CN1519842A - 多级数据处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种多级数据处理方法，将二进制数据转换为每个符号都有n位的多级数据，其中，n为满足n≥2的整数。在m个符号的多级数据的较高的(n－1)位中设置一个{(n－1)×m}位二进制数据，其中，m是满足m≥2的整数；以及按照一个预定转换规则将(m－k)位二进制数据转换为m位，而且，在m个符号的多级数据的较低1位中设置m位，以便将(n×m－k)位的二进制数据转换为由m位符号组成的多级数据的1个集合，其中k是满足m＞k≥1的整数。

Description

多级数据处理方法和装置

本申请要求以2002年10月30在日本专利局提交的日本专利申请NO.2002-316826为优先权，其中所公开的内容在此结合作为参考。

                        技术领域

本发明通常涉及多级(或多值)数据处理方法和装置，尤其涉及当向一个信息记录介质上记录多级数据和/或从该信息记录介质上再现多级数据时使用的一种多级数据处理方法和一种多级数据处理装置，该信息记录介质例如是一个光盘。

                        背景技术

传统上讲，存在一种多级数据处理方法，该方法为：将由多个(3个)连续多级数据的所有组合构成的测试数据记录在一个信息记录介质上，在再现该多级数据时建立一个表以用于存储所再现的测试数据的信息值，并且，将所再现的并且相对存储在表中的再现信号值具有最小误差的多级数据输出作为再现多级数据。

此外，当利用该表来判断所再现的多级数据时，存在一种多级数据处理方法，通过与一个固定阈值比较来判断这3个连续多级数据中的第一和第三多级数据，此后，将所再现的并且使第二多级数据与存储在表中的再现信号值之间的误差最小化的多级数据作为再现多级数据输出。在这种情况下，判断所再现多级数据的准确性得以提高，而且该表也变得紧凑(compact)。

然而，还存在一种将多个多级数据作为一个多级数据的集合而对待的多级数据处理方法。将二进制数据原样设置在每个多级数据的高位，并将符合预定转换规则的数据设置在较低的一位上以便将二进制(两级)数据转换为多级数据。由于再现多级数据时很容易在较低的一位产生误差，所以就要通过利用数据符合预定转换规则这样的事实来对多级数据进行判断。当记录(或传送)等于n(n≥2)位/符号的多级数据时，这种多级数据处理方法就将m(m≥2)个符号当作一个集合，并且将一个任意二进制数据设置于每个符号的较高的{(n-1位)×(m个符号)}＝{(n-1)×m}位上，还将一个按照预定转换规则通过把(m-1)位转换为m位而获得的二进制数据设置在每个符号的较低的{(1位)×(m个符号)}＝m位上。尽管由预定转换规则产生了一个1位的冗余数据，但却可以提高判断多级数据的准确性。

进一步，根据这种多级数据处理方法，按照预定转换规则进行转换而获得的数据设置在较低的1位上。因此，如果可能，仅当在再现多级数据时的数据误差在较低的1位上发生时，方法是有效的，并且，如果数据误差超过较低的1位，则产生对多级数据的错误判断。为此，提出一种多级数据处理方法来将冗余数据扩展为较低的k位。

当记录(或传送)等于n(n≥2)位/符号的多级数据时，这种多级数据处理方法就将m(m≥2)当作一个集合，并且将一个任意二进制数据设置于每个符号的较高的{(n-k位)×(m个符号)}＝{(n-k)×m}位上(k≥1且n＞k)，还将一个按照预定转换规则通过把(m×k-1)位转换为(m×k)位而获得的二进制数据设置在每个符号的较低的{(k位)×(m位)}＝(m×k)位上，以便将冗余数据扩展为较低的k位。从而，即使当一个数据传输路径具有产生大量误差的特性，也可以提高判断多级数据的准确性。在这种情况下，数据传输路径就是例如光盘、通信路径之类的信息记录介质。

因此，传统的和所提出的多级数据处理方法都是通过将在连续地记录多级数据时所产生的一种码间干扰作为数据间的相关性来使用一种模式识别技术。结果，当多级数据的级数很大或在所再现信号中的噪声很大时，例如，就会出现这样一个问题，由于在表中的模式的差异变得模糊不清而导致了对多级数据的错误判断。

另一方面，当再现多级数据时，在通过利用固定阈值判断多级数据来输出多级数据的候选值之前，对再现信号进行波形均衡并且消除码间干扰。然后，就选出按照预定转换规则在多级数据的低位具有数据的候选值，并且将相对于存储在表中的再现信号值而具有最小误差的候选值作为再现多级数据输出。因此，即使波形均衡之后实际上仍然有一些码间干扰，而且，也有这样的问题，当利用固定阈值判断多级数据来输出多级数据的候选值时会产生一个误差，最后输出的再现多级数据也可能是错的。

因此，一种多级数据处理方法并行地执行第一多级数据判断处理和第二多级数据判断处理，并且将第一和第二多级数据判断处理的结果中的更恰当的一个判断结果输出，这种方法已经在日本已公开的专利申请No.2002-011160中公开。图1是用于说明这种已公开的并行执行第一和第二多级数据判断处理的多级数据处理方法的流程图。

在图1中，步骤S101是对一个波形均衡器电路(未示出)中的输出信号值进行第一多级数据判断处理，波形均衡器电路用于对于从一个信息记录介质(未示出)所再现的信号进行均衡。具体讲，当把多级数据记录在信息记录介质上时，由多个(3)连续的多级数据的所有组合所构成的个测试数据除了形成用户数据的多级数据之外都记录在信息记录介质上。当判断多级数据时，创建一个用于存储测试数据的再现信号值的表。然后，将形成用户数据的多级数据的再现信号值与存储在表中的再现信号值之间的误差最小化的多级数据作为第一多级数据判断处理的一个判断结果输出。

第一多级数据判断处理利用这种把在连续地记录多级数据时所产生的码间干扰作为数据的相关性的模式识别技术来判断多级数据。但当多级数据的级数很大或再现信号中的噪声很大时，例如，就在表中的模式的差异变得模糊不清从而导致了对多级数据的错误判断。

步骤S103对波形均衡器电路中的输出信号进行第二多级数据判断处理。具体讲，在信息记录介质上进行记录时，形成用户数据的多级数据由二进制数据转换为多级数据。多个多级数据作为一个集合，并把二进制数据设置在每个多级数据的较高的位的一端，而二进制数据按照预定转换规则进行转换并设置在每个多级数据的较低的位的一端。由于在判断多级数据时在低位中更容易产生误差，所以就通过利用对设置在低位中的数据按照预定转换规则进行转换的实事来判断多级数据。

步骤S105按照预定转换规则产生位于1个集合中每个符号的多级数据的判断候选值，并将把判断候选值的参考值与再现信号值之间的误差最小化的候选值作为一个判断结果输出。尽管通过按照预定转换规则进行转换产生了一个1位的冗余数据，但却提高了判断多级数据的准确性。

接着，当再现多级数据时，在通过利用固定阈值判断多级数据来产生多级数据的判断候选值之前，对再现信号进行一种波形均衡并消除码间干扰。然后，就选出在多级数据的低位中具有依据预定转换规则的数据的候选值，并且将具有最小误差的候选值作为再现多级数据输出。从而，即使在波形均衡之后实际上还有一些码间干扰，而且当利用固定阈值判断多级数据来产生多级数据的判断候选值时会产生误差。因此，最后判断结果，即输出的最后的再现多级数据，可能是错的。当按照预定转换规则执行转换时，之前集合中的数据仍会影响转换结果，并且这种误差可能会扩展到多个集合。

形成用户数据的多级数据是依据预定转换规则的。因此，如果第一多级数据判断处理的判断结果符合预定转换规则，所以步骤S107就把判断结果作为再现多级数据输出，因为第一多级数据判断处理的这个判断结果更适于第一种情况。另一方面，如果第一多级数据判断处理的判断结果不符合预定转换规则，所以步骤S107就把第二多级数据判断处理的判断结果作为再现多级数据输出，因为第二多级数据判断处理的判断结果更适于后一种情况。

因此，就可避免由于如果第一多级数据判断处理的判断结果不符合预定转换规则而产生的误差。另外，如果第一多级数据判断处理的判断结果符合预定转换规则，那么就可避免当按照利用固定阈值所进行的第二多级数据判断处理而产生多级数据的判断候选值时产生误差，还可避免这种误差的扩展。

然而，在日本已公开的专利申请No.2002-11160中所公开的多级数据处理方法中，如果第一多级数据判断处理的判断结果不符合预定转换规则，可能仍旧输出一个错误的多级数据，而且第二多级数据判断处理的判断结果也作为再现多级数据输出。换言之，如果当通过利用固定阈值的第二多级数据判断处理产生多级数据的判断后选择时产生误差，则会在通过第二多级数据判断处理获得的作为再现多级数据的最后的多级数据中发生误差。

                          发明内容

因此，本发明的总体目的是提供一种可以消除上述问题的新颖且实用的多级数据处理方法和装置。

本发明的另一个且更特别的目的是提供可以比现有技术更准确地再现多级数据的一种多级数据处理方法和一种多级数据处理装置。

本发明的再一个且更特别的目的是提供用于将二进制数据转换为具有每个符号为n位的多级数据的一种多级数据处理方法，其中，n为一个满足n≥2的整数，其特征在于：在m个符号的多级数据的较高的(n-1)位中设置一个{(n-1)×m}位二进制数据，其中，m是满足m≥2的整数；以及，按照预定转换规则将(m-k)位二进制数据转换为m位，并且，在m个符号的该多级数据的较低1位中设置该m位，以便将一个(n×m-k)位的二进制数据转换为由m位符号组成的多级数据的1个集合，其中k是满足m＞k≥1的整数。按照本发明的该多级数据处理方法，判断该多级数时的判断候选值的数量就变为1/2^k，从而能减少错误判断。

在该多级数据处理方法中，k可以设为k＝2。通过将k设为k＝2，判断该多级数据时的判断候选值的数量就变为1/4，这就比日本已公开专利申请No.2002-011160中的先前提出的方法中的判断候选值的数量大大减少了。

该多级数据处理方法还可包括：当将(m-k)位二进制数据转换为m位时使得其它集合中的数据与m位相关联。在这种情况下，多级数据可通过考虑到多个集合来判断，从而进一步减少了错误判断。

所述多级数据处理方法还可包括：向由m个符号组成的多级数据混合一个包括M个连续多级数据的2^(M×n)个组合的测试数据，其中，M为满足M≥3的整数。由于可以基于第一多级数据判断方法(过程)和第二多级数据判断方法(过程)的组合来做出判断，所以当在这种情况下判断多级数据时，就进一步减少了错误判断。进一步，在这种情况下，多级数据处理方法可以从一个再现信号来再现多级数据，该再现信号是从记录了等于m位的多级数据和测试数据的混合的信息记录介质上再现的，并且包括：输入测试数据的再现信号并存储多级数据的信号值；输入已经从二进制数据转换成的多级数据的再现信号；计算多级数据的信号值与所存储的信号值之间的误差；根据一个集合中每个符号的判断候选值，输出具有最小误差的多级数据以作为第一候选值，并且输出具有第二最小误差的多级数据作为第二候选值；按照预定转换规则，使用用于每个符号的第一和第二候选值，来产生一个集合中m个符号的多级数据序列的候选值；计算每个符号的信号值与相应于候选多级数据的所存储的信号值之间的误差；以及，输出具有等于一个候选值的m个符号的最小误差总数的多级数据序列作为一个再现多级数据。由此，在后一种情况下，相对于利用一个固定阈值来产生判断候选值的传统方法而言，可以减少在产生多级数据的判断候选值时的误差。

本发明的进一步的目的是提供一种多级数据处理装置，用于将二进制数据转换为具有每个符号为n位的多级数据，其中，n为满足n≥2的整数，其特征在于：用于在m个符号的多级数据的较高的(n-1)位中设置一个{(n-1)×m}位二进制数据的装置，其中，m为满足m≥2的整数；以及，用于按照预定转换规则将(m-k)位二进制数据转换为m位、并在m个符号的多级数据的较低1位中设置m位、以便将一个(n×m-k)位的二进制数据转换为由m位符号组成的多级数据的1个集合的装置，其中k是满足m＞k≥1的整数。按照本发明的多级数据处理装置，判断多级数时的判断候选值的数量就变为1/2^k，从而能减少错误判断。

因此，本发明可以获得如下两种改进(I1)和(I2)，从而实现本发明的上述目的。

(I1)由当将二进制数据转换为多级数据时所用的预定转换规则所添加的冗余数据的位数设为k位，其中，k是满足m＞k≥1的整数。

(I2)当按照第二多级数据判断方法(过程)来产生多级数据的判断候选值时，使用第一多级数据判断方法(过程)的判断结果而不是使用一个固定阈值。

改进(I1)具有通过增加冗余数据而减少判断候选值的数量的作用，并且减少了错误判断。另一方面，改进(I2)是基于由本发明人实施的实验结果实验，也就是说，第一多级数据判断方法(过程)的判断结果是使得相对于存储在表中的信号值的误差最小的第一候选值而不是使得误差第二最小的第二候选值，这在许多情况下是正确的。

本发明的其它目的和进一步的特点将通过阅读从以下结合附图的详细说明中得以体现。

                          附图说明

图1是用于说明已提出的一种多级数据处理方法的一个例子的流程图，该方法并行执行第一和第二多级数据判断处理；

图2是示出了包括按照本发明的一种多级数据处理装置的一个实施例的光盘驱动器的系统框图；

图3是用于说明在一个多级数据转换电路中将一个二进制数据转换为一个多级数据的方法的示意图；

图4是示出了图3所示的转换表的内容的示意图；

图5是用于说明由多级数据判断电路所使用的一种多级数据判断方法的流程图；

图6的示意图示出了一个表，用于存储测试数据中的3个连续符号的多级数据的所有组合的中心多级数据的信号值；

图7A和7B的示意图分别示出了1个集合中每个符号的第一和第二候选值，以及基于图4所示转换表利用每个符号的第一和第二候选值所产生的等于1个集合中的4个符号的判断候选值；

图8是示出了用于将二进制数据转换为多级数据的多级数据转换电路的结构的系统框图；

图9是示出了一种测试数据产生电路的结构的示意图；

图10是示出了多级数据判断电路的结构的功能框图；

图11是示出了一种第一多级数据判断电路的结构的系统框图；

图12是示出了一种第二多级数据判断电路的结构的系统框图；和

图13是说明通过改变记录在一个信息记录介质上的标记的长度来进行多级记录的示意图。

                        具体实施方式

图2是示出了包括按照本发明的一种多级数据处理装置的一个实施例的光盘驱动器的系统框图。多级数据处理装置的这个实施例利用了按照本发明的一种多级数据处理方法的一个实施例。

如图2所示，光盘驱动器1包括用于旋转信息记录介质的马达5。在本实施例中，光盘3用作信息记录介质，并且沿着光盘3上的螺旋磁道或同心磁道记录标记。光学头7通过由照射在光盘3上的激光束的聚束光点来扫描记录在光盘3上的标记，并输出电信号。运算放大器电路9根据由光学头7输出的电信号进行运算放大，输出多个信号，包括相应于记录在光盘3上的标记的再现信号的多个信号、表示聚束光点是否准确的聚焦在光盘3的记录表面的焦点误差信号、表示聚束光点是否准确的沿着光盘3上的磁道进行扫描的跟踪误差信号以及响应光盘3上的磁道的摆动或摇动的信号。伺服器电路11用于基于焦点误差信号、跟踪误差信号和响应磁道的摆动或摇动的信号来控制光学头7和马达5，以便聚束光点准确的聚焦在光盘3的记录表面并且准确的扫描磁道和光盘3以恒线速或恒定角速度进行旋转。

光盘驱动器1的记录系统包括：误差校正数据加法电路13、多级数据转换电路15、同步信号加法电路17、调制电路19以及激光器驱动电路21。误差校正数据加法电路13对关于输入的二进制数据执行误差校正的数据进行相加。多级数据转换电路15将通过误差校正数据加法电路13获得的输入的二进制数据转换为多级数据。同步信号加法电路17为多级数据添加用于表示预定数量数据的边界值的同步信号。调制电路19对同步信号加法电路17的输出进行调制，以便输出表示具有相应于多级数据的大小的标记和空间的信号。当多级数据为0时不记录标记。按照调制电路19的输出信号，激光器驱动电路21向光学头7输出信号，用于驱动光学头7的光源并由激光束把标记记录在光盘3上。

光盘驱动器1的再现系统包括：模数转换器(ADC)电路23、锁相环(PLL)和同步检测电路25、波形均衡器电路27、多级数据判断电路29、多级至二进制的转换电路31以及误差校正电路33。ADC电路23将由运算放大器9输出的再现信号转换为数字信号。PLL和同步检测电路25检测再现信号中的同步信号并输出与多级数据同步的时钟信号。将时钟信号提供给ADC电路23。波形均衡器电路27对由ADC电路输出的数字信号进行波形均衡。多级数据判断电路29基于波形均衡器电路27的输出来判断多级数据。多级至二进制的转换电路31将由多级数据判断电路29输出的多级数据转换为二进制数据。误差校正电路33利用误差校正数据对由多级至二进制的转换电路31输出的二进制数据进行误差检测和校正，并将其误差已经校正的二进制数据输出。

尽管图2中没有示出，但光盘驱动器1还包括用于沿光盘3的径向移动光学头7的公知的机构以便查找记录在光盘3上的数据。进一步，尽管图2中没有示出，光盘驱动器1还包括用于利用光盘驱动器1作为计算机的信息存储单元的公知的接口电路，以及用于控制整个光盘驱动器1的操作的公知的微处理器(或CPU)。

接下来，给出了光盘驱动器1的操作说明。具体讲，首先给出了当将输入的二进制数据转换为多级数据并且把多级数据记录在光盘3上时的操作的说明。

误差校正数据添加电路13将输入的二进制数据划分为每个都具有预定数量的数据的块，并对误差校正数据进行相加。然后，多级数据转换电路15将二进制数据转换为多级数据，之后，同步信号加法电路17把同步信号加到多级数据上。为了将相应于多级数据的值的标记记录在光盘3上，其中所述多级数据的值与同步信号相加，调制电路19产生表明标记和空间具有相应于多级数据的大小以记录在光盘3上的信号。激光器驱动电路21向光学头7输出信号，用于驱动光学头7的光源并通过光源发出的激光束将标记记录在光盘3上。结果，通过从光学头7输出的激光束而将标记记录在了光盘3上。

接下来，给出了当从光盘3上读取数据、判断多级数据以及将从多级数据转换来的二进制数据输出时的光盘驱动器1的操作说明。

当具有恒定光强的激光束通过光学头7照射到光盘3上时，来自光盘3的反射光束就在光学头7中进行光电转换以便获得电信号。电信号输入给运算放大器电路9，运算放大器电路9产生再现信号、焦点误差信号、跟踪误差信号以及相应于光盘3上的磁道的摆动或摇动的信号。基于焦点误差信号、跟踪误差信号以及相应于光盘3上的磁道的摆动或摇动的信号，伺服器电路11控制光学头7和马达5，以便光盘3稳定地旋转，并且，控制光学头7的跟踪和聚焦来稳定地再现来自光盘3的多级数据信号。PLL和同步信号检测电路25检测来自再现信号(多级数据信号)的同步信号，并产生与多级数据信号同步的时钟信号。ADC电路23基于时钟信号将再现多级数据信号转换为数字信号。数字信号用在波形均衡器电路27中的波形均衡并用在多级数据判断电路29中的多级数据判断，而且，由多级数据判断电路29输出的多级数据由多级至二进制的数据转换电路31转换为二进制数据。由多级至二进制的数据转换电路31输出的二进制数据用于误差校正电路33中的误差检测和校正，并且误差校正之后的二进制数据由误差校正电路33输出。

特别地，本发明的特征在于图2所示的多级数据转换电路15和多值判断电路29(多级数据处理装置)。因此，给出了在多级数据转换电路15中将输入的二进制数据形成为多级数据的方法和在多级数据判断电路29中判断多级数据的方法的说明。

首先，给出了在多级数据转换电路15中将输入的二进制数据转换为多级数据的方法的说明，其中将任意二进制数据转换成多级数据。在以下说明中，1个多级数据就被称为一个符号，而该符号可能采用的值就指符号值。例如，假如符号由3位组成，那么符号值就是从0到7的八进制值(octal value)。多级数据信号是指记录在光盘3上并从光盘3中再现的模拟信号。通过将多级数据信号进行模数转换而获得的数字信号是指信号值。

按照将二进制数据转换为其中1个符号由n(n≥2)位组成的多级数据的方法，一个{(n-1)×m}位的任意的二进制数据(m≥2)设置在m个符号的多级数据的较高的(n-1)位上，而按照预定转换规则将一个(m-k)位的二进制数据(m＞k≥1)转换为m位并且设置在m个符号的多级数据的较低1位上，以便将(n×m-k)位的二进制数据转换为m个符号的多级数据的1个集合，其中，n、m和k是整数。

接着，参见图3，给出了将二进制数据转换为多级数据的方法的说明。图3是用于说明在多级数据转换电路15中将二进制数据转换为多级数据的方法的示意图。

为方便起见，图3示出了一种将10位二进制数据转换为4-符号八进制数据的情况。等于1个符号的多级数据包括3位，而4个符号就指1个集合，以致于以4个符号为单位处理多级数据(S1至S4)。在图3中，MSB表示最高有效位，而LSB表示最低有效位。

首先，10位二进制数据(D1至D10)中的2位D1和D2由转换表34转换为4位(L1至L4)，并设置在多级数据的LSB中。10位二进制数据中的剩余8位(D3至D10)设置在如图3所示的多级数据的MSB端中。转换表34可提供在，例如，多级数据转换电路15中。

图4是示出了图3所示的转换表34的内容的示意图。图4示出了将2位的二进制数据(D1、D2)转换为4位数据(L1至L4)转换表34中的4种(1)至(4)。当将多级数据记录在例如光盘3的信息记录介质上时，在再现时的误差大约在±1内，这是本领域所公知的。例如，对于能从0至7取值的八进制数据来说，值5就可能被当作值4或6而错误地再现，但极少将值5当作值3或7来再现。因此，当多级数据被错误地再现时，有将LSB反转(inverted)的趋势以便将1错误地变成0，反之亦然。就常用的随机数据来讲，1个集合中的每个符号的LSB(L1至L4)就随机改变，并且，可能是16种比特模式。但是，通过如图4所示的转换表34中的4种(1)至(4)中的每一种将LSB(L1至L4)的可能模式限定为4种，则可将在判断多级数据时的候选值的数量减少为1/4，还由此提高了判断多级数据的准确性。

将2位数据转换为4位数据的方法并不限于一种，并且2种方法可以转换并有选择地用于每个集合。例如，定义了由“0”和“1”组成的以下数值序列P以集合为单位进行变化，用于选择图4所示的转换表34中的类型(1)和(2)，以便对于每个集合，在P＝0时转换表34就转换到所选择的类型(1)，而当P＝1时就转换到类型(2)。

P＝0，1，0，1，0，1，...

P＝0，0，1，1，0，0，...

数值序列P可以是由通过初始值及其产生方法来指定的随机数字组成。

进一步，当从转换表34的2个类型中选择时，可利用下集合中的数据来为集合确定数值序列P，而不用固定的数值序列P。例如，对于第一集合，数值序列P的初始值可以设为P(1)＝0，对于第i个集合，设为P(i)＝P(i-1)xor{第(i-1)个集合中的S4的LSB}或者P(i)＝{not第(i-1)个集合中的S1的MSB}或者P(i)＝{第(i-1)个集合的S2的LSB}，其中，i≥2，并且“xor”是表示逻辑异或操作的操作符，而“not”是表示逻辑非操作的操作符。因此，当判断多级数据时，判断不仅是基于目标集合而做出的，也是基于目标集合的之前和之后的多个集合而做出的，从而减少了误差。

接下来，将给出在多级数据判断电路29中判断多级数据的方法的说明。

首先，给出了将测试数据记录在光盘3上用于第一多级数据判断方法中，并且测试数据独立于多级数据的描述。以下是八进制数据的3个符号是连续的情况下的测试数据。

测试数据：

000 001 002 003 004 005 006 007

010 011 012 013 014 015 016 017

020 021 022 023 024 025 026 027

...

...

760 761 762 763 764 765 766 767

770 771 772 773 774 775 776 777

如上所示测试数据描述了八进制数据的3个符号是连续的情况下的所有组合(8³＝512)。如果码间干扰只影响1个符号之前和1个符号之后的相邻多级数据，那么在所述的八进制数据的3个符号是连续的情况下的所有组合(8³＝512)的测试数据就记录到光盘3中。如果码间干扰影响2个符号之前和2个符号之后的相邻的多级数据，那么在所述的八进制数据的5个符号是连续的情况下的所有组合(8⁵＝32768)的测试数据就记录到光盘3中。

测试数据可以记录在光盘的位于光盘3中的内圆周部分、外圆周部分以及中间部分中的记录位置上。或者，可以为光盘3的每一次旋转记录测试数据。对于每个预定周期，测试数据可以插在通过将二进制数据转换为多级数据所获得的数据中。通过将测试数据记录在光盘3上，可以抑制在光盘3上的记录位置上的再现信号中的变化，从而稳定地再现多级数据。

接下来，给出了当再现来自记录有上述的测试数据以及通过转换二进制数据成为多级数据而得到的数据的光盘3的数据时，在图2中所示的多级数据判断电路29中用于判断多级数据的方法的说明。

首先，给出了当将任意二进制数据转换为多级数据时判断多级数据的方法的说明。

当再现来自再现信号的多级数据时，其中该再现信号是从记录有多级数据的光盘3再现的，执行判断多级数据的方法说明如下。即，输入测试数据的再现信号，并且存储多级数据的信号值。输入通过转换二进制而得到的多级数据的再现信号，并计算在多级数据的信号值与所存储的信号值之间的误差。具有最小误差的作为集合中的每个符号的判断候选值的多级数据被当作第一候选值，而具有次最小误差的多级数据被当作第二候选值。按照用于将(m-k)位二进制数据转换为m位的预定转换规则，使用每个符号的第一和第二候选值来产生集合中的m个符号的多级数据序列的候选值。计算每个符号的信号值与相应于候选多级数据的所存储的信号值之间的误差，并将具有最小整体误差的等于1个候选值的m个符号的多级数据序列作为再现多级数据输出。

下面描述一种情况：其中，使用图4所示的转换表34中的类型(1)，按照上面结合图3所述的方法，将二进制数据转换为多级数据。为方便起见，所使用的测试数据是在八进制数据的3个符号为连续的情况下的测试数据。

正如前面结合图1所述的，以前所公开的多级数据处理方法并行执行第一和第二多级数据判断处理。但在本实施例中，如图5所示，是在执行了第一多级数据判断处理之后执行第二多级数据判断处理。图5是用于说明由图2所示的多级数据判断电路29所采用的多级数据判断方法的流程图。

首先，参照图5描述第一多级数据判断处理。在图5中，步骤S109对图2中所示的波形均衡器电路27的输出信号值执行第一多级数据判断处理。具体讲，再现测试数据，并创建如图6所示的表134。图6是示出了用于存储测试数据的3个连续符号的多级数据的所有组合的中心多级数据的信号值，即波形均衡器电路27的输出信号值的表134的示意图。在图6中，T(p，q，r)表示具有符号值p、q和r的3个连续符号的多级数据的中心多级数据的信号值，其中，p、q、r＝0，...，7。由一次再现测试数据所获得的值可能用作信号值，或者，通过多次再现测试数据而获得的值的平均值可以用作信号值。图6中的表134可以位于，例如，多级数据判断电路19中。

接着，判断多级数据。更具体讲，输入3个连续符号的多级数据的信号值，即，图2中所示波形均衡器电路27的输出信号值，并输出中心多级数据的符号值。为此，首先相对于多级数据的1个符号之前和1个符号之后进行暂时判断。用于暂时判断的初始值是从存储在图6所示的表134中的值计算出的。

按照以下公式(1)来计算相应于每个符号值(s＝0，...，7)的符号值的典型值L(s)：

$L\left(s\right)=\underset{p,r=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}T(p,s,r)/64-------\left(1\right)$

然后，按照以下的公式(2)来计算得到相邻符号值之间的阈值X(u)，其中u＝0，...，6。

X(u)＝{L(u)+L(u+1)}/2                          ---(2)

1个符号之前和1个符号之后的多级数据的符号值与由公式(2)计算得到的阈值X(u)进行比较，从而暂时判断1个符号之前和1个符号之后的多级数据。更具体讲，如果用Y来表示1个符号之前和1个符号之后的多级数据的符号值，满足以下关系式(3)的v被作为由暂时判断所获得的符号值。

          i)v＝7，如果Y≥X(6)

          ii)X(v)＞Y≥X(v-1)                 ---(3)

          iii)v＝0，如果X(0)＞Y

由暂时判断所获得的1个符号之前和1个符号之后的多级数据的符号值分别用p和r来表示，并且对于q＝0，...，7，计算相对于中心多级数据的信号值T(p，q，r)的误差。在所计算得到的8个误差中，相应于最小误差的符号值q作为第一候选值(q1)输出，而且，相应于次最小(第二最小)误差的符号值q作为第二候选值(q2)输出。在这种情况下，第一和第二候选值(q1和q2)相对于1个集合中的每个符号输出。换言之，按照之前所描述的图1的结构的以前公开的多级数据处理方法的第一多级数据判断处理仅输出第一候选值，而按照本实施例的第一多级数据判断处理则输出第一和第二候选值(q1和q2)。

接下来，参照图5、7A以及7B描述第二多级数据判断处理。图5中，步骤S111输入由步骤S109输出的每个符号的第一和第二候选值，并通过最终判断来输出再现的多级数据。

图7A是示出了1个集合中的每个符号的第一和第二候选值(q1和q2)的示意图，而图7B是示出了基于如图4中所示的转换表34的类型(1)，利用每个符号的第一和第二候选值来产生的等于1个集合中的4个符号的判断候选值的示意图。为便于理解，图7B还示出了图4所示转换表34的类型(1)的内容。转换表34的类型(1)中的L1至L4不仅表示多级数据的LSB，还表示多级数据是奇数还是偶数。由此，转换表34中的“0”表示偶数，而“1”表是奇数。在每个符号中的第一和第二候选值(q1和q2)中，一个是偶数而另一个是奇数。通过按照转换表34选择奇数或偶数候选值，来产生每个都等于1个集合中的4个符号的判断候选值的4个类型。

接着，基于判断候选值的这4种类型来输出最终判断结果。获得并相加用于4个符号的每个符号的信号值(波形均衡器电路27的输出信号值)与相应于每个判断候选值的符号值的信号值之间的误差，并且，使得这4个符号的总误差最小的判断候选值作为最终判断结果输出。存储在表134中的信号值用作相应于每个判断候选值的符号值的信号值。例如，如果S1＝2，S2＝4，而且用于判断候选值的符号S1之前的1个符号的多级数据的符号值为5，则信号值T(5，2，4)就用作相应于符号S1的信号值。或者，可以暂时判断1个符号之前和1个符号之后的信号值，以使用存储在表134中的信号值。

因此，通过使用由第一多级数据判断处理所确定的每个符号的第一和第二候选值(q1和q2)，第二多级数据判断处理按照转换表34产生1个集合中的判断候选值。由此，提高了判断结果的可靠性。进一步，由于冗余位增加到了2位，所以判断候选值的数量减少到了采用前述图1中的结构的以前公开的多级数据判断方法的数量1/4，从而减少了多级数据的错误判断。

在上述实施例中，使用1个集合中的数据来输出最终判断结果。然而，在预定转换规则也使用之前集合中的数据的情况下，就要使用下文将要描述的多个集合中的数据来判断多级数据。

首先，在每个集合中，在数值序列P为“0”的情况下和数值序列P为“1”的情况下选择使得误差为最小的候选值。然后，在接下来与数值序列P有关的集合中选择候选值，以用于在多个集合的第一集合中数值序列P为“0”的情况和数值序列P为“1”的情况，以便对2个系统创建等于多个集合的候选值。在2个系统的候选值中，使得误差比较小的候选值作为最终判断结果输出。这样，当判断多级数据时，判断可以不仅基于目标集合而做出还可以基于包括目标集合的多个集合做出，并且减少了误差。

当输出多个集合中的候选值时，不是只使用每个集合中的使得误差最小的候选值，采用其它候选值也是可行的。例如，使得误差次最小的候选值或例如所有候选值也可用在每个集合中。在这种情况下，使得多个集合中的所有候选值的组合的误差最小的候选值可作为最终判断结果输出。通过采用这种方法，在使得每个集合中的误差最小化的候选值的组合不使得多个集合中的组合中的误差最小的情况下，也可以进一步提高判断多级数据的准确性。

上述的多级数据处理方法可由在计算机系统中操作的软件(计算机程序)来实现，计算机系统具有微处理器(或CPU)、数字信号处理器等。或者，上述的多级数据处理方法可由专门的硬件来实现。下面给出对于由专用硬件实现的多级数据处理方法的情况的说明。

首先给出对多级数据转换电路15的实施例的说明。图8是示出了用于将二进制数据转换为多级数据的多级数据转换电路15的结构的系统框图。图8示出了将10位二进制数据转换为4符号八进制数据(3位)的多级数据转换电路15。

图8所示的多级数据转换电路15包括3个选择器35、37和39以及转换电路41。选择器35、37和39中的每一个都输入4位数据，并输出这4位数据中的1位。转换电路41将2位数据转换为4位数据。由此，将10位并行输入给多级数据转换电路15，并且多级数据转换电路15输出表示以3位为1个符号的并行数据。多级数据转换电路15还包括用于产生控制信号的控制电路，控制信号控制与输入和输出数据的时序同步的选择器35、37和39的变换，但为方便起见，省略了其说明。这个控制电路的功能可以由控制图2中所示的整个光盘驱动器1的操作的微处理器(或CPU)来实现。

下面给出由多级数据转换电路15来将二进制数据转换为多级数据的操作的说明。转换电路41可通过使用公知的半导体存储器和逻辑电路来实现转换表34。选择器35、37和39可由控制电路来控制从而连续地输出(D3，D4，L1)、(D5，D6，L2)、(D7，D8，L3)以及(D9，D10，L4)。由此，二进制数据就由具有简单硬件结构的多级数据转换电路15转换为多级数据。

如果已经输出的多级数据输入给转换电路41，则可执行其它集合中的与所述数据有关的数据转换。

此外，变换电路(未示出)可进行变换从而有选择地输出测试数据和由图8中所示电路输出的多级数据，该电路将二进制数据转换为多级数据。在这种情况下，有可能将形成用户数据的测试数据和多级数据进行混合。

图9是示出了一种测试数据产生电路的示意图。图9中所示的测试数据产生电路包括9位二进制计数器43。如图9所示，9位二进制计数器43的输出分组成为3个3位部分，并且每个3位部分作为多级数据(八进制数据)输出以便产生图9中的这3个3位部分的右边的测试数据。

接下来，给出了多级数据判断电路29的说明。图10是示出了图2中所示多级数据判断电路29的一种结构的功能框图。如图10所示，多级数据判断电路29包括用于实现第一多级数据判断方法的第一多级数据判断电路45和用于实现第二多级数据判断方法的第二多级数据判断电路47。基于波形均衡器电路27的输出信号值，第一多级数据判断电.路45输出每个符号的判断候选值中的第一和第二候选值(q1和q2)。第二多级数据判断电路47基于波形均衡器电路27的输出信号值和由第一多级数据判断电路45输出的第一与第二候选值(q1和q2)执行最终判断，并且输出再现的多级数据。

参见图11和12，给出了第一和第二多级数据判断电路45和47的每一个的说明。

图11是示出了第一多级数据判断电路45的一种结构的系统框图。第一多级数据判断电路45包括取平均值电路49、表存储器电路51、临时判断电路53、判断候选值产生电路57、表地址产生电路59、误差计算电路61、比较器电路63以及第一和第二候选值选择电路65。

取平均值电路49获得由波形均衡器电路27输出的信号值的平均值。表存储器电路51形成如图6所示的表134。表存储器电路51包括：当创建表134时接收信号值的数据输入端、当计算误差时输出信号值的数据输出终端以及用于输入多个多级数据的值的地址输入端。例如，当使用3个八进制数据来创建连续的表134时，9位地址数据就用在3位部分的组中。表存储器电路51还向之后将要描述的如图12中所示的第二多级数据判断电路47输出信号值。

临时判断电路53通过使用加法器等计算上述公式(1)和(2)来确定阈值X(u)，并且还使用比较器等计算上述关系式(3)，以便分别在这3个连续的多级数据中的第二(中心)多级数据之前和之后(两端)临时判断第一和第三多级数据。判断候选值产生电路55输出由临时判断电路53输出的这3个连续多级数据中的第一与第三多级数据的符号值和中心多级数据的候选值的符号值(0至7)。

地址变换电路57将地址数据输入转换到表存储器51的地址输入端。当创建表134和当计算用于临时判断中的阈值X(u)时，地址变换电路57将地址输入产生电路59的输出输入给表存储器电路51的地址输入端。另一方面，当判断多级数据时，地址变换电路57将判断候选值产生电路55的输出输入给表存储器电路51的地址输入端。地址变换电路57还具有切换功能，用来从表134中输出由后面将要描述的图12所示的第二多级数据判断电路47的判断候选值输出电路67所使用的判断候选值的信号值。

当创建表134时，测试数据由光盘3来再现，而将3个连续符号的多级数据的所有组合的中心多级数据的信号值输入给表存储器电路51。在这种情况下，多级数据的符号值看作是测试数据，并可由图9所示的测试数据产生电路来产生。由此，表地址产生电路59就用于将由图9所示的测试数据产生电路所输出的测试数据作为多级数据输入给表存储器电路51的地址输入端。表地址产生电路59还产生一个地址，该地址是在计算用于进行临时判断的阈值X(u)时所使用的。

误差计算电路61计算表134中的这8个候选值中的信号值与输入给误差计算电路61的中心多级数据的信号值之间的误差。比较器电路63比较由误差计算电路61输出的误差，并将这些误差按照从最小误差开始的大小顺序重新排列。第一和第二候选值选择电路65输出使得误差最小的候选值(第一候选值)，以及使的误差次最小的候选值(第二候选值)。

第一多级数据判断电路45还可包括用于控制第一多级数据判断电路45和如图2所示的整个光盘驱动器1的操作的控制电路，但为方便起见，省略了这方面的说明。这个控制电路的功能可以由控制整个光盘驱动器1的操作的微处理器(或CPU)来实现。

接下来，给出了如图11所示的第一多级数据判断电路的操作的说明。首先，再现记录在光盘3上的测试数据，并通过表地址产生电路59和取平均值电路49的操作来将3个连续符号的多级数据的中心多级数据的信号值输入给表存储器电路51，以便创建表134。然后，表134中的信号值输入给临时判断电路53，以便计算用于临时判断的阈值X(u)。

之后，从光盘3上再现通过将二进制数据进行转换所获得并记录在光盘3上的多级数据。在3个连续符号的再现多级数据中，获得在中心多级数据的1个符号之前和1个符号之后的第一和第三多级数据的信号值，并输入给临时判断电路53。基于临时判断结果，判断候选值产生电路55输出8种判断候选值。误差计算电路61计算这3个连续数据的多级数据中的中心多级数据的信号值与相应于这8种判断候选值表134中的信号值之间的误差。比较器电路63将由误差计算电路61计算得到的误差的顺序按照从最小误差开始的大小顺序进行重新排序。第一和第二候选值选择电路65输出相应于最小误差的判断候选值以作为第一候选值，并输出相应于第二最小误差的判断候选值以作为第二候选值。

图12是示出了第二多级数据判断电路47的一种结构的示意图。第二多级数据判断电路47包括候选值信号值输出电路67、误差计算电路69、第一寄存器电路71、第一选择器电路73、加法器电路75、第二寄存器电路77、最小值检测电路79、第三寄存器电路81、第二选择器电路83、控制电路85、转换表87以及产生数值序列(P)以用于转换表的P产生电路89。

候选值信号值输出电路67输出相应于从位于图11中所示的第一和第二候选值选择电路65中接收的每个符号的第一和第二候选值的符号值的信号值。存储在位于第一多级数据判断电路45中的表存储器电路51中的值用于相应于第一和第二候选值的符号值的信号值。因此，从第一和第二候选值选择电路65接收的第一和第二候选值的符号值就从候选值信号值输出电路67中输出，并经过地址切换电路57输入给表存储器电路51的地址输入端。存储在表存储器电路51的表134中的信号值输入给第二多级数据判断电路47的候选值信号值输出电路67，然后输入给误差计算电路69。此外，从候选值信号值输出电路67中输出每个符号的第一和第二候选值的符号值给第三寄存器电路81。

误差计算电路69计算输入信号值与判断候选值的信号值之间的误差。第一寄存器71保存从误差计算电路69输出且等于1个集合或对应于等于多个集合的多个符号的误差。第一选择器电路73选择与转换表87中的一种比特模式相一致的第一寄存器电路71的输出，并且为了计算1个集合或多个集合中的误差总数而输出所选择的输出。

加法器电路75将从第一选择器电路73中输出的误差相加，并输出总数值。第二寄存器电路77保存加法器电路75的输出。最小值检测电路79从第二寄存器电路77的输出中检测最小值。

第三寄存器电路81保存等于从候选值信号值输出电路67中接收的1个集合或多个集合的判断候选值的符号值序列。第二选择器电路83按照转换表87中的比特模式，选择保存在第三寄存器电路81中的相应于由最小值检测电路79所检测的最小值的判断候选值的符号值，并按照判断结果输出所选择的符号值。

控制电路85控制整个第二多级数据判断电路47的操作。转换表87与上面所述的用于将二进制数据转换为多级数据的转换表34相同。当对每个集合切换转换表87时，P产生电路89产生用于选择转换表87的数值序列P。如果仅使用一种转换表87，则可省略P产生电路。在数值序列P被唯一确定的情况下，就要采取措施以使数值序列P与将二进制数据转换为多级数据时所用的数值序列相同。此外，在数值序列P由相对于集合中的数据所执行的逻辑操作来确定的情况下，可通过输入判断候选值的符号值而在P产生电路89中产生数值序列P。

接下来，给出了图12中所示第二多级数据判断电路47的说明。首先，从图1所示第一多级数据判断电路45中的第一和第二候选值选择电路65中接收的每个符号的相应的第一和第二候选值的信号值从图12所示的候选值信号值输出电路67中输出。误差计算电路69计算每个符号的第一和第二候选值的信号值相对于从图2所示的波形均衡器电路27中接收的输入信号值的误差。每个符号的第一和第二候选值的符号值保存在第三寄存器电路81中。

第一寄存器电路71相应于1个集合或多个集合而保存多个符号的误差。之后，第一选择器电路73基于转换表87选择并向加法器电路75输出所有判断候选值的信号值的误差。由此，计算对于每个判断候选值的误差总数并将其保存在第二寄存器电路77中。然后，最小值检测电路79检测从第二寄存器电路79中输出的误差的总数中的最小值。在保存在第三寄存器电路81中的判断候选值的符号值中，由第二选择器电路83选择出相应于使得误差为最小值的判断候选值的每个符号值，并将这些符号值作为再现多级数据输出。

图12所示的第二多级数据判断电路47可以保存用于多个集合的每一个中总计为多个集合的所有组合的误差。为此，不仅可以从使得每个集合中的误差最小的候选值的组合中，也可以从候选值的所有组合中，选择使得误差最小的候选值。

图2中所示多级数据判断电路29可由上述第一多级数据判断电路45和第二多级数据判断电路47来形成。进一步，通过在图2所示的光盘驱动器1中提供多级数据转换电路15和多级数据判断电路29，就可以将信息记录在光盘3上并从光盘3上再现信息。

在本实施例中，用于量化再现信号的幅值的ADC电路23中的模数转换用作量化多级数据信号的装置。然而，量化多级数据信号的装置并不限于此，后面将对此做出描述。

图13是用于解释通过变化记录在信息记录介质上的标记的长度的一种的多级记录的示意图。例如，信息记录介质是图2所示的光盘3。在这种情况下，再现信号是二进制数据，但在相应于标记的脉冲的时间长度(持续时间)中的改变就变为多级数据(多级数据信号)。通过由响应参考时钟来操作的计数器电路(未示出)来对时间长度进行计数，可以获得由量化多级数据信号所获得的信号值(数字数据)。之后，可从每个信号值中减去常量值，以便使得上述使用模数转换的实施例适于图13所示的情况。

此外，本发明并不限于这些实施例，而是可在不脱离本发明的范围的情况下做多种变化和修改。

Claims (10)

1.一种多级数据处理方法，用于将二进制数据转换为具有每个符号为n位的多级数据，其中，n是满足n≥2的整数，其特征在于：

在m个符号的多级数据的较高的(n-1)位中设置一个{(n-1)×m}位二进制数据，其中，m是满足m≥2的整数；以及

按照预定转换规则将(m-k)位二进制数据转换为m位，并且，在m个符号的该多级数据的较低1位中设置该m位，以便将一个(n×m-k)位的二进制数据转换为由m位符号组成的多级数据的1个集合，其中k是满足m＞k≥1的整数。

2.根据权利要求1的多级数据处理方法，其特征在于，k＝2。

3.根据权利要求1或2的多级数据处理方法，进一步的特征在于：

当将(m-k)位二进制数据转换为m位时使得其它集合中的数据与m位相关联。

4.根据权利要求1至3中的任何一项的多级数据处理方法，进一步的特征在于：

向由m个符号组成的多级数据混合一个包括M个连续多级数据的2^(M×n)个组合的测试数据，其中，M为满足M≥3的整数。

5.根据权利要求4的多级数据处理方法，从一个再现信号来再现多级数据，该再现信号是从一个记录了等于m位的多级数据和测试数据的混合的信息记录介质上再现的，其特征在于：

输入测试数据的再现信号并存储多级数据的信号值；

输入已经从二进制数据转换成的多级数据的再现信号；

计算多级数据的信号值与所存储的信号值之间的误差；

根据一个集合中每个符号的判断候选值，输出具有最小误差的多级数据以作为第一候选值，并且输出具有第二最小误差的多级数据作为第二候选值；

按照预定转换规则，使用用于每个符号的第一和第二候选值，来产生一个集合中m个符号的多级数据序列的候选值；

计算每个符号的信号值与相应于候选多级数据的所存储的信号值之间的误差；以及

输出具有等于一个候选值的m个符号的最小误差总数的多级数据序列作为一个再现多级数据。

6.一种多级数据处理装置，用于将二进制数据转换为具有每个符号为n位的多级数据，其中，n为满足n≥2的整数，其特征在于：

用于在m个符号的多级数据的较高的(n-1)位中设置一个{(n-1)×m}位二进制数据的装置，其中，m为满足m≥2的整数；以及

用于按照预定转换规则将(m-k)位二进制数据转换为m位、并在m个符号的多级数据的较低1位中设置m位、以便将一个(n×m-k)位的二进制数据转换为由m位符号组成的多级数据的1个集合的装置，其中k是满足m＞k≥1的整数。

7.根据权利要求6的多级数据处理装置，其特征在于，k＝2。

8.根据权利要求6或7的多级数据处理装置，进一步的特征在于包括：

用于当将(m-k)位二进制数据转换为m位时使得其它集合中的数据与m位相关联的装置。

9.根据权利要求6至8中的任何一项的多级数据处理装置，进一步的特征在于：

用于向由m个符号组成的多级数据混合一个包括M个连续多级数据的2^(M×n)个组合的测试数据的装置，其中，M为满足M≥3的整数。

10.根据权利要求9的多级数据处理装置，从一个再现信号来再现多级数据，该再现信号是从记录了等于m位的多级数据和测试数据的混合的信息记录介质上再现的，其特征在于：

用于输入测试数据的再现信号并存储多级数据的信号值的装置；

用于输入已经从二进制数据转换成的多级数据的再现信号的装置；

用于计算多级数据的信号值与所存储的信号值之间的误差的装置；

用于根据一个集合中每个符号的判断候选值、输出具有最小误差的多级数据以作为第一候选值、并且输出具有第二最小误差的多级数据作为第二候选值的装置；

用于按照预定转换规则、使用用于每个符号的第一和第二候选值、来产生一个集合中m个符号的多级数据序列的候选值的装置；

用于计算每个符号的信号值与相应于候选多级数据的所存储的信号值之间的误差的装置；以及

用于输出具有等于一个候选值的m个符号的最小误差总数的多级数据序列作为一个再现多级数据的装置。

Images