情報再生装置および情報再生方法
【課題】ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出する方法を得る。
【解決手段】
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力する最尤パス判定部と、前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力する競合パス判定部と、前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力する尤度演算部と、前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力する信号間距離演算部と、前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、を有することを特徴とする情報再生装置で解決できる。
【解決手段】
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力する最尤パス判定部と、前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力する競合パス判定部と、前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力する尤度演算部と、前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力する信号間距離演算部と、前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、を有することを特徴とする情報再生装置で解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体から情報を再生する、装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（商標））規格では１層２５ＧＢを２層、またＢＤＸＬ（商標）規格では１層３２ＧＢを４層のように高密度化、多層化することにより光ディスクの容量を向上させている。
【０００３】
今後の更なる高密度、大容量化においては、例えば特許文献１の０００７段落に記載のように、「その有力方式として、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ−Ｏｕｔｐｕｔ Ｖｉｔｅｒｂｉ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）がある。これは、硬判定出力型ＰＲＭＬ検出部２１０において、最尤復号されたバイナリデータ（０，１）に加え、その信頼度（復号結果の確からしさに関する情報）を出力し、アナログ値としての復号結果を得る方式である。書き込み側で予め符号化（外符号化）しておけば、読み出し側では前記アナログ値を用いて、外符号を軟判定復号することができる。軟判定復号は、アナログ値を信頼度情報として利用できるため、硬判定復号に比べて誤り率特性が向上することが知られている。」などの技術が挙げられる。
【０００４】
このＳＯＶＡにおける信頼度を得るには、例えば特許文献１の００１８段落に記載のように、「軟判定出力型ＰＲＭＬ検出器において、最尤復号系列と同時に２番目に確からしい系列（２ｎｄ系列）を求め、両系列に対する尤度の差を求め、これを更新する手段を設ける」ことで可能していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５５１５１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、光ディスクなどにこの技術を適用する場合、ＲＬＬ（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ）変調されている点が問題となる。ＲＬＬ変調されることによって、最尤復号系列と２ｎｄ系列の距離がデータ列のパターンによって変化することになり、特許文献１のように「両系列に対する尤度の差」を求めるだけの方法では、正しく尤度を求められなくなる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、例えば特許請求の範囲に記載の発明により解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出することが可能となり、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例における光ディスク記録再生手段の構成図
【図２】ＰＲ（１，２，２，２，１）を用いたビタビアルゴリズムの状態遷移図
【図３】最尤波形、誤り波形、再生波形の例を表す図
【図４】最尤波形、誤り波形の例を表す図
【図５】最尤波形、誤り波形の例を表す図
【図６】パターン毎の尤度分布および合成した尤度分布を表す図
【図７】パターン毎の正規化尤度分布および合成した正規化尤度分布を表す図
【図８】本発明の第１の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図９】本発明の第１の実施例におけるメモリ構成図
【図１０】本発明の第１の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【図１１】本発明の第１の実施例における軟出力復号を説明する波形を表す図
【図１２】本発明の第１の実施例における尤度更新手順を表すフローチャート
【図１３】本発明の第２の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図１４】本発明の第２の実施例におけるメモリ構成図
【図１５】本発明の第２の実施例における尤度更新手順を表すフローチャート
【図１６】本発明の第３の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図１７】本発明の第３の実施例における尤度更新手順を表すフローチャート
【図１８】パターン毎の尤度分布および合成した尤度分布を表す図
【図１９】本発明の第４の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図２０】本発明の第４の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【図２１】本発明の第４の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【図２２】ＰＲ（ａ，ｂ；ｃ，ｄ）を用いたビタビアルゴリズムの状態遷移図
【図２３】本発明の第５の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例は、光ディスク再生におけるＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式において、適切な信頼度を出力することを可能とする情報再生装置および方法を提供する。
【００１３】
まず図１を用いて本実施例の記録再生装置および方法の概略について説明する。
【００１４】
記録動作時には、ホスト１０１からユーザーデータを受信し、誤り訂正符号化部１０２でＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｉｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）符号などにより誤り訂正符号化、変調部１０３で例えばＢＤで使用されているような（１、７）ＲＬＬ変調方式に従い２ビットデータを３ビットデータへ変調する処理を実行する。（１、７）ＲＬＬ変調方式とは、変調後のビットにおいて連続する０の数が、最小１つ、最大７個の範囲となるＲＬＬ（１，７）のランレングス制限に従った変調データとする変調方式である。ＬＤＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ｄｒｉｖｅｒ）で変調データをディスクに記録するために必要なレーザーの強度変調を行い、ピックアップ１０５においてレーザーを発光し、ディスク１０６に記録する。
【００１５】
次に再生動作時には、ディスク１０６よりピックアップ１０５を介して記録データを読み出し、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１０８において振幅調整、フィルター処理を実行し、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０９でデジタル化する。デジタル化された再生信号は波形等化部１１０において軟出力復号部１１１で使用するＰＲ（１，２，２，２，１）などのＰＲ特性となるように波形に等化し、軟出力復号部１１１において後述する方法により軟出力復号値を得る。軟値復調部１１２では軟出力復号部１１１である軟出力復号値のまま（１、７）ＲＬＬ変調を復調し、誤り訂正部１１３においてＳｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号などによるＬＤＰＣ符号の誤り訂正を実施した後、ホスト１０１にデータを送信する。
【００１６】
ここで、図２乃至図７を用いて軟出力復号部１１１の概念について説明する。
【００１７】
軟出力復号部１１１の基本はビタビ復号であり、例えばＢＤＸＬではＰＲ（１，２，２，２，１）というＰＲ特性を使用しており、図２に示すように（１、７）ＲＬＬ変調を反映した状態遷移による復号を行う。ビタビ復号における最尤波形（図３のＴ）と波形等化部１１０出力波形（図３のＷ）のユークリッド距離（式１）と、誤り波形（図３のＦ）と波形等化部１１０出力波形のユークリッド距離（式２）との差分（式３）を尤度Δとする。ｔｎ、ｆｎ、ｗｎは時刻ｎにおけるＴ、Ｆ、Ｗの振幅値を示す。
【００１８】
また、誤り訂正部１１３におけるＳｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号は対数領域の復号法であることから、軟出力復号部１１１出力である信頼度は対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏｎ）とする必要がある。このＬＬＲは、尤度Δの確率密度関数が正規分布に近いとすれば式４で近似することが可能である。μは分布の平均値、σは標準偏差を示す。
【００１９】
この信頼度算出の過程において、（１、７）ＲＬＬ変調が施されたデータではＴ、Ｆの復号値は実際に存在し得るパターン、すなわち最短ランレングスは２Ｔであり１Ｔの存在を許容しないという点が問題となる。例えば図４においてＴの復号値は［００００１１１］、Ｆの復号値は［０００１１１１］であり誤りビット数は１であるが、図５においてＴの復号値は［０００１１０００］、Ｆの復号値は［００１１００００］であり誤りビット数は２となる。これはＲＬＬ変調の規則を満たすようにビタビアルゴリズムが動作するため、図５のＴが誤る場合１Ｔシフトは許容されず２Ｔ部分がスリップすることに起因する。このためＲＬＬ変調されたデータにおいて、ＴとＦのユークリッド距離（式５）は復号結果によって変化してしまう。
【００２０】
この影響について図６を用いて説明する。図は横軸を尤度Δ、縦軸を発生頻度として、ＲＬＬ変調されたデータ列に対して尤度Δをヒストグラム化したイメージを示す。図４のパターンの分布を第１分布、図５のパターンの分布を第２分布とした。それぞれの分布は正規分布に従うとすれば、分布の平均値μはＷ＝Ｔとなる時であり式６で示される。
【００２１】
この値はＴとＦのユークリッド距離がパターンによって異なることから、第１分布と第２分布で異なり、結果として合成した全体分布は正規分布から外れる。このため式４に示したＬＬＲ計算式を適用することが困難となる。
【００２２】
そこでこの問題を解決するため、本実施例は式７に示すようにＴとＦのユークリッド距離で尤度Δを正規化することを特徴とする。
【００２３】
図７に横軸を正規化尤度Δ’、縦軸は発生頻度として正規化尤度Δ’をヒストグラム化したイメージを示す。正規化尤度を使用することにより平均値が一致し、全体分布も正規分布に近くなることからＬＬＲを正しく算出することが可能となる。
【００２４】
以下にこの概念を用いた軟出力復号部１１１の詳細について、図８乃至図１２を用いて説明する。まず図８に軟出力復号部１１１の構成を示す。なお、使用するＰＲ特性をＰＲ（１，２，２，２，１）として説明するがこれに限定するものではない。
【００２５】
まずＢＭ演算部８０１において、図２の基準値ＲＥＦ０００００〜ＲＥＦ１１１１１と軟出力復号部１１１入力である等化波形との差分の２乗であるブランチメトリックを計算する。その後、ＡＣＳ演算部８０２において図２のステートＳ００００〜Ｓ１１１１毎のパスメトリックにブランチメトリックを加算し、図２のパスが合流している点で加算結果を比較し小さいパスを選択する。この合流した２つのパスの加算結果差分を尤度候補Δとして尤度候補メモリ８０３に格納する。また、ＡＣＳ演算部８０２のパス選択結果をパスメモリ８０４に格納する。
【００２６】
尤度を算出する際に最尤パスが不確かであればその尤度の信頼性も落ちることから、最尤パスを確定させた後、その結果を基点として尤度算出用の最尤パスと競合パスを確定させる。この最初の最尤パス判定を事前最尤パス判定部８０５で、その結果を基点とする最尤パス判定を最尤パス判定部８０６で、競合パス判定を競合パス判定部８０７で実施する。事前最尤パス判定のパスメモリ長をＬ１、最尤パス判定のパスメモリ長をＬ２とした時のパスメモリ８０４と尤度候補メモリ８０３の構成を図９に示す。横軸は時刻を示し、時刻ｎを基点としている。なお、図９には後述する最尤復号値メモリ８０８、競合復号値メモリ８０９、尤度メモリ８１３の例も示している。
【００２７】
図１０を用いてこのパス判定方法について時刻ｎ周辺を例に説明する。図１０のトレリス線図は図２の状態遷移図を展開したものである。まず、事前最尤パス判定部８０５において、パスメモリ８０４のパス選択結果を時刻ｎ＋Ｌ１から時刻ｎまでトレースバックすることにより最尤パスを確定する。この時刻ｎでのステートを基点ステートとする。次に最尤パス判定部８０６において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより最尤パスを確定する。また競合パス判定部８０７において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎ−１への遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択、その後時刻ｎ−１から時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより競合パスを確定する。但し、基点となるステートに接続されるパスが１本だけだった場合、基点ステートを時刻ｎから時刻ｎ−１に移し、時刻ｎ−２への遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択する。同様に基点となるステートに接続されるパスが１本でなくなるまで遡るものとする。最尤パス判定部８０６での最尤パスによる復号結果を最尤復号値メモリ８０８に、競合パス判定部８０７での最尤パスによる復号結果を競合復号値メモリ８０９に格納する。
【００２８】
本実施例では前述のように最尤波形と競合波形のユークリッド距離で尤度を正規化する必要がある。図１１に図１０での最尤パスと競合パスに対応する最尤波形と競合波形を示す。信号間距離演算部８１０において最尤復号値と競合復号値にＰＲ（１，２，２，２，１）といったＰＲ特性を畳み込むなどして最尤波形と競合波形を生成し、波形間ユークリッド距離を算出する。
【００２９】
この後の尤度算出方法について図１２のフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず正規化尤度候補演算部８１１において、時刻ｎの尤度候補Δを尤度候補メモリ８０３から取得する（Ｓ１２０１）。この尤度候補Δを信号間距離演算部８１０出力である波形間ユークリッド距離で除算し正規化尤度候補Δ’を算出する（Ｓ１２０２）。尤度更新部８１２では、最尤復号値メモリ８０８からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の最尤復号値ｂｍを取得（Ｓ１２０３）、競合復号値メモリ８０９からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の競合復号値ｂｃを取得（Ｓ１２０４）し、最尤復号値ｂｍと競合復号値ｂｃを比較する（Ｓ１２０５）。Ｓ１２０５の比較結果が一致したら尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持し（Ｓ１２０６）、一致しなければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度Δｋと正規化尤度候補Δ’を比較する（Ｓ１２０７）。Ｓ１２０７の比較結果、正規化尤度候補Δ’が小さければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度をΔ’に置き換え（Ｓ１２０８）（例えば図１０のΔ５）、正規化尤度候補Δ’が大きければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持する（Ｓ１２０６）（例えば図１０のΔ８）。これらＳ１２０３からＳ１２０８までの処理をｋ＝１からＬ２まで実施し、その過程でＳ１２０７が実行されたかを確認する（Ｓ１２０９）。Ｓ１２０７が実行された場合は尤度メモリ８１３のＬ２番目の尤度ΔＬ２を尤度として出力し（Ｓ１２１０）、実行されなかった場合は尤度が一度も更新されなかったので尤度が１として出力する（Ｓ１２１１）。これは、正規化尤度を使用しているため図７に示す分布の平均値を与えていることに相当する。
【００３１】
以上で算出した尤度をＬＬＲ演算部８１４において、式４のＬＬＲ計算式に従いＬＬＲを算出する。なお、式４における平均値μ、標準偏差σは実測してもよいが、予め設定しておいた値を使用してもよい。最後に乗算部８１５において、最尤復号値メモリ８０８のＬ２番目の最尤復号値とＬＬＲを乗算した結果を信頼度として軟値復調部１１２に出力する。
【００３２】
以上の回路構成、処理手順によれば、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出することが可能となり、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【００３３】
なお、本実施例では波形間距離を算出するのにユークリッド距離を利用したが、絶対値に読み替えて実施してもよい。また（１、７）ＲＬＬを例に説明したが、これに限定するものではなく、任意の変調方式においても適用可能である。これらのことは以降の実施例についても同様である。
【実施例２】
【００３４】
本実施例が実施例１と異なるのは、尤度の更新には正規化しない尤度を使用する点である。図１３に本実施例における軟出力復号部１１１の構成を示す。実施例１と相違するのは図８の尤度更新部８１２および尤度メモリ８１３であり、対応するのは図１３の尤度更新部１３０１、比較用尤度メモリ１３０２、出力用尤度メモリ１３０３である。比較用尤度メモリ１３０２、出力用尤度メモリ１３０３の構成を図１４に示す。
【００３５】
ここで、図１３における尤度更新部１３０１の動作について図１５のフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
Ｓ１２０５までの動作は実施例１と同一であり、Ｓ１２０５の比較結果が一致したら比較用尤度メモリ１３０２、および出力用尤度メモリ１３０３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持し（Ｓ１５０１）、一致しなければ比較用尤度メモリ１３０２に格納されているｋ番目の尤度Δｋと尤度候補Δを比較する（Ｓ１５０２）。Ｓ１５０２の比較結果、尤度候補Δが小さければ比較用尤度メモリ１３０２に格納されているｋ番目の尤度を尤度候補Δに置き換え（Ｓ１５０３）、出力用尤度メモリ１３０３に格納されているｋ番目の尤度を正規化尤度候補Δ’に置き換える（Ｓ１５０４）。またＳ１５０２の比較結果、尤度候補Δが大きければ比較用尤度メモリ１３０２、および出力用尤度メモリ１３０３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持する（Ｓ１５０１）。これらＳ１２０３からＳ１５０４までの処理をｋ＝１からＬ２まで実施し、その過程でＳ１５０２が実行されたかを確認する（Ｓ１５０５）。Ｓ１５０２が実行された場合は出力用尤度メモリ１３０３のＬ２番目の尤度ΔＬ２’を尤度として出力し（Ｓ１５０６）、実行されなかった場合は尤度が一度も更新されなかったので尤度が１として出力する（Ｓ１５０７）。これは、正規化尤度を使用しているため図７に示す分布の平均値を与えていることに相当する。
【００３７】
以上の回路構成、処理手順によれば、尤度更新の比較は正規化前、実際に出力するのは正規化後の尤度を使用することができ、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【実施例３】
【００３８】
本実施例が実施例１と異なるのは、尤度の更新および出力にも正規化しない尤度を使用する点である。図１６に本実施例における軟出力復号部１１１の構成を示す。実施例１と相違するのは図８の尤度更新部８１２であり、対応するのは図１６の尤度更新部１６０１である。なお、図８の信号間距離演算部８１０、正規化尤度候補演算部８１１は必要ない。
【００３９】
ここで、図１６における尤度更新部１６０１の動作について図１７のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
Ｓ１２０５までの動作は実施例１と同一であり、Ｓ１２０５の比較結果が一致したら尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持し（Ｓ１７０１）、一致しなければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度Δｋと尤度候補Δを比較する（Ｓ１７０２）。Ｓ１７０２の比較結果、尤度候補Δが小さければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度を尤度候補Δに置き換え（Ｓ１７０３）、尤度候補Δが大きければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持する（Ｓ１７０１）。これらＳ１２０３からＳ１７０３までの処理をｋ＝１からＬ２まで実施し、その過程でＳ１７０２が実行されたかを確認する（Ｓ１７０４）。Ｓ１７０２が実行された場合は尤度メモリ８１３のＬ２番目の尤度ΔＬ２を尤度として出力し（Ｓ１７０５）、実行されなかった場合は尤度が一度も更新されなかったので、最尤波形と競合波形の波形間ユークリッド距離が最小となるものを尤度として出力する（Ｓ１７０６）。これは、正規化しない場合、尤度は図１８のような分布をとるため、その分布の中で最も誤り易いパスの分布の平均値（図１８ではμ２）を与えていることに相当する。また、S１７０６で出力する尤度としては、図１８における全体分布の平均値（μａｌｌ）を使用しても良い。
【００４１】
以上の回路構成、処理手順によれば、正規化しない尤度を用いる場合においても適切な尤度を出力させることができ、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【実施例４】
【００４２】
本実施例が実施例１と異なるのは、競合パス判定の動作である。実施例１では事前最尤パス判定を実施した後、最尤パス、競合パスを判定していたのに対し、本実施例では事前最尤パス判定しないことを特徴とする。
【００４３】
図１９に本実施例における軟出力復号部１１１の構成を示す。実施例１と相違するのは図８の最尤パス判定部８０６、競合パス判定部８０７であり、対応するのは図１９の最尤パス判定部１９０１、競合パス判定部１９０２である。なお、図８の尤度候補メモリ８０３、事前最尤パス判定部８０５は必要ない。
【００４４】
図２０を用いてこのパス判定方法について時刻ｎ周辺を例に説明する。図２０のトレリス線図は図２の状態遷移図を展開したものである。まず、時刻ｎでのパスメトリックが最小のステートを基点ステートとする。次に最尤パス判定部１９０１において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより最尤パスを確定する。また競合パス判定部１９０２において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎ−１への遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択、その後時刻ｎ−１から時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより競合パスを確定する。
【００４５】
もしくは、競合パスの判定に以下の方法を採用してもよい。
【００４６】
図２１を用いてこのパス判定方法について時刻ｎ周辺を例に説明する。図２１のトレリス線図は図２の状態遷移図を展開したものである。最尤パス判定部１９０１において、時刻ｎでの最小パスメトリックとなるステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより最尤パスを確定する。また競合パス判定部１９０２において、時刻ｎでのパスメトリックが二番目に小さい次点パスメトリックとなるステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより競合パスを確定する。なお、この場合の尤度候補Δは図２１に示すように最小パスメトリックと次点パスメトリックの差分とする。
【００４７】
以上の回路構成、処理手順によれば、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出することが可能となり、さらにメモリ量を削減することが可能である。
【００４８】
また、本実施例は実施例１に対して説明したが、他の実施例についても同様に適用可能である。
【実施例５】
【００４９】
以上の実施例では１次元について説明したが、本実施例では２次元の例について説明する。実施例１と異なるのは尤度候補Δの算出方法などである。
【００５０】
図２２、図２３を用いて尤度候補Δの算出方法についてｎ番目ピクセル周辺を例に説明する。図２２に式８に示すような２×２行列の２次元ＰＲ特性の状態遷移図を示す。ａ，ｂ，ｃ，ｄは任意の実数である。なお、使用する２次元ＰＲ特性はこれに限定するものではなく任意の行列を用いても同様に拡張できる。
【００５１】
まずＢＭ演算部８０１において、図２２の基準値ＲＥＦ[００；００]〜ＲＥＦ[１１；１１]と軟出力復号部５０５入力である等化波形との差分の２乗であるブランチメトリックを計算する。その後、ＡＣＳ演算部８０２において図２２のステートＳ[０；０]〜Ｓ[１；１]毎のパスメトリックにブランチメトリックを加算し、図２２のパスが合流している点で加算結果を比較するのだが、図のように４本のパスが合流していることから、この４本のうち加算結果が最も小さくなるパスを選択する。
【００５２】
図２３のトレリス線図は図２２の状態遷移図を展開したものであり、ｎ番目ピクセルのＳ[０；０]でのパスの合流を例に考える。ＡＣＳ演算部８０２において、選択したパスとその他のパスの加算結果差分（図２３のΔ１、Δ２、Δ３）を算出し、これらΔ１、Δ２、Δ３のうち最小となるものを最も誤り易いパスと判断し、尤度候補Δとして尤度候補メモリ８０３に格納する。図２３ではΔ１が最小としている。
【００５３】
また、競合パス判定部８０７では、ｎ番目ピクセルでの基点ステートを開始点として、ｎ−１番目ピクセルへの遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択するが、この異なるパスとは尤度候補Δを算出した時に使用したパスとする。図２３ではΔ１であったパスを競合パスとしている。
【００５４】
さらに、尤度更新部８１２では、最尤復号値メモリ８０８からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の最尤復号値ｂｍを取得（Ｓ１２０３）、競合復号値メモリ８０９からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の競合復号値ｂｃを取得（Ｓ１２０４）するが、式８の例では図２２のように２ビット同時に復号されるため、最尤復号値ｂｍと競合復号値ｂｃは２ビットの信号となる。よって、最尤復号値ｂｍと競合復号値ｂｃを比較する（Ｓ１２０５）際には０ビット目と１ビット目の夫々のビットで比較を実施する。以降、尤度の更新は０ビット目と１ビット目の夫々で実施する。
【００５５】
以上の回路構成、処理手順によれば、２次元ＰＲ特性を用いた場合にも有効な信頼度を算出することが可能となり、軟判定復号を用いることにより訂正能力を向上させることが可能となる。
【００５６】
また、本実施例は実施例１に対して説明したが、他の実施例についても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０１・・・ホスト、１０２・・・誤り訂正符号化部、１０３・・・変調部、１０４・・・ＬＤＤ、１０５・・・ピックアップ、１０６・・・ディスク、１０７・・・スピンドルモータ、１０８・・・ＡＦＥ、１０９・・・ＡＤＣ、１１０・・・波形等化部、１１１・・・軟出力復号部、１１２・・・軟値復調部、１１３・・・誤り訂正部、８０１・・・ＢＭ演算部、８０２・・・ＡＣＳ演算部、８０３・・・尤度候補メモリ、８０４・・・パスメモリ部、８０５・・・事前最尤パス判定部、８０６・・・最尤パス判定部、８０７・・・競合パス判定部、８０８・・・最尤復号値メモリ、８０９・・・競合復号値メモリ、８１０・・・信号間距離演算部、８１１・・・正規化尤度候補演算部、８１２・・・尤度更新部、８１３・・・尤度メモリ、８１４・・・ＬＬＲ演算部、８１５・・・乗算部、１３０１・・・尤度更新部、１３０２・・・比較用尤度メモリ、１３０３・・・出力用尤度メモリ、１６０１・・・尤度更新部、１９０１・・・最尤パス判定部、１９０２・・・競合パス判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体から情報を再生する、装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（商標））規格では１層２５ＧＢを２層、またＢＤＸＬ（商標）規格では１層３２ＧＢを４層のように高密度化、多層化することにより光ディスクの容量を向上させている。
【０００３】
今後の更なる高密度、大容量化においては、例えば特許文献１の０００７段落に記載のように、「その有力方式として、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ−Ｏｕｔｐｕｔ Ｖｉｔｅｒｂｉ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）がある。これは、硬判定出力型ＰＲＭＬ検出部２１０において、最尤復号されたバイナリデータ（０，１）に加え、その信頼度（復号結果の確からしさに関する情報）を出力し、アナログ値としての復号結果を得る方式である。書き込み側で予め符号化（外符号化）しておけば、読み出し側では前記アナログ値を用いて、外符号を軟判定復号することができる。軟判定復号は、アナログ値を信頼度情報として利用できるため、硬判定復号に比べて誤り率特性が向上することが知られている。」などの技術が挙げられる。
【０００４】
このＳＯＶＡにおける信頼度を得るには、例えば特許文献１の００１８段落に記載のように、「軟判定出力型ＰＲＭＬ検出器において、最尤復号系列と同時に２番目に確からしい系列（２ｎｄ系列）を求め、両系列に対する尤度の差を求め、これを更新する手段を設ける」ことで可能していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５５１５１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、光ディスクなどにこの技術を適用する場合、ＲＬＬ（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ）変調されている点が問題となる。ＲＬＬ変調されることによって、最尤復号系列と２ｎｄ系列の距離がデータ列のパターンによって変化することになり、特許文献１のように「両系列に対する尤度の差」を求めるだけの方法では、正しく尤度を求められなくなる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、例えば特許請求の範囲に記載の発明により解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出することが可能となり、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例における光ディスク記録再生手段の構成図
【図２】ＰＲ（１，２，２，２，１）を用いたビタビアルゴリズムの状態遷移図
【図３】最尤波形、誤り波形、再生波形の例を表す図
【図４】最尤波形、誤り波形の例を表す図
【図５】最尤波形、誤り波形の例を表す図
【図６】パターン毎の尤度分布および合成した尤度分布を表す図
【図７】パターン毎の正規化尤度分布および合成した正規化尤度分布を表す図
【図８】本発明の第１の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図９】本発明の第１の実施例におけるメモリ構成図
【図１０】本発明の第１の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【図１１】本発明の第１の実施例における軟出力復号を説明する波形を表す図
【図１２】本発明の第１の実施例における尤度更新手順を表すフローチャート
【図１３】本発明の第２の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図１４】本発明の第２の実施例におけるメモリ構成図
【図１５】本発明の第２の実施例における尤度更新手順を表すフローチャート
【図１６】本発明の第３の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図１７】本発明の第３の実施例における尤度更新手順を表すフローチャート
【図１８】パターン毎の尤度分布および合成した尤度分布を表す図
【図１９】本発明の第４の実施例における軟出力復号手段を表す構成図
【図２０】本発明の第４の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【図２１】本発明の第４の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【図２２】ＰＲ（ａ，ｂ；ｃ，ｄ）を用いたビタビアルゴリズムの状態遷移図
【図２３】本発明の第５の実施例における軟出力復号を説明するトレリス線図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例は、光ディスク再生におけるＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式において、適切な信頼度を出力することを可能とする情報再生装置および方法を提供する。
【００１３】
まず図１を用いて本実施例の記録再生装置および方法の概略について説明する。
【００１４】
記録動作時には、ホスト１０１からユーザーデータを受信し、誤り訂正符号化部１０２でＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｉｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）符号などにより誤り訂正符号化、変調部１０３で例えばＢＤで使用されているような（１、７）ＲＬＬ変調方式に従い２ビットデータを３ビットデータへ変調する処理を実行する。（１、７）ＲＬＬ変調方式とは、変調後のビットにおいて連続する０の数が、最小１つ、最大７個の範囲となるＲＬＬ（１，７）のランレングス制限に従った変調データとする変調方式である。ＬＤＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ｄｒｉｖｅｒ）で変調データをディスクに記録するために必要なレーザーの強度変調を行い、ピックアップ１０５においてレーザーを発光し、ディスク１０６に記録する。
【００１５】
次に再生動作時には、ディスク１０６よりピックアップ１０５を介して記録データを読み出し、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１０８において振幅調整、フィルター処理を実行し、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０９でデジタル化する。デジタル化された再生信号は波形等化部１１０において軟出力復号部１１１で使用するＰＲ（１，２，２，２，１）などのＰＲ特性となるように波形に等化し、軟出力復号部１１１において後述する方法により軟出力復号値を得る。軟値復調部１１２では軟出力復号部１１１である軟出力復号値のまま（１、７）ＲＬＬ変調を復調し、誤り訂正部１１３においてＳｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号などによるＬＤＰＣ符号の誤り訂正を実施した後、ホスト１０１にデータを送信する。
【００１６】
ここで、図２乃至図７を用いて軟出力復号部１１１の概念について説明する。
【００１７】
軟出力復号部１１１の基本はビタビ復号であり、例えばＢＤＸＬではＰＲ（１，２，２，２，１）というＰＲ特性を使用しており、図２に示すように（１、７）ＲＬＬ変調を反映した状態遷移による復号を行う。ビタビ復号における最尤波形（図３のＴ）と波形等化部１１０出力波形（図３のＷ）のユークリッド距離（式１）と、誤り波形（図３のＦ）と波形等化部１１０出力波形のユークリッド距離（式２）との差分（式３）を尤度Δとする。ｔｎ、ｆｎ、ｗｎは時刻ｎにおけるＴ、Ｆ、Ｗの振幅値を示す。
【００１８】
また、誤り訂正部１１３におけるＳｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号は対数領域の復号法であることから、軟出力復号部１１１出力である信頼度は対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏｎ）とする必要がある。このＬＬＲは、尤度Δの確率密度関数が正規分布に近いとすれば式４で近似することが可能である。μは分布の平均値、σは標準偏差を示す。
【００１９】
この信頼度算出の過程において、（１、７）ＲＬＬ変調が施されたデータではＴ、Ｆの復号値は実際に存在し得るパターン、すなわち最短ランレングスは２Ｔであり１Ｔの存在を許容しないという点が問題となる。例えば図４においてＴの復号値は［００００１１１］、Ｆの復号値は［０００１１１１］であり誤りビット数は１であるが、図５においてＴの復号値は［０００１１０００］、Ｆの復号値は［００１１００００］であり誤りビット数は２となる。これはＲＬＬ変調の規則を満たすようにビタビアルゴリズムが動作するため、図５のＴが誤る場合１Ｔシフトは許容されず２Ｔ部分がスリップすることに起因する。このためＲＬＬ変調されたデータにおいて、ＴとＦのユークリッド距離（式５）は復号結果によって変化してしまう。
【００２０】
この影響について図６を用いて説明する。図は横軸を尤度Δ、縦軸を発生頻度として、ＲＬＬ変調されたデータ列に対して尤度Δをヒストグラム化したイメージを示す。図４のパターンの分布を第１分布、図５のパターンの分布を第２分布とした。それぞれの分布は正規分布に従うとすれば、分布の平均値μはＷ＝Ｔとなる時であり式６で示される。
【００２１】
この値はＴとＦのユークリッド距離がパターンによって異なることから、第１分布と第２分布で異なり、結果として合成した全体分布は正規分布から外れる。このため式４に示したＬＬＲ計算式を適用することが困難となる。
【００２２】
そこでこの問題を解決するため、本実施例は式７に示すようにＴとＦのユークリッド距離で尤度Δを正規化することを特徴とする。
【００２３】
図７に横軸を正規化尤度Δ’、縦軸は発生頻度として正規化尤度Δ’をヒストグラム化したイメージを示す。正規化尤度を使用することにより平均値が一致し、全体分布も正規分布に近くなることからＬＬＲを正しく算出することが可能となる。
【００２４】
以下にこの概念を用いた軟出力復号部１１１の詳細について、図８乃至図１２を用いて説明する。まず図８に軟出力復号部１１１の構成を示す。なお、使用するＰＲ特性をＰＲ（１，２，２，２，１）として説明するがこれに限定するものではない。
【００２５】
まずＢＭ演算部８０１において、図２の基準値ＲＥＦ０００００〜ＲＥＦ１１１１１と軟出力復号部１１１入力である等化波形との差分の２乗であるブランチメトリックを計算する。その後、ＡＣＳ演算部８０２において図２のステートＳ００００〜Ｓ１１１１毎のパスメトリックにブランチメトリックを加算し、図２のパスが合流している点で加算結果を比較し小さいパスを選択する。この合流した２つのパスの加算結果差分を尤度候補Δとして尤度候補メモリ８０３に格納する。また、ＡＣＳ演算部８０２のパス選択結果をパスメモリ８０４に格納する。
【００２６】
尤度を算出する際に最尤パスが不確かであればその尤度の信頼性も落ちることから、最尤パスを確定させた後、その結果を基点として尤度算出用の最尤パスと競合パスを確定させる。この最初の最尤パス判定を事前最尤パス判定部８０５で、その結果を基点とする最尤パス判定を最尤パス判定部８０６で、競合パス判定を競合パス判定部８０７で実施する。事前最尤パス判定のパスメモリ長をＬ１、最尤パス判定のパスメモリ長をＬ２とした時のパスメモリ８０４と尤度候補メモリ８０３の構成を図９に示す。横軸は時刻を示し、時刻ｎを基点としている。なお、図９には後述する最尤復号値メモリ８０８、競合復号値メモリ８０９、尤度メモリ８１３の例も示している。
【００２７】
図１０を用いてこのパス判定方法について時刻ｎ周辺を例に説明する。図１０のトレリス線図は図２の状態遷移図を展開したものである。まず、事前最尤パス判定部８０５において、パスメモリ８０４のパス選択結果を時刻ｎ＋Ｌ１から時刻ｎまでトレースバックすることにより最尤パスを確定する。この時刻ｎでのステートを基点ステートとする。次に最尤パス判定部８０６において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより最尤パスを確定する。また競合パス判定部８０７において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎ−１への遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択、その後時刻ｎ−１から時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより競合パスを確定する。但し、基点となるステートに接続されるパスが１本だけだった場合、基点ステートを時刻ｎから時刻ｎ−１に移し、時刻ｎ−２への遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択する。同様に基点となるステートに接続されるパスが１本でなくなるまで遡るものとする。最尤パス判定部８０６での最尤パスによる復号結果を最尤復号値メモリ８０８に、競合パス判定部８０７での最尤パスによる復号結果を競合復号値メモリ８０９に格納する。
【００２８】
本実施例では前述のように最尤波形と競合波形のユークリッド距離で尤度を正規化する必要がある。図１１に図１０での最尤パスと競合パスに対応する最尤波形と競合波形を示す。信号間距離演算部８１０において最尤復号値と競合復号値にＰＲ（１，２，２，２，１）といったＰＲ特性を畳み込むなどして最尤波形と競合波形を生成し、波形間ユークリッド距離を算出する。
【００２９】
この後の尤度算出方法について図１２のフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず正規化尤度候補演算部８１１において、時刻ｎの尤度候補Δを尤度候補メモリ８０３から取得する（Ｓ１２０１）。この尤度候補Δを信号間距離演算部８１０出力である波形間ユークリッド距離で除算し正規化尤度候補Δ’を算出する（Ｓ１２０２）。尤度更新部８１２では、最尤復号値メモリ８０８からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の最尤復号値ｂｍを取得（Ｓ１２０３）、競合復号値メモリ８０９からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の競合復号値ｂｃを取得（Ｓ１２０４）し、最尤復号値ｂｍと競合復号値ｂｃを比較する（Ｓ１２０５）。Ｓ１２０５の比較結果が一致したら尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持し（Ｓ１２０６）、一致しなければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度Δｋと正規化尤度候補Δ’を比較する（Ｓ１２０７）。Ｓ１２０７の比較結果、正規化尤度候補Δ’が小さければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度をΔ’に置き換え（Ｓ１２０８）（例えば図１０のΔ５）、正規化尤度候補Δ’が大きければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持する（Ｓ１２０６）（例えば図１０のΔ８）。これらＳ１２０３からＳ１２０８までの処理をｋ＝１からＬ２まで実施し、その過程でＳ１２０７が実行されたかを確認する（Ｓ１２０９）。Ｓ１２０７が実行された場合は尤度メモリ８１３のＬ２番目の尤度ΔＬ２を尤度として出力し（Ｓ１２１０）、実行されなかった場合は尤度が一度も更新されなかったので尤度が１として出力する（Ｓ１２１１）。これは、正規化尤度を使用しているため図７に示す分布の平均値を与えていることに相当する。
【００３１】
以上で算出した尤度をＬＬＲ演算部８１４において、式４のＬＬＲ計算式に従いＬＬＲを算出する。なお、式４における平均値μ、標準偏差σは実測してもよいが、予め設定しておいた値を使用してもよい。最後に乗算部８１５において、最尤復号値メモリ８０８のＬ２番目の最尤復号値とＬＬＲを乗算した結果を信頼度として軟値復調部１１２に出力する。
【００３２】
以上の回路構成、処理手順によれば、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出することが可能となり、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【００３３】
なお、本実施例では波形間距離を算出するのにユークリッド距離を利用したが、絶対値に読み替えて実施してもよい。また（１、７）ＲＬＬを例に説明したが、これに限定するものではなく、任意の変調方式においても適用可能である。これらのことは以降の実施例についても同様である。
【実施例２】
【００３４】
本実施例が実施例１と異なるのは、尤度の更新には正規化しない尤度を使用する点である。図１３に本実施例における軟出力復号部１１１の構成を示す。実施例１と相違するのは図８の尤度更新部８１２および尤度メモリ８１３であり、対応するのは図１３の尤度更新部１３０１、比較用尤度メモリ１３０２、出力用尤度メモリ１３０３である。比較用尤度メモリ１３０２、出力用尤度メモリ１３０３の構成を図１４に示す。
【００３５】
ここで、図１３における尤度更新部１３０１の動作について図１５のフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
Ｓ１２０５までの動作は実施例１と同一であり、Ｓ１２０５の比較結果が一致したら比較用尤度メモリ１３０２、および出力用尤度メモリ１３０３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持し（Ｓ１５０１）、一致しなければ比較用尤度メモリ１３０２に格納されているｋ番目の尤度Δｋと尤度候補Δを比較する（Ｓ１５０２）。Ｓ１５０２の比較結果、尤度候補Δが小さければ比較用尤度メモリ１３０２に格納されているｋ番目の尤度を尤度候補Δに置き換え（Ｓ１５０３）、出力用尤度メモリ１３０３に格納されているｋ番目の尤度を正規化尤度候補Δ’に置き換える（Ｓ１５０４）。またＳ１５０２の比較結果、尤度候補Δが大きければ比較用尤度メモリ１３０２、および出力用尤度メモリ１３０３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持する（Ｓ１５０１）。これらＳ１２０３からＳ１５０４までの処理をｋ＝１からＬ２まで実施し、その過程でＳ１５０２が実行されたかを確認する（Ｓ１５０５）。Ｓ１５０２が実行された場合は出力用尤度メモリ１３０３のＬ２番目の尤度ΔＬ２’を尤度として出力し（Ｓ１５０６）、実行されなかった場合は尤度が一度も更新されなかったので尤度が１として出力する（Ｓ１５０７）。これは、正規化尤度を使用しているため図７に示す分布の平均値を与えていることに相当する。
【００３７】
以上の回路構成、処理手順によれば、尤度更新の比較は正規化前、実際に出力するのは正規化後の尤度を使用することができ、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【実施例３】
【００３８】
本実施例が実施例１と異なるのは、尤度の更新および出力にも正規化しない尤度を使用する点である。図１６に本実施例における軟出力復号部１１１の構成を示す。実施例１と相違するのは図８の尤度更新部８１２であり、対応するのは図１６の尤度更新部１６０１である。なお、図８の信号間距離演算部８１０、正規化尤度候補演算部８１１は必要ない。
【００３９】
ここで、図１６における尤度更新部１６０１の動作について図１７のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
Ｓ１２０５までの動作は実施例１と同一であり、Ｓ１２０５の比較結果が一致したら尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持し（Ｓ１７０１）、一致しなければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度Δｋと尤度候補Δを比較する（Ｓ１７０２）。Ｓ１７０２の比較結果、尤度候補Δが小さければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度を尤度候補Δに置き換え（Ｓ１７０３）、尤度候補Δが大きければ尤度メモリ８１３に格納されているｋ番目の尤度はそのまま保持する（Ｓ１７０１）。これらＳ１２０３からＳ１７０３までの処理をｋ＝１からＬ２まで実施し、その過程でＳ１７０２が実行されたかを確認する（Ｓ１７０４）。Ｓ１７０２が実行された場合は尤度メモリ８１３のＬ２番目の尤度ΔＬ２を尤度として出力し（Ｓ１７０５）、実行されなかった場合は尤度が一度も更新されなかったので、最尤波形と競合波形の波形間ユークリッド距離が最小となるものを尤度として出力する（Ｓ１７０６）。これは、正規化しない場合、尤度は図１８のような分布をとるため、その分布の中で最も誤り易いパスの分布の平均値（図１８ではμ２）を与えていることに相当する。また、S１７０６で出力する尤度としては、図１８における全体分布の平均値（μａｌｌ）を使用しても良い。
【００４１】
以上の回路構成、処理手順によれば、正規化しない尤度を用いる場合においても適切な尤度を出力させることができ、軟判定復号における訂正能力を向上させることが可能となる。
【実施例４】
【００４２】
本実施例が実施例１と異なるのは、競合パス判定の動作である。実施例１では事前最尤パス判定を実施した後、最尤パス、競合パスを判定していたのに対し、本実施例では事前最尤パス判定しないことを特徴とする。
【００４３】
図１９に本実施例における軟出力復号部１１１の構成を示す。実施例１と相違するのは図８の最尤パス判定部８０６、競合パス判定部８０７であり、対応するのは図１９の最尤パス判定部１９０１、競合パス判定部１９０２である。なお、図８の尤度候補メモリ８０３、事前最尤パス判定部８０５は必要ない。
【００４４】
図２０を用いてこのパス判定方法について時刻ｎ周辺を例に説明する。図２０のトレリス線図は図２の状態遷移図を展開したものである。まず、時刻ｎでのパスメトリックが最小のステートを基点ステートとする。次に最尤パス判定部１９０１において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより最尤パスを確定する。また競合パス判定部１９０２において、時刻ｎでの基点ステートを開始点として、時刻ｎ−１への遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択、その後時刻ｎ−１から時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより競合パスを確定する。
【００４５】
もしくは、競合パスの判定に以下の方法を採用してもよい。
【００４６】
図２１を用いてこのパス判定方法について時刻ｎ周辺を例に説明する。図２１のトレリス線図は図２の状態遷移図を展開したものである。最尤パス判定部１９０１において、時刻ｎでの最小パスメトリックとなるステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより最尤パスを確定する。また競合パス判定部１９０２において、時刻ｎでのパスメトリックが二番目に小さい次点パスメトリックとなるステートを開始点として、時刻ｎから時刻ｎ−Ｌ２まで通常通りトレースバックすることにより競合パスを確定する。なお、この場合の尤度候補Δは図２１に示すように最小パスメトリックと次点パスメトリックの差分とする。
【００４７】
以上の回路構成、処理手順によれば、ＲＬＬ変調されているデータ列に対しても有効な信頼度を算出することが可能となり、さらにメモリ量を削減することが可能である。
【００４８】
また、本実施例は実施例１に対して説明したが、他の実施例についても同様に適用可能である。
【実施例５】
【００４９】
以上の実施例では１次元について説明したが、本実施例では２次元の例について説明する。実施例１と異なるのは尤度候補Δの算出方法などである。
【００５０】
図２２、図２３を用いて尤度候補Δの算出方法についてｎ番目ピクセル周辺を例に説明する。図２２に式８に示すような２×２行列の２次元ＰＲ特性の状態遷移図を示す。ａ，ｂ，ｃ，ｄは任意の実数である。なお、使用する２次元ＰＲ特性はこれに限定するものではなく任意の行列を用いても同様に拡張できる。
【００５１】
まずＢＭ演算部８０１において、図２２の基準値ＲＥＦ[００；００]〜ＲＥＦ[１１；１１]と軟出力復号部５０５入力である等化波形との差分の２乗であるブランチメトリックを計算する。その後、ＡＣＳ演算部８０２において図２２のステートＳ[０；０]〜Ｓ[１；１]毎のパスメトリックにブランチメトリックを加算し、図２２のパスが合流している点で加算結果を比較するのだが、図のように４本のパスが合流していることから、この４本のうち加算結果が最も小さくなるパスを選択する。
【００５２】
図２３のトレリス線図は図２２の状態遷移図を展開したものであり、ｎ番目ピクセルのＳ[０；０]でのパスの合流を例に考える。ＡＣＳ演算部８０２において、選択したパスとその他のパスの加算結果差分（図２３のΔ１、Δ２、Δ３）を算出し、これらΔ１、Δ２、Δ３のうち最小となるものを最も誤り易いパスと判断し、尤度候補Δとして尤度候補メモリ８０３に格納する。図２３ではΔ１が最小としている。
【００５３】
また、競合パス判定部８０７では、ｎ番目ピクセルでの基点ステートを開始点として、ｎ−１番目ピクセルへの遷移に関してのみパスメモリ８０４に格納されたのと異なるパスを選択するが、この異なるパスとは尤度候補Δを算出した時に使用したパスとする。図２３ではΔ１であったパスを競合パスとしている。
【００５４】
さらに、尤度更新部８１２では、最尤復号値メモリ８０８からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の最尤復号値ｂｍを取得（Ｓ１２０３）、競合復号値メモリ８０９からｋ番目（１≦ｋ≦Ｌ２）の競合復号値ｂｃを取得（Ｓ１２０４）するが、式８の例では図２２のように２ビット同時に復号されるため、最尤復号値ｂｍと競合復号値ｂｃは２ビットの信号となる。よって、最尤復号値ｂｍと競合復号値ｂｃを比較する（Ｓ１２０５）際には０ビット目と１ビット目の夫々のビットで比較を実施する。以降、尤度の更新は０ビット目と１ビット目の夫々で実施する。
【００５５】
以上の回路構成、処理手順によれば、２次元ＰＲ特性を用いた場合にも有効な信頼度を算出することが可能となり、軟判定復号を用いることにより訂正能力を向上させることが可能となる。
【００５６】
また、本実施例は実施例１に対して説明したが、他の実施例についても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０１・・・ホスト、１０２・・・誤り訂正符号化部、１０３・・・変調部、１０４・・・ＬＤＤ、１０５・・・ピックアップ、１０６・・・ディスク、１０７・・・スピンドルモータ、１０８・・・ＡＦＥ、１０９・・・ＡＤＣ、１１０・・・波形等化部、１１１・・・軟出力復号部、１１２・・・軟値復調部、１１３・・・誤り訂正部、８０１・・・ＢＭ演算部、８０２・・・ＡＣＳ演算部、８０３・・・尤度候補メモリ、８０４・・・パスメモリ部、８０５・・・事前最尤パス判定部、８０６・・・最尤パス判定部、８０７・・・競合パス判定部、８０８・・・最尤復号値メモリ、８０９・・・競合復号値メモリ、８１０・・・信号間距離演算部、８１１・・・正規化尤度候補演算部、８１２・・・尤度更新部、８１３・・・尤度メモリ、８１４・・・ＬＬＲ演算部、８１５・・・乗算部、１３０１・・・尤度更新部、１３０２・・・比較用尤度メモリ、１３０３・・・出力用尤度メモリ、１６０１・・・尤度更新部、１９０１・・・最尤パス判定部、１９０２・・・競合パス判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報再生装置において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力する最尤パス判定部と、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力する競合パス判定部と、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力する尤度演算部と、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力する信号間距離演算部と、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報再生装置において、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度を出力する正規化尤度演算部と、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記正規化尤度を比較し、前記正規化尤度が小さい場合に前記正規化尤度を尤度候補とする尤度更新部と、
前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の情報再生装置において、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とする尤度更新部と、
前記尤度候補を前記信号間距離で正規化した正規化尤度候補を出力する正規化尤度候補演算部と、
前記正規化尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項４】
情報再生装置において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力する最尤パス判定部と、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力する競合パス判定部と、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力する尤度演算部と、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力する信号間距離演算部と、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とする尤度更新部と、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の情報再生装置において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の最小値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項６】
請求項４に記載の情報再生装置において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の平均値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の情報再生装置において、
前記競合パスとは、前記最尤パスのある時刻のパス合流点において強制的に分岐させたパスとすることを特徴とする情報再生装置。
【請求項８】
情報再生方法において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力し、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力し、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力し、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力し、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項９】
請求項８に記載の情報再生方法において、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度を出力し、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記正規化尤度を比較し、前記正規化尤度が小さい場合に前記正規化尤度を尤度候補とし、
前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の情報再生方法において、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とし、
前記尤度候補を前記信号間距離で正規化した正規化尤度候補を出力し、
前記正規化尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１１】
情報再生方法において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力し、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力し、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力し、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力し、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とし、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の情報再生方法において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の最小値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の情報再生方法において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の平均値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１３に記載の情報再生方法において、
前記競合パスとは、前記最尤パスのある時刻のパス合流点において強制的に分岐させたパスとすることを特徴とする情報再生方法。
【請求項１】
情報再生装置において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力する最尤パス判定部と、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力する競合パス判定部と、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力する尤度演算部と、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力する信号間距離演算部と、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報再生装置において、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度を出力する正規化尤度演算部と、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記正規化尤度を比較し、前記正規化尤度が小さい場合に前記正規化尤度を尤度候補とする尤度更新部と、
前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の情報再生装置において、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とする尤度更新部と、
前記尤度候補を前記信号間距離で正規化した正規化尤度候補を出力する正規化尤度候補演算部と、
前記正規化尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項４】
情報再生装置において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力する最尤パス判定部と、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力する競合パス判定部と、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力する尤度演算部と、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力する信号間距離演算部と、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とする尤度更新部と、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部と、
を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の情報再生装置において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の最小値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項６】
請求項４に記載の情報再生装置において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の平均値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力する信頼度出力部を有することを特徴とする情報再生装置。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の情報再生装置において、
前記競合パスとは、前記最尤パスのある時刻のパス合流点において強制的に分岐させたパスとすることを特徴とする情報再生装置。
【請求項８】
情報再生方法において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力し、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力し、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力し、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力し、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項９】
請求項８に記載の情報再生方法において、
前記尤度を前記信号間距離で正規化した正規化尤度を出力し、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記正規化尤度を比較し、前記正規化尤度が小さい場合に前記正規化尤度を尤度候補とし、
前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の情報再生方法において、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とし、
前記尤度候補を前記信号間距離で正規化した正規化尤度候補を出力し、
前記正規化尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１１】
情報再生方法において、
最も確からしい復号結果となる最尤パスを出力し、
前記最尤パスと異なる復号結果となる競合パスを出力し、
前記最尤パスと前記競合パスの差分である尤度を出力し、
前記最尤パスの復号結果から生成される最尤波形と、前記競合パスの復号結果から生成される競合波形との距離である信号間距離を出力し、
前記最尤パスの復号結果と前記競合パスの復号結果が異なる時刻の尤度候補と前記尤度を比較し、前記尤度が小さい場合に前記尤度を尤度候補とし、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の情報再生方法において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の最小値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の情報再生方法において、
前記比較動作が実施されなかった場合は前記信号間距離の平均値に基づいて信頼度を出力し、前記比較動作が実施された場合は前記尤度候補に基づいて信頼度を出力することを特徴とする情報再生方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１３に記載の情報再生方法において、
前記競合パスとは、前記最尤パスのある時刻のパス合流点において強制的に分岐させたパスとすることを特徴とする情報再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２２６７８８（Ｐ２０１２−２２６７８８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０６３０（Ｐ２０１１−９０６３０）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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