JP5050805B2 - 信号品質測定装置、方法、及び、情報記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号品質測定装置、方法、及び、情報記録再生装置に関し、更に詳しくは、情報記録媒体から読み出した信号の信号品質評価指標を求める信号品質測定装置、方法、及び、情報記録再生装置に関する。

近年、情報記録媒体は高密度化が進み、再生信号処理における改善方法として、隣接データの符号間干渉を考慮したＰＲＭＬ（Partial Response Most Likelihood）方式が用いられるようになった。このＰＲＭＬを用いて性能を改善していく手段として、ＳＡＭ（Sequenced Amplitude Margin）がある。ＳＡＭは、理想パスと誤りパスとの２本のパス間のパスメトリックの差（理想信号に対する入力信号の誤差）として定義される値である。ＳＡＭについては、例えば特許文献１や特許文献２をはじめ、各種特許文献に詳しく説明されている。

情報記録再生装置では、上記ＳＡＭを統計処理することで性能の改善を行っている。具体的には、ＳＡＭを用いて、再生系では等化器のタップ係数を最適化し、記録系では記録ストラテジの調整を行っている。ＳＡＭは、次式で求まる。

ここで、Ａ_ｉは理想波形、Ｂ_ｉは誤り波形、Ｄ_ｉは等化波形を示している。この関係を、図１５に図示する。ここでの２本のパスとは、理想波形と誤り波形のことであり、分岐から合流に至るパス間の等化波形値からＳＡＭを求めることができる。

上記式１は、展開して簡略化すると、下記式２になる。

これを、図１５の２本のパス間の４点のサンプルで表現すると、下記式３になる。
ＳＡＭ＝１Ｚ_３＋２Ｚ_２＋２Ｚ_１＋１Ｚ_０ （３）
式３にて、Ｚ_ｉは等化信号であり、４点の等化信号値にＰＲ等化クラスであるＰＲ１２２１の１，２，２，１という係数を乗じて足し合わせた値がＳＡＭになる。また、Ｚ_ｉを等化信号から理想信号を減算した等化誤差信号（Ｅ_ｉ）としても、値は異なるが同じ比率関係を持った結果を得ることができる。

ＳＡＭの演算は、比較的簡易な構成で実現できる。例えば、ＰＲ等化クラスがＰＲ（ａｂｂａ）とすると、ＳＡＭ延在回路は、ａ，ｂ，ｂ，ａという係数のＦＩＲフィルタで構成できる。
特開２００３−２４９０３９号公報 特開２００６−２６９０４５号公報

情報記録再生装置では、実際のＰＲＭＬ処理と連動してＳＡＭを求めることは、比較的容易である。しかしながら、ＰＲＭＬ処理とは別の後段でＳＡＭを求めることは容易ではない。何故なら、理想波形は分かっても、誤り波形は理想波形のどちら側にずれたものか分からないからである。これを、図１６を用いて説明する。等化波形のデータ系列をＤ_ｉとし、理想波形のデータ系列をＡ_ｉとする。理想波形Ａ_ｉに対して、誤り波形は、紙面向かって右側にずれたデータ系列Ｂ_ｉと左側にずれたデータ系列Ｃ_ｉとの２つが考えられるが、理想波形Ａ_ｉからのみでは、何れを用いればよいかがわからない。つまり、Ｚ_３、Ｚ_２、Ｚ_１、Ｚ_０の４サンプルを用いるのか、Ｚ_４、Ｚ_３、Ｚ_２、Ｚ_１の４サンプルを用いるのか分からないので、正しいＳＡＭを求めることができない。

ＳＡＭを用いて性能改善する方法は各種提案されている。しかし、ＳＡＭの演算には、ＰＲＭＬ処理との連動が必要であり、後段での別の信号処理では、正しくＳＡＭを求めることができない場合がある。また、ＳＡＭを性能指標とする場合は、常にＳＡＭを性能指標として用い、マークからスペースへの遷移、又は、スペースからマークへの遷移に際して、その組合せに応じて性能指標を切り替えることはなかった。マークとスペースのペア、又は、スペースとマークのペアの観点からは、ＳＡＭが常に最適な性能指標となるわけではなく、他の適切な性能指標を用いた方が良い場合がある。

本発明は、マークからスペースへの遷移、及び、スペースからマークへの遷移に際して、マーク長又はスペース長の組合せに応じた性能指標を選択できる信号品質測定装置、情報記録再生装置、及び、信号品質測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の信号品質測定装置は、情報記録媒体から読み出した情報信号を、所定のＰＲ等化クラスによるＰＲＭＬ方式を用いて等化・復調し、マークとスペースとに対応する２値化信号を生成する２値化信号生成手段を備える情報記録再生装置における信号品質を測定する信号品質測定装置であって、相互に異なる、第１、第２、及び第３の信号品質評価指標で前記情報信号の、第１、第２、第３の信号品質評価指標値をそれぞれ算出する、第１、第２、及び第３の信号品質算出手段と、前記２値化信号に基づいて、マークからスペースへの遷移及びスペースからマークへの遷移に際して、遷移前後での記録長の組合せを判別する判別手段と、前記遷移前後での記録長の組合せをｍＴ、ｎＴ（ｍ、ｎはｄを最小ランレングスとしてｄ＋１以上の整数、Ｔはチャネルクロック）として、前記組合せが、ｍがｄ＋１でかつｎがｄ＋１である第１の組合せのときは前記第１の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎの一方がｄ＋１でかつ他方がｄ＋１よりも大きい第２の組合せのときは前記第２の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎが共にｄ＋１よりも大きい第３の組合せのときは前記第３の信号品質算出手段を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。

本発明の情報記録再生装置は、情報記録媒体から読み出した情報信号を、所定のＰＲ等化クラスによるＰＲＭＬ方式を用いて等化・復調し、マークとスペースとに対応する２値化信号を生成する２値化信号生成手段と、相互に異なる、第１、第２、及び第３の信号品質評価指標で前記情報信号の、第１、第２、第３の信号品質評価指標値をそれぞれ算出する、第１、第２、及び第３の信号品質算出手段と、前記２値化信号生成手段が生成する２値化信号に基づいて、マークからスペースへの遷移及びスペースからマークへの遷移に際して、遷移前後での記録長の組合せを判別する判別手段と、前記遷移前後での記録長の組合せをｍＴ、ｎＴ（ｍ、ｎはｄを最小ランレングスとしてｄ＋１以上の整数、Ｔはチャネルクロック）として、前記組合せが、ｍがｄ＋１でかつｎがｄ＋１である第１の組合せのときは前記第１の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎの一方がｄ＋１でかつ他方がｄ＋１よりも大きい第２の組合せのときは前記第２の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎが共にｄ＋１よりも大きい第３の組合せのときは前記第３の信号品質算出手段を選択する選択手段と、前記選択手段が出力する信号品質評価指標値を、前記記録長の組合せに応じて区分し、区分ごとに前記第１、第２、又は第３の信号品質評価指標の平均、分散、及び、標準偏差の少なくとも１つを求める統計処理器と、前記統計処理器より、前記第１、第２、及び第３の信号品質評価指標それぞれの平均、分散、及び、標準偏差の少なくとも１つを取得し、記録すべきデータのマーク及びスペースの組合せに応じた記録ストラテジを調整する記録ストラテジ調整器とを有することを特徴とする。

本発明の信号品質測定方法は、情報記録媒体から読み出した情報信号を、所定のＰＲ等化クラスによるＰＲＭＬ方式を用いて等化・復調し、マークとスペースとに対応する２値化信号を生成するステップと、相互に異なる、第１、第２、及び第３の信号品質評価指標で前記情報信号の、第１、第２、第３の信号品質評価指標値を算出するステップと、前記２値化信号に基づいて、マークからスペースへの遷移及びスペースからマークへの遷移に際して、遷移前後での記録長の組合せを判別するステップと、前記遷移前後での記録長の組合せをｍＴ、ｎＴ（ｍ、ｎはｄを最小ランレングスとしてｄ＋１以上の整数、Ｔはチャネルクロック）として、前記組合せが、ｍがｄ＋１でかつｎがｄ＋１である第１の組合せのときは前記第１の信号品質評価指標を選択し、ｍ、ｎの一方がｄ＋１でかつ他方がｄ＋１よりも大きい第２の組合せのときは前記第２の信号品質評価指標を選択し、ｍ、ｎが共にｄ＋１よりも大きい第３の組合せのときは前記第３の信号品質評価指標を選択するステップとを有することを特徴とする。

本発明の信号品質測定装置、方法、及び、情報記録再生装置では、マークからスペースへの遷移、及び、スペースからマークへの遷移に際して、マーク長又はスペース長の組合せに応じた性能指標を選択できる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の信号品質測定装置を含む情報記録再生装置を示している。情報記録再生装置は、ヘッド装置（ＰＵＨ）１０２、Ａ／Ｄ変換器１０３、等化器１０４、ビタビ復号器１０５、遅延器１０６、理想信号生成器１０７、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８、等化誤差算出器１０９、ＳＡＭ演算器１１０、ＰＳＡＭ演算器１１１、ＭＳＡＭ演算器１１２、選択器１１３、統計処理器１１４、記録データ生成器１1５、及び、記録ストラテジ調整器１１６を有する。

情報記録媒体であるディスク１０１に記録された信号は、ヘッド装置１０２によって読み出される。読み出されたアナログ再生信号は、Ａ／Ｄ変換器１０３でデジタル再生信号に変換される。デジタル再生信号は、等化器１０４で、使用するＰＲ等化クラスに応じた波形へと等化され、ビタビ復号器１０５、遅延器１０６へと送られる。ビタビ復号器１０５は、デジタル再生信号を、ビタビアルゴリズムに従って２値化信号に復号する。復号された２値化信号は、理想信号生成器１０７及びｍＴｎＴ遷移検出器１０８へと送られる。

理想信号生成器１０７は、ビタビ復号器１０５での復号結果を基に、ＰＲ等化の応答特性に応じた理想信号を生成する。等化誤差算出器１０９は、理想信号と、等化器１０４の出力を遅延器１０６にて理想信号の生成に要する時間分だけ遅延した信号（等化信号）とから、等化信号と理想信号との差分である等化誤差信号を算出する。等化誤差信号は、３種の信号品質算出手段（ＳＡＭ演算器１１０、ＰＳＡＭ演算器１１１、及び、ＭＳＡＭ演算器１１２）へ送られる。ＳＡＭ演算器１１０、ＰＳＡＭ演算器１１１、及び、ＭＳＡＭ演算器１１２は、それぞれＳＡＭ、ＰＳＡＭ、ＭＳＡＭを演算する。これらの詳細については後述する。

ｍＴｎＴ遷移検出器１０８は、ＳｐａｃｅからＭａｒｋへの遷移、又は、ＭａｒｋからＳｐａｃｅへの遷移における、遷移前後での記録長の組合せを検出する。つまり、遷移前のマーク又はスペースの記録長（ｍＴ：Ｔはチャネルクロック）と、遷移後のスペース又はマークの記録長（ｎＴ）の組合せを検出する。選択器１１３は、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８での検出結果を受けて、３つの信号品質評価指標（ＳＡＭ、ＰＳＡＭ、ＭＳＡＭ）の各演算結果から何れかを選択する。統計処理器１１４は、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８での検出結果に従って、選択器１１３の出力を所定の記録長の組合せごとに区分し、区分ごとに、平均や分散、標準偏差などを算出する。

統計処理器１１４の処理結果は、記録系へフィードバックされる。記録ストラテジ調整器１１６は、記録データ生成器１１５が生成した記録データに対し、ＳｐａｃｅとＭａｒｋのペア、ＭａｒｋとＳｐａｃｅのペアのｍＴｎＴの遷移の組み合わせに応じてストラテジ調整を行う。これにより、記録信号の品質改善を行う。

ＰＲＭＬ処理とは別の後段にて処理を行う場合、図１６にて、ＳＡＭを演算する際に選択するＺ_ｉ、又は、Ｅ_ｉは規定できないことを示した。ここで、再度確認する。図１６では、理想波形より１時刻早い方と遅い方とに誤り波形が存在している。ＳＡＭは、理想波形（Ａ_ｉ）と誤り波形１（Ｂ_ｉ）との間と、理想波形（Ａ_ｉ）と誤り波形２（Ｃ_ｉ）との間でそれぞれ求めることができる。式で示すと、下記式４と式５となる。
ＳＡＭ１＝１Ｚ_３＋２Ｚ_２＋２Ｚ_１＋１Ｚ_０ （４）
ＳＡＭ２＝１Ｚ_４＋２Ｚ_３＋２Ｚ_２＋１Ｚ_１ （５）
つまり、ＳＡＭ２は、ＳＡＭ１より１時刻分ずれた結果になる。式４、式５にて、同じ項同士を足し合わせると、下記式６になる。
ＰＳＡＭ＝１Ｚ_４＋３Ｚ_３＋４Ｚ_２＋３Ｚ_１＋１Ｚ_０ （６）

式６が表す値は、中央レベルに位置するＺ_２を中心に、前後２点を含んだ計５点の等化波形値に各係数を乗じて足し合わせた値である。このようにすることで、本当の誤り波形が誤り波形１（Ｂ_ｉ）であろうと誤り波形２（Ｃ_ｉ）であろうと、双方のＺ_ｉを含んだ演算値を求めることができる。この値も、理想的には等化波形＝理想波形となることから、どのような値になるかは定義できるので、ＳＡＭ同様に信号品質評価指標となる。なお、ＰＳＡＭも、ＳＡＭ同様、等化波形値（Ｚ_ｉ）を等化誤差値（Ｅ_ｉ）で表してもよい。

具体的使用例として、図２を示す。これは最小ランレングスがｄ＝１の例で、ＰＲＭＬ処理した結果、Ｓｐａｃｅ４ＴからＭａｒｋ４Ｔへ遷移するＳｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔの組み合わせとなった結果である。この場合の誤り波形として考えられるのは、Ｓｐａｃｅ３Ｔ、Ｍａｒｋ５Ｔの組み合わせか、Ｓｐａｃｅ５Ｔ、Ｍａｒｋ３Ｔの組み合わせである。どちらがＰＲＭＬ処理で誤り波形であったかは分からないので、両波形を組み合わせた５つのサンプルからＰＳＡＭを求める。そして、Ｓｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔの組み合わせで求まるＰＳＡＭを統計処理し、より良い記録状態となるように、記録時にＳｐａｃｅ４ＴからＭａｒｋ４Ｔに遷移するエッジ部の記録タイミングを調整するなどして性能改善を図る。ここでの統計処理は、平均や分散、標準偏差などを求める処理であり、その他、各種方式も考えられる。性能とほぼ比例するような結果が得られるものであれば、どのようなものでも構わない。

上記はＳｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔの組み合わせを示したが、Ｍａｒｋ４Ｔ、Ｓｐａｃｅ４ＴのようにＭａｒｋ、Ｓｐａｃｅの組み合わせでも同様な結果が得られる。また、４Ｔ、４Ｔの組み合わせを示したが、他のｍＴ、ｎＴ（ｍ、ｎは１以上の整数）の組み合わせでも同様に対応できる。図３に、最小ランレングスがｄ＝１のＳｐａｃｅ３Ｔ、Ｍａｒｋ５Ｔの組み合わせを示す。誤り波形１は、Ｓｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔの組み合わせであり、誤り波形２は、Ｓｐａｃｅ２Ｔ、Ｍａｒｋ６Ｔの組み合わせである。これも上述と同様の演算を行い、Ｓｐａｃｅ３Ｔ、Ｍａｒｋ５Ｔの組み合わせに対するＰＳＡＭを統計処理して記録系にフィードバックすることで、性能改善を図ることができる。

しかしながら、ＰＳＡＭを使う際、ｍＴ、ｎＴの組み合わせによっては不適な組み合わせがある。これを、図４を用いて説明する。図４は、図３と同じＳｐａｃｅ３Ｔ、Ｍａｒｋ５Ｔの組み合わせを示したものであるが、最小ランレングスがｄ＝２なので、マーク及びスペースの最小値は３Ｔとなり、２ＴのＳｐａｃｅ、Ｍａｒｋが存在しないことになる。ＤＶＤ等のフォーマットでは、最小ランレングスがｄ＝２であり、２Ｔが有り得ないので、図４では誤り波形は１つしか存在せず、誤り波形２は存在しないことになる。よって、２つのパス間には４点の等化信号しか存在しなくなりＰＳＡＭを用いることができない。

また、図５にＳｐａｃｅ２Ｔ、Ｍａｒｋ６Ｔの組み合わせを示す。ここでは、最小ランレングスがｄ＝１なのでマーク及びスペースの最小値は２Ｔとなり、１ＴのＳｐａｃｅ、Ｍａｒｋが存在しないことになる。ＨＤ ＤＶＤ、ＢＤなどのフォーマットでは、最小ランレングスがｄ＝１であり、１Ｔが有り得ないので誤り波形２が存在しないことになる。よって、２つのパス間には４点の等化信号しか存在しなくなりＰＳＡＭを用いることができない。図４や図５の例のように、ＰＳＡＭ演算が不適な場合には、ＳＡＭ演算を行う。図４も図５も誤り波形２が無いということは、理想波形と１つの誤り波形だけということであり、ＰＲＭＬ処理と同様のＳＡＭを演算できる。

次に、図６に、ｄ＝２のＳｐａｃｅ３Ｔ、Ｍａｒｋ３Ｔの組み合わせを示す。また、図７に、ｄ＝１のＳｐａｃｅ２Ｔ、Ｍａｒｋ２Ｔの組み合わせを示す。これらは、何れも最短Ｓｐａｃｅ長と最短Ｍａｒｋ長との組み合わせであり、この組み合わせだけに着目すると、理想波形は示せるが誤り波形は示せない。従って、これら場合では、ＰＳＡＭを求めることができないだけでなく、ＳＡＭを求めることもできない。そこで、別の信号品質評価指標を定義する。

ＰＲ等化クラスをＰＲ１２２１とすると、ＳＡＭを求める係数は１，２，２，１であり、ＰＳＡＭの係数は（１，２，２，１，０）＋（０，１，２，２，１）から求めた１，３，４，３，１である。この考え方から、ＳＡＭより係数が１つ少ない評価指標も考えられる。それは、１，１，１である。ＰＳＡＭをＳＡＭから求めるときと同様の考え方で、（１，１，１，０）＋（０，１，１，１）＝１，２，２，１となることから、１，１，１という係数も、ＳＡＭ、ＰＳＡＭと同様の信号品質評価指標となることが分かる。これをＭＳＡＭとして定義し、下記式７で定義する。
ＭＳＡＭ＝１Ｚ_３＋１Ｚ_２＋１Ｚ_１ （７）

式７が表す値は、中央レベルに位置するＺ_２を中心に、前後１点を含んだ計３点の等化波形値に各係数を乗じて足し合わせた値である。この値も、理想的には等化波形＝理想波形となることから、どのような値になるかは定義できるので、ＳＡＭ同様に信号品質評価指標となる。なお、ＭＳＡＭも、ＳＡＭ同様、等化波形値（Ｚ_ｉ）を等化誤差値（Ｅ_ｉ）で表してもよい。また、最短Ｔ同士の組み合わせに対してはＭＳＡＭを用いるとしたが、代わりにもＺ_２での等化誤差値を用いても構わない。また、それ以外に性能に関する値が求められるのであれば、それを用いても構わない。何れにせよ、求めた値から信号品質評価指標を得ることができればよい。

図８に、ＳＡＭ演算器１１０の構成を示し、図９に、ＰＳＡＭ演算器１１１の構成を示す。また、図１０に、ＭＳＡＭ演算器１１２の構成を示す。ＳＡＭ演算器１１０は、等化誤差信号を１クロック分遅延するＤ−ＦＦ（遅延回路）２１と、Ｄ−ＦＦ２１の出力にＰＲ等化クラスに応じた係数を乗算する乗算器２２と、各乗算器２２の出力の総和を求める加算器２３とを有する。ＰＳＡＭ演算器１１１及びＭＳＡＭ演算器１１２の構成も、ＳＡＭ演算器１１０と同様である。

ＳＡＭ演算器１１０は、３つのＤ−ＦＦ２１と４つの乗算器２２とを用いて、ＳＡＭ（式３）を演算する。４つの乗算器２２にて乗じる値は、ａ，ｂ，ｂ，ａである。ＰＳＡＭ演算器１１１は、４つのＤ−ＦＦ２１と５つの乗算器とを用いて、ＰＳＡＭ（式６）を演算する。５つの乗算器２２にて乗じる値は、ａ，（ａ＋ｂ），２ｂ，（ａ＋ｂ），ａである。ＭＳＡＭ演算器１１２は、２つのＤ−ＦＦ２１と３つの乗算器２２とを用いて、ＭＳＡＭ（式７）を演算する。３つの乗算器２２で乗じる値は、ａ，（ｂ−ａ），ａである。何れも、等化信号、又は、等化誤差信号に対し、順次各係数を乗算して足し合わせるだけの簡単な構成で求めることができる。

図１１に、ＳＡＭ、ＰＳＡＭ、ＭＳＡＭの選択時の手順を示す。まず、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８により、遷移前後の記録長の組合せ（ｍＴ、ｎＴの組合せ）を検出する（ステップＳ１）。つまり、何Ｔのスペース又はマークから、何Ｔのマーク又はスペースへ遷移したかを検出する。選択器１１３は、最小ランレングスをｄとして、ｍ＝ｄ＋１で、かつ、ｎ＝ｄ＋１であるか否かを判定する（ステップＳ２）。選択器１１３は、ｍ＝ｄ＋１で、かつ、ｎ＝ｄ＋１のときは、ＭＳＡＭ演算器１１２の出力を、統計処理器１１４に出力する（ステップＳ３）。選択器１１３は、ステップＳ２にて、ｍ≠ｄ＋１又はｎ≠ｄ＋１と判断したときは、ｍ、ｎの一方がｄ＋１と一致するか否かを判断する（ステップＳ４）。選択器１１３は、ｍ＝ｄ＋１又はｎ＝ｄ＋１のときは、ＳＡＭ演算器１１０の出力を統計処理器１１４に出力し（ステップＳ５）、ｍ≠ｄ＋１で、かつ、ｎ≠ｄ＋１のときは、ＰＳＡＭ演算器１１１の出力を統計処理器１１４に出力する（ステップＳ６）。

例えば、情報記録媒体がＨＤ ＤＶＤやＢＤのときは、最小ランレングスがｄ＝１であるので、ｍ＝２で、かつ、ｎ＝２、つまり、２Ｔ（マーク又はスペース）、２Ｔ（スペース又はマーク）の組合せではＭＳＡＭを選択し、ｍ＝２でｎ≠２、又は、ｍ≠２でｎ＝２、つまり、何れか一方が２Ｔである組合せではＳＡＭを選択し、それ以外のときはＰＳＡＭを選択する。また、情報記録媒体がＤＶＤのときは、最小ランレングスがｄ＝２であるので、ｍ＝３で、かつ、ｎ＝３、つまり、３Ｔ（マーク又はスペース）、３Ｔ（スペース又はマーク）の組合せではＭＳＡＭを選択し、ｍ＝３でｎ≠３、又は、ｍ≠３でｎ＝３、つまり、何れか一方が３Ｔである組合せではＳＡＭを選択し、それ以外のときはＰＳＡＭを選択する。

ｍＴ、ｎＴの組み合わせを、ここでは（ｍＴ，ｎＴ）と表現することとする。最小ランレングスｄをｄ＝１とすると、最短波形は２Ｔとなり、次いで、３Ｔ、４Ｔと増加していく。理想波形では、４Ｔになって初めて最大振幅まで達し、５Ｔ以上は４Ｔと同じ波形であとは最大振幅でのサンプルが増えるだけである。そこで、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８にて、遷移前後の記録長ｍＴ、ｎＴが、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ以上であるかを検出する。この場合、ｍＴ、ｎＴで各３つずつの選択候補があるので、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８で検出する組合せには、計９種類の組合せが存在することになる。選択器１１３は、（２Ｔ，２Ｔ）ではＭＳＡＭを選択し、（２Ｔ，３Ｔ）、（２Ｔ，４Ｔ以上）、（３Ｔ，２Ｔ）、（４Ｔ以上，２Ｔ）ではＳＡＭを選択し、（３Ｔ，３Ｔ）、（３Ｔ，４Ｔ以上）、（４Ｔ，３Ｔ）、（４Ｔ以上，４Ｔ以上）ではＰＳＡＭを選択する。

統計処理器１１４は、選択器１１３の出力を、上記９種類の組合せで区分し、各区分について、選択器１１３が出力する品質評価指標（ＳＡＭ、ＰＳＡＭ、ＭＳＡＭ）の平均や分散などの統計値を求める。なお、ここでは、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ以上の組合せで区分することとしたが、区分を細分化して、組み合わせを増やして構わない。すなわち、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８にて、（２Ｔ，２Ｔ）、（２Ｔ，３Ｔ）、（２Ｔ，４Ｔ）、（２Ｔ，５Ｔ）、（２Ｔ，６Ｔ）、・・・を検出し、その組合せごとに選択器１１３の出力を区分してもよい。

本実施形態では、信号品質評価指標として、３つの信号品質評価指標（ＳＡＭ、ＰＳＡＭ、ＭＳＡＭ）を考え、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８が検出した遷移前後の記録長の組合せ（ｍＴ、ｎＴ）に応じて、選択器１１３により、３種の信号品質算出手段（ＳＡＭ演算器１１０、ＰＳＡＭ演算器１１１、ＭＳＡＭ演算器１１２）うちのを何れかを選択する。このようにすることで、ｍＴ、ｎＴの組合せに応じて、それぞれに応じた適切な信号品質評価指標を選択することができる。また、各々の結果を統計処理して記録系へフィードバックすることで、ｍＴ、ｎＴの組み合わせに応じて適切な記録ストラテジを設定することが可能であり、良好な記録ができるようになる。また、本実施形態では、２値化信号と、等化信号又は等化誤差信号があれば信号品質評価指標を算出することが可能であり、ＰＲＭＬ処理との連動は不要である。

以下、具体的な例を示して説明する。ここでは、ｍＴｎＴ遷移検出器１０８にて、Ｓｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔの組み合わせ、すなわち、ｍＴ＝４Ｔ、ｎＴ＝４Ｔを検出したときの動作について説明する。選択器１１３は、（４Ｔ，４Ｔ）が検出されたときは、ＰＳＡＭ演算器１１１の出力を選択する。ＰＳＡＭ演算（式６）におけるＺ_４〜Ｚ_０に等化信号値を用いた場合、等化波形が理想波形と一致するときは、Ｚ_４＝−３０、Ｚ_３＝−２０、Ｚ_２＝０、Ｚ_１＝２０、Ｚ_０＝３０となり、ＰＳＡＭ＝０となる。

等化波形が、理想波形から誤り波形１（Ｓｐａｃｅ５Ｔ、Ｍａｒｋ３Ｔの組み合わせ）に近づき、Ｚ_４＝−３０、Ｚ_３＝−２１、Ｚ_２＝−１、Ｚ_１＝１９、Ｚ_０＝２９となると、ＰＳＡＭ＝−１１となる。また、Ｚ_４＝−３０、Ｚ_３＝−２２、Ｚ_２＝−２、Ｚ_１＝１８、Ｚ_０＝２８となると、ＰＳＡＭ＝−２２となり、Ｚ_４＝−３０、Ｚ_３＝−２３、Ｚ_２＝−３、Ｚ_１＝１７、Ｚ_０＝２７となると、ＰＳＡＭ＝−３３となる。一方、等化波形が、理想波形から誤り波形２（Ｓｐａｃｅ３Ｔ、Ｍａｒｋ５Ｔの組み合わせ）に近づき、例えばＺ_４＝−２９、Ｚ_３＝−１９、Ｚ_２＝１、Ｚ_１＝２１、Ｚ_０＝３０となると、ＰＳＡＭ＝１１となる。また、Ｚ_４＝−２８、Ｚ_３＝−１８、Ｚ_２＝２、Ｚ_１＝２２、Ｚ_０＝３０となると、ＰＳＡＭ＝２２となり、Ｚ_４＝−２７、Ｚ_３＝−１７、Ｚ_２＝３、Ｚ_１＝２３、Ｚ_０＝３０となると、ＰＳＡＭ＝３３となる。

次に、Ｚ_４〜Ｚ_０に等化波形値と理想信号値との差分である等化誤差値（Ｅ_ｉ）を用いた場合を考える。等化波形が理想波形と一致する場合、Ｅ_４＝０、Ｅ_３＝０、Ｅ_２＝０、Ｅ_１＝０、Ｅ_０＝０となり、ＰＳＡＭ＝０となる。等化波形が理想波形から誤り波形１（Ｓｐａｃｅ５Ｔ、Ｍａｒｋ３Ｔの組み合わせ）に近づき、Ｅ_４＝０、Ｅ_３＝−１、Ｅ_２＝−１、Ｅ_１＝−１、Ｅ_０＝−１となると、ＰＳＡＭ＝−１１となる。また、Ｅ_４＝０、Ｅ_３＝−２、Ｅ_２＝−２、Ｅ_１＝−２、Ｅ_０＝−２となると、ＰＳＡＭ＝−２２となり、Ｅ_４＝０、Ｅ_３＝−３、Ｅ_２＝−３、Ｅ_１＝−３、Ｅ_０＝−３となると、ＰＳＡＭ＝−３３となる。一方、等化波形が理想波形から誤り波形２（Ｓｐａｃｅ３Ｔ、Ｍａｒｋ５Ｔの組み合わせ）に近づき、Ｅ_４＝１、Ｅ_３＝１、Ｅ_２＝１、Ｅ_１＝１、Ｅ_０＝０となると、ＰＳＡＭ＝１１となる。また、Ｅ_４＝２、Ｅ_３＝２、Ｅ_２＝２、Ｅ_１＝２、Ｅ_０＝０となると、ＰＳＡＭ＝２２となり、Ｅ_４＝３、Ｅ_３＝３、Ｅ_２＝３、Ｅ_１＝３、Ｅ_０＝０となると、ＰＳＡＭ＝３３となる。

上記から、ＰＳＡＭの演算では、等化波形値を用いたときと、等化誤差値を用いたときとで、同じ結果が得られており、どちらで演算しても良いことが分かる。ただし、これはＺ_２中心としてＺ_４〜Ｚ_０が点対称の場合である。そうでない場合に等化波形値を用いて演算を行うと、オフセットを持った値になる。しかし、そのオフセットを考慮すれば等化誤差値を用いた場合と同じ結果になる。

ＰＳＡＭの演算結果は、理想波形を中心として、誤り波形１に近づくとマイナス値が大きくなり、誤り波形２に近づくとプラス値が大きくなる。ＰＳＡＭの値は、理想波形からのずれに対して直線比例の関係にある。よって、ある期間内におけるＳｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔの組み合わせのＰＳＡＭを平均することで、ディスク上に記録されたＳｐａｃｅ４ＴとＭａｒｋ４Ｔのどちらが長くなっているか判断することができる。すなわち、平均結果がマイナス値であればＳｐａｃｅ４Ｔの方がＭａｒｋ４Ｔより長いと判断でき、平均結果がプラス値であればＭａｒｋ４Ｔの方がＳｐａｃｅ４Ｔより長いと判断できる。

更に、ＰＳＡＭの平均値の絶対値により、マークとスペースとのバランスを判断できる。すなわち、絶対値が大きいほど、マーク／スペースの一方が他方よりも長いと判断でき、小さければ、ほぼ同じ長さであると判断できる。よって、この平均結果を用いることで、記録ストラテジ調整において、Ｓｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔの組み合わせではエッジ部をどちらにどれだけ調整すれば良いか規定することができる。ここでは、ＰＳＡＭの平均結果を用いるとしたが、平均結果ではなく分散や標準偏差を求めても良い。バラツキが少なければ精度良く記録できているということであり、バラツキが大きければＳｐａｃｅ４Ｔ、Ｍａｒｋ４Ｔのエッジ部設定の不適による再生ＰＬＬ性能悪化が発生しているなどと判断することができる。

以上のように、Ｓｐａｃｅ、Ｍａｒｋのペア、Ｍａｒｋ、Ｓｐａｃｅのペアで、ｍＴｎＴの組合せごとに信号品質評価指標を算出し、その平均や分散、標準偏差を求め、その組合せごとに最適な記録ストラテジを選択することで、記録信号全体の品質を高めることができる。

なお、上記では、ＰＲ等化クラスとして、ＰＲ１２２１を用いて説明したが、他のＰＲ等化クラスを用いる場合も同様である。図１２に、ＰＲ１３３１の例を示す。ＰＲ１３３１のときのＳＡＭは、下記式８で表される。
ＳＡＭ＝１Ｚ_３＋３Ｚ_２＋３Ｚ_１＋１Ｚ_０ （８）
また、ＰＳＡＭは、下記式９で表される。
ＰＳＡＭ＝１Ｚ_４＋４Ｚ_３＋６Ｚ_２＋４Ｚ_１＋１Ｚ_０ （９）
ＭＳＡＭは、下記式１０で表される。
ＭＳＡＭ＝１Ｚ_３＋２Ｚ_２＋１Ｚ_１ （１０）
何れも、考え方はＰＲ１２２１のときと同様である。式８から式１０において、等化波形値（Ｚ_ｉ）を等化誤差値（Ｅ_ｉ）で表してもよい。他のＰＲａｂｂａ（ａ、ｂは１以上の整数）でも、同様に規定して求めた評価指標を用いることができる。

次に、ＰＲ等化クラスとして、ＰＲａｂｃｂａを用いた場合を説明する。図１３に、ＰＲ１２２２１の例を示す。この場合も、考え方は、ＰＲ１２２１と同じである。ＳＡＭ、ＰＳＡＭ、ＭＳＡＭは、それぞれ下記式１１、式１２、式１３で表される。
ＳＡＭ＝１Ｚ_４＋２Ｚ_３＋２Ｚ_２＋２Ｚ_１＋１Ｚ_０ （１１）
ＰＳＡＭ＝１Ｚ_５＋３Ｚ_４＋４Ｚ_３＋４Ｚ_２＋３Ｚ_１＋１Ｚ_０ （１２）
ＭＳＡＭ＝１Ｚ_３＋１Ｚ_２ （１３）
ＰＲａｂｃｂａでは、Ｚ_ｉが理想波形の中央レベルと一致せず、前後のサンプルとなる。よって、中央レベルを跨ぐ前後のサンプルを足し合わせたもの、またはその平均値、どちらかのサンプル等で、適宜規定すればよい。ただし、ｄ＝１のときは、２Ｔは２サンプル共、中央レベル値となる。式１１から式１３においても、等化波形値（Ｚ_ｉ）を等化誤差値（Ｅ_ｉ）で置き換えることができる。

続いて、ＰＲ等化クラスとして、ＰＲａｂａを用いた場合を説明する。図１４に、ＰＲ１２１の例を示す。考え方は、ＰＲ１２２１と同じである。ＳＡＭ、ＰＳＡＭ、ＭＳＡＭは、それぞれ下記式１４、式１５、式１６で表される。
ＳＡＭ＝１Ｚ_２＋２Ｚ_１＋１Ｚ_０ （１４）
ＰＳＡＭ＝１Ｚ_３＋３Ｚ_２＋３Ｚ_１＋１Ｚ_０ （１５）
ＭＳＡＭ＝１Ｚ_３＋１Ｚ_２ （１６）
ＰＲａｂａでは、Ｚ_ｉが理想波形の中央レベルと一致せず、前後のサンプルとなる。よって、中央レベルを跨ぐ前後のサンプルを足し合わせたもの、またはその平均値、どちらかのサンプル等で、適宜規定すればよい。式１４から式１６においても、等化波形値（Ｚ_ｉ）を等化誤差値（Ｅ_ｉ）で置き換えることができる。

上記各実施形態では、３つの信号品質算出段を用い、これをマーク／スペース間の遷移の前後での記録長の組合せ（最短マーク／スペース同士の組合せ、何れか一方が最短マーク／スペースの組合せ、それ以外）に応じて使い分けたが、信号品質算出段（信号品質評価指標）の個数は３つには限定されない。３つ以上の信号品質算出手段を用い、それらを、マーク／スペース間の遷移の前後での記録長の組合せに応じて使い分けてもよい。この場合、更なる細分化が可能である。また、信号品質算出手段は、２つであってもかまわない。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の信号品質測定装置、方法、プログラム、及び、情報記録再生装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の一実施形態の信号品質測定装置を含む情報記録再生装置を示すブロック図。 ＰＲ１２２１における４Ｔスペース４Ｔマークの理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２１（最小ランレングスｄ＝１）における３Ｔスペース５Ｔマークの理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２１（最小ランレングスｄ＝２）における３Ｔスペース５Ｔマークの理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２１（最小ランレングスｄ＝１）における２Ｔスペース６Ｔマークの理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２１（最小ランレングスｄ＝２）における３Ｔスペース３Ｔマークの理想波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２１（最小ランレングスｄ＝１）における２Ｔスペース２Ｔマークの理想波形、等化波形を示す図。 ＳＡＭ演算器の構成を示すブロック図。 ＰＳＡＭ演算器の構成を示すブロック図。 ＭＳＡＭ演算器の構成を示すブロック図。 信号品質評価指標選択時の動作手順を示すフローチャート。 ＰＲ１３３１における理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２２１における理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２１における理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２１における理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。 ＰＲ１２２１における理想波形、誤り波形、等化波形を示す図。

符号の説明

２１：Ｄ−ＦＦ（遅延回路）
２２：乗算器
２３：加算器
１０１：ディスク
１０２：ヘッド装置
１０３：Ａ／Ｄ変換器
１０４：等化器
１０５：ビタビ復号器
１０６：遅延器
１０７：理想信号生成器
１０８：ｍＴｎＴ遷移検出器
１０９：等化誤差算出器
１１０：ＳＡＭ演算器
１１１：ＰＳＡＭ演算器
１１２：ＭＳＡＭ演算器
１１３：選択器
１１４：統計処理器
１１５：記録データ生成器
１１６：記録ストラテジ調整器

Claims (7)

1. 情報記録媒体から読み出した情報信号を、所定のＰＲ等化クラスによるＰＲＭＬ方式を用いて等化・復調し、マークとスペースとに対応する２値化信号を生成する２値化信号生成手段を備える情報記録再生装置における信号品質を測定する信号品質測定装置であって、
   相互に異なる、第１、第２、及び第３の信号品質評価指標で前記情報信号の、第１、第２、第３の信号品質評価指標値をそれぞれ算出する、第１、第２、及び第３の信号品質算出手段と、
   前記２値化信号に基づいて、マークからスペースへの遷移及びスペースからマークへの遷移に際して、遷移前後での記録長の組合せを判別する判別手段と、
   前記遷移前後での記録長の組合せをｍＴ、ｎＴ（ｍ、ｎはｄを最小ランレングスとしてｄ＋１以上の整数、Ｔはチャネルクロック）として、前記組合せが、ｍがｄ＋１でかつｎがｄ＋１である第１の組合せのときは前記第１の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎの一方がｄ＋１でかつ他方がｄ＋１よりも大きい第２の組合せのときは前記第２の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎが共にｄ＋１よりも大きい第３の組合せのときは前記第３の信号品質算出手段を選択する選択手段とを備えることを特徴とする信号品質測定装置。
2. 前記第２の信号品質算出手段が、ＳＡＭ（Sequenced Amplitude Margin）算出器として構成されることを特徴とする、請求項１に記載の信号品質測定装置。
3. 前記ＰＲ等化クラスをＰＲ（ａｂｂａ）（ａ、ｂは１以上の整数）とし、Ｚ_ｉ（ｉは０〜４の整数）を等化クロックごとの等化値又は等化誤差値とし、Ｚ_２を前記２値化信号から生成する理想信号が中央レベルを交差するサンプルとして、前記第３の信号品質算出手段は、ＰＳＡＭ＝（ａ×Ｚ_４）＋（（ａ＋ｂ）×Ｚ_３）＋（２ｂ×Ｚ_２）＋（（ａ＋ｂ）×Ｚ_１）＋（ａ×Ｚ_０）を前記第３の信号品質評価指標として算出し、前記第１の信号品質算出手段は、ＭＳＡＭ＝（ａ×Ｚ_３）＋（（ｂ−ａ）×Ｚ_２）＋（ａ×Ｚ_１）を前記第１の信号品質評価指標として算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の信号品質測定装置。
4. 前記ＰＲ等化クラスをＰＲ（ａｂａ）（ａ、ｂは１以上の整数）とし、Ｚ_ｉ（ｉは０〜３の整数）を等化クロックごとの等化値又は等化誤差値とし、Ｚ_１、Ｚ_２を前記２値化信号から生成する理想信号が中央レベルを交差する前後のサンプルとして、前記第３の信号品質算出手段は、ＰＳＡＭ＝（ａ×Ｚ_３）＋（（ａ＋ｂ）×Ｚ_２）＋（（ａ＋ｂ）×Ｚ_１）＋（ａ×Ｚ_０）を前記第３の信号品質評価指標として算出し、前記第１の信号品質算出手段は、ＭＳＡＭ＝Ｚ_２＋Ｚ_１を前記第１の信号品質評価指標として算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の信号品質測定装置。
5. 前記ＰＲ等化クラスをＰＲ（ａｂｃｂａ）（ａ、ｂ、ｃは１以上の整数）とし、Ｚ_ｉ（ｉは０〜５の整数）を等化クロックごとの等化値又は等化誤差値とし、Ｚ_２、Ｚ_３を前記２値化信号から生成する理想信号が中央レベルを交差する前後のサンプルとして、前記第３の信号品質算出手段は、ＰＳＡＭ＝（ａ×Ｚ_５）＋（（ａ＋ｂ）×Ｚ_４）＋（（ｂ＋ｃ）×Ｚ_３）＋（（ｂ＋ｃ）×Ｚ_２）＋（（ａ＋ｂ）×Ｚ_１）＋（ａ×Ｚ_０）を前記第３の信号品質評価指標として算出し、前記第１の信号品質算出手段は、ＭＳＡＭ＝Ｚ_３＋Ｚ_２を前記第１の信号品質評価指標として算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の信号品質測定装置。
6. 情報記録媒体から読み出した情報信号を、所定のＰＲ等化クラスによるＰＲＭＬ方式を用いて等化・復調し、マークとスペースとに対応する２値化信号を生成する２値化信号生成手段と、
   相互に異なる、第１、第２、及び第３の信号品質評価指標で前記情報信号の、第１、第２、第３の信号品質評価指標値をそれぞれ算出する、第１、第２、及び第３の信号品質算出手段と、
   前記２値化信号生成手段が生成する２値化信号に基づいて、マークからスペースへの遷移及びスペースからマークへの遷移に際して、遷移前後での記録長の組合せを判別する判別手段と、
   前記遷移前後での記録長の組合せをｍＴ、ｎＴ（ｍ、ｎはｄを最小ランレングスとしてｄ＋１以上の整数、Ｔはチャネルクロック）として、前記組合せが、ｍがｄ＋１でかつｎがｄ＋１である第１の組合せのときは前記第１の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎの一方がｄ＋１でかつ他方がｄ＋１よりも大きい第２の組合せのときは前記第２の信号品質算出手段を選択し、ｍ、ｎが共にｄ＋１よりも大きい第３の組合せのときは前記第３の信号品質算出手段を選択する選択手段と、
   前記選択手段が出力する信号品質評価指標値を、前記記録長の組合せに応じて区分し、区分ごとに前記第１、第２、又は第３の信号品質評価指標の平均、分散、及び、標準偏差の少なくとも１つを求める統計処理器と、
   前記統計処理器より、前記第１、第２、及び第３の信号品質評価指標それぞれの平均、分散、及び、標準偏差の少なくとも１つを取得し、記録すべきデータのマーク及びスペースの組合せに応じた記録ストラテジを調整する記録ストラテジ調整器とを有することを特徴とする情報記録再生装置。
7. 情報記録媒体から読み出した情報信号を、所定のＰＲ等化クラスによるＰＲＭＬ方式を用いて等化・復調し、マークとスペースとに対応する２値化信号を生成するステップと、
   相互に異なる、第１、第２、及び第３の信号品質評価指標で前記情報信号の、第１、第２、第３の信号品質評価指標値を算出するステップと、
   前記２値化信号に基づいて、マークからスペースへの遷移及びスペースからマークへの遷移に際して、遷移前後での記録長の組合せを判別するステップと、
   前記遷移前後での記録長の組合せをｍＴ、ｎＴ（ｍ、ｎはｄを最小ランレングスとしてｄ＋１以上の整数、Ｔはチャネルクロック）として、前記組合せが、ｍがｄ＋１でかつｎがｄ＋１である第１の組合せのときは前記第１の信号品質評価指標を選択し、ｍ、ｎの一方がｄ＋１でかつ他方がｄ＋１よりも大きい第２の組合せのときは前記第２の信号品質評価指標を選択し、ｍ、ｎが共にｄ＋１よりも大きい第３の組合せのときは前記第３の信号品質評価指標を選択するステップとを有することを特徴とする信号品質測定方法。

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