(57)【要約】【課題】誤り訂正能力の高い復号が可能な復号装置を提供する。【解決手段】ｍビットのデータビットが所定の変調則にしたがってｎビットの変調ビット（ただし、ｍ＜ｎ）に変換されると共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、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する確率算出回路５と、確率算出回路５により算出された複数の確率を用いて尤度情報を算出する尤度比算出回路７と、尤度比算出回路７により算出された尤度情報を用いて上記データ信号列の復号を行う復号回路８とを備えている。【選択図】図１
2007272973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍビットのデータビットが所定の変調則にしたがってｎビットの変調ビット（ただし、ｍ＜ｎ）に変換されると共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、
２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する確率算出手段と、
上記確率算出手段により算出された複数の確率を用いて尤度情報を算出する尤度情報算出手段と、
上記尤度情報算出手段により算出された尤度情報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する復号装置。
【請求項２】
上記確率算出手段により算出された複数の確率の内、数値の高い少なくとも１つの確率を選択する確率選択手段をさらに備え、
上記尤度情報算出手段は、上記確率選択手段により選択された確率を用いて尤度情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
【請求項３】
上記確率算出手段は、上記ｎビットのデータ信号列におけるそれぞれの値から算出した差分値を用いて、上記確率を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の復号装置。
【請求項４】
上記確率算出手段は、上記データ信号列の変調ビットパターンと、上記複数の変調ビットパターンとの一致度から上記確率を計算することを特徴とする請求項１または２に記載の復号装置。
【請求項５】
上記ｎビットのデータ信号列におけるそれぞれのｎビットの値の内、最大となるそれぞれの値の平均値が所定の値となるように、上記データ信号列の振幅を調整する振幅調整手段をさらに備え、
上記確率算出手段は、上記振幅調整手段により調整されたデータ信号列を用いて上記確率を算出することを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
【請求項６】
ｍビットのデータビットを所定の変調則にしたがってｎビットの変調ビット（ただし、ｍ＜ｎ）に変換されると共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、
２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンに基づいて、上記データ信号列が上記データビットとなる確率を算出するデータビット確率算出手段と、
上記データビット確率算出手段により算出された複数の確率の内、数値の高い少なくとも１つの確率を選択するデータビット確率選択手段と、
上記データビット確率選択手段により選択された確率を用いて尤度情報を算出する尤度情報算出手段と、
上記尤度情報算出手段により算出された尤度情報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する復号装置。
【請求項７】
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１〜６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８】
ｍビットのデータビットが所定の変調則にしたがってｎビットの変調ビット（ただし、ｍ＜ｎ）に変換されると共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、
２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する確率算出工程と、
上記確率算出工程により算出された複数の確率を用いて尤度情報を算出する尤度情報算出工程と、
上記尤度情報算出工程により算出された尤度情報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する復号方法。
【請求項９】
請求項１〜６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１０】
請求項９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。
【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】
また、記録媒体上に記録されるマークの密度を制限するため、記録するデータビットを所定の変調則にしたがって変換する変調回路が一般的に用いられている。そして、反復復号法と変調回路とを組み合わせた復号装置の一例が、特許文献１に開示されている。
【０００７】
以下に、従来の復号装置について説明する。図１１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】
媒体１０１は情報を記録する担体であり、例えば、ホログラム記憶媒体が用いられる。再生ヘッド１０２は、媒体１０１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１０２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。そして、再生ヘッド１０２により生成された再生信号は、差分値算出回路１０３および尤度情報算出回路１０４で処理された後、復号回路１０５において復号される。
【０００９】
ここで、データビットと再生信号との関係である変調則について説明する。変調方法については、従来から種々の方法が提案されているが、ここでは、一例として、２：４変調について説明する。図２（ａ）は、２：４変調における、データビットと変調ビットパターンとの関係を示す図である。
【００１０】
同図２（ａ）に示すように、２：４変調では、２ビットの記録データビットが４ビットの変調ビットパターンに変換される。具体的には、例えば、データビット（０，０）は、それに対応する４ビットの変調ビットパターンにおける右上のビットが１で、他のビットが０である２次元データに変換される。そして、データビットを記録する際には、データビットから変調ビットパターンへ変換を行い、得られた２次元の変調ビットパターンをホログラム記憶媒体に記録する。なお、再生時は、図２（ｂ）に示すように、４ビット分の再生信号を２ビットのデータビットに変換する。
【００１１】
このように、２：４変調では、記録および再生の際にデータビットを１ビットずつではなく、２ビット単位で処理している。
【００１２】
したがって、媒体１０１から読み出された再生信号は、そのまま復号されるのではなく、差分値算出回路１０３および尤度情報算出回路１０４において変調則に適した処理が行われた後、復号回路１０５に入力される。
【００１３】
次に、復号回路１０５において行われる復号処理について説明する。この復号処理としては、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、下記（１）式の計算を行う。
【００１４】
【数１】
2007272973.tif 000003
【００１５】
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。
【００１６】
【数２】
2007272973.tif 000004
【００１７】
一方、変数ノード処理は下記（３）式を用いて行われる。
【００１８】
【数３】
2007272973.tif 000005
【００１９】
ここで、λｎは受信語ｙｎから算出される対数尤度情報であり、ここでは、下記（４）式のように対数尤度比（ＬＬＲ）で定義される。
【００２０】
【数４】
2007272973.tif 000006
【００２１】
ここで、Ｐ（ｙｎ｜ｘｎ＝０）は、記録されたデータｘｎが０であるとき、再生信号ｙｎが得られる確率を示している。
【００２２】
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。
【００２３】
【数５】
2007272973.tif 000007
【００２４】
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。
【００２５】
次に、上記（４）式で表される尤度情報の求め方について説明する。２：４変調では、上記（４）式に含まれる受信語ｙｎは、４ビット分の再生信号に所定の演算を行うことにより得られる値である。従来においては、差分計算により受信語ｙｎを求めている。この差分計算の方法としては、次の３通りが挙げられる。
【００２６】
【数６】
2007272973.tif 000008
【００２７】
【数７】
2007272973.tif 000009
【００２８】
【数８】
2007272973.tif 000010
【００２９】
ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４は、４ビット分の再生信号を信号レベルが高い順に並べたものであり、ｐ１≧ｐ２≧ｐ３≧ｐ４である。差分値算出回路１０３では、これら３通りの計算方法のうちのいずれか１つの方法が実行される。
【００３０】
ここで、ノイズがない理想的な再生信号を仮定すると、ｐ１＝１、ｐ２＝ｐ３＝ｐ４＝０であり、ｙｎ＝１となる。また、ノイズがある場合、受信語ｙｎの分布は、図４に示すように、ｙｎ＝１を平均値とする正規分布となる。
【００３１】
なお、上記（６）式、（７）式、（８）式で与えられる差分計算の結果には、記録されたデータビットｘｎが０であるか、１であるかという区別がない。よって、従来では一旦データビットｘｎの推定値を求め、得られた各データビットが０であるか、１であるかという結果を尤度情報の算出に反映させている。
【００３２】
すなわち、記録されたデータビットｘｎが０と推定された場合は、尤度情報は下記（９）式となる。
【００３３】
【数９】
2007272973.tif 000011
【００３４】
また、記録されたデータｘｎビットが１と推定された場合は、尤度情報は下記（９）式となる。
【００３５】
【数１０】
2007272973.tif 000012
【００３６】
なお、上記（９）式および（１０）式の尤度情報の算出処理は、尤度情報算出回路１０４で実行される。
【００３７】
このようにして得られた尤度情報を用いて、復号回路１０５において復号が行われる。
【特許文献１】特開２００５−３０２０７９号公報（２００５年１０月２７日公開）
【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】
【００３８】
ところが、上記従来の構成では、以下のような問題点がある。
【００３９】
上述のように、従来の構成では、再生信号を一旦、仮に復調し、すなわち、記録されたデータビットｘｎが０であるか、または１であるかの推定を行い、推定された値を用いて尤度情報を算出している。このように、上記推定は、尤度情報が得られる前に仮に行われるため、誤り訂正されてはおらず、多くの誤りを含んでいる可能性がある。そのため、得られる尤度情報の信頼度も低いものとなる。
【００４０】
また、上記（６）式、（７）式、（８）式に示すように、４ビット分の再生信号の内、信号レベルが最も大きいビットから他のビットの信号レベルを減算している。これは、換言すると、２：４変調において発生する可能性がある４種類の変調ビットパターンの組み合わせの内、１種類のみを用いて尤度情報の算出を行っていることになる。
【００４１】
具体的には、例えば、４ビット分の再生信号の内、右上の信号レベルが最も大きい場合は、この信号レベルが、上記（６）式〜（８）式において、ｐ１として用いられる。そして、この場合は、図２（ｂ）に示すように、データビットとして（０，０）であることに対応している。したがって、上記の場合には、１種類の変調ビットパターンからデータビットが（０，０）となる確率のみを用いて尤度情報を算出していることになる。本来、尤度情報の算出には、上記（４）式に示したように、データビットが０になる確率と１になる確率とを用いる必要があるが、この場合では０になる確率しか用いていないことになるため、得られる尤度情報は不正確なものとなってしまう。そのため、復号装置における誤り訂正能力の低下を招くことになる。
【００４２】
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、誤り訂正能力の高い復号が可能な復号装置、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である。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明の復号装置は、上記の課題を解決するために、ｍビットのデータビットが所定の変調則にしたがってｎビットの変調ビット（ただし、ｍ＜ｎ）に変換されると共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、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する確率算出手段と、上記確率算出手段により算出された複数の確率を用いて尤度情報を算出する尤度情報算出手段と、上記尤度情報算出手段により算出された尤度情報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。
【００４４】
また、本発明の復号方法は、上記の課題を解決するために、ｍビットのデータビットが所定の変調則にしたがってｎビットの変調ビット（ただし、ｍ＜ｎ）に変換されると共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、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する確率算出工程と、上記確率算出工程により算出された複数の確率を用いて尤度情報を算出する尤度情報算出工程と、上記尤度情報算出工程により算出された尤度情報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。
【００４５】
上記の構成によれば、確率算出手段が、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する。そして、尤度情報算出手段が確率算出手段の算出した複数の確率を用いて尤度情報を算出し、復号手段が尤度情報算出手段の算出した尤度情報を用いてデータ信号列の復号を行う。
【００４６】
なお、２ｎ種類の中から選択された複数の変調ビットパターンとは、２ｎ種類の変調パターンからｍビットのデータビットを表現するために選択された変調パターン、すなわち２ｍ種類の変調パターンを言う。
【００４７】
ここで、２：４変調（ｍ＝２、ｎ＝４）の場合を例に挙げて説明する。２：４変調では全ての変調パターンすなわち２４＝１６通りから、２ビットのデータビットを表現するための変調パターンすなわち２２＝４通りが選択される。したがって、上記の構成では、確率算出手段により４通りの確率が算出される。つまり、２ビットのデータビットにおいて、１番目のビットが０となる確率および１となる確率、２番目のデータビットが０となる確率および１となる確率の４通りの確率が算出される。
【００４８】
これに対して、従来の復号装置では、まずデータビットの推定を行い、推定結果として得られる特定の１種類の変調ビットパターンについて確率を算出し、この確率を用いて尤度情報を算出し復号処理を行っている。すなわち、１種類の変調ビットパターンについての１種類の確率を算出している。そのため、データビットの１番目（または２番目）のビットが０となる確率または１となる確率のどちらか一方の確率しか得られないため、不正確な尤度情報が算出される可能性がある。
【００４９】
この点、本発明の構成では、復号処理に必要な尤度情報を、複数の変調ビットパターンにおける複数の確率、すなわち上記の例ではデータビットの１番目（または２番目）のビットが０となる確率および１となる確率の両者の確率を用いて算出している。これにより、１種類の変調ビットパターンを用いて尤度情報を算出する従来と比較して、より正確な尤度情報を得ることができるため、誤り訂正能力の高い復号が可能となる。また、従来のようにデータビットの推定を行う必要もない。
【００５０】
また、本発明の復号装置は、上記記載の復号装置において、上記確率算出手段により算出された複数の確率の内、数値の高い少なくとも１つの確率を選択する確率選択手段をさらに備え、上記尤度情報算出手段は、上記確率選択手段により選択された確率を用いて尤度情報を算出することが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、確率選択手段が、上記確率算出手段により算出された複数の確率の内、数値の高い少なくとも１つの確率を選択し、選択された確率を用いて尤度情報算出手段が尤度情報を算出する。これにより、全ての変調ビットパターンの確率を用いることなく、正確な尤度情報を得ることができるため、回路構成の簡略化および処理の高速化を実現した、誤り訂正能力の高い復号装置を提供できる。
【００５２】
また、本発明の復号装置は、上記記載の復号装置において、上記確率算出手段は、上記ｎビットのデータ信号列におけるそれぞれの値から算出した差分値を用いて、上記確率を算出することが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、差分値を用いて確率を算出しているので、計算処理を簡素化できる。これにより、復号装置の回路構成を簡略化できる。
【００５４】
また、本発明の復号装置は、上記記載の復号装置において、上記確率算出手段は、上記データ信号列の変調ビットパターンと、上記複数の変調ビットパターンとの一致度から上記確率を計算することが好ましい。
【００５５】
上記の構成によれば、上記データ信号列の変調ビットパターンと、上記複数の変調ビットパターンとの一致度から上記確率を計算しているため、常に正確な確率を算出することができる。なお、一致度の指標としては、例えば、ユークリッド距離、平方ユークリッド距離、相互相関係数を用いる方法が挙げられる。
【００５６】
また、本発明の復号装置は、上記記載の復号装置において、上記ｎビットのデータ信号列におけるそれぞれのｎビットの値の内、最大となるそれぞれの値の平均値が所定の値となるように、上記データ信号列の振幅を調整する振幅調整手段をさらに備え、上記確率算出手段は、上記振幅調整手段により調整されたデータ信号列を用いて上記確率を算出することが好ましい。
【００５７】
上記の構成によれば、振幅調整手段が、上記ｎビットのデータ信号列におけるそれぞれのｎビットの値の内、最大となるそれぞれの値の平均値が所定の値となるように、上記データ信号列の振幅を調整する。そして、確率算出手段は、上記振幅調整手段により調整されたデータ信号列を用いて上記確率を算出する。これにより、平均値を実測する必要がなく、復号装置の回路構成を簡略化できる。
【００５８】
また、本発明の復号装置は、上記の課題を解決するために、ｍビットのデータビットを所定の変調則にしたがってｎビットの変調ビット（ただし、ｍ＜ｎ）に変換されると共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、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンに基づいて、上記データ信号列が上記データビットとなる確率を算出するデータビット確率算出手段と、上記データビット確率算出手段により算出された複数の確率の内、数値の高い少なくとも１つの確率を選択するデータビット確率選択手段と、上記データビット確率選択手段により選択された確率を用いて尤度情報を算出する尤度情報算出手段と、上記尤度情報算出手段により算出された尤度情報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。
【００５９】
上記の構成によれば、データビット確率算出手段は、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンに基づいて、上記データ信号列が上記データビットとなる確率を算出し、データビット確率選択手段は、データビット確率算出手段の算出した複数の確率の内、数値の高い少なくとも１つの確率を選択する。そして、尤度情報算出手段が、データビット確率選択手段の選択した確率を用いて尤度情報を算出し、復号手段が、尤度情報算出手段の算出した尤度情報を用いて上記データ信号列の復号を行う。
【００６０】
従来の復号装置では、まずデータビットの推定を行い、推定結果として得られる特定の１種類の変調ビットパターンについて確率を算出し、この確率を用いて尤度情報を算出し復号処理を行っている。
【００６１】
これに対して、本発明の構成では、複数の変調ビットパターンを用い、この変調ビットパターンに基づいて、復号処理に必要な尤度情報を算出している。すなわち、尤度情報は、複数の変調ビットパターンに基づいて算出された、データ信号列がデータビットとなる複数の確率の内、数値の高い少なくとも１つの確率を用いて算出している。これにより、より正確な尤度情報を得ることができるため、誤り訂正能力の高い復号が可能となる。また、従来のようにデータビットの推定を行う必要もない。
【００６２】
また、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を備えていることを特徴としている。そのため、情報記録媒体から読み出された情報を、正確に復号することが可能となる。
【００６３】
なお、上記携帯端末装置は、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各手段として動作させることにより上記携帯端末装置をコンピュータにて実現させる各装置の制御プログラム、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、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００６４】
本発明の復号装置は、以上のように、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する確率算出手段と、上記確率算出手段により算出された複数の確率を用いて尤度情報を算出する構成である。
【００６５】
また、本発明の復号方法は、２ｎ（ｎは整数）種類の中から選択された複数の変調ビットパターンにおいて、上記データ信号列の変調ビットパターンが上記選択された変調ビットパターンとなる確率を、上記複数の変調ビットパターン毎に算出する確率算出工程と、上記確率算出工程により算出された複数の確率を用いて尤度情報を算出する尤度情報算出工程とを含む構成である。
【００６６】
これにより、正確な尤度情報を得ることができるため、誤り訂正能力の高い復号ができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると以下の通りである。図１は、本実施形態に係る再生装置（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。
【００６８】
同図に示すように、再生装置１００は、媒体１、再生ヘッド２、ＡＧＣ回路３、等化回路４、確率算出回路５、加算回路６、尤度比算出回路７、復号回路８を備えている。なお、確率算出回路５、尤度比算出回路７、復号回路８が本実施形態に係る復号装置を構成している。
【００６９】
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。
【００７０】
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ＡＧＣ回路３に出力する。
【００７１】
ＡＧＣ回路３は、再生ヘッド２から入力された再生信号の振幅を一定となるよう調整する。ＡＧＣ回路３は、振幅を調整した再生信号を等化回路４に出力する。
【００７２】
等化回路４は、ＡＧＣ回路３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、等化回路４は、等化処理を行ったページデータを、確率算出回路５に出力する。
【００７３】
確率算出回路（確率算出手段）５は、等化処理されたページデータから、読み出された再生信号が得られる確率を算出する。確率算出回路５は、Ｐ（０，０）算出回路５ａ、Ｐ（０，１）算出回路５ｂ、Ｐ（１，０）算出回路５ｃ、Ｐ（１，１）算出回路５ｄを含んでいる。ここで、データビットと再生信号との関係である変調則について以下に説明する。なお、変調方法については、種々の方法が提案されているが、本実施形態では、一例として、２：４変調について説明する。
【００７４】
２：４変調における、データビットと変調ビットパターンとの関係を図２（ａ）に示す。２：４変調では、２ビットの記録データビットが４ビットの変調ビットパターンに変換される。例えば、データビット（０，０）は、それに対応する４ビットの変調ビットパターンにおける右上のビットが１で、他のビットが０である２次元データに変換される。データビットを記録する際には、データビットから変調ビットパターンへの変換を行い、得られた２次元の変調ビットパターンをホログラム記憶媒体に記録する。再生時には逆に４ビット分の再生信号を２ビットのデータビットに変換する。図２（ｂ）は、再生時の変換を示す図である。
【００７５】
以上説明したように、２：４変調では、記録および再生の際にデータビットを１ビットずつではなく、２ビット単位で処理している。
【００７６】
また、一般に、ｍビットのデータビットをｎビットの変調ビットパターンに変換する変調方式（ｍ＜ｎ）においては、２ｎ種類の変調ビットパターンの組み合せの中から、ｍビットのデータビットを表現するのに必要な２ｍ種類を選択している。この結果、変換に用いられない変調ビットパターンの組み合せが２ｎ−ｍ種類残ることになる。そのため、冗長度が増加し、誤った変調ビットパターンに復号される可能性を低減することができる。
【００７７】
ここで、Ｐ（０，０）は、読み出されたデータビットが（０，０）と仮定した場合に、読み出された再生信号が得られる確率を意味しており、Ｐ（０，０）算出回路５ａは、等化回路４から入力されるページデータからＰ（０，０）を算出する。同様に、Ｐ（０，１）算出回路５ｂ、Ｐ（１，０）算出回路５ｃ、Ｐ（１，１）算出回路５ｄは、それぞれＰ（０，１）、Ｐ（１，０）、Ｐ（１，１）を算出する。
【００７８】
加算回路６はＰ（０，０）算出回路５ａ、Ｐ（０，１）算出回路５ｂ、Ｐ（１，０）算出回路５ｃ、Ｐ（１，１）算出回路５ｄで得られた確率を加算する回路である。加算回路６は、加算処理を行った確率を、尤度比算出回路７に出力する。
【００７９】
尤度比算出回路（尤度情報算出手段）７は、加算回路６から入力された確率を用いて尤度比を算出する。尤度比算出回路７は、算出した尤度比を復号回路８に出力する。
【００８０】
復号回路８は、復号回路８から入力された尤度比を用いて、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８においてＬＤＰＣ復号によって復号するものとする。
【００８１】
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。
【００８２】
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（１１）式の計算を行う。
【００８３】
【数１１】
2007272973.tif 000013
【００８４】
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（１２）式で定義される。
【００８５】
【数１２】
2007272973.tif 000014
【００８６】
一方、変数ノード処理は、下記（１３）式を用いて行われる。
【００８７】
【数１３】
2007272973.tif 000015
【００８８】
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（１４）式で定義される。
【００８９】
【数１４】
2007272973.tif 000016
【００９０】
ここで、Ｐ（ｙｎ｜ｘｎ＝０）は、記録されたデータｘｎが０であるとき、再生信号ｙｎが得られる確率を示している。
【００９１】
上記（１１）式および（１３）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（１５）式として求める。
【００９２】
【数１５】
2007272973.tif 000017
【００９３】
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。
【００９４】
次に、上記（１４）式で用いられる２つの確率の求め方について説明する。
【００９５】
Ｐ（ｙｎ｜ｘｎ＝０）は、記録されたデータビットｘｎが０であるとき、受信語ｙｎが得られる確率を示している。ここで、受信語ｙｎは、４ビット分の再生信号に所定の演算を行うことにより得られる値である。受信語ｙｎの具体的な演算方法については後述する。
【００９６】
前述のように、２：４変調の場合は、４ビット分の再生信号から２ビットのデータビットが得られる。しかし、同じ４ビット分の再生信号から得られるデータビットであっても、２ビットのデータビットにおける１番目のビットが０の確率と２番目のビットが０の確率は個別に計算する必要がある。例えば、記録したデータビットが（０，１）であれば、１番目のビットとして０を記録したので、再生されるデータビットが０となる確率は高いが、２番目のビットとしては１を記録したので、再生されるデータビットが０となる確率は低くなる。
【００９７】
また、１番目のビットが０になるのは、（０，０）の場合と（０，１）の場合とが考えられるので、１番目のビットが０となる確率としては、これら２つの場合の確率を加算する必要がある。すなわち、１番目のデータビットが０の確率はＰ（０，０）とＰ（０，１）との和であり、２番目のデータビットが０の確率はＰ（０，０）とＰ（１，０）との和である。これらは、下記（１６）式、（１７）式で表される。なお、この加算処理は加算回路６で行われる。
【００９８】
【数１６】
2007272973.tif 000018
【００９９】
【数１７】
2007272973.tif 000019
【０１００】
同様に、各データビットが１の確率は、下記（１８）式、（１９）式で表される。
【０１０１】
【数１８】
2007272973.tif 000020
【０１０２】
【数１９】
2007272973.tif 000021
【０１０３】
上記（１６）式〜（１９）式から算出された確率を上記（１４）式に代入すれば、対数尤度比が求められる。すなわち、２ビットのデータビットにおける、１番目のデータビットと２番目のデータビットとに対する、対数尤度比λ１ｎ、λ２ｎはそれぞれ下記（２０）式、（２１）式として求められる。
【０１０４】
【数２０】
2007272973.tif 000022
【０１０５】
【数２１】
2007272973.tif 000023
【０１０６】
次に、Ｐ（０，０）、Ｐ（０，１）、Ｐ（１，０）、Ｐ（１，１）の算出方法について説明する。受信語ｙｎの求め方としては、種々の方法が考えられるが、ここでは、差分値を用いる方法について説明する。
【０１０７】
受信語ｙｎを求める対象である４ビット分の再生信号の値を図３に示すように、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４と仮定する。記録されたデータビットが（０，０）の場合において、ノイズがない理想的な条件では、ｒ２＝１、ｒ１＝ｒ３＝ｒ４＝０である。また、ノイズがある場合には、ノイズの影響によりｒ２の信号レベルが低下し、また、ｒ１、ｒ３、ｒ４の信号レベルが増加することによって、検出誤りが発生する。ここでは、ｙｎを差分値として求めるので、Ｐ（０，０）の場合、下記（２２）式で表せる。
【０１０８】
【数２２】
2007272973.tif 000024
【０１０９】
ここで、ｍａｘ（）は、括弧内の複数の要素の内、最大の値を返す関数である。すなわち、上記（２２）式では、ｒ１、ｒ３、ｒ４の中で最大の信号レベルを返す。この差分計算は、他の方法に比較して計算が容易なため、回路の簡略化、計算処理の高速化に有用である。
【０１１０】
また、同様にしてＰ（０，１）、Ｐ（１，０）、Ｐ（１，１）の場合の受信語ｙｎは、それぞれ下記（２３）式、（２４）式、（２５）式として求められる。
【０１１１】
【数２３】
2007272973.tif 000025
【０１１２】
【数２４】
2007272973.tif 000026
【０１１３】
【数２５】
2007272973.tif 000027
【０１１４】
これら、４つの受信語の計算式（（２２）式〜（２５）式）は、変調則に基づいて決定されるものであり、従来のように再生信号からデータビットを推定する必要はない。
【０１１５】
ここで、再生信号ｙｎは、記録データビットｘｎにノイズが無い場合は１であり、記録データビットｘｎにノイズがある場合は１を平均値とする正規分布となる。図４は、ｙｎの分布を示すグラフである。このとき、Ｐ（０，０）は、下記（２６）式で表される。
【０１１６】
【数２６】
2007272973.tif 000028
【０１１７】
ここで、σは、記録されたデータの標準偏差であり、媒体１、再生ヘッド２および各回路において生じるノイズ量によって変化する。σは、再生信号ｙｎのばらつきを測定することにより容易に得られるので、媒体毎に測定することが望ましい。また、σが媒体毎に変わらないことが予め確認されている場合は、適切な値を装置に記憶させておき、その値を計算に使用しても良い。
【０１１８】
また、上記（２６）式では、平均値を１として計算しているが、これは、４ビット分の再生信号の内、それぞれで最大となる値の平均値が１となるように、ＡＧＣ回路３の目標値を設定することにより実現される。本実施例の場合は、４ビットずつ復号処理を行う構成であるため、それらの４ビットの内、それぞれで最も大きな値を抽出し、抽出されたそれぞれの値の平均値が１となるように目標値を設定する。このようにすれば、ｙｎの平均値を再生信号から求める必要がないので、回路構成を簡略化できる。
【０１１９】
また、ｙｎの平均値を再生信号から実測により求めても良い。ＡＧＣ回路３により再生信号の平均値が目標値と一致するように制御したとしても、制御誤差が残ることは避けられないが、ｙｎの平均値を実測することにより、このような制御誤差の影響を取り除くことができる。したがって、回路構成の簡略化よりもｙｎの平均値の精度が重要な場合には、ｙｎの平均値を実測する方が好ましい。
【０１２０】
同様に、他の確率は、下記（２７）式、（２８）式、（２９）式として算出できる。
【０１２１】
【数２７】
2007272973.tif 000029
【０１２２】
【数２８】
2007272973.tif 000030
【０１２３】
【数２９】
2007272973.tif 000031
【０１２４】
したがって、対数尤度比は、下記（３０）式および（３１）式として算出できる。
【０１２５】
【数３０】
2007272973.tif 000032
【０１２６】
【数３１】
2007272973.tif 000033
【０１２７】
尤度比算出回路７では、上記（３０）式および（３１）式に示す計算処理を行い、各データビットの対数尤度比λ１ｎ、λ２ｎを出力する。
【０１２８】
以上説明した各部での計算により再生信号が処理される過程を図５に模式的に示す。図５では、ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２，ｉ＋３の４つの再生信号を示している。
【０１２９】
まず、ｉ番目の４ビット分の再生信号に基づいて、Ｐｉ（０，０）、Ｐｉ（０，１）、Ｐｉ（１，０）、Ｐｉ（１，１）の４つの確率が、Ｐ（０，０）算出回路５ａ、Ｐ（０，１）算出回路５ｂ、Ｐ（１，０）算出回路５ｃ、Ｐ（１，１）算出回路５ｄによりそれぞれ算出される。
【０１３０】
次に、算出された４つの確率を用いて、加算回路６および尤度比算出回路７により尤度比λ１ｉ，λ２ｉが算出される。同様にして、ｉ＋１番目の４ビット分の再生信号に基づいて、λ１ｉ＋１，λ２ｉ＋１が算出される。
【０１３１】
そして、上記の演算を繰り返して、復号計算に必要な全ての尤度比が得られたら、復号回路８により復号処理が行われる。その結果、復号された再生データビット列〔・・・,Ｃｋ，Ｃｋ＋１，Ｃｋ＋２，Ｃｋ＋３，Ｃｋ＋４，Ｃｋ＋５，Ｃｋ＋6，Ｃｋ＋7，・・・〕が得られる。
【０１３２】
なお、上述した、４ビット分の再生信号の内、最大であるものの平均値が１となるように、ＡＧＣ回路３の目標値を設定する構成について、図５を用いて具体的に説明する。ｉ番目の４ビット中で最大の値は、０．９となり、同様に（ｉ＋１）番目では、１．１、（ｉ＋２）番目では、０．８、（ｉ＋３）では１．０となる。したがって、これらの平均値は（０．９＋１．１＋０．８＋１．０）／４＝０．９５として求められる。本実施形態では、この平均値が所定値（例えば１．０）となるように、再生信号のゲインをＡＧＣで調整する構成である。
【０１３３】
以上説明した例においては、復号処理をハードウェアとして構成するようにしたが、同一の処理をソフトウェアによって実現することもできる。この場合のフローチャートを図６に示す。処理の内容、順序はハードウェアで構成した場合と同一である。
【０１３４】
まず、再生信号の差分値から受信語ｙｎを算出する（ステップ１）。次に、算出された受信語ｙｎから、確率Ｐ（０，０）、Ｐ（０，１）、Ｐ（１，０）、Ｐ（１，１）を算出する（ステップ２）。次に、得られた４つの確率から対数尤度比λ１ｎ，λ２ｎを算出する（ステップ３）。
【０１３５】
最後に、得られた対数尤度比を用いて復号を行い、再生データビットを得る（ステップ４）。
【０１３６】
以上、説明したように、本実施形態によれば、２：４変調の変換に用いられる、全ての変調ビットパターンに対して確率を求めた後、各データビットの対数尤度比を、各データビットが０または１となる全ての変調ビットパターンの確率から計算しているため、正確な尤度情報を得ることができる。
【０１３７】
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７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。同図において「実施例１」として表示したのが、本実施形態による実験結果である。なお、ＬＤＰＣ符号の符号長は２０４８ビット、符号化率は０．８７とした。また、比較例として、従来例による尤度情報を用いて復号処理を行った結果を示している。
【０１３８】
この図に示したように、再生装置１００を用いることにより、従来と比べてｂＥＲを大幅に改善できた。すなわち、すなわち、ＬＤＰＣ符号と変調とを組合わせる場合、各データビットが０または１となる全ての場合の確率を用いて対数尤度比を算出し、それを用いて復号処理することにより、ｂＥＲを低減できる。
【０１３９】
本実施形態においては、２：４変調を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の変調方式と組合わせることも可能である。例えば、５：９変調の場合、５ビットのデータビットが９ビットの変調ビットパターンに変換される。よって、再生時には、９ビット分の再生信号を５ビットのデータビットへ変換する必要がある。この場合、対数尤度比の算出に必要となるデータビットが、０および１となる確率は、５ビットのデータビットをｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５とすると、確率Ｐ（ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５）の和として求められる。例えば、１番目のデータビットｂ１が、０となる確率を求めるには、２：４変調の場合と同様に、ｂ１が０となる全てのｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５の組合わせについて確率Ｐ（ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５）を求め、更にその和を求めれば良い。この場合、ｂ１＝０なので、それ以外の４ビットの組合わせとなり、合計１６個の確率を加算することになる。
【０１４０】
〔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。
【０１４１】
図８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における加算回路６の代わりに、確率選択回路９を備えている。なお、確率算出回路５、確率選択回路９、尤度比算出回路７、復号回路８が本実施形態にかかる復号装置を構成している。
【０１４２】
本実施形態においては、Ｐ（０，０）算出回路５ａ、Ｐ（０，１）算出回路５ｂ、Ｐ（１，０）算出回路５ｃ、Ｐ（１，１）算出回路５ｄの出力が、確率選択回路９に入力される。
【０１４３】
確率選択回路（確率選択手段）９は、Ｐ（０，０）算出回路５ａ、Ｐ（０，１）算出回路５ｂ、Ｐ（１，０）算出回路５ｃ、Ｐ（１，１）算出回路５ｄで得られた４つの確率の内、確率の高い２つを選択し、尤度比算出回路７に出力する。
【０１４４】
このように、本実施形態では、確率算出回路５の出力として得られる４つの確率全てではなく、確率の高い２つのみを尤度比算出回路７で用いる構成である。その他の構成は、上述の実施形態１と同一である。
【０１４５】
次に、確率算出回路５および確率選択回路９における具体的な計算方法について説明する。なお、２ビットのデータビットの内、１番目のビットと２番目のビットとの確率を個別に求める点は実施形態１と同様である。
【０１４６】
本実施形態では、下記（３２）式のように、１番目のデータビットが０の確率としては、Ｐ（０，０）とＰ（０，１）との和ではなく、Ｐ（０，０）とＰ（０，１）との内、確率が大きい方が選択される。同様に、２番目のデータビットが０の確率としては、下記（３３）式のように、Ｐ（０，０）とＰ（１，０）との内、確率が大きい方が選択される。
【０１４７】
【数３２】
2007272973.tif 000034
【０１４８】
【数３３】
2007272973.tif 000035
【０１４９】
同様に、１番目および２番目の各データビットが１の確率は、それぞれ下記（３４）式および（３５）式として求められる。
【０１５０】
【数３４】
2007272973.tif 000036
【０１５１】
【数３５】
2007272973.tif 000037
【０１５２】
そして、上記（３２）式〜（３５）式により算出されたそれぞれの確率を用いて、上記（２０）式および（２１）式により、対数尤度比λ１ｎ、λ２ｎが得られる。
【０１５３】
以上のように、本実施形態では、確率Ｐ（０，０）、Ｐ（０，１）、Ｐ（１，０）、Ｐ（１，１）の内、その値が大きい２つを用いて、データビットが０および１となる確率を計算するため、加算処理を省略することができる。
【０１５４】
さらに、実施形態１で説明した、５：９変調を使用する場合には、この効果はより大きく現れる。５：９変調の場合は、実施形態１において説明したように、１６個の確率を加算する必要があるが、本実施形態によれば、１６個の確率の内、最大の値となるものだけを用い、加算処理を省略できるため、計算に必要な回路規模が小さくなるとともに、計算処理速度も向上する。
【０１５５】
次に、再生装置１００ｂ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７において「実施例２」として表示したのが、本実施形態による実験結果である。
【０１５６】
この図に示したように、再生装置１００ｂを用いることにより、従来と比べてｂＥＲを大幅に改善できた。また、「実施例１」と比較しても、ほぼ同等のｂＥＲが得られた。本実施形態においては、上記（３２）式〜（３５）式において、それぞれ２つの確率を比較し、確率が大きいものを使用する構成である。「実施例１」と「実施例２」との結果がほぼ同等だったのは、比較する２つの確率に大きな差があり、確率が大きいものが支配的であったためと考えられる。このような条件下であれば、再生装置１００ｂを適用してもｂＥＲの悪化はなく、計算量を削減できるので良好な結果が得られる。
【０１５７】
一方、比較する２つの確率に大きな差がない場合、再生装置１００ｂを適用するとｂＥＲが悪化することが予想される。例えば、上記（３２）式において、Ｐ（０，０）とＰ（０，１）とが同程度の値だった場合、これら２つの内どちらかの値のみを使うと、データビットが０となる確率が正しく得られない。よって、このような場合、再生装置１００を適用することが望ましい。
【０１５８】
以上の説明においては、複数の確率の内、最大のもののみを尤度比算出に用いるものとして説明したが、最大のもの１つに限定する必要はなく、確率の高い順に複数の確率を加算して用いるようにしても良い。例えば、５：９変調であれば、１６個の確率の中から確率の高い順に複数を選び、その加算値を尤度比算出に用いることができる。
【０１５９】
本実施形態の他の構成例を図９に示す。図９に示す復号装置は、図８における確率算出回路５、確率選択回路９および尤度比算出回路７の代わりに、ｙｎ算出回路１０、ｙｎ選択回路１１および尤度比算出回路１２を備えている。なお、図９では、図８に示す構成とは異なる構成を含む一部分のみを示している。
【０１６０】
ｙｎ算出回路（データビット確率算出手段）１０は、ｙｎ（０，０）算出回路１０ａ、ｙｎ（０，１）算出回路１０ｂ、ｙｎ（１，０）算出回路１０ｃ、ｙｎ（１，１）算出回路１０ｄを含み、それぞれの算出回路１０ａ〜１０ｄは上記（２２）式〜（２５）式の計算を行い、受信語ｙｎを算出する。
【０１６１】
ｙｎ選択回路（データビット確率選択手段）１１は、４つのｙｎ算出回路１０ａ〜１０ｄから、データビットが０となる確率が最大となるｙｎ０と、データビットが１となる確率が最大となるｙｎ１とを選択する。ｙｎは、前述のように、図４に示すように分布する。そのため、ｙｎが１のときに得られる確率が最も大きく、１から遠ざかるにつれて確率は低下する。したがって、ｙｎ選択回路１１は、１に最も近い確率を選択すれば良い。
【０１６２】
２：４変調の場合、データビット２ビット分ずつ処理を行い、また、１番目のビットと２番目のビットとで異なる計算が必要になる。１番目のビットが０である確率を計算するためのｙｎをｙ１ｎ０とし、１番目のビットが１である確率を計算するためのｙｎをｙ1ｎ１とすると、それぞれの確率は、下記（３６）式および（３７）式で表せる。
【０１６３】
【数３６】
2007272973.tif 000038
【０１６４】
【数３７】
2007272973.tif 000039
【０１６５】
ここで、ｍｉｎ（）は括弧内の複数の要素の内、最小の値を返す関数である。上記（３６）式および（３７）式により算出された確率を用いて、対数尤度比λ１ｎは下記（３８）式により求められる。
【０１６６】
【数３８】
2007272973.tif 000040
【０１６７】
同様に、２番目のビットに対しては、確率ｙ２ｎ０およびｙ２ｎ１は、それぞれ下記（３９）式および（４０）式で表せる。
【０１６８】
【数３９】
2007272973.tif 000041
【０１６９】
【数４０】
2007272973.tif 000042
【０１７０】
また、対数尤度比λ２ｎは、上記（３９）式および（４０）式により算出された確率を用いて、下記（４１）式により求められる。
【０１７１】
【数４１】
2007272973.tif 000043
【０１７２】
なお、上記（３６）式、（３７）式、（３９）式、（４０）式の計算処理は、ｙｎ選択回路１１で実行され、（３８）式および（４１）式の計算処理は、尤度比算出回路１２で実行される。
【０１７３】
上記の構成によれば、上記（３８）式および（４１）式に示すように、指数、対数計算が不要になるため、計算の簡素化が図れるという効果がある。ただし、複数の確率の内、確率が最大のもののみを使う場合にだけ計算式が簡素化できるため、複数の確率を尤度比算出に用いる必要がある場合には、図８の構成との差は無い。したがって、これらの点を考慮して、適用対象に応じて図８の構成とするか、図９の構成とするかを選択すれば良い。
【０１７４】
〔実施形態３〕
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。
【０１７５】
本実施形態においては、基本的な構成は図１に示す再生装置１００と同一である。異なる部分は、受信語ｙｎの計算方法である。上記実施形態１においては、ｙｎは差分値として求める構成であるが、本実施形態においては、ｙｎは理想的な再生信号との一致度を計算する構成である。
【０１７６】
ここでは、一致度の指標として、ユークリッド距離を用いた例について説明する。上記実施形態１と同様、受信語ｙｎを求める対象である４ビット分の再生信号の値を、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４と仮定する。記録されたデータビットが（０，０）の場合において、ノイズがない理想的な条件では、ｒ２＝１、ｒ１＝ｒ３＝ｒ４＝０である。Ｐ（０，０）の場合、理想的な再生信号とのユークリッド距離は、下記（４２）式で表せる。
【０１７７】
【数４２】
2007272973.tif 000044
【０１７８】
ｒ２は実際には、媒体１からの反射光量のばらつきなどのため、１からずれるため、１となるようにＡＧＣ回路（振幅調整手段）３で信号振幅の制御を行う必要がある。すなわち、４ビット分の再生信号の内、最大であるものの平均値が１となるように、ＡＧＣ回路３の目標値を設定することが好ましい。
【０１７９】
同様に、Ｐ（０，１）、Ｐ（１，０）、Ｐ（１，１）について、受信語ｙｎは、それぞれ、下記（４３）式、（４４）式、（４５）式で表せる。
【０１８０】
【数４３】
2007272973.tif 000045
【０１８１】
【数４４】
2007272973.tif 000046
【０１８２】
【数４５】
2007272973.tif 000047
【０１８３】
これ以降の復号化処理は、上記実施形態１における処理と同一である。
【０１８４】
ここで、ユークリッド距離を用いる利点について説明する。図１０は、撮像素子と光量分布との関係を模式的に示した図である。同図において、説明に必要な４ビット分の撮像素子のみを示し、丸は光が当たって明るくなっている様子を示す。記録されたデータビットが（０，０）のときの理想的な状態は、図１０（ａ）に示すように、４素子中の右上の素子にのみ光が入る場合である。この場合は、ｒ２＝１、ｒ１＝ｒ３＝ｒ４＝０である。
【０１８５】
これに対して、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、光量分布の位置がずれる場合がある。このような場合、例えば、図１０（ｂ）では、光量分布が図中の下方向のみにずれており、その結果として各素子の信号は、ｒ２＜１、ｒ１＝ｒ３＝０、ｒ４＞０となる。すなわち、ｒ２およびｒ４に０でない信号が現れる。上記実施形態１で用いた差分値では、この場合、ｙｎ（０，０）＝ｒ２−ｒ４という演算が行われ、ずれに応じて信号が１より低下するため、信号の劣化に対応したｙｎが得られる。
【０１８６】
ところが、図１０（ｃ）の場合、光量分布が図中の下方向と共に、左方向にもずれているため、各素子の信号は、ｒ２＜１、ｒ１＞０、ｒ３＝０、ｒ４＞０となる。この場合、上記実施形態１で用いた差分値では、ｒ１もしくはｒ４の内、大きな値を持つどちらか一方だけが、ｙｎの計算に用いられ、他方は無視される。その結果、信号の劣化が正しくｙｎに反映されない。
【０１８７】
これに対して、本実施形態で用いているユークリッド距離では、理想波形とどれだけ差があるかを全ての素子の出力を用いて計算するので、どのような場合でも常に正確なｙｎが得られる。
【０１８８】
以上説明したように、本実施形態では常に正確なｙｎを得られるが、一致度の計算は差分値の計算と比較して複雑になる。よって、ｙｎの精度が重要な場合、本実施形態のようにｙｎの計算に一致度を用い、簡素な計算が重要である場合、上記実施形態１のようにｙｎの計算に差分値を用いれば良い。
【０１８９】
なお、本実施形態においては、ユークリッド距離を例として説明したが、理想信号との一致度を示すものであれば、これに限定されない。例えば、一致度の指標としては、ユークリッド距離以外に平方ユークリッド距離や相互相関係数などを用いても良い。
【０１９０】
ここで、上記各実施形態にかかる再生装置は、反復復号法により情報の復号を行う復号手段を備え、ｍビットのデータビットをｎビットの変調ビット（ｍ＜ｎ）に変換する変調を用いて記録された媒体を再生する情報記憶媒体再生装置であって、上記媒体から再生された再生信号が、２ｎ種類の中から選ばれた複数の変調ビットパターンとなる確率を計算する確率計算手段と上記確率計算手段により計算された確率から尤度情報を計算する尤度情報計算手段を有する構成であってもよい。
【０１９１】
また、上記確率計算手段は、２ｎ種類の中から確率の高い順に選ばれた複数の変調ビットパターンについて確率を計算する構成であってもよい。
【０１９２】
また、上記確率計算手段は、上記媒体から再生された再生信号の差分値から確率を計算する構成であってもよい。
【０１９３】
また、上記確率計算手段は、上記媒体から再生された再生信号と、上記選ばれた複数の変調ビットパターンとの一致度から確率を計算する構成であってもよい。
【０１９４】
また、上記確率計算手段で必要となる平均値が所定の値となるように、再生信号の振幅を調整する振幅調整手段を有する構成であってもよい。
【０１９５】
最後に、上記各実施形態にかかる再生装置の各ブロック、特にＡＧＣ回路３、等化回路４、確率算出回路５、加算回路６、尤度比算出回路７，１２、復号回路８、確率選択回路９、ｙｎ算出回路１０、ｙｎ選択回路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構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１９６】
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）などを備えている。そして、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も、達成可能である。
【０１９７】
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。
【０１９８】
また、再生装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。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。
【０１９９】
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】
【０２００】
本発明は、変調則にしたがって変調を行う回路を備えた復号処理を行う再生装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の一実施形態における再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、所定の変調則にしたがって変換した場合の例を示す図である。
【図３】図２における変換されたビットの例を示す図である。
【図４】再生信号における信号レベルと頻度との関係を示すグラフである。
【図５】図１に示した再生装置における再生信号が処理される過程を模式的に示す図である。
【図６】図１に示した再生装置における再生信号が処理される動作例を示すフローチャートである。
【図７】図１に示した再生装置および実施形態２に示す再生装置において、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８】本発明の他の実施形態における再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態における再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】撮像素子と光量分布との関係を模式的に示した図である。
【図１１】従来の復号装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２０２】
１        媒体（情報記録媒体）
２        再生ヘッド（再生手段）
３        ＡＧＣ回路（振幅調整手段）
５        確率算出回路（確率算出手段）
５ａ      Ｐ（０，０）算出回路（確率算出手段）
５ｂ      Ｐ（０，１）算出回路（確率算出手段）
５ｃ      Ｐ（１，０）算出回路（確率算出手段）
５ｄ      Ｐ（１，１）算出回路（確率算出手段）
７、１２  尤度比算出回路（尤度情報算出手段）
８        復号回路（復号手段）
９        確率選択回路（確率選択手段）
１０        ｙｎ算出回路（データビット確率算出手段）
１０ａ      ｙｎ（０，０）算出回路（データビット確率算出手段）
１０ｂ      ｙｎ（０，１）算出回路（データビット確率算出手段）
１０ｃ      ｙｎ（１，０）算出回路（データビット確率算出手段）
１０ｄ      ｙｎ（１，１）算出回路（データビット確率算出手段）
１１        ｙｎ選択算出回路（データビット確率選択手段）
１００，１００ｂ  再生装置
【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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