(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化されたデータ信号列を復号する復号装置であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出手段と、
上記統計量算出手段の算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号手段とを備え、
上記統計量算出手段は、
入力された信号のばらつきを示す統計量をそれぞれ算出する複数の算出手段と、
上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルを判別し、判別した信号レベルに応じて該信号を上記複数の算出手段のうちのいずれかに分配するデータ判別手段とを備えており、
上記データ判別手段は、
上記データ信号列に含まれる統計量算出用信号と同じ信号を発生するデータ発生手段と、
上記データ発生手段の発生した信号に基づいて上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルを判別する選択手段とを備えていることを特徴とする復号装置。
【請求項２】
符号化されたデータ信号列を復号する復号装置であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出手段と、
上記統計量算出手段の算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号手段とを備え、
上記統計量算出手段は、
上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＬ以下または以上である確率を算出する確率算出手段Ａと、
上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＨ以下または以上である確率を算出する確率算出手段Ｂと、
上記確率算出手段Ａおよび確率算出手段Ｂの算出した確率に基づいて上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を算出する算出手段とを備えていることを特徴とする復号装置。
【請求項３】
符号化されたデータ信号列を復号する復号装置であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出手段と、
上記統計量算出手段の算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号手段とを備え、
上記統計量算出手段は、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第１信号レベルに属する信号が予め設定された第１の基準値以下である確率を算出する第１確率算出手段と、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第１信号レベルに属する信号が予め設定された第２の基準値以下である確率を算出する第２確率算出手段と、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第２信号レベルに属する信号が予め設定された第３の基準値以上である確率を算出する第３確率算出手段と、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第２信号レベルに属する信号が予め設定された第４の基準値以上である確率を算出する第４確率算出手段と、
上記第１確率算出手段および第２確率算出手段の算出した確率に基づいて上記第１信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量を算出する第１算出手段と、
上記第３確率算出手段および第４確率算出手段の算出した確率に基づいて上記第２信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量を算出する第２算出手段とを備えていることを特徴とする復号装置。
【請求項４】
符号化されたデータ信号列を復号する復号装置であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出手段と、
上記統計量算出手段の算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号手段とを備え、
上記統計量算出手段は、
上記データ信号列を差動検出する差動検出手段と、
上記差動検出手段の検出結果の絶対値を算出する絶対値算出手段と、
上記絶対値算出手段の算出した絶対値に基づいて上記統計量を算出する算出手段とを備えていることを特徴とする復号装置。
【請求項５】
上記統計量算出手段によって上記データ信号列に含まれる各信号の上記統計量を順次算出する処理と、
上記復号手段によって上記データ信号列に含まれる各信号を順次復号する処理とを並行処理することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の復号装置。
【請求項６】
情報記録媒体に記録された情報を読み出す再生手段と、請求項１から５のいずれか１項に記載の復号装置とを備えた再生装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の復号装置を動作させる復号プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための復号プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の復号プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項９】
符号化されたデータ信号列を復号する復号方法であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出工程と、
上記統計量算出工程で算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号工程とを含み、
上記統計量算出工程は、
上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルを判別し、判別した信号レベルに応じて該信号を入力された信号のばらつきを示す統計量をそれぞれ算出する複数の算出手段のうちのいずれかに分配するデータ判別工程を含み、
上記データ判別工程は、
上記データ信号列に含まれる統計量算出用信号と同じ信号を発生するデータ発生工程と、上記データ発生工程で発生した信号に基づいて上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルを判別する選択工程を含むことを特徴とする復号方法。
【請求項１０】
符号化されたデータ信号列を復号する復号方法であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出工程と、
上記統計量算出工程で算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号工程とを含み、
上記統計量算出工程は、
上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＬ以下または以上である確率を算出する確率算出工程Ａと、
上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＨ以下または以上である確率を算出する確率算出工程Ｂと、
上記確率算出工程Ａおよび確率算出工程Ｂで算出した確率に基づいて上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を算出する算出工程とを含むことを特徴とする復号方法。
【請求項１１】
符号化されたデータ信号列を復号する復号方法であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出工程と、
上記統計量算出工程で算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号工程とを含み、
上記統計量算出工程は、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第１信号レベルに属する信号が予め設定された第１の基準値以下である確率を算出する第１確率算出工程と、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第１信号レベルに属する信号が予め設定された第２の基準値以下である確率を算出する第２確率算出工程と、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第２信号レベルに属する信号が予め設定された第３の基準値以上である確率を算出する第３確率算出工程と、
上記データ信号列に含まれる信号のうち第２信号レベルに属する信号が予め設定された第４の基準値以上である確率を算出する第４確率算出工程と、
上記第１確率算出工程および第２確率算出工程で算出した確率に基づいて上記第１信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量を算出する第１算出工程と、
上記第３確率算出工程および第４確率算出工程で算出した確率に基づいて上記第２信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量を算出する第２算出工程とを含むことを特徴とする復号方法。
【請求項１２】
符号化されたデータ信号列を復号する復号方法であって、
上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出工程と、
上記統計量算出工程で算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号工程とを含み、
上記統計量算出工程は、
上記データ信号列を差動検出する差動検出工程と、
上記差動検出工程の検出結果の絶対値を算出する絶対値算出工程と、
上記絶対値算出工程で算出した絶対値に基づいて上記統計量を算出する算出工程とを含むことを特徴とする復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化された情報を復号する復号装置、復号方法、復号プログラムおよびその記録媒体、並びに上記復号装置を備えた再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報や音声情報、プログラムなどをはじめとする各種の情報がデジタル化されるにつれて、記憶装置に記憶されるデジタル情報の量が飛躍的に増大している。これに伴い、大容量化，高密度化に適した記憶装置の開発が進められている。
【０００３】
ところで、記憶装置から読み出して再生される情報（再生信号）にエラーが含まれていると、そのエラーに起因してさまざまな問題が発生する。例えば、記憶される情報がプログラムの場合、コンピュータに本来意図した動作をさせることができなくなってしまう。また、記憶される情報が画像情報の場合、画質の低下を招いてしまう。
【０００４】
このため、従来より、光ディスク、ハードディスクなどを記録媒体として用いる記憶装置には、エラーを訂正する誤り訂正回路が組み込まれている。
【０００５】
復号および誤り訂正のための方式としては、例えば、ターボ符号やＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などの反復復号法が提案されている。これらの反復復号法では、得られた再生信号に対して、復号処理を繰り返し適用することにより、理論的特性限界（シャノン限界）に近い誤り訂正能力を得られる。
【０００６】
反復復号法においては、復号計算のために、通信路のＳ／Ｎあるいはσ（標準偏差）値が必要となる。特許文献１には、Ｓ／Ｎまたはσ値を求める方法が開示されている。
【０００７】
以下に、従来の復号装置について説明する。図１８は、従来の反復復号法を用いる復号装置の構成を示すブロック図である。
【０００８】
この図に示すように、上記従来の復号装置には、復号回路１０４、エラーレート算出回路１１２、コントローラ１１４、σ設定回路１１３が備えられている。
【０００９】
復号回路１０４には、情報記憶媒体から読み出された再生信号ｙｎが入力され、その再生信号ｙｎの復号処理を行ってエラーレート算出回路１１２に出力する。
【００１０】
復号回路１０４において行われる復号処理としては、従来から提案されている種々の方法が用いられる。ここでは、非特許文献１に記載されているｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ法を用いる場合の例について説明する。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ法では、変数ノード処理とチェックノード処理を反復実行し、事後確率比を求める。まず、チェックノード処理では、（１）式の計算を行う。
【００１１】
【数１】
0004545684.tif 000002
【００１２】
ここで、ｓｉｇｎ（ｘ）はｘが正ならば＋１、ｘが負ならば−１、ｘが０ならば０を値にとる関数である。また、ｆ（ｘ）は下記（２）式で定義される。
【００１３】
【数２】
0004545684.tif 000003
【００１４】
一方、変数ノード処理は下記（３）式を用いて行われる。
【００１５】
【数３】
0004545684.tif 000004
【００１６】
ここで、λｎは受信語から算出される対数尤度比（ＬＬＲ）であり、下記（４）式で定義される。
【００１７】
【数４】
0004545684.tif 000005
【００１８】
ここで、Ｐ（ｙｎ｜ｘｎ＝０）は、記録されたデータｘｎが０である時、再生信号ｙｎが得られる確率を示している。
【００１９】
上記の（１）式および（３）式で表されるαｍｎ，βｍｎを交互に計算する処理を十分に反復した後に、対数事後確率比の近似値Ｑｎが下記（５）式として求められる。
【００２０】
【数５】
0004545684.tif 000006
【００２１】
さらに、Ｑｎの符号が正の場合にはビット推定値を０とし、負の場合にはビット推定値を１とする。このようにして、再生信号が復号される。反復計算の終了検出のためには、例えば、パリティを用いる方法やＣＲＣコードを付加する方法がある。いずれの方法においても、パリティやＣＲＣにより、誤りがないことが検出された場合に、反復計算を終了する。
【００２２】
次に、上記（４）式で用いられる２つの確率の求め方について説明する。
【００２３】
上記したように、Ｐ（ｙｎ｜ｘｎ＝０）は、記録されたデータｘｎが０である時、再生信号ｙｎが得られる確率を示している。したがって、データ０の再生信号の分布が−１を平均値とする正規分布であると仮定すると、再生信号がｙｎとなる確率は下記の式で表される。
【００２４】
【数６】
0004545684.tif 000007
【００２５】
ここで、σは、標準偏差である。
【００２６】
同様に、データ１の再生信号の分布が−１を平均値とする正規分布であると仮定すると、再生信号がｙｎとなる確率は下記の式で表される。
【００２７】
【数７】
0004545684.tif 000008
【００２８】
このときλｎは下記（８）式のように表せる。
【００２９】
【数８】
0004545684.tif 000009
【００３０】
エラーレート算出回路１１２は、復号回路１０４の復号結果に基づいてビットエラーレート（ｂＥＲ）を算出し、コントローラ１１４に出力する。
【００３１】
コントローラ１１４は、設定した標準偏差σとｂＥＲの関係から、最適なσを計算する。さらに、コントローラ１１４は、σ設定回路１１３に最適なσを再設定するよう指示を与える。それ以降は、再設定された最適なσで復号処理が行われる。
【００３２】
ここで、コントローラ１１４において最適な標準偏差σを求める処理について説明する。コントローラ１１４は、σを変化させながらｂＥＲを測定する。図１９は、測定結果の一例を示すグラフである。ここで、ＥＲＨは許容できる上限エラーレートである。これを満たすσの最大値Ｈと最小値Ｌを求め、その平均値を最適なσとする。
【特許文献１】特開２００４−９６４８１号公報（公開日：２００４年３月２５日）
【非特許文献１】和田山 正著， 「ＬＤＰＣ符号とｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号法」， 数理科学Ｎｏ．４９７， サイエンス社出版， ２００４年１０月２０日， ｐｐ．３６−４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
上記従来の技術においては、σを変化させながらｂＥＲを測定するため、最適なσを得るまでに数多くの復号処理を実行する必要がある。例えば、図１９に示す曲線を得るために１０点の測定が必要な場合、１０回の復号処理が必要となる。
【００３４】
さらに、ｘｎ＝０とｘｎ＝１の再生信号の分布におけるσが異なる場合、それぞれについて、σを変化させてｂＥＲを測定する必要がある。この場合にも、それぞれ１０点の測定が必要であるとすると、１０×１０＝１００回の測定が必要となる。
【００３５】
また、この場合、得られた結果は、図１９に示されるような曲線ではなく、２つのσを変数とする曲線となるので、最適なσを計算するのは非常に困難である。
【００３６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、符号化された情報の復号を迅速に行うことができる復号装置、復号方法、復号プログラムおよびその記録媒体、並びに上記復号装置を備えた再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明の復号装置は、上記の課題を解決するために、符号化されたデータ信号列を復号する復号装置であって、上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出手段と、上記統計量算出手段の算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号手段とを備えていることを特徴としている。ここで、データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量とは、例えば、そのデータ信号列に含まれる信号の分散σ２、標準偏差σ、Ｓ／Ｎ比などである。
【００３８】
従来の復号装置では、予め定められた標準偏差σに基づいて復号処理を行ってビットエラーレートを算出し、次にσを変化させながらビットエラーレートを算出する処理を繰り返し行うことで最適なσを算出して復号を行っていた。
【００３９】
これに対して、上記の構成では、統計量算出手段が復号するデータ信号列に基づいてそのデータ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を算出し、復号手段が統計量算出手段の算出した統計量を用いてそのデータ信号列の復号を行う。このため、従来のように最適なσを算出するために復号処理を繰り返し行う必要がないので（多数回のエラーレート測定を行う必要がないので）、復号を迅速に行うことができる。つまり、従来のように、ｉ回目（ｉは自然数）の復号処理を行い、そのｉ回目の復号処理の結果が出るのを待ってσの値を変更し、ｉ＋１番目の復号処理を行うという処理を繰り返す必要がないので、復号処理を迅速に行うことができる。
【００４０】
また、上記統計量算出手段は、入力された信号のばらつきを示す統計量をそれぞれ算出する複数の算出手段と、上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルを判別し、判別した信号レベルに応じて該信号を上記複数の算出手段のうちのいずれかに分配するデータ判別手段とを備えている構成としてもよい。
【００４１】
上記の構成によれば、データ判別手段が、復号するデータ信号列に含まれる信号の信号レベルを判別し、判別した信号レベルに応じて該信号を上記複数の算出手段のいずれかに分配する。これにより、復号するデータ信号列が２値あるいは多値のデータである場合に、各信号をその信号レベルに応じていずれかの算出手段に分配し、各信号レベルについてのばらつきを示す統計量を算出することができる。そして、このように算出された信号レベル毎の統計量を用いて復号を行うことにより、精度の高い復号処理を行うことができる。
【００４２】
また、上記データ判別手段は、上記データ信号列に含まれる信号と予め設定された仮しきい値とを比較して各信号を複数の仮信号レベルに分類する第１比較手段と、上記第１比較手段の分類した各仮信号レベルに基づいてしきい値を算出するしきい値計算手段と、上記データ信号列に含まれる信号と上記しきい値計算手段の算出したしきい値とを比較して各信号の信号レベルを判別する第２比較手段とを備えている構成であってもよい。
【００４３】
上記の構成によれば、第１比較手段が、予め設定された仮しきい値を用いて復号するデータ信号列に含まれる各信号を複数の仮信号レベルに分類し、しきい値計算手段が第１比較手段の分類した各仮信号レベルに基づいてしきい値を算出する。そして、第２比較手段が、しきい値計算手段の算出したしきい値を用いて復号するデータ信号列に含まれる各信号の信号レベルを判別する。これにより、予め設定されたしきい値のみを用いる場合よりも、データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を精度よく算出できる。また、仮しきい値が最適値からずれている場合であっても、エラーレートに対する影響を小さくでき、上記統計量を常に高い精度で算出できる。
【００４４】
なお、上記の構成において、上記第１比較手段の分類した各仮信号レベルの平均値を算出する平均値算出手段を備え、上記しきい値計算手段は、上記平均値算出手段の算出した各仮信号レベルの平均値に基づいて上記しきい値を計算する構成としてもよい。
【００４５】
上記の構成によれば、平均値算出手段が第１比較手段の分類した各仮信号レベルの平均値を算出し、上記しきい値計算手段がこの平均値に基づいて上記しきい値を計算する。このように、各仮信号レベルの平均値に基づいて上記しきい値を算出する構成とすることにより、データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量をより精度よく算出することができる。
【００４６】
また、上記データ判別手段は、上記データ信号列に含まれる統計量算出用信号と同じ信号を発生するデータ発生手段と、上記データ発生手段の発生した信号に基づいて上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルを判別する選択手段とを備えている構成であってもよい。
【００４７】
上記の構成によれば、復号するデータ信号列の品質に関わらず、そのデータ信号列に含まれる信号の信号レベルの判別を正確に行うことができる。また、しきい値を用いて信号レベルを判別する処理を伴わないので、しきい値が上記統計量の算出精度に影響することがなく、上記統計量を常に正確に算出できる。
【００４８】
また、上記統計量算出手段は、上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＬ以下または以上である確率を算出する確率算出手段Ａと、上記データ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＨ以下または以上である確率を算出する確率算出手段Ｂと、上記確率算出手段Ａおよび確率算出手段Ｂの算出した確率に基づいて上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を算出する算出手段とを備えている構成としてもよい。
【００４９】
上記の構成によれば、確率算出手段Ａがデータ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＬ以下または以上である確率を算出し、確率算出手段Ｂがデータ信号列に含まれる信号の信号レベルが予め設定された基準値ＳＨ以下または以上である確率を算出する。そして、算出手段が、確率算出手段Ａおよび確率算出手段Ｂの算出した確率に基づいてデータ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を算出する。これにより、復号するデータ信号列から上記統計量を直接算出することができるので、上記統計量を正確に算出できる。
【００５０】
また、上記統計量算出手段は、上記データ信号列に含まれる信号のうち第１信号レベルに属する信号が予め設定された第１の基準値以下である確率を算出する第１確率算出手段と、上記データ信号列に含まれる信号のうち第１信号レベルに属する信号が予め設定された第２の基準値以下である確率を算出する第２確率算出手段と、上記データ信号列に含まれる信号のうち第２信号レベルに属する信号が予め設定された第３の基準値以上である確率を算出する第３確率算出手段と、上記データ信号列に含まれる信号のうち第２信号レベルに属する信号が予め設定された第４の基準値以上である確率を算出する第４確率算出手段と、上記第１確率算出手段および第２確率算出手段の算出した確率に基づいて上記第１信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量を算出する第１算出手段と、上記第３確率算出手段および第４確率算出手段の算出した確率に基づいて上記第２信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量を算出する第２算出手段とを備えている構成であってもよい。
【００５１】
上記の構成によれば、第１信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量、および第１信号レベルに属する信号のばらつきを示す統計量を、復号するデータ信号列から直接算出することができる。したがって、例えばしきい値を用いて各信号レベルのばらつきを示す統計量を算出する場合のように、しきい値の最適値に対するずれの影響を受けることがなく、上記統計量を正確に算出できる。また、第１信号レベルに属する信号の分布と、第２信号レベルに属する信号の分布とが部分的に重なる場合であっても、各信号レベルに属する信号の上記統計量を正確に算出できる。
【００５２】
また、上記統計量算出手段は、上記データ信号列を差動検出する差動検出手段と、上記差動検出手段の検出結果の絶対値を算出する絶対値算出手段と、上記絶対値算出手段の算出した絶対値に基づいて上記統計量を算出する算出手段とを備えている構成としてもよい。
【００５３】
上記の構成によれば、上記統計量を、復号するデータ信号列から直接算出することができる。したがって、例えばしきい値を用いて各信号レベルのばらつきを示す統計量を算出する場合のように、しきい値の最適値に対するずれの影響を受けることがなく、上記統計量を正確に算出できる。
【００５４】
また、上記統計量算出手段によって上記データ信号列に含まれる各信号の上記統計量を順次算出する処理と、上記復号手段によって上記データ信号列に含まれる各信号を順次復号する処理とを並行処理する構成としてもよい。
【００５５】
上記の構成によれば、従来のように最適なσを算出するために復号処理を繰り返し行う必要がないので、復号処理を迅速に行うことができる。
【００５６】
本発明の再生装置は、上記の課題を解決するために、情報記録媒体に記録された情報を読み出す再生手段と、上記したいずれかの復号装置とを備えている。このため、情報記録媒体から読み出したデータ信号列を迅速に復号することができる。
【００５７】
本発明の復号方法は、上記の課題を解決するために、符号化されたデータ信号列を復号する復号方法であって、上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出工程と、上記統計量算出工程で算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号工程とを含むことを特徴としている。
【００５８】
上記の復号方法によれば、従来のように最適なσを算出するために復号処理を繰り返し行う必要がないので、復号を迅速に行うことができる。
【００５９】
なお、上記復号装置をコンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記の各手段として動作させることによって上記復号装置をそのコンピュータによって実現させる復号プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。
【発明の効果】
【００６０】
以上のように、本発明の復号装置は、上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出手段と、上記統計量算出手段の算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号手段とを備えている。
【００６１】
また、本発明の再生方法は、上記データ信号列に含まれる信号のばらつきを示す統計量を、該データ信号列に基づいて算出する統計量算出工程と、上記統計量算出工程で算出した統計量を用いて上記データ信号列の復号を行う復号工程とを含む。
【００６２】
それゆえ、従来のように最適なσを算出するために復号処理を繰り返し行う必要がないので、復号を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる再生装置（情報記憶媒体再生装置）１００の構成を示すブロック図である。
【００６４】
この図に示すように、再生装置１００は、媒体１、再生ヘッド２、等価回路３、復号回路４、データ判別回路５、分散算出回路６、分散算出回路７を備えている。なお、復号回路４、データ判別回路５、分散算出回路６、分散算出回路７が本実施形態にかかる復号装置を構成している。
【００６５】
媒体（情報記録媒体）１は、情報を記録する担体である。媒体１の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態ではホログラム記憶媒体を用いるものとする。ホログラム記録媒体とは、記録時に記録層に強い光を当て、記録層の材料（体積記録素材）を変化させて干渉縞を作り出すことで記録を行うものである。
【００６６】
再生ヘッド（再生手段）２は、媒体１に記録された情報を読み出して再生信号を生成するものである。再生ヘッド２は、撮像素子（図示せず）を備えており、この撮像素子によってホログラム記憶媒体に記録された２次元のページデータからなる情報を読み出し、２次元のページデータの再生信号を生成する。上記の撮像素子としては、例えば、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子などが用いられる。また、再生ヘッド２は、生成した再生信号を等価回路３に出力する。
【００６７】
等価回路３は、再生ヘッド２から入力された再生信号の波形の等化を行う。この等化処理においても２次元の信号処理が行われる。２次元の等化処理は、画像処理等で一般に用いられているような２次元フィルタにより実現される。また、等価回路３は、等価処理を行ったページデータを、復号回路４およびデータ判別回路５に出力する。
【００６８】
復号回路４は、等価処理されたページデータの復号処理を行う。なお、本実施形態では、ＬＤＰＣ符号を用いて符号化された情報を、復号回路４においてＬＤＰＣ復号によって復号するものとする。
【００６９】
データ判別回路５は、等化処理されたページデータの信号レベルの判別を行う。本実施形態では、データは０または１のいずれかのレベルで記録されているものとする。したがって、ページデータはデータ判別回路５によって０または１のいずれかに分けられる。すなわち、データ判別回路５は、０レベルであると推定したデータ（データ０）を分散算出回路６に出力し、１レベルであると推定したデータ（データ１）を分散算出回路７に出力する。
【００７０】
分散算出回路６および分散算出回路７は、入力されたデータの分散σ２をそれぞれ計算する。分散算出回路６の算出した０レベルのデータの分散σ０２および分散算出回路７の算出した１レベルのデータの分散σ１２は、いずれも復号回路４に出力され、復号回路４において復号処理に用いられる。
【００７１】
次に、復号回路４における復号処理について説明する。復号処理については従来から種々の方法が提案されており、本実施形態において用いる復号処理方法についても特に限定されるものではないが、ここでは、非特許文献１に記載されているｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ法を用いる場合について説明する。
【００７２】
ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ法では、変数ノード処理とチェックノード処理を反復実行し、事後確率比を求める。まず、チェックノード処理では、下記（７）式の計算を行う。
【００７３】
【数９】
0004545684.tif 000010
【００７４】
ここで、ｓｉｇｎ（ｘ）はｘが正ならば＋１、ｘが負ならば−１、ｘが０ならば０を値にとる関数である。また、ｆ（ｘ）は、下記（８）式で定義される。
【００７５】
【数１０】
0004545684.tif 000011
【００７６】
一方、変数ノード処理は、下記（９）式を用いて行われる。
【００７７】
【数１１】
0004545684.tif 000012
【００７８】
ここで、λｎは受信語から算出される対数尤度比（ＬＬＲ）であり、下記（１０）式で定義される。
【００７９】
【数１２】
0004545684.tif 000013
【００８０】
ここで、Ｐ（ｙｎ｜ｘｎ＝０）は、記録されたデータｘｎが０である時、再生信号ｙｎが得られる確率を示している。
【００８１】
上記（７）式および（９）式で表されるαｍｎ，βｍｎを交互に計算する処理を十分に反復した後に、対数事後確率比の近似値Ｑｎを下記（１１）式として求める。
【００８２】
【数１３】
0004545684.tif 000014
【００８３】
さらに、Ｑｎの符号が正の場合にはビット推定値を０とし、負の場合にはビット推定値を１とする。このようにして、再生信号を復号する。反復計算の終了タイミングを検出するためには、例えば、パリティを用いる方法やＣＲＣコードを付加する方法を用いることができる。いずれの場合にも、パリティやＣＲＣにより、誤りがないことが検出された場合に、反復計算を終了する。
【００８４】
次に、上記（１０）式で用いられる２つの確率の求め方について説明する。上記したように、Ｐ（ｙｎ｜ｘｎ＝０）は、記録されたデータｘｎが０である時、再生信号ｙｎが得られる確率を示している。データ０の再生信号の分布が０を平均値とする正規分布であると仮定する。言い換えると、再生信号ｙｎは、記録データｘｎにガウスノイズを付加したものと仮定する。この場合、再生信号がｙｎとなる確率は下記の式で表される。
【００８５】
【数１４】
0004545684.tif 000015
【００８６】
ここで、σ０は、ｘｎ＝０であるデータの標準偏差である。
【００８７】
同様に、データ１の再生信号の分布が１を平均値とする正規分布であると仮定すると、再生信号がｙｎとなる確率は下記の式で表される。
【００８８】
【数１５】
0004545684.tif 000016
【００８９】
ここで、σ１は、ｘｎ＝１であるデータの標準偏差である。
【００９０】
このとき、λｎは（１２）式のように表せる。
【００９１】
【数１６】
0004545684.tif 000017
【００９２】
図２は、再生信号におけるデータ０およびデータ１の発生頻度の一例を示すグラフである。この図に示すように、ホログラム記憶媒体では、一般にσ０とσ１とが異なる。このため、σ０およびσ１をそれぞれ個別に求める必要がある。
【００９３】
上記（１２）式に示したように、再生信号の分布が正規分布であると仮定すると、σ０２およびσ１２を求めることにより、λｎを計算できる。
【００９４】
再生装置１００では、分散算出回路６がσ０２を算出し、分散算出回路７がσ１２を算出するようになっている。
【００９５】
σ０２およびσ１２の算出方法については、データ判別回路５によって再生信号が０か１かを判別し、０と判別されたデータを分散算出回路６に出力し、１と判別されたデータを分散算出回路７に出力することで、各分散出力回路において分散を容易に計算できる。この場合、分散を正確に求めるためには、データ判別回路５においていかに０と１とを判別するかが問題となる。
【００９６】
ところが、図２に示した例のように、データ０の分布の上側（信号レベルの高い側）の裾野と、データ１の分布の下側（信号レベルの低い側）の裾野とが重なりあっている場合、しきい値で０と１とを判別するような一般的な方法では、しきい値をどこに設定するかによって得られる分散の値が変わってしまう。なお、一般に再生信号はノイズを含んでいるため、このように分布の裾野が重なりあう現象は避けることができない。
【００９７】
そこで、本実施形態にかかる再生装置１００では、データ０およびデータ１の分布の一部が重なり合う場合でも、データ判別回路５において０と１とを正確に判別できるようにしている。
【００９８】
図３は、データ判別回路５の構成を示すブロック図である。この図に示すように、データ判別回路５は、比較回路５１、仮データ１平均値演算回路５２、仮データ０平均値演算回路５３、しきい値計算回路５５、比較回路５４を備えている。
【００９９】
比較回路５１は、等価回路３から出力された再生データｙｎと仮しきい値ＳＬ０とを比較する。上記の仮しきい値ＳＬ０は、例えばデータ０とデータ１のレベルの略中央レベルとなるように予め設定された値である。再生信号レベルは、媒体１や再生ヘッド２の特性により変動する。このため、仮しきい値ＳＬ０は真の中央レベルから多少ずれた値でもよい。
【０１００】
比較回路５１は、再生データｙｎと仮しきい値ＳＬ０とを比較した結果に基づいて、再生データｙｎのビット毎にデータ０であるかデータ１であるかを判定（仮判定）する。そして、データ０（仮データ０）であると判定したビットについては仮データ０平均値演算回路５３に出力し、データ１（仮データ１）であると判定したビットについては仮データ１平均値演算回路５２に出力する。
【０１０１】
仮データ０平均値演算回路５３は比較回路５１から入力されたデータ０の平均値Ｍ０を算出し、しきい値計算回路５５に出力する。また、仮データ１平均値演算回路５２は比較回路５１から入力されたデータ１の平均値Ｍ１を算出し、しきい値計算回路５５に出力する。
【０１０２】
しきい値計算回路５５は、仮データ０平均値演算回路５３および仮データ１平均値演算回路５２から入力された２つの平均値Ｍ０，Ｍ１からしきい値ＳＬを計算し、計算したしきい値ＳＬを比較回路５４に出力する。
【０１０３】
ここで、データ０のデータの広がりとデータ１のデータの広がりとは異なるが、分散がｎ倍以下の場合（ｎは予め設定された任意の数。典型的には、０以上１０以下。）、すなわち大きい方の分散が小さい方の分散に対してｎ倍以下の場合、例えばしきい値ＳＬをＭ０およびＭ１の中央値に設定すればよい。分散の差がｎ倍よりもさらに大きい場合には、中央値よりも分散が小さい方のデータの平均レベルに近いレベルにしきい値を設定すればよい。
【０１０４】
例えば、大きい方の分散が小さい方の分散に対してｎ倍以下の場合、
ＳＬ＝（Ｍ０＋Ｍ１）／２、
大きい方の分散が小さい方の分散のｎ倍を超える場合、
ＳＬ＝ｋＭ１＋（１−ｋ）Ｍ０
とする。ここで、ｋは、σ０２＜σ１２の時には０＜ｋ＜０．５、σ０２＞σ１２の時には０．５＜  ｋ  ＜１．０とする。
【０１０５】
比較回路５４は、しきい値計算回路５５から入力されたしきい値ＳＬを用いて、等価回路３から入力された再生信号ｙｎが０であるか１であるかを判別する。すなわち、再生信号ｙｎがしきい値ＳＬよりも大きいときにはそのデータを１であると判定し、そうでなければ０と判定する。このようにして、再生信号ｙｎは０（ＤＡＴＡ０）と１（ＤＡＴＡ１）とに分けられ、０と判別されたデータは分散算出回路６へ、１と判別されたデータは分散算出回路７へそれぞれ出力される。
【０１０６】
なお、上記した分散σ２の算出は、ＬＤＰＣ復号処理単位（以下、ブロックという）毎に行う必要がある。ブロックの撮像素子上のイメージへの物理的な割り当て方式は、特に限定されるものではなく、いくつかの方式が考えられる。図４は、ブロックの割り当て方式の例を示す説明図である。この図に示されている格子状の小さな正方形は、撮像素子の画素を表しており、斜線あるいは横線で強調された画素の集まりがブロックを表している。なお、この図に示す例では、説明のために３つのブロックパターン（ブロックパターンＡ，Ｂ，Ｃ）を同時に描いているが、実際には、このうちのいずれか一つだけが採用される。
【０１０７】
ブロックパターンＡは、撮像素子上の行または列に沿ってブロックを割り当てる方法である。この場合、行または列（ブロックの延在方向）は撮像素子からの再生信号の読出し方向と一致している。すなわち、図４の例では、ブロックの割り当て方向は行方向になっており、再生信号の読み出し方向も行方向（横方向）になっている。このように、ブロックの延在方向と再生信号の読み出し方向とを一致させることにより、読み出されたデータの順番でブロックのデータを復号処理できる。したがって、再生信号からデータを再構成する処理が不要なので、再構成のために一時的にデータを記憶しておくためのバッファメモリが不要であり、また、再構成のための処理回路も不要となるので、信号処理回路を簡略化できる。
【０１０８】
ブロックパターンＢは、撮像素子上に略正方形状（矩形形状）のブロックを割り当てる方法である。このようにすると、読み出されたデータからブロックに含まれるデータを抽出し、再構成する処理が必要となるが、ブロックパターンＡに比べて、比較的近傍のデータのみで構成されるので、媒体１や光学系に起因する撮像素子面内での光量分布の影響を受け難くできるという利点がある。
【０１０９】
ブロックパターンＣは、撮像素子上に略同心円状のブロックを割り当てる方法である。このようにすると、ブロックパターンＢに比べて、さらにブロックデータの抽出および再構成処理が複雑になるが、光学系の不均一による同心円状の光量分布の影響をより受け難くなるという利点がある。
【０１１０】
このように、各ブロックパターンには、それぞれ、利点と欠点とがあるので、採用する媒体や光学系の特性に合わせて適宜選択することが好ましい。なお、上記した３つのパターンに限らず、他のブロックパターンを採用してもよい。
【０１１１】
次に、分散算出処理および復号処理のタイミングについて説明する。図５（ａ）は、再生装置１００における分散（σ２）算出処理および復号処理のタイミングチャートである。
【０１１２】
まず、時刻ｔ０で等価回路３からデータ判別回路５および復号回路４にブロックＢ１の再生信号が入力されると、ブロックＢ１の分散算出処理が行われる。つまり、データ判別回路５でデータの判別を行われ、分散算出回路６，７で分散の算出が行われる。
【０１１３】
分散の算出処理が時刻ｔ１で終了すると、算出された分散を用いて、復号回路４がブロックＢ１の復号処理を開始する。また、データ判別回路５および分散算出回路６，７は、次に入力されてきたブロックＢ２の分散算出処理を開始する。
【０１１４】
ブロックＢ２の分散算出処理時刻ｔ３で終了するが、この時点では、まだ、ブロックＢ１の復号処理が終了していないので、得られたブロックＢ２の分散は、そのまま保持しておく。なお、分散を保持しておくための記憶手段（メモリ等）は、各分散算出回路６，７に備えられていてもよく、復号回路４に備えられていてもよく、各分散算出回路６，７および復号回路４とは別に設けられていてもよい。
【０１１５】
時刻ｔ４でブロックＢ１の復号処理が終了すると、復号回路４は、先に得られていたブロックＢ２の分散を用いてブロックＢ２の復号処理を開始する。また、データ判別回路５および分散算出回路６，７は、次に入力されてきたブロックＢ３の分散算出処理を開始する。
【０１１６】
このようにして、分散算出処理と復号処理を平行して行うことにより、分散算出のための復号処理を開始するまでの待ち時間を、分散算出処理の開始時点である時刻ｔ０から最初のブロックの分散算出処理が終了する時刻である時刻ｔ１までの期間だけにとどめることができる。
【０１１７】
なお、上記図５（ａ）の例では、時刻ｔ３でブロックＢ２の分散を得た後、ブロックＢ１の復号処理が終了する（ブロックＢ２の復号処理が開始される）時刻ｔ４までブロックＢ３の分散算出処理の開始を待つようにしているが、これに限るものではない。
【０１１８】
例えば、算出したブロックの分散を記憶手段（メモリ等）に蓄えておき、図５（ｂ）に示すように、１つのブロックの分散算出処理を終えたら次のブロックの分散算出処理を連続して行うようにしてもよい。この場合、各ブロックの分散算出処理を間欠的な処理ではなく連続的に行うことになる。また、分散算出結果を蓄えるための記憶手段の容量に応じて、次のブロックの分散算出処理を開始するタイミングを調節するようにしてもよい。ただし、いずれの場合にも、復号処理が全て終了するまでデータの再生が完了しない点は変わらない。
【０１１９】
次に、再生装置１００を用いて復号処理を行った実験結果について説明する。図６は、ＳＮＲ（Ｓ／Ｎ比）を変化させてビットエラーレート（ｂＥＲ）を測定した結果を示すグラフである。なお、ＬＤＰＣ符号の符号長は５１２ビット、符号化率は０．８７とした。また、図中に示した比較結果は、データ０またはデータ１のみの分散を用いて復号処理を行った結果を示している。
【０１２０】
この図に示したように、再生装置１００を用いることにより、比較結果に比べてｂＥＲを大幅に改善できた。すなわち、ホログラム記憶媒体を用いる場合、データ０およびデータ１の分散をそれぞれ算出し、それを用いて復号処理することにより、ｂＥＲを低減できる。
【０１２１】
図７は、上記した実験結果における、ＳＮＲ＝１０．２ｄＢの場合のデータ０とデータ１の分布を示すグラフである。このように、２つの分布の裾野が重なりあう場合においても、再生装置１００によって良好な復号結果が得られることを以下に説明する。
【０１２２】
図８は、再生装置１００による、２つのデータを判別するためのしきい値の許容範囲の改善効果を示すグラフである。
【０１２３】
上記したように、再生装置１００では、仮しきい値を用いてデータ０とデータ１とを一旦判別（仮判別）し、それぞれの平均値に基づいてしきい値を計算する。さらに、そのしきい値を用いて、最終的なデータ０とデータ１との判別を行う。図８において「結果」として示したグラフは再生装置１００による実験結果であり、しきい値の値は上記の仮しきい値の値を示している。
【０１２４】
この図に示すように、再生装置１００では、仮しきい値が最適値（０．５）からずれた場合でも、ｂＥＲへの影響は小さい。具体的には、再生装置１００では、仮しきい値の値が０．４から０．６まで（２つの信号の本来の信号レベルの差の±１０％程度）までは、仮しきい値が変化してもｂＥＲにはほぼ影響しない。また、仮しきい値がそれ以上変化した場合であってもｂＥＲの悪化は比較的少なかった。
【０１２５】
一方、「比較結果」として示したグラフは、仮しきい値を用いず、予め設定したしきい値のみを単純に用いてデータ０とデータ１とを判別した場合の結果を示している。
【０１２６】
この図に示すように、比較結果の場合、しきい値が最適値（０．５）からずれるとｂＥＲが大幅に悪化する。
【０１２７】
このように、再生装置１００では、仮しきい値の設定値が最適値からずれてもｂＥＲの悪化を従来よりも抑制できる。また、仮しきい値のずれが２つの信号の本来の信号レベルの差に対して±１０％の範囲内であれば、最適なしきい値を用いた場合と略同様のｂＥＲを得ることができる。
【０１２８】
次に、再生装置１００において得られた分散の妥当性について説明する。上記の実験において、ＳＮＲ＝１０．２ｄＢの場合、再生装置１００において算出されたデータ１の分散は０．３、データ０の分散は０．１３であった。また、そのときのｂＥＲは１．８Ｅ−３であった。
【０１２９】
一方、図９は、データ１の分散とデータ０の分散との全ての組み合せについて（全ての組み合せを手動で振って）ｂＥＲを測定した結果を示すグラフである。この図に示したように、ｂＥＲの最小値（最適値）は１．８Ｅ−３であり、このｂＥＲを与えるときの分散は、データ１の分散が０．３、データ０の分散が０．１５であった。この結果は、再生装置１００の算出結果とほぼ一致している。したがって、再生装置１００により、非常に精度の高い復号化処理を行えることがわかる。
【０１３０】
以上のように、本実施形態にかかる再生装置１００によれば、分散算出のための復号処理を開始するまでの待ち時間を短縮し、復号処理を迅速に行って再生に要する時間を短縮できる。
【０１３１】
また、分散を正確に算出することができ、最良なビットエラーレート（ｂＥＲ）を得られる。つまり、ｂＥＲを最適化してエラーを低減できる。
【０１３２】
さらに、再生信号を２つの信号レベルに判別するために予め設定したしきい値（仮しきい値）の最適なしきい値からのずれの許容範囲を大きくできるので、より実用化に適した装置を実現できる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、再生信号の信号レベルが０と１の２種類の場合について説明したが、これに限るものではなく、さらに多数の信号レベルに分類する構成であってもよい。この場合にも、仮しきい値に基づいて再生信号を複数の信号レベル（仮信号レベル）に分類し、この各信号レベルに基づいて（例えば各仮信号レベルの平均値に基づいて）しきい値を算出し、このように算出したしきい値と再生信号とを比較して再生信号の信号レベルを判別するようにすることで、上記と同様の効果が得られる。
【０１３４】
また、本実施形態では、仮データ０平均値演算回路５３および仮データ１平均値演算回路５２が仮データ１および仮データ０の平均値をそれぞれ算出し、これらの平均値に基づいてしきい値計算回路５５がしきい値を算出するものとしたが、これに限るものではない。例えば、仮データ１および仮データ０の中央値、各仮データのうちの一部の平均値などを用いてしきい値を算出するようにしてもよい。
【０１３５】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１で説明した部材と同様の機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１３６】
図１０は、本実施形態にかかる再生装置（情報記憶媒体再生装置）１００ｂの構成を示すブロック図である。この図に示すように、再生装置１００ｂは、実施形態１に示した再生装置１００におけるデータ判別回路５、分散算出回路６，７の代わりに、分散演算回路８を備えている。なお、復号回路４および分散演算回路８が本実施形態にかかる復号装置を構成している。
【０１３７】
図１１は、分散演算回路８の構成を示すブロック図である。再生装置１００ｂでは、この分散演算回路８により、データ判別処理を行うことなく、再生信号ｙｎから分散を直接求めるようになっている。
【０１３８】
図１１に示すように、分散演算回路８は、確率検出回路８１〜８４と、σ０計算回路８５と、σ１計算回路８６とを備えている。
【０１３９】
確率検出回路８１はデータ０（第１信号レベルに属する信号）がＳ０Ｌ以下となる確率ＲＡを算出するものであり、確率検出回路８２はデータ０がＳ０Ｈ以下となる確率ＲＢを算出するものである。また、確率検出回路８３はデータ１（第２信号レベルに属する信号）がＳ１Ｌ以上となる確率ＲＣを算出するものであり、確率検出回路８４はデータ１がＳ１Ｈ以上となる確率ＲＤを算出するものである。
【０１４０】
上記のＳ０Ｌ，Ｓ０Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈの値は、特に限定されるものではなく、媒体１や光学系などの特性に応じて適宜設定すればよい。
【０１４１】
ただし、Ｓ０Ｌ，Ｓ０Ｈについては、データ０の分布のピークよりも小さい値で、かつ、Ｓ０Ｌ以下となるデータ数が１０％以上となるように、すなわち０．１≦ＲＡ＜ＲＢ＜０．５の関係を満たすように設定することが好ましい。ＲＡおよびＲＢがこの数値範囲に入っていれば、分散σ０２を十分な精度で算出できる。
【０１４２】
同様に、Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈについては、データ１の分布のピークよりも大きい値で、かつ、Ｓ１Ｈ以上となるデータ数が１０％以下となるように、すなわち０．５＜ＲＣ＜ＲＤ≦＜０．９の関係を満たすように設定することが好ましい。ＲＣおよびＲＤがこの数値範囲に入っていれば、分散σ１２を十分な精度で算出できる。したがって、本実施形態において分散σ０２およびσ１２を十分な精度で算出するためのＳ０Ｌ，Ｓ０ＨおよびＳ１Ｌ，Ｓ１Ｈの許容範囲は、実施形態１においてこれと同じ精度で分散σ０２およびσ１２を算出するための仮しきい値ＳＬ０の許容範囲よりも広い。
【０１４３】
図１２は、再生信号の分布とＳ０Ｌ，Ｓ０Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈとの関係の一例を示すグラフである。
【０１４４】
確率検出回路８１〜８４における確率の計算方法について具体的に説明する。確率検出回路８１は、しきい値Ｓ０Ｌ以下であるデータの個数をカウントし、データ０の総数で除算する。ここで、データ０の総数は概略値を使うことができる。例えば、データ０とデータ１とがランダムに出現するデータ（例えばユーザの個人情報を示すユーザデータ等）をそのまま媒体１に記録した場合、データ０およびデータ１の出現確率は０．５とみなすことができるので、全データ数の２分の１をデータ０の総数とすればよい。また、何らかの変調処理を行ったデータを媒体１に記録した場合、あるいは媒体１から読み出したデータに何らかの変調処理を施した場合、その変調規則によって決まるデータ０の出現確率を全データ数に掛けることで、データ０の総数を得ればよい。
【０１４５】
確率検出回路８２〜８４においても同様に、データ０がＳ０Ｈ以下となる確率ＲＢ、データ１がＳ１Ｌ以上となる確率ＲＣ、データ１がＳ１Ｈ以上となる確率ＲＤを算出する。
【０１４６】
σ０計算回路８５は確率ＲＡ，ＲＢに基づいてデータ０の分散σ０２を算出するものであり、σ１計算回路８６は確率ＲＣ，ＲＤに基づいてデータ１の分散σ１２を算出するものである。
【０１４７】
データ０およびデータ１の分布が正規分布であるとすると、上記の確率ＲＡおよびＲＢは下記（１３）式，（１４）式のように表せる。
【０１４８】
【数１７】
0004545684.tif 000018
【０１４９】
【数１８】
0004545684.tif 000019
【０１５０】
ここで、未知数はσ０、μ０の２個であり、式は（１３）式，（１４）式の２つなので、σ０計算回路８５では、（１３）式および（１４）式の連立方程式を解くことにより、σ０およびμ０を容易に得ることができる。そして、σ０計算回路８５は、このように算出したσ０を２乗することで分散σ０２を算出し、復号回路４に出力する。
【０１５１】
また、確率ＲＣおよびＲＤは、データ０およびデータ１の分布が正規分布であるとすると、下記（１５）式，（１６）式のように表せる。
【０１５２】
【数１９】
0004545684.tif 000020
【０１５３】
【数２０】
0004545684.tif 000021
【０１５４】
σ１計算回路８６は、σ０計算回路８５と同様、確率ＲＣおよびＲＤに基づいてσ１およびμ１を算出し、算出したσ１を２乗することで分散σ１２を算出し、復号回路４に出力する。
【０１５５】
以上のように、再生装置１００ｂは、実施形態１のように予め設定したしきい値を用いてデータ０とデータ１とを判別する処理を含まないので、データ０およびデータ１の分布の裾野に重なりがある場合でも、しきい値の設定値の影響を受けずに両者の分散を算出できる。
【０１５６】
また、データ０およびデータ１の分布の裾野に重なりがある場合でも、上記した実施形態１にかかる再生装置１００に比べて正確な分散を得られる。つまり、データ０の分布とデータ１の分布とが重なり合う場合、しきい値で０と１とを分離する方法では、本来０であるべきデータが１と判定されたり、本来１であるべきデータが０と判定されたりすることによって誤差が生じる場合がある。これに対して、本実施形態では、誤差要因となるしきい値を用いていないので、実施形態１に比べて分散をより精度よく算出できる。
【０１５７】
また、再生装置１００ｂでは、実施形態１にかかる再生装置１００と同様、σを変化させてｂＥＲを測定する処理を行わないので、従来よりも分散を迅速に算出できる。
【０１５８】
なお、再生装置１００ｂでは、統計関数を含む連立方程式を解く必要があるので、回路構成は実施形態１にかかる再生装置１００よりも複雑になる。したがって、必要となる分散の精度および許容可能な回路規模に応じて実施形態１に示した方式と本実施形態にかかる方式のどちらかを選択すればよい。
【０１５９】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１，２で説明した部材と同様の機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１６０】
本実施形態にかかる再生装置は、実施形態１にかかる再生装置１００におけるデータ判別回路５を、図１３に示すデータ判別回路５ｂに置き換えたものである。その他の構成は実施形態１にかかる再生装置１００と同様である。したがって、復号回路４、データ判別回路５ｂ、分散算出回路６、分散算出回路７が本実施形態にかかる復号装置を構成している。
【０１６１】
図１３に示すように、データ判別回路５ｂは、選択回路５６とデータ発生器５７とを備えている。
【０１６２】
選択回路５６は、入力される再生信号ｙｎについて、データ発生器５７から入力される値に基づいて、データ毎にデータ０として出力するか（データ０の出力端子（Ｄａｔａ０出力）から出力するか）、あるいはデータ１として出力するか（データ１の出力端子（Ｄａｔａ１出力）から出力するか）を選択する。
【０１６３】
データ発生器５７は、図示しない制御手段から供給されるＳｔａｒｔ信号をトリガとして特定のビット列（統計量算出用信号）を選択回路５６に出力する。具体的な構成としては、例えば、メモリ素子（図示せず）に記憶されたビット列情報を、Ｓｔａｒｔ信号を起点として読み出すようにすればよい。あるいは、シフトレジスタを用いて、ビット列を生成するようにしてもよい。
【０１６４】
なお、本実施形態では、データ発生器５７から出力される分散算出用のビットパターン（統計量算出用信号）と同一のビットパターンが媒体１に予め記録されているものとする。したがって、データ発生器５７から選択回路５６への出力が１の時、媒体１から読み出されたデータは１であると選択され、データ発生器５７から選択回路５６への出力が０の時、媒体１から読み出されたデータは０であると選択される。なお、媒体１に記録される、上記のデータ発生器５７から出力されるビットパターンと同一のビットパターンは、選択回路５６における選択処理時に既知のデータである必要がある。このため、このビットパターンは、ユーザデータ等ではなく、分散検出に用いるために予め用意されたデータである必要がある。
【０１６５】
次に、Ｓｔａｒｔ信号を発生するタイミングについて説明する。図１４は、Ｓｔａｒｔ信号を発生するタイミングを示すタイミングチャートである。
【０１６６】
図１４の例では、ユーザデータ（ユーザが任意に記録させるデータ）のブロックＢ１，Ｂ２，・・・に対して所定の間隔ｉ毎に分散算出用のデータのブロックＣＡが挿入されている。前述のようにブロックＣＡには、既知の情報（ビットパターン）が記録されており、記録された情報は、データ発生器５７により得られる情報と同一である。図１４の例の場合、所定の間隔ｉでブロックＣＡが記録されているため、Ｓｔａｒｔ信号もそれに合わせてｉ毎に発生する。
【０１６７】
なお、各ブロックＣＡのデータ数は、必ずしも各ブロックＢ１，Ｂ２，・・・のデータ数と同一である必要はない。
【０１６８】
例えば、図１５に示すように、各ブロックＣＡのデータ数が、各ブロックＢ１，Ｂ２，・・・のデータ数よりも少なくてもよい。この場合、図１４の例に比べて各ブロックＣＡのデータ数が少ないため、図１５に示すように、媒体１に記録できるユーザデータの容量（ブロックＢ１，Ｂ２，・・・のトータルの容量）をあまり減少させることなく、ブロックＣＡの出現頻度を多くできる。
【０１６９】
図１５では、各ブロックＢ１，Ｂ２，・・・の先頭にブロックＣＡを配置している。このため、Ｓｔａｒｔ信号はブロックＢ１，Ｂ２，・・・毎に発生する。この場合、各ブロックＣＡに含まれるデータ数は少ないため、複数のブロックＣＡに含まれるデータを用いて分散を計算するようにしてもよい。なお、スパイクノイズ等、短期的な変動の影響を除去するため、分散計算に用いる上記のデータ数（ブロックＣＡのデータ数）は、１００個以上であることが望ましい。
【０１７０】
以上のように、本実施形態では、ユーザデータの再生信号からしきい値や確率を用いて各データの０，１を判別するのではなく、媒体１にあらかじめ既知のデータ（分散算出用のデータ）を記録させておき、ユーザデータの再生信号を再生する際に、ユーザデータとともに媒体１に記録されている分散算出用のデータに基づいてユーザデータの再生信号が０か１かを選択する。
【０１７１】
これにより、再生信号の品質によらず、０か１かの選択を正確に行うことができる。ただし、分散検出用のデータのブロックＣＡを媒体１に記録する必要があるため、ユーザデータを記録できる記憶容量が減少するとともに、転送レートが低下するというデメリットもある。このため、本実施形態の方法を用いるか、実施形態１または２の方法を用いるかは、必要なユーザデータの記憶容量、転送レート等を考慮して決定すればよい。
【０１７２】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１〜３で説明した部材と同様の機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１７３】
図１６は、本実施形態にかかる再生装置１００ｄの構成を示すブロック図である。この図に示すように、再生装置１００ｄは、実施形態１に示した再生装置１００におけるデータ判別回路５、分散算出回路６および７に代えて、差動回路９、絶対値計算回路１０、分散算出回路１１を備えている。したがって、復号回路４、差動回路９、絶対値計算回路１０、分散算出回路１１によって本実施形態にかかる復号装置が形成されている。
【０１７４】
差動回路９は、等価回路３から入力される再生信号に対して差動演算を行い、演算結果を復号回路４および絶対値計算回路１０に出力する。差動検出の方法は特に限定されるものではないが、例えば、ユーザデータの１ビットを媒体１上の（０，１）または（１，０）の２ビットに割り当て、それらの隣接する０と１とで差動を行う方法を用いることができる。この場合、差動後に得られる理想的な信号レベルとしては、
０−１＝−１
１−０＝１
の２つのレベルとなる。したがって、この場合には、−１および１を中心とした２つの分布が現れることになる。ただし、上述した実施形態１〜３とは異なり、図１７に示すように、分散は２つのレベルで同一になる。
【０１７５】
絶対値計算回路１０は、図１７に示したような−１を中心とする分布の符号を反転させることにより、１を中心とする分布に重ね合わせたデータを生成し、分散算出回路１１に出力する。
【０１７６】
分散算出回路１１は、絶対値計算回路１０から入力された全てのデータから一つの分散を算出し、算出結果を復号回路４に出力する。
【０１７７】
復号回路４は、分散算出回路１１から入力される分散を用いて復号計算を行う。ただし、本実施形態では、実施形態１とは異なり、２つの分布のどちらに対しても同じ分散を用いる。このため、復号回路４は、下記の（１７）式によって算出されるλｎを用いて復号計算を行う。
【０１７８】
【数２１】
0004545684.tif 000022
【０１７９】
以上のように、本実施形態では、再生信号に対して差動演算を行い、さらにこの差動演算の結果の絶対値を取ることによって２つの分布の分散を算出し、このように算出された１つの分散を用いて復号計算を行う。
【０１８０】
このため、しきい値を用いてデータを判別する処理を含まないので、２つの分布の裾野に重なりがある場合でも、しきい値の設定値の影響を受けず、分散を適切に算出できる。
【０１８１】
なお、上記した各実施形態では、情報のばらつきを表す統計量として分散σ2を算出して用いる例について説明したが、本発明の本質は、上記（１２）式あるいは上記（１７）式に示されるλｎを計算するために情報のばらつきを表す統計量を求めることにある。したがって、情報のばらつきを表す統計量として、分散σ2の代わりに、例えばＳ／Ｎ、σなどを求めるようにしてもよく、その場合にも上記した各実施形態と略同様の効果が得られる。
【０１８２】
また、上記各実施形態では、再生信号の信号レベルが０と１の２種類の場合について説明したが、これに限るものではなく、さらに多数の信号レベルに分類する構成であってもよい。
【０１８３】
また、上記各実施形態では、媒体１に記録された情報を読み出して再生する再生装置について説明したが、これに限らず、有線または無線によって通信可能に接続される外部の機器から入力された信号を再生（復号）する再生装置であってもよい。
【０１８４】
また、上記各実施形態における再生装置の各ブロック、特に等価回路３、データ判別回路５、分散算出回路６，７、復号回路４、分散演算回路８、データ判別回路５ｂ、差動回路９、絶対値計算回路１０、分散算出回路１１およびそれらに含まれる各ブロックは、ハードウェアロジックによって実現されるものであってもよく、あるいはこれらの一部または全部がＣＰＵ等のプロセッサを用いてソフトウェアによって実現されるものであってもよい。
【０１８５】
すなわち、上記各実施形態にかかる再生装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えた構成によって実現されるものであってもよい。この場合、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである再生装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記再生装置に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによって達成される。
【０１８６】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１８７】
また、再生装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１８８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８９】
本発明は、再生情報のばらつきを表す統計量を用いて復号処理（反復復号法等）を行う再生装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】再生信号におけるデータ０およびデータ１の発生頻度の一例を示すグラフである。
【図３】図１に示した再生装置に備えられるデータ判別回路の構成を示すブロック図である。
【図４】媒体に記録される情報のブロック割り当て方式の例を示す説明図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図１に示した再生装置における分散算出処理および復号処理のタイミングチャートである。
【図６】図１に示した再生装置において、ＳＮＲを変化させてビットエラーレートを測定した結果を示すグラフである。
【図７】ＳＮＲ＝１０．２ｄＢの場合のデータ０とデータ１の分布を示すグラフである。
【図８】図１に示した再生装置における、２つのデータを判別するためのしきい値とビットエラーレートの測定結果との関係を示すグラフである。
【図９】図１に示した再生装置における、データ１の分散とデータ０の分散との全ての組み合せに対するビットエラーレートを示すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した再生装置に備えられる分散演算回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１０に示した再生装置における、再生信号の分布とＳ０Ｌ，Ｓ０Ｈ，Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｈとの関係の一例を示すグラフである。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態にかかる再生装置に備えられるデータ判別回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３の再生装置における、Ｓｔａｒｔ信号の発生タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図１５】図１３の再生装置における、Ｓｔａｒｔ信号発生タイミングの他の例を示すタイミングチャートである。
【図１６】本発明の他の実施形態にかかる再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示した再生装置によって再生される信号の分布を示すグラフである。
【図１８】従来の復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】従来の復号装置における、復号計算に用いる標準偏差とビットエラーレートとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１９１】
１  媒体（情報記録媒体）
２  再生ヘッド（再生手段）
４  復号回路（復号手段）
５  データ判別回路（統計量算出手段、データ判別手段）
５ｂ  データ判別回路（統計量算出手段、データ判別手段）
６，７  分散算出回路（統計量算出手段、算出手段）
８  分散演算回路（統計量算出手段）
９  差動回路（統計量算出手段、差動検出手段）
１０  絶対値計算回路（統計量算出手段、絶対値算出手段）
１１  分散算出回路（統計量算出手段、算出手段）
５１  比較回路（第１比較手段）
５２  仮データ１平均値演算回路（平均値算出手段）
５３  仮データ０平均値演算回路（平均値算出手段）
５４  比較回路（第２比較手段）
５５  しきい値計算回路（しきい値計算手段）
５６  選択回路（選択手段）
５７  データ発生器（データ発生手段）
８１  確率検出回路（確率算出手段Ａ、第１確率算出手段）
８２  確率検出回路（確率算出手段Ｂ、第２確率算出手段）
８３  確率検出回路（確率算出手段Ａ、第３確率算出手段）
８４  確率検出回路（確率検出手段Ｂ、第４確率算出手段）
８５  σ０計算回路（算出手段、第１算出手段）
８６  σ１計算回路（算出手段、第２算出手段）
１００，１００ｂ，１００ｄ  再生装置
【図１】
0004545684.tif 000023
【図２】
0004545684.tif 000024
【図３】
0004545684.tif 000025
【図４】
0004545684.tif 000026
【図５】
0004545684.tif 000027
【図６】
0004545684.tif 000028
【図７】
0004545684.tif 000029
【図８】
0004545684.tif 000030
【図９】
0004545684.tif 000031
【図１０】
0004545684.tif 000032
【図１１】
0004545684.tif 000033
【図１２】
0004545684.tif 000034
【図１３】
0004545684.tif 000035
【図１４】
0004545684.tif 000036
【図１５】
0004545684.tif 000037
【図１６】
0004545684.tif 000038
【図１７】
0004545684.tif 000039
【図１８】
0004545684.tif 000040
【図１９】
0004545684.tif 000041