CN1090413A - 一种记录介质的阅读方法及应用该方法的系统 - Google Patents

一种记录介质的阅读方法及应用该方法的系统 Download PDF

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Abstract

本记录介质的阅读方法和系统原则上包括：一个 串就修正电路(5)；串扰系数的估算电路(2、4g、4d)。
估算电路(2)，从信号(x-j、xj、xj+1)开始，假定它 们已被修正，计算出残留串扰系数(ej、ed)。这样的系 数等于一个磁道的信号(xj)的值与相邻磁道的信号符 号的乘积。这样得到左和右两个系数(Cjg和Cjd)。 然后把这些系数(ej、ed)用滤波器(4g、4d)滤波，滤波 器存有在以前操作时计算过的串扰系数(Ci、Cd)并且 用残留串扰系数的K′部分来算出串扰系数(Cj、 Cd)。应用：高密记录介质的阅读(磁的或光的)。

Description

本发明涉及一种记录介质的阅读方法以及一个应用了该方法的系统。
本发明特别适用于磁记录或光记录的阅读，并且，在这方面，还适用于高密度记录的阅读。在如信息机外围设备这样的记录系统和所有的专业系统中，本发明都有优先的应用。
本发明可以推广到在光带和在磁盘或光盘上的记录，人们需要在其上阅读多个邻接的平行磁道。
在平行磁道上的高密度记录给磁道控制的重读和分隔的重读提出了一个两方面的问题。在磁带阅读方面，在磁带边缘的唯一的机械导向机构的基础上，小的磁道宽（小于20μm）使得确保磁道控制精度成为困难的事。
保证磁带交替使用性和阅读的交替使用性的必要性又加剧了这一困难。
另一方面，阅读时好的信噪比的获得需要重读磁道的整个宽度，这就与磁道间间隔的存在不相容，并且诱发从磁道到磁道阅读时的串扰现象。
在磁带上高密度记录的现有系统都使用了一个转动的扫描鼓。它们需要使用如下所述的磁道控制技术和串扰减小技术。
阅读头通常都比它们所阅读的磁道宽，且它们的间隙相对于运行方向的法线有一个方位角（6-1-20°）。这个方位角在一个头与另一个头之间且在一个磁道与邻接磁道之间被倒置，因而，在阅读时，相邻磁道的串扰减轻。而频率被增高。串扰仅仅表现在频谱的低频部分。
模拟视频情况下，人们找到了色差信号、小的空间分解信号，因而使得串扰只影响（搞混）相邻行的相同色彩。
当所记录的信息是数字的时，人们设法增大这个方位角。比如对8mm的PCM系统为10°而对数字记录的音频系统（DAT）为20°。在低频情况则使用一种带有很少能量的编码道（例如DAT的8-10编码）。
带有与磁带边缘倾斜的磁道的、带转动头的系统的特定的运动学有这样的效果，即通过改变鼓的转动相位、恒定磁带的速度，便可实现磁道的控制。同时还应能支配来自磁带上所写信息的误差信号。
-模拟系统
用VHS情况下，一个使用固定头的加标记的磁道可以控制鼓的转动。该系统相当粗糙且交替使用性差（需要手工调整）。
8mm录象或V2000情况下，低频先导信号与视频信号同时被记录。这些环绕所读取磁道的磁道信号被残留串扰所引受。左和右先导之间的不平衡导致一种改变鼓的转动相位的误差电压。
-数字系统（DAT）
使用同样的系统，但是先导不能与它们将要过多干扰的数字调制共存（低频能量）。它们与后者暂时被多路编排，大约占有波道容量的8%。
在转动头系统中，有方位角的记录能够摆脱高频串扰，这是由于通过阅读写入相邻磁道的低频信号便能够控制磁道。
这些技术不能用到固定头（非转动）系统，因为后者的结构不允许记录有方位角。
法国专利申请第8805592号描述了一个磁记录固定头的例子。
法国专利申请第8917313号描述了一个一样的磁记录（通过磁光学方法）的阅读的固定头。
本发明涉及能够阅读记录的一种方法和一个系统，比如一种被录在以拼接的或几乎接合的磁道形式存在的磁带上的磁记录。本发明能够计算出在多个磁道间存在的串扰并将其修正。
本发明应用在一个系统范围内，其中：
-    在一个载体上，把多个拼接的磁道没有方位角地写入，例如，用一个矩阵（例如）写入磁头。
-    同时把它们全部重读，例如，用一个使用线性CCD的磁光学系统。
在串扰修正方面，本发明的系统是这样的：
-    来自每一磁道的第一相邻磁道的串扰被实时计算。
-    修正串扰，同时考虑前面计算出的系数、和扰动的相邻磁道的已知数值。
-    一个在左与右串扰系数之间的可能的差值表明磁道控制的误差。这种指示作为误差值被用在一个确保磁道控制的电机回路中。
这一系统能够删除来自第一邻磁道的串扰且确保一个磁道的磁道控制。
本发明也涉及一种对含有多条被平行记录的信息磁道的记录介质的阅读方法，每一信息可以为正值或负值，其特征在于它含有如下步骤：
-    接收至少一条第一磁道（xj）以及位于该第一磁道两边的一条第二（xj-1）和一条第三（xj+1）磁道的信号;
-    用第一磁道的信号值乘以第二磁道的信号符号来计算第一串扰系数（Cjg）;
-    用第一磁道的信号值乘以第三磁道的信号符号来计算第二串扰系数（Cjd）;
-    对第一和第二串扰系数进行滤波。
本发明还涉及一个对含有多条被平行记录的信息磁道的记录介质的阅读系统，每一信息可以为正值或负值，其特征在于它包括：
-    一个串扰估算电路，它接收至少一个直接或非直接地来自第一磁道（j）的第一信号（xj）、至少一个直接或非直接地来自位于该第一磁道（j）一侧边的第二磁道（j-1）的第二信号（xj-1）和至少一个直接或非直接地来自位于第二磁道相对应的第一磁道另一侧边的第三磁道（j+1）的第三信号（xj+1），并且通过用第一信号乘以第二信号符号来计算第一串扰系数（Cjg）且通过用第一信号乘以第三信号符号来计算第三串扰系数;
-    一个串扰修正电路（5），它直接接收第一信号、第二信号和第三信号，并且计算出被修正串扰的信号，方法是用第一信号减去第一串扰系数与第二信号的乘积和第二串扰系数与第三信号的乘积。
本发明的各种目的和特征将在下面的描述和附图中更清楚地展示，附图的表述为：
-    图1，一个磁带的记录阅读系统，其中记录用的是一个矩阵头而阅读用的是一个磁光学系统;
-    图2，一个磁道控制系统;
-    图3a到3e，一个实施本发明系统的实施例;
-    图4a、4b，一个实施例发明系统的变形实例;
-    图5和6，一些本记录介质光阅读系统的放大率的修正方法。
参照图1，首先要描述一个能应用本发明的记录阅读系统。
该系统包含有一个记录介质，如一条磁带BD。一个矩阵记录头MT1含有一个由行选择导线MT3和数据选择导线MT4控制的初级头矩阵头MT2。这个记录头能在磁带BD上记录与该矩阵头MT1的每一初级头对应的多个信息道BD1、BD2…BDn。这种记录头例如是在法国专利申请第8805592号中的那种。
在该图的右侧部分，描述了一种磁符阅读头，例如在法国专利申请第8917313中的那种。这个阅读头含有一个平行置于磁带平面上且其长度方向与磁带长度方向呈横置的磁光传感器TL1（例如克尔Kerr效应的）。一个光源TL2用一束偏振化的并穿过一个调焦系统TL3的光照射传感器TL1，以便让该光束明显地按照靠近磁带BD的传感器TL1的一个面上的一条线聚焦。经传感器TL1反射的光束出现了按磁带磁场改变的偏振。该反射的光束被一个调焦系统TL4和一个磁道控制系统TL5传送到一个含有例如电荷迁移装置CCD的光电子检测器TL6。
检测器TL6至少具有与磁带上磁道一样多的检测单元。
传感器TL1向检测器TL6反射一束事实上是由一组每束都有被磁带的磁道所引起的偏振的磁道阅读光束组成的光束。该组阅读光束被检测器TL6接收，检测器还能够检测在磁带BD的每一磁道上所读出的信息。
磁光传感器没有显露出来，它有一种连读结构，这可以分担阅读的串扰。它保持不变而由磁道控制系统TL5通过让光束偏转的方式来确保运动磁道的控制。
也可以考虑CCD沿其轴的直接的机构移动。
光学系统可以构思成使每一个读出的磁道都由一个单独的光电二极管扫描。
要注意到，最好不要移动与磁带接触的机械元件（传感器）。
磁道控制系统TL5可以如图2所示的那样被实现。它含有一个有平行面的玻璃片TL7，该片被布置成差不多与检测器TL6平行并绕一个与传感器TL1的最长长度方向垂直的轴转动。转动是通过一个电磁铁TL8和一个与玻璃片TL7连成一体的插入铁心控制的。电磁铁接收磁道控制的电信息且能给玻璃片定向，以便使来自传感器TL1的光束适时地偏向检测器TL6，并且给检测器TL6的每一个光电二极管分配一束由传感器TL1传送的磁道阅读光束。
片TL7的控制也可以用一个完整的装置保证，比如一个压电装置。
磁道的控制还可以通过彼此移动检测器TL6、光学装置TL4、传感器TL1来保证。
参照图3a，现在人们要描述一个根据本发明的修正串扰的简化系统。根据图1的阅读系统，该阅读头能够同时识别所有磁道的样值（与转动头系统相反，转动头情况下，该头的扫描精度不足）。可以想象，根据这一简化实例，来自相邻磁道的信息样值被同时处理。
再来考虑来自j-1、j行和j+1行磁道的信息，为的是人出由于j-1和j+1磁道而由j磁道接受的串扰。
在记录介质的磁道上被读出的各种信息被一个振幅控制电路1所接收，其作用将在后面展示。各个不同的信号xj-1、xj、xj+1被送到串扰估算电路2和一个串扰修正电路5。
串扰估算电路2估算j-1磁道在j磁道上以及j+1磁道在j磁道上可能存在的串扰。串扰系数C'jg（j-1磁道在j磁道上的串扰）的估算是通过用xj信号值乘以带有xj-1信号符号的单位来完成的。更简单的是，在以后就用xj信号值乘以xj-1信号符号。同样地，串扰系数C'jd（j-1在j上的串扰）的估算是通过用xj信号值乘以xj+1信号符号来完成的。
图3b给出了一个串扰估算电路的实例。在此信号xj-1、xj、xj+1是串联到达的。延迟电路20、21在阶段上重新调用这些信号，而电路22比如是ROM存储器，用来计算串扰系数C'jg和C'jd。
这样计算出的每一个串扰系数C'jg和C'jd被送到滤波器3g、3d或“平滑滤波器”，滤波器能够按时间实现其平均值Cjg或Cjd。为此，就相同磁道而言，每个系数都与以前计算的先串扰系数组合。
图3C给出了一个平滑滤波器的例子。这个滤波器被阐明例如与串扰系数C'jg有联系。一个乘法电路30用所接收到的系数C'jg乘以一个加权系数k，这个系数k小于1。其结果被送到一个加法器31，这个加法器在第二入口接收以前为相同磁道所计算出的串扰系数，该串扰系数被保留在存储器32中并且乘了一个系数1-k（乘法电路33）。这样在出口获得了一个被滤波的串扰系数Cjg。
图3d以实施例方式给出了存储电路32的构成。这个存储电路含有n个存储电路32.1到32.n。数字n是记录介质的磁道数。这样，对一个磁道的每一处理，要把以前对其它磁道所计算出的串扰系数从一条存储道移走，以便让随时给出的被计算出的一个磁道的系数Cjg进入存储器（右边）并且当电路31要接收相同磁道随后的系数C'jg时，使它按照n存储道被送至电路33和31。
把经这样滤波的串扰系数Cjg和Cjd送至串扰修正电路5。后者也接收信号xj-1、xj和xj+1且完成信号xj的串扰修正，通过下述操作：
xj-（Cjg.xj-1+Cjd.xj+1）
图3e表示一个实施串扰修正电路5的实例。该电路含有两个延迟电路50、51，它们能推迟被假设串联地接收的信号xj-1、xj、xj+1的相位。一个ROM电路52接收串扰系数Cjg和Cjd以及信号xj-1和xj+1，并提供出Cjg，xj-1+Cjd.xj+1。这一结果被送至能完成在此结果和xj信号值之间的差值运算的减法电路53。这样人们得到了在串扰方面被修正了的信号x'j。
图3a的电路能够这样在串扰方面修正信号xj。
这个电路还能计算出用于控制上述磁道控制装置TL5或检测器TL6、光学装置TL4和传感器TL1各自位置的磁道控制信号。实现这一目的要借助于一个与滤波器3g和3d出口相联的减法电路6，它能完成串扰系数之间的差值运算。为了避免串扰系数的每一个意外改变都在磁道控制装置上产生直接作用，在记录介质具有的所有n个磁道上都把差值Cjg-Cjd积分。人们得到一个能在全部磁道上获得的磁道控制信号，便产生一个对影响一个单独磁道的现象不敏感的结果。
被接收到图3a的电路中的各个不同的信号（xj）原则上带有-1或+1的值。实际上不是这样。在这些情况下，每一个显著的差值都可以使电路的功能走样。这就是为什么上面提到的振幅控制电路要把对所有磁道而言的各个不同的信号（xj）简化为一个绝对值比较值的原故。
图4a、4b表示一个实施本发明的较优的变化形式。
图4a的电路含有一个接收信号xj-1、xj、xj+1的串扰修正电路5。
串扰估算电路2被联在串扰修正电路的出口。与一个积分滤波器联结，它逆推地完成串扰系数的计算。事实上，因为串扰的计算在串扰修正电路5的出口进行。所以串扰估算电路进行的是对一个假定串扰已被修正了的信号的残留串扰的估算。电路2与图3a的电路是以同样的方式发生作用的。
被估算出的残留串扰系数ejg和ejd被送至积分滤波器4g和4d。这些滤波器连续地对串扰系数积分。
由积分滤波器完成的操作如下：
Cjg＝Cjgt-1+k'ejg
这就是说，在瞬时t，串扰系数的新的估算值等于t-1瞬时用残留误差ejg的k'部分修正的值。
它涉及到一个遵循梯度算法的适应的过程。
图4b描述了一个实现这些滤波器的实例。电路40借助一个系数k'（小于1）对残留串扰系数（ejg）进行加权。被加权的系数被送至一个加法电路41的入口，其出口经存储电路42与另一入口连接。这个存储电路比如是由象在图3d中所描述的那种电路组成的。可以看到，残留串扰系数ejg，用系数k'加权，被加到以前对相同磁道所计算的串扰系数的值上。
电路4g和4d也把串扰系数Cjg和Cjd传给扰修正电路5，这个修正电路是由与图3a和3e中电路方式一样的电路组成的，并且以同样的方式发挥作用。
图4a的电路提供修正了串扰的信号x'j。
与图3a的电路一样，图4a的电路具有电路6和7，它们从串扰系数Cjg和Cjd开始，提供一个磁道控制信号。
人们联想到，刚刚描述的磁道信号的处理可以顺序地在各个不同的磁道上实现。
另外，根据本发明的另一个方面，如果人们观察到，对于记录介质长度的全长或至少一部分上的各个不同的磁道而言，左和右串扰系数的差值变化几乎是规律的，人们就应该考虑到，阅读的光学放大率没有调整好。
根据本发明，人们准备计算在n个磁道上左和右串扰系数的差值的平均变化。计算串扰变化曲线的斜率如图5所示。
斜率的变化方向给出了放大误差的符号。
这样处理的信号被用来改变图象制作目标TL4的放大率（见图1）。
调整是用未被描述的方法完成的，即通过移动或是光学装置TL4，或是检测器TL6。
根据图6所示的一种阅读系统的近似类型，在Kerr效应装置TL1和检测器TL6之间传输的光学系统含有球面镜SP1和SP2。为了进行上述调整，未描述的方法是按所示箭头方向移动镜子SP1，或是镜子SP2。

Claims (14)

1、对含有多条被平行记录的信息磁道的记录介质的阅读方法，每一信息可以为正值或负值，其特征在于它含有如下步骤：
-接收至少一条第一磁道(xj)以及位于该第一磁道两边的一条第二磁道(xj-1)和一条第三磁道(xj+1)的信号；
-用第一磁道的信号值乘以第二磁道的信号符号来计算第一串扰系数；
-用第一磁道的信号值乘以第三磁道的信号符号来计算第二串扰系数；
-对第一和第二串扰系数进行滤波。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于它含有一个建立两串扰系数之间差值的程序步以便获得一个磁道控制的修正信号。
3、根据权利要求2的方法，其特征在于该差值被积分的操作次数明显对应于记录介质的磁道数。
4、根据权利要求1的方法，其特征在于它含有一个串扰修正程序步，作用在于用第一磁道（j）的一个信号（xj）减去被滤波的第一串扰系数（Cjg）与第二磁道的信号值（xj-1）的乘积和被滤波的第二串扰系数（Cjd）与第三磁道的信号值（xj+1）的乘积。
5、根据权利要求4的方法，其特征在于所说滤波是用一个系统k对计算出的串扰系数进行加权并把这个加权系数加到一个以前对相同磁道估算的并用一个系数1-k加权的串扰系数上。
6、根据权利要求4的方法，其特征在于它在接收信号之后有一个信号的振幅修正的先决程序以便使它们的振幅规格化。
7、根据权利要求4的方法，其特征在于其计算第一和第二串扰系数的程序步是用串扰被修正的信号来算出残留串扰系数（ejg，ejd）的，滤波是用残留串扰系数ejg、ejd的一个部分k'来实现在每一瞬时的串扰系数Cjg、Cjd的。
8、对含有多条被平行记录的信号磁道的记录介质的阅读系统，每一信息可以为正值或负值，其特征在于它包括：
-  一个串扰估算电路（2），它接收至少一个直接或非直接地来自第一磁道（j）的第一信号（xj）、至少一个直接或非直接地来自位于该第一磁道（j）一侧边的第二磁道（j-1）的第二信号（xj-1）和至少一个直接或非直接地来自位于与第二磁道相对应的第一磁道另一侧边的第三磁道（j+1）的第三信号（xj+1），并且通过用第一信号乘以第二信号符号来计算第一串扰系数（Cjg）且通过用第一信号乘以第三信号符号来计算第二串扰系数;
-  一个串扰修正电路（5），它直接接收第一信号、第二信号和第三信号，并且计算出被修正串扰的信号，方法是用经一信号减去第一串扰系数与第二信号的乘积以及第二串扰系数与第三信号的乘积。
9、根据权利要求8的系统，其特征在于它有一个在振幅上对信号修正的电路，该电路接收记录介质的信号并把它们一部分送至串扰估计电路而另一部分送至串扰修正电路。
10、根据权利要求8的系统，其特征在于它含有一个与串扰估算电路相联的减法电路，该电路接收串扰系数，并计算它们的差值且提供一个磁道控制的修正信号。
11、根据权利要求8的系统，其特征在于它在串扰估算电路（2）和串扰修正电路（5）之间有一个串扰系数的滤波电路（3g，3d）;它有一个用第一系数k（k＜1）对串扰系数进行加权的加权电路（30）并把这样加权出的系数送到一个加法电路（31）的第一入口，加法电路的出口被接回到其第二入口，中间经过一个提供以前为同一磁道所计算的串扰系数的存储电路（32）和一个用第二加权系数（1-k）进行加权的第二加权电路，这个系数和第一加权系数是互补1的数。
12、根据权利要求8的系统，其特征在于串扰估算电路（2）与串扰修正电路（5）的出口联结并且接收经串扰修正电路处理后的信号（x-j、xj、x+j）。
13、根据权利要求11的系统，其特征在于在串扰估算电路（2）和串扰修正电路（5）之间有一个串扰系数的滤波电路（4g、4d）;它包括一个接收串扰信号且用一个加权系数k对其加权的第一加权电路（40）、一个加法电路（41），其第一入口接收这一加权信号，其出口被接回到其第二入口，中间经过一个在该第二入口提供以前为同一磁道所计算的串扰系数的存储电路（42）。
14、根据权利要求8的系统，其特征在于它包括：
-  一个记录介质（BD）;
-  用来把光束传送到还把光束反传回来的记录介质上的光学装置（TL2）;
-  用来接收由记录介质反传光束的光学检测装置;
-  改变光学系统放大率的装置;
-  计算在全部磁道上串扰系数差值平均变化并且根据这一差值控制放大率调整装置的电路。
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