CN1492430A - 多值数据记录和再现装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种多值数据记录和再现装置，当从通过调制光学信息记录媒体上的记录标记的区域而使电平多值化了的再现信号再现信息时，能通过波形均衡，准确地消除代码之间的干扰。所述多值数据记录和再现装置由多值数据检测电路来实现，所述多值数据检测电路控制光学信息记录媒体上的多值(0、1、2、......、(m－1)：m是大于等于3的整数)数据来改变记录标记的大小，通过对用光点扫描记录标记而获得的信号的预定信号处理检测多值数据。所述多值数据检测电路包括：预测器，预测性地确定多值数据；延迟单元，将预定信号处理延迟由预测器的预测确定所要求的时间周期；确定器，根据作为来自预测器的预测结果的预测数据，通过波形均衡来确定多值数据。

Description

多值数据记录和再现装置

技术领域

本发明涉及一种多值数据记录和再现装置，诸如光盘装置，能有效地用来在记录媒体(诸如光盘)上记录和再现多值数据。

背景技术

传统的光学记录和再现系统是光盘系统，用激光器作为光源，用位串执行记录和再现，包括被视为部分响应数字传输路径的记录系统和再现系统。记录系统包括：调制编码器，将初始数据调制为二进制数据；记录均衡器，产生二进制中间数据用来限制记录系统和再现系统之间的误差传输；和半导体激光器驱动电路。再现系统包括：读出放大器；波形均衡器，与记录均衡器同步区别二进制中间数据和多值信号；均衡器控制装置，控制波形均衡器的系数，以便自动地将波形均衡器的特性最优化；和解调编码器，从区分出的二进制中间数据再现初始数据。日本专利特许公开专利申请No.2-312018公开了记录和再现多值信号的上述光学记录和再现系统的一个实例。

在这种光学记录和再现系统中，记录均衡器可以由模(modulo)加法器电路形成，波形均衡器可以由模数加法器电路和多值电平确定系统形成，所述多值电平确定系统有可随着均衡器控制装置变化的抽头。波形均衡器的多电平确定系统可以由具有可变抽头系统的再现波形均衡滤波器和多值电平识别器形成。

而且，所提出的信息记录方法用来在光学信息记录媒体的信息轨道上记录多值信息。在这些方法中，通过在跟踪方向信息坑长度与跟踪方向上信息坑相对于再现光点的位移量的各种组合，执行多值信息的记录。而且，已经提出了与这些方法相适应的信息再现装置。这些信息再现装置均包括多分光电检测器、存储单元和信息识别器。在这种信息再现装置中，多分光电检测器检测从光学信息记录媒体反射或透过光学信息记录媒体的再现光通量。存储单元存储相应于多值信息的信息坑的所有光量(light quantity)和光分布，所述多值信息由跟踪方向上预定信息的坑长度与预定的信息坑相对于再现光点的位置的组合来表示。信息识别器通过存储在存储单元中的光量与光分布的关系来识别每个信息坑的信息。日本专利特许公开专利申请No.5-128530公开了上述类型的信息再现装置的一个实例。

然而，上述的光学记录和再现系统、上述信息记录方法和上述信息再现装置有几个问题。

上述光学记录和再现系统利用多值电平确定系统和模数加法器电路作为波形均衡器。如图17所示，多值电平确定系统和模数加法器电路有可随着均衡器装置而改变的抽头，所以可消除代码之间的干扰，可高精度地再现信息。在该电路结构中，执行波形均衡作为对输入信号的线性运算(线性函数)。

图18说明了多值记录操作的一个实例，其中，记录标记的面积占用率相对于被称为“单元(cell)”的单位面积而变化。该操作下文中称为“区域调制(area modulation)”。

用每个记录标记，反射率低于未记录区域的反射率(即，“高-低记录”)，如图18所示，单元中不存在记录标记的区域中的再现信号的信号输出值(在波形均衡之前)用编号为①、②和③的标记●来表示。即使单元中记录标记占用率相同，由于用①、②和③表示的每个相邻记录标记的占用率之间的差异，信号输出值之间也是有差别的。这是因为记录和再现点的直径DM与单元长度(以图18所示箭头方向执行扫描的记录和再现点的时间周期)之间的关系是DM＞CL。这样，信号输出值之间的差可以看作代码之间的干扰。

现在看图19A到21B，描述代码间的干扰和每个相邻记录标记的占用率之间的关系。

图19A和图19B说明了位于主题单元前后的单元中没执行记录的情形(在下文中，该情形称为“孤波”情形)。图20A和20B说明了位于主题单元前后的单元具有与主题单元的记录标记占用率相同的记录标记占用率的情形(下文中，该情形称为“连续波”情形)。图21A和21B说明了位于主题单元前后的单元有最高记录标记占用率的情形。

曲线图19A、20A和21A中的多值电平(0到7)表示记录标记占用率。更具体地说，多值电平“0”表示单元的未记录状态，多值电平“7”表示具有最高记录标记占用率的单元的状态。其中，多值记录是八进制记录，而且，每个曲线有代表在波形均衡操作之前测得的值的多个●标记，用实线代表目标值。每个目标值都是算得的值，代表当用图17所示的电路执行波形均衡操作时，可以完全消除波形干扰的情形。

如图19A所示，测得的值和目标值之间的差相对于各个多值电平表现出线性比例关系(线性关系)，可以通过波形均衡，改变性线运算的均衡系数(等同于图17中的常数C0到C4)来校正所述的差。

对于图20A，测得的值基本与目标值相同，这样，可以通过波形均衡来消除代码之间的干扰。

另一方面，如图21A所示，测得的值与目标值之间的差在多电平0到2的区域中是大的，不表现出相对于多值电平的线性比例关系。这证明不能用图17所示的电路完全消除波形干扰。如上所述，在波形干扰包含没有线性影响的分量的情况下(例如，用参考图18所述的“区域调制”技术进行多值记录的情况)，问题是无法用波形均衡充分消除干扰。

为了解决在代码之间的干扰包含没有线性影响的分量的情况下(例如，用参考图18所述的“区域调制”技术进行多值记录的情况)，上述信息记录方法和信息再现装置不能用波形均衡完全消除干扰这一问题，预先通过所有的组合模式学习波形干扰的影响，对波形均衡操作加以校正，用模仿人类信息处理机制的神经网络作为使学习过程中的每个波形均衡误差最小的方式。

然而，要求相当的时间周期来确定收敛条件，使每个记录标记的误差最小。结果，在通过再现插在数据区域中的学习区域再现未知数据区域的情况下，虽然提高了数据再现的可靠性，但是，不能提高数据再现速度。

发明内容

本发明的总目的是提供一种多值数据记录和再现装置及方法，消除上述缺点。

本发明的更具体的目的是提供一种多值数据记录和再现装置，当从具有多值电平的再现信号再现信息时，可以通过波形均衡操作，准确地消除代码之间的干扰。多值数据记录和再现装置调制光学信息记录媒体上的记录标记区域，以再现多值信息。

本发明的上述目的由多值数据记录和再现装置来实现，按照光学信息记录媒体上的多值(0、1、2、……、(m-1)：m是大于等于3的整数)数据来改变记录标记的大小，通过对信号的预定信号处理来检测多值数据，通过用光点扫描记录标记获得所述信号。多值数据记录和再现装置包括：预测器，预测性地确定多值数据；延迟单元，将预定信号处理延迟一定的时间周期，即预测器的预测确定所要求的时间周期；和确定器，根据作为来自预测器的预测结果的预测数据，通过波形均衡来确定多值数据。

多值数据记录和再现装置还可包括波形均衡系数学习单元，再现光学信息记录媒体上预先记录有已知多值数据的区域，确定预测波形均衡系数，使由预测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差，还确定检测波形均衡系数，使由检测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差。其中，为3个或3个以上顺序记录标记的每种组合模式确定检测波形均衡系数，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值、主题记录标记的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值。

多值数据记录和再现装置还可包括多值数据检测阈值学习单元，该单元确定预测阈值，预测阈值是用于根据用预测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，预测多值数据的多值数据检测阈值，多值数据检测阈值学习单元还确定检测阈值，检测阈值是用于根据检测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，最终检测多值数据的多值数据检测阈值。

多值数据记录和再现装置还可包括最终确定单元：当根据预测波形均衡系数、检测波形均衡系数、预测阈值和检测阈值，通过信号处理再现光学信息记录媒体上的未知多值记录数据时，在用只预测波形均衡电路执行波形均衡之后，预测性地确定多值数据；在参考3个或3个以上顺序记录标记的组合模式，按照检测波形均衡电路预测的组合模式设定的均衡条件下，执行波形均衡，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的预测值、主题记录标记的预测值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的预测值；从通过波形均衡进行信号处理的再现信号最终检测多值数据。其中，预测值包括在通过预测确定多值数据而获得的预测数据中。

在多值数据记录和再现装置中，每项多值数据的信号输出的目标值可以是信号输出值，能通过再现在波形均衡之前就包含相同多值数据的3个或3个以上顺序记录标记串来获得所述信号输出值。

在多值数据记录和再现装置中，预测波形均衡电路可以是模数加法器电路，包括3个或3个以上的抽头。其中，模数加法器电路由基于以下方程进行运算的电路来实现：

$\mathrm{EQ}\left(n\right)=D\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D\left(n\right)-D(n-i)\}\×\mathrm{Cj}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D(n)代表对第n个记录标记执行波形均衡操作之前的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj代表预测波形均衡系数，EQ(n)代表波形均衡操作之后的信号输出。

在多值数据记录和再现装置中，检测波形均衡电路可以是包括3个或3个以上抽头的模数加法器电路。其中，模数加法器电路由基于以下方程运算的电路形成：

${\mathrm{EQ}}^{\′}\left(n\right)=D^{\′}\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D^{\′}\left(n\right)-D^{\′}(n-j)\}\×{\mathrm{Cj}}^{\′}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D′(n)代表对第n个记录标记执行初始波形均衡操作之后的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj′代表检测波形均衡系数，EQ′(n)代表后面的(late)波形均衡操作之后的信号输出。

在多值数据记录和再现装置中，预先记录的已知多值数据串可以由多值数据串形成，其中重复记录了包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合。光学信息记录媒体可以有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域。其中，记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现。

在多值数据记录和再现装置中，预先记录的已知多值数据可以由以下两个数据串形成，即，包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合的数据串，和其中重复记录3个或3个以上顺序记录标记串的模式的数据串，所述顺序记录标记串包括每项记录数据的信号输出的目标值相同的多值数据。其中，光学信息记录媒体具有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域。记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现。

在多值数据记录和再现装置中，可以从以下方程的δ(n)来确定检测波形均衡系数Cj′：

Cj′＝Ci-δ(n)×Sj×{D(n)-D(n-i)}×G

其中，δ(n)代表对第n个记录标记执行预测波形均衡操作之后目标值和再现信号之间的误差。Cj代表预测波形均衡系数，G代表收敛增益(convergence gain)，Sj等于Cj/∑|Cj|(|Cj|是Cj的绝对值)，从项{D(n)-D(n-i)}产生的误差随着均衡系数Cj呈比例变化。

在多值数据记录和再现装置中，可以确定收敛增益G，使检测波形均衡操作之后目标值与每个信号输出之间的误差最小。

在多值数据记录和再现装置中，可以预先在光学信息记录媒体上记录预测波形均衡系数的初始值作为系统信息。

在多值数据记录和再现装置中，可以将预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值记录为多值记录数据，所述多值记录数据具有的值数小于记录在数据区域中的多值数据的值的数目。

在多值数据记录和再现装置中，可以再现预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值和预先记录有已知多值数据的区域，然后确定预测均衡系数，使得目标值与每项多值数据的信号输出之间的误差最小。

本发明的上述目的也可由记录标记的大小随光学信息记录媒体上的多值(0、1、2、……、(m-1)：m是等于或大于3的整数)数据变化的多值数据记录和再现装置来实现，它通过对信号进行预定信号处理检测多值数据，用光点扫描记录标记而获得所述信号。该多值数据记录和再现装置包括：预测器，预测性地确定多值数据；延迟单元，将预定信号处理延迟预测器预测确定所要求的时间周期；和确定器，根据作为来自预测器的预测结果的预测数据，通过波形均衡，确定多值数据。其中，串行重复地排列延迟单元和确定器的组合，使得波形均衡一直重复到多值数据的确定结果收敛，将来自确定器的确定结果用作预测数据。

多值数据记录和再现装置还可包括检测波形均衡系数学习单元，再现光学信息记录媒体上预先记录有已知多值数据的区域，确定预测波形均衡系数，使由预测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差，还确定检测波形均衡系数，使由检测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差。其中，为3个或3个以上顺序记录标记的每种组合模式确定检测波形均衡系数，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值的组合，但是排除所要再现的记录标记的任何已知数据值。

多值数据记录和再现装置还可包括多值数据检测阈值学习单元，该单元用于确定预测阈值，预测阈值是用于根据用预测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，预测多值数据的多值数据检测阈值，多值数据检测阈值学习单元还用于确定检测阈值，检测阈值是用于根据检测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，最终检测多值数据的多值数据检测阈值。其中，检测阈值的确定基于检测波形均衡电路只进行了一次信号处理的信号输出值。

多值数据记录和再现装置还可包括重复处理单元：当根据预测波形均衡系数、检测波形均衡系数、预测阈值和检测阈值，通过信号处理从光学信息记录媒体再现未知多值记录数据时，在波形均衡操作之后，用只预测波形均衡电路预测性地确定多值数据；在参考3个或3个以上顺序记录标记的组合模式，按照检测波形均衡电路预测的组合模式设定的均衡条件下，执行波形均衡，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的预测值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的预测值，但是排除通过预测确定获得的预测数据中要再现的主题记录标记的任何已知数据值；用通过波形均衡进行信号处理的再现信号，检测多值数据；用多值的确定结果作为预测数据直到多值数据的确定结果收敛，重复波形均衡。

在多值数据记录和再现装置中，每项多值数据的信号输出的目标值可以是信号输出值，可以通过再现在波形均衡之前包含相同多值数据的3个或3个以上顺序记录标记串获得所述信号输出值。

在多值数据记录和再现装置中，预测波形均衡电路可以是模数加法器电路，包括3个或3个以上的抽头。其中，模数加法器电路由基于以下方程进行运算的电路形成：

$\mathrm{EQ}\left(n\right)=D\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D\left(n\right)-D(n-i)\}\×\mathrm{Cj}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D(n)代表对第n个记录标记执行波形均衡操作之前的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj代表预测波形均衡系数，EQ(n)代表波形均衡操作之后的信号输出。

在多值数据记录和再现装置中，检测波形均衡电路可以是包括3个或3个以上抽头的模数加法器电路。其中，模数加法器电路由基于以下方程运算的电路形成：

${\mathrm{EQ}}^{\′}\left(n\right)=D^{\′}\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D^{\′}\left(n\right)-D^{\′}(n-j)\}\×{\mathrm{Cj}}^{\′}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D′(n)代表对第n个记录标记执行初始波形均衡操作之后的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj′代表检测波形均衡系数，EQ′(n)代表后面的波形均衡操作之后的信号输出。

在多值数据记录和再现装置中，预先记录的已知多值数据串可以由多值数据串形成，其中重复记录了包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合。光学信息记录媒体可以有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域。其中，记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现。当确定要再现的多值数据时，通过统计运算来更新学习信息，其中，将最新的学习结果添加到已经记录和再现的学习结果上。

在多值数据记录和再现装置中，预先记录的已知多值数据可以由下列数据串形成，即，包含3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合的数据串，和其中重复记录3个或3个以上顺序记录标记串的模式的数据串，所述顺序记录标记串包括每项记录数据的信号输出的目标值相同的多值数据。其中，光学信息记录媒体具有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域。记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现。当确定要再现的多值数据时，通过统计运算来更新学习信息，其中，将最新的学习结果添加到已经记录和再现的学习结果上。

在多值数据记录和再现装置中，可以从以下方程的δ(n)来确定检测波形均衡系数Cj′：

Cj′＝Ci-δ(n)×Sj×{D(n)-D(n-i)}×G

其中，δ(n)代表对第n个记录标记执行预测波形均衡操作之后目标值和再现信号之间的误差。Cj代表预测波形均衡系数，G代表收敛增益，Sj等于Cj/∑|Cj|(|Cj|是Cj的绝对值)，从项{D(n)-D(n-i)产生的误差随着均衡系数Cj呈比例的变化。

在多值数据记录和再现装置中，可以确定收敛增益G，使得检测波形均衡操作之后目标值与每个信号输出之间的误差最小。

在多值数据记录和再现装置中，可以在光学信息记录媒体上预先记录预测波形均衡系数的初始值作为系统信息。

在多值数据记录和再现装置中，可以将预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值记录为多值记录数据，所述多值记录数据的值的数目小于记录在数据区域中的多值数据的值的数目。

在多值数据记录和再现装置中，可以再现预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值和预先记录有已知多值数据的区域，可以确定预测均衡系数，使得目标值和每项多值数据的信号输出之间的误差最小。

结合附图，从下文的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将更加明了。

附图说明

图1说明了根据本发明的多值数据记录和再现装置的一个实施例的多值数据检测电路的结构；

图2是说明在八进制记录波形均衡的情况下收敛状态的图；

图3是说明在八进制记录波形均衡的情况下收敛状态的另一个图；

图4是说明根据本发明的波形均衡器的结构的框图；

图5是说明利用图1所示多值数据检测电路的信息记录和再现电路的结构的框图；

图6说明了记录在图1所示的光学信息记录媒体上的记录数据的格式；

图7是在图1所示多值数据检测电路中学习预测均衡系数的运算算法的流程图；

图8是在图1所示的多值数据检测电路中学习检测均衡系数的运算算法的流程图；

图9显示了图1所示多值数据检测电路在检测波形均衡中使用的均衡系数的列表；

图10是图1所示多值数据检测电路中再现未知数据的运算算法的流程图；

图11说明了用图1所示的多值数据检测电路进行波形均衡之前，各个多值电平的再现信号的分布；

图12说明了用图1所示的多值数据检测电路进行预测波形均衡之后，各个多值电平的再现信号的分布；

图13说明了用图1所示的多值数据检测电路进行检测波形均衡之后，各个多值电平的再现信号的分布；

图14说明了本发明的多值数据记录和再现装置的另一实施例的多值数据检测电路的结构；

图15显示了在图14所示多值数据检测电路中使用的均衡系数的列表；

图16是图14所示多值数据检测电路中再现未知数据的运算算法的流程图；

图17是说明传统波形均衡器的结构的框图；

图18说明了通过改变相对于被称为“单元”的单位区域的记录标记的面积占用率，实现多值记录的实例；

图19A和19B说明了位于主题单元前后的单元尚未执行记录的情形；

图20A和20B说明了位于主题单元前后的单元具有与主题单元的记录标记占用率相同的记录标记占用率的情形；和

图21A和21B说明了位于主题单元前后的单元具有最高记录标记占用率的情形。

具体实施方式

下面，参考附图描述本发明的实施例。

如背景技术中所描述的那样，在波形干扰包含没有线性影响的分量的情况下(图18所示用“区域调制”技术的多值记录)，传统的波形均衡操作无法通过波形均衡充分地消除波形干扰。如参考图19A到21B所述，代码之间的干扰表现出多种程度的干扰，这取决于位于主题记录标记(subjectrecording mark)前后的记录标记的状态，所述主题记录标记作为再现的对象。

为了解决这个问题，按照位于主题记录标记前后的记录标记的状态和影响程度，重复检测波形均衡操作，所述主题记录标记是再现的对象。这样，必须预测多值数据。然而，由于在波形均衡之前来自再现信号的多值数据有些不清楚，所以，必须执行操作以便提高数据预测的准确性。随着提高数据预测准确性的操作，对再现信号执行使用固定均衡常数的波形均衡操作，以便可以从再现信号准确地预测多值数据。

为了按照位于主题记录标记前后的记录标记的状态和影响程度来执行波形均衡操作，必须为3个或3个以上的组合模式都设定均衡条件，所述主记录村记是再现的对象，所述组合模式包括主题记录标记前的记录标记串、主题记录标记和主题记录标记后的记录标记串。

例如，当记录和再现点位于主题记录标记中心时，记录和再现点的直径BD与单元长度CL之间的关系约为BD＝2×CL时，记录和再现点在3个记录标记上。因而，必须从预测的多值数据，在3种组合模式中，参照用于波形均衡的均衡系数使波形均衡条件最佳，在最佳的波形均衡条件下执行检测波形均衡。

按照光学信息记录装置之间记录条件的变化和记录媒体之间记录灵敏度的改变，上述波形均衡条件可以随着信息记录装置与光学信息记录媒体的组合而改变。

因而，根据本发明，为了有效地提高波形均衡性能，必须预先再现已知多值数据区域，学习预测波形均衡条件和检测波形均衡条件，然后根据学习结果再现未知的多值数据。

图1说明了根据本发明的多值数据记录和再现装置的一个实施例的多值数据检测电路的结构。

多值数据检测电路包括：预测波形均衡器11；预测器1，从进行了预测波形均衡的再现信号预测多值数据；检测波形均衡器31；和确定器3，从进行了检测波形均衡的再现信号预测多值数据。

用该电路结构，学习波形均衡的条件，再现未知数据。

在该电路结构中，初始均衡系数预先记录在光学信息记录媒体上，以便在预测波形均衡中获得更高的效率。这样，可以消除由于光学信息记录媒体之间均衡系数变化要求很长学习时间的问题。

而且，为了提高预测结果的准确性，从多值记录的再现信号产生波形均衡的收敛目标值。因此，即使再现信号随着诸如反射率改变或记录灵敏度改变的改变而波动，也有可能预测随着再现信号波动而波动的多值数据。

为了学习目标值，考虑到波形均衡的特性，用下面的模式较好。

图2和3是说明执行八进制记录波形均衡的情况下收敛状态的图。

记录和再现点直径BD和单元长度CL之间的关系大致表达为等式：BD＝2×CL。从图2和3可见，每项多值数据的收敛值是由(000)、(111)、(222)、(333)、(444)、(555)、(666)和(777)构成的(x，y，z)的组合模式的再现信号值，其中，x代表主题记录标记前面(preceding)的多值数据，y代表主题记录标记的多值数据，z代表跟随(following)主题记录标记的多值数据。

根据上述原理，可以通过以(000)到(777)这8个模式的组合形式记录多值数据的模式，简单地确定目标值。

在八进制记录的情况下，(x，y，z)的组合模式总数是8³＝512。因此，可以只从8个模式的组合学习目标值，还很有效。其中，“0”代表没有记录标记的单元，“7”代表记录了最大记录标记的单元。

为了有效地将多值数据收敛到8个目标值，用图4所示的波形均衡电路代替图17所示现有技术的波形均衡电路。

图4所示的波形均衡电路有5-抽头结构。该结构设计用来消除主题记录标记前面两个记录标记和后面两个记录标记，即总计4个记录标记的波形干扰。

如上所述，当记录和再现点位于主题记录标记中心并在3个记录标记上时，主题记录标记接收代码之间的干扰，该干扰是来自位于主题记录标记前后的两个记录标记的影响。然而，为了用波形均衡器提高校正准确度，用5-抽头结构更好，能减小来自主题记录标记前后记录标记的干扰。

在图4所示的结构中，当5个连续的单元有相同的多值数据时，4个差计算器42a到42d的所有输出都是“0”。

结果，当目标值(x，y，z)的组合是x＝y＝z时(是学习目标值的模式)，4个差计算器42a到42d的所有输出都是“0”，与波形均衡系数的值无关。因此，图4所示的结构起波形均衡器的作用，收敛在目标值上。

而且，该波形均衡电路有4个均衡系数，这比在图17所示的传统电路中使用的5个均衡系数少一个。因此，该结构更大的优点在于学习均衡系数的计算步骤更少。

下面，描述用信息记录和再现电路进行的多值数据信号的记录和再现，利用图1的多值数据检测电路。

图5是说明信息记录和再现电路的结构的框图，利用了图1的多值数据检测电路。该信息记录和再现电路在光学信息记录媒体50上执行数据记录和再现，包括拾取头51、LD驱动信号发生器52、多值数据转换器53、信息数据发生器54、光电检测器55、AGC控制器56、同步信号单元检测电路57、取样信号发生电路58、量子AD转换器59和多值信号存储器60。

信息数据发生器54产生将要记录在光学信息记录媒体50上的数字数据，多值数据转换器53将多值数据转换为八进制值。

如果数字数据是例如“001101010”，多值数据转换器53就将数字数据的3个数码(figures)都转换为一个八进制数字，产生八进制数据“152”。根据八进制数据，产生将要用LD驱动器信号发生器52记录的记录脉冲图形，驱动拾取头51的半导体激光源(LD)，使得拾取头51将激光束L聚集到旋转着的光学信息记录媒体50上。这样，在光学信息记录媒体50上执行光学记录。

光学信息记录媒体50可以是CD-R盘，在上面用的是诸如“一次写入”材料的涂料，还可以是CD-RW，在上面用的是可重写相变材料。

图6说明了图1所示的光学信息记录媒体50的记录数据格式。

如图6所示，光学信息记录媒体50的记录数据格式包括称为“扇区”的单元块，诸如“学习扇区”和“数据扇区1到N”。每个扇区由扇区标记、同步信号区域、地址区域和多值数据区域构成。

扇区标记表示扇区的开始，由不出现在数据区域中的模式(未示出)形成，诸如“00000000777777”。

同步信号区域由重复模式(未示出)形成，诸如“070707070707070707…”。当将多值数据量化时，重复模式用作取样时钟。地址区域表示扇区的地址，地址记录为多值数据。

为了再现信号，将激光聚集在旋转着的光学信息记录媒体50上，用光电检测器55将反射回来的反射光光电转换为电信号。然后，AGC控制器56从再现信号检测扇区标记，还检测扇区标记的最大信号值“00000000”和最小信号值“77777777”。然后，AGC控制器56执行自动增益控制(AGC)，以便稳定幅度(即，最大信号值和最小信号值之间的差)。执行AGC用来校正再现信号，防止由光学信息记录媒体50造成的反射率变化所致的错误多值确定。

下面，同步信号单元检测电路57检测同步信号区域。根据同步信号，取样信号发生电路58产生定时信号。然后，量子AD转换器59用定时信号将多值信号量化(模-数转换)(以便取样保持单元中心的再现信号)。量化后的多值信号顺次记录在多值信号存储器60中。顺序读取记录在多值信号存储器60中的信号，并作为量化后的再现信号输入到图1所示的多值数据检测电路中。在波形均衡和多值确定中利用这些信号。

下面，描述多值数据检测电路中学习预测均衡系数的过程。

图1的初始步骤单元(即，预测波形均衡器11和多值数据预测器16)用作用于预测波形均衡的电路结构。而且，在这里利用具有图4所示电路结构的波形均衡器。

图4所示的波形均衡器根据下面的方程(7)执行计算操作：

EQ(n)＝D(n)+{D(n)-D(n-2)}×C0+{D(n)-D(n-1)}×C1+{D(n)-D(n+1)}×C2+{D(n)-D(n+2)}×C3              …(7)

该方程中，D(n)代表第n个单元的再现信号，EQ(n)代表预测波形均衡操作之后的信号输出值，C0到C3代表均衡系数。这些均衡系数是固定的系数，与多值数据模式无关。

图7是学习预测均衡系数的运算算法的流程图。

已知的数据信号对这N个连续的数据扇区都有一个学习扇区，如图6的格式所示。学习扇区中的多值数据是已知数据。

已知数据由重复记录有所有组合模式(512-8＝504种模式)和目标值模式的数据形成。初始均衡系数预先记录在与数据记录区域分开的区域中，通过再现分开的区域获得信息。

然而，如果波形均衡操作没有最优化，就无法检测准确的多值数据。因而，更优选的是，将初始均衡系数记录为二进制信息，使得可以准确地获得初始系数。

重复预测均衡系数的确定，直到相对于目标信号的误差等于或小于预定的值(T0)。为了计算误差，必须获得关于已知数据的多值数据排列的信息。关于已知数据的排列的信息记录在图5所示信息记录和再现装置的存储器(未示出)中，用于记录和再现所学习的数据。图5所示的多值信号存储器60的数据容量必须等于或大于相应于确定均衡系数所要求的时间周期的大小。有了足够大的数据容量，可以临时存储要在预测均衡系数确定操作和接下来的检测均衡系数确定操作期间再现的未知多值数据，可以连续执行数据处理。在预测均衡系数确定之后，一收到完成预测均衡系数确定的通知，就开始学习检测均衡系数。

再现未知数据时，将学习结果(即，确定的预测均衡系数C0、C1、C2和C3)设定到图1所示的预测均衡系数计算器12，然后，进行波形均衡。在检测波形均衡中利用的预测数据是多值数据预测器16获得的多值数据，多值数据预测器16转换进行预测波形均衡的信号。这里，阈值的确定是从测得的目标值数据确定的。目标值记录在预测阈值发生器17中，由多值数据预测器16用作阈值信息。

每次再现图6所示的学习扇区时，更新学习结果(即，预测均衡系数C0、C1、C2和C3以及基于目标值的多值数据确定阈值)，将学习结果用于再现未知多值数据。

下面，描述在多值数据检测电路中学习检测均衡系数的过程。

图1的后面的单元(latter unit)(即，检测波形均衡器31和多值数据检测器34)用作用于检测波形均衡的电路结构。而且，这里使用具有图4所示电路结构的波形均衡器。

图4所示的波形均衡器根据下面的方程(8)执行计算操作：

EQ′(n)＝D(n)+{D(n)-D(n-2)}×C0(I，J，K)+{D(n)-D(n-1)}×C1(I，J，K)+{D(n)-D(n+1)}×C2(I，J，K)+{D(n)-D(n+2)}×C3(I，J，K)     …(8)

该方程中，D(n)代表第n个单元的再现信号，EQ′(n)代表检测波形均衡操作之后的信号输出值。其中，C0(I，J，K)、C1(I，J，K)、C2(I，J，K)和C3(I，J，K)代表相应于各个模式(I，J，K)的均衡系数。而且，I代表第(n-1)项的多值数据，J代表第n项的多值数据，K代表第(n+1)项的多值数据。

图8是学习检测均衡系数的运算算法的流程图。

已知数据信号都有图6所示的格式，这与预测波形均衡中相同。已知数据由重复记录有所有组合模式(512-8＝504种模式)和目标值模式的数据形成。

为了再现已知数据和计算波形均衡系数以便将EQ′(n)的值收敛到目标值上，必须根据方程(7)计算最少4个连续单元的结果，例如，EQ(n-2)、EQ(n-1)、EQ(n)和EQ(n+1)的结果。因而，必须解联立方程，并获得512种模式(xyz)中每一种的最佳波形均衡系数。这就造成了大量的计算，要求很长的时间周期用来学习。

然而，相对于预测波形均衡中产生的目标值的误差与根据方程(7)在预测波形均衡中确定的均衡系数C0、C1、C2和C3成正比例。

因此，当再现第n项多值数据时相对于相应目标值的误差为δ(n)时，可以建立下面的方程(9)到(12)。

从项{D(n)-D(n-2)}∝C0/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}×(n)…(9)产生的误差。

从项{D(n)-D(n-1)}∝C1/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}×(n)…(10)产生的误差。

从项{D(n)-D(n+1)}∝C2/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}×(n)…(11)产生的误差。

从项{D(n)-D(n+2)}∝C3/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}×(n)…(12)产生的误差。

从上述方程(9)到(12)，确定再现第n项多值数据时相对于相应目标值的误差δ(n)。而且，可以用误差δ(n)和预测均衡系数C0、C1、C2和C3，以下面的方程(13)到(16)计算检测波形均衡中的最佳均衡系数C0(I，J，K)、C1(I，J，K)、C2(I，J，K)和C3(I，J，K)。应当注意，I代表第(n-1)项多值数据，J代表第n项多值数据，K代表第(n+1)项多值数据。

C0(I，J，K)＝C0-(n)×S0×{D(n)-D(n-2)}×G    …(13)

C1(I，J，K)＝C1-(n)×S1×{D(n)-D(n-1)}×G    …(14)

C2(I，J，K)＝C2-(n)×S2×{D(n)-D(n+1)}×G    …(15)

C3(I，J，K)＝C3-(n)×S3×{D(n)-D(n+2)}×G    …(16)

在上述方程中，G代表收敛增益。而且，S0、S1、S2和S3由下面的方程(17)到(20)来定义，这时，|P|代表P的绝对值。

S0＝C0/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}           …(17)

S1＝C1/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}           …(18)

S2＝C2/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}           …(19)

S3＝C3/{|C0|+|C1|+|C2|+|C3|}           …(20)

通过基于方程(13)到(16)的运算，可以从δ(n)计算值C0(I，J，K)、C1(I，J，K)、C2(I，J，K)和C3(I，J，K)。因此，不需解联立方程。

以这种方式，在第n项多值数据和预测均衡系数C0、C1、C2和C3中，可以从误差δ(n)自动确定最佳均衡系数。这样，可以显著缩短检测均衡系数的计算时间。

重复确定检测均衡系数，直到相对于相应目标值的误差等于或小于预定的值(T0′)。

在再现未知数据时，将学习结果(即，确定的检测均衡系数C0(I，J，K)、C1(I，J，K)、C2(I，J，K)和C3(I，J，K)以及收敛增益G)设定到图1所示的检测均衡系数和收敛增益计算器32，然后执行波形均衡。

图9显示了用于检测波形均衡的均衡系数的列表。

根据再现的已知数据，设定检测均衡系数并存储在检测均衡系数和收敛增益计算器32中。如图9所示，为每个单位的3个连续模式执行检测均衡系数的设定。

根据多值数据预测器16获得的多值数据，从检测均衡系数和收敛增益计算器32读取最佳均衡系数和收敛增益。而后，执行检测波形均衡，而后用多值数据检测器34进行多值确定。为了高度准确地确定多值数据，最好使用在检测波形均衡中算得的多值信号的学习结果，而不是使用从预测阈值学习的目标值数据。

因此，当再现和学习已知数据时，根据多值数据和再现信号的结果，对每个多值电平的信号分布进行统计处理，将得到的信号用作以下的多值确定的阈值。

因而，用图1所示的多值信号存储器36和统计处理器37来执行上述阈值的统计计算操作，将得到的阈值设定到检测阈值发生器35。用这些阈值，可以准确地确定检测波形均衡之后的多值信号。每次再现图6所示的学习扇区时，更新学习结果(即，确定的检测均衡系数C0(I，J，K)、C1(I，J，K)、C2(I，J，K)和C3(I，J，K)、收敛增益G以及多值数据确定阈值)，将更新后的学习结果用于再现未知多值数据。

预测波形均衡器11利用设定多值数据确定阈值的技术，以便可以进一步提高确定预测数据的准确性。

虽然图中未示出，但是，将统计运算和多值存储器加到图1所示的预测阈值发生器17，以便可以用预测波形均衡器11学习阈值。

在未知数据的多值确定中，在经预测波形均衡预测多值数据之后，执行检测波形均衡，因而要求时间延迟。

因此，将未知多值数据临时存储在存储缓冲器中之后，结束预测波形均衡和预测多值确定，从存储缓冲器再现未知数据。然后，执行检测波形均衡和多值确定。

下面，描述在多值数据检测电路中再现未知数据的实例操作。

图10是多值数据检测电路中再现未知数据的运算算法的流程图。

根据学习预测均衡系数和检测均衡系数的过程所获得的结果，对未知数据串执行多值确定。这样，将图6所示格式的学习扇区中的多值数据用作已知数据，每N个连续未知数据区有一个学习扇区。因此，根据再现学习扇区的结果，对未知数据区执行多值确定。从光学信息记录媒体50的信号电平波动的频率特性确定学习扇区的插入频率(每N个未知数据扇区插入一个学习扇区)。

如果光学信息记录媒体50的每次旋转都有信号电平波动，例如要在一个旋转中插入至少4个学习扇区，以便跟踪波动频率。如果每个径域(radialarea)都有信号电平波动(即，信号电平在一个旋转中波动两次)，在每个径域中，每几毫米就应插入一个学习扇区，以便跟踪波动。

如果光学信息记录媒体50中信号电平波动，就应当只从最内周区域和最外周区域再现学习扇区，最内周区域和最外周区域与数据记录区域是分开的。这种格式与图6所示的格式不同。这种情况下，不在数据区域中插入学习扇区，根据学习结果执行记录和再现。

信号电平波动可以随着光学信息记录媒体和信息记录和再现装置的组合而改变。因而，每次将光学信息记录媒体安装到信息记录和再现装置(即，每次记录新光学信息时)，只在最内周区域和最外周区域中记录和再现学习扇区，通过这些学习扇区执行学习。这种情况下，在数据区域中不插入学习扇区。因此，根据学习结果执行数据区域中的记录和再现，以便能恒定地跟踪信号电平波动。

下面，描述以图6所示格式，在N(＝128)个区中以一次学习频率执行学习过程的结果。还描述通过这种学习过程对未知记录数据的估计结果。每个区中的多值数据由2048个单元(2048×3位，八进制记录)构成。

图11说明了波形均衡之前各个多值电平的再现信号的分布。图12说明了预测波形均衡之后各个多值电平的再现信号的分布。图13说明了检测波形均衡之后各个多值电平的再现信号的分布。

通过本实施例的波形均衡，可以显著改善各个多值电平的再现信号的分布，再现信号有效地收敛。其中，预测均衡系数C0、C1、C2和C3分别是0.00、0.15、0.18和-0.01。而且，检测波形均衡中的收敛增益G是38。

这里使用的拾取头的光学系统的记录和再现波长λ是650nm，物镜是0.65NA，射束点(beam spot)直径BD约是0.8微米。单元长度是0.46微米，记录密度是6.52位/微米。与能用相同的拾取头记录和再现的可重写光学信息记录媒体(以二进制记录的3.75位/微米的DVD)相比，本实施例的记录密度约高了1.7倍。多值信号的最大值和最小值为“1”时，每个多值电平的分布估计由标准差的平均值σavg来限定。用多值确定中的单元单位(cell unit)的平均值σavg误差率Err，比较本实施例的波形均衡的效果。比较结果如下：

在波形均衡之前：

σavg＝6.5％，Err＝20％到40％

在预测波形均衡之后：

σavg＝2.6％，Err＝2％到3％

在检测波形均衡之后：

σavg＝1.6％，Err＝0％到0.05％

上述结果肯定了：以本实施例的效果，平均值σavg下降到1/4，误差率Err下降到1/400或1/400以下。

以这种方式，当从再现信号再现信息时，本实施例的多值数据检测电路预测位于所要再现的主题记录标记前后的记录标记的状态和影响程度，所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平。根据影响的预测程度，最终在每个模式上执行最佳检测波形均衡。这样，可以通过波形均衡有效地消除代码之间的干扰。

而且，从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，为3个或3个以上顺序记录标记的每种组合模式确定均衡系数条件，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值、主题记录标记的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值。因此，可以高度精确地学习用波形均衡操作来消除代码间干扰的条件。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，从预测波形均衡和检测波形均衡之后的已知数据的多值输出中进行阈值的确定。这样，可以高度精确地设定多值确定中的阈值。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，利用上述均衡系数学习技术和阈值学习技术。这样，可以通过波形均衡操作，高度精确地消除代码间干扰，可以对未知数据执行精确的多值确定。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，每项记录数据的信号输出的目标值是通过再现3个或3个以上的记录标记串而获得的波形均衡之前的信号输出值，所述记录标记串包含相同的多值数据。这样，可以在波形均衡中实现有效的收敛。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，将上述目标值设为收敛目标。这样，与传统的电路结构相比(见图17)，可以在波形均衡中实现有效收敛，均衡系数的数值减小了1。因此，可以有利地减少学习均衡系数的过程中的计算量。

而且，从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，重复记录包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合的数据串，以便形成多值数据串，在与记录有未知多值数据的数据区域分开的区域中周期性地形成记录区域，以便能恒定地跟踪光学信息记录媒体的信号电平波动。这样，可以按照信号电平的波动，消除代码间干扰，可以执行精确的多值确定。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，记录模式串作为学习信息，所述模式串表示波形均衡的收敛目标，在与记录有未知多值数据的数据区域分开的区域中周期性地形成学习区域，以便能恒定地跟踪光学信息记录媒体的信号电平波动。这样，可以消除代码间干扰，可以执行精确的多值确定。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，假设相对于预测波形均衡中产生的目标值的误差与均衡系数C0、C1、C2和C3成正比例，根据方程(7)，通过预测波形均衡来确定所述均衡系数C0、C1、C2和C3，假设所述误差均匀分布。在这一假设上计算检测波形均衡系数。因此，可以从第n项多值数据的误差δ(n)和预测均衡系数C0、C1、C2和C3自动地确定最佳均衡系数。这样，可以显著缩短计算检测均衡系数所要求的时间。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，假设相对于预测波形均衡中产生的目标值的误差与均衡系数C0、C1、C2和C3成正比例，根据方程(7)，通过预测波形均衡来确定所述均衡系数C0、C1、C2和C3，假设所述误差均匀分布。在这一假设上计算检测波形均衡系数，确定收敛增益G，以便能使相对于目标值的误差最小。因此，可以从第n项多值数据的误差δ(n)和预测均衡系数C0、C1、C2和C3自动地确定最佳收敛增益G。这样，可以显著缩短检测均衡学习所要求的计算时间。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，在与数据记录区域分开的区域中记录初始预测均衡系数，通过再现分开的区域来获得信息。这样，可以显著缩短预测均衡学习所要求的计算时间。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，在与数据记录区域分开的区域中记录初始预测均衡系数。将初始预测均衡系数记录为二进制信息，以便可以准确地获得初始系数。这样，可以显著缩短预测均衡学习所要求的计算时间。

下面，描述本发明的另一实施例。

上述多值数据检测电路在消除代码之间的非线性干扰分量上是有效的。用该多值数据检测电路，可以大大简化均衡系数的计算。

然而，如果预测确定结果的误差率高，因波形均衡所致的错误分量也可增大，可能无法有效地消除代码之间的干扰分量。

用图1所示的多值数据检测电路，代码之间的干扰分量增大，而单元长度缩短，记录密度增大。因此，具有“固定均衡器和阈值验证”的组合的预测确定值的误差率也变高。

在这种情况下，根据具有高误差率的预测确定结果，执行预测波形均衡。结果，用错误的均衡系数执行波形均衡，无法充分减少检测波形均衡之后的确定结果。

作为这种情况的一个实例，记录和再现的结果显示如下。在这种记录和再现操作中，拾取头的光学系统的记录和再现波长λ是650nm，物镜是0.65NA，射束点直径约为0.8微米。单元长度是0.46微米，记录密度是7.0位/微米。

预测确定结果：

                           误差率10.1％

用图1所示电路的检测确结果：误差率7.6％

从上述结果可见，先前的实施例将误差率改善了约30％。

为了进一步提高检测性能的效果，在本实施例中利用图14所示电路结构的多值数据检测电路。该电路结构中，多值确定算法改善如下。

在该多值确定算法中，先前实施例的检测确定结果用作预测结果，重复基于预测结果的先前实施例的检测波形均衡，直到多值数据的确定结果充分收敛。

在利用5-抽头结构的波形均衡器的先前实施例中，从所要再现的主题记录标记的已知数据值、主题记录标记之前记录标记串的已知数据值和主题记录标记之后记录标记串的已知数据值的组合，确定最佳波形均衡系数(见图9)。另一方面，在本实施例中，用图15所示的均衡系数列表，从主题记录标记之前的记录标记串的已知数据和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值的组合，确定最佳波形均衡系数。

本实施例的波形均衡操作比先前实施例更不清楚。然而，本实施例中，重复波形均衡操作，直到多值数据的确定结果充分收敛。以这种方式，即使用图1的“固定均衡器和阈值验证”获得的预测确定值的误差率高，也可以降低测得的确定结果中的误差率。

将利用图1所示的多值数据检测电路的信息记录再现电路记录和再现多值数据信号而产生的再现信号输入到图14所示的多值数据检测电路中。然后，执行与先前实施例相同的操作，以便用该多值数据检测电路学习预测均衡系数。

下面，描述用该多值数据检测电路学习检测均衡系数的过程。在下文的描述中不再省略与先前实施例中相同的程序。

通过图14所示初始预测波形均衡算得的多值信号的学习结果与串联的后面的多值确定电路中所使用的学习结果相同。

在未知数据的多值确定中，在通过预测波形均衡预测多值数据之后，执行检测波形均衡，因而要求时间延迟。

这样看来，将未知多值数据临时存储在存储缓冲器之后，结束预测波形均衡和预测多值确定。从存储缓冲器再现未知数据，连续地执行检测波形均衡和多值确定。

以与上面相同的方式，接收各个确定结果，在检测器102、104和106中执行多值确定，所述检测器用相同的均衡系数执行波形均衡操作。因而，从未知多值数据临时存储在存储缓冲器中起，在经过预测多值确定所要求的预定的时间周期之后，结束预测波形均衡和预测多值确定。然后，从存储缓冲器再现未知数据，重复执行多值确定。

在有5-抽头的波形均衡操作中，对于要再现的主题记录标记的已知数据值、主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记的已知数据值的每个组合，所学习的检测均衡系数C0(I，J，K)、C1(I，J，K)、C2(I，J，K)和C3(I，J，K)形成包含512×4＝2048个系数的列表。

为了将该列表转换为在本实施例中使用的均衡系数列表，需要为主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值的每个组合，执行下面的计算操作。

其中，x代表主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值，y＝0是接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值，a1′代表均衡系数，均衡系数表达为：

a1′＝(a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8)/8

将这些值求平均数而不考虑所要再现的主题记录标记的已知值。

结果，在本实施例中使用的均衡系数列表变为包含64×4＝256个系数的列表。在串联的所有多值确定电路中，所学习的均衡系数都相同。

下面，描述用该多值数据检测电路执行的未知数据的再现操作的一个实例。

在本实施例的多值数据检测电路中，在多值数据的确定结果收敛之前，需要将检测波形均衡和确定重复3次。

图16是用该多值数据检测电路再现未知数据的运算算法的流程图。

根据对预测均衡系数和检测均衡系数的学习结果，对未知数据串执行多值确定。其中，将图6所示格式的学习扇区中的多值数据用作已知数据。以图6所示的格式，在每N个连续未知数据扇区中插入一个学习扇区。因此，根据学习扇区的再现结果，执行未知数据区的多值确定。用光学信息记录媒体的信号电平波动的频率特性确定学习扇区的插入频率(在每N个未知数据区中插入一个学习扇区)。

如果光学信息记录媒体50的每次旋转都有信号电平波动，例如需要在一个旋转中插入至少4个学习扇区，以便跟踪波动频率。如果每个径域都有信号电平波动，就在每个径域中，每几毫米就插入一个学习扇区，以便跟踪波动。

当更新学习结果时，最后将先前的学习结果和新再现的学习信息加到学习结果上，以便学习结果不受因缺陷等导致的突发改变的不利影响。

在通过对例如16个学习扇区的统计运算计算学习结果的情况下，在统计运算中用“新再现的学习扇区信息”代替“16个学习扇区的第一学习扇区的信息”。以这种方式，可以在更新后的学习结果中反映最新的学习结果，可以防止在学习过程中受到“因缺陷所致的突发改变”的不利影响。

如果每次设定新的光学信息记录媒体50时造成信号电平波动，就应当只在与数据记录区域分开的最内周区域和最外周区域中记录和再现学习扇区。这种格式与图6所示格式不同。这种情况下，学习扇区没插在数据区域中，根据学习结果执行记录和再现。

信号电平波动可以随着光学信息记录媒体以及信息记录和再现装置的组合而改变。因而，每次将光学信息记录媒体安装到信息记录和再现装置时(即，每次记录新的光学信息时)，通过在最内周区域和最外周区域中记录和再现来学习学习扇区。这种情况下，学习扇区没插在数据区域中。因此，根据学习结果执行记录和再现，以便能恒定地跟踪信号电平波动。

下面，描述以图6所示格式中以N(＝128)个区中一个区的频率学习的结果。还描述这种情况下未知记录数据的估计结果。每个区中的多值数据由2048个单元(2048×3位；八进制记录)构成。

图11说明了波形均衡之前各个多值电平的再现信号的分布。图12说明了预测波形均衡之后各个多值电平的再现信号的分布。图13说明了检测波形均衡之后各个多值电平的再现信号的分布。

通过本实施例的波形均衡，可以显著改善各个多值电平的再现信号的分布，再现信号有效地收敛。这里，预测均衡系数C0、C1、C2和C3分别是-0.11、0.41、0.49和-0.13。而且，检测波形均衡的收敛增益G是150。

拾取头的光学系统的记录和再现波长λ是650nm，物镜是0.65NA，射束点直径BD约为0.8微米。单元长度是0.40微米，记录密度是7.0位/微米。与能用相同的拾取头记录和再现的可重写光学信息记录媒体(以二进制记录的3.75位/微米的DVD)相比，本实施例中的记录密度约高了2.0倍。当多值信号的最大值和最小值是“1”时，每个多值电平的分布的估计由标准差的平均值σavg来定义。用多值确定中的单元单位的平均值σavg误差率Err，比较本实施例的波形均衡的效果。比较结果如下：

在波形均衡之前：

σavg＝13.5％，Err＝40％到50％

在预测波形均衡之后：

σavg＝3.2％，Err＝8％到10％

在检测波形均衡之后：

σavg＝1.8％，Err＝0％到0.2％

上述结果肯定了：以本实施例的效果，平均值σavg下降到1/8，误差率Err下降到1/200或1/200以下。

以这种方式，当从再现信号再现信息时，本实施例的多值数据检测电路预测位于所要再现的主题记录标记前后的记录标记的状态和影响程度，所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平。根据影响的预测程度，最终在每个模式上执行最佳检测波形均衡。而且，根据检测结果，重复检测波形均衡。这样，可以通过波形均衡高度精确地消除代码之间的干扰。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，为3个或3个以上顺序记录标记的每种组合模式确定均衡系数条件，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值、主题记录标记的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值。因此，可以高度精确地学习用波形均衡操作来消除代码间干扰的条件。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，重复记录包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合的数据串，以便形成多值数据串，在与记录有未知多值数据的数据区域分开的区域中周期性地形成记录区域，以便能恒定地跟踪光学信息记录媒体的信号电平波动。此外，尽管有由缺陷等所导致的突发改变，也能获得很好的学习效果。这样，可以按照信号电平的波动，消除代码间干扰，可以执行精确的多值确定。

而且，当从再现信号再现信息，而所述再现信号具有通过调制记录标记的区域而多值化了的电平时，记录模式串作为学习信息，所述模式串表示波形均衡的收敛目标，在与记录有未知多值数据的数据区域分开的区域中周期性地形成学习区域，以便能恒定地跟踪光学信息记录媒体的信号电平波动。此外，尽管有由缺陷等所导致的突发改变，也能获得很好的学习效果。这样，可以消除代码间干扰，可以按照光学信息记录媒体的信号电平变化的频率特性，执行精确的多值确定。

应当注意，本发明不限于上面公开的具体实施例，可以进行其它的变化和修改而不背离本发明的范围。

本发明基于在日本专利局在2002年4月15日提交的日本优先权申请No.2002-112544，在此将其全部内容以参考方式包含。

Claims (28)

1.一种多值数据记录和再现装置，按照光学信息记录媒体上的多值(0、1、2、……、(m-1)：m是大于等于3的整数)数据来改变记录标记的大小，通过对于通过用光点扫描记录标记所获得的信号进行的预定信号处理来检测多值数据，

所述多值数据记录和再现装置包含：

预测器，预测性地确定多值数据；

延迟单元，将所述预定信号处理延迟一定的时间周期，该时间周期是预测器的预测确定所要求的时间周期；和

确定器，根据作为来自预测器的预测结果的预测数据，通过波形均衡来确定多值数据。

2.根据权利要求1所述的多值数据记录和再现装置，还包含波形均衡系数学习单元，该用于再现光学信息记录媒体上预先记录有已知多值数据的区域，确定预测波形均衡系数，使得由预测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差，还确定检测波形均衡系数，使得由检测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差，

为3个或3个以上顺序记录标记的每种组合模式确定检测波形均衡系数，所以顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值、主题记录标记的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据值。

3.根据权利要求2所述的多值数据记录和再现装置，还包含多值数据检测阈值学习单元，该单元用于确定预测阈值，该预测阈值是用于根据用预测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，预测多值数据的多值数据检测阈值，所述多值数据检测阈值学习单元还用于确定检测阈值，该检测阈值是用于根据检测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，最终检测多值数据的多值数据检测阈值。

4.根据权利要求3所述的多值数据记录和再现装置，还包含最终确定单元：当根据预测波形均衡系数、检测波形均衡系数、预测阈值和检测阈值，通过信号处理从光学信息记录媒体再现未知多值记录数据时，在用只预测波形均衡电路执行波形均衡之后，预测性地确定多值数据；在参考3个或3个以上顺序记录标记的组合模式，按照检测波形均衡电路预测的组合模式设定的均衡条件下，执行波形均衡，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的预测值、主题记录标记的预测值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的预测值；从通过波形均衡进行信号处理的再现信号最终检测多值数据，

所述预测值包括在通过预测确定多值数据而获得的预测数据中。

5.根据权利要求2所述的多值数据记录和再现装置，其中，每项多值数据的信号输出的目标值可以是信号输出值，能通过再现在波形均衡之前就包含相同多值数据的3个或3个以上顺序记录标记串来获得所述信号输出值。

6.根据权利要求3所述的多值数据记录和再现装置，其中：

所述预测波形均衡电路可以是模数加法器电路，包括3个或3个以上的抽头；和

所述模数加法器电路由基于以下方程进行运算的电路来实现：

$\mathrm{EQ}\left(n\right)=D\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D\left(n\right)-D(n-i)\}\×\mathrm{Cj}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D(n)代表对第n个记录标记执行波形均衡操作之前的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj代表预测波形均衡系数，EQ(n)代表波形均衡操作之后的信号输出。

7.根据权利要求3所述的多值数据记录和再现装置，其中：

所述检测波形均衡电路可以是包括3个或3个以上抽头的模数加法器电路；和

所述模数加法器电路由基于以下方程运算的电路形成：

${\mathrm{EQ}}^{\′}\left(n\right)=D^{\′}\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D^{\′}\left(n\right)-D^{\′}(n-i)\}\×{\mathrm{Cj}}^{\′}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D′(n)代表对第n个记录标记执行初始波形均衡操作之后的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj′代表检测波形均衡系数，EQ′(n)代表后面的波形均衡操作之后的信号输出。

8.根据权利要求2所述的多值数据记录和再现装置，其中：

所述预先记录的已知多值数据可以由多值数据串形成，其中重复记录了包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合；和

所述光学信息记录媒体具有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域，记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现。

9.根据权利要求2所述的多值数据记录和再现装置，其中：

预先记录的已知多值数据可以由以下两个数据串形成，即，包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合的数据串，和其中重复记录3个或3个以上顺序记录标记串的模式的数据串，所述顺序记录标记串包括具有每项记录数据的信号输出的相同目标值的多值数据；和

所述光学信息记录媒体具有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域，记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现。

10.根据权利要求7所述的多值数据记录和再现装置，其中：

从以下方程的δ(n)来确定检测波形均衡系数Cj′：

Cj′＝Ci-δ(n)×Sj×{D(n)-D(n-i)}×G

其中，δ(n)代表对第n个记录标记执行预测波形均衡操作之后目标值和再现信号之间的误差。Cj代表预测波形均衡系数，G代表收敛增益，Sj等于Cj/∑|Cj|(|Cj|是Cj的绝对值)，从项{D(n)-D(n-i)}产生的误差随着均衡系数Cj而成比例变化。

11.根据权利要求10所述的多值数据记录和再现装置，其中，确定收敛增益G，使检测波形均衡操作之后目标值与每个信号输出之间的误差最小。

12.根据权利要求2所述的多值数据记录和再现装置，其中，预先在光学信息记录媒体上记录预测波形均衡系数的初始值作为系统信息。

13.根据权利要求12所述的多值数据记录和再现装置，其中，将预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值记录为多值记录数据，所述多值记录数据具有的值的数目小于记录在数据区域中的多值数据的值的数目。

14.根据权利要求12所述的多值数据记录和再现装置，其中：

再现预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值；

再现预先记录有已知多值数据的区域；和

确定预测均衡系数，使得目标值与每项多值数据的信号输出之间的误差最小。

15.一种多值数据记录和再现装置，其记录标记大小随光学信息记录媒体上的多值(0、1、2、……、(m-1)：m是等于或大于3的整数)数据变化，通过对于通过用光点扫描记录标记所获得的信号进行的预定信号处理来检测多值数据，

所述多值数据记录和再现装置包含：

预测器，预测性地确定多值数据；

延迟单元，将所述预定信号处理延迟一定的时间周期，该时间周期是预测器的预测确定所要求的时间周期；和

确定器，根据作为来自预测器的预测结果的预测数据，通过波形均衡来确定多值数据，

串行重复地排列延迟单元和确定器的组合，使得波形均衡一直重复到多值数据的确定结果收敛，将来自确定器的确定结果用作预测数据。

16.根据权利要求15所述的多值数据记录和再现装置，还包含检测波形均衡系数学习单元，再现光学信息记录媒体上预先记录有已知多值数据的区域，确定预测波形均衡系数，使得由预测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差，还确定检测波形均衡系数，使得由检测波形均衡电路进行信号处理的每项多值数据的信号输出相对于目标值具有最小可能误差，

为3个或3个以上顺序记录标记的每种组合模式确定检测波形均衡系数，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的已知数据值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的已知数据的组合，但是排除所要再现的主题记录标记的任何已知数据值。

17.根据权利要求16所述的多值数据记录和再现装置，还包含多值数据检测阈值学习单元，该单元用于确定预测阈值，预测阈值是用于根据用预测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，预测多值数据的多值数据检测阈值，所述多值数据检测阈值学习单元还用于确定检测阈值，检测阈值是用于根据检测波形均衡系数进行波形均衡的每项多值数据的信号输出，最终检测多值数据的多值数据检测阈值，

检测阈值的确定是基于检测波形均衡电路只进行了一次信号处理的信号输出值进行的。

18.根据权利要求17所述的多值数据记录和再现装置，还包含重复处理单元：当根据预测波形均衡系数、检测波形均衡系数、预测阈值和检测阈值，通过信号处理从光学信息记录媒体再现未知多值记录数据时，在波形均衡操作之后，用只预测波形均衡电路预测性地确定多值数据；在参考3个或3个以上顺序记录标记的组合模式，按照检测波形均衡电路预测的组合模式设定的均衡条件下，执行波形均衡，所述顺序记录标记包括主题记录标记之前的记录标记串的预测值和接续在主题记录标记之后的记录标记串的预测值，但是排除通过预测确定获得的预测数据中要再现的主题记录标记的任何已知数据值；用通过波形均衡进行信号处理的再现信号，检测多值数据；用多值的确定结果作为预测数据，重复波形均衡，直到多值数据的确定结果收敛。

19.根据权利要求16所述的多值数据记录和再现装置，其中，每项多值数据的信号输出的目标值是信号输出值，该信号输出值可以通过再现在波形均衡之前就包含相同多值数据的3个或3个以上的顺序记录标记来获得。

20.根据权利要求17所述的多值数据记录和再现装置，其中：

所述预测波形均衡电路是模数加法器电路，包括3个或3个以上的抽头；和

所述模数加法器电路由基于以下方程进行运算的电路形成：

$\mathrm{EQ}\left(n\right)=D\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D\left(n\right)-D(n-i)\}\×\mathrm{Cj}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D(n)代表对第n个记录标记执行波形均衡操作之前的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj代表预测波形均衡系数，EQ(n)代表波形均衡操作之后的信号输出。

21.根据权利要求17所述的多值数据记录和再现装置，其中：

所述检测波形均衡电路是包括3个或3个以上抽头的模数加法器电路；和

所述模数加法器电路由基于以下方程运算的电路形成：

${\mathrm{EQ}}^{\′}\left(n\right)=D^{\′}\left(n\right)+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\{D^{\′}\left(n\right)-D^{\′}(n-i)\}\×{\mathrm{Cj}}^{\′}$

其中，对第n个记录标记的信号输出执行波形均衡操作，D′(n)代表对第n个记录标记执行波形均衡操作之后的信号输出，i和j随着抽头数变化，Cj′代表检测波形均衡系数，EQ′(n)代表后面的波形均衡操作之后的信号输出。

22.根据权利要求16所述的多值数据记录和再现装置，其中：

预先记录的已知多值数据可以由多值数据串形成，其中重复记录了包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合；

所述光学信息记录媒体具有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域，记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现；

当确定要再现的多值数据时，通过统计运算来更新学习信息，其中，将最新的学习结果添加到已经记录和再现的学习结果上。

23.根据权利要求16所述的多值数据记录和再现装置，其中：

预先记录的已知多值数据可以由以下两个数据串形成，即，包括3个或3个以上顺序项的多值数据的所有组合的数据串，和其中重复记录3个或3个以上顺序记录标记串的模式的数据串，所述顺序记录标记串包括具有每项记录数据的信号输出的相同目标值的多值数据；和

所述光学信息记录媒体具有与记录有未知多值数据的数据区域分开的记录区域，记录区域周期性地形成在该光学信息记录媒体上，在记录区域中执行记录和再现；和

当确定要再现的多值数据时，通过统计运算来更新学习信息，其中，将最新的学习结果添加到已经记录和再现的学习结果上。

24.根据权利要求21所述的多值数据记录和再现装置，其中：

从以下方程的δ(n)来确定检测波形均衡系数Cj′：

Cj′＝Ci-δ(n)×Sj×{D(n)-D(n-i)}×G

其中，δ(n)代表对第n个记录标记执行预测波形均衡操作之后目标值和再现信号之间的误差，Cj代表预测波形均衡系数，G代表收敛增益，Sj等于Cj/∑|Cj|(|Cj|是Cj的绝对值)，从项{D(n)-D(n-i)}产生的误差随着均衡系数Cj而成比例地变化。

25.根据权利要求24所述的多值数据记录和再现装置，其中，确定收敛增益G，使得检测波形均衡操作之后目标值与每个信号输出之间的误差最小。

26.根据权利要求16所述的多值数据记录和再现装置，其中，在光学信息记录媒体上预先记录预测波形均衡系数的初始值作为系统信息。

27.根据权利要求26所述的多值数据记录和再现装置，其中，将预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值记录为多值记录数据，所述多值记录数据的值的数目小于记录在数据区域中的多值数据的值的数目。

28.根据权利要求26所述的多值数据记录和再现装置，其中，

再现预先记录在光学信息记录媒体上的预测波形均衡系数的初始值；

再现预先记录有已知多值数据的区域；和

确定预测均衡系数，使得目标值和每项多值数据的信号输出之间的误差最小。

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