(57)【要約】【課題】記録媒体に記録されたデータをＰＲＭＬ検出する際に、再生信号に重畳される直流レベル変動を補正する。【解決手段】オフセット補正装置は、光ディスク１上の記録データを電気信号に変換する光ピックアップ２と、再生信号を再生信号のビット周期に同期したクロック毎に量子化して量子化データ列としてクロック毎に順次出力するＡＤ変換器３と、入力信号である量子化データ列にオフセット調整量を加算する加算器４と、オフセット調整された後の信号をビタビ復号して２値化を行なうビタビ復号器６と、ビタビ復号器６における生き残りパスおよび前記生き残りパスに合流する他のパスのパスメトリック差の標準偏差をパスメトリック差の平均で除算した値が最小となるように、オフセット調整量を算出するオフセット補正値演算器７とを含む。【選択図】　図１
2004139631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号にオフセット調整量を加えるためのオフセット調整手段と、
前記オフセット調整手段によりオフセット調整された後の入力信号をビタビ復号して２値化を行なうためのビタビ復号手段と、
前記オフセット調整手段と前記ビタビ復号手段とに接続され、前記ビタビ復号手段における生き残りパスおよび前記生き残りパスに合流する他のパスのパスメトリック差の標準偏差を前記パスメトリック差の平均で除算した値が最小となるように、オフセット調整量を算出するための算出手段とを含む、オフセット補正装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記生き残りパスおよび前記他のパスのパスメトリック差の標準偏差を前記パスメトリック差の平均で除算した値の瞬時微分値に所定の係数を乗算した値を、現時点のオフセット調整量から減算することにより、オフセット調整量を算出するための手段を含む、請求項１に記載のオフセット補正装置。
【請求項３】
前記入力信号の元ビット列の記録符号は最小反転間隔が２以上であって、前記ビタビ復号手段が想定する孤立マークのインパルス応答の比が（１：２：１）であって、前記ビタビ復号手段の期待値はαを所定の定数として、−α、−０．５α、＋０．５α、＋αであるオフセット補正装置において、
現在の入力データをｙｉ、１サンプル過去の入力データをｙｉ−１、２サンプル過去の入力データをｙｉ−２と表記すると、前記前記生き残りパスおよび前記他のパスのパスメトリック差が±α（ｙｉ−２＋２ｙｉ−１＋ｙｉ）で算出されることを特徴とする請求項１または２に記載のオフセット補正装置。
【請求項４】
前記算出手段は、現在の調整量をｘｉ、調整後の調整量をｘｉ＋１　、ビタビ復号期待値−αに対応する最近の入力信号をａ、−０．５αに対応する最近の入力信号をｂ、＋０．５αに対応する最近の入力信号をｃ、＋αに対応する最近の入力信号をｄ、所定の定数をｋと表記すると、ｘｉ＋１＝ｘｉ−ｋ（８ｘｉ＋ａ＋３ｂ＋３ｃ＋ｄ）を満足するように、前記オフセット調整量を算出するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のオフセット補正装置。
【請求項５】
前記算出手段は、調整量をｘ、ビタビ復号期待値−αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＡ、−０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＢ、＋０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＣ、＋αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＤと表記すると、ｘ＝−（Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋Ｄ）／８を満足するように、前記オフセット調整量を算出するための手段を含む、請求項１に記載のオフセット補正装置。
【請求項６】
前記オフセット調整手段の前段に接続された低域遮断フィルタをさらに含む、請求項３に記載のオフセット補正装置。
【請求項７】
入力信号にオフセット調整量を加えるオフセット調整ステップと、
前記オフセット調整ステップにてオフセット調整された後の入力信号をビタビ復号して２値化を行なうビタビ復号ステップと、
前記ビタビ復号ステップにおける生き残りパスおよび前記生き残りパスに合流する他のパスのパスメトリック差の標準偏差を前記パスメトリック差の平均で除算した値が最小となるように、オフセット調整量を算出する算出ステップとを含む、オフセット補正方法。
【請求項８】
前記算出ステップは、前記生き残りパスおよび前記他のパスのパスメトリック差の標準偏差を前記パスメトリック差の平均で除算した値の瞬時微分値に所定の係数を乗算した値を、現時点のオフセット調整量から減算することにより、オフセット調整量を算出するステップを含む、請求項７に記載のオフセット補正方法。
【請求項９】
前記入力信号の元ビット列の記録符号は最小反転間隔が２以上であって、前記ビタビ復号ステップにおいて想定される孤立マークのインパルス応答の比が（１：２：１）であって、前記ビタビ復号ステップにおける期待値はαを所定の定数として、−α、−０．５α、＋０．５α、＋αであるオフセット補正方法において、
現在の入力データをｙｉ、１サンプル過去の入力データをｙｉ−１、２サンプル過去の入力データをｙｉ−２と表記すると、前記前記生き残りパスおよび前記他のパスのパスメトリック差が±α（ｙｉ−２＋２ｙｉ−１＋ｙｉ）で算出されることを特徴とする請求項７または８に記載のオフセット補正方法。
【請求項１０】
前記算出ステップは、現在の調整量をｘｉ、調整後の調整量をｘｉ＋１　、ビタビ復号期待値−αに対応する最近の入力信号をａ、−０．５αに対応する最近の入力信号をｂ、＋０．５αに対応する最近の入力信号をｃ、＋αに対応する最近の入力信号をｄ、所定の定数をｋと表記すると、ｘｉ＋１＝ｘｉ−ｋ（８ｘｉ＋ａ＋３ｂ＋３ｃ＋ｄ）を満足するように、前記オフセット調整量を算出するステップを含む、請求項７〜９のいずれかに記載のオフセット補正方法。
【請求項１１】
前記算出ステップは、調整量をｘ、ビタビ復号期待値−αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＡ、−０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＢ、＋０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＣ、＋αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＤと表記すると、ｘ＝−（Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋Ｄ）／８を満足するように、前記オフセット調整量を算出するステップを含む、請求項７に記載のオフセット補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体上のデータを再生する技術に関し、特に、入力信号に加える低域信号を適切に制御するオフセットを補正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）に代表される光ディスク装置や磁気ディスク装置など高密度かつ大容量のディスク装置の研究開発が盛んである。これらのディスク装置の高密度化に伴って、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ＭａｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）検出方式は再生データのエラーレートを向上させる信号処理技術として、欠かせない技術である。パーシャルレスポンス波形等化と最尤検出を組み合わせるこの方式は、ディスクから最尤検出器への入力までの周波数特性を「符号器」と考え、再生信号を波形等化によって補正した後、最尤検出により復号する技術であることはよく知られている。
【０００３】
ＰＲＭＬ検出は特に、光ディスクにおいて高密度記録された情報を再生する際に、符号間干渉が大きくなって高域の再生振幅が低下してしまい、再生信号の高域成分のＳＮ比が悪化してエラーレートが悪化してしまう場合に有効である。最尤検出方式は、最尤検出器に入力される例えば８ビット程度の量子化ビット数の振幅情報列に対して、すべてのパターンの中から符号器の特性から得られる理想的な期待値と入力データの誤差の二乗誤差の総和が最小になるパターンを選択する方式であるが、実際の回路で上述の処理を行うことは、回路規模および動作速度の点で困難であるため、通常はビタビ復号と呼ばれるアルゴリズムを用いて実現している。
【０００４】
このようなパーシャルレスポンス波形等化とビタビ復号を組み合わせたＰＲＭＬ検出として例えば、ビタビ復号器が想定する孤立マークのインパルス応答の比が（１：２：１）であるＰＲ（１，２，１）特性を用いたＰＲＭＬ検出が特開平６−２４３５９８号公報（特許文献１）で提案されている。
【０００５】
一方、光ディスクに記録されているデータは、記録符号としてあらかじめＲＬＬ（Ｒｕｎ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｌｉｍｉｔｅｄ）コードにより符号化されているのが普通である。このコードは各種提案されているが、その要旨としては、１に挟まれた０の個数を制限することに特徴がある。この制限は一般的に（ｄ，ｋ）制限と呼ばれ、（ｄ，ｋ）ＲＬＬコードなどと表記される。この（ｄ，ｋ）制限は１に挟まれた０の個数が必ずｄ以上ｋ以下であることを意味する。通常、ＲＬＬコードに変調した後さらにＮＲＺＩ変換を行う。ＮＲＺＩ変換はＮＲＺＩ変換前データ中の１を検出する毎に反転する変換方式であり、（ｄ，ｋ）ＲＬＬと組み合わせることで最小反転間隔は（ｄ＋１）、最大反転間隔は（ｋ＋１）となる。例えばｄ＝１、ｋ＝７の（１，７）ＲＬＬコードであれば１に挟まれた０が１以上７以下であるからＮＲＺＩ変換後は最小反転間隔が２、最大反転間隔が８となる。この最小反転間隔の制限とＰＲＭＬ検出を組み合わせた検出方式はさらに復号エラーレートを改善する方式として非常に有効であり、最小反転間隔２以上という特性を、ＰＲ（１，２，１）を用いたＰＲＭＬ検出と組み合わせた検出方式が特開平７−１２２０００号公報（特許文献２）に示されている。
【０００６】
上記ビタビ復号（最尤復号）は、ＳＮ劣化を救済できる非常に有効な手段ではあるが、それは再生信号に白色ノイズが重畳されている場合であり、直流レベル変動すなわち低域ノイズに対しては、通常の２値検出方式と同様に、大きな性能劣化を引き起こす。
【０００７】
この直流レベル変動、すなわち低域ノイズの要因としてはディスク基板および媒体に起因するものや、（ｄ，ｋ）ＲＬＬコード＋ＮＲＺＩ変換等の記録符号がもっている低域成分が信号再生系内のハイパスフィルターにより除去されることに起因するものがあるが、さらにディスク上のマークのデューティずれ、いわゆるアシンメトリが発生することによっても直流レベル変動が生じる。
【０００８】
従来、直流レベル変動によるビタビ復号性能の劣化を回避する技術は、いくつか提案されている。例えば、特開平６−３２５５０４号公報（特許文献３）に示されている方式では、直流レベル変動によるビタビ復号器の性能劣化を防ぐことを目的として、再生信号の信号レベルがセンターレベルを横切って変化する遷移パターンを検出し、該パターンにおける振幅データを用いて直流オフセットを補正する方式である。
【０００９】
また、特開平１０−１７２２３８号公報（特許文献４）に示されている方式では、入力サンプル値と基準レベルとの誤差を検出し、ビタビ検出器からの情報を用いてビタビ復号の生き残りパス（選択パス）に対応する上記誤差を抽出し、そのｎ個の平均を直流オフセット補正値とする方式である。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２４３５９８号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開平７−１２２０００号公報
【００１２】
【特許文献３】
特開平６−３２５５０４号公報
【００１３】
【特許文献４】
特開平１０−１７２２３８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ディスク上のマークのデューティずれ、いわゆるアシンメトリが直流レベル変動の要因となっている場合、見かけ上、高域信号に重畳している直流成分の割合と低域信号に重畳している直流成分の割合に差がでて、高域になるに従い直流レベルがシフトしていくような信号となるため、そのアイパターンは図７に示すようにアイのセンターが振幅中心からずれた波形となる。このような再生信号に白色ノイズが重畳されている場合、図７の矢印で示すタイミングで量子化してその振幅ヒストグラムを観察すると図８のように、見かけ上ヒストグラムの各山がそれぞれ別々にオフセットを持ってしまう。
【００１５】
このような信号に対してオフセット補正を行おうとする場合、特許文献３および特許文献４に記載された方式では、アシンメトリによる直流オフセットずれは考慮されていないため、最適な直流オフセット調整ができないという課題があった。
【００１６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、ビタビ復号後のエラーレートが略最良となる直流オフセット値に制御するオフセット補正装置およびオフセット補正方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るオフセット補正装置は、入力信号にオフセット調整量を加えるためのオフセット調整手段と、オフセット調整手段によりオフセット調整された後の入力信号をビタビ復号して２値化を行なうためのビタビ復号手段と、オフセット調整手段とビタビ復号手段とに接続され、ビタビ復号手段における生き残りパスおよび生き残りパスに合流する他のパスのパスメトリック差の標準偏差をパスメトリック差の平均で除算した値が最小となるように、オフセット調整量を算出するための算出手段とを含む。
【００１８】
第１の発明によると、算出手段は、直流レベル変動の発生要因がアシンメトリ等いかなる場合であっても略エラー最良となるように、オフセット調整量を算出できる。その結果、直流オフセット補正を行なうことができるオフセット補正装置を提供できる。
【００１９】
第２の発明に係るオフセット補正装置は、第１の発明の構成に加えて、算出手段が、生き残りパスおよび他のパスのパスメトリック差の標準偏差をパスメトリック差の平均で除算した値の瞬時微分値に所定の係数を乗算した値を、現時点のオフセット調整量から減算することにより、オフセット調整量を算出するための手段を含む。
【００２０】
第２の発明によると、算出手段は、ビタビ復号手段において合流する２本のパスのパスメトリック差の標準偏差を該パスメトリック差の平均で除した値が最小となるようにオフセット調整量を算出する。すなわち、算出手段を用いて、所定の係数を選ぶことによりオフセット補正の帯域を所望の値に設計することができる。その結果、簡単な構成で、直流オフセット補正を行なうことができるオフセット補正装置を提供できる。
【００２１】
第３の発明に係るオフセット補正装置は、第１または２の発明の構成に加えて、入力信号の元ビット列の記録符号は最小反転間隔が２以上であって、ビタビ復号手段が想定する孤立マークのインパルス応答の比が（１：２：１）であって、ビタビ復号手段の期待値はαを所定の定数として、−α、−０．５α、＋０．５α、＋αであって、現在の入力データをｙｉ、１サンプル過去の入力データをｙｉ−１、２サンプル過去の入力データをｙｉ−２と表記すると、生き残りパスおよび他のパスのパスメトリック差が±α（ｙｉ−２＋２ｙｉ−１＋ｙｉ）で算出されることを特徴とするものである。
【００２２】
第３の発明によると、簡単な構成でビタビ復号手段において合流する２本のパスのパスメトリック差を算出できる。
【００２３】
第４の発明に係るオフセット補正装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、算出手段が、現在の調整量をｘｉ、調整後の調整量をｘｉ＋１　、ビタビ復号期待値−αに対応する最近の入力信号をａ、−０．５αに対応する最近の入力信号をｂ、＋０．５αに対応する最近の入力信号をｃ、＋αに対応する最近の入力信号をｄ、所定の定数をｋと表記すると、ｘｉ＋１＝ｘｉ−ｋ（８ｘｉ＋ａ＋３ｂ＋３ｃ＋ｄ）を満足するように、オフセット調整量を算出するための手段を含む。
【００２４】
第４の発明によると、簡単な構成で、ビタビ復号手段において合流する２本のパスのパスメトリック差の標準偏差を用いて、オフセット調整量を算出することができる。
【００２５】
第５の発明に係るオフセット補正装置は、第１の発明の構成に加えて、算出手段が、調整量をｘ、ビタビ復号期待値−αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＡ、−０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＢ、＋０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＣ、＋αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＤと表記すると、ｘ＝−（Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋Ｄ）／８を満足するように、オフセット調整量を算出するための手段を含む。
【００２６】
第５の発明によると、高域遮断フィルタを用いた構成で、ビタビ復号手段において合流する２本のパスのパスメトリック差の標準偏差を用いて、オフセット調整量を算出することができる。
【００２７】
第６の発明に係るオフセット補正装置は、第３の発明の構成に加えて、オフセット調整手段の前段に接続された低域遮断フィルタをさらに含む。
【００２８】
第６の発明によると、低域遮断フィルタで失われた符号の低域成分を補うようにオフセットが補正され、あたかも再生信号の低域ノイズのみが除去された如く動作し、復号エラーをより少なくする事が可能となる。
【００２９】
第７の発明に係るオフセット補正方法は、入力信号にオフセット調整量を加えるオフセット調整ステップと、オフセット調整ステップにてオフセット調整された後の入力信号をビタビ復号して２値化を行なうビタビ復号ステップと、ビタビ復号ステップにおける生き残りパスおよび生き残りパスに合流する他のパスのパスメトリック差の標準偏差をパスメトリック差の平均で除算した値が最小となるように、オフセット調整量を算出する算出ステップとを含む。
【００３０】
第７の発明によると、算出ステップにて、直流レベル変動の発生要因がアシンメトリ等いかなる場合であっても略エラー最良となるように、オフセット調整量を算出できる。その結果、直流オフセット補正を行なうことができるオフセット補正方法を提供できる。
【００３１】
第８の発明に係るオフセット補正方法は、第７の発明の構成に加えて、算出ステップが、生き残りパスおよび他のパスのパスメトリック差の標準偏差をパスメトリック差の平均で除算した値の瞬時微分値に所定の係数を乗算した値を、現時点のオフセット調整量から減算することにより、オフセット調整量を算出するステップを含む。
【００３２】
第８の発明によると、算出ステップにて、ビタビ復号手段において合流する２本のパスのパスメトリック差の標準偏差を該パスメトリック差の平均で除した値が最小となるようにオフセット調整量を算出する。すなわち、算出ステップにて、所定の係数を選ぶことによりオフセット補正の帯域を所望の値に設計することができる。その結果、簡単な構成で、直流オフセット補正を行なうことができるオフセット補正方法を提供できる。
【００３３】
第９の発明に係るオフセット補正方法は、第７または８の発明の構成に加えて、入力信号の元ビット列の記録符号は最小反転間隔が２以上であって、ビタビ復号ステップにおいて想定される孤立マークのインパルス応答の比が（１：２：１）であって、ビタビ復号ステップにおける期待値はαを所定の定数として、−α、−０．５α、＋０．５α、＋αであって、現在の入力データをｙｉ、１サンプル過去の入力データをｙｉ−１、２サンプル過去の入力データをｙｉ−２と表記すると、生き残りパスおよび他のパスのパスメトリック差が±α（ｙｉ−２＋２ｙｉ−１＋ｙｉ）で算出されることを特徴とするものである。
【００３４】
第９の発明によると、簡単な構成でビタビ復号ステップにて合流する２本のパスのパスメトリック差を算出できる。
【００３５】
第１０の発明に係るオフセット補正方法は、第７〜９のいずれかの発明の構成に加えて、算出ステップが、現在の調整量をｘｉ、調整後の調整量をｘｉ＋１　、ビタビ復号期待値−αに対応する最近の入力信号をａ、−０．５αに対応する最近の入力信号をｂ、＋０．５αに対応する最近の入力信号をｃ、＋αに対応する最近の入力信号をｄ、所定の定数をｋと表記すると、ｘｉ＋１＝ｘｉ−ｋ（８ｘｉ＋ａ＋３ｂ＋３ｃ＋ｄ）を満足するように、オフセット調整量を算出するステップを含む。
【００３６】
第１０の発明によると、簡単な構成で、ビタビ復号ステップにて合流する２本のパスのパスメトリック差の標準偏差を用いて、オフセット調整量を算出することができる。
【００３７】
第１１の発明に係るオフセット補正方法は、第７の発明の構成に加えて、算出ステップは、調整量をｘ、ビタビ復号期待値−αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＡ、−０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＢ、＋０．５αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＣ、＋αに対応する入力信号の高域遮断フィルタ通過後をＤと表記すると、ｘ＝−（Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋Ｄ）／８を満足するように、オフセット調整量を算出するステップを含む。
【００３８】
第１１の発明によると、高域遮断フィルタを用いて、ビタビ復号ステップにて合流する２本のパスのパスメトリック差の標準偏差を用いて、オフセット調整量を算出することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００４０】
＜第１の実施の形態＞
以下に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
図１は、本実施の形態にかかるオフセット補正装置の構成を示すブロック図である。図１において、光ディスク１上の記録データは光ピックアップ２により電気信号に変換され、ＡＤ変換器３に入力される。ＡＤ変換器３は再生信号を再生信号のビット周期に同期したクロック毎に量子化して量子化データ列としてクロック毎に順次出力する。従って、ＡＤ変換器３以降のブロックは該クロック毎に動作するデジタル回路である。ＡＤ変換器３の出力すなわち量子化データ列は、直流オフセット調整のための加算器４によりオフセットが補正され、等化回路５により周波数特性が補正されてビタビ復号器に入力され、ビタビ復号器６で最尤復号されて２値化される。
【００４２】
該２値化データ（復号データ）は上位装置（図示せず）に復号データとして出力されると同時にオフセット補正値演算器７に入力される。また、オフセット補正値演算器７にはオフセット補正前の量子化データ列が入力される。オフセット補正値演算器７はこれらの入力を使ってオフセット補正値を演算して加算器４に出力し加算器４によって略エラーレート最良となるように直流オフセットが調整される。本発明は、このオフセット補正値演算器７の構成に特徴がある。
【００４３】
以下に、オフセット補正値演算器７の詳細な構成について説明するが、その前にアルゴリズムの導出と称して本発明の構成に至った経緯について説明する。
【００４４】
［アルゴリズムの導出］
ビタビ復号後のエラーレートを最良にするオフセット補正値の演算方法の導出過程では、ＳＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍａｒｇｉｎ）と呼ばれる概念を用いる。このＳＡＭは、例えばメトリックマージンと称して簡単な構成の回路でＳＡＭを演算することができる。これはビタビ復号過程において、生き残りパスのパスメトリックと生き残りパスと合流する他のパスのパスメトリックの差であり、この差が大きいほど生き残りパスが余裕をもって決定された事となり、すなわち復号エラーになる確率が小さいことを意味する。従って、ＳＡＭはエラーレートを代替する評価指標として有益である。
【００４５】
該ＳＡＭは、ノイズが重畳された再生信号では図５に示すような分布を示し、その値が負になる確率を求める事により、およその復号エラーレートを知ることができる。したがって、ＳＡＭの分布の標準偏差σ（あるいは分散σ２）が小さい程エラーレートが良いことになる。また、再生信号の振幅によってＳＡＭの平均値μが変化するが、平均値μが大きくなると標準偏差σも大きくなり、ＳＡＭが負になる確率はほとんど変わらないという性質がある。従って本アルゴリズムは、［数１］で示すＳＡＭの標準偏差σを、［数２］で示すＳＡＭの平均μで除した値すなわち［数３］が最小になるように直流オフセットを制御する方式とする。
【００４６】
【数１】
2004139631.tif 000003
【００４７】
【数２】
2004139631.tif 000004
【００４８】
【数３】
2004139631.tif 000005
【００４９】
［簡易的なＳＡＭの計算方法］
本発明のアルゴリズム導出では、ＳＡＭの概念を使用するが、正規に演算するＳＡＭではなく、以下に示す簡易的なＳＡＭを用いる。簡易的なＳＡＭとは、特定のパターンに限定して、正解パターンに対して誤りパターンはただ１つであると仮定してＳＡＭを演算する方法である。
【００５０】
以降の説明においては、記録符号の最小反転間隔が２以上で、ＰＲ特性としてＰＲ（１，２，１）を想定するビタビ復号における簡易的なＳＡＭについて具体的に考え、本アルゴリズムの導出過程を説明する。
【００５１】
記録符号の最小反転間隔が２以上で、ＰＲ特性としてＰＲ（１，２，１）を想定するビタビ復号の場合、簡易的なＳＡＭは、エラーしないで復号されたパターンを正解パターン、エラーしてしまった場合を誤りパターンとすると、以下の４つのパターンについて考えることができる。
【００５２】
（正解パターン「００１１１」の場合）
今後、このパターンの場合の簡易的なＳＡＭをＳＡＭ１と表記する、このときの誤りパターンは「０００１１」と考える。
【００５３】
このとき、正解パターンに対してビタビ復号器が期待する理想的な入力（期待値）は「−α，−α，−０．５α，＋０．５α，＋α」となるので、正解パターンのパスメトリックＰｔはこれ以前のパスメトリックをＰとし、ビタビ復号器の現時点の入力をｙｉとし、１クロック過去のビタビ復号器入力をｙｉ−１、２クロック過去のビタビ復号器入力をｙｉ−２、３クロック過去のビタビ復号器入力をｙｉ−３、４クロック過去のビタビ復号器入力をｙｉ−４とすると、
【００５４】
【数４】
2004139631.tif 000006
【００５５】
となる。
一方、誤りパターンの期待値は「−α，−α，−α，−０．５α，＋０．５α」であるから誤りパターンのパスメトリック　Ｐｅとすると、
【００５６】
【数５】
2004139631.tif 000007
【００５７】
となる。
従って、
【００５８】
【数６】
2004139631.tif 000008
【００５９】
となる。
ここで、オフセット補正値をｘ、現時点のオフセット重畳前の量子化データをｕｉ、１クロック過去のオフセット重畳前の量子化データをｕｉ−１、２クロック過去のオフセット重畳前の量子化データをｕｉ−２とすると、
【００６０】
【数７】
2004139631.tif 000009
【００６１】
となる。
さらに、理想的な状態であれば、本来−αとなるべき値をａｉ、−０．５αとなるべき値をｂｉ、＋０．５αとなるべき値をｃｉ、＋αとなるべき値をｄｉとおく。これら、ａｉ、ｂｉ、ｃｉ、ｄｉは、図６に示す量子化データ列の振幅ヒストグラムのようにノイズ等によりその平均値がＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとなる分布を示す。
【００６２】
ＳＡＭ１パターンと判っている場合、
【００６３】
【数８】
2004139631.tif 000010
【００６４】
であるから、
【００６５】
【数９】
2004139631.tif 000011
【００６６】
となる。
（正解パターン「１１１００」の場合）
今後、この場合の簡易的なＳＡＭをＳＡＭ２と表記する、このときの誤りパターンは「１１０００」とすると、正解パターンの期待値は「＋α，＋α，＋α，＋０．５α，−０．５α」、誤りパターンの期待値は「＋α，＋α，＋０．５α，−０．５α，−α」なので、同様に
【００６７】
【数１０】
2004139631.tif 000012
【００６８】
となる。
（正解パターン「０００１１」の場合）
今後、この場合の簡易的なＳＡＭをＳＡＭ３と表記する、このときの誤りパターンは「００１１１」とすると、正解パターンの期待値は「−α，−α，−α，−０．５α，＋０．５α」、誤りパターンの期待値は「−α，−α，−０．５α，＋０．５α，＋α」なので、同様に
【００６９】
【数１１】
2004139631.tif 000013
【００７０】
となる。
（正解パターン「１１０００」の場合）
今後、この場合の簡易的なＳＡＭをＳＡＭ４と表記する、このときの誤りパターンは「１１１００」とすると、正解パターンの期待値は「＋α，＋α，＋０．５α，−０．５α，−α」、誤りパターンの期待値は「＋α，＋α，＋α，＋０．５α，−０．５α」なので、同様に
【００７１】
【数１２】
2004139631.tif 000014
【００７２】
となる。
［簡易的なＳＡＭを使ったアルゴリズムの導出］
ＳＡＭを簡易的なＳＡＭに限定して考えると、ＳＡＭの内訳はＳＡＭ１、ＳＡＭ２、ＳＡＭ３、ＳＡＭ４から成っており、該４つのパターンの出現確率は略同じである。従って、［数１３］の様にｎ個のＳＡＭの加算はｎ／４個の（ＳＡＭ１＋ＳＡＭ２＋ＳＡＭ３＋ＳＡＭ４）の加算と考えることができる。
【００７３】
【数１３】
2004139631.tif 000015
【００７４】
となる。
また、ａの平均はＡ、ｂの平均はＢ、ｃの平均はＣ、ｄの平均はＤであるから、
【００７５】
【数１４】
2004139631.tif 000016
【００７６】
となり、［数１５］のように変形してまとめることができる。ちなみに［数１５］はｘの無い定数項となるため、［数３］を最小とするｘは、ＳＡＭの分散σ２（［数１］）を最小にするｘと等価である。
【００７７】
【数１５】
2004139631.tif 000017
【００７８】
一方、（ＳＡＭの２乗）のｎ個の加算は｛（ＳＡＭ１の２乗）＋（ＳＡＭ２の２乗）＋（ＳＡＭ３の２乗）＋（ＳＡＭ４の２乗）｝のｎ／４個の加算と考えることができ、ＳＡＭ１＝ＳＡＭ２，ＳＡＭ３＝ＳＡＭ４であるから［数１６］の様に変形してまとめることができる。
【００７９】
【数１６】
2004139631.tif 000018
【００８０】
従って、［数３］は［数１７］のように変形してまとめることができる。
【００８１】
【数１７】
2004139631.tif 000019
【００８２】
［数３］が最小となるオフセット補正値を求めるため、［数１７］をｘについて微分して係数をＫとまとめれば、
【００８３】
【数１８】
2004139631.tif 000020
【００８４】
となる。
従って［数３］を最小にするオフセット補正値は、［数１８］を０としてｘについて解いて［数１９］で得られる。
【００８５】
【数１９】
2004139631.tif 000021
【００８６】
また［数３］について、ある瞬間の微分値を［数２０］のように考えると、
【００８７】
【数２０】
2004139631.tif 000022
【００８８】
となる。
従って、［数２１］のように瞬時微分値に所定の十分に小さい係数ｋをかけて現在のオフセット調整値ｘｉから減じてオフセット調整値の更新値ｘｉ＋１を得ることで、オフセット補正値は所望の値に徐々に収束するため、直流レベルが変動しても適応的にオフセット調整値を制御することができる。
【００８９】
【数２１】
2004139631.tif 000023
【００９０】
さらに、以下のように分解すると回路上都合が良い。
【００９１】
【数２２】
2004139631.tif 000024
【００９２】
ここで、ＳＡＭ１およびＳＡＭ２パターンのときの［ｕｉ−２＋ｕｉ−１＋ｕｉ］をＧｉとし、ＳＡＭ３およびＳＡＭ４パターンのときの［ｕｉ−２＋ｕｉ−１＋ｕｉ］をＨｉとすると、
【００９３】
【数２３】
2004139631.tif 000025
【００９４】
であるから、
【００９５】
【数２４】
2004139631.tif 000026
【００９６】
となる。
［オフセット補正値演算器（その１）］
上記説明したアルゴリズム（［数１９］）にしたがって構成したオフセット補正値演算器７について図２を用いて説明する。
【００９７】
図２に示すオフセット補正値演算器７は、レイテンシ調整用シフトレジスタ２０１と、レジスタ２０２１、２０２２、２０２３、パターン検出器２０７と平均値演算器２０３、２０４、２０５、２０６および掛け算器２０８、加算器２０９、除算器２１０、掛け算器２１１から構成されており、これらは、以下のように動作する。
【００９８】
レイテンシ調整用シフトレジスタ２０１には量子化データ列が入力される。レイテンシ調整用シフトレジスタ２０１は所定段数の縦列接続されたレジスタからなっており、ビタビ復号器６の復号レイテンシと量子化データのタイミングを調整する役目をもつ。レイテンシ調整用シフトレジスタ２０１の出力はレジスタ２０２１に入力される。レジスタ２０２１、２０２２、２０２３は図示したように縦列接続されてシフトレジスタを構成しており、レジスタ２０２１の出力は上記のアルゴリズム導出におけるｕｉ、レジスタ２０２２はｕｉ−１、レジスタ２０２３はｕｉ−２に対応している。
【００９９】
また、パターン検出器２０７にはビタビ復号器６からの復号データが入力され、復号データのパターンがＳＡＭ１の正解パターンか、ＳＡＭ２の正解パターンか、ＳＡＭ３の正解パターンか、ＳＡＭ４の正解パターンかあるいはいずれにも該当しないのかが検出される。パターン検出器２０７はこれらの該当するパターンの場合、対応するＳＡＭ１出力、ＳＡＭ２出力、ＳＡＭ３出力、ＳＡＭ４出力、に１を出力し、いずれにも該当しない場合はすべて０とする。
【０１００】
平均値演算器２０３は上記アルゴリズムにおけるａｉの平均値Ａを演算するために設けられており、パターン検出器２０７のＳＡＭ３、ＳＡＭ４出力を監視してその値が１のときレジスタ２０２３の値を取り込み、過去に取り込んだ値と移動平均値を演算して出力する。
【０１０１】
また平均値演算器２０４は上記アルゴリズムにおけるｂｉの平均値Ｂを演算するために設けられており、パターン検出器２０７のＳＡＭ１、ＳＡＭ２、ＳＡＭ３、ＳＡＭ４出力を監視してＳＡＭ１、ＳＡＭ２が１の時にはレジスタ２０２３の値を取り込み、ＳＡＭ３、ＳＡＭ４が１の時にはレジスタ２０２２の値を取り込んで、過去に取り込んだ値と移動平均値を演算して出力する。
【０１０２】
また平均値演算器２０５は上記アルゴリズムにおけるｃｉの平均値Ｃを演算するために設けられており、パターン検出器２０７のＳＡＭ１、ＳＡＭ２、ＳＡＭ３、ＳＡＭ４出力を監視してＳＡＭ１、ＳＡＭ２が１の時にはレジスタ２０２２の値を取り込み、ＳＡＭ３、ＳＡＭ４が１の時にはレジスタ２０２１の値を取り込んで、過去に取り込んだ値と移動平均値を演算して出力する。
【０１０３】
また、平均値演算器２０６は上記アルゴリズムにおけるｄｉの平均値Ｄを演算するために設けられており、パターン検出器２０７のＳＡＭ１、ＳＡＭ２出力を監視してその値が１のときレジスタ２０２１の値を取り込み、過去に取り込んだ値と移動平均値を演算して出力する。
【０１０４】
平均値演算器２０４の出力は掛け算器２０８１に入力され３倍される。また平均値演算器２０５の出力は掛け算器２０８２に入力され３倍される。
【０１０５】
加算器２０９には平均値演算器２０３の出力、掛け算器２０８１の出力、掛け算器２０８２の出力、平均値演算器２０６の出力が入力され全て加算される。
【０１０６】
この加算器２０９の出力は除算器２１０に入力され、除算器２１０は入力データを１／８倍して出力し、除算器２１０の出力は掛け算器２１１に入力され、掛け算器２１１は−１を掛けることで符号を反転する。
【０１０７】
以上のような構成により、［数１９］で示した演算が実行され、この値が略エラーレートが最良となるオフセット補正値として量子化データ列に加算される。
【０１０８】
［オフセット補正値演算器（その２）］
上記説明したアルゴリズム（［数２４］）にしたがって構成したオフセット補正値演算器７について図３を用いて説明する。
【０１０９】
図３に示すオフセット補正値演算器７は、レイテンシ調整用シフトレジスタ３０１と、レジスタ３０２１、３０２２、３０２３、パターン検出器３０７と、掛け算器３０３、加算器３０４、データ保持回路３０５、３０６、加算器３０８、３０９、３１１、掛け算器３１０、レジスタ３１２、掛け算器３１３、係数選択器３１４から構成されており、これらは、以下のように動作する。
【０１１０】
レイテンシ調整用シフトレジスタ３０１には量子化データ列が入力される。レイテンシ調整用シフトレジスタ３０１は所定段数の縦列接続されたレジスタからなっており、ビタビ復号器６の復号レイテンシと量子化データのタイミングを調整する役目をもつ。レイテンシ調整用シフトレジスタ３０１の出力はレジスタ３０２１に入力される。レジスタ３０２１、３０２２、３０２３は図示したように縦列接続されてシフトレジスタを構成しており、レジスタ３０２１の出力は上記のアルゴリズム導出におけるｕｉ、レジスタ３０２２はｕｉ−１、レジスタ３０２３はｕｉ−２に対応している。
【０１１１】
また、パターン検出器３０７にはビタビ復号器６からの復号データが入力され復号データのパターンがＳＡＭ１の正解パターンか、ＳＡＭ２の正解パターンか、ＳＡＭ３の正解パターンか、ＳＡＭ４の正解パターンかあるいはいずれにも該当しないのかが検出される。パターン検出器２０７はこれらの該当するパターンの場合、対応するＳＡＭ１出力、ＳＡＭ２出力、ＳＡＭ３出力、ＳＡＭ４出力、に１を出力し、いずれにも該当しない場合はすべて０とする。
【０１１２】
レジスタ３０２１、３０２２、３０２３は図示したように２倍演算を行う掛け算器３０３、加算器３０４に接続されており、加算器３０４の出力は上記アルゴリズム導出における［　ｕｉ＋２ｕｉ−１＋ｕｉ−２　　］に相当する。
【０１１３】
データ保持回路３０５は上記アルゴリズムにおける［　Ｈｉ＝ａｉ＋２ｂｉ＋ｃｉ］を保持するために設けられており、パターン検出器３０７のＳＡＭ３、ＳＡＭ４出力を監視してその値が１のとき加算器３０４の値を取り込んで保持し、ＳＡＭ３、ＳＡＭ４出力が０の場合は以前に取り込んだ値を保持し続ける。
【０１１４】
データ保持回路３０６は上記アルゴリズムにおける［　Ｇｉ＝ｂｉ＋２ｃｉ＋ｄｉ］を保持するために設けられており、パターン検出器３０７のＳＡＭ１、ＳＡＭ２出力を監視してその値が１のとき加算器３０４の値を取り込んで保持し、ＳＡＭ１、ＳＡＭ２出力が０の場合は以前に取り込んだ値を保持し続ける。
【０１１５】
これら保持回路３０５、３０６の出力は加算器３０８によって加算され、加算器３０９へ出力される。加算器３０９は図示したように、加算器３０８の出力とレジスタ３１２に保持されている現在のオフセット補正値を掛け算器３１３により８倍したもの（［数２４］における８ｘｉ）が加算される。加算器３０９の出力は掛け算器３１０により係数選択器３１４の出力と積が演算される。
【０１１６】
係数演算器３１４はパターン検出器３０７の出力がすべて０、すなわちＳＡＭ１、ＳＡＭ２、ＳＡＭ３、ＳＡＭ４のいずれのパターンでもないときは０を出力し、いずれかのパターンに該当するときは所定の定数ｋを出力する。掛け算器３１０の出力は、加算器３１１によりレジスタ３１２に保持されている現在のオフセット補正値と加算され、加算器３１１の出力は［数２２］における右辺と等価となり、加算器３１１の出力でレジスタ３１２を更新する。
【０１１７】
以上のような構成により、［数２４］で示した演算が実行され、この値が略エラーレートが最良となるオフセット補正値として量子化データ列に加算される。
【０１１８】
＜第２の実施の形態＞
以下に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図４に示すように、この第２の実施の形態は、第１の実施の形態と概略同じであるが、オフセット補正値演算器７およびオフセット補正のための加算器４の前段にハイパスフィルター８が設けられていることに特徴がある。
【０１１９】
光ディスクの再生信号には、反射率変動や、記録媒体の感度むら等に起因する低域のノイズがかなり含まれている。これらの低域ノイズは復号エラーの原因になるため、できるだけハイパスフィルターにより除去するのが望ましい。
【０１２０】
しかし、低域ノイズの帯域は、（ｄ，ｋ）ＲＬＬ符号＋ＮＲＺＩ変換等の記録符号の低域成分とクロスオーバーしており、安易にハイパスフィルターで除去してしまうと、本来必要である「記録符号の低域成分」まで失われて、かえって復号エラーが増加してしまう。
【０１２１】
ところが、本発明のオフセット補正装置は、以下のように定数等に若干留意して設計するだけで失われた符号の低域成分を補うように動作する事が期待できる。
【０１２２】
図２に示したオフセット補正値演算器７では、平均値演算回路２０３、２０４、２０５、２０６は移動平均を行うが、移動平均は一種のＦＩＲ型デジタルフィルタであるので、このフィルタ特性をハイパスフィルター８の特性に対応させる。具体的には現在から過去のどの時点まで遡って平均するかに留意することによって所望のフィルタ帯域に設計して、オフセット補正動作の制御帯域をハイパスフィルター８でカットされた帯域と同じか、高くする。
【０１２３】
あるいは、図３に示したオフセット補正値演算器７では、係数選択器３１４の出力する定数ｋを適切に選んで、オフセット補正動作の制御帯域をハイパスフィルター８でカットされた帯域と同じか、高くする。
【０１２４】
このような設計によりハイパスフィルター８で失われた符号の低域成分を補うようにオフセットが補正され、あたかも低域ノイズ成分のみが除去された如く動作し、復号エラーをより少なくする事が可能となる。
【０１２５】
なお、本実施の形態においては、ハイパスフィルター８はＡＤ変換器３の後段に設けるデジタルフィルタとして図示したが、ＡＤ変換器３の前段に設けられるアナログフィルタでも良い。
【０１２６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１２７】
【発明の効果】
上記のように本発明は、ＰＲＭＬ検出を行う検出系に適用されるオフセット補正装置であって、直流レベル変動の発生要因がアシンメトリ等いかなる場合であっても、略エラー最良となる直流オフセット補正を行なうことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】オフセット補正値演算器の実施形態を示すブロック図である。
【図３】オフセット補正値演算器の他の実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すブロック図である。
【図５】ＳＡＭを説明するためのＳＡＭ値のヒストグラムである。
【図６】本発明のアルゴリズム導出を説明するための量子化データの振幅ヒストグラムである。
【図７】課題を説明するためのアイパターンである。
【図８】課題を説明するための量子化データの振幅ヒストグラムである。
【符号の説明】
１　光ディスク、２　光ピックアップ、３　ＡＤ変換器、４　加算器、５　等化器、６　ビタビ復号器、７　オフセット補正値演算器、８　ハイパスフィルター。
【図１】
2004139631.tif 000027
【図２】
2004139631.tif 000028
【図３】
2004139631.tif 000029
【図４】
2004139631.tif 000030
【図５】
2004139631.tif 000031
【図６】
2004139631.tif 000032
【図７】
2004139631.tif 000033
【図８】
2004139631.tif 000034