、再现波形的例子的图。

图24是表示最大似然波形、误差波形的例子的图。

图25是表示最大似然波形、误差波形的例子的图。

图26是利用PR（a,b;c,d）的维特比算法的状态迁移图。

图27是说明本发明的第五实施例中的软输出解码的网格图。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行说明。

实施例1

图1表示利用全息图对数字信息进行记录和/或再现的光信息记录再现装置的整体结构。

光信息记录再现装置10配备拾取器11、相位共轭光学系统12、盘固化（cure）光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14以及旋转电机50，为光信息记录介质1能够通过旋转电机50旋转的结构。

拾取器11起到向光信息记录介质1射出参考光和信号光、利用全息图记录数字信息的作用。

此时，待记录的信息信号由控制器89通过信号生成电路86送入拾取器11内的下述空间光调制器中，信号光由该空间光调制器调制。

对记录在光信息记录介质1中的信息进行再现的情况下，由相位共轭光学系统12生成从拾取器11射出的参考光的相位共轭光。在此，相位共轭光为具有与输入光相同的波平面且反向传播的光波。通过拾取器11内的下述光检测器检测由相位共轭光再现的再现光，通过信号处理电路85再现信号。

向光信息记录介质1照射的参考光与信号光的照射时间能够通过由控制器89经由光闸控制电路87控制拾取器11内的后述光闸（Shutter）的开闭时间来调整。

盘固化光学系统13起到生成用于光信息记录介质1的预固化（pre-cure）和后固化（post-cure）的光束的功能。在此，预固化为如下预处理工序：在光信息记录介质1内的期望位置记录信息时，在对该期望位置照射参考光与信号光之前预先照射规定的光束。后固化为如下后处理工序：在光信息记录介质1内的期望位置上记录了信息后，为使该期望位置无法追加记录而照射规定的光束。

盘旋转角度检测用光学系统14用于检测光信息记录介质1的旋转角度。在将光信息记录介质1调整到规定的旋转角度时，通过盘旋转角度检测用光学系统14检测出与旋转角度相应的信号，能够利用检测出的信号由控制器89经由盘旋转电机控制电路88控制光信息记录介质1的旋转角度。

规定的光源驱动电流从光源驱动电路82供给到拾取器11、盘固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14内的光源，能够使各光源以规定的光量产生光束。

此外，拾取器11、相位共轭光学系统12和盘固化光学系统13设有可在光信息记录介质1的半径方向上移动位置的机构，通过访问控制电路81进行位置控制。

而利用全息图的记录技术由于为可记录超高密度的信息的技术，因此有对例如光信息记录介质1的倾斜或位置偏差的容许误差极小的特性。因此，需要在光拾取器11内设置检测例如光信息记录介质1的倾斜或位置偏差等容许误差小的偏差因素的偏差量的机构，在光信息记录再现装置10中配备用于在信号生成电路83中生成伺服控制用信号并经由伺服控制电路84修正该偏差量的伺服机构。

此外，拾取器11、相位共轭光学系统12、盘固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14可将若干光学系统结构或者全部光学系统结构合并简化为一个。

图2表示光信息记录再现装置10中拾取器11的光学系统结构的一个例子。从光源201射出的光束透过准直透镜202，入射到光闸203。在光闸203开启时，光束通过光闸203后，由例如由1/2波片等构成的光学元件204以P偏振光与S偏振光的光量成规定的比的方式控制偏振方向后，入射到PBS（Polarization Beam Splitter：偏振分束器）棱镜205。

透过PBS棱镜205的光束由扩束器209扩大光束直径后，透过相位掩模211、中继透镜210以及PBS棱镜207，入射到空间光调制器208。

由空间光调制器208附加了信息的信号光束被PBS棱镜207反射，经过中继透镜212和空间滤波器213传播。之后，信号光束被由物镜225聚光到光信息记录介质1上。

另一方面，被PBS棱镜205反射的光束起到参考光的作用，由偏振方向变换元件224根据记录时或再现时设定为规定的偏振方向后，经由反射镜214和反射镜215入射到电流计镜（Galvanometer Mirror）216。并且电流计镜216可由致动器217调整角度，因此能够将通过透镜219和透镜220后入射到信息记录介质1的参考光束的入射角度设定在期望的角度。

这样通过使信号光和参考光互相重叠地入射到光信息记录介质1中，在记录介质中形成干涉条纹图案，通过将该图案写入记录介质来记录信息。并且，由于能够通过电流计镜216使入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度变化，能够实现基于角度复用的记录。

对记录的信息进行再现时，如上所述使参考光入射到光信息记录介质1中，透过光信息记录介质1的光束由电流计镜224所反射，由此生成其相位共轭光。

通过该相位共轭光再现的信号光，经过物镜225、中继透镜212以及空间滤波器213传播。之后，再现光束透过PBS棱镜207，入射到光检测器218中，能够再现所记录的信号。此外，拾取器11的光学系统结构并不限于图2。

图3表示光信息记录再现装置10中的记录、再现的动作流程。图3（a）表示在光信息记录再现装置10中插入光信息记录介质1后直到完成记录或再现的准备的动作流程，图3（b）表示从准备完成状态到将信息记录在光信息记录介质1上为止的动作流程，图3（c）表示从准备完成状态到再现光信息记录介质1上记录的信息为止的动作流程。

如图3（a）所示插入介质后（S301），光信息记录再现装置10进行盘判别，判断例如插入的介质是否是利用了全息图记录或再现数字信息的介质（S302）。

盘判别的结果，如果判断为利用了全息图记录或者再现数字信息的光信息记录介质，光信息记录再现装置10读取光信息记录介质上设置的控制数据，获取例如关于光信息记录介质的信息，以及例如记录和再现时关于各种设定条件的信息（S303）。

读出控制数据后，进行与控制数据相应的各种调整和与拾取器11相关的学习处理（S304），光信息记录再现装置10完成记录或再现的准备（S305）。

从准备完成状态到记录信息的动作流程如图3（b）所示，首先接收记录的数据，将与该数据相应的信息送入拾取器11中的空间光调制器（S306）。

之后，为了能够在光信息记录介质上记录高品质的信息，根据需要事先进行各种学习处理（S307），重复寻轨动作（S308）以及地址再现（S309），并将拾取器11和盘固化光学系统13的位置配置在光信息记录介质的规定位置。

之后，利用从盘固化光学系统13射出的光束，对规定的区域进行预固化（S310），利用从拾取器11射出的参考光和信号光来记录数据（S311）。

记录了数据后，根据需要对数据进行校验（S312），利用从盘固化光学系统13射出的光束进行后固化（S313）。

从准备完成状态到再现所记录的信息的动作流程如图3（c）所示，为了能够从光信息记录介质再现高品质的信息，根据需要事先进行各种学习处理（S314）。之后，在通过寻轨动作（S315）以及地址再现（S316）将拾取器11和相位共轭光学系统12的位置配置在光信息记录介质的规定位置。之后从拾取器11射出参考光，读出记录在光信息记录介质中的信息（S317）。

对本实施例的上述光信息记录再现装置中的信号生成电路86中的信号生成处理，利用图4详细地说明。

从控制器89接收用户数据，在扇区化部401中将数据分割成规定的数据量单位，在头部附加部402中对每扇区附加扇区信息、地址等信息。加扰部403中对除头部附加部402中附加的信息之外的用户数据串施以加扰。该加扰是为了避免因数据的“0”和“1”连续而使得同样的图案连续而进行，不必一定进行。接着在纠错编码部404中通过LDPC（Low Density Parity Check：低密度奇偶校验）编码等进行纠错编码，在调制部405中根据例如BD中使用的（1、7）RLL调制方式执行从2比特数据调制到3比特数据的处理。（1、7）RLL调制方式为变成遵从RLL（1、7）的游程长度（Run Length）限制的调制数据的调制方式，其中RLL（1、7）的游程长度限制为在调制后的比特中连续的0的数目在最小为1、最大为7的范围内。并且，在此为了说明方便而举一维调制为例，但调制并不限于RLL，不仅一维调制，也可采用到二维方向的调制。在二维编码部406中将该调制数据在二维上排列，构成一页的量的二维数据，在同步信号附加部407中附加作为再现时的基准的标记和作为页信息的头部，将数据发送到拾取器11。

接着对本实施例的光信息记录再现装置中的信号处理电路85的再现信号处理，利用图5详细地说明。

从拾取器11接收二维再现数据，在同步信号检测部501中以图像的标记为基准来检测图像位置，在图像失真修正部502中修正图像的倾斜、倍率、畸变等失真。此外，由于光检测器218的分辨率比一般记录中使用的空间光调制器208的分辨率更高，拾取器11中得到的二维再现数据由对所记录的二维数据过采样而得。因此，重采样部503中利用二维FIR（有限长脉冲响应）滤波器主要实施减采样（DownSampling）。此外，也可在图像失真修正部502中同时实施失真修正和重采样部503的减采样。图像均衡部504中对该重采样后的二维数据均衡化为适合于后端的软输出解码部505的处理的PR特性。均衡化利用二维FIR滤波器实施，其滤波器系数可利用最小线性均方差LMMSE（Linear Minimum Mean Squared Error）等自适应算法来计算。LMMSE为如非专利文献Japanese Journal of Applied Physics Vol.45,No.2B,2006,PP.1079-1083中记载的、计算使均衡化后的信号与理想信号的方差的平均值最小的滤波器系数的算法。其中，以LMMSE为例进行了说明，但不限于此，也适合其它的算法。此外，PR特性由于是相对于二维数据的，因此优选采用二维PR特性，但为了说明的方便，以下仅以一维方向PR（1,2,2,2,1）进行说明。软输出解码部505中，通过下述的方法获得软输出解码值。在软值解码部506中按软输出解码部505的软输出解码值的原样对（1,7）RLL调制进行解调，在纠错部507中实施基于Sum-product解码等的LDPC编码的纠错。之后，在头部检测部508中读出扇区信息、地址等信息，在扇区检测部509中基于该信息将数据分割成扇区，在解扰部510中解扰，将数据发送到控制器89。

在此，利用图22至图25以及图6、图7对软输出解码部505的概念进行说明。

软输出解码部505基本上为维特比解码，例如在BDXL（商标）中使用PR（1,2,2,2,1）这一PR特性，如图22所示，进行基于反映了（1,7）RLL调制的状态迁移的解码。将维特比解码中的最大似然波形（图23的T）与图像均衡部504的输出波形（图23的W）的欧氏距离（公式1）和误差波形（图23的F）与图像均衡部504的输出波形的欧氏距离（公式2）的差（公式3）作为似然Δ。tn、fn、wn为第n像素的T、F、W振幅值。

公式1

$\mathrm{ED}(T,W)=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{(t_n-w_n)}^2$

公式2

$\mathrm{ED}(F,W)=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{(f_n-w_n)}^2$

公式3

Δ=ED(F,W)-ED(T,W)

此外，由于纠错部507中的Sum-product解码是对数域的解码方法，需要将作为软输出解码部505输出的可靠度变为对数似然比（LLR，Log Likelihood Ration）。如果认为似然Δ的概率密度函数接近正态分布，则可使用公式4近似该LLR。μ表示分布的均值，σ表示标准差。

公式4

$\mathrm{LLR}=\frac{2\·\mathrm{\μ}}{{\mathrm{\σ}}^2}\·\mathrm{\Δ}$

在该计算可靠度的过程中有如下问题：在施以（1,7）RLL调制后的数据中，T、F的解码值中实际可存在的图案即最短游程长度为2T，不允许1T的存在。例如在图24中，T的解码值为[0000111]，F的解码值为[0001111]，误差比特数为1，而在图25中T的解码值为[00011000]，F的解码值为[00110000]，误差比特数为2。其起因是，由于维特比算法以满足RLL调制的规则的方式运行，图25的T为误码的情况下，不允许1T移位，而是2T部分滑移。因此，在RLL调制后的数据中，T与F的欧氏距离（公式5）根据解码结果而发生变化。

公式5

$\mathrm{ED}(F,T)=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{(f_n-t_n)}^2$

对该影响利用图6进行说明。图表示以横轴为似然Δ、纵轴为发生频度下对RLL调制后的数据串将似然Δ直方图化后的图形。将图24的图案的分布作为第一分布，图25的图案的分布作为第二分布。如果各分布服从正态分布，则分布的均值μ为W＝T时得到，如公式6所示。

公式6

μ=Δ(W=T)=UD(F,T)

由于T与F的欧氏距离因图案而不同，在第一分布与第二分布中该值不同，作为结果，合成后的整体分布偏离正态分布。因此，难以适用公式4所示的LLR计算公式。

因此，为了解决该问题，本实施例以如公式7所示根据T与F的欧式距离将似然Δ归一化为特征。

公式7

${\mathrm{\Δ}}^{\′}=\frac{\mathrm{\Δ}}{\mathrm{ED}(F,T)}$

图7表示以横轴为归一化似然Δ’、纵轴为发生频度下将归一化似然Δ’直方图化后的图形。通过使用归一化似然，均值一致，整体分布也接近正态分布，能够正确地计算LLR。

以下对使用该概念的软输出解码部505的细节，利用图8至图12进行说明。首先，图8中表示软输出解码部505的结构。此外，以所使用的PR特性为PR（1,2,2,2,1）进行说明，但并不限于此。

首先，在BM运算部801中，计算作为图22的基准值REF00000～REF11111与作为软输出解码部505输入的均衡化波形的差的平方值的分支度量（Branch Metric）。之后，在ACS运算部802中，在图22的S0000～S1111每个状态的路径度量中加上分支度量，在图22的路径汇合的点上比较相加结果，选择较小的路径。将该汇合的两条路径的相加结果的差作为似然候选Δ，保存在似然候选存储器803中。此外，将ACS运算部802的路径选择结果保持在路径存储器804中。

计算似然时，如果最大似然路径为不确定，则该似然的可靠度也下降，因此，在确定最大似然路径后，以其结果为基点来确定似然计算用的最大似然路径与竞争路径。该最初的最大似然路径判定在先验最大似然路径判定部805中实施，以其结果为基点的最大似然路径判定在最大似然路径判定部806中实施，竞争路径判定在竞争路径判定部807中实施。图9中表示先验最大似然路径判定的路径存储长度为L1，最大似然路径的路径存储长度为L2时的路径存储器804和似然候选存储器803的结构。横轴表示像素，以第n像素为基点。此外，图9中也表示了后述的最大似然解码值存储器808、竞争解码值存储器809、似然存储器813的例子。

利用图10以第n像素周围为例，对该路径判定方法进行说明。图10的网格图是将图22的状态迁移图展开所得。首先，在先验最大似然路径判定部805中，通过对路径存储器804的路径选择结果从第n＋L1像素回溯（Trace Back）到第n像素，确定最大似然路径。以该第n像素上的状态作为基点状态。接着，在最大似然路径判定部806中以第n像素上的基点状态作为起点，通过和通常一样从第n像素回溯到第n－L2像素，确定最大似然路径。此外，在竞争路径判定部807中，以第n像素上的基点状态作为起点，通过选择仅在第n－1像素的迁移上与路径存储器804中保存的不同的路径，之后和通常一样从第n－1像素回溯到第n－L2像素，确定竞争路径。但在与作为基点的状态相连接的路径仅有一条的情况下，将基点状态从第n像素移动到第n－1像素，选择仅在第n－2像素的迁移上与路径存储器804中保存的不同的路径。同样地回退到直到与作为基点的状态相连接的路径不为一条为止。将基于最大似然路径判定部806中的最大似然路径的解码结果保存在最大似然解码值存储器808中，将基于竞争路径判定部807的最大似然路径的解码结果保存在竞争解码值存储器809中。

如上所述，在本实施例中需要以最大似然波形与竞争波形的欧氏距离将似然归一化。图11中表示与图10中的最大似然路径和竞争路径相对应的最大似然波形和竞争波形。在信号间距离运算部810中，对最大似然解码值和竞争解码值与PR（1,2,2,2,1）这一PR特性进行卷积等，生成最大似然波形和竞争波形，计算出波形间欧氏距离。

对之后的似然计算方法，利用图12的流程进行说明。

首先在归一化似然候选运算部811中从似然候选存储器808中获取第n像素的似然候选Δ（S1201）。将该似然候选Δ除以作为信号间距离运算部810的输出的波形间欧氏距离，计算出归一化似然候选Δ’（S1202）。在似然更新部812中，从最大似然解码值存储器808获取第k个（1≤k≤L2）最大似然解码值bm（S1203），从竞争解码值存储器809获取第k个（1≤k≤L2）竞争解码值bc（S1204），比较最大似然解码值bm与竞争解码值bc（S1205）。如果S1205的比较结果一致，则保存在似然存储器813中的第k个似然保持不变（S1206），如果不一致，将保持在似然存储器813中的第k个似然Δk与归一化似然候选Δ’比较（S1207）。S1207的比较结果，如果归一化似然候选Δ’较小，则将保存在似然存储器813中的第k个似然替换为Δ’（S1208）（例如图10的Δ5），如果归一化似然候选Δ’较大，则保存在似然存储器813中的第k个似然保持不变（S1206）（例如图10的Δ8）。从k＝1到L2实施以上S1203到S1208的处理，并确认在其过程中是否执行了S1207（S1209）。在执行了S1207的情况下，将似然存储器813的第L2个似然ΔL2作为似然输出（S1210），在未执行的情况下，由于似然一次都未更新，因为似然输出为1（S1211）。由于使用归一化似然，这相当于给出图7所示的分布的均值。

在LLR运算部814中，对如上计算出的似然根据公式4的LLR计算公式计算LLR。并且，公式4中的平均值μ，标准差σ可以实测，也可以使用预设值。最后在乘法部815中将最大似然解码值存储器808的第L2个最大似然解码值与LLR相乘后的结果作为可靠度输出到软值解码部506中。

通过以上的电路结构、处理步骤，在全息图的解码处理中通过计算有效的可靠度，采用软判定解码，能够提高纠错能力。

此外，本实施例中使用欧式距离计算波形间距离，也可以用绝对值替换来实施。此外以（1,7）RLL为例进行说明，但并不限于此，在任意的调制方式中均可适用。这对于以下的实施例也相同。

实施例2

本实施例与实施例1不同的是在似然的更新中使用不归一化的似然。图13中表示本实施例中的软输出解码部505的结构。与实施例1不同的是图8的似然更新部812和似然存储器813，对应的是图13的似然更新部1301、比较用似然存储器1302、输出用似然存储器1303。比较用似然存储器1302、输出用似然存储器1303的结构如图14所示。

在此，对图13中的似然更新部1301的动作，利用图15的流程进行说明。

S1205之前的动作与实施例1相同，如果S1205的比较结果一致，则保存在比较用似然存储器1302和输出用似然存储器1303中的第k个似然保持不变（S1501），如果不一致，比较保存在比较用似然存储器1302中的第k个似然Δk与似然候选Δ（S1502）。S1502的比较结果如果为似然候选Δ较小，则将保存在比较用似然存储器1302中的第k个似然替换成似然候选Δ（S1503），将保存在输出用似然存储器1303中的第k个似然替换成归一化似然候选Δ’（S1504）。此外，S1502的比较结果如果为似然候选Δ较大，则保持在比较用似然存储器1302和输出用似然存储器1303中的第k个似然保持不变（S1501）。从k＝1到L2实施以上S1203到S1504的处理，并确认在其过程中是否执行了S1502（S1505）。在执行了S1502的情况下，将输出用似然存储器1303的第L2个似然ΔL2’作为似然输出（S1506），在未执行的情况下，由于似然一次都未更新，所以似然输出为1（S1507）。由于使用归一化似然，这相当于给出图7所示的分布的均值。

通过以上的电路结构、处理步骤，似然更新的比较在归一化之前，能够使用实际上输出的归一化后的似然，在全息图的解码处理中通过计算有效的可靠度，采用软判定解码，能够提高纠错能力。

实施例3

本实施例与实施例1不同的是在似然的更新和输出中也使用不归一化的似然。图16中表示本实施例中的软输出解码部505的结构。与实施例1不同的是图8的似然更新部812，对应的是图16的似然更新部1601。此外，不需要图8的信号间距离运算部810、归一化似然候选运算部811。

在此，对图16中的似然更新部1601的动作，利用图17的流程图进行说明。

S1205之前的动作与实施例1相同，如果S1205的比较结果一致，则保存在似然存储器813中的第k个似然保持不变（S1701），如果不一致，在比较保存在似然存储器813中的第k个似然Δk与似然候选Δ（S1702）。S1207的比较结果，如果似然候选Δ较小，则将保存在似然存储器813中的第k个似然替换为似然候选Δ（S1703），如果似然候选Δ较大，则保存在似然存储器813中的第k个似然保持不变（S1701）。从k＝1到L2实施以上S1203到S1703的处理，并确认在其过程中是否执行了S1702（S1704）。在执行了S1702的情况下，将似然存储器813的第L2个似然ΔL2作为似然输出（S1705），在未执行的情况下，由于似然一次都未更新，所以将最大似然波形与竞争波形的波形之间欧氏距离最小值作为似然输出（S1706）。在未归一化的情况下，由于似然为如图18的分布，这相当于给出其分布中最容易产生误码的路径的分布的均值（图18中为μ2）。此外，作为S1706中输出的似然也可以使用图18中整体分布的均值（μall）。

通过以上的电路结构、处理步骤，在使用未归一化的似然的情况下也能够输出合适的似然，在全息图的解码处理中通过计算有效的可靠度，采用软判定解码，能够提高纠错能力。

实施例4

本实施例与实施例1不同的是竞争路径判定的动作。实施例1中在实施先验最大似然路径判定后对最大似然路径和竞争路径进行判定，相对地，本实施例以不进行先验最大似然路径判定为特征。

图19中表示本实施例中的软输出解码部505的结构。与实施例1不同的是图8的最大似然路径判定部806、竞争路径判定部807，对应的是图19的最大似然路径判定部1901、竞争路径判定部1902。此外，不需要图8的似然候选存储器803、先验最大似然路径判定部805。

利用图20以第n像素周围为例，对该路径判定方法进行说明。图20的网格图是将图22的状态迁移图展开所得。首先，以该第n像素上的路径度量为最小的状态作为基点状态。接着，在最大似然路径判定部1901中以第n像素上的基点状态作为起点，通过和通常一样从第n像素回溯到第n－L2像素，确定最大似然路径。此外，在竞争路径判定部1902中，以第n像素上的基点状态作为起点，通过选择仅在第n－1像素的迁移上与路径存储器804中保存的不同的路径，之后和通常一样从第n－1像素回溯到第n－L2像素，确定竞争路径。

或者，竞争路径的判定也可采用以下方法。

利用图21以第n像素周围为例，对竞争路径判定方法进行说明。图21的网格图是将图22的状态迁移图展开所得。在最大似然路径判定部1901中以第n像素上的最小路径度量的状态作为起点，通过和通常一样从第n像素回溯到第n－L2像素，确定最大似然路径。此外，在竞争路径判定部1902中，以第n像素上的路径度量第二小的次小路径度量的状态作为起点，通过和通常一样从第n像素回溯到第n－L2像素，确定竞争路径。并且，此时的似然候选Δ如图21所示为最小路径度量与次小路径度量的差。

通过以上的电路结构、处理步骤，在全息图的解码处理中通过计算有效的可靠度，采用软判定解码，能够提高纠错能力，进一步地能够减少存储量。

此外，本实施例对实施例1进行说明，但对其它实施例同样也可以适用。

实施例5

以上的实施例中对一维进行说明，在本实施例中对二维的例子进行说明。与实施例1不同的是似然候选Δ的计算方法等。

利用图26、27以第n像素周围为例，对似然候选Δ的计算方法进行说明。图26中表示公式8所示的2×2矩阵的二维PR特性的状态迁移图。a、b、c、d为任意实数。并且，使用的二维PR特性并不限于此，可同样地使用任意的矩阵进行扩展。

公式8

$\mathrm{PR}\left[\begin{array}{cc}a& b\\ c& d\end{array}\right]$

首先，在BM运算部801中，计算作为图26的基准值REF[00;00]～REF[11;11]与作为软输出解码部505输入的均衡化波形的差的平方值的分支度量。之后，在ACS运算部802中，在图26的S[0;0]～S[1;1]每个状态的路径度量中加上分支度量，在图26的路径汇合的点上比较相加结果，如图所示有4条路径汇合，从这四条中选择相加结果最小的路径。

图27的网格图是将图26的状态迁移图展开后所得，考虑第n像素的S[0;0]上的路径汇合的例子。在ACS运算部802中计算所选择的路径与其它路径的相加结果差（图27的Δ1、Δ2、Δ3），将这些Δ1、Δ2、Δ3中最小的判定为最容易产生误码的路径，作为似然候选Δ保存在似然候选存储器803中。图27中令Δ1为最小。

此外，在竞争路径判定部807中，以第n像素上的基点状态作为起点，通过选择仅在第n－1像素的迁移上与路径存储器804中保存的不同的路径，该不同的路径作为计算似然候选Δ时使用的路径。图27中令为Δ1的路径作为竞争路径。

进一步地，在似然更新部812中，从最大似然解码值存储器808获取第k个（1≤k≤L2）最大似然解码值bm（S1203），从竞争解码值存储器809获取第k个（1≤k≤L2）竞争解码值bc（S1204），如图26所示，由于在公式8的例子中同时对2比特进行解码，最大似然解码值bm和竞争解码值bc为2比特的信号。因此，比较最大似然解码值bm与竞争解码值bc（S1205）时在第0比特位和第1比特位上各自的比特上实施比较。之后，似然的更新分别在第0比特位和第1比特位上各自的比特上实施。

通过以上的电路结构、处理步骤，即使在使用二维PR特性的情况下，在全息图的解码处理中通过计算有效的可靠度，采用软判定解码，能够提高纠错能力。

此外，本实施例对实施例1进行说明，但对其它实施例同样也可以适用。

进一步地，以上的实施方式对角度复用记录方式进行说明，但并不限于此，对于移位复用方式等其它记录方式也可同样地适用。

符号说明

1：   光信息记录介质

10：  光信息记录再现装置

11：  拾取器

12：  相位共轭光学系统

13：  盘固化光学系统

14：  盘旋转角度检测用光学系统

50：  旋转电机

81：  访问控制电路

82：  光源驱动电路

83：  伺服信号生成电路

84：  伺服控制电路

85：  信号处理电路

86：  信号生成电路

87：  光闸控制电路

88：  盘旋转电机控制电路

89：  控制器

201： 光源

202： 准直透镜

203： 光闸

204： 光学元件

205： 偏振分束器

206： 信号光

207： 偏振分束器

208： 空间光调制器

209： 扩束器

210： 中继透镜

211： 相位（phase）掩模

212： 中继透镜

213： 空间滤波器

214： 反射镜

215： 反射镜

216： 反射镜

217： 致动器

218： 光检测器

219： 透镜

220：  透镜

221：  反射镜

222：  致动器

223：  参考光

224：  偏振方向变换元件

225：  物镜

401：  扇区化部

402：  头部附加部

403：  加扰部

404：  纠错编码部

405：  调制部

406：  二维编码部

407：  同步信号附加部

501：  同步信号检测部

502：  图像失真修正部

503：  重采样部

504：  图像均衡部

505：  软输出解码部

506：  软解调部

507：  纠错部

508：  头部检测部

509：  扇区检测部

510：  解扰部

801：  BM运算部

802：  ACS运算部

803：  似然候选存储器

804：  路径存储部

805：  先验最大似然路径判定部

806：  最大似然路径判定部

807：  竞争路径判定部

808：  最大似然解码值存储器

809：  竞争解码值存储器

810：  信号间距离运算部

811：  归一化似然候选运算部

812：  似然更新部

813：  似然存储器

814：  LLR运算部

815：  乘法部

1301： 似然更新部

1302： 比较用似然存储器

1303： 输出用似然存储器

1601： 似然更新部

1901： 最大似然路径判定部

1902： 竞争路径判定部

Claims (8)

1.一种利用全息图再现信息的光信息再现装置，其特征在于，包括：

图像获取部，其从全息光盘再现二维数据；

图像均衡部，其将所述二维数据均衡化为具有目标PR特性的目标数据；

软输出解码部，其基于所述PR特性进行所述图像均衡部输出数据的解码，输出具有可靠度的解码结果；和

纠错部，其根据所述解码结果进行数据纠错。

2.如权利要求1所述的光信息再现装置，其特征在于，包括：

最大似然路径判定部，其输出得到最可几的解码结果的最大似然路径；

竞争路径判定部，其输出得到与所述最大似然路径不同的解码结果的竞争路径；

似然运算部，其输出作为所述最大似然路径与所述竞争路径的差的似然；

信号间距离运算部，其输出作为从所述最大似然路径的解码结果生成的最大似然波形与从所述竞争路径的解码结果生成的竞争波形的距离的信号间距离；

归一化似然运算部，其输出利用所述信号间距离将所述似然归一化后的归一化似然；

似然更新部，其对所述最大似然路径的解码结果与所述竞争路径的解码结果不同的像素的似然候选与所述归一化似然进行比较，在所述归一化似然较小的情况下，将所述归一化似然作为似然候选；和

可靠度输出部，其根据所述似然候选输出可靠度。

3.如权利要求1所述的光信息再现装置，其特征在于，包括：

最大似然路径判定部，其输出得到最可几的解码结果的最大似然路径；

竞争路径判定部，其输出得到与所述最大似然路径不同的解码结果的竞争路径；

似然运算部，其输出作为所述最大似然路径与所述竞争路径的差的似然；

信号间距离运算部，其输出作为从所述最大似然路径的解码结果生成的最大似然波形与从所述竞争路径的解码结果生成的竞争波形的距离的信号间距离；

似然更新部，其对所述最大似然路径的解码结果与所述竞争路径的解码结果不同的像素的似然候选与所述似然进行比较，在所述似然较小的情况下，将所述似然作为似然候选；

归一化似然候选运算部，其输出利用所述信号间距离将所述似然候选归一化后的归一化似然候选；和

可靠度输出部，其根据所述归一化似然候选输出可靠度。

4.如权利要求1所述的光信息再现装置，其特征在于，包括：

最大似然路径判定部，其输出得到最可几的解码结果的最大似然路径；

竞争路径判定部，其输出得到与所述最大似然路径不同的解码结果的竞争路径；

似然运算部，其输出作为所述最大似然路径与所述竞争路径的差的似然；

似然更新部，其对所述最大似然路径的解码结果与所述竞争路径的解码结果不同的像素的似然候选与所述似然进行比较，在所述似然较小的情况下，将所述似然作为似然候选；和

可靠度输出部，其根据所述似然候选输出可靠度。

5.一种利用全息图再现信息的光信息再现方法，其特征在于：

从全息光盘再现二维数据，

将所述二维数据均衡化为具有目标PR特性的目标数据，

基于所述PR特性进行具有所述均衡化后数据的可靠度的解码，

根据所述解码结果进行数据纠错。

6.如权利要求5所述的光信息再现装置，其特征在于：

输出得到最可几的解码结果的最大似然路径，

输出得到与所述最大似然路径不同的解码结果的竞争路径，

输出作为所述最大似然路径与所述竞争路径的差的似然，

输出作为从所述最大似然路径的解码结果生成的最大似然波形与从所述竞争路径的解码结果生成的竞争波形的距离的信号间距离，

输出利用所述信号间距离将所述似然归一化后的归一化似然，

对所述最大似然路径的解码结果与所述竞争路径的解码结果不同的像素的似然候选与所述归一化似然进行比较，在所述归一化似然较小的情况下，将所述归一化似然作为似然候选，

根据所述似然候选输出可靠度。

7.如权利要求5所述的光信息再现装置，其特征在于：

输出得到最可几的解码结果的最大似然路径，

输出得到与所述最大似然路径不同的解码结果的竞争路径，

输出作为所述最大似然路径与所述竞争路径的差的似然，

输出作为从所述最大似然路径的解码结果生成的最大似然波形与从所述竞争路径的解码结果生成的竞争波形的距离的信号间距离，

对所述最大似然路径的解码结果与所述竞争路径的解码结果不同的像素的似然候选与所述似然进行比较，在所述似然较小的情况下，将所述似然作为似然候选，

输出利用所述信号间距离将所述似然候选归一化后的归一化似然候选，

根据所述归一化似然候选输出可靠度。

8.如权利要求5所述的光信息再现装置，其特征在于：

输出得到最可几的解码结果的最大似然路径，

输出得到与所述最大似然路径不同的解码结果的竞争路径，

输出作为所述最大似然路径与所述竞争路径的差的似然，

对所述最大似然路径的解码结果与所述竞争路径的解码结果不同的像素的似然候选与所述似然进行比较，在所述似然较小的情况下，将所述似然作为似然候选，

根据所述似然候选输出可靠度。

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