JP2010140551A - 光ディスク再生方法および再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビにおいて、従来の固定ユークリッド距離を用いて計算されたPRML方式の評価指標では、評価値の精度が悪化する可能性がある。
【解決手段】再生信号に応じてビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビ復号において、変化後の基準レベルと固定の基準レベルの差分を抽出し、変化後の基準レベルを用いて求めた差分メトリックの分散に対して、ユークリッド距離が等しいパターン毎に正規化を行うことで、回路規模の増加を抑えながら、基準レベルの変化に対しても精度の落ちない再生信号指標を演算することができる。
【選択図】図1
【解決手段】再生信号に応じてビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビ復号において、変化後の基準レベルと固定の基準レベルの差分を抽出し、変化後の基準レベルを用いて求めた差分メトリックの分散に対して、ユークリッド距離が等しいパターン毎に正規化を行うことで、回路規模の増加を抑えながら、基準レベルの変化に対しても精度の落ちない再生信号指標を演算することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、最尤復号法を用いた信号処理方法および信号処理装置に関するものである。
近年、光ディスク媒体の高密度化により、記録マークの最短マーク長が光学的な分解能の限界に近づき、符号間干渉の増大およびSNR(Signal Noise Ratio)の劣化がより顕著となり、信号処理方法として、PRML(Partial Response Maximum Likelihood)方式等を用いることが一般的になりつつある。
PRML方式は、パーシャルレスポンス(PR)と最尤復号(ML)とを組み合わせ技術であり、既知の符号間干渉が起こることを前提に再生波形から最も確からしい信号系列を選択する方式である。このため、従来のレベル判定方式よりも復号性能が向上することが知られている(例えば、非特許文献1)。
一方、信号処理方式がレベル判定方式からPRML方式へ移行することで、再生信号の評価方法に課題が出てきた。従来から用いられてきた再生信号評価指標であるジッターは、レベル判定方式の信号処理を前提とするため、レベル判定とは信号処理のアルゴリズムが異なるPRML方式の復号性能との相関がない場合が出てきた。そこで、PRML方式の復号性能と相関のある新たな指標が提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2)。
また、光ディスク媒体の記録品質にとって非常に重要となるマークとスペースの位置ずれ(エッジずれ)を検出することができる新たな指標も提案されている(例えば、特許文献3)。この指標も、PRML方式を用いる場合は、PRML方式の考え方に則しPRML方式の復号性能と相関のあるものである必要があり、且つ、パターンごとのエッジのずれ方向と量を定量的に表現できなければならない。
光ディスク媒体の高密度化がさらに進むと、符号間干渉およびSNR劣化がさらに問題となる。システムマージンを維持するためには、PRML方式を高次の方式にすることで対応可能と非特許文献1に記載されている。例えば、12cmの光ディスク媒体の記録層1層当たりの記録容量が25GBの場合では、PR1221ML方式を採用することで、システムマージンを維持することができたが、1層当たりの記録容量が33.3GBの場合では、PR12221ML方式を採用する必要があることが説明されている。このように、光ディスク媒体の高密度化に比例して、高次のPRML方式を採用する傾向は続くと予想される。
特開2003−141823号公報
特開2004−213862号公報
特開2004−335079号公報
特開2001−25033号公報
特開2006−286073号公報
図解 ブルーレイディスク読本 オーム社
適応信号処理アルゴリズム 培風館
ところで、光ディスクは記録時のレーザーパワー等の条件により、再生信号のアイパターンが非対称となるアシンメトリと呼ばれる特性等のために、PR方式に応じて一義的に決まる基準レベルと再生信号のレベルが異なり、ビタビ復号の復号性能を劣化させる要因になっている。近年、この問題に対し、ビタビ復号方式の改良技術として、再生信号に応じて動的に内部の基準レベルを変化させるという適応型ビタビ技術が提案され、利用され始めている(特許文献4)。
しかしながら、ビタビ復号の基準レベルを可変させる方法においては、特定の2つの状態遷移列間のユークリッド距離が変化する可能性があるため、従来の固定ユークリッド距離を用いて計算されたPRML方式の評価指標では、評価値の精度が著しく悪化する可能性がある。
この問題に対して特許文献5では、基準レベルが再生信号のレベルに応じて可変的に設定されるビタビ検出器において、状態遷移列の選択の結果生き残った最も確からしい第1の状態遷移列と2番目に確からしい第2の状態遷移列の間のユークリッド距離の値をサンプリングしてその平均値を算出し、その値に基づいて正規化を行っている。しかしながら、ユークリッド距離の平均値を用いて正規化を行っているため、平均値と各ユークリッド距離の間に発生する差分によって評価値の精度は悪化する課題は残っている。
上記従来の課題を解決するために、第1の観点による本発明は、ビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビ復号を用いて2値化信号を生成する信号評価方法において、再生信号に応じてビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる基準レベル算出手段と、上記基準レベル算出手段によって変更された基準レベルを用いて、上記2値化信号から最も確からしい第1の状態遷移列と2番目に確からしい第2の状態遷移列の間のユークリッド距離を算出するユークリッド距離算出手段と、上記第1の状態遷移列に対するパスメトリック値と上記第2の状態遷移列に対するパスメトリック値の差分を算出する差分メトリック演算手段と、上記差分メトリック算出手段によって算出された差分メトリックの分散値を算出する分散算出手段を備え、上記分散算出手段で算出した分散値を、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて演算処理を行うことで、信号品質を評価する指標を算出することを特徴とする再生信号評価方法である。
第2の観点による本発明は、上記演算処理は、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて正規化処理を行うことを特徴とする第1の観点の再生信号評価方法である。
第3の観点による本発明は、上記正規化処理は、上記ユークリッド距離を用いて行うことを特徴とする第1の観点の再生信号評価方法である。
第4の観点による本発明は、上記正規化処理は、上記ユークリッド距離が等しいパターン毎に行うことを特徴とする第1の観点の再生信号評価方法である。
第5の観点による本発明は、上記基準レベルは、再生信号のβ値に応じて設定することを特徴とする第1の観点の再生信号評価方法である。
第6の観点による本発明は、ビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビ復号を用いて2値化信号を生成する信号評価装置において、再生信号に応じてビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる基準レベル算出部と、上記基準レベル算出部によって変更された基準レベルを用いて、上記2値化信号から最も確からしい第1の状態遷移列と2番目に確からしい第2の状態遷移列の間のユークリッド距離を算出するユークリッド距離算出部と、上記第1の状態遷移列に対するパスメトリック値と上記第2の状態遷移列に対するパスメトリック値の差分を算出する差分メトリック演算部と、上記差分メトリック算出部によって算出された差分メトリックの分散値を算出する分散算出部を備え、上記分散算出部で算出した分散値を、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて演算処理を行うことで、信号品質を評価する指標を算出することを特徴とする再生信号評価装置である。
第7の観点による本発明は、上記演算処理は、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて正規化処理を行うことを特徴とする第6の観点の再生信号評価装置である。
第8の観点による本発明は、上記正規化処理は、上記ユークリッド距離を用いて行うことを特徴とする第6の観点の再生信号評価装置である。
第9の観点による本発明は、上記正規化処理は、上記ユークリッド距離が等しいパターン毎に行うことを特徴とする第6の観点の再生信号評価装置である。
第10の観点による本発明は、上記基準レベルは、再生信号のβ値に応じて設定することを特徴とする第6の観点の再生信号評価装置である。
本発明によれば、再生信号に応じてビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビ復号において、変化後の基準レベルと固定の基準レベルの差分を抽出し、変化後の基準レベルを用いて求めた差分メトリックの分散に対して、ユークリッド距離が等しいパターン毎に正規化を行うことで、回路規模の増加を抑えながら、基準レベルの変化に対しても精度の落ちない再生信号指標を演算することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態によるPRML方式を用いた信号評価装置について図1を用いて説明する。信号評価装置において、再生系の信号処理にPR12221ML方式を採用し、記録符号にRLL(1,7)符号等のRLL(Run Length Limited)符号を用いる。
まず、図2および図3を参照して、PR12221MLについて簡単に説明する。図2は、RLL(1,7)記録符号と等化方式PR(1,2,2,2,1)とから定まる状態遷移則を示す状態遷移図である。図3は、図2に示す状態遷移則に対応するトレリス図である。PR12221MLとRLL(1,7)との組み合わせにより、復号部の状態数は10に制限され、その状態遷移のパス数は16になり、再生レベルは9レベルとなる。
図2に示すPR122221MLの状態遷移則を参照して、ある時刻での状態S(0,0,0,0)をS0、状態S(0,0,0,1)をS1、状態S(0,0,1,1)をS2、状態S(0,1,1,1)をS3、状態S(1,1,1,1)をS4、状態S(1,1,1,0)をS5、状態S(1,1,0,0)をS6、状態S(1,0,0,0)をS7、状態S(1,0,0,1)をS8、状態S(0,1,1,0)をS9と表記し、10状態を表現する。ここで、括弧の中に記載されている“0”または“1”は、時間軸上の信号系列を示し、ある状態から次の時刻の状態遷移でどの状態になる可能性があるのかを示している。また、この状態遷移図を時間軸に沿って展開すると図3に示すトレリス図が得られる。
図3に示すPR12221MLの状態遷移において、ある時刻の所定の状態から別の時刻の所定の状態へ遷移するときに2つの状態遷移を取り得るような状態遷移列パターン(状態の組み合わせ)が無数にある。しかしながらエラーを引き起こす可能性が高いパターンは、2つの状態遷移列パターンの判別が難しい特定のパターンに限定される。この特にエラーの発生しやすいパターンに着目すると、PR12221MLの状態遷移列パターンは、表1、表2および表3に示すようにまとめることができる。
表1〜表3の第1番目の列は、エラーを起こしやすい2つの状態遷移が分岐して再合流する状態遷移(Smk-9→Snk)を表す。第2番目の列は、この状態遷移を発生する遷移データ列(bk-i,・・・,bk))を表す。復調データ列中のXは、これらのデータの中でエラーを起こす可能性が高いビットを示しており、この状態遷移がエラーと判定された際に、このX数(!Xも同様)がエラー数となる。遷移データ列の中で、Xが1もしくは0となった一方が、最も確からしい第1の状態遷移列に対応し、もう一方が2番目に確からしい第2の状態遷移列に対応する。表2および表3において、!XはXのビット反転を表している。ビタビ復号部が復調を行った復調データ列の中から、この遷移データ列と比較(XはDon’t care)を行うことでエラーを起こしやすい最も確からしい第1の状態遷移列と2番目に確からしい第2の状態遷移列を抽出することができる。3番目の列は、第1の状態遷移列および第2の状態遷移列を表している。4番目の列は、それぞれの状態遷移を経由した場合の2つの理想的な再生波形(PR等価理想値)を示しており、5番目の列は、この2つの理想信号のユークリッド距離の2乗(パス間のユークリッド距離)を示している。
表1は、2つの状態遷移を取り得る状態遷移パターンのユークリッド距離の2乗が14となる状態遷移パターンを示し、18種類ある。これらのパターンは、光ディスク媒体のマークとスペースの切り替わり部分(波形のエッジ部分)に該当する。言い換えると、エッジの1ビットシフトエラーのパターンである。一例として、図3に示す状態遷移則におけるS0(k−5)からS6(k)に到る状態遷移パスを説明する。この場合、記録系列が“0,0,0,0,1,1,1,0,0”と遷移する1つのパスが検出され、再生データの“0”をスペース部分、“1”をマーク部分に置き換えて考えると、4Tスペース以上の長さのスペース、3Tマーク、2Tスペース以上の長さのスペースに該当する。図4は、表1に示す上記記録系列のPR等化理想波形の一例を示す図である。上記に示した記録系列のPR等化理想波形を図4のAパス波形として示す。同様に、図5は、表2で示すPR等化理想波形の一例を示す図である。図6は、表3で示すPR等化理想波形の一例を示す図である。図4、図5および図6において、横軸はサンプル時間(記録系列の1時刻ごとにサンプリング)を示し、縦軸は再生信号レベルを示している。
前述したように、PR12221MLでは、理想的な再生信号レベルは9レベル(0レベルから8レベル)存在する。図3に示す状態遷移則におけるS0(k−5)からS6(k)に到る状態遷移パスのうちのもう1つのパスの記録系列の遷移“0,0,0,0,0,1,1,0,0”は、再生データの“0”をスペース部分、“1”をマーク部分に置き換えて考えると、5Tスペース以上の長さのスペース、2Tマーク、2Tスペース以上の長さのスペースに該当する。そのパスのPR等価理想波形を図4にBパス波形として示す。
表1に示すユークリッド距離が14のパターンの特徴は、エッジ情報が必ず1つ含まれている点が特徴である。
表2は、ユークリッド距離の2乗が12となる状態遷移パターンを示し、18種類ある。これらのパターンは、2Tマークまたは2Tスペースのシフトエラーに該当し、2ビットエラーのパターンである。一例として、図3で示す状態遷移則におけるS0(k−7)からS0(k)に到る状態遷移パスを説明する。この場合、記録系列が“0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0”と遷移する1つのパスが検出され、再生データの“0”をスペース部分、“1”をマーク部分に置き換えて考えると、4Tスペース以上の長さのスペース、2Tマーク、5Tスペース以上の長さのスペースに該当する。そのパスのPR等価理想波形を図5にAパス波形として示す。
もう1つのパスの記録系列の遷移“0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0”は、再生データの“0”をスペース部分、“1”をマーク部分に置き換えて考えると、5Tスペース以上の長さのスペース、2Tマーク、4Tスペース以上の長さのスペースに該当する。そのパスのPR等価理想波形を図5にBパス波形として示す。
表2に示すユークリッド距離が12パターンの特徴は、2Tの立ち上がりおよび立ち下りのエッジ情報が必ず2つ含まれていることである。
表3は、もう一種類のユークリッド距離の2乗が12となる状態遷移列パターンを示し、18種類ある。これらのパターンは、2Tマークと2Tスペースとが連続する箇所に該当し、3ビットエラーのパターンである。一例として、図3で示す状態遷移則におけるS0(k−9)からS6(k)に到る状態遷移パスを説明する。この場合、記録系列が“0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,0,0”と遷移する1つのパスが検出され、再生データの“0”をスペース部分、“1”をマーク部分に置き換えて考えると、4Tスペース以上の長さのスペース、2Tマーク、2Tスペース、3Tマーク、2Tスペース以上の長さのスペースに該当する。そのパスのPR等価理想波形を図6にAパス波形として示す。
もう1つのパスの記録系列の遷移“0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0”は、再生データの“0”をスペース部分、“1”をマーク部分に置き換えて考えると、5Tスペース以上の長さのスペース、2Tマーク、2Tスペース、2Tマーク、2Tスペース以上の長さのスペースに該当する。そのパスのPR等価理想波形を図6にBパス波形として示す。
表3に示すユークリッド距離の2乗が12のパターンの特徴は、エッジ情報が少なくとも3つ含まれていることである。
ここでエラーレートと、より高い相関のある信号評価指標とするためには、PR12221ML信号処理において、エラーが発生する可能性が高いパターンをすべて考慮した評価方法が必要となる。図7は、PR12221ML信号処理における差分メトリックの分布図である。横軸は、ユークリッド距離の2乗とし、縦軸は、その頻度を示している。ユークリッド距離の2乗が小さい分布ほど、PR12221ML信号処理において、エラーとなる可能性を秘めていることを示している。この図から、ユークリッド距離の2乗が12と14の部分に分布の群を持ち、それより高いユークリッド距離の2乗は、30以上しかないことが分かる。すなわち、エラーレートと高い相関のある信号指標とするためには、ユークリッド距離の2乗が12と14の群に着目すれば十分であることがわかる。この群は、すなわち、表1及と表2と表3のパターンである。
次に、実際の再生信号指標の算出方法について記載する。例えば、表1において、2値化信号として(0,0,0,0,X,1,1,0,0)が復調された場合、もっとも確からしい状態遷移列1としては、(S0,S1、S2,S3,S5,S6)が選択され、2番目に確からしい状態遷移列2としては(S0,S0、S1,S2,S9,S6)が選択される。状態遷移列1に対応するPR等化理想値は、(1,3,5,6,5)となる。一方、状態遷移列1に対応するPR等化理想値は、(0,1,3,4,5)となる。次に、再生信号系列と状態遷移列1に対応するPR等化理想値との差の2乗値を求め、それをPAとし、同様に再生信号系列と状態遷移列2に対応するPR等化理想値との差の2乗値を求め、それをPBとし、その差分の絶対値が差分メトリック値MD=|PA−PB|となる。この処理を行うのが差分メトリック演算部の動作である。PAの演算を式(1)に、PBの演算を式(2)に、状態遷移列1と状態遷移列2の間のユークリッド距離の2乗を式(4)に示す。ここで、Pakは状態遷移列1に対応するPR等化理想値、Pbkは状態遷移列2に対応するPR等化理想値、xkは再生信号系列である。
式(3)で求めた差分メトリック値からユークリッド距離dを減算することで、0中心の分布を得ることができる(式(5))。この分布の分散σ2を取り出し、ユークリッド距離dで正規化することで、指標値Mを求めることができる(式(6))。
式(3)における差分メトリックの分布の様子を図8(a)と、式(5)における差分メトリックの分布の様子を図8(b)に示す。
これに対し、ビタビ復号の内部の基準レベルが適応的に変化した場合は、差分メトリック値およびユークリッド距離が各々変化するため、式(1)〜式(6)は以下の式(1)'〜式(6)'のように変更される。ここで、Pak'は状態遷移列1に対応する変化後のビタビ基準レベル、Pbkは状態遷移列2に対応する変化後のビタビ基準レベル、d2'はビタビ基準レベル変化後のユークリッド距離である。
特に式(6)'に注目すると、ビタビ基準レベル変化後の指標値M’を求めるためには、ユークリッド距離毎に正規化を行う必要があることが分かる。式(3)’における差分メトリックの分布の様子を図9(a)と、式(5)'における差分メトリックの分布の様子を図9(b)に示す。
(実施の形態1)
次に、本発明の実施形態による光ディスク装置を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による光ディスク装置100を示す図である。
次に、本発明の実施形態による光ディスク装置を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による光ディスク装置100を示す図である。
情報記録媒体1は、光学的に情報の記録再生を行うための情報記録媒体であり、例えば光ディスク媒体である。光ディスク装置100は、搭載された情報記録媒体1に対して情報の再生を行う再生装置である。
光ディスク装置100は、光ヘッド部2と、プリアンプ部3と、AGC(Automatic Gain Controller)部4と、波形等化部5と、A/D変換部6と、PLL部7と、PR等化部8と、最尤復号部9と、基準レベル算出部10と、ユークリッド距離算出部101と、信号評価指標検出部100と、光ディスクコントローラ部15を備える。信号評価指標検出部100は、上記表1(14パターン)、表2(12Aパターン)、表3(12Bパターン)の遷移データ列のパターン数に対応した差分メトリック正規化部113を備える。デジタル再生信号と基準レベルを基にメトリック差を検出する差分メトリック演算部102と、各パターンを検出するパターン検出部103と、パターン検出部から出力されたイネーブル信号に基づいて差分メトリック値を積算する積算部104、107、110と、積算値とカウント値から分散値を演算する分散算出部105、108、111と、ユークリッド距離に基づいて正規化を行う正規化処理部106、109、112と、各正規化処理結果から評価指標を演算する評価指標演算部113とから構成されている。
光ヘッド部2は、対物レンズを通過したレーザ光を情報記録媒体1の記録層に収束させ、その反射光を受光して、情報記録媒体1に記録された情報を示すアナログ再生信号を生成する。対物レンズの開口数は0.7〜0.9であり、より好ましくは0.85である。レーザ光の波長は410nm以下であり、より好ましくは405nmである。プリアンプ部3は、アナログ再生信号を所定のゲインで増幅してAGC4へ出力する。AGC部4は、予め設定されたターゲットゲインを用いて、A/D変換部6から出力される再生信号のレベルが一定のレベルとなるように再生信号を増幅して波形等化部5へ出力する。
波形等化部5は、再生信号の高域を遮断するLPF特性と、再生信号の所定の周波数帯域を増幅するフィルタ特性を有しており、再生波形を所望の特性に整形させてA/D変換部6へ出力する。PLL回路7は、波形等化後の再生信号に同期する再生クロックを生成してA/D変換部6へ出力する。
A/D変換部6は、PLL回路7から出力される再生クロックに同期して再生信号をサンプリングしてアナログ再生信号をデジタル再生信号へ変換し、PR等化部8、PLL部7およびAGC部4へ出力する。
PR等化部8は、再生系の周波数特性が最尤復号部9の想定する特性(例えば、PR(1,2,2,2,1)等化特性)となるように設定された周波数特性を有し、再生信号に対して高域雑音の抑制および意図的な符号間干渉の付加を行うPR等化処理を実行して最尤復号部9へ出力する。また、PR等化部8は、FIR(Finite Impulse Response)フィルタ構成を備え、LMS(The Least−Mean Square)アルゴリズムを用いて、適応的にタップ係数を制御してもよい(非特許文献2参照)。
最尤復号部9は、例えばビタビ復号器であり、パーシャルレスポンスの型に応じて意図的に付加された符号的規則に基づいて尤も確からしい系列を推定する最尤復号方式を用い、PR等化部8でPR等化された再生信号を復号して2値化データを出力する。この2値化データは、復調2値化信号として後段の光ディスクコントローラ11へ出力され、所定の処理が実行されて情報記録媒体1に記録されている情報が再生される。
基準レベル算出部10は、プリアンプ部3からの再生信号からβ値を測定し、そのβ値に基づいて最尤復号部9で用いる基準レベルを算出する。この算出方法について図10と図11を参照しながら説明する。図10は、データ再生信号の波形を示している。ここでデータ再生信号500は、図示しないDC制御回路によりエネルギー中心がゼロレベルになるように制御されるため、再生信号エネルギー中心レベル501はゼロレベルになっている。データ再生信号500の最大振幅レベル502をA、最小振幅レベル503をBとしたとき、β値は、(A+B)/(A−B)×100として定義される値である。例えば、Aが+0.45、Bが−0.55の場合、β値は10%となる。
図11は、β値に対し、PR等化部108によりサンプリング信号にPR等化を施した後の出力信号において、信号の各基準レベルが均等間隔の理想的な状態からずれてしまう関係を示している。信号レベル600は信号基準レベル+4、信号レベル601は信号基準レベル+3、信号レベル602は信号基準レベル+2、信号レベル603は信号基準レベル+1、信号レベル604は信号基準レベル0(中心レベル)、信号レベル605は信号基準レベル−1、信号レベル606は信号基準レベル−2、信号レベル607は信号基準レベル−3、信号レベル608は信号基準レベル−4に相当する。信号振幅を−0.5から+0.5とした場合、β値が0%では理想的な0.125間隔の均等レベルである。エネルギー中心がゼロレベルになるように制御した状態では、中心レベルの信号レベル604は、β値が大きくなるとレベルが下がり、β値が小さくなるとレベルが上がるようにずれていく特徴を持つ。他のレベルについては、β値が大きくなると、中心レベルより上の各レベルの間隔が広がり、下の各レベルの間隔が狭まる。逆に、β値が小さくなると、中心レベルより上の各レベルの間隔が狭まり、下の各レベルの間隔が広がるようにずれていく特徴を持つ。以上より、各レベルの値がβ値に応じて変化する関係を、例えば、Vn=Pn・β+Qnのような一次式で近似することができる。ここで、nは−4から+4の各レベル、Vnはレベルnの信号基準、Pnはレベルnのβ値に対する傾きを示す係数、βはβ値、Qnはレベルnのβ値が0%のときの信号基準を表している。この関係式を用いて、取得したβ指定値から各レベルの信号基準を算出することができる。なお、関係を一次式としたが、二次以上の多項式近似であってもよい。
なお、ここではプリアンプ部3からの再生信号から測定したβ値を基に基準レベルを算出したが、それに限るものではない。例えば、情報記録媒体1や光ディスクコントローラ部15の記憶領域にあらかじめ記載してあるβ値などの情報を使用してもよい。また例えば、DC制御回路以前の信号から検出したDCずれ量を使用してもよい。また例えば、PR等化部8における各レベルの誤差量を使用してもよい。また例えば、最尤復号部9における各レベルの誤差量を使用してもよい。また例えば、光ディスクコントローラ部11で求まるエラーレートなどの再生信号の品質を表す指標を使用してもよい。
ユークリッド距離算出部101は、基準レベル算出部10から出力される基準レベルを基に、基準レベルが変化した後のユークリッド距離を算出する。
信号評価指標検出部100には、PR等化部8から出力された波形整形されたデジタル再生信号と、最尤復号部9から出力された2値化データ、基準レベル算出部10から出力された基準レベル信号、ユークリッド距離算出部101から出力されるユークリッド距離信号が入力される。パターン検出部103は表1〜3の遷移データ列と2値化データを比較して、この2値化データが表1〜3の遷移データ列と一致する場合は、表1〜3に基づいて最も確からしい遷移系列1と2番目に確からしい遷移系列2を選択する。この選択結果に基づき、差分メトリック演算部では、基準レベル算出部10から出力された基準レベル信号とデジタル再生信号との距離である差分メトリックが演算され、更に2つの遷移系列から演算されたメトリック同士の差が演算され、更に、このメトリック差は、プラスとマイナスの値を持つために絶対値処理が行われる。更に、ユークリッド距離信号を減算することで、0を中心に分布する差分メトリック信号を得ることができる。ユークリッド距離の演算は後段の正規化処理部106で行ってもよいが、差分メトリック演算部で行うことにより後段の積算部の回路規模を抑える効果がある。なお、ユークリッド距離と同様に差分メトリックの平均値を減算しても良い。
差分メトリック演算部102からの出力は、差分メトリック正規化部113に入力される。差分メトリック正規化部113はユークリッド距離が同じパターンの数だけ保有する(図1では一部のみ記載している)。表1に示すように、2つの状態遷移を取り得る状態遷移パターンのユークリッド距離の2乗が14となる状態遷移パターンは18種類あるが、同じユークリッド距離を持つパターンでまとめると9種類までグループ化を行うことができる。これは、表1に示すユークリッド距離が14のパターンにエッジ情報が必ず1つ含まれており、エッジを中心に信号の立上りと立下りで同じ基準レベルを取るパターンが存在することに起因する。同様に、表2に示すように、2つの状態遷移を取り得る状態遷移パターンのユークリッド距離の2乗が12となる状態遷移パターンは18種類あるが、同じユークリッド距離を持つパターンは同じく18種類である。これは、表2に示すユークリッド距離が12パターンには、2Tの立ち上がりおよび立ち下りのエッジ情報が必ず2つ含まれており、エッジを中心に同じ基準レベルを取るパターンが存在しないからである。同様に、表3に示すように、2つの状態遷移を取り得る状態遷移パターンのユークリッド距離の2乗が12となる状態遷移パターンは18種類あるが、同じユークリッド距離を持つパターンでまとめると9種類までグループ化を行うことができる。これは、表3に示すユークリッド距離が12のパターンにエッジ情報が必ず3つ含まれており、エッジを中心に信号の立上りと立下りで同じ基準レベルを取るパターンが存在することに起因する。以上のグループ化の処理によって、本来は差分メトリック正規化部113を18×3=54組を保有する回路構成に対して、9+18+9=36組で済むため、回路規模の削減の点で効果がある。
パターン検出部103は、検出された状態遷移パターンに応じて、それぞれの遷移データ列に対応する差分メトリック正規化部113にイネーブル信号を送る。イネーブル信号を受けた積算部のみ差分メトリックの積算を行う。同時に、イネーブル信号を受けたカウント数も積算する。このカウント値は、エラーレートを計算する際の各パターン群の発生頻度となる。
分散算出部105、108、111では、積算値をカウント値で割ることで差分メトリックの平均値を求め、そこから分散値を求める。なお、分散値は平均値に係数をかけることで近似的に求めてもよい。
正規化処理部106、109、112では、分散値にユークリッド距離算出部101から入力されたユークリッド距離信号で正規化を行い、評価指標演算部113に出力する。評価指標演算部113では、パターン毎の分散を掛け合わせることで、一つの再生品質評価指標値を出力する。なお、それぞれの分散を一度エラーレートに変換しておいて、足し合わせる手法などを用いても良い。
なお、本発明の実施例はPR12221ML信号処理方式における構成を記載したが、これに限るものではない。例えば、PR1221ML信号処理方式やPR3443ML信号処理方式でも構わない。
本発明は、最尤復号法を用いて信号処理を行う技術分野において特に有用である。
1 情報記録媒体
2 光ヘッド部
3 プリアンプ部
4 AGC部
5 波形等化部
6 A/D変換部
7 PLL部
8 PR等化部
9 最尤復号部
10 基準レベル算出部
11 光ディスクコントローラ部
100 信号評価指標検出部
101 ユークリッド距離算出部
102 差分メトリック演算部
104、107、110 積算部
105、108、111 分散算出部
106、109、112 正規化処理部
113 評価指標演算部
2 光ヘッド部
3 プリアンプ部
4 AGC部
5 波形等化部
6 A/D変換部
7 PLL部
8 PR等化部
9 最尤復号部
10 基準レベル算出部
11 光ディスクコントローラ部
100 信号評価指標検出部
101 ユークリッド距離算出部
102 差分メトリック演算部
104、107、110 積算部
105、108、111 分散算出部
106、109、112 正規化処理部
113 評価指標演算部
Claims (10)
- ビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビ復号を用いて2値化信号を生成する信号評価方法において、再生信号に応じてビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる基準レベル算出手段と、上記基準レベル算出手段によって変更された基準レベルを用いて、上記2値化信号から最も確からしい第1の状態遷移列と2番目に確からしい第2の状態遷移列の間のユークリッド距離を算出するユークリッド距離算出手段と、上記第1の状態遷移列に対するパスメトリック値と上記第2の状態遷移列に対するパスメトリック値の差分を算出する差分メトリック演算手段と、上記差分メトリック算出手段によって算出された差分メトリックの分散値を算出する分散算出手段を備え、上記分散算出手段で算出した分散値を、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて演算処理を行うことで、信号品質を評価する指標を算出することを特徴とする再生信号評価方法。
- 上記演算処理は、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて正規化処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の再生信号評価方法。
- 上記正規化処理は、上記ユークリッド距離を用いて行うことを特徴とする請求項1に記載の再生信号評価方法。
- 上記正規化処理は、上記ユークリッド距離が等しいパターン毎に行うことを特徴とする請求項1に記載の再生信号評価方法。
- 上記基準レベルは、再生信号のβ値に応じて設定することを特徴とする請求項1に記載の再生信号評価方法。
- ビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる適応型ビタビ復号を用いて2値化信号を生成する信号評価装置において、再生信号に応じてビタビ復号の内部の基準レベルを変化させる基準レベル算出部と、上記基準レベル算出部によって変更された基準レベルを用いて、上記2値化信号から最も確からしい第1の状態遷移列と2番目に確からしい第2の状態遷移列の間のユークリッド距離を算出するユークリッド距離算出部と、上記第1の状態遷移列に対するパスメトリック値と上記第2の状態遷移列に対するパスメトリック値の差分を算出する差分メトリック演算部と、上記差分メトリック算出部によって算出された差分メトリックの分散値を算出する分散算出部を備え、上記分散算出部で算出した分散値を、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて演算処理を行うことで、信号品質を評価する指標を算出することを特徴とする再生信号評価装置。
- 上記演算処理は、上記第1の状態遷移列もしくは第2の状態遷移列のパターンに応じて正規化処理を行うことを特徴とする請求項6に記載の再生信号評価装置。
- 上記正規化処理は、上記ユークリッド距離を用いて行うことを特徴とする請求項6に記載の再生信号評価装置。
- 上記正規化処理は、上記ユークリッド距離が等しいパターン毎に行うことを特徴とする請求項6に記載の再生信号評価装置。
- 上記基準レベルは、再生信号のβ値に応じて設定することを特徴とする請求項6に記載の再生信号評価装置。
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---|---|---|---|
JP2008315521A JP2010140551A (ja) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | 光ディスク再生方法および再生装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012008094A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | パナソニック株式会社 | 信号評価指標演算回路および光ディスク装置 |
JP2012226788A (ja) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | 情報再生装置および情報再生方法 |
JP2013004147A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | 光情報再生装置および光情報再生方法 |
-
2008
- 2008-12-11 JP JP2008315521A patent/JP2010140551A/ja active Pending
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WO2012008094A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | パナソニック株式会社 | 信号評価指標演算回路および光ディスク装置 |
JP2012226788A (ja) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | 情報再生装置および情報再生方法 |
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US8947991B2 (en) | 2011-06-17 | 2015-02-03 | Hitachi Consumer Electronics Co., Ltd. | Optical information reproducing apparatus and optical information reproducing method |
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