JP4048641B2 - Playback apparatus and playback method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどの記録媒体に記録されたデジタルデータを再生する再生装置および再生方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デジタルデータを記録する光記録媒体としてコンパクトディスク(CD)、ミニディスク(MD)、さらに国際標準化機構(ISO)の規格に従った130mmおよび90mmの光ディスクカートリッジなどが製品化されている。また、近年、CDの約7倍の記録容量を有するDVD規格の光ディスクが登場し、今後、益々データ量が多くなる動画データの記録媒体などとして注目されている。
【0003】
従来、CDなどでは、読み取ったアナログ信号が所定のレベルより大きければ「1」、小さければ「0」と判定するビットバイビット復号方式が採用されているが、DVD規格の記録密度が大幅に向上した記録媒体では、高い信頼性でデジタルデータを再生することが難しい。
【0004】
このため、近年、デジタルデータを再生する方法として、パーシャルレスポンス方式(PR方式またはPR)と、ビタビ復号方式を用いた最尤復号方式(ML方式またはML)を組み合わせたPRML方式が注目されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
光記録媒体の信号再生にPRML方式を用いた技術は、例えば、特開平8−172366号、特開平8−221910号あるいは特開平8−263943号などがある。特開平8−172366号では、ビタビ復号器において受信サンプル値と予測値との二乗誤差をブランチメトリックとして復号データ列を得る際に、1次関数による折れ線にて近似し、回路規模を小さくする技術が開示されている。しかしながら、この方式では回路規模は小さくなるが等化特性の良い、中間値を備えた等化方式には対応できず、高密度化されたデータの再生には適していない。
【0006】
特開平8−221910号では、読取信号からサンプル値を得る際に、振幅を制限し、ビタビ復号するときの予測値を減らせるようにしている。そして、読取信号にアシンメトリが生じても、ブランチメトリックの値を強制的に0にできるので、ビタビ復号の性能が低下するのを防止できる。しかしながら、この方式でも、中央値などの中間値付近での予測値との誤差は残るので、等化特性の良い、中間値を備えた等化方式ではそれほどの効果が得られない。
【0007】
また、特開平8−263943号では、再生信号のサンプル値のうち、所定値より小さなサンプル値を抽出し、その極性と傾斜からA/D変換するサンプリングクロックパルスの位相を補正し、サンプル値のレベルを最適な状態に自動補正するようにしている。しかしながら、この方式では、サンプリング専用に位相が調整できるクロックパルスを設ける必要があるので、デジタル処理する回路規模が大きくなってしまう。
【0008】
そこで、本発明においては、等化特性の良く、中間値が多く発生する等化方式を採用したときでも、高速でブランチメトリック処理ができ、さらに、光記録媒体の再生信号特有のアシンメトリの影響にも強く、高速で復号性能の良い再生装置および再生方法を提供することを目的としている。また、回路構成を簡単にし、低消費電力で動作できると共に、高記録密度に対応できる信頼性の高い再生装置を低コストで供給可能にすることも本発明の目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、最尤復号するときの予測値のうち、中央値(ゼロクロス)に対応する予測値を2つ設け、アシンメトリにより非対称な読取信号が得られたときに予測値とサンプル値との誤差を小さくすることにより、高速で信頼性の高いデジタルデータが再生できるようにしている。すなわち、本発明の再生装置は、デジタルデータの記録された記録媒体から得られた読取信号をパーシャルレスポンスによる波形等化を行いサンプル値系列に変換するパーシャルレスポンス等化手段と、サンプル値系列における連続するサンプル値の差分値に基づいて、サンプル値系列の中央値に対応する2つの予測値のいずれかを選択し、選択された予測値を用いてサンプル値系列を最尤復号しデジタルデータを再生する最尤復号手段とを有している。また、本発明の再生方法は、デジタルデータの記録された記録媒体から得られた読取信号をパーシャルレスポンスによる波形等化を行いサンプル値系列に変換するパーシャルレスポンス等化工程と、サンプル値系列における連続するサンプル値の差分値に基づいて、サンプル値系列の中央値に対応する2つの予測値のいずれかを選択し、選択された予測値を用いてサンプル値系列を最尤復号しデジタルデータを再生する最尤復号工程とを有している。
【0010】
サンプル値系列の中央値に対応する予測値を2つ設けることにより、読取信号がアシンメトリの影響を強く受け、中央値が正または負に偏り、さらに中央でゼロクロスするとしたときに正負または負正に変化するタイミングのサンプル値が非対称になったときでも、中央値であることを高速に、また、より正確に把握できる。このため、最尤復号するときのブランチメトリック演算およびパスメトリック演算を高速で行うことができ、さらに、中央値が精度良く評価されるので精度の高いデジタルデータを復号できる。したがって、高速で復号性能の良い再生装置および再生方法を提供できる。
【0011】
これらの中央値に対応する2つの予測値は、サンプル値系列から所定のアルゴリズムにより生成することが望ましい。予測値がサンプル値系列により更新できるようにすることにより、読取対象になっている記録媒体の状況あるいは再生装置の設置されている環境などがサンプル値に及ぼす影響を吸収することができ、よりサンプル値との誤差の少ない予測値で最尤復号を行える。したがって、さらに高速で精度の高い再生装置および再生方法を提供できる。サンプル値系列から予測値を生成するには、例えば、1階差分および2階差分をとって中央値(ゼロクロス)を判断し、そのときのサンプル値、あるいはそれらの適当な平均値から予測値を求めることができる。そして、1階差分がプラスおよびマイナスの予測値をそれぞれ設けることにより、アシンメトリにより非対称なサンプル値系列が得られたときでもそれを効率良く復号することができる。また、中央値と予測されたサンプル値、あるいはそれらの適当な平均値から予測値を更新するようにしても良い。
【0012】
さらに、サンプル値系列の中央値に対応する予測値だけでなく、その他の予測値も波形等化されたサンプル値系列に対応して生成することにより、さらに、復号効率を高めることができる。したがって、中央値付近の予測値を生成する第1の予測値生成手段あるいは第1の予測値生成工程に加え、その他の予測値を所定のアルゴリズムにより生成する第2の予測値生成手段あるいは第2の予測値生成工程を設けることが望ましい。
【0013】
読取信号にアシンメトリがある場合は、等化された波形を検出点で読取ったサンプル値が分散し、予測値からずれることが本願の発明者らの解析により判明しており、これに対処するには理論値からシフトした適当な予測値を生成することが望ましい。また、アシンメトリに対応してパーシャルレスポンス等化手段における等化係数を変更することが考えられている。その場合でも、サンプル値の分散は小さくなるが、サンプル値は予測値からシフトしてしまう。したがって、アシンメトリのある読取信号を復号するには、それぞれの予測値をサンプル値系列を考慮して生成することが非常に有効である。
【0014】
予測値を求める1つの方法は、サンプル値系列のうち、中央値に対し上方に分散するサンプル値の平均値と、下方に分散するサンプル値の平均値をそれぞれ求め、これら求められた平均値に、理論的な予測値の平均値に対する差分を加減して他の予測値をそれぞれ生成することである。また、他の1つの方法は、サンプル値系列のうち、複数回連続するサンプル値を最上位の予測値あるいは最下位の予測値として生成し、これらの予測値に予め設定された係数を演算して中央値に対応する予測値との間の他の予測値をそれぞれ生成することである。
【0015】
さらに、パーシャルレスポンス等化手段においてサンプル値系列を得るタイミングを遅延補正できるようにすることが望ましい。これにより、デジタル化されたサンプル値系列を生成するためのA/D変換を行うクロック信号を制御しないでサンプル値のレベルを最適な状態に自動補正することができる。このため、変換手段、パーシャルレスポンス等化手段および最尤復号手段に共通のクロック信号を供給し動かすことができる。したがって、再生装置の回路規模を小さくすることができ、また、消費電力も削減することができる。読取信号をA/D変換してからパーシャルレスポンス等化手段に入力しても良く、パーシャルレスポンス等化手段から出力されたサンプル値系列をA/D変換してデジタル化しても良い。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図1に、実施の形態に係る光ディスク装置1の構成をブロック図を用いて示してある。本例の光ディスク装置1における処理は、ブロック図の矢印に沿って行われ、光ディスク媒体2に記録されたディスクデータを読み取って再生される。まず、本例の光ディスク装置1においては、光ピックアップ3により、光ディスク媒体2にレーザ光を照射して光ディスク媒体2に記録されたデジタルデータがアナログの読取信号φgとして得られ、プリアンプ回路4により、そのアナログ信号が増幅される。増幅されたアナログ信号は、低周波通過フィルター(LPF)および波形整形を行うイコライザ(EQ)との機能を備えた波形整形回路5で整形される。その後、アナログ/デジタル(A/D)変換器6によりデジタル信号に変換される。さらに、読取信号φgがデジタル化された読取信号φiは、パーシャルレスポンス(PR)等化回路10により処理され、所定のパーシャルレスポンスで波形等化されたサンプル値系列φsが生成される。そして、このサンプル値系列φsが最尤復号回路20によりビタビ復号され、光ディスク媒体2に記録されているデジタルデータの再生信号φoが復号される。
【0017】
本例の光ディスク装置1は、これらの光ピックアップ3、プリアンプ4、波形整形回路5、A/D変換回路6、PR等化回路10および最尤復号回路20に加え、クロック信号φcを出力するPLL回路7を備えている。このPLL回路7では、波形整形回路5から出力され、高周波ノイズのカットされたアナログ信号を参照し、光ディスク媒体2から読取られる信号のビット周期に同期した周波数の信号が得られる。したがって、PLL回路7から出力される信号をクロック信号とすることにより、A/D変換回路6、波形等化回路10および最尤復号回路20に適したクロック信号が得られる。
【0018】
本例のPR等化回路10は、波形等化を行う3タップの等化フィルタ(トランスバーサルフィルタ、Finite Impulse Response(FIR)フィルタ)11と、遅延補正回路12とを備えている。等化フィルタ11は、図2に示すように、直列に接続された3つの遅延要素15と、これらの遅延要素15の前後のデジタル信号を加算する加算器16と、等化方式に従って予め求められた重み係数(等化係数)を乗算する乗算器17とを備えている。遅延要素15はクロック信号φcに対し1ビット分の遅延時間Dを確保できる遅延素子である。また、本例の等化回路11ではPR(1221)方式でサンプル値が得られるように、それぞれの乗算器17の等化係数が設定されている。
【0019】
図3にDVD規格の光ディスクに採用されている8/16符号と各種PRML方式によるビットエラーレート(BER)の評価を示してある。本図に示したように、PR(1221)方式がもっともエラーレートが小さく、S/N比が増大するにつれてPR(1221)方式がさらに優位になることが判る。このように、PR(1221)方式がDVD規格の光ディスクのデジタルデータを再生するのに適している。これは、DVD規格の光学系の周波数特性であるMTF(Modulation Transfer Function)に対しPR(1221)方式の周波数特性が近似しているためと考えられる。したがって、DVD規格の光ディスクを取り扱う光ディスク装置の再生装置にはPR(1221)方式を採用することが望ましく、波形等化を行う際に生ずる等化誤差を小さくでき、また、ノイズも抑制できる。
【0020】
図4にPR(1221)方式を採用したときの等化フィルタのタップ数とビットエラーレート(BER)の関係を示してある。タップ数は等化フィルタ11の遅延要素15の数であり、PR(1221)方式を採用した場合、タップ数を増やしてサンプル値系列を長くしてもBERはほとんど変化しない。したがって、本例の等化フィルタ11はPR(1221)方式のサンプル値系列を得る最小限のタップ数である3タップの構成を採用している。タップ数の小さな等化フィルタを採用することにより、PR等化回路10の回路規模を小さくすることが可能であり、再生用チップのサイズを小さくでき、また消費電力も抑えることができる。
【0021】
本例のPR等化回路10に設けられている遅延補正回路12は、入力されるクロック信号φcに対し、1ビット分の遅延時間の第1の遅延要素Dに加え、逓倍回路により数分の1ビット周期の遅延を作れる第2の遅延要素を備えている。また、A/D変換回路6において信号をデジタル化する周期も1ビット周期による遅延周期Dより短く設定されており、デジタル信号φiも数分の1ビット周期で得られるようになっている。このため、第2の遅延要素の遅延周期を調整することによりサンプル値系列φsを得るタイミングをデジタル的に調整することが可能である。したがって、クロック信号φcの位相を制御し、A/D変換されるタイミングを調整しなくても、PR等化回路10でサンプリングのタイミングを制御することができる。このため、A/D変換以降の、すなわち、A/D変換器6、PR等化回路10および最尤復号回路20を全て同じクロック信号φcで動作するデジタル回路で処理することが可能となる。したがって、本例の光ディスク装置1においては、クロック信号の位相を調整するアナログ回路が不要なので、光ディスク装置1の再生系統の回路規模を非常に小さくすることができる。
【0022】
PR等化回路10において遅延補正する方法は上記に限らない。タイミングのずれたクロックでA/D変換されたデータを使用し、以下に示す時間シフトの演算を行うことにより、適正なタイミングで得られるであろうサンプル値系列φsを求めることができる。
【0023】
Y(k)=α(U(k)−Y(k−1))+U(k−1) ・・・(1)
ただし、U(k)は、k番目のタイミングで実際にサンプリングされた値であり、Y(k)は、1ビット転送時間Toに対しA/D変換などによる遅れΔtのない、適正なタイミングで得られたであろうサンプル値である。また、αは、以下のように現される。
【0024】
α=(1−Δt/T0)/(1+Δt/T0) ・・・(2)
この演算を行うことにより、予め判明しているA/D変換器のサンプリングなどに伴う遅れΔtと、遅れたタイミングで得られたサンプル値U(k)と、さらに、前のタイミングで得られたサンプル値Y(k−1)およびU(k−1)に基づき、適正なタイミングで得られるであろうサンプル値Y(k)をPR等化回路10から出力することができる。
【0025】
このようにしてPR等化回路10で得られたサンプル値系列φsに基づき最尤復号回路20でデジタル信号を再生する。最尤復号回路20は、サンプル値系列φsのサンプル値と予測値φrとを最小二乗法で評価するブランチメトリック演算回路21と、このブランチメトリック演算回路21で評価されたサンプル値をパスメトリックで評価するパスメトリック演算回路22と、評価されたサンプル値系列に基づきデジタルデータを復号するパスメモリ23とを備えている。
【0026】
本例の光ディスク装置1においては、ブランチメトリック演算回路21で参照される予測値φrの内、中間(中央値)の予測値φrmを2つ用意すると共に、これらφrm+およびφrm−をサンプル値系列φsから生成する第1の予測値生成部8を備えている。そして、これら2つの予測値φrm+およびφrm−のいずれかがサンプル値系列φsの傾向あるいはトレリス線図に従って選択され、ブランチメトリック演算およびパスメトリック演算で使用される。
【0027】
図5にPR等化回路10で得られるサンプル値系列φsの一例を示してある。DVD規格においては8ビットデータを16ビットデータに変調する8/16変調が採用されており、最小ピット長が3、最大ピット長が11となっている。したがって、8/16変調されたデジタルデータをPR(1221)方式で等化すると、(0,1,3,5,6)の各々の予測値φr(φr0、φr1、φr3、φr5およびφr6)に対応する値が組み合わさったサンプル値系列φsが得られる。
【0028】
例えば、図5(a)に示したデジタルデータがPR(1221)方式で等化されると図5(b)に示したサンプル値系列φsが得られる。本図は、理想的なサンプル値系列を示してあるが、実際に得られるサンプル値系列は上記の各予測値φrから様々な方向に変移している。その主な原因はノイズの他に光ディスク特有のアシンメトリである。アシンメトリは、ディスクに形成したピット長がマスタリングのときのレーザパワーの過不足などによって規定の長さからずれたり、光ピックアップ3あるいはその他の再生系統の特性に起因して表れる。アシンメトリがあると、再生される信号は中央値が正または負に偏るので非対称になる。
【0029】
本例の光ディスク装置1では、サンプリングのタイミングのずれに起因したサンプル値のずれは、先に説明したPR等化回路10の遅延補正回路12によって補正できる。そして、アシンメトリによってサンプル値系列φsが非対称になっているときは、中央の予測値(本例では3)φrmをプラス方向とマイナス方向に2つ(φrm+およびφrm−)用意することにより、最尤復号回路20において、非対称のサンプル値系列φsであっても短時間で正確に評価できる。
【0030】
波形等化したデータの検出点における値、すなわち、サンプル値のアシンメトリに起因するシフト量(誤差)は、各々の光ディスク媒体に固有な要因、あるいは光ディスク装置1に固有な要因などによるものがある。したがって、デジタルデータを再生するときの条件に合った予測値φrを採用することが望ましい。しかしながら、複数の予測値を用意したとしても、どの値が予測値として適しているか評価は難しく、特に、アシンメトリがあるような場合は中央のサンプル値が大きく振れるので予測値を自動設定することが困難である。これに対し、本例の光ディスク装置1は、プラス方向およびマイナス方向に2つの予測値φrm+およびφrm−を用意してあるのでサンプル値が収束しやすい。したがって、複数の予測値を中央値に対して用意してある場合でも、プラス方向およびマイナス方向に分けてサンプル値を評価することにより、比較的簡単に復号するのに適した予測値を決めることができる。
【0031】
予測値は、予め用意しておいても良いが、自動生成した方が、その時に求められているサンプル値系列φsの評価にさらに適したものにすることができる。さらに、上述したように、プラス方向およびマイナス方向に2つの予測値φrm+およびφrm−を用意することにより、値が収束しやすいのでより簡単に予測値を自動生成することができる。そして、自動生成されたサンプル値系列φsに近い予測値を用いることにより、上記のように、短時間で正確な評価を行える。上下のサンプル値を制限することは先に説明したようにリミッタなどを用いて容易である。したがって、中央値を自動設定することにより、サンプル値系列と予測値との距離は非常に近くなり、エラーレートを大幅に向上できる。
【0032】
第1の予測値生成部8により採用可能な中央の予測値φrmを自動的に生成するアルゴリズムはいくつか考えられ、図5にはその一例を示してある。サンプル値系列φsの中央値を中央値ポイントとして捉えることが可能であり、その位置(タイミング)は、プラス方向およびマイナス方向も含め、図5(b)および図5(c)に示すように1階差分および2階差分をとることにより判断できる。すなわち、1階差分がプラスで、2階差分が0のときのサンプル値をプラス方向の中央値の予測値φrm+として生成し、1階差分がマイナスで、2階差分が0のときのサンプル値をマイナス方向の中央値の予測値φrm−として生成し出力することができる。したがって、予測値生成部8ではこのようなアルゴリズムに従い、それぞれのタイミングのサンプル値をある程度平均することにより、適当な予測値φrm+およびφrm−を求めることができる。そして、生成された予測値φrm+およびφrm−を、最尤復号回路20の予測値メモリ24の予測値を適当なタイミングで更新することにより予測値を適正化できる。
【0033】
アルゴリズムはこれに限定されることはなく、例えば、後述するブランチメトリック演算回路21でプラス方向あるいはマイナス方向の中央値として判断されたサンプル値の平均をとり、適当なタイミングでそれぞれの予測値を更新することができる。
【0034】
さらに、本例の光ディスク装置1は、第2の予測値生成部9を備えており、第1の予測値生成部8で生成された中間値の予測値φrm+およびφrm−を利用して、その他の予測値φrをサンプル値系列φsにより生成するようにしている。例えば、PR(1221)であれば、予測値φr0、φr1、φr5およびφr6を第2の予測値生成部9で求めて予測値メモリ24に記憶し、ブランチメトリック回路21で使用できるようにしている。したがって、本例の光ディスク装置1においては、図6にフローチャートで示すように、光ディスク2から読取られた読取信号φgを波形等化してサンプル値系列φsを生成するステップ51と、そのサンプル値系列φsを最尤復号するステップ52に加え、まず、サンプル値系列φsから中間値に対応する予測値φrm+およびφrm−を求めるステップ(第1の予測値生成工程)55と、さらに、他の予測値φr0、φr1、φr5およびφr6を求めるステップ(第2の予測値生成工程)56とを有している。そして、最尤復号するステップ52においては、ステップ55および56でサンプル値系列φsに基づき生成された予測値が用いられるので、復号効率は非常に高くなる。さらに、本例においては、中間値に対応する予測値が2つ用意されているので、読取信号φgにアシンメトリがある場合でも最尤復号回路20における復号効率は高く、エラーレートの低い光ディスク装置1を提供できる。また、アシンメトリが有る場合には、ステップ56において、他の予測値φr0、φr1、φr5およびφr6をサンプル値系列φsに基づき生成することが復号能力を向上するうえで非常に有効であることが本願の発明者らの研究により判明している。
【0035】
図7に、アシンメトリのない場合と、アシンメトリが有る場合の信号がPR等化された波形の電圧レベルをヒストグラムにより模式的に示してある。まず、図7(a)は、アシンメトリのない読取信号φgをPR等化した波形の電圧ヒスとグラムであり、PR(1221)で等価したときの理論的な電圧レベル(予測値)である0、1、3、5および6を中心とした分散の小さなサンプル値が得られていることが判る。これに対し、図7(b)は正のアシンメトリを含む読取信号φgをPR等化した波形の電圧ヒストグラムである。また、図7(c)は負のアシンメトリを含む読取信号φgをPR等化した波形の電圧ヒストグラムである。これらの図から判るように、アシンメトリがあると、サンプル値の分散が大きくなり、さらに、それぞれのサンプル値の平均も理論的な予測値から上下にシフトする。したがって、このようなサンプル値系列φsを、理論的な予測値で最尤復号すると、エラーレートも高くなる。
【0036】
これに対し、中央値、すなわち電圧レベル3に対応する予測値を正または負のアシンメトリのあるサンプル値にしたがって上下に動かすことにより、中央値を判別できる確率が大幅に向上する。そして、中央値を精度良く判別することにより、その上下のサンプル値の判別は極めて容易となるので、復号能力は大幅にアップする。さらに、本例の光ディスク再生装置1においては、他の予測値もサンプル値にしたがって生成するようにしているので、その復号能力は大幅に向上し、エラーレートも改善される。
【0037】
さらに、図7に示したサンプル値系列φsでは、アシンメトリがあるとそれぞれのサンプル値の平均値がシフトするだけでなく、分散も大きいのでブランチメトリック回路21における負荷が大きくなる。このため、PR等化回路10において、等化係数をアシンメトリ用のものに変更することにより分散を小さくすることが検討されている。その結果得られるサンプル値系列φsの電圧ヒストグラムを図8に模式的に示してある。
【0038】
本図も図7と同様に、図8(a)はアシンメトリのない読取信号φgをPR等化したサンプル値系列の電圧ヒストグラムであり、図8(b)は正のアシンメトリの有る読取信号φgをPR等化したサンプル値系列の電圧ヒストグラムである。また、図8(c)は負のアシンメトリの有る読取信号φgをPR等化したサンプル値系列の電圧ヒストグラムである。これらの図から判るように、PR等化回路10においてサンプル値系列φsを求める乗算器17の等化係数をアシンメトリを予定したものに切替えることにより、各サンプル値の分散を小さくすることができる。しかしながら、それらの平均値は理論的な予測値から上または下にシフトしてしまう。したがって、このような値のシフトしたサンプル値系列φsを最尤復号するためには、サンプル値系列φsに対応して生成された予測値φrを用いることが非常に有用であることが判る。
【0039】
中間値以外のサンプル値に対応する予測値φrを生成する方法は幾つか考えられる。その1つは、第1の予測値生成回路8により求められた中間値に対応する予測値φrm+およびφrm−を積極的に利用する方法であり、PR(1221)により等価されたサンプル値系列φsの各々のサンプル値に対応する予測値φr0、φr1、φr5およびφr6は以下の式により求めることができる。
【0040】
φr0 = Avl−0.5
φr1 = Avl+0.5
φr5 = Avh−0.5
φr6 = Avh+0.5 ・・・(3)
ただし、Avlは、サンプル値系列φsの中央値より下の(電圧レベルの低い)サンプル値の平均であり、Avhは、サンプル値系列の中央値より上(電圧レベルの高い)サンプル値の平均である。
【0041】
すなわち、このアルゴリズムにおいては、φrmより上のサンプル値の平均は本来電圧レベルが5または6であるサンプル値の平均であると考え、その平均値を求めて理論的な予測値の差分を加減することにより各々のサンプル値に対応する予測値φr5およびφr6を生成している。予測値φr0およびφr1も同様に生成することができる。
【0042】
この予測値を求めるアルゴリズムは、中間値の予測値を閾値として利用しており、アルゴリズムとしては簡易で、回路規模も小さくて済むという利点がある。しかしながら、閾値を設けて判定する方法は、一般にDC変動に弱いという指摘がある。これに対し、以下に説明するようなPR等化された波形の特性を用いて中間値以外のサンプル値の予測値を生成することも可能である。
【0043】
まず、図9に、PR等化(本例では上述しているようにPR(1221)を示している)された波形の幾つかを示してある。図9(a)は、DVDに採用されている8/16変調の最短のビットに対応する3T波形(Tはチャンネルビット長)であり、サンプル値(理想的な)は1、3および5しか取らない。これに対し、図9(b)に示す4T波形では、0、1、3、5および6の各電圧レベルをとり、また、図9(c)に示す5T波形では、最高レベル(最上位の信号)である6が2つ続き、また、最低レベル(最下位の信号)である0も2つ続く。さらに、図9(d)に示す6T波形では、電圧レベル6が3つ連続し、電圧レベル0も3つ連続し、図9(e)に示す7T波形では電圧レベル6が4つ連続し、電圧レベル0も4つ連続する。8/16変調においては最長符号が11Tであるが、上記から判るように電圧レベル6および0が連続する数はさらに多くなる。
【0044】
このようなサンプル値系列φsに着目すると、連続するサンプル値の差分値が零あるいは十分零に近いものが3つ以上続いたら、それらのサンプル値は、理論的な値(電圧レベル)が6または0に属するものであると判定することができる。したがって、それら連続するサンプル値の平均を取ることによりレベル6の予測値φr6またはレベル0の予測値φr0を求めることができ、それらの値と中間値の予想値φrmとを比較することにより予測値φr6およびφr0を生成することができる。
【0045】
予測値φr6およびφr0が求まると、残りの予測値φr5およびφr1は以下の式により求めることができる。
【0046】
φr5 = φrm+A(φr6−φrm)
φr1 = φr0+B(φrm−φr0) ・・・(4)
但しAおよびBは係数である。
【0047】
PR(1221)においては、係数Aは約2/3とし、係数Bは約1/3にすることができる。しかしながら、アシンメトリがある場合は、サンプル値のシフトに応じて変更することも可能であり、係数AおよびBを調整することにより更にエラーレートを改善することも可能である。
【0048】
このように、中間値の予測値φrm+およびφrm−をサンプル値系列φsから生成するだけでなく、他のサンプル値に対応する予測値φrを生成することにより、エラーレートを改善することができ、アシンメトリのある場合はその効果は顕著である。
【0049】
このようにして各々の予測値φrが生成されると、最尤復号回路20ではそれらの予測値φrに基づきサンプル値系列φsを評価する。まず、ブランチメトリック演算回路21により、サンプル値系列φsのサンプル値と予測値の差の二乗演算を行い、最小二乗誤差法により評価する。次に、二乗演算した信号をパスメトリック演算回路22に入力する。パスメトリック演算回路22は、加算器と、比較器と、選択器とを備えたACS(Add Compare Select)回路であり、加算器により前記のパスメトリック値と二乗誤差信号とを加算し、二種類の加算出力信号を比較器により比較値、小さい値を選択器により選択して今回のパスメトリック値と保持されるようになっている。その時の選択情報がパスメモリ23に出力して保持され、パスメモリ23の最終段から最尤パスに対応する値が再生データφoとして出力される。
【0050】
このように、本例の光ディスク装置1では、DVD規格のディスクに記憶されたデジタルデータを再生するのに適したPR(1221)方式で読み取った信号を等化出力し、さらに、予測値として中央値を2つ設けることにより、PR(1221)方式で等化出力されたサンプル値系列を従来の5つ予測値ではなく、6つの予測値で評価するようにしている。したがって、本例の最尤復号回路20のPR(1221)方式のトレリス線図は図10に示すように5値で6状態となるが5値を6個に分けて復号する。そして、中央値を評価する2つの予測値をサンプル値系列に基づき更新できるようにしているので、ブランチメトリック演算回路およびパスメトリック演算回路における演算時間を短縮でき、また、精度を上げることができる。さらに、DVD規格で採用される8/16変調により取り得ない状態遷移を予め除くことにより、演算時間および回路規模を削減することが可能であり、高速で信頼性の高い再生データを得ることができる。
【0051】
なお、本例では等化方式が光ディスク、特にDVD規格に従った光ディスクの再生に適しているPR(1221)の再生装置を例に説明しているが、他の等化方式を採用した再生回路および再生方法にも本発明を適用できることはもちろんである。また、本発明の再生装置および再生方法は、DVDに限らず、MDなどの他の光ディスク、さらには、磁気ディスクなどのデータ記録媒体からデータを再生する装置にも適用できることはもちろんである。
【0052】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のPRML方式を採用した再生装置および再生方法においては、サンプル値系列の中央値を評価する予測値を2つ設けることにより、読取信号がアシンメトリの影響を強く受け、中央値が正または負に偏り、さらに正負または負正に変化するときに非対称になった場合でも、サンプル値系列を適切に、また、短時間で評価できるようにしている。さらに、これらの予測値をサンプル値系列から所定のアルゴリズムにより生成するようにしており、読取対象になっている記録媒体あるいは再生装置の環境が異なったときにも高い信頼性を得ることができる。
【0053】
さらに、中央値に加えて、他のサンプル値に対応する予測値をサンプル値系列に基づき生成することによりエラーレートを改善することができる。特に、アシンメトリがある場合は、PR等化されたサンプル値が上下にシフトすることが本願の発明者らによって見出されており、各サンプル値に対応する予測値を生成することにより、アシンメトリの有る読取信号に対しても再生能力が高くエラーレートの低い再生装置および再生方法を提供できる。
【0054】
また、PR等化する際に、サンプル値系列をサンプリングするタイミングを遅延補正することにより、デジタル化されたサンプル値系列を得るためにA/D変換するタイミングを変えずにサンプリングするタイミングを調整できる。したがって、再生装置の回路規模を小さくすることができ、また、消費電力も削減することができる。
【0055】
等化方式としてDVD規格の光ディスク装置に採用されている光学系のMTF特性に周波数特性が似ているPR(1221)方式、あるいは他の等化方式を採用した再生装置および再生方法において、等化誤差およびノイズを抑制できる。したがって、高記録密度の光ディスクの信号を再生するのに適した高速で信頼性の高い再生装置および再生方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す光ディスク装置のPR等化回路の等化フィルタの概略構成を示す図である。
【図3】8/16変調のデータを各種のPRML方式により再生したときのエラーレートを示すグラフである。
【図4】PR(1221)方式の等化フィルタのタップ数とエラーレートとの関係を示すグラフである。
【図5】PR(1221)方式のサンプル値系列の例を示す図である。
【図6】図1に示した光ディスク装置における再生工程の概略を示すフローチャートである。
【図7】アシンメトリの有無によりサンプル値の様子が変動する様子を示す電圧ヒストグラムである。
【図8】PR等化回路の等化係数をアシンメトリに対応した係数に切替えた場合のサンプル値を示す電圧ヒストグラムである。
【図9】PR(1221)等化されたサンプル値系列の幾つかの例を示す図である。
【図10】PR(1221)方式のトレリス線図である。
【符号の説明】
1 光ディスク装置
2 光ディスク
3 光ピックアップ
4 プリアンプ
5 波形成形回路
6 A/D変換回路
7 クロック源
8 第1の予測値生成部
9 第2の予測値生成部
10 PR等化回路
11 等化フィルタ
12 遅延補正回路
20 最尤復号回路
21 ブランチメトリック演算回路
22 パスメトリック演算回路
23 パスメモリ
24 予測値メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a playback apparatus and playback method for playing back digital data recorded on a recording medium such as an optical disk.
[0002]
[Prior art]
As optical recording media for recording digital data, compact discs (CD), mini discs (MD), and 130 mm and 90 mm optical disc cartridges according to the International Organization for Standardization (ISO) standards have been commercialized. In recent years, a DVD standard optical disc having a recording capacity about 7 times that of a CD has appeared, and it is attracting attention as a recording medium for moving image data whose data amount is increasing in the future.
[0003]
Conventionally, a CD or the like employs a bit-by-bit decoding method in which a read analog signal is determined to be “1” if it is larger than a predetermined level and “0” if it is smaller, but the recording density of the DVD standard is greatly improved. With such a recording medium, it is difficult to reproduce digital data with high reliability.
[0004]
Therefore, in recent years, as a method for reproducing digital data, a PRML method combining a partial response method (PR method or PR) and a maximum likelihood decoding method (ML method or ML) using a Viterbi decoding method has attracted attention. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Techniques using the PRML system for signal reproduction of optical recording media include, for example, JP-A-8-172366, JP-A-8-221910, or JP-A-8-263934. In Japanese Patent Laid-Open No. 8-172366, when a Viterbi decoder obtains a decoded data string using a square error between a received sample value and a predicted value as a branch metric, it is approximated by a polygonal line by a linear function to reduce the circuit scale. Is disclosed. However, although this method reduces the circuit scale, it cannot cope with an equalization method having an intermediate value with good equalization characteristics, and is not suitable for reproducing high-density data.
[0006]
In Japanese Patent Laid-Open No. 8-221910, when obtaining a sample value from a read signal, the amplitude is limited so that a predicted value when Viterbi decoding is performed can be reduced. Even if asymmetry occurs in the read signal, the branch metric value can be forcibly set to 0, so that the Viterbi decoding performance can be prevented from deteriorating. However, even with this method, an error from the predicted value near the intermediate value such as the median value remains, so that an equalization method with an intermediate value with good equalization characteristics cannot provide much effect.
[0007]
In Japanese Patent Laid-Open No. 8-263934, a sample value smaller than a predetermined value is extracted from sample values of a reproduction signal, and the phase of a sampling clock pulse for A / D conversion is corrected based on the polarity and inclination of the sample value. The level is automatically corrected to the optimum state. However, in this method, since it is necessary to provide a clock pulse whose phase can be adjusted exclusively for sampling, the circuit scale for digital processing increases.
[0008]
Thus, in the present invention, branch metric processing can be performed at high speed even when an equalization method with good equalization characteristics and a large amount of intermediate values is adopted, and further, the influence of asymmetry specific to the reproduction signal of the optical recording medium is affected. It is an object of the present invention to provide a reproducing apparatus and a reproducing method that are strong and have high decoding performance. It is another object of the present invention to simplify the circuit configuration, operate with low power consumption, and to supply a highly reliable reproducing apparatus that can cope with high recording density at low cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in the present invention, two prediction values corresponding to the median value (zero cross) among the prediction values at the time of maximum likelihood decoding are provided, and the prediction value and the sample are obtained when an asymmetric read signal is obtained by asymmetry. By reducing the error from the value, high-speed and highly reliable digital data can be reproduced. That is, the playback apparatus of the present invention includes a partial response equalization means for performing waveform equalization using a partial response on a read signal obtained from a recording medium on which digital data is recorded and converting the read signal into a sample value series, and a continuous in the sample value series. Based on the difference value of sample values to be selected, one of two predicted values corresponding to the median value of the sample value series is selected, and the sample value series is subjected to maximum likelihood decoding using the selected predicted value to reproduce digital data. Maximum likelihood decoding means. Further, the reproduction method of the present invention includes a partial response equalization step of performing waveform equalization by a partial response on a read signal obtained from a recording medium on which digital data is recorded and converting the read signal into a sample value sequence, and a continuous in the sample value sequence. Based on the difference value of sample values to be selected, one of two predicted values corresponding to the median value of the sample value series is selected, and the sample value series is subjected to maximum likelihood decoding using the selected predicted value to reproduce digital data. And a maximum likelihood decoding step.
[0010]
By providing two prediction values corresponding to the median value of the sample value series, the read signal is strongly affected by asymmetry, and the median value is biased positively or negatively. Even when the sample value at the changing timing becomes asymmetric, it can be grasped at high speed and more accurately that it is the median value. For this reason, branch metric calculation and path metric calculation at the time of maximum likelihood decoding can be performed at high speed. Further, since the median is evaluated with high accuracy, highly accurate digital data can be decoded. Therefore, it is possible to provide a playback device and a playback method with high speed and good decoding performance.
[0011]
The two predicted values corresponding to these median values are preferably generated from the sample value series by a predetermined algorithm. By enabling the predicted value to be updated with the sample value series, it is possible to absorb the influence on the sample value due to the condition of the recording medium being read or the environment in which the playback device is installed. Maximum likelihood decoding can be performed with a predicted value with little error from the value. Therefore, it is possible to provide a playback device and a playback method with higher speed and higher accuracy. To generate a predicted value from a sample value series, for example, the median (zero cross) is determined by taking the first-order difference and the second-order difference, and the predicted value is calculated from the sample value at that time or an appropriate average value thereof. Can be sought. Further, by providing prediction values with positive and negative first-order differences, even when an asymmetric sample value sequence is obtained by asymmetry, it can be efficiently decoded. Further, the predicted value may be updated from the median value and the predicted sample value, or an appropriate average value thereof.
[0012]
Furthermore, by generating not only the predicted value corresponding to the median value of the sample value series but also other predicted values corresponding to the waveform equalized sample value series, the decoding efficiency can be further improved. Therefore, in addition to the first predicted value generating means or the first predicted value generating step for generating a predicted value near the median, the second predicted value generating means or the second for generating other predicted values by a predetermined algorithm. It is desirable to provide a predicted value generation step.
[0013]
When there is asymmetry in the read signal, the analysis of the inventors of the present application has revealed that the sample values obtained by reading the equalized waveform at the detection points are dispersed and deviated from the predicted values. It is desirable to generate an appropriate predicted value shifted from the theoretical value. Also, it is considered to change the equalization coefficient in the partial response equalization means in accordance with asymmetry. Even in this case, the variance of the sample values is reduced, but the sample values are shifted from the predicted values. Therefore, in order to decode a read signal having asymmetry, it is very effective to generate each prediction value in consideration of the sample value series.
[0014]
One method for obtaining a predicted value is to obtain an average value of sample values dispersed upward from the median value and an average value of sample values dispersed downward from the sample value series, and to obtain these average values. In other words, other predicted values are generated by adding or subtracting the difference of the theoretical predicted value from the average value. Another method is to generate sample values that are consecutive multiple times in the sample value series as the highest predicted value or the lowest predicted value, and calculate a preset coefficient for these predicted values. In other words, another predicted value between the predicted value corresponding to the median value is generated.
[0015]
Furthermore, it is desirable that the partial response equalization means can delay-correct the timing for obtaining the sample value series. As a result, the level of the sample value can be automatically corrected to an optimum state without controlling a clock signal for performing A / D conversion for generating a digitized sample value series. For this reason, a common clock signal can be supplied and moved to the conversion means, the partial response equalization means, and the maximum likelihood decoding means. Therefore, the circuit scale of the reproducing apparatus can be reduced and the power consumption can be reduced. The read signal may be A / D converted and then input to the partial response equalization means, or the sample value series output from the partial response equalization means may be A / D converted and digitized.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
FIG. 3 shows the evaluation of the bit error rate (BER) by the 8/16 code and various PRML systems adopted for the DVD standard optical disk. As shown in this figure, it can be seen that the PR (1221) method has the smallest error rate, and the PR (1221) method becomes more advantageous as the S / N ratio increases. As described above, the PR (1221) method is suitable for reproducing digital data of an optical disc of the DVD standard. This is considered because the frequency characteristic of the PR (1221) method approximates the MTF (Modulation Transfer Function) that is the frequency characteristic of the optical system of the DVD standard. Therefore, it is desirable to adopt the PR (1221) system for the reproducing apparatus of the optical disk apparatus that handles the DVD standard optical disk, and it is possible to reduce an equalization error that occurs when performing waveform equalization and to suppress noise.
[0020]
FIG. 4 shows the relationship between the tap number of the equalization filter and the bit error rate (BER) when the PR (1221) method is adopted. The number of taps is the number of
[0021]
The
[0022]
The method of delay correction in the
[0023]
Y (k) = α (U (k) −Y (k−1)) + U (k−1) (1)
However, U (k) is a value actually sampled at the k-th timing, and Y (k) is an appropriate timing with no delay Δt due to A / D conversion or the like with respect to the 1-bit transfer time To. A sample value that would have been obtained. Α is expressed as follows.
[0024]
α = (1−Δt / T0) / (1 + Δt / T0) (2)
By performing this calculation, the delay Δt associated with the sampling of the A / D converter, which has been known in advance, the sample value U (k) obtained at the delayed timing, and further obtained at the previous timing. Based on the sample values Y (k−1) and U (k−1), the sample value Y (k) that would be obtained at an appropriate timing can be output from the
[0025]
The maximum
[0026]
In the
[0027]
FIG. 5 shows an example of the sample value series φs obtained by the
[0028]
For example, when the digital data shown in FIG. 5A is equalized by the PR (1221) method, the sample value series φs shown in FIG. 5B is obtained. This figure shows an ideal sample value sequence, but the actually obtained sample value sequence is shifted in various directions from each predicted value φr. The main cause is the asymmetry peculiar to the optical disc in addition to noise. Asymmetry appears due to the characteristics of the
[0029]
In the
[0030]
The value at the detection point of the waveform equalized data, that is, the shift amount (error) due to the asymmetry of the sample value may be due to factors unique to each optical disc medium or factors unique to the
[0031]
The predicted value may be prepared in advance, but the automatically generated value can be made more suitable for the evaluation of the sample value series φs obtained at that time. Furthermore, as described above, by preparing two predicted values φrm + and φrm− in the plus direction and the minus direction, the values are likely to converge, so that the predicted values can be automatically generated more easily. Then, by using a predicted value close to the automatically generated sample value series φs, accurate evaluation can be performed in a short time as described above. It is easy to limit the upper and lower sample values using a limiter as described above. Therefore, by automatically setting the median value, the distance between the sample value series and the predicted value becomes very close, and the error rate can be greatly improved.
[0032]
Several algorithms for automatically generating the central predicted value φrm that can be adopted by the first predicted value generation unit 8 are conceivable, and FIG. 5 shows an example thereof. The median value of the sample value series φs can be regarded as the median point, and its position (timing) is 1 as shown in FIGS. 5B and 5C, including the plus direction and the minus direction. This can be determined by taking the floor difference and the second floor difference. That is, a sample value when the first-order difference is plus and the second-order difference is 0 is generated as a median predicted value φrm + in the plus direction, and the sample value when the first-order difference is minus and the second-order difference is 0 Can be generated and output as the predicted value φrm− of the median value in the minus direction. Therefore, the predicted value generation unit 8 can obtain appropriate predicted values φrm + and φrm− by averaging the sample values at the respective timings to some extent according to such an algorithm. Then, the predicted values can be optimized by updating the generated predicted values φrm + and φrm− with the predicted values in the predicted
[0033]
The algorithm is not limited to this. For example, an average of sample values determined as a median value in the plus direction or the minus direction by a branch
[0034]
Furthermore, the
[0035]
FIG. 7 schematically shows a voltage level of a waveform obtained by performing PR equalization on a signal when there is no asymmetry and when there is asymmetry. First, FIG. 7A shows voltage hiss and gram of a waveform obtained by PR equalizing the read signal φg without asymmetry, and 0 is a theoretical voltage level (predicted value) when equivalent to PR (1221). It can be seen that sample values with small dispersion centered on 1, 3, 5 and 6 are obtained. On the other hand, FIG. 7B is a voltage histogram of a waveform obtained by PR equalizing the read signal φg including the positive asymmetry. FIG. 7C is a voltage histogram of a waveform obtained by PR equalizing the read signal φg including negative asymmetry. As can be seen from these figures, when there is asymmetry, the variance of sample values increases, and the average of each sample value also shifts up and down from the theoretical predicted value. Therefore, when such sample value series φs is maximum likelihood decoded with a theoretical prediction value, the error rate also increases.
[0036]
On the other hand, the probability that the median can be determined is greatly improved by moving the median, that is, the predicted value corresponding to the
[0037]
Further, in the sample value series φs shown in FIG. 7, if there is asymmetry, not only the average value of each sample value is shifted, but also the variance is large, so the load on the branch
[0038]
As in FIG. 7, FIG. 8A is a voltage histogram of a sample value series obtained by PR equalizing the read signal φg without asymmetry, and FIG. 8B shows the read signal φg with positive asymmetry. It is a voltage histogram of the sample value series equalized by PR. FIG. 8C is a voltage histogram of a sample value series obtained by PR equalizing the read signal φg having negative asymmetry. As can be seen from these figures, the variance of each sample value can be reduced by switching the equalization coefficient of the
[0039]
Several methods for generating the predicted value φr corresponding to sample values other than the intermediate value are conceivable. One of them is a method of actively using the predicted values φrm + and φrm− corresponding to the intermediate value obtained by the first predicted value generation circuit 8, and is a sample value sequence φs equivalent by PR (1221). Predicted values φr0, φr1, φr5, and φr6 corresponding to the respective sample values can be obtained by the following equations.
[0040]
φr0 = Avl-0.5
φr1 = Avl + 0.5
φr5 = Avh−0.5
φr6 = Avh + 0.5 (3)
However, Avl is the average of sample values below the median value of the sample value series φs (low voltage level), Avh is the average of sample values above the median value of the sample value series (high voltage level) is there.
[0041]
That is, in this algorithm, the average of the sample values above φrm is considered to be the average of the sample values originally having a voltage level of 5 or 6, and the average value is obtained to adjust the difference between the theoretical prediction values. Thus, predicted values φr5 and φr6 corresponding to the respective sample values are generated. Predicted values φr0 and φr1 can be generated similarly.
[0042]
The algorithm for obtaining the predicted value uses an intermediate predicted value as a threshold, and has an advantage that the algorithm is simple and the circuit scale is small. However, it is pointed out that the determination method with a threshold value is generally vulnerable to DC fluctuation. On the other hand, it is also possible to generate a predicted value of a sample value other than the intermediate value by using the PR-equalized waveform characteristics as described below.
[0043]
First, FIG. 9 shows some of the waveforms subjected to PR equalization (in this example, PR (1221) is shown as described above). FIG. 9A shows a 3T waveform (T is a channel bit length) corresponding to the shortest bit of 8/16 modulation employed in a DVD, and sample values (ideal) are only 1, 3 and 5. I don't take it. On the other hand, in the 4T waveform shown in FIG. 9B, the voltage levels of 0, 1, 3, 5 and 6 are taken, and in the 5T waveform shown in FIG. 9C, the highest level (the highest level) is taken. Signal) 6 continues, and the lowest level (lowest signal) 0 continues. Further, in the 6T waveform shown in FIG. 9 (d), three
[0044]
Focusing on such a sample value series φs, if three or more differential values of consecutive sample values are zero or close to sufficiently zero, these sample values have a theoretical value (voltage level) of 6 or It can be determined that it belongs to 0. Therefore, the average value of these consecutive sample values can be used to obtain the predicted value φr6 of
[0045]
When the predicted values φr6 and φr0 are obtained, the remaining predicted values φr5 and φr1 can be obtained by the following equations.
[0046]
φr5 = φrm + A (φr6-φrm)
φr1 = φr0 + B (φrm−φr0) (4)
However, A and B are coefficients.
[0047]
In PR (1221), the coefficient A can be about 2/3 and the coefficient B can be about 1/3. However, if there is asymmetry, it can be changed according to the shift of the sample value, and the error rate can be further improved by adjusting the coefficients A and B.
[0048]
Thus, not only the intermediate value predicted values φrm + and φrm− are generated from the sample value series φs, but also the error rate can be improved by generating predicted values φr corresponding to other sample values, The effect is remarkable when there is asymmetry.
[0049]
When each predicted value φr is generated in this way, the maximum
[0050]
As described above, the
[0051]
In this example, the PR (1221) playback apparatus is described as an example in which the equalization method is suitable for reproducing an optical disc, particularly an optical disc according to the DVD standard. However, a reproduction circuit employing another equalization method is described. Of course, the present invention can also be applied to the reproduction method. In addition, the reproducing apparatus and the reproducing method of the present invention are not limited to DVDs, but can be applied to other optical disks such as MDs and apparatuses that reproduce data from data recording media such as magnetic disks.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, in the playback apparatus and playback method employing the PRML method of the present invention, the read signal is strongly influenced by asymmetry by providing two prediction values for evaluating the median value of the sample value series. Even when the median is biased positively or negatively and becomes asymmetrical when it changes positively or negatively, the sample value series can be evaluated appropriately and in a short time. Further, these predicted values are generated from the sample value series by a predetermined algorithm, and high reliability can be obtained even when the environment of the recording medium or reproducing apparatus to be read is different.
[0053]
Furthermore, in addition to the median value, the error rate can be improved by generating predicted values corresponding to other sample values based on the sample value series. In particular, when there is asymmetry, the inventors of the present application have found that the PR-equalized sample value shifts up and down, and by generating a predicted value corresponding to each sample value, It is possible to provide a reproducing apparatus and a reproducing method having a high reproduction capability and a low error rate even for a certain read signal.
[0054]
In addition, when performing PR equalization, the sampling timing can be adjusted without changing the A / D conversion timing in order to obtain a digitized sample value sequence by delay-correcting the sampling timing of the sample value sequence. . Therefore, the circuit scale of the reproducing apparatus can be reduced and the power consumption can be reduced.
[0055]
Equalization in a playback apparatus and playback method employing a PR (1221) system whose frequency characteristics are similar to the MTF characteristics of an optical system employed in an optical disc apparatus of the DVD standard as an equalization system, or another equalization system Error and noise can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a high-speed and highly reliable reproducing apparatus and reproducing method suitable for reproducing a signal of an optical disc having a high recording density.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical disc apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a schematic configuration of an equalization filter of a PR equalization circuit of the optical disc apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a graph showing error rates when 8 / 16-modulated data is reproduced by various PRML systems;
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of taps of the PR (1221) type equalization filter and the error rate.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a sample value series of a PR (1221) method.
6 is a flowchart showing an outline of a reproduction process in the optical disc apparatus shown in FIG.
FIG. 7 is a voltage histogram showing how sample values vary depending on the presence or absence of asymmetry.
FIG. 8 is a voltage histogram showing sample values when the equalization coefficient of the PR equalization circuit is switched to a coefficient corresponding to asymmetry.
FIG. 9 is a diagram showing some examples of PR (1221) equalized sample value series;
FIG. 10 is a trellis diagram of the PR (1221) system.
[Explanation of symbols]
1 Optical disk device
2 Optical disc
3 Optical pickup
4 Preamplifier
5 Waveform shaping circuit
6 A / D conversion circuit
7 Clock source
8 First predicted value generator
9 Second predicted value generator
10 PR equalization circuit
11 Equalization filter
12 Delay correction circuit
20 Maximum likelihood decoding circuit
21 Branch metric arithmetic circuit
22 Path metric calculation circuit
23 path memory
24 Predicted value memory
Claims (17)
前記サンプル値系列における連続するサンプル値の差分値に基づいて、前記サンプル値系列の中央値に対応する2つの予測値のいずれかを選択し、選択された前記予測値を用いて前記サンプル値系列を最尤復号しデジタルデータを再生する最尤復号手段とを有することを特徴とする再生装置。Partial response equalization means for performing waveform equalization by a partial response of a read signal obtained from a recording medium on which digital data is recorded and converting the read signal into a sample value series;
Based on a difference value between consecutive sample values in the sample value series, one of two predicted values corresponding to a median value of the sample value series is selected, and the sample value series is selected using the selected predicted value And a maximum likelihood decoding means for reproducing the digital data.
前記サンプル値系列における連続するサンプル値の差分値に基づいて、前記サンプル値系列の中央値に対応する2つの予測値のいずれかを選択し、選択された前記予測値を用いて前記サンプル値系列を最尤復号しデジタルデータを再生する最尤復号工程とを有することを特徴とする再生方法。A partial response equalization step in which a read signal obtained from a recording medium on which digital data is recorded is subjected to waveform equalization by a partial response and converted into a sample value series;
Based on a difference value between consecutive sample values in the sample value series, one of two predicted values corresponding to a median value of the sample value series is selected, and the sample value series is selected using the selected predicted value And a maximum likelihood decoding step of reproducing digital data by maximum likelihood decoding.
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