CN1462446A - 信号处理器和用于重现信息的设备 - Google Patents
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Abstract
信号处理器(5),用于将读取信号转换为位流,并校正违反最小流动长度约束的那个位流中的流动。信号处理器(5)包括能将从记录媒体读出的读取信号转换为位流的初步检测器(51)。信号处理器(5)进一步包括能检测位流中违反最小流动长度约束的第一违反流动Rv的违反检测器(52)。还有,信号处理器(5)包括校正装置(53),能通过切换位来校正第一违反流动Rv,该位是在第一方向上从第一位并在第二方向上从第二位选择的。校正装置(53)能进一步校正作为校正第一违反流动Rv的结果而创建的随后的违反流动Rv。校正装置(53)也许能使用正切倾角信息来决定在哪个方向上进行校正。另外,用于重现被记录于信息载体(1)上的信息的设备,该设备使用具有改进的位误差率的本发明信号处理器(5)。
Description
本发明涉及一种信号处理器,包括:
-初步检测器,能将从记录媒体读出的读取信号转换为位流;
-违反检测器(violation detector),能检测位流中违反(violate)最小流动长度(run length)约束的流动Rv;
-校正装置,能通过切换(toggle)位来校正第一违反流动Rv,该位是紧接着在违反流动Rv之前在第一方向上从第一位并且紧接着在违反流动Rv之后在第二方向上从第二位选择的。
本发明亦涉及一种用于重现被记录于信息载体上的信息的设备,该信息载体具有这样的信号处理器。
这样的处理器可从EP-A-0 821 360得知。
已知的信号处理器被设计以使用对应于第一和第二位的所述读取信号采样的瞬时振幅,从而通过切换从第一位和第二位选择的位来校正违反流动Rv,如果违反流动具有最小流动长度减一的流动长度。如果违反流动具有最小流动长度减二的流动长度,则第一位和第二位都被切换。
切换在以下意味着从+1到-1或从-1到+1改变位值。
信号处理器以流动长度受限码来使用。在这些码中,有对有相同值+1或-1的连续位的最大和最小数量的约束,有相同值的连续位被称为流动(run)。这些约束由参数d和k来表示。为了理解这些参数,首先说明将被给与一种表示数据的其它方式。数据亦可由值0和1来表示,0表示相对于先前位没有变化,1表示相对于先前位的变化。在这种情况下,参数d表示连续的0的最小数量,这样连续位+1或-1的最小数量为d+1。参数k表示连续的0的最大数量,这样连续位+1或-1的最大数量为k+1。例如,d=2的流动长度受限码表示流动长度约束为三,这样有相同值+1或-1的连续位的最小数量为三。
已知信号处理器具有这样的缺点,即这种信号处理器输出处的位流仍具有相对高的位误差率。当有最小流动长度的最小流动Rm邻接于第一违反流动Rv,并且如果校正是通过切换来自所述最小流动Rm的位来实现的,则产生新的违反流动Rv。这个新的违反流动Rv不由已知信号处理器来校正。当一系列的n个最小流动Rm邻接于第一违反流动Rv时,更坏的情况出现,并且校正朝着该系列进行。不仅邻接于第一违反流动Rv的位,而且在相同方向上邻接于该系列的所有最小流动Rm的相应位都必须被切换。这是因为,假定朝着该系列校正的决策是正确的,邻接于所有最小流动Rm的相应位被检测错误。在这种情况下,n个误差出现于该系列中。加上第一违反流动Rv的误差,这造成n+1个误差。因此n+1个位必须被切换。已知信号处理器仅切换一个位,剩下n个误差。如果已知信号处理器将实现有关数据的另一个校正操作,则仅一个误差被检测并随后被校正。仍剩下n-1个误差。为了校正所有误差,必须进行n+1次迭代。每个校正操作都花费一些时间,这是因为每次都必须决定校正第一位还是第二位。而且,不能确定最终所有误差都被校正。如果校正从第一方向开始,有可能在所述系列的最后一个校正进行之前,处理器决定在第二方向上校正违反流动Rv。这导致很消耗时间的迭代操作。
本发明的第一目的是提供一种在起始段中描述的信号处理器,其输出具有相对低的位误差率,然而该信号处理器仍具有进行校正的相对高的操作速度。
本发明的第二目的是提供一种用于重现被记录于信息载体上的信息的设备,其被提供有这样的信号处理器。
第一目的是这样实现的,即所述校正装置被设计以通过在与新违反流动相对于第一违反流动所位于的方向相同的方向上切换邻接于附加违反流动的相应位,从而校正作为校正第一违反流动Rv的结果而创建的附加违反流动Rv。本发明的信号处理器不仅切换邻接于第一违反流动Rv的位,并且如果该被切换以校正第一违反流动Rv的位属于最小流动Rm,则亦切换邻接于那个最小流动Rm的位。从切换所述最小流动Rm的所述位得到的新违反流动Rv是通过在相同方向上切换与所述新违反流动Rv相邻的位来校正的。被切换以校正新违反流动Rv的位位于与被切换以校正第一违反流动Rv的位相同的方向上。因此,如果信号处理器通过在第一方向上切换第一位来校正第一违反流动Rv并且那个位为最小流动Rm的一部分,则在第一方向上邻接于最小流动Rm的位亦被切换。
当一系列最小流动Rm邻接于第一违反流动Rv时,信号处理器通过切换那个系列的最小流动Rm的邻接位来校正误差。该信号处理器被设计以在一个操作中进行所有这些校正。不仅切换位而且切换邻接于最小流动Rm的位以校正第一违反流动Rv的效应被另外称为多米诺效应。仅当第一违反流动Rv被校正时,判断在哪个方向上校正第一违反流动Rv,随后的校正在相同方向上进行。因此,整个校正操作花费比已知处理器的所述迭代操作少的时间。在第二方向上,在第一违反流动Rv之后,一系列最小流动Rm的所有最小流动Rm被校正,不剩下误差。正常情况下,亦在第一方向上,在违反流动Rv之前,一系列的所有最小流动Rm可被校正。在第一方向上,一系列最小流动Rm被存储于例如外部数据缓冲器。数据缓冲器由信号处理器来使用,以为了能够校正已经过信号处理器的流动。数据缓冲器具有有限容量并可因此保存有限量的流动。通常,仅在极端情况下流动系列的数量超过缓冲器的容量。
如果校正装置被设计以使用正切倾角(tangential tilt)信息来校正第一违反流动Rv和所述附加违反流动Rv,这是有利的。如在已知信号处理器中的情况,当判决切换从第一位和第二位选择的位是基于对应于第一位和第二位的采样的瞬时振幅时,随机波动如噪声对该决策具有大的影响。如果做出错误的决策,则当切换一系列最小流动Rm的位时产生较多的误差。在连续流动中产生多于一个误差的情况下,显然误差源不是随机噪声。在例如用于重现被记录于光盘上的信息的设备中,一些主要失真趋向于以系统的方式影响所述读取信号。这样的失真的实例为盘的正切倾角。正切倾角以非对称方式修改光学脉冲响应,并由此以预定方式在初步检测器的输出中引入误差。在正切倾角存在的情况下,最小流动Rm的第一位具有振幅不同于最小流动Rm的最后一位。这是非对称脉冲响应的结果。因此,显然有较低相应绝对振幅的位有可能被错误检测并必须被切换。如果在连续流动中产生多于一个的误差,则正切倾角有可能为误差源。因此,使用正切倾角信息以校正第一违反流动Rv和附加违反流动Rv改进了位误差率。
在
优选实施例中,校正装置被设计以基于对应于紧接着在先前违反流动Rv之前的位的所述读取信号采样振幅而从第一平均绝对振幅、并基于对应于紧接着在先前违反流动Rv之后的位的所述读取信号采样振幅而从第二平均绝对振幅得出正切倾角信息,所述先前违反流动Rv已被违反检测器检测。不需要如正切倾角传感器的额外部件。此决策之后的比率是正切倾角导致对应于紧接着在违反流动Rv之前的相应位和紧接着在其之后的相应位的所述读取信号采样的平均绝对振幅之间的系统差。当然,这个最后的评论(remark)是关于被检测流动而不是关于信息载体上原始数据的。原始数据不具有任何违反流动Rv。
如果所述平均绝对振幅是预定数量采样的平均绝对振幅,这是有利的。如在先前段中所提及的,第一和第二平均绝对振幅给出正切倾角的指示。当使用预定数量的采样时,正切倾角在本地被确定,即在信息被读取的区域中。因为正切倾角可依赖于信息载体上信息的位置而变化,这是有利的。当使用有限数量的采样时,校正装置较快地适配于正切倾角的变化。
如果具有使用正切倾角信息以校正第一违反流动Rv的校正装置的信号处理器具有准备:如果第一违反流动Rv以具有比最小流动长度长的流动长度的流动为边界,则校正装置能在通过使用对应于第一违反流动Rv邻接位的所述读取信号采样的瞬时振幅作为决策参数来在切换第一位和第二位之间做出决策,这是有利的。最小流动Rm对周围的最小流动Rm具有影响:包围最小流动Rm的位的绝对振幅被减小。这种效应被称为符号间干扰。例如,如果第一最小流动Rm之后为第二流动Rm并且有基本的正切倾角,则第一最小Rm的最后一个位的绝对振幅可被减小并且事实上穿过该位被检测错误的水平。假定第一最小流动Rm的第一位具有被减小的绝对振幅,当第一最小流动Rm之前为第二最小流动Rm时,这种效应是类似的。如果最小流动Rm之后为比最小流动长度长的流动,作为正切倾角的结果,最小流动Rm成为违反流动Rv的概率被减小。此外,如果第一违反流动Rv以最小流动Rm为边界,则产生多于一个的误差是可能的。有可能必须被切换的位是来自最小流动Rm的位。不过,显然这不是位流中仅有的误差,这是因为最小流动Rm本身成为了违反流动Rv。这样,相同方向上的邻接位亦被切换,其一定是位流中的第二误差。在彼此跟随的多个误差的情况下,有可能误差是由系统扰动如正切倾角产生的。如果第一违反流动Rv是以具有比最小流动长度长的流动为边界的,误差作为正切倾角的结果而产生的概率比在边界最小流动Rm的情况下小。误差从随机误差如噪声产生的概率增加。因此瞬时振幅被用于进行校正。
如下为对信号处理器另外的修改,其中校正装置使用平均振幅以得到正切倾角信息。当第一违反流动Rv以最小流动Rm为边界时,并且如果第一平均绝对振幅和第二平均绝对振幅之间的差大于阈值,则校正装置能用所述平均值或否则用瞬时振幅在切换第一和第二位之间进行选择。如果所述绝对差大于阈值,则正切倾角最有可能超过预定值。在这种情况下,当正切倾角超过所述预定值时,由正切倾角导致误差的概率为相对高。则亦有可能误差作为正切倾角的结果而产生。因此,如果是那样,则基于所述绝对值的校正是相对可靠的。如果第一违反流动Rv不是以最小流动为边界,则正切倾角的影响被减小。如果是那样,则使用瞬时振幅。
本发明的第二目的是这样实现的,即用于重现被记录于信息载体上的信息设备被提供有依照本发明的信号处理器。
这样的设备通常亦包括:
能从记录载体读取信息的读取头;
能导致信息载体和记录头之间相对位移的位移装置;
能将来自读取头的信号处理为较适合于进一步处理的读取信号的预处理单元;
能解码所创建的位流的通道解码装置;
能存储位流流动的缓冲器。
使用依照本发明的信号处理器、用于重现被记录于信息载体上的信息的设备具有改进的位误差率。此外,它能以相对高的速度操作,这是因为所述信号处理器具有高的操作速度。
依照本发明的信号处理器和用于重现信息的设备的这些和其它方面从附图来看将是显然的并借助附图来说明,在其中:
图1示意性地示出具有信号处理器的所记录信息重现设备;
图2a示出采样读取信号S的过程的结果的实例;
图2b示出将读取信号S的采样转换为位流的过程的结果的实例;
图3示出信号处理器的实施例;
图4a示出有违反流动Rv的位流的实例;
图4b示出在信号处理器校正违反流动Rv之后图4a的位流的实例;
图5示出在0度正切倾角和0.7度正切倾角的情况下的读取信号的实例;
图6示出在0度正切倾角和0.7度正切倾角的情况下的读取信号的另一实例;
图7示出信号处理器实施例的决策树。
在图1中,所述设备包括用于从信息载体1读取信息的读取头3。位移装置2能产生信息载体1和读取头3之间的相对位移。读取头3的输出,模拟头信号HS,被馈给预处理器4。这个预处理器4在时间的离散时刻上采样输入并亦将该输入转换为适合于进一步处理的信号,读取信号S。典型地,预处理器4放大、采样并均衡导致读取信号S的输入。读取信号S为信号处理器5的输入。信号处理器5能将所述读取信号S转换为位流Bs。位流Bs由通道解码装置6进一步解码。
信号处理器5的简单实施例为阈检测器。阈检测器比较所述读取信号采样的振幅与阈值。如果振幅大于阈值,则阈检测器输出有值1的位。如果振幅小于阈值,则阈检测器输出有值-1的位。在图2a中,一实例示出了将模拟头信号HS转换为包含所述头信号HS采样的读取信号S的过程的结果。这个操作由预处理器4来进行。接下来,采样被阈检测器转换为位流Bs,这个过程的结果在图2b中示出。在此很显然,如果读取信号的相应采样具有比阈值Tv高的振幅,则位具有值1。以相同方式,如果读取信号的相应采样具有比阈值Tv低的振幅,则位具有值-1。在此情况下,“相应的”意味着阈检测器输出中的位对应于读取信号的采样,如果检测器用那个采样的振幅来确定那个位的值。
本发明的信号处理器5的实施例在图3中被描述。读取信号S为初步检测器51的输入。这个检测器51能将读取信号S转换为位流Bs。这能以与所述阈检测器相同的方式来实现。然而有用于将读取信号S转换为位流信号Bs的其它种类的检测器。
违反检测器装置52能检测是否有违反最小流动长度约束的位流中的流动。如果一流动违反了最小流动长度约束,则校正装置53能通过切换位来校正第一违反流动Rv,该位是从紧接着在违反流动Rv之前第一方向上第一位并且紧接着在违反流动Rv之后第二方向上第二位选择的。如果第一违反流动Rv比最小流动长度小两个位,则不必要做出切换第一和第二位之间的选择。如果是那样,显然两个周围的位都必须被切换。当然,当使用具有流动长度约束二的编码并且两个位被检测错误时,则没有违反流动Rv被检测并且没有校正。
如果第一违反流动Rv具有最小流动长度减一的流动长度,则校正装置能在第一方向上和第二方向上校正之间做出选择。如果作为在一个方向上校正第一违反流动Rv的结果,第二违反流动Rv被创建,则校正装置53能通过在相同方向上切换邻接位来校正第二违反流动Rv。此外,校正装置53能通过在相同方向上切换相应流动的邻接位来校正作为校正第一违反流动Rv的结果而被创建的附加违反流动Rv。
在图4a的实例中,假定了最小流动长度约束为三。在这个图中,“In”表示有n位长度的流动,“In+”表示有n或以上位的流动长度的流动。在位流中,由I2示出的第一违反流动被检测。做出决策以在第一违反流动Rv之后在第二方向上校正第一违反流动Rv。在图4b中,在有多米诺效应的校正装置53校正第一违反流动Rv和附加违反流动Rv之后的位流被示出。在第二方向上被切换的位由x示出。由于在第一违反流动Rv之后的下一个流动具有最小流动长度(I3),这个最小流动Rm成为第二违反流动Rv。这样,校正装置将亦切换紧接着在第二违反流动Rv之后的位以取消这个违反。这再次产生第三违反流动Rv。作为结果,紧接着在第三违反流动Rv之后的位被切换。下一个流动比最小流动长度长,由此没有更多的违反流动Rv被创建。作为结果,最后一个流动的位长度被减少一。
可在第二方向上被校正的附加创建的违反流动Rv的数量是不定的。如果第一违反流动Rv之后为一系列最小流动Rm,则校正装置53可校正所有附加创建的违反流动Rv。在第一方向上,通常所有附加创建的违反流动Rv亦可被校正。由于那些流动已经过信号处理器5,具有最小流动长度的一系列流动必须被存储于缓冲器中以在第一方向上校正所有附加创建的违反流动Rv。由于缓冲器具有有限容量,因此有对可被校正的最小流动Rm数量的限定。在正常操作中,连续的最小流动Rm的量被限定,并因此所有附加创建的违反流动Rv被校正。在一些编码方案中,有对可彼此接替的最小流动Rm的最大数量的约束。在这些方案中,信号处理器5在第一方向上没有限定。
亦有可能包围违反流动Rv的两个位都必须被切换。例如当第一违反流动Rv具有等于最小流动长度减二的流动长度时,情况是这样的。如果是那样,校正装置53能在两个方向上校正附加创建的违反流动Rv。校正装置53不必要决定在那个方向上校正,这是因为第一位和第二位都必须被切换。对于有流动长度约束二的编码,这当然不保持。在违反流动Rv具有最小流动长度减二的长度的情况下,违反检测器52不检测违反。
在图5中,竖轴的单位为信号的振幅A,水平轴的单位为采样数i。由
表示的一个信号S2表示当没有正切倾角存在时的读取信号。由
表示的另一信号S3表示存在0.7度的正切倾角时的读取信号。信号S1表示原先在信息载体1上的数据,由
表示。在这个实例中再次假定最小流动长度为三。图5中的第二流动r2为最小流动Rm。对应于那个最小流动Rm的信号S2的采样振幅示出时间上相对对称的变化。然而在正切倾角存在的情况下,产生有时间上非对称变化的信号S3。最小流动Rm的最后一位超过阈并将被检测为1。原始位模式为(I10+)-(I3)-(I3)-(I9),但信号S3的位模式将被检测为(I10+)-(I2)-(I3)-(I10)。确定了:从包围被检测第一违反流动Rv的两个位I2中,作为正切倾角结果而穿过(cross)阈的位具有读取信号S相应采样的较低平均绝对值。在正切倾角为+0.7度的情况下,紧接的随后位具有比紧接的先前位低的相应平均绝对振幅。在存在-0.7度正切倾角的情况下,紧接的先前位具有比紧接的随后位低的相应平均绝对振幅。当然,正或负的正切倾角的定义可能不同,如果是那样,对位的振幅的影响是相反的。
信号处理器5的优选实施例为图3的信号处理器5,其中校正装置53被设计以使用正切倾角信息来校正第一违反流动Rv和所述附加违反流动Rv。
更为优选的是图3的信号处理器5能基于对应于先前违反流动Rv的紧接的先前位的所述读取信号采样振幅而从第一平均绝对振幅、并基于对应于先前违反流动Rv的紧接的随后位的所述读取信号采样振幅而从第二平均绝对振幅得到正切倾角信息,所述先前违反流动Rv已被违反检测器检测。邻接位将在对应于较小平均绝对振幅的位置的方向上被切换。
正切倾角可依赖于读取头的位置。正切倾角可在读取信息载体期间变化。特征在于所述平均绝对振幅为预定数量采样的平均绝对振幅的图3的信号处理器5可在这样的情况下工作得较好。由于仅有限数量的采样被用于确定正切倾角,正切倾角局部被确定。有欲被采样数的最佳状况。如果采样过少,平均绝对振幅对随机波动如噪声变得较为敏感。如果采样过多,平均绝对振幅不足以敏感到在正切倾角发生变化。在信号处理器5的实施中,可使用适配机构。在方程1中示出一实例。
方程1 其中,
A1表示对应于邻接于第一方向上违反流动Rv的位的采样瞬时振幅的绝对值,
α为适配机构的带宽或控制适配速度的常数。
如果α取的相对小,则适配机构适配得相对快。如果α取的相对大,则适配机构适配得相对慢。在此,α的最佳值在其之间。
在图5中可从信号S2看到,对应于第一最小流动Rm最后一位的采样S2,3具有比对应于第一位的采样S2,1低的绝对振幅。这是由符号间干扰效应导致的。第二最小流动Rm影响第一最小流动Rm。在存在正切倾角的情况下,最后一位S2,3经过阈值。如果最小流动Rm以具有比最小流动长度长的流动长度的流动为边界,则有较少的符号间干扰。最小流动长度的位的相应采样具有相对高的绝对振幅。这在图6中被示出。单位和指示与在图5中一样。这样,有零度正切倾角的信号由
示出,有0.7度正切倾角的信号由
示出,而原始数据由
示出。在图6中,第一最小流动r5被具有比最小流动长度长的长度的流动包围。此外,正切倾角对第一最小流动Rm的影响小。如果以比最小流动长度长的流动为边界的第一违反流动Rv被检测,则误差可能由随机效应如噪声而创建。为了这个原因,另一实施例的图3的信号处理器5使用对应于第一违反流动Rv的邻接位的采样瞬时振幅作为切换哪个邻接位的决策参数。
图7示出图3信号处理器5的另一实施例的决策树。从点B开始,第一步St1在缓冲器中加载一流动。下一步St2检查该流动是否为第一违反流动Rv。如果该流动为第一违反流动Rv,则下一步为St3,否则下一步再次为St1。在St3中,值AAL和值AAR之间的绝对差被与阈值比较。AAL表示对应于紧接第一违反流动Rv左的位的采样平均绝对振幅。而AAR表示对应于紧接第一违反流动Rv右的位的采样平均绝对振幅。如果该差大于阈值,则下一步为St4,否则下一步为St6。在St4中,校正装置53检查第一违反流动Rv是否以最小流动Rm为边界。如果是这样,下一步为St5,否则下一步为St6。在St5中,振幅AAL和AAR被用于在第一方向上和第二方向上校正之间进行选择。如果AAL小于AAR则校正在第一方向上进行,而如果AAL大于AAR则在第二方向上进行。在St6中,对应于左和右位的采样瞬时振幅被使用。总之,瞬时振幅在两种情况下被使用。如果第一违反流动不以最小流动为边界则发生第一种情况。在此情况下,正切倾角具有小的影响。如果AAL和AAR之间的绝对差不大于预定阈值则发生第二种情况。在此情况下可得出结论,没有或几乎没有正切倾角。因此,正切倾角信息不对在哪个方向上进行校正的校正决策有贡献。
既然本发明的信号处理器5和设备已参照其几个实施例被描述,应理解该实施例不是限定性实例。这样,对于本领域的技术人员来说,各种修改可能是显然的,而无需背离如在权利要求中所限定的本发明的范围。另外,本发明存在于每个和所有特征以及特征的组合中。
Claims (7)
1.信号处理器(5),包括:
-初步检测器(51),能将从记录媒体读出的读取信号转换为位流;
-违反检测器(52),能检测位流中违反最小流动长度约束的流动Rv;
-校正装置(53),能通过切换位来校正第一违反流动Rv,该位是在紧接着在违反流动Rv之前第一方向上从第一位并且在紧接着在违反流动Rv之后第二方向上从第二位选择的,
特征在于,所述校正装置(53)被设计以通过在与新违反流动相对于第一违反流动所位于的方向相同的方向上切换邻接于附加违反流动的相应位,从而校正作为校正第一违反流动Rv的结果而创建的附加违反流动Rv。
2.权利要求1的信号处理器(5),特征在于校正装置(53)被设计以使用正切倾角来校正第一违反流动Rv和所述附加违反流动Rv。
3.权利要求2的信号处理器(5),特征在于校正装置(53)被设计以基于对应于紧接着在先前违反流动Rv之前的位的所述读取信号采样振幅而从第一平均绝对振幅、并基于对应于紧接着在先前违反流动Rv之后的位的所述读取信号采样振幅而从第二平均绝对振幅得出正切倾角信息,所述先前违反流动Rv已被违反检测器(52)检测。
4.权利要求3的信号处理器(5),特征在于所述平均绝对振幅为预定数量采样的平均绝对振幅。
5.权利要求2的信号处理器(5),特征在于如果第一违反流动Rv以具有比最小流动长度长的流动长度的流动为边界,则校正装置(53)能使用对应于第一违反流动Rv邻接位的所述读取信号采样的瞬时振幅作为决策参数,做出通过切换第一位和通过切换第二位来校正之间的决策。
6.权利要求3的信号处理器(5),特征在于如果第一违反流动Rv以最小流动为边界,并且如果第一平均绝对振幅和第二平均绝对振幅之间的绝对差大于阈值,则校正装置(53)能使用所述平均值、在其他情况下使用瞬时振幅,来在切换第一位和第二位之间进行选择。
7.一种用于重现被记录于信息载体(1)上的信息的设备,被提供有权利要求1的信号处理器(5)。
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