(57)【要約】【課題】時変構造を持つトレリスを用いてビタビ復号を行う際に時変構造の制御が正常に行えなくなった場合に生じる復号不能領域を最小限に抑えることが可能となるディジタル信号復号装置を提供する。【解決手段】時刻によって状態数及び遷移の変化する時変トレリスを用いて復号器入力信号から復号系列を復号するにあたり、時変トレリスを用いて復号されたＴＣＰＲビタビ復号系列と時変でないトレリスを用いて復号されたＰＲビタビ復号系列を用いて時変トレリス上の時刻ずれを復号系列判定回路にて判定し、復号系列選択信号を得る。セレクタでは復号系列選択信号により、時変トレリス上の時刻ずれがある場合にはＰＲビタビ復号系列を選択し、時刻ずれがない場合にはＴＣＰＲビタビ復号系列を選択する。【選択図】    図１
2004220730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出して前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段を備えることを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項２】
前記復号系列判定手段は、第一の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段との出力を比較して第一の閾値以上の不一致がある場合には、前記第二の遅延手段の出力を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項３】
前記復号系列判定手段は、第一の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較して不一致数が前記第一の閾値より少ない場合には、前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項４】
ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出し、前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力と前記同期パターン検出信号を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段を備えることを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項５】
前記復号系列判定手段は、前記同期パターン検出手段において同期パターンが検出された場合には前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項４に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項６】
ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出して前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力と等化手段における等化誤差信号を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段を備えることを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項７】
前記復号系列判定手段は、前記第一の設定値以下である第二の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較し、
第二の閾値以上の一致が有り、かつ前記等化誤差信号が第三の閾値以下である場合には、前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項６に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項８】
前記第三の閾値は、前記第二の復号手段の復号誤りが発生しない等化誤差量であることを特徴とする請求項７に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項９】
ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出し、前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段のトレリスを制御するトレリス長カウント値の変更を行うトレリス長カウンタ補正手段を備え、
前記第一の復号手段は、前記選択手段が前記第二の遅延手段の出力を選択している場合に、前記トレリス長カウンタ補正手段から出力されるトレリス長カウンタ補正信号により前記第一の復号手段における前記トレリス長カウント値を第三の設定値分ずらして復号を行い、
前記復号系列判定手段は、第四の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力とを比較し、第四の閾値以上の一致が確認された場合に前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項１０】
前記信号復号系列判定手段は、前記第四の設定値で設定される区間、前記トレリス長カウンタ補正信号により補正された前記トレリス長カウンタ値を用いて復号された前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力とを比較し、前記第四の閾値以上の一致が無い場合には前記トレリス長カウント値を第五の設定値分ずらして復号を行い、前記復号系列判定手段は、前記第四の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力とを比較し、前記第四の閾値以上の一致が確認された場合には前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項９に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１１】
前記第三の設定値および第五の設定値は、前記時変構造をもつトレリスを用いて復号を行うビタビ復号手段のトレリス長以下であることを特徴とする請求項９もしくは請求項１０に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１２】
前記第一の復号手段は、時刻によって構造が変化するトレリスを用いたビタビ復号手段であることを特徴とする請求項１もしくは請求項４もしくは請求項６もしくは請求項９に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１３】
前記第二の復号手段は、時刻によって構造が変化しないトレリスを用いたビタビ復号手段であることを特徴とする請求項１もしくは請求項４もしくは請求項６もしくは請求項９に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１４】
前記第一の設定値および前記第二の設定値および前記第四の設定値は、同期パターン間のビット数以下であることを特徴とする請求項２もしくは請求項３もしくは請求項７もしくは請求項９もしくは請求項１０に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１５】
前記第一の閾値および第二の閾値および第四の閾値は、前記第一の復号手段の誤り率特性と前記第二の復号手段の誤り率特性の関係により、誤り個数を比較することで決定されることを特徴とする請求項２もしくは請求項３もしくは請求項７もしくは請求項９もしくは請求項１０に記載のディジタル信号復号装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル信号復号装置（国際特許分類Ｇ１１Ｂ  ２０／１０）に関するものであり、特に時変構造を持つトレリスを用いるビタビ復号方法においてダメージのある記録媒体からの信号を効率よく復号する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル信号を用いて記録再生を行うディジタル記録再生装置などにおいて、できるだけデータ記録の高密度化を達成することが望まれている。ディジタル通信装置などにおいても同様である。このため、パーシャルレスポンス方式のような伝送路に適した波形等化と最尤復号を組み合わせることでデータ列を復号するＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式について近年盛んに研究がなされている。なお、最尤復号としては一般にビタビ復号が用いられる。
【０００３】
このようなＰＲＭＬ方式のうち、雑音や波形ひずみに強い復号を行う方式として特定の制約を持つトレリスを用いて符号化を行い、さらに符号語に対応するトレリスを用いてビタビ復号を行うトレリス符号化ＰＲＭＬ方式（以下、ＴＣＰＲ方式と記述する）を用いて記録再生を行う方式が提案されている。この方式によれば、復号時における符号間距離がトレリス符号化を行わないＰＲＭＬ方式に比べて大きくなり、雑音や波形ひずみに強い復号が可能となる。なお、トレリスに用いられる特定の制約として、状態数および遷移が時刻によって変化する時変トレリスが一般に用いられている。
【０００４】
ディジタルデータを再生する際の信号処理の流れについて図９を用いて説明する。
【０００５】
記録媒体９０１から読み出されたアナログ再生信号はＡ／Ｄ変換器９０２によりサンプリングされディジタル再生信号となり、波形等化器９０３に入力される。波形等化器９０３に入力されたディジタル再生信号は高域の雑音をカットされ、伝送路に適した波形等化が行われる。波形等化器９０３から得られる復号器入力信号は復号回路９０４によって復号され、復号系列が得られる。通常、復号系列は記録再生系に適した制約を持つ記録符号に符号化されたものであるため、復号系列は記録符号化前のビット列に変換するデコード回路（図示せず）によりデコードされた後、誤り訂正回路（図示せず）等によって誤り訂正が行われる。
【０００６】
ここで、従来用いられている復号回路９０４の動作を図１０を用いて説明する（例えば特許文献１参照）。復号器入力信号はＰＲビタビ復号器１０１および遅延回路１０３に入力される。ＰＲビタビ復号器１０１に入力された復号器入力信号は復号が行われ、同期パターン検出回路１０２に入力される。同期パターン検出回路１０２では、データの区切りを示し、データ中に一定間隔で含まれている同期パターンを検出する。遅延回路１０３に入力された復号器入力信号は、ＰＲビタビ復号器１０１および同期パターン検出回路１０２で復号および同期パターン検出に要する時間相当分の遅延が行われ、ＴＣＰＲビタビ復号器１０４に入力される。同期パターン検出回路１０２から得られる同期パターン検出信号はＴＣＰＲビタビ復号器１０４に入力され、復号に必要な状態数および遷移を制御するトレリス長カウンタのリセットを行う。ＴＣＰＲビタビ復号器１０４では同期パターンが検出されるたびにトレリス長カウンタのリセットが行われ、時変トレリスと復号器入力信号の同期が取れた状態で復号を行い復号系列を出力する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１３４１１２号公報（第５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の復号回路９０４では、図１１に示されるように同期パターンを検出するたびにトレリス長カウンタのリセットを行うことで復号に必要とされる時変トレリス上の時刻合わせを行っている。（図１１、Ａ、Ｄ）。しかし、例えばドロップアウト等によって復号器入力信号のビット欠けが起こった場合にはトレリス長カウンタの値が本来の値に対してずれてしまうことになる。
【０００９】
ＴＣＰＲビタビ復号器１０４で用いられるトレリスの構造は１符号語単位で状態数および遷移が変化する時変構造となっており、復号を行うためには符号語の境界を認識する必要がある。トレリス長カウンタの値がずれた場合は符号語の境界を誤ってしまうため、同期パターン検出回路１０２で次の同期パターンを検出し（図１１、Ｄ）、トレリス長カウンタをリセットした後、ＴＣＰＲビタビ復号器１０４で最も確からしいパスを選択する演算時間とパスが確定するのに必要なパスメモリ長相当分の時間が経過するまで復号が行えなくなるといった課題があった（図１１、Ｂ−Ｅ間）。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のディジタル信号復号装置は、時変トレリスを用いて復号されたＴＣＰＲビタビ復号系列と時変でないトレリスを用いて復号されたＰＲビタビ復号系列を比較することで時変トレリス上の時刻ずれを判定し、時変トレリス上の時刻ずれがある場合にはＰＲビタビ復号系列を選択し、時刻ずれがない場合にはＴＣＰＲビタビ復号系列を選択する構成とする。
【００１１】
これにより、特に時変構造を持つトレリスを用いてビタビ復号を行う際に時変構造の制御が正常に行えなくなった場合の復号不能領域を最小限に抑えることが可能となるディジタル信号復号装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出して前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段を備えることを特徴とするディジタル信号復号装置であり、前記第一の復号手段の復号状態に応じて前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を切り替えることで復号不能領域を最小限に抑える作用を有する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記復号系列判定手段は、第一の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段との出力を比較して第一の閾値以上の不一致がある場合には、前記第二の遅延手段の出力を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置であり、例えばドロップアウト等により前記第一の復号手段の時変構造をもつトレリスの制御が正常に行えなくなった場合に前記選択手段出力を前記第二の遅延手段の出力に切り替えることで復号不能領域を最小限に抑える作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記復号系列判定手段は、第一の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較して不一致数が前記第一の閾値より少ない場合には、前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置であり、一度復号不能に陥った前記第一の復号手段が復号可能となった場合に、再び前記第一の復号手段による復号結果を得ることが可能となる作用を有する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出し、前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力と前記同期パターン検出信号を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段を備えることを特徴とするディジタル信号復号装置であり、特に前記選択手段において前記第二の復号系列を選択している状態で同期パターンが検出された場合に、同期パターン直後の領域において、より精度の高い復号を行うことが可能となる作用を有する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記復号系列判定手段は、前記同期パターン検出手段において同期パターンが検出された場合には前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項４に記載のディジタル信号復号装置であり、同期パターンが検出された場合に同期パターン直後のデータから前記第一の復号手段による復号を行うことが可能となる作用を有する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出して前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力と等化手段における等化誤差信号を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段を備えることを特徴とするディジタル信号復号装置であり、前記等化誤差信号を前記復号系列判定手段における判定条件に加えることでより早急かつ正確な復号系列選択を行うことが可能となる作用を有する。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記復号系列判定手段は、前記第一の設定値以下である第二の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較し、
第二の閾値以上の一致が有り、かつ前記等化誤差信号が第三の閾値以下である場合には、前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項６に記載のディジタル信号復号装置であり、例えばドロップアウト等により多値レベルを持つディジタル信号の品質が劣化したけれども時変構造をもつトレリスの制御を継続できる程度であった場合に前記選択手段において前記第二の遅延手段の出力から前記第一の復号系列に早急に切り替えることが可能となる作用を有する。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記第三の閾値は、前記第二の復号手段の復号誤りが発生しない等化誤差量であることを特徴とする請求項７に記載のディジタル信号復号装置であり、特に前記選択手段において前記第二の遅延手段の出力から前記第一の復号系列に切り替える際に確実に切り替えることが可能となる作用を有する。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、ディジタル信号を所定時間遅延させる第一の遅延手段と、
時変構造をもつトレリスを用いて前記第一の遅延手段の出力を第一の復号系列に変換する第一の復号手段と、
前記ディジタル信号を第二の復号系列に変換する第二の復号手段と、
前記第二の復号手段の出力を所定時間遅延させる第二の遅延手段と、
前記第二の復号系列に含まれる同期パターンを検出し、前記第一の復号手段に同期パターン検出信号を出力する同期パターン検出手段と、
前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力を比較して選択信号を出力する復号系列判定手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段と前記第二の復号手段を選択する選択手段と、
前記選択信号により前記第一の復号手段のトレリスを制御するトレリス長カウント値の変更を行うトレリス長カウンタ補正手段を備え、
前記第一の復号手段は、前記選択手段が前記第二の遅延手段の出力を選択している場合に、前記トレリス長カウンタ補正手段から出力されるトレリス長カウンタ補正信号により前記第一の復号手段における前記トレリス長カウント値を第三の設定値分ずらして復号を行い、
前記復号系列判定手段は、第四の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力とを比較し、第四の閾値以上の一致が確認された場合に前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とするディジタル信号復号装置であり、前記選択手段において前記第二の遅延回路の出力が選択されてから次の同期パターンが検出されるまでに再び復号精度の高い前記第一の復号系列を選択することが可能となる作用を有する。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、前記信号復号系列判定手段は、前記第四の設定値で設定される区間、前記トレリス長カウンタ補正信号により補正された前記トレリス長カウンタ値を用いて復号された前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力とを比較し、前記第四の閾値以上の一致が無い場合には前記トレリス長カウント値を第五の設定値分ずらして復号を行い、前記復号系列判定手段は、前記第四の設定値で設定される区間、前記第一の復号系列と前記第二の遅延手段の出力とを比較し、前記第四の閾値以上の一致が確認された場合には前記第一の復号系列を選択する選択信号を出力することを特徴とする請求項９に記載のディジタル信号復号装置であり、前記選択手段において前記第二の遅延手段の出力が選択されてから、次の同期パターンが検出されるまでに前記トレリス長カウント値の補正を繰り返し行うことで、再び前記第一の復号系列を選択することが可能となる作用を有する。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、前記第三の設定値および第五の設定値は、前記時変構造をもつトレリスを用いて復号を行うビタビ復号手段のトレリス長以下であることを特徴とする請求項９もしくは請求項１０に記載のディジタル信号復号装置であり、前記トレリス長カウント値の補正を効率良く行うことが可能となる作用を有する。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、前記第一の復号手段は、時刻によって構造が変化するトレリスを用いたビタビ復号手段であることを特徴とする請求項１もしくは請求項４もしくは請求項６もしくは請求項９に記載のディジタル信号復号装置であり、前記第二の復号手段に比べて精度の高い復号を行うことを可能とする作用を有する。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、前記第二の復号手段は、時刻によって構造が変化しないトレリスを用いたビタビ復号手段であることを特徴とする請求項１もしくは請求項４もしくは請求項６もしくは請求項９に記載のディジタル信号復号装置であり、前記第二の復号手段は時刻に関係なく復号を行うことができるため前記第一の復号手段における時変構造トレリスを制御し、復号可能とする作用を有する。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、前記第一の設定値および前記第二の設定値および前記第四の設定値は、同期パターン間のビット数以下であることを特徴とする請求項２もしくは請求項３もしくは請求項７もしくは請求項９もしくは請求項１０に記載のディジタル信号復号装置であり、前記復号系列判定回路における判定時間を効率よく設定することが可能となる作用を有する。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、前記第一の閾値および第二の閾値および第四の閾値は、前記第一の復号手段の誤り率特性と前記第二の復号手段の誤り率特性の関係により、誤り個数を比較することで決定されることを特徴とする請求項２もしくは請求項３もしくは請求項７もしくは請求項９もしくは請求項１０に記載のディジタル信号復号装置であり、前記復号系列判定回路における判定を効率よく行うことが可能となる作用を有する。
【００２７】
（実施の形態１）
以下に、本発明の請求項１および請求項２および請求項３に記載された発明の実施の形態について、図１および図２を用いて説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置の構成例である。図１において、１０１は復号器入力信号を復号する、時刻による状態数および遷移の制限がないＰＲビタビ復号器である。ＰＲビタビ復号器１０１の出力は、同期パターン検出回路１０２と遅延回路１０５に入力される。同期パターン検出回路１０２ではＰＲビタビ復号器によって復号された系列中に含まれる同期パターンを検出する。一方、遅延回路１０３に入力された復号器入力信号はＰＲビタビ復号器１０１における復号遅延および同期パターン検出器１０２における検出遅延相当分遅延され、ＴＣＰＲビタビ復号器１０４に入力される。ＴＣＰＲビタビ復号器１０４では同期パターン検出器１０２から出力された同期パターン検出信号を用いて復号を行い、ＴＣＰＲビタビ復号系列を出力する。遅延回路１０５ではＰＲビタビ復号器１０１によって復号された系列をＴＣＰＲビタビ復号器１０４に復号された系列との位相が等しくなるように遅延する。ＴＣＰＲビタビ復号系列および遅延回路１０５より出力されたＰＲビタビ復号系列は復号系列判定回路１０６に入力されると共にセレクタ１０７に入力され、復号系列判定回路１０６より出力される復号系列選択信号によりセレクタ１０７の出力が切り替えられる。
【００２９】
ここで、ＴＣＰＲビタビ復号器１０４では同期パターン検出信号を用いて復号を行っているが、これは次のような理由によるためである。すなわち、ＴＣＰＲビタビ復号器１０４では復号を行うトレリスが時刻によって状態数および遷移が変化する時変構造であるために、時刻によって用いるトレリスの状態数および遷移を変えなければいけない。トレリスの時変構造は記録符号語単位で変化するため、１６／１８変換符号を用いた場合、トレリス長は１８となる。そのため、トレリス長カウンタは０から１７を繰り返しカウントする。本実施の形態１では、同期パターン検出器１０２により検出された同期パターン検出信号を用いて、同期パターンが検出される度にトレリス長カウンタをリセットすることで時変構造トレリスの状態数および遷移を調整し、復号を行う。
【００３０】
次に、復号系列判定回路１０６における判定条件について説明を行う。復号系列判定回路１０６にはそれぞれのビタビ復号器によって復号された復号系列が入力されるが、ＴＣＰＲビタビ復号系列の誤り率はＰＲビタビ復号系列の誤り率に比べて低い。記録媒体からアナログ再生信号に加わる雑音量によっても変化するが、記録媒体に記録される記録系列と復号回路により復号された復号系列を比較した場合、後段の誤り訂正回路の訂正能力やディジタル復号装置に要求される復号性能によっても変化するものの、一般に１．０×１０のマイナス４乗から１．０×１０のマイナス５乗程度の誤り率性能が要求される。
【００３１】
本発明のディジタル磁気記録復号装置の一例として、磁気テープを用いた記録再生系に対するディジタル磁気記録復号装置では、実用域であるＳＮＲで比較するとＴＣＰＲビタビ復号系列の誤り率が１．０×１０のマイナス５乗程度であるのに対して、ＰＲビタビ復号系列の誤り率は１．０×１０のマイナス４乗程度になる。一方、トレリス長カウントがずれた状態で復号を行った場合におけるＴＣＰＲビタビ復号系列の誤り率は５．０×１０のマイナス２乗程度になる。すなわち、トレリス長カウントがずれてしまい復号不能に陥ったＴＣＰＲビタビ復号器はＰＲビタビ復号器に比べて誤り率性能が大幅に悪化する。そのため、ＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列を一定区間比較し、不一致の個数をカウントすることでＴＣＰＲビタビ復号器のトレリス長カウンタの位相が復号系列の位相と合っているかを判断することができる。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態１においてセレクタ１０７により選択されるビタビ復号系列を図２を用いて説明する。Ａは同期パターンが検出された時点である。Ｂはドロップアウト等により復号器入力系列のビットがずれた時点である。Ｃはセレクタ１０７によりＰＲビタビ復号系列が選択された時点である。Ｄは次の同期パターンが検出された時点である。Ｆはセレクタ１０７によりＴＣＰＲビタビ復号系列が選択された時点である。
【００３３】
復号系列判定回路１０６において、例えばそれぞれのビタビ復号結果を２００ビット比較した場合、上述した誤り率性能からＴＣＰＲビタビ復号系列およびＰＲビタビ復号系列の誤り個数は０個である可能性が最も高く、誤り個数が１０個になる可能性は極めて低い。一方、トレリス長カウントがずれた状態で復号を行ったＴＣＰＲビタビ復号系列の誤り個数は１０個前後である可能性が最も高い。そこで、例えば復号系列判定回路１０６におけるＰＲビタビ復号結果を選択するための第一の閾値を６に設定し、ＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列の不一致数が第一の閾値以上になった場合にＴＣＰＲビタビ復号器におけるトレリス長カウンタがずれていると判断し、ＰＲビタビ復号系列を選択する（図２、Ｃ）。ＰＲビタビ復号結果は上述した誤り率からも分かるように、ＴＣＰＲビタビ復号結果に比べて１桁の誤り率性能差があるが、トレリス長カウンタがずれた場合のＴＣＰＲビタビ復号結果に比べると２桁以上の誤り率性能改善効果があるため、ＰＲビタビ復号系列を選択すると、従来のディジタル信号復号装置における復号不能領域（図１１、Ｂ−Ｅ間）に比べて本実施の形態１における復号不能領域は大幅に減少する（図２、Ｂ−Ｃ間）。
【００３４】
セレクタ１０７の出力がＰＲビタビ復号系列に切り替わった後、同期パターン検出器１０２により同期パターンが検出された場合はトレリス長カウンタがリセットされ、再びＴＣＰＲビタビ復号器１０４での復号が可能になる。その場合には、不一致数が第１の閾値より少ない場合にＴＣＰＲビタビ復号系列を選択するようにセレクタ１０７の出力を切り替える（図２、Ｆ）。
【００３５】
また、ドロップアウトが発生したものの、ビットずれが発生せずトレリス長カウンタが正常に動作している場合は、復号系列判定回路１０６においてそれぞれのビタビ復号系列を比較し、不一致数が第１の閾値より少ない場合にＴＣＰＲビタビ復号系列を選択するようにセレクタ１０７の出力を切り替える。
【００３６】
このように実施の形態１によれば、時変構造を持つトレリスを用いてビタビ復号を行う際の時変構造の制御が正常に行えなくなった場合にセレクタ出力をＰＲビタビ復号系列に切り替えるので復号不能領域を最小限に抑えることができる。
【００３７】
（実施の形態２）
次に、本発明の請求項４および請求項５に記載された発明の実施の形態について、図３および図４を用いて説明する。
【００３８】
なお、本発明の実施の形態２におけるディジタル信号復号装置の各種構成要素（各種信号、各種ブロック、および各種回路など）は、実施の形態２で特に説明されない場合、その構成要素と同一の名称を有する実施の形態１の構成要素と同等の機能を有するものとし、詳細な説明を省略する。
【００３９】
図３は本発明の実施の形態２におけるディジタル信号復号装置の構成例である。図３において、１０１はＰＲビタビ復号器である。１０２は同期パターン検出回路、１０３および１０５は遅延回路であり、１０４はＴＣＰＲビタビ復号器である。復号系列判定回路３０６はＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列と同期後検出信号を入力として復号系列選択信号を出力し、セレクタ１０７においてそれぞれのビタビ復号系列のうちどちらかを選択する。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態２においてセレクタ１０７により選択されるビタビ復号系列を図４を用いて説明する。ここで、Ｅはセレクタ１０７によりＴＣＰＲビタビ復号系列が選択された時点である。
【００４１】
復号系列判定回路３０６では、ＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列を一定期間比較し、不一致数によって復号系列をセレクタ１０７にて選択する。更に、同期パターン検出回路１０２によって同期パターンが検出された場合には不一致数をカウントしている途中であっても強制的にセレクタ１０７においてＴＣＰＲビタビ復号系列を選択する（図４、Ｅ）。
【００４２】
ここで、トレリス長カウンタがリセットされてからＴＣＰＲビタビ復号系列が確定するまでの時間は最も確からしいパスを選択する演算時間とパスが確定するのに必要なパスメモリ長相当分の時間の和であり、８０ビット程度あれば十分である。つまり本発明の実施の形態２によれば、それぞれのビタビ復号系列を比較するのに比べて（２００ビット必要）、より早い時間でＴＣＰＲビタビ復号系列に切り替えることが可能となる。
【００４３】
誤り率性能の観点からは同期パターンが検出された結果、ＴＣＰＲビタビ復号器１０４が正常な復号動作を行っているのであれば、セレクタ１０７においてＴＣＰＲビタビ復号系列を選択するのが望ましい。
【００４４】
以上より本発明の実施の形態２によれば、同期パターンが検出された場合にはセレクタ１０７において誤りの個数に関係なくＴＣＰＲビタビ復号系列を優先的に選択する。そのため、それぞれのビタビ復号系列を比較してセレクタ１０７の出力を切り替える場合に比べて早くＴＣＰＲビタビ復号系列に切り替えることができ、より復号精度の高いビタビ復号系列を得ることができる。
【００４５】
（実施の形態３）
次に、本発明の請求項６および請求項７および請求項８に記載された発明の実施の形態について、図５および図６を用いて説明する。
【００４６】
なお、本発明の実施の形態３におけるディジタル信号復号装置の各種構成要素（各種信号、各種ブロック、および各種回路など）は、実施の形態３で特に説明されない場合、その構成要素と同一の名称を有する実施の形態１の構成要素と同等の機能を有するものとし、詳細な説明を省略する。
【００４７】
図５は本発明の実施の形態３におけるディジタル信号復号装置の構成例である。図５において、１０１はＰＲビタビ復号器である。１０２は同期パターン検出回路、１０３および１０５は遅延回路であり、１０４はＴＣＰＲビタビ復号器である。復号系列判定回路５０６はＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列と等化誤差信号を入力として復号系列選択信号を出力し、セレクタ１０７においてそれぞれのビタビ復号系列のうちどちらかを選択する。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態３においてセレクタ１０７により選択されるビタビ復号系列を図６を用いて説明する。ここで、Ｇはセレクタ１０７によりＴＣＰＲビタビ復号系列が選択された時点である。
【００４９】
例えばドロップアウト等によって復号器入力信号の品質が劣化した場合、それぞれのビタビ復号系列を比較すると不一致が発生する。閾値以上の不一致が発生するとセレクタ１０７ではＰＲビタビ復号系列が選択されるが（図６、Ｃ）、このドロップアウトでＳＮＲが一時的に悪くなるけれどもトレリス長カウンタがずれなかった場合において、ＴＣＰＲ復号器１０４では復号を継続することが可能である。しかしながら、セレクタ１０７ではＰＲビタビ復号系列が選択されているためにセレクタ１０７の出力は、より早くＴＣＰＲビタビ復号系列に切り替わることが望ましい。
【００５０】
ここで、本発明の実施の形態３におけるＴＣＰＲビタビ復号器１０４、復号系列判定回路５０６、セレクタ１０７の動作について説明する。
【００５１】
復号系列判定回路５０６では、ＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列を一定期間比較し、一致数が第二の閾値以上であり、かつ、等化誤差信号が第三の閾値以下であるときにセレクタ１０７においてＴＣＰＲビタビ復号系列を選択する。ここで第三の閾値は、等化器出力信号と等化目標値の誤差が小さい場合、つまり誤りが起こり得ない場合の等化誤差量に設定される。
【００５２】
このように等化誤差信号が第三の閾値以下であるような誤りが発生しない条件下でそれぞれのビタビ復号系列の比較を行うと、誤りの発生数は０になる。そのため、誤りの発生が０となる確定要因があるために、短い比較期間でも等化誤差信号が第三の閾値より大きくなることがなければビタビ復号系列選択の判断が可能になる。
【００５３】
以上より、それぞれのビタビ復号系列を比較する期間を短く設定することができるため、ＴＣＰＲビタビ復号系列への切り替えを早急に行うことが可能となり、より精度の高い復号系列を得ることが可能となる。
【００５４】
（実施の形態４）
次に、本発明の請求項９および請求項１０および請求項１１に記載された発明の実施の形態について、図７および図８を用いて説明する。
【００５５】
なお、本発明の実施の形態４におけるディジタル信号復号装置の各種構成要素（各種信号、各種ブロック、および各種回路など）は、実施の形態４で特に説明されない場合、その構成要素と同一の名称を有する実施の形態１の構成要素と同等の機能を有するものとし、詳細な説明を省略する。
【００５６】
図７は本発明の実施の形態４におけるディジタル信号復号装置の構成例である。図７において、１０１はＰＲビタビ復号器である。１０２は同期パターン検出回路、１０３および１０５は遅延回路であり、７０４はＴＣＰＲビタビ復号器である。ＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列を入力とする復号系列判定回路１０６からは復号系列選択信号が出力され、セレクタ１０７とトレリス長カウンタ補正回路７０８に入力される。トレリス長カウンタ補正回路７０８ではトレリス長カウンタの補正が行われ、トレリス長カウンタ補正信号が出力される。トレリス長カウンタ補正信号はＴＣＰＲビタビ復号器７０４に入力され、時変構造を有するトレリスの制御に用いられる。セレクタ１０７ではそれぞれのビタビ復号系列のうちどちらかが復号系列選択信号により選択される。
【００５７】
ドロップアウト等によりＴＣＰＲビタビ復号器７０４におけるトレリス長カウンタがずれてしまった場合、セレクタ１０７ではＰＲビタビ復号系列が選択される。一方、ＴＣＰＲビタビ復号器７０４ではトレリス長カウンタがずれてしまうと復号を行うことが出来ないが、トレリス長カウンタを補正することで、再び復号を行うことが可能となる。つまり、ＴＣＰＲビタビ復号器７０４のトレリス長カウンタが正常に動作するならばセレクタ１０７においてＴＣＰＲビタビ復号系列を選択することでより精度の高い復号系列を得ることができる。
【００５８】
以下、本発明の実施の形態４においてセレクタ１０７により選択されるビタビ復号系列を図８を用いて説明する。ここで、Ｈはセレクタ１０７により次の同期パターンが検出される前にＴＣＰＲビタビ復号系列が選択された時点である。
【００５９】
ここで、トレリス長カウンタ補正回路７０８、ＴＣＰＲビタビ復号器７０４、復号系列判定回路１０６、セレクタ１０７の動作について説明する。
【００６０】
セレクタ１０７にてＰＲビタビ復号系列が選択されると（図８、Ｃ）、復号系列選択信号を入力とするトレリス長カウンタ補正回路からはトレリス長カウンタ補正信号が出力される。ＴＣＰＲビタビ復号器７０４ではトレリス長カウンタ補正信号を用いてトレリス長カウント値を補正し、復号を行う。補正を行ったトレリス長カウント値を用いたＴＣＰＲビタビ復号系列が確定した後、つまり最も確からしいパスを選択する演算とパスが確定するのに必要なパスメモリ長相当分の時間が経過した後にそれぞれのビタビ復号系列の比較を行い、一致数が第四の閾値以上である場合に、復号系列判定回路１０６から出力される復号系列選択信号によりセレクタ１０７の出力を再びＴＣＰＲビタビ復号系列に切り替える（図８、Ｈ）。
【００６１】
トレリス長カウンタ補正回路７０８で補正されたトレリス長カウント値を用いて得られたＴＣＰＲビタビ復号系列とＰＲビタビ復号系列を比較した結果、一致数が第四の閾値より少なかった場合、再度トレリス長カウンタの補正、復号を行い、それぞれのビタビ復号系列を比較する。ここで一度目のトレリス用カウンタの補正量を、補正を行わないときのトレリス長カウント値を基準として正方向に１ずらした値、２度目の補正は負方向に１ずらした値とする。さらに３度目の補正は正方向に２ずらした値とし、４度目以降はこれを繰り返す。これはドロップアウト等によるビット復号器入力信号のビットずれを考慮すると、ずれ量は０を基準として正方向、負方向の二方向に分布する。ずれ量を一方向にのみ増やして再補正を行うより、正方向および負方向のずれを考慮する方が望ましい。
【００６２】
以上より、セレクタ１０７にてＰＲビタビ復号系列が選択されている間、トレリス長カウンタの補正を行うことでＴＣＰＲビタビ復号器７０４での復号が再度可能となり、より精度の高い復号系列を得ることが可能となる。
【００６３】
なお、本発明の実施の形態４ではトレリス長カウンタの補正を正方向および負方向を考慮した再補正を行う方法を取っているが、本発明のディジタル信号再生装置を採用するシステムによって、ビットずれが正方向あるいは負方向にのみ起こる特性であるならば、一方向のみに再補正を行ってもよい。
【００６４】
また、トレリス長カウンタの補正は最大符号語長、つまり１６／１８変換の記録符号を用いた場合は１８以上の補正を行わないことが望ましい。これは、ＴＣＰＲビタビ復号器で復号を行う時に用いるトレリスが符号語単位で変化するため、１８を超える補正を行っても一巡した状態およびパスの遷移に戻ってしまうからである。
【００６５】
なお、以上の説明では、復号系列判定回路１０６におけるそれぞれのビタビ復号系列の比較を行う範囲は最大でも同期パターンから次の同期パターン間のビット数以下にするのが望ましい。これ以上の期間比較を行っても、次の同期パターンを検出してしまうからである。更に、ビタビ復号系列の切り替えを早くするためにも上述した条件を満足した上で、出来るだけ短く設定するのが望ましい。
【００６６】
なお、以上の説明では、復号系列判定回路１０６、あるいは復号系列判定回路３０６、あるいは復号系列判定回路５０６において設定される各設定値は、ドロップアウトやその他復号器入力信号の品質を劣化させる原因となるもの、およびその場合におけるそれぞれのビタビ復号器の誤り率性能に起因して設定されるものであり、上述した各設定値はこれに限定されるものではない。
【００６７】
なお、以上の説明では、復号系列判定回路１０６、あるいは復号系列判定回路３０６、あるいは復号系列判定回路５０６における判定方法が、ある一定のビット毎に（例えば２００ビット）不一致数をカウントし、不一致数あるいは一致数と閾値を比較してビタビ復号系列の選択を行う方法であるが、例えばクロックごとに１ビットずつシフトするシフトレジスタを用いてそれぞれのビタビ復号系列を比較する方法を用いてもよい。
【００６８】
なお、以上の説明では、復号器入力信号においてビットずれが生じたためにセレクタ１０７による復号結果選択が行われた場合には、復号結果もビットずれが起こった位相となっているために、後段にある復号系列を記録符号化前のビット列に変換するデコード回路において、復号結果が正解であったとしてもデコードされたビット列は記録符号化前のビット列と異なるものになってしまう。そのため、同期パターン間のビット数に相当するメモリを備え、セレクタ１０７により復号系列が切り替わった後のデータを後ろ詰にメモリに格納してから記録符号化前のビット列に変換することで正しくデコードされたビット列を得ることが可能となる。
【００６９】
なお、本発明の各構成要素は組み合わせ回路と記憶保持回路等のハードウェア回路で実現しても良いし、コンピュータを利用してソフトウェア的に実現しても良い。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、時変トレリスを用いて復号されたＴＣＰＲビタビ復号系列と時変でないトレリスを用いて復号されたＰＲビタビ復号系列を比較することで時変トレリス上の時刻ずれを判定し、選択手段において時変トレリス上の時刻ずれがある場合にはＰＲビタビ復号系列を選択し、時刻ずれがない場合にはＴＣＰＲビタビ復号系列を選択する構成にしたことにより、記録媒体上のダメージ等により時変構造の制御が正常に行えなくなった場合の復号不能領域を最小限に抑えることが可能となるディジタル信号復号装置を提供することができる。
【００７１】
また、選択手段でＰＲビタビ復号系列を選択している状態のときに同期パターンが検出された場合、ＴＣＰＲビタビ復号系列を優先的に選択する構成にしたことにより同期パターン直後の領域において、より精度の高い復号を行うことが可能となる作用を有する。
【００７２】
また、復号系列判定手段において、ＰＲビタビ復号系列とＴＣＰＲビタビ復号系列と等化誤差信号を比較して復号系列選択信号を出力することで、例えばドロップアウト等により多値レベルを持つディジタル信号の品質が劣化したけれども時変構造をもつトレリスの制御を継続できる程度であった場合に選択手段において前記第二の遅延手段の出力から前記第一の復号系列に早急に切り替えることが可能となる作用を有する。
【００７３】
また、選択手段においてＰＲビタビ復号系列が選択されている間、前記トレリス長カウンタを補正して再度復号することで次の同期パターンが検出されるまでに選択手段において再び復号精度の高い前記第一の復号系列を選択することが可能となる作用を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における復号回路の信号処理を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における復号回路の復号結果を示すデータ領域図
【図３】本発明の実施の形態２における復号回路の信号処理を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における復号回路の復号結果を示すデータ領域図
【図５】本発明の実施の形態３における復号回路の信号処理を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態３における復号回路の復号結果を示すデータ領域図
【図７】本発明の実施の形態４における復号回路の信号処理を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態４における復号回路の復号結果を示すデータ領域図
【図９】従来のディジタルデータを再生する際の信号処理を示すブロック図
【図１０】従来の復号回路の信号処理を示すブロック図
【図１１】従来の復号回路における復号回路の復号結果を示すデータ領域図
【符号の説明】
１０１  ＰＲビタビ復号器
１０２  同期パターン検出回路
１０３  遅延回路
１０４  実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３におけるＴＣＰＲビタビ復号器
１０５  遅延回路
１０６  実施の形態１における復号系列判定回路
１０７  セレクタ
３０６  実施の形態２における復号系列判定回路
５０６  実施の形態３における復号系列判定回路
７０４  実施の形態４におけるＴＣＰＲビタビ復号器
９０１  記録媒体
９０２  Ａ／Ｄ変換器
９０３  波形等化器
９０４  復号回路
【図１】
2004220730.tif 000003
【図２】
2004220730.tif 000004
【図３】
2004220730.tif 000005
【図４】
2004220730.tif 000006
【図５】
2004220730.tif 000007
【図６】
2004220730.tif 000008
【図７】
2004220730.tif 000009
【図８】
2004220730.tif 000010
【図９】
2004220730.tif 000011
【図１０】
2004220730.tif 000012
【図１１】
2004220730.tif 000013