JPH0637650A

JPH0637650A - データ復号装置

Info

Publication number: JPH0637650A
Application number: JP19037292A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ikeda; 哲也池田; Takashi Hoshino; 隆司星野; Junichi Ishii; 純一石井; Yoshio Suzuki; 芳夫鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ビタビ復号方式のデータ復号装置において、
データの伝送条件に変動があっても、データの復号誤り
の発生を低く抑える。【構成】復号対象である書換再生信号に、記録データ
だけでなくテストデータも含ませておき、切換制御回路
５で、テストデータはしきい値設定回路６に導いてビタ
ビ復号の予測サンプル値を設定させ、それにより記録デ
ータはビタビ復号回路７で復号する。データの伝送条件
に変動があっても、ビタビ復号の予測サンプル値が対応
するので、復号誤りの発生を少なく抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ復号装置に係
り、特にビタビ復号方式（ビタビアルゴリズム）を適用
して行うデータ復号装置に関するものである。なお、か
かるビタビ復号装置は、符号間干渉等の影響を除いて復
号時の誤り率軽減に効果のある復号装置である。

【０００２】

【従来の技術】放送用、通信用のデータ伝送システム
や、記録媒体によるデータ伝送システムにおいて、符号
間干渉等の影響により起きるデータの伝送誤りを低減さ
せることは大きな課題であり、この課題を克服するため
の手段として、波形等化やビタビ復号の適用が考えられ
ている。データ伝送システムとして高密度記録を実現す
る光ディスク媒体を例に上げて従来技術を説明する。

【０００３】光ディスク媒体にデータを記録し再生する
光ディスク記録再生装置は、ディジタル画像情報記録を
考えると、より一層の大容量記録が要求されている。こ
のような事情から、光ディスク媒体の記録密度を向上さ
せようとすると、ピット長およびピット間隔を短縮して
線記録密度を向上させる方法が考えられるが、この場
合、線記録密度の向上に起因して起きる符号間干渉の抑
圧、補償が必要になる。

【０００４】図１７及び図１８は、それぞれある記録パ
ターン（１か０か）とその再生信号波形とサンプルクロ
ックとのタイミング関係を示したタイミングチャートで
ある。破線は孤立再生波形（１なら１、０なら０の、一
つの符号パターンの再生波形）であり、実線の記録パタ
ーンの波形は、これらの重ね合わせ（合成）で生成され
ている。

【０００５】図１７は、ディスクに記録するピット記録
間隔が比較的長い場合（記録密度が相対的に低い場合）
のタイミングチャートであるが、この場合には隣接ピッ
トによる波形の干渉を受けないので、再生信号の振幅の
中間値にしきい値を設定して各サンプル点で信号検出
（しきい値より高いか低いかの検出）すれば、再生信号
にノイズが重畳しても、検出の誤り率は小さくなる。

【０００６】一方図１８は、ディスクに記録するピット
記録間隔が比較的短い場合（記録密度が相対的に高い場
合）のタイミングチャートであるが、この場合には隣接
ピットによる波形の干渉を受けるので、再生信号の振幅
の中間値にしきい値を設定して各サンプル点で信号検出
しても、再生信号にノイズが重畳すると、検出の誤り率
は大きくなる。

【０００７】このような符号間干渉による信号検出の誤
り率増加を抑えるために、通常は波形等化が用いられ、
例えばトランスバーサルフィルタ等により、図１８に示
すような隣接ピットによる干渉が生じた波形を、図１７
に示す如き隣接ピットによる干渉の生じていない波形に
直すこと（等化）が行なわれる。

【０００８】しかし記録密度を向上させるために、さら
にピット記録間隔を詰めると、等化が十分ではなくなっ
て、等化誤差が残って隣接波形に影響をおよぼしたり、
ノイズが強調されてＳ/Ｎが劣化してしまうといった問
題があった。

【０００９】このような問題を避けて記録密度の向上を
図る手段として、ビタビアルゴリズムを適用したデータ
再生（復号）方式が、例えば"ビタビ復号による高密度
記録",テレビ学会技報,Vol.14,No.64,pp.13〜17,Vir'90
-63,(Sep.1990)や、"ディジタル磁気記録における再生
等化器の最適化実験",テレビ学会技報,Vol.14,No.47,p
p.7〜12,Vir'90-49,(sep.1990)に提案されている。

【００１０】このビタビアルゴリズムによる復号では、
符号間干渉を逆に利用して最もゆう度の高い復号パスを
選択するという最ゆう復号による信号検出を行ない、Ｓ
/Ｎに対する誤り率が、波形等化を用いた場合より小さ
くできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このビタビア
ルゴリズムによる復号でも、再生信号に対するゆう度比
較のためのしきい値設定が、光ディスクの記録媒体や記
録領域および記録パワー等のさまざまな記録条件の変動
に対して十分には行われず、そのためしきい値設定が正
確でなく、設定されたしきい値が正確な予測サンプル値
にならないと、データ再生の誤り（検出誤り）は増加す
ることになっていた。

【００１２】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、ビタビアルゴリズムを適用したデータ復号
装置において、データ伝送媒体の各種の伝送条件の変動
に対しても（適切なしきい値設定を可能にして）データ
復号の誤りを増加させることなく、一律に誤り率を少な
く抑えることのできるデータ復号装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、データ伝送媒体として例えば光ディスク
上に記録されたデータの再生信号に対してビタビアルゴ
リズムを適用して信号検出（データ復号）する場合に
は、そのビタビ復号回路の、再生信号に対するゆう度比
較のしきい値となる値を、そのデータの記録時の条件と
同じ記録条件で記録されたテスト信号をもってきて、そ
の応答波形の振幅を基準にして設定する構成とした。

【００１４】

【作用】本発明において、ビタビ復号回路の再生信号に
対するゆう度比較のしきい値設定手段は、ディスク上の
データ記録領域とは異なるテスト信号記録領域に記録さ
れたテスト信号の再生信号振幅を基準にして、しきい値
を設定する。

【００１５】これにより記録条件の異なる光ディスクの
再生信号に対しても、正確なビタビ復号のしきい値がそ
の都度設定されるので、正確なデータ再生が可能とな
り、どのように記録条件が変動してもそれに即応したし
きい値が設定されることから、データ復号の誤り率を低
く抑えることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。まず本発明の実施例の理解のため、本発明
で適用するビタビアルゴリズムの概要について説明す
る。

【００１７】本発明で適用するビタビアルゴリズムは、
符号間干渉が生じることを敢えて利用するもので、テス
ト信号として光ディスクに単一ピットを記録した場合の
再生波形を用い、その振幅値に基づいて、隣接する複数
のビットの組合せからなるそれぞれの状態の符号間干渉
による重ね合わせ結果を、次のビットの予測サンプル値
として設定し、次のビットが、"０"または"１"のどちら
であるのがより確からしいか判断して復号する。

【００１８】図６は、本発明に従って光ディスクにテス
ト信号として単一ピットを記録した場合の再生波形（孤
立再生波形）と、各サンプルクロック時におけるその振
幅比率（最大値を１．００としたときの）を示す波形図
である。即ち、記録ピットとその前後２ビットのサンプ
ル点（サンプルクロック）における振幅比率（中心の振
幅を１．００とする）を示している。

【００１９】この孤立再生波形では、サンプルクロック
０では、振幅比率が１．００であり、サンプルクロック
１Ｔ（右隣のビット位置）では振幅比率が０．２８であ
り、サンプルクロック−１Ｔ（左隣のビット位置）では
振幅比率がやはり０．２８であることが分かる。

【００２０】かかる孤立再生波形を基に、符号間干渉が
生じる隣接する複数のビット（本例では３ビット）の組
合せについて予測サンプル値（３ビットの組合せが「１
１１」なら、そのときの中央ビット位置における振幅比
率は、その両隣が１であることから符号間干渉を受けて
幾らの振幅比率になる筈か、というその振幅比率の値）
を設定する。

【００２１】図７は、図６の孤立再生波形の振幅比率を
もとに、ピット中心（１ビット）とその前後１ビットず
つ、合計３ビットの取り得る状態（これをビタビ状態と
いう）として、８通りの組合せがあるので（ビタビ状態
数が８であるという）、その８通りの状態（Ｓ０〜Ｓ
７）と予測サンプル値（しきい値とも言い、Ｔ０００〜
Ｔ１０１で表す）の例を、波形とともに示した説明図で
ある。

【００２２】即ち、例えばビット"１"が３ビット連続す
る[Ｓ７]の状態では、その予測サンプル値（Ｔ１１１）
は、本来の再生振幅（１．００）と前後の符号間干渉に
よる再生振幅（０．２８の２倍）の重ね合わせとなるの
で最も高いレベル（１．５６）となり、同様にして、ビ
ット"０１０"の[Ｓ４]の状態では、前後の符号間干渉が
ないので、その予測サンプル値（Ｔ０１０）は、本来の
再生振幅（１．００）だけのレベルになる。これらのこ
とは、図７の右の波形図からも容易に理解できるであろ
う。

【００２３】このようにして８通りの予測サンプル値
（しきい値Ｔ０００〜Ｔ１１１）が決められる。なお
[Ｓ１]と[Ｓ２]および[Ｓ５]と[Ｓ６]の状態は孤立再生
波形が対称であれば予測サンプル値は同じレベルとな
る。

【００２４】図８は、３ビットの取り得る状態の８通り
の組合せ（Ｓ０〜Ｓ７）と、それぞれの状態遷移（デー
タの時系列として見た場合、最初の３ビットの中の最下
位のビットが次に採り得る値は１か０であるから、それ
により、最初の３ビットの状態が次にどの状態に遷移す
るかということ）を示す説明図である。

【００２５】例えば、最初の３ビットが「０００」で状
態Ｓ０であるとすると、次に採り得る状態は「００１」
（Ｓ２）か「０００」（Ｓ０）であり、最初の３ビット
が「１００」で状態Ｓ１であるとすると、次に採り得る
状態は「００１」（Ｓ２）か「０００」（Ｓ０）であ
る、という具合である。

【００２６】図９は、図８に示す状態遷移図をトレリス
線図で示したものである。破線がビット"０"の場合の状
態遷移であり、実線がビット"１"の場合の状態遷移であ
る。図８に示す"Ｅ000"から"Ｅ111"は、再生信号のサン
プル値Ｙｎとそれぞれの状態の予測サンプル値（Ｔ００
０〜Ｔ１１１）との絶対差分値であり、それぞれの差分
値が最小になるパスを、図９のトレリス線図のパスから
選択することにより、再生信号から最も確率の高いデー
タが復号できる。

【００２７】図９のトリレス線図は、状態遷移をビット
時系列（パス）で表したものであり、本発明で適用する
ビタビアルゴリズムでは、この図に示すある時点ｎとそ
の前後の状態の遷移に着目し、ゆう度比較を行なうもの
である。以上は、それ自体周知のビタビ復号の原理を説
明したものである。

【００２８】以上を踏まえて以下、具体的に本発明の実
施例を説明する。図１は、本発明によるデータ復号装置
を採り入れた光ディスク装置の記録再生信号処理回路を
示すブロック図である。光ディスクに記録する記録デー
タを変調せずにそのまま記録するＮＲＺ記録の場合を示
している。

【００２９】図１において、１は同期検出回路であり、
光ディスクにプリフォーマットされた領域からのプリフ
ォーマット再生信号を入力されて、それから同期信号を
検出する。２はクロック再生回路であり、同期検出回路
１の出力である同期信号よりビットクロック信号を再生
する。

【００３０】３はタイミング生成回路であり、クロック
再生回路２の出力である再生クロックより各種タイミン
グ信号を生成する。４はＡ／Ｄ変換回路であり、再生ク
ロック周期で、アナログ値である再生信号（ディスクの
書換可能領域から再生されたデータとしての書換再生信
号）をディジタル値に変換する。

【００３１】５は切換制御回路であり、タイミング生成
回路３で生成される（ディスク上の）テスト信号記録領
域およびデータ記録領域の領域指定信号により、ディジ
タル値に変換された再生信号（書換再生信号）を切換え
て、テスト再生信号（５１）として或いはデータ再生信
号（５２）として出力する。

【００３２】６はしきい値設定回路であり、（ディスク
上の）テスト信号記録領域に記録された単一ピットの再
生信号の振幅値より、ビタビ復号のための予測サンプル
値を設定する。７はビタビ復号回路であり、ビタビアル
ゴリズムにより（ディスク上の）データ記録領域の再生
信号の復号を行なう。８はテストパルス生成回路であ
り、テスト信号記録領域に記録する単一ピットの記録デ
ータを生成する。

【００３３】９は切換制御回路であり、タイミング生成
回路３で生成されるテスト信号記録領域およびデータ記
録領域の領域指定信号により、記録データを切換える。
１０は記録パルス制御回路であり、記録データを記録信
号に変換するための記録パルス幅制御を行なう。

【００３４】また１１はプリフォーマット領域からのプ
リフォーマット再生信号入力、12は書換可能領域からの
書換記録されたデータの再生信号入力、１３は記録信号
出力、１４は再生データ出力、１５は記録データ入力で
ある。また５１はテスト再生信号振幅値であり、５２は
データ再生信号振幅値である。

【００３５】さらに３１はテスト信号領域指定信号、３
２はデータ領域指定信号、３３〜３５はテスト信号振幅
検出タイミング信号であり、６０１〜６０８は予測サン
プル値となるしきい値データである。

【００３６】図４は、連続サーボ方式の光ディスクのセ
クタフォーマットの例を示す説明図であり、１セクタ72
5バイトからなるものである。初めの52バイトは、プリ
フォーマットされており、セクタマーク、アドレスマー
ク、ＩＤ（トラックおよびセクタＮｏ． )およびクロッ
ク再生用のパターンなどから構成される。

【００３７】次に続く６バイトは、フォーマットされて
いない領域であり、この一部分を利用して上記したテス
ト信号用の単一ピットを記録する。データエリアは、次
の654バイトの書換エリアでこの部分にユーザデータを
記録する。残りの13バイトはバッファ領域である。

【００３８】また図５は、サンプルサーボ方式の光ディ
スクのセクタフォーマットの例を示す説明図であり、１
セクタは76セグメント、１セグメントは10バイトからな
る。各セグメントの初めの２バイトは、サーボマークに
当てられ、このマークを基にしてサーボ制御を行なう。
各セクタの最初の１セグメントはプリフォーマットされ
ており、セクタマーク、ＩＤから構成される。

【００３９】次の２セグメントは書換可能な領域であ
り、この一部分を利用して上記したテスト信号用の単一
ピットを記録する。残りの73セグメントはすべてデータ
領域である。

【００４０】図１に戻り説明を続ける。図１において、
光ディスクのプリフォーマットされた領域からのプリフ
ォーマット再生信号１１は、同期検出回路１により、光
ディスクの連続サーボ方式であれば図４、サンプルサー
ボ方式であれば図５、に示すセクタマーク等の同期信号
が検出され、この同期検出信号を基にクロック再生回路
２でビットクロック信号が再生される。

【００４１】この再生クロック信号は、Ａ／Ｄ変換回路
４およびタイミング生成回路３に入力され、タイミング
生成回路３では、ディスクのアクセス位置が図４または
図５に示すセクタフォーマットのデータ記録領域か、テ
スト信号記録領域かを指定する領域指定信号３１，３２
及び先に説明した図６に示すような、テスト信号の単一
ピットの中心とその前後の、合計３ビットの振幅値を検
出するための振幅検出タイミング信号（サンプルクロッ
ク）３３〜３５を出力する。

【００４２】ディスク記録時においてデータ記録領域に
記録する記録データ１５は、ＮＲＺ記録であるので、変
調されずそのまま切換制御回路９に入力される。またテ
スト信号記録領域に記録する単一ピットの記録データ
は、テストパルス生成回路８により生成され同様に切換
制御回路９に入力される。

【００４３】切換制御回路９は、領域指定信号３１，３
２により、図４または図５に示す光ディスクのセクタフ
ォーマットの記録領域がデータ記録領域であれば記録デ
ータ１５、テスト信号記録領域の場合はテストパルス生
成回路８の記録データを、記録パルス制御回路10に入力
させる。

【００４４】記録パルス制御回路10は、それらの記録デ
ータのパルス列をパルス幅制御して光ディスクに記録す
る記録信号出力１３を得る。これにより光ディスク上の
それぞれの領域にセクタ単位に、先に説明した図６に示
すようなテスト信号とデータが記録されることになる。

【００４５】ディスク再生時において、書換記録された
領域からの再生信号入力１２は、Ａ／Ｄ変換回路４で、
ビットクロック周期でディジタル値に変換される。切換
制御回路５は、このディジタル値が図４または図５に示
す光ディスクのセクタフォーマットのテスト信号記録領
域にあれば、しきい値設定回路６へ供給し、データ記録
領域にあればビタビ復号回路７へ供給する。しきい値設
定回路６およびビタビ復号回路７の詳細は、例えば図２
（しきい値設定回路）および図３（ビタビ復号回路）に
示す構成からなり、ビタビアルゴリズムによるデータ復
号を行なう。

【００４６】図２は、図１に示すしきい値設定回路６の
詳細を示すブロック図であり、６１〜６３はそれぞれラ
ッチ回路、６４〜６７はそれぞれ加算回路である。

【００４７】図２において、ラッチ回路６１〜６３は、
図６に示すようなセクタ単位に存在するテスト信号であ
る単一ピットの再生信号のディジタル値５１をラッチ
し、ラッチ回路６１はピットの１ビット前、ラッチ回路
６２はピット中心、ラッチ回路６３はピットの１ビット
後となるように、タイミング生成回路３からの振幅検出
タイミング信号３３〜３５の制御により、それぞれセク
タ周期でラッチする。

【００４８】ラッチ回路６１〜６３でラッチしたディジ
タルデータは、加算回路６４〜６７で図に示すそれぞれ
の組合せに従ってラッチしたディジタル値を加算する。
すなわち、加算回路６４は、図７に示す"Ｔ１１１"の予
測サンプル値となるように単一ピットの再生信号振幅と
その前後１ビットの振幅を重ね合わせるようにラッチ回
路６１〜６３の３つのラッチ出力を加算し、予測サンプ
ル信号６０１を出力する。

【００４９】加算回路６５は、図７に示す"Ｔ０１１"の
予測サンプル値となるようにラッチ回路６１〜６３の３
つのラッチ出力のうちピット中心の再生信号振幅と１ビ
ット後の再生信号振幅を重ね合わせるようにラッチ回路
６２と６３の２つのラッチ出力を加算し、予測サンプル
信号６０２を出力する。

【００５０】加算回路６６は、図７に示す"Ｔ１１０"の
予測サンプル値となるようにラッチ回路６１〜６３の３
つのラッチ出力のうちピット中心の再生信号振幅と１ビ
ット前の再生信号振幅を重ね合わせるようにラッチ回路
６１と６２の２つのラッチ出力を加算し、予測サンプル
信号６０３を出力する。

【００５１】加算回路６７は、図７に示す"Ｔ１０１"の
予測サンプル値となるようにラッチ回路６１〜６３の３
つのラッチ出力のうちピット中心を除く１ビット前後の
再生信号振幅を重ね合わせるようにラッチ回路６１と６
３の２つのラッチ出力を加算し、予測サンプル信号６０
５を出力する。

【００５２】６０４および６０６，６０７はラッチ回路
６１〜６３のそれぞれのラッチ出力であり、これらは図
７に示す"Ｔ０１０"、"Ｔ１００"、"Ｔ００１"、の予測
サンプル信号となり、ビタビ復号回路７に入力される。
６０８は、"Ｔ０００"、の予測サンプル信号としてゼロ
レベルがビタビ復号回路７に入力される。

【００５３】図３は、図１に示すビタビ復号回路７の詳
細を示すブロック図であり、７０１〜７０８はそれぞれ
減算回路、７０９〜７１６はそれぞれ加算回路、７１７
〜７２０はそれぞれは比較回路、７２１〜７２４はそれ
ぞれラッチ回路７２５〜７２８はそれぞれ切換回路、７
２９〜７３２はそれぞれはシリアルおよびパラレルレジ
スタ回路である。

【００５４】図３において、減算回路７０１〜７０８
は、データ再生信号振幅値５２としきい値設定回路６か
らの予測サンプル値６０１〜６０８との減算処理を行な
う。減算回路７０１〜７０８の減算出力は、再生信号振
幅と予測サンプル値との絶対差分値である"Ｅ１１１"
〜"Ｅ０００"に相当する。

【００５５】加算回路７０９〜７１６は、１ビット前の
ゆう度比較結果であるラッチ回路７２１〜７２４のゆう
度比較出力と８つの再生振幅と予測サンプル値との差分
とを図に示す組合せにしたがって加算する。

【００５６】すなわち１ビット前のゆう度比較結果であ
るラッチ回路７２１の出力は、減算回路７０１および７
０３の出力である絶対差分値"Ｅ１１１"および"Ｅ１１
０"に加算回路７０９および７１１によって加算し、ラ
ッチ回路７２２の出力は、減算回路７０５および７０７
の出力である絶対差分値"Ｅ１０１"および"Ｅ１００"に
加算回路７１３および７１５によって加算する。

【００５７】また１ビット前のゆう度比較結果であるラ
ッチ回路７２３の出力は、減算回路７０２および７０４
の出力である絶対差分値"Ｅ０１１"および"Ｅ０１０"に
加算回路７１０および７１２によって加算し、ラッチ回
路７２４の出力は、減算回路７０６および７０８の出力
である絶対差分値"Ｅ００１"および"Ｅ０００"に加算回
路７１４および７１６によって加算する。

【００５８】比較回路７１７〜７２０は、加算回路７０
９〜７１６の出力を図に示す組合せにしたがって比較す
る。すなわち比較回路７１７は加算回路７０９の出力と
加算回路７１０の出力を比較し、その比較符号をレジス
タ回路７２９と切換回路７２５に出力し、比較した小さ
い方の値（メトリック）"Ｑn¹"＝Min["Ｅ111"＋"Ｑn-
1¹","Ｅ011"＋"Ｑn-1³"]をラッチ回路７２１にラッチす
る。

【００５９】比較回路７１８は、加算回路７１１の出力
と加算回路７１２の出力を比較し、その比較符号をレジ
スタ回路７３０と切換回路７２６に出力し、比較した小
さい方の値（メトリック）"Ｑn²"＝Min["Ｅ110"＋"Ｑn-
1¹","Ｅ010"＋"Ｑn-1³"]をラッチ回路７２２にラッチす
る。

【００６０】また比較回路７１９は、加算回路７１３の
出力と加算回路７１４の出力を比較し、その比較符号を
レジスタ回路７３１と切換回路７２７に出力し、比較し
た小さい方の値（メトリック）"Ｑn³"＝Min["Ｅ101"＋"
Ｑn-1²","Ｅ001"＋"Ｑn-1⁴"]をラッチ回路７２３723に
ラッチする。

【００６１】比較回路７２０は加算回路７１５の出力と
加算回路７１６の出力を比較し、その比較符号をレジス
タ回路７３２と切換回路７２８に出力し、比較した小さ
い方の値（メトリック）"Ｑn⁴"＝Min["Ｅ100"＋"Ｑn-
1²","Ｅ000"＋"Ｑn-1⁴"]をラッチ回路７２４にラッチす
る。レジスタ回路７２９〜７３２およびラッチ回路７２
１〜７２４はそれぞれビットクロック周期でそれぞれの
入力データをラッチする。

【００６２】切換回路７２５〜７２８は比較回路７１７
〜７２０の比較符号よりシリアルおよびパラレルレジス
タ回路７２９〜７３２の１ビットクロック前のレジスタ
出力を図に示す組合せにしたがって切り換える。すなわ
ち切換回路７２５は比較回路７１７の比較符号が"１"の
場合（"Ｑn-1¹"＋"Ｅ111"≦"Ｑn-1³"＋"Ｅ011"の場合）
はレジスタ回路７２９の１ビットクロック前のレジスタ
出力に切換え、"０"の場合（"Ｑn-1¹"＋"Ｅ111"＞"Ｑn-
1³"＋"Ｅ011"の場合）はレジスタ回路７３１の１ビット
クロック前のレジスタ出力に切換える。

【００６３】切換回路７２６は比較回路７１８の比較符
号が"１"の場合（"Ｑn-1¹"＋"Ｅ110"≦"Ｑn-1³"＋"Ｅ01
0"の場合）はレジスタ回路７３１の１ビットクロック前
のレジスタ出力に切換え、"０"の場合（"Ｑn-1¹"＋"Ｅ1
10"＞"Ｑn-1³"＋"Ｅ010"の場合）はレジスタ回路７２９
の１ビットクロック前のレジスタ出力に切換える。

【００６４】また切換回路７２７は比較回路７１９の比
較符号が"１"の場合（"Ｑn-1²"＋"Ｅ101"≦"Ｑn-1⁴"＋"
Ｅ001"の場合）はレジスタ回路７３２の１ビットクロッ
ク前のレジスタ出力に切換え、"０"の場合（"Ｑn-1²"
＋"Ｅ101"＞"Ｑn-1⁴"＋"Ｅ001"の場合）はレジスタ回路
７３０の１ビットクロック前のレジスタ出力に切換え
る。

【００６５】切換回路７２８は比較回路７２０の比較符
号が"１"の場合（"Ｑn-1²"＋"Ｅ100"≦"Ｑn-1⁴"＋"Ｅ00
0"の場合）はレジスタ回路７３０の１ビットクロック前
のレジスタ出力に切換え、"０"の場合（"Ｑn-1²"＋"Ｅ1
00"＞"Ｑn-1⁴"＋"Ｅ000"の場合）はレジスタ回路７３２
の１ビットクロック前のレジスタ出力に切換える。

【００６６】シリアルおよびパラレルレジスタ回路７２
９〜７３２はこれらの切換回路７２５〜７２８で切換え
られた１ビットクロック前のレジスタ出力と比較回路７
１７〜７２０の比較符号をビットクロック周期でラッチ
する。ビタビ復号出力１４はこれらレジスタ回路７２９
〜７３２のうちレジスタ回路７２９に代表して最終段の
シリアルおよびパラレルのシフトレジスタ出力より取り
出される(それそれのレジスタ回路の最終段のシフトレ
ジスタ出力は一致する。)

【００６７】このような図１、図２および図３から構成
される本発明の実施例の動作によると、光ディスクのセ
クタごとにテスト信号として単一ピットを記録し、その
再生波形振幅を基準にビタビ復号の予測サンプル値を設
定するので、光ディスクの記録媒体や記録領域および記
録パワー等のさまざまな記録条件の変動に対しても、そ
の都度再生するセクタごとにビタビ復号の予測サンプル
値が適応的に変化し、データ再生の誤りは増加すること
なく、誤り率を低く抑えることができる。

【００６８】なおこの実施例ではテスト信号が単一ピッ
トですむので、テスト信号の記録領域は多く必要とせ
ず、１バイト程度の空きを利用するだけで十分であり、
これによりデイスクのデータ記録領域が減少することは
ない。

【００６９】図１０は、テスト信号として単一ピットの
代わりに３ビットの組合せの８通りを全て記録した場合
のピット列とその再生波形の例を示す波形図である。ハ
ッチングで示す部分がピットである。

【００７０】このテスト信号の場合は、図２に示すしき
い値設定回路のかわりに、これらの３ビットで構成され
る８通りのまん中の再生振幅を８個のラッチ回路にそれ
ぞれ直接ラッチして、ビタビ復号の予測サンプル値とし
て、図３に示すビタビ復号回路に供給する構成とする。

【００７１】この実施例によると単一ピットのテスト信
号に比べ、ディスクに記録した実際の再生波形の予測振
幅に近くなり、例えば熱による非線形歪の影響も含んだ
予測サンプル値となるので、ビタビ復号による誤り率が
より低下できる。

【００７２】図１２は、ビタビアルゴリズムを適用した
本発明によるデータ復号装置のもう一つの実施例を示す
ブロック図であり、図１に示す光ディスク装置の記録再
生信号処理回路をさらに発展させたものである。

【００７３】図１２に示すこの実施例は、図１１の単一
ピットのテスト信号波形例に示すように記録密度をさら
に上げ、再生信号の符号間干渉が、ピットの中心とその
前後２ビットの計３ビットの組合せによる符号間干渉だ
けでなく、さらにその前後２ビットを含んだ計５ビット
の組合せによる符号間干渉を考慮しなくてはならなった
場合、５ビットのうち両端の２ビットの干渉を除去する
ためにビタビ復号の前段にプリフィルタを設けると同時
に、しきい値設定回路の前段にもプリフィルタを設けた
構成としているのが特徴である。以下これらの図を用い
て本発明のもう一つの実施例の構成および動作について
説明する。

【００７４】図１２は、図１と同様の光ディスク装置の
記録再生信号処理回路を示すブロック図であり、記録回
路については図１と同一構成であるので省略している。
図１２において、１〜５および６,７は図１におけるの
と同一ブロックであり、構成および動作については省略
する。

【００７５】また１１，１２，１４および３１，３２，
５１，５２も図１におけるのと同一の入出力および信号
である。５０はプリフィルタの係数設定回路、６０およ
び７０はそれぞれプリフィルタ回路であり、３３〜３７
はテスト信号振幅検出タイミング信号である。

【００７６】図１２において、光ディスクに書換記録さ
れた再生信号入力１２は、Ａ／Ｄ変換回路４で、ビット
クロック周期でディジタル値に変換され、切換制御回路
５はこのディジタル値がディスクのテスト信号領域にあ
ればプリフィルタ係数設定回路５０およびプリフィルタ
回路６０に供給し、データ記録領域にあればプリフィル
タ回路７０に供給する。

【００７７】プリフィルタ係数設定回路５０およびプリ
フィルタ回路６０，７０は再生信号の符号間干渉が最大
３ビットの影響だけになるように再生信号にフィルタを
掛けると同時に、ビタビ復号の予測サンプル値もフィル
タが掛けられた再生信号に合わせて変動するようにフィ
ルタを掛ける。プリフィルタ係数設定回路およびプリフ
ィルタ回路の詳細は図１３（プリフィルタ係数設定回
路）および図１４（プリフィルタ回路）に示してある。

【００７８】図１３のプリフィルタ係数設定回路におい
て、５０１〜５０３はラッチ回路であり、図１１に示す
ようなセクタ単位に存在するテスト信号である単一ピッ
トの再生信号のディジタル値５１をラッチし、ラッチ回
路５０１はピットの２ビット前、ラッチ回路５０２はピ
ット中心、ラッチ回路５０２はピットの２ビット後とな
るタイミング生成回路３からの振幅検出タイミング信号
３６，３４，３７の制御により、それぞれセクタ周期で
ラッチする。

【００７９】５０４および５０５はそれぞれ除算回路で
あり、５０４は２ビット前の再生振幅値をピット中心の
再生振幅値で割った値５３を、５０５は２ビット後の再
生振幅値をピット中心の再生振幅値で割った値５４をそ
れぞれ出力しプリフィルタ回路６０および７０に供給す
る。

【００８０】プリフィルタ回路６０はテスト領域の再生
信号に図１１に示すテスト信号の単一ピットの再生信号
５１がピット中心より２ビット離れた波形振幅がゼロに
なるようにプリフィルタ係数設定回路５０で設定された
係数値５３，５４をトランスバーサルフィルタに掛け
て、その後のテスト信号の単一ピットの再生信号６１０
をしきい値設定回路６に供給する。

【００８１】またプリフィルタ回路７０はデータ領域の
再生信号５２にプリフィルタ係数設定回路５０で設定さ
れた係数値５３，５４をトランスバーサルフィルタに掛
けて、その後のデータ領域の再生信号７１０をビタビ復
号回路７に供給する。

【００８２】図１４はプリフィルタ回路６０の詳細を示
すブロック図であり、プリフィルタ回路７０と同一構成
からなる。図１４において、６１１〜６１４はそれぞれ
ラッチ回路であり、再生信号入力５１または５２をビッ
トクロック周期でそれぞれシフトする。

【００８３】６１５および６１６は乗算回路であり、プ
リフィルタ係数設定回路５０で設定された係数値５３お
よび５４を再生信号入力５１または５２と４ビットシフ
トしたラッチ回路６１４の出力にそれぞれ掛け合わせ
る。６１７は減算回路であり、再生信号入力を２ビット
シフトしたラッチ回路６１２の出力を乗算回路６１５と
６１６の出力で減算する。この出力６１０はしきい値設
定回路６に、また同様の回路構成からなるプリフィルタ
回路出力７１０はビタビ復号回路７に供給される。

【００８４】図１２におけるしきい値設定回路６および
ビタビ復号回路７は、図１のそれと同様の動作であり、
データ領域の再生信号はプリフィルタ回路７０によって
最大３ビットの符号間干渉だけを考慮すればよいように
フィルタが掛けられており、またテスト領域の再生信号
もプリフィルタ回路６０によって、フィルタが掛けられ
たデータ領域の再生信号に合わせてビタビ復号の予測サ
ンプル値が設定できるようにフィルタが掛けられてい
る。

【００８５】この実施例では再生信号の符号間干渉が隣
接する３ビットを超えて影響する場合でも、プリフィル
タ回路により再生信号およびビタビ復号の予測サンプル
値とも最大３ビットだけの影響に制限できるので、記録
密度をさらに向上して符号間干渉が増大した場合のビタ
ビ復号にも対応できる。

【００８６】図１５は本発明による別の実施例であり、
テスト信号を書換領域の空きエリアに記録するのではな
く、プリフォーマット領域に予め固定的に記録された単
一ピットの再生波形を利用して、このピット中心とその
前後の再生振幅よりデータ記録領域に記録された再生信
号のビタビ復号の予測サンプル値を設定する場合の記録
再生信号処理回路の例である。

【００８７】図１５において、１〜４および６,７は図
１および図１２におけるのと同一ブロックであり、構成
および動作については説明を省略する。また１１，１
２，１４および３３〜３５も図１におけるのと同一の入
出力および信号である。４１はプリフォーマットされた
プリフォーマット再生信号１１を再生クロック周期でア
ナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路であ
る。

【００８８】Ａ／Ｄ変換回路４１の出力ディジタル値４
０１はしきい値設定回路６に入力され、しきい値設定回
路６は図１の動作と同様にタイミング生成回路３で生成
されるプリフォーマットされた単一ピットの中心とその
前後の３ビットのタイミング信号３３〜３５よりそれぞ
れの再生振幅を検出して、図２で説明した動作によりビ
タビ復号の予測サンプル値を設定する。書換可能領域に
記録されたデータの再生信号１２はＡ／Ｄ変換回路４で
ディジタル値４０２に変換され、ビタビ復号回路７によ
って元のデータに再生される。

【００８９】この実施例によると、テスト信号を書換可
能領域の空きエリアに記録することなく、プリフォーマ
ットされ記録位置も予めわかっている単一ピット（例え
ばサンプルサーボフォーマットにおけるクロックピット
など）の再生波形を基準にして、ビタビ復号の予測サン
プル値を設定できるので、書込み時の記録条件の変動に
は対応できないものの、記録再生波形がプリフォーマッ
トの再生波形に合致していれば、ディスクの記録位置
（例えば内周と外周の違い）に対してビタビ復号の予測
サンプル値が適応でき、また記録時においてテスト信号
を記録する必要がないので手順および回路規模が省ける
という効果がある。

【００９０】図１６は、図２に示す演算回路で構成した
しきい値設定回路の代わりに、マイクロプロセッサとＲ
ＡＭによるルックアップテーブルで構成したしきい値設
定回路の例である。

【００９１】図１６において、６１〜６３はそれぞれラ
ッチ回路であり、テスト信号である単一ピットの再生振
幅値５１をピット中心とその前後の３ビットのサンプル
タイミング信号３３〜３５でラッチする。６２０はマイ
クロプロセッサであり、ラッチ回路３３〜３５にラッチ
された再生振幅値をそれぞれ読み取って、ビタビ復号の
予測サンプル値を計算する。

【００９２】６２１はＲＡＭであり、マイクロプロセッ
サ６２０により計算したビタビ復号の予測サンプル値が
書込まれ、その出力６０１〜６０８は図３に示すビタビ
復号回路に供給され、以下同様の動作によりビタビ復号
がなされる。

【００９３】この実施例によると、あるセクタのテスト
信号の再生振幅がノイズ等の影響によって正しい値を取
り得なかった場合でも、マイクロプロセッサは複数のセ
クタにわたって予測サンプル値を計算しその値を記録で
きるので、前の値と大幅に異なれば１セクタ前の値に置
き換えたり、複数セクタの平均値を取るなどの処理をす
れば、テスト信号に誤りが生じてもビタビ復号の予測サ
ンプル値が大幅にずれることはなくなる。

【００９４】特にテスト信号の振幅値に含まれるノイズ
成分が平均値ゼロとなるような理想的な場合は、多くの
テスト信号を平均化することにより、ノイズ成分が含ま
れなくなるという効果がある。

【００９５】またこの実施例では、ＲＡＭの容量を増加
すれば再生信号の符号間干渉が隣接する３ビットを超え
る場合でも、それぞれの複数ビットの組合せによるビタ
ビ復号の予測サンプル値を設定することができ、プリフ
ィルタを掛けることなく、ビタビ状態数を増加したビタ
ビ復号を行なうことで、より誤りが少ないデータ復号が
可能になる。

【００９６】以上説明したそれぞれの実施例では、テス
ト信号をセクタ単位に記録する場合について述べたが、
これは例えばトラック単位あるいは複数トラック単位や
サンプルフォーマットのようにデータ領域とサーボ領域
が分割するセグメント単位に、ある書換可能な空きエリ
アを使用してテスト信号を記録する場合でも本発明の効
果が発揮できる。

【００９７】また本実施例ではＮＲＺ記録の場合を例に
挙げているが、これ以外にある変調方式で変調された記
録データにも、その変調特性を考慮したビタビ状態を設
定してビタビ復号を行なう場合にも適応できる。また本
実施例ではディスクの接線方向の符号間干渉を例に挙げ
ているが、トラック方向の符号間干渉に対しても同様に
適用可能である。

【００９８】さらにそれぞれの実施例では、光ディスク
の記録再生を例に挙げているが、これは磁気記録媒体に
も同様に適応可能であり、また放送や通信のデータ伝送
におけるビタビアルゴリズムによるデータ復号にも、し
きい値設定のためのテスト信号を予め送信することで本
発明が適用できる。

【００９９】

【発明の効果】本発明によれば、ビタビアルゴリズムを
適用したデータ復号装置において、テスト信号を伝送
し、その伝送波形振幅を基準にビタビ復号の予測サンプ
ル値を設定するので、伝送媒体や記録媒体のさまざまな
伝送や記録条件の変動に対しても、その都度復号するビ
タビ状態の予測サンプル値が適応的に変化し、データ復
号の誤りは増加することなく、誤り発生を低く抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を光ディスク装置の記録
再生信号処理回路において示したブロック図である。

【図２】図１におけるしきい値設定回路の詳細を示すブ
ロック図である。

【図３】図１におけるビタビ復号回路の詳細を示すブロ
ック図である。

【図４】連続サーボ方式セクタフォーマットの例を示す
説明図である。

【図５】サンプルサーボ方式セクタフォーマットの例を
示す説明図である。

【図６】テスト信号波形の例を示す波形図である。

【図７】ビタビ状態と各ビタビ状態に対応するビタビ復
号予測サンプル値の例を示す説明図である。

【図８】ビタビ復号におけるビタビ状態の状態遷移図で
ある。

【図９】ビタビ復号のトレリス線図である。

【図１０】別のテスト信号波形の例を示す波形図であ
る。

【図１１】テスト信号波形の他の例を示す説明図であ
る。

【図１２】本発明の第２の実施例を光ディスク装置の記
録再生信号処理回路において示したブロック図である。

【図１３】図１２におけるプリフィルタ係数設定回路の
詳細を示すブロック図である。

【図１４】図１２におけるプリフィルタ回路の詳細を示
すブロック図である。

【図１５】本発明の第３の実施例を光ディスク装置の記
録再生信号処理回路において示したブロック図である。

【図１６】しきい値設定回路の他の例を示すブロック図
である。

【図１７】符号間干渉のない記録パターンと再生信号波
形の例を示す波形図である。

【図１８】符号間干渉のある記録パターンと再生信号波
形の例を示す波形図である。

【符号の説明】

１…同期検出回路、２…クロック再生回路、３…タイミ
ング生成回路、４，４１…Ａ／Ｄ変換回路、５，９…切
換制御回路、６…しきい値設定回路、７…ビタビ復号回
路、８…テスト信号生成回路、１０…記録パルス制御回
路、５０…プリフィルタ係数設定回路、６０，７０…プ
リフィルタ回路、６１〜６３，５０１〜５０３，６０１
〜６０４，７２４〜７２８…ラッチ回路、６４〜６７，
７０９〜７１６……加算回路、５０４，５０５…除算回
路、６０５，６０６…乗算回路、６０７，７０１〜７０
８…減算回路、６１０…マイクロプロセッサ、６１１…
ＲＡＭ、７１７〜７２０…比較回路、７２５〜７２８…
切換回路、７２９〜７３２…シリアルおよびパラレルレ
ジスタ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木芳夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビタビアルゴリズムを適用してデータ復
号を行なうに際し、採り得るビタビ状態数に対応した予測値を設定する必要
のあるデータ復号装置において、復号の対象とするデータを受信するとき、該データの復
号に用いる予測値の生成基準となる基準信号をも受信
し、それにより所要の予測値を設定して復号を行なうこ
とを特徴とするデータ復号装置。
【請求項２】復号すべき復号ビットに対応する複数の
受信信号の予測値を、予め伝送される基準信号を基に設
定し、受信信号と設定した予測値との差分値の時系列上
の総和が最小になる復号ビットの時系列パスを選択する
ことにより、データとしての当該復号ビットを復号する
ことを特徴とするデータ復号装置。
【請求項３】請求項１に記載のデータ復号装置におい
て、符号間干渉が生じる伝送路を通して伝送される、復
号すべき復号ビットの隣接する組合せ数に応じて、ビタ
ビ状態を設定し、該ビタビ状態数に対応した予測振幅値
の基準となる基準信号を前記伝送路を介して受信し、該
基準信号よりビタビ状態に対応した複数の予測振幅値を
設定して、当該復号ビットの復号を行うことを特徴とす
るデータ復号装置。
【請求項４】請求項１に記載のデータ復号装置におい
て、復号の対象とする前記データ及び基準信号が、信号
伝送波形が規則的または不規則的に変動する伝送路を介
して受信されるデータ及び基準信号であって、その変動
に応じて該基準信号により予測値の再設定を行うことを
特徴とするデータ復号装置。
【請求項５】請求項３に記載のデータ復号装置におい
て、ビタビ状態の設定数に関係することになる、復号ビ
ットの隣接する組合せ数を制限するために、データ受信
信号に前段フィルタを掛けることとして、該前段フィル
タのフィルタ係数を、予測振幅値の基準となる基準信号
より算定するとともに、受信する前記基準信号にも前段
フィルタを掛けて、前記ビタビ状態数に対応した複数の
予測振幅値を設定することを特徴とするデータ復号装
置。
【請求項６】請求項３に記載のデータ復号装置におい
て、伝送されてくる前記基準信号を、対応した受信デー
タの複数ビットにわたりその振幅値を検出する振幅値検
出手段（４）と、該振幅値検出手段により検出された基
準信号振幅値から、復号すべき復号ビットの隣接する組
合せ数に応じたビタビ状態数のそれぞれの予測振幅値を
演算する予測振幅値演算手段（６）と、演算された該複
数の予測振幅値と前記復号ビットの再生信号振幅値との
差分値の時系列上の総和が最小になる該復号ビットの時
系列パスを選択して、当該復号ビットのビタビ復号を行
なうビタビ復号手段（７）と、を設けたことを特徴とす
るデータ復号装置。
【請求項７】請求項６に記載のデータ復号装置におい
て、前記振幅値検出手段により基準信号の振幅値を検出
する際、複数回繰り返し検出し、その結果から検出結果
が誤りと判断されたときは、その前に用いた基準信号の
振幅値を、誤りと判断された振幅値に代えて用いること
を特徴とするデータ復号装置。
【請求項８】請求項３に記載のデータ復号装置におい
て、復号すべき復号ビット間の符号間干渉の生じ得る状
態数に対し、ビタビアルゴリズムを適用して、前記復号
ビットの復号を、光ディスクからのデータ再生として行
う際、前記ディスクのある特定領域にビタビ状態数に対
応した予測振幅値の基準となる基準信号を予め記録して
おき、記録してある該基準信号を再生してビタビ状態数
に対応した複数の予測振幅値として設定して復号を行う
ことを特徴とするデータ復号装置。