(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラー訂正符号化されたデータを再生し、再生信号を等化器を介してビタビ復号手段に供給し、上記ビタビ復号手段の出力を上記エラー訂正符号化の復号手段に供給するようにしたディジタル信号再生回路において、
上記等化器に対する等化パラメータを制御することにより、上記等化器の特性を自動的に最適なものに制御するための制御手段が設けられ、
上記制御手段は、上記復号手段で得られたエラー数に対応した評価値に基づいて上記等化パラメータを制御し、
上記ビタビ復号手段は、上記制御手段によってその機能のオン／オフが制御可能とされ、上記等化パラメータを制御する状態では、上記ビタビ復号手段の機能をオフすることを特徴とするディジタル信号再生回路。
【請求項２】
エラー訂正符号化されたデータを再生し、再生信号を等化器により等化し、等化した再生信号をビタビ復号し、ビタビ復号したデータを上記エラー訂正符号化の復号手段により復号するようにしたディジタル信号再生方法において、
上記復号手段で得られたエラー数に対応した評価値に基づいて、等化パラメータを制御することにより、上記等化器の特性を自動的に最適なものに制御し、
上記ビタビ復号手段は、上記制御手段によってその機能のオン／オフが制御可能とされ、上記等化パラメータを制御する状態では、上記ビタビ復号の機能をオフすることを特徴とするディジタル信号再生方法。
【請求項３】
請求項１において、
山登り制御によって、等化器に対する等化パラメータを制御するようにしたことを特徴とするディジタル信号再生回路。
【請求項４】
請求項１において、
等化器がＰＲ４の等化器であることを特徴とするディジタル信号再生回路。
【請求項５】
請求項２において、
山登り制御によって、等化器に対する等化パラメータを制御するようにしたことを特徴とするディジタル信号再生方法。
【請求項６】
請求項２において、
等化器がＰＲ４の等化器であることを特徴とするディジタル信号再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばテープ上に記録されたディジタル信号を再生するディジタル信号再生回路および再生方法、特に、自動調整可能な等化器および自動調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルＶＴＲのようディジタル磁気記録／再生において、磁気記録の高密度化、エラーレートの向上のために、再生信号を等化器を通すことが知られている。さらに、等化器の特性を自動的に最適に制御する構成も知られている。また、ビタビ・アルゴリズムを利用して、非線形歪を除去することが提案されている。記録時の非線形歪は、後続データのパターンに依存するために、従来の線形等化器では、十分に対応できないために、ビタビ復号が用いられる。
【０００３】
等化器の自動調整方法として、再生信号のエラーレートを求め、エラーレートを最小とするような制御信号を生成し、この制御信号によって、等化器の振幅特性、位相特性を制御することが考えられている。エラーレートに基づいて等化器の特性を自動的に調整する方式では、等化器の特性を最適なものに調整するために、エラーレートの検出精度を高くする必要がある。通常、ディジタルＶＴＲ等では、記録／再生時のエラー対策のために、エラー訂正符号化を行っている。従って、エラー訂正符号の復号結果、例えばエラー総数からエラーレートを検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
等化器の等化誤差は、基本的にはランダムエラーを生じさせると考えられる。上述のように、ビタビ復号により非線形歪に起因するエラーを訂正する方式は、その効果は殆ど単独エラー数を軽減するものである。従って、ビタビ復号を使用している結果として、等化器の自動調整において、評価値として使用される単独エラー数が減少することになる。
【０００５】
このように、ビダビ復号を行ったままで、等化器の自動調整を行うことは、最も有効な評価値を失うことになる。言い換えると、等化パラメータの変化に対するＣ１単独エラー数の変化の割合が少なくなり、等化誤差と無関係な、磁気テープの傷等で発生するドロップアウト、ヘッドクロッグに代表されるようなバースト性エラーに評価値が影響される。結果として、調整にかかる時間が長くなったり、等化誤差が残ることになる。
【０００６】
従って、この発明の目的は、等化器の特性を自動調整時には、ビタビ復号動作をオフとすることによって、迅速、且つ正確に等化器の特性を自動調整することができるディジタル信号再生回路および再生方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、エラー訂正符号化されたデータを再生し、再生信号を等化器を介してビタビ復号手段に供給し、ビタビ復号手段の出力をエラー訂正符号化の復号手段に供給するようにしたディジタル信号再生回路において、
等化器に対する等化パラメータを制御することにより、等化器の特性を自動的に最適なものに制御するための制御手段が設けられ、
制御手段は、復号手段で得られたエラー数に対応した評価値に基づいて等化パラメータを制御し、
ビタビ復号手段は、制御手段によってその機能のオン／オフが制御可能とされ、等化パラメータを制御する状態では、ビタビ復号手段の機能をオフすることを特徴とするディジタル信号再生回路である。また、この発明は、このように等化器を調整するディジタル信号再生方法である。
【０００８】
等化器の等化状態の良否を表す評価値として、エラー訂正符号により訂正されたエラー数を使用する。等化器の自動調整状態では、ビタビ復号機能をオフとする。これによって、ビタビ復号によりエラー訂正されることがなくなる。その結果、評価値が等化誤差をより強く反映した値となる。それによって、等化パラメータの変化に対する評価値の変化の割合が大きくなり、自動調整を迅速に行うことができ、また、評価値の分解能が上がり、正確に等化器を調整することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施例の構成を示す。磁気ヘッド１により磁気テープ２から再生された再生信号が再生アンプ３を介して等化器４に供給される。等化器４は、それぞれアナログＩＣの構成とされた、振幅等化器４ａおよび位相等化器４ｂで構成される。等化器４としては、ＰＲ４（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｃｌａｓｓ  ４）、積分等化器等を使用できる。後述するように、ＣＰＵ１０からの等化パラメータによって、振幅等化器４ａの振幅対周波数特性、位相等化器４ｂの位相対周波数特性が制御される。ＰＲ４の場合であれば、位相リニアのコサイン等化器を使用し、ナイキスト周波数を中心としてその上下の周波数帯のゲインを変更して振幅特性が制御され、また、電磁変換系の位相ひずみを補正するように位相特性が変更される。なお、等化器４の特性を制御する場合に、振幅および位相の少なくとも一方を制御することによっても、等化誤差を低減することが可能である。
【００１０】
等化器４の出力信号がＡ／Ｄ変換器５およびＰＬＬ６に供給される。ＰＬＬ６は、再生信号からクロック信号を抽出し、抽出されたクロックを用いてＡ／Ｄ変換がなされる。Ａ／Ｄ変換器５の出力信号がビダビ復号器７に供給される。ビダビ復号器７は、Ａ／Ｄ変換器５の出力信号をビタビ復号することによって、非線形歪によるエラーが訂正された再生データを出力する。ビダビ復号器７からの再生データがエラー訂正回路８に供給され、エラー訂正回路８において、エラー訂正符号の復号がなされる。エラー訂正回路８から再生されたデータが出力端子９に取り出される。
【００１１】
ビダビ復号器７は、ＣＰＵ１０によって、その機能のオン／オフが制御可能とされている。簡単には、ビタビ復号器７を再生信号が通る経路（オン時）と、これをバイパスする経路（オフ時）とをＣＰＵ１０の制御信号によって切り替える構成が採用される。
【００１２】
ＣＰＵ１０に対して、エラー訂正回路８からＣ１エラー数が送られる。Ｃ１エラー数は、Ｃ１符号を使用してエラー訂正回路８が訂正したエラー数のデータである。Ｃ１符号は、一般的に積符号に使用される二つのエラー訂正符号の内、記録／再生方向の複数シンボル（後述するディジタルＶＴＲの場合におけるシンクブロック内の複数シンボル）に対して施される内符号のことを指す。但し、この発明では、外符号のエラー訂正結果を使用することもでき、また、積符号である必要はない。また、ＣＰＵ１０は、例えば６０トラック分のＣ１エラー数を取り込み、評価値として使用する。この場合、エラー訂正回路８から取り込んだＣ１エラー数のデータに対して、孤立値（ノイズ成分）除去の処理、ソーティングの処理、正規化の処理等を行って、評価値を形成しても良い。この評価値を得る周期を評価値周期と称することにする。
【００１３】
Ｃ１エラー数は、Ｃ１符号により検出、訂正されるエラー数の全てを合計した、全Ｃ１エラー数、あるいは１シンボル単独エラーであるＣ１単独エラー数である。全Ｃ１エラー数は、評価値周期内の１シンボル単独エラーと連続エラーとコードエラー（例えば４シンボル以上のエラーのために、Ｃ１符号で訂正しない場合）を含む全エラー数である。コードエラーは、４のエラーとして計数される。Ｃ１単独エラー数は、評価値周期内において、１シンボルエラーのシンクブロック数の総数である。この場合、連続した２以上のシンボルがエラーとなっており、Ｃ１符号により訂正できるものは、Ｃ１単独エラーとして数えるようにしても良い。
【００１４】
さらに、等化の状態に応じて、全Ｃ１エラー数とＣ１単独エラー数とを切り替えて使用しても良い。さらに、等化の状態が非常に悪い場合では、検出できたシンク数をも評価値として使用しても良い。すなわち、等化誤差は、基本的にはランダムエラーと考えて良く、その意味では、誤差が比較的少ない領域では、評価値としてＣ１単独エラー数が最も適している。この状態から等化誤差が増すに従い、次第に連続性のエラーが増加し、Ｃ１単独エラー数より連続性エラー数が多くなる。このため、この領域では、連続性エラーまたは連続性エラーを含んだ全Ｃ１エラー数が最も感度が良い評価値となる。さらに、等化誤差が大きくなると、コードエラーが殆どとなり、全Ｃ１エラー数の変化が鈍くなる。一方、それまで殆ど変化しなかった検出シンク数が急速に減少する。従って、この領域では、検出シンク数が評価値として感度が最も高いものとなる。このように、等化の状態によって、感度が高い評価値が相違するために、３種類の評価値を切り替えて使用することが好ましい。
【００１５】
ＣＰＵ１０は、後述するように、Ｃ１エラー数を受け取って、山登り制御によって、等化器４の振幅特性および／または位相特性を最適なもの（すなわち、等化誤差によるエラーを最小とする）とする等化パラメータを決定する。等化パラメータは、例えば８ビットのデータであり、この等化パラメータが必要に応じてＤ／Ａ変換器を介して等化器４に対して供給される。振幅および位相を制御する場合には、振幅等化パラメータおよび位相等化パラメータが決定される必要がある。振幅特性および位相特性の一方を変更する場合に、他方を固定しておく必要がある。例えば振幅等化パラメータおよび位相等化パラメータの一方を先に決定してから、他方を決定するようになされる。この他にも両等化パラメータを最適に決定する方法がある。ここでは、簡単のために位相等化パラメータおよび振幅等化パラメータの決定を特に区別しないで説明する。
【００１６】
山登り制御は、ある等化パラメータを設定し、その前後の等化パラメータによる等化誤差（評価値）を調べ、等化パラメータを変化させる方向を決定し、等化誤差が小さくならない状態となるまで、等化パラメータを変化させる制御のことである。
【００１７】
図２は、この発明の一実施例のＣＰＵ１０においてなされる等化器４の自動調整の処理を表すフローチャートである。まず、ステップＳＴ１において、ビダビ復号器７の機能（復号動作）をオフとする。それによって、エラー訂正回路８は、ビダビ復号がされない再生データのエラー訂正を行う。次のステップＳＴ２において、Ｃ１エラー数がサンプリングされる。例えば６０トラック分のＣ１エラー数を読み込む。
【００１８】
次のステップＳＴ３では、現在の等化パラメータ（初期値）Ｎ、その前側の等化パラメータＮ−１、およびその後側の等化パラメータＮ＋１のそれぞれの評価値が確定したかどうかが決定される。確定してないならば、現在の等化パラメータを中心に等化パラメータを前または後にそれぞれ変更する（ステップＳＴ４）。前側の等化パラメータについて上述と同様にして評価値を確定し、また、後側の等化パラメータについても同様して評価値を確定する。現在、前側、後側の評価値がそれぞれ確定すると、ステップＳＴ３から処理がステップＳＴ５に移る。このステップＳＴ５は、これら（３者）の確定した評価値の大小関係に基づいて、評価値を現在より少なくさせる、等化パラメータを決定する。すなわち、山登り制御の方向を決定する。そして、等化パラメータを更新する（ステップＳＴ６）。
【００１９】
更新のステップＳＴ６の後に、ステップＳＴ７（ステップＳＴ２と同様のＣ１エラー数のサンプリング）がなされ、そして、ステップＳＴ８において、更新前後の評価値の大小比較がなされる。更新後の評価値の方が更新前の評価値よりも小さいならば、すなわち、等化誤差が減少しているならば、ステップＳＴ８からステップＳＴ６（等化パラメータの更新）に戻り、パラメータを再度同じ方向に更新する。この処理は、更新前の評価値の方が小さくなるまで、繰り返される。更新前の評価値がより小さくなると、この更新前の評価値を生じさせる等化パラメータが最適等化パラメータとして決定される（ステップＳＴ９）。この最適等化パラメータが決定されると、山登り制御が停止する。そして、ビタビ復号器７の機能がオンとされる（ステップＳＴ１０）。以上で自動調整モードを完了する。
【００２０】
上述した等化器の自動調整の処理は、振幅等化パラメータおよび位相等化パラメータの決定の何れに対しても適用される。また、通常、等化器の自動調整は、再生装置を出荷時に、規準テープを使用してなされる。しかしながら、出荷時に限らず、通常再生時でも行うこともできる。
【００２１】
次に、上述したこの発明を適用できる磁気再生装置の具体的な一例として、回転ヘッド型のディジタルＶＴＲについて説明する。図３に示すように、テープ上に斜めトラックが形成される。Ｔ０、Ｔ１は、トラックナンバーを示し、隣接するトラック間のアジマスが相違する傾斜アジマス記録がなされる。図４は、１本のトラックを示す。トラック入口側には、ＩＴＩ（Ｉｎｓｅｒｔ  ａｎｄ  Ｔｒａｃｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）なるアフレコを確実に行うためのタイミングブロックが設けられる。これは、それ以降のエリアに書かれたデータをアフレコして書き直す場合に、そのエリアの位置決めを正確にするために設けられるものである。
【００２２】
この例では、コンポジットディジタルカラービデオ信号が輝度信号Ｙ、色差信号ＣＲ  およびＣＢ  からなるコンポーネント信号に変換され、コンポーネント信号がＤＣＴ変換と可変長符号により圧縮され、回転ヘッドにより磁気テープに記録される。記録方式としては、ＳＤ方式（５２５ライン／６０Ｈｚ、６２５ライン／５０Ｈｚ）とＨＤ方式（１１２５ライン／６０Ｈｚ、１２５０ライン／５０Ｈｚ）とが設定できる。
【００２３】
図５に示すように、ＳＤ方式の場合には、１フレーム当たりのトラック数が１０トラック（５２５ライン／６０Ｈｚの場合）とされ、または、図６に示すように、１２トラック（５２５ライン／６０Ｈｚの場合）とされる。図示しないが、ＨＤ方式の場合には、１フレーム当たりのトラック数がＳＤ方式の倍、つまり、２０トラック（１１２５ライン／６０Ｈｚの場合）、または２４トラック（１２５０ライン／５０Ｈｚの場合）である。
【００２４】
図４のトラックフォーマットに示すように、ＩＴＩエリアの後に、ヘッドの走査順に、オーディオデータ、ビデオデータおよびサブコードデータが記録される。ビデオデータおよびオーディオデータを記録するエリアには、それぞれに付加情報を記録するための補助的データ（ＡＵＸ）を書込むエリアが設けられる。ＡＵＸには、記録日時や記録時間などオーディオ、ビデオデータ以外のデータを書込むことができる。サブコードデータ、ＡＵＸ、カセットに内蔵した半導体メモリに記録するデータは、形式を共通とされている。この形式は、パック構造と称される。
【００２５】
オーディオデータ、ビデオデータ、サブコードがそれぞれ記録されるエリアは、それぞれオーディオセクタ、ビデオセクタ、サブコードセクタと呼ばれる。これらのセクタ間には、データを記録していないギャップＧ１、Ｇ２、Ｇ３が配される。オーディオセクタは、プリアンブル（プリシンクブロック）ＰＲ１、データ部（１４シンクブロック）およびポストアンブルＰＯ１（ポストシンクブロッ）からなる。
【００２６】
オーディオシンクブロックは、図７のように、９０バイトで構成される。前半の５バイトは、シンクおよびＩＤデータである。オーディオデータ（７２バイト）およびオーディオＡＵＸ（ＡＡＵＸ）（５バイト）が１シンクブロックに含まれる。このデータが積符号によってエラー訂正符号化される。すなわち、水平方向に整列する７７バイトに対して内符号（Ｃ１符号と称される）の符号化がなされる。具体的には、（８５，７７）リード・ソロモン符号がＣ１符号として使用され、８バイトのＣ１（内符号）パリティが付加される。Ｃ１符号の系列の方向がデータの記録／再生方向である。また、垂直方向に並ぶ９バイトのデータに対して、外符号（Ｃ２符号と称される）のエラー訂正符号化がなされる。具体的には、（１４，９）リード・ソロモン符号がＣ２符号として使用され、５バイトのＣ２（外符号）パリティが付加される。
【００２７】
ビデオセクタは、プリアンブル（プリシンクブロック）ＰＲ２、データ部（１４９シンクブロック）およびポストアンブルＰＯ２（ポストシンクブロッ）からなる。図８は、ビデオセクタの構成を示す。プリアンブルおよびポストアンブルの構成は、図７に示されるオーディオセクタと同様である。ビデオセクタ内に１４９個含まれるビデオシンクブロックは、オーディオシンクブロックと同様に９０バイトで１シンクブロックが構成される。
【００２８】
シンクブロックの先頭の５バイトは、シンクおよびＩＤである。データ部は７７バイトで、オーディオデータと同様の積符号のエラー訂正符号化がなされ。具体的には、（８５，７７）リード・ソロモン符号がＣ１符号として使用され、また、（１４９，１３８）リード・ソロモン符号がＣ２符号として使用される。そして、Ｃ１（内符号）パリティ（８バイト）とＣ２（外符号）パリティ（１１バイト）がそれぞれ付加されている。シンクブロック番号１９および２０の２シンクブロックと、Ｃ２パリティの直前の１シンクブロックはビデオＡＵＸ（ＶＡＵＸ）専用のシンクで、７７バイトのデータはＶＡＵＸデータとして用いられる。ＶＡＵＸおよびＣ２パリティ以外の中央部の１３５シンクブロックは、圧縮されたビデオ信号のビデオデータが格納されるエリアである。
【００２９】
さらに、図９は、サブコードセクタの構成を示す。サブコードセクタのプリアンブル、ポストアンブルには、オーディオセクタやビデオセクタと異なりプリシンクおよびポストシンクが存在しない。サブコードシンクブロックは、１２バイトの長さであり、その前半の５バイトは、シンクおよびＩＤである。続く５バイトはデータ部で、データ部に対しては、Ｃ１符号の符号化のみがなされる。そして、Ｃ１パリティ（２バイト）が付加される。このように、積符号構成は、サブコードでは、採用されていない。これは、サブコードが主として高速サーチ用のものであり、Ｃ２パリティを再生できることが少ないからである。また、２００倍程度まで高速サーチするために、シンク長も１２バイトと短くしてある。サブコードシンクブロックは、１トラック当り１２シンクブロックある。
【００３０】
この発明の一実施例におけるＣ１エラー数は、上述したディジタルＶＴＲの場合では、Ｃ１符号により訂正されたエラー数（全Ｃ１エラー数、あるいはＣ１単独エラー数）であり、具体的には、ビデオセクタに関してのＣ１エラー数が使用される。Ｃ１符号は、ブロックシンク毎に符号化されているので、評価値周期内で、１シンボルエラーのブロックシンク数をｎ１  とすると、Ｃ１単独エラー数がｎ１  である。また、２シンボルエラーのブロックシンク数をｎ２  とし、３シンボルエラーのブロックシンク数をｎ３  とし、コードエラーのブロックシンク数をｎ４  とすると、全Ｃ１エラー数は、（ｎ１  ＋２ｎ２  ＋３ｎ３  ＋４ｎ４  ）として求められる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明では、等化パラメータの自動調整中のみビダビ機能をオフとし、１シンボル単独エラーの改善を故意に止めているので、等化パラメータの変化に対する評価値の変化の割合が大きくなり、自動調整を迅速に行うことができる。また、等化誤差が少ない領域では、評価値の分解能が向上し、より最適な等化パラメータを得ることができる。評価値として、全Ｃ１エラー数を用いる場合では、ビタビ復号のオフの結果、全Ｃ１エラー数の中で、Ｃ１単独エラー数の占める割合が多くなる。評価値として、Ｃ１単独エラー数を用いる場合では、ビタビ復号のオフの結果、Ｃ１単独エラーが等化誤差をより強く反映した値となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のブロックである。
【図２】この発明による等化器の自動調整処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明を適用できるディジタルＶＴＲのトラックパターンを示す略線図である。
【図４】ディジタルＶＴＲの１トラックの構成を説明するための略線図である。
【図５】この発明を適用できるディジタルＶＴＲの１フレームのデータを記録した場合のトラックパターンの一例を示す略線図である。
【図６】この発明を適用できるディジタルＶＴＲの１フレームのデータを記録した場合のトラックパターンの他の例を示す略線図である。
【図７】オーディオデータの１セクタの構成を説明するための略線図である。
【図８】ビデオデータの１セクタの構成を説明するための略線図である。
【図９】サブコードデータの１セクタの構成を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１  磁気ヘッド
２  磁気テープ
４  等化器
７  ビダビ復号器
８  エラー訂正回路
１０  ＣＰＵ
【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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