JP3861409B2 - ディジタル信号再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号再生装置に関し、例えばビデオテープレコーダ、光ディスク装置等のビタビ復号に適用することができる。本発明は、微分系の等化基準と積分系の等化基準を所定の比率により加算して最尤判定することにより、又は微分系の等化基準と積分系の等化基準による各振幅基準値からの距離（ブランチメトリック）を所定の比率により加算して２値識別することにより、ノイズにより劣化する識別精度を向上する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオテープレコーダ、光ディスク装置等においては、ビタビ復号により再生信号を処理することにより、高密度に記録したディジタル信号を確実に再生できるようになされている。
【０００３】
すなわちビタビ復号は、符号間干渉により決まるｎ種類の状態を、直前の入力データの組み合わせにより定義し、入力データが変化する毎に、このｎ種類の状態を続くｎ種類の状態に更新して入力データを処理する。具体的に、このｎ個の状態は、符号間干渉の長さがｍの場合、直前のｍ−１ビットにより決定され、例えば入力信号が１、０のディジタル信号の場合、ｎ＝２(m-1) の状態が存在することになる。
【０００４】
このようにして規定されるｎ個の状態について、各状態に推移する尤度は、再生信号に含まれるノイズレベルがガウス分布によるものと仮定し、ノイズが存在しない場合の各状態に対応する再生信号の値を振幅基準値とすると、振幅基準値と実際の再生信号との差分を２乗し、各状態に推移するまでこの２乗値を累積した値となる。これによりビタビ復号は、直前ｎ個の状態からそれぞれ各状態へ推移する可能性のある経路についてそれぞれ累積値を計算し、この計算結果より最も尤度の大きな（累積値の小さな）経路により推移したものと判断して、ｎ個の状態を続くｎ個の状態に更新すると共に、各状態における識別値の履歴及び尤度を更新する。
【０００５】
このようにして最も確からしい状態推移を順次検出すると、所定の段階で数ビット前までの履歴が１つの履歴に統一され（マージ）、それまでの識別結果が確定する。これによりビタビ復号は、再生信号に重畳するノイズがランダムノイズの場合、再生信号の持つ信号電力を最大限利用して再生信号を識別し、各ビット毎に、再生信号を所定のしきい値と比較して復号する復号方式に比して、エラーレートを改善することができるようになされている。
【０００６】
このようなビタビ復号は、一般にパーシャルレスポンス等化された信号を処理するようになされており、伝送系の特性等に応じて、このようなパーシャルレスポンス等化としてＰＲ（１，１）（以下ＰＲ１により示す）等の積分系の等化特性、ＥＰＲ（ Extended Partial Responce）（１，１，−１，−１）（以下ＥＰＲ４により示す）等の微分系の等化特性が適用されるようになされている。
【０００７】
図１８は、ＲＬＬ（Run Length Limited）（１，７）符号とＥＰＲ４等化を組み合わせた場合における状態の遷移を示す図表である。なおＲＬＬ（１，７）符号は、論理１又は０がそれぞれ２以上連続し、論理１又は０が１個だけ単独では発生しない符号化方式である（いわゆるｄ＝１制限による符号化方式）。またＥＰＲ４は、ＰＲ（１，１，−１，−１）であることから、１の入力データに対して３ビット後まで符号間干渉が発生する。
【０００８】
従ってこの組み合わせでは、３ビット前までの入力データの履歴により、その次に入力されたデータによる状態推移（出力）が一義的に決まる。ここでａ〔ｋ〕は、入力データを示し、ａ〔ｋ−１〕、ａ〔ｋ−２〕、ａ〔ｋ−３〕は、それぞれ入力データａ〔ｋ〕より１クロック、２クロック、３クロック前の入力データである。この入力データａ〔ｋ−１〕、ａ〔ｋ−２〕、ａ〔ｋ−３〕による状態ｂ〔ｋ−１〕を、符号Ｓと各入力データａ〔ｋ−１〕、ａ〔ｋ−２〕、ａ〔ｋ−３〕の値により示す。この場合、例えば状態（Ｓ０００）において、値０の入力ａ〔ｋ〕が入力すると、値０の出力ｃ〔ｋ〕が得られ、状態ｂ〔ｋ〕は、（Ｓ０００）に変化する。
【０００９】
ＲＬＬ（１，７）符号の場合、ｄ＝１制限により（Ｓ０１０）及び（Ｓ１０１）の状態は発生せず、各状態ｂ〔ｋ−１〕は、この２つの状態（Ｓ０１０）及び（Ｓ１０１）を除いて、０または１の入力に対応して２つの状態へ推移し、全体として６つの状態を取ることが分かる。またＲＬＬ（１，７）符号の場合、出力信号ｃ〔ｋ〕は、−２、−１、０、１、２の５つの振幅基準値を持つことになる。これらの関係をトレリス線図により示すと、図１９に示すように表される。
【００１０】
この場合ビタビ復号では、この図１９の繰り返しにより形成されるトレリス線図から、ＥＰＲ４等化再生信号とＥＰＲ４等化振幅基準値との差分の２乗値（すなわち距離でなり、ブランチメトリックでなる）を累積し、この累積値（メトリック）が最も小さくなるパスを選択して、入力信号を復号することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで図２０に示すように、ＰＲ１等の積分系の等化特性においては、低域が強調される特徴がある。これにより直流成分を再生困難な磁気記録再生系に積分系の等化特性を適用すると、低域が過度に強調され、結局、クロストーク等の低域ノイズにより識別精度が劣化する。
【００１２】
また図２１に示すように、ＥＰＲ４等の微分系の等化特性においては、低域は抑圧されるものの、一般にＳ／Ｎ比の劣る高域が強調される。これにより例えば磁気記録再生系に適用して、高密度（短波長）記録する場合に、高域ノイズにより十分に識別精度を確保することが困難になる。
【００１３】
このようにノイズにより劣化する識別精度を向上することができれば、例えば記録密度を一段と向上することができると考えられる。
【００１４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ノイズにより劣化する識別精度を向上することができるディジタル信号再生装置を提案しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、微分系の等化信号及び積分系の等化信号を重み付け加算して加算等化信号を得、この加算等化信号を最尤復号して、入力信号に対応する２値識別結果を出力する。
【００１６】
また対応する推移毎に、微分系の距離及び積分系の距離を所定の重み付け係数より重み付け加算した後、累積して各パスの確からしさを得、この確からしさより最も確からしい推移を判定して入力信号に対応する２値識別値を出力する。
【００１７】
この重み付け加算の処理において、積分系の推移が所定の等化基準値になる場合に、該等化基準値の推移について、選択的に加算処理する。
【００１８】
これらの場合に、入力信号のレベル変動検出結果に応じて、重み付け係数を変更する。
【００１９】
微分系の等化信号及び積分系の等化信号とを重み付け加算して加算等化信号を生成すれば、ノイズ成分の周波数特性を平坦化して、ビタビ復号に最も適したホワイトノイズに近いノイズ特性により加算等化信号を生成することができる。これによりこの加算等化信号を最尤復号して、入力信号に対応する２値識別結果を出力することにより、ノイズによる識別精度の劣化を有効に回避することができる。
【００２０】
また対応する推移毎に、微分系の距離及び積分系の距離を所定の重み付け係数より重み付け加算した後、累積して各推移の確からしさを得るようにすれば、間接的に、ノイズ成分の周波数特性を平坦化して、ビタビ復号に最も適したホワイトノイズに近いノイズ特性により加算等化信号を生成した場合と同様に、確からしさを得ることができ、これにより２値識別値を出力してノイズによる識別精度の劣化を有効に回避することができる。
【００２１】
またこの重み付け加算の処理において、積分系の推移が所定の等化基準値になる場合に、該等化基準値の推移について、選択的に加算処理すれば、この選択加算のタイミングを例えば等化基準値が値０のタイミングに設定して、入力信号の振幅変動による識別精度の劣化を回避することができる。
【００２２】
これらの場合に、入力信号のレベル変動検出結果に応じて、重み付け係数を変更すれば、入力信号の振幅変動に伴うノイズ成分の周波数特性の変動をも有効に回避することができ、これにより振幅変動による識別精度の劣化を回避することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２４】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。このビタビ復号器１は、ビデオテープレコーダに適用されて、ＲＬＬ（１，７）符号により符号化されたディジタル信号を再生する。このためビタビ復号器１は、磁気ヘッドより得られる再生信号が図示しない波形等化回路によりナイキャスト等化された後、アナログディジタル変換処理によりディジタル再生信号ＤＲＦに変換されて入力される。
【００２５】
このビタビ復号器１において、ＰＲ（１，１）等化器２は、このディジタル再生信号ＤＲＦを積分系でなるＰＲ１の等化基準に等化し、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を生成する。すなわちＰＲ（１，１）等化器２は、順次入力されるディジタル再生信号ＤＲＦを順次１クロック周期だけ遅延させる遅延回路と、この遅延回路の入出力を加算して出力する加算器とにより構成され、これにより（１＋Ｄ）の演算処理を実行してＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を生成する。
【００２６】
ＥＰＲ４等化器３は、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を受け、各サンプリング値を順次２クロック周期だけ遅延させ、この遅延した入力データと順次入力される入力データとを減算して出力する。これによりＥＰＲ４等化器３は、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を１−Ｄ2 の演算式により演算処理し、微分系でなるＥＰＲ４等化基準により等化し、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４を出力する。
【００２７】
これらによりビタビ復号器１では、ナイキャスト等化信号をｎｑ（ｉ）により示すと、それぞれ次式により示される演算処理により、図２に示すようにＰＲ１等化信号ＳＰＲ１及びＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４を生成する。
【００２８】
【数１】
【００２９】
【数２】
【００３０】
なお図２においては、振幅基準値１、０でなる記録信号ＳＲＥＣ（図２（Ａ））をナイキャスト等化したディジタル再生信号ＤＲＦ（図２（Ｂ））の信号波形、対応するＰＲ１等化信号ＳＰＲ１（図２（Ｃ））及びＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４（図２（Ｄ））の信号波形を示すものであり、便宜上、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１の基準振幅値を値１だけ減じて示す。
【００３１】
２値識別回路４は、このＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を値１の振幅基準値により２値化して出力する。すなわち図３に示すように、振幅基準値１、０でなる記録信号ＳＲＥＣ（図３（Ａ））をナイキャスト等化した後（図３（Ｂ））、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１（図３（Ｃ））に変換すれば、振幅基準値０、１、２によるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を得ることができる。このＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においては、ＲＬＬ（１，７）符号を処理することから、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においては、振幅基準値１を横切る前後で、対応する振幅基準値が値０及び値２を取ることになる。これによりこのＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を値１の振幅基準値により２値化する場合、単にナイキャスト等化して得られるディジタル再生信号ＤＲＦを２値化する場合に比して、振幅方向に２1/2 倍の識別マージンを得ることができる。
【００３２】
この場合、２値識別回路４においては、このように等化されたノイズを含んでなる再生信号ＤＲＦを、次式の条件により２値識別することにより、２値識別信号Ｓ２（ｄ）を生成する。ここでＺ（ｋ）は再生信号である。
【００３３】
【数３】
【００３４】
この識別結果Ｓ２（ｄ）（図３（Ｄ））は、値１の振幅基準値を横切るタイミングがノイズにより変化することより、記録信号ＳＲＥＣに対して、各エッジのタイミングが同位相か又は１クロック遅延したものとなり、これにより識別結果Ｓ２（ｄ）においては誤りを含んで識別されることになる。しかしながら単にナイキャスト等化して得られるディジタル再生信号ＤＲＦを２値化する場合に比して、振幅方向に２1/2 倍、位相方向に２倍の識別マージンにより識別していることにより、各エッジにおいて１クロックの誤差を有してはいるものの、この１クロックの誤差を除いて記録信号ＳＲＥＣを正しく識別していることになる。これによりこの実施の形態では、この２値識別回路４により再生信号ＲＦを仮識別し、この仮識別結果により計算量を低減する。
【００３５】
すなわち図４に記録信号ＳＲＥＣ（図４（Ａ））と仮識別結果Ｓ２（図４（Ｂ））との関係を示すように、仮識別結果Ｓ２（ｄ）におけるエッジのタイミングは、記録信号ＳＲＥＣに対して１クロック周期だけ遅延したものか（以下後エッジのタイミングと呼ぶ）、又は正しいタイミング（以下前エッジのタイミングと呼ぶ）かの何れかでなることにより、この仮識別結果Ｓ２（ｄ）より考えられる記録信号ＳＲＥＣＩは、エッジのタイミングが未確定な図４（Ｃ）に示すような信号波形になる。
【００３６】
すなわち前エッジのタイミングが正しいものと仮定すると、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４（図４（Ｄ））においてこの前エッジに対応する状態は、図１８より、Ｓ００１又はＳ１１０であり、値０、値１又は値０、値−１の出力値が得られ、何れの出力値が得られる場合でも、２つのパスが合流して続くサンプリング点（後エッジのタイミング）で値２又は値−２の出力値が得られることになる。
【００３７】
また同様に、後エッジのタイミングが正しいものと仮定すると、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４においてこの後エッジに対応する状態は、Ｓ００１又はＳ１１０であり、２つのパスが合流して続くサンプリング点で値２又は値−２の出力値が得られることになる。
【００３８】
これにより前エッジに対応する値２又は値−２の振幅基準値ＰＡと、後エッジに対応する値２又は値−２の振幅基準値ＰＢ間とを結ぶパスａａ〜ｂｂについて、メトリックを計算して何れのエッジによる識別結果が確からしいか判定すれば、従来のビタビ復号による場合のように、全ての状態推移についてメトリックを計算しなくても、最も確からしいパスを選択することができる。これにより従来に比して全体構成を簡略化して、正しい復号結果を得ることができる。すなわちこの実施の形態では、図１９について上述した６状態についての処理を４状態について実行すれば良いことになる。
【００３９】
またｄ＝１の制限により、パスの合流点に続くサンプリング点においては、パスが合流しないことにより、その分メトリックを判定した後、ブランチメトリックと加算して続くメトリックを計算する処理を、必要に応じて２サンプリング周期で実行することができ、これにより転送速度の早い入力データも簡易に処理することができる。
【００４０】
具体的に、ＲＬＬ（１，７）符号においては、値０、０又は値１、１が連続する場合には（識別結果が２Ｔの場合）、振幅基準値２及び−２の間で、３つのパスが存在し、値０又は値１が３ビット以上連続する場合には、振幅基準値２及び−２の間で、４つのパスが存在することになる。これによりこのように仮識別によるエッジのタイミングを基準にしてパスを判定するにつき、４系統のパスについてメトリックを計算すれば、ビタビ復号することができる。
【００４１】
なお以下において、この前エッジに対応する振幅基準値から前エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ａａにより、前エッジに対応する振幅基準値から後エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ａｂにより、後エッジに対応する振幅基準値から前エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ｂａにより、後エッジに対応する振幅基準値から後エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ｂｂにより示す。従ってパスａａは、仮識別信号Ｓ２の変化点を１クロック進めたものが正しいパスの場合であり、パスａｂは、仮識別信号Ｓ２の前側変化点を１クロック進めたものが正しいパスの場合である。またパスｂａは、仮識別信号Ｓ２の後ろ側変化点を１クロック進めたものが正しいパスの場合であり、パスｂｂは、仮識別信号Ｓ２の変化点が正しいパスの場合である。
【００４２】
さらにＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４との対比により図５に示すように、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においても、同様に、仮識別を基準にしてビタビ復号することができる。なおＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においても、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４の各パスａａ〜ｂｂに対応して、パスａａ〜ｂｂを表示する。
【００４３】
このようにしてＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４より状態を低減して復号される復号結果においては、ノイズの高域成分が強調されることにより、その分識別結果の精度が劣化することになる。これに対してＰＲ１等化信号ＳＰＲ１は、この強調されたノイズの高域成分を補うように、ノイズの低域成分が強調されていることになる。これらのノイズによる影響は、各パスについて計算されるブランチメトリックに現れることになる。これによりこの実施の形態では、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４について計算されるブランチメトリックに、対応するＰＲ１等化信号ＳＰＲ１のブランチメトリックを加算してビタビ復号することにより、ノイズの周波数特性を間接的に平坦化してなる復号結果を検出する。
【００４４】
すなわち状態検出回路５（図１）は、連続する仮識別信号Ｓ２より、仮識別信号Ｓ２の各タイミングに対応する、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４の各パスａａ〜ｂｂについての振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂを出力する。また同様にして、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１のパスａａ〜ｂｂについて振幅基準値ｍａ’、ｍｂ’を出力する。また各パスａａ〜ｂｂが合流するタイミングＤｎ−１、Ｄｎ、……を検出し、この合流のタイミング信号ＳＴを出力する。
【００４５】
すなわち図６に示すように、状態検出回路５は、４つの遅延回路（Ｄ）５Ａ〜５Ｄによる直列回路を有し、この直列回路５Ａ〜５Ｄにより仮識別信号Ｓ２をクロック周期で順次遅延させる。デコーダー５Ｅは、この直列回路により生成される連続する５ビットの仮識別信号Ｓ２をアドレスにして、内蔵のメモリをアクセスすることにより、タイミング信号ＳＴ、各パスａａ〜ｂｂについての振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂ、ｍａ’、ｍｂ’を出力する。
【００４６】
この振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂ、ｍａ’、ｍｂ’において、状態検出回路５は、例えば図４において時点ｔ１及びｔ２で示すように、パスａａ〜ｂｂが合流した場合には、対応する振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂについては、同一の値を出力する。ちなみに、時点ｔ１においては、パスａａ及びａｂに値２の振幅基準値ｍａａ、ｍａｂを出力するのに対し、パスｂａ及びｂｂには、値１の振幅基準値ｍｂａ、ｍｂｂを出力する。また時点ｔ２においては、パスｂａ及びｂｂに値２の振幅基準値ｍｂａ、ｍｂｂを出力し、パスａａ及びａｂに値１の振幅基準値ｍａａ、ｍａｂを出力し、続く時点ｔ３においては、パスａａに値−１、パスａｂ及びｂａに値０、パスｂｂに値１の振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂを出力する。
【００４７】
ブランチメトリック計算回路６（図１）は、次式の演算処理を実行することにより、振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂよりＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４のブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂを順次計算して出力する。すなわちブランチメトリック計算回路６は、４つの減算回路にそれぞれ振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂを受け、各減算回路において、各振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂとＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４との差分値を計算する。さらにブランチメトリック計算回路６は、各減算回路より出力される差分値をそれぞれ２乗回路により２乗し、これによりブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂを計算する。
【００４８】
【数４】
【００４９】
同様にしてブランチメトリック計算回路７は、次式の演算処理を実行することにより、振幅基準値ｍａ’、ｍｂ’よりＰＲ１等化信号ＳＰＲ１のブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’を順次計算し、ブランチメトリック計算回路６の出力に対応したタイミングにより出力する。
【００５０】
【数５】
【００５１】
さらにブランチメトリック計算回路７は、このようにして計算したブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’をそれぞれ所定の重み付け係数ｑにより重み付けして出力する。ここでこの重み付け係数ｑは、このビデオテープレコーダの記録再生系の特性に応じて、ノイズ成分の周波数特性が等化的にフラットになるように、すなわちＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４にホワイトノイズが重畳された場合と同様の周波数特性になるように、選定される。
【００５２】
加算器８ａａ〜８ｂｂは、ブランチメトリック計算回路６より出力される各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂに、ブランチメトリック計算回路７より出力される対応するパスａａ、ｂｂのブランチメトリックｑＭａ’、ｑＭｂ’を加算して出力する。
【００５３】
ブランチメトリック処理回路１０は、２値化信号Ｓ２の前エッジによる２つのパスａａ、ｂａに対応するブランチメトリック処理部１０Ａと、２値化信号Ｓ２の後エッジによる２つのパスａｂ、ｂｂに対応するブランチメトリック処理部１０Ｂとにより構成される。すなわちブランチメトリック処理回路１０は、前エッジに対応するサンプリング点にて合流する２つのパスａａ、ｂａに対応するブランチメトリック処理部１０Ａと、後エッジ側に対応するサンプリング点にて合流する２つのパスａｂ、ｂｂに対応するブランチメトリック処理部１０Ｂとにより、それぞれ各パスによるメトリックを計算し、最も確からしいパスを選択する。
【００５４】
すなわち図７に示すように、第１のブランチメトリック処理部１０Ａは、パスａａのブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’を加算器１２Ａに入力し、ここで１サンプル前のパスａａにおけるメトリックと加算する。遅延回路（Ｄ）１３Ａは、この加算器１２Ａの加算出力をラッチする。
【００５５】
これに対して加算器１４Ａは、１サンプル前のパスａｂにおけるメトリックとパスｂａのブランチメトリックＭｂａ＋ｑＭｂ’を加算する。遅延回路（Ｄ）１５Ａは、この加算器１４Ａの加算出力をラッチする。比較器１６Ａは、遅延回路１３Ａ及び１５Ａの出力信号を比較することにより、パスａａ及びｂａのメトリックから、値の小さなメトリックを選択する。
【００５６】
遅延回路（Ｄ）１７Ａは、この比較器１６Ａの比較結果をラッチして保持し、セレクタ１８Ａは、この遅延回路１７Ａに保持された比較結果に基づいて、遅延回路１３Ａ、１５Ａに保持されたメトリックを選択して出力する。かくするにつき図４について上述したように、前エッジに対応する合流点以降においては、１つのパスが形成され、それぞれ合流点前の２つのパスａａ、ｂａに値の等しいブランチメトリックが加算される。
【００５７】
従ってこの実施の形態のように、各パスａａ、ｂａについて計算したメトリックを一旦遅延回路１３Ａ、１５Ａに保持した後、比較器１６Ａにより比較してセレクタ１８Ａにより選択しても、すなわち１クロック周期だけ前のメトリックの比較結果により、続くメトリックを選択しても、以降のメトリックの計算に必要な正しいメトリックを選択することができる。
【００５８】
すなわち第１のブランチメトリック処理部１０Ａにおいて、セレクタ１９Ａは、タイミング信号ＳＴを基準にして遅延回路１３Ａに保持したメトリックに代えて、セレクタ１８Ａで選択したメトリックを加算器１２Ａに選択出力することにより、前エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値（図４において、時点ｔ１の時点でなる）の１クロック周期前の時点において比較したメトリックの比較結果に基づいて、合流点Ｄｎ−２、Ｄｎ−１、Ｄｎ、……におけるメトリックを選択する。
【００５９】
またセレクタ２０Ａは、タイミング信号ＳＴを基準にして、遅延回路１５Ａに保持したメトリックに代えて、第２のブランチメトリック処理部１０Ｂで計算されたメトリックを加算器１４Ａに選択出力することにより、同様のタイミングによる比較結果に基づいて、前エッジに対応するタイミングにおけるメトリックを選択する。これにより第１のブランチメトリック処理部１０Ａにおいては、２クロック周期で、２つのパスについてメトリックを計算した後、比較結果を得、メトリックを計算するようになされている。
【００６０】
同様に、第２のブランチメトリック処理部１０Ｂは、パスａｂのブランチメトリックＭａｂ＋ｑＭａ’を加算器１２Ｂに入力し、ここで１サンプル前のパスａｂにおけるメトリックと加算する。遅延回路（Ｄ）１３Ｂは、この加算器１２Ｂの加算出力をラッチする。
【００６１】
これに対して加算器１４Ｂは、１サンプル前のパスｂｂにおけるメトリックとパスｂｂのブランチメトリックＭｂｂ＋ｑＭｂ’を加算する。遅延回路（Ｄ）１５Ｂは、この加算器１４Ｂの加算出力をラッチする。比較器１６Ｂは、遅延回路１３Ｂ及び１５Ｂの出力信号を比較することにより、パスａｂ及びｂｂのメトリックから、値の小さなメトリックを選択する。
【００６２】
遅延回路（Ｄ）１７Ｂは、この比較器１６Ｂの比較結果をラッチして保持し、セレクタ１８Ｂは、この遅延回路１７Ｂに保持された比較結果に基づいて、遅延回路１３Ｂ、１５Ｂに保持されたメトリックを選択して出力する。かくするにつきこの後エッジに対応するパスａｂ、ｂｂについても、対応する合流点以降においては、１つのパスが形成されることにより、合流点に続くサンプリング点においては、各パスａｂ、ｂｂのメトリックに値の等しいブランチメトリックを加算することになる。
【００６３】
これによりセレクタ１９Ｂは、タイミング信号ＳＴを基準にして遅延回路１３Ｂに保持したメトリックに代えて、第１のブランチメトリック処理部１０Ａで計算されたメトリックを加算器１２Ｂに選択出力することにより、後エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値（図４において時点ｔ２の時点でなる）の１クロック周期前の時点において比較したメトリックの比較結果に基づいて、後エッジに対応するタイミングにおけるメトリックを選択する。すなわち１クロック周期だけ前のメトリックの比較結果により、続くメトリックを選択する。
【００６４】
またセレクタ２０Ｂは、タイミング信号ＳＴを基準にして、遅延回路１５Ｂに保持したメトリックに代えて、セレクタ１８Ｂで選択したメトリックを選択出力することにより、同様にして後エッジに対応するタイミングのメトリックを選択する。これにより第２のブランチメトリック処理部１０Ｂにおいても、２クロック周期で、２つのパスについてメトリックを計算した後、比較結果を得、合流点におけるメトリックを計算するようになされている。
【００６５】
ブランチメトリック処理回路１０においては、この遅延回路１７Ａ、１７Ｂに保持した比較結果を選択信号ＳＥＬＡ及びＳＥＬＢとして出力する。
【００６６】
これによりブランチメトリック処理回路１０は、各合流点Ｄｎ−２、Ｄｎ−１、Ｄｎ、……において、次式の演算処理を実行して、各合流点Ｄｎ−２、Ｄｎ−１、Ｄｎ、……に至るパスのうち、確からしいパス（メトリックの小さなパス）を順次選択し、選択結果を選択信号ＳＥＬＡ及びＳＥＬＢとして出力する。なおここでｍｉｎ（Ａ，Ｂ）は、Ａ及びＢより値の小さなものを選択する演算処理である。
【００６７】
【数６】
【００６８】
シフトレジスタ２２Ａ及び２２Ｂは（図１）、パスメモリユニットを構成し、選択信号ＳＥＬＡ及びＳＥＬＢに応動して、自己の保持した履歴又は他方のシフトレジスタ２２Ｂ及び２２Ａが保持した履歴を選択的に転送することにより、２値識別出力Ｄ１を出力する。
【００６９】
図８は、このシフトレジスタ２２Ａ及び２２Ｂを示すブロック図である。第１のシフトレジスタ２２Ａは、履歴を保持する所定段数のラッチ（Ｄ）２５Ａ〜２５Ｎと、初段のラッチ２５Ａを除いて、これらのラッチ２５Ｂ〜２５Ｎに履歴を選択出力するセレクタ２６Ａ〜２６Ｍにより構成される。すなわちシフトレジスタ２２Ａは、初段のラッチ２５Ａに仮識別信号Ｓ２を入力する。さらにシフトレジスタ２２Ａは、タイミング補正用の遅延回路（Ｄ）２４を介して入力される選択信号ＳＥＬＡによりセレクタ２６Ａ〜２６Ｍの接点を切り換え、ブランチメトリック処理部１０Ａにおけるパスの選択に対応して、前段のラッチ２５Ａ〜２５Ｍに保持した自己の履歴、又はシフトレジスタ２２Ｂの対応するラッチ２７Ａ〜２７Ｍに保持した履歴を選択して、続くラッチ２５Ｂ〜２５Ｎに出力する。
【００７０】
第２のシフトレジスタ２２Ｂは、同様に、履歴を保持する所定段数のラッチ（Ｄ）２７Ａ〜２７Ｎと、初段のラッチ２７Ａを除いて、これらのラッチ２７Ｂ〜２７Ｎに履歴を選択出力するセレクタ２８Ａ〜２８Ｍにより構成される。すなわちシフトレジスタ２２Ｂは、タイミング補正用の遅延回路（Ｄ）２３を介して、初段のラッチ２７Ａに仮識別信号Ｓ２を入力する。さらにシフトレジスタ２２Ｂは、選択信号ＳＥＬＢにより第１のシフトレジスタ２２Ａにおけるセレクタの切り換えに同期して、セレクタ２８Ａ〜２８Ｍの接点を切り換え、これによりブランチメトリック処理部１０Ｂにおけるパスの選択に対応して、前段のラッチ２７Ａ〜２７Ｍに保持した自己の履歴、又はシフトレジスタ２２Ａの対応するラッチ２５Ａ〜２５Ｍに保持した履歴を選択して、続くラッチ２７Ｂ〜２７Ｎに出力する。
【００７１】
ここで第１及び第２のシフトレジスタ２２Ａ及び２２Ｂにおいては、これらラッチ２５Ａ〜２５Ｎ、２７Ａ〜２７Ｎ、セレクタ２６Ａ〜２６Ｍ、２８Ａ〜２８Ｍが所定の段数により構成され、これにより所定段数以降において、保持した履歴の内容が一致するようになされている。
【００７２】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、磁気ヘッドを介して得られる再生信号は、ナイキャスト等化された後、アナログディジタル変換処理によりディジタル再生信号ＤＲＦに変換される。
【００７３】
このディジタル再生信号ＤＲＦ（図１）は、ＰＲ（１，１）等化器２において、積分系でなるＰＲ１の等化特性により等化され、振幅基準値が値０、値１、値２でなるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１（図２（Ａ）〜（Ｃ））に変換される。またこのＰＲ１等化信号ＳＰＲ１が、続くＥＰＲ４等化器３により、微分系でなるＥＰＲ４等化特性により等化され、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４が生成される。
【００７４】
これによりディジタル再生信号ＤＲＦは、十分な識別マージンを有してなるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１に変換された後、２値識別回路４において、このＰＲ１等化信号ＳＰＲ１が値１の振幅基準値を基準にして２値化され、仮識別信号Ｓ２が生成される（図３）。
【００７５】
この仮識別信号Ｓ２は（図３（Ａ）〜（Ｃ））、十分な識別マージン（振幅基準値０〜２の範囲）により２値化され、また再生信号ＲＦに対応する記録信号ＳＲＥＣがｄ＝１の制限によるＲＬＬ（１，７）符号により生成されていることにより、エッジのタイミングにおいて１クロックの誤差を有してはいるものの、このエッジの誤差を除いて記録信号ＳＲＥＣを正しく識別していることになる。
【００７６】
これにより仮識別信号Ｓ２は（図６）、状態検出回路５において、遅延回路５Ａ〜５Ｄを順次転送されて、連続する５ビットのパラレルデータによりデコーダー５Ｅがアクセスされ、このエッジの誤差に対して、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４が取り得る可能性のある４系統のパスａａ〜ｂｂについて（図４（Ｄ）及び図５（Ａ））、各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂ（値２、１、０、−１、−２の何れか）が順次生成され、また４系統のパスａａ〜ｂｂが合流する合流点に対応するタイミング信号ＳＴが生成される。またこのＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４に対する処理と同時並列的に、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１が取り得る可能性のある４系統のパスａａ〜ｂｂについて（図５（Ｂ））、各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａ’〜ｍｂ’（図５との対比において値１、０、−１の何れか）が順次生成され、また４系統のパスａａ〜ｂｂが合流する合流点に対応するタイミング信号ＳＴが生成される。
【００７７】
これによりビタビ復号器１において、ディジタル再生信号ＤＲＦが取り得る６つの状態に対して、数の少ない４つのパスについて、メトリックを順次計算してビタビ復号する。
【００７８】
すなわちＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４は（図１）、ブランチメトリック計算回路６において、状態検出回路５で計算された各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂと順次減算され、各減算値の２乗値より各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂが計算される。
【００７９】
また同様にして、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１は、ブランチメトリック計算回路７において、状態検出回路５で計算された各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａ’、ｍｂ’と順次減算され、各減算値の２乗値より各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’が計算される。また所定の重み付け係数ｑにより各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’が重み付けされた後、出力される。
【００８０】
このようにして計算されたブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂ、ｑＭａ’、ｑＭｂ’は、対応するパスａａ〜ｂｂ毎に、加算器８ａａ〜８ｂｂで加算され、これによりＰＲ１等化信号ＳＰＲ１に重畳されてなる低域が強調されたノイズ成分の周波数特性を、平坦な周波数特性に補正してなるブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’が生成される。
【００８１】
これらのブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’のうち、前エッジに対応するブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’においては、第１のブランチメトリック処理部１０Ａにおいて（図７）、セレクタ１９Ａ、２０Ａより出力される各パスのメトリックと加算され、これにより続くサンプリング点のメトリックＬａａ、Ｌｂａが計算される。さらにこのメトリックＬａａ、Ｌｂａは、一旦遅延回路１３Ａ、１５Ａでラッチされた後、比較器１６Ａにおいて比較され、遅延回路１７Ａを介して得られる比較結果により、セレクタ１８Ａにおいて、値の小さな（確からしい）メトリックが選択される。
【００８２】
この選択されたメトリックは、遅延回路１７Ａを介して入力される比較結果に基づいてセレクタ１８Ａにおいて選択されることにより、前エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値のタイミングより１クロック周期だけ逆上った時点におけるメトリックの比較結果に基づいて、２つのパスａａ、ｂａが合流する合流点のメトリックが加算器１２Ａに出力され、また第２のブランチメトリック処理部１０Ｂの対応する加算器１２Ｂに出力される。これにより全体として２サンプリング周期によりメトリックの計算、比較、更新処理が実行され、高転送レートによる再生信号ＲＦについても、メトリックを計算処理することができる。
【００８３】
同様にして第２のブランチメトリック処理部１０Ｂにおいて、ブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’のうち、後エッジに対応するブランチメトリックＭａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’は、各パスａｂ及びｂｂのそれまでのメトリックと加算されて各パスａｂ及びｂｂのメトリックＬａｂ及びＬｂｂが計算された後、比較器１６Ｂにおいて比較され、その比較結果により選択される。
【００８４】
さらにこの選択されたメトリックは、後エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値のタイミングから１クロック周期だけ逆上った時点におけるメトリックの比較結果に基づいて、２つのパスａｂ、ｂｂが合流する合流点のメトリックが加算器１４Ｂに出力され、また第１のブランチメトリック処理部１０Ａの対応する加算器１４Ａに出力される。これにより全体として２サンプリング周期によりメトリックの計算、比較、更新処理が実行され、高転送レートによる再生信号ＲＦについても、確実にメトリックを計算処理することができる。
【００８５】
このようにしてメトリックの比較結果でなる比較器１６Ａ、１６Ｂの比較結果は、パスメモリユニットの選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢとして、パスメモリユニットを構成するシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂに出力される。
【００８６】
このシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂにおいては（図８）、直接に、又は遅延回路２３を介して、仮識別信号Ｓ２を入力することにより、それぞれ１クロックの誤差に対応してなる第１及び第２のブランチメトリック処理部１０Ａ及び１０Ｂに対応するタイミングにより仮識別信号Ｓ２を入力する。この入力した仮識別信号Ｓ２は、それぞれ順次ラッチ２５Ａ〜２５Ｎ、２７Ａ〜２７Ｎを転送され、また選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢにより、他方のシフトレジスタ２２Ｂ、２２Ａに移し代えられて転送され、これにより所定段数だけ転送されると、ディジタル再生信号ＤＲＦにおけるパスの経路に対応して、ラッチ２５Ａ〜２５Ｎ、２７Ａ〜２７Ｎに保持された内容が記録信号ＳＲＥＣを識別してなる等しい値に設定される。これによりビタビ復号器１においては、１クロック周期の誤差に対応する４つの状態についてメトリックを判定し、またこの１クロック周期の誤差に対応する前エッジ用及び後エッジ用のシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂにより履歴を保持して、簡易な構成により、高速度で識別できるようになされている。
【００８７】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、積分系でなるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１より生成したブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’と、微分系でなるＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４より生成したブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂとを、対応するパス毎に重み付け加算することにより、ノイズ成分の周波数特性を平坦にしてなるブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’〜Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’を得ることができる。これによりこのブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’〜Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’よりメトリックを計算してビタビ復号することにより、従来に比してノイズによる識別精度の劣化を向上することができる。
【００８８】
このとき仮識別結果Ｓ２を基準にして、パスを制限し、この制限したパスについてブランチメトリックを計算することにより、簡易な構成で、識別精度を向上することができる。
【００８９】
（２）第２の実施の形態
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。なおこのビタビ復号器３０において、図１について上述したビタビ復号器１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００９０】
このビタビ復号器３０において、遅延回路３１は、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を受け、所定期間だけ遅延させて出力する。重み付け回路（×ｑ）３２は、この遅延回路３１の出力データを所定の重み付け係数ｑにより重み付けして出力し、加算器３３は、この重み付け回路３２の出力データをＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４に対応するタイミングで加算する。これによりこの実施の形態では、次式の演算処理を実行し、位相を合わせてＰＲ１等化信号ＳＰＲ１及びＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４を重み付け加算し、ノイズの周波数特性をほぼ平坦にしてなる等化信号ＳＸＰＲ４を生成する。
【００９１】
【数７】
【００９２】
状態検出回路３４は、この等化信号ＳＸＰＲ４に対応する振幅基準値ｍａａ＋ｑｍａ’、ｍａｂ＋ｑｍａ’、ｍｂａ＋ｑｍｂ’、ｍｂｂ＋ｑｍｂ’、合流点に対応するタイミング信号ＳＴを生成して出力する。
【００９３】
これによりブランチメトリック計算回路６においては、次式の演算処理を実行して順次ブランチメトリックＸａａ〜Ｘｂｂを生成する。
【００９４】
【数８】
【００９５】
このビタビ復号器３０では、これらのブランチメトリックＸａａ〜Ｘｂｂが続くブランチメトリック処理部１０Ａ、１０Ｂに入力され、ここで次式の演算処理が実行されるこにより、第１の実施の形態と同様の選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢが生成され、この選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢによりシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂの動作が制御されて識別結果Ｄ１が生成される。
【００９６】
【数９】
【００９７】
図９に示す構成によれば、積分系の特性による等化信号ＳＰＲ１と微分系の特性による等化信号ＳＰＲ４とを重み付け加算してブランチメトリックを計算するようにしても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また乗算回路、ブランチメトリック計算回路の数を低減できることにより、その分全体構成を簡略化することができる。
【００９８】
（３）第３の実施の形態
図１０は、第３の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。この実施の形態において、ビタビ復号器４０は、積分系の特性による等化信号ＳＰＲ１と微分系の特性による等化信号ＳＰＲ４とを重み付け加算して、等化信号ＳＸＰＲ４を生成する。
【００９９】
ここでこのようにして生成される等化信号ＳＸＰＲ４は、図１１に示す図表、図１２に示すトレリス線図により状態の推移を示すことができる。これによりこの実施の形態では、各状態毎にブランチメトリックＢＭ０〜ＢＭ８を計算し、各状態推移毎にメトリックを計算する。
【０１００】
すなわちブランチメトリック処理回路４２は、等化信号ＳＸＰＲ４を受け、等化信号ＳＰＲ４の各サンプル値毎に、次式の演算処理を実行することにより、各振幅基準値に対するブランチメトリックＢＭ０〔ｋ〕〜ＢＭ８〔ｋ〕を計算して出力する。
【０１０１】
【数１０】
【０１０２】
具体的に、ブランチメトリック計算回路４１は、ディジタル再生信号ＤＲＦより各振幅基準値を減算する複数系統の減算回路と、各減算結果を２乗する複数系統の乗算回路により構成される。
【０１０３】
ブランチメトリック処理回路４２は、ブランチメトリック計算回路４１より出力されるブランチメトリックＢＭ０〔ｋ〕〜ＢＭ８〔ｋ〕を用いて、図１２に示した各推移に対応して次式の演算処理を実行することにより、各状態へのブランチメトリックの累積値でなるメトリック（Ｓ０００、ｋ）〜（Ｓ１１１、ｋ）を計算する。
【０１０４】
【数１１】
【０１０５】
パスメモリユニット４３は、ブランチメトリック処理回路４２の計算結果に基づいて、２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１０６】
図１３及び図１４は、ブランチメトリック処理回路４２の構成を詳細に示すブロック図である。ブランチメトリック処理回路４２は、各メトリック計算回路４２Ａ〜４２Ｆにより各状態に対応するメトリックを計算する。
【０１０７】
すなわち状態（Ｓ１１１）への推移について、メトリックを計算する第１のメトリック計算回路４２Ａにおいて、加算器４５Ａは、この第１のメトリック計算回路４２Ａにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１１１）のメトリックＬ（Ｓ１１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ８〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ａは、（１１−１）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１０８】
加算器４６Ａは、第４のメトリック計算回路４２Ｄにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０１１）のメトリックＬ（Ｓ０１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ４〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ａは、（１１−１）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１０９】
比較回路４７Ａは、加算器４５Ａ及び４６Ａの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ａは、状態（Ｓ１１１）へ遷移可能な状態（Ｓ１１１）及び（Ｓ０１１）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか（確からしいか）判断し、その判定結果ＳＥＬ３を出力する。
【０１１０】
セレクタ４８Ａは、比較回路４７Ａの判定結果ＳＥＬ３に応じて、加算器４５Ａ又は４６Ａの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ａは、このセレクタ４８Ａの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ａは、（１１−１）式の右辺の演算処理結果をラッチして保持する。
【０１１１】
これに対して第２のメトリック計算回路４２Ｂにおいて、加算器４５Ｂは、第１のメトリック計算回路４２Ａにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１１１）のメトリックＬ（Ｓ１１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ７〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ｂは、（１１−２）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１１２】
加算器４６Ｂは、第４のメトリック計算回路４２Ｄにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０１１）のメトリックＬ（Ｓ０１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ３〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ｂは、（１１−２）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１１３】
比較回路４７Ｂは、加算器４５Ｂ及び４６Ｂの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ｂは、状態（Ｓ１１０）へ遷移可能な状態（Ｓ１１１）及び（Ｓ０１１）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか判断し、その判定結果ＳＥＬ２を出力する。
【０１１４】
セレクタ４８Ｂは、比較回路４７Ｂの判定結果ＳＥＬ２に応じて、加算器４５Ｂ又は４６Ｂの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｂは、このセレクタ４８Ｂの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ｂは、（１１−２）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ１１０）のメトリックをラッチして保持する。
【０１１５】
これに対して第３のメトリック計算回路４２Ｃにおいて、加算器４５Ｃは、第２のメトリック計算回路４２Ｂにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１１０）のメトリックＬ（Ｓ１１０，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ６〔ｋ〕とを加算して出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｃは、この加算結果をラッチする。これによりラッチ４９Ｃは、（１１−３）の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ１００）のメトリックをラッチして保持する。
【０１１６】
これに対して第４のメトリック計算回路４２Ｄにおいて（図１４）、加算器４５Ｄは、第５のメトリック計算回路４２Ｅにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ００１）のメトリックＬ（Ｓ００１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ２〔ｋ〕とを加算して出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｄは、この加算結果をラッチする。これによりラッチ４９Ｄは、（１１−４）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ０１１）のメトリックをラッチして保持する。
【０１１７】
これに対して第５のメトリック計算回路４２Ｅにおいて、加算器４５Ｅは、第３のメトリック計算回路４２Ｃにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１００）のメトリックＬ（Ｓ１００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ３〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ｅは、（１１−５）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１１８】
加算器４６Ｅは、第６のメトリック計算回路４２Ｆにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０００）のメトリックＬ（Ｓ０００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ１〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ｅは、（１１−５）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１１９】
比較回路４７Ｅは、加算器４５Ｅ及び４６Ｅの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ｅは、状態（Ｓ００１）へ遷移可能な状態（Ｓ１００）及び（Ｓ０００）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか判断し、その判定結果ＳＥＬ１を出力する。
【０１２０】
セレクタ４８Ｅは、比較回路４７Ｅの判定結果ＳＥＬ１に応じて、加算器４５Ｅ又は４６Ｅの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｅは、このセレクタ４８Ｅの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ｅは、（１１−５）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ００１）のメトリックをラッチして保持する。
【０１２１】
これに対して第６のメトリック計算回路４２Ｆにおいて、加算器４５Ｆは、第３のメトリック計算回路４２Ｃにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１００）のメトリックＬ（Ｓ１００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ５〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ｆは、（１１−６）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１２２】
加算器４６Ｆは、第６のメトリック計算回路４２Ｆにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０００）のメトリックＬ（Ｓ０００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ０〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ｆは、（１１−６）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１２３】
比較回路４７Ｆは、加算器４５Ｆ及び４６Ｆの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ｆは、状態（Ｓ０００）へ遷移可能な状態（Ｓ１００）及び（Ｓ０００）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか判断し、その判定結果ＳＥＬ０を出力する。
【０１２４】
セレクタ４８Ｆは、比較回路４７Ｆの判定結果ＳＥＬ０に応じて、加算器４５Ｆ又は４６Ｆの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｆは、このセレクタ４８Ｆの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ｆは、（１１−６）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ０００）のメトリックをラッチして保持する。
【０１２５】
図１５、図１６及び図１７は、パスメモリユニット４３を示すブロック図である。パスメモリユニット４３は、各状態に対応する６個のパスメモリ４３Ａ〜４３Ｆにより構成され、各パスメモリ４３Ａ〜４３Ｆは、それぞれ対応するメトリック計算回路４２Ａ〜４２Ｆの判定結果ＳＥＬ０〜ＳＥＬ３により直前の２つの状態における履歴（識別結果）を選択的に承継するパスメモリと、承継すべき履歴（識別結果）が１つしかないパスメモリとにより構成される。
【０１２６】
図１５は、この後者の、承継すべき履歴（識別結果）が１つしかないパスメモリを示し、第３及び第４の状態（Ｓ１００、Ｓ０１１）のパスメモリ４３Ｃ、４３Ｄである。ここで第３のパスメモリ４３Ｃは、図１２について説明した状態推移に対応して第２の状態（Ｓ１１０）の履歴を承継し、保持した履歴を対応する状態（Ｓ００１）、（Ｓ０００）のパスメモリ４３Ｅ、４３Ｆに出力する。さらに第３のパスメモリ４３Ｃは、状態推移に対応する値０の固定データが初段のラッチ（Ｄ）５１Ａに入力される。
【０１２７】
この第３のパスメモリ４３Ｃに対して、第４の状態（Ｓ０１１）のパスメモリ４３Ｄは、第２の状態（Ｓ１１０）の履歴に代えて第５の状態（Ｓ００１）を承継する点、初段のラッチ（Ｄ）５１Ａに値０の固定データに代えて値１の固定データが入力される点、状態（Ｓ００１）、（Ｓ０００）のパスメモリ４３Ｅ、４３Ｆに代えて、状態（Ｓ１１１）、（Ｓ１１０）のパスメモリ４３Ａ、４３Ｂに履歴を出力する点を除いて、この第３のパスメモリ４３Ｃと同一に構成されることにより、ここでは第３のパスメモリ４３Ｃについて説明し、第４のパスメモリ４３Ｄについての説明は省略する。
【０１２８】
すなわちパスメモリ４３Ｃは、所定段数（パスがマージする以上の段数であり、一般的には１６〜３２ビットに相当する段数である）のラッチ５１Ａ〜５１Ｎにより構成され、クロックＣＫにより値１の固定データ、第２のパスメモリ４３Ｂに保持した履歴を順次ラッチし、最終段のラッチ５１Ｎより２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１２９】
これに対して残るパスメモリ４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｅ、４３Ｆのうち、第１のパスメモリ４３Ａは（図１６）、パスメモリ４３Ｃと同一段数のラッチ５１Ａ〜５１Ｎを直列接続し、これらラッチ５１Ａ〜５１Ｎ間に、第４のパスメモリ４３Ｄの履歴、又は直前のラッチの履歴を選択出力するセレクタ５２Ａ〜５２Ｍを配置して構成される。
【０１３０】
これらセレクタ５２Ａ〜５２Ｍは、判定結果ＳＥＬ３に応じて動作を切り換え、これにより対応するメトリック計算回路４２Ａにおいて、第４の状態（Ｓ０１１）からのメトリックが選択されると、パスメモリ４３Ｄの履歴を選択出力するのに対し、第１の状態（Ｓ１１１）からのメトリックが選択されると、自己が保持する履歴を選択出力する。初段のラッチ５１Ａは、これら２つの推移に共通して対応する値１の固定データをラッチする。また最終段のラッチ５１Ｎは、２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１３１】
なお第６の状態（Ｓ０００）のパスメモリ４３Ｆは、この図１６に示す構成において、第４のパスメモリ４３Ｄの履歴に代えて、第３のパスメモリ４３Ｃの履歴を選択的に承継する点、履歴の承継に対応して、値１の固定値データに代えて値０の固定値データを初段のラッチ５１Ａでラッチする点、履歴の送出先が異なる点、セレクタ５２Ａ〜５２Ｍの切り換え信号が異なる点を除いて、この第１のパスメモリ４３Ａと同一に構成されることから、図１６において対応する箇所を括弧書きにより示し、重複した説明は省略する。
【０１３２】
これに対して第２のパスメモリ４３Ｂは（図１７）、パスメモリ４３Ｃと同一段数のラッチ５１Ａ〜５１Ｎと、初段のラッチ５１Ａを除くこれらラッチ５１Ｂ〜５１Ｎに、第１のパスメモリ４３Ａの履歴、又は第４のパスメモリ４３Ｄの履歴を選択出力するセレクタ５２Ａ〜５２Ｍを配置して構成される。
【０１３３】
これらセレクタ５２Ａ〜５２Ｍは、判定結果ＳＥＬ２に応じて動作を切り換え、これにより対応するメトリック計算回路４２Ｂにおいて、第１の状態（Ｓ１１１）からのメトリックが選択されると、パスメモリ４３Ａの履歴を選択出力するのに対し、第４の状態（Ｓ０１１）からのメトリックが選択されると、パスメモリ４３Ｄの履歴を選択出力する。初段のラッチ５１Ａは、これら２つの推移に共通して対応する値０の固定データをラッチする。また最終段のラッチ５１Ｎは、２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１３４】
なお第５の状態（Ｓ００１）のパスメモリ４３Ｅは、この図１７に示す構成において、第１又は第４のパスメモリ４３Ａ又は４３Ｄの履歴に代えて、第６又は第３のパスメモリ４３Ｆ又は４３Ｃの履歴を選択的に承継する点、履歴の承継に対応して値０の固定値データに代えて値１の固定値データを初段のラッチ５１Ａでラッチする点、履歴の送出先が異なる点、セレクタ５２Ａ〜５２Ｍの切り換え信号が異なる点を除いて、この第２のパスメモリ４３Ｂと同一に構成されることから、図１７において対応する箇所を括弧書きにより示し、重複した説明は省略する。
【０１３５】
これらの構成により、各パスメモリ４３Ａ〜４３Ｆは、所定段数だけ履歴を承継すると、対応するラッチにおいて、同一の履歴が保持されることになる。ビタビ復号器４０においては、これにより何れかのパスメモリ４３Ａ〜４３Ｆの最終段のラッチ５１Ｎより２値復号出力Ｄ１を選択的に出力するようになされている。
【０１３６】
図１０に示す構成によれば、各状態毎にメトリックを計算してビタビ復号する場合でも、積分系の特性による等化信号ＳＰＲ１と微分系の特性による等化信号ＳＰＲ４とを重み付け加算してブランチメトリックを計算することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３７】
（４）第４の実施の形態
ところでこのようにして復号される識別結果においては、ディジタル再生信号ＤＲＦが振幅変動すると、識別精度が劣化する。このためこの実施の形態では、図１について上述した構成において、等化基準値が振幅変動による影響を受けないタイミングによりＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４にＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を加算する。
【０１３８】
すなわちこの実施の形態において、図１に上述した構成の状態検出回路５は、振幅基準値に応じて重み付け係数ｑを切り換え、振幅基準値が値０になるタイミングで重み付け係数ｑを有意な値に設定し、それ以外の振幅基準値においては、重み付け係数ｑを値０にセットする。
【０１３９】
これによりこの実施の形態では、次式の演算処理によりメトリックが計算されることになる。
【０１４０】
【数１２】
【０１４１】
このように係数ｑの切り換えに対応して説明のために、重み付け係数ｑが非常に大きいと仮定してみるとメトリック比較は次式のように表される。
【０１４２】
【数１３】
【０１４３】
この場合において、ディジタル再生信号ＤＲＦに何らノイズが含まれない場合、ブランチメトリックＭａ’（ｉ）又はＭｂ’（ｉ＋１）の何れかが値０になり、これにより振幅基準値が値０の場合に選択的に重み付け加算して、振幅変動の影響が現れないことが分かる。
【０１４４】
この第４の実施の形態によれば、振幅基準値が所定値の場合に、積分系の等化信号ＳＰＲ１より得られるブランチメトリックを微分系の等化信号ＳＰＲ４より得られるブランチメトリックに選択的に重み付け加算することにより、第１の実施の形態の効果に加えて、振幅変動による識別精度の劣化を低減することができる。
【０１４５】
（５）第５の実施の形態
この実施の形態では、図１の構成において、例えばエンベーロープ検波により、再生信号の信号レベルの振幅変動を検出し、この振幅変動による影響を補うように、重み付け係数ｑを適応的に変化させる。
【０１４６】
すなわち第４の実施の形態のように構成して、振幅変動の影響は受けにくくなるが、重み付け係数ｑの値を大きくすること、ノイズ成分の低域が強調されることになり、低域の強調が過ぎるとクロストーク等の低域ノイズの影響がでてくる。
【０１４７】
これによりこの実施の形態では、再生信号の振幅変動に応じて、重み付け係数ｑを適応的に変えることでさらに一段とノイズによる識別精度の劣化を有効に回避する。
【０１４８】
この第５の実施の形態においては、再生信号の信号レベルの振幅変動を検出し、この検出結果より重み付け係数ｑを適応的に変化させることにより、さらに一段と識別精度を向上することができる。
【０１４９】
（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、振幅基準値との間の差分の信号レベルを２乗してブランチメトリックを計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、単に差分によりメトリックを算出する場合にも適用することができる。
【０１５０】
また上述の実施の形態においては、ｄ＝１の制限によるＲＬＬ（１，７）符号をＰＲ（１，１）等化することにより振幅基準値が値０、１、２になるようにして仮識別による識別マージンを増大する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の等化方式により識別マージンを増大して仮識別する場合、さらには伝送系の特性等によってはこの等化の処理を省略して仮識別してもよい。
【０１５１】
また上述の実施の形態においては、ｄ＝１の制限によるＲＬＬ（１，７）符号を適用することにより、エッジに対応する合流点に続いてパスが合流しないようにし、これにより等化信号ＳＰＲ４の取り得る状態推移を制限する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の符号化方式による場合に広く適用することができる。なお、第１の実施の形態のように、仮識別結果よりパスを制限して復号する場合は、例えばＥＦＭ（eight to fourteen ）変調のように、基準周期Ｔに対して最短波長が２Ｔ以上の符号化方式による必要がある。
【０１５２】
また上述の第１の実施の形態等においては、仮識別信号Ｓ２を順次ラッチすることにより前エッジ及び後エッジに対応する２系統のシフトレジスタによりパスメモリを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、仮識別信号Ｓ２に代えて固定値のデータを順次転送することにより、ブランチメトリック処理回路１０において判定した４つのパスに対応するシフトレジスタによりパスメモリを構成してもよい。
【０１５３】
さらに上述の実施の形態においては、微分系の等化としてＥＰＲ４を、積分系の等化としてＰＲ１を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば微分系の等化としてＥＥＰＲ（Extended Extended Partial Responce）４を適用する場合等、種々の等化により再生信号を識別する場合に広く適用することができる。
【０１５４】
また上述の第１の実施の形態においては、積分系の等化信号ＰＲ１を仮識別して計算に供するパスの数を低減する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて微分系の等化信号、微分系及び積分系の等化信号を重み付け加算した加算等化信号を仮識別して計算に供するパスの数を低減してもよい。
【０１５５】
また上述の実施の形態においては、本発明をビデオテープレコーダに適用して磁気記録された記録信号を復号する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光ディスク装置等における光記録、種々の情報通信等に広く適用することができる。
【０１５６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、微分系の等化信号と積分系の等化信号とを重み付け加算することにより、また微分系の等化信号と積分系の等化信号とについて計算した振幅基準値までの距離を対応するパス毎に重み付け加算することにより、識別点でのノイズ特性を平坦にすることができ、ノイズによる識別精度の劣化を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。
【図２】図１のビタビ復号器における等化信号を示す信号波形図である。
【図３】図１のビタビ復号器における仮識別の説明に供する信号波形図である。
【図４】図３の仮識別とＥＰＲ４等化信号との関係を示す信号波形図である。
【図５】図３の仮識別により２つの等化信号の関係を示す信号波形図である。
【図６】図１のビタビ復号器における状態検出回路を示すブロック図である。
【図７】図１のビタビ復号器におけるブランチメトリック処理回路を示すブロック図である。
【図８】図１のビタビ復号器におけるシフトレジスタを示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。
【図１１】図１０のビタビ復号器における等化信号の状態推移を示す図表である。
【図１２】図１１のトレリス線図である。
【図１３】図１０のメトリック計算回路を示すブロック図である。
【図１４】図１３の続きを示すブロック図である。
【図１５】図１０のパスメモリを示すブロック図である。
【図１６】図１０の他のパスメモリを示すブロック図である。
【図１７】図１０の他のパスメモリを示すブロック図である。
【図１８】ＰＲＥ４等化信号の状態遷移を示す図表である。
【図１９】図１８のトレリス線図である。
【図２０】積分系の等化信号の周波数特性を示す特性曲線図である。
【図２１】微分系の等化信号の周波数特性を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１、３０、４０……ビタビ復号器、２……ＰＲ（１，１）等化器、３……ＥＰＲ４等化器、４……２値識別回路、５、３４……状態検出回路、６、７、４１……ブランチメトリック計算回路、８ａａ〜８ｂｂ、３３……加算器、１０、４２……ブランチメトリック処理回路、２２……シフトレジスタ、３１……遅延回路、３２……重み付け回路、４３……パスメモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号再生装置に関し、例えばビデオテープレコーダ、光ディスク装置等のビタビ復号に適用することができる。本発明は、微分系の等化基準と積分系の等化基準を所定の比率により加算して最尤判定することにより、又は微分系の等化基準と積分系の等化基準による各振幅基準値からの距離（ブランチメトリック）を所定の比率により加算して２値識別することにより、ノイズにより劣化する識別精度を向上する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオテープレコーダ、光ディスク装置等においては、ビタビ復号により再生信号を処理することにより、高密度に記録したディジタル信号を確実に再生できるようになされている。
【０００３】
すなわちビタビ復号は、符号間干渉により決まるｎ種類の状態を、直前の入力データの組み合わせにより定義し、入力データが変化する毎に、このｎ種類の状態を続くｎ種類の状態に更新して入力データを処理する。具体的に、このｎ個の状態は、符号間干渉の長さがｍの場合、直前のｍ−１ビットにより決定され、例えば入力信号が１、０のディジタル信号の場合、ｎ＝２(m-1) の状態が存在することになる。
【０００４】
このようにして規定されるｎ個の状態について、各状態に推移する尤度は、再生信号に含まれるノイズレベルがガウス分布によるものと仮定し、ノイズが存在しない場合の各状態に対応する再生信号の値を振幅基準値とすると、振幅基準値と実際の再生信号との差分を２乗し、各状態に推移するまでこの２乗値を累積した値となる。これによりビタビ復号は、直前ｎ個の状態からそれぞれ各状態へ推移する可能性のある経路についてそれぞれ累積値を計算し、この計算結果より最も尤度の大きな（累積値の小さな）経路により推移したものと判断して、ｎ個の状態を続くｎ個の状態に更新すると共に、各状態における識別値の履歴及び尤度を更新する。
【０００５】
このようにして最も確からしい状態推移を順次検出すると、所定の段階で数ビット前までの履歴が１つの履歴に統一され（マージ）、それまでの識別結果が確定する。これによりビタビ復号は、再生信号に重畳するノイズがランダムノイズの場合、再生信号の持つ信号電力を最大限利用して再生信号を識別し、各ビット毎に、再生信号を所定のしきい値と比較して復号する復号方式に比して、エラーレートを改善することができるようになされている。
【０００６】
このようなビタビ復号は、一般にパーシャルレスポンス等化された信号を処理するようになされており、伝送系の特性等に応じて、このようなパーシャルレスポンス等化としてＰＲ（１，１）（以下ＰＲ１により示す）等の積分系の等化特性、ＥＰＲ（ Extended Partial Responce）（１，１，−１，−１）（以下ＥＰＲ４により示す）等の微分系の等化特性が適用されるようになされている。
【０００７】
図１８は、ＲＬＬ（Run Length Limited）（１，７）符号とＥＰＲ４等化を組み合わせた場合における状態の遷移を示す図表である。なおＲＬＬ（１，７）符号は、論理１又は０がそれぞれ２以上連続し、論理１又は０が１個だけ単独では発生しない符号化方式である（いわゆるｄ＝１制限による符号化方式）。またＥＰＲ４は、ＰＲ（１，１，−１，−１）であることから、１の入力データに対して３ビット後まで符号間干渉が発生する。
【０００８】
従ってこの組み合わせでは、３ビット前までの入力データの履歴により、その次に入力されたデータによる状態推移（出力）が一義的に決まる。ここでａ〔ｋ〕は、入力データを示し、ａ〔ｋ−１〕、ａ〔ｋ−２〕、ａ〔ｋ−３〕は、それぞれ入力データａ〔ｋ〕より１クロック、２クロック、３クロック前の入力データである。この入力データａ〔ｋ−１〕、ａ〔ｋ−２〕、ａ〔ｋ−３〕による状態ｂ〔ｋ−１〕を、符号Ｓと各入力データａ〔ｋ−１〕、ａ〔ｋ−２〕、ａ〔ｋ−３〕の値により示す。この場合、例えば状態（Ｓ０００）において、値０の入力ａ〔ｋ〕が入力すると、値０の出力ｃ〔ｋ〕が得られ、状態ｂ〔ｋ〕は、（Ｓ０００）に変化する。
【０００９】
ＲＬＬ（１，７）符号の場合、ｄ＝１制限により（Ｓ０１０）及び（Ｓ１０１）の状態は発生せず、各状態ｂ〔ｋ−１〕は、この２つの状態（Ｓ０１０）及び（Ｓ１０１）を除いて、０または１の入力に対応して２つの状態へ推移し、全体として６つの状態を取ることが分かる。またＲＬＬ（１，７）符号の場合、出力信号ｃ〔ｋ〕は、−２、−１、０、１、２の５つの振幅基準値を持つことになる。これらの関係をトレリス線図により示すと、図１９に示すように表される。
【００１０】
この場合ビタビ復号では、この図１９の繰り返しにより形成されるトレリス線図から、ＥＰＲ４等化再生信号とＥＰＲ４等化振幅基準値との差分の２乗値（すなわち距離でなり、ブランチメトリックでなる）を累積し、この累積値（メトリック）が最も小さくなるパスを選択して、入力信号を復号することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで図２０に示すように、ＰＲ１等の積分系の等化特性においては、低域が強調される特徴がある。これにより直流成分を再生困難な磁気記録再生系に積分系の等化特性を適用すると、低域が過度に強調され、結局、クロストーク等の低域ノイズにより識別精度が劣化する。
【００１２】
また図２１に示すように、ＥＰＲ４等の微分系の等化特性においては、低域は抑圧されるものの、一般にＳ／Ｎ比の劣る高域が強調される。これにより例えば磁気記録再生系に適用して、高密度（短波長）記録する場合に、高域ノイズにより十分に識別精度を確保することが困難になる。
【００１３】
このようにノイズにより劣化する識別精度を向上することができれば、例えば記録密度を一段と向上することができると考えられる。
【００１４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ノイズにより劣化する識別精度を向上することができるディジタル信号再生装置を提案しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、微分系の等化信号及び積分系の等化信号を重み付け加算して加算等化信号を得、この加算等化信号を最尤復号して、入力信号に対応する２値識別結果を出力する。
【００１６】
また対応する推移毎に、微分系の距離及び積分系の距離を所定の重み付け係数より重み付け加算した後、累積して各パスの確からしさを得、この確からしさより最も確からしい推移を判定して入力信号に対応する２値識別値を出力する。
【００１７】
この重み付け加算の処理において、積分系の推移が所定の等化基準値になる場合に、該等化基準値の推移について、選択的に加算処理する。
【００１８】
これらの場合に、入力信号のレベル変動検出結果に応じて、重み付け係数を変更する。
【００１９】
微分系の等化信号及び積分系の等化信号とを重み付け加算して加算等化信号を生成すれば、ノイズ成分の周波数特性を平坦化して、ビタビ復号に最も適したホワイトノイズに近いノイズ特性により加算等化信号を生成することができる。これによりこの加算等化信号を最尤復号して、入力信号に対応する２値識別結果を出力することにより、ノイズによる識別精度の劣化を有効に回避することができる。
【００２０】
また対応する推移毎に、微分系の距離及び積分系の距離を所定の重み付け係数より重み付け加算した後、累積して各推移の確からしさを得るようにすれば、間接的に、ノイズ成分の周波数特性を平坦化して、ビタビ復号に最も適したホワイトノイズに近いノイズ特性により加算等化信号を生成した場合と同様に、確からしさを得ることができ、これにより２値識別値を出力してノイズによる識別精度の劣化を有効に回避することができる。
【００２１】
またこの重み付け加算の処理において、積分系の推移が所定の等化基準値になる場合に、該等化基準値の推移について、選択的に加算処理すれば、この選択加算のタイミングを例えば等化基準値が値０のタイミングに設定して、入力信号の振幅変動による識別精度の劣化を回避することができる。
【００２２】
これらの場合に、入力信号のレベル変動検出結果に応じて、重み付け係数を変更すれば、入力信号の振幅変動に伴うノイズ成分の周波数特性の変動をも有効に回避することができ、これにより振幅変動による識別精度の劣化を回避することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２４】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。このビタビ復号器１は、ビデオテープレコーダに適用されて、ＲＬＬ（１，７）符号により符号化されたディジタル信号を再生する。このためビタビ復号器１は、磁気ヘッドより得られる再生信号が図示しない波形等化回路によりナイキャスト等化された後、アナログディジタル変換処理によりディジタル再生信号ＤＲＦに変換されて入力される。
【００２５】
このビタビ復号器１において、ＰＲ（１，１）等化器２は、このディジタル再生信号ＤＲＦを積分系でなるＰＲ１の等化基準に等化し、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を生成する。すなわちＰＲ（１，１）等化器２は、順次入力されるディジタル再生信号ＤＲＦを順次１クロック周期だけ遅延させる遅延回路と、この遅延回路の入出力を加算して出力する加算器とにより構成され、これにより（１＋Ｄ）の演算処理を実行してＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を生成する。
【００２６】
ＥＰＲ４等化器３は、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を受け、各サンプリング値を順次２クロック周期だけ遅延させ、この遅延した入力データと順次入力される入力データとを減算して出力する。これによりＥＰＲ４等化器３は、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を１−Ｄ2 の演算式により演算処理し、微分系でなるＥＰＲ４等化基準により等化し、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４を出力する。
【００２７】
これらによりビタビ復号器１では、ナイキャスト等化信号をｎｑ（ｉ）により示すと、それぞれ次式により示される演算処理により、図２に示すようにＰＲ１等化信号ＳＰＲ１及びＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４を生成する。
【００２８】
【数１】
【数２】
なお図２においては、振幅基準値１、０でなる記録信号ＳＲＥＣ（図２（Ａ））をナイキャスト等化したディジタル再生信号ＤＲＦ（図２（Ｂ））の信号波形、対応するＰＲ１等化信号ＳＰＲ１（図２（Ｃ））及びＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４（図２（Ｄ））の信号波形を示すものであり、便宜上、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１の基準振幅値を値１だけ減じて示す。
【００３１】
２値識別回路４は、このＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を値１の振幅基準値により２値化して出力する。すなわち図３に示すように、振幅基準値１、０でなる記録信号ＳＲＥＣ（図３（Ａ））をナイキャスト等化した後（図３（Ｂ））、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１（図３（Ｃ））に変換すれば、振幅基準値０、１、２によるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を得ることができる。このＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においては、ＲＬＬ（１，７）符号を処理することから、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においては、振幅基準値１を横切る前後で、対応する振幅基準値が値０及び値２を取ることになる。これによりこのＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を値１の振幅基準値により２値化する場合、単にナイキャスト等化して得られるディジタル再生信号ＤＲＦを２値化する場合に比して、振幅方向に２1/2 倍の識別マージンを得ることができる。
【００３２】
この場合、２値識別回路４においては、このように等化されたノイズを含んでなる再生信号ＤＲＦを、次式の条件により２値識別することにより、２値識別信号Ｓ２（ｄ）を生成する。ここでＺ（ｋ）は再生信号である。
【００３３】
【数３】
この識別結果Ｓ２（ｄ）（図３（Ｄ））は、値１の振幅基準値を横切るタイミングがノイズにより変化することより、記録信号ＳＲＥＣに対して、各エッジのタイミングが同位相か又は１クロック遅延したものとなり、これにより識別結果Ｓ２（ｄ）においては誤りを含んで識別されることになる。しかしながら単にナイキャスト等化して得られるディジタル再生信号ＤＲＦを２値化する場合に比して、振幅方向に２1/2 倍、位相方向に２倍の識別マージンにより識別していることにより、各エッジにおいて１クロックの誤差を有してはいるものの、この１クロックの誤差を除いて記録信号ＳＲＥＣを正しく識別していることになる。これによりこの実施の形態では、この２値識別回路４により再生信号ＲＦを仮識別し、この仮識別結果により計算量を低減する。
【００３５】
すなわち図４に記録信号ＳＲＥＣ（図４（Ａ））と仮識別結果Ｓ２（図４（Ｂ））との関係を示すように、仮識別結果Ｓ２（ｄ）におけるエッジのタイミングは、記録信号ＳＲＥＣに対して１クロック周期だけ遅延したものか（以下後エッジのタイミングと呼ぶ）、又は正しいタイミング（以下前エッジのタイミングと呼ぶ）かの何れかでなることにより、この仮識別結果Ｓ２（ｄ）より考えられる記録信号ＳＲＥＣＩは、エッジのタイミングが未確定な図４（Ｃ）に示すような信号波形になる。
【００３６】
すなわち前エッジのタイミングが正しいものと仮定すると、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４（図４（Ｄ））においてこの前エッジに対応する状態は、図１８より、Ｓ００１又はＳ１１０であり、値０、値１又は値０、値−１の出力値が得られ、何れの出力値が得られる場合でも、２つのパスが合流して続くサンプリング点（後エッジのタイミング）で値２又は値−２の出力値が得られることになる。
【００３７】
また同様に、後エッジのタイミングが正しいものと仮定すると、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４においてこの後エッジに対応する状態は、Ｓ００１又はＳ１１０であり、２つのパスが合流して続くサンプリング点で値２又は値−２の出力値が得られることになる。
【００３８】
これにより前エッジに対応する値２又は値−２の振幅基準値ＰＡと、後エッジに対応する値２又は値−２の振幅基準値ＰＢ間とを結ぶパスａａ〜ｂｂについて、メトリックを計算して何れのエッジによる識別結果が確からしいか判定すれば、従来のビタビ復号による場合のように、全ての状態推移についてメトリックを計算しなくても、最も確からしいパスを選択することができる。これにより従来に比して全体構成を簡略化して、正しい復号結果を得ることができる。すなわちこの実施の形態では、図１９について上述した６状態についての処理を４状態について実行すれば良いことになる。
【００３９】
またｄ＝１の制限により、パスの合流点に続くサンプリング点においては、パスが合流しないことにより、その分メトリックを判定した後、ブランチメトリックと加算して続くメトリックを計算する処理を、必要に応じて２サンプリング周期で実行することができ、これにより転送速度の早い入力データも簡易に処理することができる。
【００４０】
具体的に、ＲＬＬ（１，７）符号においては、値０、０又は値１、１が連続する場合には（識別結果が２Ｔの場合）、振幅基準値２及び−２の間で、３つのパスが存在し、値０又は値１が３ビット以上連続する場合には、振幅基準値２及び−２の間で、４つのパスが存在することになる。これによりこのように仮識別によるエッジのタイミングを基準にしてパスを判定するにつき、４系統のパスについてメトリックを計算すれば、ビタビ復号することができる。
【００４１】
なお以下において、この前エッジに対応する振幅基準値から前エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ａａにより、前エッジに対応する振幅基準値から後エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ａｂにより、後エッジに対応する振幅基準値から前エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ｂａにより、後エッジに対応する振幅基準値から後エッジに対応する振幅基準値へのパスを符号ｂｂにより示す。従ってパスａａは、仮識別信号Ｓ２の変化点を１クロック進めたものが正しいパスの場合であり、パスａｂは、仮識別信号Ｓ２の前側変化点を１クロック進めたものが正しいパスの場合である。またパスｂａは、仮識別信号Ｓ２の後ろ側変化点を１クロック進めたものが正しいパスの場合であり、パスｂｂは、仮識別信号Ｓ２の変化点が正しいパスの場合である。
【００４２】
さらにＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４との対比により図５に示すように、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においても、同様に、仮識別を基準にしてビタビ復号することができる。なおＰＲ１等化信号ＳＰＲ１においても、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４の各パスａａ〜ｂｂに対応して、パスａａ〜ｂｂを表示する。
【００４３】
このようにしてＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４より状態を低減して復号される復号結果においては、ノイズの高域成分が強調されることにより、その分識別結果の精度が劣化することになる。これに対してＰＲ１等化信号ＳＰＲ１は、この強調されたノイズの高域成分を補うように、ノイズの低域成分が強調されていることになる。これらのノイズによる影響は、各パスについて計算されるブランチメトリックに現れることになる。これによりこの実施の形態では、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４について計算されるブランチメトリックに、対応するＰＲ１等化信号ＳＰＲ１のブランチメトリックを加算してビタビ復号することにより、ノイズの周波数特性を間接的に平坦化してなる復号結果を検出する。
【００４４】
すなわち状態検出回路５（図１）は、連続する仮識別信号Ｓ２より、仮識別信号Ｓ２の各タイミングに対応する、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４の各パスａａ〜ｂｂについての振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂを出力する。また同様にして、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１のパスａａ〜ｂｂについて振幅基準値ｍａ’、ｍｂ’を出力する。また各パスａａ〜ｂｂが合流するタイミングＤｎ−１、Ｄｎ、……を検出し、この合流のタイミング信号ＳＴを出力する。
【００４５】
すなわち図６に示すように、状態検出回路５は、４つの遅延回路（Ｄ）５Ａ〜５Ｄによる直列回路を有し、この直列回路５Ａ〜５Ｄにより仮識別信号Ｓ２をクロック周期で順次遅延させる。デコーダー５Ｅは、この直列回路により生成される連続する５ビットの仮識別信号Ｓ２をアドレスにして、内蔵のメモリをアクセスすることにより、タイミング信号ＳＴ、各パスａａ〜ｂｂについての振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂ、ｍａ’、ｍｂ’を出力する。
【００４６】
この振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂ、ｍａ’、ｍｂ’において、状態検出回路５は、例えば図４において時点ｔ１及びｔ２で示すように、パスａａ〜ｂｂが合流した場合には、対応する振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂについては、同一の値を出力する。ちなみに、時点ｔ１においては、パスａａ及びａｂに値２の振幅基準値ｍａａ、ｍａｂを出力するのに対し、パスｂａ及びｂｂには、値１の振幅基準値ｍｂａ、ｍｂｂを出力する。また時点ｔ２においては、パスｂａ及びｂｂに値２の振幅基準値ｍｂａ、ｍｂｂを出力し、パスａａ及びａｂに値１の振幅基準値ｍａａ、ｍａｂを出力し、続く時点ｔ３においては、パスａａに値−１、パスａｂ及びｂａに値０、パスｂｂに値１の振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂを出力する。
【００４７】
ブランチメトリック計算回路６（図１）は、次式の演算処理を実行することにより、振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂよりＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４のブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂを順次計算して出力する。すなわちブランチメトリック計算回路６は、４つの減算回路にそれぞれ振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂを受け、各減算回路において、各振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂとＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４との差分値を計算する。さらにブランチメトリック計算回路６は、各減算回路より出力される差分値をそれぞれ２乗回路により２乗し、これによりブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂを計算する。
【００４８】
【数４】
同様にしてブランチメトリック計算回路７は、次式の演算処理を実行することにより、振幅基準値ｍａ’、ｍｂ’よりＰＲ１等化信号ＳＰＲ１のブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’を順次計算し、ブランチメトリック計算回路６の出力に対応したタイミングにより出力する。
【００５０】
【数５】
さらにブランチメトリック計算回路７は、このようにして計算したブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’をそれぞれ所定の重み付け係数ｑにより重み付けして出力する。ここでこの重み付け係数ｑは、このビデオテープレコーダの記録再生系の特性に応じて、ノイズ成分の周波数特性が等化的にフラットになるように、すなわちＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４にホワイトノイズが重畳された場合と同様の周波数特性になるように、選定される。
【００５２】
加算器８ａａ〜８ｂｂは、ブランチメトリック計算回路６より出力される各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂに、ブランチメトリック計算回路７より出力される対応するパスａａ、ｂｂのブランチメトリックｑＭａ’、ｑＭｂ’を加算して出力する。
【００５３】
ブランチメトリック処理回路１０は、２値化信号Ｓ２の前エッジによる２つのパスａａ、ｂａに対応するブランチメトリック処理部１０Ａと、２値化信号Ｓ２の後エッジによる２つのパスａｂ、ｂｂに対応するブランチメトリック処理部１０Ｂとにより構成される。すなわちブランチメトリック処理回路１０は、前エッジに対応するサンプリング点にて合流する２つのパスａａ、ｂａに対応するブランチメトリック処理部１０Ａと、後エッジ側に対応するサンプリング点にて合流する２つのパスａｂ、ｂｂに対応するブランチメトリック処理部１０Ｂとにより、それぞれ各パスによるメトリックを計算し、最も確からしいパスを選択する。
【００５４】
すなわち図７に示すように、第１のブランチメトリック処理部１０Ａは、パスａａのブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’を加算器１２Ａに入力し、ここで１サンプル前のパスａａにおけるメトリックと加算する。遅延回路（Ｄ）１３Ａは、この加算器１２Ａの加算出力をラッチする。
【００５５】
これに対して加算器１４Ａは、１サンプル前のパスａｂにおけるメトリックとパスｂａのブランチメトリックＭｂａ＋ｑＭｂ’を加算する。遅延回路（Ｄ）１５Ａは、この加算器１４Ａの加算出力をラッチする。比較器１６Ａは、遅延回路１３Ａ及び１５Ａの出力信号を比較することにより、パスａａ及びｂａのメトリックから、値の小さなメトリックを選択する。
【００５６】
遅延回路（Ｄ）１７Ａは、この比較器１６Ａの比較結果をラッチして保持し、セレクタ１８Ａは、この遅延回路１７Ａに保持された比較結果に基づいて、遅延回路１３Ａ、１５Ａに保持されたメトリックを選択して出力する。かくするにつき図４について上述したように、前エッジに対応する合流点以降においては、１つのパスが形成され、それぞれ合流点前の２つのパスａａ、ｂａに値の等しいブランチメトリックが加算される。
【００５７】
従ってこの実施の形態のように、各パスａａ、ｂａについて計算したメトリックを一旦遅延回路１３Ａ、１５Ａに保持した後、比較器１６Ａにより比較してセレクタ１８Ａにより選択しても、すなわち１クロック周期だけ前のメトリックの比較結果により、続くメトリックを選択しても、以降のメトリックの計算に必要な正しいメトリックを選択することができる。
【００５８】
すなわち第１のブランチメトリック処理部１０Ａにおいて、セレクタ１９Ａは、タイミング信号ＳＴを基準にして遅延回路１３Ａに保持したメトリックに代えて、セレクタ１８Ａで選択したメトリックを加算器１２Ａに選択出力することにより、前エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値（図４において、時点ｔ１の時点でなる）の１クロック周期前の時点において比較したメトリックの比較結果に基づいて、合流点Ｄｎ−２、Ｄｎ−１、Ｄｎ、……におけるメトリックを選択する。
【００５９】
またセレクタ２０Ａは、タイミング信号ＳＴを基準にして、遅延回路１５Ａに保持したメトリックに代えて、第２のブランチメトリック処理部１０Ｂで計算されたメトリックを加算器１４Ａに選択出力することにより、同様のタイミングによる比較結果に基づいて、前エッジに対応するタイミングにおけるメトリックを選択する。これにより第１のブランチメトリック処理部１０Ａにおいては、２クロック周期で、２つのパスについてメトリックを計算した後、比較結果を得、メトリックを計算するようになされている。
【００６０】
同様に、第２のブランチメトリック処理部１０Ｂは、パスａｂのブランチメトリックＭａｂ＋ｑＭａ’を加算器１２Ｂに入力し、ここで１サンプル前のパスａｂにおけるメトリックと加算する。遅延回路（Ｄ）１３Ｂは、この加算器１２Ｂの加算出力をラッチする。
【００６１】
これに対して加算器１４Ｂは、１サンプル前のパスｂｂにおけるメトリックとパスｂｂのブランチメトリックＭｂｂ＋ｑＭｂ’を加算する。遅延回路（Ｄ）１５Ｂは、この加算器１４Ｂの加算出力をラッチする。比較器１６Ｂは、遅延回路１３Ｂ及び１５Ｂの出力信号を比較することにより、パスａｂ及びｂｂのメトリックから、値の小さなメトリックを選択する。
【００６２】
遅延回路（Ｄ）１７Ｂは、この比較器１６Ｂの比較結果をラッチして保持し、セレクタ１８Ｂは、この遅延回路１７Ｂに保持された比較結果に基づいて、遅延回路１３Ｂ、１５Ｂに保持されたメトリックを選択して出力する。かくするにつきこの後エッジに対応するパスａｂ、ｂｂについても、対応する合流点以降においては、１つのパスが形成されることにより、合流点に続くサンプリング点においては、各パスａｂ、ｂｂのメトリックに値の等しいブランチメトリックを加算することになる。
【００６３】
これによりセレクタ１９Ｂは、タイミング信号ＳＴを基準にして遅延回路１３Ｂに保持したメトリックに代えて、第１のブランチメトリック処理部１０Ａで計算されたメトリックを加算器１２Ｂに選択出力することにより、後エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値（図４において時点ｔ２の時点でなる）の１クロック周期前の時点において比較したメトリックの比較結果に基づいて、後エッジに対応するタイミングにおけるメトリックを選択する。すなわち１クロック周期だけ前のメトリックの比較結果により、続くメトリックを選択する。
【００６４】
またセレクタ２０Ｂは、タイミング信号ＳＴを基準にして、遅延回路１５Ｂに保持したメトリックに代えて、セレクタ１８Ｂで選択したメトリックを選択出力することにより、同様にして後エッジに対応するタイミングのメトリックを選択する。これにより第２のブランチメトリック処理部１０Ｂにおいても、２クロック周期で、２つのパスについてメトリックを計算した後、比較結果を得、合流点におけるメトリックを計算するようになされている。
【００６５】
ブランチメトリック処理回路１０においては、この遅延回路１７Ａ、１７Ｂに保持した比較結果を選択信号ＳＥＬＡ及びＳＥＬＢとして出力する。
【００６６】
これによりブランチメトリック処理回路１０は、各合流点Ｄｎ−２、Ｄｎ−１、Ｄｎ、……において、次式の演算処理を実行して、各合流点Ｄｎ−２、Ｄｎ−１、Ｄｎ、……に至るパスのうち、確からしいパス（メトリックの小さなパス）を順次選択し、選択結果を選択信号ＳＥＬＡ及びＳＥＬＢとして出力する。なおここでｍｉｎ（Ａ，Ｂ）は、Ａ及びＢより値の小さなものを選択する演算処理である。
【００６７】
【数６】
シフトレジスタ２２Ａ及び２２Ｂは（図１）、パスメモリユニットを構成し、選択信号ＳＥＬＡ及びＳＥＬＢに応動して、自己の保持した履歴又は他方のシフトレジスタ２２Ｂ及び２２Ａが保持した履歴を選択的に転送することにより、２値識別出力Ｄ１を出力する。
【００６９】
図８は、このシフトレジスタ２２Ａ及び２２Ｂを示すブロック図である。第１のシフトレジスタ２２Ａは、履歴を保持する所定段数のラッチ（Ｄ）２５Ａ〜２５Ｎと、初段のラッチ２５Ａを除いて、これらのラッチ２５Ｂ〜２５Ｎに履歴を選択出力するセレクタ２６Ａ〜２６Ｍにより構成される。すなわちシフトレジスタ２２Ａは、初段のラッチ２５Ａに仮識別信号Ｓ２を入力する。さらにシフトレジスタ２２Ａは、タイミング補正用の遅延回路（Ｄ）２４を介して入力される選択信号ＳＥＬＡによりセレクタ２６Ａ〜２６Ｍの接点を切り換え、ブランチメトリック処理部１０Ａにおけるパスの選択に対応して、前段のラッチ２５Ａ〜２５Ｍに保持した自己の履歴、又はシフトレジスタ２２Ｂの対応するラッチ２７Ａ〜２７Ｍに保持した履歴を選択して、続くラッチ２５Ｂ〜２５Ｎに出力する。
【００７０】
第２のシフトレジスタ２２Ｂは、同様に、履歴を保持する所定段数のラッチ（Ｄ）２７Ａ〜２７Ｎと、初段のラッチ２７Ａを除いて、これらのラッチ２７Ｂ〜２７Ｎに履歴を選択出力するセレクタ２８Ａ〜２８Ｍにより構成される。すなわちシフトレジスタ２２Ｂは、タイミング補正用の遅延回路（Ｄ）２３を介して、初段のラッチ２７Ａに仮識別信号Ｓ２を入力する。さらにシフトレジスタ２２Ｂは、選択信号ＳＥＬＢにより第１のシフトレジスタ２２Ａにおけるセレクタの切り換えに同期して、セレクタ２８Ａ〜２８Ｍの接点を切り換え、これによりブランチメトリック処理部１０Ｂにおけるパスの選択に対応して、前段のラッチ２７Ａ〜２７Ｍに保持した自己の履歴、又はシフトレジスタ２２Ａの対応するラッチ２５Ａ〜２５Ｍに保持した履歴を選択して、続くラッチ２７Ｂ〜２７Ｎに出力する。
【００７１】
ここで第１及び第２のシフトレジスタ２２Ａ及び２２Ｂにおいては、これらラッチ２５Ａ〜２５Ｎ、２７Ａ〜２７Ｎ、セレクタ２６Ａ〜２６Ｍ、２８Ａ〜２８Ｍが所定の段数により構成され、これにより所定段数以降において、保持した履歴の内容が一致するようになされている。
【００７２】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、磁気ヘッドを介して得られる再生信号は、ナイキャスト等化された後、アナログディジタル変換処理によりディジタル再生信号ＤＲＦに変換される。
【００７３】
このディジタル再生信号ＤＲＦ（図１）は、ＰＲ（１，１）等化器２において、積分系でなるＰＲ１の等化特性により等化され、振幅基準値が値０、値１、値２でなるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１（図２（Ａ）〜（Ｃ））に変換される。またこのＰＲ１等化信号ＳＰＲ１が、続くＥＰＲ４等化器３により、微分系でなるＥＰＲ４等化特性により等化され、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４が生成される。
【００７４】
これによりディジタル再生信号ＤＲＦは、十分な識別マージンを有してなるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１に変換された後、２値識別回路４において、このＰＲ１等化信号ＳＰＲ１が値１の振幅基準値を基準にして２値化され、仮識別信号Ｓ２が生成される（図３）。
【００７５】
この仮識別信号Ｓ２は（図３（Ａ）〜（Ｃ））、十分な識別マージン（振幅基準値０〜２の範囲）により２値化され、また再生信号ＲＦに対応する記録信号ＳＲＥＣがｄ＝１の制限によるＲＬＬ（１，７）符号により生成されていることにより、エッジのタイミングにおいて１クロックの誤差を有してはいるものの、このエッジの誤差を除いて記録信号ＳＲＥＣを正しく識別していることになる。
【００７６】
これにより仮識別信号Ｓ２は（図６）、状態検出回路５において、遅延回路５Ａ〜５Ｄを順次転送されて、連続する５ビットのパラレルデータによりデコーダー５Ｅがアクセスされ、このエッジの誤差に対して、ＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４が取り得る可能性のある４系統のパスａａ〜ｂｂについて（図４（Ｄ）及び図５（Ａ））、各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂ（値２、１、０、−１、−２の何れか）が順次生成され、また４系統のパスａａ〜ｂｂが合流する合流点に対応するタイミング信号ＳＴが生成される。またこのＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４に対する処理と同時並列的に、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１が取り得る可能性のある４系統のパスａａ〜ｂｂについて（図５（Ｂ））、各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａ’〜ｍｂ’（図５との対比において値１、０、−１の何れか）が順次生成され、また４系統のパスａａ〜ｂｂが合流する合流点に対応するタイミング信号ＳＴが生成される。
【００７７】
これによりビタビ復号器１において、ディジタル再生信号ＤＲＦが取り得る６つの状態に対して、数の少ない４つのパスについて、メトリックを順次計算してビタビ復号する。
【００７８】
すなわちＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４は（図１）、ブランチメトリック計算回路６において、状態検出回路５で計算された各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａａ〜ｍｂｂと順次減算され、各減算値の２乗値より各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂが計算される。
【００７９】
また同様にして、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１は、ブランチメトリック計算回路７において、状態検出回路５で計算された各パスａａ〜ｂｂの振幅基準値ｍａ’、ｍｂ’と順次減算され、各減算値の２乗値より各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’が計算される。また所定の重み付け係数ｑにより各パスａａ〜ｂｂのブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’が重み付けされた後、出力される。
【００８０】
このようにして計算されたブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂ、ｑＭａ’、ｑＭｂ’は、対応するパスａａ〜ｂｂ毎に、加算器８ａａ〜８ｂｂで加算され、これによりＰＲ１等化信号ＳＰＲ１に重畳されてなる低域が強調されたノイズ成分の周波数特性を、平坦な周波数特性に補正してなるブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’が生成される。
【００８１】
これらのブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’のうち、前エッジに対応するブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’においては、第１のブランチメトリック処理部１０Ａにおいて（図７）、セレクタ１９Ａ、２０Ａより出力される各パスのメトリックと加算され、これにより続くサンプリング点のメトリックＬａａ、Ｌｂａが計算される。さらにこのメトリックＬａａ、Ｌｂａは、一旦遅延回路１３Ａ、１５Ａでラッチされた後、比較器１６Ａにおいて比較され、遅延回路１７Ａを介して得られる比較結果により、セレクタ１８Ａにおいて、値の小さな（確からしい）メトリックが選択される。
【００８２】
この選択されたメトリックは、遅延回路１７Ａを介して入力される比較結果に基づいてセレクタ１８Ａにおいて選択されることにより、前エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値のタイミングより１クロック周期だけ逆上った時点におけるメトリックの比較結果に基づいて、２つのパスａａ、ｂａが合流する合流点のメトリックが加算器１２Ａに出力され、また第２のブランチメトリック処理部１０Ｂの対応する加算器１２Ｂに出力される。これにより全体として２サンプリング周期によりメトリックの計算、比較、更新処理が実行され、高転送レートによる再生信号ＲＦについても、メトリックを計算処理することができる。
【００８３】
同様にして第２のブランチメトリック処理部１０Ｂにおいて、ブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’、Ｍａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂａ＋ｑＭｂ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’のうち、後エッジに対応するブランチメトリックＭａｂ＋ｑＭａ’、Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’は、各パスａｂ及びｂｂのそれまでのメトリックと加算されて各パスａｂ及びｂｂのメトリックＬａｂ及びＬｂｂが計算された後、比較器１６Ｂにおいて比較され、その比較結果により選択される。
【００８４】
さらにこの選択されたメトリックは、後エッジに対応する値２及び値−２の振幅基準値のタイミングから１クロック周期だけ逆上った時点におけるメトリックの比較結果に基づいて、２つのパスａｂ、ｂｂが合流する合流点のメトリックが加算器１４Ｂに出力され、また第１のブランチメトリック処理部１０Ａの対応する加算器１４Ａに出力される。これにより全体として２サンプリング周期によりメトリックの計算、比較、更新処理が実行され、高転送レートによる再生信号ＲＦについても、確実にメトリックを計算処理することができる。
【００８５】
このようにしてメトリックの比較結果でなる比較器１６Ａ、１６Ｂの比較結果は、パスメモリユニットの選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢとして、パスメモリユニットを構成するシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂに出力される。
【００８６】
このシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂにおいては（図８）、直接に、又は遅延回路２３を介して、仮識別信号Ｓ２を入力することにより、それぞれ１クロックの誤差に対応してなる第１及び第２のブランチメトリック処理部１０Ａ及び１０Ｂに対応するタイミングにより仮識別信号Ｓ２を入力する。この入力した仮識別信号Ｓ２は、それぞれ順次ラッチ２５Ａ〜２５Ｎ、２７Ａ〜２７Ｎを転送され、また選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢにより、他方のシフトレジスタ２２Ｂ、２２Ａに移し代えられて転送され、これにより所定段数だけ転送されると、ディジタル再生信号ＤＲＦにおけるパスの経路に対応して、ラッチ２５Ａ〜２５Ｎ、２７Ａ〜２７Ｎに保持された内容が記録信号ＳＲＥＣを識別してなる等しい値に設定される。これによりビタビ復号器１においては、１クロック周期の誤差に対応する４つの状態についてメトリックを判定し、またこの１クロック周期の誤差に対応する前エッジ用及び後エッジ用のシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂにより履歴を保持して、簡易な構成により、高速度で識別できるようになされている。
【００８７】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、積分系でなるＰＲ１等化信号ＳＰＲ１より生成したブランチメトリックＭａ’、Ｍｂ’と、微分系でなるＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４より生成したブランチメトリックＭａａ〜Ｍｂｂとを、対応するパス毎に重み付け加算することにより、ノイズ成分の周波数特性を平坦にしてなるブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’〜Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’を得ることができる。これによりこのブランチメトリックＭａａ＋ｑＭａ’〜Ｍｂｂ＋ｑＭｂ’よりメトリックを計算してビタビ復号することにより、従来に比してノイズによる識別精度の劣化を向上することができる。
【００８８】
このとき仮識別結果Ｓ２を基準にして、パスを制限し、この制限したパスについてブランチメトリックを計算することにより、簡易な構成で、識別精度を向上することができる。
【００８９】
（２）第２の実施の形態
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。なおこのビタビ復号器３０において、図１について上述したビタビ復号器１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００９０】
このビタビ復号器３０において、遅延回路３１は、ＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を受け、所定期間だけ遅延させて出力する。重み付け回路（×ｑ）３２は、この遅延回路３１の出力データを所定の重み付け係数ｑにより重み付けして出力し、加算器３３は、この重み付け回路３２の出力データをＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４に対応するタイミングで加算する。これによりこの実施の形態では、次式の演算処理を実行し、位相を合わせてＰＲ１等化信号ＳＰＲ１及びＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４を重み付け加算し、ノイズの周波数特性をほぼ平坦にしてなる等化信号ＳＸＰＲ４を生成する。
【００９１】
【数７】
状態検出回路３４は、この等化信号ＳＸＰＲ４に対応する振幅基準値ｍａａ＋ｑｍａ’、ｍａｂ＋ｑｍａ’、ｍｂａ＋ｑｍｂ’、ｍｂｂ＋ｑｍｂ’、合流点に対応するタイミング信号ＳＴを生成して出力する。
【００９３】
これによりブランチメトリック計算回路６においては、次式の演算処理を実行して順次ブランチメトリックＸａａ〜Ｘｂｂを生成する。
【００９４】
【数８】
このビタビ復号器３０では、これらのブランチメトリックＸａａ〜Ｘｂｂが続くブランチメトリック処理部１０Ａ、１０Ｂに入力され、ここで次式の演算処理が実行されるこにより、第１の実施の形態と同様の選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢが生成され、この選択信号ＳＥＬＡ、ＳＥＬＢによりシフトレジスタ２２Ａ、２２Ｂの動作が制御されて識別結果Ｄ１が生成される。
【００９６】
【数９】
図９に示す構成によれば、積分系の特性による等化信号ＳＰＲ１と微分系の特性による等化信号ＳＰＲ４とを重み付け加算してブランチメトリックを計算するようにしても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また乗算回路、ブランチメトリック計算回路の数を低減できることにより、その分全体構成を簡略化することができる。
【００９８】
（３）第３の実施の形態
図１０は、第３の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。この実施の形態において、ビタビ復号器４０は、積分系の特性による等化信号ＳＰＲ１と微分系の特性による等化信号ＳＰＲ４とを重み付け加算して、等化信号ＳＸＰＲ４を生成する。
【００９９】
ここでこのようにして生成される等化信号ＳＸＰＲ４は、図１１に示す図表、図１２に示すトレリス線図により状態の推移を示すことができる。これによりこの実施の形態では、各状態毎にブランチメトリックＢＭ０〜ＢＭ８を計算し、各状態推移毎にメトリックを計算する。
【０１００】
すなわちブランチメトリック処理回路４２は、等化信号ＳＸＰＲ４を受け、等化信号ＳＰＲ４の各サンプル値毎に、次式の演算処理を実行することにより、各振幅基準値に対するブランチメトリックＢＭ０〔ｋ〕〜ＢＭ８〔ｋ〕を計算して出力する。
【０１０１】
【数１０】
具体的に、ブランチメトリック計算回路４１は、ディジタル再生信号ＤＲＦより各振幅基準値を減算する複数系統の減算回路と、各減算結果を２乗する複数系統の乗算回路により構成される。
【０１０３】
ブランチメトリック処理回路４２は、ブランチメトリック計算回路４１より出力されるブランチメトリックＢＭ０〔ｋ〕〜ＢＭ８〔ｋ〕を用いて、図１２に示した各推移に対応して次式の演算処理を実行することにより、各状態へのブランチメトリックの累積値でなるメトリック（Ｓ０００、ｋ）〜（Ｓ１１１、ｋ）を計算する。
【０１０４】
【数１１】
パスメモリユニット４３は、ブランチメトリック処理回路４２の計算結果に基づいて、２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１０６】
図１３及び図１４は、ブランチメトリック処理回路４２の構成を詳細に示すブロック図である。ブランチメトリック処理回路４２は、各メトリック計算回路４２Ａ〜４２Ｆにより各状態に対応するメトリックを計算する。
【０１０７】
すなわち状態（Ｓ１１１）への推移について、メトリックを計算する第１のメトリック計算回路４２Ａにおいて、加算器４５Ａは、この第１のメトリック計算回路４２Ａにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１１１）のメトリックＬ（Ｓ１１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ８〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ａは、（１１−１）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１０８】
加算器４６Ａは、第４のメトリック計算回路４２Ｄにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０１１）のメトリックＬ（Ｓ０１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ４〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ａは、（１１−１）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１０９】
比較回路４７Ａは、加算器４５Ａ及び４６Ａの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ａは、状態（Ｓ１１１）へ遷移可能な状態（Ｓ１１１）及び（Ｓ０１１）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか（確からしいか）判断し、その判定結果ＳＥＬ３を出力する。
【０１１０】
セレクタ４８Ａは、比較回路４７Ａの判定結果ＳＥＬ３に応じて、加算器４５Ａ又は４６Ａの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ａは、このセレクタ４８Ａの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ａは、（１１−１）式の右辺の演算処理結果をラッチして保持する。
【０１１１】
これに対して第２のメトリック計算回路４２Ｂにおいて、加算器４５Ｂは、第１のメトリック計算回路４２Ａにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１１１）のメトリックＬ（Ｓ１１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ７〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ｂは、（１１−２）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１１２】
加算器４６Ｂは、第４のメトリック計算回路４２Ｄにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０１１）のメトリックＬ（Ｓ０１１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ３〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ｂは、（１１−２）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１１３】
比較回路４７Ｂは、加算器４５Ｂ及び４６Ｂの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ｂは、状態（Ｓ１１０）へ遷移可能な状態（Ｓ１１１）及び（Ｓ０１１）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか判断し、その判定結果ＳＥＬ２を出力する。
【０１１４】
セレクタ４８Ｂは、比較回路４７Ｂの判定結果ＳＥＬ２に応じて、加算器４５Ｂ又は４６Ｂの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｂは、このセレクタ４８Ｂの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ｂは、（１１−２）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ１１０）のメトリックをラッチして保持する。
【０１１５】
これに対して第３のメトリック計算回路４２Ｃにおいて、加算器４５Ｃは、第２のメトリック計算回路４２Ｂにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１１０）のメトリックＬ（Ｓ１１０，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ６〔ｋ〕とを加算して出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｃは、この加算結果をラッチする。これによりラッチ４９Ｃは、（１１−３）の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ１００）のメトリックをラッチして保持する。
【０１１６】
これに対して第４のメトリック計算回路４２Ｄにおいて（図１４）、加算器４５Ｄは、第５のメトリック計算回路４２Ｅにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ００１）のメトリックＬ（Ｓ００１，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ２〔ｋ〕とを加算して出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｄは、この加算結果をラッチする。これによりラッチ４９Ｄは、（１１−４）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ０１１）のメトリックをラッチして保持する。
【０１１７】
これに対して第５のメトリック計算回路４２Ｅにおいて、加算器４５Ｅは、第３のメトリック計算回路４２Ｃにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１００）のメトリックＬ（Ｓ１００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ３〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ｅは、（１１−５）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１１８】
加算器４６Ｅは、第６のメトリック計算回路４２Ｆにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０００）のメトリックＬ（Ｓ０００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ１〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ｅは、（１１−５）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１１９】
比較回路４７Ｅは、加算器４５Ｅ及び４６Ｅの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ｅは、状態（Ｓ００１）へ遷移可能な状態（Ｓ１００）及び（Ｓ０００）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか判断し、その判定結果ＳＥＬ１を出力する。
【０１２０】
セレクタ４８Ｅは、比較回路４７Ｅの判定結果ＳＥＬ１に応じて、加算器４５Ｅ又は４６Ｅの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｅは、このセレクタ４８Ｅの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ｅは、（１１−５）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ００１）のメトリックをラッチして保持する。
【０１２１】
これに対して第６のメトリック計算回路４２Ｆにおいて、加算器４５Ｆは、第３のメトリック計算回路４２Ｃにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ１００）のメトリックＬ（Ｓ１００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ５〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４５Ｆは、（１１−６）式の右辺、第１項に対応する加算結果を出力する。
【０１２２】
加算器４６Ｆは、第６のメトリック計算回路４２Ｆにおいて１クロック前に計算された状態（Ｓ０００）のメトリックＬ（Ｓ０００，ｋ−１）と、ブランチメトリック計算回路４１で計算されたブランチメトリックＢＭ０〔ｋ〕とを加算して出力する。これにより加算器４６Ｆは、（１１−６）式の右辺、第２項に対応する加算結果を出力する。
【０１２３】
比較回路４７Ｆは、加算器４５Ｆ及び４６Ｆの出力データの比較結果を出力する。これにより比較回路４７Ｆは、状態（Ｓ０００）へ遷移可能な状態（Ｓ１００）及び（Ｓ０００）について、何れの状態より推移した方が尤度が大きいか判断し、その判定結果ＳＥＬ０を出力する。
【０１２４】
セレクタ４８Ｆは、比較回路４７Ｆの判定結果ＳＥＬ０に応じて、加算器４５Ｆ又は４６Ｆの加算結果を選択出力し、ラッチ（Ｄ）４９Ｆは、このセレクタ４８Ｆの選択出力をラッチする。これによりラッチ４９Ｆは、（１１−６）式の右辺の演算処理結果でなる、状態（Ｓ０００）のメトリックをラッチして保持する。
【０１２５】
図１５、図１６及び図１７は、パスメモリユニット４３を示すブロック図である。パスメモリユニット４３は、各状態に対応する６個のパスメモリ４３Ａ〜４３Ｆにより構成され、各パスメモリ４３Ａ〜４３Ｆは、それぞれ対応するメトリック計算回路４２Ａ〜４２Ｆの判定結果ＳＥＬ０〜ＳＥＬ３により直前の２つの状態における履歴（識別結果）を選択的に承継するパスメモリと、承継すべき履歴（識別結果）が１つしかないパスメモリとにより構成される。
【０１２６】
図１５は、この後者の、承継すべき履歴（識別結果）が１つしかないパスメモリを示し、第３及び第４の状態（Ｓ１００、Ｓ０１１）のパスメモリ４３Ｃ、４３Ｄである。ここで第３のパスメモリ４３Ｃは、図１２について説明した状態推移に対応して第２の状態（Ｓ１１０）の履歴を承継し、保持した履歴を対応する状態（Ｓ００１）、（Ｓ０００）のパスメモリ４３Ｅ、４３Ｆに出力する。さらに第３のパスメモリ４３Ｃは、状態推移に対応する値０の固定データが初段のラッチ（Ｄ）５１Ａに入力される。
【０１２７】
この第３のパスメモリ４３Ｃに対して、第４の状態（Ｓ０１１）のパスメモリ４３Ｄは、第２の状態（Ｓ１１０）の履歴に代えて第５の状態（Ｓ００１）を承継する点、初段のラッチ（Ｄ）５１Ａに値０の固定データに代えて値１の固定データが入力される点、状態（Ｓ００１）、（Ｓ０００）のパスメモリ４３Ｅ、４３Ｆに代えて、状態（Ｓ１１１）、（Ｓ１１０）のパスメモリ４３Ａ、４３Ｂに履歴を出力する点を除いて、この第３のパスメモリ４３Ｃと同一に構成されることにより、ここでは第３のパスメモリ４３Ｃについて説明し、第４のパスメモリ４３Ｄについての説明は省略する。
【０１２８】
すなわちパスメモリ４３Ｃは、所定段数（パスがマージする以上の段数であり、一般的には１６〜３２ビットに相当する段数である）のラッチ５１Ａ〜５１Ｎにより構成され、クロックＣＫにより値１の固定データ、第２のパスメモリ４３Ｂに保持した履歴を順次ラッチし、最終段のラッチ５１Ｎより２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１２９】
これに対して残るパスメモリ４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｅ、４３Ｆのうち、第１のパスメモリ４３Ａは（図１６）、パスメモリ４３Ｃと同一段数のラッチ５１Ａ〜５１Ｎを直列接続し、これらラッチ５１Ａ〜５１Ｎ間に、第４のパスメモリ４３Ｄの履歴、又は直前のラッチの履歴を選択出力するセレクタ５２Ａ〜５２Ｍを配置して構成される。
【０１３０】
これらセレクタ５２Ａ〜５２Ｍは、判定結果ＳＥＬ３に応じて動作を切り換え、これにより対応するメトリック計算回路４２Ａにおいて、第４の状態（Ｓ０１１）からのメトリックが選択されると、パスメモリ４３Ｄの履歴を選択出力するのに対し、第１の状態（Ｓ１１１）からのメトリックが選択されると、自己が保持する履歴を選択出力する。初段のラッチ５１Ａは、これら２つの推移に共通して対応する値１の固定データをラッチする。また最終段のラッチ５１Ｎは、２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１３１】
なお第６の状態（Ｓ０００）のパスメモリ４３Ｆは、この図１６に示す構成において、第４のパスメモリ４３Ｄの履歴に代えて、第３のパスメモリ４３Ｃの履歴を選択的に承継する点、履歴の承継に対応して、値１の固定値データに代えて値０の固定値データを初段のラッチ５１Ａでラッチする点、履歴の送出先が異なる点、セレクタ５２Ａ〜５２Ｍの切り換え信号が異なる点を除いて、この第１のパスメモリ４３Ａと同一に構成されることから、図１６において対応する箇所を括弧書きにより示し、重複した説明は省略する。
【０１３２】
これに対して第２のパスメモリ４３Ｂは（図１７）、パスメモリ４３Ｃと同一段数のラッチ５１Ａ〜５１Ｎと、初段のラッチ５１Ａを除くこれらラッチ５１Ｂ〜５１Ｎに、第１のパスメモリ４３Ａの履歴、又は第４のパスメモリ４３Ｄの履歴を選択出力するセレクタ５２Ａ〜５２Ｍを配置して構成される。
【０１３３】
これらセレクタ５２Ａ〜５２Ｍは、判定結果ＳＥＬ２に応じて動作を切り換え、これにより対応するメトリック計算回路４２Ｂにおいて、第１の状態（Ｓ１１１）からのメトリックが選択されると、パスメモリ４３Ａの履歴を選択出力するのに対し、第４の状態（Ｓ０１１）からのメトリックが選択されると、パスメモリ４３Ｄの履歴を選択出力する。初段のラッチ５１Ａは、これら２つの推移に共通して対応する値０の固定データをラッチする。また最終段のラッチ５１Ｎは、２値復号出力Ｄ１を出力する。
【０１３４】
なお第５の状態（Ｓ００１）のパスメモリ４３Ｅは、この図１７に示す構成において、第１又は第４のパスメモリ４３Ａ又は４３Ｄの履歴に代えて、第６又は第３のパスメモリ４３Ｆ又は４３Ｃの履歴を選択的に承継する点、履歴の承継に対応して値０の固定値データに代えて値１の固定値データを初段のラッチ５１Ａでラッチする点、履歴の送出先が異なる点、セレクタ５２Ａ〜５２Ｍの切り換え信号が異なる点を除いて、この第２のパスメモリ４３Ｂと同一に構成されることから、図１７において対応する箇所を括弧書きにより示し、重複した説明は省略する。
【０１３５】
これらの構成により、各パスメモリ４３Ａ〜４３Ｆは、所定段数だけ履歴を承継すると、対応するラッチにおいて、同一の履歴が保持されることになる。ビタビ復号器４０においては、これにより何れかのパスメモリ４３Ａ〜４３Ｆの最終段のラッチ５１Ｎより２値復号出力Ｄ１を選択的に出力するようになされている。
【０１３６】
図１０に示す構成によれば、各状態毎にメトリックを計算してビタビ復号する場合でも、積分系の特性による等化信号ＳＰＲ１と微分系の特性による等化信号ＳＰＲ４とを重み付け加算してブランチメトリックを計算することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３７】
（４）第４の実施の形態
ところでこのようにして復号される識別結果においては、ディジタル再生信号ＤＲＦが振幅変動すると、識別精度が劣化する。このためこの実施の形態では、図１について上述した構成において、等化基準値が振幅変動による影響を受けないタイミングによりＥＰＲ４等化信号ＳＰＲ４にＰＲ１等化信号ＳＰＲ１を加算する。
【０１３８】
すなわちこの実施の形態において、図１に上述した構成の状態検出回路５は、振幅基準値に応じて重み付け係数ｑを切り換え、振幅基準値が値０になるタイミングで重み付け係数ｑを有意な値に設定し、それ以外の振幅基準値においては、重み付け係数ｑを値０にセットする。
【０１３９】
これによりこの実施の形態では、次式の演算処理によりメトリックが計算されることになる。
【０１４０】
【数１２】
このように係数ｑの切り換えに対応して説明のために、重み付け係数ｑが非常に大きいと仮定してみるとメトリック比較は次式のように表される。
【０１４２】
【数１３】
この場合において、ディジタル再生信号ＤＲＦに何らノイズが含まれない場合、ブランチメトリックＭａ’（ｉ）又はＭｂ’（ｉ＋１）の何れかが値０になり、これにより振幅基準値が値０の場合に選択的に重み付け加算して、振幅変動の影響が現れないことが分かる。
【０１４４】
この第４の実施の形態によれば、振幅基準値が所定値の場合に、積分系の等化信号ＳＰＲ１より得られるブランチメトリックを微分系の等化信号ＳＰＲ４より得られるブランチメトリックに選択的に重み付け加算することにより、第１の実施の形態の効果に加えて、振幅変動による識別精度の劣化を低減することができる。
【０１４５】
（５）第５の実施の形態
この実施の形態では、図１の構成において、例えばエンベーロープ検波により、再生信号の信号レベルの振幅変動を検出し、この振幅変動による影響を補うように、重み付け係数ｑを適応的に変化させる。
【０１４６】
すなわち第４の実施の形態のように構成して、振幅変動の影響は受けにくくなるが、重み付け係数ｑの値を大きくすること、ノイズ成分の低域が強調されることになり、低域の強調が過ぎるとクロストーク等の低域ノイズの影響がでてくる。
【０１４７】
これによりこの実施の形態では、再生信号の振幅変動に応じて、重み付け係数ｑを適応的に変えることでさらに一段とノイズによる識別精度の劣化を有効に回避する。
【０１４８】
この第５の実施の形態においては、再生信号の信号レベルの振幅変動を検出し、この検出結果より重み付け係数ｑを適応的に変化させることにより、さらに一段と識別精度を向上することができる。
【０１４９】
（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、振幅基準値との間の差分の信号レベルを２乗してブランチメトリックを計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、単に差分によりメトリックを算出する場合にも適用することができる。
【０１５０】
また上述の実施の形態においては、ｄ＝１の制限によるＲＬＬ（１，７）符号をＰＲ（１，１）等化することにより振幅基準値が値０、１、２になるようにして仮識別による識別マージンを増大する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の等化方式により識別マージンを増大して仮識別する場合、さらには伝送系の特性等によってはこの等化の処理を省略して仮識別してもよい。
【０１５１】
また上述の実施の形態においては、ｄ＝１の制限によるＲＬＬ（１，７）符号を適用することにより、エッジに対応する合流点に続いてパスが合流しないようにし、これにより等化信号ＳＰＲ４の取り得る状態推移を制限する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の符号化方式による場合に広く適用することができる。なお、第１の実施の形態のように、仮識別結果よりパスを制限して復号する場合は、例えばＥＦＭ（eight to fourteen ）変調のように、基準周期Ｔに対して最短波長が２Ｔ以上の符号化方式による必要がある。
【０１５２】
また上述の第１の実施の形態等においては、仮識別信号Ｓ２を順次ラッチすることにより前エッジ及び後エッジに対応する２系統のシフトレジスタによりパスメモリを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、仮識別信号Ｓ２に代えて固定値のデータを順次転送することにより、ブランチメトリック処理回路１０において判定した４つのパスに対応するシフトレジスタによりパスメモリを構成してもよい。
【０１５３】
さらに上述の実施の形態においては、微分系の等化としてＥＰＲ４を、積分系の等化としてＰＲ１を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば微分系の等化としてＥＥＰＲ（Extended Extended Partial Responce）４を適用する場合等、種々の等化により再生信号を識別する場合に広く適用することができる。
【０１５４】
また上述の第１の実施の形態においては、積分系の等化信号ＰＲ１を仮識別して計算に供するパスの数を低減する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて微分系の等化信号、微分系及び積分系の等化信号を重み付け加算した加算等化信号を仮識別して計算に供するパスの数を低減してもよい。
【０１５５】
また上述の実施の形態においては、本発明をビデオテープレコーダに適用して磁気記録された記録信号を復号する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光ディスク装置等における光記録、種々の情報通信等に広く適用することができる。
【０１５６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、微分系の等化信号と積分系の等化信号とを重み付け加算することにより、また微分系の等化信号と積分系の等化信号とについて計算した振幅基準値までの距離を対応するパス毎に重み付け加算することにより、識別点でのノイズ特性を平坦にすることができ、ノイズによる識別精度の劣化を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。
【図２】図１のビタビ復号器における等化信号を示す信号波形図である。
【図３】図１のビタビ復号器における仮識別の説明に供する信号波形図である。
【図４】図３の仮識別とＥＰＲ４等化信号との関係を示す信号波形図である。
【図５】図３の仮識別により２つの等化信号の関係を示す信号波形図である。
【図６】図１のビタビ復号器における状態検出回路を示すブロック図である。
【図７】図１のビタビ復号器におけるブランチメトリック処理回路を示すブロック図である。
【図８】図１のビタビ復号器におけるシフトレジスタを示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るビタビ復号器を示すブロック図である。
【図１１】図１０のビタビ復号器における等化信号の状態推移を示す図表である。
【図１２】図１１のトレリス線図である。
【図１３】図１０のメトリック計算回路を示すブロック図である。
【図１４】図１３の続きを示すブロック図である。
【図１５】図１０のパスメモリを示すブロック図である。
【図１６】図１０の他のパスメモリを示すブロック図である。
【図１７】図１０の他のパスメモリを示すブロック図である。
【図１８】ＰＲＥ４等化信号の状態遷移を示す図表である。
【図１９】図１８のトレリス線図である。
【図２０】積分系の等化信号の周波数特性を示す特性曲線図である。
【図２１】微分系の等化信号の周波数特性を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１、３０、４０……ビタビ復号器、２……ＰＲ（１，１）等化器、３……ＥＰＲ４等化器、４……２値識別回路、５、３４……状態検出回路、６、７、４１……ブランチメトリック計算回路、８ａａ〜８ｂｂ、３３……加算器、１０、４２……ブランチメトリック処理回路、２２……シフトレジスタ、３１……遅延回路、３２……重み付け回路、４３……パスメモリ
Claims (8)
- 入力信号を積分系の等化基準により等化して積分系の等化信号を出力する積分系の等化手段と、
前記積分系の等化信号を微分系の等化基準により等化して微分系の等化信号を出力する微分系の等化手段と、
前記微分系の等化信号及び前記積分系の等化信号とを重み付け加算して加算等化信号を出力する加算手段と、
前記加算等化信号を最尤復号して、前記入力信号に対応する２値識別結果を出力する最尤復号手段とを備える
ことを特徴とするディジタル信号再生装置。 - 前記最尤復号手段は、
前記加算等化信号、前記積分系の等化信号、前記微分系の等化信号の何れかを所定のサンプリング周期により仮識別して、正しい識別結果に対して、変化点のタイミングが同一か、又は１クロック周期だけ遅延してなる２値化信号を出力する仮識別手段と、
前記２値化信号に基づいて、前記加算等化信号の取り得る状態の推移を制限し、該制限した状態の推移の中から最も確からしい状態の推移を検出して、前記２値識別結果を出力する判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号再生装置。 - 入力信号を積分系の等化基準により等化して積分系の等化信号を出力する積分系の等化手段と、
前記積分系の等化信号を微分系の等化基準により等化して微分系の等化信号を出力する微分系の等化手段と、
前記微分系の等化信号の取り得る状態の推移について、それぞれ前記微分系の等化信号が取り得る各振幅基準値から前記微分系の等化信号の距離を計算する微分系の距離計算手段と、
前記積分系の等化信号の取り得る状態の推移について、それぞれ前記積分系の等化信号が取り得る各振幅基準値から前記積分系の等化信号の距離を計算する積分系の距離計算手段と、
対応する推移毎に、前記微分系及び積分系の距離を所定の重み付け係数より重み付け加算して、各推移の総合の距離を出力する加算手段と、
各推移毎に、前記総合の距離を累積して、各推移の確からしさを検出する累積加算手段と、
前記各推移の確からしさより最も確からしい推移を判定し、該判定結果に基づいて、前記入力信号に対応する２値識別値を出力する判定手段とを備える
ことを特徴とするディジタル信号再生装置。 - 前記微分系の距離計算手段は、
前記積分系の等化信号を所定のサンプリング周期により仮識別して、正しい識別結果に対して、変化点のタイミングが同一か、又は１クロック周期だけ遅延してなる２値化信号を生成し、
前記２値化信号に基づいて、前記微分系の等化信号の取り得る状態の推移を制限して、前記微分系の距離を計算する
ことを特徴とする請求項３に記載のディジタル信号再生装置。 - 前記加算手段は、
前記積分系の推移が所定の等化基準値の場合に、選択的に、該等化基準値の推移に対応する前記積分系の距離を一定の比率により対応する前記微分系の距離に加算するように、前記重み付け加算の処理を切り換える
ことを特徴とする請求項３に記載のディジタル信号再生装置。 - 前記加算手段は、
前記積分系の推移が所定の等化基準値の場合に、選択的に、該等化基準値の推移に対応する前記積分系の距離を一定の比率により対応する前記微分系の距離に加算するように、前記重み付け加算の処理を切り換える
ことを特徴とする請求項４に記載のディジタル信号再生装置。 - 前記入力信号のレベル変動検出結果を出力するレベル変動検出手段を有し、
前記加算手段は、
前記レベル変動検出結果に応じて、前記重み付け係数を変化させる
ことを特徴とする請求項３に記載のディジタル信号再生装置。 - 前記入力信号のレベル変動検出結果を出力するレベル変動検出手段を有し、
前記加算手段は、
前記レベル変動検出結果に応じて、前記重み付け係数を変化させる
ことを特徴とする請求項４に記載のディジタル信号再生装置。
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