JPH02263360A - ディジタル信号再生装置 - Google Patents

ディジタル信号再生装置

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JPH02263360A
JPH02263360A JP8409089A JP8409089A JPH02263360A JP H02263360 A JPH02263360 A JP H02263360A JP 8409089 A JP8409089 A JP 8409089A JP 8409089 A JP8409089 A JP 8409089A JP H02263360 A JPH02263360 A JP H02263360A
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JP
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JP8409089A
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Tetsuo Inoue
徹夫 井上
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、ディジタル信号の再生処理を行なうディジ
タル信号再生装置に関する。
(従来の技術) 近年、固定磁気ディスク装置、フロッピーディスク装置
、磁気テープ装置、磁気カード装置などのディジタル磁
気記録技術を用いた応用機器が広く使用されてきており
、これらの装置に対するディジタル信号の記録再生には
高い信頼性が要求されるようになってきている。
第4図はこのようなディジタル磁気記録装置におけるデ
ィジタル信号再生装置の従来例を示している。この従来
のディジタル信号再生装置は、磁気記録媒体1に磁化パ
ターンとして記録されている第5図(a)のようなデー
タを磁気ヘッド2により拾ってきて増幅器3によりアナ
ログ的に増幅し、さらにこの増幅器3の出力に重畳して
いる高周波ノイズをローパスフィルタ4により取り去っ
て第5図(b)のような綺麗なアナログ波形に再生し、
この再生アナログ波形信号に対して第5図(c)に示す
ようにウィンドを形成して、微分回路5においてそのウ
ィンド内における再生信号の微分波形を求め、さらに2
値化回路6において微分波形のゼロクロス点の有無にし
たがってピーク位置、つまり磁化反転の有無を判定し、
復号器7から第5図(d)に示すような2値化データを
再生して出力するようにしている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来のディジタル信号再生装
置では、第5図(b)に示すようなアナログ再生信号波
形に対して単純にそのピーク位置により“1”またはa
O”の判定を行なっているので、A部に示すように実際
のピーク位置P。
と違った位置P、゛にノイズによるピークが現れている
ような場合には誤ってピークP、の位置をピーク位置は
判断して“1”を立てることになり、正確にディジタル
信号の再生が出来ない場合が生じる問題点があった。
この発明は、このような従来の問題点に鑑み成されたも
ので、より信頼性の高いディジタル信号の再生ができる
ディジタル信号再生装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題・を解決するための手段) この発明のディジタル信号再生装置は、アナログ再生回
路から出力されたアナログ再生波形をサンプリングして
ディジタル化するアナログ/ディジタル(A/D)変換
手段と、 A/D変換手段からのディジタル信号をオリジナルデー
タ列として格納するメモリと、このメモリのオリジナル
データ列に同期したデータ検出用ウィンドを形成するウ
ィンド形成手段と、 前記メモリのオリジナルデータ列をウィンド形成手段に
通した結果から概略の2値化データを第一候補2値化デ
ータとして求める補助的2値化手段と、 この補助的2値化手段によって得られた第一候補2値化
データの各々“1”が立つウィンドに対応して孤立再生
波形を与えて各孤立再生波形のディジタルデータを前記
メモリのオリジナルデータ列から順次差し引いて第一誤
差データ列を生成する第一誤差データ生成手段と、 この第一誤差データ生成手段がらの第一誤差データ列と
ゼロ出力を表わす直線データ列との類似度を計算する第
一類似度計算手段と、 この第一類似度計算手段が求めた類似度が所定の条件を
満たしている場合に、前記補助的2値化手段によって得
られた第一候補2値化データを正規の再生2値化データ
と判定して出力する第一判定手段と、 前記第一判定手段が前記第一類似度計算手段の類似度計
算結果が所定の条件を満たしていないと判定した場合に
、その類似度の判定結果に応じて第二候補となる2値化
データを求める第二候補2値化データ列生成手段と、 この第二候補2値化データ列生成手段の求めた第二候補
2値化データの各々“1“の立つウィンド位置に対応し
て孤立再生波形を与えて各孤立再生波形のディジタルデ
ータ列を前記メモリのオリジナルデータ列から順次差し
引いて第二誤差データ列を求める第二誤差データ生成手
段と、この第二誤差データ生成手段からの第二誤差ブタ
列とゼロ出力を表わす直線データ列との類似度を計算す
る第二類似度計算手段と、 この第二類似度計算手段の第二候補2値化データに対す
る類似度計算結果を前記第一類似度計算手段の第一候補
2値化データに対する類似度計算結果と比較し、類似度
のより大きい方の2値化データを正規の再生2値化デー
タと判定して出力する第二判定手段とを備えたものであ
る。
(作用) この発明のディジタル信号再生装置では、記録媒体上に
記録されているデータ列のアナログ再生信号波形が孤立
再生波形の重畳によりほぼ近似できるという原理に基づ
き、まず、アナログ再生回路から出力されたアナログ再
生波形をA/D変換手段によりサンプリングしてディジ
タル化し、メモリにオリジナルデータ列として格納する
そして、このメモリのオリジナルデータ列をウィンド形
成手段に通し、第一2値化手段により前記ウィンド形成
手段の形成したウィンド毎に“1”または“0”を立て
、第一候補2値化データを生成する。
続いて、第一誤差データ生成手段において、この補助的
2値化手段からの第一候補2値化データのml”が立っ
ているウィンドの位置にピークが位置する孤立再生波形
を生成し、その孤立再生波形のディジタルデータ列を前
記メモリのオリジナルデータ列から順次差し引いていっ
て第一誤差データ列を求める。
次に、第一類似度計算手段において、この第一誤差デー
タ列をゼロ出力を表わす直線データ列と比較することに
より類似度を計算し、得られた類似度について第一判定
手段において所定の条件を満たしているかどうか判定し
、所定の条件を満たしていると判定した場合には前記第
一候補2値化データを正規の再生2値化データであると
して出力する。
前記第一判定手段において類似度が所定の条件を満たさ
ないと判定した場合には、第二候補2値化データ列生成
手段により前記類似度の判定結果に基づいて第二候補と
なる2値化データを求める。
そして、第二誤差データ生成手段において、この第二候
補2値化データに対してもその“1“が立っているウィ
ンド位置にピークが位置する孤立再生波形を生成し、そ
の孤立再生波形のディジタルデータ列を前記メモリのオ
リジナルデータ列から順次差し引いていって第二誤差デ
ータ列を求める。
次に、この第二誤差データ列に対しても、第二類似度計
算手段により出力ゼロの直線データ列と比較して第二候
補2値化データについての類似度を求め、第二判定手段
に与える。
第二判定手段では、第二類似度計算手段からの第二候補
2値化データについての類似度を前記第一類似度計算手
段による第一候補2値化データについての類似度と比較
し、第一候補2値化データと第二候補2値化データとの
間でより大きい類似度を与える方の2値化データを正規
の2値化データとして出力する。
このようにして、再生された第一候補2値化データに対
する孤立再生波形のディジタルデータ列をオリジナルデ
ータ列と比較し、その誤差データに基づいて類似度を判
定し、所定の条件を満たすオリジナルデータ列について
はその節−候補2値化データを正規の再生2値化データ
とする。そして、類似度が所定の条件を満たさない場合
には、さらに別の第二候補2値化データを生成してその
孤立再生波形のディジタルデータ列をオリジナルデータ
列と再び比較し、この誤差データに基づいて第二候補2
値化データについての類似度を計算し、第一候補2値化
データについての類似度と第二候補2値化データの類似
度と比較し、類似度のより大きい方の2値化データを正
規の再生2値化データと判定して出力するのである。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
第1図はこの発明の一実施例の回路ブロック図であり、
例えば磁気ディスクのような磁気記録装置1に記録され
たディジタル情報を磁気ヘッド2を用いて読み出した信
号を増幅するアナログ再生回路としての増幅器3と、こ
の増幅器3からの再生アナログ信号をサンプリングして
ディジタル化するA/D変換器8と、このA/D変換器
8からのディジタル波形信号をオリジナルデータ列とし
て蓄積して記憶するメモリ9と、このメモリ9に格納さ
れたオリジナルデータ列に対して2値化データ検出用ウ
インドを形成するウィンド形成手段10と、このウィン
ド形成手段10により形成されたウィンドを通して得ら
れるオリジナルデータ列から概略の2値化データを第一
候補2値化データとして生成する補助的2値化手段11
とが備えられている。
また、補助的2値化手段11による第一候補2値化デー
タに対する孤立再生波形信号のディジタルデータ列をオ
リジナルデータ列と比較して誤差データ列を求める第一
誤差データ生成手段12と、この第一誤差データ生成手
段12に対して孤立再生波形信号のディジタルデータ列
を与える孤立再生波形データ生成手段13と、前記第一
誤差データ生成手段12から誤差データ列をゼロ出力の
直線データ列と比較して類似度を計算するための第一類
似度計算手段14と、この第一類似度計算手段14から
の類似度計算結果が所定の条件を満たしているかどうか
を判定する第一判定手段15とが備えられている。
さらに、第一判定手段15が所定の条件を満たさないと
判定した場合に第二候補2値化データを生成するための
第二候補2値化データ列生成手段16と、この第二候補
2値化データに基づく孤立再生波形信号のディジタルデ
ータ列をオリジナルデータ列と比較して誤差データ列を
求めるための第二誤差データ生成手段17と、この第二
誤差データ生成手段に孤立再生波形のディジタルデータ
列を与えるための第二孤立再生波形データ生成手段18
と、第二候補2値化データについての類似度を計算する
第二類似度計算手段19と、第一候補2値化データに対
する類似度と第二候補2値化データに対する類似度とを
比較してより類似度の大きい方の2値化データを正規の
再生2値化データとして出力する第二判定手段20とが
備えられている。
次に上記の構成のディジタル信号再生装置の動作につい
て説明する。
磁気記録装置1に記録されているディジタル情報は第2
図(a)に示す状態とすると、磁気ヘッド2を通して増
幅器3は同図(b)に示すようなアナログ信号波形を再
生して出力する。このアナログ再生信号波形において、
A部がノイズにより歪んでいる部分である。
このアナログ再生信号波形は好ましくは不要な高域ノイ
ズをカットするためLPFを通したのち、A/D変換器
8に通されて同図(c)に示すようなディジタルデータ
列を生成し、これは順次オリジナルデータ列としてメモ
リ9に蓄積されていく。
ここで、このA/D変換器8のサンプリング間隔、メモ
リ9のデータの長さは再生信号のS /N。
後述する孤立波形の広がり、データ変調方式、メモリの
コスト、データ処理時間などを考慮して適宜に設定され
るものとする。
次に、同図(d)に示すようにメモリ9に蓄積されたオ
リジナルデータ列を基にして、ウィンド形成手段10は
2値化データ検出用ウインドを形成していく。
このウィンドの形成方式は、クロック形成の同期信号を
何から得るかにより外部クロックによる場合とセルフク
ロックによる場合とに分けられるが、この実施例ではセ
ルフクロックによるものであるとして、以下、説明する
一般にウィンドの間隔はデータ転送レートと磁気記録に
用いたデータ変復調方式により基本的には定まる。また
、その位相関係はデータ領域の前部に設けられた同期信
号領域のデータに同期させることにより合わせることが
できる。しかしながら、その位相関係は磁気ディスクの
回転ムラや磁気テープの走行ムラなどによる変動がある
ため、再生信号に同期させて逐次若干の補正を加えてい
く必要がある。
第3図はこのようなウィンド形成方式の一例を示してお
り、いま、Cの位置のウィンドの前端のクロックの位置
を決める場合について説明すると、Cの位置のウィンド
をセンターにしてその前後に相当数のピークを含む所定
の領域を設定し、その領域について前記間隔を有する仮
のウィンド内におけるピークの有無を順に調べ、ウィン
ド内にピーりが存在する場合にはウィンドのセンター位
置とそのピークの位置との誤差Δtをそれぞれのウィン
ド毎に求め、この領域内における誤差Δtの和、そして
より好ましくはΔtの2乗の和が最小となるようにその
位相を設定する。そしてこの操作をウィンド毎に繰り返
すことにより位相が最適に調整されたウィンドを生成す
ることができるのである。
なお、上記の場合にはディジタル的にウィンドを生成す
る方式について説明したが、従来用いられてきたアナロ
グ的な手法によりウィンドクロックを形成することも可
能である。
こうして第2図(d)に示すようにウィンドを形成した
後、補助的2値化手段11において第一候補2値化デー
タを生成する。この第一候補2値化データの生成は、例
えば同図(e)に示すように正負の閾値Thを定め、こ
の閾値Thを超えるウィンドについてウィンド毎に最大
値を求め、その絶対値が隣接する両側のウィンド内の最
大値の絶対値よりも大きい場合、そのウィンド内にピー
りが存在すると判定する。こうして得られた第一候補2
値化データは同図(f)に示すようになる。
なお、2値化データの生成はこの方式に限らず、例えば
各ウィンド毎に積分値を求め、その絶対値が所定のレベ
ル以上であって、隣接する両側のウィンドの積分値の絶
対値より大きい場合にそのウィンド内にピークが存在す
ると判定するようにしても良い。そしてこの方式による
と、ピーク検出に当たってウィンド内のすべての情報を
用いるためにより確度の高い2値化データが得られるこ
とになる。
こうして補助的2値化手段11により得られた第一候補
2値化データに対して、同図(g)に示すように′1m
が立っているウィンド位置のセンターにピークが位置す
る孤立再生波形のディジタルデータ列を第一孤立再生波
形データ生成手段13から第一誤差データ生成手段12
に与え、ここでメモリ9からのオリジナルデータ列から
孤立再生波形のディジタルデータ列を順次差し引いてい
って第一誤差データ列を生成する。
−殻内に、磁気記録で広く用いられている磁気誘導型ヘ
ッドの場合には、その再生信号波形が媒体磁化の反転し
ている箇所で正負のパルスが交互に現れる。そして、こ
の様な場合には、ピークが存在すると思われるウィンド
のセンター位置からパルスの極性も考慮して孤立再生波
形信号を作出し、このディジタルデータ列をオリジナル
データ列から順次引去ることにより誤差データ列を得る
ことができるのである。なお、孤立再生波形の形状は、
その波形があらかじめ分かっている場合にはディジタル
メモリに蓄えておくことが可能であり、またローレンツ
パルスなどの近似関数を用いることも可能である。さら
に、記録媒体の適当な箇所に孤立再生波形を記録しして
おき、この部分を検出してその波形をディジタルメモリ
に取り込むようにしてもよい。
さらに、波形の概略の形状がわかっている場合には、基
本となる波形を基にして再生信号にしたがって振幅を合
わせ込むことも可能であり、例えば孤立再生波形がロー
レンツパルスで近似できる場合には最高周波数と最低周
波数との出力が測定できれば孤立再生波形をこれから逆
算することができる。またさらに、この様な信号として
サーボ領域に記録されたダイビット信号、シンク領域に
用いられている同期信号といった記録密度の異なる複数
の種類の信号を利用することもできる。
この様にして得られた誤差データ列について、次に第一
類似度計算手段14においてウィンド毎にゼロ出力レベ
ルを表わす直線データ列と第一誤差データ列との類似度
を求める。この類似度の計算方式としては、ウィンド内
の最大値、ウィンド内の積分値、ウィンド内の絶対値の
積分値、ウィンド内の2乗値の積分値などが利用される
こうして得られた類似度は、第一判定手段15において
所定の条件を満たしているかどうか判定され、所定の条
件を満たしていると判定された場合には第一候補2値化
データが正規の再生2値化データとして出力される。つ
まり、第2図に(f)の第一候補2値化データではその
前半の部分R1については、上述の最大値を用いる場合
には類似度を示す値が所定値よりも小さくなるために正
規の2値化データであると判定するのである。
しかしながら、同図(f)の後半の部分R2については
、類似度を示す値が所定値よりも大きくなるため第一候
補2値化データが正規の2値化データであるかどうか疑
わしい。そこで、この様に類似度が低い場合には、第二
候補2値化デ一舌成手段16を起動して第二候補2値化
データを生成する。
この第二候補2値化データの生成には、誤差データの大
きなウィンドについて、第2図(f)。
(g)に示すように第一候補2値化データとして“1”
が立ているウィンドW1に対してその左隣位置のウィン
ドW0−0の誤差データに逆向きのピークが現われてい
るが、右隣位置のウィンドW、、+の誤差データにはピ
ークが現われていないことを見て、左隣のウィンド位置
W7−3に2値化データの“1”を立てるように2値化
データを補正し、これを第2図(h)に示すように第二
候補2値化データとして、次の第二誤差データ生成手段
17に与える。
第二誤差データ生成手段17では、与えられた第二候補
2値化データを基にして第二孤立再生波形生成手段18
が生成した孤立再生波形のディジタルデータ列を前記メ
モリ9に格納されているオリジナルデータ列と比較し、
同図(i)に示すような第二誤差データ列を生成し、こ
れを第二類似度計算手段19に与える。
第二類似度計算手段19では、第二誤差データ列をゼロ
出力レベルの直線データ列と比較し、その差を第一類似
度計算手段14と同一の演算式に掛けて第二候補2値化
データについての類似度を求める。
次に、この類似度は第二判定手段20に与えられ、ここ
で前記第一候補2値化データについての類似度と比較さ
れ、より類似度が大きい方の2値化データを正規の再生
2値化データとして出力する。
ここで、第2図に示す実施例の場合には、第一候補2値
化データについての誤差データ列と第二候補2値化デー
タについての誤差データ列との間では、同図(g)、(
i)のディジタル波形同士を比較することにより明らか
なように第二候補2値化データの方が類似度が大きいと
判定され、同図(j)に示すようにR1部分については
第一候補2値化データが再生2値化データとして第一判
定手段15から出力され、R2部分については第二候補
2値化データが再生2値化データとして第二判卑手段2
0から出力されるのである。
なお、上記の説明ではビットシフトが生じた場・合を例
にとって説明したが、本発明はエキストラパルス(本来
“0”であるべきビットがスライスレベルを越えて大き
な振幅となり“1”と読まれる場合)やミッシングパル
ス(上とは逆に本来“1”であるべきビットがスライス
レベルを下まわる振幅となり02と読まれる場合)に対
しても有効である。
即ち、類似度が所定の値に達しないパルスについて隣接
するウィンド内に逆向きのパルスが存在しない場合はビ
ットシフトではなくエクスドラバ□ルス又はミッシング
パルスと判定される。この場合は、類似度が所定の値に
達するか否かにより従来以上に正確にエクストラパルス
、ミッシングパルスを判定することができる。さらに好
ましくは、このビットの“0”、′1“を反転させたデ
ータータ 列を第二2値化デ≠=とじてその類似度を計算し、第一
候補2値化データ列と比較することにより更に正確な判
定ができる。
また、磁気記録卓では通常圧のパルスと負のパルスが交
互に現れるため、エキストラパルスが生ずると、例えば
正−正一負といったパルス列が生ずる。この場合は連続
するパルスに対し誤差データ生成手段により誤差データ
を発生し、類似度◆計算手段により類似度を計算し、連
続する同符号のパルスについてこの類似度を比較し、類
似度の低いパルスをエクストラパルスと判定するなど、
前後のデータも加味してより正確な判定を行なうことも
可能である。
なお、さらに、上記の誤差データ列を計算するにあたり
、例えば1セクタ分のデータをすべて取り込んで計算を
行っても良いが、メモリの効率的な利用の観点からは現
在データの判定を行なっているウィンドのセンターに孤
立再生波形をおいたときのその孤立再生波形の裾の部分
が実質的にゼロ出力レベルと見なせる範囲、あるいはこ
れに前後数ビット分を追加した範囲で計算を行えば良い
したがって、この範囲のデータを処理するのに必要なメ
モリを用いてデータを逐次処理することも可能である。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、−度生成した2値化デ
ータについて、これを第一候補2値化データとし、この
第一候補2値化データに基づき孤立再生波形のディジタ
ルデータ列をオリジナルデータ列から順次差し引いてい
って第一の誤差データ列を生成し、これをゼロ出力を表
わす直線データ列と比較することにより類似度を計算し
、所定の条件を満たす場合に正規の再生2値化で−たと
し、所定の条件が満たされない場合にはさらに第二候補
2値化データを生成して、これに基づく孤立再生波形の
ディジタルデータ列をオリジナルデータ列から順次差し
引いていって同じ様に第二の誤差データ列を生成し、こ
の第二の誤差データ列についても出力ゼロを表わす直線
データ列と比較して類似度を計算し、第一候補2値化デ
ータの類似度と第二候補2値化データの類似度との間で
゛より類似度が大きい方のものを正規の再生2値化デー
タとして出力するようにしているため、ノイズの重畳し
ている再生ディジタルデータ列に対してピークの読み間
違いがあっても、第二候補の2値化データの生成により
、より正しいほうの2値化データを選択して出力するこ
とができ、2値化データの再生がノイズの影響を受けず
に極めて正確に行なえる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第2図
(a)〜(j)それぞれは上記実施例における各部の信
号波形を示す信号波形図、第3図は上記実施例における
ウィンド形成手段のウィンド形成動作を説明する説明図
、第4図は従来例の回路ブロック図、第5図(a)〜(
d)それぞれは従来例の各部の信号波形を示す信号波形
図である。 1・・・磁気ディスク  2・・・磁気ヘッド3・・・
増幅器 8・・・アナログ/ディジタル(A/D)変換器9・・
・メモリ     10・・・ウィンド形成手段11・
・・補助的2値化手段 12・・・第一誤差データ生成手段 13・・・第一孤立再生波形生成手段 14・・・第一類似度計算手段 15・・・第一判定手段 16・・・第二孕候轟化データ列生成手段17・・・第
二誤差データ生成手段 18・・・第二孤立再生波形手段 19・・・第二類似度計算手段 20・・・第二判定手段 f(鳳)\h埋士三好秀和 第4図 (a)  原テ゛−タ ] ○ ○ (a)原テ゛−タ wcS図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アナログ再生回路から出力されたアナログ再生波形をサ
    ンプリングしてディジタル化するアナログ/ディジタル
    (A/D)変換手段と、 A/D変換手段からのディジタル信号をオリジナルデー
    タ列として格納するメモリと、 このメモリのオリジナルデータ列に同期したデータ検出
    用ウィンドを形成するウィンド形成手段と、 前記メモリのオリジナルデータ列をウィンド形成手段に
    通した結果から概略の2値化データを第一候補2値化デ
    ータとして求める補助的2値化手段と、 この補助的2値化手段によって得られた第一候補2値化
    データの各々“1”が立つウィンドに対応して孤立再生
    波形を与えて各孤立再生波形のディジタルデータを前記
    メモリのオリジナルデータ列から順次差し引いて第一誤
    差データ列を生成する第一誤差データ生成手段と、 この第一誤差データ生成手段からの第一誤差データ列と
    ゼロ出力を表わす直線データ列との類似度を計算する第
    一類似度計算手段と、 この第一類似度計算手段が求めた類似度が所定の条件を
    満たしている場合に、前記第一2値化手段によって得ら
    れた第一候補2値化データを正規の再生2値化データと
    判定して出力する第一判定手段と、 前記第一判定手段が前記第一類似度計算手段の類似度計
    算結果が所定の条件を満たしていないと判定した場合に
    、その類似度の判定結果に応じて第二候補となる2値化
    データを、求める第二候補2値化データ列生成手段と、 この第二候補2値化データ列生成手段の求めた第二候補
    2値化データの各々“1”の立つウィンド位置に対応し
    て孤立再生波形を与えて各孤立再生波形のディジタルデ
    ータ列を前記メモリのオリジナルデータ列から順次差し
    引いて第二誤差データ列を求める第二誤差データ生成手
    段と、 この第二誤差データ生成手段からの第二誤差データ列と
    ゼロ出力を表わす直線データ列との類似度を計算する第
    二類似度計算手段と、 この第二類似度計算手段の第二候補2値化データに対す
    る類似度計算結果を前記第一類似度計算手段の第一候補
    2値化データに対する類似度計算結果と比較し、類似度
    のより大きい方の2値化データを正規の再生2値化デー
    タと判定して出力する第二判定手段とを備えて成るディ
    ジタル信号再生装置。
JP8409089A 1989-04-04 1989-04-04 ディジタル信号再生装置 Pending JPH02263360A (ja)

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