JP3819287B2 - 記録媒体の評価方法、評価装置および再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の評価装置、再生装置および評価方法に関するものである。具体的には、本発明は、記録媒体からの再生信号の品質をビタビ復号法等の最尤復号法を用いて評価する装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像情報や音声情報をはじめとする各種の情報がデジタル化されるにつれて、デジタル情報の量が飛躍的に増大している。これに伴い、大容量化／高密度化に適した記録媒体とその記録再生装置の開発が進められている。大容量化／高密度化に適し、かつ可搬性に優れた記録媒体としては、光ディスクが挙げられる。
【０００３】
光ディスクの高密度化により、光ディスクから読み出される再生信号の品質は低下するから、再生信号の品質を保証するために、再生信号の評価が重要になってきている。再生信号の評価は、例えば、光ディスクの出荷直前での品質検査のために、あるいは、再生信号の品質が最良となるように光ディスク装置の各部を調整するために用いられる。
【０００４】
従来より、光ディスクまたは光ディスク装置の評価には、ジッタやビットエラーレート（ＢＥＲ）などが利用されている。また、特開平１０−２１６５１号公報には、光ディスク装置の再生信号処理として採用されているＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood ）方式を用いた評価手法が開示されている。ここで、ＰＲＭＬ方式とは、パーシャルレスポンス方式で記録媒体の記録および再生を行ない、ビタビ復号法等の最尤復号法を利用して再生信号の復号を行なう方式をいう。
【０００５】
以下、この評価手法について説明する。なお、以下の説明においては、利用する符号として、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ（Run Length Limited）符号を採用し、パーシャルレスポンス特性として、ＰＲ（１，２，１）を採用している。
【０００６】
まず、再生信号である再生ビット系列から、ビタビ復号法を用いて、記録信号である記録ビット系列と推定される復号ビット系列を生成する方法について説明する。
【０００７】
まず、ｋ番目のサンプリング時点における記録ビットｂｋと状態Ｓｋとの関係を表１に示す。表１に示すように、状態Ｓｋは、記録ビットｂ（ｋ−１）・ｂｋの値に依存してＳ０〜Ｓ３の４状態を取り得る。
【０００８】
【表１】
【０００９】
各状態Ｓｋは、次の記録ビットの値に応じて、次の状態へと遷移する。この状態遷移は、「ブランチ」と呼ばれている。各ブランチａ〜ｆと、記録ビットｂ（ｋ−２）〜ｂｋと、遷移前後の状態Ｓ（ｋ−１）・Ｓｋとの関係を表２に示す。なお、最小ランレングスを１に制限する場合、記録ビット系列｛…，０，１，０…｝・｛…，１，０，１…｝が禁止されるから、これらに相当する２つのブランチは除外される。従って、ブランチの数は、６個となっている。
【００１０】
【表２】
【００１１】
ところで、パーシャルレスポンス特性がＰＲ（１，２，１）である場合には、連続する３つの記録ビットで再生信号レベルが決まることになる。従って、表２には、ノイズがない理想波形での再生信号レベルを各ブランチａ〜ｆごとに期待値Ｙｋとして記載している。なお、表２では、理想波形での再生信号レベルの最小値を−１、最大値を１と規格化して示している。
【００１２】
次に、ｋ番目のサンプリング時点における各ブランチａ〜ｆのブランチメトリックｂｍｋ＝（Ｚｋ−Ｙｋ）2 を計算する。ここで、Ｚｋは、ｋ番目のサンプリング時点における実際の再生信号レベルである。ブランチメトリックｂｍｋは、実際の再生信号レベルＺｋと、理想波形での再生信号レベル（期待値）Ｙｋとの差を２乗したものであるので、期待値に対する再生信号レベルの２乗誤差を意味している。
【００１３】
また、ブランチメトリックｂｍｋは、２つのブランチが或る１つの状態に合流する場合に、何れのブランチを選択するかを決定するために利用される。一続きのブランチは、「パス」と呼ばれており、選択されたブランチを一続きに繋げたものは、「生き残りパス」と呼ばれている。
【００１４】
次に、ｋ番目のサンプリング時点において、各状態での生き残りパスに対するブランチメトリックの累積値ｍｋを計算する。ブランチメトリックの累積値ｍｋは、（ｋ−１）番目のサンプリング時点におけるブランチメトリックの累積値ｍ（ｋ−１）に、ｋ番目のサンプリング時点において、選択された（生き残った）ブランチのブランチメトリックｂｍｋを加算したものである。
【００１５】
上述のように、ブランチメトリックｂｍｋは２乗誤差を意味するので、その累積値ｍｋは２乗誤差の合計である。従って、或る１つの状態に合流する２つのブランチのうち、ｍ（ｋ−１）＋ｂｍｋの値が小さいブランチは、大きいブランチよりも、誤差が少なく、正しい状態遷移であると思われる。このため、ｍ（ｋ−１）＋ｂｍｋの値が小さい方のブランチが選択されることになる。
【００１６】
例えば、ｋ番目のサンプリング時点での状態ＳｋがＳ０となるブランチは、表２より、状態Ｓ０から状態Ｓ０に遷移するブランチａと、状態Ｓ３から状態Ｓ０に遷移するブランチｂの２つであり、表２では、ブランチａ・ｂが状態Ｓ０に合流する関係になっている。ここで、各ブランチａ・ｂの（ｋ−１）番目のサンプリング時点におけるそれぞれのブランチメトリックの累積値をｍ０（ｋ−１）、ｍ３（ｋ−１）とし、ｋ番目のサンプリング時点におけるそれぞれのブランチメトリックをｂｍａｋ、ｂｍｂｋとする。
【００１７】
このとき、各ブランチａ・ｂのｋ番目のサンプリング時点におけるそれぞれのブランチメトリックの累積値をｍ０ｋ（ａ）・ｍ０ｋ（ｂ）とすると、
ｍ０ｋ（ａ）＝ｍ０（ｋ−１）＋ｂｍａｋ ・・・（１）
ｍ０ｋ（ｂ）＝ｍ３（ｋ−１）＋ｂｍｂｋ ・・・（２）
となる。そして、ｍ０ｋ（ａ）とｍ０ｋ（ｂ）との大小比較を行ない、小さい方のブランチが選択される。
【００１８】
同様にして、ｋ番目のサンプリング時点での状態ＳｋがＳ２となるブランチも、ブランチｄ・ｅの中から選択される。なお、ｋ番目のサンプリング時点での状態ＳｋがＳ１またはＳ３となるブランチｃ・ｆは、合流するブランチが存在しないから、前記大小比較を行なうことなく、それぞれのブランチｃ・ｆが選択される。
【００１９】
以下同様にして、サンプリング時点ごとにブランチの選択を行ない、選択されたブランチを一続きに繋げた生き残りパスの状態に対応する復号ビット系列が、記録ビット系列に推定される。
【００２０】
前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法では、前記ブランチの選択に利用されるブランチメトリックの累積値を利用して、再生信号を評価するものである。以下、この評価手法について説明する。
【００２１】
まず、ｋ番目のサンプリング時点において正しい状態がＳ０であり、かつ正しい遷移がブランチａである場合には、
Δｍｋ＝ｍ０ｋ（ｂ）−ｍ０ｋ（ａ） ・・・（３）
という演算を行なう。このΔｍｋは、「差メトリック」と呼ばれている。
【００２２】
一方、ｋ番目のサンプリング時点において正しい状態がＳ０であり、かつ正しい遷移がブランチｂである場合には、差メトリックΔｍｋは、
Δｍｋ＝ｍ０ｋ（ａ）−ｍ０ｋ（ｂ） ・・・（４）
となる。
【００２３】
すなわち、誤った遷移によるブランチメトリックの累積値から、正しい遷移によるブランチメトリックの累積値を減算する。正しい状態および正しい遷移を知る方法としては、記録したデータ系列を用いる方法と、再生したデータ系列のエラーレートが低い場合に、再生したデータ系列を遅延させる方法とが、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載されている。
【００２４】
ここで、復号結果として選択するブランチが正しいブランチであれば、差メトリックΔｍｋは正の値となるが、誤ったブランチであれば、差メトリックΔｍｋは負の値となる。
【００２５】
各サンプル時点において計算される差メトリックの分布を図５に示す。この分布形状が正規分布で近似できるものとして、正規分布の平均値をμ、標準偏差をσとする。前述のように、差メトリックが負となる場合は、誤ったブランチを選択したエラーの場合であるので、差メトリックが負となる確率はビットエラーレートＢＥＲに等しい。すなわち、次式のように計算することにより、ビットエラーレートＢＥＲを推定することができる。
【００２６】
【数１】
【００２７】
式（５）において、ｔは、差メトリックを意味している。なお、光ディスクまたは光ディスク装置におけるビットエラーレートＢＥＲの絶対値ではなく、相対的な良し悪しを知るだけで良い場合には、σ／μを指標として用いることもできる。
【００２８】
ところで、図５では、単一のピークを有する分布となっているが、最小ランレングスに制限がある場合には、図６に示すように、複数のピークを有する分布となる。また、全再生信号に対して、（１，７）ＲＬＬ符号列から求めたノイズの全く無い理想的な再生信号における差メトリックの分布は、図７に示すように、1.5 、2.5 、3.5 、4.5 、5.0 、6.0 、7.0 、8.0 、9.0 と離散的な複数の値となる。以下、この複数の値を「理想値」と称する。
【００２９】
理想値の度数が異なるのは、各理想値となるビットパターンの種類の数が異なるのに加えて、（１，７）ＲＬＬ符号列において各ビットパターンの出現頻度が異なっているためである。
【００３０】
実際の再生信号には、様々なノイズが混入しているため、差メトリックはこれらの理想値からばらつき、結果として、図６に示すように、理想値ごとの正規分布が重なり合った分布形状となっている。この分布は、図５に示す正規分布とは大きく異なる分布であるため、この分布から単純に標準偏差σを求めても、該標準偏差σとビットエラーレートＢＥＲとの相関性は小さい。このため、標準偏差σから再生信号の品質を評価することができない。
【００３１】
この問題点を解決するため、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法では、差メトリックが負になる確率が最も高い、すなわち、ピークの位置が最も０に近い分布を形成するパスを通るビット系列のみを抽出している。具体的には、図７を参照すると、差メトリックの理想値が１．５となるビット系列のみを抽出している。この処理を行なうことにより、図５に示すような単一のピークを持つ分布が得られ、平均値μおよび標準偏差σを比較的容易に計算することができる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法では、特定のビット系列を抽出する処理が必要となり、評価のための処理が複雑になるという問題点がある。例えば、ＰＲ（１，２，１）方式では、連続する４状態が特定の状態遷移となる４個のパス（Ｓ０→Ｓ０→Ｓ１→Ｓ２、Ｓ０→Ｓ１→Ｓ２→Ｓ２、Ｓ２→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ０、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ０→Ｓ０）を探索し、これに一致するパスのみを復号ビット列の中から抽出する必要がある。
【００３３】
〔発明の目的〕
本願発明者らは、上記課題を鑑みて、以下の点に着目した。すなわち、図６に示す差メトリックの発生分布は、それぞれが異なるピークを有する複数の正規分布が重畳したものである。また、差メトリックが負となる場合は、エラーの場合である。従って、複数の前記正規分布のうちビットエラーレートとの相関性が高い正規分布は、ピーク位置における差メトリックが正かつ最小である正規分布であると考えられる。以下、この差メトリックを「基準値」と称する。
【００３４】
また、正規分布の場合、ピーク位置から離れるに従って分布量が少なくなることから、差メトリックが前記基準値以下である領域における発生分布は、基準値をピーク位置とする正規分布に近似することができる。
【００３５】
従って、前記基準値以下の差メトリックについての発生分布を正規分布であるとみなすことにより、前記基準値を平均値として、該平均値と該平均値以下の差メトリックとの偏差から、正規分布の分散、標準偏差等の評価の指標が算出され、これにより、再生信号の評価を行なうことができる。
【００３６】
本発明は、容易な処理で再生信号の評価を行なうことができる記録媒体の評価装置、再生装置および評価方法を提供することを目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の記録媒体の評価方法は、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価方法であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求め、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差を特定して基準値とし、前記尤度差のうち前記基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を算出することを特徴としている。
【００３８】
ここで、最尤復号法とは、尤度を算出し、尤度の大きい（確率の大きい）方のビットを選択していくことにより、最も確率の大きい信号系列に復号する方法をいう。
【００３９】
上記の方法によると、前記尤度差のうち、前記基準値以下のものについて、前記基準値に対する偏差を求め、該偏差を演算することにより、分散、標準偏差または標準偏差／平均値を算出する。
【００４０】
前述のように、前記基準値を平均値とする正規分布は、ビットエラーレートとの相関性が高いから、正規分布の指標である分散、標準偏差または標準偏差／平均値は、再生信号の評価の指標となる。
【００４１】
また、分散等の前記評価の指標は、新たな尤度差が入力されても、新たな尤度差、平均値（基準値）および前記評価の指標から算出できるから、指標算出手段は、前記評価の指標のみを保持すればよい。
【００４２】
従って、本発明の記録媒体の評価方法は、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができる。
【００４３】
また、本発明の記録媒体の評価方法は、刻々と再生される再生信号に対して、尤度差を算出し、基準値以下の該尤度差、基準値、および評価の指標から新たな評価の指標が算出されるから、指標算出手段は、該指標を保持するのみでよい。従って、簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができる。
【００４４】
また、本発明の記録媒体の評価方法は、上記の方法において、前記基準値は、尤度差の理想値であることを特徴としている。
【００４５】
再生信号に混入するノイズが白色ノイズのみである場合には、前記基準値は、尤度差の理想値とほぼ同じとなる。また、尤度差の理想値は、固定値である。従って、本発明の記録媒体の評価方法は、前記基準値として、固定値を用いているので、より簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができる。
【００４６】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価装置であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求める尤度差算出手段と、前記尤度差のうち基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を逐次算出する指標算出手段とを備えており、前記基準値は、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差であることを特徴としている。
【００４７】
上記の構成によると、前記指標算出手段は、前記尤度差算出手段により求められた前記尤度差のうち、前記基準値以下のものについて、前記基準値に対する偏差を求め、該偏差を演算することにより、分散、標準偏差または標準偏差／平均値を算出する。前述のように、分散、標準偏差または標準偏差／平均値は、再生信号の評価の指標となる。
【００４８】
また、分散等の前記評価の指標は、新たな尤度差が入力されても、新たな尤度差、平均値（基準値）および前記評価の指標から算出できるから、指標算出手段は、前記評価の指標のみを保持すればよい。
【００４９】
従って、本発明の記録媒体の評価装置は、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができる。
【００５０】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、刻々と再生される再生信号に対して、尤度差を算出し、基準値以下の該尤度差、基準値、および評価の指標から新たな評価の指標が算出されるから、指標算出手段は、該指標を保持するのみでよい。従って、簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができる。
【００５１】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、上記の構成において、前記基準値は、尤度差の理想値であることを特徴としている。
【００５２】
再生信号に混入するノイズが白色ノイズのみである場合には、前記基準値は、尤度差の理想値とほぼ同じとなる。また、尤度差の理想値は、固定値である。従って、本発明の記録媒体の評価装置は、前記基準値として、固定値を用いているので、より簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができる。
【００５３】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、上記の構成において、前記尤度差算出手段により求められた前記尤度差の発生頻度を計数する計数手段をさらに備えており、前記指標算出手段にて用いられる前記基準値は、前記計数手段にて計数された前記発生頻度から求められることを特徴としている。
【００５４】
前述のように、再生信号に混入するノイズが白色ノイズのみである場合には、基準値は、尤度差の理想値とほぼ同じとなる。しかしながら、再生信号に混入するノイズにおいて有色ノイズの影響が大きい場合には、基準値は、前記理想値から変化することになる。
【００５５】
しかしながら、上記の構成によると、前記計数手段にて計数された前記発生頻度から前記基準値が求められるから、再生信号に混入するノイズにおいて有色ノイズの影響が大きい場合でも、再生信号の評価の精度を維持することができる。
【００５６】
なお、上記の何れかの構成の記録媒体の評価装置を、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を用いて復号する記録媒体の再生装置に配備してもよい。この場合、該評価装置を用いて、再生信号の品質が最良となるように、再生装置の各部を調整することができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明する。なお、本実施形態では、記録媒体として光磁気ディスクを使用し、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ（１，２，１）を採用する場合について説明する。
【００５８】
図１は、本実施形態に係る光磁気ディスクの評価装置において、光磁気ディスクの再生信号を処理する主要部分を示している。光磁気ディスク１は、スピンドルモータ２により回転駆動される。
【００５９】
光磁気ディスク１には、ピックアップ４に設けられた半導体レーザ等の発光素子（図示せず）から出射され、対物レンズ３により集光された光ビームが照射される。照射された光ビームは、光磁気ディスク１の記録面にて反射されて、ピックアップ４に設けられたフォトダイオード等の受光素子（図示せず）により検出され、電気信号に変換される。変換された電気信号は、光磁気信号、制御信号等に分離される。
【００６０】
光磁気信号は、波形処理器５にて振幅やオフセットが調整され、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換器６にてデジタルデータに変換されて、復号器７に出力される。
【００６１】
復号器７は、入力されたデジタルデータをＰＲＭＬ方式により復号する。復号されたデータは、誤り訂正器８にて誤り訂正された後、コントローラ９に出力される。また、復号器７は、復号過程で得られた情報、具体的には、上記の式（１）および（２）に示されるブランチメトリックの累積値（尤度）を差メトリック演算器１０（尤度差算出手段）に出力する。
【００６２】
差メトリック演算器１０は、上記の式（３）または（４）に示される差メトリック（尤度差）を演算する。ここで、式（３）および（４）の何れを選択するかは、何れのブランチが正しいかに依存する。従って、差メトリックを正確に求めるためには、真の記録データ系列、すなわち光磁気ディスク１に記録する前の符号ビット系列を予め知っている必要がある。
【００６３】
そこで、本実施形態では、前記記録データ系列を生成する記録データ生成器１３が配備されている。記録データ生成器１３は、生成した記録データ系列を差メトリック演算器１０に出力する。これにより、差メトリック演算器１０は、式（３）および（４）の何れかを選択して差メトリックを演算することができる。
【００６４】
なお、評価対象であるビットエラーレートは、最悪の場合でも、１Ｅ−３（１０-3）程度であるため、復号エラーによる影響はごく小さい。このため、真の記録データ系列の代わりに、復号器７にて復号される復号ビット系列を使用してもよい。この場合、真の記録データ系列が不明であっても、差メトリックを求めることが可能であり、再生信号の品質を評価することができる。従って、記録データ生成器１３を配備する必要はなくなる。
【００６５】
差メトリック演算器１０にて演算された差メトリックは、σ演算器１１（指標算出手段）に出力される。σ演算器１１には、前記差メトリックと、μ値生成器１４にて生成された値μ（基準値）とが入力される。μ値生成器１４にて生成される値μは、本実施形態では固定値であり、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ符号における差メトリックの最小の理想値１．５である。
【００６６】
本実施形態では、前記の値μ以下である差メトリックの分布が正規分布であり、該正規分布の平均値がμであるとしている。この場合、標準偏差σは、以下の式で算出できる。
σ＝｛（μ以下の差メトリック値−μ）2 の和／μ以下のデータ数｝1/2
・・・（６）
従って、σ演算器１１は、差メトリック演算器１０から入力される差メトリックのうち、μ＝１．５以下であるものを選択して、式（６）の演算を行ない、これにより標準偏差σを算出する。算出した標準偏差σは、判定器１２に入力される。このとき、平均値μ＝１．５を判定器１２に入力してもよい。
【００６７】
判定器１２は、入力された標準偏差σとμ＝１．５とから、式（５）を用いてビットエラーレートＢＥＲを算出することにより、再生信号の品質が所定のエラーレート以下であるか否かが判定される。なお、本実施形態では、平均値μが固定値（１．５）であるから、予め、標準偏差σとビットエラーレートＢＥＲとの対応関係を算出しておき、判定器１２が標準偏差σから直ちに再生信号の品質を判定してもよい。
【００６８】
図２は、本実施形態の適用例を示すものであり、受光素子にて受光した反射レーザ光のパワー（再生パワー）（単位：ｍＷ）をパラメータとして、ビットエラーレートＢＥＲと標準偏差σとをプロットしたものである。同図を参照すると、標準偏差σが０．４５程度以下であれば、ビットエラーレートＢＥＲが５Ｅ−４以下となり、品質が良好な再生信号を得ることができる。
【００６９】
従って、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置では、刻々と再生される信号に対して、最小の理想値（μ＝１．５）以下の差メトリックについて理想値に対する標準偏差σが算出され、測定範囲（例えば１セクタ）毎に、再生信号の評価が行なわれる。従って、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、理想値以下となる差メトリックの数（データ数）および二乗偏差（（μ以下の差メトリック値−μ）2 ）の和のみを保持すればよく、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法のように、測定範囲分の差メトリックを保持する必要はない。
【００７０】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の他の実施の形態について、図３および図４に基づいて説明する。なお、上記した実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７１】
上記の実施形態では、差メトリックの理想値を平均値μとして標準偏差σを算出した。しかしながら、再生信号に混入するノイズが白色ノイズに近い場合には、理想値を用いることで問題ないが、有色ノイズの影響が大きい場合には、差メトリック分布のピークとなる位置での差メトリックの値が変化する。この場合、平均値μを固定値としている上記の実施形態では、評価の精度が低下するおそれがある。
【００７２】
そこで、本実施形態では、差メトリックに対する発生頻度を計測し、発生頻度の最も高い差メトリック（最頻値）を平均値μ（基準値）として、標準偏差σを演算している。
【００７３】
図３は、本実施形態に係る光磁気ディスクの評価装置において、光磁気ディスクの再生信号を処理する主要部分を示している。本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、図１に示す光磁気ディスクの評価装置に比べて、ヒストグラム生成器（計数手段）１５が追加される点と、μ値生成器１４とは生成する平均値μが異なるμ値生成器１６を備える点が異なり、その他の構成は同様である。
【００７４】
ヒストグラム生成器１５は、差メトリック演算器１０から差メトリックが入力され、入力された差メトリックを、例えば、図４に示すような発生頻度の度数分布として記憶する。
【００７５】
図４に示す度数分布は、差メトリックの小数点第２位を四捨五入等することにより差メトリックを丸め込み、これにより差メトリックを０．１ごとに刻み、この刻みごとの発生頻度を計数することにより得られたものである。例えば、差メトリックが１．４５以上１．５５未満であれば、１．５として計数し、１．５５以上１．６５未満であれば、１．６として計数している。
【００７６】
この刻みの幅を広くすれば、ヒストグラム生成器１５において差メトリックの度数分布を保持するための記憶容量を少なくすることができるが、平均値μや標準偏差σの精度が低下し、光磁気ディスクの評価の精度が低下することになる。反対に、前記刻みの幅を狭くすれば、前記記憶容量を多くする必要があるが、前記評価の精度が上昇する。従って、必要とされる前記評価の精度に応じて、適当な前記刻みの幅が選択される。
【００７７】
また、ヒストグラム生成器１５は、入力された差メトリックをσ演算器１１に出力する。なお、図１に示す実施形態のように、差メトリック演算器１０からの差メトリックをσ演算器１１に直接出力してもよい。
【００７８】
また、ヒストグラム生成器１５は、差メトリックに対する発生頻度の度数分布を表示器（図示せず）に出力する。該表示器は、ヒストグラム生成器１５からの前記度数分布に基づいて、図４に示すようなヒストグラムを表示する。
【００７９】
μ値生成器１６は、ヒストグラム生成器１５における前記度数分布を参照して、発生頻度の最も高い差メトリックを平均値μとして生成し、σ演算器１１に出力する。なお、μ値生成器１６におけるこの機能をヒストグラム生成器１５にて行なってもよい。
【００８０】
上記構成の光磁気ディスクの評価装置において、差メトリック演算器１０にて算出された差メトリックがヒストグラム生成器１５に出力され、ヒストグラム生成器１５にて、差メトリックがσ演算器１１に出力されるとともに、差メトリックに対応して発生頻度が計数される。
【００８１】
このとき、μ値生成器１６は、ヒストグラム生成器１５にて保持される差メトリックに関する発生頻度の度数分布を参照して、その最頻値を選択し、平均値μとしてσ演算器１１に出力する。
【００８２】
以下、図１に示す実施形態と同様に、σ演算器１１にて式（５）に基づいて標準偏差σが算出され、判定器１２にて、標準偏差σのみ、または標準偏差σおよび平均値μに基づいて、測定範囲ごとに再生信号の品質が判定される。
【００８３】
従って、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、平均値μ以下となる差メトリックの数（データ数）と、二乗偏差（（μ以下の差メトリック値−μ）2 ）の和と、差メトリックの発生頻度の度数分布とを保持すればよく、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法のように、測定範囲分の差メトリックを保持する必要はない。
【００８４】
また、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、差メトリックに対する発生頻度を計測し、最頻値を平均値μとして標準偏差σを演算しているから、再生信号に有色ノイズが大きく影響している場合であっても、再生信号の評価の精度を維持することができる。
【００８５】
また、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置では、差メトリックに対する発生頻度の度数分布が表示部に表示されるから、使用者は、標準偏差σによる再生信号の品質判定結果だけでなく、再生信号の品質を視覚的に認識することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ（１，２，１）を採用している。この条件から、理想的な再生信号における差メトリックの分布が図７に示すような分布となる。そして、同図より、発生頻度の最も高い差メトリック（最頻値）が最小の理想値であることから、最頻値を平均値μとして標準偏差σを演算している。
【００８７】
従って、最小ランレングス、ＲＬＬ符号、ＰＲＭＬ方式などの条件によっては、最頻値が最小の理想値とはならない場合もあり得る。この場合には、最小の理想値以下、または最小の理想値付近の値となる差メトリックの発生頻度を計測して最頻値を求め、求めた最頻値を平均値μとして標準偏差σを演算すれば、上記の効果が得られる。
【００８８】
また、上記の実施形態では、記録媒体として光磁気ディスクを使用しているが、ＤＶＤ等の光ディスク、ハードディスク等の磁気ディスク等、その他の大容量高密度の記録媒体にも同様に適用することができる。
【００８９】
また、上記の実施形態の光磁気ディスクの評価装置に対して、スピーカ等の音声出力手段やディスプレイ等の画像表示手段を配備することにより、光磁気ディスクの再生装置とすることができ、さらに、光磁気ディスクへの記録手段を配備することにより、光磁気ディスクの記録再生装置とすることができる。
【００９０】
この場合、評価装置の構成部分を利用して、再生信号の品質が最良となるように、再生装置または記録再生装置の各部を調整することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の記録媒体の評価方法は、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価方法であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求め、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差を特定して基準値とし、前記尤度差のうち前記基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を算出している。
【００９２】
これにより、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。また、簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９３】
また、本発明の記録媒体の評価方法は、以上のように、上記の方法において、前記基準値は、尤度差の理想値である。
【００９４】
これにより、前記基準値として、固定値である前記理想値を用いているので、より簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９５】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、以上のように、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価装置であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求める尤度差算出手段と、前記尤度差のうち基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を逐次算出する指標算出手段とを備える構成であり、前記基準値は、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差である。
【００９６】
これにより、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。また、簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９７】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、以上のように、上記の構成において、前記基準値は、尤度差の理想値である。
【００９８】
これにより、前記基準値として、固定値である前記理想値を用いているので、より簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９９】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、以上のように、上記の構成において、前記尤度差算出手段により求められた前記尤度差の発生頻度を計数する計数手段をさらに備える構成であり、前記指標算出手段にて用いられる前記基準値は、前記計数手段にて計数された前記発生頻度から求められるものである。
【０１００】
これにより、再生信号に混入するノイズにおいて有色ノイズの影響が大きい場合でも、再生信号の評価の精度を維持できるという効果を奏する。
【０１０１】
なお、上記の何れかの構成の記録媒体の評価装置を、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を用いて復号する記録媒体の再生装置に配備してもよい。この場合、該評価装置を用いて、再生信号の品質が最良となるように、再生装置の各部を調整できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る光磁気ディスクの評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態を用いて算出されるビットエラーレートおよび標準偏差について、受光素子における再生パワーに対する変化を示すグラフである。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る光磁気ディスクの評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、図３に示すヒストグラム生成器において生成される度数分布を示すヒストグラムである。
【図５】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、単一のピークを有する度数分布を示すグラフである。
【図６】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、複数のピークを有する度数分布を示すグラフである。
【図７】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、差メトリックが理想値である場合の度数分布を示すヒストグラムである。
【符号の説明】
１ 光磁気ディスク（記録媒体）
１０ 差メトリック演算器（尤度差算出手段）
１１ σ演算器（指標算出手段）
１５ ヒストグラム生成器（計数手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の評価装置、再生装置および評価方法に関するものである。具体的には、本発明は、記録媒体からの再生信号の品質をビタビ復号法等の最尤復号法を用いて評価する装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像情報や音声情報をはじめとする各種の情報がデジタル化されるにつれて、デジタル情報の量が飛躍的に増大している。これに伴い、大容量化／高密度化に適した記録媒体とその記録再生装置の開発が進められている。大容量化／高密度化に適し、かつ可搬性に優れた記録媒体としては、光ディスクが挙げられる。
【０００３】
光ディスクの高密度化により、光ディスクから読み出される再生信号の品質は低下するから、再生信号の品質を保証するために、再生信号の評価が重要になってきている。再生信号の評価は、例えば、光ディスクの出荷直前での品質検査のために、あるいは、再生信号の品質が最良となるように光ディスク装置の各部を調整するために用いられる。
【０００４】
従来より、光ディスクまたは光ディスク装置の評価には、ジッタやビットエラーレート（ＢＥＲ）などが利用されている。また、特開平１０−２１６５１号公報には、光ディスク装置の再生信号処理として採用されているＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood ）方式を用いた評価手法が開示されている。ここで、ＰＲＭＬ方式とは、パーシャルレスポンス方式で記録媒体の記録および再生を行ない、ビタビ復号法等の最尤復号法を利用して再生信号の復号を行なう方式をいう。
【０００５】
以下、この評価手法について説明する。なお、以下の説明においては、利用する符号として、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ（Run Length Limited）符号を採用し、パーシャルレスポンス特性として、ＰＲ（１，２，１）を採用している。
【０００６】
まず、再生信号である再生ビット系列から、ビタビ復号法を用いて、記録信号である記録ビット系列と推定される復号ビット系列を生成する方法について説明する。
【０００７】
まず、ｋ番目のサンプリング時点における記録ビットｂｋと状態Ｓｋとの関係を表１に示す。表１に示すように、状態Ｓｋは、記録ビットｂ（ｋ−１）・ｂｋの値に依存してＳ０〜Ｓ３の４状態を取り得る。
【０００８】
【表１】
各状態Ｓｋは、次の記録ビットの値に応じて、次の状態へと遷移する。この状態遷移は、「ブランチ」と呼ばれている。各ブランチａ〜ｆと、記録ビットｂ（ｋ−２）〜ｂｋと、遷移前後の状態Ｓ（ｋ−１）・Ｓｋとの関係を表２に示す。なお、最小ランレングスを１に制限する場合、記録ビット系列｛…，０，１，０…｝・｛…，１，０，１…｝が禁止されるから、これらに相当する２つのブランチは除外される。従って、ブランチの数は、６個となっている。
【００１０】
【表２】
ところで、パーシャルレスポンス特性がＰＲ（１，２，１）である場合には、連続する３つの記録ビットで再生信号レベルが決まることになる。従って、表２には、ノイズがない理想波形での再生信号レベルを各ブランチａ〜ｆごとに期待値Ｙｋとして記載している。なお、表２では、理想波形での再生信号レベルの最小値を−１、最大値を１と規格化して示している。
【００１２】
次に、ｋ番目のサンプリング時点における各ブランチａ〜ｆのブランチメトリックｂｍｋ＝（Ｚｋ−Ｙｋ）2 を計算する。ここで、Ｚｋは、ｋ番目のサンプリング時点における実際の再生信号レベルである。ブランチメトリックｂｍｋは、実際の再生信号レベルＺｋと、理想波形での再生信号レベル（期待値）Ｙｋとの差を２乗したものであるので、期待値に対する再生信号レベルの２乗誤差を意味している。
【００１３】
また、ブランチメトリックｂｍｋは、２つのブランチが或る１つの状態に合流する場合に、何れのブランチを選択するかを決定するために利用される。一続きのブランチは、「パス」と呼ばれており、選択されたブランチを一続きに繋げたものは、「生き残りパス」と呼ばれている。
【００１４】
次に、ｋ番目のサンプリング時点において、各状態での生き残りパスに対するブランチメトリックの累積値ｍｋを計算する。ブランチメトリックの累積値ｍｋは、（ｋ−１）番目のサンプリング時点におけるブランチメトリックの累積値ｍ（ｋ−１）に、ｋ番目のサンプリング時点において、選択された（生き残った）ブランチのブランチメトリックｂｍｋを加算したものである。
【００１５】
上述のように、ブランチメトリックｂｍｋは２乗誤差を意味するので、その累積値ｍｋは２乗誤差の合計である。従って、或る１つの状態に合流する２つのブランチのうち、ｍ（ｋ−１）＋ｂｍｋの値が小さいブランチは、大きいブランチよりも、誤差が少なく、正しい状態遷移であると思われる。このため、ｍ（ｋ−１）＋ｂｍｋの値が小さい方のブランチが選択されることになる。
【００１６】
例えば、ｋ番目のサンプリング時点での状態ＳｋがＳ０となるブランチは、表２より、状態Ｓ０から状態Ｓ０に遷移するブランチａと、状態Ｓ３から状態Ｓ０に遷移するブランチｂの２つであり、表２では、ブランチａ・ｂが状態Ｓ０に合流する関係になっている。ここで、各ブランチａ・ｂの（ｋ−１）番目のサンプリング時点におけるそれぞれのブランチメトリックの累積値をｍ０（ｋ−１）、ｍ３（ｋ−１）とし、ｋ番目のサンプリング時点におけるそれぞれのブランチメトリックをｂｍａｋ、ｂｍｂｋとする。
【００１７】
このとき、各ブランチａ・ｂのｋ番目のサンプリング時点におけるそれぞれのブランチメトリックの累積値をｍ０ｋ（ａ）・ｍ０ｋ（ｂ）とすると、
ｍ０ｋ（ａ）＝ｍ０（ｋ−１）＋ｂｍａｋ ・・・（１）
ｍ０ｋ（ｂ）＝ｍ３（ｋ−１）＋ｂｍｂｋ ・・・（２）
となる。そして、ｍ０ｋ（ａ）とｍ０ｋ（ｂ）との大小比較を行ない、小さい方のブランチが選択される。
【００１８】
同様にして、ｋ番目のサンプリング時点での状態ＳｋがＳ２となるブランチも、ブランチｄ・ｅの中から選択される。なお、ｋ番目のサンプリング時点での状態ＳｋがＳ１またはＳ３となるブランチｃ・ｆは、合流するブランチが存在しないから、前記大小比較を行なうことなく、それぞれのブランチｃ・ｆが選択される。
【００１９】
以下同様にして、サンプリング時点ごとにブランチの選択を行ない、選択されたブランチを一続きに繋げた生き残りパスの状態に対応する復号ビット系列が、記録ビット系列に推定される。
【００２０】
前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法では、前記ブランチの選択に利用されるブランチメトリックの累積値を利用して、再生信号を評価するものである。以下、この評価手法について説明する。
【００２１】
まず、ｋ番目のサンプリング時点において正しい状態がＳ０であり、かつ正しい遷移がブランチａである場合には、
Δｍｋ＝ｍ０ｋ（ｂ）−ｍ０ｋ（ａ） ・・・（３）
という演算を行なう。このΔｍｋは、「差メトリック」と呼ばれている。
【００２２】
一方、ｋ番目のサンプリング時点において正しい状態がＳ０であり、かつ正しい遷移がブランチｂである場合には、差メトリックΔｍｋは、
Δｍｋ＝ｍ０ｋ（ａ）−ｍ０ｋ（ｂ） ・・・（４）
となる。
【００２３】
すなわち、誤った遷移によるブランチメトリックの累積値から、正しい遷移によるブランチメトリックの累積値を減算する。正しい状態および正しい遷移を知る方法としては、記録したデータ系列を用いる方法と、再生したデータ系列のエラーレートが低い場合に、再生したデータ系列を遅延させる方法とが、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載されている。
【００２４】
ここで、復号結果として選択するブランチが正しいブランチであれば、差メトリックΔｍｋは正の値となるが、誤ったブランチであれば、差メトリックΔｍｋは負の値となる。
【００２５】
各サンプル時点において計算される差メトリックの分布を図５に示す。この分布形状が正規分布で近似できるものとして、正規分布の平均値をμ、標準偏差をσとする。前述のように、差メトリックが負となる場合は、誤ったブランチを選択したエラーの場合であるので、差メトリックが負となる確率はビットエラーレートＢＥＲに等しい。すなわち、次式のように計算することにより、ビットエラーレートＢＥＲを推定することができる。
【００２６】
【数１】
式（５）において、ｔは、差メトリックを意味している。なお、光ディスクまたは光ディスク装置におけるビットエラーレートＢＥＲの絶対値ではなく、相対的な良し悪しを知るだけで良い場合には、σ／μを指標として用いることもできる。
【００２８】
ところで、図５では、単一のピークを有する分布となっているが、最小ランレングスに制限がある場合には、図６に示すように、複数のピークを有する分布となる。また、全再生信号に対して、（１，７）ＲＬＬ符号列から求めたノイズの全く無い理想的な再生信号における差メトリックの分布は、図７に示すように、1.5 、2.5 、3.5 、4.5 、5.0 、6.0 、7.0 、8.0 、9.0 と離散的な複数の値となる。以下、この複数の値を「理想値」と称する。
【００２９】
理想値の度数が異なるのは、各理想値となるビットパターンの種類の数が異なるのに加えて、（１，７）ＲＬＬ符号列において各ビットパターンの出現頻度が異なっているためである。
【００３０】
実際の再生信号には、様々なノイズが混入しているため、差メトリックはこれらの理想値からばらつき、結果として、図６に示すように、理想値ごとの正規分布が重なり合った分布形状となっている。この分布は、図５に示す正規分布とは大きく異なる分布であるため、この分布から単純に標準偏差σを求めても、該標準偏差σとビットエラーレートＢＥＲとの相関性は小さい。このため、標準偏差σから再生信号の品質を評価することができない。
【００３１】
この問題点を解決するため、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法では、差メトリックが負になる確率が最も高い、すなわち、ピークの位置が最も０に近い分布を形成するパスを通るビット系列のみを抽出している。具体的には、図７を参照すると、差メトリックの理想値が１．５となるビット系列のみを抽出している。この処理を行なうことにより、図５に示すような単一のピークを持つ分布が得られ、平均値μおよび標準偏差σを比較的容易に計算することができる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法では、特定のビット系列を抽出する処理が必要となり、評価のための処理が複雑になるという問題点がある。例えば、ＰＲ（１，２，１）方式では、連続する４状態が特定の状態遷移となる４個のパス（Ｓ０→Ｓ０→Ｓ１→Ｓ２、Ｓ０→Ｓ１→Ｓ２→Ｓ２、Ｓ２→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ０、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ０→Ｓ０）を探索し、これに一致するパスのみを復号ビット列の中から抽出する必要がある。
【００３３】
〔発明の目的〕
本願発明者らは、上記課題を鑑みて、以下の点に着目した。すなわち、図６に示す差メトリックの発生分布は、それぞれが異なるピークを有する複数の正規分布が重畳したものである。また、差メトリックが負となる場合は、エラーの場合である。従って、複数の前記正規分布のうちビットエラーレートとの相関性が高い正規分布は、ピーク位置における差メトリックが正かつ最小である正規分布であると考えられる。以下、この差メトリックを「基準値」と称する。
【００３４】
また、正規分布の場合、ピーク位置から離れるに従って分布量が少なくなることから、差メトリックが前記基準値以下である領域における発生分布は、基準値をピーク位置とする正規分布に近似することができる。
【００３５】
従って、前記基準値以下の差メトリックについての発生分布を正規分布であるとみなすことにより、前記基準値を平均値として、該平均値と該平均値以下の差メトリックとの偏差から、正規分布の分散、標準偏差等の評価の指標が算出され、これにより、再生信号の評価を行なうことができる。
【００３６】
本発明は、容易な処理で再生信号の評価を行なうことができる記録媒体の評価装置、再生装置および評価方法を提供することを目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の記録媒体の評価方法は、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価方法であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求め、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差を特定して基準値とし、前記尤度差のうち前記基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を算出することを特徴としている。
【００３８】
ここで、最尤復号法とは、尤度を算出し、尤度の大きい（確率の大きい）方のビットを選択していくことにより、最も確率の大きい信号系列に復号する方法をいう。
【００３９】
上記の方法によると、前記尤度差のうち、前記基準値以下のものについて、前記基準値に対する偏差を求め、該偏差を演算することにより、分散、標準偏差または標準偏差／平均値を算出する。
【００４０】
前述のように、前記基準値を平均値とする正規分布は、ビットエラーレートとの相関性が高いから、正規分布の指標である分散、標準偏差または標準偏差／平均値は、再生信号の評価の指標となる。
【００４１】
また、分散等の前記評価の指標は、新たな尤度差が入力されても、新たな尤度差、平均値（基準値）および前記評価の指標から算出できるから、指標算出手段は、前記評価の指標のみを保持すればよい。
【００４２】
従って、本発明の記録媒体の評価方法は、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができる。
【００４３】
また、本発明の記録媒体の評価方法は、刻々と再生される再生信号に対して、尤度差を算出し、基準値以下の該尤度差、基準値、および評価の指標から新たな評価の指標が算出されるから、指標算出手段は、該指標を保持するのみでよい。従って、簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができる。
【００４４】
また、本発明の記録媒体の評価方法は、上記の方法において、前記基準値は、尤度差の理想値であることを特徴としている。
【００４５】
再生信号に混入するノイズが白色ノイズのみである場合には、前記基準値は、尤度差の理想値とほぼ同じとなる。また、尤度差の理想値は、固定値である。従って、本発明の記録媒体の評価方法は、前記基準値として、固定値を用いているので、より簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができる。
【００４６】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価装置であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求める尤度差算出手段と、前記尤度差のうち基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を逐次算出する指標算出手段とを備えており、前記基準値は、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差であることを特徴としている。
【００４７】
上記の構成によると、前記指標算出手段は、前記尤度差算出手段により求められた前記尤度差のうち、前記基準値以下のものについて、前記基準値に対する偏差を求め、該偏差を演算することにより、分散、標準偏差または標準偏差／平均値を算出する。前述のように、分散、標準偏差または標準偏差／平均値は、再生信号の評価の指標となる。
【００４８】
また、分散等の前記評価の指標は、新たな尤度差が入力されても、新たな尤度差、平均値（基準値）および前記評価の指標から算出できるから、指標算出手段は、前記評価の指標のみを保持すればよい。
【００４９】
従って、本発明の記録媒体の評価装置は、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができる。
【００５０】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、刻々と再生される再生信号に対して、尤度差を算出し、基準値以下の該尤度差、基準値、および評価の指標から新たな評価の指標が算出されるから、指標算出手段は、該指標を保持するのみでよい。従って、簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができる。
【００５１】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、上記の構成において、前記基準値は、尤度差の理想値であることを特徴としている。
【００５２】
再生信号に混入するノイズが白色ノイズのみである場合には、前記基準値は、尤度差の理想値とほぼ同じとなる。また、尤度差の理想値は、固定値である。従って、本発明の記録媒体の評価装置は、前記基準値として、固定値を用いているので、より簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができる。
【００５３】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、上記の構成において、前記尤度差算出手段により求められた前記尤度差の発生頻度を計数する計数手段をさらに備えており、前記指標算出手段にて用いられる前記基準値は、前記計数手段にて計数された前記発生頻度から求められることを特徴としている。
【００５４】
前述のように、再生信号に混入するノイズが白色ノイズのみである場合には、基準値は、尤度差の理想値とほぼ同じとなる。しかしながら、再生信号に混入するノイズにおいて有色ノイズの影響が大きい場合には、基準値は、前記理想値から変化することになる。
【００５５】
しかしながら、上記の構成によると、前記計数手段にて計数された前記発生頻度から前記基準値が求められるから、再生信号に混入するノイズにおいて有色ノイズの影響が大きい場合でも、再生信号の評価の精度を維持することができる。
【００５６】
なお、上記の何れかの構成の記録媒体の評価装置を、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を用いて復号する記録媒体の再生装置に配備してもよい。この場合、該評価装置を用いて、再生信号の品質が最良となるように、再生装置の各部を調整することができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明する。なお、本実施形態では、記録媒体として光磁気ディスクを使用し、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ（１，２，１）を採用する場合について説明する。
【００５８】
図１は、本実施形態に係る光磁気ディスクの評価装置において、光磁気ディスクの再生信号を処理する主要部分を示している。光磁気ディスク１は、スピンドルモータ２により回転駆動される。
【００５９】
光磁気ディスク１には、ピックアップ４に設けられた半導体レーザ等の発光素子（図示せず）から出射され、対物レンズ３により集光された光ビームが照射される。照射された光ビームは、光磁気ディスク１の記録面にて反射されて、ピックアップ４に設けられたフォトダイオード等の受光素子（図示せず）により検出され、電気信号に変換される。変換された電気信号は、光磁気信号、制御信号等に分離される。
【００６０】
光磁気信号は、波形処理器５にて振幅やオフセットが調整され、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換器６にてデジタルデータに変換されて、復号器７に出力される。
【００６１】
復号器７は、入力されたデジタルデータをＰＲＭＬ方式により復号する。復号されたデータは、誤り訂正器８にて誤り訂正された後、コントローラ９に出力される。また、復号器７は、復号過程で得られた情報、具体的には、上記の式（１）および（２）に示されるブランチメトリックの累積値（尤度）を差メトリック演算器１０（尤度差算出手段）に出力する。
【００６２】
差メトリック演算器１０は、上記の式（３）または（４）に示される差メトリック（尤度差）を演算する。ここで、式（３）および（４）の何れを選択するかは、何れのブランチが正しいかに依存する。従って、差メトリックを正確に求めるためには、真の記録データ系列、すなわち光磁気ディスク１に記録する前の符号ビット系列を予め知っている必要がある。
【００６３】
そこで、本実施形態では、前記記録データ系列を生成する記録データ生成器１３が配備されている。記録データ生成器１３は、生成した記録データ系列を差メトリック演算器１０に出力する。これにより、差メトリック演算器１０は、式（３）および（４）の何れかを選択して差メトリックを演算することができる。
【００６４】
なお、評価対象であるビットエラーレートは、最悪の場合でも、１Ｅ−３（１０-3）程度であるため、復号エラーによる影響はごく小さい。このため、真の記録データ系列の代わりに、復号器７にて復号される復号ビット系列を使用してもよい。この場合、真の記録データ系列が不明であっても、差メトリックを求めることが可能であり、再生信号の品質を評価することができる。従って、記録データ生成器１３を配備する必要はなくなる。
【００６５】
差メトリック演算器１０にて演算された差メトリックは、σ演算器１１（指標算出手段）に出力される。σ演算器１１には、前記差メトリックと、μ値生成器１４にて生成された値μ（基準値）とが入力される。μ値生成器１４にて生成される値μは、本実施形態では固定値であり、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ符号における差メトリックの最小の理想値１．５である。
【００６６】
本実施形態では、前記の値μ以下である差メトリックの分布が正規分布であり、該正規分布の平均値がμであるとしている。この場合、標準偏差σは、以下の式で算出できる。
σ＝｛（μ以下の差メトリック値−μ）2 の和／μ以下のデータ数｝1/2
・・・（６）
従って、σ演算器１１は、差メトリック演算器１０から入力される差メトリックのうち、μ＝１．５以下であるものを選択して、式（６）の演算を行ない、これにより標準偏差σを算出する。算出した標準偏差σは、判定器１２に入力される。このとき、平均値μ＝１．５を判定器１２に入力してもよい。
【００６７】
判定器１２は、入力された標準偏差σとμ＝１．５とから、式（５）を用いてビットエラーレートＢＥＲを算出することにより、再生信号の品質が所定のエラーレート以下であるか否かが判定される。なお、本実施形態では、平均値μが固定値（１．５）であるから、予め、標準偏差σとビットエラーレートＢＥＲとの対応関係を算出しておき、判定器１２が標準偏差σから直ちに再生信号の品質を判定してもよい。
【００６８】
図２は、本実施形態の適用例を示すものであり、受光素子にて受光した反射レーザ光のパワー（再生パワー）（単位：ｍＷ）をパラメータとして、ビットエラーレートＢＥＲと標準偏差σとをプロットしたものである。同図を参照すると、標準偏差σが０．４５程度以下であれば、ビットエラーレートＢＥＲが５Ｅ−４以下となり、品質が良好な再生信号を得ることができる。
【００６９】
従って、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置では、刻々と再生される信号に対して、最小の理想値（μ＝１．５）以下の差メトリックについて理想値に対する標準偏差σが算出され、測定範囲（例えば１セクタ）毎に、再生信号の評価が行なわれる。従って、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、理想値以下となる差メトリックの数（データ数）および二乗偏差（（μ以下の差メトリック値−μ）2 ）の和のみを保持すればよく、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法のように、測定範囲分の差メトリックを保持する必要はない。
【００７０】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の他の実施の形態について、図３および図４に基づいて説明する。なお、上記した実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７１】
上記の実施形態では、差メトリックの理想値を平均値μとして標準偏差σを算出した。しかしながら、再生信号に混入するノイズが白色ノイズに近い場合には、理想値を用いることで問題ないが、有色ノイズの影響が大きい場合には、差メトリック分布のピークとなる位置での差メトリックの値が変化する。この場合、平均値μを固定値としている上記の実施形態では、評価の精度が低下するおそれがある。
【００７２】
そこで、本実施形態では、差メトリックに対する発生頻度を計測し、発生頻度の最も高い差メトリック（最頻値）を平均値μ（基準値）として、標準偏差σを演算している。
【００７３】
図３は、本実施形態に係る光磁気ディスクの評価装置において、光磁気ディスクの再生信号を処理する主要部分を示している。本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、図１に示す光磁気ディスクの評価装置に比べて、ヒストグラム生成器（計数手段）１５が追加される点と、μ値生成器１４とは生成する平均値μが異なるμ値生成器１６を備える点が異なり、その他の構成は同様である。
【００７４】
ヒストグラム生成器１５は、差メトリック演算器１０から差メトリックが入力され、入力された差メトリックを、例えば、図４に示すような発生頻度の度数分布として記憶する。
【００７５】
図４に示す度数分布は、差メトリックの小数点第２位を四捨五入等することにより差メトリックを丸め込み、これにより差メトリックを０．１ごとに刻み、この刻みごとの発生頻度を計数することにより得られたものである。例えば、差メトリックが１．４５以上１．５５未満であれば、１．５として計数し、１．５５以上１．６５未満であれば、１．６として計数している。
【００７６】
この刻みの幅を広くすれば、ヒストグラム生成器１５において差メトリックの度数分布を保持するための記憶容量を少なくすることができるが、平均値μや標準偏差σの精度が低下し、光磁気ディスクの評価の精度が低下することになる。反対に、前記刻みの幅を狭くすれば、前記記憶容量を多くする必要があるが、前記評価の精度が上昇する。従って、必要とされる前記評価の精度に応じて、適当な前記刻みの幅が選択される。
【００７７】
また、ヒストグラム生成器１５は、入力された差メトリックをσ演算器１１に出力する。なお、図１に示す実施形態のように、差メトリック演算器１０からの差メトリックをσ演算器１１に直接出力してもよい。
【００７８】
また、ヒストグラム生成器１５は、差メトリックに対する発生頻度の度数分布を表示器（図示せず）に出力する。該表示器は、ヒストグラム生成器１５からの前記度数分布に基づいて、図４に示すようなヒストグラムを表示する。
【００７９】
μ値生成器１６は、ヒストグラム生成器１５における前記度数分布を参照して、発生頻度の最も高い差メトリックを平均値μとして生成し、σ演算器１１に出力する。なお、μ値生成器１６におけるこの機能をヒストグラム生成器１５にて行なってもよい。
【００８０】
上記構成の光磁気ディスクの評価装置において、差メトリック演算器１０にて算出された差メトリックがヒストグラム生成器１５に出力され、ヒストグラム生成器１５にて、差メトリックがσ演算器１１に出力されるとともに、差メトリックに対応して発生頻度が計数される。
【００８１】
このとき、μ値生成器１６は、ヒストグラム生成器１５にて保持される差メトリックに関する発生頻度の度数分布を参照して、その最頻値を選択し、平均値μとしてσ演算器１１に出力する。
【００８２】
以下、図１に示す実施形態と同様に、σ演算器１１にて式（５）に基づいて標準偏差σが算出され、判定器１２にて、標準偏差σのみ、または標準偏差σおよび平均値μに基づいて、測定範囲ごとに再生信号の品質が判定される。
【００８３】
従って、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、平均値μ以下となる差メトリックの数（データ数）と、二乗偏差（（μ以下の差メトリック値−μ）2 ）の和と、差メトリックの発生頻度の度数分布とを保持すればよく、前記特開平１０−２１６５１号公報に記載の評価手法のように、測定範囲分の差メトリックを保持する必要はない。
【００８４】
また、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置は、差メトリックに対する発生頻度を計測し、最頻値を平均値μとして標準偏差σを演算しているから、再生信号に有色ノイズが大きく影響している場合であっても、再生信号の評価の精度を維持することができる。
【００８５】
また、本実施形態の光磁気ディスクの評価装置では、差メトリックに対する発生頻度の度数分布が表示部に表示されるから、使用者は、標準偏差σによる再生信号の品質判定結果だけでなく、再生信号の品質を視覚的に認識することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、最小ランレングスを１に制限した（１，７）ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ（１，２，１）を採用している。この条件から、理想的な再生信号における差メトリックの分布が図７に示すような分布となる。そして、同図より、発生頻度の最も高い差メトリック（最頻値）が最小の理想値であることから、最頻値を平均値μとして標準偏差σを演算している。
【００８７】
従って、最小ランレングス、ＲＬＬ符号、ＰＲＭＬ方式などの条件によっては、最頻値が最小の理想値とはならない場合もあり得る。この場合には、最小の理想値以下、または最小の理想値付近の値となる差メトリックの発生頻度を計測して最頻値を求め、求めた最頻値を平均値μとして標準偏差σを演算すれば、上記の効果が得られる。
【００８８】
また、上記の実施形態では、記録媒体として光磁気ディスクを使用しているが、ＤＶＤ等の光ディスク、ハードディスク等の磁気ディスク等、その他の大容量高密度の記録媒体にも同様に適用することができる。
【００８９】
また、上記の実施形態の光磁気ディスクの評価装置に対して、スピーカ等の音声出力手段やディスプレイ等の画像表示手段を配備することにより、光磁気ディスクの再生装置とすることができ、さらに、光磁気ディスクへの記録手段を配備することにより、光磁気ディスクの記録再生装置とすることができる。
【００９０】
この場合、評価装置の構成部分を利用して、再生信号の品質が最良となるように、再生装置または記録再生装置の各部を調整することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の記録媒体の評価方法は、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価方法であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求め、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差を特定して基準値とし、前記尤度差のうち前記基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を算出している。
【００９２】
これにより、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。また、簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９３】
また、本発明の記録媒体の評価方法は、以上のように、上記の方法において、前記基準値は、尤度差の理想値である。
【００９４】
これにより、前記基準値として、固定値である前記理想値を用いているので、より簡単な処理で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９５】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、以上のように、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価装置であって、前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求める尤度差算出手段と、前記尤度差のうち基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を逐次算出する指標算出手段とを備える構成であり、前記基準値は、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差である。
【００９６】
これにより、尤度差の発生頻度の度数分布が単一のピークを有する正規分布ではなくても、再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。また、簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９７】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、以上のように、上記の構成において、前記基準値は、尤度差の理想値である。
【００９８】
これにより、前記基準値として、固定値である前記理想値を用いているので、より簡単な構成で再生信号の評価を行なうことができるという効果を奏する。
【００９９】
また、本発明の記録媒体の評価装置は、以上のように、上記の構成において、前記尤度差算出手段により求められた前記尤度差の発生頻度を計数する計数手段をさらに備える構成であり、前記指標算出手段にて用いられる前記基準値は、前記計数手段にて計数された前記発生頻度から求められるものである。
【０１００】
これにより、再生信号に混入するノイズにおいて有色ノイズの影響が大きい場合でも、再生信号の評価の精度を維持できるという効果を奏する。
【０１０１】
なお、上記の何れかの構成の記録媒体の評価装置を、記録媒体からの再生信号を最尤復号法を用いて復号する記録媒体の再生装置に配備してもよい。この場合、該評価装置を用いて、再生信号の品質が最良となるように、再生装置の各部を調整できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る光磁気ディスクの評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態を用いて算出されるビットエラーレートおよび標準偏差について、受光素子における再生パワーに対する変化を示すグラフである。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る光磁気ディスクの評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、図３に示すヒストグラム生成器において生成される度数分布を示すヒストグラムである。
【図５】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、単一のピークを有する度数分布を示すグラフである。
【図６】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、複数のピークを有する度数分布を示すグラフである。
【図７】差メトリックに対する発生頻度の度数分布であって、差メトリックが理想値である場合の度数分布を示すヒストグラムである。
【符号の説明】
１ 光磁気ディスク（記録媒体）
１０ 差メトリック演算器（尤度差算出手段）
１１ σ演算器（指標算出手段）
１５ ヒストグラム生成器（計数手段）
Claims (6)
- 記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価方法であって、
前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求め、
前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差を特定して基準値とし、
前記尤度差のうち前記基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を算出することを特徴とする記録媒体の評価方法。 - 前記基準値は、尤度差の理想値であることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体の評価方法。
- 記録媒体からの再生信号を最尤復号法を利用して評価する記録媒体の評価装置であって、
前記最尤復号法により算出される尤度どうしを減算して、尤度差を求める尤度差算出手段と、
前記尤度差のうち基準値以下のものについて、前記基準値を平均値とみなして、該平均値に対する前記尤度差の偏差から、前記再生信号の評価の指標を逐次算出する指標算出手段とを備えており、
前記基準値は、前記尤度差に対する発生頻度の度数分布における複数のピーク位置の尤度差のうち、最小となる尤度差であることを特徴とする記録媒体の評価装置。 - 前記基準値は、尤度差の理想値であることを特徴とする請求項３に記載の記録媒体の評価装置。
- 前記尤度差算出手段により求められた前記尤度差の発生頻度を計数する計数手段をさらに備えており、
前記指標算出手段にて用いられる前記基準値は、前記計数手段にて計数された前記発生頻度から求められることを特徴とする請求項３に記載の記録媒体の評価装置。 - 記録媒体からの再生信号を最尤復号法を用いて復号する記録媒体の再生装置であって、請求項３から５の何れか１項に記載の記録媒体の評価装置を備えることを特徴とする記録媒体の再生装置。
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