(57)【要約】【課題】波形歪の大きな再生信号に対して、従来のＰＲＭＬ信号処理では、エラーが頻繁に発生し、良好な再生品質の信号を得ることができないという課題があった。【解決手段】ビタビ復号におけるパスメトリックの比較演算において、所定状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が最短でないパスに対し、予め決められたパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算し、生き残りパスを選択することで、波形歪の大きな再生信号に対し、その影響を考慮して生き残りパスを選択することができる為、記録品質に影響されずに安定した復号を実現できる。【選択図】図８
2008262611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行い、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算し、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算すると共に、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する２つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行い、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号方法において、
所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が最短になる２つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない２つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない２つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択することを特徴とする復号方法。
【請求項２】
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、請求項１に記載の復号方法。
【請求項３】
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、請求項１に記載の復号方法。
【請求項４】
前記予め決められたパスは、
前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が３６である２つのパスのうちの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の復号方法。
【請求項５】
記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行うサンプリング手段と、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算するブランチメトリック演算手段と、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算するパスメトリック演算手段と、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する２つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行う比較演算手段と、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号器において、
所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が最短になる２つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない２つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない２つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択する比較選択手段を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項６】
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、請求項５に記載の復号装置。
【請求項７】
前記予め決められたパスは、
前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、請求項５に記載の復号装置。
【請求項８】
前記予め決められたパスは、
前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が３６である２つのパスのうちの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の復号装置。
【請求項９】
前記記録媒体へレーザ光を照射し、その反射光を受光し、再生信号を生成する光ヘッドと、
請求項５から８のいずれか記載の復号装置と、を備えた情報再生装置。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれか記載の復号方法をコンピュータで読み取り可能な表現形式によって表現したプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、波形歪の大きな再生信号に対してＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）信号処理を用いて再生しても、記録品質に影響されることなく、安定した復号を行うことができる復号方法及び復号装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高密度化が進む光ディスク記録再生装置において、その再生信号処理方式にＰＲＭＬ信号処理方式が採用されることが多くなっている。ＰＲＭＬ信号処理では、記録再生系の特性に応じたＰＲ方式で再生信号を波形等化し、ビタビ復号器等の最尤復号（ＭＬ）によって復号処理を行うことにより、符号間干渉の大きい再生信号においても誤り率の低いデータを得ることが可能となる。
【０００３】
しかし一方で、記録性能等に依存して不完全な形状のマークが記録されているＤＶＤを再生する場合、ＰＲＭＬ信号処理では、記録符号のバランスを考慮したスライスレベルを用いて２値化判別を行うレベル判別２値化処理に比べて、再生品質が劣化する場合が生じることがある。
【０００４】
この問題に対し、特許文献１では、ＤＶＤの記録幅の長いマークパターンに対してマーク歪率を測定し、マーク歪率を判断基準として、ＰＲＭＬ信号処理とレベル判別２値化処理とを切り替えることで、マーク歪に影響されない再生品質を得ることを可能としている。また、特許文献２では、再生信号のＰＲ等化に合わせて等化特性の異なる２種類の波形等化回路を選択することで、高密度記録された光ディスクから情報を良好に再生することを可能としている。
【特許文献１】特開２００５−９３０３３号公報
【特許文献２】特開２００２−２３０９０４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、ＤＶＤよりも更に高密度なＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）に記録されたマークを再生する場合、最短の記録マークが非常に小さく、再生時の符号間干渉の影響を受けやすいため、ＤＶＤに用いていたレベル判別２値化処理では再生が困難になる。ＢＤでは、波形歪の小さな再生信号に対しては、前記のＰＲＭＬ信号処理を用いることで良好な再生品質を得ることができるが、波形歪の大きな再生信号に対しては、従来のＰＲＭＬ信号処理をそのまま用いたのでは、エラーが頻繁に発生することになり、良好な再生品質の信号を得ることができない。
【０００６】
本発明の目的は、波形歪の大きな再生信号に対してＰＲＭＬ信号処理を用いて再生しても、記録品質に影響されることなく、安定した再生品質を得ることができる復号方法及び復号装置に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点による本発明は、記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行い、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算し、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算すると共に、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する２つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行い、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号方法において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が最短になる２つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない２つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない２つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択することを特徴とする復号方法である。
【０００８】
第２の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、第１の観点の復号方法である。
【０００９】
第３の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、第１の観点の復号方法である。
【００１０】
第４の観点による本発明は、前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が３６である２つのパスのうちの１つであることを特徴とする、第１の観点の復号方法である。
【００１１】
第５の観点による本発明は、記録媒体から再生された再生信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングを行うサンプリング手段と、サンプリングされた前記再生信号と所定の期待値との差を用いて複数のブランチメトリックを演算するブランチメトリック演算手段と、前記複数のブランチメトリックから複数のパスメトリックを演算するパスメトリック演算手段と、前記複数のパスメトリックを持つ複数のパスの中で、同一の状態に合流する２つの前記パスが持つ前記パスメトリックの比較演算を行う比較演算手段と、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択を行うビタビ復号器において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が最短になる２つのパスとそれ以外のパスの中で、ユークリッド距離が最短にならない２つのパスが同一の状態に合流する際に、前記ユークリッド距離が最短にならない２つのパスのうち、予め決められたパスが持つパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、その大小関係から前記２つのパスのうち１つを生き残りパスとして選択する比較選択手段を備えることを特徴とする復号装置である。
【００１２】
第６の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体から再生された再生信号に波形歪が発生したパスであることを特徴とする、第５の観点の復号装置である。
【００１３】
第７の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記記録媒体に記録された記録幅が長いパターンに対応したパスであることを特徴とする、第５の観点の復号装置である。
【００１４】
第８の観点による本発明は、前記予め決められたパスは、前記所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が３６である２つのパスのうちの１つであることを特徴とする、第５の観点の復号装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ビタビ復号におけるパスメトリックの比較演算において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が最短ではないパスに対して、予め決められたパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、生き残りパスを選択することで、波形歪の大きな再生信号に対して、その歪の影響を考慮して生き残りパスを選択することができるため、記録品質に影響されることなく、安定した復号を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
本発明の第1の実施の形態である復号方法及び復号装置について、図面を参照しながら説明する。まず、ビタビ復号におけるパスメトリックの比較方法について記述する。
【００１７】
ここでは、変調符号としては、いわゆる（ｄ，ｍ）制限（ｄ、ｍはｄ、ｍ≧０を満たす整数であり、最短と最長のランレングスはそれぞれｄ＋１、ｍ＋１で表される）を満足するランレングス制限符号であって、特に最小極性反転距離が２（ｄ＝１）の条件を満たす符号を用いる。記録符号は変調符号をＮＲＺＩ(Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  Ｔｏ  Ｚｅｒｏ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ)変調する。ＰＲＭＬ等化方式としては、ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式を用いる。ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）方式は、異なる４つの時間の標本化データを、ａ：ｂ：ｂ：ａの比率で足しあわせた信号（ａ＋ｂ×Ｄ＋ｂ×Ｄ２＋ａ×Ｄ3）を生成するという特徴を有している。以降簡単のため、ＰＲ（１，２，２，１）を取り上げる。最小極性反転距離が２の記録符号と、ＰＲ（１，２，２，１）等化方式を組み合わせた場合、記録符号ｂｋ（ｋは時刻を表す）とＰＲ等化出力の振幅値ｙｋ は、式１で表される。
【００１８】
【数１】
2008262611.tif 000003
【００１９】
ｂｋ−３は３ビット前の記録符号、ｂｋ−２は２ビット前の記録符号、ｂｋ−１は１ビット前の記録符号、ｂｋは現在の記録符号を表している。現在の状態をＳ（ｂｋ−２，ｂｋ−１，ｂｋ）、１時刻前の状態をＳ（ｂｋ−３，ｂｋ−２，ｂｋ−１）とすると、表１のような状態遷移表で表すことができる。
【００２０】
【表１】
2008262611.tif 000004
【００２１】
ここで、各時刻における状態Ｓ（０，０，０）をＳ０、状態Ｓ（０，０，１）をＳ１、状態Ｓ（０，１，１）をＳ２、状態Ｓ（１，１，１）を状態Ｓ３、状態Ｓ（１，１，０）を状態Ｓ４、状態Ｓ（１，０，０）を状態Ｓ５と定義し、そのときの状態遷移図を図１に表す。
【００２２】
図１において、各状態を結ぶ線はブランチと呼ばれ、状態遷移を表す。図１の状態遷移図を時間軸方向に展開すると、図２のようなトレリス線図が得られる。
【００２３】
トレリス線図において、任意の状態から任意の状態を経て生成される全てのブランチの組み合わせ（これをパスと呼ぶ）を考えることは、全てのあり得るビット列を考えることに相当する。よって、全てのパスについて期待される理想波形と、実際に光ディスクから再生した再生波形を比べて、波形が最も近い、すなわちユークリッド距離が最も短い理想波形を持つパスを探索すれば、最も確からしいパスを正解パスとして決定することができる。
【００２４】
任意の時刻において、状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４には２本のパスが、Ｓ２とＳ５には１本のパスが、それぞれ合流する。２本のパスが合流する状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４について、各パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離が短い方を生き残りパスとして残す処理を行えば、任意の時刻において、６つの各状態に至るパスが各１本ずつ、計６本のパスが残ることになる。
【００２５】
各パスの理想波形と再生信号波形とのユークリッド距離はパスメトリックと呼ばれ、ブランチの期待値ｘｋとＰＲ等化出力の振幅値ｙｋの差の２乗として求められるブランチメトリックを、パスを構成する全ブランチについて累積加算することによって求められる。
【００２６】
ブランチメトリックとパスメトリックの式をそれぞれ示す。時刻ｋにおける各状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５へのブランチメトリックをＢＭｋＳ０、ＢＭｋＳ１、ＢＭｋＳ２、ＢＭｋＳ３、ＢＭｋＳ４、ＢＭｋＳ５、ＢＭｋＳ６、生き残りパスのパスメトリックを、それぞれLｋＳ０、LｋＳ１、LｋＳ２、LｋＳ３、LｋＳ４、LｋＳ５とし、時刻ｋにおけるＰＲ等化出力を振幅値ｙｋとする。振幅期待値ｘｎｋ（ｎは整数）は、理想的なＰＲ（１，２，２，１）等化の場合、７つのレベル（例えば、ｘ０ｋ＝０、ｘ１ｋ＝１、ｘ２ｋ＝２、ｘ３ｋ＝３、ｘ４ｋ＝４、ｘ５ｋ＝５、ｘ６ｋ＝６）になる。以上より、６つのブランチメトリックの式は式２のように、パスメトリックは式３のように計算される。
【００２７】
【数２】
2008262611.tif 000005
【００２８】
【数３】
2008262611.tif 000006
【００２９】
ただし、演算子ｍｉｎ[Ａ，Ｂ]は、ＡとＢのパスメトリックの小さい方を選択する演算子であり、この処理が生き残りパスの決定に対応している。
【００３０】
例えば、便宜上、最大振幅が±３になるように正規化すると、期待値はそれぞれ、ｘ０ｋ＝−３、ｘ１ｋ＝−２、ｘ２ｋ＝−１、ｘ３ｋ＝０、ｘ４ｋ＝＋１、ｘ５ｋ＝＋２、ｘ６ｋ＝＋３の７値となり、パスメトリックの式は式４のようになる。
【００３１】
【数４】
2008262611.tif 000007
【００３２】
こうして再生信号波形のサンプル値が入力される毎に生き残りパスを決定する手順を繰り返していくと、パスメトリックが大きなパスが淘汰されていくため、次第にパスは１本に収束していく。これを正解パスとすることにより、元のデータビット列が正しく再生されることになる。
【００３３】
ここで、ビタビ復号が正しく行われる条件を考えると、式３のパスメトリックの比較演算式において、正解パスのパスメトリックが、もう一方のパス（誤りパス）のパスメトリックよりも小さくなければならない。このとき、２つのパスのパスメトリックの差を用いることで、再生信号の品質を測ることができる。すなわち、再生信号品質が良好な場合、２つのパスメトリックの差は大きくなるために正解パスを選択する確率が高くなり、再生信号品質が悪い場合は、２つのパスメトリックの差が小さくなるために正解パスか誤りパスかを自信を持って選択できなくなり、その結果、正解パスを選択する確率が低くなる。
【００３４】
このことを図３〜図４を用いて、より詳細に説明する。
【００３５】
図３のトレリス線図において、ある状態Ｓ（時刻ｋ−４での状態Ｓ０）から、２つのパスが分岐し、再びある状態Ｓ（時刻ｋでの状態Ｓ４）で合流するパスに注目する。取り得るパスの一方をパスＡとすると、パスＡは状態Ｓ０ｋ−４、Ｓ０ｋ−３、Ｓ１ｋ−２、Ｓ２ｋ−１、Ｓ４ｋを遷移し、その遷移の確からしさを表すパスメトリックはＰａとなる。もう一方のパスをパスＢとすると、パスＢは状態Ｓ０ｋ−４、Ｓ１ｋ−３、Ｓ２ｋ−２、Ｓ３ｋ−１、Ｓ４ｋを遷移し、その遷移の確からしさを表すパスメトリックはＰｂとなる。なお、これらパスの分岐から合流までのメトリックの差を用いることで、パスの分岐点以前におけるメトリックの累積値は全て無視することができる。
【００３６】
また、復号結果の信頼性の指標として、Ｐａ−Ｐｂを用いる。もし、Ｐａ＜＜Ｐｂであれば、パスＡを自信を持って選択し、Ｐａ＞＞ＰｂであればパスＢを自信を持って選択することになる。一方、Ｐａ＝ＰｂであればパスＡ、パスＢのいずれを選択してもおかしくなく、復号結果が正しいかどうかは５分５分であるといえる。従って、Ｐａ―Ｐｂの値は、復号結果の信頼性を判断するために用いることができる。すなわち、Ｐａ―Ｐｂの絶対値が大きいほど復号結果の信頼性は高く、Ｐａ―Ｐｂの絶対値が０に近いほど復号結果の信頼性は低いことになる。
【００３７】
例えば、復号結果に基づいて所定の時間あるいは所定の回数だけＰａ―Ｐｂを求めたときの、Ｐａ―Ｐｂの分布の模式図を図４に示す。図４は再生信号にノイズが重畳された場合のＰａ―Ｐｂの分布を示している。例えば、パスＡが理想値を取った場合は、Ｐａ＝０になるので、Ｐａ−Ｐｂ＝−Ｐｂとして頻度が極大となり、パスＢが理想値を取った場合は、Ｐｂ＝０になるので、Ｐａ−Ｐｂ＝Ｐａとして頻度が極大となる。また、両パスにおけるメトリックが同じ値になる場合、Ｐａ−Ｐｂ＝０となり、どちらのパスを選択するかは五分五分の信頼性の低い状態となる。また、図４の２つの分布間の距離ｄは、パスＡとパスＢのユークリッド距離に相当する。
【００３８】
前述のように、最小極性反転距離が２の記録符号と、ＰＲ（１，２，２，１）等化方式を組み合わせた場合、２つのパスの最短ユークリッド距離は、ｄmin＝１０である。再生信号に含まれる雑音のうち白色ノイズが支配的であると考えると、このパターンは１ビットシフトエラーが発生するパターンであるため、最も誤りが発生しやすい。これ以外にも、２つのパスのユークリッド距離は、パスの長さによって、１２、１４、１６、１８、２０、３６・・・と無数に存在するが、前述したように、再生信号に含まれる雑音のうち白色ノイズが支配的であると考えると、ユークリッド距離に比例して、エラー頻度は少なくなっていく。図５にその関係を示す。ユークリッド距離が１０から２ずつ長くなるに従って、エラーレートは１桁以上良くなっていき、ｄ＝３６においては、エラーレートはほとんど０に近い状態になる。
【００３９】
しかしながら、波形歪の大きな再生信号に対しては、この関係が成り立たない問題がある。
【００４０】
図６は、記録幅が長いマークが理想的な状態で形成されたときの再生信号とＰａ−Ｐｂの分布の様子を表した図６（ａ）と、同じく記録幅が長いマークがＭ型のようなアンバランスな状態でが形成されたときの、波形歪が大きい再生信号とＰａ−Ｐｂの分布の様子を表した図６（ｂ）である。
【００４１】
図６（ａ）のように記録幅が長いマークが理想的な状態で形成された場合、再生信号はパスＢのように歪みの無い形になる。パスＢに対して、最も誤りやすいパターンはパスＡであるが、この場合、Ｐａ−Ｐｂも±ｄだけ離れた位置を中心に分布が形成されており、パスＡとパスＢを誤る確率はほとんど無い。
【００４２】
これに対し、図６（ｂ）のように、記録幅が長いマークがＭ型のようなアンバランスな状態で形成された場合、パスＢの再生信号は両端に比べ、中央の振幅が落ちた形になる。このような再生信号に対しては、正解パスであるパスＢは、誤りパスであるパスＡの形に近づいてしまい、パス間のユークリッド距離は短くなる。Ｐａ−Ｐｂの分布で見ると、パスＢが正解パスであるＰｂの分布がＰａ側に近づき、どちらのパスを選択するか分からない状態（Ｐａ−Ｐｂ＝０）が増えてくるため、ビタビ復号が誤る確率が高くなってしまう。
【００４３】
本発明では、このような波形歪が大きな再生信号に対し、波形歪を考慮して、改めて２つのパスメトリック比較演算を行う。本発明の第1の実施の形態では、図７のように、一方のパスの分布の中心が、波形歪の影響でもう一方のパスに近づいてしまった場合、２つのパスのユークリッド距離が最短でなければ、波形歪の影響が少ないもう一方のパスを基準として、パスメトリックの比較演算にオフセット値αを加算する。オフセット値αは、波形歪の影響が少ないパスの分布の中心から、最短ユークリッド距離（ｄｍｉｎ）分だけ離れた位置に設定する。最短ユークリッド距離だけ離れていれば、所望のエラーレートを得ることができるが、オフセット値αによって、パス間のユークリッド距離を最短ユークリッド距離よりも短く設定してしまうと、エラーレートは非常に悪くなってしまう。このことから、２つのパス間が最短ユークリッド距離ではないパスに対して、波形歪の影響を軽減する方向にオフセット値αを加えることにより、波形歪の影響も含めてもっともらしいパスが選択されるため、ビタビ復号が誤る確率を低減させることができる。
【００４４】
以下、本発明の第１の実施の形態である光ディスク再生方法及び装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図８は、本発明の第１の実施の形態による光ディスク装置の構成例を示すブロック図であり、光ピックアップ８００からの再生信号を増幅するＲＦアンプ回路８０１と、ＲＦアンプ回路８０１からの出力をサンプリングするＡ／Ｄ変換器８０２と、クロックを供給するＰＬＬ回路８０３と、サンプリングデータの波形整形を行うデジタル等化器８０４と、デジタル等化器８０４の出力データを基に最尤復号を行うビタビ復号器８０５と、再生信号のパターンを検出するパターン検出器８０６と、検出されたパターンに従って、ビタビ復号のパスメトリックの比較演算に用いるオフセット値を生成するオフセット値生成器８０７から構成される。
【００４５】
図８において、記録媒体である光ディスク１から、光ピックアップ８００とＲＦアンプ回路８０１を介して再生した再生信号をＡ／Ｄ変換器８０２に入力し、デジタル信号に変換する。デジタル等化器８０４は、入力したデジタル信号を、再生系の周波数特性が所定のＰＲ等化方式になるように波形整形を行い、整形したデジタル信号は、ビタビ復号器８０５によって、最も確からしいデータとして復号される。ＰＬＬ回路８０３は再生信号に同期する再生クロックを生成し、Ａ／Ｄ変換器８０２以降の回路は、供給されたクロックに従って動作する。一方、パターン検出器８０６はA／D変換器８０２前後の信号や、デジタル等化器の信号を２値化処理した信号や、ビタビ復号８０５の復号過程の信号や復号結果を用いて、所定のパターンを検出する。もしくは、ビタビ復号器８０５をもう一つ備え、そこからパターンを抽出しても良い。オフセット値生成器８０７は、検出されたパターンと、そのパターンに誤りやすいパターンとのユークリッド距離を求め、ユークリッド距離に応じたオフセット値を生成する。
【００４６】
ここでは、波形歪の影響を受けるパターンとして、６T（Tはチャネルクロック）以上の記録幅の長いマークを検出したときの例を示す。時刻ｋ−５からｋ−４、ｋ−３、ｋ−２、ｋ−１、ｋまで連続で１ビットを検出した場合（ビット列：１１１１１１）、最も誤りやすいパターンは、ビット列：１１００１１となり、このときのユークリッド距離はｄ＝３６になる。７T、８T、９Tも同様の手法で検出でき、これらのユークリッド距離は全てｄ＝３６になる。このように、ｄ＝３６のユークリッド距離を検出するだけで、波形歪の影響を特に受けやすい６Ｔ以上の記録幅の長いマークに対してオフセット値の調整を行うことができるため、非常に効率良く波形歪の影響を低減することができる。具体的なオフセット値は、以下の式５に従って求める。
【００４７】
【数５】
2008262611.tif 000008
【００４８】
このオフセット値αは、後述するビタビ復号器の記録幅の長いマークに対するパスメトリック比較演算に用いる。
【００４９】
次に、図９に示すビタビ復号器８０５の構成について説明する。図９は、ビタビ復号器の内部ブロックを示す図であり、各時刻でブランチメトリックを算出するブランチメトリック計算部９０１、各状態に遷移するパスの確からしさを算出する加算比較選択部９０２、各状態に遷移するパスの確からしさから、生き残りパスを更新、記憶するパスメモリ部９０３より構成される。
【００５０】
デジタル等化器２１１から出力されたＰＲ等化出力の振幅値ｙｋは、ブランチメトリック計算部９０１に入力される。図１０はブランチメトリック計算部９０１の構成例を示す図である。ブランチメトリック計算部９０１は、７個の減算部１００１及び２乗演算器１００２から構成される。減算部１００１と２乗演算器１００２によって、入力されたＰＲ等化出力の振幅値ｙｋとそれぞれの期待値ｘｎｋとの差の２乗を求め、各ブランチメトリックを計算する。ブランチメトリックはＢＭｋＳ０、ＢＭｋＳ１、ＢＭｋＳ２、ＢＭｋＳ３、ＢＭｋＳ４、ＢＭｋＳ５、ＢＭｋＳ６として、加算比較選択部９０２に出力される。
【００５１】
ここで、２乗演算器１００２は、ＰＲ等化出力の振幅値ｙｋと期待値ｘｋの差の絶対値を求める絶対値演算器に変えても良い。
【００５２】
図１１は加算比較選択部９０２の構成例を示す図である。加算比較選択部９０２は、式３の形を表現するように、１０個の加算器１１０１と４個の比較器１１０２及び選択器１１０３、６個のパスメトリックメモリ部１１０４から構成される。加算比較選択部９０２は、時刻ｋで入力されたブランチメトリックＢＭｋＳ０、ＢＭｋＳ１、ＢＭｋＳ２、ＢＭｋＳ３、ＢＭｋＳ４、ＢＭｋＳ５、ＢＭｋＳ６と、時刻ｋ−１でのパスメトリックLｋ−１Ｓ０、Lｋ−１Ｓ１、Lｋ−１Ｓ２、Lｋ−１Ｓ３、Lｋ−１Ｓ４、Lｋ−１Ｓ５から、式３の演算に従って時刻ｋでのパスメトリックLｋＳ０、LｋＳ１、LｋＳ２、LｋＳ３、LｋＳ４、LｋＳ５をそれぞれ求める。時刻ｋのブランチメトリックと時刻ｋ−１でのパスメトリックは加算器１１０１で加算され、比較器１１０２と選択器１１０３に入力される。比較器１１０２で、入力されたメトリックの大小が比較され、選択器１１０３では、比較器１１０２の比較結果に従って、小さい方のメトリックを選択し、パスメトリックメモリ１１０４に出力する。パスメトリックメモリ１１０４はレジスタにメトリックを格納し、次の時刻ｋ＋１において、各パスメトリックをそれぞれの加算器１１０１に出力する。なお、LｋＳ２とLｋＳ５については、それらの状態につながるパスが１つしかないので、比較及び選択は行われない。
【００５３】
ここで、前述のオフセット値生成器９０８で生成されたオフセット値αを、タイミングを合わせて所定の加算器に加える。所定の加算器とは、式３（４）の右式の右項であり、オフセット値を加えたパスメトリックの式は式６で表される。
【００５４】
【数６】
2008262611.tif 000009
【００５５】
ここで、時刻ｋ−１でのパスメトリックLｋ−１Ｓ３から、時刻ｋでのパスメトリックLｋＳ３の状態遷移は、ビット列：１１１からビット列：１１１に遷移する系であり、記録幅が長いマークの再生信号が遷移する系である。前述した通り、記録幅が長いマークの再生信号には、波形歪の影響を受けやすいため、そのパスメトリックにオフセットを加えることで、所望のエラーレートは確保しつつ、波形歪の影響を含めてもっともらしいパスを選択することができる。
【００５６】
具体的な例を挙げると、例えば、式６のLｋ−１Ｓ３＋ＢＭｋＳ６をｄ＝３６のパスメトリックＡ、Lｋ−１Ｓ２＋ＢＭｋＳ５をｄ＝３６のパスメトリックＢとすると、α ＝−（ｄ−ｄmin）＝−（３６−１０）＝−２６となり、パスメトリックの比較演算は、ｍｉｎ[パスＡ−２６， パスＢ]として考えることができる。
【００５７】
ここで、もしパスＡが正解パスであり、理想的な再生信号が得られたとすると、パスＡ＝０、パスＢ＝３６になるので、ｍｉｎ[−２６， ３６]となり、確実にパスＡが選択される。ここで、パスＡの再生信号に波形歪が発生したと仮定すると、例えばパスＡ＝１８、パスＢ＝１８になった場合は、ｍｉｎ[−８， １０]となり、パスＡ＝３６、パスＢ＝０になった場合は、ｍｉｎ[１０， ０]となり、どの場合においてもパスＡが選択されることになる。
【００５８】
一方、もしパスＢが正解パスであり、理想的な再生信号が得られたとすると、パスＡ＝３６、パスＢ＝０になるので、ｍｉｎ[１０， ０]となり、２つのパスのユークリッド距離は最短ユークリッド距離に設定され、パスＢが選択されることになる。
【００５９】
また、比較器１１０２の比較結果は、それぞれＳＥＬ０、ＳＥＬ１、ＳＥＬ２、ＳＥＬ３として、パスメモリ部９０３に出力される。
【００６０】
図１２はパスメモリ部９０３の構成例を示す図である。パスメモリ部９０３は、６個のフリップフロップ回路１２０１と４個の選択器１２０２を一つの組（パスメモリ）とし、所定の数だけパスメモリを保持する。
【００６１】
初段のフリップフロップにセットされた選択されたパスを表すデータ（各状態に対応した０または１）から始まって、加算比較選択部９０２から出力されたＳＥＬ０、ＳＥＬ１、ＳＥＬ２、ＳＥＬ３に基づいた選択及びシフト処理を繰り返す過程で、各フリップフロップにセットされるデータが生き残りのパスに対応したデータに書き換えられてゆく。そして、最終段の各フリップフロップにセットされたデータを復号データとして出力する。
【００６２】
最終的な復号データは、十分にパスメモリの数がある場合、６つのパスメモリのうち、どのパスメモリも同じ状態になるため、任意のパスメモリのデータを復号データとして選択する。もちろん、最終段の各パスメモリが保持するパスメトリックを比較し、最も小さいパスメモリのデータを採用しても良いし、６つのパスメモリで多数決を取り、一番多い状態のパスメモリのデータを採用しても良い。
【００６３】
以上の処理により、本実施の形態では、回路規模の増加を最小限に抑えつつ、波形歪の大きな再生信号に対してＰＲＭＬ信号処理を用いて再生しても、記録品質に影響されることなく、安定した再生品質を得ることができる。
【００６４】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態による光ディスク再生方法及び装置について説明する。第２の実施の形態の基本構成は第１の実施の形態と同じ図８で表されるが、オフセット値生成器８０７からビタビ復号器８０５に渡されるオフセット値が異なる。その他の点は同様であるので、同一部分には同一符号を付けて詳細な説明を省略し、以下、異なる点についてのみ詳細に説明する。
【００６５】
本発明の第１の実施の形態では、波形歪の影響を特に受けやすい６Ｔ以上の記録幅の長いマークに特に注目してオフセット値の調整を行っていたのに対し、本発明の第２の実施の形態では、任意のパターンを対象として、オフセット値の調整を行うことを特徴とする。
【００６６】
パターン検出器８０６において、パス間のユークリッド距離毎に検出を行う。例えば、ｄ＝１２、１８のパターンを検出したい場合、以下の表２に示すパターンを検出すれば良い。
【００６７】
【表２】
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【００６８】
表２において、ｘは０ビットか１ビットのどちらかが入ることを意味しており、それ以外のビット列を検出するだけで、それぞれのユークリッド距離を求めることができる。求められたユークリッド距離から、前述の式５に従ってオフセット値を算出する。オフセット値は、図１３のように、パスメトリック比較演算で用いられるそれぞれのメトリックに加算する。
【００６９】
ここで、どの加算器にオフセット値を加えるかは、時刻ｋから時刻ｋ−３の４ビットの情報を元に決めることができる。例えば、時刻ｋ−３、ｋ−２、ｋ−１、ｋのビット列が０１１０の場合は、式３（５）右辺の右項に相当する加算器（加算器Ａ１３００）にオフセット値α8を加え、時刻ｋ−３、ｋ−２、ｋ−１、ｋのビット列が１１１０の場合は、式３（５）右辺の右項に相当する加算器（加算器Ｂ１３０１）にオフセット値α７を加える。このとき、他のオフセット値には０を与えるようにすれば、対象とするパターン以外に悪影響を及ぼす恐れが無い。
【００７０】
なお、ここでは全ての加算器にオフセット値を加える手法を取っているが、パスメトリックの比較には２つのパスの差分情報があれば良いので、比較される加算器のどちらか一つにオフセット値を加えるだけでも良い。また、任意のパターンのみに注目して、その部分のみオフセット値を加える手法にしても良い。また、ユークリッド距離はｄ＝１２、１８の場合を例に示したが、最短ユークリッド距離のｄ＝１０以外であれば、もちろんこれに限定するものではない。
【００７１】
なお、オフセット値は本実施の形態のように固定値ではなく、オフセット値の調整を自動的に行っても良い。例えば、ビタビ復号結果のDC成分を取得し、その成分が０になるように調整しても良い。あるいは、予め分かっているパターンでテスト記録を行い、そのときの性能を元に調整しても良い。性能はエラーレートや２つのパスの尤度差など、再生性能を表すものならば何でも良い。
【００７２】
以上の処理により、本実施の形態では、波形歪の大きいパターンをあらかじめ決める必要が無く、任意のパターンを対象としてオフセット値の調整を行うことができるので、より柔軟に波形歪に対応したビタビ復号を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、ビタビ復号におけるパスメトリックの比較演算において、所定の状態から分岐して再度同一の状態に合流する２つのパスのユークリッド距離が最短ではないパスに対して、予め決められたパスメトリックに所定のオフセット値を加えて比較演算を行い、生き残りパスを選択することで、波形歪の大きな再生信号に対して、その歪の影響を考慮して生き残りパスを選択することができるため、記録品質に影響されることなく、安定した復号を行うことができるので、光ディスクに記録された情報を再生した再生信号の波形歪を軽減する歪軽減処理を行う光ディスク再生装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態で用いる最小極性反転間隔が２であることとＰＲ（１，２，２，１）等化の制約から定まる状態遷移図
【図２】本発明の実施の形態で用いる最小極性反転間隔が２であることとＰＲ（１，２，２，１）等化の制約から定まる状態遷移図を時間軸方向に展開したトレリス線図
【図３】本発明の実施の形態で用いる最小極性反転間隔が２であることとＰＲ（１，２，２，１）等化の制約から定まるトレリス線図
【図４】本発明の実施の形態で用いるトレリス図において状態Ｓ０ｋ−４と状態Ｓ４ｋ−５間でとりうる２つの状態遷移列を示す図
【図５】ユークリッド距離とエラーレートの関係を示す図
【図６】理想的な状態で形成されたときの再生信号と波形歪が大きい再生信号において復号結果の信頼性を示すPａ−Ｐｂの分布の様子を表した図
【図７】本発明の実施の形態で用いるパスメトリックの比較演算に用いるオフセット値の設定方法を示す図
【図８】本発明の第１の実施の形態で用いる光ディスク装置の構成例を示すブロック図
【図９】本発明の第１の実施の形態で用いるビタビ復号器の全体構成例を示すブロック図
【図１０】本発明の第１の実施の形態で用いるブランチメトリック計算部の構成例を示す図
【図１１】本発明の第１の実施の形態で用いる加算比較選択部の構成例を示す図
【図１２】本発明の第１の実施の形態で用いるパスメモリ部の構成例を示す図
【図１３】本発明の第２の実施の形態で用いる加算比較選択部の構成例を示す図
【符号の説明】
【００７５】
８００    光ピックアップ
８０１    ＲＦアンプ回路
８０２    Ａ／Ｄ変換器
８０３    ＰＬＬ回路
８０４    デジタル等化器
８０５    ビタビ復号器
８０６    パターン検出器
８０７    オフセット値生成器
９０１    ブランチメトリック計算部
９０２    加算比較選択部
９０３    パスメモリ部
１００１    減算部
１００２    ２乗演算器
１１０１    加算器
１１０２    比較器
１１０３    選択器
１１０４    パスメトリックメモリ部
１２０１    フリップフロップ回路
１２０２    選択器
１３００    加算器Ａ
１３０１    加算器Ｂ
【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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