CN1653539A - 再生信号处理装置以及再生信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
如图1所示,本发明的再生信号处理装置(100)在模式预测器(103)中,预测作为再生信号X的数据序列的预测值,并且判别该预测值和预先设定的特定模式是否一致;在适应均衡器(110)中,根据来自上述模式预测器(103)的判别结果,一边适时更新数字滤波器的系数W一边对再生信号X进行适应均衡;在选择电路(104)中,根据上述判别结果,作为波形均衡输出Y,输出来自上述适应均衡器(110)的输出或者上述预测值之一。这样构成的再生信号处理装置(100)可以实现与包含在再生信号中的非线性失真对应的最佳的波形均衡。
Description
技术领域
本发明涉及均衡从记录介质再生的再生信号的波形的再生信号处理装置及其再生信号处理方法。
背景技术
在光盘、磁盘等的再生电路中,为了除去包含在再生信号中的波形失真和干扰,在此再生电路内设置进行再生信号的波形均衡的均衡器,进行记录系列中的符号间干涉的补偿。作为进行此波形均衡的方法,采用从该再生信号中推定波形失真,确定均衡器特性的适应均衡的方法。
在此,参照图12,比较在光盘、磁盘等的记录坑一样地(均匀)形成的情况和在该记录坑中有不均匀情况的再生信号。图12是展示在记录坑一样地形成的情况下和在记录坑中有不均匀的情况下的各个标记形状和其再生信号的波形图。
如图12所示,当一样的形成记录坑的情况下,此标记的形状是正常的长方形。另一方面,当在记录坑中产生不均匀的情况下,其标记形状是在坑的两端和中央失真大。而且,如果用再生电路的拾取器等读取这些信号,则当记录坑被一样的形成的情况下,再生信号的电平在其中央部分取一定值,而当在记录坑中有不均匀的情况下,再生信号的电平在其中央部分失真,再生信号X成为某一频率重叠的信号。
但是,以往的均衡器只由再生信号的延迟、系数的乘法运算、加法运算这些线性操作构成,因为是以除去再生信号的线性失真为目的,所以因在光磁盘和磁盘等介质的制造离散等在再生信号中包含有某一原因的非线性失真的情况下(例如,参照在图12的记录坑中有不均匀时的再生信号),在以往的均衡器中不能去除此失真成分。而后,包含在此再生信号中的非线性失真因为使均衡器的均衡能力显著降低,所以不能避免例如因坑错误速率的劣化等使再生电路性能下降。
作为解决此以往问题的方法,在专利第2768296号公报中揭示了进行考虑到再生信号的非线性失真影响的波形均衡化处理的再生信号处理装置。
以下,用图13、图14以及图15说明以往的再生信号处理装置。图13是展示以往的再生信号处理装置构成的图,图14是展示在以往的再生信号处理装置中的数字滤波器的详细构成的图,图15是展示在以往的再生信号处理装置中的系数更新器的详细构成的图。
在图13中,以往的再生信号处理装置400由数字滤波器401、系数更新器402构成。而后,上述数字滤波器401是接收在再生电路内的量子化单元(未图示)中数字化从CD和DVD等光盘再生的信号后得到的再生信号X的滤波器,在此如图14所示假设是五抽头的FIR(Finite Impulse Response)滤波器。以下,如果用图14详细说明,则上述数字滤波器401由以下部分组成:如构成用于延迟再生信号X的传送的多段延迟元件那样相互连接的5个D触发器411a~411e;在从该各D触发器411a~411e输出的延迟信号X1~X5上分别乘以系数W1~W5的5个乘法器412a~412e;加法运算从该各乘法器412的输出的1个加法器413。因而,数字滤波器401的输出X’成为用各系数W1~W5乘以使再生信号X延迟后的延迟信号X1~X5,用加法器413加法运算此所有的乘法运算结果所得到的值。
而后,上述系数更新器402是根据该数字滤波器401的输出适应性地更新确定上述数字滤波器401的均衡化特性的系数W1~W5,在此,如图15所示,由相关器421、积分器422、减法器423、基准振幅发生电路424、三值判定电路425、误差信号选择电路426以及开关427构成。而后,上述三值判定电路425根据预先设定的阈值把从上述数字滤波器401输出的数字滤波器输出X’判定为3个值(例如,-1,0,+1),上述基准振幅发生电路424把从该三值判定电路425输出的3个值(例如,-1,0,+1)设置成与数字滤波器401的输出电平对应的振幅值,上述减法器423计算作为来自上述基准振幅发生电路424的输出和上述数字滤波器输出X’的差的均衡误差ε,上述相关器421取从数字滤波器401输入的延迟信号Xn和来自上述减法器423的均衡误差εn的相关,上述积分器422把分别时间积分在该相关器421中取得的各相关后得到的值作为更新后的系数Wn提供给数字滤波器401,上述误差信号选择电路426根据上述三值判定电路425的输出的时间序列信息,产生选择是否把在上述减法器423中计算出的均衡误差ε输入到相关器421的选择信号,上述开关427根据来自该误差信号选择电路426的选择信号,切换其接通/断开。
在这样以往的再生信号处理装置400中,在上述系数更新器402中,在上述三值判定电路425的输出中,把认为有非线性失真的特征性的模式预先设定在误差信号选择电路426中,在该误差信号选择电路426中,判定此预先被设定的特征性模式和来自上述三值判定电路425的输出是否一致,当不一致时接通开关427进行上述系数W1~W5的更新,当一致时断开开关427不进行上述系数W1~W5的更新,由此可以抑制再生信号X的非线性失真对上述系数W1~W5更新的影响。
但是,不只是在上述的系数更新器402中系数更新的适应控制是波形均衡化失败的原因,在上述数字滤波器401中实施了波形均衡的数字滤波器的输出X’(以下,还称为“波形均衡输出X)自身有时也成为波形均衡失败的原因。
以下,用图16具体地说明。图16是展示包含非线性失真的再生信号X,和适应性地均衡该再生信号X后的波形均衡输出Y的图。
如在图12中说明的那样,非线性失真大的再生信号不包含在再生信号的正常波形中,而重叠某一频带的信号。此重叠的频带当是和再生信号的频带相差悬殊的频带的情况下,虽然在上述数字滤波器401中容易取得该重叠的信号,但上述重叠的频带当是和上述再生信号同样频带的情况下,此再生信号的波形大的失真因为不能区分是因非线性失真的影响引起的波形失真,还是再生信号的正常波形,所以波形的非线性失真的补正非常困难。
例如,在图16所示的再生信号X波形大的失真A~D部分中,A、B、D部分是重叠有和正常波形同样频带信号的非线性失真,C部分是正常的再生信号的波形。对于这样的波形如果用以往装置400实施波形均衡,则再生信号X当具有和正常波形部分的频带同样频带的失真成分的情况下,即使假设在该失真部分中未进行系数W1~W5的更新,因为此再生信号自身的失真成分同样被放大,所以结果是波形均衡失败(参照图16的A、B、D部分)。而后,此波形均衡的失败如果满足编码限制,因为在未图示的后段译码器,例如在维特比译码器中也不能进行纠错,因而就这样进行带错译码,所以成为使再生电路的译码性能劣化的原因。
因而,如以往的再生信号处理装置400那样,在认为再生信号X的波形是非线性失真的部分中,只要不进行上述系数W1~W5的更新,就不能抑制对上述波形均衡输出X’的非线性失真的影响,这种情况下其结果,在以往的再生信号处理装置400中,在数字滤波器401中不能充分发挥考虑到非线性失真的波形均衡特性,存在不能最佳地进行包含非线性失真的再生信号的波形均衡的问题。
本发明就是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种与包含在再生信号中的非线性失真对应的,可以实现最佳的波形均衡的再生信号处理装置。
为了解决上述课题,本发明的再生信号处理装置是均衡从记录介质再生的再生信号波形的再生信号处理装置,包含:均衡上述再生信号的数字滤波器;适应性地更新确定上述数字滤波器的均衡特性系数的系数更新器;预测上述再生信号的数据序列输出上述再生信号的预测值,并且判断是否是预先设定了上述再生信号的数据序列的特定模式并输出判别结果的模式预测器;作为波形均衡后的输出,选择上述数字滤波器的输出或者上述再生信号的预测值的一方并输出的选择电路。
由此,在对再生信号进行适应均衡等处理后,作为均衡输出,因为选择该适应均衡处理,或者从该再生信号中预测的数据序列之一输出,所以可以实现包含在与该再生信号中的非线性失真对应的最佳的波形均衡。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列是上述特定模式的情况下,上述选择电路选择上述数据滤波器的输出,当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是上述特定模式的情况下,选择上述预测值。
由此,可以最佳地抑制包含在上述再生信号中的非线性失真给予波形均衡后的输出的影响。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列是上述特定模式的情况下,上述系数更新器更新上述数字滤波器的系数,当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是特定模式的情况下,不更新上述数字滤波器的系数。
由此,可以抑制包含在上述再生信号中的非线性失真对上述数字滤波器的系数更新的影响。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,上述系数更新器使用上述预测值,适应地更新上述数字滤波器的系数。
由此,可以最佳地抑制包含在上述再生信号中的非线性失真给予上述数字滤波器的系数更新的影响。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,上述数字滤波器多值均衡上述再生信号输出,被预先设定在上述模式预测器中的上述特定模式是在上述再生信号的数据序列中的从最小值向最大值以及从该最大值向该最小值转移的部分。
由此,即使包含和再生信号的正常波形同样频带的非线性失真,也可以抑制该非线性失真给予波形均衡后的输出的影响,可以最佳地进行波形均衡。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,上述数字滤波器多值均衡上述再生信号输出,被预先设定的上述模式预测器中的上述特定模式是上述再生信号的数据序列中的最小值以及最大值以外的部分。
由此,即使包含和再生信号的正常波形同样频带的非线性失真,也可以抑制该非线性失真给予波形均衡后的输出的影响,可以最佳地进行波形均衡。
进而,在在本发明的再生信号处理装置中,上述模式预测器使用局部频率响应均衡,预测上述再生信号的数据序列,判断该预测的再生信号的数据序列是否和上述特定模式一致。
由此,即使包含和再生信号的正常波形同样频带的非线性失真,也可以抑制该非线性失真给予波形均衡后的输出的影响,可以最佳地进行波形均衡。
另外,本发明的再生信号处理装置是均衡从记录介质再生的再生信号波形的再生信号处理装置,包含:判断上述再生信号的数据序列是否是预先设定的特定模式并输出判别结果的模式预测器;根据上述判别结果对上述再生信号局部地进行滤波处理的预测滤波器;适应均衡上述预测滤波器的输出的适应均衡器。
由此,在再生信号被局部实施了滤波处理后进行适应均衡,可以实现与包含在该再生信号中的非线性失真对应的最佳的波形均衡。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,上述模式预测器在进行上述再生信号的数据序列的判别的同时,预测上述再生信号的数据序列输出上述再生信号的预测值,当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列是上述特定模式的情况下,上述预测滤波器输出上述再生信号,当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是上述特定模式的情况下,输出上述再生信号的预测值。
由此,即使包含和再生信号的正常波形同样频带的非线性失真,也可以抑制该非线性失真给予波形均衡后的输出的影响,可以最佳地进行波形均衡。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,上述预测滤波器的滤波处理只在上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是上述特定模式的情况下,从上述再生信号的波形中除去某一特定的频带。
由此,在上述再生信号的数据序列的特定模式部分以外不会产生由滤波器处理引起的影响,可以向后段的适应均衡器提供几乎没有非线性失真的信号。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,预先在上述模式预测器中设定的上述特定模式是在上述预测的上述再生信号数据串中的从最小值向最大值以及从该最大值向该最小值转移的部分。
由此,即使包含和再生信号的正常波形同样频带的非线性失真,也可以抑制该非线性失真给予波形均衡后的输出的影响,可以最佳地进行波形均衡。
进而,在本发明的再生信号处理装置中,预先设定在上述模式预测器中的上述特定模式是上述预测后的上述再生信号数据串中的最小值以及最大值以外的部分。
由此,即使包含和再生信号的正常波形同样频带的非线性失真,也可以抑制该非线性失真给予波形均衡后输出的影响,可以最佳地进行波形均衡。
另外,本发明的再生信号处理方法是均衡从记录介质再生的再生信号波形的再生信号处理方法,包含:一边更新确定波形均衡特性的系数一边适应性均衡上述再生信号并输出的适应均衡步骤;预测上述再生信号的数据序列输出该再生信号的预测值的预测步骤;判断该再生信号的数据序列是否是预先设定的特定模式并输出判别结果的判别步骤;作为波形均衡后的输出选择上述均衡步骤的输出或者上述预测步骤输出之一输出的选择步骤。
由此,作为波形均衡输出,通过选择适应均衡处理后的再生信号,或者从该再生信号预测的预测值之一并输出,可以实现与包含在该再生信号中的非线性失真对应的最佳的波形均衡。
另外,本发明的再生信号处理方法是均衡从记录介质再生的再生信号波形的再生信号处理方法,包含:判别上述再生信号的数据序列是否是预先设定的特定模式并输出判别结果的判别步骤;根据上述判别结果对上述再生信号局部地进行滤波器处理的滤波步骤;适应均衡上述滤波步骤输出的适应均衡步骤。
由此,因为在对再生信号进行滤波处理后,可以适应均衡该滤波处理后的输出,所以可以实现与包含在该再生信号中的非线性失真对应的最佳的波形均衡。
附图说明
图1是展示本发明实施方式1的再生信号处理装置构成的图。
图2是展示本发明实施方式1的再生信号处理装置的系数更新器的详细构成的图。
图3是展示本发明实施方式1的再生信号处理装置的模式预测器详细构成的图。
图4是展示本发明实施方式1的再生信号处理装置的模式预测器动作的波形图。
图5是展示被输入到本发明实施方式1的再生信号处理装置的再生信号在正常情况下(Xa)和非线性失真大的情况下(Xb)的各个再生信号和其预测值的波形图。
图6是说明本发明实施方式1的再生信号处理装置的系数更新器动作的图。
图7是说明本发明实施方式1的再生信号处理装置的选择电路动作的图。
图8是展示被输入到本发明实施方式1的再生信号处理装置中的再生信号、该再生信号的预测值、均衡处理该再生信号的波形均衡输出的波形图。
图9是展示本发明实施方式2的再生信号处理装置构成的图。
图10是展示本发明实施方式2的再生信号处理装置的预测滤波动作的波形图。
图11是展示本发明实施方式2的再生信号处理装置的变形例子的预测滤波器动作的波形图。
图12是展示被记录在记录介质中的记录坑一样的情况和产生不匀情况的标记形状和其再生信号的图。
图13是展示以往的再生信号处理装置构成的图。
图14是展示以往的再生信号处理装置的数字滤波器的详细构成图。
图15是展示以往的再生信号处理装置的系数更新器详细构成的图。
图16是展示被输入以往的再生信号处理装置的再生信号,和均衡处理了该再生信号后的波形均衡输出的波形图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下,用图1~图8以及图14说明本实施方式1的再生信号处理装置。
在本实施方式1中,当对包含非线性失真的再生信号进行适应均衡处理的情况下,不仅是对确定数字滤波器的均衡特性的系数W1~W5的更新,而且对从该数字滤波器输出的适应均衡后的波形均衡输出考虑其非线性失真的影响。
首先,用图1~图3以及图14说明本实施方式1中的再生信号处理装置的构成。图1是展示本实施方式1的再生信号处理装置构成的图,图2是展示本实施方式1的再生信号处理装置的系数更新详细构成的图,图3是展示本实施方式1的再生信号处理装置的模式预测器详细构成的图。
在图1中,本实施方式1的再生信号处理装置100用由数字滤波器101以及系数更新器102组成的适应均衡器110;模式预测器103和选择电路104构成。
而后,上述适应均衡器110的上述数字滤波器101是接收把从CD、DVD等的光盘再生的信号在该适应均衡器110的前段的量化电路(未图示)中数字化后得到的再生信号X的装置;上述系数更新器102是根据再生信号X、后述的模式预测器103的预测值P以及判别结果、上述数字滤波器101的输出X’,适应性更新确定上述数字滤波器101的均衡特性的系数W1~W5的装置;上述适应均衡器110使用在该系数更新器102中被适时更新的系数W,在上述数字滤波器101中适应均衡该再生信号X。进而,在本实施方式1中,上述数字滤波器101的构成和上述以往的数字滤波器401一样,假设是图14所示的五分支的FIR(Finite Impulse Response)滤波器,假设在上述系数更新器102中被适时更新的系数W是5个(W1~W5)。
而后,上述模式预测器103在预测从再生信号X得到的2值数据序列(预测值P)的同时,判别作为此预测的数据序列的预测值P是否和预先设定的特定模式一致,并输出其判别结果,进而,上述选择电路104接收来自上述数字滤波器101的数字滤波器输出X’和来自上述模式预测器103的上述预测值P以及判别结果,根据该判别结果把上述数字滤波器输出X’、上述预测值P之一作为波形均衡输出Y输出。
以下,使用图2以及图3说明上述系数更新器102、上述模式预测器103的详细构成。
首先,上述系数更新器102如图2所示,由以下部分组成:计算作为从数字滤波器101输出的数字滤波器输出X’n和预测值Pn的差的均衡误差εn的减法器221;考虑时钟延迟在上述数字滤波器101中通过D触发器使再生信号X延迟后得到的各延迟信号Xn和来自上述减法器221的均衡误差εn的相关的乘法器222;用放大率μ放大来自该乘法器222的输出的放大器223;加法运算来自该放大器223的输出和第(n-1)个系数Wn-1,输出更新后的上述系数Wn的加法器224;以来自上述预测模式测定器103的判别结果为基础,控制是否从上述加法器224输出更新后系数Wn的控制电路225;在上述控制电路225的控制下,通过如把上述均衡误差εn的2次方设置为最小那样更新系数Wn,适应性地控制与再生信号X的波形特性相应的数字滤波器101的均衡特性。进而,在图2所示的系数更新器102的构成中,虽然对于1次更新只能更新1个系数W,但如果准备相当于系数Wn的个数(在此是5个)的同样的电路,则可以在1次更新中更新全部的系数Wn-4、Wn-3、Wn-2、Wn-1、Wn(在此是系数W1~W5)。
而后,上述模式预测器103如图3所示,由以下部分组成:使再生信号X延迟1个时钟的D触发器231a~231d;加法运算该再生信号X和由上述D触发231a延迟1个时钟后得到的信号的加法器232;计算上述加法器232的输出符号的符号器233;通过将来自该符号器233的输出,和用3个D触发器231b~232d使该符号器233的输出分别延迟1个时钟后得到的各输出相加执行PR(1,1,1,1)的加法器234;根据上述PR(1,1,1,1)的结果输出预测值P的预测值存储器235;判别此预测值P是否是预先设定的特定模式的判别器236,在使用局部频率响应PR(1,1,1,1)预测再生信号X的数据序列并输出预测值P的同时,判别该被预测的预测值P是否是预先设定的上述特定模式,输出其判别结果。进而,所谓PR(1,1,1,1)是用1+D1+D2+D3得到的信号,Dm(m=1~3)是只延迟m个时钟后得到的信号。而后,被多值均衡后的再生信号X的2值数据序列(预测值P)可以由上述PR(1,1,1,1)得到是因为DVD的信号由EFM+(8比特到14比特调制编码)这种调制解调方式编码,在记录时以NRZI(Non Return toZero Inverted:不归零反转)这一解调方式记录的缘故。
以下,用图4~图8说明具有上述构成的本实施方式1的再生信号处理装置一连串的动作。图4是展示在本实施方式1中的模式预测器各部分中得到的值的图。
首先,被未图示的量化装置数字化再生的再生信号X在被输入适应均衡器110的同时,被输入模式预测器103。
在上述适应均衡器110中,在上述数字滤波器101中,对于被输入的再生信号X,和已说明的以往装置400一样,执行与从系数更新器102提供的系数W1~W5相应的适应均衡,把该均衡处理后的数字滤波器输出X’输出到选择电路104。
与此同时,在上述模式预测器103中,在预测被输入的再生信号X的数据序列把它作为再生信号X的预测值P输出到选择电路104的同时,判断此预测的上述预测值P和预先确定的特定模式是否一致,把此判别结果输出到上述系数更新器102以及选择电路104。
以下,如果用图4详细说明上述模式预测器103的动作,则首先如果把具有图4所示那样值的再生信号X输入到模式预测器103,则该再生信号X在被D触发器231a延迟1个时钟后,在加法器232中和再生信号X相加,得到值(1+D)X。在此,首先进行(1+D)这一计算是为了简单地实现和由耐奎斯特滤波器同等功能的缘故。在此,通过进行计算(1+D),可以得到和相邻的2个采样点的中点等价的电平。进而,也可以用多分支的FIR滤波器构成耐奎斯特滤波器。
以下,从上述加法器232输出的值(1+D)X被输入符号器233,在该符号器233中得到符号(1+D)X的值。在此,在上述加法器232的输出(1+D)X值是负值时,把符号(1+D)X的值设置为“0”,在上述值不是负时,把符号(1+D)X的值设置为“1”。
而后,从上述符号器233输出的符号(1+D)X的值在D触发器231b~231d中分别被延迟1个时钟,在加法器234中,将该符号器233的输出和来自各D触发器231b~231d的输出相加,得到PR(1,1,1,1)的值。进而,这里的PR(1,1,1,1)的值因为通过用D触发器231a~231d把再生信号X分别各延迟1时钟,用加法器234将该延迟后的值全部相加得到的,所以从该加法器234输出的PR(1,1,1,1)的值如图4所示取“0”~“4”的值。
PR(1,1,1,1)的值从DVD再生信号的特征出发始终只以前面的值+1、-1、0变化。因而,在此当被输入到再生信号处理装置100中的上述再生信号X是DVD再生信号的情况下,从该再生信号X中预测的信号值PR(1,1,1,1)如0→0→1→2→3→4→4→4→3→2→1→2→3→4等那样转移,决不会如0→4→2→4→1→3那样转移。
而后,上述预测值存储器235把来自上述加法器234的输出作为基础,输出作为再生信号X的预测后的数据序列的预测值P。在此,把与加法器234的输出值0,1,2,3,4对应的值分别设置为-44,-25,0,25,44,在上述预测值存储器235中,如与被输入的上述加法器234的输出值PR(1,1,1,1)对应那样应用上述5个值,把此值作为再生信号X的预测值P输出。这样作为上述预测值P准备与加法器234的输出值对应的5个值的原因是使上述预测值P和再生信号X可以取的值的范围一致的缘故,由此从本再生信号处理装置100输出的波形均衡输出Y在这5个值附近被均衡。进而,这里所举的5个值(-44,-25,0,25,44)是一例,只要是再生信号X可以取的值即可。另外,在本实施方式1中,虽然把输出预测值P的存储器表示为预测值存储器235,但只要是具有和它同等功能的存储器,则在存储器中并没有限制,例如,可以是寄存器和多处理器的组合。
在此,如果把如上述那样可以得到的再生信号X的预测值P试着在该再生信号X是正常值的情况下(波形Xa),和非线性失真大的情况下(波形Xb)进行比较,则如图5所示,当通过未图示的偏移取消成为基准的信号,例如0电平,与非线性失真不管有无非线性失真都保持一定的情况下,不依赖于该再生信号波形失真的大小,再生信号的预测值P相同。这一点通过模式预测器103的计算内容,即,相邻的2个取样点的中点的符号,执行上述PR(1,1,1,1)也可以明白。
而后,从上述预测值存储器235输出的上述再生信号X的预测值P被输出到上述判别器236,在该判别器236中,判别是否和预先确定的特定模式一致。
例如,在上述判别器236中,预先把上述预测值P转移到最大值,或者最小值的部分,即,上述预测值P变化到“-25”、“0”、“25”的部分作为上述特定模式设定,如果输出在上述预测值P的变化和上述特定模式一致时使边缘上升的判别结果,那么上述判别器236如图4所示,作为判别结果输出把上述预测值P中变化为“-25”、“0”、“25”的部分作为边缘部分的判别结果。进而,在本实施方式1中,是向上述判别器236输入作为上述预测值存储器235输出的预测值P,但因为上述加法器234的输出值(0~4)和上述预测值P(-44,-25,0,25,44)如上所述对应等价,所以也可以向上述判别器236输入上述加法器234的输出。这种情况下,在上述判别器236中如果预先作为特定模式设定上述加法器234的输出值变化为“1”、“2”、“3”的部分,则如上所述,可以得到和设定为把特定模式变化为上述预测值“-25”、“0”、“25”的部分时同样的效果。
而后,这样得到的判别结果,被输出到上述系数更新器102的控制电路225以及上述选择电路104,在上述系数更新器102的控制电路225中,判别是否根据该判别结果控制更新系数W1~W5,在上述选择电路104中,根据上述判别结果选择把数字滤波器输出X’,或者再生信号X的预测值P的某一个作为波形均衡输出Y输出。
首先参照图6说明在系数W1~W5更新中使用上述判别结果的情况。图6是说明在本实施方式1的系数更新时的判别器中的判别方法的图。进而,图6中所示的所谓“学习”是适应性改变均衡特性,即执行系数更新,所谓“非学习”是未改变均衡特性,即不执行系数更新。
例如,特定模式当在上述预测值P中设定了从最大值向最小值,以及从最小值向最大值转移的部分的情况下,从模式预测器103的判别器236输出图6所示的信号A作为判别结果,另外,特定模式当被设定为不是上述预测值P的最大值以及最小值的部分的情况下,从上述模式预测器103的判别器236中输出图6B所示的信号B作为判别结果。
而后,如果在系数更新器102内的控制电路225中接收如上所述那样得到的判别结果,则系数更新器102的控制电路225在“非学习”期间(不是边缘的部分)中,根据再生信号X控制不执行适应性地对系数W1~W5进行更新,另一方面,在“学习”期间(边缘部分)中,控制执行系数W1~W5的更新。由此,即使在输入了非线性失真大的再生信号的情况下,也可以避免因该非线性失真而进行不适宜的系数更新的现象,可以改善系数更新的收敛性。
以下参照图7说明在波形均衡中使用上述判别结果的情况。图7是说明在本实施方式1的波形均衡时的判别器中的判别方法的图。在此,以图6的判别结果信号B为例说明。
如上所述,可以在上述模式预测器103内的判别器236中得到的判别结果被输出到选择电路104。而后,上述选择电路104根据来自上述模式预测器103的判别结果,再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”“25”的部分作为波形均衡输出Y输出数字滤波器输出X’,另外再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”以外的部分作为波形均衡输出Y代替该数字滤波输出X’输出对应的预测值P。
如用图5已说明的那样,无论再生信号波形正常(波形Xa),还是包含非线性失真(波形Xb),都利用其预测值P相同这一点,这样在再生信号X的波形中有可能包含有非线性失真的部分中,作为波形均衡输出Y,代替数字滤波器输出X’如果输出由该再生信号X生成的预测值P,则如图8中虚线包围的区域所示,如果是以往装置400则即使是波形均衡失败的位置,也不会在波形均衡中失败而可以进行波形均衡。
如上所述,如果采用本实施方式1,因为,在模式预测器103中制成再生信号X的预测值P的同时,判别该预测值P是否是预先设定的特定模式,对再生信号X在适应均衡器110中实施适应均衡处理后,根据上述判别结果,在选择电路104中选择来自该适应均衡器110的输出,或者来自模式预测器103的再生信号的预测值P之一,作为波形均衡输出Y输出,所以,被输入本再生信号处理装置100的再生信号X即使具有如在图16中说明的,重叠和正常波形同样频带的频率成分,是具有非线性失真的波形,也不会由此引起波形均衡的失败,可以抑制在该波形均衡输出Y中的波形失真的影响。而且其结果在本实施方式1的再生信号处理装置100中,在可以得到良好的均衡特性的同时,可以对再生信号X始终实施最佳的适应均衡处理。
进而,在本实施方式1中,是把确定数字滤波器101的均衡特性的系数Wn是5个的情况作为一例说明,但此系数W的个数并不限于此。
(实施方式2)
以下,用图9以及图10说明本实施方式2的再生信号处理装置。
在上述实施方式1中,首先在适应均衡器中对再生信号X进行适应均衡处理后,在后段选择电路中,通过选择该适应均衡器的输出(数字滤波器输出X’)、或者在模式预测器中预测的再生信号X的预测值P之一,输出除去非线性失真后的波形均衡输出Y。但在本实施方式2中,首先在由滤波器除去再生信号X的非线性失真后,在后段的适应均衡器中,对除去了该非线性失真后的信号进行适应均衡处理。
首先,用图9说明在本实施方式2中的再生信号处理装置的构成。
在图9中,本实施方式2的再生信号处理装置300由适应均衡器301、预测滤波器302、模式预测器303构成,上述适应均衡器301是根据后述的预测滤波器302的输出,适应性改变此均衡特性,对该预测滤波器302的输出进行波形均衡的装置,主要由数字滤波器、更新确定该数字滤波器的均衡特性的系数Wn(n是整数)的系数更新器构成。对于此适应均衡器的具体构成,例如可以列举由以往的数字滤波器401以及系数更新器402组成的装置,或者由在上述实施方式1中说明的数字滤波器101以及系数更新器102组成的装置。
而后,上述模式预测器303是在预测从上述再生信号得到的2值数据序列(预测值P)的同时,判别该预测的预测值P和预先设定的特定模式是否一致并输出判别结果的装置,该模式预测器303的构成以及动作和上述实施方式1的模式预测器103一样。
而后,上述预测滤波器302对上述再生信号X进行滤波处理,其执行的滤波处理内容由上述模式预测器303确定,在此,根据从上述模式预测器303输出的判别结果,输出再生信号、或者在该模式预测器303中预测的上述再生信号X的预测值P之一。作为此预测滤波器302的构成,例如考虑根据上述判别结果选择输出值的选择电路。
以下,使用图10说明具有上述构成的本实施方式2的再生信号处理装置300的一连串动作。图10是说明本实施方式2的再生信号处理装置的,预测滤波器的滤波处理的波形图。
首先,用未图示的量化装置数字化后的再生信号被输入预测滤波器302以及模式预测器303。
被输入上述模式预测器303的再生信号X和在上述实施方式1中说明的一样,生成预测值P和判别结果,输出到预测滤波器302。进而在此,把预先设定的特定模式设置成上述预测值P中的不是最大值以及最小值的部分,假设从上述模式预测器303的判别器236中作为判别结果输出图6所示的信号B。
而后,上述预测滤波器302根据该判别结果,把再生信号X,或者上述预测值P之一作为预测滤波器输出输出。
以下,如果用图10具体地说明,则首先如果把图10所示的再生信号X输入本再生信号处理装置300,则在上述模式预测器303进行预测值P的生成,以及该预测值P和预先确定的特定模式是否一致的判别,上述预测滤波器302根据上述判别结果,对于再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”的部分,把再生信号X直接作为预测滤波器输出输出,另外对于再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”以外的部分代替再生信号X把对应的预测值P作为预测滤波器输出输出。
由此,在上述预测滤波器302中,除去输入的再生信号X波形的非线性失真,可以把没有非线性失真的信号(预测滤波器输出)提供给后段的适应均衡器301。
而后,对于除去了此非线性失真的预测滤波器,在适应均衡滤波器301中实施适应均衡处理得到波形均衡输出Y。
进而,在上述说明中,是把在预测滤波器302中的滤波处理设置成如下,即,根据来自上述模式预测器303的判别结果,对于再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”的部分把再生信号X直接作为预测滤波器输出输出,另外对于再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”以外的部分代替再生信号X,把对应的预测值P作为预测滤波器输出输出,但作为上述预测滤波器302的另一滤波处理方法,例如对于在上述再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”以外的部分中,可以分割出上述再生信号X的特定频率成分输出。
以下,用图9以及图11详细说明。图11是说明本实施方式2变形例子的再生信号处理装置的预测滤波器的滤波处理的图。
本实施方式2的变形例子的再生信号处理装置300和上述图9所示的实施方式2的构成一样,由预测滤波器302、适应均衡器301、模式预测器303构成。而后在本实施方式2的变形例子中的预测滤波器302是根据判别结果分割出输入的再生信号X的特定频带成分进行输出的装置,例如由图14所示的数字滤波器构成。进而,作为预测滤波器302的上述数字滤波器的系数Wn可以是固定数,也可以是和实施方式1一样地被适应更新,只要具有除去被输入的再生信号X的波形非线性失真的影响的特性即可。另外,在上述实施方式2中是从上述模式预测器303向上述预测滤波器302输出判别结果和预测值P,但在本实施方式2的变形例子中只要输出判别结果即可。其他构成因为和上述的实施方式2的再生信号处理装置一样,所以在此省略说明。
以下,如果用图11说明在具有上述构成的本实施方式2的变形例子中的再生信号处理装置300的动作,则首先如果把图11所示那样的再生信号X输入到再生信号处理装置300,则在模式预测器303中预测上述再生信号X的预测值P,根据该预测值P输出判别结果。而后,上述预测滤波器302从上述模式预测器303中只接收判别结果,根据该判别结果执行再生信号X的滤波处理。进而,在此以图6所示的判别结果信号B为例说明。
而后,上述预测滤波器302,对于再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”的部分把已输入的再生信号X直接作为预测滤波器输出输出,对于再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”的部分以外的部分代替再生信号X,分割出再生信号X的特定频带成分,作为预测滤波器输出输出。
这样,在本实施方式2的变形例的预测滤波器302中,对再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”的部分,执行切割出再生信号X的特定频带成分的滤波处理,对于再生信号的预测值P转移到“-25”、“0”、“25”的部分中,即使不包含在上述预测滤波器302中和成为频率切割对象的信号相同频带的成分,也不切割它。
因而,在上述预测滤波器302中,可以可靠地除去输入的再生信号X波形的非线性失真,可以把几乎没有非线性失真的波形提供给后段的适应均衡器301。
而后,把如上所述除去了非线性失真的预测滤波器的输出在适应均衡器301中进行适应均衡处理,得到波形均衡输出Y。
如上所述,在本实施方式2中,因为,在预测滤波器302中滤波处理了再生信号X后,在该适应均衡器301中适应均衡处理该滤波处理后的再生信号,所以被输入到再生信号处理装置300的再生信号X即使如图16中说明的那样,是重叠和正常波形同样频带的频率成分的具有非线性失真的波形,也不会因非线性失真引起波形均衡的失败,可以抑制该波形均衡输出Y中的波形失真的影响。而后其结果,在本实施方式2的再生信号处理装置300中,在可以得到良好的均衡特性的同时,可以对再生信号X始终实施最佳的适应均衡处理。
本发明的再生信号处理装置以及再生信号处理方法作为实现与光盘和磁盘等介质的制造离散等原因引起的非线性失真对应的最佳性均衡处理的方法极其有效。
Claims (14)
1、一种再生信号处理装置,用于均衡从记录介质再生的再生信号的波形,其特征在于包括:
均衡上述再生信号的数字滤波器;
适应性地更新确定上述数字滤波器的均衡特性的系数的系数更新器;
预测上述再生信号的数据序列、输出上述再生信号的预测值,并且判别上述再生信号的数据序列是否是预先设定的特定模式并输出判别结果的模式预测器;以及
作为波形均衡后的输出,选择上述数字滤波器的输出或者上述再生信号的预测值之一进行输出的选择电路。
2、权利要求1所述的再生信号处理装置,其特征在于:
当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列是上述特定模式的情况下,上述选择电路选择上述数字滤波器的输出,
当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是上述特定模式的情况下,选择上述预测值。
3、权利要求1所述的再生信号处理装置,其特征在于:
当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列是上述特定模式的情况下,上述系数更新器更新上述数字滤波器的系数,
当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是上述特定模式的情况下,不更新上述数字滤波器的系数。
4、权利要求1所述的再生信号处理装置,其特征在于:
上述系数更新器使用上述预测值适应性地更新上述数字滤波器的系数。
5、权利要求1所述的再生信号处理装置,其特征在于:
上述数字滤波器将上述再生信号均衡为多值并输出,
被预先设定在上述模式预测器中的上述特定模式是,在上述再生信号的数据序列之中、从最小值向最大值以及从该最大值向该最小值转移的部分。
6、权利要求1所述的再生信号处理装置,其特征在于:
上述数字滤波器将上述再生信号均衡为多值并输出,
被预先设定在上述模式预测器中的上述特定模式是在上述再生信号的数据序列中的最小值以及最大值以外的部分。
7、权利要求5或者6所述的再生信号处理装置,其特征在于:
上述模式预测器使用局部频率响应均衡,预测上述再生信号的数据序列,判断该被预测的再生信号的数据序列是否和上述特定模式一致。
8、一种再生信号处理装置,用于均衡从记录介质再生的再生信号的波形,其特征在于包括:
判别上述再生信号的数据序列是否是预先设定的特定模式并输出判别结果的模式预测器;
根据上述判别结果对上述再生信号部分地进行滤波处理的预测滤波器;以及
适应性地均衡上述预测滤波器的输出的适应均衡器。
9、权利要求8所述的再生信号处理装置,其特征在于:
上述模式预测器进行上述再生信号的数据序列的判别,并且预测上述再生信号的数据序列输出上述再生信号的预测值,
当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列是上述特定模式的情况下,上述预测滤波器输出上述再生信号,
当上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是上述特定模式的情况下,输出上述再生信号的预测值。
10、权利要求8所述的再生信号处理装置,其特征在于:
上述预测滤波器的滤波处理只在上述判别结果表示上述再生信号的数据序列不是上述特定模式的情况下,从上述再生信号的波形中除去某特定的频带。
11、权利要求8所述的再生信号处理装置,其特征在于:
被预先设定在上述模式预测器中的上述特定模式是,在上述被预测的上述再生信号的数据序列之中、从最小值向最大值以及从该最大值向该最小值转移的部分。
12、权利要求8所述的再生信号处理装置,其特征在于:
被预先设定在上述模式预测器中的上述特定模式是在上述被预测的上述再生信号的数据序列中的最小值以及最大值以外的部分。
13、一种再生信号处理方法,用于均衡从记录介质再生的再生信号的波形,其特征在于包括:
一边更新确定波形均衡特性的系数,一边适应性地均衡上述再生信号并输出的适应均衡步骤;
预测上述再生信号的数据序列输出该再生信号的预测值的预测步骤;
判别该再生信号的数据序列是否是预先设定的特定模式并输出判别结果的判别步骤;以及
作为波形均衡后的输出,选择上述均衡步骤的输出或者上述预测步骤输出之一进行输出的选择步骤。
14、一种再生信号处理方法,用于均衡从记录介质再生的再生信号的波形,其特征在于包括:
判别上述再生信号的数据序列是否是预先设定的特定模式并输出判别结果的判别步骤;
根据上述判别结果对上述再生信号部分地进行滤波处理的滤波步骤;以及
适应性地均衡上述滤波步骤的输出的适应均衡步骤。
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