(57)【要約】【課題】情報復号装置において、比較的簡単な処理で、符号化されたデータを好適に復号する。【解決手段】情報復号装置は、入力されたデータと、入力されるべき基準データとの二次元的な位置のズレを検出するズレ検出手段（２２０）と、検出されたズレを補正するための補正量を生成する補正量生成手段（２３０）と、補正量の大きさに応じて、入力されたデータを復調及び復号する際の重み付けに用いる重み係数を生成する重み係数生成手段（２４０）と、重み係数を用いて入力されたデータを復調及び復号する復調復号手段（２５０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正能力を有する符号によって符号化されると共に二次元変調されたデータを復調及び復号する情報復号装置であって、
入力されたデータと、入力されるべき基準データとの二次元的な位置のズレを検出するズレ検出手段と、
前記検出されたズレを補正するための補正量を生成する補正量生成手段と、
前記補正量の大きさに応じて、前記入力されたデータを復調及び復号する際の重み付けに用いる重み係数を生成する重み係数生成手段と、
前記重み係数を用いて前記入力されたデータを復調及び復号する復調復号手段と
を備えることを特徴とする情報復号装置。
【請求項２】
前記復調復号手段は、
前記入力されたデータを復調する復調手段と、
前記重み係数を用いて、前記復調されたデータを復号する復号手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の情報復号装置。
【請求項３】
前記重み係数生成手段は、前記復調手段の出力単位である前記二次元変調における変調シンボル毎に、前記重み係数を生成することを特徴とする請求項２に記載の情報復号装置。
【請求項４】
前記復調復号手段は、
前記重み係数を用いて、前記入力されたデータを復調する復調手段と、
前記復調されたデータを復号する復号手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の情報復号装置。
【請求項５】
前記重み係数生成手段は、前記復調手段の入力単位である前記二次元変調における画素毎に、前記重み係数を生成することを特徴とする請求項４に記載の情報復号装置。
【請求項６】
前記重み係数生成手段は、前記重み係数を生成するための複数の処理から所定の閾値に基づいて一の処理を選択し、該一の処理によって前記重み係数を生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の情報復号装置。
【請求項７】
前記重み係数生成手段は、前記補正量が所定の範囲内である場合に、前記重み係数を生成することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の情報復号装置。
【請求項８】
前記補正量を用いて、前記入力されたデータにおける前記検出されたズレを補正する補正手段を更に備え、
前記復調復号手段は、前記補正されたデータを復調及び復号する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の情報復号装置。
【請求項９】
誤り訂正能力を有する符号によって符号化されると共に二次元変調されたデータを復調及び復号する情報復号方法であって、
入力されたデータと、入力されるべき基準データとの二次元的な位置のズレを検出するズレ検出工程と、
前記検出されたズレを補正するための補正量を生成する補正量生成工程と、
前記補正量の大きさに応じて、前記入力されたデータを復調及び復号する際の重み付けに用いる重み係数を生成する重み係数生成工程と、
前記重み係数を用いて前記入力されたデータを復調及び復号する復調復号工程と
を含むことを特徴とする情報復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＤＰＣ（Low density parity check）符号等の誤り訂正能力を有する符号によって符号化された情報を復号する情報復号装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の情報復号装置として、符号化されたデータを復号する際に、重み係数を用いてより好適にデータを復号するというものがある。例えば特許文献１では、ＬＤＰＣ符号を用いて符号化されたデータを復号する際に、確率演算手段が求めた確率値に基づいて重み係数を求めるという技術が開示されている。また特許文献２においても、ＬＤＰＣ復号の入力となる尤度値に対して重み付けを行うという技術が開示されている。
【０００３】
他方で、ＬＤＰＣ符号等によって符号化されたデータは、ホログラフィックメモリ等の記録媒体に二次元変調されて記録される。二次元変調されたデータを再生する際には、検出される二次元変調データに歪みが生じる場合がある。例えば特許文献３では、このような歪み補正するために、輝度値からボーダー（即ち、記録領域境界の両端）を検出し、幾何補正を行うという技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４７８８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１３７１４号公報
【特許文献３】特開２００５−３０２２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１及び２に係る技術では、ＬＤＰＣ復号自体が反復復号であることに加えて、復号結果となる一時確率値を重み量として使用する構成（所謂、フィードバック構成）であるため、スループットが低下してしまうおそれがある。即ち、上述した技術に係る情報復号装置では、復号処理が複雑なものとなってしまうという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、比較的簡単な処理で、符号化されたデータを好適に復号することが可能な情報復号装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の情報復号装置は上記課題を解決するために、誤り訂正能力を有する符号によって符号化されると共に二次元変調されたデータを復調及び復号する情報復号装置であって、入力されたデータと、入力されるべき基準データとの二次元的な位置のズレを検出するズレ検出手段と、前記検出されたズレを補正するための補正量を生成する補正量生成手段と、前記補正量の大きさに応じて、前記入力されたデータを復調及び復号する際の重み付けに用いる重み係数を生成する重み係数生成手段と、前記重み係数を用いて前記入力されたデータを復調及び復号する復調復号手段とを備える。
【０００８】
本発明の情報復号装置によれば、その動作時に、誤り訂正能力を有する符号によって符号化されると共に二次元変調されたデータが復調及び復号される。誤り訂正能力を有する符号とは、例えばＬＤＰＣ符号であり、符号化されたデータは二次元変調され、ホログラフィックメモリ等の記録媒体に記録されている。このようなデータを再生する際には、ラインセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光素子によって二次元変調された画像データが読み出された後、復調及び復号が行われる。
【０００９】
本発明では、先ずズレ検出手段において、入力されたデータと入力されるべき基準データとの位置のズレが検出される。即ち、入力されたデータが、基準データに対してどの程度ずれているかが検出される。尚、ここでの「ズレ」とは、二次元変調された記録画像データとその再生画像データと比較し、その拡大及び縮小、回転、位置ズレ、歪み等の二次元的な位置のズレを意味している。また、「基準データ」とは、ズレを検出するための基準となるデータであり、典型的には、入力されるべきデータの基準となる座標を示すようなデータである。
【００１０】
入力されたデータのズレが検出されると、補正量生成手段において、検出されたズレを補正するための補正量が生成される。即ち、入力されたデータと基準データとのズレを小さくするための補正量が生成される。補正量は、典型的には、入力されたデータと基準データとの座標の差で示される。また、入力された二次元変調データの画素毎に複数生成される。
【００１１】
補正量が生成されると、重み係数生成手段において、データを復調及び復号する際の重み付けに用いる重み係数が生成される。重み係数は、典型的には１以下の値を有する係数であり、乗ずることによって重み付けを行うことができる。
【００１２】
本発明では特に、重み係数は、補正量の大きさに応じて生成される。具体的には、補正量が大きい程、重み係数は小さいものとして生成される。仮に、補正量が比較的大きい値として生成されているとすると、その補正量に対応するデータは、基準データに対するズレが大きいと考えることができる。一方、補正量が比較的小さい値として生成されているとすると、その補正量に対応するデータは、基準データに対するズレが小さいと考えることができる。以上の結果から、補正量が大きい程小さくなるような重み係数を生成することで、ズレが大きいデータに対する重みを小さくし、ズレが小さいデータに対する重みを大きくすることができる。
【００１３】
復調復号手段は、上述した重み係数を用いて入力されたデータを復調及び復号する。復調及び復号は、例えば先ず復調の結果として尤度値が出力され、尤度値に基づいて誤り訂正符号を用いた復号が行われる。重み係数は、復調における尤度値を求める処理に対して用いられてもよいし、求められた尤度値と共に復号の際に用いられてもよい。即ち、復調復号手段は、復調及び復号の処理のうち少なくとも一方の処理を、重み係数を用いて行う。
【００１４】
重み係数は、上述したように、補正量（即ち、入力されたデータのズレ）に対応して生成されているため、結果的に復号の際の誤り訂正能力を高め、ビット誤り率（bit Error Rate：ｂＥＲ）を改善することが可能である。また補正量は、上述したように、入力されたデータのズレから比較的容易に求めることができるため、処理が複雑化してしまうことを防止することができる。更に、補正量を用いて、実際に入力されたデータのズレを補正するようにすれば、より効果的にビット誤り率を改善することができる。
【００１５】
以上説明したように、本発明の情報復号装置によれば、比較的簡単な処理で、符号化されたデータを好適に復号することが可能である。
【００１６】
本発明の情報復号装置の一態様では、前記復調復号手段は、前記入力されたデータを復調する復調手段と、前記重み係数を用いて、前記復調されたデータを復号する復号手段とを有する。
【００１７】
この態様によれば、復調復号手段には、復調手段及び復号手段が有されており、装置の動作時には、復調手段及び復号手段において、入力されたデータを復調及び復号する処理が夫々行われる。ここで本態様では特に、重み係数は、復調手段において復調されたデータを復号手段が復号する際に用いられる。
【００１８】
より具体的には、入力されたデータは先ず復調手段に入力され、復調手段からは復調結果として尤度値が出力される。復号手段には、復調手段から出力された尤度値及び重み係数が入力される。復号手段では、重み係数を乗じた尤度値を用いてデータが復号される。よって、復号されるデータは、重み係数の影響を受けたデータとなる。このように、本態様では復号の際に重み係数が用いられるため、誤り訂正能力が確実に向上する。従って、ビット誤り率を改善することが可能である。
【００１９】
上述した復号手段が重み係数を用いる態様では、前記重み係数生成手段は、前記復調手段の出力単位である前記二次元変調における変調シンボル毎に、前記重み係数を生成するように構成してもよい。
【００２０】
このように構成すれば、重み係数が、復調手段の出力単位である二次元変調における変調シンボル毎に生成される。即ち、復調手段の出力に対応するように重み係数が生成される。よって、復号の際に、復調手段から出力された尤度値の各々に対して確実に重み係数を乗ずることができる。従って、誤り訂正能力を向上させ、ビット誤り率を改善することが可能である。
【００２１】
本発明の情報復号装置の他の態様では、前記復調復号手段は、前記重み係数を用いて、前記入力されたデータを復調する復調手段と、前記復調されたデータを復号する復号手段とを有する。
【００２２】
この態様によれば、復調復号手段には、復調手段及び復号手段が有されており、装置の動作時には、復調手段及び復号手段において、入力されたデータを復調及び復号する処理が夫々行われる。ここで本態様では特に、重み係数は、復調手段において入力されたデータを復調する際に用いられる。
【００２３】
より具体的には、先ず復調手段には、入力されたデータと共に重み係数が入力される。そして復調手段は、重み係数を乗じたデータから尤度値を求める。ここでの尤度値は、重み係数を乗じたデータから求められるため、重み付き尤度値である。復号手段には、復調手段から出力された重み付き尤度値が入力され、データが復号される。このように、本態様では復調の際に重み係数が用いられるため、その復調結果を用いる復号における誤り訂正能力が確実に向上する。従って、ビット誤り率を改善することが可能である。
【００２４】
上述した復調手段が重み係数を用いる態様では、前記重み係数生成手段は、前記復調手段の入力単位である前記二次元変調における画素毎に、前記重み係数を生成するように構成してもよい。
【００２５】
このように構成すれば、重み係数が、復調手段の入力単位である二次元変調における画素毎に生成される。即ち、復調手段の入力に対応するように重み係数が生成される。よって、復調の際に、入力されたデータの各々に対して確実に重み係数を乗ずることができる。従って、誤り訂正能力を向上させ、ビット誤り率を改善することが可能である。
【００２６】
本発明の情報復号装置の他の態様では、前記重み係数生成手段は、前記重み係数を生成するための複数の処理から所定の閾値に基づいて一の処理を選択し、該一の処理によって前記重み係数を生成する。
【００２７】
この態様によれば、重み係数生成手段は、重み係数を生成するため処理を複数有しており、その中から一の処理を選択して重み係数を生成する。例えば、重み係数生成手段は、重み係数を生成するために複数の数式、係数、定数等を有しており、その中から１つを選択して利用することで重み係数を生成する。
【００２８】
いずれの処理を選択するかは、予め設定された所定の閾値によって決まる。所定の閾値は、例えば補正量等のビット誤り率に影響を及ぼすパラメータに対する閾値であり、ビット誤り率を効果的に低減できるような重み係数が適切に生成されるように、装置の設計段階において設定される。具体的には、所定の閾値は、ビット誤り率と閾値に対するパラメータとの関係を実験的に求めることにより設定することができる。
【００２９】
このように、重み係数を生成する際に複数の処理から適切な一の処理を選択することで、ビット誤り率を効果的に改善することが可能となる。
【００３０】
本発明の情報復号装置の他の態様では、前記重み係数生成手段は、前記補正量が所定の範囲内である場合に、前記重み係数を生成する。
【００３１】
この態様によれば、重み係数生成手段は、重み係数を生成する前に、補正量が所定の範囲内であるか否かを判定する。そして、補正量が所定の範囲内である場合に重み係数を生成する。補正量が所定の範囲内でない場合には、補正量を生成しない。よって、復調復号手段における復調及び復号には、重み係数は用いられない。尚、ここでの「所定の範囲」とは、重み係数を用いることによるビット誤り率が改善するという効果が大きく得られるような範囲であり、設計時に予め設定される。
【００３２】
本願発明者の研究によれば、重み係数を用いることによってビット誤り率が大きく改善するという効果は、補正量が所定の範囲内である場合に極めて顕著に得られ、補正量が所定の範囲内でない場合には小さくなってしまうことが判明している。所定の範囲は、具体的には、重み係数を用いる場合と用いない場合とのビット誤り率を比較することで決定することができる。
【００３３】
重み係数を生成するか否か（即ち、重み係数を用いた復調及び復号を行うか否か）を、所定の範囲によって適宜選択することで、重み係数を生成することによる処理の増加を効果的に防止することができる。従って、より簡単な処理で、効果的にビット誤り率を改善することが可能となる。
【００３４】
本発明の情報復号装置の他の態様では、前記補正量を用いて、前記入力されたデータにおける前記検出されたズレを補正する補正手段を更に備え、前記復調復号手段は、前記補正されたデータを復調及び復号する。
【００３５】
この態様によれば、入力されたデータは、復調復号手段において復調及び復号される前に、補正量を用いて補正される。即ち、検出された基準データとのズレが小さくされる。基準データとのズレが小さくなることで、入力されたデータはより正確なものとなる。これにより、ビット誤り率が改善される。
【００３６】
本発明の情報復号方法は上記課題を解決するために、誤り訂正能力を有する符号によって符号化されると共に二次元変調されたデータを復調及び復号する情報復号方法であって、入力されたデータと、入力されるべき基準データとの二次元的な位置のズレを検出するズレ検出工程と、前記検出されたズレを補正するための補正量を生成する補正量生成工程と、前記補正量の大きさに応じて、前記入力されたデータを復調及び復号する際の重み付けに用いる重み係数を生成する重み係数生成工程と、前記重み係数を用いて前記入力されたデータを復調及び復号する復調復号工程とを含む。
【００３７】
本発明の情報復号方法によれば、補正量の大きさに応じて、入力されたデータを復調及び復号する際の重み付けに用いる重み係数が生成されるので、上述した情報復号装置と同様に、比較的簡単な処理で、符号化されたデータを好適に復号することが可能である。
【００３８】
尚、本発明の情報復号方法においても、上述した情報復号装置と同様の各種態様をとることが可能である。
【００３９】
本発明の作用及び他の利得は、次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００４１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る情報復号装置について、図１から図１９を参照して説明する。尚、以下では、ＬＤＰＣ符号によって符号化された二次元変調データを、ホログラフィックメモリから再生する場合を例にとり説明する。
【００４２】
先ず、第１実施形態に係る情報復号装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、第１実施形態に係る情報復号装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、第１実施形態に係る情報復号装置における復調復号部の構成を示すブロック図である。尚、図２では、説明の便宜上、図１で示した各構成要素を適宜省略して図示している。
【００４３】
図１において、第１実施形態に係る情報復号装置は、再生ヘッド２１０と、マーカ検出部２２０と、幾何補正部２３０と、重み係数生成部２４０と、復調復号部２５０とを備えて構成されている。
【００４４】
再生ヘッド２１０は、例えば発光部、レンズ及び受光素子を備えて構成されており、ホログラフィックメモリ１００にレーザ光を照射して得られる像を、受光素子によって検出し、二次元変調された画像データ（以下、適宜「ぺージ」と称する。）を再生する。
【００４５】
マーカ検出部２２０は、本発明の「ズレ検出手段」の一例であり、読み出されたページの所定の位置に存在するマーカ（予め設定された所定のパターン）を検出することで、マーカ位置ズレを検出し、ページの傾き等を検出する。また、ページにおける各データの位置についても、複数のマーカ検出位置から夫々ズレを算出する。
【００４６】
幾何補正部２３０は、本発明の「補正量生成手段」及び「補正手段」の一例であり、検出されたページのズレに基づいて、ズレを小さくするための補正量を生成する。また、生成した補正量を用いて、実際にページのズレを補正する。但し、補正量を生成しさえすれば、後述するように重み係数を生成することができる。よって、幾何補正部２３０が補正量を用いた補正を行わない場合であっても、本実施形態に係る効果を得ることは可能である。即ち、幾何補正部２３０は、補正量を生成するだけで、実際には補正を行わないように構成されてもよい。この場合、後述する「補正されたデータ」等は、「再生されたデータ」等と読み替えればよい。幾何補正部２３０において生成された補正量は、補正に用いられる他、重み係数生成部２４０にも出力される。
【００４７】
重み係数生成部２４０は、本発明の「重み係数生成手段」の一例であり、幾何補正部２３０において生成された補正量に基づいて、データの復調及び復号の際に用いる重み係数を生成する。
【００４８】
復調復号部２５０は、本発明の「復調復号手段」の一例であり、幾何補正部２３０の出力となるデータを復調及び復号して出力する。復調及び復号の際には、重み係数生成部２４０において生成された重み係数が用いられる。
【００４９】
図２に示すように、復調復号部２５０は、本発明の「復調手段」の一例である復調部２５１と、本発明の「復号手段」の一例であるＬＤＰＣ復号手段２５２とを有している。復調部２５１は、幾何補正部２３０において補正されたデータ（例えば、補正輝度値）を復調し、復調結果を尤度値として出力する。ＬＤＰＣ復号部２５２は、尤度値及び重み係数を用いてデータを復号し出力する。
【００５０】
次に、第１実施形態に係る情報復号装置の動作について、図１及び図２に加えて、図３から図１９を参照して説明する。ここに図３は、第１実施形態に係る情報復号装置の動作の流れを示すフローチャートであり、図４は、読み出されるページの一例を示す平面図である。
【００５１】
図１及び図３において、第１実施形態に係る情報復号装置の動作時には、先ず再生ヘッド２１０が、ホログラフィックメモリ１００に記録されたデータを読み出す（ステップＳ１１）。
【００５２】
図４に示すように、ホログラフィックメモリ１００に記録されたデータは、二次元変調された画像データであるページ５００として読み出される。ページ５００は、記録すべきデータが含まれるデータ領域５１０と、位置検出用のマーカ５２０とを含んでいる。
【００５３】
ページ５００が読み出されると、マーカ検出部２２０は、ページ５００のマーカ５２０の位置を検出する（ステップＳ１２）。基準となるマーカ５２０の位置を検出することで、ページ５００の正確な位置を検出することができる。また、図４に示すように、複数のマーカ５２０ａ〜５２０ｄを検出することで、ページ５００の傾き等も分かる。よって、読み出されたページ５００が、読み出されるべき状態からどの程度ずれているかを知ることができる。
【００５４】
以下では、読み出しの際のページ５００のズレについて、図５及び図６を参照してより詳細に説明する。ここに図５は、ズレが生じていない場合の再生データの一例を示す平面図であり、図６は、ズレが生じている場合の再生データの一例を示す平面図である。尚、ページ５００におけるデータは、白又は黒の画素として表されるものとする。
【００５５】
図５において、ホログラフィックメモリ１００に記録されているデータと再生ヘッド２１０における受光素子にズレが無い場合には、受光素子の各画素（図中の太線）に対して、ページ５００における白又は黒のデータが位置ズレすることなく検出される。この結果、図中の右側に示す再生画像は白又は黒の輝度値のみを有する。よって、このような場合には、補正を行わずとも正確に復調及び復号を行うことができる。
【００５６】
図６において、ホログラフィックメモリ１００に記録されているデータと再生ヘッド２１０における受光素子にズレがある場合には、受光素子にて取り込まれた再生画像は、受光素子の各画素を示す太線内の白黒比率に応じた輝度値となる。即ち、再生画像は、白及び黒の他にグレーを含むような画像となってしまう。よって再生画像は、図５に示す場合とは異なり、正確に復調及び復号を行うことが困難となってしまう。
【００５７】
上述したページ５００のズレに対し、本実施形態に係る情報復号装置は、幾何補正部２３０においてズレを小さくするための補正を行う。以下では、補正量の生成及び補正について、図７及び図８を参照して説明する。ここに図７は、データ領域の各画素におけるデータ位置の座標を示す表であり、図８は、各画素における補正量を示す表である。尚、図７及び図８では、説明の便宜上、複数の画素のうち一部の画素に対する位置及び補正量のみを示しており、以降の表についても同様に適宜省略するものとする。
【００５８】
図１及び３において、マーカ検出部２１０においてページのズレが検出されると、幾何補正部２３０は、先ずページ５００におけるデータ領域５１０の各画素のズレ量に基づいて補正量を生成する（ステップＳ１３）。
【００５９】
図７において、ここでは、隣接する４×４画素のデータが、夫々表に示すような座標に位置していることが検出されているとする。尚、表中の値は、左側が図４におけるｘ方向の座標、右側がｙ方向の座標を示している。即ち、左上の（１５．２０，２４．３０）は、ｘ方向の座標が１５．２０であり、ｙ方向の座標が２４．３０であることを示している。また表中の整数部は、１画素と対応している。例えば、ｘ方向の座標が“１”大きいデータは、ｘ方向で右側に隣接するデータを示している。
【００６０】
図８において、幾何補正部２３０は、図７に示した各値から整数部分を取り除くことによって、幾何補正量を生成する。即ち、幾何補正量とは座標における小数部である。よって、仮にズレが生じていない場合には、表中の値の小数部は“０”となる。
【００６１】
図１及び図３に戻り、幾何補正部２３０は、幾何補正量を生成すると、幾何補正量を用いてページのズレを補正する（ステップＳ１４）。これにより、例えば図６に示すような輝度値にばらつきが存在するデータを、図５に示すような正確なデータへと補正することができる。
【００６２】
ページ５００のズレが補正されると、重み係数生成部２４０において、補正の際に用いた幾何補正量から、復調及び復号の際に用いられる重み係数が生成される（ステップＳ１５）。重み係数は、復調及び復号の対象となる情報に重み付けを行うための係数である。
【００６３】
以下では、重み係数の生成について、図９から図１１を参照して説明する。ここに図９は、各画素における補正量から求められる値δｘ及びδｙを示す表であり、図１０は、変調シンボル毎にδｘ及びδｙから求められる値ｓｅｌδを示す表である。また図１１は、各変調シンボルに対する重み係数を示す表である。
【００６４】
図９において、重み係数生成部２４０は、図８で示した幾何補正量から、各画素におけるδｘ及びδｙを求める。δｘ及びδｙは、各画素におけるｘ方向の幾何補正量をｇｘ、ｙ方向の幾何補正量をｇｙとすると、以下の式（１）及び（２）によって夫々求めることができる。
【００６５】
δｘ＝｜ｇｘ−０．５｜    ・・・（１）
δｙ＝｜ｇｙ−０．５｜    ・・・（２）
以上のように求められたδｘ及びδｙは、幾何補正量が大きい程、小さな値となる。即ち、検出された際のズレが大きい程、小さな値となる。尚、ここで“０．５”を減算しているのは、ズレ量の絶対値は、最大でも０．５となる（例えば、ｘ方向に０．５ずれたデータは、−ｘ方向に０．５ずれたデータとみなせる）からである。
【００６６】
図１０において、重み係数生成部２４０は、δｘ及びδｙから、二次元変調の際の変調単位である変調シンボル毎に、ｓｅｌδを求める。よって、例えば（２，４）変調されたデータに対しては、変調シンボル単位である２×２画素毎に、ｓｅｌδが求められる。ｓｅｌδは、以下の式（３）によって求めることができる。
【００６７】
ｓｅｌδ＝ｍｉｎ（ｍｉｎ（δｘ），ｍｉｎ（δｙ））    ・・・（３）
尚、ｍｉｎ（ｎ）は、複数の値の中から最小値を選択するという意味である。
【００６８】
上述した式（３）によれば、変調シンボル毎に１つのｓｅｌδが求められる。即ち、ここでは４画素毎に１つのｓｅｌδが求められる。具体的には、図９において破線で囲む４画素毎に１つのｓｅｌδが求められる。図９の左上の４画素では、ｍｉｎ（δｘ）は０．２９であり、ｍｉｎ（δｙ）は０．１８である。更に、０．２９＜０．１８であるので、ここでのｓｅｌδは０．１８となる。
【００６９】
式（３）を用いたｓｅｌδの算出方法はあくまで一例であり、他の式を用いてｓｅｌδを求めることも可能である。例えば、ｓｅｌδは以下に示す式（４）〜（９）のいずれかを用いて求めることもできる。
【００７０】
ｓｅｌδ＝ｍｉｎ（ｍｅａｎ（δｘ），ｍｅａｎ（δｙ））    ・・・（４）
ｓｅｌδ＝ｍｅａｎ（ｍｅａｎ（δｘ），ｍｅａｎ（δｙ））    ・・・（５）
ｓｅｌδ＝ｍｉｎ（δｘ）＋ｍｉｎ（δｙ）    ・・・（６）
ｓｅｌδ＝ｍｅａｎ（δｘ）＋ｍｅａｎ（δｙ）    ・・・（７）
ｓｅｌδ＝（（ｍｉｎ（δｘ））２＋（ｍｉｎ（δｙ））２）１／２  ・・・（８）
ｓｅｌδ＝（（ｍｅａｎ（δｘ））２＋（ｍｅａｎ（δｙ））２）１／２    ・・・（９）
尚、ｍｅａｎ（ｎ）は、平均値算出を表している。
【００７１】
図１１において、重み係数生成部２４０は、上述したように求められたｓｅｌδを用いて、重み係数を生成する。重み係数を生成する際には、ｓｅｌδに加えて、所定の定数ｇａｉｎ及びｏｆｆｓｅｔが用いられる。重み係数ｗは、以下の式（１０）を用いて求めることができる。
【００７２】
ｗ＝ｇａｉｎ×ｓｅｌδ＋ｏｆｆｓｅｔ    ・・・（１０）
尚、ｇａｉｎ及びｏｆｆｓｅｔの値は、設計事項であり、重み付けするレベルによって適宜変更可能である。また、ｓｅｌδの値等を閾値として、ｇａｉｎ及びｏｆｆｓｅｔを複数の値の中から選択して用いるようにしてもよい。図１０で示したｓｅｌδに対して、ｇａｉｎ＝１、ｏｆｆｓｅｔ＝０．５として式（１０）を適用すると、図１１に示す重み係数が得られる。
【００７３】
図２において、上述したように生成された重み係数は、復調復号部２５０におけるＬＤＰＣ復号部２５２に入力される。復調復号部２５０では、先ず復調部２５１において補正されたデータを示す補正輝度値を用いて、データの復調が行われる（ステップＳ１６）。
【００７４】
以下では、データの復調について、図１２から図１４を参照して説明する。ここに図１２は、各画素における補正輝度値を示す表であり、図１３は、変調則を示し、尤度値を求める際の符号の決定方法を示す概念図である。また図１４は、復調によって出力される尤度値を示す表である。
【００７５】
図１２及び図１３において、復調部２５１には、幾何補正部２３０によって補正が行われた結果として、図１２に示すような補正輝度値が出力される。但し、輝度値は０．０（黒）〜１．０（白）の値をとるものとする。復調部２５１は、図１３に示すような（２，４）変調則とした場合、１シンボルは４画素単位であり、その時の４つの補正輝度値Ｐ１〜Ｐ４（但し、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４）を取得した時、以下の式（１１）を用いて尤度値λを求める。
【００７６】
λｎ＝ｓｉｇｎ（Ｐ１−Ｐ２）    ・・・（１１）
尚、ｓｉｇｎ（ｎ）は、符号選択を表しており、符号は図１３に示すような変調則に基づいている。図１３は(２，４)変調の変復調を表しており、記録時の入力データが“００”の時、変調画素は左上部分のみが白、他を黒とした記録画像に変調し、媒体に記録する。図１および図２に示す復号装置によって復調部では再生画像（補正輝度値）として左上が白、他を黒とした補正輝度値が入力され、復調部の出力となる尤度の符号としては“−−”が出力される。ここで、“−”を“０”、“＋”を“１”と硬判定した場合、尤度の符号と記録時の入力データは一致する。
【００７７】
白で表される画素の位置は、輝度値が最も高い画素（Ｐ１）の位置から判別することができる。よって、図１２における左上の変調シンボルは、０．７が最大の輝度値であるので、左上部分のみが白で表されるデータと判別することができる。従って、尤度値の符号は“−−”と判定される。このように尤度値を求めると、図１２で示した補正輝度値からは、図１４に示すような値が得られる。
【００７８】
図２に戻り、復調部２５１から尤度値が出力されると、ＬＤＰＣ復号部２５２は、尤度値及び重み係数を用いてデータの復号を行う。以下では、図１５から図１９を参照して、データの復号について説明する。ここに図１５は、各変調シンボルにおける重み付き尤度値を示す表である。また図１６は、ＬＤＰＣ行列を規定する検査行列の一例を示す図であり、図１７は、図１６の検査行列に対応するタナーグラフである。図１８は、信号対雑音比とビット誤り率との関係を示すグラフであり、図１９は、幾何補正量とビット誤り率との関係を示すグラフである。
【００７９】
図２及び図３において、ＬＤＰＣ復号部２５２は、先ず尤度値に対して重み係数を乗算する（ステップＳ１７）。これにより尤度値は重み付き尤度値とされる。例えば図１４に示される尤度値に対して、図１１に示される重み係数が乗算されると、図１５に示すような重み付き尤度値が求められる。
【００８０】
重み付き尤度値が求められると、ＬＤＰＣ復号部２５２は、重み付き尤度値を用いてデータを復号する（ステップＳ１７）。ＬＤＰＣ符号によって符号化されたデータを復号する際には、図１６に示すような検査行列Ｈが用いられる。具体的には、図１７に示すような、検査行列Ｈと１対１対応したタナーグラフと呼ばれる二部グラフ上においてメッセージと呼ばれる情報が繰り返しやり取りされることでデータが復号される。
【００８１】
尚、タナーグラフにおけるチェックノードは、検査行列Ｈの各行に夫々対応している。また変数ノードは、検査行列Ｈの各列に夫々対応している。チェックノードと変数ノードの間を結ぶ線を枝（エッジ）と呼び、これは検査行列Ｈ中の要素‘１’に対応している。メッセージは枝に沿ってチェックノード及び変数ノード間をやり取りされる。
【００８２】
復号されたデータは、再生データとしてＬＤＰＣ復号部２５２から外部へと出力される（ステップＳ１８）。本実施形態に係る情報復号装置では、データを復号する際に、補正輝度値及び幾何補正量に応じた重み係数を用いることで、復号データにおけるビット誤り率を低下させている。
【００８３】
図１８及び図１９に示すように、重み係数ｗを乗算していない尤度値λを用いる場合と比べて、重み係数ｗを乗算した重み付き尤度値λｗを用いる場合のビット誤り率は確実に低下する。これは、幾何補正部２３０において補正された後の補正画像が、隣接画素からの補間による補正画像のため、各ピクセルノイズ等の影響を受け、正規の画像から異なる補正画像を生成してしまうおそれがあることに起因している。即ち、位置ズレの無い再生画像からの補正画像は隣接画素からの影響が少なく、ノイズの影響が位置ズレのある補正画像より少ない。尤度値に重み係数をかけることで、上述した位置ズレの影響度合いを反映させることができる。従って、効果的にビット誤り率を低下させることが可能となる。
【００８４】
また、図１８及び図１９に示すように、ビット誤り率を低下させる効果が顕著に得られる範囲はデータによって決まっている。よって、例えば幾何補正量を閾値として、部分的に重み係数を生成しないようにする（即ち、幾何補正量の値によっては、重み係数を用いないようにする）ことで、処理の複雑化を防止することができる。具体的には、図１９においてビット誤り率が顕著に低下しているのは、０．１６＜ｓｅｌδ＜０．３の範囲である。よって、０．１６＜ｓｅｌδ＜０．３を満たす場合にのみ重み係数を生成するようにすればよい。
【００８５】
以上説明したように、第１実施形態に係る情報復号装置によれば、比較的簡単な処理で、符号化されたデータを好適に復号することが可能である。
【００８６】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る情報復号装置について、図２０から図２７を参照して説明する。尚、第２実施形態は、上述した第１実施形態と比べて、復調復号部の構成及び動作が異なり、他の構成等については概ね同じである。よって、ここでは第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略する。また、以降の図では、図１から図１９に示した第１実施形態における各構成要素と同様の構成要素に、同一の参照番号を付している。
【００８７】
先ず、第２実施形態に係る情報復号装置の構成について、図２０を参照して説明する。ここに図２０は、第２実施形態に係る情報復号装置における復調復号部の構成を示すブロック図である。
【００８８】
図２０において、第２実施形態に係る情報復号装置における復号復調部２５０は、復調部２５１と、ＬＤＰＣ復号部２５２とを有している。復調部２５１は、幾何補正部２３０において補正されたデータ（補正輝度値）を、重み係数を用いて復調し結果を尤度値として出力する。ＬＤＰＣ復号部２５２は、復調部２５１から出力された尤度値を用いて、データを復号し出力する。
【００８９】
上述したように、第２実施形態に係る情報復号装置では、重み係数は、復調復号部２５０におけるＬＤＰＣ復号部２５２ではなく、復調部２５１に入力される。尚、第２実施形態に係る情報復号装置における復号復調部２５０以外の構成は、図１に示す第１実施形態に係る情報復号装置と概ね同様である。
【００９０】
次に、第２実施形態に係る情報復号装置の動作について、図２１から図２７を参照して説明する。ここに図２１は、第２実施形態に係る情報復号装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【００９１】
図１及び図２１において、第２実施形態に係る情報復号装置の動作時には、先ず再生ヘッド２１０が、ホログラフィックメモリ１００に記録されたデータを読み出す（ステップＳ２１）。ページ５００が読み出されると、マーカ検出部２２０は、ページ５００のマーカ５２０の位置を検出する（ステップＳ２２）。更に、幾何補正部２３０が、ページ５００におけるデータ領域５１０の各画素のズレ量に基づいて補正量を生成し（ステップＳ２３）、生成した補正量に基づいて、データのズレを補正する（ステップＳ２４）。ここまでの処理については、図３に示した第１実施形態に係る処理（ステップＳ１１からステップＳ１４）と同様である。
【００９２】
続いて、重み係数生成部２４０は、補正量の大きさに応じた重み係数を生成する（ステップＳ２５）。以下では、重み係数の生成について、図８及び図９に加えて、図２２及び図２３を参照して説明する。ここに図２２は、各画素毎にδｘ及びδｙから求められる値ｓｅｌδを示す表であり、図２３は、各画素に対する重み係数を示す表である。
【００９３】
図８及び図９において、重み係数生成部２４０は、第１実施形態に係る情報復号装置と同様に、データのズレを補正するために用いた幾何補正量から、各画素におけるδｘ及びδｙを求める。ここで第２実施形態に係る情報復号装置では特に、δｘ及びδｙから、画素毎にｓｅｌδが求められる。これは、重み係数を乗ずる対象が、復調部の入力である輝度補正値（即ち、各画素毎に示される値）となるからである。ｓｅｌδは、例えば以下の式（１２）を用いて求めることができる。
【００９４】
ｓｅｌδ＝ｍｉｎ（δｘ，δｙ）    ・・・（１２）
即ち、各画素におけるδｘ及びδｙのうち、より小さい値がｓｅｌδとされる。上述した式（１２）によれば、図９に示したδｘ及びδｙから、図２２に示すようなｓｅｌδが得られる。また、以下の式（１３）から式（１５）のいずれかを用いることによっても求めることも可能である。
【００９５】
ｓｅｌδ＝ｍｅａｎ（δｘ，δｙ）    ・・・（１３）
ｓｅｌδ＝δｘ＋δｙ    ・・・（１４）
ｓｅｌδ＝（（δｘ）２＋（δｙ）２）１／２    ・・・（１５）
続いて、重み係数生成部２４０は、上述したように求められたｓｅｌδを用いて、重み係数を生成する。重み係数を生成する際には、ｓｅｌδに加えて、所定の定数ｇａｉｎ及びｏｆｆｓｅｔが用いられる。重み係数ｗは、以下の式（１６）を用いて求めることができる。
【００９６】
ｗ＝ｇａｉｎ×ｓｅｌδ＋ｏｆｆｓｅｔ    ・・・（１６）
尚、ｇａｉｎ及びｏｆｆｓｅｔの値は、設計事項であり、重み付けするレベルによって適宜変更可能である。また、ｓｅｌδの値等を閾値として、ｇａｉｎ及びｏｆｆｓｅｔを複数の値の中から選択して用いるようにしてもよい。図２２で示したｓｅｌδに対して、ｇａｉｎ＝１、ｏｆｆｓｅｔ＝０．５として式（１６）を適用すると、図２３に示す重み係数が得られる。
【００９７】
図２１に戻り、第２実施形態に係る情報復号装置では、重み係数は、復調復号部２５０における復調部２５１の入力である補正輝度値に対して乗算される（ステップＳ２６）。そして、復調部２５１では、重み係数が乗算された重み付き補正輝度値を用いて復調が行われる（ステップＳ２７）。
【００９８】
以下では、復調復号部２５０におけるデータの復調について、図１２及び図２３に加えて、図２４及び図２５を参照して説明する。ここに図２４は、各画素に対応する重み付き補正輝度値を示す表であり、図２５は、復調によって出力される尤度値を示す表である。
【００９９】
復調部２５１には、復調の際に、図１２に示した補正輝度値に加えて、図２３に示した重み係数が入力される。復調部２５１は、補正輝度値Ｐに対して画素毎に重み係数ｗを乗算する。これにより、図２４に示すような重み付き補正輝度値Ｐｗが得られる。
【０１００】
更に復調部２５１は、重み付き補正輝度値Ｐｗに対して、上述した式（１１）を適用することで変調シンボル毎に尤度値λを求める。例えば、図２４に示した重み付き補正輝度値Ｐｗからは、点線で囲んだシンボル毎に、図２５に示すような尤度値が求められる。尚、ここで求められる尤度値は、重み付き補正輝度値から求められることになるため、重み付き尤度値である。
【０１０１】
図２１に戻り、重み付き尤度値が求められると、ＬＤＰＣ復号部２５２は、重み付き尤度値を用いてデータを復号する（ステップＳ２７）。復号されたデータは、再生データとしてＬＤＰＣ復号部２５２から外部へと出力される（ステップＳ２８）。第２実施形態に係る情報復号装置では、データを復調する際に、補正輝度値及び幾何補正量に応じた重み係数を用いることで、復号データにおけるビット誤り率を低下させている。
【０１０２】
図２６及び図２７に示すように、重み係数ｗを乗算していない補正輝度値Ｐを用いる場合と比べて、重み係数ｗを乗算した重み付き補正輝度値Ｐｗを用いる場合のビット誤り率は確実に低下する。これは、輝度補正値に重み係数をかけることで、ページ５００の位置ズレの影響を復調及び復号に反映させることができるからである。この結果、第２実施形態に係る復号装置では、効果的にビット誤り率を低下させることが可能となる。
【０１０３】
また、第２実施形態に係る情報復号装置では特に、画素単位で重み係数を生成しているため、所謂、小数オーバーサンプリングに対応することが可能である。即ち、ホログラフィックメモリ１００に記録されたデータを再生ヘッド２１０によって読み出す際に、記録された二次元変調データの画素と、再生ヘッド２１０における受光素子の画素との１対１対応がとれていないような場合であっても、確実にビット誤り率を低下させることが可能となる。
【０１０４】
以上説明したように、第２実施形態に係る情報復号装置によれば、上述した第１実施形態と同様に、符号化されたデータを好適に復号することが可能である。
【０１０５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることができる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う情報復号装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１実施形態に係る情報復号装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る情報復号装置における復調復号部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る情報復号装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】読み出されるページの一例を示す平面図である。
【図５】ズレが生じていない場合の再生データの一例を示す平面図である。
【図６】ズレが生じている場合の再生データの一例を示す平面図である。
【図７】データ領域の各画素におけるデータ位置の座標を示す表である。
【図８】各画素における補正量を示す表である。
【図９】各画素における補正量から求められる値δｘ及びδｙを示す表である。
【図１０】変調シンボル毎にδｘ及びδｙから求められる値ｓｅｌδを示す表である。
【図１１】各変調シンボルに対する重み係数を示す表である。
【図１２】各画素における補正輝度値を示す表である。
【図１３】尤度値を求める際の符号の決定方法を示す概念図である。
【図１４】復調によって出力される尤度値を示す表（その１）である。
【図１５】各変調シンボルにおける重み付き尤度値を示す表である。
【図１６】ＬＤＰＣ行列を規定する検査行列の一例を示す図である。
【図１７】図１６の検査行列に対応するタナーグラフである。
【図１８】信号対雑音比とビット誤り率との関係を示すグラフ（その１）である。
【図１９】幾何補正量とビット誤り率との関係を示すグラフ（その１）である。
【図２０】第２実施形態に係る情報復号装置における復調復号部の構成を示すブロック図である。
【図２１】２実施形態に係る情報復号装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２２】画素毎にδｘ及びδｙから求められる値ｓｅｌδを示す表である。
【図２３】各画素に対する重み係数を示す表である。
【図２４】各画素に対応する重み付き補正輝度値を示す表である。
【図２５】復調によって出力される尤度値を示す表（その２）である。
【図２６】信号対雑音比とビット誤り率との関係を示すグラフ（その２）である。
【図２７】幾何補正量とビット誤り率との関係を示すグラフ（その２）である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００…ホログラフィックメモリ、２１０…再生ヘッド、２２０…マーカ検出部、２３０…幾何補正部、２４０…重み係数生成部、２５０…復調復号部、２５１…復調部、２５２…ＬＤＰＣ復号部、５００…ページ、５１０…データ記領域、５２０…マーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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