JP3507248B2 - Noise whitening equipment - Google Patents

Noise whitening equipment

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JP3507248B2
JP3507248B2 JP18023496A JP18023496A JP3507248B2 JP 3507248 B2 JP3507248 B2 JP 3507248B2 JP 18023496 A JP18023496 A JP 18023496A JP 18023496 A JP18023496 A JP 18023496A JP 3507248 B2 JP3507248 B2 JP 3507248B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は有色ノイズを有する
伝送系再生信号のノイズ白色化に係わり、特にテープ又
はフレキシブルディスクなどのフレキシブル磁気記録媒
体にヘッドを接触させて記録したデータの再生を行うデ
ィジタル磁気記録再生信号の信号処理に関するものであ
る。以下、代表的な磁気記録再生装置であるディジタル
VTR(Video Tape Recorder)を例にとって本発明を説
明する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to noise whitening of a transmission system reproduction signal having colored noise, and more particularly to a digital system for reproducing data recorded by bringing a head into contact with a flexible magnetic recording medium such as a tape or a flexible disk. The present invention relates to signal processing of a magnetic recording / reproducing signal. The present invention will be described below by taking a digital VTR (Video Tape Recorder), which is a typical magnetic recording / reproducing apparatus, as an example.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタルVTRにおいて、符号誤り率
を低減させるための考え方としては、次の(I), (II) の
ようなものがある。 (I) PR(Partial Response) 方式やビタビ復号な
ど、記録変調、再生等化、符号検出、復号など各段階に
おいて工夫を行う。 (II) 記録符号に冗長ビットを加え、再生時の符号検出
後に誤り訂正を行う。 実際のディジタルVTRでは、上記両方の手法を用いて
おり、それぞれの手法におけるパラメータは、各VTR
の特性に応じた設定を行っている。
2. Description of the Related Art There are the following methods (I) and (II) as a way of thinking to reduce the code error rate in a digital VTR. (I) PR (Partial Response) method, Viterbi decoding, recording modulation, reproduction equalization, code detection, and decoding are devised at each stage. (II) Redundant bits are added to the recorded code and error correction is performed after code detection during reproduction. An actual digital VTR uses both of the above methods, and the parameters in each method are
The settings are made according to the characteristics of.

【0003】ここで注目すべきは、VTR再生時に再生
信号に重畳するノイズには、アンプ系の熱雑音などの機
器ノイズの他にかなりの大きさの媒体ノイズがある。媒
体ノイズの内VTRでは特に変調性ノイズが顕著に現わ
れる。変調性ノイズとは白色ノイズと異なって再生信号
と相関を持ち、再生信号振幅及び再生信号周波数によっ
て変動するノイズのことをいう。
It should be noted here that the noise superimposed on the reproduced signal at the time of reproducing the VTR includes not only equipment noise such as thermal noise of the amplifier system but also medium noise of considerable magnitude. Among the medium noises, the modulation noises are particularly prominent in the VTR. Modulating noise refers to noise that has a correlation with a reproduction signal unlike white noise and that varies depending on the reproduction signal amplitude and the reproduction signal frequency.

【0004】しかし、従来のディジタルVTRの再生信
号処理においては、このような磁気記録再生系特有の変
調性ノイズと、白色ノイズとしての性質を有する機器ノ
イズとを区別せず、全体的に白色ノイズが重畳している
ものとして取り扱ってきた。
However, in the reproduction signal processing of the conventional digital VTR, the modulating noise peculiar to the magnetic recording / reproducing system and the device noise having the property as the white noise are not distinguished from each other, and the white noise is totally generated. Have been treated as overlapping.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、高画質の情報
を、コンパクトにしかも長時間記録したいという要求か
ら、小型で大容量のディジタルVTRに対する期待が高
まっている。小型で大容量のディジタルVTRを実現す
るためには、高密度のディジタル記録を行うことが必要
だが、高密度記録を行うと再生時のSN比が小さくなり
符号誤り率が増大する。そのため、高密度の記録を行っ
ても、符号誤り率が増加しない手段を講じる必要があ
る。
In recent years, there is an increasing expectation for a small-sized and large-capacity digital VTR because of the desire to record high-quality information compactly and for a long time. In order to realize a small-sized and large-capacity digital VTR, it is necessary to perform high-density digital recording. However, when high-density recording is performed, the SN ratio during reproduction becomes small and the code error rate increases. Therefore, it is necessary to take measures to prevent the code error rate from increasing even if high-density recording is performed.

【0006】再生時のSN比が小さい場合に符号誤り率
を増加させない信号処理方式として、例えばPRML
(Partial Response Maximum Likelihood)のような最尤
復号を用いた方式があるが、これら最尤復号方式ではノ
イズが白色であるということが処理の前提となってい
る。しかしVTRの再生ノイズは、記録信号と相関のあ
る振幅変調性ノイズを含むため現実には有色ノイズであ
り、最尤復号方式をそのまま適用したのでは所望の改善
が望めない。
As a signal processing method that does not increase the code error rate when the SN ratio during reproduction is small, for example, PRML.
There is a method using maximum likelihood decoding such as (Partial Response Maximum Likelihood), but these maximum likelihood decoding methods assume that noise is white. However, the reproduction noise of the VTR is actually colored noise because it includes amplitude modulation noise that is correlated with the recording signal, and the desired improvement cannot be expected if the maximum likelihood decoding method is applied as it is.

【0007】そこで本発明の目的は、高密度記録を行う
ディジタルVTRの再生系において、最尤復号方式と組
み合わせることを前提として、振幅変調性ノイズを除去
することで再生ノイズの白色化を行うノイズ白色化装置
を提供せんとするものである。
Therefore, an object of the present invention is, in a reproducing system of a digital VTR for performing high density recording, on the premise that the reproducing system is combined with a maximum likelihood decoding method, the noise for whitening the reproducing noise by removing the amplitude modulation noise. It is intended to provide a whitening device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明ノイズ白色化装置は、有色ノイズを有する伝
送系再生信号のノイズ白色化装置において、前記再生信
号中で有色ノイズを含まない理想的な信号成分を推定す
る信号成分推定手段と、推定した前記信号成分とその伝
達関数とのたたみ込みを行なう線形フィルタ手段と、前
記推定した信号成分を前記再生信号から差引いた、再生
信号中のトータルノイズと前記線形フィルタの出力との
相関をとる相関手段と、前記線形フィルタ手段の出力と
前記相関手段の出力とを乗算して、前記信号成分と相関
のある振幅変調性ノイズ成分を推定する乗算手段と、推
定した前記振幅変調性ノイズ成分を前記再生信号より除
去するための減算手段とを具えてなり、前記再生信号に
含まれるノイズを白色化するように構成したことを特徴
とするものである。
In order to achieve this object, the noise whitening device of the present invention is a noise whitening device for a reproduction signal of a transmission system having colored noise. In the noise whitening device, the reproduced signal does not contain colored noise. Signal component estimating means for estimating a typical signal component, linear filter means for convolving the estimated signal component and its transfer function, and a reproduced signal obtained by subtracting the estimated signal component from the reproduced signal. Correlation means for correlating the total noise with the output of the linear filter, and the output of the linear filter means and the output of the correlation means are multiplied to estimate an amplitude modulation noise component correlated with the signal component. It comprises a multiplication means and a subtraction means for removing the estimated amplitude-modulating noise component from the reproduction signal, and eliminates noise contained in the reproduction signal from white. It is characterized in that it has configured to reduction.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照し、実施例に
より本発明の実施の形態を詳細に説明するが、それに先
立ちディジタルVTRの再生信号に含まれる変調性ノイ
ズについて考察する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings by way of examples, but before that, modulation noise contained in a reproduced signal of a digital VTR will be considered.

【0010】この変調性ノイズの主な成分は、再生信号
波形のエンベロープを変動させる振幅変調性のノイズで
ある(1) 。ノイズ成分も考慮するとVTRの再生信号は
次式で近似される(2)
The main component of this modulation noise is amplitude modulation noise that varies the envelope of the reproduced signal waveform (1) . Considering the noise component, the VTR reproduction signal is approximated by the following equation (2) .

【0011】 y(t) =f(t) +nt (t) {h1(t)*f(t) }+na (t) …(1) ここで、 f(t) :再生信号中でノイズを含まない理想的な信号成
分(以下、単に信号成分と呼ぶ) nt (t) :テープの表面変動に基づく比例係数 h1(t):そのフーリエ変換が、H1 (ω)=ωで、信号
成分の高域を強調する伝達関数 h1(t)*f(t) :h1(t)とf(t) のたたみ込み na (t) :重畳性ノイズ
Y (t) = f (t) + n t (t) {h 1 (t) * f (t)} + n a (t) (1) where f (t): in the reproduced signal An ideal signal component that does not include noise (hereinafter simply referred to as a signal component) n t (t): Proportional coefficient h 1 (t) based on tape surface variation: Fourier transform of H 1 (ω) = ω , Transfer function h 1 (t) * f (t): convolution of h 1 (t) and f (t) n a (t): superposed noise

【0012】(1)式において、右辺第2項が振幅変調
性ノイズを表し、第2項と第3項の和がトータルノイズ
を表す。振幅変調性ノイズは信号成分と相関を有すると
ともにテープ表面変動とも比例関係にある。振幅変調性
ノイズが信号成分と相関を持つため、トータルノイズは
信号成分と相関を持つ有色ノイズである(2)
In the equation (1), the second term on the right side represents the amplitude modulation noise, and the sum of the second term and the third term represents the total noise. The amplitude modulation noise has a correlation with the signal component and also has a proportional relationship with the tape surface fluctuation. Since amplitude-modulating noise correlates with signal components, total noise is colored noise that correlates with signal components (2) .

【0013】図1は、TSS(Tilted Sendust Sputter)
ヘッドを具え、テープとヘッドとの相対速度が7.1m
/secのVTRについてMP(Metal Particle) テー
プを使用してデューティ50%の繰り返しパルスを記録
信号として記録し、これを再生した場合の、再生信号波
形とノイズの記録信号繰り返し周波数近傍成分の瞬時波
形との関係の一例を示している。同図より、ノイズの波
形が振幅変調性を示していることがわかる。また、同図
においては、ノイズの波形が再生信号と同相に変化して
いるが、再生条件によってはノイズの波形と再生信号と
の関係が逆相の関係になる場合もある。
FIG. 1 shows a TSS (Tilted Sendust Sputter).
With head, relative speed between tape and head is 7.1m
VTR of / sec, using a MP (Metal Particle) tape, a repetitive pulse with a duty of 50% is recorded as a recording signal, and when this is reproduced, a reproduced signal waveform and an instantaneous waveform of a recording signal repetitive frequency neighboring component of noise Shows an example of the relationship with. From the figure, it can be seen that the noise waveform exhibits amplitude modulation. Further, in the figure, the noise waveform changes in phase with the reproduction signal, but the relationship between the noise waveform and the reproduction signal may have an opposite phase depending on the reproduction condition.

【0014】図2は、ヘッドの種類、相対速度及び使用
テープに関し上記と同じ条件でクロックレート12.5
MHzのランダムパルスを記録信号として記録した場合
の、再生出力とノイズのスペクトル密度を示している。
図2より12.5MHz以下の信号帯域内では、ノイズ
のスペクトルと信号成分のスペクトルとが同じ傾向で変
化しており、信号成分とノイズ成分との間に相関のある
ことがわかる。
FIG. 2 shows a clock rate of 12.5 under the same conditions as described above with respect to the type of head, relative speed, and tape used.
The reproduction output and the spectral density of noise when a random pulse of MHz is recorded as a recording signal are shown.
It can be seen from FIG. 2 that the noise spectrum and the signal component spectrum change with the same tendency in the signal band of 12.5 MHz or less, and there is a correlation between the signal component and the noise component.

【0015】図3は、信号帯域内の成分について再生出
力とノイズの瞬時波形を示している。図3においては、
ノイズの波形が再生信号と同相で変化している場合を示
したが、再生条件によってはノイズの波形と再生信号と
の関係が逆相の関係になる場合もある。図3より、繰り
返しパルスの場合と同様にノイズが振幅変調性を示して
いることがわかる。
FIG. 3 shows the instantaneous waveforms of the reproduced output and noise for the components within the signal band. In FIG.
Although the case where the noise waveform changes in phase with the reproduction signal is shown, the relationship between the noise waveform and the reproduction signal may be in the opposite phase depending on the reproduction condition. It can be seen from FIG. 3 that the noise exhibits amplitude modulation, as in the case of the repetitive pulse.

【0016】以上のように、再生信号に含まれるノイズ
は信号成分と相関を持つ有色ノイズである。
As described above, the noise contained in the reproduced signal is colored noise having a correlation with the signal component.

【0017】VTRの再生信号が(1)式で近似できる
ことから、何らかの手段で再生信号中の信号成分とテー
プの表面変動を推定できれば、(1)式の第2項より振
幅変調性ノイズの推定値を算出することができる。この
振幅変調性ノイズの推定値を再生信号から減算すること
により、再生信号中のトータルノイズを白色化できると
考えられる。
Since the reproduced signal of the VTR can be approximated by the equation (1), if the signal component in the reproduced signal and the surface variation of the tape can be estimated by some means, the amplitude modulation noise can be estimated from the second term of the equation (1). The value can be calculated. It is considered that the total noise in the reproduced signal can be whitened by subtracting the estimated value of the amplitude modulation noise from the reproduced signal.

【0018】そこで本発明では、信号推定回路と線形フ
ィルタaにより再生信号中の信号成分とテープの表面変
動を推定することによりノイズの白色化を行うこととし
た。
Therefore, in the present invention, the whitening of the noise is performed by estimating the signal component in the reproduced signal and the surface fluctuation of the tape by the signal estimating circuit and the linear filter a.

【0019】本発明の究極の目的は高密度記録時におけ
る再生信号処理後の符号誤りの低減化にあるから、上記
の信号推定回路で信号の推定が正しく行えるのであれ
ば、敢えて複雑な再生信号処理を行う必要はない。即
ち、上記の信号推定回路では完璧な信号推定は行い得な
いのであって、この回路は回路規模の関係で、例えばコ
ンパレータなどの極めて簡単なハードウェアで構成して
も良い。また、最終的に符号誤り率を極めて低く抑え込
みたい場合には、従来提案されている復調回路の中か
ら、多少複雑な回路構成になることに目をつむってでも
誤り訂正能力の高い復調回路を信号推定回路として採用
すればよい。
Since the ultimate object of the present invention is to reduce the code error after the reproduction signal processing at the time of high density recording, if the signal estimation circuit can correctly estimate the signal, a complicated reproduction signal is dared. No action required. That is, since the above signal estimation circuit cannot perform perfect signal estimation, this circuit may be composed of extremely simple hardware such as a comparator because of the circuit scale. In addition, when it is desired to suppress the code error rate to an extremely low level, a demodulation circuit with high error correction capability should be selected from the demodulation circuits proposed in the past, even if it is a slightly complicated circuit configuration. It may be adopted as a signal estimation circuit.

【0020】結局、本発明は、符号誤り率低減を目的と
したいかなる既存の方式とも組み合わせることができ、
さらなる符号誤り率の低減を可能とする新しい符号誤り
率低減手段を、信号成分とテープ表面変動の推定値から
ノイズの白色化を行うことによって実現可能なものとし
ているのである。
Finally, the present invention can be combined with any existing scheme aimed at reducing the bit error rate,
The new code error rate reducing means that can further reduce the code error rate can be realized by whitening noise from the estimated value of the signal component and tape surface fluctuation.

【0021】本発明の実施例として、図4の回路構成ブ
ロック線図を用いて説明する。本発明装置は、ディジタ
ル磁気記録再生装置の再生信号を入力信号とする。入力
再生信号は3分割され、それぞれ、遅延回路a(1) 、遅
延回路b(2) 、及び信号成分推定回路(3)に入力され
る。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the circuit configuration block diagram of FIG. The device of the present invention uses the reproduction signal of the digital magnetic recording / reproducing device as an input signal. The input reproduction signal is divided into three, and is input to the delay circuit a (1), the delay circuit b (2), and the signal component estimation circuit (3), respectively.

【0022】信号成分推定回路(3)では、再生信号y
(t) 中のノイズを含まない理想的な信号成分f(t) の推
定を行う。図4では推定結果をf* (t) として表した。
信号成分推定回路(3)は例えば図5に示す回路で構成
される。図5に示す信号成分推定回路の動作を説明する
と、再生信号y(t) は符号判定回路(11)に入力さ
れ、符号“1”或いは“0”の検出を行い、その符号に
対応するNRZL(NonReturn to Zero Level) 波形を
出力する。
In the signal component estimation circuit (3), the reproduced signal y
The ideal signal component f (t) that does not contain noise in (t) is estimated. In FIG. 4, the estimation result is expressed as f * (t).
The signal component estimation circuit (3) is composed of, for example, the circuit shown in FIG. The operation of the signal component estimation circuit shown in FIG. 5 will be described. The reproduction signal y (t) is input to the code determination circuit (11), the code “1” or “0” is detected, and the NRZL corresponding to that code is detected. (NonReturn to Zero Level) Outputs a waveform.

【0023】次に、このNRZL波形はアナログ波形と
して扱われ、VTRのテープ・ヘッド系の記録再生特性
に等しい伝達特性を持つ線形フィルタb(12)に入力され
る。線形フィルタb(12)として例えば図7に示すフィル
タが挙げられる。ここでフィルタ出力の信号レベルが再
生信号レベルと一致するようフィルタゲインを調整して
おく。なお、τ1 は遅延時間τ1 の遅延線である。
Next, this NRZL waveform is treated as an analog waveform and input to the linear filter b (12) having a transfer characteristic equal to the recording / reproducing characteristic of the tape head system of the VTR. An example of the linear filter b (12) is the filter shown in FIG. Here, the filter gain is adjusted so that the signal level of the filter output matches the reproduction signal level. Note that τ 1 is a delay line with a delay time τ 1 .

【0024】遅延回路b(2) は遅延線、或いは移相回路
等で構成され、信号成分推定回路(3)での処理に要す
る時間に等しい時間だけ入力再生信号を遅延させる。遅
延回路b(2) の出力信号y(t) と、信号成分推定回路
(3)の出力信号f* (t) の差分をとり(4)、線形フ
ィルタa(6) の処理に要する時間に等しい遅延時間を有
する遅延回路c(5) を介して推定トータルノイズとして
相関器(7)の一方の入力信号とする。
The delay circuit b (2) is composed of a delay line, a phase shift circuit or the like, and delays the input reproduction signal by a time equal to the time required for the processing in the signal component estimation circuit (3). The difference between the output signal y (t) of the delay circuit b (2) and the output signal f * (t) of the signal component estimation circuit (3) is calculated (4) to determine the time required for the processing of the linear filter a (6). The estimated total noise is used as one input signal of the correlator (7) via the delay circuit c (5) having the same delay time.

【0025】相関器(7)は、例えば図8のように乗算
回路とローパスフィルタとを縦続接続することにより構
成され、2つの入力信号の乗算波形の低域成分を出力す
る。従って、この相関器は、本実施例においては推定ト
ータルノイズ中の信号成分と相関のある成分がテープ表
面変動とどのような比例関係にあるかを示す係数を算出
する動作をし、(1)式の第2項の{ h1(t)*f(t)}の
係数nt (t) の推定値n* t (t) を出力する。本相関器
でn* t (t) を推定できるのは、トータルノイズ (y
(t) − f* (t) ) 中の重畳性ノイズ((1)式の第3項)は
信号成分と相関がなく、テープの表面変動は信号に比べ
て変動がゆるやかで、ほとんどの成分が低域に存在する
ためである。
The correlator (7) is constructed by connecting a multiplication circuit and a low-pass filter in cascade as shown in FIG. 8, for example, and outputs the low-frequency component of the multiplication waveform of two input signals. Therefore, in this embodiment, this correlator operates so as to calculate a coefficient indicating how the component having a correlation with the signal component in the estimated total noise is proportional to the tape surface variation, and (1) and it outputs the second term of equation {h 1 (t) * f (t)} estimates n * t coefficients n t (t) (t) . This correlator can estimate n * t (t) because the total noise (y
The superposed noise ((3) in the equation (1)) in (t) − f * (t)) does not correlate with the signal component, and the surface fluctuation of the tape is gentler than that of the signal, and most of the component Is in the low range.

【0026】信号成分推定回路(3)の出力信号f
* (t) はまた、線形フィルタa(6) に入力される。線形
フィルタa(6) は、磁気記録再生系ではテープ表面変動
に対する影響が高域成分ほど大であるため、これを反映
させる目的で用いる高域強調フィルタである。従って有
色ノイズがテープ表面変動による影響のように周波数特
性を有するパラメータに依存しない場合には、線形フィ
ルタa(6) 及び遅延回路c(5) を省くことができる。線
形フィルタa(6) は例えば図9に示すようなトランスバ
ーサルフィルタであり、伝達関数h1(t)とのたたみ込み
を行う。ここでτ2は遅延時間τ2 の遅延線である。線
形フィルタa(6) の出力信号は相関器への入力信号とな
り、上記推定トータルノイズ(y(t) −f * (t) )との
相関をとり、信号成分と相関を有するノイズがテープ表
面変動とどのような比例関係にあるかを時間関数として
出力する。
Output signal f of signal component estimation circuit (3)
* (t) is also input to the linear filter a (6). The linear filter a (6) is a high-frequency emphasis filter used for the purpose of reflecting the influence on the tape surface fluctuation in the magnetic recording / reproducing system as the high-frequency component is greater. Therefore, when the colored noise does not depend on the parameter having the frequency characteristic like the influence of the tape surface variation, the linear filter a (6) and the delay circuit c (5) can be omitted. The linear filter a (6) is, for example, a transversal filter as shown in FIG. 9, and convolves with the transfer function h 1 (t). Here, τ 2 is a delay line with delay time τ 2 . The output signal of the linear filter a (6) becomes an input signal to the correlator and is correlated with the above estimated total noise (y (t) -f * (t)), and the noise having a correlation with the signal component is the tape surface. The proportional relationship with the fluctuation is output as a time function.

【0027】相関器(7)の出力信号と相関器(7)で
の処理に要する時間に等しい遅延時間を有する遅延回路
d(8) を介して線形フィルタa(6) の出力信号との乗算
を行い、推定振幅変調性ノイズ(n* t (t) { h1(t)*
* (t) }) を算出する。
Multiplication of the output signal of the correlator (7) and the output signal of the linear filter a (6) via the delay circuit d (8) having a delay time equal to the time required for processing in the correlator (7). And the estimated amplitude modulation noise (n * t (t) {h 1 (t) *
f * (t)}) is calculated.

【0028】遅延回路a(1) は遅延線、或いは移相回路
等で構成され、信号成分推定回路(3) と、線形フィルタ
a(6) と、相関器(7) のそれぞれの遅延時間の和に等し
い時間だけ再生信号を遅延させる。遅延回路a(1) の出
力信号と推定振幅変調性ノイズ(n* t (t) {h 1(t)*
* (t) }) の差分をとり、振幅変調性ノイズの除去さ
れた再生信号を出力する。
The delay circuit a (1) is composed of a delay line, a phase shift circuit, or the like, and the delay time of each of the signal component estimation circuit (3), the linear filter a (6) and the correlator (7) is Delay the playback signal by a time equal to the sum. The output signal of the delay circuit a (1) and the estimated amplitude modulation noise (n * t (t) { h 1 (t) *
f * (t)}) is taken and the reproduced signal from which amplitude modulation noise is removed is output.

【0029】ここで、本発明の再生信号処理回路の動作
を確認するためのシミュレーション実験を行った結果を
示す。記録信号は最高繰り返し周波数が6.25MHz
で255周期のM系列、記録再生条件はテープはMPテ
ープ、ヘッドは20μm のトラック幅とTSS構造、相
対速度は7.1m/sである。
Here, the result of a simulation experiment for confirming the operation of the reproduction signal processing circuit of the present invention will be shown. Maximum repetition frequency of recorded signal is 6.25MHz
The M-series for 255 cycles, the recording and reproducing conditions are MP tape for the tape, 20 μm track width for the head and TSS structure, and the relative speed is 7.1 m / s.

【0030】本シミュレーション実験は、ノイズの白色
化の確認を目的としたので、周期性のあるM系列信号を
用い、信号周期で再生信号のアンサンブル平均をとって
信号成分の推定を行うことにより、符号判定回路の出力
信号として誤差のほとんどないNRZL波形を用いた
(3)
Since the purpose of this simulation experiment was to confirm the whitening of noise, by using an M-sequence signal with periodicity, the ensemble average of the reproduced signals was calculated at the signal period to estimate the signal component. An NRZL waveform with almost no error was used as the output signal of the code determination circuit.
(3) .

【0031】再生信号中の信号成分、及び本発明白色化
手法適用前と適用後の再生信号に含まれるノイズのパワ
ースペクトルを図6に示す。本発明白色化手法を適用し
た後のノイズはほぼフラットになっており、振幅変調性
ノイズがほぼ除去されており、ノイズの白色化が行われ
たと考えられる。
FIG. 6 shows the power components of the signal components in the reproduced signal and the noise contained in the reproduced signal before and after applying the whitening method of the present invention. It is considered that the noise after applying the whitening method of the present invention is almost flat, the amplitude modulation noise is almost removed, and the noise is whitened.

【0032】また、振幅変調性ノイズの除去により、再
生信号のSN比も改善される。本発明シミュレーション
実験において、12.5MHz以下の信号帯域内でのS
N比改善量は1.2dBであった。
Further, the removal of the amplitude modulation noise also improves the SN ratio of the reproduced signal. In the simulation experiment of the present invention, S in the signal band of 12.5 MHz or less
The N ratio improvement amount was 1.2 dB.

【0033】参考文献 (1)上條,松井:「ディジタルVTRにおけるキャリ
ア近傍ノイズの解析」信学技報,MR92−82,19
93 (2)松井,上條:「ディジタル磁気記録における変調
性ノイズの抽出と数式モデルの検討」TV技報,VIR
94−78,1994 (3)松井,上條:「ディジタル磁気記録における変調
性ノイズに関する一考察」TV年大,20−6,199
Reference (1) Kamijo, Matsui: "Analysis of near-carrier noise in digital VTR" IEICE Technical Report, MR92-82, 19
93 (2) Matsui, Kamijo: "Extraction of Modulating Noise and Examination of Mathematical Model in Digital Magnetic Recording" TV Technical Report, VIR
94-78, 1994 (3) Matsui, Kamijo: "A Study on Modulating Noise in Digital Magnetic Recording," TV Annual University, 20-6, 199
Four

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明を用いることにより、磁気記録再
生装置の再生信号に含まれる振幅変調性ノイズを除去
し、ノイズの白色化を容易に行うことができた。また、
振幅変調性ノイズの除去により、再生信号のSN比も改
善された。本発明をPRML等の最尤復号を利用する再
生信号処理回路の前段に用いることにより、高密度ディ
ジタル磁気記録再生装置の誤り率を低減することができ
た。なお、これまでディジタル磁気記録再生装置を対象
に説明を行ってきたが、本発明はディジタル磁気記録再
生装置に限らず有色ノイズを有する伝送系であれば適用
可能であり、この場合にも上記と同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。
By using the present invention, the amplitude modulation noise included in the reproduction signal of the magnetic recording / reproducing apparatus can be removed and the noise can be easily whitened. Also,
The removal of the amplitude modulation noise also improved the SN ratio of the reproduced signal. By using the present invention in the preceding stage of the reproduction signal processing circuit utilizing the maximum likelihood decoding such as PRML, the error rate of the high density digital magnetic recording / reproducing apparatus could be reduced. Although the description has been made so far for the digital magnetic recording / reproducing apparatus, the present invention is not limited to the digital magnetic recording / reproducing apparatus, but can be applied to any transmission system having colored noise. It goes without saying that the same effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】繰り返しパルスを記録信号として記録した場合
の、再生信号波形とノイズの記録信号繰り返し周波数近
傍成分の瞬時波形との関係の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a relationship between a reproduction signal waveform and an instantaneous waveform of a noise signal near a recording signal repetition frequency when a repeating pulse is recorded as a recording signal.

【図2】ランダムパルスを記録信号として記録した場合
の、再生信号とノイズのスペクトル密度を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a spectral density of a reproduced signal and noise when a random pulse is recorded as a recording signal.

【図3】図2における記録再生に関し、信号帯域内の成
分について再生信号とノイズの瞬時波形を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing instantaneous waveforms of a reproduced signal and noise for components within a signal band regarding recording / reproduction in FIG.

【図4】本発明に係る振幅変調性ノイズ除去によるノイ
ズ白色化装置の実施例回路ブロック線図である。
FIG. 4 is a circuit block diagram of an embodiment of a noise whitening device by removing amplitude modulation noise according to the present invention.

【図5】信号推定回路の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a signal estimation circuit.

【図6】本発明白色化手法適用の効果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an effect of applying the whitening method of the present invention.

【図7】線形フィルタbの構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a linear filter b.

【図8】相関器の構成図である。FIG. 8 is a block diagram of a correlator.

【図9】線形フィルタaの構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a linear filter a.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 遅延回路a 2 遅延回路b 3 信号成分推定回路 4,10 減算器 5 遅延回路c 6 線形フィルタa 7 相関器 8 遅延回路d 9 乗算器 11 符号判定回路 12 線形フィルタb 1 delay circuit a 2 delay circuit b 3 Signal component estimation circuit 4,10 Subtractor 5 Delay circuit c 6 Linear filter a 7 Correlator 8 Delay circuit d 9 multiplier 11 Code determination circuit 12 Linear filter b

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−275015(JP,A) 特開 平9−106504(JP,A) 松井他,ディジタル磁気記録における 変調性ノイズの誤り率への影響に関する 一考察,電子情報通信学会技術研究報 告,日本,電子情報通信学会,1995年10 月13日,MR95−38,pp.1−6. (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/00 - 5/024 G11B 5/09 G11B 20/10 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-275015 (JP, A) JP-A-9-106504 (JP, A) Matsui et al. A study on the influence of modulation noise on the error rate in digital magnetic recording. , IEICE Technical Report, Japan, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, October 13, 1995, MR95-38, pp. 1-6. (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G11B 5/00-5/024 G11B 5/09 G11B 20/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 有色ノイズを有する伝送系再生信号のノ
イズ白色化装置において、前記再生信号中で有色ノイズ
を含まない理想的な信号成分を推定する信号成分推定手
段と、推定した前記信号成分とその伝達関数とのたたみ
込みを行なう線形フィルタ手段と、前記推定した信号成
分を前記再生信号から差引いた、再生信号中のトータル
ノイズと前記線形フィルタの出力との相関をとる相関手
段と、前記線形フィルタ手段の出力と前記相関手段の出
力とを乗算して、前記信号成分と相関のある振幅変調性
ノイズ成分を推定する乗算手段と、推定した前記振幅変
調性ノイズ成分を前記再生信号より除去するための減算
手段とを具えてなり、前記再生信号に含まれるノイズを
白色化するように構成したことを特徴とするノイズ白色
化装置。
1. A noise whitening device for a reproduction signal of a transmission system having colored noise, wherein a signal component estimating means for estimating an ideal signal component which does not contain colored noise in the reproduced signal, and the estimated signal component. Linear filter means for performing convolution with the transfer function; correlating means for subtracting the estimated signal component from the reproduced signal, for correlating total noise in the reproduced signal with the output of the linear filter; Multiplier means for multiplying the output of the filter means and the output of the correlation means to estimate an amplitude modulation noise component correlated with the signal component, and the estimated amplitude modulation noise component is removed from the reproduced signal. A noise whitening device, which is configured to whiten noise included in the reproduction signal.
【請求項2】 請求項1に記載の装置において、前記有
色ノイズを有する伝送系再生信号がディジタル磁気記録
再生装置の再生信号であることを特徴とするノイズ白色
化装置。
2. The noise whitening device according to claim 1, wherein the transmission system reproduction signal having the colored noise is a reproduction signal of a digital magnetic recording / reproducing device.
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松井他,ディジタル磁気記録における変調性ノイズの誤り率への影響に関する一考察,電子情報通信学会技術研究報告,日本,電子情報通信学会,1995年10月13日,MR95−38,pp.1−6.

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