JP2008262611A - Decoding method, decoding device and information reproduction device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that in conventional PRML signal processing applied to a reproduction signal with a large waveform distortion, errors occur frequently, so that a signal having a satisfactory reproduction quality cannot be obtained. <P>SOLUTION: In comparison operation of a path metric in Viterbi decoding, the comparison is calculated by adding a predetermined offset value to a predetermined path metric for a path having no shortest Euclidean distance out of two paths which branch from a predetermined state and join again in the same state, thereby selecting a survival path. For the reproduction signal of large waveform distortion, the survival path can be selected in consideration of the influence of the distortion, so that stable decoding is achieved without an influence of a recording quality. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明の目的は、波形歪の大きな再生信号に対してPRML(Partial Response Maximum Likelihood)信号処理を用いて再生しても、記録品質に影響されることなく、安定した復号を行うことができる復号方法及び復号装置に関するものである。   An object of the present invention is to perform decoding capable of performing stable decoding without being affected by recording quality even when a reproduced signal having a large waveform distortion is reproduced using PRML (Partial Response Maximum Likelihood) signal processing. The present invention relates to a method and a decoding device.

近年、高密度化が進む光ディスク記録再生装置において、その再生信号処理方式にPRML信号処理方式が採用されることが多くなっている。PRML信号処理では、記録再生系の特性に応じたPR方式で再生信号を波形等化し、ビタビ復号器等の最尤復号(ML)によって復号処理を行うことにより、符号間干渉の大きい再生信号においても誤り率の低いデータを得ることが可能となる。   In recent years, in an optical disc recording / reproducing apparatus whose density is increasing, a PRML signal processing method is often adopted as a reproduction signal processing method. In PRML signal processing, a playback signal having a large intersymbol interference is obtained by performing waveform equalization on the playback signal using the PR method according to the characteristics of the recording / playback system and performing decoding processing using maximum likelihood decoding (ML) such as a Viterbi decoder. It is also possible to obtain data with a low error rate.

しかし一方で、記録性能等に依存して不完全な形状のマークが記録されているDVDを再生する場合、PRML信号処理では、記録符号のバランスを考慮したスライスレベルを用いて2値化判別を行うレベル判別2値化処理に比べて、再生品質が劣化する場合が生じることがある。   However, on the other hand, when reproducing a DVD in which marks having an incomplete shape are recorded depending on recording performance or the like, binarization determination is performed in the PRML signal processing using a slice level considering the balance of recording codes. The reproduction quality may be deteriorated as compared with the level discrimination binarization process to be performed.

この問題に対し、特許文献1では、DVDの記録幅の長いマークパターンに対してマーク歪率を測定し、マーク歪率を判断基準として、PRML信号処理とレベル判別2値化処理とを切り替えることで、マーク歪に影響されない再生品質を得ることを可能としている。また、特許文献2では、再生信号のPR等化に合わせて等化特性の異なる2種類の波形等化回路を選択することで、高密度記録された光ディスクから情報を良好に再生することを可能としている。
特開2005−93033号公報 特開2002−230904号公報
To deal with this problem, Patent Document 1 measures the mark distortion rate for a mark pattern having a long recording width on a DVD, and switches between PRML signal processing and level discrimination binarization processing using the mark distortion rate as a criterion. Thus, it is possible to obtain reproduction quality that is not affected by mark distortion. In Patent Document 2, it is possible to reproduce information from an optical disc recorded with high density by selecting two types of waveform equalization circuits having different equalization characteristics in accordance with PR equalization of a reproduction signal. It is said.
JP-A-2005-93033 JP 2002-230904 A

しかしながら、DVDよりも更に高密度なBD(Blu−ray Disc)に記録されたマークを再生する場合、最短の記録マークが非常に小さく、再生時の符号間干渉の影響を受けやすいため、DVDに用いていたレベル判別2値化処理では再生が困難になる。BDでは、波形歪の小さな再生信号に対しては、前記のPRML信号処理を用いることで良好な再生品質を得ることができるが、波形歪の大きな再生信号に対しては、従来のPRML信号処理をそのまま用いたのでは、エラーが頻繁に発生することになり、良好な再生品質の信号を得ることができない。   However, when reproducing a mark recorded on a BD (Blu-ray Disc) of higher density than DVD, the shortest recording mark is very small and easily affected by intersymbol interference during reproduction. Reproduction is difficult in the level discrimination binarization process used. In the BD, good reproduction quality can be obtained by using the above PRML signal processing for a reproduction signal having a small waveform distortion, but the conventional PRML signal processing is performed for a reproduction signal having a large waveform distortion. If is used as it is, errors frequently occur, and a signal with good reproduction quality cannot be obtained.

本発明の目的は、波形歪の大きな再生信号に対してPRML信号処理を用いて再生しても、記録品質に影響されることなく、安定した再生品質を得ることができる復号方法及び復号装置に関するものである。   An object of the present invention relates to a decoding method and a decoding apparatus capable of obtaining stable reproduction quality without being affected by recording quality even when a reproduction signal having a large waveform distortion is reproduced using PRML signal processing. Is.

第1の観点による本発明は、記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行い、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算し、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算すると共に、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する2つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行い、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号方法において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が最短になる2つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない2つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない2つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択することを特徴とする復号方法である。   According to a first aspect of the present invention, a reproduction signal reproduced from a recording medium is sampled at a predetermined sampling period, and a plurality of branch metrics are obtained using a difference between the sampled reproduction signal and a predetermined expected value. And calculating a plurality of path metrics from the plurality of branch metrics, and comparing the path metrics of the two paths that merge into the same state among the plurality of paths having the plurality of path metrics. In the Viterbi decoding method in which one of the two paths is selected as a surviving path based on the magnitude relationship, the Euclidean distance between the two paths branching from a predetermined state and joining again to the same state is minimized. Among the two paths and other paths, the two paths that do not have the shortest Euclidean distance merge into the same state At this time, a comparison operation is performed by adding a predetermined offset value to a path metric of a predetermined path among the two paths whose Euclidean distance is not the shortest, and one of the two paths is calculated based on the magnitude relationship. Is selected as a surviving path.

第2の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、第1の観点の復号方法である。   The present invention according to a second aspect is the decoding method according to the first aspect, wherein the predetermined path is a path in which waveform distortion has occurred in a reproduction signal reproduced from the recording medium. .

第3の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、第1の観点の復号方法である。   The present invention according to a third aspect is the decoding method according to the first aspect, wherein the predetermined path is a path corresponding to a pattern having a long recording width recorded on the recording medium. .

第4の観点による本発明は、前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が36である2つのパスのうちの1つであることを特徴とする、第1の観点の復号方法である。   The present invention according to a fourth aspect is characterized in that the Euclidean distance of two paths that branch from the predetermined state and merge again to the same state is one of two paths having 36. This is a decoding method according to the first aspect.

第5の観点による本発明は、記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行うサンプリング手段と、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算するブランチメトリック演算手段と、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算するパスメトリック演算手段と、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する2つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行う比較演算手段と、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号器において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が最短になる2つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない2つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない2つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択する比較選択手段を備えることを特徴とする復号装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a sampling means for sampling a reproduction signal reproduced from a recording medium at a predetermined sampling period, and a plurality of differences using a difference between the sampled reproduction signal and a predetermined expected value. A branch metric calculation unit that calculates a branch metric, a path metric calculation unit that calculates a plurality of path metrics from the plurality of branch metrics, and a plurality of paths having the plurality of path metrics merge into the same state. In a comparison operation means for performing a comparison operation of the path metrics possessed by two paths, and a Viterbi decoder that selects one of the two paths as a surviving path based on the magnitude relationship thereof, a branch from a predetermined state is performed. Two paths that merge again into the same state, two paths that have the shortest Euclidean distance, and more When two paths that do not have the shortest Euclidean distance merge into the same state, the path metric of a predetermined path out of the two paths that do not have the shortest Euclidean distance is predetermined. The decoding apparatus includes a comparison / selection unit that performs comparison operation by adding an offset value, and selects one of the two paths as a surviving path based on the magnitude relationship.

第6の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、第5の観点の復号装置である。   The present invention according to a sixth aspect is the decoding apparatus according to the fifth aspect, wherein the predetermined path is a path in which waveform distortion has occurred in a reproduction signal reproduced from the recording medium. .

第7の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、第5の観点の復号装置である。   The present invention according to a seventh aspect is the decoding apparatus according to the fifth aspect, wherein the predetermined path is a path corresponding to a pattern having a long recording width recorded on the recording medium. .

第8の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が36である2つのパスのうちの1つであることを特徴とする、第5の観点の復号装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, the predetermined path is one of two paths having a Euclidean distance of 36 between two paths that branch from the predetermined state and merge into the same state again. The decoding device according to the fifth aspect, characterized in that

本発明によれば、ビタビ復号におけるパスメトリックの比較演算において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が最短ではないパスに対して、予め決められたパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、生き残りパスを選択することで、波形歪の大きな再生信号に対して、その歪の影響を考慮して生き残りパスを選択することができるため、記録品質に影響されることなく、安定した復号を行うことができる。   According to the present invention, in a path metric comparison operation in Viterbi decoding, a predetermined path is determined with respect to a path whose Euclidean distance between two paths branched from a predetermined state and joined again to the same state is not the shortest. By performing a comparison operation by adding a predetermined offset value to the metric and selecting the surviving path, it is possible to select the surviving path in consideration of the effect of the distortion for the reproduced signal with a large waveform distortion. Stable decoding can be performed without being affected by the recording quality.

(実施形態1)
本発明の第1の実施の形態である復号方法及び復号装置について、図面を参照しながら説明する。まず、ビタビ復号におけるパスメトリックの比較方法について記述する。
(Embodiment 1)
A decoding method and a decoding apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a method for comparing path metrics in Viterbi decoding will be described.

ここでは、変調符号としては、いわゆる(d,m)制限(d、mはd、m≧0を満たす整数であり、最短と最長のランレングスはそれぞれd+1、m+1で表される)を満足するランレングス制限符号であって、特に最小極性反転距離が2(d=1)の条件を満たす符号を用いる。記録符号は変調符号をNRZI(Non Return To Zero Inverted)変調する。PRML等化方式としては、PR(a,b,b,a)方式を用いる。PR(a,b,b,a)方式は、異なる4つの時間の標本化データを、a:b:b:aの比率で足しあわせた信号(a+b×D+b×D+a×D3)を生成するという特徴を有している。以降簡単のため、PR(1,2,2,1)を取り上げる。最小極性反転距離が2の記録符号と、PR(1,2,2,1)等化方式を組み合わせた場合、記録符号b(kは時刻を表す)とPR等化出力の振幅値y は、式1で表される。 Here, the modulation code satisfies a so-called (d, m) restriction (d and m are integers satisfying d and m ≧ 0, and the shortest and longest run lengths are represented by d + 1 and m + 1, respectively). A run-length limited code that satisfies the condition that the minimum polarity inversion distance is 2 (d = 1) is used. The recording code modulates the modulation code with NRZI (Non Return To Zero Inverted). As the PRML equalization method, the PR (a, b, b, a) method is used. In the PR (a, b, b, a) system, a signal (a + b × D + b × D 2 + a × D 3 ) obtained by adding the sampling data of four different times at a ratio of a: b: b: a. It has the feature of generating. In the following, PR (1, 2, 2, 1) will be taken for simplicity. When a recording code having a minimum polarity reversal distance of 2 and a PR (1, 2, 2, 1) equalization method are combined, the recording code b k (k represents time) and the amplitude value y k of the PR equalization output. Is represented by Formula 1.

Figure 2008262611
Figure 2008262611

k−3は3ビット前の記録符号、bk−2は2ビット前の記録符号、bk−1は1ビット前の記録符号、bは現在の記録符号を表している。現在の状態をS(bk−2,bk−1,b)、1時刻前の状態をS(bk−3,bk−2,bk−1)とすると、表1のような状態遷移表で表すことができる。 b k-3 represents a recording code 3 bits before, b k-2 represents a recording code 2 bits before, b k-1 represents a recording code 1 bit before, and b k represents a current recording code. Assuming that the current state is S (b k−2 , b k−1 , b k ), and the state one hour before is S (b k−3 , b k−2 , b k−1 ), as shown in Table 1. Can be represented by a simple state transition table.

Figure 2008262611
Figure 2008262611

ここで、各時刻における状態S(0,0,0)をS0、状態S(0,0,1)をS1、状態S(0,1,1)をS2、状態S(1,1,1)を状態S3、状態S(1,1,0)を状態S4、状態S(1,0,0)を状態S5と定義し、そのときの状態遷移図を図1に表す。   Here, the state S (0, 0, 0) at each time is S0, the state S (0, 0, 1) is S1, the state S (0, 1, 1) is S2, and the state S (1, 1, 1) ) Is defined as state S3, state S (1, 1, 0) is defined as state S4, and state S (1, 0, 0) is defined as state S5. The state transition diagram at that time is shown in FIG.

図1において、各状態を結ぶ線はブランチと呼ばれ、状態遷移を表す。図1の状態遷移図を時間軸方向に展開すると、図2のようなトレリス線図が得られる。   In FIG. 1, lines connecting the states are called branches and represent state transitions. When the state transition diagram of FIG. 1 is developed in the time axis direction, a trellis diagram as shown in FIG. 2 is obtained.

トレリス線図において、任意の状態から任意の状態を経て生成される全てのブランチの組み合わせ(これをパスと呼ぶ)を考えることは、全てのあり得るビット列を考えることに相当する。よって、全てのパスについて期待される理想波形と、実際に光ディスクから再生した再生波形を比べて、波形が最も近い、すなわちユークリッド距離が最も短い理想波形を持つパスを探索すれば、最も確からしいパスを正解パスとして決定することができる。   In the trellis diagram, to consider all combinations of branches (referred to as paths) generated from an arbitrary state through an arbitrary state is equivalent to considering all possible bit strings. Therefore, if the ideal waveform expected for all paths is compared with the reproduced waveform actually reproduced from the optical disc, the most probable path can be found by searching for the path having the closest waveform, that is, the shortest Euclidean distance. Can be determined as the correct answer path.

任意の時刻において、状態S0、S1、S3、S4には2本のパスが、S2とS5には1本のパスが、それぞれ合流する。2本のパスが合流する状態S0、S1、S3、S4について、各パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離が短い方を生き残りパスとして残す処理を行えば、任意の時刻において、6つの各状態に至るパスが各1本ずつ、計6本のパスが残ることになる。   At an arbitrary time, two paths merge in states S0, S1, S3, and S4, and one path merges in S2 and S5. For the states S0, S1, S3, and S4 where the two paths merge, if the process of leaving the shorter Euclidean distance between the ideal waveform and the reproduced signal waveform of each path as a surviving path is performed, at any time, six A total of six paths remain, one for each path.

各パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離はパスメトリックと呼ばれ、ブランチの期待値xとPR等化出力の振幅値yの差の2乗として求められるブランチメトリックを、パスを構成する全ブランチについて累積加算することによって求められる。 The Euclidean distance between the ideal waveform and the reproduced signal waveform of each path is called a path metric, and the branch metric obtained as the square of the difference between the expected value x k of the branch and the amplitude value y k of the PR equalized output is expressed as the path metric. It is obtained by accumulatively adding all constituent branches.

ブランチメトリックとパスメトリックの式をそれぞれ示す。時刻kにおける各状態S0、S1、S2、S3、S4、S5へのブランチメトリックをBM S0、BM S1、BM S2、BM S3、BM S4、BM S5、BM S6、生き残りパスのパスメトリックを、それぞれL S0、L S1、L S2、L S3、L S4、L S5とし、時刻kにおけるPR等化出力を振幅値yとする。振幅期待値xnk(nは整数)は、理想的なPR(1,2,2,1)等化の場合、7つのレベル(例えば、x0k=0、x1k=1、x2k=2、x3k=3、x4k=4、x5k=5、x6k=6)になる。以上より、6つのブランチメトリックの式は式2のように、パスメトリックは式3のように計算される。 The branch metric and path metric formulas are shown respectively. The branch metrics to each state S0, S1, S2, S3, S4, S5 at time k are BM k S0 , BM k S1 , BM k S2 , BM k S3 , BM k S4 , BM k S5 , BM k S6 , surviving. The path metrics of the paths are L k S0 , L k S1 , L k S2 , L k S3 , L k S4 , and L k S5, respectively, and the PR equalized output at time k is the amplitude value y k . The expected amplitude value x nk (n is an integer) has seven levels (for example, x 0k = 0, x 1k = 1, x 2k = 2) in the case of ideal PR (1, 2, 2, 1) equalization. , X 3k = 3, x 4k = 4, x 5k = 5, x 6k = 6). As described above, the six branch metrics are calculated as shown in Equation 2, and the path metrics are calculated as shown in Equation 3.

Figure 2008262611
Figure 2008262611

Figure 2008262611
Figure 2008262611

ただし、演算子min[A,B]は、AとBのパスメトリックの小さい方を選択する演算子であり、この処理が生き残りパスの決定に対応している。   However, the operator min [A, B] is an operator that selects the smaller one of the path metrics of A and B, and this process corresponds to the determination of the surviving path.

例えば、便宜上、最大振幅が±3になるように正規化すると、期待値はそれぞれ、x0k=−3、x1k=−2、x2k=−1、x3k=0、x4k=+1、x5k=+2、x6k=+3の7値となり、パスメトリックの式は式4のようになる。 For example, when normalization is performed so that the maximum amplitude becomes ± 3 for convenience, the expected values are x 0k = −3, x 1k = −2, x 2k = −1, x 3k = 0, x 4k = + 1, respectively. Seven values of x 5k = + 2 and x 6k = + 3 are obtained, and the path metric formula is as shown in formula 4.

Figure 2008262611
Figure 2008262611

こうして再生信号波形のサンプル値が入力される毎に生き残りパスを決定する手順を繰り返していくと、パスメトリックが大きなパスが淘汰されていくため、次第にパスは1本に収束していく。これを正解パスとすることにより、元のデータビット列が正しく再生されることになる。   If the procedure for determining the surviving path is repeated each time the sample value of the reproduction signal waveform is input in this way, the path having a large path metric is deceived, so that the path gradually converges to one. By making this a correct path, the original data bit string is correctly reproduced.

ここで、ビタビ復号が正しく行われる条件を考えると、式3のパスメトリックの比較演算式において、正解パスのパスメトリックが、もう一方のパス(誤りパス)のパスメトリックよりも小さくなければならない。このとき、2つのパスのパスメトリックの差を用いることで、再生信号の品質を測ることができる。すなわち、再生信号品質が良好な場合、2つのパスメトリックの差は大きくなるために正解パスを選択する確率が高くなり、再生信号品質が悪い場合は、2つのパスメトリックの差が小さくなるために正解パスか誤りパスかを自信を持って選択できなくなり、その結果、正解パスを選択する確率が低くなる。   Here, considering the conditions under which Viterbi decoding is correctly performed, the path metric of the correct path must be smaller than the path metric of the other path (error path) in the path metric comparison expression of Expression 3. At this time, the quality of the reproduction signal can be measured by using the difference between the path metrics of the two paths. That is, when the reproduction signal quality is good, the difference between the two path metrics is large, so the probability of selecting the correct path is high. When the reproduction signal quality is bad, the difference between the two path metrics is small. It becomes impossible to select the correct path or the incorrect path with confidence, and as a result, the probability of selecting the correct path becomes low.

このことを図3〜図4を用いて、より詳細に説明する。   This will be described in more detail with reference to FIGS.

図3のトレリス線図において、ある状態S(時刻k−4での状態S0)から、2つのパスが分岐し、再びある状態S(時刻kでの状態S4)で合流するパスに注目する。取り得るパスの一方をパスAとすると、パスAは状態S0k−4、S0k−3、S1k−2、S2k−1、S4を遷移し、その遷移の確からしさを表すパスメトリックはPaとなる。もう一方のパスをパスBとすると、パスBは状態S0k−4、S1k−3、S2k−2、S3k−1、S4を遷移し、その遷移の確からしさを表すパスメトリックはPbとなる。なお、これらパスの分岐から合流までのメトリックの差を用いることで、パスの分岐点以前におけるメトリックの累積値は全て無視することができる。 In the trellis diagram of FIG. 3, attention is paid to a path where two paths branch from a certain state S (state S0 at time k-4) and merge again in a certain state S (state S4 at time k). Assuming that one of the possible paths is a path A, the path A transits the states S0 k-4 , S0 k-3 , S1 k-2 , S2 k-1 , S4 k and represents a path metric indicating the probability of the transition. Becomes Pa. Assuming that the other path is path B, path B transits the states S0 k-4 , S1 k-3 , S2 k-2 , S3 k-1 , S4 k, and the path metric indicating the probability of the transition is Pb. It should be noted that by using the metric difference from the path branching to the merging, all the accumulated values of the metrics before the path branching point can be ignored.

また、復号結果の信頼性の指標として、Pa−Pbを用いる。もし、Pa<<Pbであれば、パスAを自信を持って選択し、Pa>>PbであればパスBを自信を持って選択することになる。一方、Pa=PbであればパスA、パスBのいずれを選択してもおかしくなく、復号結果が正しいかどうかは5分5分であるといえる。従って、Pa―Pbの値は、復号結果の信頼性を判断するために用いることができる。すなわち、Pa―Pbの絶対値が大きいほど復号結果の信頼性は高く、Pa―Pbの絶対値が0に近いほど復号結果の信頼性は低いことになる。   Further, Pa-Pb is used as an index of reliability of the decoding result. If Pa << Pb, the path A is selected with confidence, and if Pa >> Pb, the path B is selected with confidence. On the other hand, if Pa = Pb, it does not matter which path A or path B is selected, and it can be said that whether the decoding result is correct is 5 minutes 5 minutes. Therefore, the value of Pa-Pb can be used to determine the reliability of the decoding result. That is, the larger the absolute value of Pa-Pb, the higher the reliability of the decoding result, and the closer the absolute value of Pa-Pb is to 0, the lower the reliability of the decoding result.

例えば、復号結果に基づいて所定の時間あるいは所定の回数だけPa―Pbを求めたときの、Pa―Pbの分布の模式図を図4に示す。図4は再生信号にノイズが重畳された場合のPa―Pbの分布を示している。例えば、パスAが理想値を取った場合は、Pa=0になるので、Pa−Pb=−Pbとして頻度が極大となり、パスBが理想値を取った場合は、Pb=0になるので、Pa−Pb=Paとして頻度が極大となる。また、両パスにおけるメトリックが同じ値になる場合、Pa−Pb=0となり、どちらのパスを選択するかは五分五分の信頼性の低い状態となる。また、図4の2つの分布間の距離dは、パスAとパスBのユークリッド距離に相当する。   For example, FIG. 4 shows a schematic diagram of the distribution of Pa-Pb when Pa-Pb is obtained for a predetermined time or a predetermined number of times based on the decoding result. FIG. 4 shows the distribution of Pa-Pb when noise is superimposed on the reproduction signal. For example, when the path A takes the ideal value, Pa = 0, so the frequency becomes maximum as Pa−Pb = −Pb, and when the path B takes the ideal value, Pb = 0. The frequency becomes maximum as Pa−Pb = Pa. Further, when the metrics in both paths have the same value, Pa−Pb = 0, and which path is selected is in a state of low reliability of 50/50. A distance d between the two distributions in FIG. 4 corresponds to the Euclidean distance between the path A and the path B.

前述のように、最小極性反転距離が2の記録符号と、PR(1,2,2,1)等化方式を組み合わせた場合、2つのパスの最短ユークリッド距離は、dmin=10である。再生信号に含まれる雑音のうち白色ノイズが支配的であると考えると、このパターンは1ビットシフトエラーが発生するパターンであるため、最も誤りが発生しやすい。これ以外にも、2つのパスのユークリッド距離は、パスの長さによって、12、14、16、18、20、36・・・と無数に存在するが、前述したように、再生信号に含まれる雑音のうち白色ノイズが支配的であると考えると、ユークリッド距離に比例して、エラー頻度は少なくなっていく。図5にその関係を示す。ユークリッド距離が10から2ずつ長くなるに従って、エラーレートは1桁以上良くなっていき、d=36においては、エラーレートはほとんど0に近い状態になる。 As described above, when the recording code having the minimum polarity reversal distance of 2 and the PR (1, 2, 2, 1) equalization method are combined, the shortest Euclidean distance between the two paths is d min = 10. If it is considered that white noise is dominant among noises included in the reproduction signal, this pattern is a pattern in which a 1-bit shift error occurs, so that an error is most likely to occur. In addition, the Euclidean distance between the two paths is innumerable as 12, 14, 16, 18, 20, 36... Depending on the length of the path, but is included in the reproduction signal as described above. If white noise is dominant among noises, the error frequency decreases in proportion to the Euclidean distance. FIG. 5 shows the relationship. As the Euclidean distance increases from 10 to 2, the error rate increases by an order of magnitude or more, and at d = 36, the error rate becomes almost zero.

しかしながら、波形歪の大きな再生信号に対しては、この関係が成り立たない問題がある。   However, there is a problem that this relationship does not hold for a reproduced signal having a large waveform distortion.

図6は、記録幅が長いマークが理想的な状態で形成されたときの再生信号とPa−Pbの分布の様子を表した図6(a)と、同じく記録幅が長いマークがM型のようなアンバランスな状態でが形成されたときの、波形歪が大きい再生信号とPa−Pbの分布の様子を表した図6(b)である。   FIG. 6A shows the distribution of the reproduction signal and Pa-Pb when a mark with a long recording width is formed in an ideal state. Similarly, the mark with a long recording width is M-shaped. FIG. 6B is a diagram showing a distribution state of a reproduction signal and Pa-Pb having a large waveform distortion when formed in such an unbalanced state.

図6(a)のように記録幅が長いマークが理想的な状態で形成された場合、再生信号はパスBのように歪みの無い形になる。パスBに対して、最も誤りやすいパターンはパスAであるが、この場合、Pa−Pbも±dだけ離れた位置を中心に分布が形成されており、パスAとパスBを誤る確率はほとんど無い。   When a mark having a long recording width is formed in an ideal state as shown in FIG. 6A, the reproduction signal has a shape without distortion as in path B. The path A is most likely to be mistaken with respect to the path B. In this case, Pa-Pb is also distributed around the position separated by ± d, and there is almost no probability of mistakes between the path A and the path B. No.

これに対し、図6(b)のように、記録幅が長いマークがM型のようなアンバランスな状態で形成された場合、パスBの再生信号は両端に比べ、中央の振幅が落ちた形になる。このような再生信号に対しては、正解パスであるパスBは、誤りパスであるパスAの形に近づいてしまい、パス間のユークリッド距離は短くなる。Pa−Pbの分布で見ると、パスBが正解パスであるPbの分布がPa側に近づき、どちらのパスを選択するか分からない状態(Pa−Pb=0)が増えてくるため、ビタビ復号が誤る確率が高くなってしまう。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, when a mark with a long recording width is formed in an unbalanced state such as an M shape, the reproduction signal of path B has a lower amplitude at the center than at both ends. Become a shape. For such a reproduced signal, the path B that is the correct answer path approaches the shape of the path A that is the error path, and the Euclidean distance between the paths is shortened. Looking at the distribution of Pa-Pb, the distribution of Pb in which path B is the correct path approaches the Pa side, and the state (Pa-Pb = 0) that does not know which path to select increases, so Viterbi decoding Will increase the probability of mistakes.

本発明では、このような波形歪が大きな再生信号に対し、波形歪を考慮して、改めて2つのパスメトリック比較演算を行う。本発明の第1の実施の形態では、図7のように、一方のパスの分布の中心が、波形歪の影響でもう一方のパスに近づいてしまった場合、2つのパスのユークリッド距離が最短でなければ、波形歪の影響が少ないもう一方のパスを基準として、パスメトリックの比較演算にオフセット値αを加算する。オフセット値αは、波形歪の影響が少ないパスの分布の中心から、最短ユークリッド距離(dmin)分だけ離れた位置に設定する。最短ユークリッド距離だけ離れていれば、所望のエラーレートを得ることができるが、オフセット値αによって、パス間のユークリッド距離を最短ユークリッド距離よりも短く設定してしまうと、エラーレートは非常に悪くなってしまう。このことから、2つのパス間が最短ユークリッド距離ではないパスに対して、波形歪の影響を軽減する方向にオフセット値αを加えることにより、波形歪の影響も含めてもっともらしいパスが選択されるため、ビタビ復号が誤る確率を低減させることができる。 In the present invention, two path metric comparison operations are performed again for a reproduction signal having a large waveform distortion in consideration of the waveform distortion. In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, when the center of the distribution of one path approaches the other path due to the influence of waveform distortion, the Euclidean distance between the two paths is the shortest. Otherwise, the offset value α is added to the path metric comparison calculation with the other path having less influence of waveform distortion as a reference. The offset value α is set at a position away from the center of the path distribution with little influence of waveform distortion by the shortest Euclidean distance (d min ). If the distance is the shortest Euclidean distance, a desired error rate can be obtained. However, if the Euclidean distance between paths is set shorter than the shortest Euclidean distance by the offset value α, the error rate becomes very poor. End up. From this, a plausible path including the influence of the waveform distortion is selected by adding the offset value α in the direction of reducing the influence of the waveform distortion with respect to the path where the distance between the two paths is not the shortest Euclidean distance. Therefore, the probability that Viterbi decoding is erroneous can be reduced.

以下、本発明の第1の実施の形態である光ディスク再生方法及び装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図8は、本発明の第1の実施の形態による光ディスク装置の構成例を示すブロック図であり、光ピックアップ800からの再生信号を増幅するRFアンプ回路801と、RFアンプ回路801からの出力をサンプリングするA/D変換器802と、クロックを供給するPLL回路803と、サンプリングデータの波形整形を行うデジタル等化器804と、デジタル等化器804の出力データを基に最尤復号を行うビタビ復号器805と、再生信号のパターンを検出するパターン検出器806と、検出されたパターンに従って、ビタビ復号のパスメトリックの比較演算に用いるオフセット値を生成するオフセット値生成器807から構成される。   Hereinafter, an optical disk reproducing method and apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the optical disc device according to the first embodiment of the present invention. The RF amplifier circuit 801 that amplifies the reproduction signal from the optical pickup 800 and the output from the RF amplifier circuit 801 are shown. A / D converter 802 for sampling, PLL circuit 803 for supplying a clock, digital equalizer 804 for waveform shaping of sampling data, and Viterbi for maximum likelihood decoding based on output data of digital equalizer 804 A decoder 805, a pattern detector 806 that detects a pattern of a reproduction signal, and an offset value generator 807 that generates an offset value used for a Viterbi decoding path metric comparison operation according to the detected pattern.

図8において、記録媒体である光ディスク1から、光ピックアップ800とRFアンプ回路801を介して再生した再生信号をA/D変換器802に入力し、デジタル信号に変換する。デジタル等化器804は、入力したデジタル信号を、再生系の周波数特性が所定のPR等化方式になるように波形整形を行い、整形したデジタル信号は、ビタビ復号器805によって、最も確からしいデータとして復号される。PLL回路803は再生信号に同期する再生クロックを生成し、A/D変換器802以降の回路は、供給されたクロックに従って動作する。一方、パターン検出器806はA/D変換器802前後の信号や、デジタル等化器の信号を2値化処理した信号や、ビタビ復号805の復号過程の信号や復号結果を用いて、所定のパターンを検出する。もしくは、ビタビ復号器805をもう一つ備え、そこからパターンを抽出しても良い。オフセット値生成器807は、検出されたパターンと、そのパターンに誤りやすいパターンとのユークリッド距離を求め、ユークリッド距離に応じたオフセット値を生成する。   In FIG. 8, a reproduction signal reproduced from an optical disk 1 as a recording medium via an optical pickup 800 and an RF amplifier circuit 801 is input to an A / D converter 802 and converted into a digital signal. The digital equalizer 804 performs waveform shaping on the input digital signal so that the frequency characteristic of the reproduction system becomes a predetermined PR equalization method, and the shaped digital signal is obtained by the Viterbi decoder 805 by using the most probable data. Is decrypted as The PLL circuit 803 generates a reproduction clock synchronized with the reproduction signal, and the circuits after the A / D converter 802 operate according to the supplied clock. On the other hand, the pattern detector 806 uses a signal before and after the A / D converter 802, a signal obtained by binarizing the signal of the digital equalizer, a signal in the decoding process of the Viterbi decoding 805, and a decoding result to obtain a predetermined value. Detect patterns. Alternatively, another Viterbi decoder 805 may be provided to extract a pattern therefrom. The offset value generator 807 calculates the Euclidean distance between the detected pattern and a pattern that is likely to be erroneous, and generates an offset value corresponding to the Euclidean distance.

ここでは、波形歪の影響を受けるパターンとして、6T(Tはチャネルクロック)以上の記録幅の長いマークを検出したときの例を示す。時刻k−5からk−4、k−3、k−2、k−1、kまで連続で1ビットを検出した場合(ビット列:111111)、最も誤りやすいパターンは、ビット列:110011となり、このときのユークリッド距離はd=36になる。7T、8T、9Tも同様の手法で検出でき、これらのユークリッド距離は全てd=36になる。このように、d=36のユークリッド距離を検出するだけで、波形歪の影響を特に受けやすい6T以上の記録幅の長いマークに対してオフセット値の調整を行うことができるため、非常に効率良く波形歪の影響を低減することができる。具体的なオフセット値は、以下の式5に従って求める。   Here, an example is shown in which a mark having a long recording width of 6T (T is a channel clock) or more is detected as a pattern affected by waveform distortion. When 1 bit is detected continuously from time k-5 to k-4, k-3, k-2, k-1, and k (bit string: 111111), the most likely pattern is the bit string: 110011. The Euclidean distance is d = 36. 7T, 8T, and 9T can be detected by the same method, and all of these Euclidean distances are d = 36. In this way, by simply detecting the Euclidean distance of d = 36, it is possible to adjust the offset value for a mark having a long recording width of 6T or more that is particularly susceptible to waveform distortion. The influence of waveform distortion can be reduced. A specific offset value is obtained according to the following Equation 5.

Figure 2008262611
Figure 2008262611

このオフセット値αは、後述するビタビ復号器の記録幅の長いマークに対するパスメトリック比較演算に用いる。   This offset value α is used for a path metric comparison operation for a mark with a long recording width of a Viterbi decoder described later.

次に、図9に示すビタビ復号器805の構成について説明する。図9は、ビタビ復号器の内部ブロックを示す図であり、各時刻でブランチメトリックを算出するブランチメトリック計算部901、各状態に遷移するパスの確からしさを算出する加算比較選択部902、各状態に遷移するパスの確からしさから、生き残りパスを更新、記憶するパスメモリ部903より構成される。   Next, the configuration of the Viterbi decoder 805 shown in FIG. 9 will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating an internal block of the Viterbi decoder, which includes a branch metric calculation unit 901 that calculates a branch metric at each time, an addition comparison selection unit 902 that calculates the probability of a path that transitions to each state, and each state The path memory unit 903 updates and stores the surviving path based on the probability of the path to be transferred to.

デジタル等化器211から出力されたPR等化出力の振幅値yは、ブランチメトリック計算部901に入力される。図10はブランチメトリック計算部901の構成例を示す図である。ブランチメトリック計算部901は、7個の減算部1001及び2乗演算器1002から構成される。減算部1001と2乗演算器1002によって、入力されたPR等化出力の振幅値yとそれぞれの期待値xnkとの差の2乗を求め、各ブランチメトリックを計算する。ブランチメトリックはBM S0、BM S1、BM S2、BM S3、BM S4、BM S5、BM S6として、加算比較選択部902に出力される。 The PR equalization output amplitude value y k output from the digital equalizer 211 is input to the branch metric calculation unit 901. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the branch metric calculation unit 901. The branch metric calculation unit 901 includes seven subtraction units 1001 and a square calculator 1002. The subtraction unit 1001 and the square calculator 1002 calculate the square of the difference between the amplitude value y k of the input PR equalization output and each expected value x nk, and calculate each branch metric. The branch metrics are output to the addition comparison selecting unit 902 as BM k S0 , BM k S1 , BM k S2 , BM k S3 , BM k S4 , BM k S5 , and BM k S6 .

ここで、2乗演算器1002は、PR等化出力の振幅値yと期待値xの差の絶対値を求める絶対値演算器に変えても良い。 Here, the square calculator 1002 may be changed to an absolute value calculator that calculates the absolute value of the difference between the amplitude value y k of the PR equalization output and the expected value x k .

図11は加算比較選択部902の構成例を示す図である。加算比較選択部902は、式3の形を表現するように、10個の加算器1101と4個の比較器1102及び選択器1103、6個のパスメトリックメモリ部1104から構成される。加算比較選択部902は、時刻kで入力されたブランチメトリックBM S0、BM S1、BM S2、BM S3、BM S4、BM S5、BM S6と、時刻k−1でのパスメトリックLk−1 S0、Lk−1 S1、Lk−1 S2、Lk−1 S3、Lk−1 S4、Lk−1 S5から、式3の演算に従って時刻kでのパスメトリックL S0、L S1、L S2、L S3、L S4、L S5をそれぞれ求める。時刻kのブランチメトリックと時刻k−1でのパスメトリックは加算器1101で加算され、比較器1102と選択器1103に入力される。比較器1102で、入力されたメトリックの大小が比較され、選択器1103では、比較器1102の比較結果に従って、小さい方のメトリックを選択し、パスメトリックメモリ1104に出力する。パスメトリックメモリ1104はレジスタにメトリックを格納し、次の時刻k+1において、各パスメトリックをそれぞれの加算器1101に出力する。なお、L S2とL S5については、それらの状態につながるパスが1つしかないので、比較及び選択は行われない。 FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the addition comparison selection unit 902. The addition comparison / selection unit 902 includes ten adders 1101, four comparators 1102, a selector 1103, and six path metric memory units 1104 so as to express the form of Equation 3. The addition comparison / selection unit 902 receives the branch metrics BM k S0 , BM k S1 , BM k S2 , BM k S3 , BM k S4 , BM k S5 , BM k S6, and the time k−1. The path metrics at time k from the path metrics L k-1 S0 , L k-1 S1 , L k-1 S2 , L k-1 S3 , L k-1 S4 , L k-1 S5 according to the calculation of Equation 3 L k S0 , L k S1 , L k S2 , L k S3 , L k S4 , and L k S5 are obtained . The branch metric at time k and the path metric at time k−1 are added by the adder 1101 and input to the comparator 1102 and the selector 1103. The comparator 1102 compares the magnitudes of the input metrics, and the selector 1103 selects the smaller metric according to the comparison result of the comparator 1102 and outputs it to the path metric memory 1104. The path metric memory 1104 stores the metric in a register, and outputs each path metric to each adder 1101 at the next time k + 1. Note that L k S2 and L k S5 are not compared and selected because there is only one path leading to these states.

ここで、前述のオフセット値生成器908で生成されたオフセット値αを、タイミングを合わせて所定の加算器に加える。所定の加算器とは、式3(4)の右式の右項であり、オフセット値を加えたパスメトリックの式は式6で表される。   Here, the offset value α generated by the above-described offset value generator 908 is added to a predetermined adder at the same timing. The predetermined adder is the right term of the right expression of Expression 3 (4), and the path metric expression to which the offset value is added is expressed by Expression 6.

Figure 2008262611
Figure 2008262611

ここで、時刻k−1でのパスメトリックLk−1 S3から、時刻kでのパスメトリックL S3の状態遷移は、ビット列:111からビット列:111に遷移する系であり、記録幅が長いマークの再生信号が遷移する系である。前述した通り、記録幅が長いマークの再生信号には、波形歪の影響を受けやすいため、そのパスメトリックにオフセットを加えることで、所望のエラーレートは確保しつつ、波形歪の影響を含めてもっともらしいパスを選択することができる。 Here, from the path metric L k-1 S3 at time k-1, the state transition path metric L k S3 at time k, the bit string: 111 bit string: 111 is a system to transition to, a long recording width This is a system in which the reproduction signal of the mark transitions. As described above, the reproduction signal of a mark with a long recording width is easily affected by waveform distortion. Therefore, by adding an offset to the path metric, the desired error rate is ensured and the influence of waveform distortion is included. A plausible path can be selected.

具体的な例を挙げると、例えば、式6のLk−1 S3+BM S6をd=36のパスメトリックA、Lk−1 S2+BM S5をd=36のパスメトリックBとすると、α =−(d−dmin)=−(36−10)=−26となり、パスメトリックの比較演算は、min[パスA−26, パスB]として考えることができる。 As a specific example, for example, if L k−1 S3 + BM k S6 in Expression 6 is a path metric A of d = 36, and L k−1 S2 + BM k S5 is a path metric B of d = 36, α = − (D−d min ) = − (36−10) = − 26, and the path metric comparison operation can be considered as min [path A−26, path B].

ここで、もしパスAが正解パスであり、理想的な再生信号が得られたとすると、パスA=0、パスB=36になるので、min[−26, 36]となり、確実にパスAが選択される。ここで、パスAの再生信号に波形歪が発生したと仮定すると、例えばパスA=18、パスB=18になった場合は、min[−8, 10]となり、パスA=36、パスB=0になった場合は、min[10, 0]となり、どの場合においてもパスAが選択されることになる。   Here, if path A is the correct answer path and an ideal reproduction signal is obtained, path A = 0 and path B = 36, so min [−26, 36], and path A is surely Selected. Here, assuming that waveform distortion has occurred in the reproduction signal of path A, for example, when path A = 18 and path B = 18, min [−8, 10] is obtained, path A = 36, path B When = 0, min [10, 0] is obtained, and the path A is selected in any case.

一方、もしパスBが正解パスであり、理想的な再生信号が得られたとすると、パスA=36、パスB=0になるので、min[10, 0]となり、2つのパスのユークリッド距離は最短ユークリッド距離に設定され、パスBが選択されることになる。   On the other hand, if path B is the correct path and an ideal reproduction signal is obtained, path A = 36 and path B = 0, so min [10, 0], and the Euclidean distance between the two paths is The shortest Euclidean distance is set and the path B is selected.

また、比較器1102の比較結果は、それぞれSEL0、SEL1、SEL2、SEL3として、パスメモリ部903に出力される。   The comparison results of the comparator 1102 are output to the path memory unit 903 as SEL0, SEL1, SEL2, and SEL3, respectively.

図12はパスメモリ部903の構成例を示す図である。パスメモリ部903は、6個のフリップフロップ回路1201と4個の選択器1202を一つの組(パスメモリ)とし、所定の数だけパスメモリを保持する。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the path memory unit 903. A path memory unit 903 includes six flip-flop circuits 1201 and four selectors 1202 as one set (path memory), and holds a predetermined number of path memories.

初段のフリップフロップにセットされた選択されたパスを表すデータ(各状態に対応した0または1)から始まって、加算比較選択部902から出力されたSEL0、SEL1、SEL2、SEL3に基づいた選択及びシフト処理を繰り返す過程で、各フリップフロップにセットされるデータが生き残りのパスに対応したデータに書き換えられてゆく。そして、最終段の各フリップフロップにセットされたデータを復号データとして出力する。   Starting from data representing the selected path set in the first flip-flop (0 or 1 corresponding to each state), selection based on SEL0, SEL1, SEL2, and SEL3 output from the addition comparison selection unit 902 and In the process of repeating the shift process, the data set in each flip-flop is rewritten to data corresponding to the surviving path. Then, the data set in each flip-flop at the final stage is output as decoded data.

最終的な復号データは、十分にパスメモリの数がある場合、6つのパスメモリのうち、どのパスメモリも同じ状態になるため、任意のパスメモリのデータを復号データとして選択する。もちろん、最終段の各パスメモリが保持するパスメトリックを比較し、最も小さいパスメモリのデータを採用しても良いし、6つのパスメモリで多数決を取り、一番多い状態のパスメモリのデータを採用しても良い。   When there is a sufficient number of path memories, the final decoded data has the same state in any of the six path memories, and therefore the data in an arbitrary path memory is selected as the decoded data. Of course, the path metrics held by each path memory in the final stage may be compared, and the data of the smallest path memory may be adopted. It may be adopted.

以上の処理により、本実施の形態では、回路規模の増加を最小限に抑えつつ、波形歪の大きな再生信号に対してPRML信号処理を用いて再生しても、記録品質に影響されることなく、安定した再生品質を得ることができる。   With the above processing, in the present embodiment, even if the reproduction signal having a large waveform distortion is reproduced using PRML signal processing while minimizing the increase in circuit scale, the recording quality is not affected. Stable reproduction quality can be obtained.

(実施形態2)
次に、本発明の第2の実施の形態による光ディスク再生方法及び装置について説明する。第2の実施の形態の基本構成は第1の実施の形態と同じ図8で表されるが、オフセット値生成器807からビタビ復号器805に渡されるオフセット値が異なる。その他の点は同様であるので、同一部分には同一符号を付けて詳細な説明を省略し、以下、異なる点についてのみ詳細に説明する。
(Embodiment 2)
Next, an optical disk reproducing method and apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the second embodiment is shown in FIG. 8 which is the same as that of the first embodiment, but the offset value passed from the offset value generator 807 to the Viterbi decoder 805 is different. Since the other points are the same, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, and only different points will be described in detail below.

本発明の第1の実施の形態では、波形歪の影響を特に受けやすい6T以上の記録幅の長いマークに特に注目してオフセット値の調整を行っていたのに対し、本発明の第2の実施の形態では、任意のパターンを対象として、オフセット値の調整を行うことを特徴とする。   In the first embodiment of the present invention, the offset value is adjusted by paying particular attention to marks with a long recording width of 6T or more that are particularly susceptible to waveform distortion, whereas the second embodiment of the present invention. The embodiment is characterized in that an offset value is adjusted for an arbitrary pattern.

パターン検出器806において、パス間のユークリッド距離毎に検出を行う。例えば、d=12、18のパターンを検出したい場合、以下の表2に示すパターンを検出すれば良い。   The pattern detector 806 performs detection for each Euclidean distance between paths. For example, when it is desired to detect a pattern of d = 12, 18, the pattern shown in Table 2 below may be detected.

Figure 2008262611
Figure 2008262611

表2において、xは0ビットか1ビットのどちらかが入ることを意味しており、それ以外のビット列を検出するだけで、それぞれのユークリッド距離を求めることができる。求められたユークリッド距離から、前述の式5に従ってオフセット値を算出する。オフセット値は、図13のように、パスメトリック比較演算で用いられるそれぞれのメトリックに加算する。   In Table 2, x means that either 0 bit or 1 bit is entered, and each Euclidean distance can be obtained only by detecting other bit strings. From the obtained Euclidean distance, an offset value is calculated according to the above-described Expression 5. As shown in FIG. 13, the offset value is added to each metric used in the path metric comparison calculation.

ここで、どの加算器にオフセット値を加えるかは、時刻kから時刻k−3の4ビットの情報を元に決めることができる。例えば、時刻k−3、k−2、k−1、kのビット列が0110の場合は、式3(5)右辺の右項に相当する加算器(加算器A1300)にオフセット値α8を加え、時刻k−3、k−2、k−1、kのビット列が1110の場合は、式3(5)右辺の右項に相当する加算器(加算器B1301)にオフセット値α7を加える。このとき、他のオフセット値には0を与えるようにすれば、対象とするパターン以外に悪影響を及ぼす恐れが無い。   Here, to which adder the offset value is added can be determined based on 4-bit information from time k to time k-3. For example, when the bit string at times k-3, k-2, k-1, and k is 0110, the offset value α8 is added to the adder (adder A1300) corresponding to the right term on the right side of Equation 3 (5), When the bit string at times k-3, k-2, k-1, and k is 1110, the offset value α7 is added to the adder (adder B1301) corresponding to the right term on the right side of Equation 3 (5). At this time, if 0 is given to other offset values, there is no possibility of adversely affecting other than the target pattern.

なお、ここでは全ての加算器にオフセット値を加える手法を取っているが、パスメトリックの比較には2つのパスの差分情報があれば良いので、比較される加算器のどちらか一つにオフセット値を加えるだけでも良い。また、任意のパターンのみに注目して、その部分のみオフセット値を加える手法にしても良い。また、ユークリッド距離はd=12、18の場合を例に示したが、最短ユークリッド距離のd=10以外であれば、もちろんこれに限定するものではない。   Here, the method of adding an offset value to all the adders is used. However, since the difference information between the two paths is sufficient for the path metric comparison, an offset is added to one of the adders to be compared. You can just add values. Further, it is possible to pay attention to only an arbitrary pattern and add an offset value only to that portion. Further, although the case where the Euclidean distance is d = 12, 18 is shown as an example, the distance is not limited to this as long as the shortest Euclidean distance is not d = 10.

なお、オフセット値は本実施の形態のように固定値ではなく、オフセット値の調整を自動的に行っても良い。例えば、ビタビ復号結果のDC成分を取得し、その成分が0になるように調整しても良い。あるいは、予め分かっているパターンでテスト記録を行い、そのときの性能を元に調整しても良い。性能はエラーレートや2つのパスの尤度差など、再生性能を表すものならば何でも良い。   The offset value is not a fixed value as in the present embodiment, and the offset value may be automatically adjusted. For example, the DC component of the Viterbi decoding result may be acquired and adjusted so that the component becomes zero. Alternatively, test recording may be performed with a pattern known in advance, and adjustment may be made based on the performance at that time. The performance may be anything as long as it represents the reproduction performance, such as the error rate or the likelihood difference between the two paths.

以上の処理により、本実施の形態では、波形歪の大きいパターンをあらかじめ決める必要が無く、任意のパターンを対象としてオフセット値の調整を行うことができるので、より柔軟に波形歪に対応したビタビ復号を行うことができる。   With the above processing, in the present embodiment, it is not necessary to determine a pattern with a large waveform distortion in advance, and the offset value can be adjusted for any pattern, so Viterbi decoding corresponding to the waveform distortion can be performed more flexibly. It can be performed.

本発明によれば、ビタビ復号におけるパスメトリックの比較演算において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が最短ではないパスに対して、予め決められたパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、生き残りパスを選択することで、波形歪の大きな再生信号に対して、その歪の影響を考慮して生き残りパスを選択することができるため、記録品質に影響されることなく、安定した復号を行うことができるので、光ディスクに記録された情報を再生した再生信号の波形歪を軽減する歪軽減処理を行う光ディスク再生装置等として有用である。   According to the present invention, in a path metric comparison operation in Viterbi decoding, a predetermined path is determined with respect to a path whose Euclidean distance between two paths branched from a predetermined state and joined again to the same state is not the shortest. By performing a comparison operation by adding a predetermined offset value to the metric and selecting the surviving path, it is possible to select the surviving path in consideration of the effect of the distortion for the reproduced signal with a large waveform distortion. Since stable decoding can be performed without being affected by the recording quality, the present invention is useful as an optical disk reproducing apparatus or the like that performs distortion reduction processing for reducing waveform distortion of a reproduction signal obtained by reproducing information recorded on an optical disk.

本発明の実施の形態で用いる最小極性反転間隔が2であることとPR(1,2,2,1)等化の制約から定まる状態遷移図State transition diagram determined from the fact that the minimum polarity inversion interval used in the embodiment of the present invention is 2 and the restriction of PR (1, 2, 2, 1) equalization 本発明の実施の形態で用いる最小極性反転間隔が2であることとPR(1,2,2,1)等化の制約から定まる状態遷移図を時間軸方向に展開したトレリス線図A trellis diagram in which a state transition diagram determined from the restriction of PR (1,2,2,1) equalization being 2 and the minimum polarity inversion interval used in the embodiment of the present invention is developed in the time axis direction 本発明の実施の形態で用いる最小極性反転間隔が2であることとPR(1,2,2,1)等化の制約から定まるトレリス線図A trellis diagram determined from the fact that the minimum polarity inversion interval used in the embodiment of the present invention is 2 and the restrictions of PR (1, 2, 2, 1) equalization 本発明の実施の形態で用いるトレリス図において状態S0k−4と状態S4k−5間でとりうる2つの状態遷移列を示す図The figure which shows the two state transition sequences which can be taken between state S0 k-4 and state S4 k-5 in the trellis diagram used by embodiment of this invention. ユークリッド距離とエラーレートの関係を示す図Diagram showing the relationship between Euclidean distance and error rate 理想的な状態で形成されたときの再生信号と波形歪が大きい再生信号において復号結果の信頼性を示すPa−Pbの分布の様子を表した図The figure showing the state of distribution of Pa-Pb which shows the reliability of a decoding result in the reproduction signal when formed in an ideal state and the reproduction signal with a large waveform distortion 本発明の実施の形態で用いるパスメトリックの比較演算に用いるオフセット値の設定方法を示す図The figure which shows the setting method of the offset value used for the comparison calculation of the path metric used by embodiment of this invention 本発明の第1の実施の形態で用いる光ディスク装置の構成例を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration example of an optical disc apparatus used in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態で用いるビタビ復号器の全体構成例を示すブロック図1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a Viterbi decoder used in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態で用いるブランチメトリック計算部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the branch metric calculation part used in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態で用いる加算比較選択部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the addition comparison selection part used in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態で用いるパスメモリ部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the path memory part used in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態で用いる加算比較選択部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the addition comparison selection part used in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

800 光ピックアップ
801 RFアンプ回路
802 A/D変換器
803 PLL回路
804 デジタル等化器
805 ビタビ復号器
806 パターン検出器
807 オフセット値生成器
901 ブランチメトリック計算部
902 加算比較選択部
903 パスメモリ部
1001 減算部
1002 2乗演算器
1101 加算器
1102 比較器
1103 選択器
1104 パスメトリックメモリ部
1201 フリップフロップ回路
1202 選択器
1300 加算器A
1301 加算器B
800 Optical pickup 801 RF amplifier circuit 802 A / D converter 803 PLL circuit 804 Digital equalizer 805 Viterbi decoder 806 Pattern detector 807 Offset value generator 901 Branch metric calculation unit 902 Addition comparison selection unit 903 Path memory unit 1001 Subtraction Unit 1002 Square operator 1101 Adder 1102 Comparator 1103 Selector 1104 Path metric memory unit 1201 Flip-flop circuit 1202 Selector 1300 Adder A
1301 Adder B

Claims (10)

記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行い、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算し、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算すると共に、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する2つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行い、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号方法において、
所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が最短になる2つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない2つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない2つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択することを特徴とする復号方法。
A reproduction signal reproduced from a recording medium is sampled at a predetermined sampling period, a plurality of branch metrics are calculated using a difference between the sampled reproduction signal and a predetermined expected value, and the plurality of branch metrics are calculated. A plurality of path metrics are calculated, and the path metrics of the two paths that merge into the same state among the plurality of paths having the plurality of path metrics are compared. In the Viterbi decoding method of selecting one of the two paths as a surviving path,
Two paths that branch from a given state and merge again into the same state are two paths that have the shortest Euclidean distance, and two paths that do not have the shortest Euclidean distance are in the same state At the time of merging, among the two paths whose Euclidean distance is not the shortest, a predetermined offset value is added to a path metric of a predetermined path, and a comparison operation is performed. A decoding method, wherein one is selected as a surviving path.
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、請求項1に記載の復号方法。
The predetermined path is:
The decoding method according to claim 1, wherein the path is a path in which waveform distortion occurs in a reproduction signal reproduced from the recording medium.
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、請求項1に記載の復号方法。
The predetermined path is:
The decoding method according to claim 1, wherein the path corresponds to a pattern having a long recording width recorded on the recording medium.
前記予め決められたパスは、
前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が36である2つのパスのうちの1つであることを特徴とする、請求項1に記載の復号方法。
The predetermined path is:
2. The decoding method according to claim 1, wherein the Euclidean distance between two paths that branch from the predetermined state and merge into the same state is one of two paths having 36. 5.
記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行うサンプリング手段と、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算するブランチメトリック演算手段と、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算するパスメトリック演算手段と、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する2つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行う比較演算手段と、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号器において、
所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が最短になる2つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない2つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない2つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記2つのパスのうち1つを生き残りパスとして選択する比較選択手段を備えることを特徴とする復号装置。
Sampling means for sampling a reproduced signal reproduced from a recording medium at a predetermined sampling period, and branch metric calculating means for calculating a plurality of branch metrics using a difference between the sampled reproduced signal and a predetermined expected value And path metric calculation means for calculating a plurality of path metrics from the plurality of branch metrics, and the path metrics possessed by two of the paths that merge into the same state among the plurality of paths having the plurality of path metrics. In a Viterbi decoder that selects one of the two paths as a surviving path based on the magnitude relationship, and a comparison calculation means that performs the comparison calculation of
Two paths that branch from a given state and merge again into the same state are two paths that have the shortest Euclidean distance, and two paths that do not have the shortest Euclidean distance are in the same state At the time of merging, among the two paths whose Euclidean distance is not the shortest, a predetermined offset value is added to a path metric of a predetermined path, and a comparison operation is performed. A decoding apparatus comprising comparison / selection means for selecting one as a surviving path.
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、請求項5に記載の復号装置。
The predetermined path is:
6. The decoding apparatus according to claim 5, wherein the decoding signal is a path in which waveform distortion occurs in a reproduction signal reproduced from the recording medium.
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、請求項5に記載の復号装置。
The predetermined path is:
6. The decoding apparatus according to claim 5, wherein the path corresponds to a pattern having a long recording width recorded on the recording medium.
前記予め決められたパスは、
前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する2つのパスのユークリッド距離が36である2つのパスのうちの1つであることを特徴とする、請求項1に記載の復号装置。
The predetermined path is:
The decoding apparatus according to claim 1, wherein the Euclidean distance between two paths branched from the predetermined state and rejoining the same state is one of two paths having 36.
前記記録媒体へレーザ光を照射し、その反射光を受光し、再生信号を生成する光ヘッドと、
請求項5から8のいずれか記載の復号装置と、を備えた情報再生装置。
An optical head that irradiates the recording medium with laser light, receives the reflected light, and generates a reproduction signal;
An information reproducing apparatus comprising: the decoding device according to claim 5.
請求項1から4のいずれか記載の復号方法をコンピュータで読み取り可能な表現形式によって表現したプログラム。 The program which expressed the decoding method in any one of Claim 1 to 4 with the expression format which can be read by computer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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