(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータの各出力値の出現回数を該出力値の関数であるヒストグラムとして表現するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムにおいて、アシンメトリ補正後に出力値の分布の対称の中心となるべき値をチェックポイント値として求めるチェックポイント決定ステップと、
該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、両集合における出力値の分布がチェックポイント値を中心としてより対称に近づくように、一方の集合にある出力値のヒストグラムを基準値として、それに他方の集合の出力値のヒストグラムを対応付けることにより補正するアシンメトリ補正ステップと
を含んでなる記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正方法。
【請求項２】
記録媒体から読み取った信号にＡ／Ｄ変換を実行し、次いで逆フィルタによる処理を行うデジタルデータの前処理ステップを前記ヒストグラム算出ステップに先立って行い、
前記チェックポイント決定ステップが、前記ヒストグラムにおいて、ある値以上の各出力値の出現回数の和と、その値未満の各出力値の出現回数の和とが同一またはほぼ同一になる値をチェックポイント値とするものであり、
前記アシンメトリ補正ステップが、
アシンメトリによる波形歪みが出力値の大きい方に強く発現しているのか、小さい方に強く発現しているのかを判断するアシンメトリ方向性決定ステップと、
チェックポイント値とアシンメトリ方向性とに基づいてオフセット量を決定するオフセット量決定ステップと、
該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、アシンメトリ方向性決定ステップでアシンメトリによる波形歪みが小さいと決定された方の集合にある出力値のヒストグラムを基準値として、それにもう一方の集合の出力値のヒストグラムを対応付けるルックアップテーブルを生成するルックアップテーブル生成ステップと、
前記オフセット量と前記ルックアップテーブルとに基づいて、デジタルデータを補正する補正処理ステップと
を含んでなり、
前記アシンメトリ補正ステップのあとに、補正されたデジタルデータをデジタル等化器へと出力する出力ステップを実行するものである
請求項1に記載の記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正方法。
【請求項３】
記録媒体から読み取ったアナログ信号をＡ／Ｄ変換した後にデジタル等化器による処理を行う前処理ステップと、
デジタル等化器からの出力値をビタビ復号器の状態と関連づけながら、ビタビ復号器の２（ｄ＋１）個（ここで、ｄは１以上の整数である。)のデータパターンごとに各出力値の出現回数をヒストグラムとして表現するヒストグラム算出ステップと、
該ヒストグラムに基づいてブランチメトリックを２（ｄ＋１）個のルックアップテーブルとして計算するブランチメトリック算出ステップと、
該ルックアップテーブルに基づいて、ビタビ復号を行うステップと
を含んでなる記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正方法。
【請求項４】
デジタルデータの各出力値の出現回数を該出力値の関数であるヒストグラムとして表現するヒストグラム算出手段と、
前記ヒストグラムにおいて、アシンメトリ補正後に出力値の分布の対称の中心となるべき値をチェックポイント値として求めるチェックポイント決定手段と、
該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、両集合における出力値の分布がチェックポイント値を中心としてより対称に近づくように、一方の集合にある出力値のヒストグラムを基準値として、それに他方の集合の出力値のヒストグラムを対応づけることにより補正するアシンメトリ補正して、出力するアシンメトリ補正手段と
を備える記録媒体から読み取ったデジタルデータのアシンメトリ補正装置。
【請求項５】
前記デジタルデータの各出力値が、記録媒体から読み取った信号に対してＡ／Ｄ変換と逆フィルタによる処理を施して得られるものであり、
前記アシンメトリ補正手段が、
前記ヒストグラムにおいて該チェックポイント値からアシンメトリによる波形歪みが出力値の大きい方に強く発現しているのか、小さい方に強く発現しているのかを判断してアシンメトリの方向性を決定し、このアシンメトリの方向性と前記チェックポイント値とに基づいてオフセット量を決定するオフセット量決定手段と、
該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、アシンメトリによる波形歪みが小さいと決定された方の集合にある出力値のヒストグラムを基準値として、それにもう一方の集合の出力値のヒストグラムを対応付けるルックアップテーブルを生成するルックアップテーブル生成手段と、
オフセット量に基づいてオフセット補正を行うオフセット補正手段と、
前記ルックアップテーブルに基づいてアシンメトリ補正を行ってデジタル等化器へと出力する補正処理手段と
を備えるものである、請求項４に記載の記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正装置。
【請求項６】
記録媒体から読み取ったアナログ信号をＡ／Ｄ変換した後にデジタル等化器による処理を行って得るデジタル等化器からの出力値を、ビタビ復号器の状態と関連づけながら、ビタビ復号器の２（ｄ＋１）個（ここで、ｄは１以上の整数である。)のデータパターンごとに各出力値の出現回数をヒストグラムとして表現するヒストグラム算出部と、
ヒストグラムに基づいてブランチメトリックを２（ｄ＋１）個のルックアップテーブルとして計算するブランチメトリック算出部と、
該ルックアップテーブルに基づいて、ビタビ復号を行うビタビ復号器と
を含んでなる記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクや光ディスクといった記録媒体に記録した情報を読み取って再生する際のデジタル再生信号のアシンメトリ（非対称性）の補正に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置や光ディスク装置の記録密度は一段と向上し、高密度記録が行なえるようになっている。高密度記録を行う場合には、ヘッドやディスクの品質のばらつきなどにより最適でない再生条件でデータを読み出すと、再生信号にはアシンメトリ（非対称性）が生じる。つまり、理想的な状態であれば、磁気ヘッドや光学ヘッドのレスポンスが線形の部分を常に用いてデータの読み出しができるが、ディスクやヘッドの品質のばらつきにより、ヘッドのレスポンスが非線形の範囲でデータを読み出さなければならないことが起こる。つまり、磁気ヘッドや光学ヘッドからの出力は、出力信号の大きさを上下方向としてみたときに、上下非対称となる。このアシンメトリをより強力に補正することができれば、ヘッドやディスクの製造の際の歩留まりも高まり、また、ディスク装置の信頼性も向上する。
【０００３】
図１４はこのようなアシンメトリを模式的に表したものである。出力信号の大きさを縦軸として時間の関数として出力信号をプロットしたものである。本来、上下対称であるべきヘッドの出力の上側がヘッドのレスポンスの非線形性により詰まっており、上下に非対称になっている。図１５は、実際の出力データでこの非対称歪みがある場合とない場合を測定した結果得られた出力値（振幅値）（ｘ軸）の出現回数をｙ軸にとったヒストグラムを示す。
【０００４】
アシンメトリの補正方法は複数知られている。例えば、特許文献１には、ＡＤ変換後の信号に対してブランチメトリック演算を行ってからビタビ復号器に信号を入力する方法が開示されている。特許文献２には、アナログ出力信号に対してアシンメトリ検出器を用いてサンプリングを行いＡＤ変換後に用いる補正係数を算出する手法が開示されている。特許文献３には、波形等化器（ＦＩＲフィルタ)の等化係数(タップ)を適応制御する際の精度を、アシンメトリ検出器を用いて向上させる手法が開示されている。特許文献４には、オフセット補正器が検出したアシンメトリ量を用いて非線形変換によりアシンメトリ補正を行ってビタビ復号を行う手法が記載されている。これらの手法によっても相応の補正は可能であるが、より強力な補正が可能であれば、記録密度が高まるにつれてより厳しくなっているディスクやヘッドの製造歩留まりを一段と向上させることができる。
【０００５】
このような従来技術の課題に鑑み、本発明は、新たなアシンメトリの補正方法および補正装置を提供するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１-１８６０２７号公報
【特許文献２】特開２００８−２７６８８２号公報
【特許文献３】特開２００３−８５７６４号公報
【特許文献４】特開２００７−５９０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、記録媒体から読み取られたデジタルデータに対してより精度の高いアシンメトリ補正を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、デジタルデータの値と各値の出現回数をヒストグラムに表して、そのヒストグラムに基づいてデジタルデータのアシンメトリ補正を行う。
【０００９】
本発明は、まず、デジタルデータの各出力値の出現回数を該出力値の関数であるヒストグラムとして表現するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムにおいて、アシンメトリ補正後に出力値の対称の中心となるべき値をチェックポイント値として求めるチェックポイント決定ステップと、該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、両集合における出力値の分布がチェックポイント値を中心としてより対称に近づくように、一方の集合にある出力値を基準値として、それに他方の集合の出力値を対応付けることにより補正するアシンメトリ補正ステップとを含んでなる記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正方法を提供する。なお、ここで、「対称の中心」とは絶対的な意味ではなく、アシンメトリ補正後の出力値の分布がある程度の対称性を取り戻したものとなっており、その分布の中でおおむね中央にあるという意味である。
【００１０】
また、本発明は、記録媒体から読み取った信号にＡ／Ｄ変換を実行し、次いで逆フィルタによる処理を行うデジタルデータの前処理ステップと、該デジタルデータの各出力値の出現回数を該出力値の関数であるヒストグラムとして表現するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムにおいてある値以上の各出力値の出現回数の和と、その値未満の各出力値の出現回数の和とが同一またはほぼ同一になる値をチェックポイント値として求めるチェックポイント決定ステップと、アシンメトリによる波形歪みが出力値の大きい方に強く発現しているのか、小さい方に強く発現しているのかを判断するアシンメトリ方向性決定ステップと、チェックポイント値とアシンメトリ方向性とに基づいてオフセット量を決定するオフセット量決定ステップと、該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、アシンメトリ方向性決定ステップでアシンメトリによる波形歪みが小さいと決定された方の集合にある出力値を基準値として、それにもう一方の集合の出力値を対応付けるルックアップテーブルを生成するルックアップテーブル生成ステップと、前記オフセット量と前記ルックアップテーブルとに基づいて、デジタルデータを補正するアシンメトリ補正ステップと、補正されたデジタルデータをデジタル等化器へと出力する出力ステップとを含んでなる記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正方法を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、記録媒体からの読み取りアナログ信号をＡ／Ｄ変換した後にデジタル等化器による処理を行う前処理ステップと、デジタル等化器からの出力値をビタビ復号器の状態と関連づけながら、ビタビ復号器のデータパターンごとに各出力値の出現回数をヒストグラムとして表現するヒストグラム算出ステップと、ヒストグラムに基づいてブランチメトリックをルックアップテーブルとして計算するブランチメトリック算出ステップと、該ルックアップテーブルに基づいて、ビタビ復号を行うステップとを含んでなるデジタルデータのアシンメトリ補正方法を提供する。
【００１２】
そして、本発明は、デジタルデータの各出力値の出現回数を該出力値の関数であるヒストグラムとして表現するヒストグラム算出手段と、前記ヒストグラムにおいて、アシンメトリ補正後に出力値の分布の対称の中心となるべき値をチェックポイント値として求めるチェックポイント決定手段と、該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、両集合における出力値の分布がチェックポイント値を中心としてより対称に近づくように、一方の集合にある出力値を基準値として、それに他方の集合の出力値を対応づけることにより補正するアシンメトリ補正して、出力するアシンメトリ補正手段とを備える記録媒体から読み取ったデジタルデータのアシンメトリ補正装置を提供する。
【００１３】
さらに、本発明は、記録媒体から読み取った信号に対してＡ／Ｄ変換と逆フィルタによる処理を施して得られるデジタルデータの各出力値の出現回数を該出力値の関数であるヒストグラムとして表現するヒストグラム算出手段と、前記ヒストグラムにおいて、ある値以上の各出力値の出現回数の和と、その値未満の各出力値の出現回数の和とが同一またはほぼ同一になる値をチェックポイント値として求め、該チェックポイント値からアシンメトリによる波形歪みが出力値の大きい方に強く発現しているのか、小さい方に強く発現しているのかを判断してアシンメトリの方向性を決定し、このアシンメトリの方向性と前記チェックポイント値とに基づいてオフセット量を決定するオフセット量決定手段と、該チェックポイント値以上の出力値の集合と、該チェックポイント値未満の出力値の集合とに対して、アシンメトリによる波形歪みが小さいと決定された方の集合にある出力値を基準値として、それにもう一方の集合の出力値を対応付けるルックアップテーブルを生成するルックアップテーブル生成手段と、オフセット量に基づいてオフセット補正を行うオフセット補正手段と、前記ルックアップテーブルに基づいてアシンメトリ補正を行ってデジタル等化器へと出力する補正処理手段とを備える記録媒体から読み取ったデータのアシンメトリ補正装置を提供する。
【００１４】
そして、本発明は、記録媒体からの読み取りアナログ信号をＡ／Ｄ変換した後にデジタル等化器による処理を行って得るデジタル等化器からの出力値を、ビタビ復号器の状態と関連づけながら、ビタビ復号器のデータパターンごとに各出力値の出現回数をヒストグラムとして表現するヒストグラム算出部と、ヒストグラムに基づいてブランチメトリックをルックアップテーブルとして計算するブランチメトリック算出部と、該ルックアップテーブルに基づいて、ビタビ復号を行うビタビ復号器とを含んでなるデジタルデータのアシンメトリ補正装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施態様にかかる方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の第２の実施態様にかかるアシンメトリ補正装置の概要を示すブロックダイアグラムである。
【図３】パラメータ算出ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図４】ヒストグラムが生成された時点でのパラメータＡとＢの算出スタート時のヒストグラムを示す。
【図５】パラメータＡの算出プロセスを示すフローチャートである。
【図６】パラメータＡの算出後のチェックポイントの位置を示すヒストグラムである。
【図７】パラメータＢの算出プロセスを示すフローチャートである。
【図８】パラメータＢ算出後のヒストグラムの各項の並び替えと呼び名の変更を示すフローチャートである。
【図９】アシンメトリによる波形歪みのある側の出力値とアシンメトリによる波形歪みがない側の出力値の対応付けを示すダイアグラムである。
【図１０】ルックアップテーブルの生成プロセスを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施態様にかかるアシンメトリ補正装置を示すブロックダイアグラムである。
【図１２】各データパターンについて算出されたデジタル出力値とその出現回数のヒストグラムである。
【図１３】データパターンごとのヒストグラムから出力値とその発現確率を求める過程を示すフローチャートである。
【図１４】非線形性のアシンメトリによる波形歪みを模式的に示すグラフである。
【図１５】アシンメトリによる波形歪みを有する場合とそれがない場合での各出力値の出現回数を示すヒストグラムをグラフに示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施態様）
図１に、本発明の第１の実施形態のフローチャートを示す。まず、記録媒体から読み取ったデジタルデータ（Ｓ１０１）の各出力値の出現回数を出力値の関数として表現してヒストグラムＨを作成する（Ｓ１０２）。ヒストグラムＨは、図４に示すようなものである。このヒストグラムＨは、デジタルデータの出力値の出現回数を数えて、例えば、各出力値についてその値の出現回数を出力値の小さい方から大きな方へ（負の出力値から正の出力値へと）下から上へと並べることによって生成することができる。そして、出力値のうちのある値以上の出力値と、その値未満の出力値とについて、それぞれ出現回数の和を取り、その和が同一またはほぼ同一になる(和の差がゼロまたは最小になる)出力値をチェックポイント値として求める（Ｓ１０３）。代替的には、出力値の最大のものと最小のものを求めて、その平均をとって、チェックポイント値とすることも可能である。このステップＳ１０２とＳ１０３とが、チェックポイント決定ステップを構成する。そして、このチェックポイント値以上の各出力値の集合と、チェックポイント値未満の各出力値の集合とに対して、アシンメトリによる波形歪みが小さい方の集合にある出力値を基準値として、アシンメトリによる波形歪みが大きい方の集合にある出力値を補正する（Ｓ１０４）（アシンメトリ補正ステップ）。これは、例えば、ヒストグラムＨの中で、チェックポイント値を境目として、アシンメトリによる波形の歪みが少ないか、ない側が理想的な出力状態を表しているものと見なして基準値とし、ヒストグラムのチェックポイント値を挟んだ反対側の出力値を基準値に対応づけることをする。その対応関係をルックアップテーブルＣとして、アシンメトリによる波形歪みが比較的大きい側の出力値を基準値と対応づけて、補正された出力値に変換する。なお、この対応関係は、ルックアップテーブルを用いる方法以外にも、ある関数に基づいて四則演算して見出すなど、種々の方法がある。そして、補正された出力値を出力する（Ｓ１０５）。
【００１７】
上述のような本発明の一実施形態によれば、多くのハードウェアリソースを必要とすることなく、より強力なアシンメトリの補正が可能となる。なお、記録装置によっては、どちらの方向（例えば、ゼロを起点として正の側または負の側）にアシンメトリによる波形歪みが強く出るか一定の傾向があるものもある。アシンメトリによる波形歪みが強く出る側を測定しなくても明らかな場合があるので、本実施態様においてはアシンメトリがチェックポイント値のどちら側で大きいかを計測するステップをあえて含まない。
【００１８】
(第２の実施形態)
以下に、本発明の第２の実施態様を説明する。図２に、本発明の一つの実施態様によるアシンメトリ補正装置を含む記録媒体からのデータ再生装置のブロック図を示す。磁気ヘッドや光学ピックアップにより記録媒体から読み出された信号は、フロントエンドプロセッサ(図示せず)により処理されたあと、アナログ／デジタル変換器１に入力される。その後、例えば６ビット程度のビット数を有するデジタル出力は、アシンメトリ補正装置１０に入力される。アシンメトリ補正装置１０は、アシンメトリ補正ユニット１１とパラメータ算出ユニット１２とからなり、アシンメトリ補正ユニット１１は、逆フィルタ１３とオフセット補正部１４，補正テーブルに基づいてアシンメトリの補正を行う補正処理部１５を備えており、パラメータ算出ユニット１２は、ヒストグラム算出器１６ とパラメータ出力部１７  とを備えている。ヒストグラム算出器１６は、逆フィルタ１３から出力されたデジタル信号の各値と各値の出現回数をヒストグラムとして表す。パラメータ出力部１７は 、このヒストグラムに基づいて、アシンメトリの方向性とオフセット補正の補正量を決定する。パラメータ算出ユニット１２は 、ヒストグラムと、アシンメトリ方向性と、オフセット補正量とに基づいて、アシンメトリ補正用のルックアップテーブルを生成する。オフセット補正量は、オフセット補正器１４に入力されて、オフセット補正が行われる。また、ルックアップテーブルはアシンメトリ補正ユニット１１にある補正処理部１５に入力され、さらなる補正処理が行われる。補正処理部１５から出力された信号は、デジタル等化器３とビタビ復号器４により処理されて２値化データとして出力される。
【００１９】
ここで、逆フィルタ１３としては、ＦＩＲフィルタを用いることができる。このＦＩＲフィルタは、例えば、５タップ程度のＦＩＲフィルタでよい。タップ係数は、経験的に得られる定数である５つの係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４である。 この５タップの場合、逆フィルタ１３の入力in(k)と出力X(k)の関係は次のようになる。
Ｘ(k)=Σ４ｍ＝0{Ｄｍ・in(k-m)}
【００２０】
オフセット補正部１４によるオフセット調整は、次の式により与えられる。
Ｙ(k)＝Ｘ(k)-Ｂ
ここで、Ｂは、パラメータ算出ユニット１２、より具体的には、パラメータ出力部１７ から得られるパラメータＢの値であり、Ｙ(k)が出力となる。
【００２１】
補正処理部１５は、パラメータ算出ユニット１２、より具体的にはパラメータ出力部１７ から得られるルックアップテーブルを含んでいて、そのルックアップテーブルに基づいてアシンメトリの補正を行う。
【００２２】
次に、パラメータ算出ユニット１２の動作を説明する。パラメータ算出ユニット１２においては、図３のフローチャートに示すように、まず、ヒストグラム算出器１６が逆フィルタ１３の出力を得て(Ｓ１)、ヒストグラムＨを生成する(Ｓ２)。つぎに、パラメータ出力部１７ が、このヒストグラムに基づいてアシンメトリの極性を示すパラメータＡを計算し(Ｓ３)、さらに、ヒストグラムＨに基づいて、オフセット調整のためのパラメータＢを計算する(Ｓ４)。このパラメータＢはオフセット補正器１４に入力されて、オフセット補正処理に用いられる。その後、パラメータ出力部１７ が補正処理部１５で用いるルックアップテーブルＣ（パラメータＣ）を生成する(Ｓ５)。
【００２３】
まず、ヒストグラム算出器１６ により、長さＬのヒストグラムＨを生成する。Ｌの値は、一般に、逆フィルタ１３の出力値の範囲を示す。例えば、６ビットの出力であればＬは６４となるが、出力がない部分を省略して、Ｌの値として６４より小さい値を採用することもできる。もちろん逆フィルタ１３の出力は６ビットに限定されるものではない。このヒストグラムＨは、逆フィルタ１３のそれぞれの出力値の出現回数を数えて、各出力値についてその値の出現回数を出力値の小さい方から大きな方へと（負の出力値から正の出力値へと）下から上へＬ個並べることによって生成することができる。図４に示すように、逆フィルタ１３からの各出力値の出現回数を表にする。このときの各出力値の出現回数を出力値の小さい方（６ビット出力の場合は−３２）からＨ（１）で始めて、最大の出力値（６ビット出力の場合は３１）の出現回数をＨ（Ｌ）とする。ここで、ヒストグラム中にあるチェックポイントの下にある出現回数の合計をＳｕｍ１とし、チェックポイントの上にある出現回数の合計をＳｕｍ２とする。このチェックポイントは、スタート時にはヒストグラムの中央にあって、Ｓｕｍ１とＳｕｍ２が求められる。
【００２４】
一般に、Ｓｕｍ１とＳｕｍ２の値は異なるが、これらの値に基づいてアシンメトリの極性または方向性を表すパラメータＡを求めることができる。図５に示すように、まず、ヒストグラムＨに基づいてＳｕｍ１とＳｕｍ２を計算する（Ｓ１２）。このときチェックポイント(スタート時のチェックポイント)は、上述のように、Ｌ／２＋１とＬ／２の間にある(この状態をチェックポイントがＬ／２にあるという)。スタート時のＳｕｍ１がＳｕｍ２よりも大きければ、パラメータＡ（ＰＡ）を１とし、さもなければパラメータＡ（ＰＡ）を０とする（Ｓ１３、Ｓ１４，Ｓ１５）。パラメータＡが1であれば、負の方向の信号振幅が小さく（通常、負の出力値の方で非線形性が強く表れた状態）、パラメータＡがゼロであれば、正の方向の信号振幅が小さいこと（通常、正の出力値の方で非線形性が強く表れた状態）を示す。さらに、図６に示すように、このチェックポイントを上下に移動させることにより、Ｓｕｍ１とＳｕｍ２の値が同一となるようにすることができる。スタート時のチェックポイントの位置とＳｕｍ１とＳｕｍ２が等しくなるかその差が最小になるチェックポイントの位置との距離に基づいて、オフセット調整のためのパラメータＢを算出することができる。このパラメータＢの計算は、図６に示すようにして行うことができる。つまり、要素数がＬである所与のヒストグラムＨ（Ｓ２１）に対して、チェックポイントの位置ＭをＬ／２にまず設定して（Ｓ２２）、Ｓｕｍ１とＳｕｍ２を求める（Ｓ２３）。先に求めたパラメータＡの値がゼロであれば（Ｓ２４）、このＳｕｍ１がＳｕｍ２より大きいかを判断して（Ｓ２５ａ）、もしそうであれば、パラメータＢの値を現在のＭの値からＬ／２引いたものとし（Ｓ２６ａ）、もしそうでなければ、チェックポイントの位置Ｍを１だけ増やして（Ｓ２７ａ）、Ｓｕｍ１とＳｕｍ２の計算を再度行う（Ｓ２３）。パラメータＡがゼロでない、つまり１であれば（Ｓ２４）、Ｓｕｍ２がＳｕｍ１以上であるかを判断して（Ｓ２５ｂ）、もしそうであれば、パラメータＢの値をその時点でのＭの値からＬ／２引いたものとする（Ｓ２６ｂ）。さもなければ、Ｍの値を１だけ減らして（Ｓ２７ｂ）、Ｓｕｍ１とＳｕｍ２の計算（Ｓ２３）に戻る。その結果、パラメータＢが決まり、チェックポイントの位置は、Ｌ／２からＭへと移動することになる。
【００２５】
このようにして、Ｓｕｍ１とＳｕｍ２が等しくなるかほぼ等しくなるチェックポイントが見つかり、パラメータＢの値が定まった段階で、先に求めてあるヒストグラムを再構成する。つまり、図８に示すように、ヒストグラムのチェックポイントより上の部分であるＨ（Ｍ＋１）〜Ｈ（Ｌ）の値はそのままにしておいた上で、それぞれの呼び方をＨ_up（Ｌ−Ｍ）〜Ｈ_up（１）と変更する(図８の（ｃ）から(ｄ))。これは、各エントリの呼び方を変えるだけで、数値のならびはもとと同じである。チェックポイントより下の部分であるＨ（Ｍ）〜Ｈ（１）については、この下の部分において一番上にあるＨ（Ｍ）の値がヒストグラムの一番下になるように、一番下にあるＨ（１）の値が下の部分で一番上になるように、ヒストグラムの上下を反転する(図８の（ｂ）から（ｃ）)。すると上から下へＨ（１）からＨ（Ｍ）と並ぶことになる。ここで、各エントリの名前を変更する。つまりＨ（１）をＨ_dn（Ｍ）とし、下に向かって順次、Ｈ_dn（Ｍ−１）、Ｈ_dn（Ｍ−２）としていき、Ｈ（Ｍ）をＨ_dn（１）とする(図８の（ｃ）から（ｄ）)。ここで、upとdnは、アシンメトリの極性、つまりパラメータＡの値により定まる。すなわち、アシンメトリによる波形歪みが強い側をＨ_upとするのである。Ｈ_dnは、アシンメトリによる波形歪みがないか少ない方であり、理想的な出力値が得られていると近似的に見なすことができる。スタート時にＳｕｍ１のほうが大きく、パラメータＡが１であれば、負の出力値の方向にアシンメトリによる波形歪みが見られることになり、Ｈ_upはアシンメトリが見られる図示したヒストグラムの上部となり、Ｈ_dnは下部となる。そしてパラメータＡがゼロであれば、逆になる。
【００２６】
つぎに、図９のように、非線形性の歪みが少ないか、ない側のヒストグラムＨ_dnが理想的な出力状態を表しているものと見なして基準値とし、歪みが大きい側のヒストグラムＨ_upをＨ_dnに対応づけることをする。つまりヒストグラムＨ_upのそれぞれの項Ｈ_up（ｋ）（ｋ＝１，・・・，Ｌ−Ｍ）、出力値ｉ（ｋ）に対応しているわけであるが、この歪みが大きい側の出力値を、歪みが小さい側のヒストグラムＨ_dnの項の出力値ｊ（ｍ）（ｍ＝１，・・・,Ｍ）に関連づけて、その結果をルックアップテーブルＣとする。
【００２７】
このルックアップテーブルＣの作成は、次のようにして行うことができる。波形歪みのある側のデータは、正常なあるいは理想的なデータからアシンメトリにより「圧縮」されていると考えることができるので、どの出力値から現在測定された値に圧縮されているのかの対応関係を計算する。この計算は、例えば、Ｈ_up（Ｌ−Ｍ）＝Ｈ_dn（Ｍ）＋Ｈ_dn（Ｍ−１）＋Ｈ_dn（Ｍ−２）であれば、Ｈ_up（Ｌ−Ｍ）の出力値i（Ｌ−Ｍ）は、Ｈ_dn（Ｍ），Ｈ_dn（Ｍ−１），Ｈ_dn（Ｍ−２）の項に対応する出力値ｊ（Ｍ）とｊ（Ｍ−１）とｊ（Ｍ−２）から圧縮されたと判断し、出力値ｉ（Ｌ−Ｍ）の補正後の値は、ｊ（Ｍ）とｊ（Ｍ−１）とｊ（Ｍ−２）の平均値であると定めることができる。なお、対応関係付けは、対応関係さえ一義に見つけ出せればいいので、上述の計算方法に限らず、種々の計算方法を考えることができる。
【００２８】
すなわち、このようなルックアップテーブルＣの決定は、一例として、図１０のフローチャートに示すように実行することができる。上述のように、ヒストグラムＨとそれを変形して得た二つのヒストグラムＨ_upとＨ_dnを求める（Ｓ３１，Ｓ３２）。そして、変数ＰupとＰdnをＰup＝Ｌ−ＭとＰdn＝Ｍと設定する（Ｓ３３）。そして、変数Ｐkの値（正の整数値をとる）を変えながら、Ｈ_up（Ｐup）＝Ｈ_dn（Ｐdn）＋…＋Ｈ_dn（Ｐk）になるＰkを求める（Ｓ３４）。Ｐkが求まると、Ｈ_dn（Ｐdn），…，Ｈ_dn（Ｐk）の項に対応する出力値ｊ（Ｐdn），…，ｊ（Ｐk）のある関数として修正された出力値ｉ’（Ｐup）を表す。つまり、ｉ’（Ｐup）＝ｆ（ｊ（Ｐdn），…，ｊ（Ｐk））となる。ここで、ｆは任意の関数であり、特に限定されるものではないが、典型的には、各変数となる対応する理想的状態の出力値の平均値となろう。ここで、Ｐup＝Ｐup−１とＰdn＝Ｐk−１として、Ｓ３４にもどる。これがＰup＝１になるまで繰り返される（Ｓ３７）。
【００２９】
このようにしてオフセット補正値であるパラメータＢとルックアップテーブルＣが求められた結果、図２に示すように、逆フィルタ１３からの出力に対して、パラメータＡとパラメータＢによる数２のオフセット補正（オフセット補正部１４）と補正テープルによる実際の出力値と推定される理想的と考えられる基準値との関連づけ（補正処理部１５）を行って、アシンメトリ補正ユニット１１の出力、ひいては、アシンメトリ補正装置１０の出力として、デジタル等化器３へ入力することができる。なお、このようなルックアップテーブルは、ディスドライブの製造時に作成して置き、それを使用し続けることもできるし、ある一定の時間的間隔で、更新するようにして、更新されたものを使用するようにすることもできる。
【００３０】
本実施形態によれば、オフセットとアシンメトリの両方について精度が高い補正を行うことができる。  
【００３１】
（第３の実施態様）
次に、本発明のヒストグラムを用いたアシンメトリ補正技術をビタビ復号器に組み込む例を第３の実施態様として説明する。この実施態様の装置は、図１１に示すように、記録媒体からのデータ読み取り装置（図示せず）からの出力を受けるＡ／Ｄ変換器２１と、デジタル等化器２５とビタビ復号器２６とを備えるアシンメトリ補正ユニット２２と、デジタル等化器２５からの出力とビタビ復号器２６からの出力を受けてヒストグラムを計算するヒストグラム算出部２８とそのヒストグラム算出部２８の出力に基づいてパラメータＤを計算するパラメータ出力部２９とを含むパラメータ算出ユニット２３とを備えるものである。すなわち、本実施態様では、デジタル等化器２５からの出力値についてビタビ復号器２６のデータパターンごとにヒストグラムを作成し、ビタビ復号器の入力値の各パターンの発生確率を計算する。そして、ビタビ復号器２６の入力値の出現確率をパラメータＤとしてビタビのブランチメトリックの計算を行うものである。
【００３２】
まず、ビタビ復号器２６には、２ｄ個の状態があるものとする。ここで、ｄは１以上の整数である。そのときこのビタビ復号器２６に関連するデータパターンの長さはｄ＋１となる。例えば、ｄ＝１であれば、２状態のビタビ復号器ということになり、データパターンの長さは２となる。具体的なデータパターンは、［００］，［０１］，［１０］,［１１］であって、一般的には、その数ｎはｎ＝２（ｄ＋１）となる。図１２に示すように、データパターンのそれぞれについて、ヒストグラムを作成する。次いで、このヒストグラムを用いてパラメータＤを計算することになるが、このパラメータＤは、ある入力値に対する各データパターンの発生確率を示すものである。
【００３３】
ヒストグラムの生成は、次の前提に基ついて行う。ビタビの復号結果をＶとし、ある時点kにおいて、ビタビ復号器の復号結果をＶ(k), Ｖ(k-1), … Ｖ(k-m)とする（ここで、Ｖ(k), Ｖ(k-1)…は既に分かった状態にある）。そして、時点kの入力値Ｉ(k)も分かった状態である。Ｉ(k)の大きさは、ｉ(1), ｉ(2)…ｉ(L)の内、どれかである。d = 1（２状態のビタビ）の場合、データパターンは２ビットである。その際、Ｖ(k)とＶ(k-1)を用いて、データパターンを表す。例えば、Ｖ(k-1) =１、Ｖ(k) =０の場合、データバターンは［１０］を示す。そうすることによって、ある時間が経つと、それぞれのデータパターンについて、入力値Iに対するヒストグラムが生成される。
【００３４】
時点kでは、ある一つのデータパターンに関する計算しかできないが、ある時間が経つと、各データパターンにおいて、それぞれの入力値に対するヒストグラムを計算していくことが出来る。このヒストグラムを用いて、それぞれのデータパターンにおいて、入力値Iの内、大きさｉ(1)から、大きさｉ(L)の出現確率を算出する。そして、ビタビ復号器内、各可能なデータパターンで、予め算出した確率を比較することにより、最適なデータパターンを選ぶことによって復号を行う。
【００３５】
図１２に示すように、各ヒストグラムは、デジタル等化器２５からの各出力値ｉ(m)（ｍは、１からＬの整数）の出現回数Ｈ(m)を表すものである。これを、上述のようなｄ＝１の場合には、４つのデータパターンについて作成するので、ヒストグラムＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４が作成される。
【００３６】
このようにして作成されたデータパターンごとのヒストグラムＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４に基づいて、図１３のようにして各データパターンの発生確率を表すパラメータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を計算することができる。まず、ヒストグラムＨ１を例にとってみる。上述のように、デジタル等化器２５からの各出力値ｉ（ｍ）の出現回数をＨ１(m)として、すべての出力値についてこれを求めてヒストグラムＨ１（Ｈ１(1)〜Ｈ１(L)）がデータパターン１について作成される（図１３（ａ））。そして、Ｈ１(m)の各要素の和をＳｕｍＨ１とする。ＳｕｍＨ１＝（Ｈ１(1)＋Ｈ１(2)＋…＋Ｈ１(L)となる。そして、ヒストグラムの各項の値をＳｕｍＨ１で割って、新たな要素とする（図１３（ｂ））。そして、各項の値Ｈ１(m)／ＳｕｍＨ１は全く同じままでその名前をパラメータＰＤ１(m)とする。つまり、パラメータＰＤ１(m)は、データパターン１におけるデジタル等化器２５からの出力値ｉ(m)の出現確率を表すことになる(図１３(ｃ))。
【００３７】
本実施例のビタビ復号方法は、従来のビタビ復号方法と比べてブランチメトリックの算出方法が異なり、アシンメトリの補正機能をパラメータＤを利用して実現する。まず、ｋ時点における、状態Ｓ(i)からＳ(j)への遷移を考える。Ｓ(i)は、ｘｋ−ｄｘｋ−ｄ＋１…ｘｋ−１とし、Ｓ(j)は、ｘｋ−ｄ＋１ｘｋ−ｄ＋２…ｘｋとする。すると、従来のビタビのブランチメトリックＢＭ（ｒｋ；ｘｋ−ｄｘｋ−ｄ＋１…ｘｋ）は、
ＢＭ（ｒｋ；ｘｋ−ｄｘｋ−ｄ＋１…ｘｋ）
＝{ｒｋ−ｍ（ｘｋ−ｄ，ｘｋ−ｄ＋１，…，ｘｋ）}２
となる。ここで、ｒｋは時点ｋでの入力値であり、ｍは、パーシャルリスポンス（ＰＲ）方式におけるパターン（ｘｋ−ｄ，ｘｋ−ｄ＋１，…，ｘｋ）の理想値である。ｄは、段落番号００３１で出てきたｄに他ならない。基本的に、ＢＭの関数は、各時点、入力値ｒkは、パターン（ｘｋ−ｄ，ｘｋ−ｄ＋１，…，ｘｋ）に関する条件付き確率密度の自然対数である。その時のノイズがガウス分布である場合あるいはそのように仮定できる場合には、条件付き確率密度の対数を（ｒｋ−ｍ（ｘｋ−ｄ，ｘｋ−ｄ＋１，…，ｘｋ））２で表す。ここで、対数をとるのは、次のような理由による。まず、ビタビ復号器は最大尤度検出器（maximum Likelihood detector）である。その動作は、次の確率の積が最大になるような復号を探すことによってなされる。すると、上式から分かるように、各時点の確率の積を取って計算する必要があるが、対数を用いれば、この乗算を加算にすることで、簡単化できるのである。
【００３８】
ここで、この従来のビタビの検出方法によれば、ｍ（ｘｋ−ｐ，ｘｋ−ｐ＋１，…，ｘｋ）は、パターン（ｘｋ−ｐｘｋ−ｐ＋１…ｘｋ）とパーシャルレスポンス目標値によって計算されるので、非線形性の影響を打ち消すようにはできない。その結果、現実の値ｒと理想値ｍの差を表すブランチメトリック値は正確に計算できず、ビタビ検出の性能は低下する。そこで、本実施例では、パラメータＤを利用してブランチメトリックを次のように計算することにより、アシンメトリの補正機能を加える。
ＢＭ（ｒｋ；ｘｋ−ｐｘｋ−ｐ＋１…ｘｋ）
＝−ｌｏｇ（Ｄ（ｒｋ｜ｘｋ−ｐｘｋ−ｐ＋１…ｘｋ））
とする。ここで、Ｄ（ｒｋ｜ｘｋ−ｐｘｋ−ｐ＋１…ｘｋ）は、入力値ｒｋに対応したパラメータＤの値であり、時点ｋの入力値ｒｋのパターン（ｘｋ−ｐｘｋ−ｐ＋１…ｘｋ）の条件付き確率であるととらえることができる。これは、図１２に関連して上述のようにして得られたパラメータＤの値をルックアップテーブルの形にして記憶装置に保存しておくことで、利用することができるものである。このルックアップテーブルは、記録媒体のドライブを製造する際に設定してそれを継続して使用することもできるし、ある間隔あるいはあるタイミングで更新していくようにすることもできる。ブランチメトリックの計算は統計情報Ｄを用いて行う。パラメータＤはアシンメトリの非線形性を自然に含むものなので、より正確なブランチメトリックの計算、そして比較ができると考えられる。ここで、ｄ= 4の場合、データパターンの長さは５となり、バターン数は２５＝３２個。ルックアップテーブルの数は３２個。各テーブルの大きさは、ｒｋの範囲で決まる。ｒｋの可能な値が１６個であれば、各テーブルの大きさは１６である。よって、ルックアップテーブル全体のサイズは３２×１６となる。
【符号の説明】
【００３９】
１  Ａ／Ｄ変換器
３  デジタル等化器
４  ビタビ復号器
１０  アシンメトリ補正装置
１１  アシンメトリ補正ユニット
１２  パラメータ算出ユニット
１３  逆フィルタ
１４  オフセット補正部
１５  補正処理部
１６  ヒストグラム算出器
１７  パラメータ出力部
【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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