JP2005166226A

JP2005166226A - 記録媒体再生装置、及び記録媒体再生方法

Info

Publication number: JP2005166226A
Application number: JP2004064149A
Authority: JP
Inventors: Toru Horii; 亨堀井; Shinichi Tachiki; 信一立木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】記録媒体の再生時における再生信号の周波数振幅特性や位相特性ずれに対する適応処理を改善し、デコード時の誤りを最小限に抑えて、安定した自動等化処理を実現し、収束過程における映像や音声の乱れを軽減する。
【解決手段】ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４は、信号の位相を補正し、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５は、再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償する。誤差検出器１０は、最小平均二乗法に従って入力信号の振幅と目標値との誤差を計算する。適応制御器１１は、最小傾斜アルゴリズムに従い、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数を制御する。エラーカウント器１２は、単位時間当たりのエラー数（エラー率）を積算する。コントローラ１３は、前記エラーレートが最小になるように、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタの係数値を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は記録媒体再生装置、及び記録媒体再生方法に係り、特に、再生信号の等化特性の制御を行う記録媒体再生装置、及び記録媒体再生方法に関する。

従来、再生信号の等化特性の制御を行う記録媒体再生装置としては、画像信号をデジタル化し、磁気テープを記録媒体として記録再生するデジタルＶＴＲが周知である。なお、この再生時の等化制御に使用できるフィルタとして、ＦＩＲ（ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ；有限インパルス応答）型フィルタが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、最小傾斜アルゴリズムに従い、かつ信号の最小平均二乗誤差を基に、この特許文献１で開示されたＦＩＲ型フィルタの係数を制御する方法も提案されている。
さらに、エラーレート値の計算方法も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
また、前記エラーレート値を基にフィルタの係数を制御する方式が開示されている。
図７は、従来の記録媒体再生装置の１構成例を示すブロック構成図である。

同図に示す従来の記録媒体再生装置は、デジタルＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）に使用され、記録媒体であるテープ１から信号を再生するヘッド２と、ヘッド２の出力信号を増幅する再生アンプ３と、再生アンプ３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４の出力信号を入力しパーシャルレスポンス符号等化を行う等化器を備え、その等化器の出力信号を１クロック前のデータと加算する１＋Ｄ処理器５と、１＋Ｄ処理器５の出力信号を入力して再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償する等化器であるＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ（第２の可変フィルタ）１５と、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５からアナログ量の状態で再生された信号をデジタルの２値情報の信号に変換するビタビ復号回路７を備える。

また、本実施形態の記録媒体再生装置は、ビタビ復号回路７の出力信号に含まれる同期符号を検出して同期信号として出力するシンクＩＤ検出器（復号検出手段）８と、シンクＩＤ検出器８の出力信号を入力する符号誤りの訂正を含む再生信号を復号するＥＣＣ復号回路（復号検出手段）９と、前記等化器１５の出力信号の振幅と目標値との誤差を後述の適応制御器１１に出力する誤差検出器１０と、上記ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５を制御して適応等化を行う適応制御器（第２の適応制御手段）１１とを備えて構成されている。

以下、図７に示す従来の記録媒体再生装置の動作について説明する。

同図に示す従来の記録媒体再生装置は、最小傾斜アルゴリズムに従って、信号の最小平均二乗誤差を基にＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ（等化器）１５のフィルタ係数を制御する。

より具体的には、図７において、ヘッド２によりテープ１から再生された信号（再生信号）は、再生アンプ３に入力されて増幅され、Ａ／Ｄ変換器４に出力される。Ａ／Ｄ変換器４により量子化及び標準化された信号は、前段に等化器（図示は省略）を備えた１＋Ｄ処理器５に出力される。

１＋Ｄ処理器５に含まれる前記前段の等化器は、再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償する。その後、１＋Ｄ処理器５では、クラス４パーシャルレスポンス符号の復号処理の手順として１クロック前のデータとの加算を行い、その結果をＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ（等化器）１５に出力する。

ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５は、後述する適応制御器１１の制御の下に、再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償してビタビ復号回路７に出力する。

ビタビ復号回路７は、アナログ量の状態で再生された信号をデジタルの２値情報の信号に変換し、シンクＩＤ検出器８に出力する。

シンクＩＤ検出器８は、復号化されたデジタルデータに含まれる同期符号を検出して後段の処理で使用する同期位置を抽出し、この抽出した同期位置（同期信号）を、信号の主成分であるデジタルデータと共に、ＥＣＣ（誤り訂正）復号回路９に出力する。

ＥＣＣ復号回路９は、符号誤りの訂正が施された再生信号に対しては、後段に備えたデコード回路部（図示は省略）において、データの並べ換えやデータ量の伸長，補間等の所定の再生処理を施して元の形態の信号に変換した後、本記録媒体再生装置の外部回路（但し、本デジタルＶＴＲに含まれる回路）である後段のデコード回路へ出力している。

誤差検出器１０は、最小平均二乗法（以下、「ＬＭＳ法」と呼称することもある）に従い、入力信号の振幅値と目標値との誤差信号Ｅｌｍｓを計算し、その結果を、適応制御器１１に出力する。

適応制御器１１は、最小傾斜アルゴリズムに従い、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５を制御して適応等化（即ち、復号に適した補正）を行う。

一般に、製造メーカの異なる種々の磁気テープ、若しくは記録特性の異なる種々の記録装置で記録された磁気テープは、その再生信号の周波数特性が、標準品の磁気テープとは異なっている。よって、これら非標準品の磁気テープに記録された信号を再生すると、標準品の磁気テープよりも周波数特性の等化誤差が大きくなり、再生信号中にエラーデータが多く発生するため、適応制御器１１の適応等化制御により復号に適した補正が必要となる。

図６は、従来の記録媒体再生装置においてＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の構成例を示すブロック構成図である。

同図に示すように、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５は、入力信号Ｘが、タップ数に応じた遅延素子、例えば５個の遅延素子２０ａ〜２０ｅの直列回路に送られている。

入力信号Ｘ及び遅延素子２０ａ〜２０ｅにそれぞれ対応する出力信号Ｘ−ａ、Ｘ−ｂ、Ｘ−ｃ、Ｘ−ｄ、Ｘ−ｅは、それぞれ係数乗算器２１ａ〜２１ｅに送られ、それぞれフィルタ係数（フィルタタップ係数）Ｋａ〜Ｋｅと乗算された後、加算器２２で加算され等化信号Ｘ−ｏｕｔとして出力される。

前述の図７の説明のとおり、誤差検出器（第２の誤差検出手段）１０は、ＬＭＳ法に従って入力信号の振幅と目標値との誤差としてエラー信号Ｅｓｙｎｃを算出し、その結果を適応制御器１１に出力している。また、適応制御器１１は、最小傾斜アルゴリズムに従って前記ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタのフィルタ係数Ｋａ〜Ｋｅを制御し適応等化を行う。

ここで、上記フィルタ係数（フィルタタップ係数）の初期値が、磁気記録電磁変換特性の逆特性に近い形になるような値に設定されていれば、何度かの繰り返し計算の後、最適のタップ係数値に収束する。

図７は、従来の記録媒体再生装置の他の構成例を示すブロック構成図である。

同図に示す記録媒体再生装置おけるＩＩＲ型オールパスフィルタ（第１の可変フィルタ）１４、コントローラ（第１の適応制御手段）１３、及びエラーカウント器（第１の誤差検出手段）１２を除く構成要素については、図７に示す記録媒体再生装置の構成要素と同じであるので、ＩＩＲ型オールパスフィルタ（等化器）１４、コントローラ１３、及びエラーカウント器１２を除く構成要素については、動作の説明を省略する。

以下、図７に示す従来の記録媒体再生装置の動作についての説明を、コントローラ１３、及びエラーカウント器１２を主体にして説明する。

同図に示す従来の記録媒体再生装置は、エラーレート値を基にＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数を制御する。

ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４は、後述するコントローラ１３の制御の下に、再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償してビタビ復号回路７に出力する。

エラーカウント器１２は、シンクＩＤ検出器８のエラー信号Ｅｓｙｎｃと、ＥＣＣ復号回路９のエラー信号Ｅｅｃｃとを入力して単位時間当たりのエラー数（エラー率）を積算し、誤差信号Ｅａをコントローラ１３に出力する。

コントローラ１３は、前記エラーレートが最小になるように、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４が備えるフィルタ係数値を制御する。この制御には、山登りアルゴリズムが使用されている。
特開平５−４０９０７号公報特開平８−１０６７３２号公報

しかしながら、上記背景技術で述べた従来の記録媒体再生装置にあっては、例えば、図７に示す記録媒体再生装置の場合、最小平均二乗法と最小傾斜アルゴリズムとの組み合わせによる制御を行っているので、高速に適応等化できるという特徴を有してはいるが、安定的に適応制御を行うという条件の下で採用可能なフィルタは、ＦＩＲ型フィルタに限られており、その場合の補正量は、このＦＩＲ型のトランサーバルフィルタの可変量で制約されるため、十分な補正ができない場合が生じるという問題点があった。

特に、前記ＦＩＲ型フィルタでは周波数・位相特性の補正が不十分な場合があり、このように補正が不十分であると、後段の回路において復号処理が正常に行えず、映像や音声が乱れるという問題点があった。

また、磁気ヘッドや磁気テープのばらつきが大きい場合、ヘッド目詰まり状態にて記録された状態の悪い磁気テープ再生、あるいは量子化誤差や外乱の影響が大きい場合では、周波数・振幅特性の補正においても不十分な場合があり、映像や音声の乱れない高画質再生というニーズも大きい。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、記録媒体の再生時における再生信号の周波数振幅特性や位相特性ずれに対する適応処理を改善し、デコード時の誤りを最小限に抑えて、安定した自動等化処理を実現することにより、収束過程における映像や音声の乱れを軽減することができる記録媒体再生装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る記録媒体再生装置は、以下の特徴点を備えている。

本発明に係る記録媒体再生装置は、記録媒体に記録されている情報を再生してアナログ信号を取り出し、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換し、該デジタル信号を適応等化処理する記録媒体再生装置であって、
前記Ａ／Ｄ変換手段より出力された信号を等化するＩＩＲ構成からなる第１の可変フィルタと、前記第１の可変フィルタにより適応等化された信号を復号処理及び復号誤り検出を行う復号検出手段と、前記復号検出手段による誤差値を算出する第１の誤差検出手段と、前記第１の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第１の可変フィルタの係数を制御する第１の適応制御手段と、前記第１の可変フィルタより出力された信号を入力し、該信号を等化するＦＩＲ構成からなる第２の可変フィルタと、前記第２の可変フィルタによる出力信号の出力値と目標値との誤差値を算出する第２の誤差検出手段と、前記第２の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第２の可変フィルタの係数を制御する第２の適応制御手段と、を備え、前記第１の可変フィルタと前記第２の可変フィルタを合わせて制御し、再生した前記信号の振幅および位相特性の補正量を増大させて安定した適応等化処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る記録媒体再生装置は、前記適応等化処理開始時において、始めに、前記第１の可変フィルタが動作し、前記第１の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、安定に制御動作した後に、第２の可変フィルタが動作開始して、前記第２の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、前記第１及び第２の可変フィルタを組み合わせて、全体的に安定した適応等化処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る記録媒体再生方法は、記録媒体に記録されている情報を再生してアナログ信号を取り出し、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換し、該デジタル信号を適応等化処理する記録媒体再生方法であって、前記記録媒体から再生された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換するステップと、前記デジタル信号をＩＩＲ構成からなる第１の可変フィルタのフィルタ係数を変化させて、適応等化処理を行う第１の等化処理するステップと、前記第１の等化処理した信号をＦＩＲ構成からなる第２の可変フィルタのフィルタ係数を変化させて適応等化処理を行う第２の等化処理するステップと、を備えたことを特徴とする。

さらに、本発明に係る記録媒体再生方法は、前記第２の等化処理のステップは、入力信号の振幅及び位相と目標値との誤差信号を最小平均二乗アルゴリズムによって算出し、第２の可変フィルタのフィルタ係数を最小傾斜アルゴリズムによって算出するステップであり、前記第１の等化処理のステップは、山登りアルゴリズムによって、第１の可変フィルタのフィルタ係数を算出するステップであることを特徴とする。

記録媒体に記録されている情報を再生してアナログ信号を取り出し、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換し、該デジタル信号を適応等化処理する記録媒体再生装置であって、前記Ａ／Ｄ変換手段より出力された信号を等化するＩＩＲ構成からなる第１の可変フィルタと、前記第１の可変フィルタから出力された信号を調整する可変ハイパスフィルタと、前記可変ハイパスフィルタから出力された信号を調整する可変バンドパスフィルタと、前記第１の可変バンドパスフィルタより出力された信号を入力し、該信号を等化するＦＩＲ構成からなる第２の可変フィルタと、前記第１の可変フィルタにより適応等化された信号を復号処理及び復号誤り検出を行う復号検出手段と、前記復号検出手段による誤差値を算出する第１の誤差検出手段と、前記第１の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第１の可変フィルタのフィルタ係数を制御する第１の適応制御手段と、前記第２の可変フィルタによる出力信号の出力値と目標値との誤差値を算出する第２の誤差検出手段と、前記第２の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第２の可変フィルタのフィルタ係数を制御する第２の適応制御手段と、前記第２の可変フィルタの補正特性から再生した前記信号の振幅および位相特性の補正量を検出する補正検出器と、前記補正量検出器から検出される補正量を用い、前記第１の可変フィルタ、前記可変ハイパスフィルタ、前記可変バンドパスフィルタ及び前記第２の可変フィルタのそれぞれの位相特性及び振幅特性の補正量を演算する補正量演算器と、を備え、前記補正量演算器による前記補正量にしたがって前記第２の可変フィルタの補正量を適正な範囲に保持しながら、前記第１の可変フィルタと前記第２の可変フィルタを合わせて制御し、安定した適応等化処理を行うことを特徴とする記録媒体再生装置である。

前記適応等化処理開始時において、始めに、前記第１の可変フィルタが動作し、前記第１の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、安定に制御動作した後に、第２の可変フィルタが動作開始して、前記第２の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、前記第１及び第２の可変フィルタを組み合わせて制御し、前記適応等化処理開始後において、前記第１の可変フィルタ及び第２の可変フィルタの制御動作中に、前記補正量演算器による前記補正量の演算を行い演算終了後、前記制御動作を停止し、各可変フィルタ係数の前記補正量を更新し、再度前記制御動作を再開して、前記制御動作と前記補正量の演算を繰り返しながら、全体的に安定した適応等化処理を行うことを特徴とする。

以上説明したように、本発明の記録媒体再生装置及び記録媒体再生方法によれば、ＩＩＲ構成のオールパスフィルタの係数値をエラーレート（前記単位時間当たりのエラー数）を基にして制御すると共に、ＦＩＲ構成のトランスバーサルフィルタを最小平均二乗法と最小傾斜アルゴリズムに従って制御することにより、十分な適応性能を、高速かつ安定して得ることが可能であり、テープ等の記録媒体を再生するに際し、その再生開始時点または再生中に、再生信号の周波数振幅特性や位相特性が大きくずれるようなことがあっても、デコード時の誤りを最小限に抑えることができるので、円滑な再生が可能になる効果がある。

本発明の記録媒体再生装置によれば、相対的にＦＩＲ型トランスバーサルフィルタの追従範囲を向上することができ、余裕のある安定した再生が可能である。更に、磁気ヘッドや磁気ヘッドや磁気テープのばらつきが大きい場合、ヘッド目詰まり状態にて記録された状態の悪い磁気テープ再生、あるいは量子化誤差や外乱の影響が大きい場合においても、高精度で等化制御を行うことができ、映像や音声の乱れのない高画質再生を提供することが可能である。

以下、本発明に係る記録媒体再生装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

なお、この実施形態の説明では、本発明に係る記録媒体再生装置について詳述するが、本発明に係る記録媒体再生方法については、本発明に係る記録媒体再生装置が採用している処理方法であることから、当該記録媒体再生方法に関する説明は以下の説明に含まれる。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る記録媒体再生装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。同図において、図７，９（従来例）と重複する部分には同一の符号を附す。

同図において、本実施形態に係る記録媒体再生装置は、記録媒体であるテープ１から信号を再生するヘッド２と、ヘッド２の出力信号を増幅する再生アンプ３と、再生アンプ３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４の出力信号を入力しパーシャルレスポンス符号等化を行う等化器を備え、その等化器の出力信号を１クロック前のデータと加算する１＋Ｄ処理器５と、１＋Ｄ処理器５の出力信号を入力して、その位相を補正する第１の可変フィルタ（以下、ＩＩＲ（ＩｎｆｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ；無限インパルス応答）型オールパスフィルタという）１４と、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の出力信号を入力して再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償する第２の可変フィルタ（以下、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタという）１５と、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５からアナログ量の状態で再生された信号をデジタルの２値情報の信号に変換するビタビ復号回路７を備える。

また、本実施形態に係る記録媒体再生装置は、ビタビ復号回路７の出力信号に含まれる同期符号を検出して同期信号として出力するシンクＩＤ検出器８と、シンクＩＤ検出器８の出力信号を入力する符号誤りの訂正を含む再生信号を復号するＥＣＣ復号回路９と、前記ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の出力信号の振幅と目標値との誤差を後述の適応制御器１１に出力する誤差検出器１０と、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５を制御して適応特化を行う適応制御器１１と、単位時間当たりのエラー数（エラー率）を積算するエラーカウント器１２と、エラーレートが最小になるようにＩＩＲ型オールパスフィルタ１４を制御するコントローラ１３とを備えて構成されている。

以下、本実施形態に係る記録媒体再生装置の動作について説明する。

図１に示す本実施形態に係る記録媒体再生装置は、最小傾斜アルゴリズムに従って、信号の最小平均二乗誤差を基にＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数を制御すると共に、エラーレート値を基にＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数を制御する。このように構成することで、位相、及び振幅において十分な可変量を確保している。

より具体的には、図１において、ヘッド２によりテープ１から再生された信号（再生信号）は、再生アンプ３に入力されて増幅され、Ａ／Ｄ変換器４に出力される。Ａ／Ｄ変換器４により量子化及び標準化された信号は、前段に等化器（図示は省略）を備えた１＋Ｄ処理器５に出力される。

１＋Ｄ処理器５に含まれる前記前段の等化器は、再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償する。その後、１＋Ｄ処理器５では、クラス４パーシャルレスポンス符号の復号処理の手順として１クロック前のデータとの加算を行い、その結果をＩＩＲ型オールパスフィルタ１４に出力する。

ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４は、１＋Ｄ処理器５の出力信号を入力して、その位相を補正する（このＩＩＲ型オールパスフィルタ１４は、信号の位相を補正し、信号振幅には影響を与えない特徴がある）。

ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５は、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の出力を入力して、後述する適応制御器１１の制御の下に、再生信号の振幅及び位相の周波数特性を補償してビタビ復号回路７に出力する。

ＥＣＣ復号回路９は、符号誤りの訂正が施された再生信号に対しては、後段に備えたデコード回路部（図示は省略）において、データの並べ換えやデータ量の伸長，補間等の所定の再生処理を施して元の形態の信号に変換した後、本記録媒体再生装置の外部回路（但し、デジタルＶＴＲに含まれる回路）である後段のデコード回路へ出力している。

誤差検出器１０は、最小平均二乗法（以下、「ＬＭＳ法」と呼称する）に従い、入力信号の振幅値と目標値との誤差として誤差信号Ｅｌｍｓを計算し、その結果を適応制御器１１に出力する。

適応制御器１１は、最小傾斜アルゴリズムに従い、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数を制御して適応等化（即ち、復号に適した補正）を行う。

エラーカウント器１２は、シンクＩＤ検出器８のエラー信号Ｅｓｙｎｃと、ＥＣＣ復号回路９のエラー信号Ｅｅｃｃとを入力し、単位時間当たりのエラー数（エラー率）を積算し、誤差信号Ｅａをコントローラ１３に出力する。

コントローラ１３は、前記エラーレートが最小になるように、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の係数値を制御する。この制御には、山登りアルゴリズムを使用するものとする。

図２は、本実施形態に係る記録媒体再生装置においてＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の構成例を示すブロック図である。

同図において、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の構成は１次であり、入力信号Ｘ１は、加算器３３にてフィードバック信号Ｘ３と加算され信号Ｘ２となり、信号Ｘ２は、遅延素子３０及び乗算器３２に送られる。乗算器３２では、信号Ｘ２とフィルタ係数（フィルタタップ係数）Ｋｐとが乗算されて信号Ｘ４となる。遅延素子３０の出力Ｘ５と前記信号Ｘ４とが加算器３４で加算されて等化信号Ｘ−ｏｕｔとして出力される。また、乗算器３２の出力Ｘ４は、遅延素子３１を介して前記フィードバック信号Ｘ３として出力される。

このＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の特徴として、周波数・振幅特性には影響を与えず（即ち、振幅特性を変化させず）に、周波数・位相成分のみを可変にすることが可能であり、また前述のＦＩＲ構成のフィルタよりも大きな位相可変を小さな回路規模で実現できる。

一方、前述のＦＩＲ構成のフィルタは、主として周波数・振幅特性を可変にすることが可能であることから、前記２つのフィルタを組み合わせることで、位相、及び振幅において十分な可変量を確保することができる。

また、制御方式の面では、最小傾斜アルゴリズムによる制御とＬＭＳによる制御との併用は、比較周期としてデータのサンプルクロックで動かすことが可能であるので、非常に高速で適応収束することができる。例えば、ＤＶＣの場合、サンプルクロックは４１．８５〔ＭＨｚ〕であり、数〔ｍＳＥＣ〕の期間が有れば十分安定的に収束可能である。

一方、山登り制御アルゴリズムにおける比較単位時間は、エラーの検出方式が再生信号のフォーマットに依存する。例えば、ＤＶＣの場合、信号パターンの最小周期は３．３〔ｍＳＥＣ〕の繰り返しになるトラック単位となる。

さらに、制御を安定させるためにエラーを平均化した後に比較する手法を採用しているので、実用的にはフレーム単位（ＮＴＳＣ：３３〔ｍＳＥＣ〕，ＰＡＬ：２５〔ｍＳＥＣ〕）程度となる。

このように前記の２つの制御方式では、比較制御時間が大きく異なることから、前記の両制御方式を併用しても干渉の発生が生じる可能性は少なく、よって、本実施形態に係る記録媒体再生装置では、前記の両制御方式を互いに独立して機能せしめることが可能である。

図３は、本実施形態に係る記録媒体再生装置の動作タイミングを例示したシーケンスチャートである。

同図に示すシーケンスチャートは、テープ１の再生時点からの動作タイミングを示し、各符合は各タイミングを示す。

同図において、タイミング４０は、フィルタ係数の設定時点を示す。ここでＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数Ｋｐは、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数Ｋａ〜Ｋｅと共に工場出荷時の初期値であり、通常、この初期値としては、製品生産前の事前の評価における製品のメジアンを一般的な最適係数として採用する。

次に、初期化（工場出荷時の初期値の設定）が終了した後、タイミング４１で再生を開始する。

次に、タイミング４２で再生サーボの安定を確認し、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の制御を開始する。サーボの安定を待つ理由は、もしも再生信号が安定しない状態で適応等化を行うならば、誤った方向に収束制御を行う恐れがあるためである。

次に、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の制御が作動し、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４として適切なフィルタ係数Ｋｐが得られた時点であるタイミング４３で、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の制御を開始する。

前述のシーケンスチャートで示す動作タイミングを必要とする理由は、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数Ｋｐの設定と、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の適応等化で得られるエラー率とには、後述する図４に示すような関係が存在するためである。

図４は、本実施形態に係る記録媒体再生装置のＩＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の係数Ｋｐとエラー率との関係を示すグラフである。

同図において、横軸はＩＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の係数Ｋｐの取り得る値、縦軸はエラー率を表す。また、符合Ｋｐ２は、最適のフィルタ特性を示すＩＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の係数Ｋｐの値を示す。

図４に示す特性曲線５１は、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５に対して適応等化制御を行った場合の特性曲線を示し、特性曲線５２は、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数を工場出荷初期に固定した場合の特性曲線を示す。

特性曲線５１から推測できるように、ＬＭＳ誤差検出器と最小傾斜アルゴリズムによる制御は、初期のフィルタ特性が最適特性Ｋｐ２に近ければ、高速に安定して収束可能であるが、大きく外れた点からスタートした場合はフィルタ係数が発散し、収束できない。この特性は、特に、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５では位相の補正能力が小さいため、位相において初期誤差が大きい場合に問題になる。

例えば、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数の初期値がＫｐ１であるのに対して再生テープの最適位相特性がＫｐ２であった場合、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数は発散し、その結果、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数を求める際の基準となるエラー率がＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数の変化に対して感度が得られなくなるので、ＦＩＲ型フィルタのフィルタ係数と、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数とは、共に収束できなくなる。

この状態を回避するためには、動作タイミングのシーケンスを、再生の初期では、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数を固定値とし、また、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４のフィルタ係数のみを制御対象とし、位相の適応等化を行って最適位相特性Ｋｐ２を導き出し、その後にＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の制御を開始するシーケンスとする。

＜第２の実施形態＞
図５は、本発明に係る記録媒体再生装置の第２の実施形態を示すブロック構成図である。
本発明の第２の実施形態に係る記録媒体再生装置は、上述した第１の実施形態を示すブロック図（図１）にさらに、以下の構成要素を付加して構成されている。

ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の出力信号を入力して再生信号の振幅を調整する可変ハイパスフィルタ１６と、可変ハイパスフィルタ１６の出力信号を入力して、再生信号の振幅を更に調整する可変バンドパスフィルタ１７とをＩＩＲ型オールパスフィルタ１４とＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５との間に備えている。

更に、振幅及び位相の周波数特性を補償するＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の補正特性量を検出する補正検出器１９と、補正検出器１９により検出された補正特性量とＩＩＲ型オールパスフィルタ１４、可変ハイパスフィルタ１６、可変バンドパスフィルタ１７及びＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の補正量を演算する補正量演算器２０と、補正量演算器２０から出力される補正量が算出したことを判定した後、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４、可変ハイパスフィルタ１６、可変バンドパスフィルタ１７及びＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のそれぞれのフィルタ係数更新を制御するフィルタ制御器１８と、フィルタ制御器１８により制御されるスイッチ２１及びスイッチ２２と、を備えて構成されている。

以下に、上記構成からなる記録媒体再生装置の動作について説明する。
上述した付加構成部分以外の構成部分についての動作は、第１の実施形態における動作と同様であるので省略し、補正検出器１９、補正量演算器２０、フィルタ制御器１８、スイッチ２１及びスイッチ２２の動作について詳細に説明する。

まず、記録媒体再生装置の再生動作が開始されると、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５は、適応制御器１１を経由して、制御される。即ち、スイッチ２１は、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の制御入力が、適応制御器１１の出力信号に接続されるように、フィルタ制御器１８によって制御される。このスイッチ２１の状態を「ＯＮ」と定義し、一方、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の制御入力が、切れるようにした状態を「ＯＦＦ」と定義する。同様に、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４は、コントローラ１３を経由したルートで制御される。即ち、スイッチ２２は、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の制御入力が、コントローラ１３の出力信号に接続されるように、フィルタ制御器１８によって制御される。このスイッチ２２の状態を「ＯＮ」と定義し、一方、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４の制御入力が、切れるようにした状態を「ＯＦＦ」と定義する。

上記に示したように、スイッチ２１，２２が「ＯＮ」状態において、補正検出器１９は、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のフィルタ係数を監視し、その係数値から周波数特性を演算することで、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５がどれだけ補正しているか、その補正量を検出する。

次に、補正量演算器２０は、補正検出器１９により得られるＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の周波数特性の補正量と、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４、可変ハイパスフィルタ１６及び可変バンドパスフィルタ１７の周波数特性の補正量を演算し、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４、可変ハイパスフィルタ１６、可変バンドパスフィルタ１７及びＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のそれぞれのフィルタ係数補正量を演算する。

次に、フィルタ制御器１８は、補正量演算器２０から補正量が得られた時、スイッチ２１及びスイッチ２２を「ＯＦＦ」し、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４、可変ハイパスフィルタ１６、可変バンドパスフィルタ１７及びＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の各フィルタ係数値を演算されたそれぞれのフィルタ係数補正量に更新する。そして、係数値の更新が終了した時点で、再び、スイッチ２１及びスイッチ２２を「ＯＮ」し、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４をコントローラ１３で制御し、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５を適応制御器１１で制御する。

その後、フィルタ制御器１８は、上記フィルタ係数値の更新と制御動作を交互に繰り返す。
このようにして、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５による周波数特性の補正量をＩＩＲ型オールパスフィルタ１４、可変ハイパスフィルタ１６及び可変バンドパスフィルタ１７に配分してフィードバックし、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５をできるだけ余裕のある状態（フラットな特性）に保持するように制御することにより、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の回路規模により追従範囲が限定され十分な補正ができないという問題を解決することができる。

更に、磁気ヘッドや磁気テープのばらつきが大きい場合、ヘッド目詰まり状態にて記録された状態の悪い磁気テープ再生、あるいは量子化誤差や外乱の影響が大きい場合においても、相対的にＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の追従範囲を広げることで高精度での等化制御を行うことができ、映像や音声の乱れのない高画質再生を提供することが可能である。

次に、本実施形態に係る記録媒体再生装置の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。
図５は、本実施形態に係る記録媒体再生装置の動作を示すフローチャートである。
まず、この記録媒体再生装置が再生動作にあるか否かを判定する（ステップＳ１）。
再生動作状態でない場合は、制御動作を停止する（ステップＳ４）。再生動作状態にある場合には、フィルタ制御器１８は、スイッチ２１とスイッチ２２を「ＯＮ」にして、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４が、コントローラ１３を介して制御され、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５が、適応制御器１１を介して制御される（ステップＳ２）。

次に、補正検出器１９により、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の補正量を検出し、補正量演算器２０により、ＩＩＲ型オールパスフィルタ１４、可変ハイパスフィルタ１６、可変バンドパスフィルタ１７及びＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５のそれぞれの補正量を演算する。そしてフィルタ制御器１８は、スイッチ２１，２２を「ＯＦＦ」して、各可変フィルタのフィルタ係数を更新する（ステップＳ３）。フィルタの係数を更新が終了したら、ステップＳ１に処理を戻す。
以上のステップＳ１からステップＳ３を繰り返し行うことで、ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ１５の追従範囲を相対的に広げることができるため、補正量の範囲に余裕のある制御が可能となる。

なお、上述した実施形態では、記録媒体をテープとして説明したが、一般に、本発明は、他の一般的な記録媒体の再生に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る記録媒体再生装置の構成を示すブロック構成図である。本実施形態に係る記録媒体再生装置においてＩＩＲ型オールパスフィルタの構成例を示すブロック構成図である。本実施形態に係る記録媒体再生装置の動作タイミングを例示したシーケンスチャートである。本実施形態に係る記録媒体再生装置のＩＩＲフィルタ係数Ｋｐとエラー率との関係を示すグラフである。本発明の第２の実施形態に係る記録媒体再生装置の構成を示すブロック構成図である。本実施形態に係る記録媒体再生装置の動作を示すフローチャートである。従来の記録媒体再生装置の構成例を示すブロック図である。従来の記録媒体再生装置においてＦＩＲ型トランスバーサルフィルタの構成例を示すブロック図である。従来の記録媒体再生装置の他の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１テープ
２ヘッド
３再生アンプ
４Ａ／Ｄ変換器
５１＋Ｄ処理器
７ビタビ復号回路
８シンクＩＤ検出器
９ＥＣＣ復号回路
１０誤差検出器
１１適応制御器
１２エラーカウント器
１３コントローラ
１４ＩＩＲ型オールパスフィルタ
１５ＦＩＲ型トランスバーサルフィルタ
１６可変ハイパスフィルタ
１７可変バンドパスフィルタ
１８フィルタ制御器
１９補正検出器
２０補正量演算器
２１スイッチ
２２スイッチ

Claims

記録媒体に記録されている情報を再生してアナログ信号を取り出し、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換し、該デジタル信号を適応等化処理する記録媒体再生装置であって、
前記Ａ／Ｄ変換手段より出力された信号を等化するＩＩＲ構成からなる第１の可変フィルタと、
前記第１の可変フィルタにより適応等化された信号を復号処理及び復号誤り検出を行う復号検出手段と、
前記復号検出手段による誤差値を算出する第１の誤差検出手段と、
前記第１の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第１の可変フィルタの係数を制御する第１の適応制御手段と、
前記第１の可変フィルタより出力された信号を入力し、該信号を等化するＦＩＲ構成からなる第２の可変フィルタと、
前記第２の可変フィルタによる出力信号の出力値と目標値との誤差値を算出する第２の誤差検出手段と、
前記第２の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第２の可変フィルタの係数を制御する第２の適応制御手段と、
を備え、
前記第１の可変フィルタと前記第２の可変フィルタを合わせて制御し、再生した前記信号の振幅および位相特性の補正量を増大させて安定した適応等化処理を行うことを特徴とする記録媒体再生装置。
前記適応等化処理開始時において、始めに、前記第１の可変フィルタが動作し、前記第１の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、安定に制御動作した後に、第２の可変フィルタが動作開始して、前記第２の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、前記第１及び第２の可変フィルタを組み合わせて、全体的に安定した適応等化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体再生装置。
記録媒体に記録されている情報を再生してアナログ信号を取り出し、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換し、該デジタル信号を適応等化処理する記録媒体再生方法であって、
前記記録媒体から再生された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換するステップと、
前記デジタル信号をＩＩＲ構成からなる第１の可変フィルタのフィルタ係数を変化させて、適応等化処理を行う第１の等化処理するステップと、
前記第１の等化処理した信号をＦＩＲ構成からなる第２の可変フィルタのフィルタ係数を変化させて適応等化処理を行う第２の等化処理するステップと、
を備えたことを特徴とする記録媒体再生方法。
前記第２の等化処理のステップは、入力信号の振幅及び位相と目標値との誤差信号を最小平均二乗アルゴリズムによって算出し、第２の可変フィルタのフィルタ係数を最小傾斜アルゴリズムによって算出するステップであり、前記第１の等化処理のステップは、山登りアルゴリズムによって、第１の可変フィルタのフィルタ係数を算出するステップであることを特徴とする請求項３に記載の記録媒体再生方法。
記録媒体に記録されている情報を再生してアナログ信号を取り出し、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換し、該デジタル信号を適応等化処理する記録媒体再生装置であって、
前記Ａ／Ｄ変換手段より出力された信号を等化するＩＩＲ構成からなる第１の可変フィルタと、
前記第１の可変フィルタから出力された信号を調整する可変ハイパスフィルタと、
前記可変ハイパスフィルタから出力された信号を調整する可変バンドパスフィルタと、
前記第１の可変バンドパスフィルタより出力された信号を入力し、該信号を等化するＦＩＲ構成からなる第２の可変フィルタと、
前記第１の可変フィルタにより適応等化された信号を復号処理及び復号誤り検出を行う復号検出手段と、
前記復号検出手段による誤差値を算出する第１の誤差検出手段と、
前記第１の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第１の可変フィルタのフィルタ係数を制御する第１の適応制御手段と、
前記第２の可変フィルタによる出力信号の出力値と目標値との誤差値を算出する第２の誤差検出手段と、
前記第２の誤差検出手段により検出した誤り検出値が最小になるように前記第２の可変フィルタのフィルタ係数を制御する第２の適応制御手段と、
前記第２の可変フィルタの補正特性から再生した前記信号の振幅および位相特性の補正量を検出する補正検出器と、
前記補正量検出器から検出される補正量を用い、前記第１の可変フィルタ、前記可変ハイパスフィルタ、前記可変バンドパスフィルタ及び前記第２の可変フィルタのそれぞれの位相特性及び振幅特性の補正量を演算する補正量演算器と、を備え、
前記補正量演算器による前記補正量にしたがって前記第２の可変フィルタの補正量を適正な範囲に保持しながら、前記第１の可変フィルタと前記第２の可変フィルタを合わせて制御し、安定した適応等化処理を行うことを特徴とする記録媒体再生装置。
前記適応等化処理開始時において、始めに、前記第１の可変フィルタが動作し、前記第１の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、安定に制御動作した後に、第２の可変フィルタが動作開始して、前記第２の可変フィルタのフィルタ係数を算出し、前記第１及び第２の可変フィルタを組み合わせて制御し、前記適応等化処理開始後において、前記第１の可変フィルタ及び第２の可変フィルタの制御動作中に、前記補正量演算器による前記補正量の演算を行い演算終了後、前記制御動作を停止し、各可変フィルタ係数の前記補正量を更新し、再度前記制御動作を再開して、前記制御動作と前記補正量の演算を繰り返しながら、全体的に安定した適応等化処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の記録媒体再生装置。