JP2006252701A - Viterbi decoder, viterbi decoding method, and viterbi decoding program - Google Patents

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Manabu Yamamoto
学 山本
Kazumasa Nishimoto
和正 西本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately decode information recorded on a hologram recording medium without being affected by noise. <P>SOLUTION: A decoding processing section computes a reliability vector C. The reliability vector C represents which luminance value of two pixel images constituting difference modulation codes is higher and also represents the difference in these luminance values. Next, a length d1 from a unit vector [-1] representing "1" to the reliability vector C is computed, and further, a length d2 from a unit vector [1] representing "0" to the reliability C is computed. Then, the length d1 is defined as a soft decision value of "1", and the length d2 is defined as a soft decision value of "0", and soft decision Viterbi decoding is carried out by using these soft decision values. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ビタビ復号装置、方法及びプログラムに係り、ホログラム記録媒体に記録された変調符号を復号するのに用いて好適なビタビ復号装置、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a Viterbi decoding apparatus, method, and program, and more particularly to a Viterbi decoding apparatus, method, and program suitable for use in decoding a modulation code recorded on a hologram recording medium.

近年、ホログラムを用いてディジタル情報を二次元的に記録すると共にこれを再生するホログラム記録媒体の記録再生装置が提案されている。   In recent years, a recording / reproducing apparatus for a hologram recording medium has been proposed in which digital information is two-dimensionally recorded and reproduced using a hologram.

上記の記録再生装置は、ディジタル情報を記録する場合には、複数の画素よりなる透過型の空間光変調素子を用いて、記録すべきディジタル情報に基づきコヒーレントな信号レーザ光を空間光変調し、当該空間光変調された信号レーザ光と別途射出されるコヒーレントな参照レーザ光とを干渉させることにより二次元的な回折光を生成し、当該回折光により形成される像をディジタル情報に対応する二次元情報としてホログラム記録媒体に記録する(例えば、特許文献1を参照。)。   In the case of recording digital information, the recording / reproducing apparatus spatially modulates a coherent signal laser beam based on digital information to be recorded, using a transmission type spatial light modulation element including a plurality of pixels, Two-dimensional diffracted light is generated by causing interference between the spatially light-modulated signal laser light and a separately emitted coherent reference laser light, and an image formed by the diffracted light is converted into two corresponding to digital information. It records on a hologram recording medium as dimension information (for example, refer patent document 1).

一方、上記二次元情報が記録されているホログラム記録媒体から当該二次元情報を読み出すことにより上記ディジタル情報を再生する場合には、当該二次元情報に対してコヒーレントな再生参照レーザ光(記録参照レーザ光と同じ入射角度をもって記録媒体に照射されるもの)を照射することにより生成される反射光を複数の画素を有する受光素子で受光して出力信号を生成し、当該生成された出力信号を用いて元のディジタル情報を再生する。   On the other hand, when reproducing the digital information by reading the two-dimensional information from the hologram recording medium on which the two-dimensional information is recorded, a reproduction reference laser beam (recording reference laser) that is coherent to the two-dimensional information is recorded. The reflected light generated by irradiating the recording medium with the same incident angle as the light is received by a light receiving element having a plurality of pixels to generate an output signal, and the generated output signal is used. To reproduce the original digital information.

また、ディジタル情報を再生する際には、ビタビ復号法を用いて、畳み込み符号を復号することが研究されている(例えば、非特許文献1を参照。)。
特開2000−228089号公報 Seungjune JEON,etc "Soft Decision Decoding for Holographic Memories with Intrapage Intensity Variations" Jpn. J. Appl. Phys. Vol.40 pp.1741-1746
In addition, when digital information is reproduced, it has been studied to decode a convolutional code using a Viterbi decoding method (see, for example, Non-Patent Document 1).
JP 2000-228089 A Seungjune JEON, etc "Soft Decision Decoding for Holographic Memories with Intrapage Intensity Variations" Jpn. J. Appl. Phys. Vol.40 pp.1741-1746

しかし、特許文献1及び非特許文献1に記載された技術を用いても、空間光変調素子に形成された像の各々のピクセルと受光素子で受光された像の各々のピクセルがマッチしなかったり、外部からノイズが混入された場合には、完全に情報を復号することができず、エラーが発生してしまった。   However, even if the techniques described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 are used, each pixel of the image formed on the spatial light modulator does not match each pixel of the image received by the light receiving element. When noise is mixed in from the outside, information cannot be completely decoded and an error occurs.

本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、ノイズの影響を受けることなく、ホログラム記録媒体に記録された情報を高精度に復号することができるビタビ復号装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and a Viterbi decoding apparatus, method, and method capable of decoding information recorded on a hologram recording medium with high accuracy without being affected by noise. The purpose is to provide a program.

上述した課題を解決するため、本発明に係るビタビ復号装置は、変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出する輝度値検出手段と、前記輝度値検出手段により検出された各々の輝度値と、前記変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算する信頼度ベクトル演算手段と、前記信頼度ベクトル演算手段により演算された信頼度ベクトルから、前記変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算する軟判定値演算手段と、前記軟判定値演算手段により演算された軟判定値を用いて、ビタビ復号処理を行う復号手段と、を備えている。   In order to solve the above-described problem, a Viterbi decoding device according to the present invention includes a luminance value detection unit that detects luminance values of a plurality of pixels constituting the modulation code from a hologram recording medium on which the modulation code is recorded, Based on each luminance value detected by the luminance value detecting means and each unit vector of a plurality of pixels constituting the modulation code, a reliability vector representing the relative relationship of each luminance value is calculated. And a soft decision value calculation for calculating a distance from the reliability vector calculated by the reliability vector calculation unit to a unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code as a soft decision value. Means, and decoding means for performing Viterbi decoding processing using the soft decision value calculated by the soft decision value calculation means.

ホログラム記録媒体には、ホログラムとして変調符号が記録されている。変調符号は、2値データを複数の画素で表したものである。ホログラム記録媒体には、輝度値が異なる2つの画素で1ビットを表した第1の変調符号が記録されていてもよいし、又は、輝度値が異なる4つの画素で2ビットを表した第2の変調符号が記録されていてもよい。   A modulation code is recorded as a hologram on the hologram recording medium. The modulation code represents binary data with a plurality of pixels. The hologram recording medium may be recorded with a first modulation code that represents 1 bit by two pixels having different luminance values, or a second that represents 2 bits by four pixels having different luminance values. May be recorded.

輝度値検出手段は、ホログラム記録媒体からの回折光を受光して、変調符号を構成する複数の画素の各々の輝度値を検出する。   The luminance value detecting means receives the diffracted light from the hologram recording medium and detects the luminance value of each of the plurality of pixels constituting the modulation code.

信頼度ベクトル演算手段は、検出された各々の輝度値と、変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算する。この信頼度ベクトルは、変調符号の輝度の偏りを表している。   The reliability vector calculation means calculates a reliability vector that represents the relative relationship of each luminance value based on each detected luminance value and each unit vector of a plurality of pixels constituting the modulation code. To do. This reliability vector represents the luminance deviation of the modulation code.

軟判定値演算手段は、信頼度ベクトル演算手段により演算された信頼度ベクトルから、変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算する。そして、復号手段は、演算された軟判定値を用いてビタビ復号処理を行う。   The soft decision value calculation means calculates a distance from the reliability vector calculated by the reliability vector calculation means to a unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code as a soft decision value. And a decoding means performs a Viterbi decoding process using the calculated soft decision value.

したがって、本発明に係るビタビ復号装置によれば、変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出し、検出された各々の輝度値と、前記変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算し、信頼度ベクトルから変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算し、演算された軟判定値を用いてビタビ復号処理を行うことにより、ノイズの影響を受けることなく、高速かつ正確に復号処理を行うことができる。   Therefore, according to the Viterbi decoding apparatus according to the present invention, the luminance values of the plurality of pixels constituting the modulation code are detected, and each detected luminance value and each of the plurality of pixels constituting the modulation code are detected. Based on the unit vector, a reliability vector representing the relative relationship of each luminance value is calculated, and the distance from the reliability vector to the unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code is calculated as a soft decision value In addition, by performing the Viterbi decoding process using the calculated soft decision value, the decoding process can be performed quickly and accurately without being affected by noise.

なお、前記発明において、信頼度ベクトル演算手段は、2次元座標軸上に配置された単位ベクトル、又は2次元座標軸に対して所定角度回転した単位ベクトルを用いて、前記信頼度ベクトルを演算してもよい。   In the above invention, the reliability vector calculation means may calculate the reliability vector using a unit vector arranged on the two-dimensional coordinate axis or a unit vector rotated by a predetermined angle with respect to the two-dimensional coordinate axis. Good.

また、本発明は、次のようなビタビ復号方法にも適用される。   The present invention is also applied to the following Viterbi decoding method.

すなわち、本発明に係るビタビ復号方法は、変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出する輝度値検出工程と、前記輝度値検出工程により検出された各々の輝度値と、前記変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算する信頼度ベクトル演算工程と、前記信頼度ベクトル演算工程により演算された信頼度ベクトルから、前記変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算する軟判定値演算工程と、前記軟判定値演算工程により演算された軟判定値を用いて、ビタビ復号処理を行う復号工程と、を備えている。   That is, the Viterbi decoding method according to the present invention includes a luminance value detection step of detecting luminance values for a plurality of pixels constituting the modulation code from the hologram recording medium on which the modulation code is recorded, and the luminance value detection step. A reliability vector calculation step of calculating a reliability vector representing the relative relationship of each luminance value based on each detected luminance value and each unit vector of a plurality of pixels constituting the modulation code A soft decision value calculation step of calculating a distance from the reliability vector calculated in the reliability vector calculation step to a unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code as a soft decision value, and the soft decision A decoding step of performing a Viterbi decoding process using the soft decision value calculated in the value calculation step.

前記発明において、前記ホログラム記録媒体には、輝度値が異なる2つの画素で1ビットを表した第1の変調符号が記録されていてもよいし、又は、輝度値が異なる4つの画素で2ビットを表した第2の変調符号が記録されていてもよい。   In the present invention, the hologram recording medium may be recorded with a first modulation code representing 1 bit by two pixels having different luminance values, or 2 bits by four pixels having different luminance values. May be recorded.

また、前記信頼度ベクトル演算工程は、2次元座標軸上に配置された単位ベクトル、又は2次元座標軸に対して所定角度回転した単位ベクトルを用いて、前記信頼度ベクトルを演算してもよい。   The reliability vector calculation step may calculate the reliability vector using a unit vector arranged on a two-dimensional coordinate axis or a unit vector rotated by a predetermined angle with respect to the two-dimensional coordinate axis.

本発明に係るビタビ復号装置、方法及びプログラムは、変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出し、検出された各々の輝度値と、前記変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算し、信頼度ベクトルから変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算し、演算された軟判定値を用いてビタビ復号処理を行うことにより、ノイズの影響を受けることなく、高速かつ正確に復号処理を行うことができる。   The Viterbi decoding apparatus, method, and program according to the present invention detect luminance values for a plurality of pixels constituting a modulation code, and detect each luminance value and each of the plurality of pixels constituting the modulation code. Based on the unit vector, a reliability vector representing the relative relationship of each luminance value is calculated, and the distance from the reliability vector to the unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code is calculated as a soft decision value In addition, by performing the Viterbi decoding process using the calculated soft decision value, the decoding process can be performed quickly and accurately without being affected by noise.

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るホログラム記録媒体の記録再生装置の構成を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a recording / reproducing apparatus for a hologram recording medium according to the first embodiment of the present invention.

上記記録再生装置は、サーボ用の光源であるサーボ用レーザ装置2と、サーボ用の戻りビームを位置検出器6に向けて反射するハーフミラー3と、サーボ用のレーザ光を信号レーザ光(物体光)と合わせて集光レンズ5に入射させるためのハーフミラー4と、サーボ用のレーザ光と信号レーザ光とを合わせてホログラム記録媒体100に集束させる集光レンズ5と、サーボ用の戻りビームを受けて、その光強度分布から、ホログラム記録媒体100へのサーボ用のレーザ光の入射位置とホログラム記録媒体100のマーカとの相対位置関係を求め、その位置情報をサーボ機構にフィードバックする位置検出器6と、を備えている。   The recording / reproducing apparatus includes a servo laser device 2 that is a servo light source, a half mirror 3 that reflects a servo return beam toward the position detector 6, and a servo laser beam as a signal laser beam (object And the half mirror 4 to be incident on the condensing lens 5, the converging lens 5 for converging the servo laser beam and the signal laser beam on the hologram recording medium 100, and the servo return beam. In response, the relative position relationship between the incident position of the servo laser beam on the hologram recording medium 100 and the marker on the hologram recording medium 100 is obtained from the light intensity distribution, and the position information is fed back to the servo mechanism. And a container 6.

また、上記記録再生装置は、記録再生用レーザ装置7と、記録再生用レーザ装置7からの光を信号レーザ光と参照レーザ光とに分けるビームスプリッタ8と、再生時に信号レーザ光の光路を遮断するシャッタ11と、信号レーザ光が液晶空間光変調器13全体に入射するようにビームを拡げるビームエキスパンダ12と、マトリクス状に複数の素子が配列された液晶空間光変調器13と、参照レーザ光をホログラム記録媒体100に集束させる対物レンズ(参照レーザ光用の集光レンズ)14と、を備えている。   The recording / reproducing apparatus includes a recording / reproducing laser apparatus 7, a beam splitter 8 for dividing the light from the recording / reproducing laser apparatus 7 into a signal laser beam and a reference laser beam, and an optical path of the signal laser beam during reproduction. A shutter 11, a beam expander 12 that expands the beam so that the signal laser light is incident on the entire liquid crystal spatial light modulator 13, a liquid crystal spatial light modulator 13 in which a plurality of elements are arranged in a matrix, and a reference laser And an objective lens (a condensing lens for reference laser light) 14 that focuses the light onto the hologram recording medium 100.

液晶空間光変調器13は、入力データに従って各々の素子を動作させることで、イメージパターンを形成する。なお、液晶空間光変調器13の各々の画素は、後述するCCDイメージセンサ16の各々の画素に1対1で対応している。   The liquid crystal spatial light modulator 13 forms an image pattern by operating each element according to input data. Each pixel of the liquid crystal spatial light modulator 13 has a one-to-one correspondence with each pixel of the CCD image sensor 16 described later.

さらに、上記記録再生装置は、再生波面が液晶空間光変調器13上のイメージパターンをCCDイメージセンサ16の撮像面上に再構成するために必要な再生用レンズ15と、ホログラム記録媒体100の回折光により現れるイメージパターンを撮像するCCDイメージセンサ16と、参照レーザ光の方向を変えるためのミラー17と、CCDイメージセンサ16で得られた撮像信号をディジタル信号に変換するA/D変換器18と、A/D変換器18から出力されたディジタル信号に基づいてデータの復号処理等を行う復号装置19と、記録画像に変調処理等を行って液晶空間光変調器13にデータを入力する符号化装置20と、を備えている。   Further, in the recording / reproducing apparatus, the reproducing wavefront is necessary for reconstructing the image pattern on the liquid crystal spatial light modulator 13 on the imaging surface of the CCD image sensor 16 and the diffraction of the hologram recording medium 100. A CCD image sensor 16 that captures an image pattern that appears by light, a mirror 17 for changing the direction of the reference laser light, an A / D converter 18 that converts an imaging signal obtained by the CCD image sensor 16 into a digital signal, and A decoding device 19 for performing data decoding processing based on the digital signal output from the A / D converter 18 and encoding for performing data modulation processing on the recorded image and inputting the data to the liquid crystal spatial light modulator 13 The apparatus 20 is provided.

以上のように構成された記録再生装置は、記録時及び再生時では、それぞれ次のように動作する。   The recording / reproducing apparatus configured as described above operates as follows during recording and during reproduction.

[記録動作]
記録時においては、液晶空間光変調器13は、符号化装置20から入力された差分変調符号に基づいて、イメージパターンを形成する。
[Recording operation]
At the time of recording, the liquid crystal spatial light modulator 13 forms an image pattern based on the differential modulation code input from the encoding device 20.

図2は、符号化装置20の構成を示すブロック図である。符号化装置20は、記録画像を外部から入力する記録画像入力部31と、記録画像入力部31に入力された記録画像に変調処理を施した後符号化処理を行う変調符号化部32とを備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the encoding device 20. The encoding device 20 includes a recording image input unit 31 that inputs a recording image from the outside, and a modulation encoding unit 32 that performs an encoding process after performing a modulation process on the recording image input to the recording image input unit 31. I have.

変調符号化部32は、記録画像に対して畳み込み符号化処理を行って、畳み込み符号を生成する。畳み込み符号化処理とは、誤り訂正・検出用の信号ビットを過去のデータまで遡って生成する符号化方式をいう。畳み込み符号は、情報が符号の中に順々に畳み込まれながら符号化されるたものである。   The modulation encoding unit 32 performs a convolutional encoding process on the recorded image to generate a convolutional code. The convolutional coding process is a coding method in which signal bits for error correction / detection are generated retroactively to past data. A convolutional code is a code in which information is sequentially folded into a code.

畳み込み符号の復号法として最もよく用いられているのが、後述するビタビ復号法である。畳み込み符号は、エラー訂正回路においてビダビ(Viterbi)復号と組み合わせて使われることによって、一定の情報ブロック単位ではなく、過去のデータの値からも伝送誤りの検出・訂正をして、強力な誤り訂正力を発揮する。そして、変調符号化部32は、畳み込み符号に対して差分変調処理を施して、差分変調符号を生成する。   The most commonly used decoding method for convolutional codes is the Viterbi decoding method described later. The convolutional code is used in combination with Viterbi decoding in the error correction circuit to detect and correct transmission errors from past data values instead of a fixed information block unit, thus providing powerful error correction. Demonstrate power. Then, the modulation encoding unit 32 performs differential modulation processing on the convolutional code to generate a differential modulation code.

図3は、差分変調符号を説明する図である。差分変調符号は、出力ビット列のビット数が1ビットとなる変調符号である。例えば、変調を行わない場合、白のピクセル画像は2値データの“1”を表し、黒のピクセル画像は“1”を表す。これに対して、差分変調は、白と黒1つずつのピクセル画像を1次元(横方向)方向に配列したものによって、1ビットの2値データを表している。具体的には、白のピクセル画像が「左」(黒のピクセル画像が右)にある差分変調符号は、2値データ“1”を表す。白のピクセル画像が「右」(黒のピクセル画像が左)にある差分変調符号は、“0”を表す。変調符号化部32は、このように処理された差分変調符号を液晶空間光変調器13に供給することで、液晶空間光変調器13にイメージパターンを形成させる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the differential modulation code. The differential modulation code is a modulation code in which the number of bits of the output bit string is 1 bit. For example, when no modulation is performed, a white pixel image represents “1” of binary data, and a black pixel image represents “1”. On the other hand, the differential modulation represents 1-bit binary data by arranging pixel images of white and black one by one in the one-dimensional (horizontal direction) direction. Specifically, the differential modulation code in which the white pixel image is “left” (the black pixel image is right) represents binary data “1”. A differential modulation code in which a white pixel image is “right” (a black pixel image is left) represents “0”. The modulation encoding unit 32 supplies the differential modulation code thus processed to the liquid crystal spatial light modulator 13 to cause the liquid crystal spatial light modulator 13 to form an image pattern.

一方、記録再生用レーザ装置7から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ8で信号レーザ光と参照レーザ光とに分けられる。信号レーザ光は、ビームエキスパンダ12により広げられ、液晶空間光変調器13を通り、集光レンズ5で集光され、ホログラム記録媒体100に照射される。なお、液晶空間光変調器13上には、符号化装置21からの入力データに基づいてイメージパターンが形成されている。また、参照レーザ光は、ミラー17で反射され、ホログラム記録媒体100に入射する。   On the other hand, the laser beam emitted from the recording / reproducing laser device 7 is divided into a signal laser beam and a reference laser beam by the beam splitter 8. The signal laser light is spread by the beam expander 12, passes through the liquid crystal spatial light modulator 13, is collected by the condenser lens 5, and is applied to the hologram recording medium 100. An image pattern is formed on the liquid crystal spatial light modulator 13 based on the input data from the encoding device 21. Further, the reference laser light is reflected by the mirror 17 and enters the hologram recording medium 100.

図4は、ホログラム記録媒体100にホログラム画像が記録される状態を示す図である。図5は、信号レーザ光と参照レーザ光の光干渉を起こしている状態を示す図である。θは、ホログラム記録媒体100の法線方向に対する参照レーザ光の入射角度である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a hologram image is recorded on the hologram recording medium 100. FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which optical interference occurs between the signal laser beam and the reference laser beam. θ is an incident angle of the reference laser beam with respect to the normal direction of the hologram recording medium 100.

信号レーザ光と参照レーザ光とはホログラム記録媒体100のホログラム記録層中で光干渉を起こし、液晶空間光変調器13で形成されたイメージパターンが干渉縞として記録される。そして、この干渉縞がホログラム画像となる。なお、参照レーザ光の波長をλとすると、干渉縞の間隔Λは、次の式で表される。   The signal laser light and the reference laser light cause optical interference in the hologram recording layer of the hologram recording medium 100, and the image pattern formed by the liquid crystal spatial light modulator 13 is recorded as interference fringes. And this interference fringe becomes a hologram image. When the wavelength of the reference laser beam is λ, the interference fringe spacing Λ is expressed by the following equation.

図1に示す集光レンズ5には、図示しないZ軸サーボ(焦点位置自動調整、Z軸は光軸に平行)がかかっている。サーボ用レーザ装置2から出射されたレーザ光は、ハーフミラー4で信号レーザ光と同じ光路を通り、ホログラム記録媒体100のマーカでピントが合うように入射する。   The focusing lens 5 shown in FIG. 1 is applied with a Z-axis servo (automatic focus position adjustment, the Z-axis is parallel to the optical axis) (not shown). The laser beam emitted from the servo laser device 2 passes through the same optical path as the signal laser beam by the half mirror 4 and is incident so as to be focused by the marker of the hologram recording medium 100.

また、常にトラッキングサンプリングサーボ(ディスク形状ホログラム記録媒体100の半径方向自動位置調整)もかかっており、ホログラム記録媒体100が偏心していても所定の位置に再現良く記録が行われる。なお、記録再生用レーザ装置7にはコヒーレンシーの高いレーザを用いるが、サーボ用レーザ装置2としては低コヒーレンシーの(可干渉距離の短い)レーザを使用する。   In addition, tracking sampling servo (automatic radial position adjustment of the disk-shaped hologram recording medium 100) is always applied, and even if the hologram recording medium 100 is eccentric, recording is performed at a predetermined position with good reproducibility. The recording / reproducing laser device 7 uses a high coherency laser, but the servo laser device 2 uses a low coherency laser (short in coherence distance).

図6は、ホログラム記録媒体100に記録された四角形状のホログラム画像を示す図である。液晶空間光変調器13で形成されたイメージパターンが、そのままホログラム記録媒体100に記録されている。ホログラム画像の外周部近傍の四隅には、それぞれマーカが付されている。各マーカの位置は、予め設定されている。   FIG. 6 is a diagram showing a rectangular hologram image recorded on the hologram recording medium 100. The image pattern formed by the liquid crystal spatial light modulator 13 is recorded on the hologram recording medium 100 as it is. Markers are attached to the four corners near the outer periphery of the hologram image. The position of each marker is set in advance.

[再生動作]
再生時においては、信号レーザ光はシャッター11によって遮られ、参照レーザ光のみがホログラム記録媒体100に入射する。ホログラム記録媒体100のホログラム記録層に記録されたホログラム画像に参照レーザ光が入射すると、記録時の信号レーザ光の集束球面波が発散球面波として(記録時とは反対の方向に向けて)再生される。その再生波面は、再生用レンズ15を通って、記録時に液晶空間光変調器13で形成されたイメージパターンのデータをCCDイメージセンサ16の撮像面上にイメージパターンとして結像する。CCDイメージセンサ16は、この結像されたイメージパターンを電気信号に変換し、A/D変換器18を介して、復号装置19に供給する。
[Playback operation]
During reproduction, the signal laser beam is blocked by the shutter 11 and only the reference laser beam is incident on the hologram recording medium 100. When the reference laser beam is incident on the hologram image recorded on the hologram recording layer of the hologram recording medium 100, the focused spherical wave of the signal laser beam at the time of recording is reproduced as a divergent spherical wave (in the direction opposite to that at the time of recording). Is done. The reproduction wavefront passes through the reproduction lens 15 and forms image pattern data formed by the liquid crystal spatial light modulator 13 at the time of recording as an image pattern on the imaging surface of the CCD image sensor 16. The CCD image sensor 16 converts the imaged image pattern into an electric signal and supplies it to the decoding device 19 via the A / D converter 18.

図7は、復号装置19の構成を示しブロック図である。復号装置19は、2次元画像位置検出部41と、ホログラム画像の歪みを補正する画像歪み補正部42と、ホログラム画像部分を切り出す画像切出し部43と、切り出されたホログラム画像に基づいて復号処理を施す復号処理部44と、を備えている。なお、復号装置19は、例えばコンピュータで構成され、所定のプログラムに従って、後述する処理を実行するものでもよい。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the decoding device 19. The decoding device 19 includes a two-dimensional image position detection unit 41, an image distortion correction unit 42 that corrects the distortion of the hologram image, an image extraction unit 43 that extracts a hologram image portion, and a decoding process based on the extracted hologram image. And a decoding processing unit 44 to be applied. Note that the decoding device 19 may be configured by a computer, for example, and execute processing to be described later according to a predetermined program.

2次元画像位置検出部41は、CCDイメージセンサ16で検出されたホログラム画像の四隅にあるマーカを検出し、これらのマーカの位置を検出する。   The two-dimensional image position detection unit 41 detects markers at the four corners of the hologram image detected by the CCD image sensor 16 and detects the positions of these markers.

画像歪み補正部42は、2次元画像位置検出部41で検出されたマーカの位置と予め設定されたマーカの位置とを比較して、ホログラム画像の歪み量を検出し、ホログラム画像の歪みを補正する。そして、画像切出し部43は、歪み補正されたホログラム画像を切り出す。   The image distortion correction unit 42 compares the marker position detected by the two-dimensional image position detection unit 41 with a preset marker position, detects the distortion amount of the hologram image, and corrects the distortion of the hologram image. To do. The image cutout unit 43 cuts out the distortion-corrected hologram image.

復号処理部44は、切り出されたホログラム画像の差分変調符号に基づいて軟判定値を演算し、軟判定値を用いてビタビ復号処理を行う。   The decoding processing unit 44 calculates a soft decision value based on the differential modulation code of the extracted hologram image, and performs a Viterbi decoding process using the soft decision value.

最初に、復号処理部44は、差分変調符号を構成する2つのピクセル画像の輝度値を用いて、信頼度ベクトルCを演算する。信頼度ベクトルCは、2つのピクセル画像の輝度をベクトルで表したとき、その2つのベクトルを合成した1次元ベクトルで表される。   First, the decoding processing unit 44 calculates the reliability vector C using the luminance values of the two pixel images constituting the differential modulation code. The reliability vector C is represented by a one-dimensional vector obtained by combining the two vectors when the luminance of the two pixel images is represented by a vector.

図8はホログラム記録媒体100から読み取られた差分変調符号に対応する2つのピクセル画像を示す図である。図9は信頼度ベクトルCを表すベクトル線図である。1次元のベクトル軸上において、左側のピクセル画像の輝度の単位ベクトルを[−1]、その輝度値をC1、右側のピクセル画像の輝度の単位ベクトルを[1]、その輝度値をC2とする。なお、本実施形態ではC1、C2の範囲を[0,1]とするが、これに限定されるものではない。このとき、各輝度値の相対関係を示す信頼度ベクトルCは、式(1)により求められる。 FIG. 8 is a diagram showing two pixel images corresponding to the differential modulation code read from the hologram recording medium 100. FIG. 9 is a vector diagram showing the reliability vector C. On the one-dimensional vector axis, the luminance unit vector of the left pixel image is [−1], its luminance value is C 1 , the luminance unit vector of the right pixel image is [1], and its luminance value is C 2. And In the present embodiment, the range of C 1 and C 2 is [0, 1], but is not limited to this. At this time, the reliability vector C indicating the relative relationship between the luminance values is obtained by Expression (1).

信頼度ベクトルCは、差分変調符号を構成する2つのピクセル画像の輝度値のいずれが高いか、及びその輝度値の差分を表している。換言すると、信頼度ベクトルCは、差分変調符号の輝度の偏りによって表され、この差分変調符号から得られたときの2値データの信頼度(確かさ)を示している。つまり、信頼度ベクトルCの偏りが大きいほど、2値データの信頼度が高くなる。   The reliability vector C represents which of the two pixel images constituting the differential modulation code has a higher luminance value and the difference between the luminance values. In other words, the reliability vector C is represented by the luminance deviation of the differential modulation code, and indicates the reliability (certainty) of the binary data obtained from the differential modulation code. That is, the greater the bias of the reliability vector C, the higher the reliability of the binary data.

次に、生き残りパスの選択にあたり“1”、“0”で表されるブランチのいずれかを選択する場合を例に挙げて説明する。   Next, a case will be described as an example where one of the branches represented by “1” and “0” is selected in selecting the surviving path.

復号処理部44は、信頼度ベクトルCを算出した後、図9に示すように、“1”を表す単位ベクトル[−1]から信頼度ベクトルCまでの長さd1を演算し、さらに“0”を表す単位ベクトル[1]から信頼度ベクトルCまでの長さd2を演算する。そして、長さd1を“1”の軟判定値、長さd2を“0”の軟判定値とする。   After calculating the reliability vector C, the decoding processing unit 44 calculates a length d1 from the unit vector [−1] representing “1” to the reliability vector C as shown in FIG. The length d2 from the unit vector [1] representing “to the reliability vector C is calculated. The length d1 is a soft decision value of “1” and the length d2 is a soft decision value of “0”.

復号処理部44は、これらの軟判定値を用いて、受信系列から最も尤度の高い符号系列を探索する復号(軟判定ビタビ復号)を行う。ここでは、復号処理部44は、長さd1と長さd2とを比較し、小さい方(信頼度ベクトルCに近い方)に対応する単位ベクトル“1”を選択する。   Using these soft decision values, the decoding processing unit 44 performs decoding (soft decision Viterbi decoding) to search for a code sequence with the highest likelihood from the received sequence. Here, the decoding processing unit 44 compares the length d1 and the length d2, and selects the unit vector “1” corresponding to the smaller one (the one closer to the reliability vector C).

なお、符号系列の絞り込みに当たっては、信頼度(上記の2つ軟判定値の絶対値)の低いものから順にビット反転していき、それらの組合せを符号系列の候補とすればよい。これにより、符号系列が長くても、計算量を減らすことができる。   In narrowing down the code sequences, it is only necessary to invert the bits in order from the one with the lowest reliability (the absolute value of the two soft decision values described above), and to set the combination of these as code sequence candidates. Thereby, even if the code sequence is long, the amount of calculation can be reduced.

図10は、復号処理部44による復調処理を説明する図であり、(A)は再生像の状態が良い場合、(B)は再生像の状態が悪い場合、(C)は2値データ“1”に対応するピクセル画像である。ここで、再生像の状態がよいとは、ホログラムのピクセル画像が、CCDイメージセンサ16の受光画素に対応している状態をいう。   10A and 10B are diagrams for explaining the demodulation processing by the decoding processing unit 44. FIG. 10A shows a case where the state of the reproduced image is good, FIG. 10B shows a case where the state of the reproduced image is bad, and FIG. This is a pixel image corresponding to 1 ″. Here, “the state of the reproduced image is good” means that the pixel image of the hologram corresponds to the light receiving pixel of the CCD image sensor 16.

同(A)の場合、ホログラムのピクセル画像と1つの受光画素が対応(ピクセルマッチ)しており、左側の受光素子の輝度値は、右側の受光素子の輝度値よりも非常に大きい。同(B)の場合、ホログラムのピクセル画像が2つの受光画素にまたがっており、左側の受光素子の輝度値は、右側の受光素子の輝度値よりも少しだけ大きい。なお、ノイズが混入することにより、同(B)のようになることもある。   In the case of (A), the pixel image of the hologram corresponds to one light receiving pixel (pixel match), and the luminance value of the left light receiving element is much larger than the luminance value of the right light receiving element. In the case of (B), the pixel image of the hologram extends over two light receiving pixels, and the luminance value of the left light receiving element is slightly larger than the luminance value of the right light receiving element. In addition, it may become like (B) when noise mixes.

仮に、例えば同(A)及び(B)に示す差分変調符号が硬判定復号(2値化)された場合、共に“1”の値が得られる。そして、同(A)の“1”の値の信頼度が高く、(B)の信頼度が低いことは考慮されることなく、ビタビ復号が行われる。   For example, if the differential modulation codes shown in (A) and (B) are subjected to hard decision decoding (binarization), a value of “1” is obtained. The Viterbi decoding is performed without considering that the reliability of the value “1” in (A) is high and the reliability in (B) is low.

これに対して、復号処理部44は、上記の軟判定値を用いて軟判定ビタビ復号を行うので、例えば同(A)及び(B)の状態を細かく量子化して、それらの信頼度を考慮するので、高精度にビタビ復号を行うことができる。   On the other hand, since the decoding processing unit 44 performs soft decision Viterbi decoding using the above soft decision value, for example, the states (A) and (B) are finely quantized and their reliability is taken into consideration. Therefore, Viterbi decoding can be performed with high accuracy.

以上のように、第1の実施形態に係る記録再生装置は、差分変調符号を構成する各々の輝度の偏りをベクトルで表した信頼度ベクトルCを演算し、信頼度ベクトルCから上記各々の画素に対応する単位ベクトルまでの距離を軟判定値として演算する。そして、この軟判定値を用いて軟判定ビタビ復号を行うので、ノイズの影響を受けることなく高速かつ正確にデータ復号処理を行うことができる。上記記録再生装置は、特に、差分変調符号の輝度値の偏り度合いを表す軟判定値を用いて軟判定ビタビ復号を行うことによって、差分変調符号の信頼性を考慮しながらビタビ復号を行うことができ、その結果演算負担を軽減しつつ、復号精度を向上させることができる。   As described above, the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment calculates the reliability vector C in which the luminance deviation of the differential modulation code is expressed as a vector, and each pixel is calculated from the reliability vector C. The distance to the unit vector corresponding to is calculated as a soft decision value. Since soft decision Viterbi decoding is performed using this soft decision value, data decoding processing can be performed at high speed and accurately without being affected by noise. In particular, the recording / reproducing apparatus can perform the Viterbi decoding while considering the reliability of the differential modulation code by performing the soft decision Viterbi decoding using the soft decision value indicating the degree of deviation of the luminance value of the differential modulation code. As a result, the decoding accuracy can be improved while reducing the calculation load.

[第2の実施形態]
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

第2の実施形態に係るホログラム記録媒体の記録再生装置は、第1の実施形態と同様に、図1、図2及び図7に示すように構成されているが、差分変調符号ではなく、2/4変調符号を用いている。   The hologram recording medium recording / reproducing apparatus according to the second embodiment is configured as shown in FIGS. 1, 2, and 7 as in the first embodiment. A / 4 modulation code is used.

本実施形態では、図2に示す変調符号化部32は、記録画像に対して畳み込み符号化処理を行って2/4変調符号を生成する。   In the present embodiment, the modulation encoding unit 32 shown in FIG. 2 performs a convolutional encoding process on the recorded image to generate a 2/4 modulation code.

図11は、2/4変調符号を説明する図である。差分変調符号は、出力ビット列のビット数が2ビットとなる変調符号である。2/4変調符号は、白1つ及び黒3つの計4つのピクセル画像を2次元(縦横方向)方向に配列したもの、つまり白のピクセル画像の位置によって、2ビットを表している。具体的には、白のピクセル画像が「左上」にある2/4変調符号は、“00”を表す。白のピクセル画像が「右上」にある2/4変調符号は、“01”を表す。白のピクセル画像が「左下」にある2/4変調符号は、“10”を表す。白のピクセル画像が「右下」にある2/4変調符号は、“11”を表す。変調符号化部32は、このように処理された差分変調符号を液晶空間光変調器13に供給することで、液晶空間光変調器13にイメージパターンを形成させる。   FIG. 11 is a diagram for explaining a 2/4 modulation code. The differential modulation code is a modulation code in which the number of bits of the output bit string is 2 bits. The 2/4 modulation code represents two bits depending on a two-dimensional (vertical and horizontal direction) arrangement of a total of four pixel images, one white and three black, that is, the position of a white pixel image. Specifically, a 2/4 modulation code in which the white pixel image is “upper left” represents “00”. The 2/4 modulation code with the white pixel image “upper right” represents “01”. A 2/4 modulation code with a white pixel image “bottom left” represents “10”. A 2/4 modulation code with a white pixel image “bottom right” represents “11”. The modulation encoding unit 32 supplies the differential modulation code thus processed to the liquid crystal spatial light modulator 13 to cause the liquid crystal spatial light modulator 13 to form an image pattern.

また本実施形態では、図7に示す復号処理部44は、画像切出し部43で切り出されたホログラム画像の2/4変調符号に基づいて軟判定値を演算し、軟判定値を用いてビタビ復号処理を行う。   In this embodiment, the decoding processing unit 44 shown in FIG. 7 calculates a soft decision value based on the 2/4 modulation code of the hologram image cut out by the image cutout unit 43, and uses the soft decision value to perform Viterbi decoding. Process.

最初に、復号処理部44は、2/4変調符号を構成する4つのピクセル画像の輝度値を用いて、信頼度ベクトルCを演算する。信頼度ベクトルCは、4つのピクセル画像の輝度をベクトルで表したとき、その4つのベクトルを合成した2次元ベクトルで表される。   First, the decoding processing unit 44 calculates the reliability vector C using the luminance values of the four pixel images constituting the 2/4 modulation code. The reliability vector C is represented by a two-dimensional vector obtained by synthesizing the four vectors when the luminance of the four pixel images is represented by a vector.

図12はホログラム記録媒体100から読み取られた2/4変調符号に対応する4つのピクセル画像を示す図である。ここでは、左上、右上、左下、右下のピクセル画像の濃度を、それぞれC1、C2、C3、C4とする。なお、本実施形態ではC1、C2、C3、C4の範囲を[0,1]とするが、これに限定されるものではない。 FIG. 12 is a diagram showing four pixel images corresponding to a 2/4 modulation code read from the hologram recording medium 100. Here, the densities of the upper left, upper right, lower left, and lower right pixel images are C 1 , C 2 , C 3 , and C 4 , respectively. In the present embodiment, the range of C 1 , C 2 , C 3 , and C 4 is [0, 1], but is not limited to this.

図13は信頼度ベクトルCを表すベクトル線図である。ここでは、“00”の単位ベクトルを[−1/√2,1/√2]、“01”の単位ベクトルを[1/√2,1/√2]、“10”の単位ベクトルを[−1/√2,−1/√2]、“11”の単位ベクトルを[1/√2,−1/√2]とする。このとき、各輝度値の相対関係を示す信頼度ベクトルCは、式(2)により求められる。   FIG. 13 is a vector diagram showing the reliability vector C. Here, the unit vector of “00” is [−1 / √2, 1 / √2], the unit vector of “01” is [1 / √2, 1 / √2], and the unit vector of “10” is [ −1 / √2, −1 / √2], and the unit vector of “11” is [1 / √2, −1 / √2]. At this time, the reliability vector C indicating the relative relationship between the luminance values is obtained by Expression (2).

信頼度ベクトルCは、4つのピクセル画像の輝度値のいずれが相対的に高いかを表している。換言すると、信頼度ベクトルCは、2/4変調符号の輝度の偏りによって表され、この2/4変調符号から得られたときの2値データの信頼度(確かさ)を示している。   The reliability vector C represents which of the luminance values of the four pixel images is relatively high. In other words, the reliability vector C is represented by the luminance deviation of the 2/4 modulation code, and indicates the reliability (certainty) of the binary data obtained from the 2/4 modulation code.

次に、生き残りパスの選択にあたり“00”、“11”で表されるブランチのいずれかを選択する場合を例に挙げて説明する。   Next, a case will be described as an example where one of the branches represented by “00” and “11” is selected in selecting the surviving path.

復号処理部44は、信頼度ベクトルCを算出した後、図13に示すように、“00”を表す単位ベクトル[−1/√2,1/√2]から信頼度ベクトルCまでの長さd1を演算し、さらに“11”を表す単位ベクトル[1/√2,−1/√2]から信頼度ベクトルCまでの長さd2を演算する。なお、その他の単位ベクトルから信頼度ベクトルCまでの長さを求めても良い。そして、長さd1を“00”の軟判定値、長さd2を“11”の軟判定値とする。   After calculating the reliability vector C, the decoding processing unit 44 calculates the length from the unit vector [−1 / √2, 1 / √2] representing “00” to the reliability vector C as shown in FIG. d1 is calculated, and the length d2 from the unit vector [1 / √2, −1 / √2] representing “11” to the reliability vector C is calculated. Note that the length from the other unit vector to the reliability vector C may be obtained. The length d1 is a soft decision value of “00”, and the length d2 is a soft decision value of “11”.

そして、復号処理部44は、これら軟判定値を用いて軟判定ビタビ復号を行う。ここでは、復号処理部44は、長さd1と長さd2とを比較し、小さい方(信頼度ベクトルCに近い方)に対応する単位ベクトル“00”を選択する。   Then, the decoding processing unit 44 performs soft decision Viterbi decoding using these soft decision values. Here, the decoding processing unit 44 compares the length d1 and the length d2, and selects the unit vector “00” corresponding to the smaller one (the one closer to the reliability vector C).

なお、符号系列の絞り込みに当たっては、信頼度(上記の2つ軟判定値の絶対値)の低いものから順にビット反転していき、それらの組合せを符号系列の候補とすればよい。これにより、符号系列が長くても、計算量を減らすことができる。   In narrowing down the code sequences, it is only necessary to invert the bits in order from the one with the lowest reliability (the absolute value of the two soft decision values described above), and to set the combination of these as code sequence candidates. Thereby, even if the code sequence is long, the amount of calculation can be reduced.

なお、図13では4つの単位ベクトルはそれぞれxy軸に対して45度ずれた位置に配置されていたが、これら4つの単位ベクトルを45度回転してxy軸上に配置してもよい。   In FIG. 13, the four unit vectors are arranged at positions shifted by 45 degrees with respect to the xy axis, but these four unit vectors may be arranged on the xy axis by rotating 45 degrees.

図14は、単位ベクトルがxy軸上に配置されたときの信頼度ベクトルCを表すベクトル線図である。ここでは、“00”の単位ベクトルを[0,1]、“01”の単位ベクトルを[1,0]、“10”の単位ベクトルを[−1,0]、“11”の単位ベクトルを[0,−1]とする。このとき、各輝度値の相対関係を示す信頼度ベクトルCは、式(3)により求められる。   FIG. 14 is a vector diagram showing the reliability vector C when the unit vectors are arranged on the xy axis. Here, the unit vector of “00” is [0, 1], the unit vector of “01” is [1, 0], the unit vector of “10” is [−1, 0], and the unit vector of “11” is [0, -1]. At this time, the reliability vector C indicating the relative relationship between the luminance values is obtained by Expression (3).

そして、復号処理部44は、上記と同様に任意の単位ベクトルから信頼度ベクトルCまでの長さを求めてこれを軟判定値としてもよいが、更に次のようにしてもよい。   Then, the decoding processing unit 44 obtains the length from an arbitrary unit vector to the reliability vector C in the same manner as described above, and may use this as a soft decision value, but it may also be as follows.

例えば、復号処理部44は、“00”と“11”の軟判定値を求める場合は信頼度ベクトルCのy成分を用いればよいし、“10”と“01”の軟判定値を求める場合は信頼度ベクトルCのx成分を用いればよい。これにより、復号処理部44は、軟判定値の演算負荷を低減することができ、その結果、高速に軟判定ビタビ復号処理を行うことができる。   For example, when obtaining the soft decision values “00” and “11”, the decoding processing unit 44 may use the y component of the reliability vector C, and obtaining the soft decision values “10” and “01”. May use the x component of the reliability vector C. Thereby, the decoding process part 44 can reduce the calculation load of a soft decision value, As a result, a soft decision Viterbi decoding process can be performed at high speed.

以上のように、第2の実施形態に係る記録再生装置は、2/4調符号を構成する4つの輝度の偏りをベクトルで表した信頼度ベクトルCを演算し、信頼度ベクトルCから上記各々4つの画素に対応する単位ベクトルまでの距離を軟判定値として演算する。そして、この軟判定値を用いて復号するので、ノイズの影響を受けることなく高速かつ正確にデータ復号処理を行うことができる。上記記録再生装置は、特に、2/4変調符号の輝度値の偏り度合いを表す軟判定値を用いて軟判定ビタビ復号を行うことによって、差分変調符号の信頼性を考慮しながらビタビ復号を行うことができ、その結果演算負担を軽減しつつ、復号精度を向上させることができる。   As described above, the recording / reproducing apparatus according to the second embodiment calculates the reliability vector C that represents the four luminance deviations constituting the 2 / 4-tone code as a vector, The distance to the unit vector corresponding to the four pixels is calculated as a soft decision value. And since it decodes using this soft decision value, a data decoding process can be performed at high speed and correctly, without being influenced by noise. The recording / reproducing apparatus performs Viterbi decoding while considering the reliability of the differential modulation code by performing soft decision Viterbi decoding using a soft decision value that represents the degree of deviation of the luminance value of the 2/4 modulation code. As a result, it is possible to improve the decoding accuracy while reducing the calculation burden.

さらに、上記記録再生装置は、各々4つの画素に対応する単位ベクトルを2次元座標軸上に配置した場合には、軟判定値の演算負荷を低減できるので、より高速にデータ復号処理を行うことができる。   Further, when the unit vector corresponding to each of the four pixels is arranged on the two-dimensional coordinate axis, the recording / reproducing apparatus can reduce the calculation load of the soft decision value, so that the data decoding process can be performed at a higher speed. it can.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can also be applied to a design modified within the scope of the claims.

本発明は、例えば、出力ビット列のビット数が3ビットとなるような変調符号を用いた場合でも、信頼度を3次元ベクトルで表すことにより、第1及び第2の実施形態と同様に軟判定値を演算し、この軟判定値を復号することができる。   In the present invention, for example, even when using a modulation code in which the number of bits of the output bit string is 3 bits, by representing the reliability with a three-dimensional vector, the soft decision is made as in the first and second embodiments. The value can be calculated and this soft decision value can be decoded.

本発明の第1の実施形態に係るホログラム記録媒体の記録再生装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the recording / reproducing apparatus of the hologram recording medium which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 符号化装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an encoding apparatus. 差分変調符号を説明する図である。It is a figure explaining a differential modulation code. ホログラム記録媒体にホログラム画像が記録される状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which a hologram image is recorded on a hologram recording medium. 信号レーザ光と参照レーザ光の光干渉を起こしている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which has caused the optical interference of a signal laser beam and a reference laser beam. ホログラム記録媒体に記録された四角形状のホログラム画像を示す図である。It is a figure which shows the square-shaped hologram image recorded on the hologram recording medium. 復号装置の構成を示しブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a decoding apparatus. ホログラム記録媒体から読み取られた差分変調符号に対応する2つのピクセル画像を示す図である。It is a figure which shows two pixel images corresponding to the differential modulation code read from the hologram recording medium. 信頼度ベクトルCを表すベクトル線図である。3 is a vector diagram showing a reliability vector C. FIG. 復号処理部による復調処理を説明する図であり、(A)は再生像の状態が良い場合、(B)は再生像の状態が悪い場合、(C)は2値データ“1”に対応するピクセル画像である。It is a figure explaining the demodulation process by a decoding process part, (A) is when the state of a reproduced image is good, (B) is when the state of a reproduced image is bad, (C) respond | corresponds to binary data "1". It is a pixel image. 2/4変調符号を説明する図である。It is a figure explaining a 2/4 modulation code. ホログラム記録媒体から読み取られた2/4変調符号に対応する4つのピクセル画像を示す図である。It is a figure which shows four pixel images corresponding to the 2/4 modulation code read from the hologram recording medium. 信頼度ベクトルCを表すベクトル線図である。3 is a vector diagram showing a reliability vector C. FIG. 単位ベクトルがxy軸上に配置されたときの信頼度ベクトルCを表すベクトル線図である。It is a vector diagram showing the reliability vector C when a unit vector is arrange | positioned on xy axis.

符号の説明Explanation of symbols

2 サーボ用レーザ装置
7 記録再生用レーザ装置
8 ビームスプリッタ
13 液晶空間光変調器
16 CCDイメージセンサ
19 復号装置
20 符号化装置
31 記録画像入力部
32 変調符号化部
41 2次元画像位置検出部
42 画像歪み補正部
43 画像切出し部
44 復号処理部
100 ホログラム記録媒体
2 Laser device for servo 7 Laser device for recording / reproducing 8 Beam splitter 13 Liquid crystal spatial light modulator 16 CCD image sensor 19 Decoder 20 Encoder 31 Recorded image input unit 32 Modulation encoder 41 Two-dimensional image position detector 42 Image Distortion correction unit 43 Image cutout unit 44 Decoding processing unit 100 Hologram recording medium

Claims (12)

変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出する輝度値検出手段と、
前記輝度値検出手段により検出された各々の輝度値と、前記変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算する信頼度ベクトル演算手段と、
前記信頼度ベクトル演算手段により演算された信頼度ベクトルから、前記変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算する軟判定値演算手段と、
前記軟判定値演算手段により演算された軟判定値を用いて、ビタビ復号処理を行う復号手段と、
を備えたビタビ復号装置。
A luminance value detecting means for detecting a luminance value for a plurality of pixels constituting the modulation code from a hologram recording medium on which the modulation code is recorded;
Based on each luminance value detected by the luminance value detecting means and each unit vector of a plurality of pixels constituting the modulation code, a reliability vector representing the relative relationship of each luminance value is calculated. A reliability vector calculation means to perform,
Soft decision value calculation means for calculating a distance from a reliability vector calculated by the reliability vector calculation means to a unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code as a soft decision value;
Decoding means for performing a Viterbi decoding process using the soft decision value calculated by the soft decision value calculation means;
A Viterbi decoding device.
前記ホログラム記録媒体には、輝度値が異なる2つの画素で1ビットを表した第1の変調符号が記録されていること
を特徴とする請求項1に記載のビタビ復号装置。
2. The Viterbi decoding apparatus according to claim 1, wherein a first modulation code representing one bit is recorded on the hologram recording medium with two pixels having different luminance values.
前記ホログラム記録媒体には、輝度値が異なる4つの画素で2ビットを表した第2の変調符号が記録されていること
を特徴とする請求項1に記載のビタビ復号装置。
2. The Viterbi decoding apparatus according to claim 1, wherein a second modulation code representing 2 bits is recorded on the hologram recording medium by four pixels having different luminance values.
前記信頼度ベクトル演算手段は、2次元座標軸上に配置された単位ベクトル、又は2次元座標軸に対して所定角度回転した単位ベクトルを用いて、前記信頼度ベクトルを演算すること
を特徴とする請求項3に記載のビタビ復号装置。
The reliability vector calculating means calculates the reliability vector using a unit vector arranged on a two-dimensional coordinate axis or a unit vector rotated by a predetermined angle with respect to the two-dimensional coordinate axis. 4. The Viterbi decoding device according to 3.
変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出する輝度値検出工程と、
前記輝度値検出工程により検出された各々の輝度値と、前記変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算する信頼度ベクトル演算工程と、
前記信頼度ベクトル演算工程により演算された信頼度ベクトルから、前記変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算する軟判定値演算工程と、
前記軟判定値演算工程により演算された軟判定値を用いて、ビタビ復号処理を行う復号工程と、
を備えたビタビ復号方法。
A luminance value detecting step for detecting a luminance value for a plurality of pixels constituting the modulation code from a hologram recording medium on which the modulation code is recorded;
Based on each luminance value detected by the luminance value detection step and each unit vector of a plurality of pixels constituting the modulation code, a reliability vector representing a relative relationship between the luminance values is calculated. A reliability vector calculation process,
A soft decision value calculation step of calculating a distance from a reliability vector calculated in the reliability vector calculation step to a unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code as a soft decision value;
A decoding step of performing a Viterbi decoding process using the soft decision value calculated by the soft decision value calculation step;
A Viterbi decoding method comprising:
前記ホログラム記録媒体には、輝度値が異なる2つの画素で1ビットを表した第1の変調符号が記録されていること
を特徴とする請求項5に記載のビタビ復号方法。
The Viterbi decoding method according to claim 5, wherein a first modulation code representing one bit is recorded on the hologram recording medium by two pixels having different luminance values.
前記ホログラム記録媒体には、輝度値が異なる4つの画素で2ビットを表した第2の変調符号が記録されていること
を特徴とする請求項5に記載のビタビ復号方法。
6. The Viterbi decoding method according to claim 5, wherein a second modulation code representing 2 bits is recorded on the hologram recording medium with four pixels having different luminance values.
前記信頼度ベクトル演算工程は、2次元座標軸上に配置された単位ベクトル、又は2次元座標軸に対して所定角度回転した単位ベクトルを用いて、前記信頼度ベクトルを演算すること
を特徴とする請求項7に記載のビタビ復号方法。
The reliability vector calculation step calculates the reliability vector using a unit vector arranged on a two-dimensional coordinate axis or a unit vector rotated by a predetermined angle with respect to the two-dimensional coordinate axis. 8. The Viterbi decoding method according to 7.
コンピュータに、
変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出し、
前記検出された各々の輝度値と、前記変調符号を構成する複数の画素の各々の単位ベクトルと、に基づいて、各々の輝度値の相対関係を表した信頼度ベクトルを演算させ、
前記演算された信頼度ベクトルから、前記変調符号を構成する所定の画素の単位ベクトルまでの距離を、軟判定値として演算し、
前記演算された軟判定値を用いて、ビタビ復号処理を行う処理を
実行させるビタビ復号プログラム。
On the computer,
Detecting a luminance value for a plurality of pixels constituting the modulation code from the hologram recording medium on which the modulation code is recorded;
Based on each detected luminance value and each unit vector of a plurality of pixels constituting the modulation code, a reliability vector representing a relative relationship of each luminance value is calculated,
A distance from the calculated reliability vector to a unit vector of a predetermined pixel constituting the modulation code is calculated as a soft decision value,
A Viterbi decoding program for executing a Viterbi decoding process using the calculated soft decision value.
変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出する輝度値検出手段と、
前記輝度値検出手段により検出された各々の輝度値に基づいて、前記変調符号における各々の輝度値の偏り度合いを軟判定値として演算する軟判定演算手段と、
前記軟判定値演算手段により演算された軟判定値を用いて、前記変調符号のビタビ復号処理を行う復号手段と、
を備えたビタビ復号装置。
A luminance value detecting means for detecting a luminance value for a plurality of pixels constituting the modulation code from a hologram recording medium on which the modulation code is recorded;
Based on each luminance value detected by the luminance value detecting means, soft decision calculating means for calculating the degree of bias of each luminance value in the modulation code as a soft decision value;
Decoding means for performing Viterbi decoding processing of the modulation code using the soft decision value calculated by the soft decision value calculation means;
A Viterbi decoding device.
変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出する輝度値検出工程と、
前記輝度値検出工程により検出された各々の輝度値に基づいて、前記変調符号における各々の輝度値の偏り度合いを軟判定値として演算する軟判定演算工程と、
前記軟判定値演算工程により演算された軟判定値を用いて、前記変調符号のビタビ復号処理を行う復号工程と、
を備えたビタビ復号方法。
A luminance value detecting step for detecting a luminance value for a plurality of pixels constituting the modulation code from a hologram recording medium on which the modulation code is recorded;
Based on each luminance value detected by the luminance value detection step, a soft decision calculation step for calculating a degree of bias of each luminance value in the modulation code as a soft decision value;
A decoding step of performing a Viterbi decoding process of the modulation code using the soft decision value calculated in the soft decision value calculation step;
A Viterbi decoding method comprising:
コンピュータに、
変調符号が記録されたホログラム記録媒体から、前記変調符号を構成する複数の画素についての輝度値を検出し、
前記検出された各々の輝度値に基づいて、前記変調符号における各々の輝度値の偏り度合いを軟判定値として演算し、
前記演算された軟判定値を用いて、前記変調符号のビタビ復号処理を行う処理を
実行させるビタビ復号プログラム。
On the computer,
Detecting a luminance value for a plurality of pixels constituting the modulation code from the hologram recording medium on which the modulation code is recorded;
Based on each detected luminance value, the degree of bias of each luminance value in the modulation code is calculated as a soft decision value,
A Viterbi decoding program that executes a Viterbi decoding process of the modulation code using the calculated soft decision value.
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