СПОСОБ ОЦЕНКИ СИГНАЛА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ, БЛОК ОЦЕНКИ СИГНАЛА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО НА ОПТИЧЕСКОМ ДИСКЕ, ОСНАЩЕННОЕ ТАКИМ БЛОКОМ ОЦЕНКИ СИГНАЛА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ
METHOD OF ESTIMATING PLAYBACK SIGNAL, UNIT FOR ESTIMATING PLAYBACK SIGNAL AND DEVICE ON OPTICAL DISC EQUIPPED WITH SAID UNIT FOR ESTIMATING PLAYBACK SIGNAL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу оценки сигнала воспроизведения и блоку оценки сигнала воспроизведения, использующим систему PRML обработки сигнала, и к устройству на оптическом диске, содержащему такой блок оценки сигнала воспроизведения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
С недавнего времени длина самой короткой метки среди меток записи достигла предела оптического разрешения, и по мере увеличения плотности носителей на оптических дисках становится очевидным увеличение помех между символами и ухудшение SNR (отношения сигнал-шум), поэтому применение системы PRML (максимальная вероятность при частичном отклике) в качестве способа обработки сигналов становится весьма распространенным.
Система PRML представляет собой технологию, объединяющую декодирование с частичным откликом (PR) и по методу максимальной вероятности (ML), и является известной системой для выбора наиболее вероятной последовательности сигналов из воспроизводимого колебания в предположении наличия межсимвольных помех. В результате, как известно, повышается качество декодирования по сравнению с традиционной системой уровневого решения (см., например, непатентный документ 1).
С другой стороны, переход в системах обработки сигнала от уровневого решения к PRML привел к появлению некоторых проблем в способах оценки сигнала воспроизведения. Дрожание, которое является показателем оценки сигнала воспроизведения и которое традиционно применяется, основано на предположении, что обработка сигнала осуществляется при помощи системы уровневого решения. Это означает, что в некоторых случаях дрожание никак не коррелирует с качеством декодирования системы PRML, алгоритмы обработки сигнала которой отличны от системы уровневого решения. Поэтому был предложен новый показатель, коррелирующий с качеством декодирования системы PRML (см., например, патентный документ 1 и патентный документ 2).
Был также предложен новый показатель для сдвига положения (краевого сдвига) между меткой и промежутком, который является критическим для качества записи на оптическом диске (см., например, патентный документ 3). При использовании системы PRML этот показатель также должен коррелировать с характеристиками системы PRML и должен количественно выражать направление и величину сдвига края для каждой схемы согласно принципам системы PRML.
По мере увеличения плотности носителей на магнитных дисках проблема межсимвольных помех и ухудшения SNR становится более серьезной. В этом случае можно поддерживать системную устойчивость путем применения системы PRML более высокого уровня (см., например, непатентный документ 1). В случае носителя на оптическом диске, диаметр которого равен 12 см, а вместимость записи на записывающий слой составляет 25 Гб, системную устойчивость можно поддерживать путем применения системы PR1221 ML, но в случае емкости записи 33,3 Гб на записывающий слой необходимо применять систему PR12221 ML. Таким образом ожидается, что тенденция использовать систему PRML более высокого уровня будет сохраняться пропорционально увеличению плотности носителей на оптических дисках.
В патентном документе 1 и патентном документе 2 раскрыто применение "дифференциального показателя, который представляет собой разность сигналов воспроизведения между наиболее вероятной первой последовательностью перехода состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательностью перехода состояний" в качестве значения показателя.
Если имеется множество схем "наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний", которые могут породить ошибки, то эти схемы статистически обрабатываются на системном уровне. Этот способ обработки не раскрыт в патентном документе 1 и патентном документе 2. В патентном документе 5 раскрыты способ обнаружения множества схем "разностного показателя сигналов воспроизведения наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний", обнаруживаемых таким же образом, что и в патентном документе 1 и патентном документе 2, и обработка группы схем.
При обработке сигнала в системе PR12221 ML, которая раскрыта в патентном документе 5, существует три типа схем, которые легко могут породить ошибку (группа схем сливающихся путей, для которых Евклидово расстояние относительно мало). Вероятность генерации схемы и число ошибок, возникающих в схеме при ее генерировании, различается в зависимости от схемы, так что согласно патентному документу 5 стандартное отклонение σ определяется из распределения значений показателя, которые получают для каждой схемы, и прогноз ошибок, которые будут сгенерированы, основывается на вероятности генерирования схемы (частота встречаемости схемы относительно всех параметров) и числа ошибок, которое будет сгенерировано, когда схема содержит ошибку.
В патентном документе 5 способ, предполагающий, что распределение полученных значений показателя является нормальным распределением, и предсказывающий вероятность того, что значение показателя станет равно "0" или менее, на основании его стандартного отклонения σ и среднего значения дисперсии µ, то есть вероятность генерации битовой ошибки используется в качестве способа прогнозирования ошибок. Однако этот способ является общим способом для предсказания вероятности генерирования ошибок. Способ вычисления прогнозируемой частоты ошибок согласно патентному документу 5 характеризуется тем, что вероятность генерации определяется для каждой схемы, прогнозируемая частота ошибок вычисляется, и эта прогнозируемая частота ошибок служит в качестве ориентира качества сигнала.
Однако при помощи способа согласно патентному документу 5 нельзя точно предсказать частоту ошибок, если сигналы записи подвергаются искажениям при записи. Эта проблема становится особенно заметной, когда данные записываются при помощи термозаписи, как в случае оптического диска, поскольку искажения при записи обычно создаются тепловыми помехами. По мере увеличения плотности оптических дисков промежуток между впадинами записи еще больше уменьшается и ожидается рост тепловых помех, а потому в будущем не удастся избежать этой проблемы. Ниже описана проблема, связанная со способом вычисления прогнозируемой частоты ошибок согласно патентному документу 5, в котором нельзя соответствующим образом оценить качество сигнала для сигналов, имеющих искажения при записи.
На фиг.21 приведен пример частотного распределения разностного показателя для определенной схемы, который используется в качестве показателя сигнала в патентном документе 1 и патентном документе 5. Вообще говоря, разброс распределения разностного показателя вызван шумом, создаваемым оптическим диском. Шум при воспроизведении, создаваемый в оптическом диске, является случайным, а потому это распределение обычно является нормальным распределением. И этот разностный показатель определяется как "разностный показатель наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний" и представляет собой распределение, центр которого равен квадрату Евклидова расстояния между наиболее вероятной первой последовательностью перехода состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательностью перехода состояний идеального сигнала (далее называемого порогом обработки сигнала). Стандартное отклонение, центром которого является этот порог обработки сигнала, представляет собой значение показателя, определенного в патентном документе 1, патентном документе 2 и патентном документе 5. Вероятность того, что этот разностный показатель станет равен 0 или менее, соответствует предсказанной частоте ошибок. Эту предсказанную частоту ошибок можно определить при помощи обратной функции для интегральной функции распределения этого нормального распределения.
На фиг.21A приведена диаграмма распределения, когда во время записи не происходит никакого существенного искажения, а на фиг.21B и фиг.21C приведены диаграммы распределения в состоянии, когда записывающие края во впадинах записи смещены из-за тепловых помех и происходит искажение записи. Если искажение происходит из-за тепловых помех, частотное распределение разностного показателя для определенной последовательности становится нормальным распределением, центр которого смещен. Это смещение положения центра соответствует искажению, созданному тепловыми помехами. На фиг.21B и фиг.21C приведены случаи, когда произошел сдвиг на заданную величину в положительном и отрицательном направлении от центра распределения и определяемое значение показателя является одинаковым значением и для фиг.21B, и для фиг.21C и значение показателя возрастает, поскольку центр распределения сместился. Рост значения показателя должен означать рост вероятности генерирования ошибок, но в случае на фиг.21C число ошибок уменьшается.
Это связано с тем, что в случае на фиг.21B, где центр распределения смещен в сторону ближе к "0", вероятность генерирования ошибок (вероятность, что значение разностного показателя будет равна 0 или менее) возрастает, но в случае на фиг.21C, где центр распределения смещен в положительную сторону, вероятность генерирования ошибок уменьшается. Это обратное явление связано с тем, что ошибка генерируется только тогда, когда значение показателя, основанное на дифференциальном показателе, приближается к 0, что представляет собой серьезное отличие от дрожания временной оси, то есть значение показателя традиционно используется для оптических дисков. В случае обычного дрожания временной оси ошибки возрастают независимо от того, в какую сторону, положительную или отрицательную, смещается центр распределения, и потому вышеуказанная проблема не возникает.
Аналогичная проблема возникает также в случае, приведенном на фиг.21D. Фиг.21D является случаем, когда определенное распределение разностного показателя не является нормальным распределением. Это происходит, когда тепловые помехи во время записи велики, и тепловые помехи принимаются также от меток записи до и после "наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний". Величина тепловых помех различна в зависимости от длины метки записи до и после, и сдвиг положения метки записи создает распределение разностного показателя, в котором два нормальных распределения накладываются друг на друга (распределение 1 и распределение 2).
В распределении 2, где имеется смещение в положительную сторону от порога обработки сигнала, вероятность генерирования ошибок падает, но значение показателя, которое равно стандартному отклонению от порога обработки сигнала в качестве центра, возрастает из-за влияния распределения 2. Как и в случае на фиг.21C, частота ошибок также уменьшается при увеличении значения показателя. Таким образом, если применить к оптическому диску высокой плотности записи с большими тепловыми помехами уровень техники, известный из патентного документа 1 и патентного документ 5, то корреляция между значением показателя и частотой ошибок ухудшается.
Идея для решения этой проблемы раскрыта в патентном документе 4. Это способ подсчета числа разностных показателей, с которыми разностный показатель, полученный от заданной группы схем, становится меньше заданного порога (например, равен половине порога обработки сигнала). Раскрыт также способ определения прогнозируемой частоты ошибок на основе этого подсчитанного значения. В случае этого способа сторона распределения разностного показателя, ближняя к 0, то есть сторона, на которой имеется вероятность генерирования ошибки, используется в качестве целевого значения оценки, так что проблемы, указанные выше в патентном документе 1 и патентном документе 5, не возникают. Но возникает новая проблема, о которой говорится ниже, поскольку используется заданный порог и измеряется число разностных показателей, превышающих этот порог. Ниже приводится описание этой проблемы со ссылкой на фиг.21E.
На фиг.21E приведен пример подсчета разностных показателей распределения, которое превышает порог, равный половине порога обработки сигнала. Подсчитываются разностные показатели, которые меньше этого порога, и отношение параметра генерирования схемы и подсчитанного значения используется в качестве показателя сигнала. Если предположить, что распределение разностного показателя является нормальным на основании значения подсчета, можно определить вероятность того, что разностный показатель будет меньше 0, и можно вычислить прогнозируемую частоту ошибок. На фиг.21F приведен пример частотного распределения, когда качество сигнала является хорошим (качество сигнала приблизительно с 8%-ным дрожанием). В таком случае разброс распределения разностного показателя становится небольшим и число разностных показателей, превышающих порог, кардинально уменьшается.
В случае на фиг.21F можно измерить всего лишь приблизительно 0,2% распределения разностного показателя. Это означает, что для увеличения точности измерения необходимо проводить измерения в широкой области, что увеличивает время измерения и уменьшает стабильность измерения. Кроме того, при наличии дефектов и царапин, образовавшихся во время изготовления дисков, или наличия пыли на поверхности диска разностный показатель генерируется в области, не превышающей порог вследствие этого дефекта (как проиллюстрировано на фиг.21F). В таком случае число разностных показателей, превышающих порог, сгенерированный в нормальном распределении, нельзя правильно подсчитать. Преимущество традиционного дрожания временной оси, используемого для оптических дисков, состоит в том, что на него такие дефекты не влияют, поскольку используется стандартное отклонение флюктуации измеренного времени и используются все измеренные данные.
С другой стороны, способ, раскрытый в патентном документе 4, не обладает преимуществом традиционного способа, основанного на дрожании временной оси, на которое не влияют дефекты, и поэтому сталкивается с проблемой, когда используется для значений показателя оптических дисков, когда легко возникают такие дефекты, как царапины и отпечатки пальцев. Для увеличения числа разностных показателей, подлежащих измерению, при применении способа согласно патентному документу 4 можно повысить порог, но при повышенном пороге возникает другая проблема, а именно падение точности прогнозируемой частоты ошибок. В предельном случае, если повысить порог до половины Евклидова расстояния, число дифференциальных показателей, превышающих порог, становится равным половине числа измеренных образцов, а потому он больше не зависит от разброса распределения и становится возможным точное измерение. Таким образом, в случае способа согласно патентному документу 4 значение порога должно быть отрегулировано таким образом, чтобы поддерживать постоянную точность измерения в зависимости от качества измеренных сигналов, и такое регулирование возможно, если в какой-то степени понятно, каким образом происходит разброс распределения, тем не менее это серьезная проблема, связанная с оптическими дисками, в которых имеют место значительные изменения качества сигнала.
В патентном документе 4 и патентном документе 5 раскрыт также способ применения bER, прогнозируемой по разностному показателю в качестве показателя, но если использовать разностный показатель в качестве значения показателя, то пропадает совместимость с дрожанием временной оси, которая используется в качестве показателя оценки качества сигнала в оптических дисках, и обработка становится затруднительной.
ДОКУМЕНТЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ
Патентный документ 1: JP 2003-141823A
Патентный документ 2: JP 2004-213862A
Патентный документ 3: JP 2004-335079A
Патентный документ 4: JP 2003-51163A
Патентный документ 5: JP 2003-272304A
НЕПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ
Непатентный документ 1: книги "Blue-ray Disk", Hiroshi Ogawa и Shinichi Tanaka, Ohmsha Ltd, 10 декабря 2006 г.
Непатентный документ 2: Yoji Iikuni, "Adaptive Signal Processing Algorithms", Baihukan, июль 2000
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение преследует цель решить вышеупомянутую проблему и предоставляет способ обработки сигналов и блок оценки сигнала воспроизведения, которые позволяют с высокой точностью оценивать качество сигналов воспроизведения с носителя записи информации, и устройство на оптическом диске, оснащенное таким блоком оценки сигнала воспроизведения.
Способ оценки сигнала воспроизведения в соответствии с особенностью настоящего изобретения является способом оценки сигнала воспроизведения для оценивания качества сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения с использованием системы PRML обработки сигнала, причем способ содержит: этап извлечения схемы, на котором из двоичного сигнала извлекается определенная схема перехода состояний, которая может вызвать битовую ошибку; этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляется разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала в схеме перехода состояний, извлеченной на этапе извлечения схемы; первый этап интегрирования, состоящий в интегрировании разностного показателя, вычисленного на этапе вычисления разностного показателя; первый этап подсчета, состоящий в подсчете количества раз обработки интегрированием на первом этапе интегрирования; этап извлечения разностного показателя, состоящий в извлечении разностного показателя, не превышающего заданный порог обработки сигнала; второй этап интегрирования, состоящий в интегрировании разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, извлеченного на этапе извлечения разностного показателя; второй этап подсчета, состоящий в подсчете количества раз обработки интегрированием на втором этапе интегрирования; этап вычисления частоты ошибок, состоящий в вычислении частоты ошибок, которая предсказывается на основе значения интегрирования, которое интегрируется на первом этапе интегрирования, подсчитанного значения, которое подсчитывается на первом этапе подсчета, значения интегрирования, которое интегрируется на втором этапе интегрирования, и значения подсчета, которое подсчитывается на втором этапе подсчета; этап вычисления стандартного отклонения, состоящий в вычислении стандартного отклонения на основе частоты ошибок, которая вычисляется на этапе вычисления частоты ошибок; и этап оценки, состоящий в оценивании качества сигнала воспроизведения с использованием стандартного отклонения, вычисленного на этапе вычисления стандартного отклонения.
В соответствии с настоящим изобретением, когда среднее значение разностных показателей не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала, то ошибка стандартного отклонения, которая формируется из-за сдвига среднего значения разностных показателей от кодового расстояния идеального сигнала, корректируется с использованием вычисленного значения интегрирования у разностных показателей и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, при помощи чего повышается корреляция частоты ошибок и значения показателя сигнала, и качество сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, может быть оценено с высокой точностью.
Другие цели, характеристики и преимущества настоящего изобретения должны быть в достаточной степени понятны из нижеследующего описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 - схема, изображающая правило перехода состояний, которое определяется кодом записи RLL (1, 7) и PR (1, 2, 2, 2, 1) выравнивающего типа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 - решетчатая схема, соответствующая правилу перехода состояний, приведенному на фиг.3;
Фиг.5 - график, изображающий соотношение между временем взятия замера и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на путях перехода в Таблице 1;
Фиг.6 - график, изображающий соотношение между временем взятия замера и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на путях перехода в Таблице 2;
Фиг.7 - график, изображающий соотношение между временем взятия замера и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на путях перехода в Таблице 3;
Фиг.8 - схема, изображающая распределение разностного показателя PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 - схема, изображающая распределение разностного показателя в схеме Евклидовых расстояний PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.10 - схема, изображающая распределение разностного показателя в каждой схеме Евклидовых расстояний PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.11 - схема, изображающая распределение разностного показателя PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.12 - график, изображающий соотношение значения показателя оценки сигнала и частоты ошибок согласно одному варианту осуществления изобретения;
Фиг.13 - блок-схема, изображающая структуру устройства на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.14 - блок-схема, изображающая структуру устройства на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.15 - блок-схема, изображающая структуру устройства на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.16А - схема, изображающая распределение разностных показателей в соответствии с третьим и четвертым вариантами осуществления;
Фиг.16В - схема, изображающая распределение разностных показателей в соответствии с пятым вариантом осуществления;
Фиг.17А и фиг.17В - схемы, изображающие способ вычисления стандартного отклонения в соответствии с пятым вариантом осуществления;
1
x
1
x
1
x
Фиг.18 - график, изображающий соотношение переменной a(a) и стандартного отклонения σ/2(σ/2), когда среднее значение разностных показателей является переменной b(b);
Фиг.19 - блок-схема, изображающая структуру устройства на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.20А и фиг.20В - схемы, изображающие способ вычисления стандартного отклонения в соответствии с шестым вариантом осуществления;
Фиг.21А - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;
Фиг.21В - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;
Фиг.21С - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;
Фиг.21D - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;
Фиг.21E - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя; и
Фиг.21F - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сейчас будут описываться варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Нижеприведенные варианты осуществления служат примерами выполнения настоящего изобретения и не ограничивают технический объем настоящего изобретения.
В блоке обнаружения показателя оценки сигнала по настоящему изобретению система PR12221 ML, которая является примером системы PRML, используется для обработки сигнала системы воспроизведения, а коды RLL (с ограничением длины поля), такие как код RLL (1, 7), используются для кодов записи. Система PRML представляет собой обработку сигнала, которая сочетает в себе технологию выравнивания формы сигнала для исправления искажений воспроизведения, которые генерируются при воспроизведении информации, и технологию обработки сигнала для выбора наиболее вероятной последовательности данных из сигнала воспроизведения, которые включают в себя ошибки в данных, путем активного использования избыточности выровненной формы сигнала.
Сначала будет кратко описана обработка сигнала системой PR12221 ML со ссылкой на фиг.3 и фиг.4.
На фиг.3 приведена схема перехода состояний, изображающая правило перехода состояний, которое определено кодами записи RLL (1, 7) и системой PR12221 ML. На фиг.3 показана схема перехода состояний, которая обычно используется, когда описана схема ML PR. На фиг.4 приведена решетчатая схема, в которой диаграмма перехода состояний, приведенная на фиг.3, развернута относительно временной оси.
На фиг.3 "0" или "1" в скобках указывают последовательность сигналов на временной оси и указывают состояние вероятности перехода состояний из соответствующего состояния к следующему моменту времени.
В системе PR12221 ML число состояний блока декодирования ограничено 10 из-за объединения с кодом RLL (1, 7). Число путей перехода состояний в системе PR12221 ML равно 16, а число уровней воспроизведения равно 9.
Для описания правила перехода состояний системы PR12221 ML представлены 10 состояний, показанных на схеме перехода на фиг.3, где состояние S(0, 0, 0, 0) в некоторый момент времени обозначено S0, состояние S(0, 0, 0, 1) обозначено S1, состояние S(0, 0, 1, 1) обозначено S2, состояние S(0, 1, 1, 1) обозначено S3, состояние S(1, 1, 1, 1) обозначено S4, состояние S(1, 1, 1, 0) обозначено S5, состояние S(1, 1, 0, 0) обозначено S6, состояние S(1, 0, 0, 0) обозначено S7, состояние S(1, 0, 0, 1) обозначено S8 и состояние S(0, 1, 1, 0) обозначено S9. На фиг.3 "0" или "1" в круглых скобках указывают последовательность сигналов на временной оси и показывают, в какое состояние может перейти некоторое состояние при переходе состояний в следующий момент времени.
В переходе состояний системы PR12221 ML, приведенном на фиг.4, имеется бесконечное число схем последовательности перехода состояний (комбинаций состояний), в которых может происходить два перехода состояний, когда заданное состояние в некоторый момент времени переходит в заданное состояние в другой момент времени. Однако схемы, которые имеют высокую вероятность вызвать ошибку, ограничены определенными схемами, распознавание которых представляет трудность. Если особенно выделить те схемы перехода состояний, которые могут легко породить ошибку, то схемы последовательности перехода состояний в системе PR12221 ML можно представить в таблице 1, таблице 2 и таблице 3.
В каждой из таблиц 1-3 показан переход состояний для указания местоположения состояний, которые сливаются от начального состояния, две возможные последовательности данных о переходах, которые испытывали переходы состояний, две возможные идеальные формы сигнала воспроизведения, которые испытывали переходы состояний, и квадрат Евклидова расстояния двух идеальных форм сигнала воспроизведения.
Квадрат Евклидова расстояния показывает сумму квадратов разности между двумя идеальными формами сигнала воспроизведения. При оценке вероятности ошибки для этих двух форм сигнала воспроизведения две формы сигнала воспроизведения можно легче различить, если значение Евклидова расстояния велико, поэтому ошибка в оценке встречается реже. Если же значение Евклидова расстояния мало, ошибка в оценке может встречаться чаще, поскольку эти две формы сигнала, имеющие вероятность ошибки, трудно различить. Другими словами, схемы перехода состояний, для которых Евклидово расстояние велико, являются схемами перехода состояний, в которых ошибка встречается редко, а схемы перехода состояний, в которых Евклидово расстояние мало, являются схемами перехода состояний, в которых легко возникает ошибка.
k-9
k
k-i
k
В каждой таблице первый столбец показывает переход состояний (Sm → Sn), где два перехода состояний, которые легко вызывают ошибку, ветвятся и сливаются вновь. Второй столбец показывает последовательность данных для перехода (b,..., b), которая порождает этот переход состояний. X в этой последовательности данных для перехода указывает бит, который имеет высокую вероятность порождения ошибки в этих данных, и если согласно оценке этот переход состояний сочтен ошибочным, то число X (также !X в таблице 2 и таблице 3) является числом ошибок. Другими словами, X в последовательности данных для перехода может быть или "0", или "1". Что-то одно из "0" или "1" соответствует наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, а другое соответствует следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. В таблице 2 и таблице 3 !X указывает на инверсию бита в X.
Как подробно описано ниже, каждая последовательность данных декодирования, после того как декодер Витерби выполнит обработку декодирования, сравнивается с последовательностями данных для переходов в таблицах 1-3 (X означает "все равно") и извлекается наиболее вероятная первая последовательность перехода состояний, имеющая высокую вероятность ошибки, и следующая наиболее вероятная вторая последовательность перехода состояний. Третий столбец показывает первую последовательность перехода состояний и вторую последовательность перехода состояний. Четвертый столбец показывает две идеальных формы сигнала воспроизведения (идеальные значения выравнивания PR), когда завершены соответствующие переходы состояний, а пятый столбец показывает квадрат Евклидова расстояния этих двух идеальных сигналов (квадрат Евклидова расстояния между путями).
В таблице 1 показаны схемы перехода состояний, которые могли бы выполнять два перехода состояний и являются схемами перехода состояний в случае, когда квадрат Евклидова расстояния равен "14". Существует 18 типов схем последовательности перехода состояний в случае, когда квадрат Евклидова расстояния равен 14. Схемы последовательности перехода состояний, приведенные в таблице 1, соответствуют краевому участку (переходу между меткой и промежутком) формы сигнала на оптическом диске. Иными словами, схема последовательности перехода состояний, приведенная в Таблице 1, является схемой ошибки 1-битового смещения на краю.
На фиг.5 приведен график, показывающий соотношение времени взятия отсчета и уровня воспроизведения (уровня сигнала) на путях перехода в таблице 1. В графике на фиг.5 ось X показывает время взятия отсчета (каждый момент времени взятия отсчета в последовательности записи), а ось Y показывает уровень воспроизведения. Как упоминалось выше, в случае системы PR12221 ML имеется 9 уровней для уровней идеального сигнала воспроизведения (уровни с 0 по 8).
В качестве примера ниже описываются пути перехода при переходе из состояния S0(k-5) в состояние S6(k) согласно правилу перехода состояний, приведенному на фиг.3 (см. таблицу 1). В этом случае один путь перехода - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0". Если этот переход преобразуется в состояние записи с учетом того, что "0" в данных воспроизведения - это участок промежутка, а "1" - это участок метки, то состояние записи - это 4T или более долгие промежутки, и 3T метки, и 2T или более долгие промежутки. На фиг.5 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано как форма сигнала пути A.
Другой путь перехода из путей перехода состояний из состояния S0 (k-5) в состояние S6 (k) в правиле перехода состояний на фиг.5 - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0". Если "0" в данных воспроизведения считать участком промежутка, а "1" - участком метки, состояние записи соответствует 5T или более долгим промежуткам, и 2T меткам, и 2T или более долгим промежуткам. На фиг.5 PR эквивалентная идеальная форма сигнала этого пути показана в виде формы сигнала пути B. Схема перехода состояний, для которой квадрат Евклидова расстояния равен 14 в таблице 1, всегда включает в себя одну краевую информацию (точку перехода через нуль), что является характерным для этой схемы.
На фиг.6 приведен график, показывающий соотношение времени взятия отсчета и уровня воспроизведения (уровня сигнала) на путях перехода в таблице 2. В графике на фиг.6 ось X показывает время взятия отсчета (каждое время взятия отсчета в последовательности записи), а ось Y показывает уровень воспроизведения.
В таблице 2 показаны схемы перехода состояний, которые могли бы выполнять два перехода состояний, как и в таблице 1, и показывают схемы перехода состояний в случае, когда квадрат Евклидова расстояния равен 12. Существует 18 типов схем последовательности перехода состояний в случае, когда квадрат Евклидова расстояния равен 12. Схемы перехода состояний, показанные в таблице 2, - это схемы, имеющие ошибку смещения 2T меток или 2T промежутков, то есть являются схемами ошибки 2-битового смещения.
В этом случае, если обнаружен один путь, для которого последовательность записи осуществляет переходы "0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0", и если "0" из данных воспроизведения считать участком промежутка, а "1" считать участком метки, состояние записи соответствует 4T или более долгим промежуткам и 2T меткам и 5T или более долгим промежуткам. На фиг.6 PR эквивалентная идеальная форма сигнала этого пути показана в виде формы сигнала пути А.
В качестве примера ниже описываются пути перехода при переходе из состояния S0 (k-7) в состояние S0 (k) согласно правилу перехода состояний, приведенному на фиг.3 (см. таблицу 2). В этом случае один путь перехода - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0". Если этот путь перехода преобразуется в состояние записи с учетом того, что "0" - это данные воспроизведения участка промежутка, а "1" - участка метки, состояние записи соответствует 4T или более долгим промежуткам и 2T меткам и 5T или более долгим промежуткам. На фиг.6 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано как форма сигнала пути A.
Другой путь перехода, с другой стороны, - это случай, когда последовательность записи обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0". Если этот путь перехода преобразовать в состояние записи, считая "0" в данных воспроизведения в качестве участка промежутка, а "1" - в качестве участка метки, состояние записи соответствует 5T или более долгим промежуткам места и 2T меткам и 4T или более долгим промежуткам. На фиг.6 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано как форма сигнала пути B. Схема перехода состояний, в которой квадрат Евклидова расстояния равен 12 в таблице 2, всегда включает в себя две краевые информации, подъем и падение 2T, что является характерным для этой схемы.
На фиг.7 приведен график, показывающий соотношение времени взятия отсчета и уровня воспроизведения (уровня сигнала) на путях перехода в таблице 3. В графике на фиг.7 ось X показывает время взятия отсчета (каждый момент времени взятия отсчета в последовательности записи), а ось Y показывает уровень воспроизведения.
В таблице 3 приведены схемы последовательности перехода состояний, которые, как и в таблицах 1 и 2, могли бы выполнять две последовательности перехода состояний и показаны схемы последовательности перехода состояний в случае, когда квадрат Евклидова расстояния равен 12. Существует 18 типов схем последовательности перехода состояний в случае, когда квадрат Евклидова расстояния равен 12. Схемы последовательности перехода состояний в таблице 3 - это области, в которых продолжаются 2T метки и 2T промежутки, то есть схемы ошибки 3-битового смещения.
В качестве примера ниже описываются пути перехода при переходе из состояния S0 (k-9) в состояние S6 (k) согласно правилу перехода состояний, приведенному на фиг.3 (см. таблицу 3). В этом случае один путь перехода - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0". Если этот путь перехода преобразуется в состояние записи с учетом того, что "0" - это данные воспроизведения участка промежутка, а "1" - участка метки, то состояние записи соответствует 4T или более долгим промежуткам и 2T меткам, 2T промежуткам, 3T метками и 2T или более долгим промежуткам. На фиг.7 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано как форма сигнала пути A.
Другой путь перехода, с другой стороны, - это случай, когда последовательность записи обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0". Если этот путь перехода преобразуется в состояние записи с учетом того, что "0" - это данные воспроизведения участка промежутка, а "1" - участка метки, то состояние записи соответствует 5T или более долгим промежуткам и 2T меткам, 2T промежуткам, 2T метками и 2T или более долгим промежуткам. На фиг.7 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано как форма сигнала пути B. Схема последовательности перехода состояний, в которых квадрат Евклидова расстояния равен 12 в таблице 3, всегда включает в себя по меньшей мере три краевые информации, что является характерным для этой схемы.
Сейчас будут описываться варианты осуществления настоящего изобретения.
(Первый вариант осуществления)
Ниже со ссылкой на чертежи описывается устройство на оптических дисках, имеющее блок оценки сигнала воспроизведения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 приведена блок-схема, изображающая структуру устройства 200 на оптических дисках согласно первому варианту осуществления.
Носитель 1 записи информации - это носитель записи информации, предназначенный для оптической записи/воспроизведения информации, и является, например, носителем на оптических дисках. Устройство 200 на оптических дисках - это блок воспроизведения, который воспроизводит информацию с установленного носителя 1 записи информации.
Устройство 200 на оптических дисках имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 100 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска.
Секция 2 оптической головки сводит лазерные лучи, переданные через объектив, на записывающий слой носителя 1 записи информации, принимает отраженный от него свет и генерирует аналоговые сигналы воспроизведения, которые характеризуют считывание информации с носителя 1 записи информации. Секция 3 предусилителя усиливает аналоговый сигнал воспроизведения, который сгенерирован секцией 2 оптической головки, с использованием заданного коэффициента усиления и выдает его на секцию 4 AGC. Числовая апертура объектива равна 0,7-0,9 и более предпочтительно 0,85. Длина волны лазерного луча - 410 нм или менее и более предпочтительно 405 нм.
Блок 3 предусилителя усиливает аналоговый сигнал воспроизведения с заданным коэффициентом усиления и выдает его на секцию 4 AGC.
Секция 4 AGC усиливает или ослабляет аналоговый сигнал воспроизведения и выдает его на секцию 5 выравнивания формы сигнала на основе выходного сигнала от секции 6 АЦ-преобразования, так чтобы аналоговый сигнал воспроизведения от секции 3 предусилителя имел заданную амплитуду.
Секция 5 выравнивания формы сигнала имеет характеристики LPF для защиты высокочастотной области сигнала воспроизведения и характеристики HPF для защиты низкочастотной области сигнала воспроизведения в соответствии с требуемыми характеристиками и придает сигналу форму в соответствии с требуемыми характеристиками и выдает его на секцию 6 АЦ-преобразования.
Секция 6 АЦ-преобразования дискретизирует аналоговый сигнал воспроизведения, синхронизируя его с синхроимпульсами воспроизведения от секции 7 PLL, преобразует аналоговый сигнал воспроизведения в цифровой сигнал воспроизведения и выдает его на секцию 8 выравнивания PR, а также на секцию 4 AGC и секцию 7 PLL.
Секция 7 PLL генерирует синхроимпульсы воспроизведения для синхронизации с сигналом воспроизведения после выравнивания формы сигнала на основе выходного сигнала от секции 6 АЦ-преобразования и выдает их на секцию 6 АЦ-преобразования.
Секция 8 выравнивания PR выполняет функцию изменения характеристик фильтра в характеристики различных PR-систем. Секция 8 выравнивания PR выполняет фильтрацию для получения частотных характеристик, которые установлены таким образом, чтобы частотные характеристики системы воспроизведения стали принятыми характеристиками секции 9 декодирования с максимальной вероятностью (например, характеристиками выравнивания PR (1, 2, 2, 2, 1)), выполняет обработку выравнивания PR на цифровых сигналах воспроизведения для подавления высокочастотных шумов, намеренно добавляя межсимвольные помехи, и выдает результаты на секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью. Секция 8 выравнивания PR может иметь структуру фильтра FIR (с конечной импульсной характеристикой), например, чтобы адаптивно управлять коэффициентом ветвления, используя алгоритм LMS (наименьших квадратов) (например, см. непатентный документ 2).
Блок 9 декодирования с максимальной вероятностью является, например, декодером Витерби и использует систему декодирования с максимальной вероятностью, которая оценивает наиболее вероятную последовательность на основе правила кодирования, намеренно применяемого в соответствии с типом частичного отклика. Эта секция 9 декодирования с максимальной вероятностью декодирует сигнал воспроизведения, который был PR-выровнен секцией 8 выравнивания PR, и выдает двоичные данные. Эти двоичные данные на следующем этапе выдаются на контроллер 15 оптического диска в качестве декодированного двоичного сигнала, и после выполнения заданной обработки осуществляется воспроизведение носителя 1 записи информации.
Теперь будет описана структура секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала согласно настоящему варианту осуществления. Секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секцию 101 обнаружения схемы, секцию 102 вычисления разностного показателя, секцию 103 определения уровня, секцию 104 подсчета схем, секцию 105 интегрирования, секцию 116 вычисления ошибки и секцию 120 вычисления стандартного отклонения.
Цифровой сигнал воспроизведения с приданной формой, который выдается с секции 8 выравнивания PR, и двоичный сигнал, который выдается с секции 9 декодирования с максимальной вероятностью, являются входными сигналами для секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала. В секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала двоичный сигнал подается на секции 101 обнаружения схемы, а цифровой сигнал воспроизведения подается на секцию 102 вычисления разностного показателя, и обработка оценки выполняется на цифровых сигналах воспроизведения носителя 1 записи информации.
Секция 101 обнаружения схемы выполняет функцию извлечения из двоичного сигнала определенных схем перехода состояний, которые могут породить битовую ошибку. Секция 101 обнаружения схем согласно настоящему варианту осуществления извлекает определенные схемы перехода состояний (схемы перехода состояний, показанные в таблице 1), для которых квадрат Евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний равен 14. Для реализации этого секция 101 обнаружения схемы сохраняет информацию о схемах перехода состояний, приведенных в таблице 1. И секция 101 обнаружения схемы сравнивает последовательности данных о переходах в таблице 1 и двоичный сигнал, который выдается секцией 9 декодирования с максимальной вероятностью. В результате этого сравнения, если двоичный сигнал соответствует последовательностям данных о переходах в таблице 1, то этот двоичный сигнал становится требуемым результатом извлечения, и выбираются наиболее вероятная первая последовательность перехода состояний и следующая наиболее вероятная вторая последовательность перехода состояний, соответствующие этому двоичному сигналу, на основе информации в таблице 1.
На основании двоичного сигнала, извлеченного секцией 101 обнаружения схемы, секция 102 вычисления разностного показателя вычисляет "разностный показатель", который представляет собой абсолютную величину разности "первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу (идеальное значение выравнивания PR: см. таблицу 1), и цифровым сигналом воспроизведения" и "второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и цифровым сигналом воспроизведения". Здесь первый показатель - это квадрат Евклидова расстояния между идеальным сигналом первой последовательности перехода состояний и цифровым сигналом воспроизведения, а второй показатель - это квадрат Евклидова расстояния между идеальным сигналом второй последовательности перехода состояний и цифровым сигналом воспроизведения.
Выход секции 102 вычисления разностного показателя является входом секции 103 определения уровня, и он сравнивается с заданным значением (порогом обработки сигнала). Секция 104 подсчета схем подсчитывает число разностных показателей, которые меньше порога обработки сигнала. Каждое значение подсчета отражается на частоте генерации группы схем при вычислении частоты ошибок. Секция 105 интегрирования интегрирует разностные показатели, которые меньше порога обработки сигнала. Среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, можно определить, разделив значение интегрирования, определенное секцией 105 интегрирования, на подсчитанное число генерации схем. Секция 116 вычисления ошибки вычисляет прогнозируемую частоту ошибок на основе на каждого интегрированного значения разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и подсчитанного числа генерации схем. Секция 120 вычисления стандартного отклонения вычисляет стандартное отклонение, соответствующее этой частоте ошибок, и определяет стандартное отклонение в качестве значения показателя сигнала для оценки качества сигнала. Процесс, осуществляемый этой секцией 100 обнаружения показателя оценки сигнала, подробно описан ниже.
Сигнал воспроизведения, воспроизводимый с носителя 1 записи информации в процессе обработки PRML, является выходным сигналом секции 9 декодирования с максимальной вероятностью в качестве двоичного сигнала, упомянутого выше, и является входным сигналом для секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала. Когда в двоичном сигнале обнаруживается одна из схем последовательности данных о переходах в таблице 1, определяются идеальные значения выравнивания PR для первой последовательности перехода состояний и второй последовательности перехода состояний. Например, если (0, 0, 0, 0, X, 1, 1, 0, 0) декодируется в качестве двоичного сигнала в таблице 1, то (S0, S1, S2, S3, S5, S6) выбирается в качестве наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, а (S0, S0, S1, S2, S9, S6) выбирается в качестве следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. Идеальное значение выравнивания PR, соответствующее первой последовательности перехода состояний, - это (1, 3, 5, 6, 5). А идеальное значение выравнивания PR, соответствующее второй последовательности перехода состояний, - это (0, 1, 3, 4, 4).
14
14
14
14
14
14
14
14
14
k
k
k
Затем блок 102 вычисления разностного показателя определяет первый показатель (Pb), который является квадратом Евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения (цифровым сигналом воспроизведения) и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим первой последовательности перехода состояний. Точно так же блок 102 вычисления разностного показателя определяет второй показатель (Pa), который является квадратом Евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим второй последовательности перехода состояний. Блок 102 вычисления разностного показателя определяет абсолютное значение разности между первым показателем (Pb) и вторым показателем (Pa) в виде разностного показателя D = | Pa- Pb |. Вычисление Pb приведено в формуле (1), а вычисление Pa приведено в формуле (2). В этих формулах b обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее первой последовательности перехода состояний, a обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее второй последовательности перехода состояний, а x обозначает последовательность сигнала воспроизведения.
На фиг.9 область выше порога обработки сигнала - это область, где отсутствует ошибка, а потому нет необходимости прогнозировать частоту ошибок. Следовательно, для прогнозирования частоты ошибок на основе стандартного отклонения разностного показателя следует брать только область, не превышающую порог обработки сигнала. Далее описан способ вычисления этой частоты ошибок.
14
14
14
14
Разностный показатель D, который является выходом секции 102 вычисления разностного показателя, подается на секцию 103 определения уровня и сравнивается с заданным значением (порогом обработки сигнала). В настоящем варианте осуществления порог обработки сигнала согласно извлеченной целевой определенной схеме перехода состояний установлен равным "14", что является квадратом Евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. Если разностный показатель D не превышает порог обработки сигнала, равный "14", секция 103 определения уровня выдает этот разностный показатель D на секцию 105 интегрирования, и секция 104 подчитывает значение подсчета. Секция 105 интегрирования накопительно интегрирует разностный показатель каждый раз при поступлении разностного показателя D, не превышающего порог обработки сигнала. Затем секция 116 вычисления ошибки вычисляет заданную частоту ошибок при помощи значения интегрирования разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, и числа сгенерированных схем, подсчитанных секций 104 подсчета схем. Далее описывается работа секции 116 вычисления ошибок.
14
Среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, можно определить путем деления значения интегрирования, определенного секцией 105 интегрирования, на число разностных показателей, меньших порога обработки сигнала (число сгенерированных схем), которое было подсчитано секцией 104 подсчета схем. Если считать, что среднее значение разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, - это М(x), среднее значение функций распределения - µ, стандартное отклонение - σ, функция плотности вероятности - f и функция распределения представляет собой нормальное распределение, то абсолютное среднее значение m разностных показателей, меньших порога обработки сигнала, определяется нижеследующей формулой (4).
14
Следовательно, соотношение стандартного отклонения σ разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и абсолютное среднее значение m разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, определяются из следующей формулы (5).
14
14
14
Как следует из формул (4) и (5), для определения стандартного отклонения σ разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, определяется абсолютное среднее значение m отличительного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, и затем умножается примерно на 1,253. Поскольку порог обработки сигнала фиксирован, стандартное отклонение σ можно вычислить из абсолютного среднего значения m. Вероятность возникновения ошибки (частота ошибок bER), вычисляемая секцией 116 вычисления ошибок, может быть определена из следующей формулы (6).
14
14
14
14B
14
2
Здесь d в формуле (6) обозначает Евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний в извлекаемых схемах перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. В случае настоящего варианта осуществления используется квадрат Евклидова расстояния d  = 14. Следовательно, если стандартное отклонение, полученное из формулы (5), которое определяется значением интегрирования и числом интегрирований, - это σ, тогда частота ошибок bER, спрогнозированная путем вычисления в секции 116 вычисления ошибки, определяется нижеследующей формулой (7). p (= 0,4) является вероятностью генерирования ошибок в компонентах распределения в отношении всех точек канала. Ошибки, полученные в схемах последовательности перехода состояний в таблице 1, - это 1-битовые ошибки, поэтому вероятность генерирования ошибок умножается на 1.
14
14
Секция 120 вычисления стандартного отклонения преобразует эту частоту ошибок (вероятность генерирования ошибок) bER в показатель оценки сигнала М, чтобы сделать его показателем, с которым можно обращаться аналогично обращению с дрожанием. При использовании формулы (7) блок 120 вычисления стандартного отклонения преобразует bER в показатель оценки сигнала М при помощи стандартного отклонения σ, соответствующего спрогнозированной частоте ошибок.
erfc()
14
Здесь  - значение интегрирования дополнительной функции ошибок. Если формула, определяющая показатель сигнала М согласно настоящему варианту осуществления, является нижеследующей формулой (8), то значение показателя М, использующего виртуальное стандартное отклонение σ, можно определить подстановкой bER, вычисленного по формуле (6), в формулу (7).
В вышеприведенном описании виртуальное стандартное отклонение σ и значение показателя сигнала M вычисляются на основе прогнозируемой частоты ошибок с использованием формул (6)-(8).
Как описано выше, в соответствии с настоящим вариантом осуществления берутся схемы последовательности перехода состояний сливающихся путей, для которых Евклидово расстояние в обработке сигнала PRML относительно мало, и генерируется показатель оценки сигнала М на основе информации о разностных показателях для схем последовательности перехода состояний. В частности, прогнозируемая частота ошибок рассчитывается на основе информации о среднем значении разностных показателей, которое не превышает порог обработки сигнала, затем из частоты ошибок вычисляется виртуальное стандартное отклонение σ и генерируется показатель оценки сигнала M, включающий в себя это стандартное отклонение σ. В результате можно реализовать способ оценки сигнала и показатель оценки, который очень хорошо коррелирует с частотой ошибок.
В случае традиционно предлагаемой оценки распределения для простого разностного показателя трудно вычислить показатель сигнала, коррелирующий с частотой ошибок, из-за искажения записи вследствие тепловых помех, генерируемых оптическим диском повышенной плотности, потребность которых в будущем будет возрастать. Настоящий вариант осуществления предназначен для решения этой проблемы, и его основной момент состоит в том, что только одна сторона компонентов распределения разностных показателей, в которой образуются ошибки, берется для вычисления показателя сигнала, который сильно коррелирует с фактическими ошибками, которые будут возникать, и стандартное отклонение σ обоих сторон распределения определяется на основе этого одностороннего распределения.
Согласно настоящему варианту осуществления для определенной схемы перехода состояний, которая может породить битовую ошибку, секция 101 обнаружения схемы согласно настоящему варианту осуществления извлекает определенные схемы перехода состояний (схемы перехода состояний, приведенные в таблице 1), для которых квадрат Евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний становится равным 14, но настоящее изобретение не ограничено этим вариантом. Например, могут быть извлечены определенные схемы перехода состояний (схемы перехода состояний, приведенные в таблице 2 или таблице 3), для которых этот квадрат Евклидова расстояния становится равным 12.
Секция 15 контроллера оптического диска выполняет функцию секции оценки, которая выполняет обработку оценки на основе показателя оценки сигнала М, принятого от секции 120 вычисления стандартного отклонения. Этот результат оценки может быть отображен на секции отображения, которая не показана, или сохранен в памяти в качестве данных об оценке.
В настоящем варианте осуществления было описано устройство 200 на оптическом диске, имеющее секцию 100 обнаружения показателя оценки сигнала, но настоящее изобретение может быть выполнено в виде блока оценки оптического диска (блока оценки сигнала воспроизведения), имеющего секцию 15 контроллера оптического диска в качестве секции оценки. Блок оценки оптического диска может использоваться для оценки носителя записи информации перед отправкой потребителю, чтобы определить, соответствует ли качество носителя 1 записи информации установленному стандарту или нет.
Устройство 200 на оптическом диске, имеющее блок оценки сигнала воспроизведения, может быть выполнено с возможностью выполнения следующей операции. Например, качество сигнала воспроизведения оценивается для коммерческих оптических дисков (чистые диски), поставляемых с фабрики, и оптические диски, которые согласно оценке не удовлетворяют установленному качеству, бракуются. Несомненно, возможно, чтобы оптические диски, записанные записывающим устройством (при записи используется устройство, отличное от этого устройства на оптическом диске), можно было оценить при помощи этого устройства на оптическом диске, и оптический диск, который согласно оценке не удовлетворяет установленному качеству, бракуется.
Если устройство 200 на оптическом диске может записывать и воспроизводить информацию, то перед записью информации на оптический диск может быть выполнена оценка, основанная на тестовой записи. В этом случае качество сигналов воспроизведения оценивается для тестовой информации, записанной устройством 200 на оптическом диске, и в случае плохого качества условия записи корректируются до тех пор, пока плохое качество не станет хорошим, а если плохое качество сохраняется после заданного числа корректировок, оптический диск бракуется.
(Второй вариант осуществления)
Ниже со ссылкой на чертежи описывается устройство на оптических дисках, имеющее блок оценки сигнала воспроизведения согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Составляющий элемент, совпадающий с элементом в первом варианте осуществления, обозначается тем же номером элемента, и его описание не приводится. На фиг.2 приведена блок-схема, изображающая структуру устройства 400 на оптическом диске второго варианта осуществления.
Носитель 1 записи информации - это носитель записи информации, предназначенный для оптической записи/воспроизведения информации, и является, например, носителем на оптических дисках. Устройство 400 на оптических дисках - это блок воспроизведения, который воспроизводит информацию с установленного носителя 1 записи информации.
Устройство 400 на оптических дисках имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 300 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Структура и функции этих элементов, составляющих устройство 400 на оптическом диске, те же, что и в первом варианте осуществления, и их описания не приводятся.
Теперь будет описана структура секции 300 обнаружения показателя оценки сигнала согласно настоящему варианту осуществления. Секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала, как и секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала первого варианта осуществления, может использоваться в качестве блока оценки, который перед отправкой потребителю определяет, соответствует ли качество носителя 1 записи информации установленным стандартам. Настоящая секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала может быть также установлена в блоке привода носителя 1 записи информации и использоваться в качестве блока оценки для выполнения тестовой записи перед тем, как пользователь запишет информацию на носитель 1 записи информации.
Секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы, секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя, секции 103, 108 и 113 определения уровня, секции 104, 109 и 114 подсчета схем, секции 105, 110 и 115 интегрирования, секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок, секцию 119 сложения и секцию 120 вычисления стандартного отклонения.
Цифровой сигнал воспроизведения с приданной формой, который выдается с секции 8 выравнивания PR, и двоичный сигнал, который выдается с секции 9 декодирования с максимальной вероятностью, являются входными сигналами для секции 300 обнаружения показателя оценки сигнала. Секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы сравнивают последовательности данных о переходах соответственно в таблицах 1, 2 и 3 и двоичных данных, которые выдаются с секции 9 декодирования с максимальной вероятностью. Если по результатам сравнения двоичные данные соответствуют последовательностям данных о переходах в таблицах 1, 2 и 3, то на основе таблицы 1, таблицы 2 и таблицы 3 секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы выбирают соответственно наиболее вероятную первую последовательность перехода состояний и следующую наиболее вероятную вторую последовательность перехода состояний.
И на основе результатов выбора секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя вычисляют показатель, который представляет собой расстояние между идеальным значением последовательности перехода состояний (идеальным значением выравнивания PR: см. таблицу 1, таблицу 2 и таблицу 3) и цифровым сигналом воспроизведения. Затем секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя вычисляют разность между показателями, вычисленными соответственно для двух последовательностей перехода состояний, и выполняют обработку абсолютных значений для разностей показателей, имеющих положительные или отрицательные значения.
Выходные сигналы от секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя подаются соответственно на секции 103, 108 и 113 определения уровня. Секции 103, 108 и 113 определения уровня сравнивают разностные показатели, вычисленные соответственно секциями 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя, с заданным значением (порогом обработки сигнала). Секции 104, 109 и 114 подсчета схем подсчитывают число разностных показателей, не превышающих соответственно порог обработки сигнала. Каждое из этих значений подсчета становится частотой генерации схемы при вычислении частоты ошибок. Секции 105, 110 и 115 интегрирования интегрируют соответственно разностные показатели, которые не превышают порог обработки сигнала. Среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, можно определить путем деления значения интегрирования, определенного секциями 105, 110 или 115 интегрирования, на число сгенерированных схем.
Каждая секция интегрирования разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и каждая секция вычисления делит каждое значение интегрирования на число сгенерированных схем для определения среднего значения разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, но каждая секция интегрирования может интегрировать разностные показатели, меньшие, чем порог обработки сигнала, и каждая секция вычисления делит каждое значение интегрирования на число сгенерированных схем для определения среднего значения разностных показателей, меньших, чем порог обработки сигнала.
Секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок вычисляют прогнозируемую частоту ошибок из каждого значения интегрирования разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и число сгенерированных схем. Частоты ошибок, вычисленные секциями 116, 117 и 118 вычисления ошибок, складываются секцией 119 сложения. Стандартное отклонение, соответствующее этой частоте ошибок, вычисляется секцией 120 вычисления стандартного отклонения, и это значение становится значением показателя сигнала для оценки качества сигнала. Процесс, осуществляемый этой секцией 300 обнаружения показателя оценки сигнала, подробно описан ниже.
Сигнал воспроизведения, воспроизводимый с носителя 1 записи информации в процессе обработки PRML, является выходным сигналом секции 9 декодирования с максимальной вероятностью в качестве двоичного сигнала, упомянутого выше, и является входным сигналом для секции 300 обнаружения показателя оценки сигнала. Когда в двоичном сигнале обнаруживается одна из схем последовательности данных о переходах в таблице 1, определяются идеальные значения выравнивания PR для первой последовательности перехода состояний и второй последовательности перехода состояний. Например, если (0, 0, 0, 0, X, 1, 1, 0, 0) декодируется в качестве двоичного сигнала в таблице 1, то (S0, S1, S2, S3, S5, S6) выбирается в качестве наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, а (S0, S0, S1, S2, S9, S6) выбирается в качестве следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. Идеальное значение выравнивания PR, соответствующее первой последовательности перехода состояний, - это (1, 3, 5, 6, 5). Идеальное значение выравнивания PR, соответствующее второй последовательности перехода состояний, - это (0, 1, 3, 4, 4).
14
14
14
14
14
14
14
14
14
k
k
k
Затем секция 102 вычисления разностного показателя определяет первый показатель (Pb), который является квадратом Евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения (цифровым сигналом воспроизведения) и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим первой последовательности перехода состояний. Точно так же секция 102 вычисления разностного показателя определяет второй показатель (Pa), который является квадратом Евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим второй последовательности перехода состояний. Секция 102 вычисления разностного показателя определяет абсолютное значение разности первого показателя (Pb) и второго показателя (Pa) в виде разностного показателя D = | Pa - Pb |. Вычисление Pb приведено в формуле (9), а вычисление Pa приведено в формуле (10). В этих формулах b обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее первой последовательности перехода состояний, a обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее второй последовательности перехода состояний, а x обозначает последовательность сигнала воспроизведения.
Для определения показателя оценки сигнала, имеющего сильную корреляцию с частотой ошибок, при обработке сигнала на основе системы PR12221 ML требуется способ оценки, учитывающий все схемы, которые имеют высокую вероятность порождения ошибки.
На фиг.8 приведена диаграмма, изображающая распределение разностных показателей при обработке сигнала системы PR 12221 ML. На фиг.8 по оси X отложен разностный показатель, а по оси Y отложена частота появления заданного значения разностного показателя. По мере уменьшения разностного показателя (квадрата Евклидова расстояния) в распределении повышается вероятность порождения ошибки при обработке сигнала на основе системы PR12221 ML. Как показано на графике фиг.8, разностные показатели имеют группы более плотного распределения в области значений 12 и 14, а более высокие разностные показатели равны 30 или более. Иными словами, для получения показателя сигнала, имеющего сильную корреляцию с частотой ошибок, достаточно взять дифференциальные показатели, относящиеся к группам 12 и 14. Эти группы указывают схемы последовательности перехода состояний, приведенные в таблице 1, таблице 2 и таблице 3. А секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы выявляют эти схемы последовательности перехода состояний. Эта операция блока вычисления разностного показателя, который вычисляет разностный показатель из этих выявленных схем последовательности перехода состояний, описана ниже более подробно.
Распределение (А) на фиг.10 является выходным частотным распределением секции 102 вычисления разностного показателя, распределение (В) из фиг.10 является выходным частотным распределением секции 107 вычисления разностного показателя, а распределение (С) из фиг.10 является выходным частотным распределением секции 112 вычисления разностного показателя. На фиг.10(A) приведено выходное частотное распределение секции 102 вычисления разностного показателя. Обработка, выполняемая секцией 107 вычисления разностного показателя, приведена в формулах (12)-(14), а обработка, выполняемая секцией 112 вычисления разностного показателя, приведена в формулах (15)-(17).
Распределения (A), (B) и (C) на фиг.10 имеют соответственно различную частоту и местоположение центра. Число ошибочных битов, генерируемых, когда каждая из этих схем вызывает ошибку, также различно. Схемы перехода состояний в таблице 1, где квадрат Евклидова расстояния равен 14, являются схемами, в которых происходит 1-битовая ошибка. Схемы перехода состояний в таблице 2, где квадрат Евклидова расстояния равен 12, являются схемами, в которых происходит 2-битовая ошибка, а схемы перехода состояний в таблице 3, где квадрат Евклидова расстояния равен 12, являются схемами, в которых происходит 3-битовая ошибка. Схемы ошибок, у которых Евклидово расстояние равно 12, зависят, в частности, от количества 2T в непрерывной последовательности, и в случае кодов модуляции записи, допускающих последовательность из 6 блоков по 2T, генерируется максимальная 6-битовая ошибка. Таблица 3 не охватывает 6-битовую ошибку, в которой 2T непрерывно ошибается, но схему для оценки непрерывных ошибок 2T можно при необходимости определить и тем самым экстраполировать таблицу целевых схем, подлежащих оценке.
В схемах последовательности перехода состояний в каждой таблице вероятность генерирования ошибок в последовательности кодов модуляции записи также различна. Например, частота генерации ошибки такова: для схем последовательности перехода состояний в таблице 1 - около 40% всех отсчетов, для схем последовательности перехода состояний в таблице 2 - около 15% всех отсчетов и для схем последовательности перехода состояний в таблице 3 - около 5% всех отсчетов. Таким образом, распределения, показанные кривыми (A), (B) и (C) на фиг.10, имеют различные веса с точки зрения стандартного отклонения σ, которое характеризует дисперсию, зону обнаружения (Евклидово расстояние), частоту генерации ошибок и число ошибочных битов, поэтому прогнозируемую частоту ошибок, генерируемых этими распределениями, также можно вычислить с учетом этих факторов. Ниже описан способ вычисления прогнозируемой частоты ошибок, что является важной характеристикой настоящей заявки.
Как описано в отношении вышеуказанной проблемы, при вычислении прогнозируемой частоты ошибок для каждой группы схем прогнозируемая частота ошибок может не определяться надлежащим образом в зависимости от профиля распределения. Поэтому в настоящем варианте осуществления стандартное отклонение σ вычисляется из среднего значения части распределения, не превышающей заданный порог (порог обработки сигнала), так чтобы определить частоту ошибок, при этом точность вычисления прогнозируемой частоты ошибок улучшается.
14
12A
12B
14
12A
12B
На фиг.11 область выше порога обработки сигнала - это область, где отсутствует ошибка, а потому нет необходимости прогнозировать частоту ошибок. Поэтому для прогнозирования частоты ошибок по стандартному отклонению разностных показателей в расчет берется область, не превышающая порог обработки сигнала. Далее описан этот способ вычисления частоты ошибок. Сигналы D, D и D, которые являются выходными сигналами от секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя, подаются соответственно на секции 103, 108 и 113 определения уровня и сравниваются с заданным значением (порогом обработки сигнала). В настоящем варианте осуществления порог обработки сигнала установлен равным 14 для D и равным 12 для D и для D.
Если разностный показатель не превышает порог обработки сигнала, то секции 103, 108 и 113 определения уровня выдают сигнал и увеличивают на единицу значение подсчета секций 104, 109 и 114 подсчета схем, соответствующее подсчету схем. Одновременно секции 105, 110 и 115 интегрирования интегрируют разностный показатель, не превышающий порог обработки сигнала. И секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок вычисляют ожидаемую частоту ошибок на основе значения интегрирования разностных показателей, не превышающих этот порог обработки сигнала и число сгенерированных схем. Далее описывается работа этих секций 116, 117 и 118 вычисления ошибок.
n
Значение интегрирования, определенное в каждой секции 105, 110 и 115 интегрирования, делится на число разностных показателей (число сгенерированных схем), не превышающих порог обработки сигнала, подсчитанных секцией 104, 109 и 114 подсчета схем, затем определяется среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала. Если предположить, что среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, обозначается М(x), среднее значение функций распределения - µ, стандартное отклонение - σ, функция плотности вероятности - f, а функции распределения имеют нормальное распределение, то абсолютное среднее значение m разностных показателей, не превышающее порог обработки сигнала, определяется следующей формулой (18).
n
Следовательно, отношение стандартного отклонения σ разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и абсолютного среднего значения m разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, определяется следующей формулой (19).
n
n
Из формул (18) и (19) ясно следует, что для вычисления стандартного отклонения σ разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, необходимо определить абсолютное среднее значение m разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и затем умножить его примерно на 1,253. Поскольку порог обработки сигнала фиксирован, стандартное отклонение σ можно вычислить из абсолютного среднего значения m. Тогда вероятность генерации ошибки (частота ошибок: bER), вычисленная соответственно секциями 116, 117 и 118 вычисления ошибок, можно определить из следующей формулы (20).
14
12A
12B
2
2
2
Здесь d в формуле (20) обозначает Евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний в извлекаемых схемах перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. В настоящем варианте осуществления квадрат Евклидова расстояния d  = 14, d  = 12 и d  = 12.
14
12A
12B
14
12A
12B
Следовательно, если стандартные отклонения, определяемые из значений интегрирования и числа интегрирований по формуле (19), - это σ, σ и σ, то спрогнозированные частоты ошибок bER, bER и bER, вычисляемые соответственно секциями 116, 117 и 118 вычисления ошибок, определяются следующими формулами.
14
12A
12B
all
all
=
Здесь P, P и P ( 0,4, 0,15, 0,05) - вероятности генерации ошибок в компонентах распределения всех точек канала. Ошибка, сгенерированная в схемах последовательностей перехода состояний в Таблице 1, - это 1-битовая ошибка, поэтому вероятность генерирования ошибок была умножена на 1; ошибка, сгенерированная в схемах последовательностей перехода состояний в таблице 2 - это 2-битовая ошибка, поэтому вероятность генерирования ошибок была умножена на 2, и ошибка, сгенерированная в схемах последовательностей перехода состояний в таблице 3 - это 3-битовая ошибка, поэтому вероятность генерирования ошибок была умножена на 3. Складывая эти частоты ошибок, можно определить вероятность генерирования ошибок для ошибок, сгенерированных во всех схемах последовательностей перехода состояний в таблице 1, схемах последовательностей перехода состояний в таблице 2 и схемах последовательностей перехода состояний в таблице 3. Если вероятность генерации ошибки - это bER, то bER можно определить по следующей формуле (24).
Секция 120 вычисления стандартного отклонения преобразует частоту битовых ошибок, определяемую по формуле (24), в значение показателя сигнала, чтобы превратить ее в показатель, который можно обрабатывать аналогично дрожанию.
14
12A
12B
all
erfc ()
Здесь P - сумма P, P и P, а  - значение интегрирования дополнительной функции ошибок. Если формулой, определяющей показатель сигнала M согласно настоящему изобретению, является формула (26), то значение показателя M можно определить, подставляя значение bER, вычисленное по формуле (24), в формулу (25).
В вышеприведенном описании вычисляется виртуальное стандартное отклонение σ, а значение показателя сигнала М вычисляется из прогнозируемой частоты ошибок при помощи формул (20)-(26). Однако способ вычисления для показателя оценки М согласно настоящему варианту осуществления не ограничивается этим способом, но этот показатель определен по другим определяющим формулам. Далее описывается пример других определяющих формул.
Вероятность того, что схема Pa будет воспринята как схема Pb, считается функцией ошибок, выражаемой следующей формулой (27).
2
2
Здесь t в формуле (27) обозначает номер схемы из таблиц 1-3, d обозначает Евклидово расстояние в каждой группе схем в таблицах 1-3. В частности, в случае группы схем из таблицы 1 d равно 14, а в случае групп схем из таблицы 2 и таблицы 3 d равно 12.
Вероятность генерации ошибки в группе схем в таблице 1, группе схем в таблице 2 и группе схем в таблице 3 можно вычислить по следующей формуле (28) с использованием формулы (27).
1
2
3
N, N и N в формуле (28) - число генераций группы схем, определенных соответственно в таблице 1, таблице 2 и таблице 3. Отличие от формулы (24) состоит в том, что частота ошибок каждой группы схем не вычисляется на основе всех каналов в качестве параметра, но основана на числе схем оценки в Таблицах 1-3 в качестве параметра. Формула (24) вычисляет частоту ошибок, для которой параметром являются все каналы, включающие в себя схемы оценки. В то же время формула (28) вычисляет частоту ошибок, для которой параметром являются схемы оценки. При вычислении виртуального σ на основе частот ошибок, вычисляемых по формуле (24) и формуле (28), то же значение можно вычислить с учетом того, какой параметр является целевым для σ. Формулы (20)-(26) служат примерами вычислений, в которых параметрами являются каналы. Виртуальное σ вычисляется на основе формулы (28), и вычисляется показатель оценки М.
Виртуальное стандартное отклонение σ можно вычислить по следующей формуле (29).
-1
Здесь E обозначает обратную функцию от функции в формуле (30).
Показатель оценки M можно вычислить при помощи следующей формулы (31) посредством нормирования с обнаруженным окном.
Наконец, формула (26) и формула (31) вычисляют виртуальное σ, которое сгенерировано в схемах оценки, определенных в таблицах 1-3, поэтому значение показателя M вычисляется как по существу то же самое значение. Единственное отличие состоит в параметре оценки для вычисления частоты ошибок и обозначения окна обнаружения. Для вычисления значения показателя сигнала M можно использовать любую формулу. К первому варианту осуществления можно также применить вычисления значения показателя сигнала M при помощи формулы (31), для которой извлекаемой целью служат только определенные схемы перехода состояний.
На фиг.12 приведен пример результата моделирования, показывающий частоту битовых ошибок и значение в процентах показателя сигнала из формулы (18), когда на воспроизведение накладывается искажение, например сдвиг, дефокусировка и сферическая аберрация. На графике на фиг.12  (черный треугольник) указывает искажение дефокусировки, ● (черный круг) указывает искажение сферической аберрации, ♦ (черный ромб) указывает искажение радиального наклона и  (черный квадрат) указывает искажение тангенциального наклона. Сплошная линия на фиг.12 представляет собой теоретическую кривую.
В целом критерием устойчивости системы является значение bER, равное примерно 4,0 E-4, так что значение показателя сигнала для получения такого значения bER составляет около 15%. Как показывает график на фиг.12, значение показателя сигнала M, определенного в настоящем варианте осуществления, совпадает с теоретической кривой частоты ошибок в области значения показателя сигнала ≤ 15%, которое фактически используется в системе. Следовательно, способ и показатель оценки сигнала согласно настоящему варианту осуществления является весьма эффективным с точки зрения надлежащей оценки сигнала.
Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления в расчет принимаются схемы последовательностей перехода состояний для сливающихся путей, Евклидово расстояние которых при обработке сигнала PRML относительно невелико, и генерируется один показатель оценки сигнала на основе информации о разностном показателе для множества групп схем, имеющих различную вероятность генерации ошибки и различное число генерируемых ошибок. В частности, вычисляются прогнозируемые частоты ошибок на основе средних значений разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала для каждой схемы, вычисляется суммарное их значение, затем вычисляется виртуальное стандартное отклонение (далее σ) нормального распределения на основе суммы частот ошибок и генерируется показатель оценки сигнала, включающий в себя это стандартное отклонение σ нормального распределения. В результате можно реализовать способ оценки сигнала и показатель оценки, который очень хорошо коррелирует с частотой ошибок.
Секция 3 предусилителя, секция 4 AGC и секция 5 выравнивания формы сигнала в настоящем варианте осуществления на фиг.2 могут быть выполнены в виде одной аналоговой интегральной схемы (LSI). Секция 3 предусилителя, секция 4 AGC, секция 5 выравнивания формы сигнала, секция 6 АЦ-преобразования, секция 7 PLL, секция 8 выравнивания PR, секция 9 декодирования с максимальной вероятностью, секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала и секция 15 контроллера оптического диска могут быть объединены в виде одной смешанной аналогово-цифровой интегральной схемы (LSI).
В каждом из вышеуказанных вариантов осуществления был описан случай использования устройства воспроизведения, представляющего собой устройство на оптическом диске. Понятно, однако, что настоящее изобретение не ограничивается устройством на оптическом диске, но может также применяться к устройству записи/воспроизведения. В этом случае добавляются схемы для записи, но их описание здесь не приводится, поскольку можно использовать схемы известных конструкций.
(Третий вариант осуществления)
Опишем теперь устройство на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.13 приведена блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске настоящего варианта осуществления.
Устройство 600 на оптических дисках имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 500 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Структура и функции этих элементов, составляющих устройство 600 на оптическом диске, те же, что и в первом варианте осуществления, и их описания не приводятся.
Устройство 600 на оптическом диске согласно настоящему варианту осуществления имеет секцию 500 обнаружения показателя оценки сигнала в виде блока оценки сигнала воспроизведения. Секция 500 обнаружения показателя оценки сигнала имеет такую же структуру, что и секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала первого варианта осуществления, за исключением установки порога обработки сигнала. Поэтому составные элементы, имеющие аналогичную структуру и функцию, что и в секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала первого варианта осуществления, обозначены тем же символом, и их описание не приводится.
Как показано на фиг.13, секция 500 обнаружения показателя оценки сигнала, в дополнение к структуре первого варианта осуществления, имеет секцию 121 вычисления среднего значения для вычисления среднего значения выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя.
Теперь опишем работу секции 121 вычисления среднего значения и то, каким образом установить порог обработки сигнала. В первом варианте осуществления в качестве порога обработки сигнала использовалось заданное значение, то есть кодовое расстояние идеальных сигналов (квадрат Евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний в определенной извлеченной целевой схеме перехода состояний). Это связано с тем, что при оптимизированной записи среднее значение выходных сигналов секции вычисления разностного показателя соответствует кодовому расстоянию идеальных сигналов. Однако при дальнейшем увеличении плотности записи на оптических дисках в некоторых случаях может быть невозможна оптимизация записи, обеспечивающая совпадение среднего значения с кодовым расстоянием идеальных сигналов.
Поэтому секция 500 обнаружения показателя оценки сигнала настоящего варианта осуществления имеет секцию 121 вычисления среднего значения для вычисления среднего значения выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя и подает это среднее значение на секцию 103 определения уровня в качестве порога обработки сигнала.
Согласно вышеприведенной структуре порог обработки сигнала может быть надлежащим образом установлен в центре распределения, которое выдается с секции 102 вычисления разностного показателя. Тем самым при повышении плотности записи корреляция между показателем сигнала и частотой битовых ошибок может быть улучшена по сравнению со структурой первого варианта осуществления.
Следовательно, структура настоящего варианта осуществления, использующая среднее значение распределения разностного показателя в качестве порога обработки сигнала, особенно полезна в случаях применения носителя записи с высокой плотностью в качестве носителя 1 записи информации.
(Четвертый вариант осуществления)
Опишем теперь устройство на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.14 приведена блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске из настоящего изобретения.
Устройство 800 на оптических дисках имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 700 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Структура и функция этих элементов, составляющих устройство 800 на оптическом диске, те же, что и во втором варианте осуществления, а потому их описание здесь не приводится.
Устройство 800 на оптическом диске согласно настоящему варианту осуществления имеет секцию 700 обнаружения показателя оценки сигнала в виде блока 700 оценки сигнала воспроизведения. Секция 700 обнаружения показателя оценки сигнала имеет такую же структуру, что и секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала второго варианта осуществления, за исключением установки порога обработки сигнала. Следовательно, составной элемент, имеющий аналогичную структуру и функцию, что и в секции 300 обнаружения показателя оценки сигнала второго варианта осуществления, обозначается тем же символом, и его описание не приводится.
Как показано на фиг.14, секция 700 обнаружения показателя оценки сигнала, в дополнение к структуре второго варианта осуществления, имеет секции 121, 122 и 123 вычисления среднего значения для вычисления соответствующего среднего значения выходных сигналов секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя.
Теперь опишем работу секций 121, 122 и 123 вычисления среднего значения и то, каким образом установить порог обработки сигнала. В третьем варианте осуществления в качестве порога обработки сигнала использовалось заданное значение, то есть кодовое расстояние идеальных сигналов (квадрат Евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний в каждой извлеченной целевой схеме перехода состояний). Это связано с тем, что при оптимизированной записи среднее значение выходных сигналов секции вычисления разностного показателя соответствует кодовому расстоянию идеальных сигналов. Однако при дальнейшем увеличении плотности записи на оптических дисках в некоторых случаях может быть невозможна оптимизация записи, обеспечивающая совпадение среднего значения с кодовым расстоянием идеальных сигналов.
Поэтому секция 700 обнаружения показателя оценки сигнала настоящего варианта осуществления имеет секции 121, 122 и 123 вычисления среднего значения для вычисления соответствующего среднего значения выходных сигналов секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя и подает это среднее значение соответственно на секции 103, 108 и 113 определения уровня в качестве порога обработки сигнала.
Согласно вышеприведенной структуре порог обработки сигнала может быть соответствующим образом установлен в центре распределения, которое выдается с каждой из секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя. Тем самым при повышении плотности записи корреляция между показателем сигнала и частотой битовых ошибок может быть улучшена по сравнению со структурой первого варианта осуществления.
Следовательно, структура настоящего варианта осуществления, использующая среднее значение распределения разностного показателя в качестве порога обработки сигнала, особенно полезна в случаях применения носителя записи с высокой плотностью в качестве носителя 1 записи информации.
(Пятый вариант осуществления)
Теперь будет описываться устройство на оптическом диске в соответствии с пятым вариантом осуществления. На фиг.15 приведена блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске из пятого варианта осуществления настоящего изобретения.
Устройство 920 на оптических дисках имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC, секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL, секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 910 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Структура и функция части этих элементов, составляющих устройство 920 на оптическом диске, являются такими же, как в вариантах осуществления с первого по четвертый, поэтому их описания здесь пропускаются.
Устройство 920 на оптическом диске согласно пятому варианту осуществления имеет секцию 910 обнаружения показателя оценки сигнала в виде блока оценки сигнала воспроизведения. Секция 910 обнаружения показателя оценки сигнала из пятого варианта осуществления обладает такой же структурой, как секция обнаружения показателя оценки сигнала в первом и третьем вариантах осуществления, кроме вычислительной обработки для определения стандартного отклонения разностных показателей. Следовательно, составной элемент, имеющий аналогичную структуру и функцию, что и в секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала первого варианта осуществления, обозначается тем же символом, и его описания не приводятся.
Теперь будет описана структура секции 910 обнаружения показателя оценки сигнала согласно пятому варианту осуществления. Секция 910 обнаружения показателя оценки сигнала, как и секция обнаружения показателя оценки сигнала из вариантов осуществления с первого по четвертый, может использоваться в качестве блока оценки сигнала воспроизведения, который перед отправкой потребителю определяет, соответствует ли качество носителя 1 записи информации установленным стандартам. Настоящая секция 910 обнаружения показателя оценки сигнала может быть также установлена в блоке привода носителя 1 записи информации и использоваться в качестве блока оценки для выполнения тестовой записи перед тем, как пользователь запишет информацию на носитель 1 записи информации.
Секция 910 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секцию 101 обнаружения схемы, секцию 102 вычисления разностного показателя, секцию 103 определения уровня, секцию 104 подсчета схем, секцию 105 интегрирования, секцию 116 вычисления ошибки, секцию 124 подсчета схем, секцию 125 интегрирования и секцию 120 вычисления стандартного отклонения.
Как показано на фиг.15, в дополнение к конфигурации из первого варианта осуществления секция 910 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секцию 125 интегрирования для вычисления среднего значения выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя и секцию 124 подсчета схем для подсчета выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя.
Секция 910 обнаружения показателя оценки сигнала оценивает качество сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения, с использованием системы PRML обработки сигнала. Секция 101 обнаружения схемы извлекает из двоичного сигнала определенную схему перехода состояний, которая может вызвать битовую ошибку.
Секция 102 вычисления разностного показателя вычисляет разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала в схеме перехода состояний, извлеченной секцией извлечения схемы.
Секция 125 интегрирования интегрирует разностный показатель, вычисленный секцией 102 вычисления разностного показателя. Секция 124 подсчета схем подсчитывает количество раз обработки интегрированием посредством секции 125 интегрирования путем подсчета количества раз генерирования схемы в секции 101 обнаружения схемы.
Секция 103 определения уровня извлекает разностный показатель, который не превышает заданный порог обработки сигнала. Секция 105 интегрирования интегрирует разностный показатель, который не превышает порог обработки сигнала, извлеченный секцией 103 определения уровня. Секция 104 подсчета схем подсчитывает количество раз обработки интегрированием посредством секции 105 интегрирования.
Секция 116 вычисления ошибки вычисляет частоту ошибок, которая предсказывается на основе значения интегрирования, которое интегрируется секцией 125 интегрирования, подсчитанного значения, которое подсчитывается секцией 124 подсчета схем, значения интегрирования, которое интегрируется секцией 105 интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается секцией 104 подсчета схем.
Секция 116 вычисления ошибки также вычисляет частоту ошибок на основе среднего значения разностных показателей, вычисленного на основе значения интегрирования, которое интегрируется секцией 125 интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается секцией 124 подсчета схем, и заданного результата вычисления на основе значения интегрирования, которое интегрируется секцией 105 интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается секцией 104 подсчета схем.
Секция 116 вычисления частоты ошибок также вычисляет стандартное отклонение разностного показателя, у которого результат разностного показателя является средним значением или меньше, используя линейное выражение, аргументами которого являются значение интегрирования, которое интегрируется секцией 125 интегрирования, подсчитанное значение, которое подсчитывается секцией 124 подсчета схем, значение интегрирования, которое интегрируется секцией 105 интегрирования, и подсчитанное значение, которое подсчитывается секцией 104 подсчета схем, и вычисляет частоту ошибок на основе стандартного отклонения. Линейное выражение является приблизительным выражением, которое вычисляется с использованием итерации на основе метода Ньютона (метода касательных).
Секция 120 вычисления стандартного отклонения вычисляет стандартное отклонение на основе частоты ошибок, которая вычисляется секцией 116 вычисления частоты ошибок.
1
1
1
1
Секция 124 подсчета схем подсчитывает количество раз генерации определенной схемы, которая обнаруживается секцией 101 обнаружения схемы, и выводит подсчитанное значение N. Секция 125 интегрирования интегрирует выходной сигнал от секции 102 вычисления разностного показателя и выводит значение интегрирования S. Секция 105 интегрирования интегрирует выходной результат от секции 103 определения уровня и выводит значение интегрирования JS. Секция 104 подсчета схем подсчитывает количество раз, когда условия выполняются в секции 103 определения уровня, и выводит подсчитанное значение JN. Структуры составных элементов, кроме секции 125 интегрирования и секции 124 подсчета схем для вычисления среднего значения разностных показателей в каждой группе схем, являются такими же, как и в первом варианте осуществления, и их описания здесь пропускаются.
В пятом варианте осуществления секция 910 обнаружения показателя оценки сигнала соответствует примеру блока оценки сигнала воспроизведения, секция 101 обнаружения схемы соответствует примеру секции извлечения схемы, секция 102 вычисления разностного показателя соответствует примеру секции вычисления разностного показателя, секция 125 интегрирования соответствует примеру первой секции интегрирования, секция 124 подсчета схем соответствует примеру первой секции подсчета, секция 103 определения уровня соответствует примеру секции извлечения разностного показателя, секция 105 интегрирования соответствует примеру второй секции интегрирования, секция 104 подсчета схем соответствует примеру второй секции подсчета, секция 116 вычисления ошибки соответствует примеру секции вычисления частоты ошибок, и секция 120 вычисления стандартного отклонения соответствует примеру секции вычисления стандартного отклонения.
Теперь будет описываться вычисление стандартного отклонения разностного показателя для вычисления предсказанной частоты ошибок в соответствии с пятым вариантом осуществления. Структура, предложенная третьим и четвертым вариантам осуществления, является такой, где среднее значение разностных показателей определяется, когда среднее значение выходных сигналов из секции вычисления разностного показателя не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала, в зависимости от состояния (качества) записи, и предсказанная частота ошибок вычисляется из стандартного отклонения разностного показателя, которое определяется на основе этого среднего значения, чтобы усилить корреляцию фактически сгенерированной частоты ошибок и значения показателя сигнала.
Однако с этой конфигурацией из третьего и четвертого вариантов осуществления могут возникнуть две проблемы. Одна проблема в том, что, поскольку определяется среднее значение разностных показателей в области измерения значения показателя сигнала, среднее значение должно определяться заранее. Чтобы вычислить значение показателя сигнала, необходимы многократные измерения, и эта обработка может требовать времени. Вторая проблема в том, что возможное решение для первой проблемы - обновить среднее значение при вычислении среднего значения. Однако оптимальное значение частотной характеристики вычисления среднего значения могло бы отличаться в некоторых случаях в зависимости от состояния записи. Поэтому сложно недвусмысленно определить частотную характеристику вычисления среднего значения для получения совместимых значений показателя сигнала.
Чтобы решить эти проблемы, пятый вариант осуществления предлагает способ вычисления, который использует заданное фиксированное значение, называемое "кодовым расстоянием идеального сигнала", в качестве порога обработки сигнала в обработке для определения стандартного отклонения из результата разностного показателя, как в первом варианте осуществления. Тогда, если среднее значение выходных сигналов из секции 102 вычисления разностного показателя не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала в зависимости от состояния (качества) записи, то ошибка стандартного отклонения, которая формируется из-за сдвига в среднем значении, корректируется для того, чтобы устранялась проблема недостаточной корреляции между значением показателя сигнала и частотой битовых ошибок.
Фиг.16А и Фиг.16В являются схемами, изображающими распределение в диапазонах разностных показателей в определенном состоянии записи. Распределения на фиг.16А и фиг.16В являются примерами того, когда среднее значение результатов разностных показателей не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала. Фиг.16А - схема, изображающая распределение в диапазоне разностного показателя, используемое для определения стандартного отклонения в третьем и четвертом вариантах осуществления. Третий и четвертый варианты осуществления определяют среднее значение распределения, затем определяют стандартное отклонение из значений разностных показателей в диапазоне, меньшем среднего значения, и вычисляют предсказанную частоту ошибок, при помощи чего можно предоставить способ оценки сигнала воспроизведения, который не зависит от качества записи. С другой стороны, пятый вариант осуществления определяет стандартное отклонение с использованием фиксированного порога обработки сигнала, чтобы получить результат, аналогичный третьему и четвертому вариантам осуществления.
Фиг.16В - схема, изображающая распределение в диапазоне разностного показателя, которое используется для определения стандартного отклонения в пятом варианте осуществления. В соответствии с пятым вариантом осуществления заданная коррекция выполняется над значениями разностного показателя в диапазоне, меньшем фиксированного порога обработки сигнала, при помощи чего может определяться стандартное отклонение, соответствующее третьему и четвертому вариантам осуществления.
1
1
1
1
1
1
1
Теперь будет описываться способ для вычисления стандартного отклонения в соответствии с пятым вариантом осуществления. Сначала переопределяются параметры для использования в вычислении в пятом варианте осуществления. S - значение интегрирования разностных показателей, N - частота разностных показателей (подсчитанное значение для указания количества раз интегрирования S), JS - значение интегрирования разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала ("0" в этом случае), JN - частота разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала ("0" в этом случае) (подсчитанное значение для указания количества раз интегрирования JS), α - заданный частотный коэффициент, и E - значение обработки идеального сигнала.
1
1
1
1
Фиг.17А и фиг.17В - схемы, изображающие способ вычисления для стандартного отклонения в соответствии с пятым вариантом осуществления. Чтобы определить виртуальное стандартное отклонение σ' из значения интегрирования JS, указанного заштрихованной частью, показанной на фиг.17А, значение интегрирования JS должно быть нормализовано с помощью подсчитанного значения N. В соответствии с пятым вариантом осуществления виртуальное стандартное отклонение определяется для группы схем в Таблице 1. E1 указывает окно обнаружения, и 14 вставляется для группы схем в Таблице 1.
1
Подсчитанное значение N может определяться по следующей формуле (32).
1
Подсчитанное значение JN может определяться по следующей формуле (33).
Среднее значение µ распределений из формулы (32) и формулы (33) задается следующей формулой (34).
1
1
Вычисление для нормализации значения интегрирования JS с помощью подсчитанного значения N задается следующей формулой (35).
Другими словами, вышеприведенная формула (35) может быть преобразована в следующую формулу (36).
1
1
Используя две переменные, которые являются a, заданной следующей формулой (37), и b, заданной следующей формулой (38), формула (36) может быть упрощена в следующую формулу (39).
1
1
1
Далее будет описываться преобразование для определения стандартного отклонения σ с учетом сдвига среднего значения распределения на основе переменной a, заданной формулой (37), и переменной b, заданной формулой (38) (фиг.17B).
1
1
Вышеприведенная формула (39), которая задается в виде функции, аргументами которой являются стандартное отклонение σ и переменная b, может задаваться следующей формулой (40).
1
Если виртуальное стандартное отклонение σ', показанное на фиг.17А, переносится в левую часть формулы (40), то устанавливается следующая формула (41).
Показатель, при котором сдвиг среднего значения распределения, показанный на фиг.17B, отражается в окне обнаружения, может задаваться в виде следующей формулы (42).
1
1
1
σ/2 для двух переменных a и b, которое удовлетворяет вышеприведенной формуле (42), вычисляется методом Ньютона. Метод Ньютона является одним из алгоритмов для решений уравнений на основе итерации, который используется для решений уравнений путем численных вычислений в области численного анализа, и длительное время использовался для численного вычисления. Здесь описания алгоритма метода Ньютона пропускаются.
1
x
1
x
1
x
1
x
1
1
1
1
1
1
Фиг.18 - график, изображающий соотношение переменной a(a)и стандартного отклонения σ/2(σ/2), вычисленного по методу Ньютона, который показан для каждой величины сдвига среднего значения у результатов разностных показателей. На фиг.18 горизонтальная ось указывает переменную a(a) [%], которая определяется по вышеприведенной формуле (37), а вертикальная ось указывает σ/2 (σ/2) [%], которое вычисляется по методу Ньютона. Величина сдвига среднего значения результатов разностных показателей является переменной b, которая определяется по вышеприведенной формуле (38). Соотношение σ/2 [%] и переменной a, показанное на фиг.18, может выражаться линейным выражением, переменной в котором является b. Отсюда σ/2, которое определяется по методу Ньютона, может выражаться линейным выражением, в котором переменная b является средним значением результатов разностных показателей.
1
1
1
x
x
x
В линейном выражении формулы (42) P обозначает наклон, когда среднее значение результатов разностных показателей является переменной b, а Q обозначает пересечение, когда среднее значение результатов разностных показателей является переменной b. Значение P и значение Q могут храниться в таблице по отношению к b, определенному с помощью приблизительного вычисления. Таблица 4 показывает конкретный пример таблицы, которая указывает значение P и значение Q, у которых аргументом является переменная b. x в переменной b в Таблице 4 способствует определению стандартного отклонения σ соответственно для групп схем в Таблице 1, Таблице 2 и Таблице 3, а значения "1", "2" или "3", соответствующие Таблице 1, Таблице 2 или Таблице 3, вставляются соответственно.
Таблица 4
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
В примере на Таблице 4 таблица поправок ясно задается в диапазоне коррекции от -30% до +30%, но диапазон коррекции может расширяться или сужаться. Для диапазона коррекции предпочтительно поддерживать диапазон, учитывающий фактически сгенерированную величину сдвига. Аргумент b в P(b) и Q(b) в Таблице 4 указывается, в качестве примера, с промежутком в 0,05. Если значение в промежутке переменных b, которые заранее сохраняются (например, 0,025), вводится здесь в качестве переменной b, тогда могут соответственно линейно интерполироваться P(b) и Q(b), соответствующие переменным b до и после входного значения, из переменных b, сохраненных с промежутком 0,05 в Таблице 4. P(b) и Q(b), соответствующие переменной b, ближайшие к входному значению, также могут выбираться из сохраненной заранее переменной b.
1
1
1
1
1
Таким образом, в соответствии с пятым вариантом осуществления вычисление коррекции для определения стандартного отклонения σ/2, с учетом сдвига среднего значения распределения, выполняется с использованием значения интегрирования (JS) и количества раз интегрирования (JN) на основе величины сдвига (S/N) распределения выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя и фиксированного порога обработки сигнала. В пятом варианте осуществления простое линейное выражение, заданное формулой (42), используется для поправочной формулы, чтобы повысить точность вычисления предсказанной частоты ошибок.
1
В пятом варианте осуществления предсказанная частота ошибок определяется с использованием стандартного отклонения σ/2, которое определяется по формуле (42) в соответствии с одной из схем в Таблице 1 - Таблице 3. В силу этого значение показателя сигнала, которое обладает сильной корреляцией с частотой ошибок, может определяться, даже если центр распределения выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя смещается от порога обработки сигнала, как на фиг.21B и фиг.21С.
(Шестой вариант осуществления)
Ниже со ссылкой на чертежи описывается устройство на оптических дисках, имеющее блок оценки сигнала воспроизведения согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения. Составляющий элемент, совпадающий с элементом в пятом варианте осуществления, обозначается тем же номером элемента, для которого можно пропустить описание. На фиг.19 приведена блок-схема, изображающая структуру устройства 940 на оптическом диске шестого варианта осуществления.
Носитель 1 записи информации - это носитель записи информации, предназначенный для оптической записи/воспроизведения информации, и является, например, носителем на оптических дисках. Устройство 940 на оптических дисках - это блок воспроизведения, который воспроизводит информацию с установленного носителя 1 записи информации.
Устройство 940 на оптических дисках имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC, секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL, секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 930 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Структуры и функции части этих элементов, составляющих устройство 940 на оптическом диске, те же, что и в вариантах осуществления с первого по пятый, и их описания не приводятся.
Теперь будет описана структура секции 930 обнаружения показателя оценки сигнала согласно шестому варианту осуществления. Секция 930 обнаружения показателя оценки сигнала, как и секция обнаружения показателя оценки сигнала из вариантов осуществления с первого по пятый, может использоваться в качестве блока оценки сигнала воспроизведения, который перед отправкой потребителю определяет, соответствует ли качество носителя 1 записи информации установленным стандартам. Настоящая секция 930 обнаружения показателя оценки сигнала может быть также установлена в блоке привода носителя 1 записи информации и использоваться в качестве блока оценки для выполнения тестовой записи перед тем, как пользователь запишет информацию на носитель 1 записи информации.
Секция 930 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы, секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя, секции 103, 108 и 113 определения уровня, секции 104, 109 и 114 подсчета схем, секции 105, 110 и 115 интегрирования, секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок, секции 124, 126 и 128 подсчета схем, секции 125, 127 и 129 интегрирования, секцию 119 сложения и секцию 120 вычисления стандартного отклонения.
В дополнение к структуре в первом варианте осуществления секция 930 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секции 125, 127 и 129 интегрирования для вычисления среднего значения выходных сигналов секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя и секции 124, 126 и 128 подсчета схем для подсчета выходного сигнала секции 102 вычисления разностного показателя, как показано на фиг.19.
Секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы извлекают из двоичного сигнала схему перехода состояний, которая соответственно может вызвать битовую ошибку. Секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя вычисляют разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения на основе двоичного сигнала для каждой схемы перехода состояний, извлеченной соответственно секциями 101, 106 и 111 обнаружения схемы.
Секции 125, 127 и 129 интегрирования интегрируют разностный показатель, вычисленный секциями 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя соответственно для каждой схемы перехода состояний. Секции 124, 126 и 128 подсчета схем подсчитывают количество раз обработки интегрированием посредством секций 125, 127 и 129 интегрирования соответственно для каждой схемы перехода состояний.
Секции 103, 108 и 113 определения уровня извлекают разностные показатели, не превышающие заданный порог обработки сигнала для каждой схемы перехода состояний соответственно. Секции 105, 110 и 115 интегрирования интегрируют разностные показатели, которые не превышают порог обработки сигнала, извлеченный для каждой схемы перехода состояний соответственно секциями 103, 108 и 113 определения уровня. Секции 104, 109 и 114 подсчета схем подсчитывают количество раз обработки интегрированием посредством секций 105, 110 и 115 интегрирования соответственно для каждой схемы перехода состояний.
Секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок вычисляют множество частот ошибок, предсказанных на основе множества значений интегрирования, интегрированных секциями 125, 127 и 129 интегрирования, множества подсчитанных значений, подсчитанных секциями 124, 126 и 128 подсчета схем, множества значений интегрирования, интегрированных секциями 105, 110 и 115 интегрирования, и множества подсчитанных значений, подсчитанных секциями 104, 109 и 114 подсчета схем, соответственно для каждой схемы перехода состояний.
Секция 120 вычисления стандартного отклонения вычисляет стандартное отклонение на основе суммы множества частот ошибок, которые вычисляются секциями 116, 117 и 118 вычисления ошибок.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Секции 124, 126 и 128 подсчета схем подсчитывают количество раз генерации определенной схемы, обнаруженной секциями 101, 106 и 111 обнаружения схемы, и выводят подсчитанные значения N, N и N соответственно. Секции 125, 127 и 129 интегрирования интегрируют выходные сигналы секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя и выводят значения интегрирования S, S и S соответственно. Секции 105, 110 и 115 интегрирования интегрируют выходные результаты секций 103, 108 и 113 определения уровня и выводят значения интегрирования JS, JS и JS соответственно. Секции 104, 109 и 114 подсчета схем подсчитывают количество раз, когда выполняются условия в секциях 103, 108 и 113 определения уровня, и выводят подсчитанные значения JN, JN и JN соответственно. Структура, за исключением секций 125, 127 и 129 интегрирования для вычисления среднего значения разностных показателей в каждой группе схем и секций 124, 126 и 128 подсчета схем, является точно такой же, как в первом варианте осуществления, и поэтому подробные описания пропускаются.
В шестом варианте осуществления секция 930 обнаружения показателя оценки сигнала соответствует примеру блока оценки сигнала воспроизведения, секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы соответствуют примеру секции извлечения схемы, секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя соответствуют примеру секции вычисления разностного показателя, секции 125, 127 и 129 интегрирования соответствуют примеру первой секции интегрирования, секции 124, 126 и 128 подсчета схем соответствуют примеру первой секции подсчета, секции 103, 108 и 113 определения уровня соответствуют примеру секции извлечения разностного показателя, секции 105, 110 и 115 интегрирования соответствуют примеру второй секции интегрирования, секции 104, 109 и 114 подсчета схем соответствуют примеру второй секции подсчета, секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок соответствуют примеру секции вычисления частоты ошибок, и секция 120 вычисления стандартного отклонения соответствует примеру секции вычисления стандартного отклонения.
Теперь будет описываться вычисление стандартного отклонения разностных показателей для вычисления предсказанной частоты ошибок в соответствии с шестым вариантом осуществления. Структура, предложенная третьим и четвертым вариантами осуществления, является такой, где среднее значение разностных показателей определяется, когда среднее значение выходных сигналов из секции вычисления разностного показателя не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала, в зависимости от состояния (качества) записи, и предсказанная частота ошибок вычисляется из стандартного отклонения разностного показателя, которое определяется на основе этого среднего значения, чтобы усилить корреляцию фактически сгенерированной частоты ошибок и значения показателя сигнала.
Однако с этой конфигурацией из третьего и четвертого вариантов осуществления могут возникнуть две проблемы. Одна проблема в том, что, поскольку определяется среднее значение разностных показателей в области измерения значения показателя сигнала, среднее значение должно определяться заранее. Чтобы вычислить значение показателя сигнала, необходимы многократные измерения, и эта обработка может требовать времени. Вторая проблема в том, что возможное решение для первой проблемы - обновить среднее значение при вычислении среднего значения. Однако оптимальное значение частотной характеристики вычисления среднего значения могло бы отличаться в некоторых случаях согласно состоянию записи. Поэтому сложно недвусмысленно определить частотную характеристику вычисления среднего значения для получения совместимых значений показателя сигнала.
Чтобы решить эти проблемы, шестой вариант осуществления предлагает способ вычисления, который использует заданное фиксированное значение, называемое "кодовым расстоянием идеального сигнала", в качестве порога обработки сигнала в обработке для определения стандартного отклонения из результата разностного показателя, как в первом варианте осуществления. Тогда, если среднее значение выходных сигналов из секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала в зависимости от состояния (качества) записи, то ошибка стандартного отклонения, которая формируется из-за сдвига среднего значения, корректируется для того, чтобы устранялась проблема недостаточной корреляции значения показателя сигнала и частоты битовых ошибок.
x
x
x
x
x
x
x
Теперь будет описываться способ для вычисления стандартного отклонения в соответствии с шестым вариантом осуществления. Сначала переопределяются параметры для использования в вычислении в шестом варианте осуществления. S - значение интегрирования разностных показателей, N - частота разностных показателей (подсчитанное значение для указания количества раз интегрирования S), JS - значение интегрирования разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала ("0" в этом случае), JN - частота разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала ("0" в этом случае) (подсчитанное значение для указания количества раз интегрирования JS), α - заданный частотный коэффициент и E - значение обработки идеального сигнала.
x
x
x1
x
x
Фиг.20А и фиг.20В - схемы, изображающие способ вычисления для стандартного отклонения в соответствии с шестым вариантом осуществления. Чтобы определить виртуальное стандартное отклонение σ' из значения интегрирования JS, указанного заштрихованной частью, показанной на фиг.20А, значение интегрирования JS должно быть нормализовано с помощью подсчитанного значения N. x предназначен для определения виртуального стандартного отклонения для групп схем в Таблицах 1, 2 и 3 соответственно. В x вставляется одно из значений "1", "2" и "3", соответствующее Таблице 1, Таблице 2 и Таблице 3. E указывает окно обнаружения, и "14" вставляется для группы схем в Таблице 1, а "12" вставляется для групп схем в Таблице 2 и Таблице 3.
x
Подсчитанное значение N может определяться по следующей формуле (43).
x
Подсчитанное значение JN может определяться по следующей формуле (44).
Среднее значение µ распределений из формулы (43) и формулы (44) задается следующей формулой (45).
x
x
Вычисление для нормализации значения интегрирования JS с помощью подсчитанного значения N задается следующей формулой (46).
Другими словами, вышеприведенная формула (46) может быть преобразована в следующую формулу (47).
x
x
Используя две переменные - a, заданную следующей формулой (48), и b, заданную следующей формулой (49), формула (47) может быть упрощена в следующую формулу (50).
x
x
x
Далее будет описываться таблица преобразования для определения стандартного отклонения σ с учетом сдвига среднего значения распределения на основе переменной a, заданной формулой (48), и переменной b, заданной формулой (49) (фиг.20B).
x
x
Вышеприведенная формула (50), которая задается в виде функции, аргументами которой являются стандартное отклонение σ и переменная b, может задаваться следующей формулой (51).
x
Если виртуальное стандартное отклонение σ', показанное на фиг.20А, переносится в левую часть формулы (51), то устанавливается следующая формула (52).
Показатель, при котором сдвиг среднего значения распределения, показанный на фиг.20B, отражается на окне обнаружения, может задаваться в виде следующей формулы (53).
x
x
x
σ/2 для двух переменных a и b, которые удовлетворяют вышеприведенной формуле (53), вычисляется методом Ньютона. Метод Ньютона является одним из алгоритмов для решений уравнений на основе итерации, который используется для решений уравнений путем численных вычислений в области численного анализа, и длительное время использовался для численного вычисления. Здесь описания алгоритма метода Ньютона пропускаются.
x
x
x
x
x
x
Как описано на фиг.18, величина сдвига среднего значения результатов разностных показателей является переменной b, которая определяется по вышеприведенной формуле (49). Соотношение σ/2 [%] и переменной a, показанное на фиг.18, может выражаться линейным выражением, переменной в котором является b. Отсюда σ/2, которое определяется по методу Ньютона, может выражаться линейным выражением, в котором переменная b является средним значением результатов разностных показателей.
x
x
x
x
В линейном выражении вышеприведенной формулы (53) P обозначает наклон, когда среднее значение результатов разностных показателей является переменной b, а Q обозначает пересечение, когда среднее значение результатов разностных показателей является переменной b. Значение P и значение Q могут храниться в таблице по отношению к b, определенному с помощью приблизительного вычисления. Другими словами, секция 120 вычисления стандартного отклонения может заранее сохраняться в таблице, которая указывает значение P и значение Q, у которых аргументом является переменная b, показанная в Таблице 4.
x
x
x
x
x
Таким образом, в соответствии с шестым вариантом осуществления вычисление коррекции для определения стандартного отклонения σ/2, с учетом сдвига среднего значения распределения, выполняется с использованием значения интегрирования (JS) и количества раз интегрирования (JN) на основе величины сдвига (S/N) распределения выходных сигналов секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя и фиксированного порога обработки сигнала. В шестом варианте осуществления простое линейное выражение, заданное формулой (53), используется для поправочной формулы, чтобы повысить точность вычисления предсказанной частоты ошибок.
x
В шестом варианте осуществления предсказанная частота ошибок определяется с использованием стандартного отклонения σ/2, которое определяется по формуле (53) в соответствии с группами схем в Таблице 1 - Таблице 3. В силу этого значение показателя сигнала, которое обладает сильной корреляцией с частотой ошибок, может определяться, даже если центр распределения выходных сигналов секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя смещается от порога обработки сигнала, как на фиг.21B и фиг.21С.
Вышеприведенные варианты осуществления преимущественно включают в себя изобретение, имеющее следующие структуры.
Способ оценки сигнала воспроизведения в соответствии с особенностью настоящего изобретения является способом оценки сигнала воспроизведения для оценивания качества сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения с использованием системы PRML обработки сигнала, причем способ содержит: этап извлечения схемы, на котором из двоичного сигнала извлекается определенная схема перехода состояний, которая может вызвать битовую ошибку; этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляется разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала в схеме перехода состояний, извлеченной на этапе извлечения схемы; первый этап интегрирования, состоящий в интегрировании разностного показателя, вычисленного на этапе вычисления разностного показателя; первый этап подсчета, состоящий в подсчете количества раз обработки интегрированием на первом этапе интегрирования; этап извлечения разностного показателя, состоящий в извлечении разностного показателя, не превышающего заданный порог обработки сигнала; второй этап интегрирования, состоящий в интегрировании разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, извлеченного на этапе извлечения разностного показателя; второй этап подсчета, состоящий в подсчете количества раз обработки интегрированием на втором этапе интегрирования; этап вычисления частоты ошибок, состоящий в вычислении частоты ошибок, предсказанной на основе значения интегрирования, которое интегрируется на первом этапе интегрирования, подсчитанного значения, которое подсчитывается на первом этапе подсчета, значения интегрирования, которое интегрируется на втором этапе интегрирования, и значения подсчета, которое подсчитывается на втором этапе подсчета; этап вычисления стандартного отклонения, состоящий в вычислении стандартного отклонения на основе частоты ошибок, которая вычисляется на этапе вычисления частоты ошибок; и этап оценки, состоящий в оценивании качества сигнала воспроизведения с использованием стандартного отклонения, вычисленного на этапе вычисления стандартного отклонения.
В соответствии с вышеупомянутой структурой определенные схемы перехода состояний, которые с определенной вероятностью вызывают битовую ошибку, извлекаются из двоичных сигналов, сгенерированных путем воспроизведения носителя записи информации. Здесь схема перехода состояний, которая с некоторой вероятностью вызывает битовую ошибку, является схемой перехода состояний, имеющей сливающиеся пути, которые могли бы занимать множество переходов состояний, когда заданное состояние в некоторый момент времени переходит в заданное состояние в другой момент времени, и является схемой перехода состояний сливающихся путей, у которых относительно мало Евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. Если имеется множество схем перехода состояний, которые с вероятностью вызывают битовую ошибку, то выборочно извлекается определенная схема перехода состояний.
Выделяя двоичный сигнал извлеченной определенной схемы перехода состояний, вычисляется разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения.
Затем вычисленный разностный показатель интегрируется и подсчитывается количество раз обработки интегрированием разностных показателей. Извлекаются разностные показатели, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и интегрируются извлеченные разностные показатели, которые не превышают порог обработки сигнала, и подсчитывается количество раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала.
Затем вычисляется частота ошибок, предсказанная на основе вычисленного значения интегрирования разностных показателей, подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, и значения интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала. Дополнительно стандартное отклонение вычисляется на основе вычисленной частоты ошибок, и качество сигнала воспроизведения оценивается с использованием вычисленного стандартного отклонения.
Поэтому, когда среднее значение разностных показателей не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала, в зависимости от состояния записи, то ошибка стандартного отклонения, которая формируется из-за сдвига среднего значения разностных показателей от кодового расстояния идеального сигнала, корректируется с использованием вычисленного значения интегрирования у разностных показателей и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, при помощи чего повышается корреляция частоты ошибок и значения показателя сигнала, и качество сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, может быть оценено с высокой точностью.
В вышеупомянутом способе оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы порог обработки сигнала являлся квадратом Евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний.
В соответствии с вышеупомянутой структурой порог обработки сигнала, соответствующий извлеченным целевым определенным схемам перехода состояний, можно точно задать для того, чтобы соответствовать Евклидову расстоянию между идеальным сигналом первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом второй последовательности перехода состояний. Это особенно эффективно для оценки сигналов, где смешиваются множество схем перехода состояний, которые имеют вероятность генерации ошибки.
В вышеупомянутом способе оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы этап вычисления частоты ошибок вычислял стандартное отклонение разностных показателей, не превышающих среднее значение результатов разностных показателей, используя линейное выражение, аргументами которого являются значение интегрирования, которое интегрируется на первом этапе интегрирования, подсчитанное значение, которое подсчитывается на первом этапе подсчета, значение интегрирования, которое интегрируется на втором этапе интегрирования, и подсчитанное значение, которое подсчитывается на втором этапе подсчета, и вычислял частоту ошибок на основе этого стандартного отклонения.
В соответствии с вышеупомянутой структурой стандартное отклонение разностных показателей, не превышающих среднее значение результатов разностных показателей, вычисляется с использованием линейного выражения, аргументами которого являются вычисленное значение интегрирования разностных показателей, подсчитанное значение количества раз обработки интегрированием разностных показателей, значение интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и подсчитанное значение количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и частота ошибок может вычисляться на основе этого стандартного отклонения.
В вышеупомянутом способе оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы линейное выражение являлось приблизительным выражением, которое вычисляется с использованием итерации на основе метода Ньютона. В соответствии с вышеупомянутой структурой линейное выражение, используемое для вычисления частоты ошибок, может задаваться приблизительным выражением, которое вычисляется с использованием итерации на основе метода Ньютона.
В вышеупомянутом способе оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы этап вычисления частоты ошибок вычислял частоту ошибок на основе среднего значения разностных показателей, вычисленного на основе значения интегрирования, которое интегрируется на первом этапе интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается на первом этапе подсчета, и заданного результата вычисления на основе значения интегрирования, которое интегрируется на втором этапе интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается на втором этапе подсчета.
В соответствии с вышеупомянутой структурой частота ошибок может вычисляться на основе среднего значения разностных показателей, вычисленного на основе вычисленного значения интегрирования разностного показателя и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, и заданного результата вычисления на основе значения интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала.
Способ оценки сигнала воспроизведения в соответствии с другой особенностью настоящего изобретения является способом оценки сигнала воспроизведения для оценивания качества сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения с использованием системы PRML обработки сигнала, причем способ содержит: этап извлечения схемы, на котором из двоичного сигнала извлекается множество схем перехода состояний, которые могут вызвать битовую ошибку; этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляется разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала для каждой схемы перехода состояний, извлеченной на этапе извлечения схемы; первый этап интегрирования, состоящий в интегрировании разностных показателей, вычисленных на этапе вычисления разностного показателя соответственно для каждой из схем перехода состояний; первый этап подсчета, состоящий в подсчете количества раз обработки интегрированием на первом этапе интегрирования для каждой из схем перехода состояний; этап извлечения разностного показателя, состоящий в извлечении разностного показателя, не превышающего заданный порог обработки сигнала, для каждой из схем перехода состояний соответственно; второй этап интегрирования, состоящий в интегрировании разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, извлеченного на этапе извлечения разностного показателя, соответственно для каждой из схем перехода состояний; второй этап подсчета, состоящий в подсчете количества раз обработки интегрированием на втором этапе интегрирования для каждой из схем перехода состояний; этап вычисления частоты ошибок, состоящий в вычислении для каждой из схем перехода состояний множества частот ошибок, предсказанных на основе множества значений интегрирования, которые интегрируются на первом этапе интегрирования, множества подсчитанных значений, которые подсчитываются на первом этапе подсчета, множества значений интегрирования, которые интегрируются на втором этапе интегрирования, и множества подсчитанных значений, которые подсчитываются на втором этапе подсчета; этап вычисления стандартного отклонения, состоящий в вычислении стандартного отклонения на основе суммы множества частот ошибок, которые вычисляются на этапе вычисления частоты ошибок; и этап оценки, состоящий в оценивании качества сигнала воспроизведения с использованием стандартного отклонения, вычисленного на этапе вычисления стандартного отклонения.
В соответствии с вышеупомянутой структурой множество схем перехода состояний, которые с определенной вероятностью вызывают битовую ошибку, извлекаются из двоичного сигнала, сгенерированного путем воспроизведения носителя записи информации. И на основе двоичного сигнала для каждой из извлеченных схем перехода состояний соответственно вычисляется разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения.
Затем вычисленный разностный показатель интегрируется для каждой схемы перехода состояний, и подсчитывается количество раз обработки интегрированием разностных показателей соответственно для каждой схемы перехода состояний. Разностные показатели, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, извлекаются для каждой схемы перехода состояний, извлеченные разностные показатели, которые не превышают порог обработки сигнала, интегрируются для каждой схемы перехода состояний, и число обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала, подсчитывается для каждой схемы перехода состояний.
Затем для каждой схемы перехода состояний вычисляются множество частот ошибок, предсказанных на основе множества вычисленных значений интегрирования разностных показателей, множества подсчитанных значений количества раз обработки интегрированием разностных показателей, множества значений интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и множества подсчитанных значений количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала. Дополнительно стандартное отклонение вычисляется на основе суммы вычисленного множества частот ошибок, и качество сигнала воспроизведения оценивается с использованием вычисленного стандартного отклонения.
Поэтому, когда среднее значение разностных показателей не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала, в зависимости от состояния записи, то ошибка стандартного отклонения, которая формируется из-за сдвига среднего значения разностных показателей от кодового расстояния идеального сигнала, корректируется с использованием вычисленного значения интегрирования у разностных показателей и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, при помощи чего повышается корреляция частоты ошибок и значения показателя сигнала, и качество сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, может быть оценено с высокой точностью.
Блок оценки сигнала воспроизведения в соответствии с другой особенностью настоящего изобретения является блоком оценки сигнала воспроизведения для оценивания качества сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения с использованием системы PRML обработки сигнала, причем блок содержит: секцию извлечения схемы для извлечения из двоичного сигнала определенной схемы перехода состояний, которая может вызвать битовую ошибку; секцию вычисления разностного показателя для вычисления разностного показателя, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала в схеме перехода состояний, извлеченной секцией извлечения схемы; первую секцию интегрирования для интегрирования разностного показателя, вычисленного секцией вычисления разностного показателя; первую секцию подсчета для подсчета количества раз обработки интегрированием посредством первой секции интегрирования; секцию извлечения разностного показателя для извлечения разностного показателя, не превышающего заданный порог обработки сигнала; вторую секцию интегрирования для интегрирования разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, извлеченного секцией извлечения разностного показателя; вторую секцию подсчета для подсчета количества раз обработки интегрированием посредством второй секции интегрирования; секцию вычисления ошибки для вычисления частоты ошибок, предсказанной на основе значения интегрирования, которое интегрируется первой секцией интегрирования, подсчитанного значения, которое подсчитывается первой секцией подсчета, значения интегрирования, которое интегрируется второй секцией интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается второй секцией подсчета; и секцию вычисления стандартного отклонения для вычисления стандартного отклонения на основе частоты ошибок, которая вычисляется секцией вычисления частоты ошибок.
В соответствии с вышеупомянутой структурой определенные схемы перехода состояний, которые с определенной вероятностью вызывают битовую ошибку, извлекаются из двоичных сигналов, сгенерированных путем воспроизведения носителя записи информации. Здесь схема перехода состояний, которая с некоторой вероятностью вызывает битовую ошибку, является схемой перехода состояний, имеющей сливающиеся пути, которые могли бы занимать множество переходов состояний, когда заданное состояние в некоторый момент времени переходит в заданное состояние в другой момент времени, и является схемой перехода состояний сливающихся путей, у которых относительно мало Евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний. Если имеется множество схем перехода состояний, которые с вероятностью вызывают битовую ошибку, то выборочно извлекается определенная схема перехода состояний.
Выделяя двоичный сигнал извлеченной определенной схемы перехода состояний, вычисляется разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения.
Затем вычисленные разностные показатели интегрируются и подсчитывается количество раз обработки интегрированием разностных показателей. Извлекаются разностные показатели, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и интегрируются извлеченные разностные показатели, которые не превышают порог обработки сигнала, и подсчитывается количество раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала.
Затем вычисляется частота ошибок, которая предсказывается на основе вычисленного значения интегрирования разностных показателей, подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, и значения интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала. Дополнительно стандартное отклонение вычисляется на основе вычисленной частоты ошибок, и качество сигнала воспроизведения оценивается с использованием вычисленного стандартного отклонения.
Поэтому, когда среднее значение разностных показателей не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала, то ошибка стандартного отклонения, которая формируется из-за сдвига среднего значения разностных показателей от кодового расстояния идеального сигнала, корректируется с использованием вычисленного значения интегрирования у разностных показателей и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, при помощи чего повышается корреляция частоты ошибок и значения показателя сигнала, и качество сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, может быть оценено с высокой точностью.
В вышеупомянутом блоке оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы порог обработки сигнала являлся квадратом Евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний.
В соответствии с вышеупомянутой структурой порог обработки сигнала, соответствующий извлеченной целевой определенной схеме перехода состояний, можно точно задать для того, чтобы соответствовать Евклидову расстоянию между идеальным сигналом первой последовательности перехода состояний и идеальным сигналом второй последовательности перехода состояний. Это особенно эффективно для оценки сигналов, где смешиваются множество схем перехода состояний, которые имеют вероятность генерации ошибки.
В вышеупомянутом блоке оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы секция вычисления частоты ошибок вычисляла стандартное отклонение разностных показателей, не превышающих среднее значение результатов разностных показателей, используя линейное выражение, аргументами которого являются значение интегрирования, которое интегрируется первой секцией интегрирования, подсчитанное значение, которое подсчитывается первой секцией подсчета, значение интегрирования, которое интегрируется второй секцией интегрирования, и подсчитанное значение, которое подсчитывается второй секцией подсчета, и вычисляла частоту ошибок на основе этого стандартного отклонения.
В соответствии с вышеупомянутой структурой стандартное отклонение разностных показателей, не превышающих среднее значение результатов разностных показателей, вычисляется с использованием линейного выражения, аргументами которого являются вычисленное значение интегрирования разностных показателей, подсчитанное значение количества раз обработки интегрированием разностных показателей, значение интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и подсчитанное значение количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и частота ошибок может вычисляться на основе этого стандартного отклонения.
В вышеупомянутом блоке оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы линейное выражение являлось приблизительным выражением, которое вычисляется с использованием итерации на основе метода Ньютона. В соответствии с вышеупомянутой структурой линейное выражение, используемое для вычисления частоты ошибок, может задаваться приблизительным выражением, которое вычисляется с использованием итерации на основе метода Ньютона.
В вышеупомянутом блоке оценки сигнала воспроизведения предпочтительно, чтобы секция вычисления частоты ошибок вычисляла частоту ошибок на основе среднего значения разностных показателей, вычисленного на основе значения интегрирования, которое интегрируется первой секцией интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается первой секцией подсчета, и заданного результата вычисления на основе значения интегрирования, которое интегрируется второй секцией интегрирования, и подсчитанного значения, которое подсчитывается второй секцией подсчета.
В соответствии с вышеупомянутой структурой частота ошибок может вычисляться на основе среднего значения разностных показателей, вычисленного на основе вычисленного значения интегрирования разностного показателя и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, и заданного результата вычисления на основе значения интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала.
Блок оценки сигнала воспроизведения в соответствии с другой особенностью настоящего изобретения является блоком оценки сигнала воспроизведения для оценивания качества сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения с использованием системы PRML обработки сигнала, причем блок содержит: секцию извлечения схемы для извлечения из двоичного сигнала множества схем перехода состояний, которые могут вызвать битовую ошибку; секцию вычисления разностного показателя для вычисления разностного показателя, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала для каждой схемы перехода состояний, извлеченной секцией извлечения схемы; первую секцию интегрирования для интегрирования разностного показателя, вычисленного секцией вычисления разностного показателя для каждой из схем перехода состояний; первую секцию подсчета для подсчета количества раз обработки интегрированием посредством первой секции интегрирования для каждой из схем перехода состояний; секцию извлечения разностного показателя для извлечения разностного показателя, не превышающего заданный порог обработки сигнала, для каждой из схем перехода состояний; вторую секцию интегрирования для интегрирования разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, извлеченного секцией извлечения разностного показателя для каждой из схем перехода состояний; вторую секцию подсчета для подсчета количества раз обработки интегрированием посредством второй секции интегрирования для каждой из схем перехода состояний; секцию вычисления частоты ошибок для вычисления для каждой из схем перехода состояний множества частот ошибок, предсказанных на основе множества значений интегрирования, которые интегрируются первой секцией интегрирования, множества подсчитанных значений, которые подсчитываются первой секцией подсчета, множества значений интегрирования, которые интегрируются второй секцией интегрирования, и множества подсчитанных значений, которые подсчитываются второй секцией подсчета; и секцию вычисления стандартного отклонения для вычисления стандартного отклонения на основе суммы множества частот ошибок, которые вычисляются секцией вычисления частоты ошибок.
В соответствии с вышеупомянутой структурой множество схем перехода состояний, которые с определенной вероятностью вызывают битовую ошибку, извлекаются из двоичного сигнала, сгенерированного путем воспроизведения носителя записи информации. И на основе двоичного сигнала для каждой из извлеченных схем перехода состояний соответственно вычисляется разностный показатель, который является разностью первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения.
Затем вычисленные разностные показатели интегрируются для каждой схемы перехода состояний и подсчитывается количество раз обработки интегрированием разностного показателя соответственно для каждой схемы перехода состояний. Разностные показатели, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, извлекаются для каждой схемы перехода состояний, извлеченные разностные показатели, которые не превышают порог обработки сигнала, интегрируются для каждой схемы перехода состояний, и число обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают порог обработки сигнала, подсчитывается для каждой схемы перехода состояний.
Затем для каждой схемы перехода состояний вычисляются множество частот ошибок, предсказанных на основе множества вычисленных значений интегрирования разностных показателей, множества подсчитанных значений количества раз обработки интегрированием разностных показателей, множества значений интегрирования разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала, и множества подсчитанных значений количества раз обработки интегрированием разностных показателей, которые не превышают заданный порог обработки сигнала. Дополнительно стандартное отклонение вычисляется на основе суммы вычисленного множества частот ошибок, и качество сигнала воспроизведения оценивается с использованием вычисленного стандартного отклонения.
Поэтому, когда среднее значение разностных показателей не совпадает с кодовым расстоянием идеального сигнала в зависимости от состояния записи, то ошибка стандартного отклонения, которая формируется из-за сдвига среднего значения разностных показателей от кодового расстояния идеального сигнала, корректируется с использованием вычисленного значения интегрирования у разностных показателей и подсчитанного значения количества раз обработки интегрированием разностных показателей, при помощи чего повышается корреляция частоты ошибок и значения показателя сигнала, и качество сигнала воспроизведения, воспроизведенного с носителя записи информации, может быть оценено с высокой точностью.
Устройство на оптическом диске в соответствии с другой особенностью настоящего изобретения содержит: секцию воспроизведения для формирования двоичного сигнала из сигнала воспроизведения, воспроизведенного с оптического диска, который является носителем записи информации, с использованием системы PRML обработки сигнала; и блок оценки сигнала воспроизведения в соответствии с одним из вышеприведенных описаний. В соответствии с этой структурой вышеупомянутый блок оценки сигнала воспроизведения может применяться к устройству на оптическом диске.
Определенные варианты осуществления или примеры для подробного описания изобретения предназначены всего лишь для прояснения технического содержания настоящего изобретения, и настоящее изобретение не следует интерпретировать в рамках этих ограниченных примеров, однако оно может быть изменено различными способами в пределах сущности настоящего изобретения и объема формулы изобретения, описанной ниже в этом документе.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Настоящее изобретение особенно полезно в областях техники, в которых обработка сигналов выполняется с использованием способа декодирования с максимальной вероятностью.